專利名稱：使用時分多路復用工序和rf偏壓調(diào)制的高外觀soi結(jié)構(gòu)的無切口刻蝕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及基于硅的微電子機械系統(tǒng)的制造。更具體，本發(fā)明涉及使用具有調(diào)制的RF偏壓的交替淀積和刻蝕步驟來制造大的高寬比硅結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
硅中的大高寬比特征的制造廣泛地用于微電子機械(MEMS)器件的制造。這種特征常常完全延伸穿過硅晶片，以及可能需要500μm的過量刻蝕，深入硅襯底中。即使“淺”特征也需要高達30μm的刻蝕深度，特征寬度低至1μm，要求結(jié)構(gòu)的限定具有超過30∶1的高寬比(深度/寬度)。為了保證可制造性，這些工序必須在高刻蝕速率下操作，以保持合理的處理量。
常規(guī)的、單步驟等離子刻蝕工序不能同時滿足這些需要，以及已經(jīng)研發(fā)了交替的淀積/刻蝕工序。這種工序通常稱為時分多路復用(TDM)工序，該工序通常由包含兩個或多個工序步驟的至少一個組而構(gòu)成，這些組被周期性地重復。這些工序(例如，參見美國專利4,985,114和美國專利5,501,893)典型地在配置有高密度等離子源例如感應耦合等離子體(ICP)的反應器中進行，與射頻(RF)偏置的襯下電極結(jié)合。在用于硅的TDM刻蝕工序中使用的最普通工藝氣體是六氟化硫和八氟化環(huán)丁烷(octofluorocyclobutane)。六氟化硫(SF6)典型地用作刻蝕氣體以及八氟化環(huán)丁烷(C4F8)用作淀積氣體。在刻蝕步驟(圖1(b))期間，SF6便于硅(Si)的自發(fā)和各向同性刻蝕；在淀積步驟(圖1(c))中，C4F8便于保護刻蝕結(jié)構(gòu)的側(cè)壁以及底部上淀積的聚合物。在刻蝕步驟中出現(xiàn)的高能和定向離子轟擊時，由上述淀積步驟，在刻蝕結(jié)構(gòu)的底部中涂敷的聚合物膜將被除去，以露出用于進一步刻蝕的硅表面。側(cè)壁上的聚合物膜將保持，因為它不受直接離子轟擊影響，抑制橫向刻蝕。TDM工序周期性地在刻蝕和淀積工序步驟之間交替，允許將大的高寬比結(jié)構(gòu)限定在掩模的硅襯底中(圖1(d) & 1(e))。使用TDM方法允許在高Si刻蝕速率下，將大的高寬比特征限定到硅襯底中。復雜的TDM工序可能引入周期地重復的多個刻蝕步驟和多個淀積步驟。
某些MEMS器件要求硅襯底被刻蝕到掩埋的絕緣層如二氧化硅(SiO2)，擔當刻蝕停止層(絕緣體上的硅，SOI結(jié)構(gòu))，或用于最終器件的功能需要。當使用TDM工序刻蝕這種結(jié)構(gòu)時，文獻記載的現(xiàn)象，通常稱為“切口”發(fā)生。這些被證明作為硅的嚴重底切，位于硅/絕緣體界面(圖2)。通常理解這些是由刻蝕過程中的電荷效應所引起。因為等離子體中的離子和電子的不同角向分布，離子易于累積在特征的底部，以及電子易于累積在頂部。在體刻蝕過程中，因為硅襯底充分地導電，襯底內(nèi)電流流動阻止任意電荷分離(圖3A)。但是，當刻蝕到達硅/絕緣體界面時，絕緣體被露出和導電電流路徑被中止，這允許電荷分離發(fā)生。所得的電場足夠強到將到達離子的軌道彎曲到發(fā)生橫向刻蝕(切口)的特征側(cè)壁中(圖3B)。注意，對于完全論述，參見KP Giapis，F(xiàn)undamentals of Plasma Process and Damage in Handbook ofAdvanced Plasma Processing Techniques，RJ Shul and SJ Pearton，Eds，Springer 2000。
在高密度等離子體中切口效應更普通，因為離子密度，且因此由于離子的充電效應更大。因此通過利用低密度等離子體(常規(guī)反應離子刻蝕(RIE)可以減小該效應，該低密度等離子體僅僅在絕緣體已被露出之后采用(Donohue等人的美國專利6,071,822)。這種方法的主要缺點是低刻蝕速率，當具有各種深度的特征必須被刻蝕時，這是一個嚴重的缺點。這些是具有各個特征尺寸的蝕刻裝置的必需結(jié)果，由于高寬比依賴蝕刻(Aspect Ratio Dependent Etching)(ARDE)各個特征尺寸將刻蝕到不同的深度，。
