TW202405922A - 使用液態前驅物的選擇性氧化物蝕刻 - Google Patents

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Abstract

本文中的實施例係關於基板蝕刻方法及設備。具體而言，該基板為半導體基板，且進行蝕刻的材料為氧化物材料，例如矽氧化物。在各種實施例中，該方法係可以包括接收一基板，該基板上方係具有氧化物材料；及將該基板暴露於反應物氣體，以蝕刻該基板上的該氧化物材料，其中該反應物氣體係處於氣相中，且包括基於銨的氫氧化物源。

Description

使用液態前驅物的選擇性氧化物蝕刻
本發明整體係關於蝕刻技術，具體而言係關於使用液態前驅物的選擇性氧化物蝕刻。
半導體的製造經常涉及圖案化方案和其他處理，藉此對某些材料進行選擇性蝕刻，避免對基板上的其他暴露表面造成蝕刻。隨著裝置的幾何越來越小，期望的是在無電漿輔助的情況下利用高蝕刻選擇性處理來有效蝕刻所欲材料。
此處所提供之先前技術描述係為了一般性呈現本揭露之背景的目的。本案列名發明人的工作成果，至此先前技術段落的所述範圍，以及申請時可能不適格作為先前技術的實施態樣，均不明示或暗示承認為對抗本揭露內容的先前技術。
本文中的各種實施例係關於半導體基板的蝕刻方法及設備。
本文中的各種實施例係關於基板蝕刻方法、設備及系統。該基板通常為半導體基板。在所揭示實施例的其中一態樣中，提供的是一種基板蝕刻方法，該方法係包括：接收一基板，該基板上方係具有氧化物材料；及將該基板暴露於反應物氣體，以蝕刻該基板上的該氧化物材料，其中該反應物氣體係處於氣相中，且包括基於銨的氫氧化物源。
在各種實施例中，該反應物氣體係至少部分透過將包括該基於銨的氫氧化物源及溶劑的溶液進行汽化而產生。在一些實施例中，將該基板暴露於反應物氣體的步驟係包括：在第一溫度下將該基板暴露於該反應物氣體，以在該基板上形成鹽，及將該基板暴露於第二溫度以將該鹽從該基板去除，其中該第二溫度係高於該第一溫度。在各種實施例中，該第一溫度約為90°C以下，且其中該第二溫度約為100°C以上。在一些實施例中，該第一溫度約為50°C以上。在這些或其他實施例中，該第一溫度與該第二溫度之間的差值約為60°C以下。在這些或其他實施例中，該第一溫度與該第二溫度之間的差值約為20°C以下。
在一些實施例中，該基板係在單一反應腔室內暴露於該反應物氣體、該第一溫度及該第二溫度。
在一些實施例中，該氧化物材料係與氧化物密度異質（heterogeneous）。舉例而言，在一些實施例中，該氧化物材料係包括與氧化物密度異質（heterogeneous）的第一部分，以及與氧化物密度同質（homogeneous）的第二部分。在一些這樣的實施例中，將該基板暴露於該反應物氣體的步驟係包括將該氧化物材料的該第一部分暴露於該反應物氣體，及將該氧化物材料的該第二部分暴露於第二反應物氣體，其中該第二反應物氣體係包括溶劑及鹵素源，但不包括該基於銨的氫氧化物源。在各種實施例中，該氧化物材料的該第一部分係以循環方式進行蝕刻，而該氧化物材料的該第二部分係以連續的非循環方式進行蝕刻。在一些實施例中，該第二反應物氣體係包括吡啶。在這些或其他實施例中，該溶劑可以包括異丙醇。在這些或其他實施例中，該鹵素源係可以包括HF。
可以使用各種化學品。在一些實施例中，該基於銨的氫氧化物源係包括氫氧化銨，以及氫氧化銨的經取代形式。在一些實施例中，該基於銨的氫氧化物源係包括與該基於銨的氫氧化物源的氮鍵結的一或更多烷基團。在一些實施例中，該基於銨的氫氧化物源係包括與該基於銨的氫氧化物源的該氮鍵結的四個烷基團。在一些實施例中，該基於銨的氫氧化物源係包括從四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨及其組合所組成的群組中選擇的一或更多反應物。
至少部分產生該反應物氣體的該溶液係可以包括一或更多溶劑。舉例而言，至少部分產生該反應物氣體的該溶液係包括水。在這些或其他實施例中，至少部分產生該反應物氣體的該溶液係包括從以下所構成的群組中選擇的至少一溶劑：丙酮、乙腈、醇類、氯仿、二氯苯、二氯乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、甲醯胺、六甲基膦醯胺、硝基苯、硝基甲烷、吡啶及其組合。
在各種實施例中，該反應物氣體更包括鹵素源。在一些實施例中，該鹵素源係選擇自HF、F 2及其組合所組成的群組。
在所揭示實施例的另一態樣中，提供的是一種基板蝕刻設備，該設備包括：一或更多處理腔室，各處理腔室係包括基板固持件；進入該些處理腔室中的一或更多氣體入口，以及相關的流動控制硬體；以及控制器，具有至少一處理器及一記憶體，其中該至少一處理器及該記憶體係彼此通信連接，該至少一處理器係與該流動控制硬體至少運行連接，及該記憶體係儲存電腦可執行指令，用於控制該至少一處理器以至少控制該流動控制硬體進行：使該基板暴露於反應物氣體，從而將氧化物材料從該基板去除，其中該反應物氣體係處於氣相中，且包括基於銨的氫氧化物源。
這些及其他態樣將參照圖式而進一步描述於下。
在下方敘述中，數具體細節係闡述以提供對所呈現實施例的透徹理解。所揭露實施例可在不具一些或所有這些具體細節的情況下實施。在其他實例中，並未詳細描述習知的處理操作以免不必要地模糊所揭露的實施例。雖然所揭露實施例將結合特定實施例進行描述，但將能理解的是這些特定實施例的用意並非在於限制所揭露的實施例。 引言及背景
半導體製造處理經常涉及對各種材料（包括導體、半導體和介電質）進行圖案化和蝕刻。一些示例係包括導體，例如金屬或碳；半導體，例如矽或鍺；以及介電質，例如矽氧化物、二氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鉿、矽氮化物和鈦氮化物。原子層蝕刻（ALE）處理係提供一種蝕刻技術，涉及在蝕刻操作期間重複改變蝕刻條件。ALE處理係藉由使用按序自限反應以去除材料薄層。通常，ALE循環係執行一次蝕刻處理（例如，蝕刻一單層）所使用的最小操作集。一次ALE循環的結果係將位於基板表面上的膜層的至少一些部分進行蝕刻。通常，ALE循環係包括用以形成反應層的改質操作，接著係僅去除或蝕刻此反應層的去除操作。該循環係可以包括某些輔助操作，例如反應物和/或副產物的去除。一般來說，一個循環係包含唯一操作序列的一個情況。
舉例而言，習知ALE循環係可以包括以下操作：（i）輸送反應物氣體，以進行改質操作，（ii）將該反應物氣體從腔室吹除，（iii）將基板暴露於去除條件（例如，經升高的溫度、去除化學品和/或電漿的其中一或多者），以進行去除操作，以及（iv）吹掃該腔室。該改質操作通常會形成薄的且具有反應性的表面層，且其厚度係小於未經改質材料的厚度。反應物氣體係可以取決於待進行蝕刻的基板的種類和化學性質而加以選擇。
在某些情況下，可以在該改質操作後進行吹掃。在吹掃操作中，可以將無表面接合的活性蝕刻反應物質從處理腔室去除。這可以通過吹掃和/或抽空該處理腔室來去除活性物質，但不去除經改質材料層的方式完成。吹掃係可以藉由使用任何惰性氣體而完成，例如N 2、Ar、Ne、He及其組合。
在去除操作中，可以將該基板暴露於能量源，以通過指向性濺射來蝕刻該基板（這可以包括活化或濺射氣體，或者會引發去除的化學反應物質）。在某些實施方式中，可以使用氬或氦離子進行離子轟擊來執行該去除操作。在去除期間，可以選擇性地開啟偏壓以促進指向性濺射。在某些實施方式中，ALE可以是等向性的；而在某些其他實施方式中，在該去除處理中使用離子時，ALE並非等向性的。
在各種示例中，該改質操作和去除操作係可以循環重複進行，例如約1至約30個循環，或者約1至約20個循環。可以包括任意適當數量的ALE循環，以蝕刻所需的膜量。在某些實施方式中，ALE係以循環方式進行，以蝕刻該基板上的該些層的表面的約1 Å到50 Å。在某些實施方式中，ALE的循環係蝕刻該基板上的該些層的表面的介於約2 Å到約50 Å之間。在某些實施方式中，每個ALE循環係可以蝕刻至少約0.1 Å、0.5 Å或1 Å。
在某些情況下，在進行蝕刻之前，該基板係可以包括例如矽或鍺的材料的毯覆層。該基板係可以包括先前沉積在該基板上且經圖案化的經圖案化遮罩層。例如，遮罩層係可以沉積在一個包括均勻非晶矽層的基板上，且經過圖案化。該基板上的層也可以被圖案化。基板可以具有「特徵部」，例如鰭部或孔洞，其特徵可以為狹窄和/或內凹（re-entrant）的開口、特徵部內的束縮（constriction）及高深寬比的其中一或多者。特徵部的一個示例是半導體基板中，或該基板上的層中的孔洞或通孔。另一個示例是基板或層中的溝槽。在各種情況下，特徵部係可以具有下方層，例如阻障層或附著層。下方層的非限制性示例係包括介電質層和導電層，例如矽氧化物、矽氮化物、矽碳化物、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物和金屬層。
