專利名稱：脈沖電壓在等離子體反應(yīng)堆中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及等離子體反應(yīng)堆的設(shè)備與工藝。更確切地說，本發(fā)明涉及在一部分正電壓源偏置振蕩循環(huán)的過程中對半導(dǎo)體襯底基座強(qiáng)化電壓，以減小或消除特征充電在等離子體反應(yīng)堆操作期間的不利影響。
背景技術(shù)：
狀態(tài)電子元件的較高性能、較低成本與提高的小型化程度和集成電路的較高密度，是計(jì)算機(jī)行業(yè)所追求的目標(biāo)。提高集成電路密度的一種常用技術(shù)，涉及將多層有源和無源元件相互在頂上堆積起來，從而在形成于這些層中每一層上的器件之間實(shí)現(xiàn)多級電氣互連。這種多級電氣互連一般用延伸通過分離元件層的介電層的多條金屬填充通路(“觸點(diǎn)”)來實(shí)現(xiàn)。這些通路一般運(yùn)用本行業(yè)已知的諸如等離子體蝕刻之類的蝕刻方法，通過蝕通各介電層來形成。等離子體蝕刻還用于形成集成電路中電子元件的各種特征。
在等離子體蝕刻中，利用輝光放電，從與諸如Ar、He、Ne、Kr、O2或其混合物之類的載氣結(jié)合的諸如CF4、CHF3、C2F6、CH2F2、SF6之類的氟化氣體或其他氟利昂及其混合物之類的大量氣體中的相對惰性氣體分子，產(chǎn)生諸如原子、原子團(tuán)和/或離子之類的反應(yīng)物質(zhì)?；旧?，等離子體蝕刻工藝包括1)從大量氣體中以等離子體形式產(chǎn)生反應(yīng)物質(zhì)，2)反映物質(zhì)擴(kuò)散到被蝕刻材料的表面，3)在被蝕刻材料表面吸附反應(yīng)物質(zhì)，4)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而形成揮發(fā)性副產(chǎn)品，5)從被蝕刻材料表面釋放出該副產(chǎn)品，以及6)釋放出的副產(chǎn)品擴(kuò)散入該大量氣體。
如圖4所示，用于等離子體蝕刻工藝的設(shè)備200由與第一交流電源204電氣連接的蝕刻腔202構(gòu)成。該蝕刻腔202還包括支承半導(dǎo)體襯底208的基座206和與基座206相對的電極212。電極212與第二交流電源214電氣連接?；?06可以具有AC(交流)偏置源或DC(直流)偏置源216。
在蝕刻腔202中，等離子體222通過將能量從第一電源204感應(yīng)耦合入包含可移動正負(fù)電荷粒子的等離子體222來維持。等離子體222周圍外層224形成的電場或偏壓，利用靜電耦合使電子和離子(未示出)加速飛向半導(dǎo)體襯底208。
為利于蝕刻，通過將振蕩偏置功率從基座偏置電源216施加到基座206，可以調(diào)制等離子體222和半導(dǎo)體襯底208之間的電位差，如圖5(示出了在這種振蕩期間的電壓分布)所示。在正電壓相位232期間，襯底收集來自能量足以穿過外層的電子的電子流。瞬時等離子體電位與表面電位之差限定了外層電位降。由于等離子體電位比表面電位更正，所以該電位降的極性會阻礙電子的流動。因而襯底只收集能量大于該阻礙電位的電子。在負(fù)電壓相位234的過程中，襯底收集正離子。這些離子經(jīng)外層壓降加速并撞擊襯底。
但眾所周知，等離子體蝕刻工藝(和離子注入以及其他電荷束工藝)會損壞半導(dǎo)體襯底和在其上或其內(nèi)形成的器件與電路。尤其，在半導(dǎo)體器件作等離子體加工過程中會出現(xiàn)的導(dǎo)致器件性能裂化的電氣充電是眾所周知的問題。
圖6所示的是等離子體蝕刻加工中半導(dǎo)體器件電氣充電的現(xiàn)象。所示的被蝕材料層244在半導(dǎo)體襯底242上分層。設(shè)置在材料層244上的圖案光刻膠層246用于蝕刻通路。在等離子體蝕刻的加工過程中，用正電荷離子248和負(fù)電荷電子252(即反應(yīng)物質(zhì))轟擊圖案光刻膠層246和材料層244。該轟擊導(dǎo)致了在圖案光刻膠層246和/或半導(dǎo)體襯底242上形成的電荷分布。該電荷分布通常被稱為“特征充電”。
要產(chǎn)生特征充電，正電荷離子248與負(fù)電荷電子252必須相互分開。正電荷離子248和負(fù)電荷電子252可利用被蝕刻的結(jié)構(gòu)分開。由于該結(jié)構(gòu)(本例為通路254)通過蝕刻形成，所以縱橫比(高寬比)變得越來越大。在等離子體蝕刻的過程中，正電荷離子248以相對垂直的方式向圖案光刻膠層246和材料層244加速運(yùn)行(如半導(dǎo)體襯底242的直流偏壓所致)，如正電荷離子248附近的箭頭所示。然而，負(fù)電荷電子252很少受半導(dǎo)體襯底242直流偏壓的影響，因而以更隨機(jī)的各向同性方式移動，如負(fù)電荷電子252附近的箭頭所示。這樣就導(dǎo)致正電荷在通路254底部256累計(jì)，因?yàn)檎姾呻x子248平均比負(fù)電荷電子252更容易垂直地飛向襯底。因此，任何縱橫比足夠高的結(jié)構(gòu)，都傾向于在光刻膠層和材料層244上部距離A(即示為“-”標(biāo)記)處充電得更負(fù)，而在通路底部256和通路254接近通路底部256的側(cè)壁(即示為“+”標(biāo)記)充電得更正。
