專利名稱：用于硅蝕刻的無機(jī)快速交變處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)由掩膜通過蝕刻硅層而在半導(dǎo)體晶片上獲得結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
從成像產(chǎn)品和存儲器至高速邏輯電路以及高壓器件產(chǎn)品等各種技術(shù)領(lǐng)域都使用含硅(Si)通孔和Si溝槽的硅半導(dǎo)體。一種新興的主要依賴于通過硅半導(dǎo)體晶片形成的通孔(TSVs)的技術(shù)是三維(3D)集成電路(1C)。通過堆疊變薄的半導(dǎo)體晶圓芯片并且通過利用通硅通孔(TSVs)使所述變薄的半導(dǎo)體晶圓芯片交互而創(chuàng)造3D 1C。另ー種新興的依賴于刻入硅半導(dǎo)體晶片(Si深溝槽)中的溝槽的技術(shù)是功率(power)器件
發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)前述意圖，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種在等離子體處理室中將特征蝕刻到位于掩膜之下的諸如結(jié)晶硅晶片或者多晶硅等硅襯底中的方法。通過掩膜蝕刻硅襯底，其包含多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包含側(cè)壁沉積階段和蝕刻階段。該側(cè)壁沉積階段包括向等離子體處理室中提供包括含硅化合物氣體以及氧氣、氮氣或者NOx中的至少ー種的側(cè)壁沉積階段氣體流，其中x=l，2 ;在該等離子體處理室中由該側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體；以及停止向該等離子體處理室提供該側(cè)壁沉積氣體流。該蝕刻階段包括向該等離子體處理室中提供包含鹵素成分的蝕刻氣體流；在該等離子體處理室由該蝕刻氣體形成等離子體；以及停止向等離子體處理室提供蝕刻氣體流。在本發(fā)明的另ー示例中，提供了一種在等離子體處理室中將特征蝕刻到位于掩膜下的硅襯底中的方法。通過掩膜蝕刻該硅襯底包括至少10個循環(huán)，其中每個循環(huán)包含側(cè)壁沉積階段和蝕刻階段。該側(cè)壁沉積階段包括向等離子體處理室中提供包括含硅烷氣體以及氧氣、氮氣或者NOx中的至少ー種的側(cè)壁沉積階段氣體流，其中X=l，2 ;在該等離子體處理室中由該側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體；以及停止向該等離子體處理室提供該側(cè)壁沉積氣體流。該蝕刻階段包括向該等離子體處理室中提供包含SF6的蝕刻氣體流；在該等離子體處理室中由該蝕刻氣體形成等離子體；以及停止向該等離子體處理室提供該蝕刻氣體流。在本發(fā)明的另ー示例中，提供了用于選擇性蝕刻位于掩膜下的硅襯底的裝置。提供了一種等離子體處理室，其包括形成等離子體處理室封殼的室壁；用于在該等離子體處理室封殼內(nèi)支撐晶片的襯底支撐件；用于調(diào)節(jié)該等離子體處理室封殼內(nèi)的壓強的壓強調(diào)節(jié)器；用于提供功率至該等離子體處理室封殼以維持等離子體的至少ー個電極；用于提供氣體至該等離子體處理室封殼內(nèi)的氣體入口 ；以及用于從該等離子體處理室封殼內(nèi)排放氣體的氣體出口。氣體源與該氣體入口流體連通并且包含含硅化合物氣體源，氧氣、氮氣或者NOx氣體源，以及齒素成分氣體源?？刂破骺煽氐剡B接到所述氣體源和所述至少ー個電極上，并且包括至少ー個處理器和計算機(jī)可讀介質(zhì)。該計算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于通過掩膜蝕刻硅襯底的計算機(jī)可讀代碼，該蝕刻包括多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括用于提供側(cè)壁沉積階段的計算機(jī)可讀代碼和用于提供蝕刻階段的計算機(jī)可讀代碼，該用于提供側(cè)壁沉積階段的計算機(jī)可讀代碼包括用于向等離子體處理室中提供包括來自所述含硅化合物氣體源的含硅化合物氣體以及來自所述氧氣、氮氣或者NOx (其中x=l，2)氣體源中的氧氣、氮氣或者NOx中的至少ー種的側(cè)壁沉積階段氣體流的計算機(jī)可讀代碼，用于在等離子體處理室中由該側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體的計算機(jī)可讀代碼，以及用于停止向該等離子體處理室提供該側(cè)壁沉積氣體流的計算機(jī)可讀代碼；該用于提供蝕刻階段的計算機(jī)可讀代碼包括用于向該等離子體處理室中提供包含來自所述鹵素成分氣體源的鹵素成分的蝕刻氣體 流的計算機(jī)可讀代碼，用于在該等離子體處理室由該蝕刻氣體形成等離子體的計算機(jī)可讀代碼，以及用于停止向該等離子體處理室提供該蝕刻氣體流的計算機(jī)可讀代碼。下面將在本發(fā)明的具體實施方式
