[發(fā)明專(zhuān)利]一種等離子體刻蝕方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810809089.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108899275B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)晶;韋剛;陳國(guó)動(dòng);牛晨;王桂濱;楊京
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/3065
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/3065;H01J37/32
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開(kāi)提供了一種等離子體刻蝕方法，用于刻蝕反應(yīng)腔室內(nèi)的待加工工件，所述等離子體刻蝕方法包括至少一個(gè)刻蝕步驟，在每個(gè)所述刻蝕步驟中，包括調(diào)節(jié)上電極射頻電源與下電極射頻電源之間的相位差的步驟，以調(diào)節(jié)等離子體的角向分布狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體刻蝕方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路特征尺寸不斷減小，其要求的加工工藝也越來(lái)越嚴(yán)格，其中一個(gè)很重要的要求是整個(gè)待加工工件范圍內(nèi)的均勻性問(wèn)題，在整個(gè)待加工工件范圍內(nèi)的均勻性越好，產(chǎn)品的良率就會(huì)越高，相對(duì)的生產(chǎn)成本就會(huì)越低。電感耦合等離子體刻蝕是目前集成電路領(lǐng)域主要的刻蝕方法，由于其反應(yīng)腔室對(duì)傳片抽氣等功能的需求，使得反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)不能達(dá)到完全對(duì)稱(chēng)，這種不對(duì)稱(chēng)降低了刻蝕均勻性。

現(xiàn)有的電感耦合等離子體設(shè)備如圖1所示，其中上電極射頻電源1通過(guò)匹配器2以及電流分配單元3將功率加載至電感耦合線圈的外圈6和內(nèi)圈7上，工藝氣體通過(guò)石英介質(zhì)窗8上安裝的噴嘴12進(jìn)入反應(yīng)腔室13中，同時(shí)電感耦合線圈上的射頻能量通過(guò)介質(zhì)窗8耦合至反應(yīng)腔室13中，產(chǎn)生等離子體11，作用于待加工工件9，待加工工件9置于靜電卡盤(pán)10上，下電極射頻電源5通過(guò)匹配器4將射頻能量加載至位于靜電卡盤(pán)底部的射頻銅柱上，從而提供射頻場(chǎng)，產(chǎn)生射頻偏壓，在待加工工件表面形成離子加速鞘層進(jìn)行待加工工件9的刻蝕，圖1中14為一鎖相線纜(cable)，其長(zhǎng)度固定，常將上電極射頻電源定義為主電源(Master)，下電極射頻電源定義為輔電源(Slave)，cable為固定長(zhǎng)度，上下電極射頻電源的共同激勵(lì)(CEX，Common EXcitation)鎖相角度為固定值，從而鎖定上電極射頻電源1和下電極射頻電源5的輸出射頻波形的相位差。

目前常用的解決刻蝕均勻性的方法為調(diào)節(jié)電流比例分配單元3，使加載到外線圈6和內(nèi)線圈7上功率按比例分配，從而實(shí)現(xiàn)待加工工件上方等離子體的均勻性，進(jìn)一步提高刻蝕速率。

在實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的過(guò)程中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：

上述所用的調(diào)節(jié)內(nèi)外圈電流比例的方式對(duì)刻蝕均勻性的提高受限于線圈結(jié)構(gòu)及電流比例調(diào)節(jié)單元，在部分工藝氣體下電流比例的調(diào)節(jié)對(duì)均勻性的貢獻(xiàn)很小，同時(shí)調(diào)節(jié)內(nèi)外圈電流比例的方式對(duì)待加工工件的徑向均勻性的作用明顯，對(duì)待加工工件的角向均勻性的作用有限。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，本公開(kāi)提供了一種等離子體刻蝕方法，以解決調(diào)節(jié)內(nèi)外圈電流比例的方式對(duì)等離子體的角向分布調(diào)節(jié)作用有限的問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種等離子體刻蝕方法，用于刻蝕反應(yīng)腔室內(nèi)的待加工工件，所述等離子體刻蝕方法包括至少一個(gè)刻蝕步驟，在每個(gè)所述刻蝕步驟中，包括調(diào)節(jié)上電極射頻電源與下電極射頻電源之間的相位差的步驟，以調(diào)節(jié)等離子體的角向分布狀態(tài)。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)上電極射頻電源與下電極射頻電源之間的相位差的步驟，包括調(diào)節(jié)所述上電極射頻電源輸出波形的相位角和/或調(diào)節(jié)下電極射頻電源輸出波形的相位角。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)上電極射頻電源與下電極射頻電源之間的相位差的步驟，包括使所述相位差在第一角度和第二角度之間周期性地變化。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述相位差在每個(gè)變化周期中，由第一角度逐漸變化至第二角度，或者由第一角度逐漸變化至第二角度再由第二角度逐漸變化至第一角度。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，在每個(gè)變化周期中，所述相位差按照預(yù)定步長(zhǎng)離散式變化。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述預(yù)定步長(zhǎng)均相同。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，在每個(gè)變化周期中，所述相位差連續(xù)變化。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述相位差呈線性連續(xù)變化。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述相位差的變化斜率相同。