TWI446438B - 用以控制微負載效應之脈衝偏壓電漿處理 - Google Patents
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Description
本發明係關於蝕刻一有不同長寬比特徵部之層，尤有關於降低在一有開闊及密集特徵部之蝕刻層的蝕刻過程中的微負載效應。
在半導體晶圓製程中，有時候一半導體元件會有開闊及密集特徵部。開闊特徵部有較寬的寬度，而密集特徵部有較窄的寬度。因而半導體元件會有不同長寬比的特徵部。一特徵部的長寬比是特徵部的高度及寬度之間的比例。因此如果所有半導體元件之特徵部的高度幾乎相同，則開闊特徵部有相對低的長寬比，而密集特徵部有相對高的長寬比。
在蝕刻這種有不同長寬比之特徵部的半導體元件時，特別是當特徵部的長寬比為高時，微負或效應變成一普遍的問題。因而開闊特徵部之蝕刻速率較密集特徵部來的快。通常，當開闊特徵部的蝕刻完成時，密集特徵部的蝕刻可能只完成部分，這叫作『長寬比相依蝕刻』。為了完成密集特徵部的蝕刻而繼續蝕刻製程，可能導致開闊特徵部被蝕刻至正在蝕刻層下方的層(如基板)且損傷半導體元件。
為達到上述及遵照本發明的目的，在一實施例中，提供一種透過具有較寬及較窄特徵部的遮罩以蝕刻導電層的方法。通入一穩態蝕刻氣體。提供一穩態RF電力以由此蝕刻氣體而形成電漿。在穩態蝕刻氣體流動期間提供一頻率介於1Hz到10000Hz之間之脈衝偏壓。利用由此蝕刻氣體所形成的電漿，以蝕刻較寬及較窄之特徵部至導電層。
在本發明的另一種表現中，提供一種透過具有較寬及較窄特徵部的遮罩以蝕刻一蝕刻層之電腦執行方法。通入一包含沉積成分及蝕刻成分的穩態蝕刻氣體至電漿室。提供一穩態RF電力以由電漿室中之蝕刻氣體而形成電漿。在穩態蝕刻氣體流到電漿室之期間，提供一頻率介於1Hz到10000Hz之間之脈衝偏壓。利用由此蝕刻氣體所形成的電漿以蝕刻該蝕刻層，以形成具有降低之微負載效應的較寬及較窄蝕刻特徵部。
在本發明的另一種表現中，提供一種透過具有較寬及較窄特徵部的遮罩以蝕刻一蝕刻層之設備。提供一電漿反應裝置，其包含：一電漿處理室；一RF透明窗；一變壓器耦合型電漿(TCP,transformer coupled plasma)線圈，鄰近RF透明窗，用來提供電力以維持一電漿；一與TCP線圈電性相連之TCP電源供應器；一夾頭電極，用以支撐一位於電漿處理室內的半導體基板；一與夾頭電極電性相連之偏壓電源供應器；一用以控制偏壓電源供應器之偏壓電源控制器，其中偏壓電源控制器可致使偏壓電源供應器提供一頻率介於1Hz到10000Hz間之脈衝偏壓電源；一壓力控制閥及一泵浦，用以調節電漿處理室內的壓力；一氣體源，包含一蝕刻氣體成分源及一沉積氣體成分源；及一控制器，以可控之方式與氣體源及TCP線圈相連接。此控制器包含至少一處理器及一電腦可讀媒體。電腦可讀媒體包含具有下列用途之電腦可讀碼：用以通入一包含沉積成分及蝕刻成分的穩態蝕刻氣體至電漿處理室；用以提供一穩態RF電力以由電漿處理室之蝕刻氣體而形成電漿；用以在穩態蝕刻氣體流動期間提供一頻率介於1Hz到10000Hz之間之脈衝偏壓至電漿處理室；及利用由蝕刻氣體所形成之電漿以蝕刻該蝕刻層，形成具有降低之微負載效應的較寬及較窄蝕刻特徵部。
以下將在本發明之詳細說明連同附圖中，對本發明之上述及其他特徵詳加說明。
