[發明專利]一種低溫刻蝕的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010345284.3
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN113643973A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 倪圖強;杜若昕
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/67
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

1.一種基片的低溫刻蝕方法，所述基片包括介質材料，所述方法包括：

a)將基片放置在一腔體的基座上，所述基座包括其中具有流動的冷卻劑的冷卻通道，

b)通過冷卻劑將基片冷卻到一冷卻溫度，所述冷卻溫度小于等于-20℃，

c)向所述腔體通入刻蝕氣體以生產等離子體，刻蝕基片的介質材料，所述刻蝕氣體包括鹵素族單質或其化合物氣體。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑的溫度小于等于-30℃。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括下列氣體中的至少一種：F₂、Cl₂、HBr、NF₃、SF₆、CBrF₃。

4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述冷卻溫度比所述刻蝕氣體的冷凝溫度高10℃-30℃。

5.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述冷卻溫度比所述刻蝕氣體的冷凝溫度高20℃。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括Cl₂，并且所述冷卻溫度是-20℃至-40℃。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括下列氣體中的至少一種：NF₃、SF₆、CBrF₃，并且所述冷卻溫度是-40℃至-60℃。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括下列氣體中的至少一種：HBr、NF₃，并且所述冷卻溫度是-60℃至-80℃。

9.根據權利要求6-8中任一項所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體還包括下列氣體中的至少一種：F₂、CF₄、C₂F₆、O₂、含H氣體。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述刻蝕氣體包括含H氣體，所述含H氣體包括CHF₃或C₃H₂F₆。

11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介質材料具有疊層結構，所述疊層結構包括氮化硅、碳化硅或二氧化硅中的至少一層。

12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介質材料包括氮化硅層和二氧化硅層，其中氮化硅層和二氧化硅層交替設置。

13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介質材料包括二氧化硅層和多晶硅層，其中二氧化硅層和多晶硅層交替設置。

14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片刻蝕后的深寬比大于50:1。

15.一種用于基片低溫刻蝕的裝置，所述基片包括介質材料，所述裝置包括：反應腔；

基座，用于承載基片且其中包括用于容納流動的冷卻劑的冷卻通道；

氣體進口，用于將刻蝕氣體導入反應腔；

等離子源；和

控制器，所述控制器被配置為：

通過冷卻劑將基片冷卻到一冷卻溫度，所述冷卻溫度小于等于-20℃；

向所述腔體通入刻蝕氣體以生產等離子體，刻蝕基片的介質材料，所述刻蝕氣體包括鹵素族及其化合物氣體。