儘管ALE方法已表現出相當大的潛力，但與這些處理一起使用的習知化學品係存在一些缺點。例如，這樣的化學品可能會導致較長的處理時間，伴隨著低產量及高的處理成本。
圖1提供一個流程圖，描述一種使用含有NF 3/NH 3/HF的反應物氣體的ALE方法。將基板提供到第一反應腔室，其中該基板係具有在其上方露出的矽氧化物。在操作101時，在該第一反應腔室中將該基板暴露於含有氣相NF 3/NH 3/HF的反應物氣體中。根據特定的應用需求，可以將這些化學品分別或同時進行流動。在某些示例中，該反應物氣體被提供為兩個流（stream），其中一條流係包含NF 3/NH 3，而另一條流係包含HF/NH 3。該反應物氣體係與該基板的表面上的矽氧化物產生反應，以形成氟矽酸銨鹽（例如，(NH 4) 2SiF 6）。操作101係在第一溫度下執行，例如介於約30°C與40°C之間。操作101係對應於上述的該改質操作。
接著，在操作103中，該基板係被傳輸到第二反應腔室。接著，在操作105時，在該第二反應腔室中將該基板暴露於第二溫度。操作105中的該第二溫度係高於操作101中的該第一溫度。例如，該第二溫度係可以介於約120°C與150°C之間。將該基板暴露於該第二溫度係有助於將該氟矽酸銨鹽從該基板昇華/去除。在操作105期間，還可以將該基板暴露於惰性氣體（例如，N 2、Ar、He、Ne等）的流，以進一步促進該氟矽酸銨鹽從該基板和該第二反應腔室的去除。
在操作107時，判斷該蝕刻處理是否完成。此判斷係可以基於計量學、時機等因素而做出。若該蝕刻處理已完成，則在操作107後結束該方法。然而，若該蝕刻處理尚未完成，則該方法係循環回到操作101，其中該基板係被傳輸回到該第一反應腔室，並且暴露於該反應物氣體，從而將額外的矽氧化物轉化為氟矽酸銨鹽。該方法持續循環，直到完成該蝕刻處理。
在圖1的示例中係使用兩個不同的反應腔室，包括針對操作101中的該改質步驟所用的第一反應腔室，以及針對操作105中的該去除步驟所用的第二反應腔室。使用兩個分離的反應腔室係允許將各個反應腔室保持其所欲的運作溫度。例如，該第一反應腔室係可以保持在介於約30°C與40°C之間，而該第二反應腔室係可以保持在介於約120°C與150°C之間。這種方法的一個缺點是需要兩個反應腔室，導致資本開銷增加。這種方法的另一個缺點是在反應腔室之間傳輸基板需要時間，且在該傳輸操作期間該基板可能容易受損。關於圖1所述的方法/化學品的進一步缺點在於，其在矽氧化物與矽氮化物材料之間提供相對較低的選擇性（例如，選擇性介於約3與6之間）。
這些缺點的其中一些係可以藉由使用單一反應腔室而避免。然而，這需要大量的處理時間來達到各個步驟所需的溫度。在許多情況下，這種加熱或冷卻時間係比將基板在反應腔室之間傳輸所需的時間還長。因此，在將圖1的方法修改成在單一反應腔室中執行時，產量相對較低，且伴隨高的處理成本。
除了像ALE這樣的循環蝕刻方法之外，同樣也發展連續蝕刻方法。在一示例中，將上方具有矽氧化物的基板暴露至包含氣相吡啶、異丙醇和HF的反應物氣體。該反應物氣體係在該基板的該表面上形成吸附層，與暴露的矽氧化物進行反應，從而以連續的方式（例如，不形成鹽）將其從該基板去除。該蝕刻係可以在介於約70°C與150°C之間的溫度下完成。該蝕刻係可以在不顯著改變基板支撐件/反應腔室的溫度的情況下完成。通常，在相對較低的溫度下調節該蝕刻處理會導致遠遠較快的氧化物刻蝕速率，且提供高產量和效率。這種連續蝕刻處理還表現出良好的蝕刻選擇性，例如矽氧化物：矽氮化物的蝕刻選擇性高達約50：1。然而，針對這種連續蝕刻處理所使用的化學品係對於被去除的矽氧化物的密度變化具有敏感性。因此，當該基板包含不同密度的氧化物材料時，在該基板各處的蝕刻結果可能會非常不均勻（例如，在氧化物密度較低的地方蝕刻更加顯著，而在氧化物密度較高的地方蝕刻較不顯著）。這種不均勻性通常是不期望的。 蝕刻方法
上述的各種缺點係可以通過使用一種替代的化學品而避免。該化學品係可以在與圖1中所描述於上的方法類似的新式循環處理中使用。該新式循環處理係呈現於圖2中。在某些情況下，該新式循環處理係可以與上述連續蝕刻處理結合，如下方關於圖3和圖4中所進一步描述。
圖2係呈現根據本文中的各種實施方式的基板蝕刻方法。該方法係從操作201開始，其中係將該基板提供至反應腔室，並且暴露於反應物氣體，從而將該基板上的暴露矽氧化物轉化為氟矽酸銨鹽的薄層。該反應物氣體係包括：（i）基於銨的氫氧化物蒸汽；（ii）溶劑；以及（iii）氟源蒸汽。
該基於銨的氫氧化物蒸汽是從一或多個基於銨的氫氧化物源所產生。例如，該基於銨的氫氧化物源係包括但不限於氫氧化銨（NH 4OH）和氫氧化銨的經取代形式。取代基係可以包括一或多個脂肪族或芳香族基團，例如具有含C xH y的官能基團。氫氧化銨的經取代形式的特定示例係包括但不限於經烷基取代的氫氧化銨，例如四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨等。在各種實施方式中，經取代的氫氧化銨是完全經取代的，例如具有附接於N的四個官能基團（H除外）。在其他示例中，可以進行較少的取代。
當氨溶解於水中時會形成氫氧化銨。因此，氨在水中，或氨的經取代形式在水中的組合也可以作為該基於銨的氫氧化物源。氨係可以與上方關於氫氧化銨所描述的類似方式進行取代。
該基於銨的氫氧化物和溶劑係可以被提供作為溶液，且其在輸送到該反應腔室之前被汽化。氫氧化銨通常係可取自具有約30%的NH 4OH和約70%的H 2O的溶液。根據特定應用的需求，可以製備其他濃度或組成的溶液。
在許多示例中，該溶劑為水。然而，本發明不限於此。可以使用的其他溶劑的示例係包括但不限於丙酮、乙腈、醇類（例如，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇等）、氯仿、二氯苯、二氯乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、甲醯胺、六甲基膦醯胺、硝基苯、硝基甲烷、吡啶等。在許多情況下，溶劑係具有極性。在各種示例中，該溶劑的介電常數係可以至少與氯仿一樣高，或至少與乙醇一樣高。在某些示例中係可以使用二或更多溶劑。
在某些示例中，被汽化以提供該基於銨的氫氧化物的溶液係包括介於約1至40wt%之間的NH 4OH（或其他基於銨的氫氧化物），例如介於約25至35wt%之間的基於銨的氫氧化物。在各種示例中，該溶液係包含至少約1wt%的基於銨的氫氧化物，例如至少約10wt%的基於銨的氫氧化物，或至少約20wt%的基於銨的氫氧化物，或至少約25wt%的氫氧化銨。在這些或其他示例中，該溶液係可以最多包含約40wt%的基於銨的氫氧化物，例如最多約35wt%的基於銨的氫氧化物，或最多約30wt%的基於銨的氫氧化物，或最多約25wt%的基於銨的氫氧化物，或最多約20wt%的基於銨的氫氧化物。該溶液的其餘部分可以是水或其他溶劑。除了該基於銨的氫氧化物和溶劑之外，根據特定應用的需要，該溶液還可以包括一或更多承載氣體和/或其他額外化學品。在某些實施方式中，額外的溶劑（例如，水蒸氣或其他溶劑）係可以與該基於銨的氫氧化物溶液分開而提供至該反應腔室中。該基於銨的氫氧化物蒸汽、溶劑蒸汽和承載氣體的組合進入該反應腔室的示例流率係可以介於約100與500 sccm之間。
該氟源可以是氣相的；或者，其也可以是在汽化後才輸送至該反應腔室的液體。可以使用各種氟源，包括但不限於HF、F 2等。在各種實施方式中，該氟源不包含碳。該氟源的示例流率係可以介於約10與1000 sccm之間。
操作201係在第一溫度下進行。該第一溫度係可以落在一個具有最低溫度和/或最高溫度的範圍內。該最低溫度可以約為50°C、約60°C、約70°C、約80°C、約90°C或約95°C。該最高溫度可以約為70°C、約80°C、約90°C、約100°C、約110°C或約120°C。在該改質步驟期間，該反應腔室中的壓力係可以介於0.6T與5T之間。
下面進一步討論的實驗結果顯示，所揭示的化學品係可以在至少高達約100°C的溫度下形成氟矽酸銨鹽。在測試條件下，明顯的鹽形成係在低於約70°C的溫度下發生。高於約70°C，鹽的形成係與溫度呈反比，而高於約100°C時鹽的形成相對較少。
回到圖2的實施方式，該方法繼續進行操作205，其中係將該基板暴露於第二溫度，以將該氟矽酸銨鹽昇華，從而將該矽氧化物的一部分從該基板去除。
該第二溫度係高於該第一溫度。該第二溫度係可以落在一個具有最低值和/或最高值的範圍內。在各種實施方式中，該最低溫度係可能約為100°C、約110°C或約120°C。在這些或其他實施方式中，該最高溫度係可以約為120°C、約130°C或約150°C，或約為200°C。在該去除步驟期間，該反應腔室中的壓力係可以介於0.6T與5T之間。在操作205期間，可以使該基板暴露於惰性氣體（例如，N 2、Ar、He、Ne等）的流，以促進該氟矽酸鹽從該基板和該反應腔室的去除。
