氮化硅的選擇性蝕刻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明的實施例關(guān)于選擇性地去除氮化娃。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過在基板表面上產(chǎn)生經(jīng)復(fù)雜地圖案化的材料層的工藝使集成電路成為可能。在 基板上產(chǎn)生經(jīng)圖案化的材料需要用于去除被暴露的材料的受控的方法?；瘜W(xué)蝕刻用于各種 目的，包括將光阻中的圖案轉(zhuǎn)移到位于下方的層中、薄化的層或已經(jīng)存在于表面上的特征 的薄化的側(cè)向尺度。通常期望具有比蝕刻另一種材料更快地來蝕刻一種材料的蝕刻工藝， 從而有助于例如圖案轉(zhuǎn)移工藝進(jìn)行?？蒞說此類蝕刻工藝對第一材料是選擇性的。作為材 料、電路與工藝多樣化的結(jié)果，已開發(fā)出具有對各種材料的選擇性的蝕刻工藝。然而，幾乎 沒有用于相比去除娃更快地來選擇性地去除氮化娃的選項。
[0003] 干法蝕刻工藝對于選擇地將材料從半導(dǎo)體基板上去除通常是所期望的。此期望性 源自在伴隨最小的物理干擾的情況下溫和地將材料從微型結(jié)構(gòu)中去除的能力。通過去除氣 相反應(yīng)劑，干法蝕刻工藝還允許使蝕刻速率突然停止。一些干法蝕刻工藝設(shè)及將基板暴露 于由一種或多種前體形成的遠(yuǎn)程等離子體副產(chǎn)物。例如，當(dāng)使等離子體流出物流入基板處 理區(qū)域時，對氨和=氣化氮的遠(yuǎn)程等離子體激發(fā)可使氧化娃被選擇性地從經(jīng)圖案化的基板 中去除。還開發(fā)了遠(yuǎn)程等離子體蝕刻工藝來去除氮化娃，然而，運些蝕刻工藝的氮化娃選擇 性(相對于娃)已受到限制。
[0004] 因此，需要改善用于干法蝕刻工藝的氮化娃相對于娃的選擇性的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 描述了蝕刻經(jīng)圖案化的異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的氮化娃的方法，并且所述方法包括由含氣前 體W及含氮和氧的前體形成的遠(yuǎn)程等離子體蝕刻。使來自兩個遠(yuǎn)程等離子體的等離子體 流出物流入基板處理區(qū)域，在所述基板處理區(qū)域中等離子體流出物與氮化娃反應(yīng)。等離子 體流出物與經(jīng)圖案化的異質(zhì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)，W便選擇性地去除氮化娃，同時非常緩慢地去除娃 (諸如，多晶娃）。氮化娃的選擇性部分地源于將含氣前體W及含氮和氧的前體引入串聯(lián)或 并聯(lián)地布置的兩個分開的等離子體所述?？身樞虻卦趦蓚€等離子體中激發(fā)含氮和氧的前 體，并且可僅在下游等離子體中激發(fā)含氣前體(的至少部分）。或者，可在高功率等離子體中 激發(fā)含氮和氧的前體，并且可在低強度等離子體中激發(fā)含氣前體，在運種情況下，可使用雙 通道噴淋頭在基板處理區(qū)域中結(jié)合相應(yīng)的等離子體流出物。
[0006] 本發(fā)明的實施例包括蝕刻經(jīng)圖案化的基板的方法。所述方法包括W下步驟:將經(jīng) 圖案化的基板傳送到基板處理腔室的基板處理區(qū)域中。經(jīng)圖案化的基板具有被暴露的氮化 娃。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟：當(dāng)在第一遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中形成第一遠(yuǎn)程等離子體 時，使含氮和氧的前體流入第一遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域W產(chǎn)生氧化等離子體流出物，第一遠(yuǎn)程 等離子體區(qū)域流體地禪接至第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟：當(dāng)在 第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中形成第二遠(yuǎn)程等離子體時，使含氣前體流入第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū) 域W產(chǎn)生蝕刻等離子體流出物，第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域流體地禪接至基板處理區(qū)域。所述 方法進(jìn)一步包括W下步驟:使氧化等離子體流出物和蝕刻等離子體流出物中的每一者通過 噴淋頭中的通孔而流入基板處理區(qū)域。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟:蝕刻被暴露的氮化 娃。經(jīng)圖案化的基板進(jìn)一步包含被暴露的娃。