兩個團體教導了TDM工序和新的RF偏壓結(jié)構(gòu)的使用(美國專利4,579,623和美國專利4,795,529)。這些團體沒有一個考慮與TDM工序結(jié)合調(diào)制RF偏壓頻率。
Hopkins等人(美國專利6,187,685)描述了低頻(低于4MHz)RF襯底偏壓與TDM淀積/刻蝕工序的使用。該作者描述在TDM工序中使用的振幅-脈沖調(diào)制的RF偏壓(圖4)。Hopkins沒有教導調(diào)制RF偏壓的頻率。
Savas的美國專利5,983,828，6,253,704和6,395,641教導使用脈沖調(diào)制的ICP減輕表面充電和后續(xù)切口。但是，Savas的沒有一個專利教導調(diào)制RF偏壓的頻率來消除或減小切口。
Ogino等人(美國專利6,471,821)教導了RF偏壓電源的頻率調(diào)制，作為在等離子體刻蝕工序過程中減小晶片表面充電的有效方法。Ogino等人考慮兩個離散頻率值之間的頻率調(diào)制以及連續(xù)的頻率調(diào)制。Ogino等人沒有考慮將頻率調(diào)制的RF偏壓應用于TDM工序。
Arai等人(美國專利6,110,287)也教導了RF偏壓電源的頻率調(diào)制，以便減輕刻蝕工序過程中襯底上的電荷形成。也公開了頻率調(diào)制RF偏壓電源的振幅調(diào)制，包括在某些功率值和零之間脈沖調(diào)制的情況。Ogino等人沒有考慮將頻率和/或已調(diào)幅的RF偏壓應用于TDM工序。
Otsubo等人(美國專利4,808,258)還教導了RF偏壓的頻率或振幅調(diào)制，以提高等離子體工序的刻蝕速率和選擇性。公開了1MHz和13.56MHz之間的頻率調(diào)制。也論述了兩個離散電平之間的RF偏壓的振幅調(diào)制。Ogino等人沒有考慮將頻率和/或已調(diào)幅的RF偏壓應用于TDM工序。
因此，需要一種減小和/或消除切口的交替淀積和刻蝕工藝。
現(xiàn)有技術(shù)沒有提供本發(fā)明所伴有的益處。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)器件不足的改進，以及對半導體處理技術(shù)的發(fā)展是重要的貢獻。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于在襯底中刻蝕特征的方法，包括以下步驟在真空室中的襯底支撐件上放置襯底，所述襯底支撐件是下電極；刻蝕步驟，包括將第一工藝氣體引入真空室中，由所述第一工藝氣體產(chǎn)生第一等離子體，以刻蝕該襯底；鈍化步驟，包括將第二工藝氣體引入真空室中，由所述第二工藝氣體產(chǎn)生第二等離子體，以在襯底上淀積鈍化層；交替地重復刻蝕步驟和鈍化步驟；通過所述下電極將調(diào)制的偏壓施加到襯底；以及從真空室除去襯底。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于在襯底中刻蝕特征的設(shè)備，包括真空室；用于提供至少一種工藝氣體到所述真空室中的至少一個氣體供應源；與所述真空室連通的排氣裝置；位于所述真空室內(nèi)的下電極；連接到所述下電極的襯底支持架；用于在所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子源；用于在襯底上交替地刻蝕襯底和淀積鈍化層的控制系統(tǒng)；以及用于提供調(diào)制偏壓到所述下電極的調(diào)制信號發(fā)生器。
上文概述了本發(fā)明的一些相關(guān)目的。這些目的應該解釋為僅僅說明本發(fā)明的某些更突出特點和應用。通過以不同的方式應用所公開的發(fā)明或在本公開范圍內(nèi)改變本發(fā)明可以獲得許多其他有益的結(jié)果。由此，除由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍之外通過結(jié)合附圖參考本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容和優(yōu)選實施例的詳細描述可以獲得其他目的和更進一步理解本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
