氧化硅选择性干式刻蚀工艺的制作方法

文档序号:25038356发布日期:2021-05-11 17:11阅读:261来源:国知局
氧化硅选择性干式刻蚀工艺的制作方法

优先权声明

本申请要求于2019年8月30日提交的名称为“siliconoxideselectivedryetchprocess(氧化硅选择性干式刻蚀工艺)”的美国申请系列号16/557,346的优先权,其通过引用并入。

本公开大体上涉及工件比如半导体工件的处理。



背景技术:

半导体工件的处理可涉及在基材上沉积、图案化和去除不同材料层以形成多层结构。为了在3d器件结构制造中更好地图案化比对,每层都近似平面。在每层中,介电材料比如硅酸盐玻璃可用于使结构分离并使导电材料绝缘。包括硼硅酸盐玻璃(bsg)、磷硅酸盐玻璃(psg)和硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)的掺杂的硅酸盐玻璃通常用作导电材料之间的介电层或绝缘层,因为其熔点通常比常规玻璃或其他介电材料低得多。较低的熔化温度允许掺杂的硅酸盐玻璃在相对较低的温度下在平坦化之前回流至图案化的结构中。

硅酸盐玻璃膜可通过使用液体四乙氧基硅烷(teos)代替有害硅烷气体作为硅源的等离子体增强化学气相沉积(pecvd)系统进行沉积。bsg、psg或bpsg膜可分别在pecvd工艺中添加硼和磷前体来沉积。硼和/或磷前体本质上可以是有机的或无机的。例如,硼前体可包括b2h6和teb(硼酸三乙酯),并且磷前体可包括ph3和tepo(磷酸三乙酯)。

某些工艺制造流程设计要求去除图案化结构内部回流的掺杂的硅酸盐玻璃,其包括大容量动态随机存取存储器(dram)器件制造中的一些硅酸盐玻璃剥离工艺。对于其他材料例如未掺杂的硅酸盐玻璃、氮化硅、氮化钛和硅(例如,多晶硅),期望以高的选择性去除掺杂的硅酸盐玻璃。在半导体制造中,器件尺寸持续减小,并且器件结构纵横比持续增加。因此,对刻蚀选择性的要求变得越来越严格。

湿式刻蚀工艺在半导体制造中很普遍。然而,常规的湿式刻蚀工艺具有一些固有的问题,并且开始在先进的半导体制造中达到极限,尤其是在去除小且高纵横比的结构内部的大量材料方面。湿式刻蚀速率可由工艺温度限制。它可受到湿式刻蚀化学前体向高纵横比纳米结构中的缓慢扩散以及湿式刻蚀化学反应产物从高纵横比纳米结构向外的缓慢扩散的进一步限制。另外,在湿式刻蚀工艺之后,从高纵横比纳米结构中完全去除湿化学品可能是非常具有挑战性的,因为大多数湿式刻蚀化学前体和湿式刻蚀反应产物都不易挥发,因此容易在用标准晶片清洗和旋转干燥工艺的高纵横比纳米结构内部留下残留物。湿式刻蚀后晶片清洁/干燥不足也可导致晶片表面的表面腐蚀和颗粒污染。最后,先进的半导体器件中狭窄且高纵横比纳米结构非常易碎,湿式刻蚀工艺中的表面张力可导致明显的图案损伤,有时还会导致图案塌陷和器件故障。

与湿式刻蚀工艺相比,基于真空的干式刻蚀工艺可更有效的,更有效率,更通用并且更适于在高纵横比纳米结构内部去除材料。在干式刻蚀工艺中,工件温度可更灵活,以优化刻蚀速率和选择性,并且满足工艺整合要求。另外,基于真空的干式刻蚀工艺具有更好的扩展性,用于用气相前体吸附和挥发性反应产物解吸附来去除高纵横比纳米结构内部的材料。最后,如上述,湿式刻蚀工艺可具有表面张力引起的图案坍塌以及高纵横比结构内部的刻蚀后残留物的问题。对于基于气相的干式刻蚀工艺,它们通常不是问题。



