[发明专利]干式剥离硼-碳膜的方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明的实施例大致涉及干式剥离硼-碳膜的方法。

现有技术

已经证实硼-碳膜（例如，掺杂硼的碳）作为蚀刻硬掩模时与非晶碳相比具有优异的图案化性能。然而，因为无法利用氧等离子体来灰化硼-碳膜，所以硼-碳膜并不容易剥离。可利用氟或氯与氧一起来干式剥离硼碳膜；然而，氟与氯对介电材料而言是腐蚀性的，介电材料诸如常见于半导体基板上的氧化硅、氮化硅与氮氧化硅。包含硫酸与过氧化氢的湿蚀刻溶液也可移除硼-碳膜；然而，湿蚀刻溶液会伤害暴露的金属表面或镶嵌的金属，这些金属是常见于半导体基板上的金属。

因此，需要一种自基板移除硼-碳膜的改良方法。

发明内容

本发明的实施例大致涉及利用含氧氧化剂结合含氢还原剂来干式剥离硼-碳膜的方法。在一个实施例中，利用氢与氧的交替等离子体来移除硼-碳膜。在另一实施例中，利用共同流动的氧与氢等离子体来移除含硼-碳的膜。除了上述氧等离子体的任一个以外可利用一氧化二氮等离子体，或者可利用一氧化二氮等离子体来取代上述氧等离子体的任一个。在另一实施例中，利用自水蒸气产生的等离子体来移除硼-碳膜。硼-碳移除工艺还可包括在硼-碳膜的移除之前的视情况的聚合物移除工艺。聚合物移除工艺包括将硼-碳膜暴露至自含氧气体、含氟气体、或者上述气体的组合形成的等离子体，以自硼-碳膜的表面移除在基板蚀刻工艺期间产生的任何碳基聚合物。

在一个实施例中，一种用于自基板剥离膜的方法包括：将基板上具有膜的基板置于腔室中，其中膜包括硼或碳的至少一个。接着将膜暴露至氧离子或自由基以及氢离子或自由基以产生一种或多种挥发性化合物，并且将一种或多种挥发性化合物自腔室排出。

在另一实施例中，一种用于自置于腔室中的基板剥离硼-碳膜的方法包括：将包括硼与碳的基板暴露至包含氧自由基或离子以及氢自由基或离子的等离子体。氢自由基或离子与硼反应以形成挥发性硼物质，而氧自由基或离子与碳反应以形成挥发性碳物质。接着自腔室移除挥发性硼物质与挥发性碳物质。

在另一实施例中，一种用于自置于腔室中的基板剥离膜的方法包括：将基板暴露至自包括H_xO_y的化合物形成的等离子体，其中x与y是大于1的整数或非整数。接着使膜与等离子体接触以形成一种或多种挥发性物质，并且自腔室移除所述挥发性物质。

附图说明

为了可详细地理解本发明上述特征，可参照实施例来进行以上简短概述的本发明的更明确描述，某些实施例在附图中描绘。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例，而因此不被视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其它等效实施例。

图1是描绘根据本发明的一个实施例的一种利用交替的氢与氧等离子体移除硼-碳膜的方法的流程图。

图2是描绘根据本发明的一个实施例一种利用包含氧与氢两者的等离子体移除硼-碳膜的方法的流程图。

图3A与图3B描绘在利用包含氧与氢的等离子体时腔室压力与RF功率对蚀刻速率的影响。

图4是描绘根据本发明的一个实施例的一种利用自氢与一氧化二氮产生的等离子体移除硼-碳膜的方法流程图。

图5是描绘根据本发明的一个实施例的一种利用自水蒸气产生的等离子体移除硼-碳膜的方法的流程图。

图6描绘水蒸气等离子体的蚀刻选择性。

为了促进理解，可尽可能地应用相同的附图标记来标示附图中相同的元件。预期一个实施例的元件与特征可有利地并入其它实施例而不需特别阐述。

具体实施方式

本发明的实施例大致涉及利用含氧氧化剂结合含氢还原剂来干式剥离硼-碳膜的方法。在一个实施例中，利用氢与氧的交替等离子体来移除硼-碳膜。在另一实施例中，利用共同流动的氧与氢等离子体来移除含硼-碳的膜。除了上述氧等离子体的任一个以外可利用一氧化二氮等离子体，或者可利用一氧化二氮等离子体来取代上述氧等离子体的任一个。在另一实施例中，利用自水蒸气产生的等离子体来移除硼-碳膜。硼-碳移除工艺还可包括在硼-碳膜的移除之前的视情况的聚合物移除工艺。聚合物移除工艺包括将硼-碳膜暴露至自含氧气体、含氟气体、或者上述气体的组合形成的等离子体，以自硼-碳膜的表面移除在基板蚀刻工艺期间产生的任何碳基聚合物。

本发明的实施例可在购自美国加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司的SE或GT腔室中实践。预期其它腔室（包括其它制造商生产的那些腔室）可受益于本文所述的实施例。