為了總結(jié)本發(fā)明的目的，本發(fā)明包括用于使用交替的循環(huán)刻蝕工序或時分多路復用(TDM)工序來消除SOI結(jié)構(gòu)上觀察的切口的深硅溝槽刻蝕的改進方法和設(shè)備。
在大多數(shù)等離子體真空處理工序(刻蝕或淀積)中，可以被改變以優(yōu)化刻蝕或淀積性能的主要參數(shù)是各種氣體的流速、工作壓力、耦合到等離子體以產(chǎn)生等離子體的電磁功率以及用其轟擊襯底的能量。通常，為了優(yōu)化淀積或刻蝕工序，在整個處理中以精確的和恒定的值優(yōu)化各種氣體的流速、耦合到等離子體的電磁功率和襯底轟擊能量。然而，本發(fā)明提供一種利用調(diào)制的RF頻率來減小或消除交替淀積和刻蝕工序過程中的切口的改進方法和設(shè)備。
本發(fā)明的特點是提供一種用于在襯底中刻蝕特征的方法。襯底可以是半導體襯底例如硅、砷化鎵或任意已知的半導體，包括化合物半導體，例如II族和VI族化合物，以及III族和V族化合物。襯底也可以是導體或介質(zhì)材料如玻璃或石英。該方法包括在真空室中的襯底支撐件上放置襯底的步驟，使用第一RF能量源產(chǎn)生高密度等離子體。襯底支撐件是連接到第二RF能量源的下電極，該第二RF能量源將偏壓提供到襯底。在襯底執(zhí)行交替的和重復工序。該工序的一部分是刻蝕步驟，通過引入第一工藝氣體如六氟化硫，到真空室中來進行。第一等離子體由第一工藝氣體產(chǎn)生，以刻蝕該襯底。交替和重復工序的另一部分是鈍化步驟，通過引入第二工藝氣體，如八氟化環(huán)丁烷，到真空室中來進行。第二等離子體由第二工藝氣體產(chǎn)生，以在襯底上淀積鈍化層。鈍化層由聚合物或碳氟聚合物構(gòu)成，或可以是硅、碳、氮化物或任意其他已知的鈍化材料，其可以通過等離子體淀積。在交替和重復工序過程中，在刻蝕步驟或鈍化步驟內(nèi)可以隨時間改變一個或多個工藝參數(shù)。此外，在交替和重復工序過程中，可以從刻蝕步驟至刻蝕步驟或從鈍化步驟至鈍化步驟隨時間改變一個或多個工藝參數(shù)。在交替和重復工序過程中，調(diào)制的偏壓通過下電極施加到襯底。該偏壓可以被電壓控制。該偏壓可以被頻率調(diào)制以及它可以在離子轉(zhuǎn)變頻率或低于離子轉(zhuǎn)變頻率下施加。該偏壓可以在兩個不同的頻率之間切換，以便該切換由切換速率和切換占空因數(shù)限定。該切換速率可以約小于10kHz和切換占空因數(shù)小于50％。RF偏壓頻率可以被連續(xù)地調(diào)制，以及被數(shù)學函數(shù)如exp(k*sin(t))來限定。RF偏壓可以額外地被振幅調(diào)制。此外，RF偏壓可以被相位調(diào)制或波形調(diào)制。最后，在刻蝕工序完成時，從真空室除去襯底。
本發(fā)明的另一特征是提供一種用于在襯底中刻蝕特征的設(shè)備。該設(shè)備包括具有用于提供至少一種工藝氣體到真空室中的至少一個氣體供應源以及與真空室連通的排氣裝置。下電極位于真空室內(nèi)，用于施加偏壓到襯底，襯底放置在襯底支持架上，襯底支持架連接到下電極。等離子源在該真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體。通過控制系統(tǒng)控制等離子體產(chǎn)生，根據(jù)該等離子體，交替地刻蝕襯底和在襯底上淀積鈍化層。調(diào)制信號發(fā)生器提供調(diào)制的偏壓到下電極?？梢酝ㄟ^RF或DC電源供電該偏壓。如果該偏壓由RF源供電，那么它可以被頻率調(diào)制，以及它可以等于或低于離子轉(zhuǎn)變頻率提供。此外，RF偏壓的頻率可以被相位調(diào)制或波形調(diào)制，與交替刻蝕和淀積工序結(jié)合。
上文大致地概述了本發(fā)明的更多相關(guān)和重要特點，以便可以很好的理解發(fā)明的具體實施方式
