本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年8月1日、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01410377267.2、發(fā)明名稱(chēng)為“用于蝕刻的快速氣體切換”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的形成。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及需要蝕刻特征的半導(dǎo)體器件的形成。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)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(jìn)一步改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種用于在具有內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以及外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的等離子體腔室中對(duì)層進(jìn)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體，其中在從所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供所述脈沖蝕刻氣體期間，來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降(rampdown)至零。從所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率并且與來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的所述脈沖蝕刻氣體同時(shí)且異相地提供脈沖蝕刻氣體，其中所述外部噴射區(qū)圍繞所述內(nèi)部噴射區(qū)，其中在從所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體期間，來(lái)自所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。在從所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖蝕刻氣體以及從所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖氣體的同時(shí)，使蝕刻氣體形成等離子體以對(duì)所述層進(jìn)行蝕刻。

在本發(fā)明的另一個(gè)表現(xiàn)形式中，提供了一種用于在具有內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置和外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的等離子體腔室中對(duì)層進(jìn)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率提供脈沖蝕刻氣體。從所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率并且與來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體同時(shí)且異相地提供脈沖蝕刻氣體。在從所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖蝕刻氣體以及從所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖氣體的同時(shí)，使蝕刻氣體形成等離子體以對(duì)所述層進(jìn)行蝕刻。

在本發(fā)明的另一個(gè)表現(xiàn)形式中，提供了一種用于對(duì)晶片上的蝕刻層進(jìn)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(nèi)支撐晶片。壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述等離子體處理腔室外殼中的壓力。至少一個(gè)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的外部噴射區(qū)氣體進(jìn)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(gè)rf電源電連接至所述至少一個(gè)電極。提供氣體源。具有至少1hz的切換速度的開(kāi)關(guān)在所述氣體源與所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置和所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置之間進(jìn)行流體連接，其中所述開(kāi)關(guān)能夠以第一頻率向所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖氣體異相地向所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖氣體。

下文將在本發(fā)明的詳細(xì)描述中并且結(jié)合以下附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其它特征。

此外，本公開(kāi)的一些方面具體可描述如下：

1.一種用于對(duì)晶片上的蝕刻層進(jìn)行蝕刻的裝置，所述裝置包括：

等離子體處理腔室，所述等離子體處理腔室包括：

腔室壁，所述腔室壁形成等離子體處理腔室外殼；

襯底支撐件，所述襯底支撐件用于在所述等離子體處理腔室外殼內(nèi)支撐晶片；

壓力調(diào)節(jié)器，所述壓力調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)所述等離子體處理腔室外殼中的壓力；

至少一個(gè)電極，所述至少一個(gè)電極用于向所述等離子體處理腔室外殼提供功率以維持等離子體；

內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置用于將氣體提供到所述等離子體處理腔室外殼中；

外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置圍繞所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，用于將氣體提供到所述等離子體處理外殼中；以及

氣體出口，所述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(gè)rf電源，所述至少一個(gè)rf電源電連接至所述至少一個(gè)電極；

氣體源；

具有至少1hz的切換速度的開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)在所述氣體源與所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以及所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置之間進(jìn)行流體連接，其中所述開(kāi)關(guān)能夠以第一頻率向所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)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(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供所述脈沖氣體異相地向所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供所述脈沖氣體。

2.根據(jù)條款1所述的裝置，其中所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置處于所述襯底支撐件的中心上方并且其中所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置將所述蝕刻氣體直接引向所述襯底支撐件的中心，并且其中所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置相對(duì)于所述襯底支撐件以銳角引導(dǎo)所述蝕刻氣體。

3.根據(jù)條款2所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。

4.根據(jù)條款3所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。

5.根據(jù)條款4所述的裝置，還包括調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置，其中所述調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置提供調(diào)諧氣體。

6.根據(jù)條款5所述的裝置，其中以調(diào)諧氣體頻率使所述調(diào)諧氣體脈沖化。

7.根據(jù)條款6所述的裝置，其中所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置引導(dǎo)所述蝕刻氣體遠(yuǎn)離所述層的中心。

