使用等离子体预处理和高温蚀刻剂沉积的方向性二氧化硅蚀刻的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文所描述的技术设及原生氧化物（nativeoxides)的方向性蚀刻（directional etching)。具体地，本文所描述的技术设及氧化物表面的预处理，W有选择地蚀刻氧化物表 面。
【背景技术】
[0002] 随着晶体管密度的增加和随后的装置节点横截面尺寸的减小（所述尺寸可小于 22nm)，原生氧化物的预清洁尤其重要。预清洁可包括预接触清洁（pre-contactclean)或 预娃化物清洁（pre-silicideclean),预娃化物清洁要求从狭窄横截面尺寸的沟槽或过孔 (vias)的底部移除氧化物。随着半导体装置的临界尺寸（criticaldimension)的减小，在 半导体基板上形成的邻近特征之间的距离也缩短。因此，在预清洁期间控制过孔和沟槽之 间的蚀刻W防止损害邻近特征很重要。
[0003] 当前的预清洁技术大体包括在娃化物或其他接触的沉积之前共形蚀刻 (con化rmaletch)基板W移除原生氧化物，诸如二氧化娃。然而，标准的共形蚀刻可能导致 沟槽和过孔的横截面过度增大，因此可能形成渗漏并最终导致装置故障。其他诸如瓣射蚀 刻（sputteretching)之类的预清洁技术从沟槽或接触底表面移除原生氧化物。然而，瓣 射工艺也可能导致在过孔或沟槽开口处的场氧化物（fieldoxide)再沉积。再沉积的氧化 物在过孔和沟槽开口形成悬垂物（overhang)导致随后的不良接触填充。
[0004] 因此，需要优先从特征的底表面蚀刻W防止在预清洁期间损坏特征的方法。
【发明内容】
[0005] 本文所描述的实施方式大体设及原生娃氧化物（nativesiliconoxides)的选择 性蚀刻。在一个实施方式中，一种方法可包括W下步骤；将基板定位于处理腔室中，所述基 板包括暴露表面、形成于所述暴露表面中的一个或更多个特征（所述特征包括底表面）和 形成于所述暴露表面上的氧化物层（oxidelayer);将所述基板偏压；将所述基板暴露于 低能（lowenergy)惰性等离子体中，W在所述暴露表面和所述特征的底表面上有选择地形 成物理或化学活化物质（activatedmaterial);加热所述基板至第一温度；将所述基板暴 露于包括氣化锭（N&巧或N&FOF)的处理气体中，W在所述暴露表面和所述特征的底表面 上形成一种或更多种挥发性产物；和加热所述基板至高于第一温度的第二温度，W升华所 述一种或更多种挥发性产物。
[0006] 在另一个实施方式中，一种方法可包括W下步骤：将含娃基板定位于处理腔室中， 所述含娃基板包括暴露表面、在所述暴露表面中形成的一个或更多个特征和在所述暴露表 面上形成的表面污染物层；将所述基板冷却至第一温度；在所述第一温度将所述基板的所 述暴露表面暴露于氣化锭（NH/)、(N&F)HF或W上两者的组合中；将所述基板偏压；将所述 基板暴露于低能惰性等离子体中，W有选择地在所述暴露表面和所述特征的底表面上形成 一种或更多种挥发性产物；在第二温度将所述基板暴露于低压中，其中从所述基板的所述 暴露表面将未反应的N&F升华；和加热所述基板至高于第一温度和第二温度的第=温度， W升华所述一种或更多种挥发性产物。
[0007] 在另一个实施方式中，一种方法可包括W下步骤：将半导体基板定位于处理腔室 中，所述半导体基板可包括暴露表面、在所述暴露表面中形成的一个或更多个特征和在所 述暴露表面上形成的氧化物层；将所述基板偏压；执行污染物移除工艺，所述污染物移除 工艺可包括W下步骤；将所述基板暴露于低能惰性等离子体中，W在所述特征的顶表面和 底表面上有选择地形成物理或化学活化物质，加热所述基板至第一温度，将所述基板的所 述表面暴露于包括氣化锭（N&巧或N&FOF)的处理气体中，W在所述特征的所述顶表面和 底表面上形成一种或更多种挥发性产物，和加热所述基板至高于第一温度的第二温度，W 升华所述一种或更多种挥发性产物；和将所述污染物移除工艺重复一次或更多次。
