选择性的SiN侧向内凹制造技术

用于侧向蚀刻氮化硅的示例性方法可以包括将含氟前驱物和含氧前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域内。所述方法可以包括在远程等离子体区域内形成等离子体，以生成所述含氟前驱物和所述含氧前驱物的等离子体流出物。所述方法还可以包括将所述等离子体流出物流入所述半导体处理腔室的处理区域内。基板可以被放置在处理区域内，并且所述基板可以包括沟槽，所述沟槽被形成为穿过堆叠层，所述堆叠层包括交替的氮化硅层和氧化硅层。所述方法还可以包括在实质上维持所述氧化硅层的同时，从所述沟槽的侧壁侧向蚀刻所述氮化硅层。所述氮化硅层可以从所述沟槽的所述侧壁被侧向蚀刻小于10nm。

Selective SiN lateral concave

An example method for lateral etching of silicon nitride may include the flow of fluorine-containing precursors and oxygen-containing precursors into a remote plasma region of a semiconductor processing chamber. The method may include forming a plasma in a remote plasma region to generate the plasma effluent of the fluorine-containing precursor and the oxygen-containing precursor. The method may also include streaming the plasma out into the processing area of the semiconductor processing chamber. The substrate may be placed in a processing area, and the substrate may include grooves formed to pass through a stacking layer comprising alternating silicon nitride layers and silicon oxide layers. The method may also include etching the silicon nitride layer from the side wall of the groove while substantially maintaining the silicon oxide layer. The silicon nitride layer can be laterally etched from the side wall of the groove to less than 10 nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性的SiN侧向内凹
本技术涉及半导体工艺及设备。具体而言，本技术涉及侧向蚀刻垂直结构中的氮化硅有关。
技术介绍
可以通过在基板表面上生产错综复杂地图案化的材料层的工艺制作集成电路。在基板上生产图案化的材料需要受控的方法以移除暴露的材料。化学蚀刻用于各种目的，包括将光刻胶中的图案转移至下方层内、薄化层或薄化已经存在于表面上的特征的侧向维度。通常，期望具有蚀刻一种材料比蚀刻另一种材料更快的蚀刻工艺，以有助于，例如，图案转移工艺。这种蚀刻工艺可说是对第一材料有选择性。材料、电路与工艺的多样化的结果是，蚀刻工艺已被开发成具有对多种材料的选择性。可以基于工艺中使用的材料将蚀刻工艺定义为湿式或干式。湿式HF蚀刻比起其它电介质和材料优先移除氧化硅。然而，湿式工艺可能难以穿透某些受限的沟槽，并且有时候也可能使余留的材料变形。在基板处理区域内形成的局部等离子体中产生的干式蚀刻可以穿透更为受限的沟槽，并显现出对精细的余留结构的较少变形。然而，局部等离子体可能通过电弧的产生而在电弧放电时损坏基板。因此，具有对于可被用来生产高质量器件和结构的改良的系统和方法需求。本技术可满足这些以及其它需求。
技术实现思路
