[发明专利]等离子体刻蚀方法与等离子体刻蚀装置及其射频源系统

说明书

本发明提供一种等离子体刻蚀方法与等离子体刻蚀装置及其射频源系统，用以改善射频功率输出的稳定性。其中的等离子体刻蚀方法，包括多个工作周期，每一周期包括两个阶段：第一阶段，施加并保持偏置功率(P)与射频功率(P1)；第二阶段，设置偏置功率为零，同时调高射频功率(P2)；在所述周期内，射频功率的频率保持不变。更优的实施方式是，在所述周期内保持等离子体阻抗稳定。

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀方法，还涉及等离子体刻蚀装置及其射频源系统。

背景技术

在各种等离子体处理设备中，电感耦合等离子体(ICP，inductively coupledplasma的缩写)处理装置凭借解耦的射频功率和偏置功率(decoupled source and biaspower)在离子密度与离子能量的独立控制方面占据很大优势。

但是，在脉冲偏置环境中(bias-pulsing condition)，相对较高的偏置功率的存在导致等离子体阻抗(plasma impedance)在短时间内剧烈改变。比如，当利用频率调谐(source-frequency tuning)方式来匹配阻抗时，该调谐跟不上阻抗的瞬时变化，因而导致所传输的射频功率的波动。这明显影响等离子体的稳定性和加工性能。

发明内容

本发明旨在改善上述问题。

根据本发明的一个方面，提供一种等离子体刻蚀方法，包括多个工作周期，每一工作周期包括两个阶段：第一阶段，施加并保持偏置功率(P)与射频功率(P1)；第二阶段，设置偏置功率为零，同时调高射频功率(P2)；

在所述第一阶段和所述第二阶段内，射频功率的频率保持不变。

可选的，在所述每一工作周期内，等离子体阻抗保持稳定。

可选的，在所述第一阶段，偏置功率的频率保持不变。

可选的，所述每一周期仅包括所述第一阶段与所述第二阶段。

可选的，所述第一阶段用于刻蚀，所述第二阶段用于沉积钝化层。

可选的，所述第一阶段的等离子体阻抗与所述第二阶段的等离子体阻抗之间的偏差不超过正负15％。

可选的，所述第一阶段的等离子体阻抗与所述第二阶段的等离子体阻抗之间的偏差不超过正负5％。

根据本发明的另一个方面，提供一种等离子体刻蚀装置的射频源系统，包括：

射频功率发生器，用于产生射频功率，控制等离子体的能量；

偏置功率发生器，用于产生偏置功率，控制等离子体的方向；

控制器，用于控制所述射频功率发生器与所述偏置功率发生器，所述控制器被编程使得它可以执行如前面所述的等离子体刻蚀方法。

可选的，所述等离子体刻蚀装置为电感耦合等离子体刻蚀装置。

根据本发明的又一个方面，提供一种等离子体刻蚀装置，包括如前面所述的射频源系统。

附图说明

图1至图3示出本发明等离子体刻蚀方法的一个具体实施例；

图4示出本发明电感耦合型等离子处理装置的一个实施例。

以下结合附图，对本发明的实施例进行说明。需强调的是，这里仅是示例型的阐述，不排除有其它利用本发明的实施方式。

具体实施方式