专利名称：用于高深宽比的电介质蚀刻的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使用等离子体蚀刻由掩模定义的电介质层获得半导体晶片上的结构的方法。
背景技术：
等离子体蚀刻工艺通常用于制造半导体器件。一般来说，光致抗蚀剂材料在要蚀刻的晶片表面上形成特征图案，然后通过使晶片曝露于特定类型的蚀刻气体从而将特征蚀刻到晶片中。等离子体蚀刻所面临的挑战之一是为满足设计要求而需要的不断增加的深宽比，特别是对超高密度结构。当在半导体晶片上蚀刻特征时，蚀刻特征的深宽比被定义为特征的深度(d)和特征的宽度(W)或直径之比。随着越来越多的特征被封装在单件晶片上以创造更高密度的结构，每一个单个特征的宽度(w)或直径必然减小，而特征的深度保持不变或增加。因此，随着设备特征收缩，每一个单个特征的深宽比增加。在超高深宽比(UHAR)蚀刻期间的困难是扭曲和/或变形，这一般定义为特征底部附近的位置、方向、形状和尺寸与特征顶部上的掩模所定义的图案的偏差。当特征的深宽比达到一定的阈值时，尽管特征的宽度非常小，扭曲仍发生，特别是在特征的底部附近。此外， 这样的超高深宽比的蚀刻会遭遇深宽比影响蚀刻(ARDE)。这些困难进一步公开在美国专利申请号11/562，335、2006年11月21日提交的、纪(Ji)等人的题为《REDUCINGTWISTING IN ULTRA-HIGH ASPECT RATIO DIELECTRIC ETCH(减少超高深宽比电介质蚀刻中的扭曲)》，这里通过引用将其纳入用作所有目的。
发明内容
要实现上述目标和按照本发明的目的，提供了用于在电介质层蚀刻高深宽比特征的设备。提供了等离子体处理室，其包括形成等离子体处理室封壳的室壁、用于为等离子体处理室封壳提供功率的支持基板的下电极、用于为在下电极之上间隔开的等离子体处理室封壳提供功率的上电极、用于提供气体到等离子体处理室封壳的进气口和用于从等离子体处理室封壳排出气体的出气口。高频射频(RF)功率源电气连接到至少一个上电极或下电极。偏置功率源系统电气连接到上电极和下电极，其中偏置功率源系统能够提供幅值为至少500伏的偏压至上电极和下电极，其中至上电极的偏压产生二次电子，并且其中至下电极的偏压被脉冲化，以使产生的等离子体鞘层间歇性塌陷。气体源与进气口流体连接，气体源包括电介质蚀刻气体源。控制器可控地连接到气体源、高频射频功率源和偏置功率源系统。在本发明的另一种表现形式中，提供了用于在电介质层蚀刻高深宽比的特征的设备。提供了等离子体处理室，包括形成等离子体处理室封壳的室壁、用于为等离子体处理室封壳提供功率的支持基板的下电极、用于为在下电极之上间隔开的等离子体处理室封壳提供功率的上电极、用于提供气体到等离子体处理室封壳的进气口和用于从等离子体处理室封壳排出气体的出气口。高频射频(RF)功率源电气连接到至少一个上电极或下电极。偏置功率源系统电气连接到上电极和下电极，且包括低频RF源和开关，开关在低频RF源与上电极和下电极之间电气连接以可替换地在上电极和下电极之间切换。气体源与进气口流体连接，包括电介质蚀刻气体源。控制器可控地连接到气体源、高频射频功率源和偏置功率源系统。在本发明的另一种表现形式中，提供了用于在等离子体处理室中的基板之上的电介质层蚀刻高深宽比特征的设备。基板被置于具有上电极和下电极的等离子体处理室中， 其中基板被置于下电极上，其中上电极在下电极与基板之上间隔开。提供蚀刻气体到等离子体处理室中。等离子体形成在等离子体处理室中，在上电极和下电极之间。至少为500 伏的偏压被提供给上电极，以形成二次电子。提供至少为500伏的脉冲化偏压给下电极，以蚀刻电介质层。下面将结合附图在本发明的详细描述中更具体地说明本发明的这些和其它特征。
本发明是通过以附中例例示的方式而不是以限制式的方式说明的，在图中， 类似的参考数字指示类似的元素，其中图1是一个创造性的蚀刻工艺的流程图。图2A-C是使用创造性的工艺和设备形成特征的示意图。图3是可用来实施本发明的设备的示意图。图4A-B是可用来实施本发明的计算机系统的示意图。图5A-B是在实施本发明期间在不同状态下的系统的示意图。图6是可用来实施本发明的另一设备的示意图。