本發明現在將參照一些較佳的實施例及舉例性附圖詳細地敘述。為了要提供本發明之全面性的了解，許多的具體的細節會在接下來的敘述中提出。然而對熟悉本技藝者，本發明可以在沒有這些具體細節的情況下被實施。在其他情況下，為了避免不必要地混淆本發明，熟知的製程步驟及/或結構並未詳細地描述。
在蝕刻具有不同寬度或不同長寬比之特徵部之半導體元件期間，尤其是當特徵部之長寬比高時，蝕刻速率的微負載效應變成普遍的問題。微負載效應導致開闊特徵部(即較寬寬度的特徵部)之蝕刻速率比密集特徵部(即較窄寬度的特徵部)更快。
為了幫助了解，圖1是一用在發明的實施例中之製程的高階流程圖。以不同長寬比特徵部(即開闊與密集特徵部)圖案化的遮罩層形成在蝕刻層之上(步驟100)。開闊與密集特徵部最終將被蝕刻在蝕刻層上。
通入一穩態蝕刻氣體至蝕刻室(步驟104)。這穩態蝕刻氣體並不使用氣體調節，而是在製程時提供連續流量之相同氣體化學物質。提供一穩態RF電力(步驟108)。這穩態RF電力並非脈衝式的。在這份說明說與申請專利範圍中，穩態被定義為不變化的或非脈衝式的，但並非定值。穩態RF電力轉換蝕刻氣體為蝕刻電漿。提供一脈衝偏壓(步驟112)，此脈衝偏壓之脈衝頻率介於1Hz到10000Hz。脈衝頻率介於10Hz到5000Hz會更好。蝕刻電漿係用來蝕刻該蝕刻層(步驟116)。介於寬特徵部與窄特徵部間的蝕刻速率是平衡的且蝕刻速率微負載效應被消除。
在本發明之具體例子中，蝕刻層是一含鎢層。目標層最好是一鎢層。更廣泛地來說，蝕刻層可為一導電層或一介電層。蝕刻層是一電子導電層為較佳；蝕刻層是一含導電金屬層會更好。為了蝕刻含鎢層，含鎢層及相關的疊層必須放置在一電漿處理室中。圖2是電漿處理系統200之示意圖，其包含電漿處理工具201。電漿處理工具201是一感應耦合電漿蝕刻工具且包含其中具有一電漿處理室204之電漿反應裝置202。變壓器耦合型電漿(TCP,transformer coupled plasma)電源控制器250及偏壓電源控制器255分別控制影響在電漿室204中所產生之電漿224之TCP電源供應器251及偏壓電源供應器256。
TCP電源控制器250設定TCP電源供應器251之設定點，該TCP電源供應器251用以提供一由TCP匹配網路252加以調整之13.56NHz之射頻(RF,radio frequency)信號給一位於電漿室204附近的TCP線圈253。設置一RF透明窗254，以分開TCP線圈253及電漿室204，同時容許能量從TCP線圈253通過至電漿室204。光學透明窗265藉由一直徑約2.5cm(1 inch)之圓形藍寶石片加以設置，其位於RF透明窗254之孔徑中。
偏壓電源控制器255設定偏壓電源供應器256之一設定點，該篇壓電源供應器256用以提供一由偏壓匹配網路257所調整之RF信號給一位於電漿室204內的夾頭電極208，該夾頭電極208在用以容納一基板206(例如一正接受處理的半導體晶圓工件)之電極208上方產生直流(DC,direct current)偏壓。偏壓電源控制器255也可產生脈衝偏壓電源，最好脈衝頻率介於1Hz到10000Hz之間。
氣體供應機構或稱氣體源210包含透過氣體歧管217附加的氣體源，以供應製程中所需之適當化學物質至電漿室204的內部。其中一種氣體源可為供應用以蝕刻含鎢層之適當的化學物質之蝕刻氣體源215。另一種氣體源可為供應用以沉積在含鎢層上之適當的化學物質之沉積氣體源216。氣體排出機構218包含壓力控制閥219及排出泵浦220，並由電漿室204內移除顆粒以及維持電漿室內204之特定壓力。
