用于蚀刻含锗材料的系统技术方案

用于蚀刻含锗材料的示例性系统可以包括半导体处理腔室的远程等离子体区域、腔室部件以及所述半导体处理腔室的处理区域。远程等离子体区域可被配置用于形成含氟前驱物的等离子体。腔室部件的孔可被涂覆有催化材料。催化材料可被配置用于降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度。处理区域可被配置用于容置待由所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。

【技术实现步骤摘要】
用于蚀刻含锗材料的系统
本技术涉及半导体工艺和设备。更特定地，本技术涉及在使用催化转化的半导体处理期间蚀刻SiGe。
技术介绍
通过在基板表面上产生图案复杂的材料层的工艺，集成电路成为可能。在基板上产生图案化的材料要求用于将暴露材料去除的受控方法。化学蚀刻用于多种用途，包括将光刻胶中的图案转移到下方层中、使层薄化，或使已存在于表面上的特征的侧向尺寸薄化。通常，期望的是，具有一种比蚀刻另一材料更快地蚀刻一种材料以促进例如图案转移工艺的蚀刻工艺。这种蚀刻工艺被称为是对第一材料有选择性的。由于材料、电路和工艺的多样性，蚀刻工艺已发展成具有面向于多种材料的选择性。蚀刻工艺可以基于工艺中使用的材料而被称为湿法蚀刻或干法蚀刻。湿法HF蚀刻优选地去除在其他电介质和材料上面的氧化硅。然而，湿法工艺可能难以穿透一些受限沟槽并且有时还可能使其余材料发生变形。在形成在基板处理区域内的本地等离子体中产生的干法蚀刻可以穿透更受限的沟槽，并且使精细的其余结构更少地变形。然而，本地等离子体可能在它们放电时因产生电弧而损坏基板。因此，需要可用于产生高质量器件和结构的改进的系统和方法。这些和其他需要通过本技术来解决。
技术实现思路
用于蚀刻含锗材料的示例性系统可以包括半导体处理腔室的远程等离子体区域、腔室部件以及所述半导体处理腔室的处理区域。远程等离子体区域可被配置用于形成含氟前驱物的等离子体。腔室部件的孔可被涂覆有催化材料。催化材料可被配置用于降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度。处理区域可被配置用于容置待由所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。在一些实施方式中，催化材料可以是或包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱。这可包括提到的材料中的任一者的氧化物。系统还可以包括加热元件。加热元件可被配置用于将腔室部件维持在高于约70℃的温度下。系统还可以包括冷却元件。冷却元件可被配置用于将基板维持在低于约30℃的温度下。含锗材料可以是或包括SiGe。含锗材料可以是第一含锗材料，并且第一含锗材料可以相对于硅或第二含锗材料被蚀刻。第二含锗材料可以由比第一含锗材料低的锗浓度来表征。系统可被配置用于执行蚀刻。蚀刻可以具有相对于硅或所述第二含锗材料大于或为约300:1的面向于第一含锗材料的选择性。系统可被配置用于将处理腔室内的压力维持为高于约2Torr。腔室部件可以是喷头或离子抑制器。本技术还涵盖用于蚀刻含锗材料的另一种系统。系统可以包括半导体处理腔室的远程等离子体区域、定位在所述远程等离子体区域的下游的腔室部件以及所述半导体处理腔室的处理区域。远程等离子体区域可被配置用于形成含氟前驱物的等离子体。腔室部件可以包含催化材料。催化材料可被配置用于催化转化等离子体流出物中的氟自由基的至少一部分。处理区域可被配置用于容置待由经催化转化的所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。在一些实施方式中，氟自由基的催化转化可以包括在催化材料上形成包括来自氟自由基的至少两个氟原子的材料。腔室部件可以包括远程等离子体单元递送管、阻挡板、面板、离子抑制器或喷头中的一个或多个。催化材料可以是或包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱，以及这些材料中的任一者的氧化物。系统还可以包括加热元件。加热元件可被配置用于将腔室部件维持在高于约70℃的温度下。系统还可以包括冷却元件。冷却元件可被配置用于将基板维持在低于约30℃的温度下。腔室可被配置用于将处理腔室内的压力维持为在约1Torr与约30Torr之间。本技术还可以包括用于蚀刻含锗材料的其他系统。系统可以包括半导体处理腔室的远程等离子体区域、腔室部件、加热元件、半导体处理腔室的处理区域以及冷却元件。远程等离子体区域可被配置用于产生等离子体流出物。腔室部件的孔可被涂覆有催化材料。催化材料可被配置用于降低所述等离子体流出物中的氟自由基的浓度。加热元件可被配置用于将所述腔室部件维持在约70℃与约150℃之间的温度下。处理区域可被配置用于容置待由所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。冷却元件可被配置用于将所述基板维持在低于约30℃的温度下。在一些实施方式中，催化材料可以包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱，以及这些材料的氧化物。系统可被配置用于将处理腔室内的压力维持为在约1Torr与约30Torr之间。腔室部件可以是或包括喷头或离子抑制器。这种技术可相较常规的系统和技术而提供许多益处。例如，所述工艺可允许含锗材料相对于基板上的其他暴露材料的高蚀刻选择性。另外，等离子体操作可以提供比基于热的蚀刻操作更多的调谐能力。这些和其他实施方式及其许多优点和特征结合以下描述和随附附图来更详细地进行描述。附图说明可以参考本说明书的其余部分和附图来实现对所公开的技术的本质和优点的进一步理解。图1示出了根据本技术的实施方式的示例性处理系统的一个实施方式的俯视平面图。图2A示出了根据本技术的实施方式的示例性处理腔室的横截面示意图。图2B示出了根据本技术的实施方式的图2A中所示的处理腔室的一部分的详细视图。图3示出了根据本技术的实施方式的示例性喷头的仰视平面图。图4示出了根据本技术的实施方式的方法中的示例性操作。包括数个附图作为示意图。将理解，附图出于说明目的，并且除非明确表明为按比例绘制，否则就不考虑为按比例绘制。另外，作为示意图提供的附图用来帮助进行理解并且与实际表示相比可能并不包括所有的方面或信息，并且出于说明目的，可能包括夸大的材料。在附图中，类似部件和/或特征可以具有相同附图标记。另外，相同类型的各种部件可以通过在附图标记之后加上用于区分类似部件的字母来进行区分。如果本说明书中仅使用第一附图标记，那么该描述适用于具有相同第一附图标记的类似部件中的任一者，而不管字母如何。具体实施方式由于许多新的半导体结构利用替代材料，因此含锗材料(诸如锗和硅锗或SiGe)可能用得越来越多。在一些技术中可以使用含氟前驱物来蚀刻含锗材料，然而，基板上的许多其他暴露材料可能易于受到蚀刻。例如，取决于工艺条件和工艺中利用的其他前驱物，氟材料(诸如等离子体流出物中的氟自由基)可蚀刻硅、氮化硅或氧化硅。常规方法可能已接受了这个缺陷并调整了某些工艺条件、结构特征和蚀刻剂化学物质以适应此限制。本技术可通过产生专门地调谐用于降低与硅、氮化物和其他半导体材料的反应性的原位蚀刻剂来克服这些问题。相较常规技术来说，这可显著提高蚀刻速率。虽然其余的公开内容将常规地识别利用所公开的技术的特定的蚀刻工艺，但将易于理解，系统和方法同样地适用于可能在所述的腔室中发生的沉积和清洁工艺。因此，所述技术不应被认为是如此限制为仅用于蚀刻工艺或腔室。此外，虽然示例性腔室被描述为提供本技术的基础，但将理解，本技术可应用于可允许所述的单腔室操作的实际上任何的半导体处理腔室。图1示出了根据实施方式的具有沉积腔室、蚀刻腔室、烘烤腔室和固化腔室的处理系统100的一个实施方式的俯视平面图。在该图中，一对前开式联合晶片盒(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于蚀刻含锗材料的系统，所述系统包括：半导体处理腔室的远程等离子体区域，其被配置用于形成含氟前驱物的等离子体；腔室部件，其中所述腔室部件的孔被涂覆有催化材料，所述催化材料被配置用于降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度；以及所述半导体处理腔室的处理区域，其被配置用于容置待由所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。