具体实施例方式现在将参照附图中所绘的几个优选实施方案详细说明本发明。在下面的说明中， 说明了许多具体的细节以提供对本发明的透彻的了解。然而，显而易见，对本领域的技术人员，本发明可以没有这些具体细节的一部分或全部而实施。在其它的情况下，众所周知的工艺步骤和/或结构没有进行详细说明，以免不必要地模糊本发明。不希望受下面内容约束，初步论证扭曲是超高深宽比(UHAR)特征中的不对称蚀刻的结果。当特征深宽比增大时，有几种机制促进了不对称蚀刻。主要机制是在超高深宽比特征的底部附近的入射离子轨迹的不对称偏转。各向异性反应离子蚀刻(RIE)是在暴露的电介质表面和来自等离子体的反应性中性自由基和离子之间的复杂反应的结果。朝向特征底部的中性粒子的通量是由Knudsen扩散和粒子对特征侧壁的粘着系数主导的。通常在电介质蚀刻中使用的氟碳自由基具有高的粘着系数，因此其对特征底部的通量强烈依赖于特征的深宽比(AR)。当特征的AR增加(通常大于10 1)时，到达特征的底部的中性通量变得大大减少，不再能驱动蚀刻反应。在高深宽比特别是超高深宽比(通常大于10 1特别是大于 15 1)下，蚀刻反应被离子流驱动到特征的底部。到特征的底部的离子流是由等离子体密度、离子能量分布和由于差分充电(differential charging)造成的特征底部的势主导的。 离子首先是被穿过等离子体鞘层的电场加速的。鞘层电场是由体等离子体(bulk plasma)势和由所施加的射频(RF)场驱动的晶片的表面势决定的。虽然本发明能够提供超高的深宽比的特征，本发明也能够提供具有减少的变形、扭曲和ARDE的AR比大于10 1的高深宽比的特征。在先进的等离子体蚀刻机中，使用多个射频驱动等离子体。例如，27兆赫(MHz)和 /或60MHz的RF功率也被称为“源高频HF射频RF功率”，被用来保持等离子体的密度，而 2MHz的射频功率也被称为“低频LF或偏置RF功率”，是用来驱动等离子体鞘层的势。在晶片的顶部的表面，电荷平衡是通过在射频周期期间当等离子体鞘层塌陷时的瞬时电子通量实现的。然而，电子流不是方向性的，因而不能有效地到达超高深宽比的特征的底部。因此， 超高深宽比的特征的底部累积的剩余正电荷超过射频周期的剩余正电荷。这被称为差分充 H1^ ο差分充电导致超高深宽比的特征的底部的势增加，这延缓或偏转了入射离子向着超高深宽比的特征的底部。差分充电也导致AR增加时蚀刻率减缓，这种现象被公知地称为深宽比影响蚀刻(ARDE)。换句话说，当入射能量低于差分充电势时，离子偏转。另一方面， 当入射能量高于差分充电势时，离子放缓但不偏离，导致在超高深宽比下的较低的蚀刻率。 如果由于在超高深宽比下的聚合物残留物或者电荷的一些随机的优先的积累而使差分充电是不对称的，离子偏转就变为不对称。非对称离子偏转导致在一些随机的方向上的不对称蚀刻，于是蚀刻前端变为不对称。这是一个前馈机制不对称的蚀刻前端增强了不对称差分充电，这进一步传播了不对称的蚀刻前端，如此等等。因此，扭曲发生在超高深宽比的蚀刻处。图1是本发明的一个实施方案的高级的流程图。在此实施方案中，图案化的有机掩模是形成在电介质层之上(步骤104)。图2A是基板210的示意性的横截面，其中电介质层208已经布置在基板210上，图案化的掩模204则形成在电介质层208上。一个或多个中间层可以布置在基板(晶片)210和电介质层208之间。诸如抗反射涂层之类的一个或多个中间层可设置在电介质层208和图案化的掩模204之间。基板210放置在等离子体处理室中(步骤106)。图3是可用于本发明的优选实施方案的等离子体处理室300的示意图。在此实施方案中，等离子体处理室300包括限制环302、上电极304、下电极308、气体源310和排气泵320。上电极304和下电极308是平行板电极。气体源310可包括第一气体源312、第二气体源314和第三气体源316。在等离子体处理室300中，基板210被置在下电极308上。