[发明专利]创建气隙的方法

说明书

本发明涉及创建气隙的方法。氧化锡膜用于在半导体衬底处理期间产生气隙。可以使用在含H₂工艺气体中形成的等离子体来选择性地蚀刻设置在诸如SiO₂和SiN之类的暴露的其他材料层之间的氧化锡膜。蚀刻在周围材料之间产生凹陷特征来代替氧化锡。诸如SiO₂之类的第三材料沉积在所得到的凹陷特征上而不完全填充凹陷特征，从而形成气隙。在一些实施方式中，在SiO₂、SiC、SiN、SiOC、SiNO、SiCNO或SiCN的存在下选择性地蚀刻氧化锡的方法包括使衬底与在包含至少约50％H₂的工艺气体中形成的等离子体接触。氧化锡的蚀刻可以在衬底上不使用外部偏置的情况下进行，并且优选在低于约100℃的温度下进行。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造的方法。具体而言，本发明的实施方式涉及在半导体衬底处理期间产生气隙(air gap)的方法。

背景技术

在半导体器件制造中，沉积和蚀刻技术用于在衬底上形成材料的图案。图案化通常需要在另一种材料的存在下以高蚀刻选择性蚀刻一种材料。随着衬底上的图案化特征的尺寸变小，蚀刻选择性要求变得更加严格。此外，由于蚀刻剂渗入凹陷特征中的问题，所以诸如用HF蚀刻SiO₂的湿法蚀刻方法在具有高深宽比凹陷特征的衬底上变得不太理想。

对于多种应用中的图案化，需要高度选择性的蚀刻方法，这些应用包括动态随机存取存储器(DRAM)的形成、鳍式场效应晶体管(FinFET)的制造中的图案化以及后端制程(BEOL)处理中的图案化。

发明内容

可以在通常使用的电介质(如SiO₂和SiN)存在下以高蚀刻选择性有选择地蚀刻的材料以及相关的蚀刻方法是特别期望的。本文提供SnO₂作为可使用高选择性干法蚀刻化学物质相对于SiO₂、SiN和多种其他材料选择性蚀刻的材料。还提供了在使用SnO₂作为牺牲间隔材料的半导体器件制造中(例如，在FinFET制造期间)形成气隙的方法。

根据一个方面，提供了一种处理半导体衬底的方法。所述方法包括：提供具有暴露的SnO₂层(例如通过原子层沉积而沉积的SnO₂层)的半导体衬底；并且在低于约100℃的温度下蚀刻所述SnO₂层，其中所述蚀刻包括将所述半导体衬底暴露于在包含至少约50体积％的H₂的工艺气体中形成的等离子体。在一些实施方式中，所提供的半导体衬底还包含从由SiO₂、SiC、SiN、SiOC、SiNO、SiCNO和SiCN组成的组中选择的暴露的第二材料，并且相对于所述第二材料以至少约10(例如至少约80)的蚀刻选择性执行SnO₂的氢等离子体蚀刻。在SnO₂蚀刻开始之前，第二材料可以暴露在衬底上，或者在一些实施方式中，第二材料可以在SnO₂蚀刻的过程中暴露。在一些实施方式中，第二材料是SiO₂，且所述蚀刻相对于SiO₂以至少约10的蚀刻选择性去除SnO₂。