，以便可以更完全地理解本發(fā)明對技術(shù)的貢獻。下面將描述本發(fā)明的附加特點，這些形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應該理解，概念和公開的特定實施例可以容易地用作改變或設(shè)計其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，用于進行本發(fā)明的相同目的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員的應該也認識到，這種等效結(jié)構(gòu)不脫離附加權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍


圖1(a-d)是用于深硅刻蝕的一種類型的TDM工序的圖示例子；圖1(e)是使用用于深硅刻蝕的TDM工序執(zhí)行的刻蝕的典型掃描電子顯微鏡圖片；圖2是使用用于深硅刻蝕TDM工序執(zhí)行的刻蝕的掃描電子顯微鏡圖片，示出了在襯底的表面切口形成；圖3A和3B是在典型的TDM工序過程中，在半導體襯底表面的電荷積累的圖示；圖4示出了TDM工序中的脈沖調(diào)制的振幅RF偏壓的振幅與時間的曲線；圖5示出了使用用于TDM工序的兩個離散頻率的頻率切換調(diào)制的振幅與時間的曲線；圖6示出了用于TDM工序的連續(xù)頻率調(diào)制的振幅與時間的曲線；圖7是為提供調(diào)制偏壓到襯底而配置的等離子體反應器的示意圖；圖8是與調(diào)制的高密度源結(jié)合提供調(diào)制的RF偏壓到襯底而配置的等離子體反應器的示意圖，用于TDM工序；以及圖9使用如本發(fā)明教導的使用用于TDM工序的調(diào)制偏壓執(zhí)行刻蝕的掃描電子顯微鏡圖片，示出了在襯底的表面沒有切口形成。
在附圖的幾個示圖中相似的參考字符指相似的部件。
具體實施例方式
我們公開了一種改進方法和設(shè)備，通過使用與調(diào)制RF偏壓結(jié)合的交替淀積/刻蝕工序，減小或消除刻蝕SOI結(jié)構(gòu)時觀察到的切口。
本發(fā)明提供一種用于改進絕緣體上的硅(SOI)結(jié)構(gòu)的刻蝕方法和設(shè)備，通過使用頻率調(diào)制的RF偏壓、相位調(diào)制的RF偏壓或波形調(diào)制的RF偏壓與TDM工序結(jié)合。
通過RF偏壓的頻率調(diào)制，對于本發(fā)明，它意味著施加到陰極的偏壓在至少兩個頻率之間改變，在時分復用工序過程中被分離地(圖5)或連續(xù)地調(diào)制(圖6)。
通過波形調(diào)制，它意味著施加到陰極的偏壓波形在至少兩種形狀之間改變，被分離地或連續(xù)地調(diào)制。這種波形形狀可以是，例如，正弦波和矩形波，或任意波形。
通過相位調(diào)制偏壓，它意味著偏壓波形在至少兩種狀態(tài)之間改變，被分離地或連續(xù)地調(diào)制，兩種狀態(tài)之間的差異是相位關(guān)系。
圖7中示出了用于頻率調(diào)制的RF偏壓配置的反應器10。示出的反應器10包括真空室12、進氣口14、排氣裝置16、連接到第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)21的感應耦合等離子體電源(RF發(fā)生器)20，該第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)21提供電源到線圈22、下電極24和用于襯底28的襯底支持架26。倘若，作為反應器10的一個部件，是連接到壓控振蕩器32的調(diào)制信號發(fā)生器30，壓控振蕩器32連接到寬頻帶放大器34，寬頻帶放大器34連接到第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)36，第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)36提供電源到下電極24。應當注意，施加調(diào)制RF偏壓不局限于該結(jié)構(gòu)，以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解交替的方法是可能的。因此，該波形可以被數(shù)字地合成，以及使用任意的波形發(fā)生器施加到寬頻帶放大器34。在淀積/刻蝕工序的刻蝕子周期過程中，RF偏壓頻率優(yōu)先地被調(diào)制，由于這些是切口主要地發(fā)生的時間。但是，RF偏壓頻率也可以通過淀積和刻蝕子循環(huán)來調(diào)制。
