发明名称 避免复晶矽凹缺之蚀刻制程
摘要 一种电浆辅助蚀刻含复晶矽之闸极的方法,以减少或避免复晶矽于底部发生凹缺,此方法包括提供半导体基材;形成闸极介电层于此半导体基材上;形成复晶矽层于此闸极介电层上;图案化此复晶矽层上之光阻层,以蚀刻闸极;进行第一电浆辅助蚀刻制程,以蚀刻穿过此复晶矽层之主要厚度部分;进行第一钝气电浆处理;进行第二电浆辅助蚀刻制程,以包括下方之闸极介电层之复数个暴露部分;进行第二钝气电浆处理;以及进行第三电浆辅助蚀刻制程,以完全暴露出下方邻近闸极之任一侧的闸极介电层。
申请公布号 TWI254382 申请公布日期 2006.05.01
申请号 TW094131926 申请日期 2005.09.15
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 王祥保;林立德;张铭庆;陈嘉仁;邱远鸿;陶宏远
分类号 H01L21/3213;H01L21/3065 主分类号 H01L21/3213
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种电浆辅助蚀刻导体层之方法,该方法至少包 含: 提供一半导体基材; 形成一闸极介电层于该半导体基材上; 形成一导体层于该闸极介电层上; 图案化该导体层上之一光阻层,以用于蚀刻一闸极 ; 进行一第一电浆辅助蚀刻制程,以蚀刻穿透该导体 层之一主要厚度部分; 进行一第一钝气电浆处理;以及 进行一第二电浆辅助蚀刻制程,至包括下方之该闸 极介电层之复数个暴露部分。 2.如申请专利范围第1项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,更至少包含: 进行一第二钝气电浆处理;以及 进行一第三电浆辅助蚀刻制程,以完全暴露出下方 邻近该闸极之任一侧之该闸极介电层。 3.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该导体层至少包含复晶矽层。 4.如申请专利范围第3项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中在进行该第二钝气电浆处理时,一 含氧化矽之保护层系形成于该复晶矽层之暴露部 分上。 5.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第一钝气电浆处理及该第二钝气 电浆处理系使用零射频偏压电力进行。 6.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第二电浆辅助蚀刻制程及该第三 电浆辅助蚀刻制程系使用零射频偏压电力进行。 7.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第一电浆辅助蚀刻制程、该第二 电浆辅助蚀刻制程、该第三电浆辅助蚀刻制程、 该第一钝气电浆处理及该第二钝气电浆处理系于 一电浆反应器中以临场(In-Situ)进行,且该电浆反应 器至少包含一解耦射频源电力及射频偏压电力。 8.如申请专利范围第7项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该电浆反应器至少包含二氧化矽介 电射频窗,以在第二钝气电浆处理时提供进行溅镀 之氧化矽物种。 9.如申请专利范围第3项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该复晶矽层至少包含N型掺杂复晶 矽及P型掺杂复晶矽之至少一者。 10.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第一钝气电浆处理及该第二钝气 电浆处理主要由复数个钝气所组成,且该些钝气系 选自于由氩、氦及氖所组成之一族群。 11.如申请专利范围第2项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第二电浆辅助蚀刻制程及该第三 电浆辅助蚀刻制程至少包含一不含氯蚀刻化学作 用。 12.如申请专利范围第9项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该不含氯蚀刻化学作用,系选自于 由溴化氢/氧气及四氟化碳/氧气所组成之一族群 。 13.如申请专利范围第1项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该第一电浆辅助蚀刻制程至少包含 一蚀刻化学作用,且该蚀刻化学作用系选自于由溴 化氢/氯气/氧气/氦、溴化氢/氯气/氦、四氟化碳/ 氯气/氧气及四氟化碳/氧气所组成之一族群。 14.如申请专利范围第1项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,其中该闸极介电层系选自于由二氧化矽 、掺杂氮之二氧化矽、氮化矽及介电常数实质上 高于10之高介电常数介电质所组成之一族群。 15.如申请专利范围第3项所述之电浆辅助蚀刻导体 层之方法,在图案化该光阻层之步骤前,更至少包 含形成一硬罩幕层于该复晶矽层上,其中该硬罩幕 层系选自于由氧化矽、氮化矽及氮氧化矽所组成 之一族群。 16.一种电浆辅助蚀刻导体层之方法,该方法至少包 含: 提供一半导体基材; 形成一闸极介电层于该半导体基材上; 形成一导体层于该闸极介电层上; 形成一硬罩幕层于该导体层上; 图案化一光阻层于该导体层上,以蚀刻一闸极; 进行一主要蚀刻制程,该主要蚀刻制程至少包含一 电浆反应器,以蚀刻穿透该导体层之一主要厚度部 分; 利用少于200瓦特之射频偏压电力,临场进行一第一 钝气电浆处理; 临场进行一第一过度蚀刻制程,至包括下方之该闸 极介电层之复数个暴露部分; 利用少于200瓦特之射频偏压电力,临场进行一第二 钝气电浆处理,以形成一含氧化矽之保护层于该导 体层之暴露部分上;以及 临场进行一第二过度蚀刻制程。 17.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该电浆反应器至少包含二氧化矽 介电射频窗,以在第二钝气电浆处理时提供进行溅 镀之氧化矽物种。 18.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该导体层至少包含复晶矽层。 19.如申请专利范围第18项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该复晶矽层至少包含掺杂复晶矽 ,且该掺杂复晶矽系选自于由N型掺杂复晶矽及P型 掺杂复晶矽所组成之一族群。 20.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该少于200瓦特之射频偏压电力至 少包含零射频偏压电力。 21.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该第一钝气电浆处理及该第二钝 气电浆处理主要由复数个钝气所组成,且该些钝气 系选自于由氩、氦及氖所组成之一族群。 22.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该第一过度蚀刻制程及该第二过 度蚀刻制程至少包含利用一不含氯之蚀刻化学作 用进行。 23.如申请专利范围第22项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该不含氯蚀刻化学作用,系选自 于由溴化氢/氧气及四氟化碳/氧气所组成之一族 群。 24.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该第一电浆辅助蚀刻制程至少包 含一蚀刻化学作用,且该蚀刻化学作用系选自于由 溴化氢/氯气/氧气/氦、溴化氢/氯气/氦、四氟化 碳/氯气/氧气及四氟化碳/氧气所组成之一族群。 25.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该闸极介电层系选自于由二氧化 矽、掺杂氮之二氧化矽、氮化矽及介电常数实质 上高于10之高介电常数介电质所组成之一族群。 26.如申请专利范围第18项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,在图案化该光阻层之步骤前,更至少 包含形成一硬罩幕层于该复晶矽层上,其中该硬罩 幕层系选自于由氧化矽、氮化矽及氮氧化矽所组 成之一族群。 27.如申请专利范围第16项所述之电浆辅助蚀刻导 体层之方法,其中该半导体基材至少包含一材料, 且该材料系选自于由矽、复晶矽、应变半导体、 化合物半导体以及复数层半导体所组成之一族群 。 图式简单说明: 第1A图至第1E图系绘示根据本发明之实施例并行形 成包括N型金氧半导体元件及P型金氧半导体元件 之互补式金氧半导体元件之各制程阶段的部分剖 面图。 第2图为用于进行本发明之实施例的例示电浆反应 器。 第3图为包括本发明之数个实施例的例示制造流程 图。
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