[发明专利]硅-碳-氮化物的选择性蚀刻

说明书

兹描述蚀刻图案化异质结构上曝露的含‑硅‑氮‑和‑碳材料的方法，该方法包括由含氟前驱物和含氧前驱物形成的远程等离子体蚀刻。来自远程等离子体的等离子体流出物流入基板处理区域，在基板处理区域该等离子体流出物与含‑硅‑氮‑和‑碳材料的曝露区域反应。该等离子体流出物与该图案化异质结构反应，以选择性地从该曝露的含‑硅‑氮‑和‑碳材料区域去除含‑硅‑氮‑和‑碳材料，同时非常缓慢地去除选定的其他曝露材料。该含‑硅‑氮‑和‑碳材料的选择性部分是由位于远程等离子体和基板处理区域之间的离子抑制元件的存在所致。该离子抑制元件控制到达基板的离子性带电物种的数量。可以使用该方法来以比曝露的氧化硅或曝露的氮化硅更快的速率选择性地去除含‑硅‑氮‑和‑碳材料。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2012年09月20日提出申请且标题为“硅-碳-氮化物的选择性蚀刻(SILICON-CARBON-NITRIDE SELECTIVE ETCH)”的美国临时专利申请案第61/703,612号的优先权权益，为了所有的目的将该申请案以引用方式全部并入本文中。

背景技术

集成电路能够被制作出是藉由在基板表面上产生错综复杂的图案化材料层的工艺。在基板上产生图案化材料需要控制的方法，以去除曝光的材料。化学蚀刻被用于各式各样的目的，包括将光阻中的图案转入下面的层、减薄层或者减小已经存在表面上的特征的横向尺寸。往往理想的是拥有一种蚀刻一种材料的速度比蚀刻另一种材料的速度更快的蚀刻工艺，以有助于例如图案转移工艺进行。这样的蚀刻工艺即所谓的对第一种材料有选择性。材料、电路及工艺具有多样性的结果是，已经开发出具有对各种材料的选择性的蚀刻工艺。然而，对于选择性地蚀刻硅碳氮化物的选择很少。

干式蚀刻工艺对于选择性地从半导体基板去除材料往往是理想的。此理想性源自于以最小的物理干扰和缓地从微型结构去除材料的能力。干式蚀刻工艺也允许通过去除气相试剂来突然停止蚀刻速率。某些干式蚀刻工艺牵涉到将基板曝露于由一个或更多个前驱物形成的远程等离子体副产物。例如，当等离子体流出物流入基板处理区域时，氨和三氟化氮的远程等离子体激发使得氧化硅可被选择性地从图案化基板去除。某些选择性的远程等离子体蚀刻工艺会产生固体副产物，当基板材料被去除时该固体副产物生长在基板的表面上。当后续基板的温度升高时，该固体副产物经由升华被去除。产生固体副产物的结果是，Siconi^TM蚀刻工艺会使在被蚀刻材料的曝露区域中或附近形成的微细剩余结构变形。

一种理想地选择性去除硅-碳-氮化物的气相方法，且不会形成固体副产物。

发明内容

兹描述蚀刻图案化异质结构上曝露的含-硅-氮-和-碳材料的方法，该方法包括由含氟前驱物和含氧前驱物形成的远程等离子体蚀刻。来自远程等离子体的等离子体流出物流入基板处理区域，在基板处理区域该等离子体流出物与含-硅-氮-和-碳材料的曝露区域反应。该等离子体流出物与该图案化异质结构反应，以选择性地从该曝露的含-硅-氮-和-碳材料区域去除含-硅-氮-和-碳材料，同时非常缓慢地去除选定的其他曝露材料。含-硅-氮-和-碳材料的选择性部分是由位于远程等离子体和基板处理区域之间的离子抑制元件的存在所致。该离子抑制元件控制到达基板的离子性带电物种的数量。可以使用该方法来以比曝露的氧化硅或曝露的氮化硅更快的速率选择性地去除含-硅-氮-和-碳材料。

本发明的实施例包括在基板处理腔室的基板处理区域中蚀刻图案化基板的方法。该图案化基板具有曝露的含-硅-氮-和-碳区域。该方法包含使含氟前驱物和含氧前驱物中的每一者流入流体耦接至该基板处理区域的远程等离子体区域，同时在该等离子体区域中形成等离子体，以产生等离子体流出物。该方法进一步包括通过使该等离子体流出物经由喷洒头中的通孔流入该基板处理区域而蚀刻该曝露的含-硅-氮-和-碳区域。