公开了在集成电路结构中腐蚀出沟沟道的一种方法或者工艺。这种集成电路结构可以包括互相邻近的多种不同的组成材料，需要将它们全部腐蚀到一个目标深度。应用第一种腐蚀化学药品，它能够优选腐蚀一种组成材料。应用第二种腐蚀化学药品，它能够优选腐蚀另一种组成材料。这一方法或者工艺来回使用这些腐蚀化学药品，直到达到目标深度。这种倒换技术能够保持不同组成材料的侧面形状。还可以将一种组成材料嵌入在另一种组成材料周围，作为领状体或者其它形状。这种倒换技术还能够调整一种材料相对于另一种材料的高度、深度或者形状。这种倒换步骤能够在本地进行，也可以异地进行。这种倒换技术能够与不同的掩膜材料一起使用，包括集成电路结构上的光致抗蚀剂或者硬掩膜。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
本专利技术涉及半导体集成电路(IC)的制作。具体而言，本专利技术涉及一种工艺或者方法，用于对集成电路结构进行受控腐蚀，这种集成电路结构具有两种或者多种材料做在一起，相对于其它材料需要调整其中一种材料的高度。在基于半导体的产品的制造过程中，例如，平板显示器或者存储器单元这样的集成电路的制造过程中，可以采用多个淀积和/或腐蚀步骤。例如，一种腐蚀方法是等离子体腐蚀。在等离子体腐蚀方法中，通过对气体进行电离和分解来形成等离子体。带正电的离子朝着衬底加速，在那里，它们和中性物质结合促使腐蚀反应。通过这种方式，可以在衬底中形成腐蚀得到的结构，比方说过孔、触点或者沟沟道。最近，作为形成沟道的一种优选方法的浅沟隔离(STI)技术已经应用得越来越普遍，它能够将集成电路中一个一个的晶体管进行电隔离。为了防止在两个相邻器件(例如晶体管)之间发生电流泄漏，需要进行电隔离。一般而言，形成浅沟道隔离结构的常规方法有在目标沟道沟道层上形成一个硬掩膜，在这个硬掩膜上的形成一个软掩膜图案，通过软掩膜腐蚀硬掩膜形成一个有图案的硬掩膜，然后腐蚀这个目标沟道沟道层形成浅沟道硬掩膜，通过软掩膜腐蚀硬掩膜形成有图案的硬掩膜，然后腐蚀目标沟道沟道层来形成浅沟隔离结构。随后去掉(例如剥离)软掩膜，用电介质材料填充这个浅沟隔离结构。附图说明图1A～1C是可以用来形成浅沟隔离结构的常规工艺步骤的一个剖面图。首先参考图1A，其示出了典型的叠层10，它是衬底或者半导体晶片(为了方便说明没有按比例画)的一部分。硅层12在叠层10的底部。在硅层12上面形成一个焊盘氧化物层14，在焊盘氧化物层14上面形成一个氮化物层16。在多数情形中，焊盘氧化物层被用作氮化物层和硅层之间的一个中间层。此外，为了用焊盘氧化物层14和氮化物层16产生有图案的硬掩膜，在氮化物层16上面用常规的光刻步骤淀积一个光致抗蚀剂层18，并且制作图案。制作了图案以后，在光致抗蚀剂层18中形成软掩膜孔20(窄)和22(宽)，以方便随后的腐蚀。上面描述的层和结构，以及形成这些层和结构的过程中采用的工艺，对于本领域中的技术人员而言都是非常了解的。形成了叠层10以后，随后腐蚀氮化物层16和焊盘氧化物14，形成一个硬掩膜，它包括窄硬掩膜孔24和宽硬掩膜孔26，如图1B所示。在腐蚀硅层的过程中，硬掩膜孔被用于制作沟道图案。对于大部分，腐蚀在到达硅层12以后停止，但是，在腐蚀焊盘氧化物层14的过程中，硅层12表面上的一小部分28通常也被腐蚀掉。除此以外，一般都使用包括CF4的一种化学气体来腐蚀氮化物和焊盘氧化物层。典型情况下，CF4各向异性地(也就是基本上直线向下)腐蚀掉氮化物层16的侧壁、焊盘氧化物层14和硅层12的小部分28。一旦通过氮化物层16和焊盘氧化物层14形成硬掩膜孔，就对硅层12腐蚀，形成浅沟道隔离结构，例如窄结构30和宽结构32，如图1C所示。一般情况下，用包括Cl2和/或HBr的化学气体腐蚀硅层。在图1B和1C所示的步骤以后，去掉掩膜层，留下在硅层上面布置的一个沟道。一般情况下，随后，在这些沟道中填充电介质材料，比如氧化物(例如TEOS)，形成浅沟道隔离。总之，将腐蚀深度控制为腐蚀剂化学药品以及应用腐蚀剂化学药品的时间的函数。在STI技术的许多工艺应用中，动态随机存取存储器(DRAM)的形成是一个普通实例。动态随机存取存储器是用于个人计算机和工作站的一种随机存取存储器(RAM)。存储器是充电点形成的网络，计算机在其中以0和1的形式储存能够快速获取的数据。随机存取意味着个人计算机处理器能够直接访问任意一部分存储器或者数据存储空间，而不是从某个点开始按顺序进行处理。