中結(jié)合附圖對本發(fā)明的這些以及其他特征進(jìn)行更詳細(xì)的描述。


本發(fā)明在附圖中通過示例而非限制的方式進(jìn)行說明，附圖中相似的參考數(shù)字指的是相似的元件，其中圖I是本發(fā)明的實施方式的流程圖。圖2A-D是使用本發(fā)明的エ藝形成特征的示意圖。圖3是可以用于本發(fā)明的實施方式中的等離子體處理室的示意圖。圖4A-B是可以在實施本發(fā)明的過程中使用的計算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖5是側(cè)壁沉積階段的更詳細(xì)的流程圖。圖6是蝕刻階段的更詳細(xì)的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考如附圖中所闡釋的本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式詳細(xì)描述本發(fā)明。在以下的描述中，提出許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的全面的理解。然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見，沒有這些具體細(xì)節(jié)的一些或者全部本發(fā)明也可以實現(xiàn)。在其它示例中，沒有詳細(xì)描述公知的エ藝步驟和/或結(jié)構(gòu)以免不必要地使本發(fā)明難以理解。在蝕刻通硅通孔(TSVs)和Si深溝槽的過程中，最普遍使用的エ藝是Boschエ藝。在Boschエ藝中，C4F8沉積步驟和SF6蝕刻步驟是交替的。在該C4F8沉積步驟中，沉積有機(jī)聚合物層，以便保護(hù)通孔(和溝槽)的側(cè)壁。在該SF6蝕刻步驟中，由SF6蝕刻Si以形成通孔或者溝槽輪廓(profile)。蝕刻率與蝕刻壓強、SF6流率以及蝕刻時間成正比。問題是，當(dāng)所述蝕刻因素中的任何一個增加吋，由C4F8形成的側(cè)壁有機(jī)聚合物保護(hù)就不再保留。因此，在弓形輪廓和楔形輪廓之間就存在顯著的權(quán)衡問題。當(dāng)蝕刻相對高深寬比特征時，該權(quán)衡問題是更明顯的。使用穩(wěn)定狀態(tài)エ藝蝕刻具有低深寬比的TSVs和Si深溝槽。在穩(wěn)定狀態(tài)TSVs和Si深溝槽蝕刻中，通常使用SF6和O2混合物。在TSVs和Si深溝槽蝕刻中，氧氣與特征側(cè)壁硅反應(yīng)形成硅氧化物，因此側(cè)壁受到保護(hù)，并且弓形的輪廓最小化。另外，足夠的氧氣運行以提高蝕刻率，因為Si與O2反應(yīng)促進(jìn)了 SiF氣體的形成。使用太多的O2是有害的，因為其氧化了側(cè)壁，從而使エ藝進(jìn)展到更接近蝕刻停止。
圖I是本發(fā)明的實施方式的高級流程圖。在該實施方式中，諸如光刻膠等圖案化的掩膜形成于硅層之上(步驟104)。將硅晶片放置在等離子體處理室中(步驟108)。將該硅層進(jìn)行氣體調(diào)節(jié)循環(huán)蝕刻(步驟112)。該氣體調(diào)節(jié)循環(huán)蝕刻包括多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括層沉積階段(步驟116)和蝕刻階段(步驟120)。該層沉積階段使用包含硅化合物以及至少另ー種包含氧氣、氮氣或者NOx (其中x=l，2，或者3)的氣體的沉積氣體。硅化合物是含硅氣體類型。該蝕刻階段包含蝕刻硅的化合物。然后將該掩膜剝離(步驟124)。接著將晶片從該等離子體處理室中移除(步驟128)。在本發(fā)明的實施方式的一個示例中，將被蝕刻的特征是通半導(dǎo)體晶片通孔(TSVs)0在該示例中，掩膜是在硅晶片上的圖案化的光刻膠掩膜(步驟104)。該掩膜可以是有機(jī)的(如光刻膠)或者是無機(jī)的(如氧化物材料，硅氮化物等)。圖2A是硅晶片208的剖面示意圖，在硅晶片208上已經(jīng)形成了圖案化的有機(jī)掩膜204。諸如抗反射涂層(ARC)等ー個或多個中間圖案化層可以被設(shè)置在硅晶片(襯底)208和圖案化有機(jī)掩膜204之間以改善掩膜圖案化工藝。

