專利名稱：通過(guò)等離子體氧化處理的輪廓和cd均勻性控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成半導(dǎo)體設(shè)備。更特別地，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備的形成中間隔區(qū)的輪廓和CD均勻性控制。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶片處理中，例如氮化物間隔區(qū)的間隔區(qū)可以用于刻蝕或注入掩膜。

發(fā)明內(nèi)容
要實(shí)現(xiàn)以上所述且依據(jù)本發(fā)明的目的，在一種具體實(shí)施方式
中，提供了一種從非氧化硅、襯底上方的具有水平表面和側(cè)壁表面的硅封閉間隔層形成間隔區(qū)的方法。提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層，其中所述氧化硅涂層提供所述間隔層的所述水平表面上的水平涂層和所述間隔層的所述側(cè)壁表面上的側(cè)壁涂層。提供各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面?？涛g所述間隔層，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表面。在本發(fā)明的另一種表面中提供了一種從非氧化硅、多數(shù)個(gè)襯底上方的具有水平表面和側(cè)壁表面的硅封閉間隔層形成間隔區(qū)的方法，(a)將具有硅封閉而不是非氧化硅封閉的間隔層的多個(gè)襯底中的一個(gè)襯底置于等離子體刻蝕室中，然后提供所述等離子體氧化處理，其中所述室具有天線。(b)提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層， 其中所述氧化硅涂層在所述間隔層的所述水平表面上提供水平涂層和在所述間隔層的所述側(cè)壁表面上提供側(cè)壁涂層，包括提供氧等離子體和提供以下兩者中的至少一者濺射硅以用氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化成氧化硅。(c)提供各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的所述側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面。(d)刻蝕所述間隔層，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表面。(e)在刻蝕所述間隔層后從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底，其中所述提供等離子體氧化處理，提供所述各向異性主刻蝕，和刻蝕所述間隔層執(zhí)行于具有天線的相同的所述等離子體刻蝕室。重復(fù)步驟(a)至(e)直到每一個(gè)所述多個(gè)襯底被處理。在本發(fā)明的另一種表現(xiàn)中，提供了一種用于從非氧化硅，在襯底上具有水平表面和側(cè)壁表面的硅封閉層形成間隔區(qū)的裝置。提供了等離子體處理室，包括形成等離子體處理室殼體的室壁；襯底支撐，用于支撐所述等離子體處理室殼體內(nèi)的襯底；調(diào)壓器，用于調(diào)節(jié)所述等離子體處理室殼體中的壓力；至少一個(gè)天線，用于向所述等離子體處理室殼體提供能量以維持等離子體；至少一個(gè)偏壓電極，用于提供偏壓；進(jìn)氣口，用于將氣體提供進(jìn)所述等離子體處理室殼體；和排氣口，用于將氣體排出所述等離子體處理室殼體；與所述進(jìn)氣口流體連通的氣體源，包括氧氣體源；和各向異性刻蝕氣體源；可控地與氣體源連接的控制器，所述至少一個(gè)天線，和至少一個(gè)偏壓電極，包括至少一個(gè)處理器；和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于將所述多個(gè)襯底中具有間隔層的襯底置于等離子體刻蝕室內(nèi)，然后提供所述等離子體氧化處理；計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層，其中所述氧化硅涂層提供水平涂層于所述間隔層的所述水平表面上和提供側(cè)壁涂層于所述間隔層的所述側(cè)壁表面上，包括用于提供氧等離子體的計(jì)算機(jī)可讀代碼；和計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于提供以下兩者中的至少一者濺射硅以用所述氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅；計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于提供各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面；用于刻蝕所述間隔層的計(jì)算機(jī)代碼，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表面；計(jì)算機(jī)可讀代碼，用于在刻蝕所述間隔層后從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底，其中所述提供等離子體氧化處理， 提供所述各向異性主刻蝕，和刻蝕所述間隔層執(zhí)行于具有所述天線的相同的所述等離子體刻蝕室。本發(fā)明的這些和其它特征將更詳細(xì)地描述于以下連同附圖的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中。