下电极308采用了用于将基板210夹持在下电极308之上的合适的基板夹持机构(例如，静电、机械夹紧或类似的机构)。反应器顶部3 采用被置于正对着下电极308的上电极304。上电极304、下电极308和限制环 302定义受限的等离子体容积腔340。气体被气体源310通过进气口 343提供到受限的等离子体容积腔，并由排气泵320通过限制环302和排气口从受限的等离子体容积腔40排出。 排气泵320形成等离子体处理室的出气口。第一高频射频源344电气连接到上电极304。 第二高频射频信号源；348电气连接到下电极308。在本应用中，高频(HF)射频被定义为超过IOMHz的频率。室壁352定义置有限制环302、上电极304和下电极308的等离子体的封壳。第一高频射频源344和第二高频射频源348可能包括60MHz的功率源和27MHz的功率源。连接高频射频功率到电极的不同组合是可能的。控制器335可控地连接到第一高频射频信号源344、第二高频射频源348和排气泵320，第一控制阀337连接到气体源312，第二控制阀339连接到第二气体源314，第三控制阀341连接到第三气体源316。进气口 343 将气体从气体源312、314、316提供到等离子体处理封壳中。喷头(showerhead)可以连接到进气口 343。进气口 343可以是用于每一气体源的单一入口、用于每一气体源的不同入口、用于每一气体源的多个入口或其它可能的组合的入口。加利福尼亚州弗里蒙特市的LAM Research Corporation 制造的一种改进的Flex-45电介质蚀刻可用于本发明的优选实施方案中。修改之一是，第一高频射频源和第二高频射频源344和348不提供低频射频。 相反，单独的低频射频信号源366提供给和连接到与上电极和下电极304、308连接的开关 362。开关362和低频射频源366可控连接到控制器335。图4A及4B图示了适合于使用控制器335的计算机系统400。图4A示出了可用作控制器335的计算机系统的一种可能的形体形式。当然，计算机系统可以有许多种从集成电路、印刷电路板、小的手持设备到巨大的超级计算机的形体形式。计算机系统400包括监控器402、显示器404、壳体406、磁盘驱动器408、键盘410和鼠标412。磁盘414是用于传输数据到计算机系统400和从计算机系统400传输数据的计算机可读介质。图4B是计算机系统400的框图的一例。连接到系统总线420的是各种各样的子系统。处理器422(也称作中央处理单元或CPU)被耦合到包括存储器424的存储设备。存储器4M包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。如本领域所公知的，ROM操作以单向传输数据和指令到CPU，RAM通常用作以双向的方式传输数据和指令。这些类型的存储器中的二者都可包括下文所述的计算机可读介质的任何合适的类型。固定磁盘4 也双向耦合到CPU 422 ；它提供了额外的数据存储容量，还可包括下文所述的任何计算机可读介质。 固定磁盘4 可用于存储程序、数据和类似物，通常是比主存储慢的次级存储介质(诸如硬盘之类)。应该理解，在合适的状况下，固定磁盘426内保留的信息将被以标准的方式作为虚拟存储器纳入存储器424。可移动磁盘414可采取下文所述的计算机可读介质中的任意的形式。CPU422还可耦合到诸如显示器404、键盘410、鼠标412和扬声器430之类的多种输入/输出设备。一般地，输入/输出设备可以是任意的视频显示器、跟踪球、鼠标、键盘、麦克风、触摸敏感显示器、传感器卡阅读器、磁带或纸带阅读机、书写板、铁笔(styluses)、语音或手写识别器、生物测定阅读器或其他计算机。CPU422可选地可使用网络接口 440耦合到另一计算机或电信网络。有了这样的网络接口，预期在执行上面说明的方法的步骤的过程中，CPU可能会从网络接收信息或可能输出信息到网络。另外，本发明的方法的实施方案可完全依赖CPU422执行，或可在一个网络(如Internet)上结合共享部分处理的远程CPU 执行。