TWI734201B - 圖案化層之循環式蝕刻的方法 - Google Patents

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Abstract

本案描述用以循環蝕刻圖案化層的方法及系統。在一實施方式中，該方法包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間。一實施方式亦可包括在遮罩層上形成第一層，及在中間層的露出部分上形成第二層，第一層及第二層係同時形成。此外，該方法可包括自基板同時移除第一層及第二層。在如此之實施方式中，該方法可包括在形成步驟與移除步驟之間進行交替，直到使下方層的部分露出為止。

Description

圖案化層之循環式蝕刻的方法
[相關申請案的交互參照]本案涉及申請於2016年2月22日的美國臨時申請案第62/298195號，並主張其優先權，該案全部內容係於此併入作為參考。
本發明涉及半導體處理技術，尤其有關用以循環蝕刻圖案化層的設備及方法。
微電子特徵部的幾何結構持續微縮至更小尺寸並提高複雜性。因此，用以製造微電子裝置的圖案化技術可能需要變得更為精準，以產生更小的特徵部並在製造期間使對於膜的損壞降到最低。先前，藉由在使用電漿處理的先驅物沉積（鈍化，passivation）與蝕刻之間進行交替來試圖達到選擇性蝕刻或高精準度蝕刻。然而，這些習知方法受到深寬比、輪廓差異、及循環時間問題的困擾。因此，需要一種能克服前述問題之新的高精準度蝕刻技術。
本文描述用以循環蝕刻圖案化層的方法及系統。在一實施方式中，該方法包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間。一實施方式亦可包括在遮罩層上形成第一層，及在中間層的露出部分上形成第二層，第一層及第二層係同時形成。此外，該方法可包括自基板同時移除第一層及第二層。在如此之實施方式中，該方法可包括在形成步驟與移除步驟之間進行交替，直到使下方層的部分露出為止。
該方法的另一實施方式可包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間。此外，該方法可包括使基板曝露至鈍化電漿。此外，該方法可包括將鈍化電漿轉變為脫附電漿。此外，該方法可包括在鈍化電漿與脫附電漿之間進行交替。
在另一實施方式中，該方法可包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間。如此之方法亦可包括將犧牲層塗佈在遮罩層及中間層上。該方法可額外包括移除犧牲層和遮罩層及中間層的部分，中間層的部分之體積大於自基板所移除之遮罩層的部分。此外，該方法可包括在塗佈步驟與移除步驟之間進行交替，直到將中間層的預期量移除為止。
本文亦描述該系統之實施方式，其包括配置以執行操作指令的控制器或處理器構件，操作指令包含電腦可讀碼，電腦可讀碼定義了儲存在電腦可讀媒體（如資料儲存碟、記憶體裝置、或其類似者）內的應用程式或處理碼。可根據以上所述之方法來定義由如此之控制器所實現的操作。本領域中具有通常知識者將瞭解一些實施態樣係可藉由硬體構件來實現，例如：場式可編程閘陣列（FPGA，Field Programmable Gate Array）、可編程邏輯晶片（PLC，Programmable Logic Chip）、特定應用積體電路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit）、或其類似者。
以下的實施方式章節參照附圖以說明符合本揭露內容的範例實施方式。實施方式章節中的「一實施方式」、「一個實施方式」、「一範例實施方式」等等參考範例皆表示所述之範例實施方式可包括特定特徵部、結構、或特性，但並非每個範例實施方式皆需包括該特定特徵部、結構、或特性。此外，這類用語未必是指相同實施方式。再者，當結合一實施方式描述一特定特徵部、結構、或特性時，則無論是否有明確的敘述，結合其他範例實施方式而影響這類特徵部、結構、或特性係落入相關領域中具有通常知識者的知識範圍內。
