用于刻蚀高k介电材料的方法和系统

摘要

本发明描述了一种用于在等离子体处理系统中刻蚀衬底上的高k介电层的方法。高k介电层可以例如包括HfO₂。该方法包括提升衬底温度到超过200C(即，一般为400C的量级)；引入包括含卤素气体的处理气体；从处理气体激发等离子体；以及将衬底暴露于等离子体。处理气体还可以包括还原气体以提高HfO₂相对于Si和SiO₂的刻蚀速率。

主权项

1. 一种用于在等离子体处理系统中刻蚀位于衬底支座顶部的衬底上的高k介电层的方法，包括：将硅衬底布置在等离子体处理系统中的衬底支座上，其中所述硅衬底上依次层叠有SiO2层和HfO2高k介电层；通过将射频功率耦合到所述衬底支座，将所述衬底电偏置在射频电压下；提升所述衬底的温度到超过200℃；向所述等离子体处理系统引入处理气体，所述处理气体包括HBr、NF3、Br2、C2H4Br2和F2中的至少一种，并包括还原气体，所述还原气体包括含氢的气体和含碳的气体中的至少一种；从所述处理气体激发等离子体；以及将所述衬底暴露于所述等离子体一段时间，这段时间足以刻蚀所述HfO2高k介电层，其中，将所述衬底暴露于所述等离子体将以大于SiO2和硅的速率刻蚀所述HfO2高k介电层。