发明名称 临场移除损害之方法-后氧气乾式制程
摘要 一种整合制程,包括于光阻层之氧气灰化后所进行之用以移除氧化物残渣的电浆步骤。氧化物移除步骤在防止微缺陷上相当有效,且此氧化物移除步骤较佳系在与进行氧气灰化步骤以及后续用来转移图案之电浆蚀刻相同之制程反应室中进行。氧化物移除步骤所花之时间小于60秒,且此氧化物移除步骤包括含卤素电浆,其中此含卤素电浆由三氟化氮、氯气、四氟化碳、二氟甲烷以及六氟化硫中之一或多种所产生。氢溴酸或碳氟化合物(CXFYHZ)可选择性地单独使用或与一或多种上述之含卤素气体一起使用,其中X与Y为整数,而Z为整数或0。此氧化物移除步骤可于各种应用包括镶嵌结构、浅沟渠隔离之制造、或于电晶体中之闸极电极的形成,予以体现。
申请公布号 TWI251275 申请公布日期 2006.03.11
申请号 TW093114654 申请日期 2004.05.24
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 邱远鸿;张铭庆;陶宏远
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
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 1.一种整合制程,包括一图案化光阻层位于一蚀刻 机台中之一基材上,该蚀刻机台具有一或多个制程 反应室,该图案化光阻层具有延伸穿过该基材中之 至少一底下层的一开口,且该开口具有一顶部与一 底部,该整合制程至少包括: (a)进行一氧气灰化步骤以移除该图案化光阻层; (b)进行一含卤素电浆步骤;以及 (c)转移该开口至位于该基材中之该开口之该底部 的一暴露层。 2.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该蚀 刻机台为一分离电力蚀刻机、一双电力蚀刻机、 一单一电力蚀刻机、一反应性离子蚀刻(RIE)机、 或者一传统桶式(Barrel)、直立式或下游式(Downstream )之灰化机台。 3.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中步骤 (a)与步骤(b)系在该蚀刻机台之相同制程反应室中 进行。 4.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中步骤 (a)、步骤(b)与步骤(c)系在该蚀刻机台之相同制程 反应室中进行。 5.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该含 卤素电浆步骤包括一电浆,且该电浆系利用四氟化 碳、二氟甲烷、六氟化硫、三氟化氮、氯气以及 碳氟化合物(CXFYHZ)中之一或多种而形成,其中X与Y 为整数,而Z为整数或0。 6.如申请专利范围第5项所述之整合制程,其中该含 卤素电浆步骤包括氢溴酸以及四氟化碳、二氟甲 烷、六氟化硫、三氟化氮、氯气与碳氟化合物( CXFYHZ)中之一或多种的组合,其中X与Y为整数,而Z为 整数或0。 7.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该含 卤素电浆步骤包括介于约3sccm至500sccm间之一含卤 素气体流率,介于约1毫托耳至3托耳间之一反应室 压力,介于约-15℃至150℃间之一反应室温度,介于 约100瓦特至3000瓦特间之一高频射频电力或上射频 电力,以及介于约10瓦特至1000瓦特间之一低频射频 电力或偏压电力,且进行时间小于约60秒。 8.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该含 卤素电浆步骤包括介于约3sccm至500sccm间之一含卤 素气体流率,介于约1毫托耳至3托耳间之一反应室 压力,介于约-15℃至150℃间之一反应室温度,以及 介于约50瓦特至1000瓦特间,且进行时间小于约60秒 之一射频电力。 9.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该开 口暴露一下方矽层且步骤(c)于该基材中形成一浅 沟渠。 10.如申请专利范围第1项所述之整合制程,其中该 开口暴露一下方闸极层且步骤(c)形成一闸极电极 。 11.一种移除氧化物残渣之整合制程,至少包括: (a)提供一基材,并将该基材置入一蚀刻机台之一制 程反应室,该基材上形成有由位于上方之一图案化 光阻层、位于中间之一罩幕层以及位于下方之一 垫氧化层所组成之一堆叠,且该图案化光阻层具有 一沟渠开口延伸穿过该罩幕层与该垫氧化层; (b)进行一氧气灰化步骤,以移除该图案化光阻层, 其中该氧气灰化步骤于基材上产生复数个氧化物 残渣;以及 (c)进行一含卤素电浆步骤,以移除该些氧化物残渣 。 12.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,于该含卤素电浆步骤后,更至少包括 进行一电浆蚀刻步骤,以将该沟渠开口转移至该基 材中。 