发明名称 减少电晶体元件损害之执行高密度电浆蚀刻机台之方法
摘要 揭露在高密度电浆蚀刻机台内蚀刻介电层之方法与系统。一种方法包括提供具有在一介电层上沉积一光阻层之晶圆,以定义至少一个向下电性内连接至该晶圆之矽基底之接触窗开口或是开口区域。接着将此晶圆置入高密度电浆蚀刻机台中,并进行高密度电浆蚀刻机台之一TCP源之脉冲应施加。此脉冲施加包括确定预期的蚀刻效率特性,其包括光阻选择率与相关于TCP源之连续波形应用之蚀刻率。然后,选择TCP源之脉冲应用之工作循环,及调整TCP源之脉冲应用之尖峰功率,以搭配由TCP源之连续波形应用传送之循环平均功率。TCP源之脉冲施加可设定蚀刻穿过介电层到至少一个接触窗开口或是开口区域,同时实质减少对电晶体元件之电晶体闸氧化层之伤害。
申请公布号 TW440951 申请公布日期 2001.06.16
申请号 TW088122071 申请日期 2000.02.11
申请人 科林研发股份有限公司 发明人 艾力克A 哈德森;贾若斯诺W 维尼杰克;乔耳 库克;海伦 梅兰德
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
代理机构 代理人 林宪隆 台北巿浦城街十三巷二十九号二楼
主权项 1.一种在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,包括:提供一具有在电晶体元件上沉积有介电层的晶圆,该些电晶体元件包括电晶体闸极氧化层与闸电极,及扩散区;在该介电层上形成一光阻层,以在该些扩散区之一定义至少一个接触窗开口;将该晶圆置入该高密度电浆蚀刻机台中;设定该高密度电浆蚀刻机台内的气体流量状态、温度状态与压力状态;脉冲施加该高密度电浆蚀刻机台之一TCP电源;以及施加一RF偏压至该高密度电浆蚀刻机台之一下电极;其中该TCP电源之该脉冲施加可设定蚀刻穿过该介电层以在扩散区之一上定义至少一接触窗开口,同时实质减少对电晶体元件之电晶体闸氧化层之伤害。2.如申请专利范围第1项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该TCP电源之该脉冲施加可定义在一时间T内。3.如申请专利范围第2项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该时间T具有一开机时间TON与一关机时间TOFF,且该时间T相等于该开机时间TON与该关机时间TOFF相加之和。4.如申请专利范围第3项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该TCP电源之该脉冲具有由TON/T定义之一工作循环。5.如申请专利范围第4项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,更包括:设定该工作循环在约10%至约80%之间。6.如申请专利范围第4项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,更包括:设定该时间T在约10微秒至约2毫秒之间。7.如申请专利范围第1项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,更包括:确定一预期在蚀刻效率特性,包括光阻选择率与相关于该TCP源之一连续波形应用之蚀刻率;选择该TCP源之该脉冲施加之一工作循环;以及调整该TCP源之该脉冲施加之一尖峰功率,以搭配由该TCP源之该连续波形应用传送之一循环平均功率。8.如申请专利范围第7项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该调整系设计为当该工作循环下降时,增加该TCP源之脉冲施加之该尖峰功率。9.如申请专利范围第7项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该调整系设计为当该工作循环增加时,减少该TCP源之脉冲施加之该尖峰功率。10.如申请专利范围第7项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该尖峰功率在约100瓦至约30000瓦之间变动。11.如申请专利范围第3项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中在该关机时间内TOFF之该TCP电源可分布在实质上关机与一小于连续波形功率値之减少功率値之间。12.如申请专利范围第1项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该高密度蚀刻机台为一TCP蚀刻系统。13.一种在一高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,包括:提供一具有在一介电层上沉积有一光阻层的晶圆,以在至少一个电晶体扩散区上定义至少一个接触窗开口;将该晶圆置入该高密度电浆蚀刻机台中;脉冲施加该高密度电浆蚀刻机台之一TCP电源,其中该脉冲施加包括,确定一预期的蚀刻效率特性,包括光阻选择率与相关于该TCP源之一连续波形应用之蚀刻率;选择该TCP源之该脉冲施加之一工作循环;以及调整该TCP源之该脉冲施加之一尖峰功率,以搭配由该TCP源之该连续波形应用传送之一循环平均功率;其中该TCP电源之该脉冲施加可设定蚀刻穿过该介电层以在该至少一个电晶体扩散区,同时实质减少对定义于该晶圆上的电晶体元件之电晶体闸氧化层之伤害。14.如申请专利范围第13项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该TCP源之脉冲施加可定义在一时间T内。15.如申请专利范围第14项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该时间T具有一开机时间TON与一关机时间TOFF,且该时间T相等于该开机时间TON与该关机时间TOFF相加之和。16.如申请专利范围第15项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该TCP电源之该脉冲之该工作循环系由TON/T定义。