RF偏壓高頻狀態(tài)的持續(xù)時間應該足夠短，以至于在特征表面上建立的電荷沒有到達穩(wěn)態(tài)或僅僅短時期處于穩(wěn)態(tài)。該時間刻度典型地約為幾微秒到幾毫秒。低頻的RF偏壓狀態(tài)的持續(xù)時間應該足夠長，使得可以發(fā)生電荷流出，但不是長到產(chǎn)生減小的刻蝕速率。低頻的持續(xù)時間也應該具有幾微秒至幾毫秒的數(shù)量級。在兩個離散值之間切換RF偏壓頻率的情況下，占空因數(shù)由高頻持續(xù)時間除以總調(diào)制周期來定義，應該在5-90％的范圍內(nèi)，優(yōu)選10-50％。
用于高頻狀態(tài)的RF偏壓頻率應該低于離子轉(zhuǎn)變頻率，以允許離子隨時間跟隨陰極上的電壓。
離子轉(zhuǎn)變頻率，ωpi被描述為ωpi＝(e2no/εoM)1/2其中e -電子上的電荷no-離子密度εo-真空中的介電常數(shù)M -離子的質(zhì)量對于用于半導體應用的典型高密度等離子體蝕刻器，離子轉(zhuǎn)變頻率約為2MHz。通過使用在50kHz至2MHz范圍內(nèi)的高頻狀態(tài)改進切口性能。優(yōu)選實施例使用50kHz至300kHz范圍內(nèi)的高頻狀態(tài)和1kHz至10kHz范圍內(nèi)的低頻狀態(tài)，顯著地改進切口性能。
在時分復用工序中，刻蝕步驟在兩個階段中進行。在刻蝕步驟的第一階段，從水平面除去來自先前淀積步驟的鈍化膜。該鈍化除去工序典型地跟隨離子協(xié)助的刻蝕機制，聚合物除去速率是離子能量的函數(shù)。離子能量(和鈍化除去速率)隨偏壓增加而增加。因此，重要的是控制偏壓的幅度。一旦鈍化層已經(jīng)被清除，那么通過主要的化學刻蝕機制進行刻蝕該露出的Si。
如上所述，當頻率改變時，調(diào)制偏壓的振幅保持恒定。另外改變波形的振幅，也是可以的。這些可以以此方式執(zhí)行當頻率高時振幅是高的或另外當頻率高時，振幅是低的。如同頻率一樣，振幅可以在兩級別之間小心地切換或在兩個級別之間連續(xù)地改變。
重要的是，注意到如上所述的所有系統(tǒng)和方法，可以實現(xiàn)TDM磨光刻蝕方法作為單個序列或多序列工序。一個序列指一組淀積和/或刻蝕步驟。在該單序列實現(xiàn)中，在整個工序過程中使用調(diào)制的RF-偏壓。
在多序列實現(xiàn)中，第一序列可以是任意適當?shù)姆椒?TDM或常規(guī)等離子體刻蝕工序)，產(chǎn)生需要的刻蝕外形和刻蝕速率，但是在底下的絕緣體被露出之前終止。，RF偏壓僅僅需要在當絕緣體膜被露出時的周期被調(diào)制，由于這是來自電荷減小益處最大的時候，且因此期望切口減小。該刻蝕使用調(diào)制的RF偏壓“磨光”刻蝕來完成，避免硅/絕緣體界面的切口。
在決定絕緣膜什么時候被露出中，刻蝕邊界點檢測方法，如激光反射率和發(fā)射光譜學(OES)是有益的。
對于如上所述的所有調(diào)制的RF偏壓系統(tǒng)和方法，在刻蝕循環(huán)過程中，ICP電源可以保持連續(xù)地“導通”，或它可以被脈沖調(diào)制。該脈沖調(diào)制可以與RF偏壓調(diào)制同相(例如，當RF偏壓頻率或振幅高時，ICP“導通”)，也可以與RF偏壓調(diào)制有相位差(例如，當RF偏壓頻率或振幅低時，ICP“導通”)，或可以適宜于與RF偏壓的其它相位關(guān)系(即，可以相移)。
在圖8中示出了與調(diào)制的高密度源結(jié)合的、配置為用于調(diào)制的RF偏壓反應器10。示出的反應器10包括真空室12、進氣口14、排氣裝置16、連接到第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)21的感應耦合等離子體電源(RF發(fā)生器)20，第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)21提供電源到線圈22、下電極24和用于襯底28的襯底支持架26。倘若，作為反應器10的一個部件是連接到RF發(fā)生器20和RF偏壓發(fā)生器50的調(diào)制信號發(fā)生器30，RF偏壓發(fā)生器50連接到第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)36，第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)36提供電源到下電極24。高密度源可以在2MHz的優(yōu)選頻率下操作或可以在較高頻率(例如，13.56，27，40，60，100MHz，2.45GHz)或在較低的頻率(例如50kHz-2MHz)下操作。盡管下面例子使用ICP源執(zhí)行，以產(chǎn)生高密度等離子體，其他源如ECR、helicon、TCP等等也可以被使用。
