TWI440083B - 脈衝超高縱橫尺寸比之介電材料蝕刻 - Google Patents

Description

脈衝超高縱橫尺寸比之介電材料蝕刻

本發明係關於半導體裝置的製造，尤有關於使用超高縱橫尺寸比特徵部之半導體裝置的製造。

在半導體裝置的製造中常使用到電漿蝕刻處理。通常，光阻材料在待蝕刻之晶圓表面上形成特徵部圖案，且隨後藉由將晶圓暴露至特定類型的蝕刻氣體而將特徵部蝕刻入晶圓。電漿蝕刻中所面對的挑戰之一即為需要滿足設計要求之持續增加的縱橫尺寸比，特別是對於超高密度結構。當蝕刻特微部於半導體晶圓上時，蝕刻特徵部的縱橫尺寸比定義為特徵部的深度與特徵部的臨界尺寸(CD)之間的比率。隨著堆積更多特徵部於單一片晶圓上以創造更高密度結構時，每一個別特徵部的CD需要減小，而特徵部的深度保持不變。因而，隨著裝置特徵部微縮，每一個別特徵部的縱橫尺寸比增加。

所發現之難題為蝕刻期間橢圓比的改變。

為了要達成前述並符合本發明之目的，提供一種選擇性蝕刻方法，用以在一蝕刻室中經由一碳基底遮罩選擇性蝕刻一超高縱橫尺寸比特徵部介電層。提供一蝕刻氣體之一流動至該蝕刻室，該蝕刻氣體包含一含氟碳分子及一含氧分子。提供一脈衝的偏壓RF信號。提供一激發RF信號以令該蝕刻氣體轉變成一電漿。

在本發明之另一表現形式中，提供一種選擇性蝕刻方法，用以在一蝕刻室中經由一碳基底遮罩選擇性蝕刻一超高縱橫尺寸比特微部介電層。提供一蝕刻氣體之一流動至該蝕刻室，該蝕刻氣體包含一含氟碳分子及一含氧分子。提供一脈衝的偏壓RF信號。 提供一激發RF信號以令該蝕刻氣體轉變成一電漿。

在本發明之另一表現形式中，提供一種蝕刻設備，用以蝕刻UHAR特徵部於一碳基底遮罩下的一蝕刻層中。一電漿處理室包含：一室壁，形成一電漿處理室空間；一基板支撐件，用以在該電漿處理室空間內支撐一基板；一壓力調節器，用以調節該電漿處理室空間內的壓力；至少一電極，用以供電至該電漿處理室空間以維持一電漿；一RF偏壓源，提供之信號的RF頻率在1kHz與10MHz之間；一脈衝產生裝置，連接至該RF偏壓源且能夠將該RF偏壓源加以脈衝；一第一RF激發源，提供之信號的RF頻率在1MHz與5MHz之間；一第二RF激發源，提供之信號的RF頻率在10MHz與40MHz之間；一氣體入口，用以提供氣體進入該電漿處理室空間；及一氣體出口，用以自該電漿處理室空間排出氣體。一氣體源係與該氣體入口呈流體連通，該氣體源包含一氧源及一氟碳聚合物氣體源。一控制器係可控制地連接至該氣體源、該RF偏壓源、該第一RF激發源、該第二RF激發源及該至少一電極，並且包含至少一處理器及電腦可讀式媒體，該電腦可讀式媒體包括用以提供該介電層相對於該碳基底遮罩之一選擇性蝕刻步驟的電腦可讀式碼，其中該選擇性蝕刻步驟提供一氟碳基底聚合物的一淨沉積。該用以提供該介電層之一選擇性蝕刻步驟的電腦可讀式碼包含：用以提供含氧之一蝕刻氣體及一氟碳聚合物氣體之一流動至該處理室空間的電腦可讀式碼，該含氧之蝕刻氣體來自該氧源而該氟碳聚合物氣體來自該氟碳聚合物氣體源；用以激發該RF偏壓源的電腦可讀式碼；用以將該RF偏壓源加以脈衝的電腦可讀式碼；及用以激發該第一RF激發源及該第二RF激發源而提供能量，俾自該蝕刻氣體及聚合物形成氣體形成一電漿的電腦可讀式碼。

