專利名稱：：在超高縱橫比電介質(zhì)刻蝕中減少扭曲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造。
背景技術(shù)：
：等離子刻蝕工藝在半導(dǎo)體制造過程中被廣泛使用。一般來說，光阻材料在要刻蝕的晶片表面上形成特征圖案，然后通過將該晶片暴露于特定類型的刻蝕氣體中將特征刻入該晶片。等離子體刻蝕中面臨的一個^兆戰(zhàn)是滿足設(shè)計要求所需要的不斷增大的縱橫比，尤其是對于超高密度的結(jié)構(gòu)來說。當(dāng)在半導(dǎo)體晶片上刻蝕特征時，刻蝕的特征被定義為該特征的深度(d)和該特征的寬度(w)或直徑之間的比例。隨著越來越多的特征#1封裝在單片晶片上，以創(chuàng)建更高密度的結(jié)構(gòu)，每個單獨的特征的寬度(w)或直徑必定會減小，而該特4正的深度卻保持不變。因此，每個單獨的特4正的縱才黃比隨著器件特征的縮小而增大。近來，在超高縱橫比(UHAR)刻蝕扭曲過程中，新的困只,出王見了，其一^^皮定義為特4正底部附近與該特4i頂部由4務(wù)才莫所定義的圖案在4立置、方向、形狀和尺寸上的偏差。當(dāng)該特4正的寬度非常小時，當(dāng)特征的縱橫比達到了特定的閾值，就會出現(xiàn)扭曲，特別是在該特征的底部附近。圖1A顯示了具有四個刻蝕特征的晶片的側(cè)視圖，其中扭曲發(fā)生在每個特征的底部附近。在圖1A中，沉積在晶片110表面的掩模100掩蔽了四個特征120、122、124、126。這四個特征120、122、124、126^皮刻入該晶片110,直到阻止層130。這四個特征120、122、124、126各有寬度『和深度ZX這四個特征120、122、124、126中的每一個的縱才黃比是ZV『。如圖1A所示，特^正120、122、124、126的側(cè)壁不是直的，而是在特4i底部附近是彎曲的。特4正120、122、124、126的底部附近與4務(wù)才莫100所定義的圖案之間的這種偏差就是扭曲。—4殳來iJi,4丑曲可能以以下一種或多種形式表5見。側(cè)向:扭曲^皮定義為刻蝕形態(tài)中心與特4正底部附近的豎直直線的偏差。傾角4丑曲凈皮定義為刻蝕形態(tài)的傾角方向與特;f正底部附近的預(yù)定義角一致形狀的偏差。所有三種扭曲形式可能同時出現(xiàn)在單一特4i中。圖1B顯示了該刻蝕的特征的底部附近的各種形式的扭曲的樣本的俯浮見圖。當(dāng)扭曲出現(xiàn)時，該橢圓形4黃截面在尺寸、位置、方向、形狀或其結(jié)合上是不完美的。在圖1B中，對于側(cè)向扭曲，橫截面140、142、144、146、148偏移，因而該橢圓的中心不再位于原始圖案的中心。^J"于傾角4丑曲，4黃截面150、152、154、156、158;旋轉(zhuǎn)，因而該橢圓不再與該原始圖案對齊。對于形狀4a曲，4黃截面160、162、164、166、168不再是原始的形狀。最后，在綜合扭曲的情況下，一黃截面170、172、174、176、178同時偏移、》走專爭并改變形狀。所有這些形式的扭曲都會導(dǎo)致缺陷和器件故障。因此，需要在UHAR刻蝕過程中減少或消除4丑曲。
發(fā)明內(nèi)容為了滿足上述需要，并根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明目的，提供一種刻蝕基板上的電介質(zhì)層的裝置?？涛g反應(yīng)器包含上電極和下電極?？涛g氣體源供應(yīng)刻蝕氣體到該刻蝕反應(yīng)室。第一射頻(RF)電源產(chǎn)生具有第一頻率的第一RF功率并供應(yīng)該第一RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在100千赫茲(kHz)到600kHz之間。第二RF電源產(chǎn)生具有第二頻率的第二RF功率并供應(yīng)該第二RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為10兆赫茲(MHz)。