TW201920614A - 腔室清潔及半導體蝕刻氣體 - Google Patents

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Abstract

本發明關於可用來作為用於CVD半導體製造之氣體的氟化烯烴組成物，特別是用於蝕刻應用，包括藉由使用經活化的氣體混合物從化學氣相沉積室的內部移除表面沉積物之方法，及用於蝕刻半導體表面之方法。

Description

腔室清潔及半導體蝕刻氣體
本發明係關於可用於半導體製造應用之全氟炔烴組成物，如蝕刻半導體及作為清潔氣體以移除在CVD及PECVD腔室的表面沉積物。本發明進一步關於用於藉由使用經活化的氣體混合物從化學氣相沉積室的內部移除表面沉積物之方法，該經活化的氣體混合物係使在腔室或在遠端腔室中的氣體混合物活化而產生，其中氣體混合物包括氟化烯烴如全氟炔烴及氧氣。
蝕刻氣體及清潔氣體被用於製造半導體。例如，化學氣相沉積(CVD)及電漿加強化學氣相沉積(PECVD)腔室需要定期清潔以從腔室壁及平台移除沉積物。此清潔程序減少腔室的生產能力，因為在清潔循環期間腔室退出主動運行。清潔程序可包括，例如，清空反應物氣體並以清潔氣體替換，使該氣體活化，接著使用惰性載氣進行沖洗步驟以從腔室移除清潔氣體。清潔氣體典型地藉由自內表面蝕刻污染物積聚而運作，因此清潔氣體的蝕刻速率在氣體的應用及商業用途中是重要參數，某些清潔氣體也可用作為蝕刻氣體。此外，目前的清潔氣體有顯著量的組分具有高全球暖化潛勢。例如，美國專利6,449,521揭示54%氧氣、40%全氟乙烷及6% NF3 的混合物作為CVD腔室的清潔氣體。然而，全氟乙烷具有相對高的GWP，估計在20年的時程為在6200的等級上，而在500年的時程為在14000。其他清潔氣體包括C3 F8 ，其亦具有顯著的全球暖化潛勢。其他氣體包括，例如，該等在美國專利6,242,359描述者，其揭示不飽和含氟之氧化物，如六氟環氧丙烷(CF3 CFOCF2 )、全氟丙二醛(CFOCF2 CFO)、三氟甲醇(CF3 OH)、二氟甲醇(CHF2 OH)、二氟氧基氟甲烷(CHF2 OF)、全氟二***(C2 F5 OC2 F5 )、1,1,3,3-四氟二甲基醚(CHF2 OCHF2 )及類似物。此外，即使當程序被優化，仍有可能會釋出清潔氣體。最後，考慮到這些氣體的化學穩定性，其活化可為能量密集的。多種反應器可用於使用蝕刻及清潔氣體生產半導體。
蝕刻氣體係用於將結構蝕刻成為半導體。氣體被引入到腔室中、轉化成電漿，及然後使電漿與被遮蔽的半導體之暴露表面反應以從沉積在基板上的薄膜移除暴露材料。對於在特定基板上之給定膜，該氣體可為選擇性的。例如，CF4 /O2 、SF6 及CHF3 可被用於蝕刻多晶矽，CF4 、 CF4 /O2 及CH2 F2 可被用於蝕刻Si3 N4 薄膜。
然而，應理解的是，該等氣體可產生相對高量的有毒廢氣，因此除了清潔或蝕刻氣體本身的GWP外，還可能引起額外的GWP或環境、健康和安全(EHS)問題。因此，本領域中需要利用具有高蝕刻速率且比目前氣體具有更低GWP和ESH衝擊之有效和不昂貴的清潔/蝕刻氣體來減少由清潔和操作CVD反應器所引起的全球暖化傷害。
本發明提供具有低EHS及GWP的清潔或蝕刻氣體混合物，因此即使未反應的氣體被釋出，它們對環境的衝擊也較低。在本發明的一態樣中，本發明包括蝕刻氣體混合物，其包含至少一氟化烯烴及氧氣，其中該氟化烯烴係選自基本上由下列所組成之群組：CHF=CF2 、Z-CF3 -CF=CHF、Z-CF3 -CF=CHF、CF3 -CH=CF2 、CF3 -CF=CH2 、CF3 -CH=CHF、CF2 =CH-CHF、CF2 =CF-CF3 、Z-CF3 -CH=CH-CF3 、E-CF3 -CH=CHCF3 、CF3 -CF2 -CH=CHF、CF3 -CF2 -CH=CHF、CH2 =CF-CF2 -CF3 、CHF2 -CF=CF-CHF2 、Z-CF3 -CF=CF-CF3 、E-CF3 -CF=CF-CF3 、CF3 -CF=CH-CF3 、CF3 -CF=CH-CF3 、CHF=CF-CF2 -CF3 、CHF=CF-CF2 -CF3 、CF2 =CF-CHF-CF3 、CF2 =CF-CF=CF2 、CHF=C(CF3 )2 、CF2 =C(CF3 )(CHF2 )、CF2 =CH-CH2 -CF3 、CH2 =CF-CF2 -CHF2 、CF2 =CF-CHF-CH2 F、CF2 =CFCH2 CHF2 、CHF=CF-CHF-CHF2 、CHF2 -CF=CH-CHF2 、CHF2 -CF=CF-CH2 F、CHF2 -CF=CF-CH2 F、CHF2 -CH=CF-CHF2 、CHF2 -CH=CF-CHF2 、及CF3 C≡CCF3 、CHCl=CH-CF3 。