[发明专利]蚀刻高k电解质材料的方法

权利要求书

1.一种蚀刻具有含高k材料的层的衬底的方法，所述方法包括：

使所述层暴露于由包括第一含卤气体而不向蚀刻室内引入含氧气体的 第一处理气体混合物形成的等离子体中；

在第一蚀刻步骤中蚀刻所述层的至少一部分；和

在第二蚀刻步骤中用由包括第二含卤气体和一氧化碳的第二处理气体 混合物形成的等离子体来蚀刻所述层。

2.如权利要求1的方法，其中所述高k材料包含选自二氧化铪、二氧 化锆、氧化硅锆、二氧化钽、氧化铝、掺铝二氧化铪及其组合的材料。

3.如权利要求2的方法，其中所述层还包括选自钽、氮化钽、氮化硅 钽、氮化钛及其组合的用于栅电极的材料。

4.如权利要求1的方法，其中所述第一含卤气体包括含氯气体。

5.如权利要求4的方法，其中所述含氯气体选自氯气(Cl₂)、氯化硼 (BCl₃)、氯化氢(HCl)及其组合。

6.如权利要求1的方法，其中所述第一处理气体混合物还包括还原 剂。

7.如权利要求6的方法，其中所述还原剂是选自甲烷(CH₄)、乙烷 (C₂H₆)、乙烯(C₂H₄)及其组合的气体。

8.如权利要求1的方法，其中所述第一处理气体混合物还包含选自氦 气(He)、氩气(Ar)、氮气(N₂)及其组合的气体。

9.如权利要求1的方法，其中所述第二含卤气体包含含氯气体。

10.如权利要求9的方法，其中所述含氯气体选自氯气(Cl₂)、氯化 硼(BCl₃)、氯化氢(HCl)及其组合。

11.如权利要求1的方法，其中所述第二处理气体混合物还包含选自 氦气(He)、氩气(Ar)、氮气(N₂)及其组合的气体。

12.如权利要求1的方法，其中在小于约100瓦特的低偏压功率下对 所述层的至少一部分进行蚀刻而不氧化所述衬底的一部分。

13.如权利要求12的方法，其中所述偏压功率被设置为零。

14.如权利要求1的方法，其中所述第一蚀刻步骤是在约150℃至约 350℃的高衬底温度下进行的。

15.如权利要求1的方法，其中所述第二蚀刻步骤是在约200瓦特至 约800瓦特的源功率下进行的。

16.一种蚀刻具有含高k材料的层的衬底的方法，所述方法包括：

在蚀刻室内，在100瓦特或更小的衬底偏压功率下，用由包括第一含 卤气体的第一处理气体混合物形成的等离子体来蚀刻所述层的至少一部 分；和

在约200瓦特至约800瓦特的源功率下，用由包括第二含卤气体和一 氧化碳的对所述层具有选择性的第二处理气体混合物形成的等离子体来蚀 刻所述层。

17.如权利要求16的方法，其中所述层包含选自二氧化铪、二氧化 锆、氧化硅铪、氧化硅锆、二氧化钽、氧化铝、掺铝二氧化铪及其组合的 高k电解质材料。

18.如权利要求17的方法，其中所述层还包括选自钽、氮化钽、氮化 硅钽、氮化钛及其组合的用于栅电极的材料。

19.如权利要求16的方法，其中所述第一含卤气体包括选自氯气 (Cl₂)、氯化硼(BCl₃)、氯化氢(HCl)及其组合的含氯气体。

20.如权利要求16的方法，其中所述第一处理气体混合物还包括选自 甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、乙烯(C₂H₄)及其组合的还原剂。