專利名稱：自由基產(chǎn)生方法、蝕刻方法以及用于這些方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生高密度CF3自由基的方法、利用通過該方法產(chǎn)生的CF3自由基的蝕刻方法以及用于這些方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在半導(dǎo)體制造過程中，全氟化碳(PFC)氣體被用作蝕刻氣體和清洗氣體。然而，這種PFC被認(rèn)為是造成全球變暖的一種來源，因為這種PFC在空氣中具有長壽命并具有很高的全球變暖潛力。因此，希望開發(fā)替代氣體以及開發(fā)新蝕刻系統(tǒng)。
當(dāng)使PFC氣體等離子化時，在該等離子體中存在多種自由基，例如CF自由基、CF2自由基和CF3自由基。在這些自由基中，已知在氧化硅(SiO2)膜的等離子體蝕刻工藝中CF3自由基可以獲得高于其它自由基的蝕刻速率(參考非專利文獻(xiàn)1)?；谶@個原因，從蝕刻工藝的效率的觀點來看，一個重要目的是選擇性地產(chǎn)生CF3自由基。此外，常規(guī)等離子體蝕刻工藝存在這樣的問題，主要由SiO2和抗蝕劑構(gòu)成的蝕刻襯底具有對SiO2膜的低蝕刻選擇性。因此，還希望開發(fā)具有對SiO2膜的高蝕刻選擇性的等離子體蝕刻工藝。
然而，在采用PFC氣體的常規(guī)等離子體蝕刻工藝中，很難選擇性地產(chǎn)生特定自由基，并且不能改善對SiO2膜的蝕刻選擇性。在這種情況下，希望開發(fā)一種新的用于選擇性產(chǎn)生CF3自由基的自由基產(chǎn)生方法和利用該方法的蝕刻系統(tǒng)。
專利文獻(xiàn)1公開了一種利用碳材料作為上電極(施加電極)的蝕刻方法和蝕刻設(shè)備。該蝕刻方法包括利用氯自由基作為蝕刻源蝕刻AlCu合金膜。通過對施加電極施加高頻電壓而由碳材料產(chǎn)生的碳物類(species)被用于清除蝕刻AlCu合金膜完成后在TiN/Ti蝕刻中存在的過量氯自由基(蝕刻物類)。也就是說，專利文獻(xiàn)1沒有公開及建議利用由碳材料產(chǎn)生的碳物類來產(chǎn)生例如CF3自由基的蝕刻物類。此外，該文獻(xiàn)沒有公開通過調(diào)節(jié)對施加電極施加的電壓可以選擇性產(chǎn)生特定自由基。
專利文獻(xiàn)1JP-A-11(1999)-145118非專利文獻(xiàn)1T.Shibano，N.Fujiwara，M.Hirayama，H.Nagata andK.Demizu，Appl.Phys.Lett.63，2336(1993)本發(fā)明旨在解決與上述現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種產(chǎn)生自由基的方法和提供一種利用該自由基產(chǎn)生方法的蝕刻方法，通過該產(chǎn)生自由基的方法，在不利用具有高全球變暖潛力的例如PFC的氣體的條件下，可以產(chǎn)生CF3自由基等，以及可以選擇性地產(chǎn)生特定自由基，本發(fā)明的另一個目的是提供一種自由基產(chǎn)生設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于在蝕刻主要由氧化硅膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜時，選擇性地蝕刻氧化硅膜的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)獨立地供給氟和碳物類，并控制對作為碳物類源的例如石墨的碳材料施加的靶偏壓，從而產(chǎn)生具有高密度的高純度CF3自由基，進(jìn)一步可以產(chǎn)生包括任意比率的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的自由基，并發(fā)現(xiàn)通過供給具有低氟濃度的氣體，可以選擇性地蝕刻氧化硅膜。從而，實現(xiàn)了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明涉及以下特性(1)至(12)。
(1)一種產(chǎn)生自由基的方法，包括以下步驟
將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生高密度自由基，其中，對所述碳材料施加不大于600V的所述偏壓，以選擇性地形成CF3自由基，從而產(chǎn)生高純度的CF3自由基。
(2)根據(jù)特性(1)的產(chǎn)生自由基的方法，其中通過磁控濺射所述碳材料產(chǎn)生所述碳原子。
(3)根據(jù)特性(1)或(2)的產(chǎn)生自由基的方法，其中，通過其中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接的雙頻組合磁控管對所述碳材料施加所述靶偏壓。