本發明亦提供使用該等氣體作為蝕刻氣體之方法，其中該氣體係用於蝕刻半導體上之薄膜。在替代方案中，本發明提供使用該氣體與額外的氣體及氧氣從處理腔室移除沉積物的方法。本發明亦包含用於清潔處理腔室材料沉積物之方法，包含使在遠端腔室或在處理腔室原位之氣體活化(其中該氣體混合物包含氧氣源及氫氟烯烴)及使活化的氣體與表面沉積物接觸經足以移除該沉積物之時間。可藉由RF源、使用足夠的功率、經足夠的時間使該氣體混合物達到約800-3,000 K的中性溫度以形成活化的氣體混合物而使該氣體混合物活化，或替代地使用輝光放電使氣體活化，且之後使該活化氣體混合物與表面沉積物接觸並藉此移除至少某些該表面沉積物。該氣體混合物包含最多具有4個碳原子(C4)的氫氟烯烴，其氟之百分比等於或高於65%。該氣體混合物亦可具有等於或小於60%的H對F比之定量。
以本發明移除之表面沉積物包括一般通過化學氣相沉積(CVD)或電漿-加強化學氣相沉積(PECVD)或類似程序沉積之該等材料。這樣的材料包括含氮沉積物，如，但不限於，氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽(SiCN)、硼氮化矽(SiBN)及金屬氮化物，如氮化鎢、氮化鈦或氮化鉭。在本發明的一實施例中，較佳的表面沉積物是氮化矽。
在本發明的一實施例中，表面沉積物係從用於製造電子元件的處理腔室內部移除。這樣的處理腔室可為CVD腔室或PECVD腔室。本發明的其他實施例包括，但不限於，從金屬移除表面沉積物、電漿蝕刻腔室清潔及從晶圓移除含N薄膜。在一實施例中，該氣體係用於蝕刻應用。例如，美國專利8,187,415（以引用方式併入本文）描述了具有處理腔室（具有多個蝕刻和清潔氣體組分入口）的反應器，作為「用於工件如半導體晶圓的電漿加強蝕刻的電漿蝕刻反應器，其包括界定處理腔室之外殼、經組態以在處理期間支撐腔室內工件的工件撐體，並包含電漿偏功率電極。該反應器進一步包括耦合以主要接收或純氧氣的第一程序氣體入口和耦合以接收聚合蝕刻程序氣體的第二程序氣體入口。該反應器具有一限額電漿源功率電極，其包括中心圓形氣體分散器（經組態以接收來自第一程序氣體入口之程序氣體及將該程序氣體分配到腔室中之工件上）及圍繞於中心氣體分散器的內環形氣體分散器（經組態以接收來自第二程序氣體入口之程序氣體及以通過複數個內部注射端將程序氣體分配到腔室中之工件上）。」
在一實施例中，本發明的程序涉及活化步驟，其中清潔氣體混合物是在遠端腔室中活化。活化可藉由能夠讓大分率的進料氣體達成解離的任何方式而完成，如：射頻(RF)能量、直流電(DC)能量、雷射照度及微波能量。本發明的一實施例係使用感應地耦合經耦合之較低頻率RF功率源的變壓器，其中電漿具有圓環式組態和充當二級變壓器。使用較低頻率的RF功率允許使用相對於電容耦合增強感應耦合的磁芯；藉此允許能量更有效地傳輸到電漿而無過度的離子撞擊，離子撞擊限制了遠端電漿源腔室內部的壽命。在本發明中使用的典型RF功率具有低於1000 kHz的頻率。在本發明另一個實施例中，功率源是感應地耦合或電容地耦合電漿源的遠端微波。在本發明又另外的實施例中，氣體是使用輝光放電活化。
清潔氣體混合物的活化係使用足夠功率經足夠的時間以形成活化氣體混合物。在本發明的一實施例中，活化的氣體混合物具有在至少約1000至3,000 K的等級上的中性溫度。所得電漿的中性溫度取決於功率和遠端腔室中的氣體混合物的停留時間。在某些功率輸入和條件下，中性溫度將較高及具有較長的停留時間。在本發明的一實施例中，該活化的氣體混合物的較佳中性溫度是超過大約3000 K。在適當條件下（考慮功率、氣體組成、氣體壓力和氣體停留時間），可達成至少約1000至5,000 K的中性溫度。
表1描述氟化烯烴，包括氫氟烯烴(HFO)，其在蝕刻氣體應用中具有用途。較佳HFO具有最多四個碳原子(C4 )與等於或高於65%的氟百分比(F% ＞65%)。較佳地，HFO具有等於或小於60%的H對F比。較佳地，HFO可摻合氧氣，HFO/O2 定量為0.1至3：1.0至0.1或存在蝕刻/清潔氣體或二者。較佳地，該摻合物進一步與載氣混合，如氬氣、氦氣或氮氣。 表1
氫氯氟烯烴，如HFO-1233zd、1-氯-3,3,3-三氟丙烯，亦可被用作為氫氟烯烴。
活化的氣體可在單獨的遠端腔室形成，遠端腔室係在處理腔室外但接近處理腔室。在本發明中，遠端腔室指的是清潔室或處理腔室以外的腔室，活化的氣體電漿可於其中產生，且處理腔室指的是表面沉積物所在之腔室。遠端腔室藉由導管或允許活化氣體從遠端腔室傳輸到處理腔室的其他方式連接到處理腔室。例如，傳輸通道可包含一短的連接管及CVD/ PECVD處理腔室的噴頭。遠端腔室和用以連接遠端腔室與處理腔室之構件係由本領域中已知為能夠含有活性的氣體混合物的材料所建構。例如，陶瓷、鋁和陽極氧化鋁一般用於腔室組件。有時候將Al2 O3 塗覆在內表面上以減少表面復合。在本發明的其他實施例中，活化的氣體混合物可在處理腔室中直接形成。
