CN109559967A - 等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种等离子体处理装置和等离子体处理方法。所述等离子体处理装置包括：腔室，其包括用于处理衬底的空间；衬底台，其在所述腔室内支撑所述衬底并且包括下电极；上电极，其在所述腔室内面向所述下电极；第一电源，其包括正弦波电源，所述正弦波电源被配置为将正弦波功率施加到所述下电极以在所述腔室内形成等离子体；以及第二电源，其被配置为将非正弦波功率施加到所述上电极以产生电子束。
Description
优先权声明
本申请要求2017年9月27日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2017-0125462的优先权，该专利申请的内容通过引用全部并入本文。
技术领域
示例实施例涉及一种等离子体处理装置、等离子体处理方法以及使用该装置和/或该方法制造半导体器件的方法。例如，示例实施例涉及一种被配置为使用等离子体蚀刻衬底上的目标层的等离子体处理装置和使用该等离子体处理装置的等离子体处理方法。
背景技术
可以使用基于等离子体的蚀刻技术来制造许多类型的半导体器件。例如，诸如容性耦合等离子体蚀刻装置的等离子体蚀刻装置可以在腔室内产生等离子体以执行蚀刻工艺。然而，当执行蚀刻工艺以形成高深宽比孔时，晶片由于正离子而带正电，因此可能难以在竖直方向上蚀刻并精确地控制横跨晶片的整个区域的等离子体密度。
发明内容
示例实施例提供了一种等离子体处理装置，其可以改善蚀刻轮廓的可控性。
示例实施例提供了一种使用等离子体处理装置的等离子体处理方法。
示例实施例提供了一种被配置为执行等离子体处理方法的等离子体处理装置。
根据示例实施例，等离子体处理装置包括：腔室，其包括被配置为处理衬底的空间；衬底台，其被配置为在腔室内支撑衬底，该衬底台包括下电极；上电极，其被布置在腔室中，该上电极面向下电极；第一电源，其包括正弦波电源，该正弦波电源被配置为将正弦波功率施加到下电极以在腔室内形成等离子体；以及第二电源，其被配置为将非正弦波功率施加到上电极以产生电子束。
根据示例实施例，一种等离子体处理装置，其包括：腔室，其包括被配置为处理衬底的空间；衬底台，其被配置为在腔室内支撑衬底，该衬底台包括下电极；第一上电极，其在下电极上方，该上电极被配置为面向衬底的第一区域；第二上电极，其在下电极上方，该第二上电极被配置为面向衬底的第二区域，该第二上电极与第一上电极绝缘；第一电源，其包括正弦波电源，该正弦波电源被配置为将正弦波功率施加到下电极以在腔室内形成等离子体；以及第二电源，其被配置为将非正弦波功率施加到第一上电极和第二上电极中的每一个。
根据示例实施例，在等离子体处理方法中，将衬底装载到腔室内的衬底台上，该衬底台包括下电极。正弦波功率被施加到下电极以在腔室内形成等离子体。非正弦波功率被施加到上电极以形成电子束，上电极面向下电极。蚀刻在衬底上的目标层。
根据示例实施例，等离子体处理装置可以包括：衬底台，其具有正弦波功率被施加到的下电极以及在腔室内的非正弦波功率被施加到的上电极。上电极可以包括不同的非正弦波功率分别被施加到的至少两个第一上电极和第二上电极。
当非正弦波功率被施加到上电极时，可以产生能量恒定的电子束，而不管在蚀刻工艺期间沉积在上电极上的诸如聚合物的绝缘材料，并且电子束可以照射到衬底上以中和正离子，从而改善用于形成高深宽比孔的竖直蚀刻性能。
在示例实施例中，施加到上电极的非正弦波功率可以产生具有期望能量的电子束，从而控制等离子体密度。
在某些实施例中，非正弦波功率可以彼此独立地被施加到与衬底的各个区域相对应的第一上电极和第二上电极，以形成具有不同能量的电子束，从而控制等离子体分布。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图13表示如本文所述的非限制性示例实施例。
图1是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。
图2是例示了由图1中的等离子体处理装置的第一电源产生的正弦波功率信号的波形图。
图3是例示了由图1中的等离子体处理装置的第二电源产生的非正弦波功率信号的波形图。