於此所使用之「基板」或「微電子基板」通常是指依據於此所述之實施方式的待處理物體。微電子基板可包括裝置（尤其是半導體或其他電子裝置）的任何材料部分或結構，且可例如為基底基板結構，例如：半導體基板，或基底基板結構上的層或覆蓋在基底基板結構上的層（如薄膜）。因此，不欲使基板限定於任何特定基底結構、下方層或上方層、圖案化或不圖案化，而是欲使其包括任何如此之層或基底結構、及層及/或基底結構的任何組合。以下敘述可能涉及多數特定的基板類型，但這只是為了說明之目的而非作為限制。
於此所述之範例實施方式係僅供說明之目的，而非作為限制。在本揭露內容的範圍內，可能有其他的實施方式，並且可對範例實施方式進行修改。因此，實施方式章節並非意欲限制本揭露內容。反之，本揭露內容的範圍僅依據隨附申請專利範圍及其均等者而界定。
以下範例實施例的實施方式章節將非常充分地揭露本揭露內容的一般性質，使得他人在不離開本揭露內容範圍的情況下，無需過度實驗，即能運用相關領域中具有通常知識者的知識而針對各種應用來輕易修改及/或調整這些範例實施方式。因此，意欲使如此之修改及調整落在基於本文所述之教示及引導的範例實施方式的含義及多個均等者之範圍內。應瞭解到，本文的措辭或用語係作為說明之目的而非限制，以使相關領域中具有通常知識者能按照本文教示來解譯本說明書的用語或措辭。
所述之實施方式涉及用以循環蝕刻基板的電漿處理方法，其係用於製造微電子裝置。精準循環蝕刻可包括於一段期間系統性移除膜層，直到達到目標膜厚度、或將膜移除而使下方膜或基板露出為止。可藉由將基板曝露至電漿來實現循環蝕刻，其可在鈍化/活化（passivation/activation）狀態與脫附狀態之間轉變。例如，鈍化/活化電漿可用以預處理或製備基板的部分，其可藉由脫附電漿而移除。
在一實施方式中，基板可包括下方層，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間。例如，下方層可為硬遮罩層，其可被抗反射塗層（ARC，anti-reflective coating）（例如中間層）所覆蓋。中間層可被圖案化遮罩層所部分覆蓋而使中間層的部分露出，該部分可於循環蝕刻處理期間曝露至電漿。概括而言，電漿處理可包括（但不限於）使用鈍化/活化電漿的鈍化/活化步驟，鈍化/活化步驟塗佈鈍化層至遮罩層及塗佈活化層至露出的中間層。該鈍化/活化步驟可後接脫附步驟，脫附步驟利用脫附電漿來移除鈍化層及活化層。在一方法中，鈍化層及活化層可同時移除。隨後，該處理可在鈍化電漿與脫附電漿之間進行循環或交替，直到將中間層的預期量移除或使下方層露出為止。
可使用相似的電漿處理條件來同時形成鈍化層及活化層。鈍化層及活化層的化學成分不需相同，但當曝露至脫附電漿時，其蝕刻速率可為相同或近似。如此，在曝露至脫附電漿後，仍維持遮罩層的開口或圖案的臨界尺寸。在此例中，相較於遮罩層與中間層，鈍化層與活化層之間的蝕刻選擇性可相對較高。以此方式，藉由自遮罩層移除鈍化層，而不移除遮罩層的部分或僅移除非常小量的遮罩層（相較於鈍化層），可維持臨界尺寸。然而，活化層可具有較低的蝕刻選擇性，使得脫附電漿能移除活化層及位於活化層下方的中間層部分。
在一實施方式中，遮罩層包含感光膜，且中間層包含以下任何組合：矽、氧、氫、碳、氮、或其任何組合。例如，遮罩層可包括任何有機膜或光阻層，其可包括（但不限於）ArF光阻或EUV光阻。形成在遮罩層上的鈍化層可包括聚合物（如CxFy），其可藉由鈍化電漿來形成，鈍化電漿可包括氟碳化物（CxFy）氣體混合物或氟碳化物（CxFy）及烴（CxHy）氣體混合物。
中間層可包括（但不限於）SiARC、BARC、SiON、LTO、或SiO2 ，其可用以在後續處理中使下方層圖案化。中間層可包含以下任何組合：矽、氧、氫、碳、氮、或其任何組合。形成在中間層上的活化層可包括（但不限於）活化之無機氟碳化物聚合物複合體（CFx）（例如：CF、CF2等等）。
在一實施方式中，相對於遮罩層及中間層，鈍化/活化層對脫附電漿可具有較低的蝕刻選擇性。就蝕刻選擇性而言，脫附電漿可用來移除或蝕刻鈍化/活化層，同時使下方基板的移除及/或損壞降到最低。在一實施方式中，鈍化/活化層與遮罩層及中間層之間的蝕刻選擇性可足夠高，而使移除處理能為自我限制。以此方式，電漿處理可積極地或系統性移除鈍化/活化層而不移除遮罩層，因為儘管遮罩層係曝露至用以移除鈍化/活化層的脫附電漿，但電漿處理似乎不蝕刻遮罩層。可藉由在鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變來實現基板的循環蝕刻，且其可利用各種電漿處理技術來實現。