經活化以形成活化的氣體之蝕刻氣體或蝕刻氣體混合物包含至少一氟化烯烴。當用於本文時，蝕刻氣體或蝕刻氣體混合物係定義為用於半導體製造之氣體或氣體混合物，其經活化以形成電漿，其中該電漿可被用於蝕刻半導體表面、在半導體表面上沉積聚合物層、或清潔用於半導體製造之裝置的處理腔室。當用於蝕刻表面或清潔腔室時，該蝕刻氣體可進一步包含一氧源、一氮源或一無機氟源。典型無機氟源包括NF3 及SF6 。本發明的氟化烯烴係定義為包含C和F以及包含至少一個不飽和位點（即碳碳雙鍵或三鍵）的化合物。類似地，本發明的氫氟烯烴在本文中指的是包含C、H和F以及至少具有不飽和位點，（即碳-碳雙鍵或三鍵）的化合物。在本發明的一實施例中，氣體混合物進一步包含全氟碳化物或氫氟碳化物。如本發明中所指的全氟碳化物化合物是由C、F和可選地氧所組成的化合物。如本發明中所指的氫氟碳化物化合物是由C、F、H、及可選地氧所組成的化合物。全氟碳化物化合物包括，但不限於，四氟甲烷、六氟乙烷、八氟丙烷、六氟環丙烷、十氟丁烷、八氟環丁烷、六氟丙烯、六氟環氧丙烷、氫氟丙酮、2,3,3-三氟-3-(三氟甲基)環氧乙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙酮、八氟-2-丁烯、六氟-1,3-丁二烯、C5 F8 、C4 F10 、及八氟四氫呋喃。氫氟碳化物包括CHF3 、CH2 F2 、HFC-134a、HFC-125、及HFC-152a。氫氯氟烯烴，如HFO-1233zd、1-氯-3,3,3-三氟丙烯，亦可被用作為氫氟烯烴。任何前述者的摻合物亦可與氫氟烯烴混合。
不希望受任何特定理論的束縛，申請人相信，在活性氣體混合物中，該氣體混合物的氫氟烯烴在氫對氟的更佳比率下，及氟對碳的更佳比率下作為原子源。在包括氮的某些摻合物中，典型的氮源包括分子氮(N2 )及NF3 。當NF3 為無機氟源時，其亦可作為氮源。典型氧源包括分子氧(O2 )。當氟碳化合物是八氟四氫呋喃或其他含氧氟碳化合物，其亦可作為氧源。在本發明的一實施例中，氧：氫氟烯烴莫耳比為至少0.3: 1。在本發明另一實施例中，氧：氫氟烯烴莫耳比為至少0.5: 1。在另一實施例中，氧對氫氟烯烴之定量為至少1至3:1。視所選擇的氫氟烯烴而定，在本發明的其他實施例中，氧：氫氟烯烴莫耳比可為1至4:1。
經活化以形成本發明的活化的氣體混合物的氣體混合物可進一步包含載氣。合適的載氣的實例包括鈍氣，如氬氣和氦氣。
在本發明的實施例中，在蝕刻半導體表面或沉積聚合物層期間，處理腔室的溫度可為從約-50℃至約150℃。
在本發明的實施例中，在移除表面沉積物期間，處理腔室的溫度可為從約50℃至約150℃。
在使用天體器(Astron)源的活化步驟期間，遠端腔室中的總壓力可為介於約0.5托與約20托之間。處理腔室中的總壓力可為介於約0.5托與約15托之間。使用其他類型的遠端電漿源或原位電漿時，壓力隨之變化。
在本發明中發現，氧及氟化烯烴之組合導致氮化物薄膜（如氮化矽）的高蝕刻速率。這些增加也提供了蝕刻速率對源氣體壓力、腔室壓力和溫度之變化的較低敏感性。
以下實例是為了說明本發明，並不意圖為限制性的。實例 1 至實例 7
在實例1至7中，遠端電漿源為MKS Instruments, Andover, MA, USA製造之商業圓環型MKS ASTRON®ex反應性氣體產生器單元。進料氣體（如氧氣、氫氟烯烴、以及載氣）被引入到遠端電漿源，並通過圓環形放電處，氣體在該處被以400 kHz的射頻功率放電，以形成活化的氣體混合物。氧氣係由Airgas以99.999%純度製造。氫氟烯烴係選自表1。氬氣係由Airgas以5.0的等級製造。典型地，氬氣被用來點燃電漿，之後在氬氣流停止後啟動進料氣體的定時流。活化的氣體混合物然後通過鋁水冷熱交換器，以減少鋁處理腔室的熱負荷。被表面沉積物覆蓋之晶圓被放置在處理腔室的溫控裝架上。中性溫度係由光發射光譜學(OES)量測，其中雙原子物種像C2 及N2 之轉動振動過渡帶理論上適合於產生中性溫度。活化的氣體對表面沉積物的蝕刻速率是藉由在處理腔室的干涉術設備所量測。在排氣泵入口加入任何N2 氣體以同時稀釋產物至FTIR測量的適當濃度及減少產物在泵的滯留(hang-up)。FTIR係用於測量在泵排氣的物種濃度。實例 1
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1234yf與氧對氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及HFO-1234yf組成，O2對HFO之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過1900 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 2
