电浆蚀刻一基材的一介电层上之特征的方法

摘要

一种具一较大的制程窗口之热受控制的电浆蚀刻处理室被提供，其具有一热受控制的室衬里，热差异化的气体入口，一高排气能力，一磁限制及黏附性改良的表面结构。该室具有内壁面，其是依据一或数种用来改善副产物对黏着于壁面上之表面结构处理而被加以调理。较大的流量能力可将停留时间缩短用以较大制程窗口及选择性。依据本发明建构之室衬里将一流体流经一或多个至使部分形成于其内的流体路径且该室衬里包含一第一衬里，一第二衬里或一第一衬里与一第二衬里两者。具有一小的热质量且与温度控制的衬里被热差异化的多个气体喷嘴或迷你气体分布板被提供用以将处理气体导入该处理室中。一电浆限制系统被提供，其可防止电浆及副产物进入到该高体积排气通道或排气系统构件内。该基材支撑件包括一静电夹头其是由具有一预定的电阻值之材料所制成，双区域背侧冷却，及一强的电极。该较大的制程窗口能够有高流率，低压力气体流操作规律，其具有改善的气体物质停留时间控制，增大的RF功率水平，及增强的磁场强度。

主权项

1.一种电浆蚀刻一基材的一介电层上之特征的方法,该基材系被放置在一被磁性地加强之热受控制的电浆蚀刻室内,该方法至少包含下列步骤:(a)将一基材放置在一热受控制的电浆蚀刻室内的一处理区中;(b)控制一与该热受控制的电浆蚀刻室内的处理区相邻之壁的温度,用以产生一低温以有助于该壁上之聚合物副产物的黏附性;(c)控制一基材支撑件的温度;(d)保持一在该处理区内的压力;(e)将一气体组成流经一喷嘴并流入到该处理区中,该喷嘴的温度高于该壁的温度用以防止聚合物副产物黏附于该喷嘴上;(f)将RF能量耦合至该处理区中用以从该气体组成形成一电浆;及(g)提供一磁场于该处理区内并穿过该基材。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(d)包含以介于每分钟1400至1800公升的速率排空该处理区。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(C)系藉由将一流体循环于一形成在一与该处理区相邻的衬里内的通道中来实施的。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(f)包含电容地耦合RF能量。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中步骤(g)包含旋转该磁场。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其更包含形成一磁场横跨该磁性地加强的热受控制的电浆蚀刻室的排气环形通路。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该气体组成包含氟化碳、含氧气体及钝气,其中该气体组成的总流率介于400scccm至800sccm之间。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该气体组成包含氟化碳、含氧气体及钝气,其中该气体组成的总流率介于300sccm至500sccm之间。9.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该氟化碳占该气体组成的总流率的3%至5%,该含氧气体占该气体组成的总流率的1%至4%及该钝气占该气体组成的总流率的90%以上。10.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该氟化碳气体流率对钝气流率的比例为0.5及含氧气体流率对钝气流率的比例为0.03。11.如申请专利范围第7或10项所述之方法,其中该氟化碳气体为C4F6及该含氧气体为O2。12.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该氟化碳占该气体组成的总流率的7%至10%,该含氧气体占该气体组的总流率的4%至6%及该钝气占该气体组成的总流率的80%以上,及其中该氟化碳包含六氟-1,3-丁二烯。13.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该气体组成包含一第一氟化碳其具有1:3的C:F比例、一第二氟化碳其具有2:1的C:F比例,及一钝气,其中该气体组成的总流率系介于200sccm至300sccm之间。14.一种电浆蚀刻一基材的一介电层上之特征的方法,该基材系被放置在一被磁性地加强之电浆蚀刻室内,该方法至少包含下列步骤:(a)将一基材放置在一被磁性地加强的电浆蚀刻室内的一处理区中;(b)控制一基材支撑件的温度;(c)保持一低压于该处理区内;(d)将一包含六氟-1.3-丁二烯、氧气及氢气的气体组成流入到该处理区中;(e)电容地耦合RF能量至该处理区中用以从该气体组成形成一电浆;及(f)提供一旋转的磁场于该处理区。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该流入一气体组成之步骤系在总流率介于40sccm至1000sccm之间实行。