在本發(fā)明的另一個實施方式中，才是供一種刻蝕基才反上的電介質(zhì)層的裝置?？涛g反應(yīng)器包含上電極和下電極?？涛g氣體源供應(yīng)刻蝕氣體到該刻蝕反應(yīng)室。第一RF電源產(chǎn)生具有第一頻率的第一RF功率并供應(yīng)該第一RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在IOO千赫茲(kHz)到600kHz之間。第二RF電源產(chǎn)生具有第二頻率的第二RF功率并供應(yīng)該第二RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為10兆赫茲(MHz)。第三RF電源產(chǎn)生具有第三頻率的第三RF功率并供應(yīng)該第三RF功率到該刻々蟲反應(yīng)室，其中該第三頻率至少為40兆赫茲(MHz)。在本發(fā)明的另一個實施方式中，才是供一種在基—反上的電介質(zhì)層中刻蝕特征的方法。將具有該電介質(zhì)層的該基板放置到刻蝕反應(yīng)室內(nèi)的下電極上，其中該電介質(zhì)層在該基板上。將刻蝕氣體傳送入該刻蝕反應(yīng)室。將具有第一頻率的第一RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在100kHz到600kHz之間。將具有第二頻率的第二RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為lOMHz?？涛g該電介質(zhì)層以形成至少一個超高縱鏡比(UHAR)特征。下面在本發(fā)明的具體實施方式部分，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的這些特4i和其j也特4正作出更加詳細的描述。本發(fā)明是結(jié)合附圖中的圖示，用實施例的方式進行描述的，而不是用限制的方式描述的，其中同類的參考標號指代類似的元件，其中圖1A(現(xiàn)有才支術(shù))顯示了具有四個刻蝕特征的晶片的側(cè)視圖，其中扭曲出現(xiàn)在每個特征的底部附近。圖1B(現(xiàn)有才支術(shù))顯示了刻蝕特征的底部附近的各種形式的扭曲的樣本的俯-觀圖。圖2是在實施本發(fā)明時可以使用的刻蝕反應(yīng)器的示意圖。圖3A和圖3B描繪了電腦系統(tǒng)，其適于實現(xiàn)在本發(fā)明的一個或多個實施方式中使用的控制器。圖4是在本發(fā)明的一個實施方式中使用的高級別工藝流程圖。圖5B顯示了圖5A中的使用本發(fā)明刻蝕的堆棧的描繪性煩'J一見圖。圖5C顯示了圖5B中刻蝕的四個特4i底部附近的一黃斷面的描繪性俯一見圖。圖6顯示了在UHAR電介質(zhì)刻蝕工藝中，4吏用400kHz偏置RF電源和2MHz偏置RF電源的扭曲的對比。具體實施方式下面參考附圖中描《會的幾個優(yōu)選實施方式，對本發(fā)明進行詳細描述。在下面的描述中，才是到了幾個具體細節(jié)，以^是供對本發(fā)明的完全理解。然而，顯然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，沒有其中一些或全部的具體細節(jié)，本發(fā)明仍然能夠?qū)嵤Ａ硪环矫?，沒有對熟知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)進行詳細描述，以免不必要地模糊本發(fā)明的重點。盡管不希望被以下問題束縛，試驗性理論認為扭曲是超高縱橫比(UHAR)特征的非對稱刻蝕的結(jié)果。隨著縱橫比的增力口，有幾種才幾制4足成了非7于稱刻蝕。主要的才幾制是在該UHAR4爭4i底部附近的入射離子軌跡的非對稱偏斜。各向異性反應(yīng)離子刻蝕(RIE)是暴露的電介質(zhì)表面和該等離子體的反應(yīng)中性基和離子之間的復(fù)雜反應(yīng)的結(jié)果。中性物質(zhì)向特征底部的遷移是由努森擴散(Knudsendiffusion)和該物質(zhì)與該特4正側(cè)壁的粘著系凄t決定的。