[发明专利]用于选择性蚀刻膜的系统和方法

说明书

本发明提供一种用于选择性蚀刻膜的系统和方法。一种用于相对于衬底的另一种暴露材料选择性蚀刻衬底的一种暴露材料的方法，包括：a)将衬底布置在处理室中；b)设定室压强；c)为RF等离子体设置RF频率和RF功率；d)将等离子体气体混合物供应到所述处理室；e)以电模式(E‑模式)和磁模式(H‑模式)之一在处理室中激励RF等离子体；和f)在所述衬底的等离子体处理期间，改变所述室压强、所述RF频率、所述RF功率和所述等离子体气体混合物中的至少一个，以从所述E模式和所述H模式中的一个切换到所述E模式和所述H模式中的另一个。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月16日提交的美国临时申请No.62/294,621的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及衬底处理系统，更具体地涉及用于选择性蚀刻膜的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。目前所署名的发明人的工作，在该背景技术部分以及本说明书的在申请时不会以其他方式被认为是现有技术的方面中描述的程度上，既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可以用于蚀刻诸如半导体晶片之类的衬底上的膜。衬底处理系统通常包括处理室、气体分配装置和衬底支撑件。用于蚀刻的衬底处理系统的示例包括变压器耦合等离子体(TCP)系统、电感耦合等离子体(ICP)系统和电容耦合等离子体(CCP)系统。

在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入到处理室中，并且射频(RF)等离子体可以用于激活化学反应。在一些半导体制造工艺中，在蚀刻步骤期间可以使几种类型的膜暴露。通常，蚀刻工艺以相同或相似的蚀刻速率蚀刻各种类型的膜。

一些半导体制造工艺可能需要更多地蚀刻衬底上的一种类型的膜(相比于衬底上的其它类型的膜)。因为蚀刻工艺蚀刻一种膜而对一个或多个其它类型的膜微微去除或没有去除或损坏，这种类型的蚀刻称为选择性蚀刻。对于半导体制造工艺的一些步骤，非常期望高选择性蚀刻。可能需要选择性蚀刻的膜的示例包括氮化硅(SiN)、多晶硅、纯硅和二氧化硅(SiO₂)。

发明内容

一种用于蚀刻衬底的方法，包括：a)将衬底布置在处理室中；b)设定室压强；c)设置用于RF等离子体的RF频率和RF功率；d)将等离子体气体混合物供应到所述处理室；e)以电模式(E-模式)和磁模式(H-模式)其中的一种在所述处理室中激励所述RF等离子体；以及f)在所述衬底的等离子体处理期间，改变所述室压强、所述RF频率、所述RF功率和所述等离子体气体混合物中的至少一个，以从所述E-模式和所述H-模式中的一个切换到所述E-模式和所述H-模式中的另一个。

在其它特征中，所述方法包括：g)在所述衬底的等离子体处理期间，改变所述室压强、所述RF频率、所述RF功率和所述等离子体气体混合物中的至少一个，以从所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述一个。

在其它特征中，所述等离子体气体混合物包括N种气体，并且其中所述N种气体中的至少一种的流速被改变以切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个，其中N是大于零的整数。

在其它特征中，改变所述等离子体气体混合物包括添加气体物质或从所述等离子体气体混合物移除气体物质以切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个。

在其它特征中，所述室压强被执行增大或减小中的至少一种操作，以切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个。

在其他特征中，所述RF功率被执行增大或减小中的至少一种操作，以切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个。

在其它特征中，所述RF频率被执行增大或减小中的至少一种操作，以切换到所述E-模式和所述H-模式中的所述另一个。