技术实现要素:

本公开的实施方式的方面和优点将部分在以下描述中陈述,或可从描述中得知,或可通过实施方式的实践而得知。本公开的一个示例方面涉及用于在工件上刻蚀掺杂的硅酸盐玻璃层的方法。工件可包括掺杂的硅酸盐玻璃层和至少一种第二层。第二层可以是相对于掺杂的硅酸盐玻璃层不同的材料。方法可包括当工件在第一温度时,将工件暴露于第一气体混合物以进行掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺。第一气体混合物可包括氢氟酸(hf)蒸汽。掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺以第一刻蚀速率至少部分去除掺杂的硅酸盐玻璃层,第一刻蚀速率大于与至少一种第二层的去除相关的第二刻蚀速率。方法可包括将工件加热至第二温度。第二温度大于第一温度。方法可包括当工件在第二温度时,将工件暴露于第二气体混合物以从工件去除残留物。

参考以下描述和所附权利要求,各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图阐释了本公开的实施方式,并且与描述一起用来解释相关的原理。

附图简述

针对本领域技术人员的实施方式的详细讨论阐释在参考了所附附图的说明书中,其中:

图1描绘了根据本公开的示例实施方式的示例工艺的概述;

图2描绘了根据本公开的示例实施方式的示例方法的流程图;

图3描绘了根据本公开的示例实施方式的示例处理装置;

图4描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置;

图5描绘了根据本公开的示例实施方式的在隔栅处的示例气体注入;

图6描绘了根据本公开的示例实施方式的工件的示例加热;

图7和8描绘了根据本公开的示例实施方式的示例处理装置;和

图9描绘了根据本公开的示例方面基于温度的刻蚀速率的示例控制。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中阐释了其一个或多个示例的实施方式。通过实施方式的解释,而非限制本公开来提供每个示例。实际上,对本领域技术人员显而易见的是,在不偏离本公开的范围或精神的情况下,可对实施方式进行各种修改和变化。例如,阐释或描述为一个实施方式的一部分的特征可与另一个实施方式一起使用,以生成仍进一步的实施方式。因此,期望本公开的方面覆盖这种修改和变化。

本公开的示例方面涉及处理工件,比如半导体工件。例如,本公开的示例方面涉及用于相对于工件上的其他材料以高的选择性去除掺杂的硅酸盐玻璃材料(例如,bsg、psg和bpsg)的工艺。

根据本公开的示例方面的工艺可提供用于相对于工件上的其他材料选择性地去除掺杂的硅酸盐玻璃材料的干式刻蚀工艺。例如,全干式工艺可包括在第一温度将工件暴露于包括氢氟酸(hf)蒸汽的气体混合物。第一温度可以是,例如,在约20℃至约200℃的范围内,比如约50℃。为了去除表面残留物,工艺可包括将工件加热至大于第一温度的第二温度并且持续将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物。第二温度可以是,例如,约150℃至400℃。

根据本公开的示例方面的工艺可产生相对于工件上的其他材料比如未掺杂的硅酸盐玻璃、氮化硅、氮化钛和硅,掺杂的硅酸盐玻璃的选择性地快速且清洁去除。例如,bpsg薄膜可以以约或更高的刻蚀速率被去除,并且后来没有bpsg和刻蚀残留物。在一些情况下,相对于未掺杂的硅酸盐玻璃、氮化硅、氮化钛、硅和其他材料,掺杂的硅酸盐玻璃的刻蚀选择性可以是约或大于1000:1。

为了阐释和讨论的目的,参考“工件”、“晶片”或半导体晶片讨论了本公开的方面。使用本文提供的公开,本领域普通技术人员将理解,本公开的示例方面可与任何半导体基材或其他合适的基材结合使用。另外,术语“约”与数值的联合使用旨在指在叙述的数值的百分之十(10%)以内。“基座”指可用于支撑工件的任何结构。