图4是例示了在图1中的等离子体处理装置的腔室内产生的等离子体和电子束的视图。
图5是例示了图1中的等离子体处理装置的第一电源的框图。
图6是例示了由图5中的第一电源产生的正弦波功率和非正弦波功率的合成信号的波形图。
图7是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。
图8是例示了图7中的等离子体处理装置的第一上电极和第二上电极的平面图。
图9是例示了图7中的等离子体处理装置的腔室内产生的等离子体和电子束的视图。
图10是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。
图11是例示了图10中的等离子体处理装置的第一上电极和第二上电极的平面图。
图12是例示了根据示例实施例的等离子体处理方法的流程图。
图13是例示了根据示例实施例的形成半导体器件的图案的方法的截面图。
具体实施方式
图1是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。图2是例示了由图1中的等离子体处理装置的第一电源产生的正弦波功率信号的波形图。图3是例示了由图1中的等离子体处理装置的第二电源产生的非正弦波功率信号的波形图。图4是例示了在图1中的等离子体处理装置的腔室内产生的等离子体和电子束的视图。图5是例示了图1中的等离子体处理装置的第一电源的框图。图6是例示了由图5中的第一电源产生的正弦波功率和非正弦波功率的合成信号的波形图。
参考图1至图6，等离子体处理装置10可以包括腔室20、具有下电极34的衬底台30、上电极50、第一电源40和第二电源60。等离子体处理装置10还可以包括供气单元、排气单元等。
在示例实施例中，等离子体处理装置10可以是被配置为对晶片衬底(诸如设置在容性耦合等离子体(CCP)腔室内的晶片W)上的层进行蚀刻的装置。然而，不限于此。这里，衬底可以包括半导体衬底、玻璃衬底等。
衬底台30可以布置在腔室20内以支撑衬底。例如，衬底台30可以用作用于在其上支撑晶片W的基座。衬底台30可包括支撑板32，支撑板32具有使用静电力保持晶片W的静电电极33。当DC电源80通过通断(ON-OFF)开关(未示出)向静电电极33施加直流电流时，晶片W可以被吸附地保持在静电电极33上。
衬底台30可以包括位于支撑板32下方的圆形板状下电极34。下电极34可以安装成可通过驱动部分(未示出)向上和向下移动。衬底台30可以包括聚焦环36，聚焦环36沿支撑板32的圆周布置以围绕晶片W。聚焦环36可以具有环形形状。
尽管未在图中示出，但是可以在衬底台30中安装加热器、多个流体管线等。加热器可以电连接到电源以通过支撑板32晶片对晶片W进行加热。加热器可以包括具有螺旋形状的线圈(例如，作为加热元件的加热线圈)。流体管线可以被设置为冷却通道，传热气体通过该冷却通道循环。流体管线可以以螺旋形状安装在支撑板32中。
用于装载/卸载晶片W的门(未示出)可以设置在腔室20的侧壁中。晶片W可以通过门装载到衬底台上/从衬底台卸载。
排气单元可以通过排气管线连接到排气口24，排气口24安装在腔室20的底部。排气单元可包括真空泵(诸如涡轮分子泵等)，以控制腔室20的压力，使得腔室20内的处理空间可以减压至期望的真空水平。例如，源于制造过程的副产物和在制造过程之后剩余的残余气体可以通过排气口24排出。
上电极50可以布置在衬底台30上方，使得上电极50面向下电极34。上电极50和下电极34之间的腔室空间可以用作等离子体产生区域。上电极50的表面可以面向布置在衬底台30上的晶片W。
上电极50可以布置在腔室20的上部，并且由绝缘屏蔽构件(未示出)支撑。上电极50可以被设置为用于将气体供应到腔室20中的喷头的一部分。上电极50可以具有圆形的电极板。上电极50可以包括多个注入孔51，其被形成为穿透上电极50并且被配置为将气体供应到腔室20中。
例如，喷头可以包括：电极支撑板52，其支撑上电极50并扩散气体，使得气体通过上电极50的注入孔51注入。电极支撑板52可以在其中包括气体扩散室54，气体通道53可以形成在电极支撑板52中，用于将气体扩散室54连接到注入孔51。上电极50可以可拆卸地安装到电极支撑板52的下表面。电极支撑板52可以包括诸如铝的导电材料，并且其中可以具有水冷却通道。