在一實施方式中，可藉由施加第一能量源（如微波）至電漿處理腔室中的處理氣體混合物來產生鈍化/活化層電漿（如第一電漿）。該氣體混合物可包括反應物氣體（例如：含CxFy氣體及/或含CxHx氣體）及稀釋氣體（例如：Ar、He、及其組合等等），稀釋氣體（相較於反應物氣體）在鈍化/活化電漿條件下可對基板較具有惰性。更具體而言，反應物氣體混合物可包括（但不限於）CF4、C4F6、C4F8、C5F6、C5F7、CH3F、CHF3、C5F7、或其任何組合。
用於循環蝕刻方法之處理條件可包括（但不限於）腔室壓力、功率、氣體混合物成分及濃度。在此例中，於鈍化/活化期間，腔室壓力可大於2毫托耳並可高達800毫托耳，且第一能量源可以約2.45 GHz的頻率或以300 MHz至10 GHz範圍內的頻率將介於0W與450W之間的功率施加至設置在電漿處理腔室中的來源電極。在其他實施方式中，功率可介於450W與550W之間，或為約500W。於鈍化/活化處理期間，處理氣體混合物可包括體積介於2%與80%之間的反應物氣體，其中鈍化/活化電漿包含以下之體積濃度：體積介於2%與50%之間的CxFy、體積介於2%與50%之間的CxHy、或體積介於2%與80%之間之其組合。鈍化/活化電漿中所產生的離子及自由基可用來處理基板表面長達5000 ms的時間，或更具體地介於100 ms與500 ms之間。
於鈍化/活化電漿處理期間，基板表面的化學成分可根據反應物氣體的類型及曝露至鈍化/活化電漿之基板材料的種類而進行鈍化或活化。實際上，在基板表面上的鈍化/活化層可具有與下方基板不同的化學及物理性質。這些差異可包括（但不限於）在一些電漿條件下的蝕刻速率差異，使得當曝露至相同電漿時，鈍化/活化層更可能以比下方材料更高的速率進行移除。因此，從鈍化/活化電漿轉變為脫附電漿可實現高選擇性蝕刻處理，可一直重複該蝕刻處理，直到將基板的預期量移除為止。
可藉由改變氣體混合物、壓力、功率、或其組合之其中至少一者而將鈍化/活化電漿轉變為脫附電漿。可在鈍化/活化電漿與脫附電漿之間執行一或更多氣體清理（但非必需）。
在一實施方式中，從鈍化/活化電漿轉變為脫附電漿可藉由改變氣體混合物及功率而發生，以產生可選擇性移除由鈍化/活化電漿所塗佈或形成之基板部分的離子。可藉由改變部分（或全部）處理條件而使轉變發生，以實現鈍化/活化電漿與脫附電漿之間的轉變。處理條件可包括（但不限於）氣體混合物/種類、壓力、功率、或其任何組合。在一實施方式中，可藉由交換氣體種類而使轉變發生。舉例而言，鈍化/活化電漿可使用基於氟碳化物的化學物質，及脫附電漿可使用較低化學反應性或惰性（相對於基板）的化學物質以產生可用以移除鈍化/活化層的離子。在一實施方式中，脫附電漿包含體積濃度介於5%與100%之間的惰性氣體，且脫附電漿包含下列氣體其中之一或多者：Ar、He、Xe、Ne、Kr或其任何組合。雖然氣體混合物可能完全不同，但並不需要將各氣體混合物完全自處理腔室清除。事實上，於脫附電漿步驟期間，部分的氟碳化物化學物質仍可存在，但是比鈍化/活化步驟期間的濃度低很多。例如，相對於鈍化電漿，脫附電漿包含較高體積濃度的惰性氣體（惰性氣體比CxFy對於基板更不具化學反應性），因而脫附電漿包含CxFy或CxHy，並且用Ar、He、Xe、Ne、Kr稀釋成比鈍化電漿步驟期間的惰性氣體稀釋更高很多的程度。脫附電漿壓力可小於鈍化電漿壓力。脫附電漿壓力範圍可介於5毫托耳與500毫托耳之間。
圖1繪示利用電漿（未顯示）來處理基板的電漿處理系統100，電漿可產生在電漿腔室102之中。可藉由施加電磁能量（如電源106）至處理氣體混合物而產生電漿，處理氣體混合物係藉由氣體遞送系統104而提供至電漿腔室102。氣體遞送系統104可包括質量流量控制器、止回閥、及用以控制氣體混合物分佈的類似者。真空系統108（其與電漿腔室102呈流體連通）於電漿產生期間亦可維持在次大氣壓（sub-atmospheric pressure）。真空系統108可包括一或更多泵及控制系統（例如：N2 鎮流系統、蝶形閥系統），以控制電漿腔室102內的壓力。
