形成气隙的系统及方法技术方案

示例性蚀刻方法可包含将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中。方法可包含将含氢前驱物流入基板处理区域中。方法可包含将容纳在基板处理区域中的基板与含氟前驱物和含氢前驱物接触。基板可包含沟槽或凹陷特征，并且沿沟槽或特征的侧壁可形成间隔物。间隔物可包含多个层，包含含碳或含氮材料的第一层、含氧材料的第二层以及含碳或含氮材料的第三层。间隔物的第二层可设置在间隔物的第一层与第三层之间。方法也可包含移除含氧材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成气隙的系统及方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年2月28日提交的美国临时申请No.62/636,725的优先权，其全部内容以所有目的通过引用结合于此。
本技术关于半导体工艺及设备。更具体而言，本技术关于选择性地蚀刻高深宽比(high-aspect-ratio)结构。
技术介绍
通过在基板表面上产生错综复杂图案化的材料层的工艺使集成电路成为可能。在基板上产生图案化材料需要用于移除暴露的材料的受控方法。化学蚀刻用于各种目的，包含将光刻胶中的图案转移至下方的层中，将层薄化，或将已存在于表面上的特征的横向尺寸薄化。经常期望具有蚀刻一种材料比另一种材料更快的蚀刻工艺，从而例如促使图案转移工艺。上述蚀刻工艺称为对第一种材料具有选择性。由于材料、电路系统和工艺的多样性，已开发出具有对各种材料的选择性的蚀刻工艺。基于工艺中使用的材料，蚀刻工艺可称为湿式或干式。湿式HF蚀刻相对于其他电介质及材料优先移除氧化硅。然而，湿式工艺可能难以穿透一些受限的沟槽，并且有时也可能使剩余材料变形。在基板处理区域内形成的本地等离子体中产生的干式蚀刻可穿透更多受限的沟槽并且展现出较少的精细剩余结构的变形。然而，本地等离子体可能在它们放电时经由电弧的产生而损伤基板。因此，需要可用于生产高质量装置及结构的改进的系统及方法。本技术解决了这些及其他需求。
技术实现思路
示例性蚀刻方法可包含将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中。方法可包含将含氢前驱物流入基板处理区域中。方法可包含将容纳在基板处理区域中的基板与含氟前驱物及含氢前驱物接触。基板可包含沟槽或凹陷特征，沿沟槽或特征的侧壁可形成间隔物。间隔物可包含多个层，包含含碳和/或含氮材料的第一层、含氧材料的第二层以及含碳和/或含氮材料的第三层。间隔物的第二层可设置在间隔物的第一层与第三层之间。方法也可包含移除含氧材料。在一些实施例中，含氢前驱物可与在半导体处理腔室的远程等离子体区域中的该半导体处理腔室内可形成的等离子体维持流体隔离。含氢前驱物可以是或包含水蒸气。含氟前驱物可以是或包含无水氟化氢(anhydroushydrogenfluoride)。间隔物的每一层的特征可在于深宽比大于或约为20:1。含氧材料的特征可在于宽度小于或约为5nm。蚀刻方法期间可将基板的温度维持在低于或约为10℃。间隔物可进一步包含位于第二层与第三层之间的第四层。第四层可以是含氧材料。间隔物的第四层的特征可在于比间隔物的第二层化学计量较低的氧量。在蚀刻方法期间基板处理区域可维持无等离子体(plasmafree)。本技术也可涵盖移除方法。方法可包含将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中。方法可包含将水蒸气流入基板处理区域中。方法可包含将容纳在基板处理区域中的基板与含氟前驱物和水蒸气接触。基板可包含沟槽，沿沟槽的侧壁可形成间隔物。间隔物可包含多个横向层，包含邻近沟槽的侧壁的含碳材料的第一层、包括含氧材料的第二层以及含碳材料的第三层。间隔物的第二层可设置在间隔物的第一层与间隔物的第三层之间。方法可包含维持半导体处理腔室的基板处理区域内的相对湿度低于或约为60％。方法可包含移除间隔物的第二层。在一些实施例中，间隔物的第二层可以是或包含邻近间隔物的第一层的第一含氧层和邻近间隔物的第三层的第二含氧层。第二含氧层的特征可在于比第一含氧层低的氧含量。移除间隔物的第二层可包含以顶部至底部蚀刻的方式移除第一含氧层。移除间隔物的第二层的步骤也可包含随后以横向蚀刻的方式移除第二含氧层。在第二层移除期间，可实质上维持间隔物的第一层和间隔物的第三层。可以相对于间隔物的第三层以大于或约为50:1的选择性来移除间隔物的第二层。间隔物的第一层和间隔物的第三层可以是或包含氮化硅或碳氮化硅。间隔物的第二层可在间隔物的第三层下方延伸。方法也可包含从间隔物的第三层下方横向蚀刻第二间隔物层。含氟前驱物可以是无水氟化氢。在蚀刻方法期间基板处理区域可维持无等离子体。本技术也可涵盖蚀刻方法。方法可包含将无水氟化氢流入半导体处理腔室的基板处理区域中。方法可包含将水蒸气流入基板处理区域中。方法可包含将容纳在基板处理区域中的基板与无水氟化氢和水蒸气接触。基板可包含沟槽，沿沟槽的侧壁可形成间隔物。间隔物可包含多个横向层，包含邻近沟槽的侧壁的含碳材料的第一层、包括第一含氧材料和第二含氧材料的第二层以及含氮材料的第三层，第二含氧材料与第一含氧材料不同。间隔物的第二层可设置在间隔物的第一层与间隔物的第三层之间。间隔物的第二层可至少部分地在间隔物的第三层下方横向延伸。方法可包含维持半导体处理腔室的基板处理区域内的相对湿度低于或约为60％。方法也可包含移除间隔物的第二层。上述技术可提供优于常规系统及技术的众多益处。例如，工艺可允许蚀刻高深宽比特征而不会腐蚀其他暴露的材料。