气体供应单元可以包括气体供应管线70、流量控制器72和气体供应源74，诸如气体供应元件。气体供应管线可以连接到电极支撑板52的气体扩散室54，并且流量控制器72可以控制通过气体供应管线70供应到腔室20中的气体量。例如，气体供应源74可以包括多个气罐，并且流量控制器72可以包括与该多个气罐相对应的多个质量流量控制器(MFC)。质量流量控制器可以分别独立地控制供应气体的量。
在示例实施例中，第一电源40可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体。第二电源60可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生电子束。
如图2所示，施加到下电极34的功率信号可以具有正弦电压波形。例如，正弦波功率可以是射频(RF)功率，其频率范围为约27MHz至约2.45GHz并且其RF功率范围为约100W至约1000W。
如图3所示，施加到上电极50的功率信号可以具有非正弦电压波形。非正弦电压波形可以具有DC脉冲部分S和斜坡部分R。斜坡部分R可以是通过补偿电流调制的部分，并且可以具有这样的波形：所述波形在从DC脉冲部分S的最大值减小到最小值时随着时间逐渐下降(例如，负斜率)。例如，非正弦电压波形可以类似于方形电压波形。例如，非正弦电压波形可以类似于延迟的方形电压波形，如图3所示。例如，非正弦电压波形可以是具有DC脉冲部分和斜坡部分的周期波形。
如图4所示，可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体P，并且可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生具有预定的恒定能量的电子束B。从上电极50产生的电子束B可以穿过鞘层(例如，静电鞘层或德拜鞘层)加速并照射到布置在下电极34上的晶片W上。
由于非正弦波功率施加到上电极50，因此可以产生能量恒定的电子束B，而不管在蚀刻工艺期间沉积在上电极50上的诸如聚合物的绝缘材料，并且电子束B可以照射到晶片W上以中和(例如，附着或积聚在晶片W上的)正离子，从而改善用于形成高深宽比孔(例如，窄且深的孔)的蚀刻轮廓的可控性。例如，即使在将非正弦波功率施加到上电极50时绝缘层沉积在上电极50上，电子束B也可以具有恒定的能量。施加到上电极50的非正弦波功率可以被控制以产生具有期望能量的电子束B，从而增加等离子体P的密度。例如，可以通过控制施加到上电极50的非正弦波功率来调整电子束B的能量，并且可以获得等离子体P的期望密度。由第一电源40和第二电源60供应的功率的控制可以用被配置成控制功率的硬件和软件来实现(例如，连接到每个电源的计算机系统可以向电源发送信号以控制电源何时打开和电源何时关闭，并且控制由电源输出的波的类型和功率的量)。
在示例实施例中，第一电源40可以选择性地或同时地将正弦波功率和非正弦波功率施加到下电极34。
如图5所示，第一电源40可以包括用于将正弦波功率施加到下电极34的正弦波电源44和用于将非正弦波功率施加到下电极34的非正弦波电源48。
例如，第一电源40可以包括：开关部分(诸如开关电路)，其被配置为将来自正弦波电源44的正弦波功率和来自非正弦波电源48的非正弦波功率选择性地或同时地施加到下电极34。开关部分可以包括布置在正弦波电源44和下电极34之间的第一开关部分42a(例如，开关电路的第一部分)以及布置在非正弦波电源48和下电极34之间的第二开关部分42b(例如，开关电路的第二部分)，第一开关部分42a用于对正弦波功率的供应进行开关，第二开关部分42b用于对非正弦波功率的供应进行开关。
例如，正弦波电源44可以包括用于产生射频(RF)信号的RF电源46和用于匹配由RF电源产生的RF信号的阻抗的RF匹配器45。正弦波电源44可以通过正弦波电力线电连接到下电极34。第一开关部分42a可以安装在正弦波电力线中。第一开关部分42a可以包括PIN二极管。例如，PIN二极管可以包括在p型半导体和n型半导体之间的无掺杂的本征半导体区域。