此外，本发明的实施方案还涉及具有计算机可读介质的计算机存储产品，有用于执行各种计算机实施操作的计算机代码于其上。介质和计算机代码可以是为了本发明的目的而专门设计和建造的，也可以是计算机软件技术的技术人员众所周知的和可获取的。 有形的计算机可读介质的例子包括但不仅限于诸如硬盘、软盘和磁带之类磁介质；诸如 CD-ROM和全息照相设备之类光学介质；诸如光磁软盘之类磁光介质；诸如特定应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和ROM和RAM器件之类专门配置为存储和执行程序代码的硬件设备。计算机代码的例子包括如由编译器产生的机器代码和含有由使用编译器的计算机执行的更高层次的代码的文件。计算机可读介质也可以是由体现在载波中的计算机数据信号传输的、代表处理器可执行的指令序列的计算机代码。蚀刻气体是从气体源310通过进气口 343提供到等离子体处理室300的(步骤 108)。将蚀刻气体形成等离子体(步骤110)。在优选的实施方案中，至少一个第一高频射频源或第二高频射频源；344、348提供高频射频功率到上电极或下电极304和308，从而使蚀刻气体形成等离子体。提供至少为500伏的鞘层电压的偏压被施加到上电极304以形成二次电子(步骤 112)。至少有500伏的高偏压导致从等离子体来的离子与上电极304碰撞，产生二次电子， 二次电子通过偏压从上电极304加速离开。提供了具有至少为500伏的幅值的脉冲电压的脉冲偏压被提供给下电极，其中偏压导致蚀刻层的蚀刻并且偏压的去除使等离子体鞘层塌陷(步骤116)。图5A是当至少有 500伏的偏置电压施加到下电极308时的等离子体处理室300的简视图。许多等离子体处理室300的组件没有示出，以更清楚理解本发明。在这个例子中，设置开关362以使低频射频源提供低频射频偏置电压给下电极308而不提供给上电极304。对下电极308的偏压施加负的偏置电压在下电极308上。负的偏置电压导致了在下电极上的大的鞘层，造成体等离子体位置更接近上电极。这种负偏置电压使正离子向下电极308加速。加速的正离子蚀刻电介质层。在下电极308上的负偏置电压也排斥等离子体鞘层504中的电子使其远离下电极308。图2B是当至少为500伏的偏压施加到下电极308时的基板210的横截面的概略示意图。正离子被下电极308上的负偏压加速进入电介质层的部分蚀刻孔，造成孔的蚀刻。离子212是这样的用于蚀刻孔214的底部的一个例子。带正电的离子击打和蚀刻孔 214的底部造成了正电荷在孔214的底部的累积，既然被蚀刻层是电介质，正电荷就用加号符号表示于孔214的底部。离子216表示在孔的底部处被正电荷偏转的离子。正电荷提供了力，导致离子216偏转入孔的壁。偏转离子216造成孔的壁将被蚀刻，从而造成孔的扭曲和变形。图5B是当至少有500伏的偏置电压施加到上电极304时的等离子体处理室300的简视图。在这个例子中，设置开关362使得低频射频源提供了低频射频偏置电压给上电极 304而不给下电极308。对上电极304的偏压将负的偏置电压施加在上电极304上，从而使正离子向上电极304加速。加速的正离子撞击上电极304或靠近上电极304的层以产生二次电子。上电极304上的负偏置电压也加速和排斥二次电子通过等离子体鞘层504。负偏置电压增加了在上电极304的鞘层厚度，造成体等离子体位置更接近下电极308。图2C是当至少为500伏的偏压施加到上电极304时的基板210的横截面的示意图。正离子被上电极304上的负偏压加速，进入上电极304或相邻层，造成上电极304产生二次电子，二次电子被加速离开上电极304朝向电介质层208。二次电子2 是这样的加速到孔214的底部的二次电子的一个例子。孔214的充正电的底部将二次电子224向孔224的底部加速，从而减少在孔214的底部的正电荷。优选的实施方案使用了至少为500伏的偏压，以提供给二次电子足够的能量和通量以通过等离子体鞘层和到达孔。一旦二次电子到达孔或特征， 在孔或特征的底部的正电荷将二次电子向孔或特征的底部加速。