本發(fā)明通過(guò)示例方式而不是通過(guò)限制方式進(jìn)行描述，圖中的相同參考標(biāo)號(hào)指代相同的元素且其中圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
的高階流程圖。圖2為可以用于刻蝕的等離子體處理室的示意圖。圖3A-B示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其適于實(shí)現(xiàn)用于本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中的控制器。圖4A-E為依據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
處理的堆棧的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖中所闡釋的一些優(yōu)選的具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。在隨后的描述中，許多具體細(xì)節(jié)被闡述以便充分理解本發(fā)明。然而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的一些或者全部本發(fā)明也可以實(shí)施。在其它實(shí)施例中，為了避免不必要地模糊本發(fā)明，公知的工序和/或結(jié)構(gòu)沒(méi)有詳細(xì)描述。在半導(dǎo)體晶片處理中，例如氮化物間隔的間隔可以用于刻蝕或者注入掩膜。間隔的CD控制和CD均勻性有助于提高器件的可靠性和器件產(chǎn)量。為便于理解，圖1為用于本發(fā)明一種具體實(shí)施方式
中的方法的高階(high level) 框圖。等離子體處理室的室壁表面涂覆有薄的氧化硅層(步驟10 。晶片置于等離子體處理室中(步驟104)。該晶片是一種其上形成有具有水平表面和側(cè)壁表面的非氧化硅但含硅的間隔層的襯底。優(yōu)選地，一些側(cè)壁表面是垂直的。等離子體氧化處理被提供于該室 (步驟108)。該等離子體氧化處理通過(guò)以下方式在間隔層上形成氧化硅涂層a)將間隔層的硅轉(zhuǎn)化成氧化硅或者b)通過(guò)等離子體濺射室壁上的預(yù)涂氧化物膜來(lái)淀積氧化層或者C) 濺射與等離子體中的氧起反應(yīng)的水平的氮化硅材料以形成硅氧化物并淀積在側(cè)壁上，氧化硅涂層提供水平涂層于間隔層的水平表面和側(cè)壁涂層于間隔層的側(cè)壁表面。提供各向異性刻蝕(步驟11 。該各向異性刻蝕優(yōu)選地為主刻蝕，其關(guān)于間隔層的側(cè)壁表面和氧化硅涂層的側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕間隔層的水平表面和氧化硅涂層。提供了一種關(guān)于氧化硅涂層的選擇性的間隔層刻蝕(步驟116)。氧化硅涂層的側(cè)壁涂層保護(hù)間隔層的側(cè)壁表面。然后將該晶片從室中移出(步驟120)。在晶片移出后清潔該室(步驟124)。因此，在此具體實(shí)施方式
中，在每一個(gè)晶片添加到室之前，該室是被涂覆的，而在每一個(gè)晶片從該室移出后， 將該室清潔。這些步驟提高了可重復(fù)性和再現(xiàn)性。為提供本發(fā)明具體實(shí)施方式
的更詳細(xì)的例子，圖2為等離子體處理系統(tǒng)200的示意圖，包括可以在本發(fā)明的此具體實(shí)施方式
中用做等離子體處理室的等離子體處理工具 201。等離子體處理工具201為電感耦合等離子體刻蝕工具且包括具有等離子體處理室204 在其中的等離子體反應(yīng)器202。變壓器耦合功率(TCP)控制器250和偏壓功率控制器255 分別控制影響生成于等離子體室204內(nèi)的等離子體224的TCP電源251和偏壓電源256。TCP功率控制器250為TCP電源251設(shè)置設(shè)定值，該TCP電源251配置為向靠近該等離子體室204的TCP線圈253提供13. 56MHz的射頻信號(hào)，該射頻信號(hào)由TCP匹配網(wǎng)絡(luò) 252調(diào)諧。RF透明窗邪4用于將TCP線圈253與等離子體室204分隔開同時(shí)允許能量從 TCP線圈253傳遞到等離子體室204?？梢曂该鞔吧?由位于RF透明窗邪4上的孔中的具有約為2. 5cm(l英寸)的直徑的藍(lán)寶石圓形件提供。偏壓功率控制器255為偏壓電源256設(shè)置設(shè)定值，該偏壓電源256用于向位于等離子體室204內(nèi)的卡盤電極208提供RF信號(hào)以在電極208之上產(chǎn)生直流(DC)偏壓，該RF 信號(hào)由偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)257調(diào)諧，電極208用于接收被處理的襯底206，例如半導(dǎo)體晶片工件。 該偏壓功率控制器255也能夠使偏壓功率脈沖，優(yōu)選地用介于IHz至10000Hz之間的脈沖頻率。氣體供應(yīng)裝置或者氣體源210包括經(jīng)由氣體歧管217連接的氣體源以為等離子體室204內(nèi)部提供工藝所需要的適當(dāng)化學(xué)品。