非正弦波电源48可以通过非正弦波电力线电连接到下电极34。第二开关部分42b可以安装在非正弦波电力线中。第二开关部分42b可以包括双向开关或真空继电器。
当第一开关部分42a导通并且第二开关部分42b关断时，正弦波功率可以被施加到下电极34。当第一开关部分42a关断并且第二开关部分42b导通时，可以将非正弦波功率施加到下电极34。如图6所示，当第一开关部分42a和第二开关部分42b导通时，正弦波功率和非正弦波功率的合成信号可以被施加到下电极34。
由于非正弦波功率被施加到下电极34，所以可以在晶片W的表面产生具有期望分布的离子能量。例如，可以控制施加到下电极34的非正弦波功率以调整在晶片W的表面产生的离子能量。
图7是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。图8是例示了图7中的等离子体处理装置的第一上电极和第二上电极的平面图。图9是例示了图7中的等离子体处理装置的腔室内产生的等离子体和电子束的视图。除了第一上电极和第二上电极之外，所述等离子体处理装置可以与参考图1至图6描述的等离子体处理装置基本相同或相似。因此，相同的附图标记将用于表示相同或相似的元件，并且下面可以省略关于相同元件的重复说明。
参考图7至图9，等离子体处理装置11的上电极可以包括：第一上电极50a，其布置在衬底台30上方以面向晶片W的第一区域；以及第二上电极50b，其布置在衬底台30上方以面向晶片W的第二区域。例如，第一上电极50a可以面向衬底台30的第一区域，并且可以被配置为面向布置在衬底台30上的晶片W的第一区域。另外，第二上电极50b可以面向衬底台30的第二区域，并且可以被配置为面向布置在衬底台30上的晶片W的第二区域。等离子体处理装置11的第二电源60可以将第一非正弦波功率施加到第一上电极50a并且将相对于第一非正弦波功率具有预定比率的第二非正弦波功率施加到第二上电极50b。例如，第二电源60可以被配置为改变分别施加到第一上电极50a和第二上电极50b的第一非正弦波功率和第二非正弦波功率的功率比。
在示例性实施例中，第一上电极50a可以被设置为用于将气体供应到腔室20中的喷头的一部分。喷头可以包括支撑第一上电极50a的电极支撑板52。
如图8所示，第一上电极50a可以包括与晶片W的中间区域相对应的圆形形状的第一电极板，而第二上电极50b可以包括与晶片W的周边区域相对应的环形形状的第二电极板。第一上电极50a和第二上电极50b可以彼此绝缘。例如，介电环构件90可以布置在第一上电极50a和第二上电极50b之间。
第一上电极50a可以包括：多个注入孔51，其形成为穿透第一上电极50a并且被配置为将气体供应到腔室20中。电极支撑板52可以包括气体扩散室54，气体通道53可以形成在电极支撑板52中，用于使气体扩散室54连接到所述多个注入孔51。第一上电极50a可以可拆卸地安装到电极支撑板52的下表面。因此，喷头可以通过第一上电极50a的喷射孔51将通过气体扩散室54扩散的气体注入到腔室20中。
在示例实施例中，可以调整第一非正弦波功率和第二非正弦波功率以具有预定比率。例如，第二电源60可以包括用于将第一非正弦波功率施加到第一上电极50a的第一非正弦波电源和用于将第二非正弦波功率施加到第二上电极50b的第二非正弦波电源。第一非正弦波电源和第二非正弦波电源可以彼此独立地将非正弦波功率施加到第一上电极50a和第二上电极50b。
如图9所示，可以将第一非正弦波功率施加到第一上电极50a以产生具有第一能量的第一电子束B1，并且可以将第二非正弦波功率施加到第二上电极50b以产生具有第二能量的第二电子束B2。可以横跨晶片W彼此独立地控制第一电子束的能量和第二电子束的能量，从而调整等离子体分布。例如，照射晶片W的电子束的功率可以取决于晶片W的区域。例如，由于具有不同能量的电子束分别照射到晶片W的中间区域和周边区域，因此可以不同地控制晶片W的中间区域和周边区域的等离子体密度和鞘层厚度。
图10是例示了根据示例实施例的等离子体处理装置的框图。图11是例示了图10中的等离子体处理装置的第一上电极和第二上电极的平面图。除了第二上电极之外，等离子体处理设备可以与参考图7至图9描述的等离子体处理装置基本相同或相似。因此，相同的附图标记将用于表示相同或相似的元件，并且下面会省略关于相同元件的重复说明。
