等离子体设备和利用等离子体设备制造半导体器件的方法_2

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示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体设备的示意图;
[0059] 图2是示出可被施加至包括在诸如图1的等离子体设备的等离子体设备中的吸盘 的第一直流(DC)脉冲信号的曲线图;
[0060] 图3是示出可位于图1的等离子体设备中的第一 DC功率发生器的实施例的示意 图;
[0061] 图4是示出图3的第一 DC功率发生器的示例性操作的时序图;
[0062] 图5A是示出可被施加至图1的等离子体设备的吸盘的第一 DC脉冲信号和可被施 加至图1的等离子体设备的外环的第二DC脉冲信号的曲线图;
[0063] 图5B是图1的部分'A'的放大图;
[0064] 图6是示出可被包括在图1的等离子体设备中的第二DC功率发生器的实施例的 示意图;
[0065] 图7是示出包括在图1的等离子体设备中的第一 DC功率发生器的实施例的示意 图;
[0066] 图8是示出根据本发明构思的其它实施例的等离子体设备的示意图;
[0067] 图9是示出根据本发明构思的另一些实施例的等离子体设备的示意图;
[0068] 图IOA是示出可被包括在图1所示的等离子体设备中的外环的实施例的放大图;
[0069] 图IOB是示出可被包括在图1所示的等离子体设备中的外环的实施例的放大图;
[0070] 图IOC是示出可被包括在图1所示的等离子体设备中的外环的实施例的放大图;
[0071] 图11至图19是示出根据本发明构思的一些实施例的制造半导体器件的方法的剖 视图;以及
[0072] 图20至图23是示出根据本发明构思的其它实施例的制造半导体器件的方法的剖 视图。
【具体实施方式】
[0073] 下文中将参照示出了示例实施例的附图更加完全地描述本发明构思。这些示例实 施例仅是示例,并且在不需要本文提供的细节的情况下,许多实施方式和变型形式是可能 的。还应该强调,本公开提供了替代形式的示例的细节,但是所列出的这些替代形式不是全 面的。此外,各个示例之间的细节的任何一致性不应该解释为需要这种细节,难以针对本文 描述的每个特征列举每个可能的变型形式。在确定本发明的需求时应该参照权利要求的语 言。本文所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。如本文所用, 除非上下文另外清楚地指明,否则单数形式"一"、"一个"和"该"也旨在包括复数形式。如 本文所用,术语"和/或"包括相关所列项之一或多个的任意和所有组合。应该理解,当一 个元件被称作"连接"或"结合"至另一元件时,所述一个元件可直接连接或结合至所述另 一元件,或者可存在中间元件。
[0074] 相似地,应该理解,当的诸如层、区或衬底之类的一个元件被称作"位于"另一元件 "上"时,所述一个元件可直接位于所述另一元件上,或者可存在中间元件。相反,术语"直 接"意指不存在中间元件。还应该理解,当术语"包括"、"包括……的"、"包含"和/或"包 含……的"用于本文时,其指明存在所列特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除 存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0075] 还应该理解,虽然本文中可使用术语"第一"、"第二"、"第三"等来描述各个元件, 但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此, 在一些实施例中提及的第一元件可在其它实施例中被称作第二元件,而不脱离本发明的教 导。本文解释和示出的本发明构思的各方面的示例性实施例包括它们的互补的对应部分。 在本说明书中,相同的附图标记或相同的参考指示符始终指示相同的元件。
[0076] 此外,本文参照可作为理想示例性示图的剖视图和/或平面图描述示例性实施 例。因此,作为例如制造技术和/或公差的结果,可以预见示图中的形状的变化。例如,示 出为矩形的蚀刻区将通常具有圆形或弯曲的特征。因此,图中示出的区本质可为示意性的, 并且它们的形状可不示出装置的区的实际形状。
[0077] 如通过本发明的实体应该理解的那样,根据本文所述的各个实施例的器件和形成 器件的方法可在诸如集成电路的微电子器件中实现,其中根据本文所述的各个实施例的多 个器件集成在相同的微电子器件中。因此,在微电子器件中,本文所示的剖视图可沿着不一 定正交的两个不同的方向复制。因此,实现根据本文所述的各个实施例的器件的微电子器 件的平面图可包括按照基于微电子器件的功能性的阵列和/或二维图案布置的多个器件。
[0078] 根据本文所述的各个实施例的器件可根据微电子器件的功能性散布于其它器件 之间。而且,根据本文所述的各个实施例的微电子器件可沿着可与所述两个不同方向正交 的第三方向复制,以提供三维集成电路。
[0079] 因此,本文所示的剖视图可对根据本文所述的各个实施例的在平面图中沿着两个 不同方向延伸和/或在立体图中在三个不同方向上延伸的多个器件提供支持。例如,当在 器件/结构的剖视图中示出了单个有源区时,该器件/结构可包括其上的多个有源区和晶 体管结构(或存储器单元结构、栅极结构等,视情况而定),如器件/结构的平面图所示的那 样。
[0080] 图1是示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体设备的示意图。
[0081] 参照图1,等离子体设备190可包括具有内封闭空间的处理室200、吸盘210、气体 供应单元GSU、等离子体产生单元240和直流(DC)功率发生单元270。