如圖7所示，由于電荷排斥作用，正電荷通路底部256使正電荷離子248偏離通路底部256而飛向通路254的側(cè)壁258。該偏離導(dǎo)致蝕刻靠近通路底部256的側(cè)壁258，我們稱為“切口”。此外，當(dāng)正電荷離子248接近正電荷通路底部256時，正電荷通路底部256的存在使正電荷離子248減慢，從而降低了蝕刻效率。
如圖8所示，負(fù)電荷光刻膠層246和材料層244的上部使負(fù)電荷電子252偏離進(jìn)入通路254或減慢負(fù)電荷電子252進(jìn)入通路254，這都是因?yàn)殡姾膳懦猓叶冀档土宋g刻效率。
因此，能夠理解，開發(fā)一種應(yīng)用等離子體反應(yīng)堆的設(shè)備和工藝來消除或減小特征充電的影響，同時使用廉價的市售半導(dǎo)體器件制造元件而無須復(fù)雜的加工步驟是有利的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的一種設(shè)備與方法，既提高了電子撞擊半導(dǎo)體襯底上材料的能量，又能再定向等離子體反應(yīng)堆產(chǎn)生的電子而以基本上垂直的軌跡撞擊半導(dǎo)體襯底上的材料，二者都減小了特征充電。
本發(fā)明的一個實(shí)施例包含與第一電源電氣連接的蝕刻腔。該蝕刻腔還包括支承半導(dǎo)體襯底的基座和相對基座的電極。該電極與第一電源電氣連接。該基座與第二電源和脈沖電源電氣連接。觸發(fā)時，脈沖電源向基座提供計(jì)時的正電壓尖峰。該偏置電源較佳地用信號線與第二電源電氣連接。
如前所述，通過將振蕩偏置功率從基座偏置電源加到半導(dǎo)體襯底，可以調(diào)制等離子體與半導(dǎo)體襯底的電位差。在正電壓相位期間，襯底收集來自能量足以穿過外層的電子的電子流。瞬時等離子體電位與表面電位之差限定了外層電位降。由于等離子體電位比表面電位更正，該電位降的極性阻礙了電子流動。因此，襯底只收集能量大于該阻礙電位的電子。在負(fù)電壓相位232期間，襯底收集正離子。這些離子經(jīng)外層壓降加速而撞擊襯底。
負(fù)電荷電子比正電荷離子受半導(dǎo)體襯底典型直流偏置的影響更少，因而以更隨機(jī)的方式移動，如負(fù)電荷電子附近的箭頭所示。然而，根據(jù)本發(fā)明向基座提供一正電壓尖峰，改變了等離子體電位與半導(dǎo)體襯底的電位之間的電位差。由此，基座的電壓強(qiáng)化將負(fù)電荷電子的軌跡再定向成相對于半導(dǎo)體襯底更垂直的路徑。再定向的軌跡使更多的負(fù)電荷電子進(jìn)入某一特征(如蝕刻入半導(dǎo)體襯底上材料層的通路)，而且提高了負(fù)電荷電子入射在被蝕刻材料層上的能量，二者都提高了蝕刻效率。另外，通路底部強(qiáng)的正電場(即用“+”標(biāo)記表示)使負(fù)電荷電子加速飛向通路，從而導(dǎo)致負(fù)電荷電子以更高的能量撞擊通路底部。增加負(fù)電荷電子進(jìn)入通路還減少了特征充電，因?yàn)槿缜八?，容易積聚在光刻膠層和材料層上部的負(fù)電荷滲入通路更深的距離A’(即用“-”標(biāo)記表示)。負(fù)電荷更深的滲透在更大容積或區(qū)域內(nèi)分布負(fù)電荷，從而降低了負(fù)電荷的局部強(qiáng)度，由此減少或消除了負(fù)電荷排斥來自通路的負(fù)電荷電子的傾向。此外，負(fù)電荷更深的滲透減少了累積在通路側(cè)壁的正電荷，從而減小或消除先前討論的對進(jìn)入通路的正電荷離子產(chǎn)生的不利影響。換言之，對基座提供正電壓尖峰，可減少、最小化或消除與特征充電相關(guān)的問題。
正電壓尖峰的提供量較佳地由脈沖電源的功率輸出進(jìn)行控制。這樣，當(dāng)?shù)诙娫吹墓β瘦敵鲞_(dá)到預(yù)定電平時，就從第二電源(或與第二電源耦合的傳感器(未示出))通過信號線向脈沖電源發(fā)一信號。當(dāng)脈沖電源收到該信號時，就在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)向基座提供正電壓尖峰。
當(dāng)然，若第二電源能提供正電壓尖峰，則無需脈沖電源。當(dāng)?shù)诙秒娫吹墓β瘦敵龅竭_(dá)時，第二電源就產(chǎn)生正電壓尖峰，并在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)提供給基座。
因此，本發(fā)明能提供一種簡便而可控的方法來影響等離子體蝕刻的質(zhì)量和效率，并且可容易地在大多數(shù)現(xiàn)有的等離子體反應(yīng)堆上實(shí)施。