图1描绘了根据本公开的示例方面的用于去除掺杂的硅酸盐玻璃(bsg、psg、bpsg)层的示例工艺60的概述。工艺60可在工件50(例如,半导体晶片)上进行。工件50的一部分在图1中阐释。工件50可包括掺杂的硅酸盐玻璃(bsg、psg、bpsg)层56的第一层和至少一种第二层54。至少一种第二层54可以是,例如,未掺杂的硅酸盐玻璃、氮化硅、氮化钛、硅或其他材料。掺杂的硅酸盐玻璃(bsg、psg、bpsg)层56和至少一种第二层54可以被设置在,例如,基材52(例如,硅或其他半导体基材)上。

在一些实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃层56是具有约1%和约10%之间的硼浓度的硼硅酸盐玻璃(bsg)。在一些实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃层56是具有约1%和约10%之间的磷浓度的磷硅酸盐玻璃(psg)。在一些实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃层56是具有约1%和约10%之间的硼浓度和具有约1%和约10%之间的磷浓度的硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)层。

在62处,工艺60可包括将工件50(例如,尤其是掺杂的硅酸盐玻璃层56)暴露于包括hf蒸汽的气体混合物,以实施掺杂的硅酸盐玻璃去除工艺。在一些实施方式中,气体混合物也可包括载气。载气可以是,例如,氮、氦、氩、氙或其他惰性气体。气体混合物不包括大于残留量(例如,大于气体混合物的约2%)的水蒸汽。

当工件50在第一温度时,hf蒸汽可被暴露于工件50。第一温度可在约20℃至约200℃的范围内,比如约50℃。hf蒸汽可从hf蒸汽源递送。在一些实施方式中,hf蒸汽可从含氟第一前体和含氢第二前体在远程等离子体源中生成。掺杂的硅酸盐玻璃层的刻蚀速率可通过调节在约20℃至约200℃的范围内的第一温度(例如,使用加热元件、加热灯、冷却系统等)控制。

将工件50加热至第一温度可使用热源完成。在一个实施例中,热源可以是与工件50直接物理接触或邻近的热板。在一个实施例中,工件50可与热板直接物理接触,并且热板也可用作支撑工件50的基座。在另一实施例中,工件50可被放置邻近于热板,例如放置在少量支撑销的顶部并且平行于热板。热板可使用一个或多个加热元件(例如,基于电或流体的加热元件)加热。热板也可通过一些辐射加热源加热。在仍另一实施例中,工件50可在没有热板的情况下,直接用来自一个或多个加热灯(例如,白炽灯、荧光灯、卤素灯、led灯、气体放电灯、弧光灯等)的辐射或来自其他热源(例如远程等离子体源)的辐射加热。

如图1中显示,在60处,将工件暴露于hf蒸汽可在工件50上留下残留层58。残留层58可包括含硼物质和/或含磷物质。例如,残留物可包括b2o3、h3bo3、p2o5、h3po4等的一种或多种。残留物还可包括刻蚀副产物,比如h2sif6和h2o。

如图1中显示,残留层58可通过如在64处显示的将工件加热至第二温度和如在66处显示的将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物去除。第二温度可高于第一温度。例如,第二温度可以是约150℃至400℃。如图1中显示,这可导致相对于至少一种第二层54选择性去除掺杂的硅酸盐玻璃层56并且可留下具有很少或没有残留物的清洁表面。

将工件50加热至第二温度可使用热源完成。在一个实施例中,热源可以是与工件50直接物理接触或邻近的热板。在一个实施例中,工件50可与热板直接物理接触,并且热板也可用作支撑工件50的基座。在另一实施例中,工件50可被放置邻近于热板,例如放置在少量支撑销的顶部并且平行于热板。热板可使用一个或多个加热元件(例如,基于电或流体的加热元件)加热。热板也可通过一些辐射加热源加热。在仍另一实施例中,工件50可在没有热板的情况下,直接用来自一个或多个加热灯(例如,白炽灯、荧光灯、卤素灯、led灯、气体放电灯、弧光灯等)的辐射或来自其他热源(例如远程等离子体源)的辐射加热。

