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用于高纵横比结构的剥离方法

阅读：634发布：2021-09-18

专利汇可以提供用于高纵横比结构的剥离方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了用于从具有高纵横比结构的衬底中去除掩模层(例如，掺杂的非晶碳掩模层)的方法。在一个示例性实施方式中，方法可以包括在衬底上的高纵横比结构的顶端的至少一部分上沉积聚合物层。该方法可以进一步包括使用等离子体剥离工艺从衬底中去除聚合物层和掺杂的非晶碳膜两者中的至少一部分。在示例性实施例中，沉积聚合物层可包括用聚合物层堵塞一个或多个高纵横比结构。在示例性实施例中，沉积聚合物层可包括在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。，下面是用于高纵横比结构的剥离方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种从具有高纵横比结构的衬底中去除掺杂的非晶碳膜的至少一部分的方法，该方法包括：
在衬底上的高纵横比结构的顶端的至少一部分上沉积聚合物层；和
使用等离子体剥离工艺从所述衬底中去除所述聚合物层和所述掺杂的非晶碳膜两者中的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中沉积聚合物层包括：用所述聚合物层堵塞一个或多个高纵横比结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其中沉积聚合物层包括：在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使用聚合物沉积形成所述聚合物层，所述聚合物沉积是利用CHF3、H2、N2、Ar中的至少一种实施的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使用气体CxHyFz与任何H2的结合或气体CxHyFz与任何Cx1Hy1的结合形成所述聚合物层，其中x，y，z，x1和y1是整数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物层是在约10毫托至约5托的压力范围内形成的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中沉积聚合物层是在刻蚀室中进行的，并且去除所述聚合物层和所述掺杂的非晶碳膜两者中的至少一部分是在与所述等离子体室分开的剥离室中进行的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中沉积聚合物层和去除所述聚合物层和所述掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分是在同一腔室中进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其中沉积聚合物层和去除所述聚合物层和所述掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分的操作重复执行，直到从所述衬底去除所述掺杂的非晶碳膜。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述等离子体剥离工艺使用含氧气体、含卤素气体和包含氢的还原气体的混合物形成的等离子体。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述还原气体与所述含卤素气体的比例在约
0.001至约3的范围内。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺杂的非晶碳膜是掺硼的非晶碳膜。
13.一种用于从具有带有一个或多个高纵横比结构的图案化区域的衬底中去除至少一部分掩模层的方法，所述方法包括：
将所述衬底放入等离子体处理设备中；
在所述等离子体处理设备中进行聚合物沉积工艺，以在所述衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层；
在所述等离子体处理设备中执行等离子体剥离工艺，以从所述衬底去除至少一部分聚合物层和至少一部分掩模层。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物沉积工艺用所述聚合物层堵塞一个或多个高纵横比结构。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述聚合物沉积工艺在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。
16.根据权利要求13所述的方法，其中使用CHF3、H2、N2、Ar中的至少一种形成聚合物层。
17.根据权利要求13所述的方法，其中使用气体CxHyFz与任何H2的结合或气体CxHyFz与任何Cx1Hy1的结合形成聚合物层，其中x，y，z，x1和y1是整数。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述等离子体处理设备包括剥离室。
19.一种用于从具有带有一个或多个高纵横比结构的图案化区域的衬底中去除至少一部分掩模层的方法，所述方法包括：
将所述衬底放置在第一等离子体处理设备中；
在所述第一等离子体处理设备中执行聚合物沉积工艺，以在所述衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层；
将所述衬底转移到第二等离子体处理设备；和
在所述第二等离子体处理设备中执行等离子体剥离工艺，以从所述衬底去除至少一部分聚合物层和至少一部分掩模层。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一等离子体处理设备包括刻蚀室，并且所述第二等离子体处理设备包括剥离室。

