闸极蚀刻处理时同步移除介电抗反射层之方法

摘要

本发明提供一种在薄膜堆叠之基础层之电浆蚀刻时同步移除含氧及/或氮之介电抗反射层(DielectricAntiReflective Coating；DARC)之方法。根据本发明的方法，此薄膜堆叠的蚀刻(Etch)采用一种含有反应性氟之电浆。电浆内之反应性氟之浓度由下列一个或多个因素所控制：抗反射层之氧含量、抗反射层之氮含量、抗反射层之厚度、以及薄膜堆叠之基础层之厚度。本发明之揭露于电浆蚀刻薄膜堆叠之基础层并同步移除含氧及/或氮之介电抗反射层时，提供较佳之电浆来源气体之结合，其中堆叠之基础层包括金属矽化物(MetalSilicide)、多晶矽(Polysilicon)、或金属。在此也提供计算DARC之移除总量的公式，其中此公式之获得系使用一已知之蚀刻处理配方，并根据特别蚀刻处理配方之蚀刻选择性。

主权项

1.一种用以在一薄膜堆叠中至少一基础层之蚀刻时同步移除一含氧抗反射层之方法,其中蚀刻该至少一基础层时使用包含复数个反应性氟之一电浆,且该些反应性氟的浓度系由一因素所控制,而该因素系选自于由该含氧抗反射层之氧含量、该含氧抗反射层之氮含量、该含氧抗反射层之厚度、使用该些反应性氟来蚀刻之该至少一基础层之厚度、以及其组合所组成之一族群。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该含氧抗反射层包括一氮氧化矽层。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中使用该些反应性氟所蚀刻之该至少一基础层至少包括一金属矽化物。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中该金属矽化物是一矽化钨层。5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该矽化钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括CF4.C12.与N2。6.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该矽化钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括SF4.Cl2.与N2。7.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该矽化钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括NF3.Cl2.与He/O2。8.如申请专利范围第2项所述之方法,其中使用该些反应性氟所蚀刻之该至少一基础层至少包括一多晶矽层。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该多晶矽层是已掺杂的。10.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该多晶矽层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括CF4.HBr、Cl2.与He/O2。11.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该多晶矽层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括CF4.Cl2.与N2。12.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该多晶矽层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括CF4.Cl2.与O2。13.如申请专利范围第2项所述之方法,其中使用该些反应性氟所蚀刻之该至少一基础层至少包括一金属层。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该金属层是一钨层。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括SF6与Cl2。16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括SF6与N2。17.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括SF6与HBr。18.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该氮氧化矽层与该钨层之蚀刻系使用一电浆,且该电浆系由一来源气体所产生,而该来源气体至少包括NF3.Cl2.与HBr。19.一种可用于半导体制程中之决定蚀刻处理状况之方法,该方法可提供在一薄膜堆叠之至少一基础层之一图案蚀刻步骤时同步移除一含氧抗反射层之全部实质之一残留,其中该薄膜堆叠至少包括该含氧抗反射层之该残留、欲蚀刻之该至少一基础层、以及在该基础层下面之至少一硬光罩层:(1)进行一连串建立至少一个分析函数所需之实验,Sel=f(X流率),其中X代表用以产生一蚀刻电浆之一含氟供应气体,其中Selmin=dunderlying layer/(dantireflective coating layer+dhard mask layer)其中Selmax=dunderlying layer/dantireflective coating layer,其中dunerlying layer=该至少一基础层之厚度,其中dantireflective coating layer=该含氧抗反射层的厚度,以及其中dhard mask layer=该至少一硬光罩层的厚度;(2)选择X流率以使得Selmax大于Sel(X流率),且Sel(X流率)大于Selmin; (3)在该至少一基础层上蚀刻一图案,并决定是否:(a)实质上,该含氧抗反射层之所有该残留在该图案蚀刻步骤时被移除,若无,则增加X流率,(b)该至少一硬光罩层完全起作用,若无,则减少X流率,(c)在该至少一基础层上蚀刻所产生之该图案的一轮廓符合一预设需求,若无,则调整至少一制程变数,且该至少一制程变数系选自于由来源电力、偏压电力、和反应室制程压力所组成之一族群;以及(4)重复步骤(3)直到实质上该含氧抗反射层之所有该残留被移除,该至少一硬光罩层完全起作用,且该图案之该轮廓符合该预设需求。图式简单说明:第1图为特有之多晶矽蚀列反应室102之图示,此多晶矽蚀刻反应室102系使用在Applied Materials' CENTURAODPSTM之多晶矽蚀刻系统中的型式,且为实行本发明之方法之蚀刻处理设备之较佳例子。第2图为第1图之多晶矽蚀刻反应室102之剖面图。第3图为第1例之蚀刻堆叠之剖面图,其中DARC是氮氧化矽,且"基础蚀刻堆叠层"是矽化钨(Tungsten Silicide),而在此两层之下面从上到下分别是多晶矽层、闸极氧化层、以及基材。第4图为第2例之蚀刻堆叠之剖面图,其中DARC是氮氧化矽,且"基础蚀刻堆叠层"是掺杂之多晶矽,而在此两层之下面从上到下分别是一闸极氧化层以及一基材。第5图为第3例之蚀刻堆叠之剖面图,其中DARC是氮氧化矽,且"基础蚀刻堆叠层"是钨金属,而在此两层之下面从上到下分别是一氮化钛层及/或一氮化钨层、一多晶矽层、一闸极氧化层、以及一基材。第6图为决定处理变量之调整所需之方法的流程图,且藉由调整处理变量可使得在蚀刻穿透基础薄膜层时能移除全部残留之DARC层。