以下將在本發明之詳細說明連同附圖中，對本發明之上述及其他特徵作詳加說明。

本發明將參考說明於附圖之數個實施例而加以詳細說明。在以下說明中提出各種特定細節，俾能提供本發明之全盤了解。然而很明顯的，對於熟悉此項技藝者而言，本發明可在缺乏部份或全部特定細節下加以實施。在其他例子中，並未詳細描述已知製程步驟及/或結構，俾以防止不必要地混淆本發明。

在超高縱橫尺寸比(UHAR)特徵部(如開孔)的蝕刻期間發生扭曲。不想要被以下所限制，吾人暫時性地推論扭曲為不對稱蝕刻的結果。隨著特徵部縱橫尺寸比增加，存在有數種促成不對稱蝕刻的可能機制。已發現的一種機制為蝕刻中沉積一淨氟碳聚合物層於一遮罩上，此氟碳聚合物被不對稱地(不均勻地)沉積。

就某些UHAR特徵部來說，想要一橢圓形橫剖面以容許較近的接觸間距。此一橢圓形橫剖面具有一長度及一寬度，其中橢圓的直徑為橢圓的長度。一橢圓比係定義為長度與寬度的比率。另一種發現於此UHAR特徵部之蝕刻中的變形為橢圓比增加的傾向，在此橢圓的長度會增加而寬度減少。

本發明提供一種用以減少UHAR介電材料蝕刻中扭曲的設備及方法。在半導體裝置製造中，通常經由遮罩將特徵部蝕刻入基板上待蝕刻之層。特徵部的縱橫尺寸比為特徵部開口的深度與寬度比率。在說明書及申請專利範圍中，本發明之特徵部的超高縱橫尺寸比(UHAR)係定義為深度與寬度比大於25比1。更佳的情況是本發明之特徵部的UHAR係定義為至少30比1。最佳的情況是將UHAR定義為至少40比1。此外，本發明較佳為適合於蝕刻特徵部於具有寬度不超過300奈米(nm)的介電層中。本發明更佳為適合於蝕刻特徵部於具有寬度不超過200nm的介電層中。本發明最佳為適合於蝕刻特徵部於具有寬度不超過150nm的介電層中。

本發明較佳為適合於任何介電材料蝕刻。本發明更佳為適合於介電層是氧化矽或氮化矽基底的介電材料蝕刻。換句話說，主要由氧化矽或氮化矽混雜有較少量其他類的材料來組成介電層。

圖1為本發明之實施例的綜合流程圖。相對於碳基底遮罩選 擇性蝕刻介電層，其中將氟碳基底聚合物淨沉積在碳基底遮罩上(步驟104)。淨沉積意味著更多的聚合物被沉積而不是移除，使得沉積一成長的氟碳聚合物層。通常提供一蝕刻氣體。饋入蝕刻氣體成為電漿，其提供選擇性蝕刻。當中止蝕刻處理時，自碳基底遮罩部份或完全地選擇性移除氟碳聚合物(步驟108)。通常，提供一修整氣體，例如含氧或含氟閃光氣體(如O₂ 或CF₄ )。接著以修整氣體形成電漿，其對於氣碳聚合物的灰化或修整快過於碳基底遮罩。中止氣碳聚合物相對於碳基底遮罩的選擇性移除。提供介電層後續的選擇性蝕刻，其中第二選擇性蝕刻提供一氣碳基底聚合物的一淨沉積於碳遮罩上(步驟112)。以下說明上述實施例的更特定實施。

圖2為用於實行本發明之蝕刻反應器的略圖。在本發明之一或更多實施例中，一蝕刻反應器200在一室壁250內包含一頂部中央電極206、頂部外部電極204、底部中央電極208、及底部外部電極210。一頂部絕緣環207將頂部中央電極206與頂部外部電極204絕緣。一底部絕緣環212將底部中央電極208與底部外部電極210絕緣。此外在蝕刻反應器200內，一基板280安置於底部中央電極208的頂端上。底部中央電極208可選擇性地併入一合適的基板夾持機構(如靜電、機械式箝制等等)用以支撐基板280。