说明书全文

用于高纵横比结构的剥离方法

[0001] 要求优先权

[0002] 本申请要求2016年9月14日提交的名称为“用于高纵横比结构的剥离方法”(Strip Process for High Aspect Ratio Structure)的美国临时申请序列号62/394,242的优先权，该临时申请通过引用结合于此。本申请要求2017年2月9日提交的名称为“用于高纵横比结构的剥离工艺”(Strip Process for High Aspect Ratio Structure)的美国临时申请序列号62/456,911的优先权，该临时申请通过引用结合于此。

技术领域

[0003] 本公开总体涉及掩模材料的去除，并且更具体地涉及用于从具有高纵横比结构的半导体材料中去除掩模材料的方法。

背景技术

[0004] 含碳的硬掩模，例如非晶碳层(ACL)或图案定义膜(PDF)，已广泛适用于刻蚀诸如DRAM或3D NAND器件的高纵横比结构的掩模材料(例如，用于诸如DRQAM中的OCS刻蚀或3D NAND中的高纵横比接触刻蚀等应用)。针对高纵横比结构的刻蚀或剥离工艺可能带来若干挑战。

[0005] 例如，衬底可以包括具有高纵横比结构的图案化区域和没有高纵横比结构的未图案化区域。在刻蚀之后执行的剥离工艺可能需要在湿法清洁之前在图案化区域和未图案化区域中都去除碳硬掩模。然而，在图案化区域中刻蚀之后的剩余掩模可能比未图案化区域薄得多，这是由于例如图案邻近效应和来自离子轰击电介质等离子体刻蚀等的更强掩模腐蚀。结果，在旨在将衬底上的任何地方都干净地去除碳掩模的工艺期间，图案化区域可能比未图案化区域经历更长的过剥离(overstrip)。

[0006] 在高纵横比结构的刻蚀工艺期间具有更高掩模选择性的需要正在日益增强。因此，可以将掺杂剂(例如硼)添加到碳掩模材料中以产生掺杂的非晶碳(DaC)膜，以增强掩模选择性。然而，对于传统的剥离工艺，DaC膜的掩模去除率远低于使用传统剥离工艺的常规非晶碳膜可达到的去除率。发明内容

[0007] 本公开实施例的方面和优点将部分地在以下说明书中阐述，或者可以从说明书中学习，或者可以通过实施例的实践来学习。

[0008] 本公开的一个示例方面涉及用于从具有高纵横比结构的衬底中去除掺杂的非晶碳膜的至少一部分的剥离工艺。剥离工艺可包括在衬底上的高纵横比结构的顶端的至少一部分上沉积聚合物层；使用等离子体剥离工艺从衬底中去除聚合物层和掺杂的非晶碳层两者的至少一部分。

[0009] 本公开的其他示例方面涉及执行剥离工艺以从具有高纵横比结构的衬底中去除至少一部分掩模层的系统、方法、工艺和设备。

[0010] 参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解各种实施例的这些和其他特征、方面和优点。包含在本申请文件中并构成其一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释相关原理。

附图说明

[0011] 参考附图，在申请文件中阐述了针对本领域普通技术人员的实施例的详细讨论，其中：

[0012] 图1描绘了碳硬掩模的示例性后刻蚀剥离工艺；

[0013] 图2(a)、2(b)、2(c)和2(d)描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性剥离工艺；

[0014] 图3描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性剥离工艺；

[0015] 图4描绘了根据本公开的示例性实施例的用于执行剥离工艺的示例性等离子体处理设备；

[0016] 图5描绘了根据本公开的示例性实施例的用于去除掩模层的示例方法的流程图；和

[0017] 图6描绘了根据本公开的示例性实施例的用于去除掩模层的示例方法的流程图。

具体实施方式

[0018] 现在将详细参考实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释实施例来提供每个示例，而不是限制本公开。实际上，对于本领域技术人员来讲显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施例进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，意图在于本公开的各个方面涵盖这些修改和变化。