可藉由施加電磁能量至電中性氣體以造成電子從氣體分子釋放而使電漿產生，氣體分子由於失去電子而帶正電（例如離子）。這些離子的特徵可為電子總數不等於質子總數而造成正電荷的分子或原子。分子或原子自由基（例如：具有至少一不成對電子的分子或原子）亦可能產生自電中性氣體。一般而言，自由基可具有中性、正、或負電荷，並且相對於離子可具有高化學反應性。隨著時間經過，電磁能量及氣體混合物之內越來越多的電子碰撞會使氣體混合物內的游離分子及自由基密度增高，這能用以處理基板110。
電漿腔室系統100可改變一些處理條件以影響朝向基板之離子及/或自由基的流量，以使游離分子會受到電漿腔室102內之電位差的影響。例如，電漿腔室102內之電位差會引導游離分子（或原子、或自由基）朝向基板110。這些離子及自由基會與基板互相作用或藉由沉積或鈍化來處理基板，而這會使表面基板變化或可在沉積或鈍化之後移除基板的一部分。
在圖1中，電漿腔室102的橫剖面圖112顯示電源組件114之一實施方式，其能使電磁能量（例如：微波能量、RF能量）及氣體混合物（未顯示）傳入基板110附近的區域。氣體混合物可沿著穿過電源組件114的中心之氣體路徑120而導入基板固持器124附近的電漿處理區域116。在其他實施方式中，可從電漿腔室102內的其他位置導入氣體混合物。電漿處理區域116亦可自第一能量源122接收能量以產生電漿，電漿可用以處理設置在基板固持器124上的基板110。電磁能量可包括可用某種方式從電源106傳送至電源組件114的電磁能量（例如：微波能量@>300 MHz及/或射頻（RF）能量@>300 MHz）。在圖1的實施方式中，電源組件114可包括微波波導126及介電構件128，其可設置在氣體路徑120周圍。在其他實施方式中，電源組件114可包括天線板（未顯示），該天線板可以使電流在實質上可平行於基板110的平面中圍繞電源組件114流動的方式排列。可導入電流並使其在RF電源（未顯示）與接地端子（未顯示）之間沿著低阻抗路徑（如金屬層）流動，並且在低阻抗路徑周圍產生磁場（未顯示），該磁場可用以在電漿處理區域116中產生電漿，或用以在電漿處理區域116上方的區域中產生電漿並將電漿傳送至電漿處理區域116。
電漿處理區域116中的氣體混合物亦可接收來自第二來源（如偏壓電源130）的電磁能量，第二來源可對基板固持器124進行偏壓，並影響基板110附近的電漿特性。在一些實施方式中，如同將在以下敘述中更為詳細說明，偏壓電源130及第一電源122可協同操作或獨自操作，以在電漿處理區域116內產生電漿。在一實施方式中，偏壓電源130可為RF電源，其可提供超過50 W的功率（10 MHz或更高頻）。基板固持器124及電源組件114的偏壓可藉由使用控制器132來實現，控制器132可協調在電漿處理區域116內產生電漿的處理定序。
控制器132可利用電腦處理器134及記憶體136來執行電腦可讀指令（可在電子通信網路138上提供電腦可讀指令），以控制電漿處理系統100構件（例如：電源106、氣體遞送系統104等等）。一或更多電腦處理器134可包括（但不限於）：中央處理單元（CPU，central processing unit）、數位信號處理器（DSP，digital signal processor）、精簡指令集電腦（RISC，reduced instruction set computer）、複雜指令集電腦（CISC，complex instruction set computer）、微處理器、微控制器、場式可編程閘陣列（FPGA，field programmable gate array）、或其任何組合。記憶體136可包括一或更多電腦可讀儲存媒體（CRSM，computer-readable storage media）。在一些實施方式中，一或更多記憶體可包括非暫態媒體，例如隨機存取記憶體（RAM，random access memory）、快閃式RAM、固態媒體等等。概括而言，控制器132可控制處理事項的定序，其能產生電漿或可使接觸到基板110的不同類型電漿之間進行轉變。