電介質(zhì)刻蝕中使用的碳氟基一般都具有高粘著系數(shù)，因而它們向特征底部的遷移強烈依賴于該特征的縱橫比(AR)。隨著特4正的AR的增力。(通常大于10比1)，到達該特征底部的中性遷移大大減少而無法繼續(xù)驅(qū)動刻蝕反應(yīng)。在高縱一黃比尤其是超高縱一黃比(通常大于10比1，尤其是大于15比1)情況下，刻蝕反應(yīng)是由到該特征底部的離子遷移驅(qū)動的。向該特征底部的離子遷移是由等離子體的離子密度、離子能量分布和由差分充電產(chǎn)生的特征底部電勢決定的。離子首先被橫跨該等離子體外鞘的電場加速。該外鞘電場由等離子體本體電勢和晶片表面電勢決定，該晶片表面電勢是由施加的射頻(RF)電場驅(qū)動的。在改進的等離子刻蝕器中，4吏用多個射頻頻率來驅(qū)動該等離子體。例如，27兆赫茲(MHz)和/或60MHz的RF電源，也4皮稱為"源RF功率"，被用于維持等離子體的密度，而2MHz的RF功率，也^皮稱為"偏置RF功率"，故用于驅(qū)動該等離子體外鞘電勢。在該晶片的上表面，在RF周期中當(dāng)該等離子體外鞘坍塌時，瞬間電子遷移會形成電荷平衡。然而，電子流是沒有方向性的，因此不能有效地到達該UHAR特征的底部。因而，在一個RF周期中，UHAR特征的底部聚集了殘存的正電荷。這被稱為差分充電。也就是說，比電子更多的離子到達UHAR特征的底部，導(dǎo)致了該RHAR特征底部的正差分充電，這使得該UHAR特征的底部具有更高的差分電勢。差分充電導(dǎo)致該UHAR特征底部的電勢升高，這會阻礙或偏離入射離子向該UHAR特征底部的運動。差分充電還導(dǎo)致隨著AR的增加刻蝕速率降低，這是一種熟知的纟從4黃比相關(guān)刻蝕現(xiàn)象(ARDE)。也就是i兌，當(dāng)入射能量在該差分充電電勢以下時，離子會偏離。另一方面，當(dāng)入射能量在該差分充電電勢以上時，離子一皮減慢，然而不會偏離，導(dǎo)致超高縱橫比下的刻蝕速率更低。如果因為聚合物殘留的隨機優(yōu)先聚集或者超高縱橫比下的充電使得差分充電非對稱的話，離子偏離變得非對稱。這是前饋才幾制。非對稱刻蝕前端增強了非^"稱差分充電，而非^"稱差分充電進一步書f生了該非對稱刻蝕前端，等等。結(jié)果是，在UHAR刻蝕中出現(xiàn)扭曲。本發(fā)明提供了減少UHAR電介質(zhì)刻蝕中的扭曲的裝置和方法。在半導(dǎo)體器件制造過程中，通常穿過掩模將特征刻入基板上的待刻層。特征的縱橫比是該特征開口的深度/寬度比。以前，深度/寬度比為5/l就被認為是高縱橫比。近來，"高縱橫比，，這個詞用來指代約為10/l的深度/寬度比?，F(xiàn)在，刻蝕特征的縱橫比更高了。優(yōu)選地，對于本發(fā)明的特征，該超高縱橫比(UHAR)#1定義為大于15/l的深度/寬度比。更優(yōu)選地，對本發(fā)明的特征，UHAR被定義為至少20A。而且，優(yōu)選地，本發(fā)明適用于在電介質(zhì)層內(nèi)刻蝕寬度不大于300納米(nm)的特4正。更優(yōu)選地，本發(fā)明適用于在電介質(zhì)層內(nèi)刻蝕寬度不大于200nm的特征。最優(yōu)選地，本發(fā)明適用于在電介質(zhì)層內(nèi)刻蝕寬度不大于150nm的4爭4正。優(yōu)選地，本發(fā)明適用于任何電介質(zhì)刻蝕。更優(yōu)選地，本發(fā)明適用于電介質(zhì)層為氧化硅基的電介質(zhì)層。也就是說，該電介質(zhì)層是主要是由氧化硅形成的，并混入了少量其他類型的材料。出乎意并牛地，一種用于減少UHAR電介質(zhì)刻蝕中的4丑曲的裝置和方法已經(jīng)一皮揭示出來。尤其是，通過使用4交低頻率的偏置功率代替2MHz的偏置功率，可以在避免上述方法的缺點的情況下有效地減少」扭曲。在本發(fā)明的一個或更多實施方式中，優(yōu)選地，該偏置RF功率具有100千赫茲(kHz)到600kHz之間的頻率。更優(yōu)選地，該偏置RF功率具有200kHz和600kHz之間的頻率。更優(yōu)選地，該偏置RF功率具有350kHz和450kHz之間的一個頻率。