一種氣體源可以是為等離子體氧化處理提供適當(dāng)化學(xué)品的02氣體源。另一種氣體源可以是為各向異性刻蝕提供適當(dāng)化學(xué)品的第一刻蝕氣體源216。另一種氣體源可以是為選擇性刻蝕提供適當(dāng)化學(xué)品的第二刻蝕氣體源213。氣體排出裝置218包括壓力控制閥219和排氣泵220，且從等離子體室204內(nèi)清除微粒并保持等離子體室204內(nèi)的特定壓力。溫度控制器280通過(guò)控制加熱器電源284來(lái)控制提供于卡盤電極208內(nèi)的加熱器 282的溫度。等離子體處理系統(tǒng)200也包括電控電路270。該控制電路270可以控制溫度控制器觀0，氣體源210，偏壓功率控制器255和TCP功率控制器250。這些控制器中的一個(gè)或者一個(gè)以上可以集成到控制電路中。等離子體處理系統(tǒng)200也可以具有終端檢測(cè)器260。圖3A和圖;3B示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其適合于執(zhí)行用于本發(fā)明的一種或者一種以上具體實(shí)施方式
中的控制電路270。圖3A示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300的一種可能的實(shí)物形態(tài)。當(dāng)然，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以具有范圍從集成電路，印制電路板，和微型手持式裝置直至大型超級(jí)計(jì)算機(jī)的許多實(shí)物形態(tài)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300包括監(jiān)控器302，顯示器304，外殼306，盤驅(qū)動(dòng)器 308，鍵盤310和鼠標(biāo)312。盤314是用于向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300和從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300傳輸數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。圖:3B為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300的一個(gè)框圖示例。連接于系統(tǒng)總線320的是各種廣泛的子系統(tǒng)。處理器322(也被稱為中央處理單元，或者CPU)耦合于包括存儲(chǔ)器3 的存儲(chǔ)設(shè)備。 存儲(chǔ)器3M包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。在本領(lǐng)域眾所周知，ROM用于向CPU單向傳輸數(shù)據(jù)和指令且ROM典型地用于以雙向的方式傳輸數(shù)據(jù)和指令。這些類型的存儲(chǔ)器都可以包括以下所描述的任何適宜類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。固定盤3 也雙向耦合于CPU322 ；其提供額外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量且也可以包括以上所描述的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。 固定盤3 可以用于存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和諸如此類且是典型的慢于初級(jí)存儲(chǔ)的二級(jí)存儲(chǔ)器介質(zhì)(例如硬盤)。應(yīng)注意的是存儲(chǔ)于固定盤326內(nèi)的信息在適當(dāng)?shù)那闆r下也可以作為虛擬內(nèi)存以標(biāo)準(zhǔn)形式并入存儲(chǔ)器3M中。可移動(dòng)盤314可以表現(xiàn)為以下描述的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。CPU322也耦合于各種輸入/輸出設(shè)備，例如顯示器304、鍵盤310、鼠標(biāo)312和揚(yáng)聲器330。通常，輸入/輸出設(shè)備可以為以下中的任何視頻顯示器、跟蹤球、鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)、觸控式顯示器、轉(zhuǎn)換器讀卡器、磁性或紙帶閱讀機(jī)、平板電腦、唱針、聲音或書寫識(shí)別器、 生物測(cè)定閱讀器或者其他計(jì)算機(jī)。CPU322可選擇地可以耦合于其它計(jì)算機(jī)或者使用網(wǎng)絡(luò)接口 340的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。用這種網(wǎng)絡(luò)接口，可以考慮到在執(zhí)行以上所描述的方法步驟中 CPU可以接收來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)的信息，或者可以向網(wǎng)絡(luò)輸出信息。此外，本發(fā)明的方法具體實(shí)施方式
可以單獨(dú)在CPU322上執(zhí)行或者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(例如與分享一部分操作的遠(yuǎn)程CPU連接的互聯(lián)網(wǎng))來(lái)執(zhí)行。此外，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)一步涉及設(shè)置有計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上具有用于執(zhí)行各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用操作的計(jì)算機(jī)代碼。介質(zhì)和計(jì)算機(jī)代碼可以是那些為本發(fā)明的目的特別設(shè)計(jì)和創(chuàng)建的，或者它們可以是對(duì)于那些計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)公知和可得到的種類。有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括(但不限于) 例如硬盤、軟盤和磁帶的磁介質(zhì)；例如CD-ROM和全息設(shè)置的光學(xué)介質(zhì)；例如軟光盤的磁性光學(xué)介質(zhì)；和專門用于存儲(chǔ)和執(zhí)行程序代碼的硬件設(shè)備，例如特定用途集成電路(ASIC)， 可編程邏輯設(shè)備(PLD)以及ROM和RAM設(shè)備。計(jì)算機(jī)代碼的例子包括由編譯器制作的機(jī)器代碼，和包含通過(guò)使用解釋程序的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的較高水平的代碼的文檔。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可以是計(jì)算機(jī)代碼，其由具體為載波的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)傳輸且代表可由處理器執(zhí)行的指令序列。為有助于理解本發(fā)明，圖4A-4E為根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
處理的堆棧的示意圖。圖4A為具有襯底410的堆棧400的剖面示意圖，在襯底410之上提供了中間層 420。特征層430位于中間層420之上。在這種具體實(shí)施方式
中，特征層430為多晶硅，其可以用于形成柵極。間隔層440形成于特征層430之上。間隔層440具有水平表面450和側(cè)壁表面460，側(cè)壁表面460在此例中為垂直表面。雖然中間層420示出于襯底410上，但是在其它具體實(shí)施方式
中也可以有任意數(shù)量的中間層位于襯底410之上。在一種沒(méi)有中間層的具體實(shí)施方式
中，特征層430可以形成于襯底的表面。在將襯底410置于等離子體室之前，等離子體處理室的室壁涂覆有薄的氧化硅層 (步驟10 。在該過(guò)程的一個(gè)示例中為SiCl4, O2和He的工藝氣體被提供于沒(méi)有襯底的室中。該工藝氣體被轉(zhuǎn)換為等離子體。該等離子體在室壁上提供氧化硅涂層。襯底410被置于等離子體室204中(步驟104)，在圖2中襯底410顯示為晶片206。 等離子體氧化處理被提供于該晶片(步驟108)。在此示例中，通過(guò)將200sCCm的壓強(qiáng)為10 毫托的02提供于室中的方式將等離子體氧化處理氣體提供于室。等離子體氧化處理氣體通過(guò)從TCP電源251以13. 6MHz向TCP線圈253提供1000瓦特和從偏壓電源256提供100伏特的偏壓的方式形成為等離子體，同時(shí)靜電吸盤(ESC)保持在60°C的溫度。當(dāng)?shù)入x子體氧化處理完成，停止等離子體氧化處理氣體的流動(dòng)。如圖4B所示，等離子體氧化處理在間隔層440上形成氧化硅涂層470。氧化硅涂層470具有在間隔層的水平表面上的水平涂層 474和在間隔層的側(cè)壁表面上的側(cè)壁涂層478。氧化硅層涂層可以非常薄，但為了說(shuō)明的目的沒(méi)有按比例畫。在其它具體實(shí)施方式
中，更長(zhǎng)的等離子體氧化處理可以用于生成更厚的氧化硅涂層。在其它具體實(shí)施方式
中，優(yōu)選地，偏壓大于25伏特。優(yōu)選地用于等離子體氧化處理的氣體實(shí)質(zhì)上由氧氣或者氧氣和惰性稀釋劑組成。更優(yōu)選地用于等離子體氧化處理的氣體實(shí)質(zhì)上由氧氣組成。提供了各向異性主刻蝕，其關(guān)于間隔層的側(cè)壁表面和氧化硅涂層的側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕間隔層和氧化硅涂層的水平表面(步驟11幻。優(yōu)選地各向異性主刻蝕對(duì)氧化硅具有低選擇性或者無(wú)選擇，以便氧化硅和間隔層以大約相同的速率被刻蝕，且能夠迅速地突破水平表面上的氧化硅涂層。各向異性主刻蝕的一個(gè)示例將提供包括CF4、HBi^n&的壓強(qiáng)為2-10毫托的主刻蝕氣體。提供了 200-600瓦特的TCP電源，具有50-200伏特的偏壓。 在這一示例中，如圖4C所示，各向異性主刻蝕將氧化硅涂層470的全部水平部分刻蝕掉且刻蝕掉間隔層440的水平部分中的至少一些，留下間隔層440的側(cè)壁表面上的氧化硅涂層的側(cè)壁涂層478。