17.如申请专利范围第15项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,更包括:设定该工作循环在约10%至约80%之间。18.如申请专利范围第17项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,更包括:设定时间T在约10微秒到约2毫秒之间。19.如申请专利范围第13项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该尖峰功率在约100瓦至约30000瓦之间变动。20.如申请专利范围第15项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中在该关机时间内TOFF之该TCP电源可分布在实质上关机与一小于连续波形功率値之减少功率値之间。21.如申请专利范围第13项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该高密度蚀刻机台为一TCP蚀刻系统。22.一种用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,该系统包括:一反应室,包括,一TCP源;一偏压源,该偏压源具有一用以支撑该半导体晶圆之表面;一TCP源与偏压电源控制器用以施加电源至该TCP源与该偏压源,使得该控制器可设定脉冲施加电源经过该反应室之该TCP源。23.如申请专利范围第22项之用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,其中经过该TCP之电源脉冲施加可定义在一时间T内。24.如申请专利范围第23项之用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,其中该时间T具有一开机时间TON与一关机时间TOFF,且该时间T相等于该开机时间TON与该关机时间TOFF相加之和。25.如申请专利范围第24项之用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,其中该TCP源之该脉冲具有由TON/T定义之一工作循环。26.如申请专利范围第25项之用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,其中设定该工作循环在约10%至约80%之间。27.如申请专利范围第26项之用以蚀刻一半导体晶圆之层之高密度蚀刻系统,其中设定该时间T在约10微秒至约2毫秒之间。28.一种在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,包括:提供一具有在一介电层上有一光阻层的晶圆,以定义至少一个向下电性内连接至该晶圆之一矽基底的开口或开口区域,该介电层为该晶圆的任一层;将该晶圆置入该高密度电浆蚀刻机台中;脉冲施加该高密度电浆蚀刻机台之一TCP电源,其中该脉冲施加包括,确定一预期的蚀刻效率特性,包括光阻选择率与相关于该TCP源之一连续波形应用之蚀刻率;选择该TCP源之该脉冲施加之一工作循环;以及调整该TCP源之该脉冲施加之一尖峰功率,以搭配由该TCP源之该连续波形应用传送之一循环平均功率;其中该TCP之该脉冲施加可设定蚀刻该开口穿过介电层,同时实质减少对形成在该晶圆上之电晶体元件之电晶体闸氧化层之伤害。29.如申请专利范围第28项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,其中该TCP源电源之该脉冲施加可定义在一时间T内。30.如申请专利范围第29项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层之方法,其中该时间T具有一开机时间TON与一关机时间TOFF,且该时间T相等于该开机时间TON与该关机时间TOFF相加之和。31.如申请专利范围第30项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,该TCP源之该脉冲具有由TON/T定义之一工作循环。32.如申请专利范围第30项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,更包括:设定该工作循环在约10%至约80%之间。33.如申请专利范围第32项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,更包括:设定该时间T在约10微秒至约2毫秒之间。34.如申请专利范围第28项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,其中该尖峰功率在约100瓦至约30000瓦之间变动。35.如申请专利范围第30项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,其中在该关机时间内TOFF之该TCP电源可分布在实质上关机与一小于一连续波形功率値之减少功率値之间。36.如申请专利范围第28项之在高密度电浆蚀刻机台中蚀刻介电层的方法,其中该高密度蚀刻机台为一TCP蚀刻系统。图式简单说明:第一图为一部份形成之半导体元件100之剖面图。第二图A绘示根据本发明一实施例之高密度电浆蚀刻机台之简图,包括一感应耦合电浆源。第二图B绘示根据本发明一实施例之TCP源与偏压电源控制器之高阶简图,其与第二图A之高密度电浆蚀刻机台沟通。第三图绘示根据本发明一实施例,TCP电源之时间对功率之理想曲线图。第四图绘示根据本发明一实施例,经由TCP RF产生器施加之RF电压之理想描述。第五图绘示根据本发明一实施例,如何藉由改变相对于连续波形功率之开机时间(on-time)TON之尖峰功率实质维持传送至电浆之循环平均功率稳定。第六图绘示根据本发明另一实施例之例子,在TOFF期间TCP电源并未完全关闭,但处于相对于连续波形功率之减少功率。
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