在蝕刻處理中，氣體源224係連接至蝕刻反應器200並提供蝕刻氣體進入蝕刻反應器200。在此例子中，氣體源224包含蝕刻氣體源260、修整氣體源264、及聚合物氣體源268，聚合物氣體源268用以提供蝕刻期間的氟碳聚合物沉積。

偏壓RF源248、第一激發RF源252、及第二激發RF源256係經由控制器235電連接至蝕刻反應器200，俾以供電至電極204、206、208及210。偏壓RF源248產生偏壓RF功率並提供此偏壓RF功率至蝕刻反應器200。偏壓RF功率的頻率較佳為在1千赫茲(kHz)與10百萬赫茲(MHz)之間。偏壓RF功率的頻率更佳為在1MHz與5MHz之間。再更好的情況是偏壓RF功率的頻率 約2MHz。

第一激發RF源252產生源RF功率並提供此源RF功率至蝕刻反應器200。此源RF功率的頻率較佳為大於偏壓RF功率的頻率。此源RF功率的頻率更佳為在10MHz與40MHz之間。此源RF功率的最佳頻率為27MHz。

除了由第一激發RF源252所產生的RF功率以外，第二激發RF源256產生另一源RF功率並提供此源RF功率至蝕刻反應器200。此源RF功率的頻率較佳為大於偏壓RF源及第一激發RF源的頻率。第二激發RF源的頻率更佳為大於或等於40MHz。此源RF功率的最佳頻率為60MHz。

可提供不同的RF信號至頂部及底部電極的各種組合。較佳的情況是應經由底部電極施加最低頻率的RF，在底部電極上放置被蝕刻的材料，在此例中的底部電極為底部中央電極208。

將控制器235連接至氣體源224、偏壓RF源248、第一激發RF源252、及第二激發RF源256。控制器235控制進入蝕刻反應器200之蝕刻氣體的流動，控制來自三個RF源248、252、256之RF功率的產生、控制電極204、206、208及210、與控制排氣泵220。

在此例中，設置限制環202以提供電漿及氣體的限制，電漿及氣體通過該等限制環之間並由排氣泵所排出。

圖3A及3B顯示一電腦系統，其適合實施用於本發明之一或多個實施例的控制器235。圖3A顯示此電腦系統300的一可能實體類型。當然，此電腦系統可具有眾多實體類型，其範圍是從積體電路、印刷電路板及小的掌上型裝置到龐大的超級電腦。電腦系統300包含一監視器302、一顯示器304、一殼體306、一磁碟機308、一鍵盤310及一滑鼠312。磁碟314為用以在電腦系統300間來回傳送資料的電腦可讀式媒體。

圖3B為電腦系統300的方塊圖例。裝設到系統匯流排320的是一多樣化的次系統。處理器322(亦稱為中央處理單元或CPUs) 係耦合至包含記憶體324的儲存裝置。記憶體324包含隨機存取記憶體(RAM)及唯讀記憶體(ROM)。如熟悉此項技藝者所知，ROM作為單向地傳輸資料及指令至CPU，而RAM一般作為以雙向方式傳輸資料及指令。這些種類的記憶體皆包含任何以下所述之合適的電腦可讀式媒體。一固定磁碟326亦雙向耦合至CPU 322，其提供額外資料儲存容量且亦可包含任何以下所述的電腦可讀式媒體。固定磁碟326可用來儲存程式、資料等等且一般為較主要儲存慢的次要儲存媒體(如硬碟)。吾人將明白保留在固定磁碟326內的資訊可在適當情況下，以標準方式加以整合為記憶體324中的虛擬記憶體。可移除式磁碟314可採取任何以下所述之電腦可讀式媒體的類型。

