[發(fā)明專利]用于蝕刻有機硬掩膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310049856.3
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103247525B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 衛(wèi)斯理·P·格拉夫
• 申請（專利權）人: 諾發(fā)系統(tǒng)公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 上海勝康律師事務所31263
• 代理人: 李獻忠

1.一種蝕刻或者去除有機硬掩膜的方法，包括：

提供包括暴露的低-k電介質(zhì)的半導體晶片襯底，其中所述襯底包括位于覆蓋電介質(zhì)下方的堆積低-k電介質(zhì)，該覆蓋電介質(zhì)具有的k值高于該堆積低-k電介質(zhì)，并且該襯底上方具有待除去的有機硬掩膜，其中所述堆積低-k電介質(zhì)比所述覆蓋電介質(zhì)厚；

在所述襯底和有機硬掩膜的上方引入可電離氣體，該可電離氣體包括氫氣和氧化性氣體的混合物；

對該混合物施加能量以形成該混合物的等離子體；以及

用該等離子體接觸所述有機硬掩膜，其中所述襯底和所述有機硬掩膜的溫度超過200℃，以除去該有機硬掩膜的至少一部分而不損害下面的襯底表面或者所述暴露的低-k電介質(zhì)。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述有機硬掩膜包括化學氣相沉積的無定形碳。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述有機硬掩膜包括旋涂碳膜。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述堆積低-k電介質(zhì)和所述覆蓋電介質(zhì)都是低-k電介質(zhì)。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述堆積低-k電介質(zhì)是低-k電介質(zhì)并且所述覆蓋電介質(zhì)不是低-k電介質(zhì)。

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述低-k電介質(zhì)具有不大于3的介電常數(shù)。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述低-k電介質(zhì)具有不大于2.8的介電常數(shù)。

8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述低-k電介質(zhì)具有不大于2.2的介電常數(shù)。

9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述堆積低-k電介質(zhì)是具有k值為2.2的超低-k(ULK)電介質(zhì)，并且所述覆蓋電介質(zhì)是具有k值為2.9的碳摻雜氧化物(CDO)。

10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述堆積低-k電介質(zhì)是具有k值為2.9的碳摻雜氧化物(CDO)，并且所述覆蓋電介質(zhì)是具有k值為4.0的正硅酸乙酯(TEOS)。

11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述襯底包括不連續(xù)的堆積低-k電介質(zhì)層和覆蓋電介質(zhì)層。

12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述襯底包括在所述堆積低-k電介質(zhì)和所述覆蓋電介質(zhì)之間的分級的過渡。

13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述氣體混合物是無氮的。

14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述有機硬掩膜被從下面的襯底上完全除去。

15.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括：

將光刻膠施加到所述襯底；

曝光該光刻膠；

使該光刻膠形成圖案并將該圖案轉移到所述襯底上；以及

有選擇地從所述襯底除去所述光刻膠。

16.一種用于蝕刻或者除去電介質(zhì)上的有機硬掩膜的設備，該設備包括：

(a)等離子體反應室裝置；以及

(b)控制器，包括用于實施工藝的程序指令，該工藝包括如下步驟：

提供包括暴露的低-k電介質(zhì)的半導體晶片襯底，其中該襯底包括位于覆蓋電介質(zhì)下方的堆積低-k電介質(zhì)，該覆蓋電介質(zhì)具有的k值高于該堆積低-k電介質(zhì)，并且該襯底上方具有待除去的有機硬掩膜，其中所述堆積低-k電介質(zhì)比所述覆蓋電介質(zhì)厚；

在所述襯底和有機硬掩膜的上方引入可電離氣體，該可電離氣體包括氫氣和氧化性氣體的混合物；

對該混合物施加能量以形成該混合物的等離子體；以及

用該等離子體接觸所述有機硬掩膜，其中所述襯底和所述有機硬掩膜的溫度超過200℃，以除去該有機硬掩膜的至少一部分而不損害下面的襯底表面或者所述暴露的低-k電介質(zhì)。

17.一種半導體晶片處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

權利要求16所述的設備，和步進式曝光機。

18.一種蝕刻或者去除有機硬掩膜的系統(tǒng)該系統(tǒng)包括：

裝置，用于提供半導體晶片襯底，該半導體晶片襯底包括暴露的低-k電介質(zhì)，其中，所述襯底包括位于覆蓋電介質(zhì)下方的堆積低-k電介質(zhì)，該覆蓋電介質(zhì)具有的k值高于該堆積低-k電介質(zhì)，并且該襯底上方具有待除去的有機硬掩膜，其中所述堆積低-k電介質(zhì)比所述覆蓋電介質(zhì)厚；

裝置，用于在所述襯底和有機硬掩膜的上方引入可電離氣體，該可電離氣體包括氫氣和氧化性氣體的混合物；

裝置，用于對該混合物施加能量以形成該混合物的等離子體；以及

裝置，用于使該等離子體接觸所述有機硬掩膜，其中所述襯底和所述有機硬掩膜的溫度超過200℃，以除去該有機硬掩膜的至少一部分而不損害下面的襯底表面或者所述暴露的低-k電介質(zhì)。