在这个实施方案中，高频射频源不在上电极和下电极之间交替。在孔底部的正电荷减少时，开关362能够返回到如图5A所示的位置，正离子能够被用来继续进行减少偏转的蚀刻，从而减少扭曲、变形和深宽比影响蚀刻(ARDE)。这个切换过程可以继续，直到蚀刻完成为止。虽然在一些实施方案中，对于上电极的偏压是非脉冲或非切换的，但由于二次电子可以不断生成，在上面的优选实施方案中，在基板之上的等离子体鞘层塌陷和绝缘层不被蚀刻时，偏压的交替导致上电极只生成二次电子。这减少了上电极上的磨损，其中不是所有的时间都溅射上电极，但在需要的时候则相反。开关和单个的低频射频源的使用可以要求最小的低频射频源，这是优选的，虽然其它的实施方案可以通过有单独的偏置源来替代偏置。在这个实施方案中，尽管提供蚀刻气体可以在将气体形成等离子体前开始，但有时，提供蚀刻气体、将气体形成等离子体和提供交替的偏压是发生在同一时间即同时。
各种实施方案在上面的实施方案中，低频射频源366、开关362和开关362间的连接形成电气连接上电极和下电极的偏置功率源系统，其中偏置功率源系统能够提供至少为500伏的偏压到上电极和下电极，其中至上电极的偏压生成二次电子，其中至下电极的偏压被脉冲化，以用二次电子间歇性塌陷所产生的等离子体鞘层。可提供这样的系统的其它实施方案。例如，图6示出了具有偏置功率源系统的等离子体处理室300的另一实施方案，其第一低频射频偏置源670连接到上电极304，第二低频射频偏置源666连接到下电极308。第一脉冲源 674连接到第一低频偏置源670以从低频射频偏置源670脉冲出信号。第二脉冲源662连接到第二低频偏置源674以从第二低频射频偏置源666脉冲出信号。在此实施方案中，从第一低频射频偏压源670来的信号被脉冲出来。优选的是，这样的脉冲在上电极和下电极之间生成交替的偏压，但可以使用其它的脉冲计划。在另一实施方案中，即使偏压未切换， 顶电极偏压的脉冲也具有等于下电极偏压的脉冲频率的频率，并且偏压不是完全同步。优选的是，在一段时间内提供蚀刻气体、将蚀刻气体形成等离子体和脉冲化偏压重叠，使它们在一段时间内一起发生。在替代的实施方案中，从第一低频射频来的信号不是脉冲化的。在另一个实施方案中，低频射频偏置源中的一个或多个可能被至少为500伏的直流偏压所替换。在本说明书中，低频射频是具有低于IOMHz的频率的射频。在另一种实施方案中，单个的低频射频源连接到上电极和下电极。开关在低频射频信号源和下电极之间连接以提供脉冲化的偏压给下电极。在另一个实施方案中，使用两个开关，一个开关用于低频射频源和上电极之间，一个开关用于低频射频源和下电极之间。 优选地，开关被定时，使得在一段时间上电极有偏压而下电极没有偏压。在另一个实施方案中，单个复杂的开关可用作两个开关。高频射频源的各种配置可用于不同的实施方案中。在一个实施方案中，高频射频源连接到下电极但不连接到上电极。在这种情况下，上电极可能有到接地的低阻抗。在另一个实施方案中，高频射频连接到上电极但不连接到下电极。本发明的优选实施方案通过蚀刻提供了超高的深宽比。优选地，用于本发明的特征的超高深宽比(UHAR)定义为深宽比大于15 1。优选地，用于本发明的特征的超高深宽比(UHAR)定义为深宽比大于20 1。此外，优选地，本发明适用于在宽度不超过300纳米 (nm)的电介质层中蚀刻特征。更优选地，本发明适用于在宽度不超过200nm的电介质层中蚀刻特征。最优选地，本发明适用于在宽度不超过150nm的电介质层中蚀刻特征。其它的实施方案可以有为上电极提供了 162MHz的信号的高频射频源和为下电极提供了 13.56MHz的信号的另一个高频射频信号源。另一种实施方案可以提供为上电极提供60MHz的信号的高频射频源。另一种实施方案可以提供为下电极提供40MHz的信号的高频射频信号源和为上电极提供4MHz的信号的低频射频信号源。 例子在本发明的例子中，电介质层可以是硅氧基的，其中电介质层主要是由氧化硅形成，混有的其它类型的物质的数量较少。更优选地，电介质层是诸如有机硅酸盐玻璃之类低 k电介质。