使用循环钝化和蚀刻的高深宽比选择性横向蚀刻制造技术

本发明专利技术描述了用于从凹陷特征的侧壁横向蚀刻不需要的材料的方法和装置。在各种实施方案中，该方法包括蚀刻侧壁的一部分，在侧壁的一部分上沉积保护膜，以及循环进行蚀刻和沉积操作，直到从凹陷特征的整个深度去除不需要的材料为止。每个蚀刻和沉积操作可以沿着特征的侧壁瞄准特定深度。在某些情况下，不需要的材料从特征的底部向上去除，而在其他情况下，不需要的材料从特征的顶部向下去除。也可以使用这些的某种组合。

High aspect ratio selective transverse etching using cyclic passivation and etching

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用循环钝化和蚀刻的高深宽比选择性横向蚀刻相关申请的交叉引用本申请要求于2017年8月2日提交的名称为“HIGHASPECTRATIOSELECTIVELATERALETCHUSINGCYCLICPASSIVATIONANDETCHING”的美国申请号15/667,551的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此以用于所有目的。
技术介绍
在各种半导体处理方案中，高深宽比特征被蚀刻到材料堆叠件中。示例性应用包括但不限于诸如DRAM和3DNAND设备的制造之类的存储器应用。通常，堆叠件包含电介质材料，并且可以包括诸如氧化物和氮化物或氧化物和多晶硅之类的材料的交替层。在高深宽比的特征被蚀刻(例如，以形成凹陷的圆筒体、沟槽等)之后，进行选择性蚀刻工艺以回蚀堆叠件中的一种材料。在某些情况下，可以在该选择性蚀刻之后沉积衬里材料。然后沿着特征的侧壁，包括在被选择性地回蚀的区域内，沉积材料(例如，在许多情况下为金属、多晶硅或电介质)。然后必须去除该材料以便电隔离沉积在先前被选择性回蚀的每个区域中的材料。下面参考图1A-1E进一步讨论该处理方案。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种从衬底上的特征的侧壁横向蚀刻不需要的材料的方法，该方法包括：/n(a)通过将所述衬底暴露于蚀刻等离子体来执行蚀刻操作，所述蚀刻等离子体包括包含蚀刻反应物的远程产生的感应耦合等离子体，其中所述蚀刻操作从所述特征的所述侧壁的一部分横向蚀刻所述不需要的材料；/n(b)通过将所述衬底暴露于沉积等离子体来执行沉积操作，所述沉积等离子体包括包含沉积反应物的电容耦合等离子体，其中所述沉积操作在所述特征的所述侧壁的第二部分上形成保护膜，其中所述保护膜是非保形的，使得它在所述侧壁的顶部附近最厚并且不会一直延伸到所述侧壁的底部；以及/n(c)循环(a)的所述蚀刻操作和(b)的所述沉积操作，直到所述不需要的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170802 US 15/667,5511.一种从衬底上的特征的侧壁横向蚀刻不需要的材料的方法，该方法包括：
(a)通过将所述衬底暴露于蚀刻等离子体来执行蚀刻操作，所述蚀刻等离子体包括包含蚀刻反应物的远程产生的感应耦合等离子体，其中所述蚀刻操作从所述特征的所述侧壁的一部分横向蚀刻所述不需要的材料；
(b)通过将所述衬底暴露于沉积等离子体来执行沉积操作，所述沉积等离子体包括包含沉积反应物的电容耦合等离子体，其中所述沉积操作在所述特征的所述侧壁的第二部分上形成保护膜，其中所述保护膜是非保形的，使得它在所述侧壁的顶部附近最厚并且不会一直延伸到所述侧壁的底部；以及
(c)循环(a)的所述蚀刻操作和(b)的所述沉积操作，直到所述不需要的材料被沿着所述特征的整个所述侧壁横向蚀刻，其中(a)的不同重复从所述特征的所述侧壁的不同部分横向蚀刻所述不需要的材料，其中(b)的不同重复在所述特征的所述侧壁的不同的第二部分上沉积所述保护膜，并且其中在(a)中的所述蚀刻操作的至少一次重复期间，所述侧壁的被横向蚀刻的部分在所述侧壁的被(b)的先前重复中沉积的所述保护膜覆盖的所述第二部分的正下方。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在(b)中的所述沉积操作的第一次重复之前执行(a)中的所述蚀刻操作的第一次重复，使得在所述侧壁上不存在所述保护膜的情况下执行(a)的所述第一次重复，其中所述侧壁的在(a)的所述第一次重复中被横向蚀刻的部分是所述侧壁的顶部。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，在(b)中的所述沉积操作的所述第一次重复在与所述侧壁的在(a)中的所述蚀刻操作的所述第一次重复中被横向蚀刻的部分相同的部分上形成所述保护膜。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，在(b)中的所述沉积操作的所述第一次重复之后，执行(a)中的所述蚀刻操作的第二次重复，其中，与所述侧壁的在(a)中的所述第一次重复中被横向蚀刻的所述部分相比，所述侧壁的在(a)中的所述第二次重复中被横向蚀刻的所述部分在所述特征中较深。


5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述侧壁的在(b)中的所述沉积操作的每个重复中形成有所述保护膜的所述第二部分包括所述侧壁的在先前的(a)中的所述蚀刻操作的重复中去除了所述不需要的材料的部分，使得所述保护膜总是在(b)中形成以覆盖所述侧壁的刚在先前的(a)的重复中被蚀刻的部分。


6.根据权利要求2所述的方法，其中，当执行(a)和(b)的附加的重复时，以该顺序从所述侧壁的所述顶部到所述侧壁的所述底部去除所述不需要的材料。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，当执行(b)的附加的重复时，形成所述保护膜，使得所述保护膜沿着所述侧壁达到越来越大的深度。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，在(b)的不同重复中使用不同的沉积条件组来形成所述保护膜。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，相对于选自由衬底支撑件温度、压强、所述沉积反应物的流率以及用于产生电容耦合等离子体的RF功率组成的组中的至少一个变量，在(b)的所述不同重复中所述不同的沉积条件组彼此不同。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，在(a)中的所述蚀刻操作的第一次重复之前，执行(b)中的所述沉积操作的第一次重复，使得在所述保护膜存在于所述侧壁上时，执行(a)的所述第一次重复。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，当执行(a)和(b)的附加的重复时，以该顺序从所述侧壁的所述底部到所述侧壁的所述顶部去除所述不需要的材料。
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【专利技术属性】
技术研发人员：夸梅·伊森，皮利翁·帕克，马克·直司·川口，朴胜浩，常小伟，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US