在一些实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺可被整合并且在相同处理腔室中(例如,在相同处理腔室中原位)进行。在一些实施方式中,在第一温度的掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和在第二温度的残留物去除工艺可在腔室内部的单个基座上依次进行。例如,可连续地将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物。在一些其他实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺可在相同腔室中不同基座上依次进行,其中不同基座在不同温度进行操作。腔室可被设计具有转盘配置中的分开基座。

其他实施可在不偏离本公开的范围的情况下使用。例如,在一些其他实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺可在群集工具上的分开腔室中进行,而没有真空破坏。在仍一些其他实施方式中,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺可在作为分开处理工具的部分的分开腔室中进行。

图2描绘了根据本公开的示例方面的示例方法(200)的流程图。方法(200)可使用合适的处理装置,比如参考图3和4更详细地讨论的处理装置进行。为了阐释和讨论的目的,图2描绘了以特定的顺序进行的步骤。使用本文提供的公开,本领域普通技术人员将理解,在不偏离本公开的范围的情况下,可以以各种方式调整、修改、省略、同时进行、包括未示出的步骤、重新布置和/或扩展本文所述的任何方法的各个步骤。

在(202)处,方法包括在处理腔室110中将工件放置在工件支撑件上。例如,如图3中显示,方法可包括在处理装置100的处理腔室110中将工件114放置在工件支撑件112上。工件114可包括掺杂的硅酸盐玻璃层和一种或多种第二层,比如未掺杂的硅酸盐玻璃层、氮化硅层、氮化钛层和硅层等。

在图2的(204)处,方法可包括将工件加热至第一温度。第一温度可以是,例如,在约20℃至约200℃的范围内,比如约50℃。第一温度可被调节和/或选择以获得用于掺杂的硅酸盐玻璃层的期望的刻蚀速率。

作为示例,在图3阐释的示例实施方式中,工件114可,例如,使用工件支撑件112中设置的加热元件172加热。加热元件172可以是电加热器、加热流体通道、灯等。在一些实施方式中,工件114可,例如,使用灯热源170直接加热。灯热源170可以是白炽灯、荧光灯、卤素灯、led灯、气体放电灯、弧光灯或配置为加热工件的其他合适的辐射源。

在(206)处,方法可包括将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物以至少部分去除掺杂的硅酸盐玻璃层。气体混合物可包括hf蒸汽和载气。载气可以是,例如,惰性气体,比如氦、氩、氖和/或氮气体。

例如,如图3中显示,装置可包括气流系统,其包括,例如,配置得使包括hf蒸汽的气体混合物155流过包含工件114的处理腔室110的气体供应150和气体排放152。这样,装置可将工件114暴露于包括hf蒸汽的气体混合物155,用于至少部分去除掺杂的硅酸盐玻璃层。

在图2的(208)处,方法可包括将工件加热至第二温度。第二温度可大于第一温度。例如,第二温度可以是,例如,150℃至400℃。

作为示例,参考图3中阐释的示例实施方式,工件114可,例如,使用工件支撑件112中设置的加热元件172加热至第二温度。加热元件172可以是电加热器、加热流体通道、灯等。在一些实施方式中,工件114可,例如,使用灯热源170加热至第二温度。灯热源170可以是白炽灯、荧光灯、卤素灯、led灯、气体放电灯、弧光灯或配置为加热工件的其他合适的辐射源。

在图2的(210)处,方法可包括在第二温度将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物以去除工件上的残留物。残留物可包括含硼物质和/或含磷物质。例如,残留物可包括b2o3、h3bo3、p2o5、h3po4等的一种或多种。残留物也可包括刻蚀副产物,比如h2sif6和h2o。

在一些实施方式中,气体混合物可以是在(206)处暴露于工件的相同气体混合物。例如,在将工件从第一温度加热至第二温度以去除工件上的残留物的同时,可将气体混合物连续暴露于工件。