【附图说明】
[0008] 因此，W可详细了解上文所述的本发明的特征的方式，W上简短总结的本发明的 更详细的描述可参阅实施方式而获得，所述实施方式中的一部分实施方式在附图中图示。
[0009] 然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式，且因此不应被视为限制本发明 的范围，因为本发明可允许其他等效的实施方式。
[0010] 图1为结合本文所描述的实施方式使用的说明性多腔室处理系统的俯视示意图。
[0011] 图2为根据一个实施方式的用于方向性蚀刻的方法的图。
[0012] 图3图示根据一个实施方式的作为基座温度的函数的娃氧化物的蚀刻速率（etch rate)。
[0013] 图4A至4C为根据一个或更多个实施方式蚀刻的基板的图解表示。
[0014] 图5A和5B图示如本文所描述的方向性地蚀刻的基板的透射式电子显微镜 (transmissionelectronmicroscope,TEM)图。
[0015] 为便于理解，已尽可能使用相同的标记数字用W表示各图中共有的相同元件。预 期，一个实施方式中所披露的元件可有益地用于其他实施方式而无需特别详述。
【具体实施方式】
[0016] 本文描述了用于移除原生氧化物的方法。在半导体装置中，过孔和沟槽中表面的 预清洁可能导致侧壁的蚀刻和实屯、壁横截面尺寸的后续缩小，所述实屯、壁把正在清洁的过 孔或沟槽与邻近的特征分开。横截面尺寸的所述缩小可能导致装置故障。本文所描述的实 施方式在保持所述沟槽或过孔的横截面尺寸的同时，允许对表面进行方向性蚀刻W从沟槽 和过孔的底部移除原生氧化物。通过在提高的温度下，原生氧化物表面在共形（con化rmal) 暴露于蚀刻剂之前使用方向性预处理，受影响的表面被准备好进行优先蚀刻，同时在未处 理表面由于平衡吸附（equilibriumadso巧tion)/解吸附（deso巧tion)的缘故而被微不 足道地蚀刻。参考下图更充分地说明本发明。
[0017] 图1为说明性多腔室处理系统200的俯视示意图，系统200可适用于执行如本文 所披露的工艺，系统200具有禪接至系统200上的一个或更多个处理腔室，诸如处理腔室 100。所述系统200可包括一个或更多个装载锁定腔室（loadlockchambers) 202、204,所 述装载锁定腔室202、204用于传送基板进入系统200和将基板从系统200传出。通常，因 为所述系统200在真空下，所述装载锁定腔室202、204可对引入所述系统200的基板进行 "抽空降压（pumpdown)"。第一机器人210可在所述装载锁定腔室202、204与第一组一个或 更多个基板处理腔室212、214、216和100(图示四个腔室）之间传送基板。处理腔室100 和216可为除气腔室（degaschamber)W用W预加热且除去传入的基板的湿气。处理腔室 212和214可为预清洁腔室。用W执行所述预清洁工艺的所述处理腔室212和214相对于 其他腔室的位置是用于说明，且必要时，则所述处理腔室212和214的位置可视需要与所述 处理腔室212、214、216或100中的任意一个交换。而且，必要时，则所述腔室中的一个或更 多个可被定位于空位置250处。
[0018] 所述第一机器人210也可将基板传送至一个或更多个传送室222、224或将基板从 一个或更多个传送室222、224传出。所述传送室222、224可用W在允许在系统200内部传 送基板的同时维持超高真空条件。第二机器人230可在所述传送室222、224与第二组一个 或更多个处理腔室232、234、236、238之间传送基板。与处理腔室212、214、216、100相类似， 所述处理腔室232、234、236、238可经配备W执行多种基板处