用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备和方法，并且在反应过程中，根据预定的时间周期来提供RF电源、含氟气体和含氢气体中的至少一个的开和关，因此将至少一部分二氧化硅转变成六氟硅酸铵((NH

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备和方法
本专利技术涉及一种用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备和方法。更具体地，本专利技术涉及用于抑制氮化硅的蚀刻并且仅以高选择性蚀刻二氧化硅的干式清洁设备和方法。
技术介绍
根据半导体设备的电路的高集成度和高精细度，需要用于在诸如多晶硅，二氧化硅或氮化硅的异质图案之间显示出高选择性的硅材料的蚀刻和清洁技术。尽管湿式蚀刻技术具有优异的颗粒去除能力，但是存在由于高纵横比图案上的表面张力而导致的清洁能力降低以及难以在原子水平上控制精细蚀刻的选择性的问题。另外，干式蚀刻技术具有的问题在于，需要额外的后续工艺以去除由于离子轰击而在晶片上蚀刻后形成的受损层。近来，作为解决上述问题的替代技术，广泛使用了通过气体反应或自由基反应形成六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)固体层并通过加热去除由此形成的固体层的干式清洁技术，而该技术具有根据反应条件选择性地去除异质图案而不会损坏基板的优点。然而，二氧化硅(SiO2)通过与氟和氢的气体或自由基反应产生(NH4)2SiF6，并且通过加热去除得到的(NH4)2SiF6。由于即使对于氮化硅(SiN)，该反应也类似地发生，因此对二氧化硅和氮化硅之间的选择性的增加可能存在限制。图1示出了常规干式清洁过程的RF电源和气体供应正时，而图2是示出常规干式清洁的反应机理的图。如图1所示，为了去除特定厚度的二氧化硅，重复进行反应和退火，并且通常如图2所示，在通过氟和氢自由基的反应形成(NH4)2SiF6固体层而达到最大厚度的饱和时间期间进行反应的过程。然而，当反应花费的时间超过预定时间时，氟和氢自由基甚至与氮化硅(SiN)反应，从而形成(NH4)2SiF6固体层，因此可能降低二氧化硅对氮化硅的选择性。[现有技术文献][专利文献](专利文献1)韩国未审查专利申请公开第10-2012-0120400号(公开日期：2012年11月01日，标题：等离子体蚀刻方法，半导体设备的制造方法和等离子体蚀刻装置)
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备和方法，以便在清洁在其上形成有二氧化硅和氮化硅的基板的过程中抑制不必要的氮化硅蚀刻并且仅以高选择性来蚀刻二氧化硅。针对问题的方案本专利技术的一个方面提供了一种根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备，该干式清洁设备包括：卡盘，该卡盘被包括在腔室中，并且在该卡盘上布置了其上形成有二氧化硅和氮化硅的基板；卡盘加热器，其用于加热卡盘；RF电极，向RF电极提供用于产生等离子体的RF电源，并且RF电极包括第一供应孔，该第一供应孔提供用于供应含氟气体的路径；以及喷头，其与RF电极间隔开，从而在两者之间形成等离子体产生区域的同时与RF电源的接地单元连接，并且喷头不开第二供应孔和第三供应孔，所述第二供应孔提供了用于将经过等离子体处理的含氟气体供应到所述基板的路径，所述第三供应孔提供了用于将含氢气体供应到所述基板的路径并且与所述第二供应孔物理分离。在反应步骤中，根据预定的时间周期提供所述RF电源、所述含氟气体和所述含氢气体中的至少一种的开和关，从而将所述二氧化硅的至少一部分转变成六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)的同时抑制所述氮化硅转变成所述六氟硅酸铵，并且在所述反应步骤之后进行的退火步骤中，通过经由退火去除所述六氟硅酸铵来选择性地去除所述二氧化硅。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，在反应步骤期间，根据时间周期来提供所述RF电源的开和关，并且连续提供所述含氟气体和所述含氢气体。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，在反应步骤期间，根据时间周期来提供所述含氟气体的开和关，并且连续提供所述RF电源和所述含氢气体。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，在反应步骤期间，根据所述时间周期来提供所述含氟气体和所述含氢气体的开和关，并连续提供所述RF电源。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的提供时间为1至5秒，并且所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的非提供时间为3至60秒。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，重复进行反应和退火步骤。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，反应和退火步骤通过原位(in-situ)清洁方法而在相同腔室中连续进行。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，通过在所述反应步骤中利用氟自由基和氢的反应来产生所述六氟硅酸铵的同时将所述卡盘的温度保持在80至120℃，并且通过在所述退火步骤中仅供应惰性气体的同时阻断等离子体以通过蒸发去除所述六氟硅酸铵，从而实施原位清洁。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，将卡盘温度控制在80至120℃，喷头的加热温度为100至200℃，并且所述腔室的内壁表面的加热温度为80至100℃。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备中，含氢气体包括H2、NH3或H2O。根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法包括：反应步骤，其将与所述二氧化硅反应的含氟气体和含氢气体供应到基板，所述基板设置在包含在腔室内的卡盘上并在所述基板上形成有二氧化硅和氮化硅，并且将所述二氧化硅的至少一部分转变为六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)；以及退火步骤，其通过退火去除所述六氟硅酸铵。在所述反应步骤中，根据预定的时间周期来提供RF电源、所述含氟气体和所述含氢气体的至少一部分的开和关，从而将所述二氧化硅的至少一部分转变成所述六氟硅酸铵，同时抑制了所述氮化硅向所述六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)的转变。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，在反应步骤中，根据所述时间周期来提供所述RF电源的开和关，并且连续提供所述含氟气体和所述含氢气体。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，在反应步骤中，根据所述时间周期来提供所述含氟气体的开和关，并且连续提供所述RF电源和所述含氢气体。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，在反应步骤中，根据所述时间周期来提供所述含氟气体和所述含氢气体的开和关，并连续提供所述RF电源。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的提供时间为1至5秒，并且所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的非提供时间为3至60秒。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，重复执行反应步骤和退火步骤。在根据本专利技术的用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，反应步骤和退火步骤通过原位清洁方法而在相同腔室中连续进行。在根据本专利技术的用于高选择性去除二氧化硅的干式清洁方法中，通过在所述反应步骤中利用氟自由基和氢的反应来产生所述六氟硅酸铵的同时将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备，包括：/n卡盘，其被包括在腔室中，并且在该卡盘上设置基板，在所述基板上形成有二氧化硅和氮化硅。/n卡盘加热器，其用于加热所述卡盘；/nRF电极，向所述RF电极提供用于产生等离子体的RF电源，并且所述RF电极包括第一供应孔，该第一供应孔提供用于供应含氟气体的路径；和/n喷头，其与所述RF电极间隔开，从而在所述喷头和所述RF电极之间形成等离子产生区域的同时连接到用于所述RF电源的接地单元，并且所述喷头包括第二供应孔和第三供应孔，所述第二供应孔提供用于将经过等离子体处理的含氟气体供应到所述基板的路径，所述第三供应孔提供用于将含氢气体供应到所述基板的路径并且与所述第二供应孔物理分离，/n其中，在反应步骤中，根据预定的时间周期提供所述RF电源、所述含氟气体和所述含氢气体中的至少一种的开和关，从而将所述二氧化硅的至少一部分转变成六氟硅酸铵((NH

