高深宽比特征中的金属沉积和蚀刻的制作方法

本技术涉及半导体处理和设备。更具体地，本技术涉及高深宽比特征内的沉积和蚀刻以改善通过特征的负载。

背景技术：

1、通过在基板表面上产生复杂图案化的材料层的处理使集成电路成为可能。在基板上产生图案化材料需要可控的方法来去除暴露的材料。化学蚀刻用于多种目的，包括将光阻中的图案转移到底层、使层变薄或使表面上已存在特征的横向尺寸变薄。通常希望具有蚀刻一种材料比另一种材料更快的蚀刻处理，以促进例如图案转移处理。这种蚀刻处理被称为对第一材料是选择性的。由于材料、电路和处理的多样性，已经开发出对各种材料具有选择性的蚀刻处理。

2、根据处理中使用的材料，蚀刻处理可称为湿式或干式。湿式hf蚀刻会相比于其他电介质和材料优先去除氧化硅。然而，湿式处理可能难以穿透一些受限的沟槽，有时还可能使剩余材料变形。在基板处理区域内形成的局部等离子体中产生的干式蚀刻可以穿透更受限的沟槽并且表现出精细剩余结构的较小变形。然而，局部等离子体在放电时可能会通过产生电弧而损坏基板。

3、因此，需要可用于生产高质量组件和结构的改进系统和方法。本技术解决了这些和其他需求。

技术实现思路

1、示例性的蚀刻方法可以包括在限定在基板上的高深宽比结构内沿经暴露金属的表面沉积含金属材料或含碳材料。该方法可以包括使含氟前驱物和辅助气体流入半导体处理腔室的处理区域中。辅助气体可以是或包括氧气或氮气。含氟前驱物与辅助气体的流速比可大于或约为1:1。该方法可包括使基板与含氟前驱物和辅助气体接触。该方法可包括蚀刻高深宽比结构内的经暴露金属。

2、在一些实施例中，该方法可以包括形成含氟前驱物和辅助气体的等离子体。该方法可包括重复该方法至少一个周期。可热沉积含金属材料或含碳材料。可将含金属材料或含碳材料沿高深宽比结构的开口附近的表面比沿着高深宽比结构内更深的表面沉积更厚的厚度。高深宽比结构可以包括3d nand结构中的内存孔。经暴露金属可以横向延伸到垂直于内存孔形成的凹陷中。该方法可以包括，在蚀刻经暴露金属之后，净化半导体处理腔室的处理区域。该方法可包括形成含氧前驱物的等离子体。

3、该方法可以包括使经暴露金属与含氧前驱物的等离子体流出物接触以产生氧化金属。含氟前驱物可以是第一含氟前驱物。该方法可以包括使第二含氟前驱物流入处理区域。该方法可包括使氧化金属与第二含氟前驱物接触。在使氧化金属与第二含氟前驱物接触时，处理区域可以保持无等离子体。沉积和蚀刻都可以在半导体处理腔室内执行。处理区域可以在沉积期间保持无等离子体。该方法可以包括，在蚀刻经暴露金属之后，使含氯前驱物流入处理区域中。含氯前驱物可以清除残留的氟。蚀刻高深宽比结构内的经暴露金属之后，顶部比底部负载值可以小于或约为1.5。

4、本技术的一些实施例可以包括蚀刻方法。该方法可包括在限定在基板上的高深宽比结构内沿经暴露金属的表面沉积含金属材料或含碳材料。该方法可以包括使第一含氟前驱物和辅助气体流入半导体处理腔室的处理区域中。该方法可包括使基板与第一含氟前驱物和辅助气体接触。基板可以包括经暴露金属。基板可以限定3d nand结构中的内存孔，并且经暴露金属可以横向延伸到垂直于内存孔形成的凹陷中。该方法可以包括蚀刻内存孔内的经暴露金属。该方法可包括形成含氧前驱物的等离子体。该方法可包括使经暴露金属与含氧前驱物的等离子体流出物接触以产生氧化金属。该方法可以包括使第二含氟前驱物流入半导体处理腔室的处理区域中。该方法可以包括去除氧化金属。