[0007] 本發(fā)明的實施例包括蝕刻經(jīng)圖案化的基板的方法。所述方法包括W下步驟:將經(jīng) 圖案化的基板傳送到基板處理腔室的基板處理區(qū)域中。經(jīng)圖案化的基板包括被暴露的氮化 娃區(qū)W及被暴露的娃區(qū)。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟：當(dāng)在遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)中形成第 一遠(yuǎn)程等離子體時，使含氮和氧的前體流入第一遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域W產(chǎn)生氧化等離子體流 出物。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟：當(dāng)在第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中形成第二遠(yuǎn)程等離子 體時，使含氣前體流入第二遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域W產(chǎn)生自由基-氣，第二等離子體與第一等離 子體相異。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟:在基板處理腔室中將氧化等離子體流出物與自 由基-氣結(jié)合。使氧化等離子體流出物和自由基-氣流經(jīng)多通道噴淋頭的分開的通道。所述 方法進(jìn)一步包括W下步驟：W比蝕刻被暴露的娃更大的蝕刻速率來選擇性地蝕刻被暴露 的氮化娃。
[0008] 本發(fā)明的實施例包括蝕刻經(jīng)圖案化的基板的方法。所述方法包括W下步驟:將經(jīng) 圖案化的基板傳送到基板處理腔室的基板處理區(qū)域中。經(jīng)圖案化的基板包括被暴露的氮化 娃區(qū)W及被暴露的娃區(qū)。所述方法進(jìn)一步包括W下步驟:使化0流入第一遠(yuǎn)程等離子體W產(chǎn) 生氧化等離子體流出物，第一遠(yuǎn)程等離子體設(shè)置在基板處理腔室外部。所述方法進(jìn)一步包 括W下步驟:使N的流入第二遠(yuǎn)程等離子體W產(chǎn)生含氣的等離子體流出物，第二遠(yuǎn)程等離子 體與第一遠(yuǎn)程等離子體分開。N的在第一遠(yuǎn)程等離子體中基本上不被激發(fā)。所述方法進(jìn)一步 包括W下步驟:在基板處理腔室中將氧化等離子體流出物與含氣等離子體流出物結(jié)合。所 述方法進(jìn)一步包括W下步驟:相對于蝕刻被暴露的娃來選擇性地蝕刻被暴露的氮化娃。
[0009] 附加的實施例和特征部分地在W下描述中陳述，部分地將在本領(lǐng)域技術(shù)人員詳閱 本說明書后對他們而言變得明顯，或者可通過實踐實施例來學(xué)習(xí)。通過說明書中描述的設(shè) 備、組合與方法，可實現(xiàn)并獲得實施例的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010] 通過參考說明書的其余部分和附圖，可進(jìn)一步理解實施例的性質(zhì)與優(yōu)點。
[0011] 圖1是根據(jù)實施例的氮化娃選擇性蝕刻工藝的流程圖。
[001^ 圖視根據(jù)實施例的氮化娃選擇性蝕亥旺藝的流程圖。
[0013] 圖3A示出根據(jù)實施例的基板處理腔室。
[0014] 圖3B示出根據(jù)實施例的基板處理腔室的噴淋頭。
[001引圖4示出根據(jù)實施例的基板處理系統(tǒng)。
[0016]在附圖中，類似的部件和/或特征可具有相同的元件符號。此外，可通過在元件符 號后加上破折號W及第二符號(此符號在多個類似的部件之間進(jìn)行區(qū)分)來區(qū)分相同類型 的各部件。如果在說明書中僅用第一元件符號，則無論第二元件符合如何，此描述適用于具 有相同的第一元件符號的類似的部件中的任一者。
【具體實施方式】
[0017] 描述了蝕刻經(jīng)圖案化的異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的氮化娃的方法，并且所述方法包括由含氣前 體W及含氮和氧的前體形成的遠(yuǎn)程等離子體蝕刻。使來自兩個遠(yuǎn)程等離子體的等離子體流 出物流入基板處理區(qū)域，在所述基板處理區(qū)域中，等離子體流出物與氮化娃反應(yīng)。等離子體 流出物與經(jīng)圖案化的異質(zhì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)，W便選擇性地去除氮化娃，同時非常緩慢地去除娃(諸 如，多晶娃）。氮化娃的選擇性部分地源于將含氣前體W及含氮和氧前體引入導(dǎo)串聯(lián)或并聯(lián) 地布置的兩個分開的等離子體中所述?？身樞虻卦趦蓚€等離子體中激發(fā)含氮和氧的前體， 并且可僅在下游等離子體中激發(fā)含氣前體?；蛘?，可在高功率等離子體中激發(fā)含氮和氧的 前體，并且可在低強度等離子體中激發(fā)含氣前體，在運種情況下，可用雙通道噴淋頭在基板 處理區(qū)域中結(jié)合相應(yīng)的等離子體流出物。
