[发明专利]用硫基蚀刻剂等离子体蚀刻含碳层

权利要求书

1.一种在包括至少20wt％碳的含碳层中蚀刻高深宽比的特征的方法，该方法包括：

提供一衬底，该衬底包含设置在含碳层上的已构图光阻层；

将衬底装载到等离子体蚀刻室；

将第一蚀刻剂气体混合物引入等离子体蚀刻室，第一蚀刻剂气体混合物包含O₂和包括碳硫末端配位体的气体；

用第一蚀刻剂气体混合物的等离子体蚀刻含碳层，直到被蚀刻的特征的深宽比在5∶1到7∶1之间；以及

随后，用被引入等离子体蚀刻室的第二蚀刻剂气体混合物的等离子体蚀刻含碳层，所述第二蚀刻剂气体混合物包含N₂和O₂并且基本上不含有包括碳硫末端配位体的气体。

2.权利要求1的方法，其中第一蚀刻剂气体混合物用具有100MHz以上RF频率的高频RF源激励。

3.权利要求1的方法，其中含碳层是包含至少50wt％碳的无机无定形碳层。

4.权利要求1的方法，其中包括碳硫末端配位体的气体从以下组中选择：COS、SCOR₂、SCORNR₂、SCR₂、SCRNR₂、SC(NR)₂、SCNR、SC(OR)2，其中R是烃基、芳基或氢中的一个。

5.权利要求1的方法，其中包括碳硫末端配位体的气体是COS，并且COS∶O₂体积流率的比例在0.25和1.0之间。

6.权利要求1的方法，其中第一蚀刻剂气体混合物主要由COS和O₂组成。

7.权利要求1的方法，其中第一蚀刻剂气体混合物用具有100MHz以上频率的高频RF发生器和具有60MHz以下频率的一个或多个低频RF发生器激励，其中该一个或多个低频发生器释放到等离子体的功率不到高频RF发生器释放到等离子体的功率的一半。

8.权利要求1的方法，其中在等离子体暴露于接近衬底中心处的磁场要高于接近衬底周边处磁场的同时，第一等离子体蚀刻剂气体混合物释放到等离子体蚀刻室中的在接近衬底中心第一气体入口处的气体流量速率要高于在接近衬底周边第二气体入口处的气体流量速率，以便改善含碳层蚀刻的均匀性。

9.权利要求1的方法，还包括：

在控制接近衬底周边点的第二设定点处的衬底温度的同时，控制在接近衬底中心点的第一设定点处的衬底温度，其中第二设定点的温度不同于第一设定点的设定温度以便改善含碳层蚀刻的均匀性。

10.一种在包括至少50wt％碳的无机无定形碳层中蚀刻高深宽比的特征的方法，包括：

提供一衬底，该衬底包含在衬底层上的多层掩膜，该多层掩膜包括：

设置在衬底层上的无机无定形碳层；

设置在无机无定形碳层上的无机电介质盖层；

设置在无机电介质盖层上的已构图的光阻层；

将衬底装载进等离子体蚀刻室；

将蚀刻剂气体混合物引入等离子体蚀刻室，该蚀刻剂气体混合物包含O₂和包括碳硫末端配位体的气体；

用蚀刻剂气体混合物在无机无定形碳层中蚀刻具有在5∶1到7∶1之间的深宽比的特征。

11.权利要求10的方法，其中蚀刻剂气体混合物用具有100MHz以上RF频率的高频RF源激励。

12.权利要求10的方法，其中包括碳硫末端配位体的气体是COS，并且COS∶O₂的体积流量速率的比例在0.25和1.0之间。

13.权利要求10的方法，还包括：

用氟碳化合物气体蚀刻无机电介质盖层，该氟碳化合物气体用具有60MHz以下频率的一个或多个低频RF发生器激励并且没有向等离子体施加具有100MHz以上频率的高频RF能量；

清除等离子体蚀刻室的氟碳化合物气体；以及

使用蚀刻剂气体混合物蚀刻无机无定形碳层，该蚀刻剂气体混合物由具有100MHz以上频率的高频RF发生器激励。