最優(yōu)選地，該偏置RF功率具有400kHz的頻率。圖2是可以用于實現(xiàn)本發(fā)明的刻蝕反應(yīng)室的示意圖。在本發(fā)明的一個或多個實施方式中，刻蝕反應(yīng)室200包含上電才及202和下電才及204。還是在該刻蝕反應(yīng)室200中，基4反210#皮置于該下電才及204上。在基板210上是電介質(zhì)層212,且該層是待刻層。掩才莫214沉積在該電介質(zhì)層212上，該掩模掩蔽了要刻蝕的特征的圖案?？蛇x地，該下電極204包括合適的基板夾持機構(gòu)(例如，靜電的，機械夾緊的等等)以容納該基纟反210。優(yōu)選地，該電介質(zhì)層212是氧化石圭基的--也就是i兌，該電介質(zhì)層主要是由氧化石圭形成的，并混入了少量其他類型的物質(zhì)。凈爭4iM尋凈皮刻入該電介質(zhì)層。在該刻蝕工藝中，刻蝕氣體源220連接于該刻蝕反應(yīng)室200并供應(yīng)該刻蝕氣體到該刻蝕反應(yīng)室200。第一RF電源230電性連4妾于該刻蝕反應(yīng)室200。更準確地說，該第一RF電源230電性連接于該下電極204。該第一RF電源230也一皮稱為"偏置RF電源"。它產(chǎn)生偏置RF功率并供應(yīng)該偏置RF功率至該刻蝕反應(yīng)室200。優(yōu)選地，該偏置RF功率具有100千赫(kHz)到600kHz之間的頻率。更優(yōu)選地，該偏置RF功率具有200kHz到600kHz之間的頻率。更優(yōu)選地，該偏置RF功率具有350kHz到450kHz之間的頻率。最優(yōu)選;也，該偏置RF功率具有400kHz的頻率。該偏置RF功率水平根據(jù)工藝需要與發(fā)生器的容量而變化。優(yōu)選地，該偏置RF功率水平在100瓦(W)到10000W范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，該偏置RF功率水平在500W到5000W范圍內(nèi)。最優(yōu)選地，對于300毫米(mm)等離子體刻蝕反應(yīng)室，該偏置RF功率水平在1000W到4000W范圍內(nèi)。第二RF電源232電性連接于該刻蝕反應(yīng)室200。更具體地-說，該第二RF電源232電性連4妾于該下電4及204。該第二RF電源232也,皮稱為該"源RF電源"。它產(chǎn)生源RF功率并供應(yīng)該源RF功率至該刻蝕反應(yīng)室200。優(yōu)選地，該源RF功率具有大于該偏置RF功率的頻率。更優(yōu)選地，該源RF功率具有大于或者等于10MHz的頻率。最優(yōu)選地，這些源RF功率具有27MHz的頻率。可選地，第三RF電源234電性連接于該刻蝕反應(yīng)室200。更具體地說，該第三RF電源234電性連接于該下電極204。類似于該第二RF電源232,該第三RF電源234也一皮稱為該"源RF電源"。除由該第二RF電源232產(chǎn)生的RF功率之外，它產(chǎn)生另一個源RF功率并供應(yīng)該源RF功率至該刻蝕反應(yīng)室200。優(yōu)選地，此源RF功率具有大于該偏置RF功率的頻率。更優(yōu)選地，此源RF功率具有大于或者等于40MHz的頻率。最4尤選;也，jt匕源RF功率具有60MHz的頻率。該低頻偏置RF功率230可以隨著該晶片尺寸而調(diào)整，以完成可比較的功率密度和外鞘電勢。該400kHz偏置RF功率可^皮用于與一個或多個更高頻率的RF功率(例如27MHz和/或60MHz)結(jié)合，以4呆持該等離子體。其4也的RF功率可^皮應(yīng)用于該刻蝕反應(yīng)室200的同一個下晶片電才及204,和/或相對的上電極202。該^f氐頻偏置功率230通過電容耦合被傳送到該刻蝕反應(yīng)室200。該較高頻率RF功率232、234通過電容耦合或電感耦合^C傳送到該刻蝕反應(yīng)室200?？刂破?40連接于該刻蝕氣源220、該第一RF電源230,該第二RF電源232和該第三RF電源244(如果該第三RF電源存在的話)。