[發明專利]用于蝕刻的快速氣體切換

有效

• 申請號: 201410377267.2
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104347341B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 薩拉瓦納普里亞·西里拉曼;亞歷山大·帕特森
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務所31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發明涉及半導體器件的形成。更確切地說，本發明涉及需要蝕刻特征的半導體器件的形成。

背景技術

在半導體晶片處理期間，在蝕刻期間，可以使用不同的等離子體工藝。然而，目前的等離子體蝕刻工藝有必要進一步改善。

發明內容

為了實現上述目的并且根據本發明的目的，提供了一種用于在具有內部噴射區氣體進給裝置以及外部噴射區氣體進給裝置的等離子體腔室中對層進行蝕刻的方法。將所述層放置于所述等離子體腔室中。從所述內部噴射區氣體進給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體，其中在從所述內部噴射區氣體進給裝置提供所述脈沖蝕刻氣體期間，來自所述內部噴射區氣體進給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降(ramp down)至零。從所述外部噴射區氣體進給裝置以第一頻率并且與來自所述內部噴射區氣體進給裝置的所述脈沖蝕刻氣體同時且異相地提供脈沖蝕刻氣體，其中所述外部噴射區圍繞所述內部噴射區，其中在從所述外部噴射區氣體進給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體期間，來自所述外部噴射區氣體進給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。在從所述內部噴射區氣體進給裝置提供脈沖蝕刻氣體以及從所述外部噴射區氣體進給裝置提供脈沖氣體的同時，使蝕刻氣體形成等離子體以對所述層進行蝕刻。

在本發明的另一個表現形式中，提供了一種用于在具有內部噴射區氣體進給裝置和外部噴射區氣體進給裝置的等離子體腔室中對層進行蝕刻的方法。將所述層放置于所述等離子體腔室中。從所述內部噴射區氣體進給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體。從所述外部噴射區氣體進給裝置以第一頻率并且與來自所述內部噴射區氣體進給裝置的脈沖蝕刻氣體同時且異相地提供脈沖蝕刻氣體。在從所述內部噴射區氣體進給裝置提供脈沖蝕刻氣體以及從所述外部噴射區氣體進給裝置提供脈沖氣體的同時，使蝕刻氣體形成等離子體以對所述層進行蝕刻。

在本發明的另一個表現形式中，提供了一種用于對晶片上的蝕刻層進行蝕刻的裝置。等離子體處理腔室包括形成等離子體處理腔室外殼的腔室壁。襯底支撐件在所述等離子體處理腔室外殼內支撐晶片。壓力調節器調節所述等離子體處理腔室外殼中的壓力。至少一個電極為所述等離子體處理腔室外殼提供功率以維持等離子體。內部噴射區氣體進給裝置將氣體提供到所述等離子體處理腔室外殼中。圍繞所述內部噴射區氣體進給裝置的外部噴射區氣體進給裝置將氣體提供到所述等離子體處理外殼中。氣體出口用于將氣體從所述等離子體處理腔室外殼中排出。至少一個RF電源電連接至所述至少一個電極。提供氣體源。具有至少1Hz的切換速度的開關在所述氣體源與所述內部噴射區氣體進給裝置和所述外部噴射區氣體進給裝置之間進行流體連接，其中所述開關能夠以第一頻率向所述內部噴射區氣體進給裝置提供脈沖氣體，并且能夠以所述第一頻率并且與向所述內部噴射區氣體進給裝置提供脈沖氣體異相地向所述外部噴射區氣體進給裝置提供脈沖氣體。

下文將在本發明的詳細描述中并且結合以下附圖更詳細地描述本發明的這些和其它特征。

附圖說明

通過舉例的方式而非通過限制的方式在附圖的圖中圖解本發明，并且其中相似的附圖標記指代相似的元件，并且其中：

圖1是可以用于本發明的一個實施方式中的方法的高級流程圖。

圖2A-B是根據本發明的一個實施方式處理的堆層(stack)的示意性剖視圖。

圖3是可以用于實施本發明的等離子體處理腔室的示意圖。

圖4圖示了適用于實現用于本發明的實施方式中的控制器的計算機系統。

圖5A-B是蝕刻氣體脈沖的圖表。

圖6是晶片副產物分布的圖表。

具體實施方式

現在將參考如附圖中所圖示的本發明的幾個優選實施方式來詳細描述本發明。在以下描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的全面理解。然而，對于本領域技術人員來說將顯而易見的是，可以在不存在這些具體細節中的一些或全部的情況下實施本發明。在其它情況下，未對公知的工藝步驟和/或結構進行詳細描述以免不必要地使本發明不清晰。

為了便于理解，圖1是可以用于本發明的蝕刻特征的一個實施方式中的方法的高級流程圖。提供有蝕刻層的襯底(步驟104)。從內部噴射區氣體進給裝置以第一頻率使蝕刻氣體脈沖化(步驟108)。從外部噴射區氣體進給裝置以該第一頻率并且與來自所述內部噴射區氣體進給裝置的脈沖蝕刻氣體異相地使蝕刻氣體脈沖化(步驟112)。使所述蝕刻氣體形成等離子體(步驟116)。

示例