一种对含硅、含锗和含金属材料进行气簇离子束刻蚀方法技术

一种对含硅、含锗和含金属材料进行气簇离子束刻蚀方法，提供包含晶体硅的衬底和衬底表面上的暴露材料层；在衬底固定器周围保持减压环境，保持所述衬底；将所述衬底安全地保持在所述减压环境中；执行产生压力和气体团簇离子束GCI)蚀刻工艺以去除所述暴露材料层的至少一部分，所述GCIB蚀刻工艺包括：建立GCIB过程条件，包括设置：不超过1000sccm的SiF

【技术实现步骤摘要】
一种对含硅、含锗和含金属材料进行气簇离子束刻蚀方法
本专利技术涉及一种气体团簇(气簇)离子束(GCIB)的加工。
技术介绍
通常，在集成电路(IC)的制造期间，半导体生产设备利用(干式)等离子体蚀刻工艺来沿着细线或在半导体衬底上构图的通孔或触点内去除或蚀刻材料。等离子体蚀刻工艺的成功需要蚀刻化学物质包括适合于选择性地蚀刻一种材料，同时以实质上更低的速率蚀刻另一种材料的化学反应物。此外，等离子蚀刻工艺的成功需要在将蚀刻工艺均匀地施加到衬底上的同时实现可接受的轮廓控制。在目前的集成电路器件中，含硅和含锗材料是半导体加工的主要材料。然而，更多的奇异材料也被引入到半导体加工中，以改善集成电路器件的各种电性能。例如，在前端线(FEOL)半导体加工中，高介电常数(高k)材料是用作晶体管栅介质的理想材料。初步用于该角色的高钾材料是氧化钽和氧化铝材料。目前，预计镧基介质和可能的镧基介质将作为栅极介质进入生产。此外，在FEOL半导体加工中，含金属的材料在未来几代电子设备中用作晶体管栅电极是可取的。目前，含有Ti、Ta和/或Al(如TiN、TaN、Al2O3和Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在衬底上气簇离子束刻蚀材料的方法，其特征是，/n提供包含晶体硅的衬底和衬底表面上的暴露材料层；在衬底固定器周围保持减压环境，保持所述衬底；将所述衬底安全地保持在所述减压环境中；/n执行产生压力和气体团簇离子束(GCIB)蚀刻工艺以去除所述暴露材料层的至少一部分，所述GCIB蚀刻工艺包括：建立GCIB过程条件，包括设置：不超过1000sccm的SiF

【技术特征摘要】
1.一种在衬底上气簇离子束刻蚀材料的方法，其特征是，
提供包含晶体硅的衬底和衬底表面上的暴露材料层；在衬底固定器周围保持减压环境，保持所述衬底；将所述衬底安全地保持在所述减压环境中；
执行产生压力和气体团簇离子束(GCIB)蚀刻工艺以去除所述暴露材料层的至少一部分，所述GCIB蚀刻工艺包括：建立GCIB过程条件，包括设置：不超过1000sccm的SiF4的流量，在上述GCIB工艺条件的部分基础上形成气簇离子束GCIB；通过所述减压环境加速所述GCIB；
将所述加速GCIB照射到所述衬底的所述表面的至少一部分上，以蚀刻所述衬底的至少一部分。


2.根据权利要求1的所述的方法，其特征是，所述衬底的所述部分包括一种含硅材料、一种含锗材料或一种含金属材料，或两种或两种以上材料的任何组合；所述含硅材料包括硅和至少一种元素从集团组成的O,N,C,B,P和Ge；所述含硅材料包括未掺杂硅、掺杂硅、单晶硅、多晶硅、微晶硅、纳米晶硅或两者及两者以上的任何组合。所述含金属材料包括W。


3.根据权利要求1的所述的方法，其特征是，所述的压力气体混合物包含第二蚀刻化合物，包括卤素，卤化物，或卤化物，或两者或以上的任何组合。尤其包括BCl3,SF6,CF4,NF3，或CHF3，或包括惰性气体元素，或N2，或两者；或者选择自B,C,H,Si,Ge,N,P,As,O,S,F,Cl和Br。


4.根据权利要求1的所述的方法，其特征是，选择一个或多个蚀刻过程指标，蚀刻工艺指标包括衬底表面或第一材料和第二材料层即其它材料层的蚀刻速率，暴露衬底表面的第二材料层的蚀刻速率,第一材料层和第二材料层两种材料之间的刻蚀选择性,第一材料的表面粗糙度，第二个材料层的表面粗糙度,第一和第二材料层的蚀刻剖面其中所述GCIB的形成基于所述一个或多个目标蚀刻工艺指标。


5.根据权利要求1的所述的方法，其特征是，选择目标蚀刻工艺指标表示GCIB蚀刻过程,表示包括性衬底表面和第二个材料层暴露在表面衬底材料层之间的刻蚀选择,以及至少一个材料层的表面粗糙度和第二材料层表面粗糙度,所述形成GCIB表示目标蚀刻过程指标：束流加速势，以及所述GCIB通过的增加压力区域的背景气体压力或背景气体流量的至少一个。以及包...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹路，刘翊，张同庆，
申请(专利权)人：江苏集创原子团簇科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32