電漿處理系統100可用以實現數種不同類型的電漿，這些電漿可用以將圖案蝕刻至基板110內、或用以移除基板110的一部分，以製作電子裝置。隨著電子裝置的數量及複雜性提高，對於高選擇性蝕刻處理但不損壞基板110上之結構的需求逐漸增加。達到更高選擇性之一方法可包括自限層蝕刻處理，其可在先驅物沉積步驟（例如：沉積、氧化、鈍化等等）與移除先驅物層之間進行交替。在一特定實施方式中，初始表面處理可為鈍化/活化處理，其中原子或分子滲透或擴散至基板110的表面內。該鈍化/活化處理可改變基板110的表面之一或更多單層，以使後續處理期間更容易將該（些）單層自基板110移除或蝕去。一範例性後續處理可包括脫附處理，其可用以移除該（些）單層但不損壞下方基板110。鈍化/活化及脫附處理的組合或鈍化/活化與脫附處理之間的轉變能以受控或高選擇性的方式將基板110的該（些）單層移除。電漿處理系統100可實現一或更多方法，以使電漿腔室102內的鈍化/活化與脫附處理之間進行交替。
圖2-6顯示用以使鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個處理實施方式，其可用以自基板110的一部分將單層移除。這些實施方式意欲敘述可藉由電漿處理系統100所實現之多個處理條件之間的關係，但不欲使這些實施方式限定在本文所揭露之特定化學方案或處理條件。不欲使處理條件關係的範圍限定在所闡述之實施方式。例如，不欲使圖2-6中之圖例所示的任何幅度或持續時間限制申請專利範圍或任何實施例的實現方式。可使用的處理條件的幅度及持續時間係揭露在本揭露內容中。此外，這些順序亦可能包括省略的部分（例如：清理、穩定化），自圖示中將這些部分省略只是為了容易說明之目的，而非作為限制。圖2-6係安排以顯示處理條件（y軸）及時間（x軸），並且可顯示電漿處理系統100在基板110處理期間如何能控制這些條件（相對彼此）的至少一潛在實施方式。
圖2顯示可藉由電漿處理系統100所實現之鈍化/活化及脫附處理的順序流程圖200，且其欲顯示鈍化/活化與脫附電漿之間轉變的一實施方式（例如：第一電漿、第二電漿）。圖2顯示鈍化/活化與脫附之間轉變的兩次重複，因為鈍化/活化及脫附處理「開啟」及「關閉」兩次。然而，在其他實施方式中，可執行更多次重複。
在此實施方式中，電漿處理系統100可控制來源電力202、偏壓電力204、鈍化/活化氣體208、及脫附氣體210，以實現自基板110移除單層的反覆式高精準度蝕刻處理。在此例中，來源電力202可施加至電源組件114，偏壓電力204可施加至基板固持器124，且鈍化/活化氣體及脫附氣體可分佈自氣體路徑120。可藉由真空系統108來控制腔室壓力。
電漿處理系統100可藉由改變氣體混合物、偏壓電力、及腔室壓力而使鈍化/活化與脫附電漿之間進行交替。如圖2所示，系統100可使電漿腔室102中的鈍化/活化氣體208混合物與脫附氣體210混合物之間進行交替。結合氣體混合物的變化，該系統亦可依照可能存在的氣體混合物而將腔室壓力206變高或變低。在此實施方式中，當鈍化/活化氣體208存在時的腔室壓力206可高於當脫附氣體210存在時的腔室壓力206。同樣地，當脫附氣體210存在時，可將偏壓電力204施加至氣體混合物，而且當鈍化/活化氣體208存在時，可將偏壓電力204關閉。在此實施方式中，可將來源電力202連續施加至氣體混合物其中任一者，然而未必一直需要連續來源電力202。雖然來源電力202係顯示為固定，但可結合偏壓電力204、腔室壓力206、鈍化/活化氣體208、或脫附氣體210而改變其幅度。在一特定實施方式中，鈍化/活化期間的腔室壓力206可為至少40毫托耳 ，且脫附期間的腔室壓力206可小於40毫托耳 。
在另一實施方式中，類似於圖2的實施方式，來源電力202不需為固定，而可在鈍化/活化電漿步驟與脫附電漿步驟之間開啟及關閉，如圖5所示。
圖3顯示鈍化/活化及脫附處理之另一順序流程圖300，其可藉由電漿處理系統100來實現，且其欲顯示鈍化/活化與脫附電漿之間的轉變（例如：第一電漿、第二電漿）。在此實施方式中，所示之順序流程圖300顯示電漿處理製程，其藉由改變鈍化/活化氣體流量306，並同時維持來源電力302、偏壓電力304、及脫附氣體308，而控制鈍化/活化與脫附之間的轉變。在此例中，鈍化/活化氣體流量306的變化量大於可實施於來源電力302、偏壓電力304、及脫附氣體308的相對變化量。雖然圖3的實施方式指示其他處理條件係維持在固定幅度，然而這些處理條件亦可於轉變期間改變（只要不及鈍化/活化氣體306所達到之變化程度）。例如，鈍化/活化氣體306的體積可變化20%或更大，而其餘處理條件可為固定或變化小於20%。這些改變可實現鈍化/活化及脫附的轉變，以完成基板110的高精準度蝕刻。在一特定實施方式中，於鈍化/活化及脫附轉變期間，鈍化/活化氣體306的體積可變化20%或更大，但其餘處理條件可變化小於10%。
