[发明专利]用于选择性金属化合物移除的系统及方法

说明书

示例性的蚀刻方法可包括使含氟前驱物及含氢前驱物流至半导体处理腔室的远程等离子体区域中。可使含氢前驱物以相对于含氟前驱物的流动速率至少2:1的流动速率流动。方法可包括形成含氟前驱物及含氢前驱物的等离子体以产生等离子体流出物。方法可包括使等离子体流出物流至容纳基板的基板处理区域中。基板可包括钽或钛材料的暴露区域及含硅材料或金属的暴露区域。方法可包括用等离子体流出物接触基板。方法可包括相对于含硅材料或金属选择性移除钽或钛材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年9月11日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR SELECTIVEMETAL COMPOUND REMOVAL(用于选择性金属化合物移除的系统及方法)”的美国非临时申请第17/018,206号的权益及优先权，其以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本技术涉及半导体工艺及设备。更具体而言，本技术涉及相对于其他材料选择性蚀刻含金属结构。

背景技术

集成电路可以通过在基板表面上产生复杂图案化材料层的工艺制得。在基板上产生图案化材料需要可控的用于移除暴露材料的方法。化学蚀刻被用于多种目的，包括将光刻胶中的图案转移至下置层上、薄化层或薄化已存在于表面上的特征的侧向尺寸。常常期望有一种蚀刻工艺，其蚀刻一种材料快于蚀刻另一材料，便于(例如)图案转移工艺。这样的蚀刻工艺被认为对第一材料具有选择性。由于材料、电路及工艺的多样性，因此已开发对多种材料具有选择性的蚀刻工艺。

根据工艺中使用的材料，可将蚀刻工艺称为湿式工艺或干式工艺。例如，湿式蚀刻可相对于其他电介质及材料优先移除一些氧化物电介质。然而，湿式工艺可能难以穿透一些受约束的沟槽，且有时也可能使剩余的材料变形。基板处理区域中形成的局部等离子体中产生的干式蚀刻可穿透更受约束的沟槽，并展现精细的剩余结构的较少变形。然而，局部等离子体可经由在其放电时产生电弧而损坏基板。

由此，需要能用于产生高质量器件及结构的改进的系统及方法。本技术满足这些及其他需要。

发明内容

示例性的蚀刻方法可包括使含氟前驱物及含氢前驱物流至半导体处理腔室的远程等离子体区域中。可使含氢前驱物以相对于含氟前驱物的流动速率至少2:1的流动速率流动。方法可包括形成含氟前驱物及含氢前驱物的等离子体以产生等离子体流出物。方法可包括使等离子体流出物流至容纳基板的基板处理区域中。基板可包括钽或钛材料的暴露区域及含硅材料或金属的暴露区域。方法可包括用等离子体流出物接触基板。方法可包括相对于含硅材料或金属选择性移除钽或钛材料。

在一些实施例中，钽或钛材料可以是或包括钽或钛金属或钽或钛的氧化物或氮化物。金属可以是钨、钴或铜。可将等离子体功率维持在小于或约1,000W。可在高于或约150℃的温度下执行蚀刻方法。可在低于或约10Torr的压力下执行蚀刻方法。方法可包括在使含氟前驱物流动之前执行预处理。预处理可包括用包含氧、氢、水蒸汽或氮中的一者或多者的等离子体接触基板。方法可包括在蚀刻方法之后执行后处理，其中后处理包含用包含氢、氮、氧或水蒸汽中的一者或多者的等离子体接触基板。方法可包括自半导体处理腔室移除基板。方法可包括自半导体处理腔室的腔室壁移除残留物。移除残留物可包括提供含氯前驱物或等离子体流出物，或含溴前驱物或等离子体流出物。

本技术的一些实施例可包含蚀刻方法。方法可包括形成包括氧、氢或氮中的一者或多者的处理前驱物的等离子体，以产生处理等离子体流出物。方法可包括使处理等离子体流出物流至半导体处理腔室的基板处理区域中。方法可包括用处理等离子体流出物接触基板处理区域中容纳的基板。基板可界定钽或钛材料的暴露区域及钨、钴或铜的暴露区域。方法可包括自钽或钛材料的表面移除含碳材料。方法可包括形成含氟前驱物及含氢前驱物的等离子体。方法可包括用等离子体流出物接触基板。方法可包括移除钽或钛材料。