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 KR 10-2017-01631241.一种用于以高选择性去除二氧化硅的干式清洁设备，包括：
卡盘，其被包括在腔室中，并且在该卡盘上设置基板，在所述基板上形成有二氧化硅和氮化硅。
卡盘加热器，其用于加热所述卡盘；
RF电极，向所述RF电极提供用于产生等离子体的RF电源，并且所述RF电极包括第一供应孔，该第一供应孔提供用于供应含氟气体的路径；和
喷头，其与所述RF电极间隔开，从而在所述喷头和所述RF电极之间形成等离子产生区域的同时连接到用于所述RF电源的接地单元，并且所述喷头包括第二供应孔和第三供应孔，所述第二供应孔提供用于将经过等离子体处理的含氟气体供应到所述基板的路径，所述第三供应孔提供用于将含氢气体供应到所述基板的路径并且与所述第二供应孔物理分离，
其中，在反应步骤中，根据预定的时间周期提供所述RF电源、所述含氟气体和所述含氢气体中的至少一种的开和关，从而将所述二氧化硅的至少一部分转变成六氟硅酸铵((NH4)2SiF6)的同时抑制所述氮化硅向所述六氟硅酸铵的转变，并且在所述反应步骤之后进行的退火步骤中，通过经由退火去除所述六氟硅酸铵来选择性地去除所述二氧化硅。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述反应步骤中，
根据所述时间周期来提供所述RF电源的开和关，并且连续提供所述含氟气体和所述含氢气体。


3.根据权利要求1的设备，其中，在所述反应步骤中，
根据所述时间周期来提供所述含氟气体的开和关，并且连续提供所述RF电源和所述含氢气体。


4.根据权利要求1的设备，其中在所述反应步骤中，
根据所述时间周期来提供所述含氟气体和所述含氢气体的开和关，并连续提供所述RF电源。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的提供时间为1至5秒，并且
所述RF电源、所述含氟气体或所述含氢气体的非提供时间为3至60秒。


6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反应步骤和所述退火步骤被重复地执行。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反应步骤和所述退火步骤通过原位清洁方法而在相同腔室中连续进行。


8.根据权利要求7所述的设备，其中，通过在所述反应步骤中利用氟自由基和氢的反应来产生所述六氟硅酸铵的同时将所述卡盘的温度保持在80至120℃，并且通过在所述退火步骤中仅供应惰性气体的同时阻断等离子体以通过蒸发去除所述六氟硅酸铵，从而实施原位清洁。


9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁俊，李佶洸，
申请(专利权)人：无尽电子有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR