CN113471049A - 用于处理工件的方法及等离子体刻蚀机、半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于处理工件的方法及等离子体刻蚀机、半导体器件，涉及半导体制造领域。具体实现方案为：将工件置于腔室中的工件支撑件上，所述工件上形成有侧墙结构；选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比以处理所述工件；组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物；其中，所述工艺气体包括蚀刻气体和所述组分调节气体；将所述工件暴露在所述混合物中，以在所述侧墙结构的至少部分区域上形成聚合物层，以及刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。如此，最大化降低底层衬底过多刻蚀而导致的损失。

Description

用于处理工件的方法及等离子体刻蚀机、半导体器件
技术领域
本公开涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于处理工件的方法及等离子体刻蚀机、半导体器件。
背景技术
在半导体器件制造流程的刻蚀工艺中，经常用到刻蚀气体。
发明内容
本公开提供了一种用于处理工件的方法及等离子体刻蚀机、半导体器件。
根据本公开的一方面，提供了一种用于处理工件的方法，包括：
将工件置于腔室中的工件支撑件上，所述工件上形成有侧墙结构；
选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比以处理所述工件；其中，所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；
使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物；其中，所述工艺气体包括蚀刻气体和所述组分调节气体；
将所述工件暴露在所述混合物中，以在所述侧墙结构的至少部分区域上形成聚合物层，以及刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。
在本申请方案的一具体示例中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，包括：
选择所述组分调节气体使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；或者，
选择所述组分调节气体使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
在本申请方案的一具体示例中，所述刻蚀气体为八氟环丁烷C4F8。
在本申请方案的一具体示例中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、四氟化碳CF4中的至少一种。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体还包含有惰性气体；或者，所述工艺气体还包含有惰性气体和氧气。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
所述刻蚀气体：约10％-约30％；
所述组分调节气体：约5％-约25％；
所述氧气：约3％-约10％；
所述惰性气体：约50％-约80％。
在本申请方案的一具体示例中，所述腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力：约5毫托-约70毫托；
源功率：约100瓦-约500瓦；
中心功率：约50瓦-约200瓦；
偏压功率：约100瓦-约500瓦。
在本申请方案的一具体示例中，所述使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物，包括：
向感应线圈提供第一射频RF电源使所述工艺气体生成第一等离子体，以在所述腔室中产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质；
向偏压电极提供第二RF电源使得在所述第一混合物中生成第二等离子体，以在所述腔室中产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质；
其中，所述将所述工件暴露在所述混合物中，包括：
将所述工件暴露在所述第二混合物中。
根据本公开的另一方面，提供了一种等离子体刻蚀机，至少包括：
等离子体腔室，用于接收工艺气体；
处理腔室，设置有用于支撑工件的工件支撑件，其中，所述工件上形成有侧墙结构；所述工件支撑件中设置有偏压电极；
气体输送系统，用于使组分调节气体流动，其中，所述组分调节气体调整碳与氟的体积比以处理所述工件；所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；
感应元件，用于诱导在所述等离子体腔室中产生等离子体；
偏压源，用于向所述偏压电极提供RF电源；
控制器，用于控制所述气体输送系统、所述感应元件和所述偏压源以实施蚀刻工艺，所述蚀刻工艺包括如下操作：
控制所述组分调节气体进入所述等离子体腔室；
控制刻蚀气体进入所述等离子体腔室；