硅晶片208放置在處理工具中(步驟108)。圖3示意性地圖解了等離子體處理系統(tǒng)300的ー個示例，該等離子體處理系統(tǒng)300可以用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式蝕刻硅晶片的エ藝。該等離子體處理系統(tǒng)300包括等離子體反應(yīng)器302，在等離子體反應(yīng)器302中具有等離子體處理室304。通過匹配網(wǎng)絡(luò)308調(diào)諧的等離子體電源306將功率供給至位于窗312附近的TCP線圈310以在等離子體處理室304中形成等離子體314。TCP線圈(上部電源)310可配置為在處理室304內(nèi)生成均勻擴(kuò)散輪廓。例如，TCP線圈310可被配置為在等離子體314中產(chǎn)生螺旋管形功率分布。設(shè)置窗312以將TCP線圈310與等離子體室304分離，同時容許能量從TCP線圈310傳遞至等離子體室304。由匹配網(wǎng)絡(luò)318調(diào)諧的晶片偏壓電源316向電極320提供功率以在由電極320支撐的晶片322上設(shè)定偏壓?？刂破?24設(shè)定用于等離子體電源306和晶片偏壓電源316的點。等離子體電源306和晶片偏壓電源316可配置為運行于特定無線電頻率，諸如例如13. 56MHz、27MHz、2MHZ、400kHZ、或它們的組合。為了獲得期望的エ藝性能，等離子體電源306和晶片偏壓電源316可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整大小以供給一定范圍的功率。例如，在本發(fā)明的一個實施方式中，等離子體電源306可以供給范圍從100瓦至10000瓦的功率，并且晶片偏壓電源316可以供給范圍從IOV至1000V的偏壓。另外，TCP線圈310和/或電極320可由兩個或更多的分線圈或分電極構(gòu)成，這些分線圈或分電極可由單個電源供電或由多個電源供電。如圖3所示，等離子體處理系統(tǒng)300進(jìn)ー步包括氣體源/氣體供給機(jī)構(gòu)330。氣體源包括沉積階段氣體源332、蝕刻階段氣體源334以及任選地額外氣體源336。氣體源332、334和336通過氣體入口 340與處理室304流體連接。氣體入口 340可以位于室304中的任意有利位置處，并且可具有任何用于噴射氣體的形式，例如單個噴嘴或者噴頭。然而，優(yōu)選的是，氣體入ロ 340可配置為生成“可調(diào)諧”氣體噴射輪廓，這使得可對流到處理室304中的多個區(qū)的氣體的各個流進(jìn)行単獨調(diào)節(jié)。處理氣體和副產(chǎn)物經(jīng)由壓強控制閥342和泵344從室304移除，這還用于在等離子體處理室304內(nèi)保持特定壓強。氣體源/氣體供給機(jī)構(gòu)330由控制器324控制。由Lam Research Corporation提供的2300Syndion系統(tǒng)可用于實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。
圖4A和4B顯示了計算機(jī)系統(tǒng)400，其適于使用作為所述處理工具的控制器。這樣的控制器可以用于在不同處理室之間輸送襯底，并且控制處理室內(nèi)的エ藝。圖4A顯示了計算機(jī)系統(tǒng)的ー種可能的物理形式，其可以用于控制器324。當(dāng)然，該計算機(jī)系統(tǒng)可具有多種物理形式，范圍從集成電路、印刷電路板、以及小的手持設(shè)備直到巨大的超級計算機(jī)。計算機(jī)系統(tǒng)400包括監(jiān)控器402、顯不器404、外殼406、磁盤驅(qū)動器408、鍵盤410、和鼠標(biāo)412。磁盤414是用于轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)到計算機(jī)系統(tǒng)400以及從計算機(jī)400中轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的計算機(jī)可讀介質(zhì)。圖4B是計算機(jī)系統(tǒng)400的示例性的框圖。連接到系統(tǒng)總線420的是各種各樣的子系統(tǒng)。處理器422 (也稱為中央處理單元或CPU)聯(lián)接到存儲設(shè)備，包括存儲器424。存儲器424包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知的，ROM用作單向地將數(shù)據(jù)和指令轉(zhuǎn)移到CPU，以及RAM通常用于以雙向方式轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和指令。