另外，工艺可允许在间隔物特征内形成气隙，其实质上维持其他暴露的材料。结合以下叙述及附图更详细地描述这些及其他实施例以及它们的许多优点及特征。附图说明通过参照说明书的其余部分及附图，可实现对公开的技术的本质及优点的进一步理解。图1示出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图。图2A示出根据本技术的实施例的示例性处理腔室的示意剖面视图。图2B示出根据本技术的实施例的图2A中绘示的处理腔室的一部分的详细视图。图3示出根据本技术的实施例的示例性喷头(showerhead)的仰视图。图4示出根据本技术的实施例的方法中的示例性操作。图5A～图5D示出根据本技术的实施例的正在处理的基板的剖面视图。本文包含一些附图作为示意图。应理解，附图是用于说明目的，除非特别说明按比例，否则不应视为按比例。另外，作为示意图，提供附图是帮助理解，并且可能不包含相较于现实表示的所有方面或信息，并且可能包含用于说明目的的附加或夸大的材料。在附图中，类似的部件和/或特征可具有相同的附图标记。此外，可通过在附图标记之后由区分相似部件的字母来区分相同类型的各种部件。若在说明书中仅使用第一附图标记，则描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个类似部件，而与字母无关。具体实施方式稀释的酸可在许多不同的半导体工艺中使用，用于清洁基板以及从这些基板移除材料。例如，稀释的氢氟酸可以是氧化硅的有效蚀刻剂，并且可用于从硅表面移除氧化硅。在完成蚀刻或清洁操作之后，可从晶片或基板表面将酸干燥。使用稀释的氢氟酸(“DHF”)可称为“湿式”蚀刻，稀释剂经常为水。可使用另外的蚀刻工艺，其利用输送至基板的前驱物。例如，等离子体物质可与水蒸气一起输送至晶片以形成蚀刻剂混合物。尽管使用水溶液或基于水的工艺的湿式蚀刻剂可有效地用于某些基板结构，但当在具有待移除的小间距特征的基板上使用时，水可能造成问题。例如，气隙形成工艺可选择性地移除基板上的薄材料层，其可由几纳米的厚度表征。因为湿式蚀刻剂的表面张力及其他特性，蚀刻剂可能不能穿透另外的层之间以穿过周围结构蚀刻层。取决于气隙的位置，特征可由高深宽比表征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻方法，包括：/n将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中；/n将含氢前驱物流入所述基板处理区域中；/n将容纳在所述基板处理区域中的基板与所述含氟前驱物和所述含氢前驱物接触，其中所述基板包括沟槽，其中沿所述沟槽的侧壁形成间隔物，其中所述间隔物包含多个层，所述多个层包含含碳材料的第一层、含氧材料的第二层以及含碳材料的第三层，并且其中所述间隔物的所述第二层设置在所述间隔物的所述第一层与所述第三层之间；以及/n移除所述含氧材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 US 62/636,7251.一种蚀刻方法，包括：
将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中；
将含氢前驱物流入所述基板处理区域中；
将容纳在所述基板处理区域中的基板与所述含氟前驱物和所述含氢前驱物接触，其中所述基板包括沟槽，其中沿所述沟槽的侧壁形成间隔物，其中所述间隔物包含多个层，所述多个层包含含碳材料的第一层、含氧材料的第二层以及含碳材料的第三层，并且其中所述间隔物的所述第二层设置在所述间隔物的所述第一层与所述第三层之间；以及
移除所述含氧材料。


2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述含氢前驱物与在所述半导体处理腔室的远程等离子体区域中的所述半导体处理腔室内可形成的等离子体维持流体隔离。


3.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述含氢前驱物包括水蒸气。


4.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述含氟前驱物包括无水氟化氢。


5.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述间隔物的每一层的特征在于深宽比大于或约为20:1，并且其中所述含氧材料的特征在于宽度小于或约为5nm。


6.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中在所述蚀刻方法期间将所述基板的温度维持在低于或约为10℃。


7.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述间隔物进一步包括第四层，所述第四层位于所述第二层与所述第三层之间，其中所述第四层为含氧材料，并且其中所述间隔物的所述第四层的特征在于比所述间隔物的所述第二层化学计量较低的氧量。


8.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中在所述蚀刻方法期间，所述基板处理区域维持无等离子体。


9.一种移除方法，包括：
将含氟前驱物流入半导体处理腔室的基板处理区域中；
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈智君，L·徐，王安川，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US