該控制器240控制流入該刻蝕反應(yīng)室200的該刻蝕氣體氣流，以及該三個RF電源230、232、234的RF功率的產(chǎn)生。圖3A和圖3B描繪了計算機系統(tǒng)，其適于實現(xiàn)在本發(fā)明的一個或多個實施方式中使用的控制器。該控制器340如圖3所示。圖3A顯示了該計算機系統(tǒng)300的一種可能的物理形式。當(dāng)然，計算機系統(tǒng)可具有多種物理形式，從集成電路、印刷電路板、小型手持裝置到巨大的超級計算機。計算機系統(tǒng)300包括監(jiān)視器302、顯示器304、夕卜殼306、不茲盤馬區(qū)動308、4建盤310禾口》氛才示312?！菲澅P314是電月鹵可讀介質(zhì)，用于向電腦系統(tǒng)300傳送和^妻收凄t據(jù)。圖3B是計算機系統(tǒng)300的方框圖的實施例。各種子系統(tǒng)連4妄于系統(tǒng)總線320。處理器(一個或多個)322(也^皮稱為中央處理單元或CPU)耦合于存儲器件，包括存儲器324。存儲器324包括隨才幾存耳又存4諸器(RAM)和只讀存4諸器。如本領(lǐng):威所熟知的，ROM用作向該CPU單向傳送數(shù)據(jù)和指令，而RAM—般被用為以雙向方式傳送數(shù)據(jù)和指令。這兩種類型的存儲器都包括下述任何合適的計算機可讀介質(zhì)。固定》茲盤326也與CPU322雙向耦合，它提供了更多的資料存儲容量，并可包括下述任何的計算4幾可讀介質(zhì)。固定i茲盤326可被用于存儲程序、數(shù)據(jù)等，且一般是比主存儲器慢的二級存儲器介質(zhì)(例如硬盤)。應(yīng)當(dāng)注意，固定磁盤326內(nèi)保持的信息，在合適移除石茲盤314可釆用下述任何計算才幾可讀介質(zhì)的形式。CPU322還耦合于各種輸入/輸出器件，比如顯示器304、鍵盤310、鼠標312和揚聲器330。一般來說，輸入輸出器件可以是以下任一種視頻顯示器、軌跡球、鼠標、鍵盤、麥克風(fēng)、觸摸屏、傳感器讀卡器(transducercardreader)、磁帶或紙帶閱讀器、平板(tablet)、手寫筆、聲音或手寫識別器、生物特4正識別器或其他的電腦?？蛇x地，CPU322使用網(wǎng)絡(luò)接口340耦合于另一臺計算器或電信網(wǎng)絡(luò)。通過這樣的網(wǎng)絡(luò)接口，可以預(yù)期，在4丸4亍上述方法步驟的過程中，該CPU可以從該網(wǎng)絡(luò)獲取信息或者將信息輸出到該網(wǎng)絡(luò)上。而且，本發(fā)明的方法實施方式可以在CPU322上單獨4;M亍，也可以通過網(wǎng)全各(比如因特網(wǎng))結(jié)合共享部分處理:操作的遠禾呈CPU來執(zhí)行。另夕卜，本發(fā)明的實施方式進一步涉及具有計算才幾可讀女某介的計算機存儲器產(chǎn)品，該計算機可讀媒介具有用以執(zhí)行各種計算機完成的操作的計算機代碼。該介質(zhì)和計算機代碼可以是為本發(fā)明的目的特殊-沒計和制造的，也可以是對具有計算枳4欠件領(lǐng)域的^支術(shù)的人員來說熟知并可以獲得的。計算機可讀介質(zhì)的實施例包括，但不限于》茲性介質(zhì)比如石更盤、l欠盤和一磁帶；光學(xué)介質(zhì)比如CD-ROM和全息器件；磁-光介質(zhì)比如可光讀軟盤(flopticaldisk);和特別配置為存儲和執(zhí)行程序代碼的硬件器件，比如專用集成電路(ASIC)、可編程序邏輯器件(PLD)和ROM及RAM。計算機代碼的實施例包括比如由編譯器生成的機器碼，及包含可由計算機使用解釋器執(zhí)行的高級代碼的文件。計算機可讀介質(zhì)還可以是通過嵌入載波的計算機數(shù)據(jù)信號傳送并代表由處理器執(zhí)行的指令序列的計算機代碼。圖4是本發(fā)明的具體實施方式中使用的工藝的高級別流程圖。在本發(fā)明的一個或多個實施方式中，具有電介質(zhì)層和掩模的基板被;改置到刻蝕反應(yīng)室內(nèi)部的下電極上(步驟400)。