用于侧向蚀刻氮化硅的方法和系统可以包括将含氟前驱物和含氧前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域内。该方法可以包括在远程等离子体区域内形成等离子体，以生成含氟前驱物和含氧前驱物的等离子体流出物。该方法还可以包括将等离子体流出物流入半导体处理腔室的处理区域内。基板可以被定位在处理区域内，并且基板可以包括沟槽，所述沟槽被形成为穿过堆叠层，所述堆栈层包括交替的氮化硅层和氧化硅层。该方法还可以包括在实质上维持氧化硅层的同时，从沟槽的侧壁侧向蚀刻氮化硅层。氮化硅层可以从沟槽的侧壁被侧向蚀刻小于10nm。在实施例中，含氧前驱物对含氟前驱物的流速比例可以是大于或约为50:1。交替材料的堆叠层可以包括至少50层交替的氮化硅层和氧化硅层，并且沟槽可以被表征为大于或约为100:1的深宽比。在实施例中，可以在约-100℃与约100℃之间的温度下执行侧向蚀刻，并且可以在小于或约0℃的温度下执行侧向蚀刻。可以在小于或约为1托的腔室操作压力下执行侧向蚀刻。在一些实施例中，氮化硅层可以被侧向蚀刻小于或约为6nm。此外，侧向蚀刻可以包括氧化氮化硅的一部分，以产生氟化氧化物。氟化氧化物内的氟可以扩散通过氮化硅的经氧化部分，以侧向蚀刻氮化硅。此外，蚀刻方法可以进一步包括从氮化硅移除氟化氧化物。在实施例中，移除氟化氧化物可以包括用从含氟前驱物和含氢前驱物产生的等离子体流出物蚀刻氟化氧化物。在实施例中，沟槽的上方区域处的氮化硅层与沟槽的下方区域处的氮化硅层在侧向蚀刻量上相差可以小于约30％。本技术还可以包括蚀刻方法，所述蚀刻方法可以包括将含氟前驱物和含氧前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域内。该方法可以包括在远程等离子体区域内形成等离子体，以生成含氟前驱物和含氧前驱物的初级等离子体流出物(primaryplasmaeffluent)。该方法可以包括将初级等离子体流出物流入半导体处理腔室的处理区域内。基板可以被定位在处理区域内，并且基板可以包括沟槽，沟槽被形成为穿过堆叠层，堆叠层包括交替的氮化硅层和氧化硅层。该方法可以包括从沟槽的侧壁氧化氮化硅的一部分，以在每一层氮化硅中产生氟化氧化物区域。该方法还可以包括将含氟前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域，同时生成等离子体，以产生继发等离子体流出物(secondaryplasmaeffluent)。该方法可以包括将继发等离子体流出物流入半导体处理腔室的处理区域内。该方法更可以进一步包括从每一层氮化硅侧向蚀刻氟化氧化物区域。在示例性方法中，用于产生初级等离子体流出物的含氧前驱物对含氟前驱物的流速比例可以大于或约为60:1。在一些实施例中，氮化硅可以被氧化至从约1nm至约8nm的深度。沟槽的底部可以至少部分地与氮化硅层一起被氧化，并且沟槽的底部可以被蚀刻小于或约5nm。在示例性蚀刻方法期间，半导体处理腔室内的温度可以小于或约0℃。从每一层氮化硅侧向蚀刻氟化氧化物区域可以进一步包括将含氢前驱物流入半导体处理腔室内。氮化硅的被氧化的部分可包括比氧化硅层更低质量的氧化物。此外，在示例性方法中，沟槽的上方区域处的氮化硅层与沟槽的下方区域处的氮化硅层在侧向蚀刻量上相差可小于约20％。相较于传统的系统和技术，这种技术可以提供许多优点例如，所述工艺可提供在存储器孔(memoryhole)内精细地减少的层。此外，本技术的实施例的操作可全部在单个腔室中执行。结合以下描述以及所附附图可以更详细地描述这些和其它实施例，还有它们的诸多优点和特征。附图说明通过参考说明书的其余部分和附图，可进一步理解所公开的技术的本质和优点。图1示出了根据本技术的实施例的示例性处理系统的一个实施例的俯视平面图。图2A示出了根据本技术的实施例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例的图2A中示出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例的示例性喷淋头的底部平面图。图4示出了根据本技术的实施例的方法中的示例性操作。图5示出了根据本技术的实施例的方法中的示例性操作。图6A至6C示出了根据本技术的实施例的被处理的基板的横截面视图。附图包括以示意图方式呈现的若干附图。应理解，附图以说明为目的，且不考虑比例，除非有按比例绘制的具体声明。此外，作为示意图，所述附图被提供来帮助理解，并且相较于现实表示可能不包括全部的方面或信息，并且可能包括用于解说目的的多余的或夸大的材料。在所附的附图中，类似的部件和/或特征可具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种部件可通过在附图标记之后加上区分这些类似部件的字母而区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，描述可适用于具有相同的第一附图标记的类似部件的任何一个，而与字母无关。