[0019] 本公开的示例方面涉及刻蚀后剥离工艺，其可用于在处理具有高纵横比结构的衬底期间去除硬掩模层。含碳硬掩模广泛用于高纵横比电介质刻蚀工艺(例如，用于DRAM和3D NAND)。然而，在电介质刻蚀工艺之后剥离硬掩模并且在剥离工艺期间不会损坏高纵横比结构的刻蚀结构可能是困难的。此外，使用掺杂的非晶碳硬掩模可能使得难以足够快地去除碳硬掩模，同时在剥离工艺期间在硬掩模和下面的层之间(例如，高纵横比结构的多层氮化物和氧化物)具有良好的选择性。

[0020] 根据本公开的示例方面，用于去除硬掩模层的刻蚀后剥离工艺可以包括在高纵横比结构内沉积含碳聚合物以保护高纵横比结构的侧壁和其他表面。然后可以将衬底暴露于等离子体剥离工艺以去除硬掩模。然后可以处理衬底以去除沉积的聚合物并清洁腔室。以这种方式，可以降低高纵横比结构的下层膜和硬掩模之间的剥离工艺的选择性。

[0021] 出于说明和讨论的目的，参考“晶片”或半导体晶片作为衬底讨论本公开的各方面。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解本公开的示例方面可以与任何半导体衬底或其他合适的衬底结合使用。另外，术语“约”与数值的结合使用旨在表示所述数值的10％以内。

[0022] 此外，参考去除掺杂的非晶碳掩模层来讨论本公开的各方面。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开范围的情况下，本技术的各方面可适用于去除其他掩模层。

[0023] 本公开的一个示例性实施例涉及一种用于从具有高纵横比结构的衬底中去除掺杂的非晶碳膜的至少一部分的方法。该方法包括在衬底上的高纵横比结构的顶端的至少一部分上沉积聚合物层。该方法包括使用等离子体剥离工艺从衬底中去除聚合物层和掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分。

[0024] 在一些实施例中，沉积聚合物层可包括用聚合物层堵塞一个或多个高纵横比结构。在一些实施例中，沉积聚合物层可包括在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。

[0025] 可以使用聚合物沉积来形成聚合物层，其中聚合物沉积是利用CHF3、H2、N2、Ar中的至少一种来实施的。聚合物层可以使用气体CxHyFz与任何H2的结合或气体CxHyFz与任何Cx1Hy1结合形成，其中x，y，z，x1和y1是整数。聚合物层可以在约10毫托至约5托的压力范围内形成。

[0026] 在一些实施例中，沉积聚合物层是在刻蚀室中进行的，并且去除聚合物层和掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分是在剥离室中进行的。在一些实施例中，沉积聚合物层并去除聚合物层和掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分是在同一腔室中进行。在一些实施例中，沉积聚合物层并去除聚合物层和掺杂的非晶碳膜两者的至少一部分的操作重复执行，直到从衬底中去除掺杂的非晶碳层。

[0027] 在一些实施例中，等离子体剥离工艺可以使用含氧气体、含卤素气体和包含氢的还原气体的混合物形成的等离子体。还原气体与含卤素气体的比例可以在约0.001至约3的范围内。

[0028] 本公开的另一示例性实施例涉及一种用于从具有带有一个或多个高纵横比结构的图案化区域的衬底中去除至少一部分掩模层的方法。该方法包括将衬底放置在等离子体处理设备(例如，剥离室)中的衬底支架上。该方法包括在等离子体处理设备中进行聚合物沉积工艺，以在衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层。在等离子体处理设备中执行等离子体剥离工艺，以从衬底中去除至少一部分聚合物层和至少一部分掩模层。

[0029] 在一些实施例中，聚合物沉积工艺用聚合物层堵塞一个或多个高纵横比结构。在一些实施例中，聚合物沉积工艺在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。

[0030] 可以使用聚合物沉积来形成聚合物层，其中聚合物沉积是利用CHF3、H2、N2、Ar中的至少一种实施的。聚合物层可以使用气体CxHyFz与任何H2的结合或气体CxHyFz与任何Cx1Hy1的结合形成，其中x，y，z，x1和y1是整数。聚合物层可以在约10毫托至约5托的压力范围内形成。