8.根據(jù)條款2所述的裝置，其中所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置引導(dǎo)所述蝕刻氣體遠(yuǎn)離所述層的中心。

9.根據(jù)條款2所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。

10.根據(jù)條款2所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降至零。

11.根據(jù)條款2所述的裝置，還包括調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置，其中所述調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置提供調(diào)諧氣體。

12.根據(jù)條款11所述的裝置，其中以調(diào)諧氣體頻率使所述調(diào)諧氣體脈沖化。

13.根據(jù)條款1所述的裝置，其中開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述內(nèi)部注入?yún)^(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體的流量直線下降到零。

14.根據(jù)條款1所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)在脈沖產(chǎn)生期間將來(lái)自所述外部噴射區(qū)域氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體流量直線下降至零。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置，其中所述調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置提供調(diào)諧氣體。

16.根據(jù)條款15所述的裝置，其中以調(diào)諧氣體頻率使所述調(diào)諧氣體脈沖化。

17.根據(jù)條款1所述的裝置，其中所述調(diào)諧氣體進(jìn)給裝置垂直地位于所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置和所述外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的下方。

附圖說(shuō)明

通過(guò)舉例的方式而非通過(guò)限制的方式在附圖的圖中圖解本發(fā)明，并且其中相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件，并且其中：

圖1是可以用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的方法的高級(jí)流程圖。

圖2a-b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式處理的堆層(stack)的示意性剖視圖。

圖3是可以用于實(shí)施本發(fā)明的等離子體處理腔室的示意圖。

圖4圖示了適用于實(shí)現(xiàn)用于本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

圖5a-b是蝕刻氣體脈沖的圖表。

圖6是晶片副產(chǎn)物分布的圖表。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考如附圖中所圖示的本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的是，可以在不存在這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，未對(duì)公知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述以免不必要地使本發(fā)明不清晰。

為了便于理解，圖1是可以用于本發(fā)明的蝕刻特征的一個(gè)實(shí)施方式中的方法的高級(jí)流程圖。提供有蝕刻層的襯底(步驟104)。從內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)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(qū)氣體進(jìn)給裝置以該第一頻率并且與來(lái)自所述內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)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

在本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)示例中，將襯底提供至等離子體處理器件中，該襯底具有蝕刻層，該蝕刻層位于具有特征的掩模下(步驟104)。圖2a是堆層200的剖視圖，堆層200具有襯底204，該襯底204被設(shè)置于蝕刻層208下方，該蝕刻層208被設(shè)置于具有特征216的圖案化掩模212下方。在這個(gè)示例中，蝕刻層208是硅。蝕刻層208可以是沉積于襯底204上的諸如多晶硅之類(lèi)的硅層，或可以是襯底204的一部分。圖案化掩模212由氧化硅形成。在各種實(shí)施方式中，可以將一個(gè)或多個(gè)層放置于各個(gè)層之間。舉例來(lái)說(shuō)，諸如蝕刻終止層之類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)層可以介于蝕刻層208與襯底204之間。

圖3示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以用于執(zhí)行對(duì)蝕刻層208進(jìn)行蝕刻的處理的等離子體處理系統(tǒng)300的示例。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腔室304。通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)308調(diào)諧的等離子體電源306向位于功率窗312附近的tcp線圈310供應(yīng)功率以通過(guò)提供電感耦合功率在等離子體處理腔室304中產(chǎn)生等離子體314。tcp線圈(上方電源)310可以被配置成在等離子體處理腔室304內(nèi)產(chǎn)生均勻的擴(kuò)散分布。舉例來(lái)說(shuō)，tcp線圈310可以被配置成在等離子體314中產(chǎn)生環(huán)形功率分布。功率窗312被設(shè)置成將tcp線圈310與等離子體處理腔室304分離，同時(shí)允許能量從tcp線圈310傳遞到等離子體處理腔室304。通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)318調(diào)諧的晶片偏壓電源316向電極320提供功率以設(shè)定由電極320支撐的襯底204上的偏壓?？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(diǎn)。