向所述感应元件提供第一RF电源，使所述工艺气体生成第一等离子体，以产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质，所述工艺气体包括所述组分调节气体和所述刻蚀气体；
向所述偏压电极提供第二RF电源，使得在所述处理腔室中的所述第一混合物生成第二等离子体，以产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质。
在本申请方案的一具体示例中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述组分调节气体能够使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；或者，
所述组分调节气体能够使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
在本申请方案的一具体示例中，所述刻蚀气体为八氟环丁烷C4F8。
在本申请方案的一具体示例中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、四氟化碳CF4中的至少一种。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体还包含有惰性气体；或者，所述工艺气体还包含有惰性气体和氧气。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
所述刻蚀气体：约10％-约30％；
所述组分调节气体：约5％-约25％；
所述氧气：约3％-约10％；
所述惰性气体：约50％-约80％。
在本申请方案的一具体示例中，所述等离子体腔室和所述处理腔室为同一腔室。
在本申请方案的一具体示例中，所述腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力：约5毫托-约70毫托；
源功率：约100瓦-约500瓦；
中心功率：约50瓦-约200瓦；
偏压功率：约100瓦-约500瓦。
根据本公开的另一方面，提供了一种半导体器件，其中，所述半导体器件包括以上所述的方法处理得到的工件；所述工件包括衬底和形成于所述衬底上的侧墙结构，其中，所述工件中被刻蚀掉的所述衬底的高度为：约2纳米-约4纳米。
根据本公开的技术在刻蚀气体中添加了组分调节气体，如此，通过所述组分调节气体来调整碳与氟的体积比，进而来调整同一膜层的不同位置的刻蚀情况，最大化降低过刻蚀的时间，以最大化降低底层衬底过多刻蚀而导致的损失，提升产量以及成品率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
图1是根据本公开实施例用于处理工件的方法在一具体示例中的处理流程示意图一；
图2是根据本公开实施例用于处理工件的方法在一具体示例中的处理流程示意图二；
图3是根据本公开实施例用于处理工件的方法在一具体示例中的处理流程示意图三；
图4是本公开实施例用于处理工件的方法的实现流程示意图；
图5是根据本公开实施例在一具体示例中等离子体刻蚀机的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
在半导体器件制造流程的刻蚀工艺中，存在工件上不同位置刻蚀速率不一致问题，导致同一膜层的不同位置无法同时被刻蚀掉的问题，这样，为实现同一膜层的不同位置同时被打开，必然会导致某些位置长时间的过刻蚀，比如，导致无需被过多刻蚀的衬底被过多损失，降低了产量，也降低了成品率。
比如，氧化硅侧墙结构的等离子体刻蚀中，由于氧化硅侧墙结构的顶部和底部的刻蚀速率不同，导致氧化硅侧墙结构的顶部的氧化硅和底部的氧化硅无法同时被打开，这样，若使得两者被打开，必然会使一些区域出现长时间的过刻蚀，比如，导致硅衬底的过多损失，进而降低了成品率，也降低了产量。
为解决上述问题，本申请方案提供一种侧墙结构的等离子体刻蚀方案，如此，在最大化减少过蚀刻时间，降低衬底损失的情况下，实现侧墙结构的顶部和底部被打开，提高成品率及产量。
本申请方案中，所述工件上形成有侧墙结构；比如，在一具体示例中，所述工件至少包括衬底以及形成在所述衬底上的堆叠结构，所述堆叠结构至少包括氧化物层，该氧化物层在所述衬底上形成氧化物侧墙结构。
在一具体示例中，刻蚀工艺前，如图1所示，所述衬底101为硅衬底，所述堆叠结构从下至上依次包括：形成于衬底的至少部分区域上的栅极层102、形成于栅极层102之上的氮化硅层103、以及氧化硅层104，其中，所述氧化硅层104形成于氮化硅层103之上、以及所述衬底101中未形成有所述栅极层102和氮化硅层103的其他区域之上，以形成氧化硅侧墙结构。
在一具体示例中，刻蚀工艺中选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，以基于碳与氟的体积比来控制侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；这里，所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，当然，x和z可以为相同，或不相同的自然数；y为大于或等于零的自然数。进而使用包含该组分调节气体的工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，并得到混合物；这里，所述工艺气体还包括蚀刻气体；所述调整碳与氟的体积比可以具体为调整所述工艺气体中碳与氟的体积比。进一步地，将所述工件暴露在所述混合物中，此时，所述混合物中的部分物质与所述氧化物层进行反应并形成聚合物层；该聚合物覆盖到所述氧化物层之上，同时，所述工艺气体中的部分气体刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。