例子在圖2的截面中示出了，使用標準的TDM刻蝕工序(現(xiàn)有技術(shù))刻蝕SOI結(jié)構(gòu)的結(jié)果，具有接近2分鐘過刻蝕(足以刻蝕其他較小結(jié)構(gòu))。硅-絕緣體界面的切口是明顯的，以及延伸3μm到硅中。具有4μm寬度的其他特征被底切至它們不再粘附到襯底的程度。
在切口性能方面，優(yōu)選實施例是優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的重要改進。該反應器是根據(jù)本發(fā)明需要改變的、市場上可得的Unaxis VLR。圖7表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，即，用于改進切口性能的RP偏壓的頻率調(diào)制。調(diào)制的RF偏壓被放大以及通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到電極。
測試圖形用來表征切口性能，在1μm掩埋氧化物層之前，具有45μm的Si。氧化物層擔當刻蝕停止層。線是4μm寬，以及空間范圍從最小的2.5μm開口至最大的100μm開口?？刮g劑是1.7μm厚度和暴露于6”晶片上的未曝光的Si的百分比是～15％。下面將詳述對應于本發(fā)明的優(yōu)選實施例具有理想切口性能的磨光刻蝕工序方法。
在氧化物層曝光之前，Si刻蝕對于切口性能不是關(guān)鍵的。使用光學發(fā)射端點技術(shù)在標準TDM Si刻蝕和TDM Si磨光刻蝕(本發(fā)明)之間轉(zhuǎn)換。
具有切口性能的磨光刻蝕-本發(fā)明

1*-RF偏壓調(diào)制高頻值/持續(xù)時間-100kHz/660微秒低頻值/持續(xù)時間-1kHz/1340微秒一個周期的總時間-2000微秒結(jié)果在圖9中示出了使用頻率調(diào)制的TDM Si磨光刻蝕來刻蝕SOI結(jié)構(gòu)的結(jié)果。15μm、10μm、9μm和8μm(從圖9中的左-右)上的過刻蝕足以刻蝕最小的特征(2.5pm開口)至掩埋的氧化物層。在截面中，在Si氧化物界面處沒有看到任意切口是優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的重要改進。
本公開包括附加權(quán)利要求以及上文描述的那些內(nèi)容。盡管用一定具體程度，以其優(yōu)選形式描述了本發(fā)明，但是應當理解僅僅通過例子進行優(yōu)選形式的公開，而且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以采取結(jié)構(gòu)細節(jié)和部件的組合和布置的很多改變。
現(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于在時分復用工序過程中，在襯底中刻蝕特征的方法，包括以下步驟將襯底放置在真空室中；使襯底經(jīng)歷時分復用工序；在時分復用工序的至少一個步驟中產(chǎn)生等離子體；施加調(diào)制的偏壓到襯底；以及從真空室除去襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將被刻蝕的襯底是半導體襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述調(diào)制偏壓的施加被電壓控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述調(diào)制偏壓是RF偏壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述RF偏壓被頻率調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述偏壓頻率被施加到襯底，其低于離子轉(zhuǎn)變頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中至少一個RF頻率低于離子轉(zhuǎn)變頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中RF偏壓的頻率在至少兩個值之間切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中占空因數(shù)約小于50％。