(4)根據(jù)特性(1)至(3)中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法，其中所述靶偏壓為480至600V。
(5)一種產(chǎn)生自由基的方法，包括以下步驟將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生高密度自由基，其中，當(dāng)測量在所述室內(nèi)部產(chǎn)生的自由基的紅外吸收光譜時，通過控制對所述碳材料施加的所述靶偏壓任意調(diào)節(jié)CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的比率。
(6)根據(jù)特性(5)的產(chǎn)生自由基的方法，其中通過磁控濺射所述碳材料產(chǎn)生所述碳原子。
(7)根據(jù)特性(5)或(6)的產(chǎn)生自由基的方法，其中，通過其中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接的雙頻組合磁控管對所述碳材料施加所述靶偏壓，以及通過控制所述低頻電源的輸出調(diào)節(jié)所述靶偏壓。
(8)一種蝕刻氧化硅膜的方法，包括以下步驟利用通過根據(jù)特性(1)至(4)中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法產(chǎn)生的高純度CF3自由基，蝕刻氧化硅膜。
(9)一種蝕刻方法，包括以下步驟利用通過根據(jù)特性(5)至(7)中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法產(chǎn)生的包括CF3自由基和CF2自由基的自由基，蝕刻主要由氧化硅膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜，其中CF3自由基的密度與CF2自由基的密度的比率(CF3/CF2)不大于10。
(10)一種自由基產(chǎn)生設(shè)備，包括其中安裝有施加電極和反電極的室，以及用于將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到所述室中的裝置，其中所述施加電極包括碳材料并與雙頻組合磁控管連接，在所述磁控管中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接，以及所述室與紅外吸收光譜儀連接，以便由所述紅外吸收光譜儀發(fā)射的IR激光從所述施加電極與所述反電極之間通過。
(11)一種蝕刻設(shè)備，包括其中安裝有施加電極和用于安裝襯底的電極的室，以及用于將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到所述室中的裝置，其中所述施加電極包括碳材料并與雙頻組合磁控管連接，在所述磁控管中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接，以及蝕刻襯底可以安裝在所述用于安裝襯底的電極上，并且所述室與紅外吸收光譜儀連接，以便由所述紅外吸收光譜儀發(fā)射的IR激光從所述施加電極與所述用于安裝襯底的電極之間通過。
(12)一種蝕刻方法，包括以下步驟將F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生包括CF3自由基和CF2自由基的自由基，以及通過利用所述自由基蝕刻主要由氧化硅膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜，其中，在所述混合氣體中F2氣體濃度為0.1至4.0體積％。
根據(jù)本發(fā)明，在不采用例如PFC氣體的溫室效應(yīng)氣體的條件下，可以產(chǎn)生CF3自由基，進(jìn)一步可以產(chǎn)生具有高密度和高純度的該CF3自由基。此外，利用包括具有高密度和高純度CF3自由基的蝕刻氣體，可以提高氧化硅膜(SiO2膜)的蝕刻速率，也可以提高等離子體蝕刻工藝的效率。
此外，根據(jù)本發(fā)明，可以任意調(diào)節(jié)產(chǎn)生的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的比率。利用包括特定比率的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的高密度自由基作為蝕刻氣體，可以改善SiO2蝕刻的選擇性。