溫度控制器280藉由控制一加熱器電源供應器284而控制設在夾頭電極208內的加熱器282之溫度。電漿處理系統200也包含電子控制電路系統270。控制電路系統270可控制溫度控制器280、氣體源210、偏壓電源控制器255及TCP電源控制器250。這些一個以上之控制器可合併至控制電路系統中。電漿處理系統200也可以有一終點偵測器260。
圖3A及3B說明一電腦系統，其適合用來執行在本發明內一個或多個實施例中所使用的控制電路系統270。圖3A顯示電腦系統300之一可能實體形式。當然，電腦系統可能有許多種實體形式，範圍從積體電路、印刷電路板、小型手提裝置上至龐大的超級電腦。電腦系統300包含螢幕302、顯示器304、機殼306、磁碟機308、鍵盤310及滑鼠312。磁碟314是一電腦可讀媒體，用來轉換資料來回電腦系統300。
圖3B是一個電腦系統300的方塊圖範例。附屬在系統匯流排320上者為各種子系統。處理器322(也稱為中央處理單元或CPU)與包含記憶體324之儲存裝置相連接。記憶體324包含隨機存取記憶體(RAM,read access memory)及唯讀記憶體(ROM,read only memory)。如同技術中所熟知者，ROM單向地傳輸資料與指令至CPU，而RAM一般以雙向方式傳輸資料與指令。這兩種型態的記憶體可以包含任何以下所描述的適當電腦可讀媒體。固定磁碟326也雙向地連接在CPU 322上；它提供額外的資料儲存能力並包含任何以下所描述的電腦可讀媒體。固定磁碟326可用來儲存程式、資料等，一般為比主要儲存媒體更慢速之輔助儲存媒體(例如硬碟)。應了解：在適當的情況中，保留在固定磁碟326內的資訊可用標準方式被併入記憶體324中當作虛擬記憶體。卸除式磁碟314可採取任何以下所描述的電腦可讀媒體之形式。
亦將CPU 322連接到各種輸入/輸出裝置，如顯示器304、鍵盤310、滑鼠312及揚聲器330。一般而言，輸入/輸出裝置可以是下列任一：視訊顯示器、軌跡球、滑鼠，鍵盤，麥克風，觸摸式顯示器、轉換讀卡機、讀磁帶或紙帶機、輸入板、尖筆、聲音或手寫辨識器、生物讀取機或其他電腦。CPU 322也可選擇性地使用網路介面340連接到另一電腦或電信網路。利用此一網路介面，預期CPU在執行上述方法步驟的過程中，可從網路接收資訊或輸出資訊到網路。再者，本發明的方法實施例可單獨在CPU 322上執行，或透過例如結合分享一部分處理之遠端CPU之網際網路來執行。
此外，本發明的實施例進一步與有電腦可讀媒體之電腦儲存產品相關，該電腦可讀媒體上具有用以執行各種電腦執行運算之電腦碼。媒體與電腦碼可以是為了本發明之用途所特別設計及建構的，或是對精於電腦軟體技術之人士而言，它們可以是熟知且可用的。電腦可讀媒體的例子包含但不限於：磁性媒體諸如硬碟、磁片及磁帶；光學媒體諸如唯讀光碟(CD-ROM,Compact disc read only memory)及全像裝置；磁光媒體，諸如軟磁光碟；及硬體裝置，專用於儲存與執行程式碼，諸如專用積體電路(ASIC,application-specific integrated circuit)、可程式化邏輯元件(PLD,programmable logic device)、ROM與RAM裝置。電腦碼的例子包含機械碼(如由編譯器所產生者)及包含利用譯碼器而由電腦所執行之較高階碼的檔案。電腦可讀媒體也可以是經由實現在載波上的電腦資料信號加以傳送且表示一連串可由處理器來執行的指令之電腦碼。
為了幫助了解本發明，圖4A-C是根據本發明之實施例加以處理之疊層的示意圖。
