[发明专利]低粒子等离子体蚀刻的方法和设备

说明书

一种等离子体蚀刻装置，包括用于至少一个板形基板的真空腔室(2)，真空腔室具有环绕中心轴线(A)的侧壁(18，18’)，该腔室包括基板处理开口(28)；用于还原性气体和惰性气体的至少一个入口(34)；基座(11，11’)，其在腔室(2)的蚀刻隔室(31)的中央下部区域中形成为基板支撑件，基座(11)以电隔离的方式安装在腔室(2)中，并连接到第一电压源(8)的第一极，从而形成第一电极(11，11’)，基座包围第一加热和冷却机构(16，16’)；第二电极(12，12’)，其电连接到地并围绕第一电极(11，11’)；第三电极(13)，其电连接到地，包括至少一个上屏蔽件(13’)和帘栅屏蔽件(13”)，两者彼此热连接和电连接，其中帘栅屏蔽件(13”)环绕蚀刻隔室(31)；‑其中上屏蔽件(13’)和帘栅屏蔽件(13”)中的至少一个包括至少一个另外的加热和/或冷却机构(17，17’)。装置(1)还包括真空泵系统(4)和感应线圈(9)，感应线圈(9)至少环绕限定蚀刻隔室(31)侧壁的上侧壁(18)，其中线圈(9)的一个第一端(9’)连接到第二电压源(10)的第一极，以及线圈的一个第二端(9”)连接到地。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的等离子体蚀刻装置和根据权利要求20的在这种等离子体蚀刻装置中等离子体蚀刻半导体基板的过程。

背景技术

定义和测量仪器

AMOLED 有源矩阵有机发光二极管

CCDs 电荷耦合装置传感器

CH₄ 甲烷气体

CTE 热膨胀系数

ESC 静电卡盘

ICP 感应耦合等离子体

ITO 铟锡氧化物(ln_xSn_yO_z)

LCD 液晶显示器

LED 发光二极管

RIE 反应离子蚀刻

TCO 透明导电氧化物，例如ITO或氧化锌(ZnO)。

为了进行Langmuir测量以系统地优化某些等离子体参数，如离子和电子密度(N_e和N_i、[cm^-3])、浮动和等离子体电位(V_f和V_p、[V])、电子温度(T_e [eV])和离子通量(l_i，[mAcm^-2])，来自Scientific Systems的Smart Probe™自动化修改的Langmuir探针等离子体诊断装置已用于CLN300E多腔室系统的圆形蚀刻隔室中，具有的直径为480 mm以及从基座到顶部的高度为162。顶端长度为6毫米以及顶端半径为0.7毫米的修改的柔性探针已经平行于基座/晶片表面通过接地屏蔽件在等离子体中移动，移动距离约为20毫米。对于测试系列，已经使用了约0.1帕的低压和约0.5帕的高压。中频源将频率为400 kHz的1000 W的中频功率施加到缠绕在蚀刻隔室周围的15圈线圈上。这种基本配置也已用于另外测试，无需使用不同气体混合物和不同中频和射频功率的Langmuir探针测量。测量系统由外部触发器触发，外部触发器具有的频率＞100 kHz，利用该触发器，从- 50伏到+ 50伏的锯齿波信号被施加到探针上。

对于蚀刻过程后晶片表面的粒子测量，已使用了来自NanoPhotonics的ReflexTable Top激光表面分析仪。因此，椭球面镜被定位成使得其第一焦点与晶片表面上的激光光斑重合。它收集从该点散射的所有光，并将其聚焦在第二焦点上，在那里放置光阑。光阑只允许来自该激光光斑的光通过，从而减少外部照明的影响。两个平面镜用于改变光的方向，并从而使整个系统的大小更小。因为这种光学系统相对于垂直于晶片表面的轴线是对称的，所以收集的散射光的量与粒子相对于光学装置的取向无关。这种系统能够对粒子进行计数，并在大小上对其进行表征，以及与晶片表面上的划痕或雾度效应进行区分。它们被用作半导体计量的标准系统。