CPU 322亦耦合至種種的輸入/輸出裝置，例如顯示器304、鍵盤310、滑鼠312及揚聲器330。一般而言，輸入/輸出裝置可為電視顯示器、軌跡球、滑鼠、鍵盤、擴音器、觸碰式顯示器、轉換器讀卡機、磁性或紙帶讀取器、平板、尖筆、聲音或手寫識別器、生物測定讀取器或其他電腦的任何一項。可利用網路介面340，選擇性地將CPU 322耦合至另一電腦或電信網路。利用此一網路介面，吾人預期在執行上述方法步驟的過程中，CPU可自網路接收資訊或可輸出資訊至網路。又，本發明之方法實施例可僅僅在CPU 322上執行或可在網路(如與共享一部份處理之遠端CPU作連接的網際網路)上執行。

此外，本發明之實施例更有關於具有電腦可讀式媒體之電腦儲存產品，電腦可讀式媒體上具有執行各種電腦實施操作的電腦碼。媒體及電腦碼可為就本發明之目的而特別設定及建構者，或其可為熟悉電腦軟體技術者所熟知及可利用的種類。電腦可讀式媒體的例子包含但不限於：磁性媒體，如硬碟、軟碟及磁帶；光學媒體，如CD－ROMs及全像式裝置；磁性光學媒體，如光讀磁碟；及特定建構以儲存及執行程式碼的硬體裝置，如特殊積體電路(ASICs)、可程式邏輯元件(PLDs)及ROM及RAM裝置。電腦碼 的例子包含：例如由編譯程式所產生的機械碼；及含有較高階密碼的檔案，其由使用翻譯程式之電腦來加以執行。電腦可讀式媒體亦可為由具體化於載波之電腦資料信號所傳輸的電腦碼，且代表由處理器可執行的指令序列。

範例

在本發明之實施例的特定例中提供一基板，在基板上形成一介電層，在介電層上形成一碳基底遮罩。圖4A為基板404、介電層410及碳基底遮罩412的概略橫剖面圖。雖然此例中顯示介電層410位於基板404的頂端上而碳遮罩412位於介電層410上，然而可沉積一或更多層於這些層間，使得介電層雖然在基板404上方但未與基板404直接接觸，而碳基底遮罩412雖然在介電層410上方但未與介電層410直接接觸。在此例中，介電層410為單一均勻材料的單一層。

在此例中，基板404為矽晶圓而介電層為單一層的氧化矽(SiO)或氮化矽(SiN)基底材料。在此例中，碳基底遮罩是無定形碳，但在其他例子中，碳基底遮罩可為一光阻聚合物。無定形碳相似於聚合物但具有較少氫及較多碳，使其較聚合物更抗蝕刻。在其他實施例中，遮罩可為光阻。

相對於碳基底遮罩選擇性蝕刻介電層而沉積一淨氟碳聚合物層於碳基底遮罩上，俾以提供一可負擔的選擇性(步驟104)。SiO₂ 介電層的蝕刻例從蝕刻氣體源260及聚合物氣體源268中，將200sccm Ar的蝕刻及聚合物氣體、20sccm C₄ F₈ 、82sccm C₄ F₆ 及64sccm O₂ 提供至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供4000瓦(W)。第一激發RF源在27MHz下提供150W。第二激發RF源在60MHz下提供500W。令蝕刻及聚合物氣體轉變成電漿。

維持25mTorr的壓力。維持蝕刻達300秒以蝕刻至深度約1500nm。接著中止蝕刻。

圖4B為選擇性蝕刻後的概略橫剖面圖。選擇性蝕刻提供一淨氟碳聚合物沉積416於遮罩412上，而特徵部420已被部分蝕刻。 已意外發現氟碳聚合物沉積易為不對稱的，其不對稱方式為接收更多沉積的一側將繼續接收更多沉積，因而變得更不對稱。此一不對稱沉積為扭曲的來源，其中蝕刻特徵部之底部的中央是不均等隔開的。為了利於了解，圖4B顯示兩特徵部之底部隔開距離x₁ 及兩特微部之底部隔開距離x₂ ，其中x₂ 大於x₁ 。