這兩種類型的存儲器都可包括下述的任何合適類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)。固定磁盤426也雙向聯(lián)接到CPU422 ;其提供了額外的數(shù)據(jù)存儲容量并且也可包括下述的任何計算機(jī)可讀介質(zhì)。固定磁盤426可用于存儲程序、數(shù)據(jù)及其類似信息資料，并且通常是次級(secondary)存儲介 質(zhì)(如硬盤)，其比主存儲器慢。應(yīng)理解，在適當(dāng)?shù)那闆r下，保存在固定磁盤426中的信息可以作為虛擬內(nèi)存以標(biāo)準(zhǔn)的方式納入存儲器424?？梢苿哟疟P414可以是下述的任何計算機(jī)可讀介質(zhì)的形式。CPU422也聯(lián)接到各種輸入/輸出設(shè)備，如顯示器404、鍵盤410、鼠標(biāo)412和揚聲器430。一般情況下，輸入/輸出設(shè)備可以是以下任意的設(shè)備視頻顯示器，軌跡球，鼠標(biāo)，鍵盤，麥克風(fēng)，觸摸敏感顯示器，轉(zhuǎn)換讀卡器，磁性或紙帶閱讀器，圖形輸入板，觸針，語音或手寫識別器，生物識別器，或其他計算機(jī)?？蛇x地，CPU422可使用網(wǎng)絡(luò)接ロ 440聯(lián)接到其他計算機(jī)或遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)。具有這樣的網(wǎng)絡(luò)接ロ，可預(yù)期該CPU可從網(wǎng)絡(luò)接收信息或者在實施上述方法步驟的過程中向網(wǎng)絡(luò)輸出信息。進(jìn)ー步，本發(fā)明的方法實施方式可僅在CPU422上執(zhí)行或可以在諸如互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)上連同分享部分處理的遠(yuǎn)程CPU —起執(zhí)行。此外,本發(fā)明的實施方式進(jìn)ー步涉及帶有計算機(jī)可讀介質(zhì)的計算機(jī)存儲產(chǎn)品，在該計算機(jī)可讀介質(zhì)上具有計算機(jī)代碼以實施各種計算機(jī)執(zhí)行操作。該介質(zhì)和計算機(jī)代碼可以是那些用于本發(fā)明目的的具體設(shè)計和構(gòu)建的介質(zhì)和代碼，或者也可以是那些對于計算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員來說公知的以及可獲得的介質(zhì)或代碼。示例性的有形的計算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于磁性介質(zhì)，如硬盤，軟盤，和磁帶；光學(xué)介質(zhì)，如CO-ROM和全息設(shè)備；磁光介質(zhì)，如光磁軟盤；以及具體配置為存儲或執(zhí)行程序代碼的硬件設(shè)備，如專用集成電路(ASIC)，可編程邏輯器件(PLD)和ROM以及RAM器件。示例性的計算機(jī)代碼包括如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼，以及包含通過計算機(jī)使用翻譯器執(zhí)行的高級代碼的文件。計算機(jī)可讀介質(zhì)也可以是由計算機(jī)數(shù)據(jù)信號傳送的計算機(jī)代碼，該計算機(jī)數(shù)據(jù)信號體現(xiàn)在載波上井代表可由處理器執(zhí)行的指令序列。對硅層進(jìn)行氣體調(diào)節(jié)循環(huán)蝕刻(步驟112)。該氣體調(diào)節(jié)循環(huán)蝕刻包括多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括層沉積階段(步驟116)和蝕刻階段(步驟120)。圖5是該層沉積階段的更詳細(xì)的流程圖。包含含硅化合物(例如氣態(tài)，SiH, SiCl4等)以及氧氣、氮氣或者NOx (x=l,2)的沉積氣體流入等離子體處理室304中(步驟504)。在該示例中，沉積氣體為lOOsccm的SiF4以及160sccm的02。使沉積氣體形成等離子體(步驟508)。壓強被設(shè)定在50mTorr。提供13. 56MHz的2500瓦的TCP輸入功率。提供100伏的偏壓。在0. 6秒后，停止沉積氣體流以及該層沉積階段(步驟508)。更通常地，該沉積階段在0. I秒和0. 2秒之間。不受猜想的限制，相信SiF4與氧氣的化合作用導(dǎo)致在所蝕刻的硅特征的側(cè)壁上形成娃氧化物(SiOx)或者娃氧氟(SiOxFy) (silicon oxifIouride)層,其中來自蝕刻氣體化學(xué)成分的硅與氧氣形成硅氧化物，該硅氧化物沉積在蝕刻特征的側(cè)壁以及光刻膠掩膜204上?