接著，在操作207時，判斷該蝕刻處理是否完成。若完成，則該方法結束。若尚未完成，則該方法係循環回到操作201，且持續循環直到完成該蝕刻處理。此判斷係可以基於計量學、時機等因素而做出。
值得注意的是，如下方在實驗章節中進一步討論的，與圖1的該方法中使用的溫度相比，圖2的該方法係可以在明顯更高的溫度下形成氟矽酸銨鹽。在實施圖1的該方法（例如，當該反應物氣體係包括NF 3/NH 3/HF的混合物的情況下）時，操作101時的該改質步驟應該在介於約30與40°C之間的溫度下進行，以確保充分形成鹽。在較高的溫度下，鹽的形成係大幅受限。這會導致在操作101中的該改質步驟與操作105中的該去除步驟之間存在較大的溫度差，因為該去除操作需要在相對高的溫度（通常高於約120°C）下進行。因此，在實施圖1的方法時，在操作101中的該改質步驟與操作105中的該去除步驟之間的溫度差通常至少約為80°C。這種較大的溫度差則會因為上述的理由而產生問題。
相比之下，在實施圖2的該方法時，操作201時的該改質步驟係可以在較高的溫度下進行（與圖1的操作101相比）。圖2的該方法中的操作201時的該改質步驟與操作205時的該去除步驟之間造成的溫度差異係明顯小於圖1的該方法中的操作101時的該改質步驟與操作105時的該去除步驟之間的溫度差異。在某些實施方式中，操作201與操作205之間的溫度差異係可以約為60°C以下，約為50°C以下，約為40°C以下，約為30°C以下，約為20°C以下或約為10°C以下。與圖1的該方法相比，這種溫度差異的減少會因為上述的理由而具有諸多優勢，包括但不限於較快的處理時間、無需在改質操作與去除操作之間切換反應腔室、提高產量和效率，以及降低處理成本。此外，圖2的該方法已顯示針對不同密度的氧化物材料之間的蝕刻選擇性和蝕刻速率的均勻性方面具有優異的結果。例如，在低溫下，低密度氧化物材料和高密度氧化物材料的會以非常相似的速率進行蝕刻，幾乎為1：1。在較高溫度下存在較大的差異，但即使在高溫下，低密度氧化物材料與高密度氧化物材料的蝕刻速率比率係約為3：1以下。在各種實施方式中，在實施圖2的該方法時，低密度氧化物材料與高密度氧化物材料的蝕刻速率比率係約為3：1以下，例如約為2：1以下，或約為1.5：1以下，或約為1.2：1以下。當此比率接近1：1時，低密度氧化物材料和高密度氧化物材料係以相同速率進行蝕刻。
在各種示例中，該基於銨的氫氧化物為氫氧化銨，該氟源為HF和/或F 2，而該氟矽酸銨鹽係具有（NH 4） 2SiF 6的化學式。當然，可能存在一些雜質。例如在使用其他基於銨的氫氧化物和/或氟源時，所形成的鹽也可以具有不同的化學式。這些化學品係可以包括可被引進該鹽中的元素。
圖3和圖4係呈現將圖2的該循環蝕刻方法與連續蝕刻方法（例如，上述的其中一者）進行結合的實施例。當被去除的矽氧化物係包含與氧化物密度同質（homogeneous）的一或多個部分，以及與氧化物密度異質的一或多個部分時，這些方法係特別有用的。在各種情況下，與氧化物密度異質的矽氧化物係包括具有第一氧化物密度的第一區域，以及具有第二氧化物密度的第二區域，其中該第一氧化物密度和該第二氧化物密度係不同的。例如，該第一氧化物密度係可以比該第二氧化物密度更大或更小至少約10%，或至少約20%，或至少約30%。該第一區域和該第二區域係可以同時在基板表面上露出。
由於圖2的該循環蝕刻方法對於氧化物密度的差異不具敏感性，因此它針對被去除氧化物在密度方面為異質的蝕刻處理係特別有用的。相比之下，上述的連續蝕刻方法對氧化物密度的差異係具有敏感性，這使得它針對被去除氧化物在密度方面為異質的蝕刻處理係較不有用的。然而，該連續蝕刻處理非常快速。因此，它針對被去除氧化物在密度方面為同質的蝕刻處理係特別有用的。在圖3和圖4的方法中，該循環和該連續蝕刻處理係經過結合，從而根據被去除氧化物在特定時間點時在密度方面是同質或異質的，藉此調整蝕刻條件。即使利用相對較短的處理時間，這種策略仍提供非常均勻的蝕刻結果。
在圖3的該方法中，該基板係包括在氧化物密度方面為同質的至少一部分矽氧化物，以及在氧化物密度方面為異質的至少一部分矽氧化物。當該方法開始時，在該基板表面上露出的該矽氧化物係在氧化物密度方面為同質的。該方法係從操作301開始，其中係藉由使用第一反應物氣體的連續處理對該同質矽氧化物進行蝕刻。在特定示例中，該第一反應物氣體係包括HF、吡啶和異丙醇，如上所述。在其他實施方式中係可以使用其他鹵素源、溶劑和/或添加劑，只要它們能夠導致實質連續的蝕刻。
接著，在操作303時，使用圖2中描述的該循環處理對該異質矽氧化物進行蝕刻。該循環蝕刻係使用第二反應物氣體而完成。該第二反應物氣體係可以具有如上方關於圖2的操作201所描述的組成。關於圖2所提供的所有其他細節係適用於此。
在操作305時，判斷該蝕刻處理是否完成。若為是，則該方法完成。若為否，則該方法返回到操作301，以連續的方式對同質矽氧化物的額外部分進行蝕刻。該方法係持續循環直到該蝕刻完成。
在圖4的該方法中，該基板係包括在氧化物密度方面為異質的至少一部分矽氧化物，以及在氧化物密度方面為同質的至少一部分矽氧化物。當該方法開始時，在該基板表面上露出的該矽氧化物係在氧化物密度方面為異質的。該方法係從操作401開始，其中係藉由使用第一反應物氣體及關於圖2所述的該處理對該異質矽氧化物進行蝕刻。
接著，在操作403時，使用第二反應物氣體及上述的連續蝕刻處理對該同質矽氧化物進行蝕刻。在特定示例中，該第二反應物氣體係包括HF、吡啶和異丙醇，如上所述。在其他實施方式中係可以使用其他鹵素源、溶劑和/或添加劑，只要它們能夠導致實質連續的蝕刻。
圖3和圖4的該些方法係引進圖2的該方法。關於圖2所提供的任何細節也適用於圖3和圖4的相關部分。為了簡潔起見，這些細節將不會重複敘述。 設備 熱處理設備
本文中所提供的是使用熱能取代電漿能量，或是再加上電漿能量以例如蝕刻半導體基板的半導體處理方法及設備。在某些實施方式中，可以將依據化學反應，且主要使用熱能而非電漿來驅動化學反應的蝕刻視為「熱蝕刻」。在各種實施方式中，本文所描述的設備係設計或配置用於快速加熱及冷卻基板，以及精確控制基板的溫度。在某些實施方式中，該基板被迅速加熱，且部分藉由使用在基板下方設置的基座中的發光二極體（LED）所發出的可見光而精確控制該基板的溫度。該可見光的波長係可以包括且介於約400奈米（nm）與800 nm之間。該基座係可以包含用於實現基板溫度控制的各種特徵部，例如：透明窗部，其係任選地具有對所發射的光進行引導或聚焦的透鏡；同樣針對所發射的光進行有利的引導或聚焦的反射材料；以及針對協助LED、基座及腔室的溫度控制的溫度控制元件。
該些設備還可以使該處理腔室內的基板熱隔離或熱「飄浮（float）」，使得僅有最小熱質量被加熱，而理想的最小熱質量為該基板本身，這能夠達成較快的加熱及冷卻。該基板係可以藉由使用下列方法而被迅速冷卻：冷卻氣體，及/或對於散熱裝置，例如位於該基板上方的頂板（或其他氣體分佈元件）的輻射熱傳輸，或是兩者。在某些情況下，該設備還包括位於處理腔室壁、基座及頂板（或其他氣體分佈元件）中的溫度控制元件，以達成該基板及該腔室內的處理條件的進一步溫度控制，例如防止處理氣體及蒸汽的非預期凝結。
該設備還可以配置以實施各種控制迴路，以精準控制該基板及該腔室的溫度（例如，利用控制器，其中該控制器係配置以執行指令而使該設備執行這些迴路）。這可以包括使用各種感測器，而該些感測器係作為開放迴路及反饋控制迴路的一部分而判斷該基板及腔室的溫度。這些感測器係可以包括位於基板支撐件中的溫度感測器，其會接觸該基板並測量該基板的溫度；以及非接觸式感測器，例如用於測量LED的光輸出的光電偵測器，以及配置以測量不同類型的該基板的溫度的測溫計。如下方更詳細描述，某些測溫計係藉由測量從一物體發射的紅外光或其他光學信號來判斷該物體的溫度。然而，由於矽在各種溫度下及經過各種處理（例如，經摻雜或低度摻雜的矽）後可能會具有透光性，因此某些測溫計無法對許多矽基板進行測量。舉例而言，低度摻雜的矽晶圓在低於200°C的溫度下對紅外信號是可穿透的。本文中所提供的某些測溫計係能夠在各種溫度下對多種類型的矽基板進行測量。
圖5A繪示根據所揭示的實施方式的示例設備的橫截面側視圖。如下所詳細描述，該設備500係能夠快速且精確地控制基板的溫度，包括進行熱蝕刻操作。該設備500係包括處理腔室502、基座504及氣體分佈單元510，該基座504係具有基板加熱器506，以及用以支撐基板518的複數晶圓支撐件508。
處理腔室502係包括側壁512A、頂部512B及底部512C，其至少部分界定腔室內部514，而該腔室內部514係可以被視為氣室容積。在某些實施方式中，所期望的可能是能夠主動控制處理腔室壁512A、頂部512B及底部512C的溫度，避免其表面上出現非預期的凝結。一些新興半導體處理操作係將蒸汽（例如，水蒸汽及/或醇類蒸汽）流動至該基板上，這些蒸汽會吸附於該基板上，但它們也可能會非所欲地吸附在腔室的內部表面上。這可能會在腔室的內部表面上造成非所欲的沉積及蝕刻，而可能損害腔室表面且導致微粒脫落至該基板上，從而造成基板缺陷。為了減少及避免腔室內部表面上的非所欲凝結，可以將腔室壁、頂部及底部的溫度維持在該處理操作中所使用的化學品不會凝結的溫度。