【技术特征摘要】
2017.08.04 US 15/669,3621.一种用于蚀刻含锗材料的系统，所述系统包括：半导体处理腔室的远程等离子体区域，其被配置用于形成含氟前驱物的等离子体；腔室部件，其中所述腔室部件的孔被涂覆有催化材料，所述催化材料被配置用于降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度；以及所述半导体处理腔室的处理区域，其被配置用于容置待由所述等离子体流出物蚀刻的包含含锗材料的基板。2.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述催化材料包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱。3.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，进一步包括加热元件，所述加热元件被配置用于将所述腔室部件维持在高于约70℃的温度下。4.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，进一步包括冷却元件，所述冷却元件被配置用于将所述基板维持在低于约30℃的温度下。5.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述含锗材料包括SiGe。6.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述含锗材料是第一含锗材料，其中所述第一含锗材料相对于硅或第二含锗材料被蚀刻，并且其中所述第二含锗材料由比所述第一含锗材料低的锗浓度来表征。7.如权利要求6所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述系统被配置用于执行蚀刻，所述蚀刻具有相对于所述硅或所述第二含锗材料大于或为约300:1的面向于所述第一含锗材料的选择性。8.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述系统被配置用于将所述处理腔室内的压力维持为高于约2Torr。9.如权利要求1所述的用于蚀刻含锗材料的系统，其中所述腔室部件包括喷头或离子抑制器。10.一种用于蚀刻含锗材料的系统，所述系统包括：半导体处理腔室的远程等离子体区域，其被配置用于形成含氟前驱物的等离子体；定位在所述远程等离子体区域的下游的腔室部件，其中所述腔室部件包含催化材料，所述催化材料被配置用于催化转化等离子体流出物中的氟自由基的至少一部分；以及所述半导体处理腔室的处理区域，其被配置用于容置待由...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科罗利克，N·英格尔，D·基欧西斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：新型
国别省市：美国,US