[发明专利]一种等离子体工艺方法

说明书

本公开提供了一种等离子体工艺方法，利用至少一对主电源与从电源激发等离子体；其中，所述等离子体工艺方法包括：至少一个工艺步骤；每个所述工艺步骤分为多个时段，每个所述时段将所述至少一对主电源与从电源的共同激励锁相角度维持在一预定值，以提高所述等离子体的角向分布均匀性。

技术领域

本公开涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种等离子体工艺方法。

背景技术

随着集成电路特征尺寸不断减小，其要求的加工工艺也越来越严格，其中一个很重要的要求是整个待加工工件范围内的均匀性问题，在整个待加工工件范围内的均匀性越好，产品的良率就会越高，相对的生产成本就会越低。电感耦合等离子体刻蚀是目前集成电路领域常见的刻蚀方法，现有的电感耦合等离子体设备如图1所示。待加工工件9置于静电卡盘10上。上电极射频电源1通过匹配器2和电流分配单元3将功率加载至电感耦合线圈的外圈6和内圈7，射频能量通过石英介质窗8耦合至反应腔室13。工艺气体通过石英介质窗8上安装的喷嘴12进入反应腔室13。射频能量激发工艺气体产生等离子体11。下电极射频电源5通过匹配器4将射频能量加载至位于静电卡盘底部的射频铜柱上，产生射频偏压，在待加工工件9表面形成离子加速鞘层。等离子体11对待加工工件9进行刻蚀。由于反应腔室13对传片抽气等功能的需求，反应腔室13内还设置有用于传片抽气的装置，使得反应腔室13内的结构不能达到完全对称，这种不对称影响了刻蚀均匀性。

目前解决刻蚀均匀性的方法为调节电流比例分配单元3，使加载到外圈6和内圈7上功率按比例分配，从而改善待加工工件上方等离子体的均匀性，以提高刻蚀速率的均匀性。

在实现本公开的过程中，申请人发现现有技术存在以下缺陷：

通过调节内外圈电流比例的方式提高刻蚀均匀性，受限于线圈结构及电流比例调节单元，在部分工艺气体下电流比例的调节对刻蚀均匀性的贡献很小，同时这种方式对待加工工件的径向刻蚀均匀性的作用明显，但对待加工工件的角向刻蚀均匀性的作用有限。

发明内容

鉴于上述技术问题，本公开提供了一种等离子体工艺方法，以解决现有技术对等离子体角向分布均匀性改善有限的问题。

根据本公开的一个方面，提供了一种等离子体工艺方法，利用至少一对主电源与从电源激发等离子体；所述等离子体工艺方法包括：至少一个工艺步骤；每个所述工艺步骤分为多个时段，每个所述时段将所述至少一对主电源与从电源的共同激励(CEX)锁相角度维持在一预定值，以提高所述等离子体的角向分布均匀性。

在本公开的一些实施例中，每个所述工艺步骤中所述各个时段的共同激励锁相角度的预定值呈非周期性的分布。

在本公开的一些实施例中，每个所述工艺步骤中所述各个时段的共同激励锁相角度的预定值呈台阶式变化。

在本公开的一些实施例中，所述至少一个工艺步骤包括多个工艺步骤，所述多个工艺步骤同时执行。

在本公开的一些实施例中，对于每个所述工艺步骤，根据所述工艺步骤的工艺条件确定所述工艺步骤的时段数量、各个时段的工艺时间及其共同激励锁相角度的预定值。

在本公开的一些实施例中，所述等离子体工艺方法还包括：标定所述工艺条件与所述时段数量、各个时段的工艺时间及其共同激励锁相角度预定值的对应关系。

在本公开的一些实施例中，所述工艺条件包括工艺类型及其工艺参数；所述工艺类型包括清洗、刻蚀、沉积，所述工艺参数包括工艺气体的类型和流量。

在本公开的一些实施例中，所述至少一对主电源与从电源包括：一个作为主电源的第一射频电源和一个作为从电源的第二射频电源；通过调节所述第一射频电源输出波形的相位角和/或调节第二射频电源输出波形的相位角，改变所述第一射频电源与第二射频电源之间的相位差，得到所述共同激励锁相角度的预定值。