藉由使用加熱器對腔室壁512A、頂部512B及底部512C進行加熱，可以達成對腔室表面的主動溫度控制。如圖5A所示，腔室加熱器516A係設置在腔室壁512A上，且配置以對腔室壁512A進行加熱，腔室加熱器516B係設置在頂部512B上，且配置以對頂部512B進行加熱，而腔室加熱器516C係設置在底部512C上，且配置以對底部512C進行加熱。腔室加熱器516A～516C可以是電阻式加熱器，其係配置以當電流通過電阻元件時產生熱。腔室加熱器516A～516C也可以是流體導管，而熱傳輸流體（例如，加熱液體，其可以包括經加熱的水）係可以流動通過該些流體導管。在某些情況下，腔室加熱器516A～516C可以是加熱液體及電阻式加熱器二者的組合。腔室加熱器516A～516C係配置以產生熱，使腔室壁512A、頂部512B及底部512C各自的內部表面達到所欲溫度，該溫度的範圍係可以介於約40°C與約150°C之間，例如包括介於約80°C與約130°C之間，或是約為90°C，或是約為120°C。已發現到，在某些條件下，水蒸汽及醇類蒸汽不會在被維持於約90°C以上的表面上凝結。
腔室壁512A、頂部512B及底部512C也可以由能夠承受處理技術中所使用的化學品的各種材料組成。這些腔室材料係可以包括，例如鋁、陽極化鋁、具有聚合物（例如，塑膠）的鋁、具有氧化釔塗層的金屬或金屬合金、具有氧化鋯塗層的金屬或金屬合金，以及具有鋁氧化物塗層的金屬或金屬合金；在某些情況下，這些塗層的材料可以是混合的，或是不同材料組合的層，例如鋁氧化物及氧化釔的交替層或鋁氧化物及氧化鋯的交替層。這些材料係配置以承受處理技術中所使用的化學品，例如無水HF、水蒸汽、甲醇、異丙醇、氯、氟氣、氮氣、氫氣、氦氣及其混合物。
該設備500還可以配置以在真空或接近真空的情況下執行處理操作，例如壓力處於約0.1 Torr至約100 Torr，或約20 Torr至約200 Torr，或約0.1 Torr至約10 Torr。其可以包括真空幫浦584，配置以將腔室內部514抽至低壓，例如壓力約為0.1 Torr至約100 Torr的真空，包括約0.1 Torr至約10 Torr，以及約20 Torr至約200 Torr，或約0.1 Torr至約10 Torr。
現在將討論基座504的各種特徵。基座504係包括加熱器522（在圖5A中以虛線矩形框起），該加熱器522係具有複數LED 524，配置以發出波長包括且介於約400 nm與800 nm之間（包括450 nm）的可見光。這些加熱器的LED會將該可見光發射至基板的背側，而加熱該基板。波長介於約400 nm與800 nm之間的可見光係能夠快速且有效率地將矽基板從環境溫度（例如，約20°C）加熱至約為600°C的高溫，原因在於矽會吸收此範圍內的可見光。相對地，輻射加熱（包括紅外輻射加熱）在高達約400°C的溫度下可能無法有效地加熱矽，因為矽在低於約400°C的溫度係傾向對紅外光具有穿透性。此外，直接對基板的頂側進行加熱（如同許多習知的半導體處理中所為）的輻射加熱器可能會對頂側的膜造成損害或其他不良影響。依靠基板與加熱平台之間的固體對固體熱傳輸的傳統「熱板」加熱器（例如，具有加熱線圈的基座）係具有相對緩慢的加熱及冷卻速率，以及由於基板的翹曲及對於加熱平台的接觸不一致而提供不均勻的加熱。舉例而言，可能需要數分鐘才能將某些基座加熱至所欲的溫度，以及從第一溫度加熱至較高的第二溫度，以及將該基座冷卻至較低溫度。
加熱器的複數LED係得以各種方式排列、電性連接及電性控制。各個LED係可以配置成發射可見藍光及/或可見白光。在某些實施例中係使用白光（利用在EM光譜的可見光部分中的某範圍波長所產生的）。在某些半導體處理操作中，白光係可以減少或防止非所欲的薄膜干涉。舉例而言，一些基板係具有背側膜，而這些背側膜會以各種量反射不同的光波長，因此造成不均勻及潛在的無效加熱。使用白光可以藉由將薄膜干涉平均在白光所提供的寬廣可見光譜中，從而減少這種非所欲的反射差異。在某些情況下，取決於該基板的背面上的材料，使用可見的非白光（例如，波長450 nm的藍光）係可以有利於提供單一或窄頻段的波長，對於吸收窄頻段波長比吸收白光更佳的一些基板而言，而這可以對該些基板更有效、更強力且更直接的加熱。
可以使用各種類型的LED。其示例包括板上晶片（chip on board，COB）LED或表面安裝二極體（SMD）LED。對於SMD LED，LED晶片可以與印刷電路板（PCB）熔接，其中該PCB可以具有複數電性接點，而允許控制該晶片上的各個二極體。舉例而言，單一SMD晶片係可以具有三個二極體（例如，紅色、藍色或綠色），該三個二極體係能夠單獨控制以例如產生不同的顏色。SMD LED晶片的可以按照尺寸分類，例如2.8 2.5 mm、3.0 3.0 mm、3.5 2.8 mm、5.0 5.0 mm及5.6 3.0 mm。對於COB LED，各個晶片係可以具有多於三個印刷在同一PCB上的二極體，例如九個、十二個、數十個、數百個或更多。無論二極體的數量如何，COB LED晶片通常具有一個電路及兩個接點，從而提供簡單的設計和高效率的單色應用。可以藉由各個LED發出的熱的瓦特數來測量這些LED加熱該基板的能力及效能；這些熱的瓦特數係可以直接貢獻於加熱基板。
圖5B繪示具有複數LED的基板加熱器的俯視圖。該基板加熱器522係包括印刷電路板526及該複數LED 524，其中一些LED 524係有被標示出；所繪示的複數係包括約1,300個LED。外部連接件528係藉由軌跡線（tracer）連接，以將功率提供至該複數LED 524。如圖5B所繪示，這些LED係可以沿著從基板加熱器522的中心530徑向偏移不同半徑的許多弧線而進行排列；在各個弧線上，LED係可以彼此等距分隔開。舉例而言，一條弧線532係被部分陰影的虛線形狀圍繞，其包含16個LED 524，並且是圍繞著中心530延伸且具有半徑R的圓的一部分。這16個LED 524可以被視為沿著此弧線532彼此等距分隔開。
在某些實施方式中，這些LED也可以沿著圍繞該基板加熱器的中心的圓圈排列。在某些情況下，一些LED係可以沿著圓圈排列，而其他LED則可以沿著弧線排列。圖5C繪示具有複數LED的基板加熱器的另一示例的俯視圖。圖5C的該基板加熱器522係包括印刷電路板526及該複數LED 524，其中一些LED 524係有被標示出。此處，LED 524係沿著從基板加熱器522的中心530徑向偏移不同半徑的許多圓圈排列；在各個圓圈中，這些LED可以彼此等距分隔開。舉例而言，一個圓圈534係被部分陰影的環圍繞，其包含78個LED 524，並且是以半徑R圍繞著中心530延伸。這78個LED 524可以被視為沿著此圓圈534彼此等距分隔開。與圖2中的排列相比，圖5C中的LED的排列係可以在該基板的整個背側各處提供更均勻的光及熱分佈圖案，原因在於圖5B中包含外部連接件的基板加熱器522的區域可能會在該基板上提供未經加熱的冷點，特別是因為在處理期間該基板及該加熱器係彼此維持靜止；該基板及該基板加熱器不旋轉。
在某些實施例中，該複數LED可以包括至少約1,000個LED，例如包括約1,200、1,500、2,000、3,000、4,000、5,000或多於6,000個LED。在某些情況下，每個LED可以被配置為在100%功率下使用4瓦以下，包括在100%功率下使用3瓦，以及在100%功率下使用1瓦。這些LED可以被設置及電性連接成為可獨立控制區域，以實現對於基板各處的溫度調整及微調。在某些情況下，LED可以被分組為例如至少20個可獨立控制區域，包括至少約25、50、75、80、85、90、95或100個區域。這些區域可以允許在徑向及方位角（即，角度）方向中進行溫度調整。這些區域可以被設置成預定的圖案，例如矩形網格、六角形網格或其他適當的圖案，以生成所欲的溫度輪廓。這些區域還可以具有不同的形狀，例如正方形、梯形、矩形、三角形、長圓形（obround）、橢圓形、圓形、環形（例如，環）、部分環形（即，環狀扇形）、弧形、區段，以及扇形，該扇形可以置中在加熱器的中心上，且半徑小於或等於基板加熱器的PCB的總半徑。舉例而言，在圖5B中，LED有88個區域，而這88個區域係組織成至少20個（例如， 20或21個）同心圓。這些區域係能夠調節晶圓各處的多個位置處的溫度，以產生更均勻的溫度分佈以及所欲的溫度輪廓，例如在基板的邊緣附近的溫度比基板的中心的溫度更高。對這些區域的獨立控制還可以包括控制每個區域的功率輸出的能力。例如，每個區域可以具有至少15、20或25個可調整功率輸出。在某些情況下，每個區域可以具有一個LED，從而使每個LED能夠被獨立控制及調整，而這可以在基板上產生更均勻的加熱輪廓。因此，在一些實施例中，該基板加熱器中的該複數LED的各LED係可以被獨立控制。