在其他實施方式中，鈍化/活化氣體306與脫附氣體308之間的關係能相反，以使鈍化/活化與脫附之間的轉變可主要藉由改變脫附氣體308而實現。因此，相較於可比其他處理條件有更大程度變化的脫附氣體308，鈍化/活化氣體306相對上可為固定。例如，脫附氣體308的體積可變化20%或更大，而其餘處理條件可為固定或變化小於20%。在一特定實施方式中，於鈍化/活化及脫附轉變期間，脫附氣體308的體積可變化20%或更大，但其餘處理條件可變化小於10%。
在其他實施方式中，腔室壓力（未顯示）亦可結合氣體混合物變化而改變，因為如於此所揭露之實施方式中，在鈍化/活化處理期間的腔室壓力可較高，以及在脫附處理期間的腔室壓力可較低。例如，當相較於鈍化/活化氣體306而使來源電力302、偏壓電力304、脫附氣體308可維持相對固定時，腔室壓力（未顯示）亦可變化至比電力及脫附氣體308處理條件更高的程度。
圖4顯示電漿處理製程之一實施方式，其中處理條件之至少一者可在鈍化/活化及脫附處理的逐個重複間變化。處理條件（例如：功率、氣體混合物、壓力、時間）之其中一或多者可在鈍化/活化及脫附轉變的數個重複期間增加或減少。這些改變可產生可能隨著時間變化的基板110表面變化（例如表面區域、成分等等）或電漿腔室102條件。這些變化其中一部分可藉由調整一或更多後續重複期間的處理條件（藉由幅度或時間）而得。可針對各個重複進行處理條件變化，或可在二或更多重複後實施處理條件變化。
圖4顯示一特定實施方式，其中處理條件之一者（如偏壓電力404）在鈍化/活化及脫附的轉變之重複期間增大幅度。在此實施方式中，可於處理的第二次脫附部分期間將偏壓電力404增大。如圖4所示，初始偏壓電力404幅度小於第二次重複的偏壓電力404，第二次重複的偏壓電力404可較高以產生前述的基板110變化。舉例而言，在額外的鈍化/活化及脫附的重複之情況下，處理條件變化可使基板110中的溝渠變得更深。增大的偏壓電力404可使自較深溝渠移除吸附層、或使可能撞擊露出之溝渠側壁的離子數量降到最低所需之能量增加，如圖6所示。
在圖4的實施方式中，可增大偏壓電力404以產生表面區域變化。在此實施方式中，於鈍化/活化及脫附轉變期間，系統100將來源電力402、鈍化/活化氣體406、及脫附氣體408維持在相對固定幅度。但在其他實施方式中，這些相對固定的處理條件亦可稍有改變，以使圖4中之相對固定條件的變化程度可遠低於偏壓電力404中的變化。在一範例中，偏壓電力404中的變化程度可大於10%，而其他處理條件中的變化可小於10%。
然而，在其他實施方式中，偏壓電力404的幅度亦可增大或減小，或者時間可獨立於幅度而改變。在一實施方式中，脫附時間可隨著時間增加，以移除基板110的較多數量、或提供過蝕刻以移除基板110上的任何殘留層、或製備後續處理用的基板110。然而，在其他實施方式中，可使一或更多處理條件組合變化，以產生表面區域變化或成分變化。因此，圖4的實施方式之範圍並不限於偏壓電力變化，並且可包括來源電力、氣體混合物、壓力、或其任何組合。
在另一實施方式中，類似於圖4的實施方式，來源電力402不需固定，並且可及在鈍化/活化電漿步驟與脫附電漿步驟之間開啟及關閉，如圖6所示。
圖7顯示用以循環蝕刻圖案化層之方法700的實施方式。在一實施方式中，方法700包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間（如方塊702所示）。實施方式亦可包括在遮罩層上形成第一層，及在中間層的露出部分上形成第二層，第一層及第二層係同時形成（如方塊704所示）。此外，方法700可包括自基板同時移除第一層及第二層（如方塊706所示）。在上述實施方式中，此方法可包括使形成步驟與移除步驟之間進行交替，直到使下方層的部分露出為止（如方塊708所示）。
圖8顯示方法800的另一實施方式，其可包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間（如方塊802所示）。此外，方法800可包括使基板曝露至鈍化電漿（如方塊804所示）。此外，方法800可包括將鈍化電漿轉變為脫附電漿（如方塊806所示）。此外，方法800可包括在鈍化電漿與脫附電漿之間進行交替（如方塊808所示）。
