用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体制造技术

提供了用于对工件进行硬掩模(例如，掺杂硼的非晶碳硬掩模)去除工艺的装置、系统和方法。在一个示例实施中，方法包括在处理腔室中，将工件支撑在工件支撑件上。方法可包括使用等离子体源在等离子体腔室中由工艺气体生成等离子体。等离子体腔室可通过隔栅与处理腔室分开。方法可包括将工件暴露于一种或多种在等离子体中生成的自由基以对工件进行等离子体去胶工艺以从工件至少局部去除硬掩模层。方法可包括在等离子体去胶工艺期间，将工件暴露于作为钝化剂的水蒸气。为钝化剂的水蒸气。为钝化剂的水蒸气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2018年10月26日提交的名称为“Water Vapor Based Fluorine Containing Plasma for Removal of Hardmasl(用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体)”的美国临时申请系列号62/750,908的优先权权益，其通过引用并入本文。
[0003]本申请要求于2018年12月6日提交的名称为“Water Vapor Based Fluorine Containing Plasma for Removal of Hardmask(用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体)”的美国临时申请系列号62/776,116的优先权权益，其通过引用并入本文。
[0004]本申请要求于2019年3月14日提交的名称为“Water Vapor Based Fluorine Containing Plasma for Removal of Hardmask(用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体)”的美国临时申请系列号62/818,260的优先权权益，其通过引用并入本文。
[0005]本申请要求于2019年7月11日提交的名称为“Water Vapor Based Fluorine Containing Plasma for Removal of Hardmask(用于去除硬掩模的基于水蒸气的含氟等离子体)”的美国临时申请系列号62/872,873的优先权权益，其通过引用并入本文。


[0006]本公开大体上涉及处理半导体工件。

技术介绍

[0007]等离子体去胶工艺(例如，干式去胶工艺)可用于半导体制造作为用于去除工件上图案化的硬掩模和/或其他材料的方法。等离子体去胶工艺可使用从由一种或多种工艺气体生成的等离子体提取的反应性的物质(例如，自由基)来从工件的表面刻蚀和/或去除光阻层和其他掩模层。例如，在一些等离子体去胶工艺中，来自在远程等离子体腔室中生成的等离子体的中性物质穿过隔栅进入处理腔室。中性物质可暴露至工件，比如半导体晶片，以从工件表面去除硬掩模。