將以不同長寬比特徵部(即開闊與密集特徵部)加以圖案化的遮罩層形成在蝕刻層上方(步驟100)。圖4A是一疊層400之橫剖面示意圖，其具有一基板410，在基板之上有一蝕刻層420。雖然圖中顯示蝕刻層420在基板410上方，但其間可設置一層或多層，只要蝕刻層420在基板410上方即可。蝕刻層420最好是一導電層，儘管它可為一介電層。圖中顯示遮罩層430在蝕刻層420上方。遮罩層430可以是一以碳為基礎的遮罩層，諸如CH或CF或非晶碳或一無機硬質遮罩，諸如二氧化矽、氮化矽等。遮罩層430以開闊特徵部440及密集特徵部450兩者加以圖案化。
相較於密集特徵部450的寬度451，開闊特徵部440之寬度441相當大。也就是說，開闊特徵部440的通道比密集特徵部450來的寬。因此，開闊特徵部440也可稱為『較寬』特徵部，而密集特徵部450也可稱為『較窄』特徵部。開闊特徵部或稱較寬特徵部440至少是密集特徵部或稱較窄特徵部450的兩倍寬為較佳。開闊特徵部或較寬特徵部440至少是密集特徵部或較窄特徵部450的五倍寬會更好。最好開闊特徵部或較寬特徵部440至少是密集特徵部或較窄特徵部450的十倍寬。
通入一穩態蝕刻氣體至處理室(步驟104)。在這個例子中，蝕刻氣體包含沉積成分及蝕刻成分。沉積成分包含一含矽成分及一含氧成分。蝕刻氣體的含矽成分可以是任何含矽的氣態化學物質。例如，含矽成分可以是有機矽氧烷；就是基於結構單元R2
SiO之矽、氧及碳的化合物，其中R是一烷基，諸如甲基、乙基、丙基等，此化合物之沸點在攝氏150度或150度以下。適當的矽氧烷化合物實例包含四甲基二矽氧烷[((CH3
)2
SiH)2
O]、五甲基二矽氧烷及六甲基二矽氧烷，但不並侷限於此。含矽化合物可為一類似矽氧烷但其架橋氧被氮所取代的化合物(如同在四甲基二矽氮烷、六甲基二矽氮烷或N-甲基-N-矽基-矽烷胺的例子中)、或矽、碳及氫的化合物(例如二矽乙炔[C2
H6
Si2
])。
或者，含矽化合物可以是一基於結構單元SiAx
Z(4-x)
之有機矽化合物，其中A是由氫、氟、氯、溴及碘之群組中所選出，Z是一烷基，諸如甲基、乙基、丙基等，x的值為0到4，此化合物之沸點在攝氏150度或150度以下。舉例說明，含矽成分可以是二甲基矽烷[(CH3
)2
SiH2
]，其中x值是2，A是氫而Z是甲基。另一個例子，含矽成分可以是二氯二甲基矽烷[(CH3
)2
SiCl2
]，其中x值是2，A是氯而Z是甲基。還有一個例子，含矽成分可以是四甲基矽烷[(CH3
)4
Si]，其中x值是0而Z是甲基。
含矽成分較佳為以矽烷為基礎；即矽烷或鹵化矽烷。矽烷是由SiH4
或實驗式為Six
H(2x+2
)之更高階的矽烷所組成，其中x之最小值為1。鹵化矽烷是由一實驗式為Six
Ay
H(2x+2-y)
的化合物所組成，其中A是由氟、氯、溴及碘之群組中所選出而x與y的最小值各為1。以矽烷為基礎的含矽成分若是鹵化矽烷會更好，最好是四氯化矽。
在某些情況中，沉積成分中的含氧成分可以由含矽成分之製程氣體所提供。例如，若含矽成分包含矽氧烷，則沉積成分中的含氧成分可以是從矽氧烷而來的氧。在其他情況中，沉積成分中的含氧成分可與含矽成分分開供應；亦即含氧成分可包含元素氧但不包含矽。舉例說明，含氧成分可以是CO、CO2
、O3
、H2
O或O2
。或者，沉積成分中的含氧成分之氧可從含矽的製程氣體，諸如矽氧烷，及不包含矽的獨立含氧成分而來。較佳情況為沉積成分的含氧成分是從一包含氧元素但不包含矽元素之獨立含氧成分而來。含氧成份最好是氧氣。