相對(duì)于氧化硅層有選擇地刻蝕間隔層(步驟116)以便側(cè)壁涂層保護(hù)間隔層的側(cè)壁表面。優(yōu)選地，該刻蝕相對(duì)于氧化硅層高度地有選擇地刻蝕間隔層。在此示例中，如圖4D 所示，該選擇性刻蝕將間隔層的剩余水平部分刻蝕掉。所得結(jié)構(gòu)提供了具有垂直側(cè)壁的間隔。在另一示例中各向異性主刻蝕也可以用于刻蝕間隔層。提供包括CF4、HBr和O2的壓強(qiáng)為2-10毫托的刻蝕氣體且供應(yīng)200-600瓦特的TCP功率并具有50至200伏特的偏壓可以用于實(shí)現(xiàn)該刻蝕。相對(duì)于側(cè)壁涂層的垂直表面該刻蝕有選擇地刻蝕間隔層的水平表面。然后晶片可以從等離子體處理室中移出(步驟120)。在晶片移出后清潔該室(步驟124)。因此，在這種具體實(shí)施方式
中，每一晶片被添加到室中之前該室被涂覆且在每一晶片從該室移出之后該室被清潔。這些步驟提高了可重復(fù)性和均勻性。隨后的處理步驟用于進(jìn)一步形成半導(dǎo)體器件，例如使用該間隔作為離子注入掩膜或者刻蝕掩膜。如果氧化硅涂層殘余且希望去除這一涂層，可以使用隨后的清除步驟。這一清除步驟將優(yōu)選地關(guān)于間隔層對(duì)氧化硅是高度地選擇性的。這一清除步驟的一個(gè)示例將使用例如DHF浸漬的濕式清潔。圖4E示出了氧化硅涂層被去除后的堆棧。如果氧化硅涂層足夠薄，一些具體實(shí)施方式
將不使用清除步驟且允許氧化硅涂層保留。在這一示例中，氧化硅涂層允許間隔層的水平部分去除，而保護(hù)間隔層的垂直側(cè)壁，以形成具有垂直側(cè)壁和最小根底(footing)的間隔。此外，氧化硅涂層保護(hù)間隔層側(cè)壁不被側(cè)向刻蝕，因此提供了間隔層側(cè)壁的改進(jìn)了的CD控制。已發(fā)現(xiàn)沒(méi)有氧化硅涂層，根底的去除會(huì)導(dǎo)致間隔層側(cè)壁的側(cè)向刻蝕。氧化硅涂層沒(méi)有按比例畫出，因?yàn)閮?yōu)選地氧化硅涂層足夠薄以避免根底，然而這一薄涂層將更難顯示。此外，相信等離子體氧化處理提供足夠的偏壓以導(dǎo)致從間隔層濺射硅，涂覆間隔層的側(cè)壁表面以增加間隔層的側(cè)壁的CD，同時(shí)形成氧化硅涂層。在另一種具體實(shí)施方式
中，可以調(diào)諧等離子體氧化處理以根據(jù)到晶片中心的距離提供氧化硅涂層的不同厚度。氧化硅涂層厚度的這一變化可以用于彌補(bǔ)其它根據(jù)到晶片中心的徑向距離變化的工藝。這樣的調(diào)整可以通過(guò)在晶片的中心和邊緣提供不同的功率或者在晶片的中心和邊緣提供不同的氣體濃度或氣體量，或者改變其它參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)或可以是得到的工藝特征。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在晶片被置于等離子體刻蝕室中之前，該室涂覆有氧化硅層。在這種具體實(shí)施方式
中，可以從室壁噴濺硅以在間隔層上形成氧化硅層。在另一種具體實(shí)施方式
中含硅間隔層優(yōu)選地為氮化硅、硅或者碳化硅。POT氧化物提供特別的鈍化，其保護(hù)間隔的頂部輪廓且防止主刻蝕中間隔CD損失和過(guò)刻蝕。由于頂部間隔材料由氧化物鈍化，所以底部間隔材料可以在不影響頂部輪廓的情況下調(diào)整。沒(méi)有POT氧化物，當(dāng)?shù)撞枯喞匦鲁尚螘r(shí)頂部間隔輪廓通常將被刻蝕，這導(dǎo)致 CD損失。雖然本發(fā)明以一些優(yōu)選的具體實(shí)施方式
描述，但存在改變，置換，潤(rùn)飾，和替代等同，這些落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。也應(yīng)當(dāng)注意到存在許多實(shí)施本發(fā)明的方法和裝置的可選擇的方式。因此意欲將隨后附上的權(quán)利要求解釋為包括這些改變、置換，各種替代等同同樣地落入本發(fā)明的真正精神和保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在襯底上方從具有水平表面和側(cè)壁表面的非氧化硅的含硅的間隔層形成間隔的方法，包括(a)提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層，其中所述氧化硅涂層提供所述間隔層的所述水平表面上的水平涂層和所述間隔層的所述側(cè)壁表面上的側(cè)壁涂層；(b)提供各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面；和(c)刻蝕所述間隔層，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在提供所述等離子體氧化處理之前將所述襯底置于等離子體刻蝕室中，其中所述室具有天線；和在刻蝕所述間隔層后將所述襯底從所述等離子體刻蝕室中移除，其中所述提供等離子體氧化處理、提供各向異性主刻蝕和刻蝕所述間隔層在使用所述天線的相同的所述等離子體刻蝕室中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述提供等離子體氧化處理，包括 