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1336mzz與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及HFO-1336mzz組成，O2 對HFO之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2050 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 3
本實例說明加入包含氫氟烯烴HFO-1336mzz及CF4 之高氟摻合物與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1:1 HFO-1336mzz:CF4 組成，O2對高氟摻合物之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2100 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 4
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1234yf及NF3 之高氟摻合物與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1:1 HFO-1234yf:NF3 組成，O2 對高氟摻合物之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2000 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 5
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1234yf及C2 F6 之高氟摻合物與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1:1 HFO-1234yf:C2F6組成，O2 對高氟摻合物之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2000 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 6
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1234yf及SF6 之高氟摻合物與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1:1 HFO-1234yf:SF6 組成，O2 對高氟摻合物之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9至8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2000 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 7
本實例說明加入氫氟烯烴HFO-1234yf及NF3 與氧在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1:1 HFO-1234yf:NF3 組成，O2 對高氟摻合物之莫耳比為0.4比1、0.6比1、1比1、及1.2比1。處理腔室的壓力為5托。總氣體流速是從1500至2000 sccm，根據每個實驗需要成比例地設定個別氣體的流速。以400 kHz、5.9-8.7 kW RF功率將進料氣體活化到有效的中性溫度。活化的氣體然後進入處理腔室並在50℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。蝕刻速率超過2000 A/min。在以下所有晶圓試驗溫度下觀察相同現象：50℃、100℃及150℃。實例 8 至實例 12
在實例8至12，RF電漿源為由ASTECH製造之商業圓環型產生器單元。進料氣體（如氧氣、氬氣、1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔）被引入到RF電漿源，並通過圓環形放電處，氣體在該處被以80 MHz的射頻功率放電，以形成活化的氣體混合物。所用的氧氣和氬氣係由Air Products San FU Co.Ltd.以99.999%之純度製造。活化的氣體混合物然後通過鋁水冷熱交換器，以減少鋁處理腔室的熱負荷。被表面沉積物覆蓋之晶圓被放置在處理腔室的溫控裝架上。實例 8