圖9顯示另一實施方式，方法900可包括接收包含下方層的基板，遮罩層使中間層的部分露出，中間層係設置在下方層與遮罩層之間（如方塊902所示）。上述之方法900亦可包括在遮罩層及中間層上塗佈犧牲層（如方塊904所示）。方法900可額外包括移除犧牲層及遮罩層和中間層的部分，該中間層的部分具有比自基板移除之該遮罩層的部分更大的體積（如方塊906所示）。此外，方法900可包括在塗佈步驟與移除步驟之間進行交替，直到將中間層的預期量移除為止（如方塊908所示）。
圖10A-B顯示根據以上所述實施方式之用以循環蝕刻圖案化層之處理的實施例。在一實施方式中，該處理包括接收包含下方層1002的基板，遮罩層1006使中間層1004的部分露出，中間層1004係設置在下方層1002與遮罩層1006之間。實施方式亦可包括在遮罩層1006上形成第一層1008，以及在中間層1004的露出部分上形成第二層1010，第一層1008及第二層1010係同時形成。此外，該處理可包括自基板同時移除第一層及第二層（如圖10B所示）。在如此之實施方式中，該處理可包括在圖10A所示之形成步驟與圖10B所示之移除步驟之間進行交替，直到使下方層1002的部分露出為止。在一特定實施方式中，可藉由鈍化處理來形成第一層1008，且可藉由活化處理來形成第二層1010。在一實施方式中，移除步驟可隨著脫附處理而執行。以上參考圖2-6來說明上述處理的實施方式。
應瞭解到實施方式部分（非發明摘要部分）係意欲用以解釋申請專利範圍。發明摘要部分可提供本揭露內容的一或更多實施方式（但絕非所有的範例實施方式），故不欲使發明摘要部分以任何方式限制本揭露內容及隨附的申請專利範圍。
雖然本揭露內容已藉由其一或更多實施方式的敘述來加以說明，且儘管已相當詳細地說明這些實施方式，但仍不欲使隨附的申請專利範圍限定或以任何方式限縮至上述細節。本領域中具有通常知識者將輕易瞭解額外的優點及變化。因此，本發明的更廣泛實施態樣並不限於所顯示及敘述的這些特定細節、代表性設備及方法、及說明性範例。因此，在不離開廣義發明概念之範圍的情況下，當可實施上述細節的變更。
100‧‧‧電漿處理系統 102‧‧‧電漿腔室 104‧‧‧氣體遞送系統 106‧‧‧電源 108‧‧‧真空系統 110‧‧‧基板 112‧‧‧橫剖面圖 114‧‧‧電源組件 116‧‧‧電漿處理區域 120‧‧‧氣體路徑 122‧‧‧第一能量源 124‧‧‧基板固持器 126‧‧‧微波波導 128‧‧‧介電構件 130‧‧‧偏壓電源 132‧‧‧控制器 134‧‧‧電腦處理器 136‧‧‧記憶體 138‧‧‧電子通信網路 200‧‧‧流程圖 202‧‧‧來源電力 204‧‧‧偏壓電力 206‧‧‧腔室壓力 208‧‧‧鈍化/活化氣體 210‧‧‧脫附氣體 300‧‧‧流程圖 302‧‧‧來源電力 304‧‧‧偏壓電力 306‧‧‧鈍化/活化氣體流量 308‧‧‧脫附氣體 402‧‧‧來源電力 404‧‧‧偏壓電力 406‧‧‧鈍化/活化氣體 408‧‧‧脫附氣體 700‧‧‧方法 702‧‧‧方塊 704‧‧‧方塊 706‧‧‧方塊 708‧‧‧方塊 800‧‧‧方法 802‧‧‧方塊 804‧‧‧方塊 806‧‧‧方塊 808‧‧‧方塊 900‧‧‧方法 902‧‧‧方塊 904‧‧‧方塊 906‧‧‧方塊 908‧‧‧方塊 1002‧‧‧下方層 1004‧‧‧中間層 1006‧‧‧遮罩層 1008‧‧‧第一層 1010‧‧‧第二層
隨附圖式（其係併入於此並構成本說明書的一部分）顯示了本發明的實施方式，且其連同本發明的以上概括敘述和以下詳細敘述，一起用以說明本發明。此外，參考符號的最左邊位數（一個或多個）標明該參考符號首次出現的圖號。
圖1係電漿處理系統之一實施方式的圖例，其顯示電漿腔室的橫剖面示意圖，該電漿腔室可根據至少一實施方式來實現第一電漿與第二電漿之間的轉變，以處理基板。
圖2顯示用以使鈍化/活化（passivation/activation）電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個實施方式，其可用以自基板的部分將單層移除。
