[发明专利]用于高温蚀刻高－K材料栅结构的方法

权利要求书

1、一种蚀刻高-K材料的方法，包括：

将其上沉积有高-K材料的衬底提供给蚀刻腔室；

由所述蚀刻腔室中的至少包括含卤素气体的蚀刻气体混合物形成等离子 体；以及

将衬底的温度保持在约100摄氏度和约250摄氏度之间，同时在所述等离 子体中蚀刻高-K材料层。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高-K材料选自包括 二氧化铪(HfO₂)、二氧化锆(ZrO₂)、硅酸铪氧化物(HfSiO₄)、铪铝氧化物 (HfAlO)、硅酸锆氧化物(ZrSiO₄)、二氧化钽(TaO₂)、氧化铝、铝掺杂的二氧 化铪，钛酸锶铋(BST)和钛酸锆铂(PZT)的组。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高-K材料为铪铝氧 化物。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述气体混合物还包 括：

将含氯气体供给到所述蚀刻腔室。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述含氯气体至少包括BCl₃和Cl₂中的一种。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，供给含氯气体还包括：

将碳氢气体与含氯气体一起提供到所述蚀刻腔室。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，提供所述含氯气体还包括：

将惰性气体与所述含氯气体一起提供。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述等离子体中蚀刻所述高-K材料层的同时，将所述蚀刻腔室的内部 体积表面保持在超过100摄氏度的温度。

9、一种蚀刻薄膜叠层的方法，用于形成栅结构，包括：

将其上形成有薄膜叠层的衬底提给到蚀刻腔室中，其中所述薄膜叠层包括 在第一和第二多晶硅层之间夹有的高-K材料；

蚀刻在所述衬底上的第一多晶硅层以形成暴露高-K材料的沟槽；

在所述沟槽的侧壁上形成保护层；

通过所保护的沟槽利用含卤素气体在约100摄氏度和约250摄氏度的温度 下蚀刻所述高-K材料；以及

蚀刻沉积在所述衬底上的第二多晶硅层。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在等离子体中蚀刻所述高-K材料的同时，保持所述蚀刻腔室的内部体积 表面的温度超过约100摄氏度。

11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述高-K材料为铪氧化 物层或铪铝氧化物层。

12、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，蚀刻所述第一多晶硅层还 包括：

提供第一气体混合物以蚀刻所述第一多晶硅层；以及

提供所述第二气体混合物以过蚀刻所述第一多晶硅层。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，提供所述第二气体混合 物进一步包括：

将含硅气体与所述第二气体混合物一起提供。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述含硅气体包括SiCl₄。

15、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述含卤素气体至少包 括BCl₃和Cl₂中的一种。

16、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将用于蚀刻所述第一和第 二多晶硅层的所述温度控制在与用于蚀刻所述高-K材料的温度基本相同。

17、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在单个腔室中蚀刻所述薄 膜叠层。

18、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，保护所述第一多晶硅层的 侧壁进一步包括：

执行氧气闪蒸工艺。