发明名称 蚀刻制程中形成侧壁聚合物之气体添加物
摘要 一种降低在基板上含矽材料之蚀刻图形稠密区以及孤立区的临界尺寸微负载的制程,其使用一个蚀刻气体的电浆以及一添加气体。再者,蚀刻气体包括缺少氟的卤素,以及添加气体包括氟种类以及碳种类,或氢种类以及碳种类。
申请公布号 TW473864 申请公布日期 2002.01.21
申请号 TW089115644 申请日期 2000.08.08
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 雷尼威廉斯;齐杰佛瑞;吉斯凯崔佛;托史坦B 里耳;巴玛潘尼纳蓝;塔玛斯伏加;何佛梅斯
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体中用作一添加气体之一体积流动率系为选择蚀刻该基板上的该含矽材料之复数个蚀刻图形,使得该些蚀刻图形不易起变化,其具有复数个含碳成分之不易起变化材料。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体中用作该添加气体之该体积流动率系选择降低该些蚀刻图形之低一临界尺寸微负载至约低于10nm。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体中用作该添加气体之该体积流动率系选择降提供于一临界尺寸偏压至约低于10nm。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该添加气体之该体积流动率与该蚀刻气体比例系由约1比4至约1比20。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体包括一个或多个HBr,HCl,Cl2,HI,O2,以及He-O2。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体包括HBr以及HCl二者择一。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该添加气体系为一氟碳气体。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中上述之该氟碳气体包括选择性的在CF4,CHF3,CH2F2,CH3F,C4F8,以及C2F6中择一。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该添加气体系为一含氟气体以及一含碳气体。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中上述之该含氟气体包括一个或多个NF3,SF6,Cl2F,ClF2,以及SOF2,该含碳气体包括一个或多个CH4,C2H6,C2H4,以及C2H4。12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该制程气体系包括HBr,Cl2以及CF4。13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之该基板包括选择性的在一多晶矽,一金属矽化物,一氮化矽,一单晶体矽,一氧化矽中择一。14.一种在基板上含矽材料的蚀刻方法,包括下列步骤:(a)置入具有一含矽层的一基板于一反应室内,以及(b)由一制程气体形成一电浆注入该反应室内,该制程气体包括一个或多个HBr与HCl;一个或多个Cl2以及HI;以及一氟碳气体。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之该氟碳气体之一体积流动率与复数个其他气体比例系由约1比4至约1比20。16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之该体积流动率比例系由约1比5至约1比10。17.一种在基板上含矽材料的蚀刻方法,包括下列步骤:(a)置入具有一含矽层的一基板于一反应室内,以及(b)由一制程气体形成一电浆注入该反应室内,该制程气体包括HBr,Cl2以及CF4。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之该制程气体更包括O2以及He-O2二者择一。19.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之Cl2与HBr之该体积流动率比例系由约5比1至约1比6。20.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之Cl2与HBr之该体积流动率比例系由约1比2至约1比6。21.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之O2以及He-O2二者择一与HBr之该体积流动率比例系由约1比3至约1比13。22.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之CF4比HBr与Cl2之该体积流动率比例系由约1比4至约1比20。23.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之CF4比HBr与Cl2之该体积流动率比例系约1比8,Cl2比HBr与之该体积流动率比例系约1比3,该反应室之一电源功率约490W,以及一功率偏压与该电源功率比例约1比7。24.一种在基板上含矽材料的蚀刻方法,包括下列步骤:(a)置入具有一含矽层的一基板于一反应室内,以及(b)由一制程气体形成一电浆注入该反应室内,该制程气体包括一蚀刻气体包括缺少一含氟之复数个卤素种类,以及一添加气体包括复数个碳种类以及复数个氢种类。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体中用作一添加气体之一体积流动率系为选择蚀刻该基板上的该含矽材料之复数个蚀刻图形,使得该些蚀刻图形不易起变化,其具有复数个碳成分之不易起变化材料。26.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体中用作该添加气体之该体积流动率系选择降低跨于该基板上该些蚀刻图形之低一临界尺寸微负载。27.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该添加气体与与该蚀刻气体之一体积流动率比例系由约1比4至约1比20。28.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体包括一个或多个HBr,HCl,Cl2,HI,O2,以及He-O2。29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中上述之该蚀刻气体包括HBr与HCl二者择一。30.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该添加气体系包括一碳种类与一氢种类比率为1比4。31.如申请专利范围第30项所述之方法,其中上述之该添加气体系包括包括CH4。32.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述之该基板包括选择性的在一多晶矽,一金属矽化物,一氮化矽,一单晶体矽,一氧化矽中择一。33.一种在基板上含矽材料的蚀刻方法,包括下列步骤:(a)置入具有一含矽层的一基板于一反应室内,以及(b)由一制程气体形成一电浆注入该反应室内,该制程气体包括一个或多个一个或多个HBr与HCl;一个或多个Cl2以及HI;以及CH4。34.如申请专利范围第33项所述之方法,其中上述之该添加气体与与复数个其他气体一体积流动率比例系由约1比4至约1比20。35.如申请专利范围第34项所述之方法,其中上述之该体积流动率比例系由约1比5至约1比10。36.一种在基板上蚀刻包括含矽材料的设备,该设备包括:(a)一可调支撑用以支撑一基板;(b)一个可调控制器用以调整一气体流量控制阀门注入一制程气体进入一反应室,该制程气体包括缺少一含氟的复数个卤素种类,以及一添加气体包括复数个氟种类以及复数个碳种类;(c)一电浆产生器,用以供给能量于该制程气体形成该电浆来处理该基板;以及(d)一排气装置用以排放出该制程气体。图式简单说明:第1a与1b图为习知多层基板在蚀刻前后的剖面图以及由于习知蚀刻制程所形成矽成分的不易起变化的侧壁层;第1c与1d图为习知具有一个罩幕层覆盖的基板在蚀刻前后的剖面图以及由于习知蚀刻制程所形成矽成分的不易起变化的侧壁层;第2a与2b图为以习知的方法沉积矽成分的不易起变化的侧壁于蚀刻图形的稠密区以及孤立区的剖面图;第3图为临界尺寸的偏差以及临界尺寸微负载以基板上稠密区以及孤立区作为制程参数的函数;第4图为本发明所示范的设备之部分区域的侧视图;第5a图为根据本发明的制程由气体状态产生的含碳的不易起变化的侧壁于蚀刻图形的稠密区的剖面图;第5b图为根据本发明的制程由气体状态产生的含碳的不易起变化的侧壁于蚀刻图形的孤立区的剖面图;第6图为比较由习知气体组成以及本发明气体组成蚀刻0.25微米多晶闸极所获得的临界尺寸微负载以及临界尺寸差异的表现;第7图为使用本发明临界尺寸微负载对临界尺寸偏差的绘示图;第8图为蚀刻图形在稠密区以及孤立区临界尺寸微负载侧面角度以及临界尺寸差异的绘示,其系为添加气体CF4流率以及不同的制程参数气体压力的函数;以及第9图为以添加气体CF4流率对不同的供应电源功率准位所绘示的的临界尺寸微负载。
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