該電介質(zhì)層在該基板上，該掩模在該電介質(zhì)層上。該電介質(zhì)層將要被刻蝕。該刻蝕特征圖案已經(jīng)被掩模覆蓋于該電介質(zhì)層上，可能是通過使用光阻材津+的沉積而形成的。該電介質(zhì)層可以是氧^f匕石圭基的。將刻蝕氣體傳送入該刻蝕反應(yīng)室(步駛《410)。優(yōu)選地，該刻蝕氣體包含碳氟化合物(CxFy)、氧和某種類型的惰性氣體(比如氬(Ar)或者氛(Xe))的結(jié)合。更優(yōu)選地，該刻蝕氣體是沒有氟化氮(NF3)和氟化硫(SF6)的。更優(yōu)選地，該刻蝕氣體是沒有石友氟氫4匕合物(CxHyFz)的。同時，將具有1OOkHz到600kHz之間的頻率的第一RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室(步驟420),將具有至少10MHz頻率的第二RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室(步驟430)。該刻蝕氣體被轉(zhuǎn)4匕為等離子體。該第一、較低頻率RF功率可以通過電容耦合傳送到該刻蝕反應(yīng)室的。該第二、4交高頻率RF功率可以通過電容井禹合或者電感壽禹合4專送到該刻蝕反應(yīng)室?？蛇x地，除該第二RF功率之夕卜，具有至少40MHz頻率的第三RF功率也被傳送到該刻蝕反應(yīng)室。最終，對該基板的該電介質(zhì)層進行刻蝕以根據(jù)該掩模的圖案形成至少一個UHAR特征(步驟440)。通過使用兩個RF功率(一個偏置RF功率和一個源RF功率)，或者三個RF功率(一個偏置RF功率和兩個源RF功率)，并4呆持該偏置RF功率為低頻(比如400kHz附近)，同時保持該源RF功率為高頻(比如27MHz和60MHz附近)，可以減少在UHAR電介質(zhì)刻蝕工藝中的4丑曲，并帶來更好的刻蝕特4正。圖5A顯示了使用本發(fā)明刻蝕的堆棧的描繪性側(cè)視圖。圖案4匕的4奄才莫500在該電介質(zhì)層510上，該電介質(zhì)層51(M立于4f止層530上，該停止層530位于基板上。該掩模500指示了將被刻入該電介質(zhì)層510的四個特征?？涛g的堆棧的描繪性側(cè)一見圖。才艮據(jù)該圖案化的掩才莫500，四個特4正520、522、524、526一皮刻入該電介質(zhì)層510，直至該停止層530。該四個凈爭征520、522、524、526各有寬度薛深^D。該四個特征520、522、524、526的每一個的纟從才黃比為ZV『。3口圖5B所示，該四個iNM正520、522、524、526具有從頂部直到底部的最小的扭曲。每個特征的側(cè)壁都是豎直的。豎直的側(cè)壁一皮定義為^^人該側(cè)面的頂部到底部相對于該特;f正的底部的角度為88°和92°之間的側(cè)面。圖5C顯示了圖5B中的刻々蟲的四個特4i底部附近的才黃斷面的俯一見圖。在該電介質(zhì)層510中刻蝕了四個特^正520、522、524、526。每個特征都是原點在該特征中心的橢圓。沒有側(cè)向扭曲、傾角4丑曲或者形狀;l丑曲。圖6顯示了在UHAR電介質(zhì)刻蝕工藝過程中4吏用400kHz偏置RF功率和2MHz偏置RF功率產(chǎn)生的扭曲的對比。除了偏置功率的頻率外，該兩個刻蝕工藝具有完全相同的程式。尤其是，該刻蝕室氣壓為30毫托(mTorr)。該刻蝕氣體包含150標準立方厘米每分鐘(sccm)的氬(Ar)、4sccn^々C4F6、18sccm的C4F8和17到25sccm的氧(02)。該源RF功率為2000瓦(W),頻率為27MHz。實線600表示使用頻率為400kHz的2000W的偏置RF功率產(chǎn)生扭曲的量，而石皮折線610表示使用頻率為2MHz的2000W的偏置RF功率產(chǎn)生的扭曲的量。隨著氧(02)的量從基線增加，使用400kHz偏置RF功率產(chǎn)生的扭曲的量明顯小于使用2MHz偏置RF功率產(chǎn)生的扭曲的量。該數(shù)據(jù)表明，扭曲從使用2MHz偏置RF功率時的大約4nm(具有l(wèi)-sigma標準偏差)，到使用400kHz偏置RF功率時的大約2nm(具有1-sigma標準偏差)。