ISOTROPIC ATOMIC LAYER ETCH FOR SILICON AND GERMANIUM OXIDES

• Main Authors: HEMKER DAVID J, SCHOEPP ALAN M, LILL THORSTEN, SHEN MEIHUA, BERRY III IVAN L
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 13.07.2016
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

Methods for controlled isotropic etching of layers of silicon oxide and germanium oxide with atomic scale fidelity are provided. The methods make use of a reaction of anhydrous HF with an activated surface of an oxide, with an emphasis on removal of water generated in the reaction. In certain embodiments, the oxide surface is first modified by adsorbing an OH-containing species (e.g., an alcohol) or by forming OH bonds using a hydrogen-containing plasma. The activated oxide is then etched by a separately introduced anhydrous HF, while the water generated in the reaction is removed from the surface of the substrate as the reaction proceeds, or at any time during or after the reaction. These methods can be used in interconnected pre-clean applications, gate dielectric processing, manufacturing of memory devices, or any other applications where accurate removal of one or multiple atomic layers of material is desired. 원자 스케일 정확도로 실리콘 옥사이드층 및 게르마늄 옥사이드층의 제어된 등방성 에칭을 위한 방법들이 제공된다. 방법들은, 반응시 생성된 물의 제거에 중점을 두면서, 옥사이드의 활성화된 표면과 무수 HF의 반응을 사용한다. 특정한 실시예들에서, 옥사이드 표면은 OH-함유종 (예를 들어, 알코올) 을 흡착함으로써 또는 수소-함유 플라즈마를 사용하여 OH 결합들을 형성함으로써 먼저 개질된다. 이어서 반응이 진행됨에 따라, 또는 반응 동안 또는 반응 후 임의의 시간에 반응시 생성된 물이 기판의 표면으로부터 제거되는 동안, 활성화된 옥사이드는 별도로 도입된 무수 HF에 의해 에칭된다. 이들 방법들은 상호접속 사전-세정 애플리케이션들, 게이트 유전체 프로세싱, 메모리 디바이스들의 제조, 또는 재료의 하나 또는 복수의 원자층들의 정확한 제거가 목표되는 임의의 다른 애플리케이션들에서 사용될 수도 있다.