发明名称 高宽高比接触孔
摘要
申请公布号 TWI334625 申请公布日期 2010.12.11
申请号 TW096106102 申请日期 2007.02.16
申请人 美光科技公司 发明人 威尔森 亚隆R. WILSON, AARON R.
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种用于蚀刻绝缘层之方法,包含以下步骤:首先将该绝缘层暴露于含有Ar、Xe及其组合之一第二气体蚀刻剂之一电浆,以蚀刻一开口使其具有小于15:1的一第一宽高比;以及将该绝缘层暴露于具有至少50%的He的一第一气体蚀刻剂之一电浆,以藉由该第一气体蚀刻剂之该电浆将该开口由该第一宽高比蚀刻成至少为15:1的一第二宽高比;其中该第一气体蚀刻剂与该第二气体蚀刻剂相比具有一较低的分子量。如申请专利范围第1项之方法,包括:一旦该被蚀刻的开口之宽高比到达约15:1时,将该第二气体蚀刻剂与该第一气体蚀刻剂进行交换。如申请专利范围第1项之方法,其中,该绝缘层是一个选自矽酸盐玻璃、氧化矽、矽烷与四乙基氧化矽(TEOS)所组成的群组之氧化物。如申请专利范围第1项之方法,其中,该第一气体蚀刻剂是He与Ar的混合物。如申请专利范围第1项之方法,其中,该第一气体蚀刻剂是大约90%的He与大约10%的Ar。如申请专利范围第1项之方法,其中,该第一气体蚀刻剂是He。如申请专利范围第1项之方法,其中,该开口包括一个选自通孔、接触孔与浅沟的群组之开口。一种接触孔,具有至少20:1的宽高比,而且,在该绝缘层中具有一底部与一侧边,其允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,该接触孔系藉由如申请专利范围第1项之方法所制造。一种用于蚀刻绝缘层之方法,包含以下步骤:将一电浆蚀刻反应器内的绝缘层暴露于重离子气体蚀刻剂的电浆,该重离子气体蚀刻剂包含:第一惰性气体;以及第一反应性气体,用以将一开口蚀刻成小于约15:1的宽高比;而且使该重离子气体蚀刻剂与一轻离子气体蚀刻剂进行交换,该轻离子气体蚀刻剂包含:第二惰性气体;以及第二反应性气体,一旦该被蚀刻的开口之宽高比到达大约15:1时,将该开口进一步蚀刻成至少20:1的宽高比;且其中该轻离子气体蚀刻剂与该重离子气体蚀刻剂中之该第一惰性气体及该第一反应性气体之平均分子量相比具有一较低的平均分子量之该第二惰性气体及该第二反应性气体之混合物。如申请专利范围第9项之方法,其中,该第一惰性气体是由一重离子所组成,而该第二惰性气体是由一轻离子所组成,其中该轻离子与该重离子相比具有一较低的分子量。如申请专利范围第10项之方法,其中,该重离子是选自含有Ar、Xe、Kr、Br、大碳氟离子及其组合之群组,而该轻离子是选自含有He、Ne、Cl与F的群组。如申请专利范围第9项之方法,其中,该第一反应性气体是由一重离子所组成,而该第二反应性气体是由一轻离子所组成。如申请专利范围第12项之方法,其中,该重离子是Br,而该轻离子是Cl。一种用于蚀刻绝缘层之方法,包含以下步骤:将一电浆蚀刻反应器内的绝缘层暴露于重离子反应性气体蚀刻剂的电浆,以便将一开口蚀刻成小于约15:1的宽高比;以及一旦该被蚀刻的开口之宽高比到达大约15:1时,该重离子反应性气体蚀刻剂与一轻离子反应性气体蚀刻剂进行交换,用以将该开口进一步蚀刻成至少20:1的宽高比;其中该轻离子反应性气体与该重离子反应性气体相比具有一较低的分子量。如申请专利范围第14项之方法,其中,该重离子反应性气体蚀刻剂是Br,而该轻离子反应性气体蚀刻剂是Cl。一种用于蚀刻绝缘层之方法,包含以下步骤:将该绝缘层暴露于一含有Ar、Xe及其组合而不具有He的气体蚀刻剂之电浆,以便将一开口蚀刻成直到约15:1的宽高比;以及将该绝缘层暴露于一含有至少50%He的气体蚀刻剂之电浆,以便蚀刻出一个宽高比至少为15:1的开口。如申请专利范围第16项之方法,其中,该绝缘层是一个选自矽酸盐玻璃、氧化矽、矽烷与四乙基氧化矽(TEOS)所组成的群组之氧化物。如申请专利范围第16项之方法,其中,用以蚀刻宽高比至少为15:1的开口之该气体蚀刻剂是He与Ar的混合物。如申请专利范围第18项之方法,其中,该气体蚀刻剂是大约90%的He与大约10%的Ar。如申请专利范围第16项之方法,其中,该开口包括一个选自通孔、接触孔与浅沟的群组之开口。一种用于蚀刻绝缘层以产生高宽高比接处孔(HARC)之方法,包含以下步骤:浆一气体蚀刻剂供应至一个具有该绝缘层的电浆蚀刻反应器;以及藉由该气体蚀刻剂的电浆而蚀刻该绝缘层,以产生出HARC,该HARC界定出一个实质上细长对称的形状且具有约至少15:1的宽高比;将He加入该气体蚀刻剂;以及进一步以加入He之该气体蚀刻剂的一电浆蚀刻该绝缘层以产生界定出一个实质上细长对称的形状的该HARC。