此外，供給具有低氟濃度的氣體，可以極大地改善SiO2蝕刻的選擇性，還可以進(jìn)行高精度的等離子蝕刻。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的蝕刻設(shè)備的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的蝕刻設(shè)備的截面圖；圖3示出了在產(chǎn)生的自由基的密度與對碳材料施加的靶偏壓之間的關(guān)系；圖4示出了在SiO2/抗蝕劑膜中的蝕刻速率和SiO2選擇性與對碳材料施加的靶偏壓的關(guān)系；以及圖5示出了在SiO2/抗蝕劑膜中的SiO2選擇性與供給到室中的混合氣體中的氟氣濃度的關(guān)系。
符號說明1蝕刻設(shè)備11室12施加電極(碳材料)13用于安裝襯底的電極14用于施加電極的高頻電源15低頻電源16用于安裝襯底的高頻電源17蝕刻襯底18氣體供給口19排氣口
20用于測量紅外吸收光譜的窗口21IR激光22低通濾波器具體實施方式
將參考如圖1所示的蝕刻設(shè)備說明根據(jù)本發(fā)明的自由基產(chǎn)生方法和蝕刻方法，但本發(fā)明不限于此。蝕刻設(shè)備可以是等離子體產(chǎn)生設(shè)備(蝕刻設(shè)備)，該設(shè)備包括其內(nèi)部具有碳材料的室，將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給或產(chǎn)生到該室的裝置，以及用于控制對碳材料施加的靶偏壓的裝置。
首先說明用于本發(fā)明的自由基產(chǎn)生方法和蝕刻方法的設(shè)備。圖1是通過本發(fā)明的自由基產(chǎn)生方法能夠產(chǎn)生自由基的蝕刻設(shè)備的截面圖。蝕刻設(shè)備1具有在室11內(nèi)部的平行板電極，其包括施加電極12和用于安裝襯底的電極13。施加電極12是由碳材料構(gòu)成的電極。優(yōu)選使用石墨作為碳材料。將該施加電極12與雙頻組合磁控管連接，在磁控管中，高頻電源14與低頻電源15并聯(lián)連接。將由該雙頻組合磁控管向施加電極12提供高頻(13.56MHz)與低頻(450kHz)的兩種頻率?？梢詫⑽g刻襯底17安裝在用于安裝襯底的電極13上，并可以對其施加2MHz的偏壓。在本說明書中，用于安裝襯底的電極13有時簡稱為“反電極”。
根據(jù)本發(fā)明的自由基產(chǎn)生設(shè)備和蝕刻設(shè)備不限于如圖1所示的安裝平行板電極的設(shè)備，例如，其可以是這樣的設(shè)備，由碳材料構(gòu)成的施加電極12設(shè)置在室11的內(nèi)壁上，且用于安裝襯底的電極13設(shè)置在室的內(nèi)部，如圖2所示。
室11具有用于引入F2氣體等的氣體供給口18、用于在蝕刻后排出產(chǎn)生的廢氣的排氣口19以及用于測量紅外吸收光譜的窗口20。將室11與紅外吸收光譜儀連接，以便測量室中存在的自由基物類的紅外吸收光譜。具體地說，室11與紅外吸收光譜儀互相連接，從而由該紅外吸收光譜儀發(fā)射的IR激光從窗口20進(jìn)入室11的內(nèi)部，從施加電極12與用于安裝襯底的電極13之間通過，然后被探測器探測。
下面說明根據(jù)本發(fā)明的自由基產(chǎn)生方法和蝕刻方法。
向其中壓力降低的室11供給F2氣體或包括F2氣體的混合氣體作為氟原子提供源。此時，室中的壓力優(yōu)選為10-4至102Pa。盡管可以采用在高壓氣瓶中壓縮的商業(yè)可得的氟氣，但優(yōu)選采用通過加熱例如K3NiF7和CoF3的固態(tài)源產(chǎn)生的F2氣體作為F2氣體。從安全的觀點來看，采用商業(yè)的氟氣很難制備100％的F2氣體。另一方面，使用固態(tài)源作為F2氣體源可以制備100％F2氣體。此外，將該100％F2氣體與例如氬的惰性氣體混合，可以適當(dāng)制備具有任意濃度的F2混合氣體。在該混合氣體中的F2氣體濃度優(yōu)選為0.1至50體積％。
然后，將高頻電壓(13.56MHz)施加至包括碳材料的施加電極12，以在室內(nèi)部產(chǎn)生高密度的等離子體。通過控制施加的高頻的輸出功率，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)電子濃度。通過在該等離子體中磁控濺射碳材料，提供碳物類。
此外，通過雙頻組合磁控管還將低頻電壓(450kHz)施加至施加電極12(碳材料)，以調(diào)節(jié)施加電極12的靶偏壓。調(diào)節(jié)靶偏壓可以控制入射到施加電極12中的離子的能量。在根據(jù)本發(fā)明的第一種自由基產(chǎn)生方法中，靶偏壓調(diào)節(jié)為不大于600V，優(yōu)選480至600V。結(jié)果，可以選擇性地產(chǎn)生CF3自由基并制備具有高密度和高純度的CF3自由基。具體地說，可以制備密度不低于4×1012cm-3且純度不低于85％的CF3自由基。通過紅外吸收光譜儀確定自由基密度。