在另一实施方案中，电介质层是有机电介质层。在一个氧化硅基电介质蚀刻的例示方法中，蚀刻室压强是30毫托(mTorr)。蚀刻气体包括150标准立方厘米/分钟(sccm)的氩气(Ar)、4sccm的C4F6、18sccm的C4F8和17 至25SCCm的氧气(O2)。源高频射频功率其频率为27MHz，功率为2000瓦(w)。低频射频功率其频率为2MHz，其功率为4000W。低频射频功率是在上下电极之间交替。传递到上电极和下电极的2MHz功率可以有不同的幅度，并可以调整以获得最佳效果。优选地，低频射频功率是在IOHz到IOOkHz的切换频率交替。如果相反地是到下电极的偏置功率被脉冲化，那么优选地是偏置功率是以IOHz到IOOkHz之间的频率脉冲化的。虽然本发明已经按照几个优选实施方案进行了说明，但有替换、变换和各种替代等同落入本发明的范围内。还应当指出，有许多实施本发明的方法和设备的替代的方法。因此，目的在于将后面所附的权利要求解释为将所有这些替换、变换和替代等同作为在本发明的真正精神和范围之内。
1权利要求
1.一种用于在电介质层蚀刻高深宽比的特征的设备，其包括 等离子体处理室，其包括形成所述等离子体处理室封壳的室壁；用于为所述等离子体处理室封壳提供功率的支持基板的下电极； 用于为在所述下电极之上间隔开的所述等离子体处理室封壳提供功率的上电极； 用于提供气体到所述等离子体处理室封壳的进气口 ；和用于从所述等离子体处理室封壳排出气体的出气口； 高频射频功率源，其电气连接到所述上电极或所述下电极中的至少一个上； 偏置功率源系统，其电气连接到所述上电极和所述下电极，其中所述偏置功率源系统能够提供幅值为至少500伏的偏压至所述上电极和所述下电极，其中至所述上电极的所述偏压产生二次电子，其中至所述下电极的所述偏压被脉冲化，以用所述二次电子间歇性塌陷产生的等离子体鞘层；与所述进气口流体连接的气体源，其包括电介质蚀刻气体源； 控制器，其可控地连接到所述气体源、所述高频射频功率源和所述偏置功率源系统。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述偏置功率源系统包括 偏置功率源；和可替换地连接所述偏置功率源到所述上电极和所述下电极的开关。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述偏置功率源是低频射频功率源。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述控制器包括 处理器；和计算机可读介质，其包括用于从所述电介质蚀刻气体源提供电介质蚀刻气体到所述等离子体处理室的计算机可读代码；用于从所述高频射频功率源提供功率以使所述蚀刻气体形成蚀刻等离子体的计算机可读代码；用于切换所述开关以可替换地连接所述偏置功率源到所述上电极和下电极的计算机可读代码。
5.如权利要求4所述的设备，其中用于切换所述开关的所述计算机可读代码以在IOHz 到IOOkHz之间的频率执行切换。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括 处理器；和计算机可读介质，其包括用于从所述电介质蚀刻气体源提供电介质蚀刻气体到所述等离子体处理室的计算机可读代码；用于从所述高频射频功率源提供功率以使所述蚀刻气体形成蚀刻等离子体的计算机可读代码；用于脉冲化至所述下电极的所述偏压的计算机可读代码。
7.如权利要求6所述的设备，其中用于提供所述脉冲化的偏置功率至所述下电极的所述计算机可读代码以IOHz到IOOkHz之间的频率提供所述脉冲化的偏置功率。
8.如权利要求1所述的设备，其中至所述上电极的所述偏压是以与至所述下电极的脉冲化的偏置功率的频率相等的频率脉冲化的。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述偏置功率源系统包括 电气连接所述上电极的第一偏置源；电气连接所述第一偏置源的第一脉冲源； 电气连接所述下电极的第二偏置源；和电气连接所述第二偏置源的第二脉冲源。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述上电极和所述下电极是平行板电极。