13.如申请专利范围第12项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该电浆蚀刻步骤系在与该含卤素 电浆步骤相同之蚀刻机台中进行。 14.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该罩幕层系由氮化矽或多晶矽所 组成,且该基材系一矽基材。 15.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括一电浆, 且该电浆系利用四氟化碳、二氟甲烷、六氟化硫 、三氟化氮、氯气以及碳氟化合物(CXFYHZ)中之一 或多种而形成,其中X与Y为整数,而Z为整数或0。 16.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括介于约3 sccm至500sccm间之一含卤素气体流率,介于约1毫托耳 至3托耳间之一反应室压力,介于约-15℃至150℃间 之一反应室温度,介于约100瓦特至3000瓦特间之一 高频射频电力,以及介于约10瓦特至1000瓦特间之一 低频射频电力,且进行时间小于约60秒。 17.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该蚀刻机台系一单一电力机台, 且该含卤素电浆步骤包括介于约3sccm至500sccm间之 一含卤素气体流率,介于约1毫托耳至3托耳间之一 反应室压力,介于约-15℃至150℃间之一反应室温度 ,以及介于约50瓦特至1000瓦特间,且进行时间小于 约60秒之一射频电力。 18.如申请专利范围第11项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该堆叠更包括一有机抗反射覆盖 层介于该罩幕层与该图案化光阻层之间,且该有机 抗反射覆盖层于该氧气灰化步骤期间移除。 19.一种移除氧化物残渣之整合制程,至少包括: (a)提供一基材,并将该基材置入一蚀刻机台之一制 程反应室,该基材上形成有一堆叠,且该堆叠包括 依序形成之一闸极介电层、一硬罩幕层以及一光 阻层,且该光阻层具有一图案,而该图案至少包括 复数个开口延伸穿过该硬罩幕层; (b)进行一氧气灰化步骤,以移除该光阻层,其中该 氧气灰化步骤于基材上产生复数个氧化物残渣;以 及 (c)进行一含卤素电浆步骤,以移除该些氧化物残渣 。 20.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,于该含卤素电浆步骤后,更至少包括 进行一电浆蚀刻步骤,以将该图案转移至该闸极层 而形成一闸极电极。 21.如申请专利范围第20项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该电浆蚀刻步骤系在与该含卤素 电浆步骤相同之蚀刻机台中进行。 22.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该闸极介电层系由二氧化矽或一 高介电常数介电材料所组成。 23.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该闸极层系由多晶矽或非晶矽所 组成。 24.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该硬罩幕层之材质为氮化矽、氮 氧化矽或氧化矽。 25.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括一电浆, 且该电浆系利用四氟化碳、二氟甲烷、六氟化硫 、三氟化氮、氯气以及碳氟化合物(CXFYHZ)中之一 或多种而形成,其中X与Y为整数,而Z为整数或0。 26.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括介于约3 sccm至500sccm间之一含卤素气体流率,介于约1毫托耳 至3托耳间之一反应室压力,介于约-15℃至150℃间 之一反应室温度,介于约100瓦特至3000瓦特间之一 高频射频电力,以及介于约10瓦特至1000瓦特间之一 低频射频电力,且进行时间小于约60秒。 27.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该蚀刻机台系一单一电力机台, 且该含卤素电浆步骤包括介于约3sccm至500sccm间之 一含卤素气体流率,介于约1毫托耳至3托耳间之一 反应室压力,介于约-15℃至150℃间之一反应室温度 ,以及介于约50瓦特至1000瓦特间且进行时间小于约 60秒之一射频电力。 28.如申请专利范围第19项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该堆叠更包括一有机抗反射覆盖 层介于该硬罩幕层与该光阻层之间,且该有机抗反 射覆盖层于该氧气灰化步骤期间移除。 29.