在一具体示例中，所述刻蚀气体为C4F8。在另一具体示例中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：CH2F2、CHF3、CF4中的至少一种。
这里，所述碳与氟的体积比也可以为原子个数比。
需要注意的是，氧化物层上形成的聚合物层包括碳基聚合物，当然，实际应用中，该聚合物层还可以包含其他聚合物，本申请方案对此不作限制。
另外，实际应用中，形成聚合物层的步骤与刻蚀步骤不分先后，同时发生，只是刻蚀速率大于聚合物层的形成速率，如此，来实现刻蚀，以便于暴露出所需暴露的膜层，比如，对于氧化物侧墙结构而言，刻蚀后，氧化物侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底的部分区域。
在一具体示例中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域(比如，顶部)，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域(比如底部)；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度，也就是说，形成于所述氧化物侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度与形成于所述氧化物侧墙结构的底部的聚合物层的厚度不同。如此，便于组分调节气体来调控形成于氧化硅侧墙结构中顶部和底部的聚合物层的分布，间接调整刻蚀速率，进而实现侧墙结构中顶部和底部的氧化硅层同时被打开，减少过刻蚀时间，避免衬底的过多损失。
在一具体示例中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，可以具体包括：选择所述组分调节气体使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；比如，选择组分调节气体，以调整所述工艺气体中碳和氟的体积比至大于等于预设比例；这里，在一示例中，当确定刻蚀气体后，调整所述工艺气体中碳和氟的体积比，可以具体为调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比，并调整至大于或等于所述刻蚀气体中碳和氟的体积比，举例来说，所述刻蚀气体中碳和氟的体积比为0.5，此时，调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比至大于或等于0.5，如此，即可使得形成于侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度(也即第一厚度)大于底部的聚合物层的厚度(也即第二厚度)；也就是说，当工艺气体中碳和氟的体积比大于等于预设比例，此时，聚合物层在侧墙结构的顶部生长的速率大于在底部生长的速率，使得侧墙结构的顶部聚合物层的厚度大于底部的聚合物层的厚度。
举例来说，如图1所示，刻蚀气体为C4F8，同时，选择二氟甲烷CH2F2作为组分调节气体，此时，刻蚀过程中，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层105的厚度，大于底部的聚合物层105的厚度。同时，所述工艺气体中的部分气体，比如，C4F8和CH2F2刻蚀形成的所述聚合物层，以及刻蚀处于氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化物层，而侧墙的氧化硅层不进行刻蚀，以将所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化硅层同时打开，得到刻蚀后的结构，该刻蚀后的结构中氧化硅侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底(比如硅衬底)的部分区域，此时，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h1，满足刻蚀要求。
在另一具体示例中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，可以具体包括：选择所述组分调节气体使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度；比如，选择组分调节气体，以调整所述工艺气体中碳和氟的体积比至小于所述预设比例；这里，在一示例中，当确定刻蚀气体后，该调整所述工艺气体中碳和氟的体积比，可以具体为调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比，并调整至小于所述刻蚀气体中碳和氟的体积比，举例来说，所述刻蚀气体中碳和氟的体积比为0.5，此时，调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比至小于0.5，如此，即可使得形成于所述侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度(也即第一厚度)小于底部的聚合物层的厚度(也即第二厚度)；也就是说，当工艺气体中碳和氟的体积比小于所述预设比例，此时，聚合物层在侧墙结构的顶部生长的速率小于在底部生长的速率，使得侧墙结构的顶部聚合物层的厚度小于底部的聚合物层的厚度。