16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该保持一低压之步骤包含使用一具有至少每分钟1600公升之容量的真空帮浦系统排空该室。17.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该氢气流率对六氟-1,3-丁二烯流率约为5:1至20:1。18.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该保持一低压之步骤包含保持该室压力约为20mT至约250mT之间。19.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该保持一低压之步骤包含使用一真空帮浦系统排空该室,以提供少于约70ms的基团停留时间。20.一种电浆蚀刻一基材的一介电层上之特征的方法,该基材系被放置在一电容耦合之电浆蚀刻室内,该方法至少包含下列步骤:(g)将一基材放置在一电容地耦合的电浆蚀刻室内之一处理区中;(h)控制一基材支撑件的温度;(i)藉由使用一具有至少每分钟1600公升之容量的真空帮浦系统排空该室,以在该处理区中保持一低压;(j)将一包含线性C4F6.氧气及氢气的气体组成流入该处理区中;(k)电容地耦合RF能量至该处理区中,用以从该气体组成形成一电浆;及(l)当该基材正被该电浆蚀刻时,冷却该基材。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该流入一气体组成之步骤系在总气体流率介于40sccm至1000sccm之间实行。22.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该氢气流率对C4F6流率约为5:1至20:1。23.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该保持一低压之步骤包含保持该室压约在20mT至约250mT之间。24.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该保持一低压之步骤包含使用一真空帮浦系统排空该室,以便提供少于约70ms的基团停留时间。图式简单说明:第1图为一平行板半导体晶圆处理系统的剖面示意图;第2图为一半导体晶圆处理系统的剖面示意图,其显示依据本发明的一上及下衬里的实施例;第3A图为一具有第2图的第一衬里之盖子组件的平面图;第3B图为另一盖子组件的平面图;第4图为第3A或第3B图中之盖子组件的部分分解的剖面图;第5图为第2图中之第二衬里的平面图;第6图为沿着第5图中的线5-5所取的剖面图;第7a-7f图为一气体入口的不同实施例;第8图为对应于第2图之室顶内部表面的平面图;第9图为本发明的一个别的迷你气体分布板的平面图,其具有有角度的气体入口用以提供一较佳的气体喷洒涡流图案;第10图为对应于第9图之剖面图;第11图为对应于第4图之另一喷洒图案;第12图为对应于第2图之一部分放大的剖面图;第13及14图分别为一板子的顶视及剖面图,该板子已被形成由方形的突出体所构成的构造;第15图为第14图的另一实例,其中方形凹陷的侧边被形成为有角度;第16及17图分别为另一实施例的顶视及剖面图,其中凹陷部分为半球形的形状;第18及19图分别为由一系列的在一圆柱形侧壁衬里上的圆周沟槽所构成的结构的立体及剖面图;第20图一同时具有圆周沟槽及纵向沟槽的圆柱形衬里的立体图;第21图为一具有一排气歧管的电浆蚀刻室的平面图,该排气歧管具有一环状U形磁铁系统其被埋设在一依据本发明的环形的突出部内;第22图为第21图中之该磁铁系统及环形突出部之细部;第23图为一具有径向地面向外的极性之环状U形磁铁系统的立体图;第24图为一磁铁系统的立体图,相对于第23图的实施例,其磁铁及磁极片被互换;第25图为一具有径向地面向内的极性之环状U形磁铁系统的立体图;第26图图为一磁铁系统的立体图,相对于第25图的实施例,其磁铁及磁极片被互换;第27图为一排气系统的详细平面图,其具有两个分别被埋设在两个依据本发明之环形突出部内的环形磁铁;第28图为在一电容地耦合且磁性地被加强的反应性离子蚀刻(MERIE)处理系统中之本发明的另一实施例的部分剖面示意图;第29图为在一平行板蚀刻处理系统内之本发明的另一实施例的部分剖面示意图;第30图为在一由旋转的磁场所产生之电容地耦合且磁性地被加强的反应性离子蚀刻(MERIE)处理系统中之本发明的另一实施例的部分剖面示意图;第31图为在一具有一RF驱动的电感件之蚀刻处理系统内的本发明的另一实施例的部分剖面示意图;第32图为具有一室衬里之另一半导体晶圆处理系统的剖面示意图,其具有一莲蓬头气体分布幸统及一电感线圈;第33A及33B图为一代表性自我对准接点特征结构的剖面图;第34A及34B图为一代表性高深宽比接点特征特征结构的剖面图;第35A及35B图为一代表性介层孔特征结构的剖面图;第36A及36B图为一代表性罩幕开孔特征结构的剖面图;第37A及37B图为一间隔件特征结构的剖面图;及第38A及38B图为一代表性双镶嵌特征结构的剖面图。