雖然所舉的實(shí)例針對通路的形成，但應(yīng)理解，本發(fā)明可應(yīng)用于各種特征形成和等離子體加工。
附圖簡述雖然本說明書以具體指出和明確提出本發(fā)明權(quán)利要求的權(quán)項(xiàng)來作推斷，但是當(dāng)結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明下列描述時，可更容易弄清本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的等離子體蝕刻設(shè)備的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的等離子體蝕刻設(shè)備基座理想的振蕩電壓分布曲線圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明在蝕刻加工中通路的剖面圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)等離子體蝕刻設(shè)備的示意圖；圖5是等離子體蝕刻設(shè)備基座現(xiàn)有技術(shù)的理想振蕩電壓分布曲線圖；圖6是通路在現(xiàn)有技術(shù)蝕刻加工期間造成特征充電現(xiàn)象的剖面圖；圖7是通路在現(xiàn)有技術(shù)蝕刻加工期間的剖面圖，其中，特征充電造成正電荷離子偏離通路底部而飛向通路側(cè)壁；以及圖8是通路在現(xiàn)有技術(shù)蝕刻加工期間的剖面圖，其中，特征充電使負(fù)電荷電子偏離進(jìn)入通路或減緩負(fù)電荷電子進(jìn)入通路。
實(shí)施本發(fā)明的較佳方式圖1～3是本發(fā)明各種示意圖、視圖以及曲線圖。應(yīng)該理解，這些圖并非任何特定半導(dǎo)體器件的實(shí)際示圖，它們只是用來更清楚而全面地指示本發(fā)明中接觸界面形成的理想化表示。另外，圖1～3中相同的元件保持同樣的標(biāo)號。
如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的蝕刻設(shè)備100包含蝕刻腔102，它與諸如AC電源、微波電源等之類的第一電源104電氣連接。蝕刻腔102還包括支承半導(dǎo)體襯底108的基座106，和相對基座106的電極112——通常為線圈。電極112與電源114電氣連接?；?06與第二電源116電氣連接。
在蝕刻腔102中，通過把能量從第一電源104感應(yīng)耦合入包含可運(yùn)動正負(fù)電荷粒子的等離子體122來維持等離子體122。等離子體122周圍的外層124所產(chǎn)生的電場或偏壓，通過靜電耦合使電子和離子(未示出)加速飛向半導(dǎo)體襯底108。
基座106還與輔助脈沖源126電氣連接。輔助脈沖源126受觸發(fā)時，向基座106提供正電壓尖峰。第二電源116較佳地通過信號線132與輔助脈沖源126電氣連接。
如前所述，通過從基座脈沖電源126向半導(dǎo)體襯底108施加振蕩偏置功率，可調(diào)制等離子體122與半導(dǎo)體襯底108之間的電位差，如圖2(示出了在該振蕩過程中的電壓分布)所示。在正電壓相位134期間，反應(yīng)物質(zhì)以高速淀積到半導(dǎo)體襯底108上。在負(fù)電壓相位136期間，反應(yīng)副產(chǎn)品以高速擴(kuò)散離開半導(dǎo)體襯底108。但是，仍然如圖2所示，本發(fā)明包括在正電壓相位134期間(即電子流向晶片期間)，在持續(xù)時間138內(nèi)向基座106提供正功率尖峰。
如前所述并如現(xiàn)有技術(shù)圖6所示，負(fù)電荷電子252比正電荷離子受半導(dǎo)體襯底典型DC偏壓的影響更少，因而以更隨機(jī)的方式運(yùn)動，如現(xiàn)有技術(shù)圖6中負(fù)電荷電子252附近的箭頭所示。但根據(jù)本發(fā)明，對于一部分正電壓相位134，向基座106提供正電壓尖峰，改變了等離子體122與半導(dǎo)體襯底108之間的電位差，如圖2所示。因此，向基座106提供正電壓尖峰，將負(fù)電荷電子142的軌跡再定向成相對于半導(dǎo)體襯底108更加垂直的路徑，如圖3所示。再定向的軌跡使更多的負(fù)電荷電子142飛向半導(dǎo)體襯底108并進(jìn)入特征，具體所示如在半導(dǎo)體支承148上通過光刻膠材料140蝕刻入材料層146的開口或通路144，并且提高了入射在材料層146上的負(fù)電荷電子142的能量，二者都提高了蝕刻效率。另外，在開口或通路144底部因?yàn)檎妷杭夥逍纬傻膹?qiáng)正電場(即用“+”標(biāo)記表示)，使負(fù)電荷電子142加速飛向通路144底部，從而使負(fù)電荷電子以更高能量撞擊通路144底部(即對正電壓尖峰的使用可控制電子加速的驅(qū)動力)。增加進(jìn)入開口或通路144的負(fù)電荷電子142，還減少了特征充電，因?yàn)槿缜八?，容易積聚在光刻膠層140和材料層146上部的負(fù)電荷穿入通路更深的距離A’(即用“-”標(biāo)記表示)。負(fù)電荷的更深穿入使它在更大的區(qū)域內(nèi)分布，從而減小或消除了對負(fù)電荷電子142的不利影響。此外，負(fù)電荷的更深穿入減少了累積在通路152附近側(cè)壁的正電荷，從而減小或消除了前述的對進(jìn)入通路144的正電荷離子的不利影響。換言之，基座106上的正電壓尖峰可減小或消除與特征充電有關(guān)的問題。
