发明名称 在半导体基材上蚀刻含矽层之方法
摘要 一种在半导体基材45上蚀刻一含矽层170之方法,包含步骤有:放置基材45于处理室50内之支撑件75上。基材45系外露至一激能处理室,其内含有一含溴气体、含氯气体、一无机氟化气体及一氧气。选择气体成份之体积流量比,以使激能处理气体以大约相同的蚀刻速率蚀刻多晶矽层170中具不同掺杂物浓度之区域180a及180b。或者,可调整气体成份以便在基材45被蚀刻的同时清除处理室50内表面上的蚀刻残留物。
申请公布号 TW449822 申请公布日期 2001.08.11
申请号 TW088111212 申请日期 1999.07.01
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 巴玛潘尼纳蓝;齐杰佛瑞;尤史帝芬
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
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 1.一种蚀刻基材上多晶矽层之方法,该方法少包含以下步骤:(a)放置基材于一处理室中,该基材具有一多晶矽层;及(b)外露该基材至一包括含溴气体、含氯气体及一无机氟化气体及一氧气体之激能处理气体中。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中选择上述含溴气体、含氯气体、无机氟化气体及氧气体之体积流量比,以使该激能处理气体能以大致相同的蚀刻速率来蚀刻多晶矽层中具不同掺杂物浓度之区域。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中选择上述含溴气体、含氯气体、无机氟化气体及氧气体之体积流量比,以使激能处理气体可将蚀刻多晶矽层时形成于处理室内表面上之蚀刻残留沉积物清除掉。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中上述含溴气体、含氯气体、及氧气体之组合体积流率对无机氟化气体体积流率之体积流量比率系界于4:1至20:1间。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含溴气体包括一或多种HBr、Br2.或CH3Br。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之含氯气体包括一或多种Cl2或HCl。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之无机氟化气体包含一或多种NF3.CF4或SF6。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之氧气体包含一或多种O2或He-O2。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之激能处理气体包含HBr、Cl2.He-O2以及一或多种NF3.CF4或SF6。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之激能处理气体基本上包含HBr、Cl2.He-O2及CF4。11.一种蚀刻基材上之多晶矽层并同时清洗处理室内部表面之方法,该方法至少包含以下步骤:(a)放置基材于处理室中,及(b)外露该基材及处理室之内部表面至一激能处理气体中,该激能处理气体包括一含溴气体,其系包含一或多种HBr、Br2及CH3Br;一含氯气体,其系包含一或多种Cl2及HCl;一无机氟化气体,其系包含一或多种NF3.CF4及SF6;及一氧气,其系包含一或多种O2及He-O2。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中选择上述之合溴气体、含氯气体、无机氟化气体及氧气体之体积流量比,子使该激能处理气体可以大致相同的蚀刻速率来蚀刻多晶矽层中具不同掺杂物浓度之区域。13.如申请专利范围第11项所述之方法,其中选择上述含溴气体、含氯气体、无机氟化气体及氧气体之体积流量比,以使激能处理气体可清除于蚀刻多晶矽层时形成于处理室内部表面上之蚀刻残留沉积物。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中上述含溴气体、含氯气体及氧气体之组合体积流率对无机氟化气体体积流率之体积流量比率系界于4:1至20:1间。15.如申请专利范围第11项所述之方法,其中选择上述含氧氧体及无机氟化气体之体积流量比,以使该激能处理气体可将处理室内部表面上之蚀刻残留沉积物几乎完全清除掉,且相对于二氧化矽而言,对多晶矽具较高选择性。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中上述氧气体之体积流率对无机氟化气体之体积流量比率系界于1:1至1:10间。17.如申请专利范围第11项所述之方法,其中上述之激能处理气体基本上包含HBr、Cl2.He-O2及CF4。18.一种于处理室内用以蚀刻基材之多晶矽层并同时清洗该处理室内部表面的方法,该方法至少包含下列步骤:(a)放置基材于处理室中,该基材包含多晶矽层,其具有一第一掺杂物浓度之第一区域,及一第二掺杂物浓度之第二区域;及(b)将基材上之多晶矽层及处理室之内部表面外露至一激能处理气体,该处理气体包含一含溴气体,其系选择自含HBr,Br2及CH3Br之群组;一含氯气体,其系选择自包含Cl2及HCl之群组中,一无机氟化气体,其系选择自含NF3.CF4及SF6之群组中,及一氧气,其系选择自含O2及He-O2之群组中,其中上述之含溴气体、含氯气体及氧气之组合体积流速对无机氟化气体体积流速之体积流速比率系加以选择,使其能以蚀刻速率差异在10%以下之速率来蚀刻第一及第二区域。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中选择上述之合溴气体、含氯气体、无机氟化气体及氧气体之体积流量比,以使激能处理气体可将蚀刻多晶矽层时形成于处理室内部表面上之蚀刻残留沉积物清除掉。20.如申请专利范围第18项所述之方法,其中上述之激能处理气体基本上包含HBr、Cl2.He-O2及CF4。21.一种在处理室内蚀刻基材上含矽层,并同时清洗该处理室内部表面之方法,该方法至少包含以下步骤:(a)将具含矽层之基材放置于处理室中;(b)于第一蚀刻阶段中,一激能第一处理气体系被提供于该处理室中,该第一处理气体包含用以蚀刻基材上含矽层之蚀刻气体,及用以清洗于蚀刻含矽层时所沉积于处理室内表面之沉积物的清洗气体;(c)于一抽真空阶段,第一处理气体流系被停止及激能第一处理气体系被由处理室排出;及(d)于第二蚀刻阶段中,包含用以蚀刻基材上含矽层之蚀刻气体之激能第二处理气体系被提供于该处理室中,该激能第二处理气体系几乎不含任何清洗气体。22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之清洗气体包含选择自NF3.CF4或SF6群组之无机氟化气体。23.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之蚀刻气体包含一含溴气体,其系选自包含HBr、Br2.及CH3Br之群组中,一含氯气体,其系选自包含Cl2及HCl之群组中;及一氧气,其系选自包含O2及He-O2之群组中。24.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之抽真空阶段包含将该激能第一处理气体自处理室抽出,直到处理室压力系低于0.5毫托耳。25.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之抽真空阶段包含由处理室排出激能第一处理气体5至15秒。图式简单说明:第一图a为具有双闸结构之对称CMOS电晶体之基材剖面图。第一图b为具有不同组成掺杂物,下层二氧化矽,及下层抗反射及光阻层之具第一及第二区域多晶矽层基材之剖面图。第二图为可实施本发明处理之设备剖面图。第三图为一图表,示出可增加处理气体中无机氟化气体体积流速之多晶矽蚀刻速率均匀性。第四图为一图表,示出可增加处理气体中无机氟化气体之体积流速比,之有掺杂及未掺杂多晶矽之蚀刻速率及蚀刻速率均匀度。第五图为一图表,示出用以增加处理气体中无机氟化气体体积流速比时,下层二氧化矽之损失及多晶矽相对于下层二氧化矽之多晶矽之蚀刻选择性比。第六图为一图表,示出用以增加于处理气体中之无机氟化气体之体积流速比时,蚀刻多晶矽层相对于下层光阻之蚀刻选择性比例。第七图为一图表,示出用以增加于处理气体中之无机氟化气体之体积流速比时,处理室之内表面上之蚀刻物残留之沉积之降低(由石英结晶微量天平加以量测)。第八图为一图表,示出用以增加于处理气体中之CF4及He-O2之体积流速比时,处理室内部表面上之蚀刻剂残留沉积速率之变化。
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