本實例說明加入1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔與氧氣作為CVD腔室清潔應用在氮化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由氧及1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔組成，O2 對HFO之莫耳比為1比1、1.5比1、2.3比1、4比1及9比1。處理腔室的壓力為1托。總氣體流速固定為200 sccm，根據每個實驗需要設定個別氣體的流速。以400W RF功率將進料氣體活化。活化的氣體然後進入處理腔室並在200℃之溫控下蝕刻在裝架上的氮化矽表面沉積物。最佳蝕刻速率為在90%的氧氣混合物下3,000 A/min。實例 9
本實例說明氫氟烯烴HFO-1234yf及1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔之混合物作為蝕刻應用在氧化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由20 sccm HFO-1234yf、20 sccm 1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔、20 sccm O2 及200 sccm Ar組成。處理腔室的壓力為15毫托。以1800W RF功率將進料氣體活化。活化氣體然後進入處理腔室及蝕刻具有酚醛型光阻圖案的基板，該圖案在矽層上的氧化矽層上具有0.2微米的孔直徑。將基板溫度控制在20℃。上述配方的蝕刻速率為5,300 A/min，及SiO2 /光阻的選擇性為10。實例 10
本實例說明氫氟烯烴HFO-1234yf及六氟-1,3-丁二烯之混合物作為蝕刻應用在氧化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由20 sccm HFO-1234yf、20 sccm六氟-1,3-丁二烯、20 sccm O2 及200 sccm Ar組成。處理腔室的壓力為15毫托。以1800W RF功率將進料氣體活化。活化氣體然後進入處理腔室及蝕刻具有酚醛型光阻圖案的基板，該圖案在矽層上的氧化矽層上具有0.2微米的孔直徑。將基板溫度控制在20℃。上述配方的蝕刻速率為5,300 A/min，及SiO2/光阻的選擇性為8。實例 11
本實例說明1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔及六氟-1,3-丁二烯之混合物作為蝕刻應用在氧化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由20 sccm 1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔、20 sccm六氟-1,3-丁二烯、20 sccm O2及200 sccm Ar組成。處理腔室的壓力為15毫托。以1800W RF功率將進料氣體活化。活化氣體然後進入處理腔室及蝕刻具有酚醛型光阻圖案的基板，該圖案在矽層上的氧化矽層上具有0.2微米的孔直徑。將基板溫度控制在20℃。上述配方的蝕刻速率為5,500 A/min，及SiO2 /光阻的選擇性為5。實例 12
本實例說明1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔及反1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯之混合物作為蝕刻應用在氧化矽蝕刻速率上的效果。在此實驗中，進料氣體由20 sccm 1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔、20 sccm反1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯、20 sccm O2 及200 sccm Ar組成。處理腔室的壓力為15毫托。以1800W RF功率將進料氣體活化。活化氣體然後進入處理腔室及蝕刻具有酚醛型光阻圖案的基板，該圖案在矽層上的氧化矽層上具有0.2微米的孔直徑。將基板溫度控制在20℃。上述配方的蝕刻速率為5,300 A/min，及SiO2 /光阻的選擇性為10。代替反1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯，六氟-2-丁炔的與順1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合物顯示與上述混合物相似的結果。