5、在一些实施例中，辅助气体可以是或包括氧气或氮气。第一含氟前驱物与辅助气体的流速比可大于或约为1:1。该方法可以包括形成第一含氟前驱物和辅助气体的等离子体。半导体处理腔室内的温度可以保持在约200℃和约500℃之间。沉积可形成含碳材料或含金属材料，含金属材料包括钨或钼。在使第二含氟前驱物流入半导体处理腔室的处理区域中时，处理区域可以保持无等离子体。该方法可以包括，在蚀刻经暴露金属之后，使含氯前驱物流入处理区域中。

6、本技术的一些实施例可以包括蚀刻方法。该方法可包括在限定在基板上的高深宽比结构内沿经暴露金属的表面沉积含金属材料或含碳材料。该方法可以包括使第一含氟前驱物和辅助气体流入半导体处理腔室的处理区域中。辅助气体可以是或包括氧气或氮气。该方法可包括使基板与第一含氟前驱物和辅助气体接触。基板可以包括经暴露金属。基板可以限定高深宽比结构。该方法可包括蚀刻高深宽比结构内的经暴露金属。该方法可包括使经暴露金属与含氧前驱物接触以产生氧化金属。该方法可以包括使第二含氟前驱物流入半导体处理腔室的处理区域中。该方法可以包括去除氧化金属。该方法可以以小于或约500℃的腔室操作温度执行。

7、这种技术可以提供优于常规系统和技术的许多好处。例如，该处理可以允许更均匀地从高深宽比特征中去除金属，并且可以提供可以在单个腔室或多个腔室中执行的处理。此外，该处理可以在执行蚀刻处理期间提供一定范围的侧壁轮廓。这些和其他实施例连同它们的许多优点和特征将结合以下描述和附图更详细地描述。

技术特征：

1.一种蚀刻方法，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述含金属材料或所述含碳材料被热沉积，并且其中可将所述含金属材料或所述含碳材料沿所述高深宽比结构的开口附近的表面比沿所述高深宽比结构内更深的表面沉积更厚的厚度。

5.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述高深宽比结构包括3dnand结构中的内存孔，并且其中所述经暴露金属横向延伸到垂直于所述内存孔形成的凹陷中。

6.如权利要求1所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的蚀刻方法，其中所述含氟前驱物为第一含氟前驱物，所述方法还包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的蚀刻方法，其中在使所述氧化金属与所述第二含氟前驱物接触的同时保持所述处理区域无等离子体。

9.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述沉积和所述蚀刻均在所述半导体处理腔室内执行，并且其中所述处理区域在所述沉积期间保持无等离子体。

10.如权利要求1所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

11.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中在所述高深宽比结构内蚀刻所述经暴露金属后，顶部比底部负载值小于或约为1.5。

12.一种蚀刻方法，所述方法包括以下步骤：

13.如权利要求12所述的蚀刻方法，其中所述辅助气体包括氧气或氮气。

14.如权利要求12所述的蚀刻方法，其中所述第一含氟前驱物与所述辅助气体的流量比大于或约为1:1。

15.如权利要求12所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

16.如权利要求12所述的蚀刻方法，其中所述半导体处理腔室内的温度保持在约200℃至约500℃之间。

17.如权利要求12所述的蚀刻方法，其中所述沉积形成含碳材料或包括钨或钼的含金属材料。

18.如权利要求12所述的蚀刻方法，其中在使第二含氟前驱物流入所述半导体处理腔室的所述处理区域时，保持所述处理区域无等离子体。

19.如权利要求12所述的蚀刻方法，还包括以下步骤：

20.一种蚀刻方法，该方法包括以下步骤：

技术总结
示例性的蚀刻方法可以包括使含氟前驱物和辅助气体流入半导体处理腔室的处理区域中。辅助气体可以是或包括氧气或氮气。含氟前驱物与辅助气体的流速比可大于或约为1:1。该方法可包括使基板与含氟前驱物和辅助气体接触。基板可以包括经暴露金属。基板可限定高深宽比结构。该方法可以包括蚀刻高深宽比结构内的经暴露金属。

技术研发人员：王柏玮,R·P·雷迪,X·C·陈,崔振江,王安川
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27