[发明专利]改进的锗蚀刻系统和方法

说明书

用于蚀刻含锗材料的示例性方法可以包括在半导体处理腔室的远程等离子体区域中形成含氟前驱物的等离子体。方法可以包括：使含氟前驱物的流出物流过腔室部件中限定的孔。孔可以被涂覆有催化材料。方法可以包括用催化材料来降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度。方法还可包括将等离子体流出物递送到半导体处理腔室的处理区域。具有含锗材料的暴露区域的基板可以被容置在处理区域内。方法还可包括蚀刻含锗材料。

技术领域

本技术涉及半导体工艺和设备。更特定地，本技术涉及在使用催化转化的半导体处理期间蚀刻SiGe。

背景技术

通过在基板表面上产生图案复杂的材料层的工艺，集成电路成为可能。在基板上产生图案化的材料要求用于将暴露材料去除的受控方法。化学蚀刻用于多种用途，包括将光刻胶中的图案转移到下方层中、使层薄化，或使已存在于表面上的特征的侧向尺寸薄化。通常，期望的是，具有一种比蚀刻另一材料更快地蚀刻一种材料以促进例如图案转移工艺的蚀刻工艺。这种蚀刻工艺被称为是对第一材料有选择性的。由于材料、电路和工艺的多样性，蚀刻工艺已发展成具有面向于多种材料的选择性。

蚀刻工艺可以基于工艺中使用的材料而被称为湿法蚀刻或干法蚀刻。湿法HF蚀刻优选地去除在其他电介质和材料上面的氧化硅。然而，湿法工艺可能难以穿透一些受限沟槽并且有时还可能使其余材料发生变形。在形成在基板处理区域内的本地等离子体中产生的干法蚀刻可以穿透更受限的沟槽，并且使精细的其余结构更少地变形。然而，本地等离子体可能在它们放电时因产生电弧而损坏基板。

因此，需要可用于产生高质量器件和结构的改进的系统和方法。这些和其他需要通过本技术来解决。

发明内容

用于蚀刻含锗材料的示例性方法可以包括在半导体处理腔室的远程等离子体区域中形成含氟前驱物的等离子体。方法可以包括：使含氟前驱物的等离子体流出物流过腔室部件中限定的孔。孔可以被涂覆有催化材料。方法可以包括用催化材料来降低等离子体流出物中的氟自由基的浓度。方法还可包括将等离子体流出物递送到半导体处理腔室的处理区域。具有含锗材料的暴露区域的基板可以被容置在处理区域内。方法还可包括蚀刻含锗材料。

在一些实施方式中，催化材料可以是或包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱。这可包括提到的材料中的任一者的氧化物。腔室部件可以维持在高于约70℃的温度下。基板可以维持在低于约30℃的温度下。含锗材料可以是或包括SiGe。含锗材料可以是第一含锗材料，并且第一含锗材料可以相对于硅或第二含锗材料被蚀刻。第二含锗材料可以由比第一含锗材料低的锗浓度来表征。蚀刻可以具有相对于硅或所述第二含锗材料大于或为约300:1的面向于第一含锗材料的选择性。处理腔室内的压力可以被维持为高于约2Torr。腔室部件可以是喷头或离子抑制器。

本技术还涵盖蚀刻含锗材料的另一种方法。方法可以包括在半导体处理腔室的远程等离子体区域中形成含氟前驱物的等离子体。方法可以包括使含氟前驱物的等离子体流出物流过包含催化材料的腔室部件。方法可以包括通过催化材料催化转化等离子体流出物中的氟自由基的至少一部分。方法可以包括将等离子体流出物递送到半导体处理腔室的处理区域。具有含锗材料的暴露区域的基板可以被容置在处理区域中。方法还可包括蚀刻含锗材料。

在一些实施方式中，转化氟自由基可以包括在催化材料上形成包括来自氟自由基的至少两个氟原子的材料。腔室部件可以包括远程等离子体单元递送管、阻挡板、面板、离子抑制器或喷头中的一个或多个。催化材料可以是或包括一种或多种材料，所述一种或多种材料包括选自由以下项组成的群组中的元素：镍、钴、钒、铌、钽、铬、锰、铼、铁、钌、锇、钯、铂、铑和铱，以及这些材料中的任一者的氧化物。腔室部件可以维持在高于约70℃的温度下。基板可以维持在低于约30℃的温度下。处理腔室内的压力可以被维持为在约1Torr与约30Torr之间。