提供一穩態RF電力(步驟108)。在這個例子中此穩態RF電力並非脈衝式的。在一個例子中，此穩態RF電力為是在頻率為13.56MHz下的900瓦TCP電力。提供一脈衝偏壓(步驟112)，此脈衝偏壓之頻率介於1Hz到10000Hz之間為較佳；介於5Hz到8000Hz之間會更好；介於10Hz到5000Hz之間最好。蝕刻導電層或介電層(步驟116)。工作週期也可用來進一步調整此脈衝偏壓以降低或消除微負載效應。工作週期介於10%與90%之間為較佳。
已被意外地發現使用脈衝偏壓可降低或消除微負載效應。不受理論限制，一般相信此脈衝偏壓會提供一連串淨蝕刻與淨沉積，若一製程配方包含蝕刻成分與沉積成分。當脈衝偏壓高時，則蝕刻製程藉由蝕刻成分發生；然而當脈衝偏壓低時，則沉積製程藉由沉積成分發生。也就是說，當供應脈衝偏壓時，蝕刻製程與沉積製程會連續且週期性地發生。在蝕刻與沉積之間的比率係由脈衝偏壓的工作週期及製程配方所控制。
一般而言，蝕刻層420的蝕刻取決於特徵部的長寬比。蝕刻開闊(較寬、低長寬比)特徵部440的速率比密集(較窄、高長寬比)特徵部450更快。然而，一般也相信，從沉積成分沉積在蝕刻層上對於開闊特徵部具有選擇性。在開闊(較寬、低長寬比)特徵部440內側、尤其是在其底部上的沉積物443，比在密集(較窄、高長寬比)特徵部450內側的沉積物453來的多，因相較於密集特徵部450，沉積化學物質較快進入開闊特徵部440內側。因此，沉積也取決於長寬比。
引進使用脈衝偏壓之沉積製程將減慢整體蝕刻速率；然而，因為沉積製程取決於特徵部的長寬比，在寬特徵部之蝕刻速率比在窄特徵部減慢較多。在寬特徵部的沉積越多，在寬特徵部之蝕刻速率減慢越多，因而如此即使微負載效應降低。當使用一具有蝕刻成分與沉積成分之適當製程配方時，可藉由脈衝偏壓之工作週期變化來控制微負載效應從正到負。如果蝕刻製程與沉積製程達到良好的平衡，在窄特徵部與在寬特徵部的蝕刻速率會變為相同。
此外，一般而言，在蝕刻過程中，脈衝偏壓可降低在遮罩層表面上的電荷集結。由於在電漿裡，電子的遷移率比陽離子高，它們可輕易地克服電漿鞘及遮罩層表面的碰撞而導致電荷集結於遮罩層上。遮罩層中的電荷集結會提供捕獲及消耗蝕刻離子之電場，因而降低蝕刻率。在具有較高特徵部長寬比的密集區域裡，其蝕刻率的降低會比在具有較低特徵部長寬比的開闊區域裡更加顯著。藉由使脈衝偏壓降低電荷集結，脈衝偏壓提供另一種降低微負載效應的方法。
藉由提供一穩態氣體(而非交變性氣體)及一穩態RF電力，這個實施例沒有任何亂流問題且容許高達10000Hz的脈衝偏壓。較高的脈衝頻率造就了較平坦的側壁輪廓。
一個具體的蝕刻製程配方提供一4毫托的壓力。一RF電源，提供900瓦之頻率為13.56MHz的TCP電源。一偏壓電源提供2MHz下之90瓦偏壓電源。通入具有30sccm(每分鐘標準立方公分，standafd cubic centimeters per minute)的氯氣、25sccm之NF3
、30sccm之氧氣、70sccm之氮氣及10sccm之SiCl4
的蝕刻氣體至處理室。處理室的溫度維持在攝氏60-55度。在10Hz下，使偏壓電源產生具有50%工作週期的脈衝波，其將導致-11%的微負載效應。研究指出當工作週期為70%並使用以上製程配方，將產生+6%的微負載效應。