参考图10和图11，等离子体处理装置12的上电极可以包括：第一上电极50a，其布置在衬底台30上方以面向晶片W的第一区域；以及第二上电极50b，其布置在衬底台30上方以面向晶片W的第二区域。例如，第一上电极50a可以面向衬底台30的第一区域，并且可以被配置为面向布置在衬底台30上的晶片W的第一区域。例如，第二上电极50b可以面向衬底台30的第二区域，并且可以被配置为面向布置在衬底台30上的晶片W的第二区域。等离子体处理装置12的第二电源60可以将第一非正弦波功率施加到第一上电极50a并且将相对于第一非正弦波功率具有预定比率的第二非正弦波功率施加到第二上电极50b。
在示例实施例中，第一上电极50a和第二上电极50b可以被设置为用于将气体供应到腔室20中的喷头的一部分。喷头可以包括支撑第一上电极50a的第一电极支撑板52a和支撑第二上电极50b的第二电极支撑板52b。
如图10所示，第一上电极50a可以包括与晶片W的中间区域相对应的圆形形状的第一电极板，而第二上电极50b可以包括与晶片W的周边区域相对应的环形形状的第二电极板。第一上电极50a和第二上电极50b可以彼此绝缘。例如，介电环构件90可以布置在第一上电极50a和第二上电极50b之间。
第一上电极50a可以包括：多个第一注入孔51a，多个第一注入孔51a形成为穿透第一上电极50a并且被配置为将气体供应到腔室20中。第一电极支撑板52a可以在其中包括第一气体扩散室54a，并且第一气体通道53a可以形成在第一电极支撑板52a中用于将第一气体扩散室54a连接到所述多个第一注入孔51a。第一上电极50a可以可拆卸地安装到第一电极支撑板52a的下表面。
第二上电极50b可以包括：多个第二注入孔51b，多个第二注入孔51b形成为穿透第二上电极50b并且被配置为将气体供应到腔室20中。第二电极支撑板52b可以在其中包括第二气体扩散室54b，并且第二气体通道53b可以形成在第二电极支撑板52b中用于将第二气体扩散室54b连接到第二注入孔51b。第二上电极50b可以可拆卸地安装到第二电极支撑板52b的下表面。第一气体通道53a可以具有圆柱形形状，而第二气体通道53b可以具有环形形状。
第一气体扩散室54a可以连接到第一气体供应管线70a，而第二气体扩散室54b可以连接到第二气体供应管线70b。流量控制器可以控制通过第一气体供应管线70a和第二气体供应管线70b引入腔室的气体量。因此，可以选择性地调整在腔室20的中间区域和周边区域上产生的等离子体的量。例如，可以通过独立地控制通过第一气体供应管线70a和第二气体供应管线70b的气体供应来控制腔室20的中心区域的等离子体密度和周边区域的等离子体密度。
在该实施例中，喷头可以包括两个上电极和两个电极支撑板。在其他实施例中，喷头可以包括至少三个上电极和至少三个电极支撑板。
在下文中，将说明使用图1中的等离子体处理装置处理衬底的方法。
图12是例示了根据示例实施例的等离子体处理方法的流程图。
参考图1和图12，在将衬底装载到腔室20中之后(S100)，可以将工艺气体供应到腔室中(S110)。
首先，半导体晶片W可以被装载在腔室20内的衬底台30的支撑板32上。工艺气体(例如，蚀刻气体)可以通过气体供应管线70引入到腔室20中，并且然后可以通过连接到排气口24的排气单元将腔室20的压力控制到期望的真空水平。
然后，可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体(S120)，可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生电子束(S130)并且然后可以对在晶片W上形成的层执行蚀刻工艺(S140)。
第一电源40可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体。施加到下电极34的功率信号可以具有正弦电压波形。例如，当具有预定频率(例如，13.56MHz)的射频功率被施加到上电极50时，由下电极34感应的电磁场可以被施加到腔室20内的源气体以产生等离子体。