一种移除氧化物残渣之整合制程,至少包括: (a)提供一基材,并将该基材置入一蚀刻机台之一制 程反应室,该基材上形成有由位于上方之一图案化 光阻层、位于中间之一介电层以及位于下方之一 蚀刻终止层所组成之一堆叠,且该图案化光阻层中 形成有一开口延伸穿过该介电层并暴露出部分之 该蚀刻终止层; (b)进行一氧气灰化步骤,以移除该图案化光阻层, 其中该氧气灰化步骤于基材上产生复数个氧化物 残渣;以及 (c)进行一含卤素电浆步骤,以移除该些氧化物残渣 以及该蚀刻终止层之暴露部分。 30.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,于该含卤素电浆步骤后,更至少包括 进行一电浆制程,以移除于移除该蚀刻终止层之暴 露部分的期间所形成之复数个高分子聚合物残渣 。 31.如申请专利范围第30项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该电浆制程系在与该含卤素电浆 步骤相同之蚀刻机台中进行。 32.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中位于该介电层中之该开口为一介 层窗、一接触洞、一沟渠、或形成于一介层窗上 方之一沟渠。 33.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该堆叠更至少包括一覆盖层介于 该介电层与该图案化光阻层之间。 34.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该堆叠更包括一有机抗反射覆盖 层介于该介电层与该图案化光阻层之间,且该有机 抗反射覆盖层与该图案化光阻层于该氧气灰化步 骤期间移除。 35.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该蚀刻终止层之材质为氮化矽、 碳化矽或氮氧化矽。 36.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该介电层系由二氧化矽、磷矽玻 璃(PSG)、硼磷矽玻璃(BPSG)、或由掺杂氟之二氧化 矽、掺杂碳之二氧化矽、五环八矽氧高分子聚合 物(Silsesquioxane PoIymer)、聚芳香烃醚[Poly(arylether)] 或苯环丁烯(Benzocyclobutene)所构成之低介电常数介 电材料。 37.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括一电浆, 且该电浆系利用四氟化碳、二氟甲烷、六氟化硫 、三氟化氮、氯气以及碳氟化合物(CXFYHZ)中之一 或多种而形成,其中X与Y为整数,而Z为整数或0。 38.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该含卤素电浆步骤包括介于约3 sccm至500sccm间之一含卤素气体流率,介于约1毫托耳 至3托耳间之一反应室压力,介于约-15℃至150℃间 之一反应室温度,介于约100瓦特至3000瓦特间之一 高频射频电力,以及介于约10瓦特至1000瓦特间之一 低频射频电力,且进行时间小于约60秒。 39.如申请专利范围第29项所述之移除氧化物残渣 之整合制程,其中该蚀刻机台系一单一电力机台, 且该含卤素电浆步骤包括介于约3sccm至500sccm间之 一含卤素气体流率,介于约1毫托耳至3托耳间之一 反应室压力,介于约-15℃至150℃间之一反应室温度 ,以及介于约50瓦特至1000瓦特间之一射频电力,且 进行时间小于约60秒。 图式简单说明: 第1图至第2图系绘示于基材上图案化光阻层,以及 使用氧气灰化步骤剥除光阻层,但会于基材上产生 氧化物残渣之制程剖面图。 第3图系绘示微罩幕缺陷之剖面图,其中这些微罩 幕缺陷系于习知方法中,当第2图之氧化物残渣未 于图案转移以形成浅沟渠之步骤进行前先移除所 形成。 第4图系绘示依照本发明之第一较佳实施例的一种 移除氧化物残渣之含氟电浆步骤的剖面图。 第5图系绘示依照本发明之第一较佳实施例之移除 第4图所示之氧化物残渣以及形成浅沟渠而无损及 基材的剖面图。 第6图系绘示依照本发明第二较佳实施例之图案化 光阻层形成于基材上之主动区以及图案转移至闸 极层上之硬罩幕层的剖面图。 第7图系绘示第6图之结构经光阻层剥除以及氧化 物残渣形成于闸极与硬罩幕上之后的剖面图。 第8图系绘示本发明第7图之氧化物残渣之移除的 剖面图,其中氧化物残渣之移除系利用含卤素电浆 步骤。 第9图系绘示依照本发明之第二较佳实施例之第8 图中硬罩幕图案之转移,其中硬罩幕图案转移至底 下之多晶矽层而无微罩幕缺陷。 第10图至第13图系绘示依照本发明第三较佳实施例 之连续步骤,包括于基材上之介电层的上方图案化 光阻层、以氧气灰化步骤剥除光阻而形成氧化物 残渣、以含卤素电浆步骤移除氧化物残渣与暴露 之蚀刻终止层、以及以额外之电浆步骤移除高分 子聚合物残渣。
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