具体实施方式在从2DNAND到3DNAND的转换中，许多工艺操作从垂直操作改为水平操作。此外，随着3DNAND结构在形成的单元的数量上增长，存储器孔(memoryhole)和其他结构的深宽比会增加，有时候是显著地增加。在3DNAND处理期间，占位体层(placeholderlayer)和介电材料的堆叠可以形成电极间电介质或IPD层。可以对这些占位体层进行各种操作，以在完全移除材料并将其替换为金属之前放置结构。虽然可以将金属化结合在单元结构的一侧上，但是可以已经先在结构的另一侧上执行操作，例如形成浮置栅极(floatinggate)或电荷陷阱层(charge-traplayer)。尽管这些层可以形成在存储器孔内，但在垂直方向上分离的存储器单元之间可能发生串扰(crosstalk)。减少这种交流的一种方式可以包括在形成这些层之前蚀刻占位体材料，以允许介电材料进一步将各个单元材料层与相邻的单元分开。因为这些存储器孔的高深宽比，可能难以穿透整个长度以接近孔的底部处的单元。传统的干式蚀刻技术可能难以将前驱物充分扩散到存储器孔的底部。因此，蚀刻剂通常在到达底部单元层之前就开始蚀刻顶部单元层，并且可能不会到达底部单元层。这可能最终产生穿过存储器孔的V形，其中在存储器孔的顶部或附近的占位体材料处可能发生实质的蚀刻，而在存储器孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻方法，包含：将含氟前驱物和含氧前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域内；在所述远程等离子体区域内形成等离子体，以生成所述含氟前驱物和所述含氧前驱物的等离子体流出物；将所述等离子体流出物流入所述半导体处理腔室的处理区域内，其中基板被放置在所述处理区域内，并且其中所述基板包含沟槽，所述沟槽被形成穿过堆叠层，所述堆叠层包括交替的氮化硅层和氧化硅层；以及在实质上维持所述氧化硅层的同时，从所述沟槽的侧壁侧向蚀刻所述氮化硅层，其中所述氮化硅层从所述沟槽的所述侧壁被侧向蚀刻小于10nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 US 15/288,8981.一种蚀刻方法，包含：将含氟前驱物和含氧前驱物流入半导体处理腔室的远程等离子体区域内；在所述远程等离子体区域内形成等离子体，以生成所述含氟前驱物和所述含氧前驱物的等离子体流出物；将所述等离子体流出物流入所述半导体处理腔室的处理区域内，其中基板被放置在所述处理区域内，并且其中所述基板包含沟槽，所述沟槽被形成穿过堆叠层，所述堆叠层包括交替的氮化硅层和氧化硅层；以及在实质上维持所述氧化硅层的同时，从所述沟槽的侧壁侧向蚀刻所述氮化硅层，其中所述氮化硅层从所述沟槽的所述侧壁被侧向蚀刻小于10nm。2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中含氧前驱物对含氟前驱物的流速比例大于或约为50:1。3.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述堆栈层包含至少50层交替的氮化硅层和氧化硅层，并且其中所述沟槽表征为大于或约为100:1的深宽比。4.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中在约-100℃与约100℃之间的温度下执行所述侧向蚀刻。5.如权利要求4所述的蚀刻方法，其中所述温度小于或约为0℃。6.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中在小于或为约1托的腔室操作压力下执行所述侧向蚀刻。7.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述侧向蚀刻包含氧化所述氮化硅的一部分，以产生氟化氧化物。8.如权利要求7所述的蚀刻方法，其中所述氟化氧化物内的氟扩散通过所述氮化硅的被氧化部分，以侧向蚀刻所述氮化硅。9.如权利要求7所述的蚀刻方法，其中所述方法进一步包含从...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智君，J·黄，王安川，N·英格尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US