第二电源60可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生电子束。施加到上电极50的功率信号可以具有非正弦电压波形。非正弦功率信号可以具有DC脉冲部分S和斜坡部分R。斜坡部分R可以是通过补偿电流调制的部分，并且可以具有这样的波形：所述波形在从DC脉冲部分S的最大值减小到最小值时随时间逐渐下降(例如，负斜率)。
可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生能量恒定的电子束。从上电极50发射的电子束可以在穿过鞘层的同时被加速，并且可以照射到布置在下电极34上的晶片W的上表面上。例如，鞘层可以是等离子体中具有较大的正离子密度的层。例如，鞘层内可能存在高密度的等离子体正离子。
当非正弦波功率被施加到上电极50时，可以产生能量恒定的电子束B，而不管在蚀刻工艺期间沉积在上电极50上的诸如聚合物的绝缘材料，并且可以被照射到晶片W上以中和正离子(例如，附着或积聚在晶片W上)，从而改善用于形成高深宽比孔的竖直蚀刻性能。例如，即使在将非正弦波功率施加到上电极50时在上电极50上沉积绝缘层，电子束B也可以具有恒定的能量。施加到上电极50的非正弦波功率可以被控制以产生具有期望能量的电子束，从而增加等离子体密度。例如，可以通过控制施加到上电极50的非正弦波功率来调整电子束B的能量，并且可以获得期望的等离子体密度。
在示例实施例中，第一电源40可以将正弦波功率和非正弦波功率选择性地或同时地施加到下电极34。
由于非正弦波功率被施加到下电极34，所以可以在晶片W的表面上产生期望的离子能量分布。例如，可以控制施加到下电极34的非正弦波功率以调整在晶片W的表面上产生的离子能量。
在下文中，将说明使用图12的等离子体处理方法形成半导体器件的图案的方法。例如，这种形成半导体器件的图案的方法可以是制造半导体器件的方法的一部分。
图13是例示了根据示例实施例的形成半导体器件的图案的方法的截面图。
参考图13，在待蚀刻的目标层120上形成光刻胶图案130之后，可以使用光刻胶图案130作为目标层120的蚀刻掩模来执行蚀刻工艺。例如，目标层120可以是在衬底100上形成的绝缘层或半导体层。
首先，在其上形成有光刻胶图案130的衬底100被装载到图1的等离子体处理装置10的腔室20中之后，可以将工艺气体供应到衬底100上。可以通过喷头将工艺气体(例如，蚀刻气体)引入腔室20中，并且然后可以通过排气单元将腔室20的压力控制到期望的真空水平。
然后，可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体、可以将非正弦波功率施加到上电极50并且然后可以对衬底100执行蚀刻工艺。
可以将正弦波功率施加到下电极34以在腔室20内产生等离子体，并且可以将非正弦波功率施加到上电极50以产生能量恒定的电子束。从上电极50发射的电子束可以在行进穿过鞘层的同时被加速并且被照射到布置在下电极34上的衬底100上。
照射到衬底100上的电子束可以中和(例如，附着或积聚在衬底100上的)正离子，从而改善用于形成高深宽比孔122的竖直蚀刻性能。施加到上电极50的非正弦波功率可以被控制以产生具有期望能量的电子束，从而增加等离子体密度。例如，可以通过控制施加到上电极50的非正弦波功率来调整电子束的能量，并且可以获得期望的等离子体密度。
如上所述，可以将非正弦波功率施加到上电极50以形成具有期望能量的电子束并用电子束照射衬底。照射到衬底上的电子可以中和(例如，附着或积聚在衬底上的)正离子以改善正离子的直线度(straightness)并形成高深宽比孔。
虽然图13例示了对在衬底100上形成的层进行图案化的方法，但是在某些实施例中，可以对体半导体衬底100(例如，硅衬底、锗衬底或硅-锗衬底)执行类似的图案化处理。例如，可以在制造半导体器件的方法中对衬底100进行图案化。
在某些实施例中，可以通过上述方法对在衬底100上形成的多层进行图案化以制造半导体器件。高深宽比孔122可以是接触通孔(contact via hole)。在某些实施例中，可以通过与形成高深宽比孔122的方法类似的方法形成沟槽。