圖4B顯示一疊層400在蝕刻製程期間(步驟116)之橫剖面示意圖。雖然一沉積層被圖解，但此圖示只用來幫助了解。在實際蝕刻中，蝕刻與沉積製程的平衡將導致形成不可見的沉積層。蝕刻層420的蝕刻取決於特徵部的長寬比。蝕刻開闊(較寬、低長寬比)特徵部440的速率比在密集(較窄、高長寬比)特徵部450更快。在開闊(較寬、低長寬比)特徵部440內側、尤其是在開闊特徵部440底部上的沉積物443，比在密集(較窄、高長寬比)特徵部450內側的沉積物453更多，因相較於密集特徵部450，沉積化學物質較快進入開闊特徵部440內側，即沉積物亦取決於長寬比。
在蝕刻與沉積之間的比率係由脈衝偏壓的工作週期及製程配方所控制。當蝕刻製程與沉積製程適度地得到平衡時，蝕刻層420係在沒有顯著沉積的情況下被蝕刻。沉積製程僅選擇性地減慢對開闊區域之蝕刻速率以及降低微負載效應。
在開闊特徵部440底部的較多量沉積，將補償開闊特徵部440較快的蝕刻速率，造成在蝕刻步驟中，開闊特徵部440與密集特徵部450皆被蝕刻掉近乎相同的導電層420之深度460。也就是說，在開闊特徵部440中因該等特徵部443中的選擇性沉積而引起之較低蝕刻速率導致了零微負載效應。逆或正的微負載效應亦可由修改脈衝偏壓之工作週期達成。
此外，沉積物為非保角形，使相較於在特徵部之側壁上的沉積物，在特徵部之底部上有更多量的沉積物。在特徵部的側壁上有少量或無沉積物可預防特徵部的開口變窄。
也會有若干量之沉積物446及456在遮罩層430之頂部上。遮罩層430之蝕刻亦發生在蝕刻步驟116中。在遮罩層430之頂部上的沉積物446及456會降低遮罩層430的蝕刻速率。
當蝕刻層420被蝕刻時，蝕刻成分與沉積成分將係在單一步驟(步驟104)中提供，直到蝕刻層420完全被蝕刻為止。在這個例子中，沉積物是以氧化矽(SiO)為基礎，諸如使用SiCl4
及O2
沉積成分。
圖4C顯示一疊層400在蝕刻層420完全被蝕刻之後的橫剖面示意圖。特徵部440及450皆已到達寬特徵部441與窄特徵部451之蝕刻層420底部；也就是說，當含鎢層已完全從寬特徵部440的底部被移除時，並沒有蝕刻層420殘留在窄特徵部450中。非保角沉積物已避免寬特徵部441及窄特徵部451的開口窄化，而在蝕刻期間沉積在特徵部頂部上的沉積物已降低遮罩層430的沖蝕。
在蝕刻完成之後，開闊(較寬)特徵部440的寬度441相對大於密集(較窄)特徵部450的寬度45，而開闊(較寬)特徵部440及密集(較窄)特徵部450兩者的高度442近乎相同。因此開闊(較寬)特徵部440的長寬比相對低或小於密集(較窄)特徵部450的長寬比。在這個例子中，蝕刻層420之特徵部的長寬比會大於1：1；在一個例子中，蝕刻層420之特徵部的長寬比會大於7：1；在第三個例子中，蝕刻層420之特徵部的長寬比會大於15：1。在這個例子中，密集(較窄)特徵部的寬度約為80nm以下；特徵部的高度約為150nm以上。
在本發明的另一個實施例中，一AC或RF電源可用以產生及供給一偏壓。調節這種AC或RF電源以供給一脈衝偏壓。
本發明可在不離開本發明之精神及基本特徵下作各種特定的例示。因此本實施例應被視為舉例性而非限制性者，且本發明之範圍為由隨附之申請專利範圍所限定而並非由上述說明所限制，所有與申請專利範圍意義相等之變化均應包含於本發明之中。
100．．．在蝕刻層上形成一以寬及窄特徵部圖案化的遮罩層
104．．．通入穩態蝕刻氣體
108．．．提供穩態RF電力
112．．．提供脈衝偏壓
116．．．蝕刻此蝕刻層
200．．．電漿處理系統
201．．．電漿處理工具