需要说明的是，上述预设比例给出的数值仅为示例性的，并非仅限制于0.5。实际应用中，还可以基于实际刻蚀需求，进行调整，以满足不同刻蚀需求。
举例来说，如图2所示，刻蚀气体为C4F8，同时，选择三氟甲烷CHF3，或者四氟化碳CF4，或者两者的混合物作为组分调节气体，此时，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层205的厚度，小于底部的聚合物层205的厚度。同时，所述工艺气体中的部分气体刻蚀形成的所述聚合物层，以及刻蚀处于所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化硅层，而侧墙的氧化硅层不进行刻蚀，以将所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化物层同时打开，得到刻蚀后的结构，该刻蚀后的结构中氧化物侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底(比如硅衬底)的部分区域，此时，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h2，满足刻蚀要求。
在一具体示例中，还可以在刻蚀过程中调整或变换组分调节气体来控制氧化物侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；举例来说，如图3所示，刻蚀气体为C4F8，首先选择二氟甲烷CH2F2作为组分调节气体，此时，刻蚀过程中，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层305的厚度，大于底部的聚合物层305的厚度。若想改变聚合物层的分布情况，可以再次选择组分调节气体，以调整工艺气体中碳与氟的体积比，比如，在刻蚀的过程中，选择四氟化碳CF4再次来调整聚合物层的分布，如此，使得形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层306的厚度，小于底部的聚合物层306的厚度；该过程中，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h3，满足刻蚀要求。
需要注意的是，实际应用中，该组分调节气体和刻蚀气体先进行混合，然后再注入腔室中；或者，先后注入腔室，该先后顺序不作限制。
实际应用中，在刻蚀过程中调整组分调节气体，可以采用如下两种方式实现：
方式一：将首次选择的组分调节气体，比如二氟甲烷CH2F2从腔室中抽出，也即将腔室抽空，然后，重新将刻蚀气体与再次选择的组分调节气体(比如四氟化碳CF4)注入腔室。
方式二：在腔室中存在首次选择的组分调节气体，比如二氟甲烷CH2F2的基础上，直接注入重新选择的组分调节气体(比如四氟化碳CF4)。
上述方式一和方式二，可以基于调整需求来进行选择，本申请方案对此不作限制。
需要说明的是，图1至图3所示方法得到的衬底被刻蚀掉的高度，如h1，h2和h3不相同，如此，来满足用户的不同需求。进一步地，在一具体示例中，本申请方案刻蚀工艺后得到所述衬底被刻蚀掉的高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，如图1或2或3所示，高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，约2纳米，或者约3纳米，或约3.2纳米，或者约4纳米等，如此，相比于现有技术而言，本申请方案减小了过刻蚀的高度，提升了精细化程度，为实现小型化奠定了基础。
这样，通过调整刻蚀气体中碳和氟的体积比即可调整聚合物层在侧墙结构中顶部和底部的生长速率，进而间接调整侧墙结构中顶部和底部的刻蚀速率，优化打开氧化物侧墙结构中顶部和底部的时间差。
在一具体示例中，所述组分调节气体中可以不含有氢素，此时，化学通式CxHyFz中y等于0。或者，在另一具体示例中，所述组分调节气体中含有氢元素，此时，化学通式CxHyFz中y不等于0。
在一具体示例中，所述工艺气体中还包含有惰性气体，比如，氩Ar，来提升刻蚀过程中的离子轰击能力。或者，在另一具体示例中，所述工艺气体中不仅包含有惰性气体，比如氩Ar，还包括氧气。这里，氧气可以控制刻蚀在氧化物和衬底，比如硅衬底之间的选择比。
在一具体示例中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
刻蚀气体：约10％-约30％，比如，在一些示例中，刻蚀气体占比为约10％，或者，占比为约30％，或者占比为约15％，或者占比为约20％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
组分调节气体：约5％-约25％，比如，在一些示例中，组分调节气体占比为约5％，或者，占比为约25％，或者占比为约15％，或者占比为约20％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