[0031] 本公开的另一示例性实施例涉及一种用于从具有带有一个或多个高纵横比结构的图案化区域的衬底中去除至少一部分掩模层的方法。该方法包括将衬底放置在第一等离子体处理设备中。该方法包括在第一等离子体处理设备中进行聚合物沉积工艺，以在衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层。该方法包括将衬底转移到第二等离子体处理设备。该方法包括在第二等离子体处理设备中进行等离子体剥离工艺，以从衬底中去除至少一部分聚合物层和至少一部分掩模层。在一些实施例中，第一等离子体处理设备包括刻蚀室。第二等离子体处理设备包括剥离室。

[0032] 现在参考附图，现在将详细讨论本公开的示例性实施例。图1描绘了在衬底20上的碳硬掩模25的示例性刻蚀后剥离工艺，衬底20包括具有高纵横比结构的图案化区域22和没有高纵横比结构的未图案化区域24。如图1所示，在电介质刻蚀工艺之后保留在未图案化区域24中的碳硬掩模25比保留在包括高纵横比结构的图案化区域22中的碳硬掩模25要厚。因此，为了在剥离工艺期间从衬底20的所有区域中去除硬掩模25，图案化区域22可能在剥离工艺期间经历更长的过剥离(overstrip)。

[0033] 掺杂的非晶碳硬掩模(例如硼掺杂的非晶碳硬掩模)可用于在等离子体刻蚀工艺期间获得更高的掩模选择性。在剥离工艺中去除掩模的示例要求可能需要每分钟超过5000埃。通过在O2/N2或H2/N2剥离化学成分中加入CF4，可以实现这种要求。然而，在用于去除硬掩模的剥离工艺期间，这种添加了CF4的化学成分也会损坏高纵横比结构的下面的氧化物和氮化物层。

[0034] 例如，在图案化区域上剥离掺硼非晶碳硬掩模之后，大量的掺硼非晶碳硬掩模保留在未图案化区域。结果，可能需要在图案化区域中进行过剥离，以去除未图案化区域中的掺杂非晶碳硬掩模。例如，在一些实施方式中，可能在图案化区域中具有超过300％的过剥离。由于这种过剥离，可能存在在剥离工艺期间对氧化物和氮化物选择性的非常严格的要求。剥离选择性的典型要求是，对于图案化区域相对于未图案化区域来讲，需要大于500：1，并且理想地大于1000：1。如果我们没有这种选择性，可能会损坏下面的高纵横比结构。然而，即使这种选择性要求在高纵横比刻蚀工艺期间可能具有高性能，但这种选择性要求可能减慢剥离工艺，并使得将掺杂的非晶碳层用作掩模材料成为问题。

[0035] 根据本公开的示例方面，通过在执行掩模去除之前，在图案化区域的高纵横比结构的顶端上插入或形成聚合物，可以减少用于从衬底中去除硬掩模的剥离工艺期间图案化区域和未图案化区域之间的选择性要求。更具体地，诸如CHF3、H2、N2、Ar或它们的组合的气体可用于在10毫托至5托的压力范围和低于100℃的温度下形成聚合物。聚合物可以沉积到图案化区域的高纵横比结构中以阻塞高纵横比结构，因此下面的氮化物或氧化物将减少在剥离工艺期间暴露于侵蚀性过剥离化学成分的时间。可以重复该工艺，直到从衬底上的图案化区域和未图案化区域都去除大部分掩模。在一些实施例中，通过聚合物沉积形成的保护层可以在剥离室中原位完成，然后进行侵蚀性剥离工艺以去除保护层和掩模层。在一些实施例中，可以在电介质刻蚀工艺之后在刻蚀室中执行聚合物沉积。根据本公开的示例性实施例，衬底可以被转移到剥离室以剥离聚合物和硬掩模。可以使用任何合适的沉积工艺，例如化学气相沉积，进行聚合物沉积。

[0036] 图2描绘了用于从衬底50去除硬掩模55的剥离工艺的概述，衬底50包括具有未图案化区域54和一个或多个高纵横比结构的图案化区域52。图案化区域54中的高纵横比结构可以至少部分地由夹在硅之间的氧化物和氮化物的交替层形成。在一些实施例中，硬掩模55可以是掺杂的非晶碳硬掩模(例如，掺硼非晶硬掩模)。

[0037] 图2(a)示出了电介质刻蚀工艺之后的衬底50。如图所示，衬底50包括硬掩模55。硬掩模55在未图案化区域54上相对于图案化区域52来讲较厚。如图2(b)所示，第一步骤可包括在衬底50上沉积聚合物层60。聚合物层60可以是使用聚合物沉积工艺形成的聚合物层。如图所示，聚合物层60可以插入或堵塞图案化区域52中的高纵横比结构。

[0038] 在一些实施例中，聚合物层60可以在剥离工艺期间原位形成在衬底50上(同时衬底在处理室中)。例如，可以在处理室中提供诸如CH4、H2、N2、Ar或其组合的气体以在10毫托至5托的压力范围内形成聚合物，并且沉积聚合物作为聚合物层60，聚合物层60堵塞衬底50上的图案化区域52中的一个或多个高纵横比结构。其他可能的气体可用于聚合物沉积。例如，CxHyFz可以与任何其他H2、CxHy(CH4、C2H4、C3H6、C4H8等)结合以形成聚合物层60。在一些实施例中，聚合物层可以在较低压力下沉积，例如在小于100毫托的压力下。例如，聚合物层可以在小于100毫托的压力下沉积在刻蚀处理室中。在一些实施例中，聚合物层可以在低于100℃的温度下沉积。

[0039] 如图2(c)所示，聚合物沉积步骤之后可以是掺杂的非晶碳层(例如掺硼非晶碳层)剥离工艺，以从衬底中缓慢去除保护层60和硬掩模55。在一些实施例中，图2(b)和2(c)的工艺可以重复多次，直到基本上所有的硬掩模55被去除为止，如图2(d)所示。

[0040] 在一些实施例中，沉积聚合物层60的步骤可以不包括堵塞高纵横比结构，如图2(b)所示。而是聚合物层可以沿着高纵横比结构的侧壁沉积，如图3所示。聚合物沉积步骤之后可以是掺杂的非晶碳层(例如掺硼非晶碳层)剥离工艺，以从衬底中缓慢去除保护层60和硬掩模55。下面提供关于用于去除掩模的示例性剥离工艺的细节。聚合物沉积工艺和剥离工艺可以重复多次，直到基本上所有的硬掩模55被去除，如图2(d)所示。

[0041] 根据本公开的示例方面，在从衬底中剥离硬掩模之前使用聚合物沉积工艺在衬底上提供聚合物层可以降低衬底上的图案化区域和未图案化区域之间的剥离工艺的选择性要求，并且可以扩大工艺窗口。这可以使得使用掺杂的非晶碳硬掩模(例如掺硼非晶碳硬掩模)更可行。剥离工艺可以用较低成本的等离子体剥离室进行。

[0042] 可以在等离子体反应器中进行根据本公开的示例方面的可以沉积聚合物层和可以去除掺杂的非晶碳掩模衬底的方法。在一个特定实施例中，可以使用下游电感耦合等离子体(ICP)源。然而，本公开的掩模去除剥离工艺还考虑了其他等离子体技术，例如微波下游剥离技术或平行板/电感耦合等离子体刻蚀技术。感应等离子体源通常用于等离子体处理，以产生用于处理半导体衬底的高密度等离子体和反应物质。例如，感应等离子体源可以使用标准的13.56MHz和低频发电机容易地产生高密度等离子体。结合RF偏置的感应等离子体源也已用于刻蚀机，例如，以提供对晶片的离子能量和离子通量的独立控制。

[0043] 对于某些等离子体剥离工艺(例如掩模去除)，通常不希望将半导体晶片直接暴露于等离子体。关于这个方面，等离子体可以在远离处理室的地方(例如，下游)形成，之后期望的颗粒被引导到半导体衬底，例如，通过对中性粒子透明并且对等离子体不透明的栅格。这样的工艺可能需要高RF功率(例如，高达约6000瓦(W))，并且在一些情况下需要高气流(例如，大约每分钟20000标准状态立方厘米(sccm))和高压(例如，最高达约5000毫托(mTorr))。在一些实施例中，根据本公开的示例性实施例，聚合物沉积工艺可以在例如刻蚀室的单独的腔室中发生，并且被转移到剥离室以剥离掺杂的非晶碳硬掩模。

[0044] 图4描绘了可以在本公开所体现的工艺中使用的示例性等离子体处理设备100。首先，预计根据晶片的表面积定制诸如流速和RF功率之类的参数，例如，450mm晶片(1590平方厘米面积)需要300毫米晶圆(707平方厘米面积)的2.25倍的气体流量和功率，而200毫米晶圆(314平方厘米表面积)需要300毫米晶圆(707平方厘米表面积)的0.44倍的流量和功率。还应理解，如本领域普通技术人员所知，在不背离本公开范围的情况下，可以使用任何其他合适的等离子体反应器，包括但不限于微波技术或平行板技术。

[0045] 如图所示，等离子体反应器100包括处理室110和与处理室110分离的等离子体室120。处理室110包括可操作以托住衬底114(将从该衬底114中去除掩模)的衬底支托器或基座112。在等离子体室120(即，等离子体产生区域)中产生感应等离子体，然后通过在网格
116中提供的孔将期望的颗粒从等离子体室120引导到衬底114的表面，网格116将等离子体室120与处理室110(即下游区域)分隔开。

[0046] 等离子体室120包括电介质侧壁122和顶板124。电介质侧壁122和顶板124限定等离子体室内部125。电介质侧壁122可由任何电介质材料形成，例如石英。感应线圈130围绕等离子体室120设置在电介质侧壁122附近。感应线圈130通过合适的匹配网络132耦合到RF发电机134。可以从气体源150和环形气体分配通道151向室内提供反应物和载气。当利用来自RF功率发生器134的RF功率激励感应线圈130时，在等离子体室120中感应出基本上感应的等离子体。在特定实施例中，等离子体反应器100可以包括可选的法拉第屏蔽罩128，以减少感应线圈130与等离子体的电容耦合。

[0047] 为了提高效率，等离子体反应器100可任选地包括设置在腔室内部125中的气体注入插入件140。气体注入插入件140可以可去除地插入腔室内部125中或者可以是等离子体室120的固定部分。在一些实施例中，气体注入插入件可以限定靠近等离子体室的侧壁的气体注入通道。气体注入通道可将工艺气体供给到靠近感应线圈的腔室内部并进入由气体注入插入件和侧壁限定的主动(active)区域。主动区域在等离子体室内部提供用于主动加热电子的受限区域。窄的气体注入通道防止等离子体从腔室内部扩散到气体通道中。气体注入插入件迫使工艺气体通过主动区域，在该主动区域中电子被主动加热。

[0048] 在一些实施例中，根据本公开的示例方法的掩模去除方法可以在包含高纵横比沟槽的衬底上进行，所述沟槽是由夹在硅之间的交替的氧化物和氮化物层形成。在一些情况下，氧化物层和氮化物层的数量可以高达15或更多层，例如约20至25层。

[0049] 无论等离子体处理的次数和具体类型如何，用于从衬底中去除掺杂的非晶碳掩模的等离子体可包括含氧气体、含卤素气体和含氢的还原气体的混合物。含氧气体可包括但不限于二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)，一氧化二氮(N2O)或其组合。含卤素的气体可包括氟，并且在一些实施例中，可由化学式CHxFy表示。在一个实施例中，含卤素的气体可以是四氟化碳(CF4)，但应理解的是，使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员可以使用已知的任何合适的含卤素气体。含氢的还原气体可以是分子氢(H2)、氨(NH3)、甲烷(CH4)或含氢的稀释气体混合物。具有惰性气体的稀释物也可用作气体混合物的一部分。在某些实施例中，惰性气体可包括氮气(N2)或稀有气体，例如氩气(Ar)或氦气(He)，或其组合。

[0050] 无论在本公开的示例性掩模去除工艺中使用的特定含氧气体、含卤素气体或还原气体如何，含卤素气体的存在量可以为总气体体积的约0.25％至约4％的含量，例如总气体体积的约0.5％至约3％，例如总气体体积的约1％至约2％。此外，含氢还原气体的浓度与含卤素气体的浓度之比(例如H2与CF4的比率)可以为0至3。在一些实施例中，含氢气体与含卤素气体的比率范围为约0.001至约3，例如约0.002至约2.0，例如约0.8至约1.8。

[0051] 可以以各种流速将含氧气体、含卤素气体和还原气体(即含氢气体)和可选的惰性气体引入等离子体产生室和处理室。例如，当处理两个直径均为约300mm的衬底时，含氧气体的流速可为约50至约20000sccm，例如约1000sccm至约10000sccm，例如约3000sccm至约8000sccm。同时，含卤素气体可具有约10sccm至约400sccm的流速，例如约20sccm至约
200sccm，例如约30sccm至约160sccm。此外，含氢还原气体可具有约30sccm至约600sccm的流速，例如约50sccm至约400sccm，例如约100sccm至约200sccm。另外，惰性气体可具有约
0sccm至约10000sccm的流速，例如约10sccm至约8000sccm，例如约20sccm至约6000sccm。

[0052] 基于衬底的表面积(例如，单个300mm直径的衬底具有约706.5平方厘米(cm2)表面积)，这对应于可具有约0.03sccm/cm2至约15sccm/cm2流速的含氧气体，例如约0.7sccm/cm2至约7.25sccm/cm2，例如约2sccm/cm2至约5.75sccm/cm2。同时，这对应于可具有约0.007sccm/cm2至约0.3sccm/cm2的流速的含卤素的气体，例如约0.014sccm/cm2至约
0.15sccm/cm2，例如约0.02sccm/cm2至约0.12sccm/cm2。此外，这对应于可具有约0.02sccm/cm2至约0.5sccm/cm2的流速的含氢还原气体，例如约0.035sccm/cm2至约0.3sccm/cm2，例如
2 2 2
0.07sccm/cm至约0.15sccm/cm。此外，这相当于使用惰性气体，其流速为约0sccm/cm 至约
7sccm/cm2，例如约0.007sccm/cm2至约5.75sccm/cm2，例如约0.014sccm/cm2至约4.25sccm/cm2。

[0053] 此外，可以在变化的温度、功率和压力水平下进行掩模去除。例如，掩模去除期间的温度范围可以为约5℃至约300℃，例如约10℃至约150℃，例如约15℃至约50℃。另外，应该理解，待处理的衬底可以在真空、大气热浸(atmospheric heat soak)或灯基预热下预热。另外，用于处理300mm直径衬底的RF源功率可以在约300W至约6000W的范围内，例如从约1000W至约5500W，例如从约3000W至约5000W。同时，应当理解的是，可以以与上述气体流速相同的方式，基于待处理衬底的表面积来上调或下调源功率。因此，例如，当处理直径为约
100mm至约500mm，例如直径为约200mm至约450mm的衬底时，源功率可在约125W至约13500W的范围内，例如从约425W到约12375W，例如从约1300W到约11250W。

[0054] 此外，可以在不同的压力下进行掩模去除。例如，压力可以为约1毫托至约4000毫托，例如约250毫托至约1500毫托，例如约400毫托至约600毫托。

[0055] 另外，在掩模去除期间，可以基于待处理衬底中的沟槽或沟道的CD和纵横比，将衬底(要从该衬底中去除掺杂的非晶碳掩模)处理特定的时间。例如，处理时间可以为约1秒至约600秒，例如约5秒至约450秒，例如约10秒至约300秒。

[0056] 图5描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性剥离方法(400)的流程图。方法(400)可以至少部分地，例如在一个或多个等离子体处理设备中实施，例如图4中所示的设备100。另外，出于说明和讨论的目的，图5描绘了以特定顺序执行的步骤。本领域普通技术人员使用本文提供的公开内容，将理解的是，在一些实施例中在不脱离本公开范围的情况下可以以各种方式对于本文描述的任何方法或者工艺的步骤进行调整、扩展、重新布置、同时执行、省略、重复和/或修改。

[0057] 在(402)处，该方法可包括将衬底放置在等离子体处理设备中。衬底可包括具有一个或多个高纵横比结构的图案化区域。衬底可包括不包含高纵横比结构的未图案化区域。一个或多个高纵横比结构可以至少部分地由夹在硅之间的氧化物和氮化物的交替层形成。
掺杂的非晶碳掩模层(例如，掺硼非晶碳掩模层)可被包含在图案化区域和/或未图案化区域上。在一些情况下，未图案化区域上的掺杂非晶碳掩模层可能比图案化区域上的更厚。

[0058] 在(404)处，该方法可以包括在等离子体处理设备(例如，剥离室)中执行聚合物沉积工艺，以在衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层。如上所述，在一些实施例中，聚合物沉积工艺可用于阻塞在衬底上的一个或多个高纵横比结构。在一些实施例中，聚合物沉积工艺可用于在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。本文所述的任何合适的聚合物沉积工艺可用于在衬底的图案化区域的至少一部分上形成聚合物层。

[0059] 在(406)处，该方法可以包括在等离子体处理设备中执行等离子体剥离工艺以去除掩模层和聚合物层的至少一部分。等离子体剥离工艺可以是本文所述的任何掩模去除工艺。可以重复执行块(404)和(406)，直到掩模层和/或聚合物层已经从衬底中充分去除。

[0060] 图6描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性剥离方法(500)的流程图。出于说明和讨论的目的，图6描绘了以特定顺序执行的步骤。本领域普通技术人员使用本文提供的公开内容，将理解的是，在一些实施例中在不脱离本公开范围的情况下可以以各种方式对于本文描述的任何方法或者工艺的步骤进行调整、扩展、重新布置、同时执行、省略、重复和/或修改。

[0061] 在(502)处，该方法可以包括将衬底放置在第一等离子体处理设备(例如，刻蚀室)中的衬底支托器上。衬底可包括具有一个或多个高纵横比结构的图案化区域。衬底可包括不包含高纵横比结构的未图案化区域。一个或多个高纵横比结构可以至少部分地由夹在硅之间的氧化物和氮化物的交替层形成。掺杂的非晶碳掩模层(例如，掺硼的非晶碳掩模层)可以包括在图案化区域和/或未图案化区域上。在一些情况下，未图案化区域上的掺杂非晶碳掩模层可能比图案化区域上的更厚。

[0062] 在执行刻蚀工艺之后，该方法可以包括在第一等离子体处理设备中执行聚合物沉积工艺，以在衬底的图案化区域的至少一部分上沉积聚合物层(504)。如上所述，在一些实施例中，聚合物沉积工艺可用于在衬底上阻塞一个或多个高纵横比结构。在一些实施例中，聚合物沉积工艺可用于在一个或多个高纵横比结构的侧壁上形成聚合物层。本文所述的任何合适的聚合物沉积工艺可用于在衬底的图案化区域的至少一部分上形成聚合物层。

[0063] 在(506)处，该方法可包括将衬底转移到第二等离子体处理设备。例如，该方法可包括将衬底转移到剥离室。图4描绘了可以根据本公开的示例性实施例使用的示例性剥离室。

[0064] 在(508)处，该方法可以包括在等离子体处理设备中执行等离子体剥离工艺以去除掩模层和聚合物层的至少一部分。等离子体剥离工艺可以是本文所述的任何掩模去除工艺。

[0065] 尽管已经针对本发明的具体示例性实施例详细描述了本发明，但是应当理解的是，本领域技术人员在获得对前述内容的理解之后可以容易地对这些实施例产生改变、变化和变型。因此，本公开的范围是示例性的而不是限制性的，并且本公开内容并不排除包含对本发明的这些修改、变化和/或添加，这一点对于本领域普通技术人员来讲将是显而易见的。

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