在某些實施方式中，基板加熱器522係配置以將基板加熱到複數溫度，並且將每個溫度維持各種持續時間。基板加熱器係可以配置以將基板加熱到介於約50°C與600°C之間，包括到這些溫度之間的任何溫度或範圍。此外，在某些實施方式中，基板加熱器522係配置以在例如不到約60秒、不到約45秒、不到約30秒或不到約15秒的時間內將基板加熱至這些範圍內的任何溫度。在某些實施例中，基板加熱器522係配置成以一或多個加熱速率（例如，介於至少約0.1°C/秒與至少約20°C/秒之間）加熱基板。
基板加熱器可以通過使這些LED以一或多個功率級別（包括至少約80%、至少約90%、至少約95%或至少約100%的功率）發射可見光，從而提高基板的溫度。在某些實施方式中，基板加熱器係配置以發射介於約10 W與4000 W之間的功率，包括至少約10 W、至少約30 W、至少約0.3千瓦（kW）、至少約0.5 kW、至少約2 kW、至少約3 kW或至少約4 kW。該設備係配置以將介於約0.1 kW與9 kW之間的功率供應至基座；電源係經由該基座而連接到基板加熱器，但在圖中並未顯示。在溫度斜坡期間，基板加熱器得以高功率運行，並且得以較低功率級別（例如，包括介於約5 W與約0.5 kW之間）運行以維持經加熱基板的溫度。
基座上可以包括位於其內部表面上的反射材料，其中該反射材料在操作期間係將LED所發射的光線反射且導向由基座所支撐的該基板的背側。在這樣的某些實施方式中，基板加熱器可以包括這種反射材料，位於PCB 526的設有該複數LED 524的頂表面540上，如圖5A所示。該反射材料可以由鋁（例如，拋光鋁）、不銹鋼、鋁合金、鎳合金及其他可以防止金屬氧化及/或提高特定波長的反射率（例如，針對特定波長上達到大於99%的反射率）的保護層，以及其他耐用的反射塗層所構成。附加或替代性而言，基座504可以具有碗部546，而基板加熱器522係至少部分位於該碗部546中。碗部546可以具有基座側壁549的外露內表面548，而該反射材料可以位於該內表面548上。該反射材料係藉由有利地將原本會被PCB 526和基座504吸收的光線反射回到基板上，從而提高基板加熱器的加熱效率，且減少對於PCB 526和基座504的非所欲加熱。
在某些實施例中，基板加熱器還可以包括基座冷卻器，該基座冷卻器係與LED熱連接，使得該複數LED所產生的熱可以從LED傳輸到該基座冷卻器。這種熱連接係允許熱可以沿著這些構件之間的一或多個熱流路徑而從該複數LED傳導至基座冷卻器。在某些情況下，基座冷卻器係直接接觸該基板加熱器的一或多個元件；然而，在其他情況下，在該基板加熱器與基座冷卻器之間可以設置其他傳導元件，例如導熱板（例如，其包括金屬）。返回參照圖5A，基板加熱器係包括與PCB 526的底部直接接觸的基座冷卻器536。熱從LED流動至PCB 526，且流動至基座冷卻器536。基座冷卻器536還包括複數流體導管538，而熱傳輸流體（例如，水）係流動通過這些導管，以接收熱並藉此冷卻基板加熱器522中的LED。流體導管538可以連接至腔室外側的儲存槽及幫浦（未顯示）。在某些情況下，基座冷卻器可以配置成流動經冷卻的水，而這些水是被冷卻至介於例如約5°C與20°C之間。
如本文所提供，對處理腔室502的外表面進行主動加熱可以是有利的。在某些情況下，同樣可以有利的是，對基座504的外表面進行加熱以防止在其外表面上產生非所欲的凝結及沉積。如圖5A所示，基座504可以進一步包括位於該基座504內部的基座加熱器544，該基座加熱器係配置以加熱基座104的外表面，包括其側部542A和底部542B。基座加熱器544可以包括一或多個加熱元件，例如一或多個電阻式加熱元件，以及內部流動加熱流體的流體導管。在某些情況下，基座冷卻器和基座加熱器都可以具有與彼此連接的流體導管，使得相同的熱傳輸流體可以在基座冷卻器和基座加熱器中流動。在這些實施例中，該流體可以被加熱至介於50°C與130°C之間，包括約90°C及120°C。
基座還可以包括窗部，用以保護基板加熱器（包括該複數LED）而不會因為暴露於處理操作期間所使用的處理化學品及壓力而損壞。如圖5A所示，窗部550可以位於基板加熱器522上方，並且可以密封於基座504的側壁549，從而在該基座內形成一個與腔室內部流體隔絕的氣室容積。該氣室容積也可以被視為碗部546的內部。該窗部可以由一或多種對LED發出的可見光（包括波長落在400 nm至800 nm範圍內的光）具有光學穿透性的材料所構成。在某些實施例中，該材料可以是石英、藍寶石、具有藍寶石塗層的石英或鈣氟化物（CaF）。該窗部也可以在內部不具有任何孔洞或開口。在某些實施例中，加熱器的厚度可以約為15到30 mm，包括約20 mm和約25 mm。
圖5D繪示根據各種實施例的具有額外特徵的圖5A的基座。如圖5D所示，窗部550係包括頂表面552及底表面554，該頂表面552係面向基座504所支撐的基板518，而該底表面554係面向基板加熱器522。在某些實施例中，頂表面552及底表面554可以是平坦的平面（或是實質平坦的，例如介於平坦的±10%或5%內）。在其他一些情況下，頂部552、底部554，或是頂部552及底部554二者都可以是不平坦表面。這些表面的不平坦性可以用以折射及/或引導基板加熱器522的LED 524所發出的光，從而更有效率及/或更有效地加熱該基板。這種不平坦性也可以係沿著該表面的一部分或全部而存在。舉例而言，整個底表面可以具有凸或凹曲率；而在另一示例中，底表面的外環區域可以具有凸或凹曲率，而該表面的其餘部分是平面的。在進一步的示例中，這些表面可以具有複數不同的不平坦區段，例如，在該表面的中央具有圓錐形區段，而該圓錐形區段係與平面環形區段相鄰，而該平面環形區段係以與該圓錐形區段相同或不同的角度而與圓錐台表面（conical feustum surface）相鄰。在某些實施例中，窗部550可以具有作為透鏡陣列的特徵，而這些透鏡係經過定向，以將一或多個LED（例如，各個LED）所發出的光聚焦。
由於窗部550係位於基板加熱器522上方，因此該窗部550會被基板加熱器522加熱，而這可能會影響基板周圍的熱環境。取決於窗部550所使用的材料，例如石英，該窗部可以保留熱，並且在處理一或多個基板的過程中逐漸保留更多的熱。這樣的熱可以被輻射傳輸到基板，因此直接加熱該基板。在某些情況下，該窗部可以導致溫度比加熱器溫度高出50°C至80°C。這樣的熱還可以在窗部的整個厚度（或垂直方向中）產生溫度梯度。在某些情況下，頂表面552係比底表面554高出30°C。因此，調整及配置該腔室以查明且減少該窗部的熱效應可以是有利的。這可以包括檢測基板的溫度及調整基板加熱器以查明該窗部所保留的熱。
這還可以包括基座的各種配置，例如對該窗部進行主動冷卻。在某些實施例中，例如圖5A和圖5D所示的實施例，窗部550可以從基板加熱器522偏移第一距離556。在某些實施例中，第一距離可以介於2 mm至50 mm之間，包括介於5 mm至40 mm之間。冷卻流體（例如，惰性氣體）可以在窗部550與基板加熱器522之間流動，從而將該窗部550及基板加熱器522二者冷卻。基座可以具有一或多個入口及一或多個出口，用於使該氣體在該基座504的氣室容積（或碗部546）內流動。該一或多個入口係與位於腔室502外側的惰性氣體源流體連接，而這可以包括透過至少部分佈線在基座504內側的流體導管。該一或多個出口係與腔室502外側的排氣或其他環境流體連接，而這也可以透過基座內側蔓延的流體導管。在圖5E中，其繪示根據各種實施例的具有額外特徵的圖5D的基座，其中一或多個入口551係位於側壁549中，且延伸通過內表面548；該一或多個入口也部分透過在基座504內佈線的流體導管555而與氣體源572（例如，惰性氣體源）流體連接。單一出口553係位於基板加熱器522的中央區域中（即，並非在確切的中心，但非常接近）。在某些實施例中，該一或多個氣體入口和一或多個出口係可以交換，使得該一或多個出口係延伸通過側壁549（在圖5E中，其為物件551），而該一或多個入口係可以位於基板加熱器522的中央區域（在圖5E中，其為物件553）。在某些實施例中，可以存在多於一個出口；在某些實施例中，可以只有單一氣體入口。在某些實施例中，一個多個氣體入口係在LED加熱器522下方延伸通過基座側壁549的內表面548，而一或多個氣體出口係延伸通過基座側壁549的另一部分，例如介於LED加熱器522與基座側壁549之間的安裝支架。
在某些實施例中，該窗部可以被設置成與基板加熱器直接熱接觸，而基座冷卻器可以配置以冷卻PCB及該窗部。在某些實施例中，例如同樣在圖5A和5D中所示的實施例，窗部550可以與基座504的側壁549熱連接，以將窗部550中保留的一些熱轉移至基座504。經轉移的熱例如可以藉由使用基座加熱器544而進一步從該基座傳出，其中該基座加熱器544係可以將被加熱溫度至例如介於約20°C與100°C之間的流體流動通過該基座504。這種經加熱的流體的溫度可以比該基座504在與窗部550的熱連接處的溫度更低。在某些實施例中，窗部550可以具有位於該窗部550內的一或多個流體導管，而透明冷卻流體可以流動通過該一或多個流體導管。該流體的路線係可以從腔室外側的流體源或儲存槽通過該基座而到達該窗部。