事實上，下面的橢圓間隙距離2nm(具有l(wèi)-sigma標準偏差)主要是由于掃描電子顯微4竟(SEM)的分辨率極限在大約2nm每像素。因此，通過使用400kHz偏置RF功率，在縱牙黃比超過20/1的UHAR刻蝕中，在02氣流范圍內(nèi)的扭曲基本上一皮消除了。如上所述，扭曲是在UHAR特征中非對稱刻蝕的結(jié)果，必須盡可能地消除、至少是盡量減少^丑曲。人們已經(jīng)朝著該目標作出了努力。例如，一種方法是通過調(diào)整刻蝕化學(xué)品來抑制等離子體聚合物形成。然而，該方法具有明顯缺點，因為，更少的聚合化的化學(xué)品嚴重地降低了掩模和/或基板的選擇性，導(dǎo)致了臨界尺寸(CD)的損失和頂部形態(tài)的變形(條紋)。另一種方法是在該等離子體外鞘上增加離子的加速度。然而，這種方法也有缺點，因為它傾向于僅J尋頂部形態(tài)條紋變糟。本發(fā)明具有幾個優(yōu)于以前使用的方法的優(yōu)點。首先，對于AR大于15比1，特別是對于AR大于20比1的02氣流范圍內(nèi)的UHAR刻蝕，它幾乎完全消除了扭曲。其次，它沒有其^f也方法所具有的任何缺點。尤其是，本發(fā)明不會帶來臨界尺寸的損失和頂部形態(tài)的變形，也不會使得頂部形態(tài)條紋變糟。官的，然而，本發(fā)明存在變更、置換和各種等同替換，這些均落入本發(fā)明的范圍。還應(yīng)當(dāng)注意，有許多實現(xiàn)本發(fā)明的方法和裝置的替代方式。因此，所附權(quán)利要求意在被解讀為包括落入本發(fā)明的真實精神和范圍的所有這些變更、置換和各種等同替換。權(quán)利要求1.一種刻蝕基板上的電介質(zhì)層的裝置，包含包含上電極和下電極的刻蝕反應(yīng)室；供應(yīng)刻蝕氣體到該刻蝕反應(yīng)室的刻蝕氣體源；第一射頻(RF)電源，以產(chǎn)生具有第一頻率的第一RF功率并供應(yīng)該第一RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在100千赫茲(kHz)到600kHz之間；以及第二RF電源，以產(chǎn)生具有第二頻率的第二RF功率并供應(yīng)該第二RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為10兆赫茲(MHz)。2.才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第一頻率在200kHz到600kHz之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第一頻率在350kHz到450kHz之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，其中該第一RF功率在100瓦(W)到10000W之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，其中該第一RF功率在500W到5000W之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的裝置，其中該第一RF電源禾口該第二RF電源連^妻于該下電才及。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的裝置，進一步包含第三RF電源，以產(chǎn)生具有第三頻率的第三RF功率并供應(yīng)該第三RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第三頻率至少為40MHz。8.才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中該第三RF電源連4妄于該下電極。9.