如申请专利范围第21项之方法,其中,该HARC具有至少20:1的宽高比。如申请专利范围第21项之方法,其中,该气体蚀刻剂加入有He而包括至少50%的He。一种蚀刻方法,包含以下步骤:将一初始气体蚀刻剂供应至一电浆蚀刻反应器;藉由该初始气体蚀刻剂的一电浆而在一绝缘层的一表面中蚀刻一开口使其具有小于约15:1的一宽高比;将该初始气体蚀刻剂与含有至少50%的He之另一气体蚀刻剂进行交换;以及连续以含有至少50%的He之该气体蚀刻剂进行蚀刻,藉此在该绝缘层内形成具有一底部与一侧边之该开口,其可允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,并具有至少20:1的宽高比。如申请专利范围第24项之方法,其中,垂直于该绝缘层的该轴线以及该侧边之间的距离是小于约40nm。如申请专利范围第24项之方法,其中,相较于缺乏至少50%He的其他相等蚀刻方式,含有至少50%He的该气体蚀刻剂的成分能有效增加开口的产生。如申请专利范围第24项之方法,其中,当该开口的宽高比到达至少15:1时,该气体蚀刻剂成分能有效维持一个固定的蚀刻速率。一种接触孔,包含:一开口,其在一绝缘层中具有一底部与一侧边,允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,其中,该开口界定出一个实质上细长对称的形状,且具有至少20:1的宽高比;其中该接触孔系藉由以下步骤所形成:将一电浆蚀刻反应器中之该绝缘层暴露于一重离子反应性气体蚀刻剂之一电浆,以蚀刻一开口使其具有小于约15:1的一宽高比;以及一旦该被蚀刻的开口之该宽高比到达大约15:1时,该重离子反应性气体蚀刻剂与一轻离子反应性气体蚀刻剂进行交换,用以将该开口进一步蚀刻成具有至少20:1的一宽高比;其中该轻离子反应性气体与该重离子反应性气体相比具有一较低的分子量。如申请专利范围第28项之接触孔,其中,该接触孔的深度为大约80nm。如申请专利范围第28项之接触孔,其中,该开口容纳多层,以形成一个用于记忆体装置内的电容器。如申请专利范围第30项之接触孔,其中,该电容器被制造成为一部分的RAM、DRAM或SRAM电路。一种接触孔,包含:一开口,界定出一个实质上细长对称的形状,且具有至少20:1的宽高比;该开口系藉由以下步骤而形成:将一电浆蚀刻反应器中之该绝缘层暴露于一重离子反应性气体蚀刻剂之一电浆,以蚀刻一开口使其具有小于约15:1的一宽高比;以及一旦该被蚀刻的开口之宽高比到达大约15:1时,该重离子反应性气体蚀刻剂与一轻离子反应性气体蚀刻剂进行交换,以将该开口进一步蚀刻;其中该轻离子反应性气体与该重离子反应性气体相比具有一较低的分子量。如申请专利范围第32项之接触孔,其中,该具有宽高比达到15:1的开口系藉由使该绝缘层暴露于Ar、Xe或其组成的第二气体蚀刻剂之电浆而形成。一种用于操作蚀刻反应器之方法,包含以下步骤:将包含Ar、Xe或其组成之一第一气体蚀刻剂供应至该蚀刻反应器;供应一绝缘层;将该绝缘层暴露于该第一气体蚀刻剂的一电浆,以蚀刻一开口蚀刻使其具有小于15:1的一宽高比;藉由供应He至该蚀刻反应器及增加该第一气体蚀刻剂之He浓度到至少50%的He,而将一第二气体蚀刻剂供应至该蚀刻反应器;以及藉由包含至少50%的He之该第二气体蚀刻剂的一电浆而蚀刻一开口,该开口在该绝缘层中具有一底部与一侧边,可允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,并具有至少15:1的宽高比;其中该第一气体蚀刻剂与该第二气体蚀刻剂相比具有一较高的分子量。一种记忆体装置,包含:一电晶体;一导电线;以及一电容器,其中该电晶体与该电容器系藉由该导电线而连接,而且,其中,该电容器系容纳于一个具有开口的绝缘层内,该开口在该绝缘层内具有一底部与一侧边,允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,且具有至少20:1的宽高比;其中该开口系根据申请专利范围第24项之方法所产生。一种运用处理器之系统,包含:一资料输入装置;一资料输出装置;一处理器,系连接至该资料输入与资料输出装置;以及一记忆体装置,系连接至该处理器,其中,该记忆体装置包括:一电晶体;一导电线;以及一电容器,其中该电晶体与该电容器系藉由该导电线而连接,而且,其中,该电容器系容纳于一个具有开口的绝缘层内,该开口在该绝缘层内具有一底部与一侧边,允许一条垂直于该绝缘层的轴线通过该开口到达该底部,而不会被该开口的侧边所打断,且具有至少20:1的宽高比;其中该开口系根据申请专利范围第24项之方法所产生。
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