；旌嫌醒鯕馀c氮氣和/或NOxU=I至2)的含硅化合物形成氮氧化硅，該氮氧化硅沉積在蝕刻特征的側(cè)壁以及光刻膠掩膜204上。含硅氣體類物與氮氣的化合作用形成氮化硅，該氮化硅沉積在蝕刻特征的側(cè)壁以及光刻膠掩膜204上。圖2B示出了在完成第一沉積階段后，在光刻膠掩膜204上形成的硅氧化物沉積層212。應(yīng)注意，這樣的附圖不是按比例繪制的。該沉積層可以比所示出的薄很多，但是這樣繪制以便能清晰地看到該沉積層。圖6是蝕刻階段的更詳細(xì)的流程圖(步驟120)。包含鹵素成分的蝕刻氣體流入等離子體處理室304中(步驟604)。在該示例中，該氣體為1200sccm的SF6。該蝕刻氣體形成等離子體(步驟608)。壓強設(shè)置為80mTorr。提供13. 56MHz的2500瓦的TCP輸入功率。提供100伏的偏壓。在I. 2秒后，停止蝕刻氣體流以及該蝕刻階段(步驟612)。更通常地， 該蝕刻階段可以從0. 6秒至10秒。優(yōu)選地，該蝕刻階段比該沉積階段時間長幾倍。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，含硅化合物是31 4、5迅、5似4、5迅(17 (x+y=4)或者SiHxFy中的至少ー種。優(yōu)選地，含硅化合物可以是硅烷氣體。優(yōu)選的鹵素成分是氟，因為其提供較高的硅去除率。更優(yōu)選地，蝕刻氣體還包括氧氣、氮氣或者NOx，其中x=l，2。優(yōu)選地,含硅化合物與氧氣、氮氣或者NOx的容積比在I: I至30:1之間。更優(yōu)選地,含硅化合物與氧氣、氮氣或者NOx的比在2:1至20:1之間。在該實施方式中，通過在蝕刻氣體中提供氧氣、氮氣或者NOx，在蝕刻過程中，硅側(cè)壁可以形成鈍化層。在該案例中，盡管SiOx層生成率是較慢的。用于沉積薄膜層(SiOx或SiOxFy)的優(yōu)選的方法正從硅源產(chǎn)生。圖2C示出了部分蝕刻的特征216，其中側(cè)壁220已經(jīng)在蝕刻階段形成了。在該示例中，沉積階段形成的沉積層已經(jīng)被蝕刻棹。在其他實施方式中，沉積層中的ー些可以保留。在本發(fā)明的另ー個實施方式中，蝕刻氣體包含鹵素化合物并且是沒有氧氣和氮氣的。更優(yōu)選地，該蝕刻氣體基本由鹵素化合物組成。該實施方式的具體的示例使用eOOsccm的SF6的配方。在該示例中，SF6完全各向同性地蝕刻硅。這對于較高的深寬比方案提供了較有效的和較好的エ藝窗。該エ藝持續(xù)至少10個循環(huán)，直至硅晶片被蝕刻至優(yōu)選的蝕刻深度，如圖2D所示?？梢允褂煤罄m(xù)的背部研磨エ藝124以去除該晶片的一部分，使得通孔通過該晶片。已發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中所使用的硅氧化物或者硅氮化物側(cè)壁鈍化層是較抗蝕刻的。已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的實施方式通過消除底切、弓形以及減少楔形特征而提供了改善的輪廓控制。已發(fā)現(xiàn)，同時執(zhí)行各步驟沒有提供期望的控制，在該案例中，底切和弓形是較大的。因此，這些步驟按順序執(zhí)行。除了改善的輪廓外，鈍化層比通過Boschエ藝產(chǎn)生的規(guī)則的聚合物層更強健使得可以使用更具侵蝕性和更快的蝕刻エ藝。在這里所提供的本エ藝的另一方案中，在蝕刻過程中添加氧氣和氮氣成分使得在蝕刻過程中能形成鈍化層，從而使得在沉積階段可以形成較薄的鈍化層。沉積氣體和鈍化氣體是不同的。優(yōu)選地，沉積氣體是無鹵素的。優(yōu)選地，蝕刻氣體不包含含硅氣體，例如硅烷。蝕刻氣體和沉積氣體是不混合的，已發(fā)現(xiàn)這需要提供更多控制。盡管已經(jīng)根據(jù)多個優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，存在落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的改動、置換和替代的等同方案。還應(yīng)當(dāng)注意的是，存在實現(xiàn)本發(fā)明的方法和裝置的多種 可選方式。因此，意圖是，隨附的權(quán)利要求書被解釋為包含落在本發(fā)明的主g和范圍內(nèi)的全部這些改動、置換和替代的等同方案。
權(quán)利要求