自遮罩中選擇性移除氟碳聚合物(步驟108)。此一選擇性移除例提供來自修整氣體源264之400sccm Ar的灰化或修整氣體及10sccm O₂ 至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供300W。第一激發RF源在27MHz下提供100W。第二激發RF源在60MHz下提供200W。令修整氣體轉變成電漿。維持20mTorr的壓力。維持移除達25秒。接著中止移除過程。O₂ 容許聚合物的灰化。Ar可提供部分轟擊，但大多數的移除由O₂ 所完成。

圖4C為氟碳聚合物移除後的概略橫剖面圖，氟碳聚合物移除使遮罩再成形。由於已移除不對稱氟碳聚合物，所以可更正確地將再成形遮罩加以圖案化。此處理亦打開遮罩特徵部以更接近它們原本的寬度。

相對於碳基底遮罩再一次選擇性蝕刻介電層，而沉積一淨氟碳聚合物層於碳基底遮罩上以提供一無限大之選擇性(步驟112)。SiO₂ 介電層的蝕刻例從蝕刻氣體源260及聚合物氣體源268中，提供200sccm Ar的蝕刻及聚合物氣體、20sccm C₄ F₈ 、82sccm C₄ F₆ 及64sccm O₂ 至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供4000瓦(W)。第一激發RF源在27MHz下提供150W。第二激發RF源在60MHz下提供500W。令蝕刻及聚合物氣體轉變成電漿。維持25mTorr的壓力。將蝕刻維持到介電層被完全蝕刻。接著中止蝕刻。

圖4D為選擇性蝕刻後的概略橫剖面圖。選擇性蝕刻提供一淨氟碳聚合物沉積416於遮罩412上，而特徵部420已被部分蝕刻。 氟碳聚合物沉積易為不對稱的，其不對稱方式為接收更多沉積的一側將繼續接收更多沉積。此一不對稱沉積為扭曲的來源，其中蝕刻特徵部之底部的中央是不均等隔開的。為了利於了解，圖4D 顯示兩特徵部之底部隔開距離x₁ 及兩特徵部之底部隔開距離x₂ ，其中x₂ 大於x₁ 。

藉由自遮罩中提供氟碳聚合物的選擇性移除，導致遮罩再成形而減少扭曲。例如，在沒有遮罩再成形下，x₁ 與x₂ 之間的差會加倍。

在上述例子中，對於2.1 μ深度蝕刻達到30：1的縱橫尺寸比。對於3 μ深度蝕刻達到40：1的縱橫尺寸比。

圖5為用於量測扭曲量的略圖。橢圓504概略說明蝕刻特微部的底部。格子508說明原本遮罩佈局之特徵部的中心位置，其中每一特徵部的中心位在格子點處。如所示的，蝕刻特徵部之底部的橢圓504之中心並非全部對準格子點。在此例中為了要量測扭曲，藉由使用橢圓中心與x方向上相關格子點間之差之方均根(rms)的平均來判定x方向上的扭曲，而藉由使用橢圓中心與y方向上相關格子點間之差之rms的平均來判定y方向上的扭曲，以及總扭曲為橢圓中心與相關格子點之間的rms距離。

一佈局提供之特徵部的扭曲在x方向2.40nm處。發現單獨使用蝕刻的控制具有一扭曲在x方向6.4nm處。在使用選擇性移除來自遮罩之氟碳聚合物的上述例子中，所量測的一扭曲為4.03nm。

如所示，特微部是橢圓的以容許在x方向上特徵部的較緊密佈置。由於在x方向上特徵部較接近在一起，所以在x方向上距離是更緊要的，因而在x方向上提供較小的容許度。

脈衝例

在另一例子中，相對於碳基底遮罩選擇性蝕刻介電層，而沉積一淨氟碳聚合物層於碳基底遮罩上以提供一無限大之選擇性(步驟104)。SiO₂ 介電層的蝕刻例從蝕刻氣體源260及聚合物氣體源268中，提供200sccm Ar的蝕刻及聚合物氣體、20sccm C₄ F₈ 、82sccm C₄ F₆ 及64sccm O₂ 至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供4000瓦(W)。第一激發RF源在27MHz下提供150W。第二激發RF源在60MHz下提供500W。令蝕刻及聚合物氣體轉變 成電漿。維持25mTorr的壓力。維持蝕刻達240秒。接著中止蝕刻。