雖然本發明的具體實施例已被示出和描述，但對所述技術領域中具有通常知識者而言將思及進一步的修改和改進。理想的是因此應理解本發明不限於所示的特定形式，及在下列所附的申請專利範圍中意圖涵蓋不悖離本發明的精神和範疇的所有修改。

Claims (22)

  1. 一種半導體製造處理腔室的操作方法，包括使用包含一第一氟化烯烴之一蝕刻氣體在一半導體上蝕刻一薄膜，該第一氟化烯烴為1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔。
  2. 如請求項1之方法，其中該蝕刻一薄膜之步驟進一步包括： 移動一光罩至該半導體以產生一被遮蔽表面及一暴露表面， 形成該蝕刻氣體之一電漿，以及 將該半導體之該暴露表面暴露於電漿以移除該半導體之該暴露表面的部分，以形成該半導體的一經蝕刻表面。
  3. 如請求項2之方法，其中該方法進一步包括下列步驟：形成一第二蝕刻氣體、活化該第二蝕刻氣體以形成一第二電漿、將該第二電漿沉積在該經蝕刻表面上，以在該半導體的該經蝕刻表面上形成一聚合物層。
  4. 如請求項2之方法，其中該薄膜係選自由氧化矽、氮化鎵、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氮化鎢、氮化鈦、以及氮化鉭所組成之群組。
  5. 如請求項1之方法，其中從該蝕刻氣體形成一電漿之步驟係在一遠端腔室中或在該處理腔室中實施。
  6. 如請求項1之方法，其中該蝕刻氣體進一步包含氧氣，氧氣：氟化烯烴之莫耳比為至少約1:1。
  7. 如請求項5之方法，其中在該處理腔室中的壓力不高於30托。
  8. 如請求項5之方法，其中在該遠端腔室中的壓力係從0.5托至50托。
  9. 一種用於在一處理腔室中從一表面移除表面沉積物之方法，其包括：活化包含氧氣及1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔之一氣體混合物，其中在該氣體混合物中，1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔之莫耳百分比為從約5%至約99%；以及使該活化的氣體混合物與該等表面沉積物接觸，且藉此將至少某些該等表面沉積物移除。
  10. 如請求項9之方法，其中該處理腔室係為用於製造電子元件的一沉積室之內部。
  11. 如請求項9之方法，其中活化該氣體混合物之步驟發生在一遠端腔室中。
  12. 如請求項1之方法，其中該蝕刻氣體包含一第二氟化烯烴，該第二氟化烯烴為六氟-1,3-丁二烯。
  13. 如請求項12之方法，其中該蝕刻一薄膜之步驟進一步包括： 移動一光罩至該半導體以產生一被遮蔽表面及一暴露表面， 形成該蝕刻氣體之一電漿，以及 將該半導體之該暴露表面暴露於電漿以移除該半導體之該暴露表面的部分，以形成該半導體的一經蝕刻表面。
  14. 如請求項13之方法，其中該方法進一步包括下列步驟：形成一第二蝕刻氣體、活化該第二蝕刻氣體以形成一第二電漿、將該第二電漿沉積在該經蝕刻表面上，以在該半導體的該經蝕刻表面上形成一聚合物層。
  15. 如請求項13之方法，其中該薄膜係選自由氧化矽、氮化鎵、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氮化鎢、氮化鈦、以及氮化鉭所組成之群組。
  16. 如請求項13之方法，其中從該蝕刻氣體形成一電漿之步驟係在一遠端腔室中或在該處理腔室中實施。
  17. 如請求項12之方法，其中該蝕刻氣體進一步包含氧氣，氧氣：氟化烯烴之莫耳比為至少約1:1。
  18. 如請求項16之方法，其中在該處理腔室中的壓力不高於30托。
  19. 如請求項16之方法，其中在該遠端腔室中的壓力係從0.5托至50托。
  20. 一種用於在一處理腔室中從一表面移除表面沉積物之方法，其包括：活化包含氧氣、一第一氟化烯烴及一第二氟化烯烴之一氣體混合物，其中在該氣體混合物中，氟化烯烴之莫耳百分比為從約5%至約99%；以及使該活化的氣體混合物與該等表面沉積物接觸，且藉此將至少某些該等表面沉積物移除；其中該第一氟化烯烴為1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁炔，且該第二氟化烯烴為六氟-1,3-丁二烯。
  21. 如請求項20之方法，其中該處理腔室係為用於製造電子元件的一沉積室之內部。
  22. 如請求項20之方法，其中活化該氣體混合物之步驟發生在一遠端腔室中。
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