[发明专利]两阶段的均匀干式蚀刻

说明书

对相关申请案的交互援引

本申请案主张2010年12月14日提出申请的美国临时专利申请案第61/422,942号的优先权，此案件为了所有目的在此通过援引整体地被并入到本文。

发明背景

通过产生复杂图案化材料层于基片表面上的工艺来制造集成电路是可行的。产生图案化材料于基片上需要受控的用以移除暴露材料的方法。化学蚀刻用于各种目的，包括将光刻胶中的图案转移到下方层、将层予以薄化或将已经存在于表面上的特征结构的横向尺寸予以薄化。通常，希望具有使蚀刻一材料比蚀刻另一材料更快以有助于例如进行图案转移工艺的蚀刻工艺。此类蚀刻工艺被称为是相对于第一材料具有选择性的。由于材料、电路与工艺的多样性，蚀刻工艺已经被发展成具有朝向各种材料的选择性。

Siconi^TM蚀刻是涉及使基片同时暴露于H₂、NF₃与NH₃等离子体副产物的远端等离子体辅助干式蚀刻工艺。氢与氟物料的远端等离子体激发容许不具有等离子体损坏的基片处理。Siconi^TM蚀刻对于氧化硅层是高度共形的且具有高度选择性的，但不能轻易地蚀刻硅(不管硅是非晶的、结晶的或多晶的)。选择性为诸如浅槽渠离(STI)与层间电介质(ILD)凹部形成的应用提供优点。

图1－2显示干式蚀刻处理步骤的流程图，以及相关的氧化硅被从图案化基材上的槽中修整掉的示意侧视图。此工艺开始于当图案化基片被传送到处理区域内时(操作110)。当等离子体副产物被输送到处理区域时，氧化硅选择性干式蚀刻开始(操作120)。选择性干式蚀刻造成槽内氧化硅150-1的消耗，以及相关的在残余氧化硅150-2上方的固体残余物155的产生。

Siconi^TM工艺产生固体副产物155，固体副产物155在基片材料被移除时会在基片表面上生长。当基片的温度被升高时，此固体副产物接着经由升华被移除(操作130)。可在升华之后观察到氧化硅表面粗糙度与槽间蚀刻速率变化性。

需要能提供较大的干式蚀刻工艺均匀性的方法。

发明内容

描述一种从多个槽蚀刻氧化硅的方法，该方法能容许该等槽之间更为一致的蚀刻速率。在蚀刻之后，槽内经蚀刻的氧化硅的表面也可更为平滑。该方法包括两个干式蚀刻阶段以及后续的升华步骤。第一干式蚀刻阶段迅速地移除氧化硅，且产生大的固体残余物颗粒。第二干式蚀刻阶段缓慢地移除氧化硅，且在大的固体残余物颗粒之间产生小的固体残余物颗粒。在后续的升华步骤中，小与大的固体残余物皆被移除。该两个干式蚀刻阶段之间不存在有升华步骤。

本发明的实施例包括从图案化基片的表面上的多个槽蚀刻氧化硅的方法，该图案化基片位于基片处理腔室的基片处理区域中。该方法依序包含以下步骤：(1)在第一干式蚀刻阶段中，干式蚀刻位于该多个槽的各个槽中的氧化硅，以在该多个槽中的残余氧化硅的表面上形成第一固体副产物；(2)在第二干式蚀刻阶段中，干式蚀刻位于该多个槽的各个槽中的氧化硅，以在该多个槽中的残余氧化硅的表面上形成第二固体副产物；及(3)从该多个槽升华该第一与第二固体副产物。在该第一干式蚀刻阶段的期间以第一蚀刻速率移除氧化硅。在该第二干式蚀刻阶段的期间的氧化硅的第二蚀刻速率小于该第一蚀刻速率。

额外的实施例与特征部分地被公开在以下的说明中，并且部分地对于本领域技术人员而言将在参照说明书之后变得明了或可通过实施所揭示的实施例而了解。可通过说明书中所描述的设施、组合与方法的方式而实现与获得所揭示的实施例的特征与优点。

附图简要说明

通过参照说明书的其余部分与附图，可实现对所揭示的实施例的本质与优点的进一步了解。

图1A-1D是干式处理步骤的流程图，以及相关的氧化硅被从图案化基材上的槽中修整掉的示意侧视图。

图2是根据揭示的实施例的干式蚀刻工艺的流程图。

图3A-3D是图示根据揭示的实施例的氧化硅被从图案化基材上的槽中修整掉的示意侧视图。

图4是用以根据揭示的实施例而执行蚀刻工艺的处理腔室的剖视图。

图5是用以根据揭示的实施例而执行蚀刻工艺的处理系统。

在随附的附图中，类似的元件与/或特征结构可具有相同的参考标记。并且，相同类型的各种元件可通过在参考标记之后的破折号以及在类似元件之间相区分的第二符号来区分。若说明书中仅使用第一参考标记，该描述可应用于具有相同第一参考标记的任何一个类似元件，而无论第二参考标记为何。