等離子體電源306和晶片偏壓電源316可以被配置成在具體射頻下運(yùn)行，這些具體射頻例如像13.56mhz、27mhz、2mhz、400khz或其組合?？蛇m當(dāng)?shù)卦O(shè)定等離子體電源306和晶片偏壓電源316的尺寸以供給一定范圍的功率以便實(shí)現(xiàn)所期望的工藝性能。舉例來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體電源306可以供給在50瓦至5000瓦范圍內(nèi)的功率，并且晶片偏壓電源316可以供給在20v至2000v范圍內(nèi)的偏壓。另外，tcp線圈310和/或電極320可以由兩個(gè)或更多個(gè)子線圈或子電極組成，這些子線圈或子電極可以由單個(gè)電源供電或由多個(gè)電源供電。

如圖3中所示，等離子體處理系統(tǒng)300還包括氣體源/氣體供給機(jī)構(gòu)330。氣體源/氣體供給機(jī)構(gòu)330向開(kāi)關(guān)332提供氣體，開(kāi)關(guān)332向呈噴嘴形式的氣體進(jìn)給裝置336供給氣體。氣體進(jìn)給裝置336具有內(nèi)部通道346和外部通道348。在這個(gè)實(shí)施方式中，八個(gè)外部通道348圍繞內(nèi)部通道346。在這個(gè)實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)332是能夠以至少1hz的頻率向內(nèi)部通道346和外部通道348提供氣體脈沖的快速開(kāi)關(guān)。在這個(gè)實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)332包括向內(nèi)部通道346供給氣體的內(nèi)部開(kāi)關(guān)333以及向外部通道348供給氣體的外部開(kāi)關(guān)335。在另一個(gè)實(shí)施方式中，不使用子開(kāi)關(guān)來(lái)控制使流向內(nèi)部通道346和外部通道348的氣體脈沖化，從而使得開(kāi)關(guān)332將氣體在從內(nèi)部通道346流向外部通道348與從外部通道348流回內(nèi)部通道346之間進(jìn)行切換。在這個(gè)實(shí)施方式中，周邊氣體源334向周邊氣體入口338提供氣體。經(jīng)由壓力控制閥342和泵344從等離子體處理腔室304中去除工藝氣體和副產(chǎn)物，壓力控制閥342和泵344還用于維持等離子體處理腔室304內(nèi)的特定壓力。氣體源/氣體供給機(jī)構(gòu)330和周邊氣體源334由控制器324控制。可以使用加利福尼亞州弗里蒙特(fremont,ca)的lamresearch公司的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的kiyo來(lái)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖4是示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的高級(jí)框圖，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400適用于實(shí)現(xiàn)用于本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制器324。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以具有從集成電路、印刷電路板以及小型手持式器件直至巨型超級(jí)計(jì)算機(jī)范圍內(nèi)的許多實(shí)物形式。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400包括一個(gè)或多個(gè)處理器402，并且還可以包括電子顯示器件404(用于顯示圖形、文本以及其它數(shù)據(jù))、主存儲(chǔ)器406(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))、存儲(chǔ)器件408(例如，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)、可移除存儲(chǔ)器件410(例如，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)、用戶接口器件412(例如，鍵盤(pán)、觸摸屏、小鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或其它指示器件等)、以及通信接口414(例如，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口)。通信接口414允許在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400與外部器件之間經(jīng)由鏈路來(lái)傳輸軟件和數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還可以包括連接有上述器件/模塊的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)416(例如，通信總線、交叉桿或網(wǎng)絡(luò))。