參照圖1，輔助脈沖電源126較佳地由第二電源116的功率輸出控制。這樣在第二電源116的功率輸出達(dá)到預(yù)定電平時，第二電源116(或與之耦合的傳感器(未示出))就通過信號線132向脈沖電源126發(fā)一信號。當(dāng)脈沖電源126收到信號時，在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)向基座106提供正電壓尖峰。這樣，可以控制正電壓尖峰在任一點(diǎn)和任何高壓循環(huán)時間內(nèi)出現(xiàn)，以便實(shí)現(xiàn)對特定半導(dǎo)體材料期望的蝕刻結(jié)果。
當(dāng)然可以理解，若第二電源116能提供正電壓尖峰，就不需要脈沖電源126了。當(dāng)?shù)诙娫?16的功率輸出到達(dá)時，第二電源116就產(chǎn)生正電壓尖峰并在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)把它供給基座106。
還應(yīng)該明白的是，諸如微處理器之類的內(nèi)部裝置可以既控制第二電源116的振蕩，又控制對功率尖峰的提供，而不管該功率尖峰是第二電源116還是脈沖電源126產(chǎn)生的。
因此，本發(fā)明能提供一種簡單而可控的方法來影響等離子體蝕刻的質(zhì)量和效率，且便于在大多數(shù)現(xiàn)有等離子體反應(yīng)堆上實(shí)施。本發(fā)明可用于在通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積的絕緣材料中蝕刻長度/直徑比為5∶1或更大的孔徑。這類絕緣材料包括氧化物、氮化物、聚合物及其組合物等。而且，盡管列出的實(shí)例針對開口或通路的形成，但應(yīng)理解，本發(fā)明可用于各種特征形成和等離子體加工。
這里詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，應(yīng)該明白，所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明并不限于以上描述的具體內(nèi)容，可以在不違背本發(fā)明的精神或范圍的前提下對其作出許多明顯的變化。
權(quán)利要求
1.一種等離子體反應(yīng)堆，其特征在于，包括含支承半導(dǎo)體襯底的基座的反應(yīng)腔，以及與所述基座電氣連接的電源，其中所述電源適于向所述基座提供電壓尖峰。
2.一種等離子體反應(yīng)堆，其特征在于包括反應(yīng)腔；與所述反應(yīng)腔電氣連接的第一電源；置于所述反應(yīng)腔內(nèi)用以支承其上半導(dǎo)體襯底的基座；與所述基座保持電氣連接的第二電源，所述第二電源適于向所述基座提供電壓尖峰；置于所述反應(yīng)腔內(nèi)并與所述基座相對的電極；以及與所述基座電氣連接的脈沖電源。
3.一種等離子體反應(yīng)堆，其特征在于，包括含支承半導(dǎo)體襯底的基座的反應(yīng)腔、與所述基座電氣連接的電源以及與所述基座電氣連接的輔助脈沖電源。
4.一種等離子體反應(yīng)堆，其特征在于，包括反應(yīng)腔；與所述反應(yīng)腔電氣連接的第一電源；置于所述反應(yīng)腔內(nèi)用以支承其上半導(dǎo)體襯底的基座；與所述基座電氣連接的第二電源；置于所述反應(yīng)腔內(nèi)并與所述基座相對的電極，所述第一電源與所述電極電氣連接；以及與所述基座電氣連接的脈沖電源。
5.一種操作等離子體反應(yīng)堆的方法，其特征在于，包括設(shè)置含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)堆和與所述基座電氣連接的電源；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；以及在所述電信號正電壓相位期間，向所述基座提供正電壓尖峰。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓達(dá)到一選定的電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，向所述基座提供一段持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特點(diǎn)在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特點(diǎn)在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在輔助電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號高壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