作为示例,在图3中阐释的实施方式中,在将工件114从第一温度加热至第二温度的同时以及在将工件114保持在第二温度用于残留物去除工艺的同时,装置100的气流系统可使气体混合物155连续地流入处理腔室110中用于暴露于工件114。

回顾图2,方法可包括在(212)处将工件从处理腔室移出。例如,工件114可从装置100的处理腔室110移出。这样,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺二者可在相同处理腔室中原位进行。

在不偏离本公开的范围的情况下,根据本公开的示例实施方式的方法可使用其他类型的处理装置实施。例如,方法可使用等离子体处理装置进行,所述等离子体处理装置包括生成用于处理工件的自由基和其他物质的远程等离子体源。

图4描绘了可用于实施根据本公开的示例实施方式的方法的示例等离子体处理装置400。如阐释,等离子体处理装置400可包括处理腔室410和与处理腔室410分开的等离子体腔室420。处理腔室410包括可操作以支撑待处理的工件414,比如半导体晶片的工件支撑件412。在该示例阐释中,通过感应耦合的等离子体源435在等离子体腔室420(即,等离子体生成区)中生成等离子体,并且将期望的物质通过隔栅组件500从等离子体腔室420引导至工件414的表面。

为了阐释和讨论的目的,参考感应耦合的等离子体源讨论了本公开的方面。使用本文提供的公开,本领域普通技术人员将理解,在不偏离本公开的范围的情况下,可使用任何等离子体源(例如,感应耦合的等离子体源、电容耦合的等离子体源等)。

等离子体腔室420包括介电侧壁422和顶棚424。介电侧壁422、顶棚424和隔栅500限定了等离子体腔室内部425。介电侧壁422可由介电材料,比如石英和/或氧化铝形成。感应耦合的等离子体源435可包括邻近介电侧壁422围绕等离子体腔室420设置的感应线圈430。感应线圈430通过合适的匹配网络432耦合至rf功率发生器434。工艺气体(例如,反应物和载气)可从气体供应450和环形气体分配通道451或其他合适的气体引入机构提供至腔室内部。当用来自rf功率发生器434的rf功率为感应线圈430供能时,可在等离子体腔室420中生成等离子体。在特别的实施方式中,等离子体处理装置400可包括任选的接地的法拉第笼428,以减少感应线圈430与等离子体的电容耦合。

如图4中显示,隔栅500将等离子体腔室420与处理腔室410分开。隔栅500可用于从等离子体腔室420中通过等离子体生成的混合物进行离子和电子过滤,以生成过滤混合物。在处理腔室中,过滤混合物可暴露于工件414。

在一些实施方式中,隔栅500可以是多板隔栅。例如,隔栅500可包括以彼此平行关系间隔开的第一栅板510和第二栅板520。第一栅板510和第二栅板520可分开一定距离。

第一栅板510可具有具备多个孔的第一栅图案。第二栅板520可具有具备多个孔的第二栅图案。第一栅图案可与第二栅图案相同或不同。带电粒子可在它们通过隔栅中的每个栅板510、520的孔的路径中的壁上复合。中性粒子(例如,自由基)可相对自由地流过第一栅板510和第二栅板520中的孔。每个栅板510和520的孔径和厚度可影响带电粒子和中性粒子二者的透过性。

在一些实施方式中,第一栅板510可由金属(例如,铝)或其他导电材料制成和/或第二栅板520可由导电材料或介电材料(例如,石英、陶瓷等)制成。在一些实施方式中,第一栅板510和/或第二栅板520可由其他材料,比如硅或碳化硅制成。如果栅板由金属或其他导电材料制成,则栅板可接地。

在一些实施方式中,图2的方法(200)可使用图4的等离子体处理装置400实施。例如,在(202)处,在处理腔室中,可将工件414放置在工件支撑件412上。工件414可包括掺杂的硅酸盐玻璃层和一种或多种第二层,比如未掺杂的硅酸盐玻璃层、氮化硅层、氮化硅层和硅层等。

