[发明专利]用于介电材料的蚀刻的预清洁

说明书

提供了一种蚀刻方法，其包括用以去除介电材料的表面氧化物的预清洁过程。所述氧化物的去除可以在所述蚀刻方法之前通过热反应和/或等离子体方法来执行。在一些实施例中，所述氧化物的去除提高了对蚀刻方法的控制和再现性，并且能够改善相对于氧化物的选择性。

技术领域

本申请涉及介电材料的干法蚀刻处理。

背景技术

要从材料顶部，例如介电层，蚀刻或去除材料，存在多种方式。一种这样的方法是原子层蚀刻，其可以包括干法层蚀刻和湿法层蚀刻。

发明内容

在一些实施例中，提供一种蚀刻方法，其包括预清洁介电材料以去除表面氧化物，得到预清洁后的介电表面，并且然后对预清洁后的表面进行一轮或多轮蚀刻。

在一些实施例中，可以通过增加预清洁过程以去除介电材料的表面氧化物，通过循环蚀刻来进行高度均匀且选择性的循环干法蚀刻方法。氧化物的去除可以在干法蚀刻方法之前通过热反应和/或等离子体方法来执行。氧化物的去除提高了对循环蚀刻方法的控制和再现性，并且能够改善含有氧化物的表面相对于不含氧化物的表面的蚀刻选择性。在预清洁过程之后，可以在预清洁后的介电表面上发生干法蚀刻方法。所述方法可以重复任何轮数。

在一些实施例中，预清洁过程与干法蚀刻过程之间不存在真空中断。在一些实施例中，干法蚀刻方法包括循环干法蚀刻。在一些实施例中，预清洁包括含氟或含氯等离子体处理以去除表面氧化物，并且干法蚀刻包括至少一轮H₂等离子体处理和含氟或含氯自由基处理。

在一些实施例中，预清洁过程足够(例如，进行足够久的时间或重复足够的次数)实现以下至少一个：(a)优异的蚀刻轮廓控制；(b)在不同介电材料与氧化物之间增强的蚀刻选择性；(c)循环干法蚀刻的每个循环一致的蚀刻厚度；(d)SiN、SiC和SiCOH的循环蚀刻，各自之间存在蚀刻选择性；或(e)减小的表面和侧壁粗糙度。

在一些实施例中，通过包括一个或多个循环的循环蚀刻在反应室中蚀刻衬底上的膜。在一些实施例中，蚀刻是涉及至少一轮干法蚀刻的干法蚀刻。在一些实施例中，干法蚀刻包括一轮或多轮提供H₂等离子体和提供含氟或含氯等离子体。在一些实施例中，循环干法蚀刻方法包括：用第一反应气体进行的氟化或氯化和配体交换的重复循环；和通过与第二反应气体热反应实现的改性和通过与含氟或含氯气体热反应实现的蚀刻的重复循环。在一些实施例中，第一反应气体可以是含氟气体。例如，含氟气体可以包括HF或XeF₂。在一些实施例中，第二反应气体也可以是含氟气体。例如，含氟气体可以包括HF或XeF₂，并且含氯气体可以包括BCl₃、CCl₄或SOCl₂。在一些实施例中，第一反应气体可以与第二反应气体相同。在一些实施例中，第一反应气体可以与第二反应气体不同。反应物可以从反应室去除，如通过用惰性气体吹扫而去除。在获得所期望的蚀刻水平之前，循环干法蚀刻可以一直重复。在一些实施例中，HF表面氧化物去除也可以在系统外部以化学方式湿法进行。

在一些实施例中，要在预清洁期间去除的表面氧化物可以包括氧化硅或金属氧化物。在一些实施例中，循环干法蚀刻可以包括以下重复循环：含氟膜(CxFy)沉积和通过Ar离子和/或例如He等其它惰性离子辐照。在一些实施例中，表面氧化物可以包括金属氧化物。例如，金属氧化物可以包括由氧化钛、氧化铪、氧化钨、氧化钼、氧化铝以及氧化锆中的至少一种组成的组。

在一些实施例中，预清洁包括与反应气体的热反应。在一些实施例中，预清洁还包括包含氟或氯离子或自由基的等离子体辅助方法。在一些实施例中，预清洁还包括包含能量足以溅射表面氧化物的离子的等离子体辅助方法。