[发明专利]在图案化中的氧化锡心轴

说明书

氧化锡膜在半导体器件制造中用作心轴。在一个实现方式中，该处理开始于提供一种衬底，该衬底具有存在于暴露的蚀刻停止层上的多个突起的氧化锡特征(心轴)。接下来，在心轴的水平表面和侧壁上都形成保形的间隔材料层。然后从水平表面去除间隔材料，从而暴露出心轴的氧化锡材料，而没有完全去除存在于心轴侧壁上的间隔材料(例如，留下初始在侧壁上的高度的至少50％，例如至少90％)。接下来，选择性地去除心轴(例如，使用基于氢的蚀刻化学物质)，同时保留存在于心轴侧壁上的间隔材料。所得的间隔件可用于图案化蚀刻停止层和下伏层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月10日提交的名称为“Tin Oxide Mandrels in Patterning”的、Yu等人作为发明人的美国临时专利申请No.62/655,678，和2018年1月30日提交的名称为“Spacer formation Using Tin Oxide Mandrels”的、Tan等人作为发明人的美国临时专利申请No.62/624,066的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造的方法。具体地，本发明的实施方案涉及在半导体加工中使用氧化锡膜的方法。

背景技术

在集成电路(IC)制造中，沉积和蚀刻技术用于形成材料图案，例如用于形成嵌入介电层中的金属线。一些图案化方案涉及使用能够精确图案化和形成小尺寸特征的间隔件。间隔件形成在衬底上，使得它们以限定(通常由先前的图案化确定)的距离分开，并且用作掩模以用于下伏层的图案化。选择间隔件和周围层的材料以具有适当的蚀刻选择性，这将使得能够形成间隔件和下伏层图案化。在图案化完成之后，间隔件通过蚀刻去除，并且间隔件不是最终制造的半导体器件的一部分。

间隔件用于各种应用中的图案化，包括形成动态随机存取存储器(DRAM)、图案化鳍式场效应晶体管(finFET)中的鳍以及后端线(BEOL)处理。

可以使用图案化处理在半导体衬底上形成间隔件，该图案化处理涉及心轴-较大的突起特征，该突起特征用作间隔件的支架，随后通过蚀刻方法将其选择性去除，从而将间隔件留在衬底上。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的描述的各方面中描述的范围内的当前指定的发明人的工作既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

氧化锡在半导体衬底的图案化中用作心轴材料。本文提供的图案化方法可以实现对间隔件和心轴几何形状的高度控制以及实现高效率。

在一方面，提供了一种使用氧化锡心轴处理半导体衬底的方法。在一些实施方案中，该方法包括：(a)提供半导体衬底，所述半导体衬底具有存在于蚀刻停止层(ESL)上的多个氧化锡突起特征(心轴)；(b)在所述氧化锡突起特征的水平表面和侧壁两者上都形成间隔材料层；以及(c)从所述氧化锡突起特征的所述水平表面上去除所述间隔材料以暴露下伏的氧化锡，而没有完全去除在所述氧化锡突起特征的所述侧壁上的所述间隔材料。在一些实施方案中，该处理还包括以下操作：去除氧化锡突起特征而没有完全去除先前存在于所述氧化锡突起特征的所述侧壁上的所述间隔材料，从而形成存在于所述蚀刻停止层上方的多个间隔件。在一些实施方案中，在去除所述氧化锡突起特征之后，所述方法接着在存在所述多个间隔件的情况下蚀刻所述蚀刻停止层。

在一些实施方案中，所述间隔材料是含硅材料(例如，氧化硅、氮化硅、碳化硅、SiOC、SiNO、SiCNO或SiCN)或二氧化钛。在一实现方式中，所述间隔材料是二氧化钛，并且所述蚀刻停止层包含含硅材料。在其他实施方案中，所述间隔材料是氧化硅，并且所述蚀刻停止层包含钨。