經(jīng)由通信接口414傳輸?shù)男畔⒖梢猿手T如能夠經(jīng)由承載信號(hào)并且可使用線纜或電纜、光纖、電話線、蜂窩電話鏈路、射頻鏈路和/或其它通信信道實(shí)現(xiàn)的通信鏈路通過(guò)通信接口414接收的電子信號(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)或其它信號(hào)等信號(hào)形式。通過(guò)這種通信接口，可以預(yù)期一個(gè)或多個(gè)處理器402可以在執(zhí)行上述方法步驟的過(guò)程中接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的信息，或者可以在執(zhí)行上述方法步驟的過(guò)程中將信息輸出到網(wǎng)絡(luò)。此外，本發(fā)明的方法實(shí)施方式可以?xún)H在處理器上執(zhí)行或者可以在諸如因特網(wǎng)之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)上結(jié)合共享一部分處理的遠(yuǎn)程處理器執(zhí)行。

術(shù)語(yǔ)“非暫態(tài)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”一般用于指代諸如主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、可移除存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)器件(諸如硬盤(pán)、閃存、盤(pán)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器、cd-rom)以及其它形式的永久性存儲(chǔ)器之類(lèi)的介質(zhì)，而不應(yīng)當(dāng)被解釋為涵蓋諸如載波或信號(hào)等暫態(tài)性標(biāo)的物。計(jì)算機(jī)代碼的示例包括諸如通過(guò)編譯程序生成的機(jī)器代碼，以及含有通過(guò)計(jì)算機(jī)使用解釋程序執(zhí)行的更高級(jí)代碼的文件。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是通過(guò)以載波形式具體實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)傳送并且表示可由處理器執(zhí)行的指令序列的計(jì)算機(jī)代碼。

從內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率使蝕刻氣體脈沖化(步驟108)。在這個(gè)示例中，蝕刻氣體是200sccm的cl2(氯氣)。將腔室壓力設(shè)定在20mt。在其它實(shí)施方式中，腔室的壓力可以在亞毫托至1托(0.1毫托至1托)范圍內(nèi)。在其它實(shí)施方式中，蝕刻氣體包含含有鹵素的組分或含有氟碳化合物的組分。在這個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置是內(nèi)部通道346的出口。圖5a是內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的產(chǎn)生脈沖的圖表。在這個(gè)示例中，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖504從第1秒開(kāi)始并且持續(xù)3秒，之后流量降低至0％。流動(dòng)再次從第8秒開(kāi)始并且持續(xù)3秒。因此，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖504具有7秒的周期，其中頻率是1/7hz并且占空比是3/7或約43％。

從外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置使蝕刻氣體脈沖化(步驟112)。優(yōu)選地，從外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置以第一頻率并且在與來(lái)自?xún)?nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體異相地使蝕刻氣體脈沖化。在這個(gè)實(shí)施方式中，外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置是外部通道348的出口。圖5b是外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的產(chǎn)生脈沖的圖表。在這個(gè)示例中，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖508從第3秒以50％開(kāi)始并且持續(xù)4秒，之后流量降低至0％。流動(dòng)再次從第10秒開(kāi)始并且持續(xù)4秒。因此，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖508具有7秒的周期，其中頻率是1/7hz并且占空比是4/7或約57％。在這個(gè)示例中，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖504與外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖508重疊1秒。另外，在外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖508結(jié)束與內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖504開(kāi)始之間存在1秒的時(shí)間段。圖5a-b示出了以第一頻率與來(lái)自?xún)?nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體同時(shí)且異相地使來(lái)自?xún)?nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的脈沖蝕刻氣體脈沖化。

使所述蝕刻氣體形成等離子體(步驟116)。在這個(gè)示例中，提供在1w-4000w范圍內(nèi)的tcp功率。提供在0v-3000v范圍內(nèi)的偏壓。使蝕刻氣體形成等離子體與從內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖蝕刻氣體以及從外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置提供脈沖氣體同時(shí)進(jìn)行。圖2b是在特征216被完全蝕刻之后堆層200的剖視圖。

這個(gè)實(shí)施方式提供了在內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置與外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置之間被異相地脈沖化的穩(wěn)定并且恒定的蝕刻氣體。允許獨(dú)立的占空比，同時(shí)在不同相位的情況下維持相同的頻率允許存在另外的調(diào)諧旋鈕以在整個(gè)襯底表面上提供更均勻的蝕刻。優(yōu)選地，脈沖化使得朝向內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置和外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置的流量直線下降至零。

