[发明专利]用于超高选择性的氮化物蚀刻的系统和方法

权利要求书

1.一种用于选择性蚀刻衬底上的氮化硅层的方法，其包括：

将衬底布置在衬底处理室的衬底支撑件上，

其中所述衬底处理室包括上室区、布置在所述上室区的外部的感应线圈、包括所述衬底支撑件的下室区和布置在所述上室区和所述下室区之间的气体分配装置，以及

其中所述气体分配装置包括与所述上室区和所述下室区流体连通的多个孔；

供应蚀刻气体混合物到所述上室区；

通过供给电力到所述感应线圈以在所述上室区中引燃感应耦合等离子体，其中所述蚀刻气体混合物蚀刻氮化硅、促进二氧化硅钝化以及促进多晶硅钝化；

选择性蚀刻所述衬底上的所述氮化硅层；

在预定时间段后熄灭所述感应耦合等离子体；并且

在所述选择性蚀刻后，通过供应干燥清洁气体混合物到所述衬底处理室并在所述衬底处理室中引燃等离子体持续预定的时间段来干燥清洁所述衬底。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体混合物包括氮化硅蚀刻促进剂，所述氮化硅蚀刻促进剂包括选自由三氟化氮(NF₃)、二氟甲烷(CH₂F₂)、四氟甲烷(CF₄)、和氟甲烷(CH₃F)组成的组中的至少一种气体。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述氮化硅蚀刻促进剂包括选自由分子氧(O₂)、分子氮(N₂)、和一氧化二氮(N₂O)组成的组中的至少一种气体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体混合物包括二氧化硅钝化促进剂，所述二氧化硅钝化促进剂包括选自由氟甲烷(CH₃F)和二氟甲烷(CH₂F₂)组成的组中的至少一种气体。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述二氧化硅钝化促进剂还包括选自由分子氧(O₂)、分子氮(N₂)、和一氧化二氮(N₂O)组成的组中的至少一种气体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体混合物包括多晶硅钝化促进剂，所述多晶硅钝化促进剂包括选自由分子氧(O₂)、分子氮(N₂)、和一氧化二氮(N₂O)组成的组中的至少一种气体。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括使使用所述蚀刻气体混合物的所述蚀刻和使用所述干燥清洁气体混合物的所述干燥清洁重复一次或多次。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥清洁气体混合物包括选自由二氧化碳(CO₂)和一氧化碳(CO)组成的组中的至少一种气体。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述干燥清洁气体混合物还包括选自包含氩(Ar)、氖(Ne)和氦(He)的组中的至少一种气体。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥清洁气体混合物包括选自由分子氮(N₂)或一氧化二氮(N₂O)组成的组中的至少一种气体。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底处理室中的压强处于0.5至5托的压强范围内。

12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述蚀刻过程中，向所述衬底支撑件供给射频(RF)偏置。

13.根据权利要求1所述的方法，其中在所述蚀刻过程中，不向所述衬底支撑件供给射频(RF)偏置。