提供氧等離子體；和濺射硅以與所述氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅中的至少一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述提供等離子體氧化處理包括所述濺射硅，其包括向所述襯底提供大于25伏特的偏壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述提供氧等離子體，包括 提供實(shí)質(zhì)上由氧，或者氧和惰性稀釋劑組成的氧化氣體；和從所述氧化氣體形成等離子體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述間隔層為硅或者氮化硅中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述襯底置于所述等離子體刻蝕室之前在等離子體刻蝕室表面上方形成氧化硅層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述等離子體氧化處理從所述等離子體刻蝕室濺射氧化硅以為所述等離子體氧化處理中形成的所述氧化硅層提供硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在刻蝕所述間隔層后且從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底前，去除所述氧化硅涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括 從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底；和在所述襯底移除后清潔所述等離子體刻蝕室表面，其中于所述刻蝕室表面上方形成所述氧化硅層被重復(fù)執(zhí)行，然后將每一襯底置于所述等離子體刻蝕室中，且在每一移除所述襯底后，重復(fù)執(zhí)行所述清潔所述等離子體刻蝕室表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述提供等離子體氧化處理，包括 提供氧等離子體；和濺射硅以與所述氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅中的至少一者。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述提供氧等離子體，包括 提供實(shí)質(zhì)上由氧組成的氧化氣體；和從所述氧化氣體形成等離子體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述間隔層為硅或者氮化硅。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括在等離子體刻蝕室表面上方形成氧化硅層，然后將所述襯底置于所述等離子體刻蝕室中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述等離子體氧化處理從所述等離子體刻蝕室濺射氧化硅以為所述等離子體氧化處理中形成的所述氧化硅層提供硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供等離子體氧化處理，包括 提供氧等離子體；和濺射硅以與所述氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅中的至少一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供等離子體氧化處理包括所述濺射硅，其包括向所述襯底提供大于25伏特的偏壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供氧等離子體，包括提供實(shí)質(zhì)上由氧，或者氧和惰性稀釋劑組成的氧化氣體；和從所述氧化氣體形成等離子體。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述間隔層為硅或者氮化硅中的一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-19中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在等離子體刻蝕室表面上方形成氧化硅層，然后將所述襯底置于所述等離子體刻蝕室中。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-20中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述等離子體氧化處理從所述等離子體刻蝕室濺射氧化硅以為所述等離子體氧化處理中形成的所述氧化硅層提供硅。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-21中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在刻蝕所述間隔層之后且從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底之前，去除所述氧化硅涂層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-2和16-22中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述襯底從所述等離子體刻蝕室移除；和在所述襯底移除后清潔所述等離子體刻蝕室表面，其中在所述刻蝕室表面上方形成所述氧化硅層被重復(fù)執(zhí)行，然后將每一襯底置于所述等離子體刻蝕室，且在每一移除所述襯底后重復(fù)執(zhí)行所述清潔所述等離子體刻蝕室表面。