圖6是在kiyo腔室中晶片副產(chǎn)物分布的圖表，該圖表圖示了穩(wěn)態(tài)sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與距襯底中心的距離(以cm為單位)的關(guān)系曲線。如果僅經(jīng)由內(nèi)部通道346僅向內(nèi)部噴射區(qū)供給蝕刻氣體，那么曲線604是所得到的晶片副產(chǎn)物分布。sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在中心附近是差不多1.0，在距中心15.0cm處下降到約0.6。這使得在襯底中心與邊緣之間sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在約40％的差異。如果僅經(jīng)由外部通道348僅向外部噴射區(qū)供給蝕刻氣體，那么曲線608是所得到的晶片副產(chǎn)物分布。sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在中心附近是約0.3，在距中心15.0cm處升高至約0.8。這使得在襯底中心與邊緣之間sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在大于100％的差異。曲線612是曲線604和608的平均值，可以通過(guò)使給向內(nèi)部噴射區(qū)和外部噴射區(qū)的脈沖以相等的占空比交替來(lái)提供。sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在中心附近是約0.6，在距中心15.0cm處升高至約0.7。這使得在襯底中心與邊緣之間sicl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在約17％的差異。在襯底中心與邊緣之間sicl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的這一較低的百分比差異指示在整個(gè)晶片表面上的蝕刻較均勻。在氣體脈沖處理中，在引發(fā)隨后的反應(yīng)序列之前在氣體流動(dòng)事件之間可以將副產(chǎn)物泵出。相反，在連續(xù)的氣體流動(dòng)方法中，即使在兩個(gè)區(qū)均運(yùn)行的情況下，反應(yīng)物與副產(chǎn)物在整個(gè)處理期間還是始終進(jìn)行相互作用，這可能是不利的。

在這個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置處于所述層中心的上方并且將蝕刻氣體直接引向所述層的中心，并且外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置相對(duì)于所述層以銳角引導(dǎo)蝕刻氣體，如圖3中所示。另外，在這個(gè)實(shí)施方式中，外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置引導(dǎo)蝕刻氣體遠(yuǎn)離所述層的中心。

在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，可以使用周邊氣體入口338作為外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，并且內(nèi)部通道346和/或外部通道348形成內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置。在另一個(gè)實(shí)施方式中，周邊氣體入口338和外部通道348這兩者形成外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置并且內(nèi)部通道346形成內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置。在這些實(shí)施方式中，外部噴射區(qū)圍繞內(nèi)部噴射區(qū)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)部通道346形成內(nèi)部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，外部通道348形成外部噴射區(qū)氣體進(jìn)給裝置，并且周邊氣體入口338提供調(diào)諧氣體。可以使調(diào)諧氣體脈沖化。在一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)諧氣體脈沖的頻率不同于蝕刻氣體脈沖的頻率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)諧氣體脈沖的頻率等于蝕刻氣體脈沖的頻率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，不使用或不存在周邊氣體入口338。

雖然優(yōu)選的實(shí)施方式使用電感耦合來(lái)激發(fā)等離子體，但是其它實(shí)施方式可以使用諸如電容耦合之類(lèi)的其它方法來(lái)激發(fā)等離子體。在其它實(shí)施方式中，可以通過(guò)噴頭代替噴嘴。在其它實(shí)施方式中，脈沖不是方波脈沖。

雖然已經(jīng)根據(jù)若干個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是存在屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改動(dòng)、置換以及各種替代性等同方案。還應(yīng)當(dāng)指出的是，存在實(shí)施本發(fā)明的方法和裝置的多種替代性方式。因此，意圖是，隨后的所附權(quán)利要求書(shū)被解釋為包括落入本發(fā)明的真正精神和范圍內(nèi)的所有這些改動(dòng)、置換以及各種替代性等同方案。