[发明专利]用于含硅薄膜的平滑SiConi蚀刻法

权利要求书

1.一种在基板处理室的基板处理区中蚀刻在基板的表面上的含硅层的方法，其中所述方法遗留下相对平滑的蚀刻后（post-etch）表面，所述方法包含：

将含氟前体与含氢前体流入第一远端等离子体区，并同时在所述第一等离子体区中形成等离子体以产生等离子体流出物（plasma effluents），所述第一远端等离子体区流体地耦合至所述基板处理区，其中所述含氟前体的流速与所述含氢前体的流速所导致的氢-氟原子流速比（flow ratio）为小于1：1或大于5：1；

通过使所述等离子体流出物流入所述基板处理区来蚀刻所述含硅层，并同时在所述基板的所述表面上形成固态副产物；以及

通过使所述基板的温度升高至高于所述固态副产物的升华温度来升华所述固态副产物，而遗留下所述相对平滑的蚀刻后表面。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述含氟前体包含至少一种前体，所述至少一种前体选自于由三氟化氮、氟化氢、双原子氟、单原子氟及氟代碳氢化合物所组成的群组。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述含氢前体包含至少一种前体，所述至少一种前体选自于由原子氢、分子氢、氨、碳氢化合物及不完全卤代碳氢化合物(incompletely halogen-substituted hydrocarbon)所组成的群组。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述含硅层在蚀刻操作的过程中维持在约50℃或以上。

5.如权利要求1所述的方法，其中蚀刻所述含硅层与升华所述固态副产物的操作构成一个步骤，并且使用整数个步骤来减少每个循环过程中所移除的材料量。

6.如权利要求5所述的方法，其中在三个步骤中移除所述含硅层的总厚度，并且每个步骤移除所述总厚度的20%-40%。

7.如权利要求5所述的方法，其中每个步骤从所述含硅层移除约或以下。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述含氟前体的流速与所述含氢前体的流速所导致的氢-氟原子流速比为小于1：2。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述含氟前体的流速与所述含氢前体的流速所导致的氢-氟原子流速比为大于10：1。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述含硅层包含氧化硅。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述方法降低稠密图案化区域与稀疏图案化区域的蚀刻速率差异。

12.一种在基板处理室的基板处理区中蚀刻基板的表面上的含硅层的方法，所述方法包含：

将含氟前体与含氢前体流入第一远端等离子体区，并同时在所述第一等离子体区中形成一系列的等离子体脉冲以产生等离子体流出物，所述第一远端等离子体区流体地耦合至所述基板处理区；

通过使所述等离子体流出物流入所述基板处理区来蚀刻所述含硅层，并同时形成固态副产物于所述基板的所述表面上；以及

通过使所述基板的温度升高至高于所述固态副产物的升华温度来升华所述固态副产物。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述一系列的等离子体脉冲是通过脉冲化施加至所述第一等离子体区的等离子体功率所产生的，并且所述含氢前体的流动与所述含氟前体的流动在所述蚀刻操作期间为恒定。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述一系列的等离子体脉冲是通过脉冲化所述含氟前体的流动与所述含氢前体的流动中的至少一者所产生的。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述一系列的等离子体脉冲的重复频率为约0.1Hz-约1.0Hz。