如圖5A和5D所示，基座504的基板支撐件508係配置以將基板518支撐在窗部550和基板加熱器522上方且與其偏離。在某些實施例中，藉由在腔室內將基板熱飄浮或熱隔離，可以快速且精確地控制基板的溫度。期望的是，將基板進行定位，以對於最小的熱質量進行加熱及冷卻。該熱飄浮係配置以在將基板進行定位，使其與腔室中的其他物體具有最小的熱接觸（包括直接和輻射接觸）。
因此，在某些實施例中，基座504係配置以藉由在腔室內部514中使基板518熱飄浮或熱隔離，從而支撐該基板518。該基座504的複數基板支撐件508係配置以支撐基板518，使得該基板518的熱質量被盡可能降低成僅為該基板518的熱質量。各個基板支撐件508可以具有基板支撐表面520，其提供對於基板518的最小接觸。基板支撐件的數量508可以從至少3個到例如至少6個以上。這些支撐表面520的表面積也可以是在處理操作期間足以支撐該基板所需的最小面積（例如，用以支撐該基板的重量，並且防止該基板的非彈性變形）。
基板支撐件還被配置為防止該基板與基座的其他元件（包括該基板下方的基座的表面及特徵部）接觸。如圖5A和5D所示，基板支撐件508係將基板518維持在該基板518下方的基座504的次一相鄰表面上方，並且與其偏離，其中該次一相鄰表面為窗部550的頂表面552（識別於圖5D中）。從這些圖式中可見，除了與基板支撐件的接觸之外，在基板下方均存在容積或間隙。如圖5D所示，基板518係從窗部550的頂表面552偏移一距離558。該距離558可能會影響窗部550對基板518造成的熱效應。距離558越大，該效應越小。已發現，該距離558為2 mm以下時會在窗部與基板之間造成顯著的熱耦合；因此，期望的是該距離558大於2 mm，例如至少約5 mm、約10 mm、約15 mm、約20 mm、約30 mm、約50 mm或約100 mm。
基板518也從基板加熱器522偏移一距離560（在某些情況下係從基板加熱器522的頂表面開始測量，而該頂表面可以是LED 524的頂表面）。這個距離560影響加熱基板518的許多層面。在某些實施例中，例如介於約10 mm至約90 mm之間，或介於約5 mm至約100 mm之間，包括介於約10 mm至約30 mm之間的距離560係提供實質均勻的加熱圖案及可接受的加熱效率。
如前所述，基板支撐件508係配置以將基板518支撐在窗部上方。在某些實施例中，這些基板支撐件是靜止且被固定在原位的；它們不是升降銷或支撐環。在某些實施例中，各個基板支撐件508的至少一部分（包括支撐表面520）係可以由至少對LED 524發出的光具有穿透性的材料所組成。在某些情況下，該材料可以是石英或藍寶石。這些基板支撐件508的穿透性可以使基板加熱器522的LED所發出的可見光能夠穿過基板支撐件508而到達基板518，使得該些基板支撐件508不會阻擋這種光，而該基板518可以在其受到支撐的區域進行加熱。與使用對可見光不透明的基板支撐件相比，這可以對基板518提供較均勻的加熱。在一些其他實施方式中，該些基板支撐件508可以由不透明材料，例如二氧化鋯（ZrO 2）所構成。
在某些實施例中，例如在圖5D中所示的實施例中，基板支撐件508的位置可以較靠近窗部550的中心軸562，而不是靠近該窗部550的外直徑564。在某些情況下，這些基板支撐件的部分係可以延伸於窗部550之上及上方。
在某些實施例中，該些基板支撐件可以各自包含溫度感測器，該溫度感測器係配置以偵測在該些基板支撐件的支撐表面上的基板的溫度。圖5F繪示根據所揭示實施例的圖5A和圖5D中的基板支撐件。此處，基板支撐件508的支撐表面520，伴隨溫度感測器566係經辨識。在某些實施例中，該溫度感測器566係延伸通過支撐表面520，使得該溫度感測器566係與該支撐表面520所固持的基板直接接觸。在一些其他實施例中，溫度感測器566係位於基板支撐件508內，且位於支撐表面520下方。在某些實施例中，該溫度感測器566是熱電耦。在一些其他實施例中，該溫度感測器566可以是熱敏電阻器、電阻溫度偵測器（RTD）或半導體感測器。針對溫度感測器566的電性佈線568係可以被路由通過基板支撐件508，且還可以被路由通過基座504。
回到圖5A，在某些實施例中，基座也被配置成垂直移動。這可以包括移動該基座，使得介於氣體分佈單元510的面板576與基板518之間的間隙586係能夠落在2 mm至70 mm的範圍內。將基座垂直移動可以達成基板的主動冷卻，以及因為在氣體分佈單元510與基板518之間產生較低的容積而達成處理操作（包括氣體流動和吹掃）的迅速循環時間。這種移動還能夠在基板與氣體分佈單元之間產生較小的處理容積，這可以造成較小的吹掃和處理容積，並因此減少吹掃和氣體移動時間，從而提高產量。
氣體分佈單元510係配置以將處理氣體流動至腔室內部514中的基板518上，其中所述處理氣體可以包括液體和/或氣體，例如反應物、改質分子、轉化分子或去除分子。如圖5A所示，氣體分佈單元510係包括一或多個流體入口570，其與一或多個氣體源572和/或一或多個蒸汽源574流體連接。在某些實施例中，氣體線路及混合腔室可以被加熱，以防止在其內部流動的蒸汽及氣體進行非所欲的凝結。這些線路可以被加熱到至少約40°C、至少約80°C、至少約90°C、至少約120°C、至少約130°C或至少約150°C。該一或多個蒸汽源係可以包括一或多個氣體的來源和/或被蒸發的液體的來源。該蒸發可以是直接噴射蒸發器、流動經過蒸發器，或二者。氣體分佈單元510還包括面板576，該面板576係包括複數貫穿孔578，這些貫穿孔係將氣體分佈單元510與腔室內部514流體連接。這些貫穿孔578係與一或多個流體入口570流體連接，且還延伸通過該面板576的前表面577，其中該前表面577係面向該基板518。在某些實施例中，氣體分佈單元510係可以被視為頂板，而在某些其他實施例中可以被視為噴淋頭。
貫穿孔578係可以利用各種方式配置，以將均勻氣流輸送到基板上。在某些實施例中，這些貫穿孔可以具有相同的外直徑，例如介於約0.03英寸與0.05英寸之間，包括約0.04英寸（1.016 mm）。面板的這些貫穿孔還可以被設置在該面板各處，以產生流出該面板的均勻氣流。
回到圖5A，氣體分佈單元510還可以包括與面板576熱學連接的單元加熱器580，使得熱可以在該面板576與該單元加熱器580之間傳輸。單元加熱器580可以包括流體導管，而熱傳輸流體可以在該些流體導管中流動。與上述類似，熱傳輸流體可以被加熱到例如約20°C至120°C的溫度範圍。在某些情況下，單元加熱器580可以用於加熱氣體分佈單元510，以防止蒸汽和氣體的非所欲凝結；在某些情況下，該溫度可以至少約為90°C或120°C。
在某些實施例中，氣體分佈單元510可以包括第二單元加熱器582，用於加熱面板576。第二單元加熱器582係可以包括一或多個電阻加熱元件、用於流動加熱流體的流體導管，或者兩者兼具。在氣體分佈單元510中使用兩個加熱器580和582可以達成氣體分佈單元510內的各種熱傳輸。這可以包括使用第一單元加熱器580和/或第二單元加熱器582來加熱面板576，以提供如上所述的經溫度控制腔室，以減少或防止氣體分佈單元510的元件上的非所欲凝結。
該設備500還可以配置以冷卻基板。這種冷卻可以包括將冷卻氣體流動至基板上，將基板移動靠近面板以允許該基板與面板之間的熱傳輸，或是兩者。主動冷卻基板可以實現更精確的溫度控制及更快速的溫度轉變，而這減少處理時間並提高產量。在某些實施例中，第一單元加熱器580（其將熱傳輸流體流動通過流體導管）係可以將傳輸自基板518的熱傳輸離開面板576，以冷卻該基板518。因此，可以通過將基板518設置在接近面板576的地方來冷卻該基板518，上述的接近例如係距離小於或等於5 mm或2 mm的間隙586，使該基板518中的熱輻射轉移到該面板576，且藉由第一單元加熱器580中的熱傳輸流體而從該面板576傳輸離開。因此，可以將面板576視為基板518所用的散熱器，以冷卻該基板518。
在某些實施方式中，該設備500可以更包括冷卻流體源573及冷卻器（未顯示），該冷卻流體源573係可以包含冷卻流體（氣體或液體），而該冷卻器配置為將該冷卻流體冷卻到所需的溫度，例如小於或等於約90°C、小於或等於約70°C、小於或等於約50°C、小於或等於約20°C、小於或等於約10°C、小於或等於約0°C、小於或等於約-50°C、小於或等於約-100°C、小於或等於約-150°C、小於或等於約-190°C、約-200°C或小於或等於約-250°C。該設備500係包括管道及氣體分佈單元510，該管道係用以將冷卻流體輸送到一或多個流體入口570，而該氣體分佈單元510係配置以將冷卻流體流動至該基板上。在某些實施方式中，該流體在流動至該腔室502時可以處於液態狀態，且當到達腔室內部514時可以轉變為蒸汽狀態，例如若該腔室內部514係處於如上述的低壓狀態，例如介於約0.1 Torr與10 Torr之間，或介於約0.1 Torr與10 Torr之間，或介於約20 Torr與200 Torr之間。該冷卻流體可以是惰性元素，例如氮、氬或氦。在某些情況下，該冷卻流體可以包含或僅具有非惰性元素或混合物，例如氫氣。在某些實施方式中，該設備可以被設置以例如至少約5°C/秒、至少約10°C/秒、至少約15°C/秒、至少約20°C/秒、至少約30°C/秒或至少約40°C/秒的一或多個冷卻速率來冷卻該基板。