技术实现思路

[0008]本公开的实施方式的方面和优点将部分在以下描述中陈述，或可从描述中得知，或可通过实施方式的实践而得知。
[0009]在一个示例实施中，方法包括在处理腔室中，将工件支撑在工件支撑件上。方法可包括使用等离子体源在等离子体腔室中由工艺气体生成等离子体。等离子体腔室可通过隔栅与处理腔室隔开。方法可包括将工件暴露于在等离子体中生成的一种或多种自由基，对工件进行等离子体去胶工艺，以从工件至少局部去除硬掩模层。方法可包括在等离子体去胶工艺期间，将工件暴露于作为钝化剂的水蒸气。
[0010]本公开的其他示例方面涉及用于处理工件的系统、方法和装置。
[0011]参考以下描述和所附权利要求，各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图阐释了本公开的实施方
式，并且与描述一起用来解释相关的原理。
附图说明
[0012]指导本领域技术人员的实施方式的详细讨论阐释在参考了所附附图的说明书中，其中：
[0013]图1描绘了对高纵横比结构的示例硬掩模去除工艺；
[0014]图2描绘了根据本公开的示例实施方式的高纵横比结构的示例硬掩模去除工艺；
[0015]图3描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置；
[0016]图4描绘了根据本公开的示例实施方式的示例方法的流程图；
[0017]图5描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置；
[0018]图6描绘了根据本公开的示例实施方式的在隔栅处水蒸气的示例注入；
[0019]图7描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置；
[0020]图8描绘了根据本公开的示例实施方式的示例等离子体处理装置；
[0021]图9描绘了高纵横比结构的示例硬掩模去除工艺；以及
[0022]图10描绘了根据本公开的示例实施方式的对高纵横比结构的示例硬掩模去除工艺。
具体实施方式
[0023]现在将详细参考在附图中阐释了其一个或多个示例的实施方式。通过实施方式的解释，而非限制本公开来提供每个示例。实际上，对本领域技术人员明显的是，在不偏离本公开的范围或精神的情况下，可对实施方式进行各种修改和变化。例如，阐释或描述为一个实施方式的一部分的特征可与另一个实施方式一起使用，以产生仍进一步的实施方式。因此，期望本公开的方面覆盖这种修改和变化。
[0024]本公开的示例方面涉及在半导体处理中用于从工件去除硬掩模层(例如，掺杂硼的非晶碳硬掩模)的工艺。在高纵横比介电刻蚀应用中，各种材料，比如掺杂硼或金属的非晶碳可用作硬掩模层，以生产先进的半导体器件。在进行刻蚀工艺后，等离子体去胶工艺可用于去除剩余硬掩模。随着器件特征持续减小，对于刻蚀后硬掩模去除，都会要求相对于二氧化硅和氮化硅层非常高的硬掩模选择性。
[0025]在等离子体去胶工艺中相对于二氧化硅和氮化硅的硬掩模的选择性不够会在工件处理中造成挑战，比如在半导体加工中从高纵横比结构去除硬掩模。例如，图1描绘了用于高纵横比结构50的示例硬掩模去除工艺。高纵横比结构50包括基材55，比如硅基材上设置的多个氮化硅层54和二氧化硅层56。高纵横比结构50与临界尺寸CD相关。在刻蚀工艺后，在高纵横比结构50上会残留硬掩模52。
[0026]等离子体去胶工艺60可对高纵横比结构5上进行以去除硬掩模52。等离子体去胶工艺可将硬掩模52暴露于等离子体腔室中生成的一种或多种物质以去除硬掩模52。如图1中显示，如果用于硬掩模52的等离子体去胶工艺相对于氮化硅和二氧化硅的选择性差，高纵横比结构50可导致锯齿状的侧壁，负面地影响临界尺寸CD要求。
[0027]本公开的示例方面涉及用于去除硬掩模层的具有改善的选择性和更快抛光速率(ash rate)的等离子体去胶工艺，比如从具有一层或多层氮化硅层和一层或多层二氧化硅
层的高纵横比结构去除硬掩模层。在一些实施方式中，在等离子体去胶工艺期间，水蒸气可与含氟的化学品结合用作工艺气体。水分子可充当钝化剂以减少在去胶工艺期间二氧化硅和氮化硅的去除。
[0028]在不偏离本公开的范围的情况下，水蒸气可以各种方式暴露至工件。例如，在一些实施方式中，可引入水蒸气作为工艺气体的部分和/或与工艺气体结合。工艺气体可包括含氟气体和其他气体(例如，氧气、氢气、稀释气体等)。等离子体源(例如，感应等离子体源)可在工艺气体中诱导等离子体。作为另一示例，水蒸气可在等离子体后输送至将等离子体腔室与处理腔室隔开的隔栅下方的处理腔室。作为仍另一示例，在等离子体后，在隔栅处，比如隔栅的栅板之间可引入水蒸气。
[0029]这样，根据本公开的示例方面的硬掩模去除工艺可提供许多技术效果和效益。例如，，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理工件的方法，所述方法包括：在处理腔室中，将工件支撑在工件支撑件上，所述工件包括硬掩模层；使用等离子体源在等离子体腔室中由工艺气体生成等离子体，所述工艺气体包括含氟气体；将所述工件暴露于在等离子体中生成的一种或多种自由基，对所述工件进行等离子体去胶工艺，以从工件至少局部去除硬掩模层；和在等离子体去胶工艺期间，将工件暴露于作为钝化剂的水蒸气。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件包括一层或多层二氧化硅层和一层或多层氮化硅层。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体腔室通过隔栅与处理腔室隔开。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将工件暴露于作为钝化剂的水蒸气包括将水蒸气引入等离子体腔室作为部分工艺气体。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含氟气体包括CF4。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含氟气体包括CH2F2。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含氟气体包括CH3F。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺气体包括氧气。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺气体包括氮气。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺气体包括氢气。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硬掩模为掺杂硼的非晶硬掩模。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硬掩模为氮化钛硬掩模。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件包括基材层。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述基材层包括钨。15.根据权利要求1所述的方法，其中，实施所述等离子体去胶工艺一段工艺周期，所述工艺周期在约30秒至约1200秒的范围内。16.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯力，维贾伊，
申请(专利权)人：北京屹唐半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：