在形成高深宽比孔或高深宽比沟槽之后，可以用导电材料(例如，铜、金、钨等)填充孔或沟槽以形成导电图案，例如，接触通路或信号线。衬底100可以被分成芯片并且可以被封装以形成半导体器件。
由根据示例实施例的等离子体处理装置和等离子体处理方法制造的半导体器件可以用在各种系统(诸如计算系统)中。半导体器件可以包括finFET、DRAM、VAND等。该系统可以应用于计算机、便携式计算机、膝上型计算机、个人便携式终端、平板电脑、手机、数字音乐播放器等。
前述内容是对示例实施例的说明，而不应当被解释为对其进行限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解到，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，在示例实施例中可以进行许多修改。因此，所有这些修改旨在包括在权利要求中限定的示例实施例的范围内。
Claims (25)
1.一种等离子体处理装置，包括：
腔室，其包括被配置为处理衬底的空间；
衬底台，其被配置为在所述腔室内支撑所述衬底，所述衬底台包括下电极；
上电极，其被布置在所述腔室中，所述上电极面向所述下电极；
第一电源，其包括正弦波电源，所述正弦波电源被配置为将正弦波功率施加到所述下电极以在所述腔室内形成等离子体；以及
第二电源，其被配置为将非正弦波功率施加到所述上电极以产生电子束。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述上电极包括：
第一上电极，其被布置为面向所述衬底的中间区域；以及
第二上电极，其被布置为面向所述衬底的周边区域。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述第一上电极包括圆形形状的第一电极板，并且所述第二上电极包括围绕所述第一电极板的环形形状的第二电极板。
4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述第二电源被配置为将第一非正弦波功率施加到所述第一上电极，并且将相对于所述第一非正弦波功率具有预定比率的第二非正弦波功率施加到所述第二上电极。
5.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述等离子体处理装置被配置为改变施加到所述第一上电极和所述第二上电极的功率的比率。
6.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其中，所述第一上电极包括穿透所述第一上电极的多个第一注入孔，所述多个第一注入孔被配置为将气体供应到所述腔室中。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其中，所述第二上电极包括穿透所述第二上电极的多个第二注入孔，所述多个第二注入孔被配置为将气体供应到所述腔室中。
8.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，还包括喷头，其被配置为将气体供应到所述腔室中，
其中，所述喷头包括支撑所述上电极的电极支撑板，并且
其中，所述电极支撑板被配置为使所述气体扩散，使得所述气体通过在所述上电极中形成的注入孔来注入。
9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其中，所述电极支撑板中包括气体扩散室，并包括将所述气体扩散室连接到所述注入孔的气体通道。
10.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其中，所述上电极包括：
第一上电极，其被布置以面向所述衬底的中间区域；以及
第二上电极，其与所述第一上电极绝缘并且被布置为面向所述衬底的周边区域，
其中，所述电极支撑板包括支撑所述第一上电极的第一电极支撑板，并且
其中，所述第一电极支撑板被配置为使所述气体扩散，使得所述气体通过在所述第一上电极中形成的第一注入孔注入。
11.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，所述第一电极支撑板中包括第一气体扩散室，并包括将所述第一气体扩散室连接到所述第一注入孔的第一气体通道。