9.一種對半導(dǎo)體器件形成開口的方法，應(yīng)用了含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，所述基座包括與之電氣連接的開關(guān)，用于斷開與閉合電路，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，所述半導(dǎo)體襯底在其上有一材料層和在所述材料層上形成圖案的光刻膠層；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；以及在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰。
10.根據(jù)權(quán)利要求所述9的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓達(dá)到一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，向所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
11.根據(jù)權(quán)利要求所述9的方法，其特征在在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
13.一種應(yīng)用等離子體反應(yīng)腔和電源對半導(dǎo)體器件在利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積的絕緣材料中形成開口的方法，所述等離子體反應(yīng)腔包括支承半導(dǎo)體襯底的基座，所述電源與所述基座電氣連接，所述基座包括與之電氣連接并斷開與閉合一電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，所述半導(dǎo)體襯底在其上有一材料層以及圖案形成于所述材料層上的光刻膠層；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓達(dá)到一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，向所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
17.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，對半導(dǎo)體器件在用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合一電路的開關(guān)，所述的方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分開口，所述開口部分的高度/直徑比至少為5∶1。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)視所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓達(dá)到一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，向所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰，包括在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
21.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，在半導(dǎo)體器件的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層，所述材料層用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法淀積；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分開口。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
25.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，在半導(dǎo)體器件的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層，所述材料層用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法淀積，所述材料包括氧化物材料、氮化物材料和聚合物之一；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分開口。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
29.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，對半導(dǎo)體器件在用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間，向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分高度/直徑縱橫比大于5∶1的開口。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
33.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，對半導(dǎo)體器件在用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間，向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成至少一部分開口，所述開口部分具有的高度/直徑被不少于5∶1。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
37.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，在半導(dǎo)體器件的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層，所述材料層用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法淀積；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成高度/直徑縱橫比至少為5∶1的至少一部分開口。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
41.一種應(yīng)用含支承半導(dǎo)體襯底的基座的等離子體反應(yīng)腔和與所述基座電氣連接的電源，在半導(dǎo)體器件的絕緣材料中形成開口的方法，所述基座包括與之電氣連接并斷開和閉合電路的開關(guān)，所述方法包括將半導(dǎo)體襯底置于所述基座上，在所述半導(dǎo)體襯底上方有一材料層和圖案形成于所述材料層上的光刻膠層，所述材料層用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法淀積；所述材料包括氧化物材料、氮化物材料和聚合物之一；在所述半導(dǎo)體襯底上方產(chǎn)生等離子體；由所述電源向所述基座提供電信號，其中所述電信號的電壓在正負(fù)電壓相位之間振蕩；在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供正電壓尖峰；以及在絕緣材料中形成高度/直徑縱橫比至少為5∶1的至少一部分開口。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰還包括監(jiān)測所述正電壓相位的所述電壓，直到所述電壓到達(dá)一選定電壓；以及在所述電信號正電壓相位期間當(dāng)達(dá)到所述選定電壓時，對所述基座提供一段選定持續(xù)時間的所述正電壓尖峰。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在所述電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述的向所述基座提供所述正電壓尖峰包括，在脈沖電源內(nèi)產(chǎn)生正電壓尖峰，并在所述電信號正電壓相位期間向所述基座提供所述正電壓尖峰。
全文摘要
一種在一部分高壓功率偏置振蕩循環(huán)期間向半導(dǎo)體襯底基座提供正電壓尖峰的方法和設(shè)備，可以減小或消除特征充電在等離子體反應(yīng)堆工作期間所產(chǎn)生的不利影響。
文檔編號H01J37/32GK1451172SQ01814209
公開日2003年10月22日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月17日
發(fā)明者K·G·多諾霍 申請人:微米技術(shù)股份有限公司