根據(jù)本發(fā)明的第二種自由基產(chǎn)生方法是這樣的方法，適當(dāng)調(diào)節(jié)靶偏壓以產(chǎn)生包括任意比率的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的自由基。具體地說，通過紅外吸收光譜儀測量室內(nèi)部的自由基密度。根據(jù)測量的自由基密度，通過控制低頻的輸出功率，調(diào)節(jié)對碳材料(施加電極12)施加的靶偏壓，以調(diào)節(jié)CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的比率。通過使用紅外吸收光譜儀利用從室11的窗口20發(fā)射的IR激光21(紅外激光)測量在室內(nèi)部存在的自由基物類的紅外吸收光譜，進(jìn)行對自由基密度的測量。由獲得的紅外吸收光譜，確定在室中存在的CF3自由基的密度(1262.10cm-1)、CF2自由基的密度(1132.75cm-1)和CF自由基的密度(1308.49cm-1和1308.50cm-1)。
根據(jù)本發(fā)明的第二種自由基產(chǎn)生方法，可以任意控制對施加電極12施加的靶偏壓，還可以在任意時間測量在室內(nèi)部存在的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的密度以確定它們的比率。此外，可以產(chǎn)生包括任意比率的CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的自由基。
本發(fā)明的第一種蝕刻方法是這樣的方法，利用通過第一種自由基產(chǎn)生方法產(chǎn)生的高純度CF3自由基，蝕刻具有氧化硅膜(SiO2膜)的蝕刻襯底。將蝕刻襯底17安裝在用于安裝襯底的電極13上，利用高頻電源16將2MHz的高頻電壓施加至用于安裝襯底的電極13，從而將襯底的偏壓調(diào)節(jié)為0V。在該狀態(tài)下，通過利用上述第一種自由基產(chǎn)生方法在室中產(chǎn)生的具有高純度的高密度自由基來蝕刻SiO2膜。
采用通過如上所述的第一種自由基產(chǎn)生方法產(chǎn)生的高純度CF3自由基，例如具有不低于85％純度的CF3自由基，可以提高SiO2的蝕刻速率。
本發(fā)明的第二種蝕刻方法是這樣的方法，利用隨著對在第二種自由基產(chǎn)生方法中的施加電極12施加的靶偏壓的增加獲得的、具有不大于10的CF3自由基對CF2自由基的密度比率的自由基，蝕刻主要由SiO2膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜。例如，將具有主要由SiO2膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜(SiO2/抗蝕劑膜)的襯底安裝在用于安裝襯底的電極13上作為蝕刻襯底17，利用高頻電源16將2MHz的高頻電壓施加至用于安裝襯底的電極13，從而將襯底的偏壓調(diào)節(jié)為0V。在該狀態(tài)下，在上述第二種自由基產(chǎn)生方法中，增加對施加電極12施加的靶偏壓，從而產(chǎn)生包括高密度CF3自由基并具有不大于10的CF3自由基對CF2自由基的密度比率的自由基。當(dāng)利用這樣的自由基蝕刻SiO2/抗蝕劑膜時，SiO2蝕刻速率增加，但是抗蝕劑蝕刻速率降低。結(jié)果，在蝕刻SiO2/抗蝕劑膜時，SiO2蝕刻選擇性改善。
對施加電極12施加的靶偏壓通常不低于700V，優(yōu)選不低于800V，更優(yōu)選不低于900V。當(dāng)靶偏壓設(shè)定為在上述范圍中時，尤其不低于900V時，CF3自由基對CF2自由基的密度比率通常不大于10，優(yōu)選不大于5，更優(yōu)選不大于3，從而在蝕刻SiO2/抗蝕劑膜時，SiO2蝕刻選擇性改善。如上所述，當(dāng)SiO2蝕刻選擇性改善時，在具有SiO2/抗蝕劑膜的襯底中，可以進(jìn)行接觸孔的垂直加工。
本發(fā)明的第三種蝕刻方法是這樣的方法，通過供給包括低F2濃度的F2氣體的混合氣體，蝕刻主要由SiO2膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜。例如，將具有主要由SiO2膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜(SiO2/抗蝕劑膜)的襯底安裝在用于安裝襯底的電極13上作為蝕刻襯底17，在F2氣體濃度為0.1至4體積％，優(yōu)選1.0至3.5體積％的條件下，將包括F2氣體的混合氣體，優(yōu)選F2氣體與惰性氣體的混合氣體，供給到室11中。
下一步，利用高頻電源16對用于安裝襯底的電極13施加2MHz的高頻電壓，從而將襯底的偏壓調(diào)節(jié)為不大于0V。在該狀態(tài)下，對施加電極12施加低頻電壓和高頻電壓，并通過控制低頻的輸出功率提供給定的靶偏壓，從而產(chǎn)生包括CF3自由基和CF2自由基的自由基。不應(yīng)限制對施加電極12施加的靶偏壓，但是優(yōu)選靶偏壓不低于480V，更優(yōu)選不低于700V。當(dāng)靶偏壓設(shè)定為在上述范圍中時，尤其不低于900V時，可以制備高密度的自由基。
當(dāng)如上所述利用通過供給包括低F2濃度的F2氣體的混合氣體產(chǎn)生的自由基蝕刻SiO2/抗蝕劑膜時，在蝕刻SiO2/抗蝕劑膜時，可以選擇性地蝕刻SiO2膜。具體地說，當(dāng)F2氣體濃度在上述范圍中時，SiO2/抗蝕劑選擇性可不低于20。如果F2氣體濃度低于0.1體積％，SiO2的蝕刻速率顯著降低。如果F2氣體濃度大于4.0體積％，SiO2的蝕刻速率增加，但不能獲得高的SiO2/抗蝕劑選擇性。
在等離子體蝕刻具有SiO2/抗蝕劑膜的襯底時，通過極大地改善SiO2蝕刻選擇性，可以對接觸孔進(jìn)行垂直加工。
下文中，將參考以下實例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不應(yīng)限于這些實例。
實例實例1
根據(jù)利用如圖1所示的蝕刻設(shè)備的上述方法，在以下條件下產(chǎn)生自由基，并在具有SiO2/抗蝕劑膜的蝕刻襯底中進(jìn)行0.6μm接觸孔的蝕刻。結(jié)果如圖3和4所示。
氟的供給源 F2/Ar＝5/95sccm的混合氣體施加電極 石墨電極下電極不銹鋼(SUS)電極高頻電源 頻率13.56MHz，輸出1500W低頻電源 頻率450kHz，輸出0至550W室的內(nèi)壓 4Pa電子密度 1.3×1011cm-3下電極電源頻率2MHz襯底偏壓 0V(測量自由基密度的方法)用IR激光輻照室的內(nèi)部，并通過各自由基的紅外吸收光譜測量在室中存在的各CF3自由基的密度(1262.10cm-1)、CF2自由基的密度(1132.75cm-1)和CF自由基的密度(1308.49cm-1和1308.50cm-1)。
(測量蝕刻速率的方法)利用作為掩膜的抗蝕劑蝕刻SiO2膜，隨后通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀測所得的襯底，測量抗蝕劑和SiO2膜的各自的厚度，從而確定它們的蝕刻速率。
如圖3所示，通過將對施加電極施加的靶偏壓調(diào)節(jié)為不大于600V，可以產(chǎn)生具有高密度(不低于4×1012cm-3)和高純度(不低于85％)的CF3自由基。此外，已經(jīng)證明，當(dāng)測量在室內(nèi)部存在的自由基的紅外吸收光譜時，任意調(diào)節(jié)對施加電極施加的靶偏壓，從而可以改變在室內(nèi)部存在的CF2自由基的密度，還可以調(diào)節(jié)CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的比率。
如圖4所示，隨著在施加電極上施加的靶偏壓的增加，SiO2膜的蝕刻速率增加，但是抗蝕劑膜的蝕刻速率降低。結(jié)果證明，通過增加對上電極施加的靶偏壓，可以改善在SiO2/抗蝕劑膜中SiO2的蝕刻選擇性。
實例2根據(jù)利用如圖1所示的蝕刻設(shè)備的上述方法，在以下條件下產(chǎn)生自由基，并在具有SiO2/抗蝕劑膜的蝕刻襯底中進(jìn)行0.6μm接觸孔的蝕刻。以與實例1相同的方法測量蝕刻速率。結(jié)果如圖5所示。
氟的供給源 F2/Ar＝3/97至25/75sccm的混合氣體混合氣體的流速100sccm施加電極 石墨電極下電極不銹鋼(SUS)電極室的內(nèi)壓 4Pa高頻電源 頻率13.56MHz，輸出1500W低頻電源 頻率450kHz，輸出0至550W電子密度 1.3×1012cm-3下電極電源頻率2MHz襯底偏壓 -400V對施加電極的靶偏壓920V如圖5所示，隨著供給到室的混合氣體中的氟濃度的降低，在SiO2/抗蝕劑膜中SiO2蝕刻選擇性改善。當(dāng)氟濃度低于5.0體積％時，SiO2/抗蝕劑選擇性顯著提高。更具體地說，在3體積％的F2/(Ar+F2)下，SiO2/抗蝕劑選擇性為35。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，通過選擇性地產(chǎn)生CF3自由基，可以提高SiO2膜的蝕刻速率，從而可以提高半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率。此外，通過改變CF3自由基和CF2自由基的密度比率，可以改善在SiO2/抗蝕劑膜中SiO2蝕刻選擇性，從而可以制造高精度的半導(dǎo)體器件。