202．．．電漿反應裝置
204．．．電漿處理室
206．．．晶圓
208．．．夾頭電極
210．．．氣體源
215．．．蝕刻氣體源
216．．．沉積氣體源
217．．．氣體歧管
218．．．氣體排出機構
219．．．壓力控制閥
220．．．排出泵浦
224．．．電漿
250．．．TCP電源控制器
251．．．TCP電源供應器
252．．．TCP匹配網路
253．．．TCP線圈
254．．．RF透明窗
255．．．偏壓電源控制器
256．．．偏壓電源供應器
257．．．偏壓匹配網路
260．．．終點偵測器
265．．．光學透明窗
270．．．電路系統
280．．．控制器
282．．．加熱器
284．．．加熱器電源供應器
300．．．電腦系統
302．．．螢幕
304．．．顯示器
306．．．機殼
308．．．磁碟機
310．．．鍵盤
312．．．滑鼠
314．．．卸除式磁碟
320．．．系統匯流排
322．．．處理器
324．．．記憶體
326．．．固定磁碟
330．．．揚聲器
340．．．網路介面
400．．．疊層
410．．．基板
420．．．蝕刻層
430．．．遮罩層
440．．．開闊特徵部
441．．．開闊特徵部之寬度
442．．．高度
443．．．開闊特徵部上之沉積物
446．．．遮罩層上之沉積物
450．．．密集特徵部
451．．．開闊特徵部之寬度
453．．．密集特徵部上之沉積物
456．．．遮罩層上之沉積物
460．．．深度
本發明是經由實施例而非限制例而在附圖之圖式中加以說明，其中相同參考標號表示相同元件。
圖1為本發明之實施例的高階流程圖。
圖2為可用於蝕刻之電漿處理室的示意圖。
圖3A-B闡明一電腦系統，適合執行在本發明之實施例中所用之控制器。
圖4A-C為根據本發明之實施例加以處理之疊層的示意圖。
100．．．在蝕刻層上形成以寬及窄特徵部圖樣化的遮罩層
104．．．通入穩態蝕刻氣體
108．．．提供穩態RF電力
112．．．提供脈衝偏壓
116．．．蝕刻此蝕刻層
Claims (22)
- 一種蝕刻導電層的方法，其係透過具有較寬及較窄特徵部之遮罩，該方法包含：(a)流入一穩態蝕刻氣體；(b)提供一穩態RF電力，以由該蝕刻氣體形成電漿；(c)在該穩態蝕刻氣體流動期間，提供一頻率介於1Hz到10000Hz之間之脈衝偏壓；及(d)利用由該蝕刻氣體所形成之該電漿，以實質上相同的蝕刻速率蝕刻較寬及較窄特徵部至該導電層。
- 如申請專利範圍第1項之蝕刻導電層的方法，其中該脈衝偏壓降低在較寬與較窄特徵部之間的微負載效應。
- 如申請專利範圍第1項之蝕刻導電層的方法，其中該蝕刻氣體包含一沉積成分及一蝕刻成分。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻導電層的方法，其中當該偏壓為低時，產生一淨沉積；而當該偏壓為高時，產生一淨蝕刻。
- 如申請專利範圍第4項之蝕刻導電層的方法，其中該淨沉積與該淨蝕刻是有方向性的。
- 如申請專利範圍第1項之蝕刻導電層的方法，其中該導電層是含鎢層。
- 如申請專利範圍第1項之蝕刻導電層的方法，其中該脈衝偏壓之頻率介於10Hz到5000Hz之間。
- 如申請專利範圍第3項之蝕刻導電層的方法，其中該蝕刻氣體的沉積成分包含：一含矽成分；及一含氧成分。
- 如申請專利範圍第8項之蝕刻導電層的方法，其中該含矽成分是一鹵化矽烷。
- 如申請專利範圍第9項之蝕刻導電層的方法，其中該含氧成分是氧氣。