[0018] 為了更好地理解并領(lǐng)會本發(fā)明，現(xiàn)請參照圖1，圖1是根據(jù)實施例的氮化娃選擇性 蝕刻工藝100的流程圖。在第一操作之前，結(jié)構(gòu)被形成在經(jīng)圖案化的基板中。所述結(jié)構(gòu)擁有 被暴露的氮化娃和娃區(qū)。接著在操作110中，將基板遞送到基板處理區(qū)域中。
[0019] 使一氧化二氮(化0)流入遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)(操作120)。在遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中形 成的第一遠(yuǎn)程等離子體中激發(fā)化0。遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)在基板處理腔室外部。更一般而言， 使含氮和氧的前體流入遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)，并且含氮和氧的前體可包含選自化0、N0、N202、 M)2中的至少一種的前體。含氮和氧的前體可基本上由氮和氧組成，或可由氮和氧組成。一 些含氮和氧的前體可能很具電負(fù)性，并且需要高等離子體功率來形成氧化等離子體流出 物。接著將氧化等離子體流出物傳送到遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中，能W較低的等離子體功率來 激發(fā)此氧化等離子體流出物W形成第二遠(yuǎn)程等離子體。遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)在遠(yuǎn)程等離子體 區(qū)域的上游，因為流出物通常從遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)流入遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域，而不是相反。
[0020] =氣化氮流被引入到遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中，并與氧化等離子體流出物結(jié)合(操作 125)。在實施例中，=氣化氮直接流入遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域，并且不進(jìn)入上游的遠(yuǎn)程等離子體 系統(tǒng)?？蓪⒘硪?氣化氮的流直接添加至上游的遠(yuǎn)程等離子體路徑，并且已發(fā)現(xiàn)所述另一 =氣化氮的流可有助于調(diào)整蝕刻速率和/或改善蝕刻速率均勻性。也可使用其他氣源來擴(kuò) 增或取代=氣化氮。一般而言，可使含氣前體流入等離子體區(qū)域，并且此含氣前體包含選 自由W下各項組成的組的至少一種前體：原子氣、雙原子氣、=氣化漠、=氣化氯、=氣化 氮、氣化氨、六氣化硫和二氣化氣。甚至可將含碳前體(諸如，四氣化碳、=氣甲燒、二氣甲燒 和氣代甲燒)添加至已經(jīng)列出的組中。使用含碳前體通常需要增加的流或等離子體功率W 使含氮和氧的前體在可被并入基板之前來與碳反應(yīng)。
[0021] 使在遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域中形成的等離子體流出物流入基板處理區(qū)域(操作130)。 選擇性地蝕刻經(jīng)圖案化的基板(操作135)，使得能W比去除被暴露的娃更高的速率來選擇 性地去除被暴露的氮化娃。已發(fā)現(xiàn)氮和氧的存在劇烈地氧化被暴露的娃，從而導(dǎo)致娃域基 本上無法由根據(jù)實施例的含氣等離子體流出物蝕刻。多個被暴露的氧化娃區(qū)也可存在于經(jīng) 圖案化的基板上。從基板處理區(qū)域中去除反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)，并且接著從處理區(qū)域中移除基 板(操作145)。
[0022] 進(jìn)入遠(yuǎn)程等離子體系統(tǒng)并接著進(jìn)入遠(yuǎn)程等離子體區(qū)域的化0流(或另一含氮和氧 的前體)可導(dǎo)致氧化等離子體流出物的流(所述氧化等離子體流出物含有自由基-氮-氧)進(jìn) 入基板處理區(qū)域。在本文中將使用等離子體流出物來涵蓋含氣的等離子體流出物和氧化等 離子體流出物。氧化等離子體流出物包括自由基-氮-氧。自由基-氮-氧被認(rèn)為含有一氧化 氮(NO)，一氧化氮過于