JP2019510379A - シリカ堆積なしに窒化物構造体を処理するためのプロセス及び装置窒化物構造体を処理するためのプロセス及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、リン酸溶液中でのシリコンウェーハの処理に関する。特に、これは、リン酸中での処理の間、ウエハ表面上のコロイドシリカ堆積物の成長を防止するための新規な方法を提供する。
本明細書では、リン酸中で処理された表面上のコロイドシリカ堆積物の成長を除去する革新的な方法を説明する。開示された技術は、堆積したコロイドシリカを除去するために、リン酸プロセスにおいて高選択性オーバーエッチングステップの使用を包含する。
前記高アスペクト比構造体から前記窒化ケイ素の少なくとも一部を除去するために前記基板を第1のウェットエッチング化学組成物に曝露することからなる第1のエッチングステップであって、前記基板を第1のウェットエッチング化学組成物に曝露することは、前記高アスペクト比構造体の前記ケイ素又は酸化ケイ素上にケイ素含有堆積物を形成するステップを実行することと;
前記第1のエッチングステップ中に前記ケイ素又は酸化ケイ素上に形成された前記ケイ素含有堆積物の少なくとも一部を除去するために、前記基板を第2のウェットエッチング化学組成物に曝露することからなる第2のエッチングステップを実行することと;
を含む。
本発明及びその利点のより完全な理解は、添付の図面と併せた以下の説明を参照することによって得ることができ、同様の参照番号は同様の特徴を示す。しかしながら、添付の図面は、開示された概念の例示的な実施形態を示しているだけであり、及びしたがって、開示された概念は他の同等に有効な実施形態を認めることができるため、範囲の限定とみなされるべきではないことに留意されたい。
ある半導体構造の窒化ケイ素のリン酸エッチング中に、露出した二酸化ケイ素領域上に堆積するコロイドシリカの不利な成長は、処理中に窒化ケイ素の除去を妨げる可能性があることが判明している。より具体的には、狭いギャップ、狭いトレンチ、及び/又は高いアスペクト比を有する構造内に形成された窒化ケイ素は、特に問題がある。このような構造は、ロジックデバイス、相互接続構造、フィン電界効果トランジスタ(FinFET)、3D半導体構造、フラッシュメモリデバイス、例えばNot AND(NAND)タイプのメモリデバイスなど、多種多様な半導体構造において見られる。
SiN(s)+ H3PO4 + H2O → Si(OH)4 + NH4H2PO4
−Si−OH + HO−Si− → −Si−O−Si− + H2O
基板を受け取り、前記基板をウェットエッチング化学組成物に曝露するように構成されたチャンバと、
前記チャンバに結合された化学物質供給システムであって、前記ウェットエッチング化学組成物を前記チャンバに供給するための化学物質供給システムと、
を含んでよい。当該湿式化学処理システムは、本明細書に開示された方法を実行するため、当該湿式化学処理システムの構成要素を制御するように構成されたコントローラをさらに含んでよい。当該湿式化学処理システムはまた、前記ウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度を監視するための化学モニタリングシステムをさらに含むことができる。一実施形態において監視される前記化学成分は、ケイ素、シリカ、及びケイ素含有化合物からなる群から選択され得る。前記湿式化学処理システムは単一基板処理システムであるか、又は複数の基板を同時に処理するように構成されてよい。
Claims (22)
- 基板上に形成されたフィーチャをエッチングする方法であって、
窒化ケイ素を含む露出されたフィーチャの第1のセットと、ケイ素又は酸化ケイ素を含む露出されたフィーチャの第2のセットとからなる高アスペクト比構造体を有する基板を提供するステップと;
前記基板を湿式化学処理システムに装填するステップと;
前記高アスペクト比構造体から前記窒化ケイ素の少なくとも一部を除去するために前記基板を第1のウェットエッチング化学組成物に曝露することからなる第1のエッチングステップであって、前記基板を第1のウェットエッチング化学組成物に曝露することは、前記高アスペクト比構造体の前記ケイ素又は酸化ケイ素上にケイ素含有堆積物を形成するステップを実行するステップと;
前記第1のエッチングステップ中に前記ケイ素又は酸化ケイ素上に形成された前記ケイ素含有堆積物の少なくとも一部を除去するために、前記基板を第2のウェットエッチング化学組成物に曝露することからなる第2のエッチングステップを実行するステップと;
を含む方法。 - 前記第1のウェットエッチング化学組成物はリン酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のウェットエッチング化学組成物はリン酸を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のウェットエッチング化学組成物及び前記第2のウェットエッチング化学組成物は同一である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のウェットエッチング化学組成物及び前記第2のウェットエッチング化学組成物はリン酸化学組成物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のエッチングステップ及び前記第2のエッチングステップは、前記基板を同一のウェットエッチング化学組成物に曝露することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記第2のエッチングステップは、窒化ケイ素オーバーエッチングステップである、請求項5に記載の方法。
- 前記第2のエッチングステップが、約5%〜40%の範囲のオーバーエッチングステップである、請求項7に記載の方法。
- 前記第2のエッチングステップが、約15%〜30%の範囲のオーバーエッチングステップである、請求項8に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法であって、
湿式化学処理システム中に含まれる化学モニタリングシステムを使用して、前記第1のウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度を監視するステップ、
をさらに含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
湿式化学処理システム中に含まれる化学モニタリングシステムを使用して、前記第2のウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度を監視するステップ、
をさらに含む方法。 - 前記第1のエッチングステップ又は前記第2のエッチングステップの少なくとも1つのパラメータは、第1のエッチングステップ中にケイ素又は二酸化ケイ素を含む露出したフィーチャ上に形成された前記ケイ素含有堆積物の実質的に全てが第2のエッチングステップ中に除去されるように選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのパラメータは、前記第1のエッチングステップの持続時間、前記第2のエッチングステップの持続時間、前記第1のウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度、前記第2のウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度、前記第1のウェットエッチング化学組成物の温度、前記第2のウェットエッチング化学組成物の温度、前記第1のウェットエッチング化学組成物の流量、及び前記第2のウェットエッチング化学組成物の流量からなる群から選択される、請求項12に記載方法。
- 前記湿式化学処理システムは単一基板処理システムである、請求項1に記載の方法。
- 前記湿式化学処理システムにおいて、複数の基板を同時に処理するように構成されている、請求項1に記載の方法。
- 前記ケイ素含有堆積物がシリカ堆積物である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のエッチングステップ中の窒化ケイ素対酸化ケイ素エッチング選択性の最高値が、前記第2のエッチングステップの少なくとも一部の間の前記窒化ケイ素対酸化ケイ素エッチング選択性よりも高い、請求項1に記載の方法。
- 湿式化学処理システムであって、
基板を受け取り、前記基板をウェットエッチング化学組成物に曝露するように構成されたチャンバと、
前記チャンバに結合された化学物質供給システムであって、前記化学物質供給システムは前記ウェットエッチング化学組成物を前記チャンバに供給する化学物質供給システムと、
請求項1に記載の方法を実行するため、当該湿式化学処理システムの構成要素を制御するように構成されたコントローラと、
を含む湿式化学処理システム。 - 前記ウェットエッチング化学組成物の少なくとも1つの化学成分の濃度を監視するための化学モニタリングシステムをさらに含む、請求項18に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの化学成分が、ケイ素、シリカ、及びケイ素含有化合物からなる群から選択される、請求項19に記載のシステム。
- 前記湿式化学処理システムは単一基板処理システムである、請求項18に記載のシステム。
- 前記湿式化学処理システムは、複数の基板を同時に処理するように構成されている、請求項18に記載のシステム。
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