24.在多個(gè)襯底上方從具有水平表面和側(cè)壁表面的非氧化硅的含硅的間隔層形成間隔的方法，包括(a)將具有含硅而非氧化硅的間隔層的所述多個(gè)襯底中的一個(gè)襯底置于等離子體刻蝕室中，然后提供等離子體氧化處理，其中所述室具有天線；(b)提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上方形成氧化硅涂層，其中所述氧化硅涂層在所述間隔層的所述水平表面上提供水平涂層和在所述間隔層的所述側(cè)壁表面上提供側(cè)壁涂層，包括提供氧等離子體；和提供濺射硅以與氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化成氧化硅中的至少一者；(C)提供各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面；(d)刻蝕所述間隔層，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表(e)在刻蝕所述間隔層后從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底，其中所述提供等離子體氧化處理、提供所述各向異性主刻蝕和刻蝕所述間隔層在具有天線的相同的所述等離子體刻蝕室進(jìn)行；(f)重復(fù)步驟(a)至(e)直到所述多個(gè)襯底中的每一個(gè)被處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，進(jìn)一步包括在等離子體刻蝕室表面上方形成氧化硅層，然后將所述襯底置于所述等離子體刻蝕室中；和所述襯底移除后清潔所述等離子體刻蝕室表面，其中所述在等離子體刻蝕室表面上方形成氧化硅層被重復(fù)執(zhí)行，然后將所述多個(gè)襯底中的每一個(gè)襯底置于所述等離子體刻蝕室中，每一從所述室移除所述多個(gè)襯底中的襯底后，重復(fù)執(zhí)行所述清潔所述等離子體刻蝕室表面。
26.一種用于在襯底上方從具有水平表面和側(cè)壁表面的非氧化硅的含硅的間隔層形成間隔的裝置，包括等離子體處理室，包括形成等離子體處理室殼體的室壁；襯底支撐，用于支撐所述等離子體處理室殼體內(nèi)的襯底；調(diào)壓器，用于調(diào)節(jié)所述等離子體處理室殼體中的壓力；至少一個(gè)天線，用于向所述等離子體處理室殼體提供能量以維持等離子體；至少一個(gè)偏壓電極，用于提供偏壓；進(jìn)氣口，用于將氣體提供進(jìn)所述等離子體處理室殼體；和排氣口，用于將氣體排出所述等離子體處理室殼體；與所述進(jìn)氣口流體連通的氣體源，包括氧氣體源；和各向異性刻蝕氣體源；可控地與該氣體源、所述至少一個(gè)天線和至少一個(gè)偏壓電極連接的控制器，包括 至少一個(gè)處理器；和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于在提供所述等離子體氧化處理前將所述多個(gè)襯底中具有間隔層的襯底置于等離子體刻蝕室內(nèi)的計(jì)算機(jī)可讀代碼；用于提供等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層的計(jì)算機(jī)可讀代碼，其中所述氧化硅涂層提供水平涂層于所述間隔層的所述水平表面上和提供側(cè)壁涂層于所述間隔層的所述側(cè)壁表面上，包括用于提供氧等離子體的計(jì)算機(jī)可讀代碼；和用于提供濺射硅以用所述氧等離子體形成氧化硅或者將所述間隔層的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅中的至少一者的計(jì)算機(jī)可讀代碼；用于提供各向異性主刻蝕的計(jì)算機(jī)可讀代碼，該各向異性主刻蝕相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面；用于刻蝕所述間隔層的計(jì)算機(jī)代碼，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表面；用于在刻蝕所述間隔層后從所述等離子體刻蝕室移除所述襯底的計(jì)算機(jī)可讀代碼，其中所述提供等離子體氧化處理、提供所述各向異性主刻蝕和刻蝕所述間隔層在具有所述天線的相同的所述等離子體刻蝕室進(jìn)行。
全文摘要
提供了一種在襯底上方從具有水平表面和側(cè)壁表面的非氧化硅的含硅的間隔層形成間隔的方法。提供了等離子體氧化處理以在所述間隔層上形成氧化硅涂層，其中所述氧化硅涂層提供所述間隔層的所述水平表面上的水平涂層和所述間隔層的所述側(cè)壁表面上的側(cè)壁涂層。提供了各向異性主刻蝕，其相對(duì)于所述間隔層的側(cè)壁表面和所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層有選擇地刻蝕所述間隔層和氧化硅涂層的水平表面?？涛g所述間隔層，其中所述氧化硅涂層的所述側(cè)壁涂層保護(hù)所述間隔層的側(cè)壁表面。
文檔編號(hào)H01L21/31GK102272902SQ200980153702
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者宋·曹, 慶華·鐘, 琳達(dá)·布拉力, 高里·卡馬爾斯 申請(qǐng)人:朗姆研究公司