在(204)处,工件可被加热至第一温度。第一温度可以是,如,在约20℃至约200℃的范围内,比如约50℃。第一温度可被调节和/或选择以获得用于掺杂的硅酸盐玻璃层的期望的刻蚀速率。工件414可,例如,使用工件支撑件412中设置的加热元件加热。加热元件可以是电加热器、加热流体通道、灯等。在一些实施方式中,如关于图6更详细地讨论,通过在远程等离子体腔室420中生成等离子体,工件414可被加热至第一温度。通过将工件相对于等离子体腔室420保持足够的垂直位置,工件414可被加热至第一温度。

在(206)处,方法可包括将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物以实施掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺。如图4中显示,在一些实施中,装置可包括气流系统,所述气流系统可将包括hf蒸汽的气体混合物155引入等离子体腔室420中。在等离子体腔室420中可没有等离子体生成。气体混合物155将持续通过隔栅500(充当喷头)进入处理腔室410,用于暴露于工件414。

在不偏离本公开的范围的情况下包括hf蒸汽的气体混合物155可以以其他方式引入处理腔室410中。例如,气体混合物可在隔栅处或在隔栅下面引入处理腔室410中。

图5描绘了根据本公开的示例实施方式在隔栅500处包括hf蒸汽的气体混合物155的示例注入。更特别地,隔栅500包括以平行关系设置的第一栅板510和第二栅板520,用于离子/电子/uv过滤。

第一栅板510和第二栅板520彼此可以是平行关系。第一栅板510可具有具备多个孔的第一栅图案。第二栅板520可具有具备多个孔的第二栅图案。第一栅图案可与第二栅图案相同或不同。第二栅板520之后,气体注入源230可配置为允许包括hf蒸汽的气体混合物155进入隔栅。包括hf蒸汽的气体混合物155可穿过第三栅板535,用于暴露于工件。

栅组件500可通过加热元件(未显示)被独立地加热。加热元件可以是电加热器、加热流体通道等。

为了示例目的,参考具有三个栅板的隔栅讨论了本示例。在不偏离本公开的范围的情况下,使用本文提供的公开,本领域普通技术人员将理解,可使用更多或更少的栅板。另外,气体注入源230可位于相对于隔栅500的其他位置,比如第一栅板510和第二栅板520之间、第三栅板535下面或整个隔栅500下面。气体注入源230可以相对于隔栅600的任何角度注入气体。

在一些实施方式中,hf蒸汽可使用等离子体源435在等离子体腔室内部425中诱导等离子体且通过隔栅500提供等离子体中生成的物质生成,用于暴露于工件414。例如,感应等离子体源435可在具有含f前体(例如,f2、cf4、nf3、cfxhy等)和含h前体(例如,h2、ch4、c2h6、cxhy等)的工艺气体混合物中生成等离子体。等离子体中生成的物质可穿过隔栅500,用于暴露于工件。

在(208)处,方法可包括将工件414加热至第二温度。第二温度可以大于第一温度。例如,第二温度可以是,例如,150℃至400℃。工件414可,例如,使用工件支撑件412中设置的加热元件加热至第二温度。加热元件可以是电加热器、加热流体通道、灯等。在一些实施方式中,工件414可,例如,使用灯热源(未显示)加热至第二温度。灯热源可包括白炽灯、荧光灯、卤素灯、led灯、气体放电灯、弧光灯等。

在一些实施方式中,如图6中显示,通过将工件414的垂直位置调节至相对于等离子体腔室420的不同垂直位置(例如用提升销415),工件414可被加热至第二温度。例如,如图6中显示,提升销415可将工件414从等离子体腔室420维持在第一垂直位置,以在第一温度将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物,用于掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺。提升销415可将工件414从等离子体腔室420提升至相对于第一垂直位置更接近等离子体腔室420的第二垂直位置,以在第二温度将工件暴露于hf蒸汽,用于残留物去除工艺。