此外，通過利用包括低氟濃度的氟的混合氣體，可以改善在SiO2/抗蝕劑膜中SiO2蝕刻選擇性，從而可以制造高精度的半導(dǎo)體器件。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生自由基的方法，包括以下步驟將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生高密度的自由基，其中，對所述碳材料施加不大于600V的所述偏壓，以選擇性地形成CF3自由基，從而產(chǎn)生高純度的CF3自由基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的產(chǎn)生自由基的方法，其中通過磁控濺射所述碳材料產(chǎn)生所述碳原子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的產(chǎn)生自由基的方法，其中，通過其中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接的雙頻組合磁控管對所述碳材料施加所述靶偏壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法，其中所述靶偏壓為480至600V。
5.一種產(chǎn)生自由基的方法，包括以下步驟將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生高密度的自由基，其中，當(dāng)測量在所述室內(nèi)部產(chǎn)生的自由基的紅外吸收光譜時，通過控制對所述碳材料施加的所述靶偏壓，任意調(diào)節(jié)CF3自由基、CF2自由基和CF自由基的比率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的產(chǎn)生自由基的方法，其中通過磁控濺射所述碳材料產(chǎn)生所述碳原子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的產(chǎn)生自由基的方法，其中，通過其中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接的雙頻組合磁控管對所述碳材料施加所述靶偏壓，以及通過控制所述低頻電源的輸出調(diào)節(jié)所述靶偏壓。
8.一種蝕刻氧化硅膜的方法，包括以下步驟利用通過根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法產(chǎn)生的高純度CF3自由基，蝕刻氧化硅膜。
9.一種蝕刻方法，包括以下步驟利用通過根據(jù)權(quán)利要求5至7中任何一項的產(chǎn)生自由基的方法產(chǎn)生的包括CF3自由基和CF2自由基的自由基，蝕刻主要由氧化硅膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜，其中CF3自由基的密度與CF2自由基的密度的比率CF3/CF2不大于10。
10.一種自由基產(chǎn)生設(shè)備，包括其中安裝有施加電極和反電極的室，以及用于將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到所述室中的裝置，其中所述施加電極包括碳材料并與雙頻組合磁控管連接，在所述磁控管中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接，以及所述室與紅外吸收光譜儀連接，以便由所述紅外吸收光譜儀發(fā)射的IR激光從所述施加電極與所述反電極之間通過。
11.一種蝕刻設(shè)備，包括其中安裝有施加電極和用于安裝襯底的電極的室，以及用于將F2氣體或F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到所述室中的裝置，其中所述施加電極包括碳材料并與雙頻組合磁控管連接，在所述磁控管中高頻電源與低頻電源并聯(lián)連接，可以將蝕刻襯底安裝在用于安裝襯底的所述電極上，并且所述室與紅外吸收光譜儀連接，以便由所述紅外吸收光譜儀發(fā)射的IR激光從所述施加電極與所述用于安裝襯底的電極之間通過。
12.一種蝕刻方法，包括以下步驟將F2氣體與惰性氣體的混合氣體供給到內(nèi)部具有碳材料的室中，通過對所述碳材料施加靶偏壓，由所述碳材料提供碳原子，以及從而產(chǎn)生包括CF3自由基和CF2自由基的自由基，以及通過利用所述自由基，蝕刻主要由氧化硅膜和抗蝕劑構(gòu)成的膜，其中，在混合氣體中F2氣體濃度為0.1至4.0體積％。
全文摘要
產(chǎn)生自由基的方法包括以下步驟將F
文檔編號H01L21/311GK1879200SQ20048003307
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者后藤俊夫, 堀勝, 永井干雄 申請人:昭和電工株式會社