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中RF偏壓的頻率在約小于10kHz的低頻狀態(tài)和約100kHz的高頻狀態(tài)之間切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述RF偏壓頻率被連續(xù)地調(diào)制。
12.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述RF偏壓被振幅調(diào)制。
13.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述RF偏壓被相位調(diào)制。
14.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述RF偏壓被波形調(diào)制。
15.一種用于在襯底中刻蝕特征的設(shè)備，包括真空室；用于提供至少一種工藝氣體到所述真空室中的至少一個氣體供應源；與所述真空室連通的排氣裝置；位于所述真空室內(nèi)的下電極；連接到所述下電極的襯底支持架；用于在所述真空室內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子源；用于在襯底上交替地刻蝕襯底和淀積鈍化層的控制系統(tǒng)；以及用于提供調(diào)制偏壓到所述下電極的調(diào)制信號發(fā)生器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中所述調(diào)制偏壓是RF偏壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述RF偏壓被頻率調(diào)制。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述偏壓頻率被提供到下電極，其低于離子轉(zhuǎn)變頻率。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中RF偏壓的頻率在至少兩個值之間切換。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備，其中RF偏壓的頻率在約小于10kHz的低頻狀態(tài)和約100kHz的高頻狀態(tài)之間切換。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述RF偏壓被振幅調(diào)制。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述RF偏壓被相位調(diào)制。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述RF偏壓被波形調(diào)制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法和設(shè)備，通過調(diào)制施加到陰極的RF偏壓交替淀積/刻蝕工序減小或消除等離子體刻蝕時在襯底上的SOI結(jié)構(gòu)的生成中觀察到的切口。在至少兩個頻率之間分離地或在交替淀積/刻蝕工序期間連續(xù)地完成到陰極的偏壓的調(diào)制。
文檔編號H01J37/32GK1883036SQ200480031235
公開日2006年12月20日 申請日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者蘇尼爾·斯里尼瓦桑, 大衛(wèi)·J·約翰遜, 拉塞爾·韋斯特曼 申請人:優(yōu)利訊美國有限公司