在图2的(210)处,方法可包括在第二温度将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物以去除工件上的残留物。残留物可包括含硼物质和/或含磷物质。例如,残留物可包括b2o3、h3bo3、p2o5、h3po4等的一种或多种。残留物还可包括一种或多种刻蚀副产物,比如h2sif6和h2o。

在一些实施方式中,气体混合物可以是在(206)处暴露于工件的相同气体混合物。例如,在将工件从第一温度加热至第二温度以去除残留物的同时,可将气体混合物连续暴露于工件。作为示例,在图4中阐释的实施方式中,装置400的气流系统可递送连续流动的气体混合物155进入处理腔室或连续流动的等离子体中生成的自由基,用于暴露于工件414。

方法可包括在(212)处将工件从处理腔室移出。例如,工件414可从装置400的处理腔室410移出。这样,掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺和残留物去除工艺二者可在相同处理腔室中原位进行。

在示例实施方式中,可实施根据本公开的示例实施方式的硅酸盐玻璃去除工艺,使得当将在处理腔室中的基座上将工件加热至第一温度时进行硅酸盐玻璃刻蚀工艺并且当使用在相同处理腔室中不同基座将工件加热至第二温度时进行残留物去除工艺。例如,图7描绘了装置600的具有第一基座612和第二基座614的处理腔室610的平面图。第一基座612和第二基座614可以是相同整体结构616的部分或可物理地分开。硅酸盐玻璃刻蚀工艺可通过在第一基座612将工件加热至第一温度实施。工件可被转移至第二基座614,其中残留物去除工艺可通过将工件加热至大于第一温度的第二温度实施。工件可在第一基座612和第二基座614二者处暴露于包括hf蒸汽的气体混合物。

在一些实施方式中,根据示例实施方式的硅酸盐玻璃去除工艺可在具有转盘配置的装置中的不同处理站用工件进行。例如,图8描绘了具有转盘配置的一个示例处理装置700。装置700可使工件在处理腔室710中的不同处理站712、714、716和718之间转动。硅酸盐玻璃刻蚀工艺可在第一处理站712通过将工件加热至第一温度实施。工件可被转动至第二处理站714,其中残留物去除工艺可通过将工件加热至大于第一温度的第二温度实施。工件可在第一处理站712和第二基座714二者处暴露于包括hf蒸汽的气体混合物。不同工件处理步骤可任选地在处理站716和718进行。

在一些实施方式中,根据本公开的示例方面的硅酸盐玻璃去除工艺可在不同工艺腔室中实施。例如,可实施硅酸盐玻璃去除工艺,使得在第一工艺腔室中通过将工件加热至第一温度进行硅酸盐玻璃刻蚀工艺并且在不同工艺腔室(例如,作为群集工具的部分的第二工艺腔室)中通过将工件加热至第二温度进行残留物去除工艺。

图9描绘了根据本公开的示例方面的在掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺期间作为工件温度的函数的掺杂的硅酸盐玻璃层的示例刻蚀速率。如通过曲线800显示,掺杂的硅酸盐玻璃的高刻蚀速率可通过在大于或等于约100℃的范围内的温度将工件暴露于包括hf蒸汽的气体混合物实现。可调节温度以实现用于掺杂的硅酸盐玻璃层的期望的刻蚀速率。

以下提供了用于示例掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺的示例工艺参数:

气体混合物:hf蒸汽+载气

hf分压:10毫托至10托

总气体流速:100sccm-20slm

第一温度:20℃至200℃

第二温度高于第一温度,和

第二温度:150-300℃

使用以上示例中陈述的工艺参数获得的工件上相对于其他层用于掺杂的硅酸盐玻璃刻蚀工艺的示例选择性结果在以下表1中显示。

尽管已经结合其特定的示例实施方式详细地描述了本主题,但是应当理解,本领域技术人员在获得前述的理解之后,可容易地为这些实施方式生成改变、变型和等效方案。因此,示例了而不是限制了本公开的范围,并且本公开不排除包括对本领域技术人员显而易见的对本主题的这种修改、变型和/或添加。

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