在某些實施方式中，該設備500可以藉由將基板移動靠近面板加上將冷卻氣體流動至基板上，從而主動冷卻基板。在某些情況下，當基板緊鄰該面板時流動冷卻氣體可以使該主動冷卻更加有效。該冷卻氣體的效果還可能取決於所使用的氣體類型。
在某些實施方式中，該設備500係可以包括混合氣室，用於在處理氣體被輸送到達流體入口570之前進行混合和/或調整。一或多個混合氣室入口閥可以控制處理氣體往該混合氣室的引進。在某些其他實施方式中，氣體分佈單元510係可以包括位於該氣體分佈單元510內的一或多個混合氣室。該氣體分佈單元510還可以包括與貫穿孔578流體連接的一或多個環形流動路徑，其可以將已接收的流體均勻分佈至該些貫穿孔578，以提供均勻流動至該基板上。
該設備500還可以包括一或多個額外的非接觸式感測器，用於偵測該基板的溫度。這樣的感測器例如可以包括測溫計。習知的測溫計無法在特定溫度範圍內偵測某些基板，但本文所述的測溫計係克服這些問題。舉例而言，這種測溫計係配置以偵測複數發射範圍，以偵測在各種溫度範圍下的複數類型基板，例如經摻雜的、經低度摻雜的或未經摻雜的基板。這包括用以偵測約0.95微米至約1.1微米、約1微米、約1至約4微米及/或約8至15微米的發射範圍的配置。這種測溫計還被配置以偵測在較短波長處的基板溫度，以區分來自腔室的熱雜訊的信號。
這種測溫計可以包括用於發射紅外信號的發射器，以及用於接收發射物的偵測器。請參照圖5A，該設備係包括測溫計588，其具有位於該測溫計588內的發射器，以及具有偵測器590。該測溫計可以被配置以將信號發射在基板的一側（頂部或底部）上，並配置以接收該基板的另一側上的信號。舉例而言，該發射器可以將信號發射在基板的頂部上，而該偵測器係位於該基板下方，且接收該基板發射且位於該基板下方的信號。因此，該設備可以至少具有位於處理腔室502的頂部上的第一通口592A（例如，通過氣體分佈單元510的中心的通口592A），以及通過基座504和基板加熱器522的第二通口592B。測溫計588中的發射器可以經由光纖連接件而與通口592A或592B的其中一者連接，例如圖5A中所示的第一通口592A，而偵測器則係與另一通口光學連接，例如圖5A中的第二通口592B。第一通口592A可以包括通口窗部594，以對於隔絕腔室內部514中的化學品而將第一通口592A密封。第二通口592B係顯示於圖5A中，其延伸通過基座504和基板加熱器，使得發射器的發射物係可以通過基板，通過窗部550，進入第二通口592B並到達偵測器590，而該偵測器係可以位於第二通口中，或是經由另一個光纖連接件（未顯示）而與該第二通口光學連接。在一些其他實施例中，發射器及偵測器係經過翻轉，使得該發射器係透過第二通口592B發射，而該偵測器係透過第一通口592A進行偵測。
該設備500係可以包括一或多個光學感測器598，用於偵測由該些LED所發射的可見光的一或多個指標。在某些實施例中，這些光學感測器可以是一或多個光偵測器，用於偵測由基板加熱器的LED所發射的光，及/或該光的光強度。在圖5A中，單一光學感測器598係被顯示成經由光纖連接件而連接到腔室內部514，使得該光學感測器598能夠偵測基板加熱器522所發出的光。光學感測器598和額外光學感測器例如可以被設置在處理腔室502的頂部和側部中的各種位置中，以偵測在處理腔室502內的各種位置處的發射光。如下所述，這可以能夠對基板加熱器進行測量和調整，例如該些LED的一或多個可獨立控區域的調整。在某些實施例中，可以具有沿著一個圓或複數同心圓排列的複數光學感測器598，以測量腔室502各處的LED的各種區域。在某些實施例中，該些光學感測器可以被設置在腔室內部514的內側。
在某些實施方式中，本文所述的設備係可以包括控制器，配置以控制該設備的各個方面以執行本文所述的技術。舉例而言，請參照回到圖5A，設備500係包括與處理腔室通信連接且控制該處理腔室的其中一些或全部操作的控制器531（其可以包括一或多個實體或邏輯控制器）。系統控制器531係可以包括一或多個記憶體裝置533及一或多個處理器535。在某些實施方式中，該設備係包括切換系統，例如用於在執行所揭示的實施方式時控制流率和持續時間、基板加熱單元、基板冷卻單元、腔室中的基板裝載和卸載、基板的熱飄浮及處理氣體單元。在某些實施方式中，該設備可以具有高達約500 ms或高達約750 ms的切換時間。該切換時間係可以取決於流動化學品、所選擇的配方、反應器架構和其他因素。
在一些實施例中，控制器為設備或系統的一部份，且該設備或系統可以是上述示例的一部分。這樣的系統或設備係可以包括半導體處理設備，包括一或更多處理工具、一或更多腔室、一或更多處理平台及/或特定處理構件（氣體流動系統、基板加熱單元、基板冷卻單元等）。這些系統係可以與電子元件進行整合，以在處理半導體晶圓或基板之前、期間及之後控制它們的操作。所述電子元件可以被稱為「控制器」，而其可以控制該一或更多系統的各種構件或子部件。取決於處理參數及/或系統類型，可以將控制器進行編程以控制本文所揭露的任何處理，包括處理氣體的輸送、溫度設定（例如，加熱及/或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、定位及操作設定，以及對於與特定系統連接或接合的工具及其他傳輸工具及/或負載鎖室的晶圓傳輸進出。
廣義來說，控制器可以被定義成具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子元件，以接收指令、發送指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用端點測量等。所述積體電路係包括以韌體形式儲存程式指令的晶片、數位信號處理器（DSP）、定義為特殊應用積體電路（ASIC）的晶片，及/或執行程式指令（例如，軟體）的一或更多微處理器或微控制器。程式指令可以是以各種獨立設定（或程式檔案）形式而被傳送至控制器的指令，而定義出用於在半導體晶圓上、針對半導體晶圓或對系統執行特定步驟的操作參數。在一些實施例中，操作參數可為製程工程師所定義之配方的一部分，以在一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓的晶粒的製造期間完成一或更多的處理步驟。
在一些實施例中，控制器可為電腦的一部分或耦接至電腦，所述電腦係整合並耦接至所述系統，或以其他方式與所述系統網路連接，或是其組合。例如，控制器可位於「雲端」或FAB主電腦系統的全部或一部分中而可允許基板處理的遠端存取。電腦可使對系統的遠端存取能夠監控加工操作的當前進程、檢視過去加工操作的歷史、檢視來自複數加工操作的趨勢或性能度量、變更當前處理的參數、設定當前處理之後的處理步驟，或是開始新的處理。在一些示例中，遠端電腦（例如，伺服器）可透過網路向系統提供處理配方，其中該網路可包括區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者介面，而能夠對參數及/或設定進行輸入或編程，所述參數及/或設定則接著從遠端電腦傳送至系統。在一些示例中，控制器接收數據形式的指令，其中所述指令係指明一或更多操作期間待執行之各處理步驟所用的參數。應當理解的是，所述參數可特定於待執行的步驟類型，及控制器所配置以連接或控制的工具類型。因此，如上所述，控制器可例如藉由包括一或更多離散控制器而進行分佈，其中所述離散控制器係彼此以網路連接且朝向共同的目的（例如本文所述的步驟與控制）而運作。為此目的所分佈的控制器之示例將係位於腔室上的一或更多積體電路，其與遠端設置（例如，位於平台層或作為遠端電腦的一部分）且結合以控制腔室上之處理的一或更多積體電路連通。
不具限制地，示例性系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉－淋洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、晶邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組，以及可能有關於或使用於半導體晶圓之加工及/或製造中的任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於工具所待執行的一或更多處理步驟，控制器可連通至一或更多其他工具電路或模組、其他工具組件、群集式工具、其他工具介面、相鄰工具、鄰近工具、遍布於工廠的工具、主電腦、另一控制器，或材料輸送中所使用的工具，而將基板的容器帶進及帶出半導體製造工廠的工具位置及/或裝載埠口。