[0082] 在一些实施例中,处理室200可包括限定了内空间的容器202和覆盖容器202的 顶端的顶板204。容器202可包括室壁部分和室底部分。在一些实施例中,顶板204可由陶 瓷形成。
[0083] 吸盘210可设置在处理室200中。衬底100可装载在吸盘210的顶表面上。可在 处理室200中在装载的衬底100上执行预定半导体处理。例如,衬底100可为半导体晶圆 (例如,娃晶圆)。在一些实施例中,吸盘210可为静电吸盘。吸盘210可设置在容器202的 室底部分上。绝缘体207可设置在吸盘210与室底部分之间,以将吸盘210与容器202绝 缘。
[0084] 可在吸盘210中设置加热器215。加热器215可向吸盘210和/或装载的衬底100 提供热,以使吸盘210或装载的衬底100的目标(例如,预定)温度上升和/或保持。加热 器功率发生器220可向加热器215提供功率,从而加热器215可产生热。通过加热器功率 发生器220向加热器215提供的功率可为交流(AC)电。加热器过滤器217可连接在加热 器215与加热器功率发生器220之间。
[0085] 可在吸盘210中设置吸盘冷却器223。可将冷却剂提供至吸盘冷却器223中,以使 吸盘210冷却。可利用吸盘冷却器223和加热器215控制吸盘210的温度。
[0086] 可在吸盘210中设置衬底冷却管225。可通过衬底冷却管225将冷却气体提供至 装载的衬底100的背侧。可通过冷却气体将装载的衬底100保持在恒定温度。例如,冷却 气体可为氦(He)气。
[0087] 吸盘210的至少一部分可由导电材料形成,并且吸盘210的导电部分可用作电极。 DC功率发生单元270电连接至吸盘210的用作电极的导电部分。稍后将更详细地描述DC 功率发生单元270。
[0088] 外环230可设置在吸盘210的边缘。外环230可包围装载的衬底100。外环230 可保护装载的衬底100。外环230可邻近于装载的衬底100的边缘。
[0089] 气体供应单元GSU将处理气体提供至处理室200中。在一些实施例中,气体供应 单元GSU可包括存储处理气体的气体储存部分250、结合至处理室200的气体供应口 255和 连接在气体储存部分250与气体供应口 255之间的气体供应管253。在一些实施例中,气 体供应口 255可穿透处理室200的顶板204。气体供应口 255可具有朝着处理室200的内 空间的喷嘴形状或莲蓬头形状。气体供应单元GSU还可包括安装在气体供应管253上的阀 257和气流控制器259中的至少一个。
[0090] 等离子体产生单元240可将在处理室200中提供的处理气体转换为等离子体PLA。 在一些实施例中,等离子体产生单元240可包括等离子体功率发生器245和连接至等离子 体功率发生器245的天线电极243。等离子体功率发生器245可产生功率并将功率施加至 天线电极243。所述功率可具有射频(RF)功率,例如。天线电极243可具有闭环形状或线 圈形状。作为施加至天线电极243的功率的结果,可产生等离子体PLA。等离子体PLA可包 括离子、自由基和电子。另外,等离子体产生单元240还可包括连接在等离子体功率发生器 245与天线电极243之间的匹配单元247。可通过匹配单元247将功率从等离子体功率发 生器245发送至天线电极243。匹配单元247可增大等离子体功率的传输效率。然而,本发 明构思不限于等离子体产生单元240的前述结构,并且等离子体产生单元240可形成为具 有其它结构。
[0091] 排放口 265可安装在容器202的室底部分。在预定半导体处理期间使用或产生的 处理气体的副产物和/或残留物可通过排放口 265排出。排放口 265可连接至排放栗(未 示出)。
[0092] DC功率发生单元270向吸盘210提供具有特定周期的第一 DC脉冲信号。将参照 图2更详细地描述第一 DC脉冲信号。
[0093] 图2是示出可被施加至吸盘(诸如包括在图1的等离子体设备中的吸盘210)的 第一直流(DC)脉冲信号的曲线图。第一 DC脉冲信号的周期T可包括施加第一负脉冲NPl 的负脉冲持续时间ND、施加第一正脉冲PPl的正脉冲持续时间ro和既不施加第一负脉冲 NPl也不施加第一正脉冲PPl的无脉冲持续时间FD(在一些实施例中,在无脉冲持续时间 FD期间不施加脉冲,在其它实施例中,可施加其它脉冲,诸如比第一负脉冲NPl和/或第一 正脉冲PPl相对更小的脉冲)。正脉冲持续时间ro在负脉冲持续时间ND与无脉冲持续时 间FD之间。另外,第一 DC脉冲信号的周期T还可包括在负脉冲持续时间ND与正脉冲持 续时间之间的稳定持续时间SD。在稳定持续时间SD和无脉冲持续时间FD期间可将地 电压(即,0V)施加至吸盘210。在一些实施例中,第一 DC脉冲信号的周期T可在IOOHz至 300kHz的范围内。
[0094] 在一些实施例中,等离子体设备190可为干法蚀刻设备。然而,本发明构思不限于 此。在其它实施例中,等离子体设备190可为利用等离子体PLA的其它类型的半导体设备 中的一种。下文中,为了方便解释,将等离子体设备190描述为干法蚀刻设备。
[0095] 在负脉冲持续时间ND期间,将第一负脉冲NPl施加至吸盘210。结果,等离子体 PLA的正离子被吸引至衬底100 (和吸盘210)并且形成在衬底100上。在这种情况下,衬 底100可通过正离子被充电。在稳定持续时间SD期间,可将地电压施加至吸盘210,因此, 可使等离子体PLA和正离子在稳定持续时间SD期间稳定。在稳定持续时间SD之后的正脉 冲持续时间期间,将第一正脉冲PPl施加
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