自遮罩選擇性移除氟碳聚合物(步驟108)。此一選擇性移除例從修整氣體源264中，提供400sccm Ar的灰化或修整氣體及10sccm O₂ 至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供300W。第一激發RF源在27MHz下提供100W。第二激發RF源在60MHz下提供200W。令修整氣體轉變成電漿。維持20mTorr的壓力。維持移除達25秒。接著中止移除過程。

相對於碳基底遮罩再一次選擇性蝕刻介電層(步驟112)。在此例中，將偏壓RF源加以脈衝。在SiO₂ 介電層的蝕刻例中，從蝕刻氣體源260及聚合物氣體源268提供200sccm Ar的蝕刻及聚合物氣體、20sccm C₄ F₈ 、82sccm C₄ F₆ 及70sccm O₂ 至蝕刻室240的內部。偏壓RF源在2MHz下提供4000瓦(W)，其中利用50%的80 μs工作週期將偏壓信號加以脈衝。第一激發RF源在27MHz下提供150W。第二激發RF源在60MHz下提供500W。令蝕刻及聚合物氣體轉變成電漿。維持25mTorr的壓力。將脈衝蝕刻維持到介電層被完全蝕刻(在此例子中是600秒)。接著中止脈衝蝕刻。 由於脈衝過程提供更多聚合作用且因而需要更多氧以減少聚合作用，所以此步驟提供較相似非脈衝步驟更多的氧。

圖6為具有長度y寬度x之橢圓604的略圖。橢圓比定義為長度與寬度的比率(y/x)。佈局特徵部的橢圓比為1.69。在使用非脈衝偏壓RF的控制測試中，發現橢圓比為3.11。已發現在正常蝕刻情況下，特徵部之橫剖面傾向於長度增加而寬度縮短，造成橢圓比增加。已意外發現雖然脈衝藉由減緩蝕刻處理而增加蝕刻時間，然而橢圓比被加以減少。在上述例子中，發現橢圓比為1.94。

在使用脈衝蝕刻的另一實施例中(例如當蝕刻特徵部的CD是大的時)，扭曲不會是一重要的事。在此一例子中，在沒有氟碳聚合物相對於遮罩之選擇性移除的步驟下，可於蝕刻期間使用脈衝偏壓。此一蝕刻可在整個蝕刻處理期間使用脈衝蝕刻。

介電層相對於遮罩之選擇性蝕刻的選擇性較佳為大於3比1。選擇性更佳為大於5比1。選擇性最佳為一無限大之選擇性。

氟碳聚合物相對於碳基底遮罩之選擇性移除較佳為至少2比1。若至少1.3比1則為更佳的選擇性。最佳的選擇性是至少1.1比1。

介電層可由許多不同介電材料其中之一所組成，例如氮化矽基底、氧化矽基底、各種有機或無機低k介電材料。

雖然上述例子提供的兩選擇性蝕刻之間具有選擇性移除來自遮罩的氟碳聚合物，然而其他例子可提供更多其間具有氟碳聚合物之選擇性移除的選擇性蝕刻。例如，可使用五種選擇性蝕刻，其需要總共三次的氟碳聚合物之選擇性移除。此一處理會增加處理時間，但能進一步減少扭曲。太多次的氟碳聚合物之選擇性移除會不宜地移除過多的碳基底遮罩。

介電材料的選擇性蝕刻需要提供包含氟碳或氟碳氫氣體的蝕刻及聚合物氣體。蝕刻及聚合物氣體較佳為包含氟碳氣體。蝕刻及聚合物氣體更佳為進一步包含含氧氣體，其可為CO₂ 或O₂ 且較佳為O₂ 。蝕刻及聚合物氣體更佳為進一步包含一轟擊氣體，如Ar。

為了要增加氟碳聚合物相對於碳基底遮罩之移除的選擇性，碳基底遮罩較佳為無定形碳遮罩。

雖然本發明已就數個較佳實施例而說明，然而存在有落入本發明之範疇內的修改、變更及各種替代等效物。亦應注意實施本發明之方法及設備存在有很多替代方式。因而意味著下列附加申請專利範圍應解釋為包含落入本發明之真實精神及範疇內的修改、變更及各種替代等效物。

104‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

112‧‧‧步驟

200‧‧‧蝕刻反應器

202‧‧‧限制環

204‧‧‧頂部外部電極

206‧‧‧頂部中央電極

207‧‧‧頂部絕緣環

208‧‧‧底部中央電極

210‧‧‧底部外部電極

212‧‧‧底部絕緣環

220‧‧‧排氣泵

224‧‧‧氣體源

235‧‧‧控制器

240‧‧‧蝕刻室

248‧‧‧偏壓RF源

250‧‧‧室壁

252‧‧‧第一激發RF源

256‧‧‧第二激發RF源

260‧‧‧蝕刻氣體源

264‧‧‧修整氣體源

268‧‧‧聚合物氣體源

280‧‧‧基板

300‧‧‧電腦系統

302‧‧‧監視器

304‧‧‧顯示器

306‧‧‧殼體

308‧‧‧磁碟機

310‧‧‧鍵盤

312‧‧‧滑鼠

314‧‧‧可移除式磁碟

320‧‧‧系統匯流排

322‧‧‧處理器

324‧‧‧記憶體

326‧‧‧固定磁碟

330‧‧‧揚聲器

340‧‧‧網路介面

404‧‧‧基板

410‧‧‧介電層

412‧‧‧碳基底遮罩

416‧‧‧淨氟碳聚合物沉積

420‧‧‧特徵部

504‧‧‧橢圓

508‧‧‧格子

604‧‧‧橢圓

本發明在附圖中藉由實例來說明而非作為限制，且其中相似的參考符號代表相似的元件，其中：圖1為本發明之一實施例的綜合流程圖。

圖2為用於實行本發明之蝕刻反應器的略圖。

圖3A－3B顯示一電腦系統，其適合實施用於本發明之一或多個實施例的控制器。

圖4A－4D為依據本發明之實施例所蝕刻之層的概略橫剖面圖。

圖5為說明量測扭曲量的略圖。

圖6為一橢圓的略圖。

404‧‧‧基板

410‧‧‧介電層

412‧‧‧碳基底遮罩

416‧‧‧淨氟碳聚合物沉積

420‧‧‧特徵部

Claims (19)