1.一種用于在等離子體處理室中將特征蝕刻至位于掩膜下的硅襯底中的方法，其包括 通過所述掩膜蝕刻所述硅襯底，其包括多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括 側(cè)壁無機(jī)物沉積階段，其包括 向所述等離子體處理室中提供包括含硅化合物氣體和氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種的側(cè)壁沉積階段氣體流，其中x=l，2 ; 在所述等離子體處理室中由所述側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體；以及 停止向所述等離子體處理室中提供所述側(cè)壁沉積氣體流；和蝕刻階段，其包括 向所述等離子體處理室中提供包含鹵素成分的蝕刻氣體流； 在所述等離子體處理室中由所述蝕刻氣體形成等離子體；以及 停止向所述等離子體處理室中提供所述蝕刻氣體流。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述蝕刻氣體還包括氧氣、氮氣或者N0X。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，每一側(cè)壁沉積階段是在O.I秒和2秒之間。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，每一蝕刻階段是在O.6秒和10秒之間。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述掩膜是光刻膠掩膜，在所述蝕刻過程中，通過該光刻膠掩膜蝕刻所述硅。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述含硅化合物氣體選自SiF4、SiCl4、SiH4、SiHxCly(x+y=4)以及 SiHxFy。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述沉積階段氣體具有流量比在I: I至30:1之間的所述含硅化合物氣體和氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個循環(huán)是至少10個循環(huán)。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述鹵素成分包含氟。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述鹵素成分為SF6。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述沉積階段氣體是無鹵素的。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述蝕刻階段是無所述含硅化合物氣體的。
13.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述沉積階段氣體具有流量比在I:I至30:1之間的所述含硅化合物氣體和氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種。
14.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述多個循環(huán)是至少10個循環(huán)。
15.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述鹵素成分包含氟。
16.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述鹵素成分為SF6。
17.一種用于在等離子體處理室中將特征蝕刻至位于掩膜下的硅襯底中的方法，其包括 通過所述掩膜蝕刻所述硅襯底，其包括至少10個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括 側(cè)壁無機(jī)物沉積階段，其包括 向所述等離子體處理室中提供包括含硅烷氣體和氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種的側(cè)壁沉積階段氣體流，其中x=l，2 ; 在所述等離子體處理室中由所述側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體；以及 停止向所述等離子體處理室中提供所述側(cè)壁沉積氣體流；和 蝕刻階段，其包括向所述等離子體處理室中提供包含SF6的蝕刻氣體流； 在所述等離子體處理室中由所述蝕刻氣體形成等離子體；以及 停止向所述等離子體處理室中提供所述蝕刻氣體流。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述蝕刻氣體還包括氧氣、氮氣或者N0X。