12.根据权利要求11所述的等离子体处理装置，其中，所述电极支撑板还包括支撑所述第二上电极的第二电极支撑板。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其中，所述第二电极支撑板中包括第二气体扩散室，并包括将所述第二气体扩散室连接到在所述第二上电极中形成的第二注入孔的第二气体通道。
14.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，所述第一电源还包括非正弦波电源，所述非正弦波电源被配置为将非正弦波功率施加到所述下电极。
15.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，其中，所述第一电源还包括开关电路，所述开关电路被配置为将来自所述正弦波电源的正弦波功率和来自所述非正弦波电源的非正弦波功率选择性地或同时地施加到所述下电极。
16.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其中，所述开关电路包括：
第一部分，其布置在所述正弦波电源和所述下电极之间，以对所述正弦波功率的供应进行开关；以及
第二部分，其布置在所述非正弦波电源和所述下电极之间，以对所述非正弦波功率的供应进行开关。
17.一种等离子体处理装置，包括：
腔室，其包括被配置为处理衬底的空间；
衬底台，其被配置为在所述腔室内支撑所述衬底，所述衬底台包括下电极；
第一上电极，其在所述下电极上方，所述第一上电极被配置为面向所述衬底的第一区域；
第二上电极，其在所述下电极上方，所述第二上电极被配置为面向所述衬底的第二区域，所述第二上电极与所述第一上电极绝缘；
第一电源，其包括正弦波电源，所述正弦波电源被配置为将正弦波功率施加到所述下电极以在所述腔室内形成等离子体；以及
第二电源，其被配置为将非正弦波功率施加到所述第一上电极和所述第二上电极中的每一个。
18.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述第一上电极被布置为面向所述衬底的中间区域，并且所述第二上电极被布置为面向所述衬底的周边区域。
19.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述第二电源被配置为将第一非正弦波功率施加到所述第一上电极，并且将相对于所述第一非正弦波功率具有预定比率的第二非正弦波功率施加到所述第二上电极。
20.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述第一电源和所述第二电源被配置为改变施加到所述第一上电极和所述第二上电极的功率的比率。
21.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述第一上电极包括穿透所述第一上电极的多个第一注入孔，所述多个第一注入孔被配置为将气体供应到所述腔室中。
22.根据权利要求21所述的等离子体处理装置，其中，所述第二上电极包括穿透所述第二上电极的多个第二注入孔，所述多个第二注入孔被配置为将气体供应到所述腔室中。
23.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，还包括喷头，所述喷头被配置为将气体供应到所述腔室中，
其中，所述喷头包括支撑所述第一上电极的第一电极支撑板，所述第一电极支撑板被配置为使所述气体扩散，使得所述气体通过在所述第一上电极中形成的第一注入孔注入。
24.根据权利要求23所述的等离子体处理装置，其中，所述第一电极支撑板中包括第一气体扩散室，并包括将所述第一气体扩散室连接到所述第一注入孔的第一气体通道。
25.根据权利要求24所述的等离子体处理装置，其中，所述喷头还包括支撑所述第二上电极的第二电极支撑板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190402 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |