[發明專利]干法刻蝕射頻放電增強方法和干法刻蝕設備

在審

• 申請號: 202110514730.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113394091A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張杰
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本發明公開了一種能增加射頻放電強度的干法刻蝕射頻放電增強方法。本發明還提供了一種用于執行所述干法刻蝕射頻放電增強方法中步驟的計算機可讀存儲介質，以及一種能增加射頻放電強度的干法刻蝕設備。本發明提供干法刻蝕射頻放電增強方法，采用射頻源激發產生等離子體，在發生射頻輝光放電同時，引入脈沖放電。來增強射頻放電強度，進而改善干刻工藝和提高產能。

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別是涉及一種干法刻蝕射頻放電增強方法。本發明還涉及一種執行所述干法刻蝕射頻放電增強方法的干法刻蝕設備。

背景技術

在半導體制造中,蝕刻使用各種技術選擇習慣地在襯底上移除薄膜,并且通過這一移除的過程在襯底表面形成了材料的圖形，光罩定義了圖形的形狀,這一圖形定義過程稱為顯影，一旦光罩的圖案被定義,沒有被定義的部分即被蝕刻,這一過程我們稱為濕法或者干法蝕刻歷史上,濕法蝕刻在圖形定義中扮演了重要的角色,直到VLS I和ULS I時代,隨著關鍵尺寸變小表面形貌變得更為重要,濕法蝕刻被干法蝕刻所替代,

70年代末研究出一系列干法刻蝕工藝。干法刻蝕有離子銑刻蝕、等離子刻蝕和反應離子刻蝕三種主要方法。

1、離子銑刻蝕：低氣壓下惰性氣體輝光放電所產生的離子加速后入射到薄膜表面，裸露的薄膜被濺射而除去。由于刻蝕是純物理作用，各向異性程度很高，可以得到分辨率優于1微米的線條。這種方法已在磁泡存儲器、表面波器件和集成光學器件等制造中得到應用。但是，這種方法的刻蝕選擇性極差，須采用專門的刻蝕終點監測技術，而且刻蝕速率也較低。

2、等離子刻蝕：利用氣壓為10～1000帕的特定氣體(或混合氣體)的輝光放電，產生能與薄膜發生離子化學反應的分子或分子基團，生成的反應產物是揮發性的。它在低氣壓的真空室中被抽走，從而實現刻蝕。通過選擇和控制放電氣體的成分，可以得到較好的刻蝕選擇性和較高的刻蝕速率，但刻蝕精度不高，一般僅用于大于4～5微米線條的工藝中。

3、反應離子刻蝕：這種刻蝕過程同時兼有物理和化學兩種作用。輝光放電在零點幾到幾十帕的低真空下進行。硅片處于陰極電位，放電時的電位大部分降落在陰極附近。大量帶電粒子受垂直于硅片表面的電場加速，垂直入射到硅片表面上,以較大的動量進行物理刻蝕,同時它們還與薄膜表面發生強烈的化學反應，產生化學刻蝕作用。選擇合適的氣體組分，不僅可以獲得理想的刻蝕選擇性和速度，還可以使活性基團的壽命短，這就有效地抑制了因這些基團在薄膜表面附近的擴散所能造成的側向反應，大大提高了刻蝕的各向異性特性。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念,該簡化形式的概念均為本領域現有技術簡化，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發明要解決的技術問題是提供一種能增加射頻放電強度的干法刻蝕射頻放電增強方法。

相應的，本發明還提供了一種用于執行所述干法刻蝕射頻放電增強方法中步驟的計算機可讀存儲介質，以及一種能增加射頻放電強度的干法刻蝕設備。

為解決上述技術問題，本發明提供干法刻蝕射頻放電增強方法，包括：

采用射頻源激發產生等離子體，在發生射頻輝光放電同時，引入脈沖放電。

可選擇的，進一步改進所述的干法刻蝕射頻放電增強方法，射頻輝光放電為連續模式時，能在任意時刻引入脈沖放電。

可選擇的，進一步改進所述的干法刻蝕射頻放電增強方法，射頻輝光放電為脈沖調制模式時，在脈沖關閉時引入脈沖放電。

可選擇的，進一步改進所述的干法刻蝕射頻放電增強方法，所述脈沖放電的脈沖寬度范圍100ns～1500ns。

本發明還提供了一種用于執行上述任意一項所述干法刻蝕射頻放電增強方法中步驟的計算機可讀存儲介質。