- 如申請專利範圍第8項之蝕刻導電層的方法，其中該含氧成分 是氧氣。
- 如申請專利範圍第1項之蝕刻導電層的方法，其中該脈衝偏壓是一脈衝式直流電壓。
- 一種蝕刻一蝕刻層的設備，其係透過具有較寬及較窄特徵部之遮罩，具有：一電漿反應裝置，具有：一電漿處理室；一RF透明窗；一TCP線圈，鄰近該RF透明窗，用來提供電力以維持一電漿；一TCP電源供應器，與該TCP線圈電性相連；一夾頭電極，用以支撐一位於該電漿處理室內的半導體基板；一偏壓電源供應器，與該夾頭電極電性相連；一偏壓電源控制器，用來控制該偏壓電源供應器，其中該偏壓電源控制器可以致使該偏壓電源供應器提供介於1Hz到10000Hz之間的脈衝偏壓電源；一壓力控制閥及一泵浦，用以調節該電漿處理室內的壓力；一氣體源，包含一鎢蝕刻氣體成分源及一沉積氣體成分源；及一控制器，以可控制之方式與該氣體源及該TCP線圈相連接，具有：至少一處理器；及電腦可讀媒體，具有：電腦可讀碼，用以使一包含一沉積成分及一蝕刻成分的穩態蝕刻氣體流入至該電漿處理室；電腦可讀碼，用以提供一穩態RF電力，以由該電漿處理室中之該蝕刻氣體而形成電漿； 電腦可讀碼，用以在該穩態蝕刻氣體流到該電漿處理室之期間提供一介於1Hz到10000Hz之間之脈衝偏壓；及電腦可讀碼，用以由該蝕刻氣體所形成之該電漿而蝕刻該蝕刻層，以形成具有降低的微負載效應之較寬及較窄蝕刻特徵部。
- 一種蝕刻方法，用於透過具有較寬及較窄特徵部之遮罩蝕刻一導電層，該方法包含：(a)流入一穩態蝕刻氣體，其包含：一含矽成分；及一含氧成分；(b)提供一穩態RF電力以由該蝕刻氣體形成電漿；(c)在該穩態蝕刻氣體流動期間，提供一頻率介於1Hz到10000Hz之間的脈衝偏壓；及(d)利用由該蝕刻氣體所形成之該電漿，以實質上相同的蝕刻速率蝕刻較寬及較窄特徵部至該導電層。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分及含氧成分包含矽氧烷。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含氧成分包含臭氧和H2 O其中至少一者。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分包含根據通式R-SiO的材料，其中R基包含一烷基。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分更包含具有150℃以下沸點的材料。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分包含一矽 氧烷材料。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分包含類似矽氧烷材料的一材料，其中架橋氧被氮取代。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分包含類似矽氧烷材料的一材料，該材料包含四甲基二矽氮烷、六甲基二矽氮烷、或N-甲基-N-矽基-矽烷胺其中至少一者。
- 如申請專利範圍第14項之蝕刻方法，其中該含矽成分包含基於結構單元SiAx Z(4-x) 之有機矽化合物其中至少一者，其中A是由H、F、Cl、Br、及I之群組中所選出，且其中Z是一烷基，且其中x的值為0到4。
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