1. 一種蝕刻方法，用以在一蝕刻室中經由一碳基底遮罩蝕刻一超高縱橫尺寸比特徵部介電層，該蝕刻方法包含：一選擇性蝕刻步驟，相對於該碳基底遮罩選擇性蝕刻該介電層，其中該選擇性蝕刻步驟提供一氟碳基底聚合物的一淨沉積於該碳基底遮罩上；中止該選擇性蝕刻步驟；及一後續的選擇性蝕刻步驟，相對於該碳基底遮罩選擇性蝕刻該介電層，該後續的選擇性蝕刻步驟包含：提供一蝕刻氣體之流動至該蝕刻室，該蝕刻氣體包含一含氟碳分子及一含氧分子；提供一脈衝的偏壓RF信號；及提供一激發RF信號。
2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中相對於該碳基底遮罩選擇性蝕刻該介電層的該步驟，包含：提供一蝕刻氣體及一氟碳聚合物氣體之流動至該蝕刻室；提供一連續波偏壓RF信號；及提供一激發RF信號。
3. 如申請專利範圍第2項之蝕刻方法，其中該碳基底遮罩為光阻及無定形碳其中一種。
4. 如申請專利範圍第2項之蝕刻方法，其中該碳基底遮罩為無定形碳。
5. 如申請專利範圍第4項之蝕刻方法，其中該超高縱橫尺寸比特徵部具有至少30：1的一縱橫尺寸比。
6. 如申請專利範圍第4項之蝕刻方法，其中該選擇性蝕刻步驟具有大於3：1的選擇性。
7. 如申請專利範圍第6項之蝕刻方法，其中該後續的選擇性蝕刻步驟具有大於3：1的選擇性。
8. 如申請專利範圍第4項之蝕刻方法，其中該選擇性蝕刻步 驟具有大於5比1的選擇性。
9. 如申請專利範圍第8項之蝕刻方法，其中該後續的選擇性蝕刻步驟具有大於5比1的選擇性。
10. 如申請專利範圍第4項之蝕刻方法，其中該選擇性蝕刻步驟具有一無限大之選擇性。
11. 如申請專利範圍第10項之蝕刻方法，其中該後續的選擇性蝕刻步驟具有一無限大之選擇性。
12. 如申請專利範圍第11項之蝕刻方法，其中該介電層為一氧化矽或氮化矽基底層。
13. 如申請專利範圍第12項之蝕刻方法，其中該介電層為一單一均勻層。
14. 一種選擇性蝕刻方法，用以在一蝕刻室中經由一碳基底遮罩選擇性蝕刻一超高縱橫尺寸比特徵部介電層，該蝕刻方法包含：提供一蝕刻氣體之流動至該蝕刻室，該蝕刻氣體包含一含氟碳分子及一含氧分子；提供一脈衝的偏壓RF信號；提供一激發RF信號以令該蝕刻氣體轉變成電漿；及蝕刻該碳基底遮罩直到一特徵部具有大於25之高縱橫尺寸比。
15. 如申請專利範圍第14項之選擇性蝕刻方法，其中該碳基底遮罩為無定形碳。
16. 如申請專利範圍第15項之選擇性蝕刻方法，其中該超高縱橫尺寸比特徵部具有至少30：1的縱橫尺寸比。
17. 如申請專利範圍第16項之選擇性蝕刻方法，其中該選擇性蝕刻步驟具有一無限大之選擇性。
18. 如申請專利範圍第17項之蝕刻方法，其中該介電層為一單一均勻氧化矽或氮化矽基底層。
19. 一種蝕刻設備，用以蝕刻UHAR(超高縱橫尺寸比)特徵部於一碳基底遮罩下的一蝕刻層中，該蝕刻設備包含： A.一電漿處理室，包含：A1.)一室壁，形成一電漿處理室空間；A2.)一基板支撐件，用以在該電漿處理室空間內支撐一基板；A3.)一壓力調節器，用以調節該電漿處理室空間內的壓力；A4.)至少一電極，用以供電至該電漿處理室空間以維持一電漿；A5.)一RF偏壓源，提供一信號，該信號的RF頻率在1kHz與10MHz之間；A6.)一脈衝產生裝置，連接至該RF偏壓源，且能夠將該RF偏壓源加以脈衝；A7.)一第一RF激發源，提供一信號，該信號的RF頻率在1MHz與5MHz之間；A8.)一第二RF激發源，提供一信號，該信號的RF頻率在10MHz與40MHz之間；A9.)一氣體入口，用以提供氣體至該電漿處理室空間內；及A10.)一氣體出口，用以自該電漿處理室空間排出氣體；B.一氣體源，與該氣體入口呈流體連通，該氣體源包含：B1.)一氧氣源；及B2.)一氟碳聚合物氣體源；及C.一控制器，可控制地連接至該氣體源、該RF偏壓源、該第一RF激發源、該第二RF激發源及該至少一電極，該控制器包含：C1.)至少一處理器；及C2.)電腦可讀式媒體，包括：用以提供該介電層相對於該碳基底遮罩之一選擇性蝕刻步驟的電腦可讀式碼，其中該選擇性蝕刻步驟提供一氟碳基底聚合物的淨沉積，該選擇性蝕刻步驟 的電腦可讀式碼包含：(C21.)用以提供含氧之一蝕刻氣體及一氟碳聚合物氣體之流動至該處理室空間的電腦可讀式碼，該含氧之蝕刻氣體來自該氧源，而該氟碳聚合物氣體來自該氟碳聚合物氣體源；(C22.)用以激發該RF偏壓源的電腦可讀式碼；(C23.)用以將該RF偏壓源加以脈衝的電腦可讀式碼；及(C24.)用以激發該第一RF激發源及該第二RF激發源以提供能量，俾自該蝕刻氣體及氟碳聚合物氣體形成一電漿的電腦可讀式碼。