圖3顯示用以使鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個實施方式，其可用以自基板的部分將單層移除。
圖4顯示用以使鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個實施方式，其可用以自基板的部分將單層移除。
圖5顯示用以使鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個實施方式，其可用以自基板的部分將單層移除。
圖6顯示用以使鈍化/活化電漿與脫附電漿之間進行轉變的多個實施方式，其可用以自基板的部分將單層移除。
圖7係一示意流程圖，其顯示用以循環蝕刻圖案化層之方法的實施方式。
圖8係一示意流程圖，其顯示用以循環蝕刻圖案化層之方法的實施方式。
圖9係一示意流程圖，其顯示用以循環蝕刻圖案化層之方法的實施方式。
圖10A-10B包括用以循環蝕刻圖案化層之方法的實施方式的示意圖。
1002‧‧‧下方層
1004‧‧‧中間層
1006‧‧‧遮罩層
1008‧‧‧第一層
1010‧‧‧第二層

Claims (12)

  1. 一種用以處理基板的方法，該方法包含：在一電漿腔室內部接收一基板，該基板包含下方層及遮罩層，該遮罩層使中間層的部分露出，該中間層係設置在該下方層與該遮罩層之間；使該基板曝露至鈍化/活化電漿，以同時形成鈍化層至該遮罩層及形成活化層至該中間層的該部分；將該鈍化/活化電漿轉變為脫附電漿，以同時移除該鈍化層及該活化層；及在該鈍化/活化電漿與該脫附電漿之間進行交替，其中執行在該鈍化/活化電漿與該脫附電漿之間進行交替的該步驟係藉由改變在該電漿腔室之中的氣體混合物、對基板提供功率的一偏壓電源的功率、及該電漿腔室的壓力。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中相對於該脫附電漿，該鈍化/活化電漿包含較高體積濃度的CxFy或CxHy。
  3. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該鈍化/活化電漿包含以下之體積濃度：體積介於2%與50%之間的CxFy、體積介於2%與50%之間的CxHy、或體積介於2%與80%之間之其組合。
  4. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該鈍化/活化電漿包含下列氣體其中之一或多者：CF4、C4F6、C4F8、C5F6、C5F7、CH3F、CHF3、C5F7、或其任何組合。
  5. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該鈍化/活化電漿包含CF、CF2、或CF3。
  6. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中相對於該鈍化/活化電漿，該脫附電漿包含較高體積濃度的惰性氣體，該惰性氣體比CxFy更不易與該基板進行化學反應。
  7. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該脫附電漿包含體積濃度介於5%與100%之間的惰性氣體。
  8. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該脫附電漿包含下列氣體其中之一或多者：Ar、He、Xe、Ne、Kr、或其任何組合。
  9. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該脫附電漿包含用Ar、He、Xe、Ne、Kr稀釋的CxFy或CxHy。
  10. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該鈍化/活化電漿包含比惰性氣體壓力更高的壓力。
  11. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該鈍化/活化電漿包含介於2毫托耳與800毫托耳之間的壓力。
  12. 如申請專利範圍第1項之用以處理基板的方法，其中該脫附電漿包含介於5毫托耳與500毫托耳之間的壓力。
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