[发明专利]一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法

权利要求书

1.一种等离子体刻蚀工艺的处理装置，所述刻蚀工艺包括两个相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程，所述装置包含等离子工艺腔和工艺条件辅助单元，其特征在于，所述辅助单元包括：

第一输气阀，用于向所述等离子工艺腔输送沉积步骤中的气体；

第二输气阀，用于向所述等离子工艺腔输送刻蚀步骤中的气体；

偏压电源，用于提供所述沉积工艺子过程中的偏压功率或提供所述刻蚀工艺子过程中的偏压功率；

时间控制模块，用于控制所述沉积或刻蚀工艺子过程的时间，以及第一、第二输气阀的启闭切换； 

检测模块，包括：

   检测单元，用于检测在所述沉积步骤或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体浓度所形成的特征值；

   切换单元，通过所述特征值判断所述沉积或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体种类和浓度，并根据气体种类和浓度，切换所述偏压电源输出满足所述沉积或刻蚀工艺子过程的偏压功率。

2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺的处理装置，其特征在于，所述检测模块中的检测单元包括等离子体光谱检测仪，所述等离子工艺腔的侧壁上具有一个石英窗，所述等离子体光谱检测仪透过所述石英窗检测输送进工艺腔内气体的特征值，其中，所述特征值为进入所述工艺腔内所述气体的特征谱中特征峰的强度。

3.一种等离子体刻蚀的方法，应用于权利要求1所述的装置中，其包括相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程，其特征在于，所述沉积和刻蚀工艺子过程具体包括如下步骤：

在所述沉积工艺子过程中：

步骤S11：所述时间控制模块控制开启所述第一输气阀输入在所述沉积工艺子过程中所需气体，同时关闭所述第二输气阀；

步骤S12：所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内的气体的浓度所形成的特征值； 

步骤S13：所述切换单元，根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度，当所述特征值达到预定的阈值时，切换所述偏压电源输出所述沉积工艺子过程的偏压功率；以及

在所述刻蚀工艺子过程中：

步骤S21：所述时间控制模块控制开启所述第二输气阀输入在所述刻蚀工艺子过程中所需气体，同时关闭所述第一输气阀；

步骤S22：所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内气体浓度所形成的特征值； 

步骤S23：所述切换单元，根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度，当所述特征值达到预定的阈值时，切换所述偏压电源输出所述刻蚀工艺子过程的偏压功率。

4.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述的特征值为进入所述工艺腔内所述气体的特征谱中的特征峰的强度。

5.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述沉积工艺子过程气体包括含碳氟气体，所述刻蚀工艺子过程气体包括含氟气体。

6.根据权利要求5所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述含碳氟气体为C₄F₈，所述含氟气体为SF₆。

7.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述特征值为输入气体的等离子体光谱的特征谱中特征峰的强度。

8.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述刻蚀工艺为硅通孔刻蚀工艺。

9.根据权利要求8所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述硅通孔工艺为博世工艺。

10.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述偏压电源为射频电源。

11.根据权利要求10所述的等离子体刻蚀的方法，其特征在于，所述沉积工艺子过程的射频电源的功率为0-100W，所述刻蚀工艺子过程的射频电源的射频功率为30-1500W。