在某些實施例中，該設備可能進一步配置為產生電漿，以及在各種實施例中利用該電漿進行一些處理。這可以包括提供電漿源，其係配置以在腔室內部產生電漿，例如電容耦合電漿（CCP）、感應耦合電漿（ICP）、上部遠端電漿和下部遠端電漿。
本文所述的設備係可以用於各種蝕刻技術，包括但不限於連續蝕刻方法和循環方法，例如原子層蝕刻。 實驗
一系列半導體基板係經製備且蝕刻，從而展示出使用所揭示實施例可以達成的高品質蝕刻結果。具體來說，數個基板係經由在其上面沉積矽氧化物的毯覆層而加以製備。該些基板係使用圖2的該方法進行蝕刻。反應物氣體係包括NH 4OH、H 2O和HF。NH 4OH在蒸發和輸送至處理腔室之前係溶解在液態H 2O中。圖2的操作201中所描述的該改質步驟係在數個不同的溫度下進行約60秒，其中不同的基板係使用不同的溫度。該處理腔室的壓力約為0.5 Torr。在該改質步驟後，使用FTIR分析該些基板，以尋找鹽的形成。接著，將該些基板進行去除步驟，其中該去除步驟係涉及將各個基板暴露於溫度約130°C的烘烤，持續約60秒，對應於圖2中的操作205。在該去除步驟後，再次使用FTIR對該些基板進行分析，以確認鹽的去除。
圖6的左半部顯示在70°C、90°C、100°C和110°C進行處理的基板的改質後結果。箭頭601、602和603處所顯示的峰係對應於氟矽酸銨鹽。對於在約70°C（以及較低溫度，未顯示）處理的基板而言，這些峰係較為明顯。對於在約90°C處理的基板而言，峰雖然較小，但仍為明顯的。對於在約100°C處理的基板而言，峰係非常小或不存在的，表示在這些特定條件下幾乎或確實沒有鹽形成。同樣，對於在約110°C處理的基板而言，沒有明顯的鹽形成。
圖6的右半部顯示該圖的左半部中所顯示的該些基板的去除後結果。值得注意的是，全部的基板在相關位置處都沒有顯示峰，表示在該改質步驟期間形成的任何鹽都在該去除步驟期間被有效去除。
這些結果說明，所揭示的方法係可以根據需求而將矽氧化物從半導體基板上蝕刻。例如，可以使用所揭示的方法以循環方式蝕刻矽氧化物，該循環方式係涉及將矽氧化物改質成氟矽酸銨鹽，接著去除該氟矽酸銨鹽。值得注意的是，所揭示的方法係可以在比先前技術中所使用的改質溫度還明顯更高的改質溫度下達成。因此，改質步驟與去除步驟之間的溫度差遠遠較小。這種較小的溫度差係允許處理動作在單一反應腔室中相對快速地進行，從而提供高產量，並且使處理和資本成本最小化。 結語
雖然前述實施例已為了清楚理解的目的而描述些許細節，但將顯而易知的是，可在隨附申請專利範圍的範疇內進行某些變更及修改。應注意的是，存在著許多實行所呈現實施例之處理、系統及設備的替代方法。因此，所呈現實施例係被視為說明性而非限制性的，且實施例並不受限於本文所給定的細節。
101,103,105,107:操作 201,205,207:操作 301,303,305:操作 401,403,405:操作 500:設備 502:處理腔室 504:基座 506:基板加熱器 508:晶圓支撐件 510:氣體分佈單元 512A:側壁 512B:頂部 512C:底部 514:腔室內部 516A:腔室加熱器 516B:腔室加熱器 516C:腔室加熱器 518:基板 520:基板支撐表面 522:基板加熱器 524:LED 526:印刷電路板 528:外部連接件 530:中心 531:系統控制器 532:弧線 533:記憶體裝置 535:處理器 536:基座冷卻器 538:流體導管 540:頂表面 542A:側部 542B:底部 544:基座加熱器 546:碗部 548:內表面 549:側壁 550:窗部 551:入口 552:頂表面 553:出口 554:底表面 555:流體導管 556:第一距離 558:距離 560:距離 562:中心軸 564:外直徑 566:溫度感測器 568:佈線 570:流體入口 572:氣體源 573:冷卻流體源 574:蒸汽源 576:面板 577:前表面 578:貫穿孔 580:單元加熱器 582:第二單元加熱器 584:真空幫浦 586:間隙 588:測溫計 590:偵測器 592A:第一通口 592B:第二通口 594:通口窗部 598:光學感測器
圖1繪示從基板蝕刻矽氧化物的方法。
圖2描述根據本文中的各種實施例的從基板蝕刻矽氧化物的方法。
圖3及圖4描述根據本文中的各種實施例的從基板蝕刻矽氧化物的方法，其中該基板同時具有矽氧化物的同質區域及異質區域。
圖5A繪示根據所揭示的實施方式的示例設備的橫截面側視圖。
圖5B繪示具有複數LED的基板加熱器的俯視圖。
圖5C繪示具有複數LED的基板加熱器的另一示例的俯視圖。
圖5D繪示根據各種實施例的具有額外特徵的圖5A的基座。
圖5E繪示根據各種實施例的具有額外特徵的圖5D的基座。
圖5F繪示根據所揭示實施例的圖5A和圖5D中的基板支撐件。
圖6提供實驗結果，顯示所揭示方法的效果。
201,205,207:操作

Claims (19)

  1. 一種基板蝕刻方法，包括： 接收一基板，該基板上係具有氧化物材料；及 將該基板暴露於反應物氣體，以蝕刻該基板上的該氧化物材料，其中該反應物氣體係處於氣相中，且包括基於銨的氫氧化物源。
  2. 如請求項1之基板蝕刻方法，其中，該反應物氣體係至少部分透過將包括該基於銨的氫氧化物源及溶劑的溶液進行汽化而產生。
  3. 如請求項1之基板蝕刻方法，其中，將該基板暴露於反應物氣體的步驟係包括： 在第一溫度下將該基板暴露於該反應物氣體，以在該基板上形成鹽，及 將該基板暴露於第二溫度以將該鹽從該基板去除，其中該第二溫度係高於該第一溫度。
  4. 如請求項3之基板蝕刻方法，其中，該第一溫度約為90°C以下，且其中該第二溫度約為100°C以上。
  5. 如請求項4之基板蝕刻方法，其中，該第一溫度約為50°C以上。
  6. 如請求項3之基板蝕刻方法，其中，該第一溫度與該第二溫度之間的差值約為60°C以下。
  7. 如請求項6之基板蝕刻方法，其中，該第一溫度與該第二溫度之間的該差值約為20°C以下。
  8. 如請求項3之基板蝕刻方法，其中，該基板係在單一反應腔室內暴露於該反應物氣體、該第一溫度及該第二溫度。
  9. 如請求項1之基板蝕刻方法，其中，該氧化物材料係包括與氧化物密度異質（heterogeneous）的第一部分，以及與氧化物密度同質（homogeneous）的第二部分， 其中，將該基板暴露於該反應物氣體的步驟係包括將該氧化物材料的該第一部分暴露於該反應物氣體，及 將該氧化物材料的該第二部分暴露於第二反應物氣體，其中該第二反應物氣體係包括溶劑及鹵素源，但不包括該基於銨的氫氧化物源。
  10. 如請求項9之基板蝕刻方法，其中，該第二反應物氣體係包括吡啶。
  11. 如請求項1之基板蝕刻方法，其中，該基於銨的氫氧化物源係包括氫氧化銨，或氫氧化銨的經取代形式。
  12. 如請求項11之基板蝕刻方法，其中，該基於銨的氫氧化物源係包括與該基於銨的氫氧化物源的氮鍵結的一或更多烷基團。
  13. 如請求項12之基板蝕刻方法，其中，該基於銨的氫氧化物源係包括與該基於銨的氫氧化物源的該氮鍵結的四個烷基團。
  14. 如請求項13之基板蝕刻方法，其中，該基於銨的氫氧化物源係包括從四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨及其組合所組成的群組中選擇的一或更多反應物。
  15. 如請求項2之基板蝕刻方法，其中，至少部分產生該反應物氣體的該溶液係包括水。
  16. 如請求項2之基板蝕刻方法，其中，至少部分產生該反應物氣體的該溶液係包括從以下所構成的群組中選擇的至少一溶劑：丙酮、乙腈、醇類、氯仿、二氯苯、二氯乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、甲醯胺、六甲基膦醯胺、硝基苯、硝基甲烷、吡啶及其組合。
  17. 如請求項1之基板蝕刻方法，其中，該反應物氣體更包括鹵素源。
  18. 如請求項17之基板蝕刻方法，其中，該鹵素源係選擇自HF、F 2及其組合所組成的群組。
  19. 一種基板蝕刻設備，包括： 一或更多處理腔室，各處理腔室係包括基板固持件； 進入該一或更多處理腔室中的一或更多氣體入口，以及相關的流動控制硬體；以及 控制器，具有至少一處理器及一記憶體，其中 該至少一處理器及該記憶體係彼此通信連接， 該至少一處理器係與該流動控制硬體至少運行連接，及 該記憶體係儲存電腦可執行指令，用於控制該至少一處理器以至少控制該流動控制硬體進行： 使該基板暴露於反應物氣體，從而將氧化物材料從該基板去除，其中該反應物氣體係處於氣相中，且包括基於銨的氫氧化物源。
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