【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】TCP蚀刻室中的集成原子层钝化和原位蚀刻-ALP方法
技术介绍
在半导体制造业中，对于高深宽比的等离子体蚀刻，采用例如闪蒸和蚀刻副产物再沉积形式的基于等离子体的钝化技术来维持侧壁轮廓并避免横向蚀刻到器件区域中。这些基于等离子体的钝化技术不仅依赖于深宽比，这导致隔离和密集特征之间的负载，而且还依赖于材料，这导致不同材料之间的负载。基于等离子体的钝化(例如O2闪蒸)也会通过氧化消耗目标特征上的材料，从而导致关键尺寸(CD)损失。在当前的半导体制造工艺中，蚀刻和原子层沉积(ALD)工艺在分开的平台中进行。将晶片从一个室传送到另一个室可能会出现问题，因为这会导致真空被破坏并增加不需要的颗粒与晶片接触的可能性。而且，通常属于稀HF酸清洁的清洁工艺对掩模有影响，从而对性能产生负面影响。使用分开的室对生产量也会产生不利影响。在此背景下出现了这些实施方案。
技术实现思路
在一示例性实施方案中，一种在等离子体室中蚀刻衬底的方法包括：将所述衬底接收在所述等离子体室内在底部电极上方。所述衬底具有待被蚀刻以形成特征的材料，其中掩模被提供在所述...
【技术保护点】
1.一种在等离子体室中蚀刻衬底的方法，其包括：/n将所述衬底接收在所述等离子体室内底部电极上方，所述衬底具有待被蚀刻以形成特征的材料，其中掩模被提供在所述衬底上方以限定待被蚀刻的所述特征的位置；/n使用等离子体蚀刻工艺在所述等离子体室中对所述材料执行第一蚀刻，所述第一蚀刻使用等离子体蚀刻气体以在所述材料中使特征形成至第一深度；/n在所述等离子体室中执行原子层钝化(ALP)工艺，以在所述掩模和在所述第一蚀刻过程中形成的所述特征上沉积共形的钝化膜，所述ALP工艺包括：/n(a)引入液态前体的蒸气至所述等离子体室以在所述掩模和所述特征上涂覆一定量的前体；/n(b)固化所述一定量的...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170804 US 15/669,8711.一种在等离子体室中蚀刻衬底的方法，其包括：
将所述衬底接收在所述等离子体室内底部电极上方，所述衬底具有待被蚀刻以形成特征的材料，其中掩模被提供在所述衬底上方以限定待被蚀刻的所述特征的位置；
使用等离子体蚀刻工艺在所述等离子体室中对所述材料执行第一蚀刻，所述第一蚀刻使用等离子体蚀刻气体以在所述材料中使特征形成至第一深度；
在所述等离子体室中执行原子层钝化(ALP)工艺，以在所述掩模和在所述第一蚀刻过程中形成的所述特征上沉积共形的钝化膜，所述ALP工艺包括：
(a)引入液态前体的蒸气至所述等离子体室以在所述掩模和所述特征上涂覆一定量的前体；
(b)固化所述一定量的前体以形成所述共形的钝化层的原子单层；并且
(c)重复在(a)中的所述引入液态前体的蒸气和在(b)中的所述固化所述一定量的前体，直到形成具有目标厚度的共形的钝化膜而没有从所述等离子体室去除所述衬底；并且
使用所述等离子体蚀刻工艺在所述等离子体室中对所述材料执行第二蚀刻，所述第二蚀刻使用等离子体蚀刻气体以在所述材料中使特征形成至第二深度，所述共形的钝化膜被配置为在所述第二蚀刻期间保护所述特征的侧壁和所述掩模。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述共形的钝化膜被配置为使得能够在或者a)关键尺寸损失最小、或者b)不同材料和不同深宽比之间的关键尺寸负载最小、或者c)不同材料和不同深宽比之间的轮廓负载最小的情况下将所述特征蚀刻至所述第二深度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使用液体输送系统将所述液态前体的蒸气引入到所述等离子体室中，并且使用蚀刻气体输送系统将所述等离子体蚀刻气体引入到所述等离子体室中，所述液体输送系统和所述蚀刻气体输送系统耦合至由控制器控制的歧管，以在对所述材料的所述第一蚀刻和所述第二蚀刻期间引入所述等离子体蚀刻气体，并在所述ALP工艺期间引入所述液态前体的所述蒸气。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述ALP工艺期间，所述固化所述一定量的前体包括将射频(RF)功率与氧气一起施加至所述等离子体室的电极以执行等离子体闪蒸工艺，所述等离子体闪蒸工艺被处理持续介于约0.5秒至约4秒之间的时间段，并且所述RF功率以介于约200瓦至约3,000瓦之间的功率电平施加。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述ALP工艺期间，在执行(a)和(b)之后进行所述等离子体室的清扫，其中，每次重复(a)和(b)，都完成ALP循环。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，每个ALP循环产生单个原子单层，并且能够通过执行特定数量的所述ALP循环来形成具有特定目标厚度的共形膜。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述APL工艺期间，每次重复(a)和(b)，就形成所述共形的钝化膜的单个原子单层，并且通过所述单个原子单层或多个原子单层限定所述共形的钝化膜的所述厚度。
8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
在所述第二蚀刻之后执行一个或多个附加蚀刻，其中在执行每个附加蚀刻之前，执行ALP工艺以形成相应的共形的钝化膜，其中通过重复(a)和(b)多次以达到所述共形的钝化膜的所述目标厚度来限定所述共形的钝化膜。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述共形的钝化膜沉积在所述特征的所述侧壁和所述掩模上，而不消耗所述特征的所述侧壁的任何大量材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，待蚀刻的所述材料包括硅、或硅锗、或锗，并且所述共形的钝化膜不消耗在所述特征的侧壁中的任何大量的材料并且在不同的材料上形成基本相同质量的钝化。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述ALP工艺期间，所述固化所述一定量的前体包括将射频(RF)功率与氧气一起施加到所述等离子体室的电极，以执行等离子体闪蒸工艺。
12.一种等离子体处理系统，其包括：
包括处理区域的室；
底部电极，其设置在所述室中所述处理区域下方；
介电窗，其设置在所述处理区域上方且在所述底部电极上方；
线圈，其设置在所述介电窗上方，以用于向所述处理区域提供射频(RF)功率；
耦合到一个或多个气体源的蚀刻气体输送系统，所述蚀刻气体输送系统用于在衬底设置在所述底部电极上方时对所述衬底的材料进行第一蚀刻以形成特征，所述蚀刻气体输送系统具有耦合至歧管的输出端；和
液体输送系统，其包括液态前体源、耦合至所述液态前体源的液体流量控制器以及耦合至所述液体流量控制器的汽化器，所述液体输送系统具有耦合至所述歧管的输出端，所述歧管由控制器控制，
其中，所述控制器被配置为启动所述蚀刻气体输送系统以执行所述第一蚀刻，并且被配置为至少启动所述液体输送系统以在所述第一蚀刻之后执行原子层钝化(ALP)工艺，从而用共形的钝化膜涂覆在所述第一蚀刻期间形成的所述特征，所述ALP工艺被完成一次或多次，并且每次形成所述共形的钝...
【专利技术属性】
技术研发人员：周翔，汤姆·A·坎普，木村吉江，张杜明，许晨，约翰·德鲁厄里，亚历克斯·帕特森，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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