19.用于相對于襯底上的硅氧化物基層選擇性蝕刻氮化硅的裝置，其包括 等離子體處理室，其包括 形成等離子體處理室封殼的室壁； 用于將晶片支撐在所述等離子體處理室封殼內(nèi)的襯底支撐件； 用于調(diào)節(jié)所述等離子體處理室封殼內(nèi)的壓強的壓強調(diào)節(jié)器； 用于提供功率至所述等離子體處理室封殼以維持等離子體的至少一個電極； 用于提供氣體至所述等離子體處理室封殼內(nèi)的氣體入口 ；以及 用于從所述等離子體處理室封殼內(nèi)排放氣體的氣體出口； 與所述氣體入口流體連接的氣體源，其包括 含硅化合物氣體源； 氧氣、氮氣或者NOx氣體源；以及 鹵素成分氣體源；和 可控地連接到所述氣體源和所述至少一個電極上的控制器，其包括 至少一個處理器；以及 計算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括 用于通過所述掩膜蝕刻所述硅襯底的計算機(jī)可讀代碼，其包括多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包括 用于提供側(cè)壁沉積階段的計算機(jī)可讀代碼，其包括 用于向所述等離子體處理室中提供包括來自所述含硅化合物氣體源的含硅化合物氣體以及來自所述氧氣、氮氣或者NOx氣體源中的氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種的側(cè)壁沉積階段氣體流的計算機(jī)可讀代碼，其中x=l，2 ; 用于在所述等離子體處理室中由所述側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體的計算機(jī)可讀代碼；以及 用于停止向所述等離子體處理室提供所述側(cè)壁沉積氣體的計算機(jī)可讀代碼；和 用于提供蝕刻階段的計算機(jī)可讀代碼，其包括 用于向該等離子體處理室中提供包含來自所述鹵素成分氣體源的鹵素成分的蝕刻氣體流的計算機(jī)可讀代碼； 用于在所述等離子體處理室中由所述蝕刻氣體形成等離子體的計算機(jī)可讀代碼；以及 用于停止向所述等離子體處理室提供所述蝕刻氣體流的計算機(jī)可讀代碼。
20.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的方法，其中，每一側(cè)壁沉積階段是在O.I秒和2秒之間。
21.如權(quán)利要求1-2以及20中任一項所述的方法，其中，每一蝕刻階段是在O.6秒和10秒之間。
22.如權(quán)利要求1-2以及20-21中任一項所述的方法，其中，所述掩膜是光刻膠掩膜，在所述蝕刻過程中，通過該光刻膠掩膜蝕刻所述硅。
23.如權(quán)利要求1-2以及20-22中任一項所述的方法，其中，所述含硅化合物氣體選自SiF4' SiCl4' SiH4' SiHxCly (x+y=4)以及 SiHxFy0
24.如權(quán)利要求1-2以及20-23中任一項所述的方法，其中，所述沉積階段氣體具有流量比在I: I至30:1之間的所述含硅化合物氣體和氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種。
25.如權(quán)利要求1-2以及20-24中任一項所述的方法，其中，所述多個循環(huán)是至少10個循環(huán)。
26.如權(quán)利要求1-2以及20-25中任一項所述的方法，其中，所述鹵素成分包含氟。
27.如權(quán)利要求1-2以及20-25中任一項所述的方法，其中，所述鹵素成分為SF6。
28.如權(quán)利要求1-2以及20-27中任一項所述的方法，其中，所述沉積階段氣體是無鹵素的。
29.如權(quán)利要求1-2以及20-28中任一項所述的方法，其中，所述蝕刻階段是無所述含硅化合物氣體的。
全文摘要
提供了一種在等離子體處理室中將特征蝕刻到位于掩膜之下的硅襯底中的方法。通過所述掩膜蝕刻硅襯底，其包含多個循環(huán)，其中每個循環(huán)包含側(cè)壁沉積階段和蝕刻階段。該側(cè)壁沉積階段包括向該等離子體處理室中提供包括含硅化合物氣體以及氧氣、氮氣或者NOx中的至少一種的側(cè)壁沉積階段氣體流；在該等離子體處理室中由該側(cè)壁沉積階段氣體形成等離子體；以及停止向該等離子體處理室提供該側(cè)壁沉積氣體流。該蝕刻階段包括提供包含鹵素成分的蝕刻氣體流；在該等離子體處理室由該蝕刻氣體形成等離子體；以及停止提供蝕刻氣體流。
文檔編號H01L21/3065GK102792428SQ201180013792
公開日2012年11月21日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者卡梅利婭·魯蘇, 朝生強 申請人:朗姆研究公司