DRAM是动态的，因为与静态RAM(SRAM)不同，这种器件每隔几个毫秒需要刷新它的存储器单元，或者需要重新进行充电。总之，在DRAM中采用两种结构(1)叠层式电容器，和(2)深沟道式电容器。在一种深沟道电容器结构中，将一种多晶硅材料嵌入单晶硅材料中(或者与它相邻)。在多晶硅材料的附近形成氧化物材料的圆柱体，从而形成一个延伸到一定深度的外围(或者领状体)。注意，在DRAM单元中，在形成储存电荷的电容器的时候使用这种领状体。这一充电过程是储存在存储器中的数据的物理再现。领状体是形成这一电容器单元的一个组成部分。这个领状体被用做一种隔离结构，允许与存储器单元单独接触。制造好大多数单元以后形成这个领状体，并且它与这种深沟道存储器单元的制作有密切关系。因此，腐蚀过程因为需要腐蚀同一个晶片中的单晶硅材料和多晶硅材料而变得非常复杂。面且，随着腐蚀向下深入，会碰到氧化物领状体，也同样要对它们进行腐蚀。最后，要将这些沟道腐蚀到特定的目标深度。但是，为了操作和接触，在腐蚀过的表面上应该保留一定量的氧化物领状体。因此，为了腐蚀这样一种装置，腐蚀工艺必须能够同时腐蚀透两种或者多种不同的材料，也就是单晶硅、多晶硅和/或二氧化硅(也就是“氧化物”)。在现有技术中的大多数应用中，腐蚀过程试图以接近均匀的选择性向下腐蚀透各层。换句话说，腐蚀过程利用化学药品以接近相等的速率腐蚀掉碰到的所有材料。对于材料实例(也就是晶体硅、多晶硅和/或氧化物)的腐蚀速率尽可能地接近一比一，可以只在一个工艺步骤中将沟道腐蚀到需要的深度。这样做的优点是单独一个工艺步骤实现起来要简单得多(也就是花费较少，耗时较少)。但是，在采用这样的一种步法的时候，现有技术的应用在独立地控制或者调整领状体(或者可以超出被腐蚀平面的其它装置)的高度的时候存在着问题。通过同时腐蚀所有材料，被腐蚀表面的整个平面一般都在同一个深度，不同集成电路结构材料的被腐蚀的高度之间没有任何差别。另外一种现有技术采用各种表面区域上的硬掩膜，以便将表面的不同部分腐蚀到不同的深度。尽管这种技术对隔离表面区域通常很有效，但是它比较昂贵，实现起来比较困难。在表面上放置和使用掩膜的时候需要额外的工艺步骤，在实现的时候这些步骤会增加成本和难度。还有一种现有技术可能与本专利技术建议的方法相关，这种技术要在集成电路材料中形成深沟沟道。为了形成相对较深的沟道(也就是100埃，对于显微机械加工等等)，用这种工艺形成沟道的时候在不同的化学药品之间来回倒换。用第一种化学药品进行腐蚀。用第二个钝化层涂敷这一结构的侧壁。然后再一次进行腐蚀，反之亦然，直到达到适当的沟道深度。这种技术的目的是保护这一装置的侧壁结构。虽然这一技术要在不同化学药品之间来回倒换，但是它并不在每一步骤中都进行腐蚀，并且也不是每一种化学药品都不相同。(结果，这种技术并不是象下面描述的本专利技术中的技术一样，它不能腐蚀在相邻位置形成的不同材料，也不能腐蚀互相嵌入的不同材料)。根据上面所述，需要改进技术，将具有两种或者多种(相邻或者嵌入的)材料的集成电路结构腐蚀到一个目标深度。特别是，需要一种技术来调整或者控制氧化物领状体这样的嵌入材料的高度。这种工艺应该允许采用光致抗蚀剂掩膜或者硬掩膜，同时维持一定的侧面要求。还需要这样的腐蚀技术，它们既可以在“本地”(所有处理都是在一个等离子体处理腔中完成的)实现，又可以在“异地”实现(一定的隔离处理步骤是在不同的等离子体处理腔中完成的)。专利技术简述在一个实施方案中，本专利技术涉及一种工艺或者方法，用于腐蚀可以包括几种不同材料的集成电路层中的沟沟道本文档来自技高网...
【技术保护点】
将集成电路（ＩＣ）结构的一部分腐蚀到一定目标深度的一种方法，这种结构具有一个第一组成材料区域，以及与第一组成材料区域相邻的至少一个第二组成材料区域，该方法包括： （ｉ）应用第一种腐蚀化学药品，它能够优选腐蚀第一组成材料区域； （ｉｉ）应用第二种腐蚀化学药品，它能够优选腐蚀第二组成材料区域；和 重复步骤（ｉ）和（ｉｉ），直到达到一定的目标深度，其中通过来回倒换使用这些腐蚀化学药品，保持集成电路结构及其组成材料区域的特定侧面形状。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：AJ米勒，F索埃斯伊洛，
申请(专利权)人：兰姆研究有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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