[发明专利]通过处理开口侧壁上的聚合物来防止弯曲和鼓起的方法

权利要求书

1.一种执行等离子体离子蚀刻以在衬底上的电介质层中形成高深宽比的接触开口的方法，所述方法包括：

在所述电介质层上面的光阻层中形成孔，所述孔限定接触开口的位置和直径；

将所述衬底放置在等离子体反应器室中；

将(a)从由C₂F₄、C₄F₆、CH₂F₂或者C₄F₈组成的组中选择的氟碳/氟氢碳气体以第一流率；(b)氟化硅气体以在所述第一流率的0.5和1.5之间的第二流率；以及(c)氩气体以所述第一流率的2和7倍之间的流率引入到所述室中；

在与所述孔对准的所述电介质层中蚀刻接触开口，同时在所述接触开口的侧壁上沉积膜厚度小于所述接触开口的半径的聚合物膜，沉积所述聚合物膜包括将RF功率耦合到所述室以在所述室中产生等离子体；

持续施加与所期望的等离子体蚀刻处理相对应的标称RF偏置功率电平的RF偏置功率；并且

增大所述侧壁上的所述聚合物膜的电导率，所述增大电导率包括用氩离子对所述聚合物膜进行离子轰击，离子轰击所述聚合物膜包括将超过所述标称RF偏置功率电平的1.5倍多的高RF偏置功率电平的RF偏置功率的相继脉冲耦合到所述衬底。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标称RF偏置功率电平对应于所期望的蚀刻轮廓，所述高RF偏置功率电平足以将所述聚合物膜的分子结构转换成电导率更大的结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述标称RF偏置功率电平是几百至几千瓦特的量级，并且所述高RF偏置功率电平是几千瓦特。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述RF偏置功率的脉冲具有毫秒至一秒的量级的持续时间，并且脉冲之间的时间是一秒或者更多秒的量级。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高RF偏置功率电平足以产生至少5S/m的所述聚合物膜的电导率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高RF偏置功率电平足以实现10^-11秒或者更少的量级的所述聚合物膜的1/e放电时间。

7.一种执行等离子体离子蚀刻以在衬底上的电介质层中形成高深宽比的接触开口的方法，所述方法包括：

在衬底上的电介质层中蚀刻接触开口，所述电介质层与孔对准，所述孔形成在上覆所述电介质层的光阻层中并限定接触开口的位置和直径，同时在所述接触开口的侧壁上沉积膜厚度小于所述接触开口半径的聚合物膜，所述蚀刻和沉积包括：(a)将氟碳或氟氢碳气体以第一气体流率引入到容纳有所述衬底的室中，并且(b)将RF功率耦合到所述室以在所述室中产生等离子体；并且

通过将氩气体以第二气体流率引入到所述室中，并将离子轰击RF偏置功率施加到功率电平足够高的衬底，以通过离子轰击所述聚合物膜，增大所述侧壁上的所述聚合物膜的电导率以获得作为以下之一的电导率：(a)大于5S/m或者(b)足以提供不超过10^-11秒的1/e放电时间。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，足够高的所述功率电平是至少一千瓦的量级，并且所述方法还包括：

在持续时间短于脉冲之间的时间的相继脉冲中施加所述离子轰击RF偏压功率；

将蚀刻RF偏压功率持续施加到标称功率电平小于足够高的所述功率电平并与蚀刻处理对应的衬底。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括将含有半导体元素的氟化物的处理气体以第三气体流率引入到所述室中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第三气体流率在所述第一气体流率的0.5和1.5倍之间。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二气体流率在所述第一气体流率的2至7倍的范围中。

12.根据权利要求8是使得方法，其中，所述脉冲具有毫秒量级的持续时间和秒量级的周期。

13.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述持续施加蚀刻RF偏压功率包括从第一RF产生器供应所述蚀刻RF偏压功率；并且

所述施加离子轰击RF偏压功率包括从第二RF产生器通过选通开关供应所述离子轰击RF偏压功率。