[发明专利]高蚀刻选择性的低应力可灰化碳硬掩模

说明书

一种用于在衬底上沉积碳可灰化硬掩模层的方法包括：a)将衬底布置在处理室中；b)将室压强设定在预定压强范围内；c)将衬底温度设定在‑20℃至200℃的预定温度范围内；d)供应包含有烃前体和一或更多种其他气体的气体混合物；以及e)通过供应RF等离子体功率持续第一预定时段来激励等离子体，以在该衬底上沉积碳可灰化硬掩模层。

相关申请的交叉引用

本公开要求于2019年3月25日申请的美国专利申请No.62/823,211的PCT国际申请。上述引用的申请其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容整体上涉及衬底处理系统，并且尤其是用于沉积可灰化碳硬掩模的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统在衬底(例如半导体晶片)上执行处理。衬底处理的示例包括沉积、灰化、蚀刻、清洁和/或其他工艺。蚀刻通常包括湿式化学蚀刻或干式蚀刻。干式蚀刻可以使用感应耦合式等离子体(ICP)或电容耦合式等离子体(CCP)所产生的等离子体来执行。

ICP系统通过供应RF等离子体功率至布置于处理室外部而与介电窗相邻的线圈来产生等离子体。处理室内部流动的工艺气体混合物被磁场点燃以产生等离子体。

CCP系统使用布置于处理室中的电极来产生等离子体。例如，一电极可布置于衬底下方的衬底支撑件中，而另一电极(例如喷头)则布置于衬底上方。RF等离子体功率被供应穿过电极，以点燃位于电极之间的气体。

发明内容

一种用于在衬底上沉积碳可灰化硬掩模层的方法包括：a)将衬底布置在处理室中；b)将室压强设定在预定压强范围内；c)将衬底温度设定在-20℃至200℃的预定温度范围内；d)供应包含有烃前体和一或更多种其他气体的气体混合物；以及e)通过供应RF等离子体功率持续第一预定时段来激励等离子体，以在该衬底上沉积碳可灰化硬掩模层。

在其他特征中，所述处理室为感应耦合式等离子体室。e)中的所述RF等离子体功率是以30W至3000W范围内的第一功率电平传送。所述方法包括在所述第一预定时段期间以大于0W至1000W范围内的第二功率电平供应RF偏置功率。

在其他特征中，所述方法包括：f)在所述第一预定时段后，停止所述烃前体的流动；以及g)在所述衬底上执行衬底处理，以降低应力。所述方法包括执行一或更多额外次的所述碳可灰化硬掩模的沉积和所述衬底处理。

在其他特征中，所述碳可灰化硬掩模的沉积包括沉积/处理时段的30％至95％，而所述衬底处理包括所述沉积/处理时段的70％至5％。所述碳可灰化硬掩模的沉积和所述衬底处理是以0.05Hz至1000Hz范围内的频率重复进行。

在其他特征中，g)包括：g1)供应惰性气体混合物；g2)以小于所述第一功率电平的第三功率电平来供应所述RF等离子体功率；以及g3)以小于所述第二功率电平的第四功率电平来供应所述RF偏置功率。

在其他特征中，g)包括：g4)在所述第四功率电平下的第二预定时段之后，以大于所述第四功率电平的第五功率电平来供应所述射频偏置功率持续第三预定时段；以及g5)在所述第三预定时段之后，以小于所述第四功率电平的第六功率电平来供应所述RF偏置功率持续第四预定时段。

在其他特征中，所述方法包括重复进行一或更多次的c)至g5)。所述第三功率电平是在0W至500W的范围内。所述第四功率电平是在30W至1000W的范围内。所述第五功率电平是在100W至1500W的范围内。所述第六功率电平是在30W至1000W的范围内。