[發(fā)明專利]脈沖信號控制方法和裝置、等離子體刻蝕方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810791491.4
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN110739197B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊京;韋剛;蘇恒毅;成曉陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;姜春咸

本發(fā)明提供了一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制方法，等離子體刻蝕設(shè)備包括上射頻電源和下射頻電源，脈沖信號控制方法包括：開啟上射頻電源，并輸出具有第一脈沖頻率和第一脈沖占空比的上射頻電源信號；延遲預(yù)設(shè)時間后，開啟下射頻電源，并輸出具有第二脈沖頻率和第二脈沖占空比的下射頻電源信號；其中，上射頻電源信號具有第一脈沖寬度，下射頻電源信號具有第二脈沖寬度，預(yù)設(shè)時間小于第一脈沖寬度；第二脈沖占空比小于第一脈沖占空比；第一脈沖頻率與第二脈沖頻率相同。所述脈沖信號控制方法可以降低下射頻電源的匹配難度，實現(xiàn)快速匹配并提高刻蝕工藝選擇比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制方法、一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的等離子體刻蝕方法、一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制裝置和一種等離子體刻蝕設(shè)備。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工藝中，等離子體刻蝕設(shè)備通過電感耦合等離子體(ICP)的方式激發(fā)等離子體的應(yīng)用比較廣泛，這種方式可以在較低工作氣壓下獲得高密度的等離子體，而且所述電感耦合等離子體(ICP)裝置的結(jié)構(gòu)簡單，造價低。此外現(xiàn)有技術(shù)中還可以獨立控制用于產(chǎn)生等離子體的射頻源(決定等離子體密度)和用于產(chǎn)生自偏壓的晶圓臺射頻源(決定入射到晶片上的粒子能量)。

對于ICP刻蝕工藝，通常射頻電源采用的放電模式包括連續(xù)波(continuous wave，CW)放電模式和脈沖放電模式，采用所述連續(xù)波放電模式時，轟擊到晶圓表面上的等離子體能量至少在15-30eV，采用脈沖放電模式時，轟擊到晶圓表面上的等離子體能量小于5eV，因此，對于超薄晶圓的刻蝕工藝，脈沖放電模式可以降低等離子體對晶圓表面造成的損傷。

基于此，現(xiàn)有技術(shù)中多采用脈沖放電模式，將脈沖同步技術(shù)應(yīng)用于ICP裝置中對晶圓進行刻蝕，如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的方案，下射頻電源輸出的脈沖信號的頻率、占空比以及開啟時間與上射頻電源輸出的脈沖信號的頻率、占空比以及開啟時間完全相同，即下射頻電源輸出的脈沖信號與上射頻電源輸出的脈沖信號完全同步，但是現(xiàn)有技術(shù)中的脈沖同步技術(shù)存在以下問題：當(dāng)上射頻電源采用脈沖模式時，下射頻電源很難耦合到等離子體上，反射掉的偏壓功率很大，匹配難度大。

因此，如何降低下射頻電源的匹配難度成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制方法、一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的等離子體刻蝕方法、一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制裝置和一種等離子體刻蝕設(shè)備。所述等離子體刻蝕方法可以降低下射頻電源的匹配難度，實現(xiàn)快速匹配并提高刻蝕工藝選擇比。

為解決上述問題，作為本發(fā)明的第一個方面，提供了一種用于等離子體刻蝕設(shè)備的脈沖信號控制方法，所述等離子體刻蝕設(shè)備包括上射頻電源和下射頻電源，其中，所述脈沖信號控制方法包括：

開啟上射頻電源，并輸出具有第一脈沖頻率和第一脈沖占空比的上射頻電源信號；

延遲預(yù)設(shè)時間后，開啟下射頻電源，并輸出具有第二脈沖頻率和第二脈沖占空比的下射頻電源信號；

其中，所述上射頻電源信號具有第一脈沖寬度，所述下射頻電源信號具有第二脈沖寬度，所述預(yù)設(shè)時間小于所述第一脈沖寬度；所述第二脈沖占空比小于所述第一脈沖占空比；所述第一脈沖頻率與所述第二脈沖頻率相同。

可選地，所述第二脈沖寬度與所述預(yù)設(shè)時間之和小于等于所述第一脈沖寬度。

可選地，所述上射頻電源輸出的上射頻電源信號為連續(xù)波模式信號，所述下射頻電源輸出的下射頻電源信號為脈沖模式信號。

可選地，所述第一脈沖頻率的范圍是500Hz～10KHz；所述第二脈沖頻率的范圍是500Hz～10KHz。

可選地，所述第一脈沖占空比的范圍是10％～90％。