才艮據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的裝置，進一步包含控制器，其中該控制器連接于該刻蝕氣體源、該第一RF電源、該第二RF電源和該下電4及，其包含處理器；以及計算一幾可讀介質(zhì)，其包含用于將該刻蝕氣體傳送入該刻蝕反應(yīng)室的計算才幾可讀代碼；用于將該第一RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室的計算才幾可讀^^馬，其中該第一RF功率具有100kHz到600kHz之間的該第一頻率；用于將該第二RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室的計算才幾可讀^^馬，其中該第二RF功率具有至少10MHz的頻率；以及用于在至少一個具有深度/寬度比至少為15比1的特征一皮刻入該電介質(zhì)層之后，停止將刻蝕氣體、該第一RF功率和該第二rf功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室的計算才幾可讀^碼。10.一種在基板上的電介質(zhì)層中刻蝕特^正的方法，包含將具有該電介質(zhì)層的該基板;改置到刻蝕反應(yīng)室內(nèi)的下電極上；將刻蝕氣體傳送入該刻蝕反應(yīng)室；將具有第一頻率的第一RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在100kHz到600kHz之間；將具有第二頻率的第二RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為10MHz;刻蝕該電介質(zhì)層以形成至少一個超高縱橫比(UHAR)特征。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該至少一個超高縱橫比最少為15比1。12.根據(jù)權(quán)利要求10-11中的任一項所述的方法，其中該至少一個超高縱橫比特征的寬度不大于300納米(nm)且該超高縱橫比至少為15比1。13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一項所述的方法，其中該第一頻率在200kHz到600kHz之間。14.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一項所述的方法，其中該第一頻率在350kHz到450kHz之間。15.才艮據(jù)4又利要求10-14中的4壬一項所述的方法，其中該第一RF功率在ioow到ioooow之間。16.根據(jù)權(quán)利要求10-14中的任一項所述的方法，其中該第一RF功率在500W到5000W之間。17.根據(jù)權(quán)利要求10-16中的任一項所述的方法，其中該第一RF功率通過電容耦合傳送入該刻蝕反應(yīng)室。18.根據(jù)權(quán)利要求10-17中的任一項所述的方法，進一步包含將具有第三頻率的第三RF功率傳送入該刻蝕反應(yīng)室，其中該第三頻率至少為40MHz。19.才艮據(jù)權(quán)利要求10-18中的任一項所述的方法，其中該電介質(zhì)層是氧化硅基材料。全文摘要一種刻蝕包含于基板的電介質(zhì)層的裝置?？涛g反應(yīng)器包含上電極和下電極?？涛g氣體源供應(yīng)刻蝕氣體到該刻蝕反應(yīng)室。第一射頻(RF)電源產(chǎn)生具有第一頻率的第一RF功率并供應(yīng)該第一RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第一頻率在100千赫茲(kHz)到600kHz之間。第二RF電源產(chǎn)生具有第二頻率的第二RF功率并供應(yīng)該第二RF功率到該刻蝕反應(yīng)室，其中該第二頻率至少為10兆赫茲(MHz)。文檔編號H01L21/3063GK101542691SQ200780043206公開日2009年9月23日申請日期2007年10月31日優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日發(fā)明者埃里克·A·埃德爾伯格,柳川拓海,兵池申請人:朗姆研究公司