11.一种在电介质层中蚀刻高深宽比特征的设备，包括 等离子体处理室，其包括形成等离子体处理室封壳的室壁；用于为所述等离子体处理室封壳提供功率的支持基板的下电极；用于为在所述下电极之上间隔开的所述等离子体处理室封壳提供功率的上电极；用于提供气体到所述等离子体处理室封壳中的进气口 ；和用于从所述等离子体处理室封壳排出气体的出气口；高频射频功率源，其电气连接到所述上电极或所述下电极中的至少一个；偏置功率源系统，其电气连接到所述上电极和所述下电极，包括低频射频源；和用于可替换地在所述上电极和所述下电极之间切换的、在所述低频射频源与所述上电极和所述下电极之间电气连接的开关。与所述进气口流体连接的气体源，包括电介质蚀刻气体源；知控制器，其可控地连接到所述气体源、所述高频射频功率源和所述偏置功率源系统。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述控制器包括 处理器；和计算机可读介质，其包括用于从所述电介质蚀刻气体源提供电介质蚀刻气体到所述等离子体处理室的计算机可读代码；用于从所述高频射频功率源提供功率以使所述蚀刻气体形成蚀刻等离子体的计算机可读代码；用于切换所述开关以可替换地将所述偏置功率源连接到所述上电极和所述下电极的计算机可读代码。
13.如权利要求11所述的设备，其中用于切换所述开关的计算机可读代码是以在IOHz 到IOOkHz之间的频率执行切换。
14.如权利要求11所述的设备，其中所述上电极和所述下电极是平行板电极。
15.一种用于在等离子体处理室中的基板上的电介质层蚀刻高深宽比特征的方法，包括将所述基板放在有上电极和下电极的所述等离子体处理室中，其中所述基板被放置在所述下电极上，并且其中所述上电极在所述下电极和所述基板之上间隔开； 提供蚀刻气体到所述等离子体处理室中；在所述等离子体处理室内、在所述上电极和所述下电极之间形成等离子体； 提供偏压至所述上电极以形成二次电子，其中所述偏压至少为500伏；和提供偏压到所述下电极以用于蚀刻所述介电层，其中所述偏压是脉冲化的并且至少为 500 伏。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述提供偏压至所述上电极包括脉冲化至所述上电极的所述偏压，以便在所述上电极和所述下电极之间交替偏压。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述提供偏压至所述上电极还包括向所述上电极提供低频射频功率，并且其中所述提供偏压到所述下电极包括向所述下电极提供低频射频功率。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述提供偏压到所述上电极和所述提供偏压到所述下电极包括在所述上电极和下电极之间切换偏压。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述切换是以在IOHz到IOOkHz之间的频率进行的。
全文摘要
提供了用于蚀刻高深宽比的特征的设备。提供了等离子体处理室，其包括形成等离子体处理室封壳的室壁、下电极、上电极、进气口和出气口。高频射频(RF)功率源电气连接到至少一个上电极或下电极。偏置功率源系统电气连接到上电极和下电极，其中偏置功率源系统能够提供相对于上电极和下电极幅值为至少为500伏的偏压，其中相对于下电极的偏压被间歇性脉冲化。气体源与进气口流体连接。控制器可控地连接气体源、高频射频功率源和偏置功率源系统。
文档编号H01L21/3065GK102405512SQ201080017540
公开日2012年4月4日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月24日
发明者埃里克·A·埃德尔伯格 申请人:朗姆研究公司