氧气：约3％-约10％，比如，在一些示例中，氧气占比为约3％，或者，占比为约10％，或者占比为约5％，或者占比为约7％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
惰性气体：约50％-约80％，比如，在一些示例中，惰性气体占比为约50％，或者，占比为约80％，或者占比为约60％，或者占比为约70％等，本申请方案对具体占比情况不作限制。
这里，需要说明的是，本申请方案所述的工件可以具体为半导体器件，或者为其他器件。具体地，在一示例中，本申请方案所述的工件为半导体器件。
需要说明的是，本申请方案中，术语“约”与数值的联合使用旨在所指数值的百分之十(10％)以内。
这样，本申请方案在工艺气体中添加了组分调节气体，如此，通过所述组分调节气体来调整同一膜层的不同位置的刻蚀情况，进而最大化降低过刻蚀的时间，以最大化降低底层衬底过多刻蚀而导致的损失，进而提升产量，提升成品率。
本申请方案还提供了一种用于处理工件的方法，如图4所示，包括：
步骤S401：将工件置于腔室中的工件支撑件上，所述工件上形成有侧墙结构。
在一具体示例中，所述工件至少包括衬底以及形成在所述衬底上的堆叠结构，所述堆叠结构至少包括氧化物层，该氧化物层在所述衬底上形成氧化物侧墙结构。举例来说，刻蚀工艺前，如图1所示，所述衬底101为硅衬底，所述堆叠结构从下至上依次包括：形成于衬底的至少部分区域上的栅极层102、形成于栅极层102之上的氮化硅层103、以及氧化硅层104，其中，所述氧化硅层104形成于氮化硅层103之上、以及所述衬底101中未形成有所述栅极层102和氮化硅层103的其他区域之上，以形成氧化硅侧墙结构。
在一具体示例中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
需要说明的是，该腔室可以具体为处理腔室，或者兼具处理腔室和等离子体腔室的腔室，也就是说，实际应用中，本申请方案适用于处理腔室和等离子体腔室所分开的等离子体刻蚀机，此时，工件支撑件设置于处理腔室中；同样地，本申请方案也适用于等离体子腔室与处理腔室属于同一腔室的等离子体刻蚀机。
另外，需要说明的是，本申请方案所述的工件可以具体为半导体器件，或者为其他器件。具体地，在一示例中，本申请方案所述的工件为半导体器件。
步骤S402：选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比以处理所述工件；其中，所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布。
在一具体示例中，选择不同的组分调节气体，所得到的衬底被刻蚀掉的高度不同，比如，图1至图3所示方法得到的衬底被刻蚀掉的高度，如h1，h2和h3不相同，如此，来满足用户的不同需求。
在一具体示例中，本申请方案刻蚀工艺后得到所述衬底被刻蚀掉的高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，如图1或2或3所示，高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，约2纳米，或者约3纳米，或约3.2纳米，或者约4纳米等，如此，相比于现有技术而言，本申请方案减小了过刻蚀的高度，提升了精细化程度，为实现小型化奠定了基础。
在另一具体示例中，可以预知目标高度，也即预知衬底所需被刻蚀掉的目标高度，进而基于该目标高度来选择组分调节气体，如此，使得刻蚀工艺后得到所述衬底被刻蚀掉的高度与所述目标高度相匹配，这里，所述相匹配可以具体指两者误差在预设误差范围内。
这里，所述碳与氟的体积比也可以为原子个数比。
步骤S403：使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物；其中，所述工艺气体包括蚀刻气体和所述组分调节气体。
需要注意的是，实际应用中，该组分调节气体和刻蚀气体先进行混合，然后再注入腔室中；或者，先后注入腔室，该先后顺序不作限制。本申请方案对具体注入方式也不作限制。
当然，实际应用中，若本申请方案在处理腔室和等离子体腔室分离的等离子体刻蚀机上实施，此时，产生等离子体的步骤可以具体在等离子体腔室进行，进而在得到混合物后将所述混合物引入所述处理腔室，以完成工件处理流程。
在一具体示例中，所述刻蚀气体为C4F8。在另一具体示例中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：CH2F2、CHF3、CF4中的至少一种。
在一具体示例中，可以采用如下方式得到等离子体的混合物，具体地，所述使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物，具体包括：
向感应线圈提供第一射频RF电源使所述工艺气体生成第一等离子体，以在所述腔室中产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质；向偏压电极提供第二RF电源使得在所述第一混合物中生成第二等离子体，以在所述腔室中产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质；这里，所述偏压电极设置于所述工件支撑件的下部，或者设置于所述工件支撑件的内部。基于此，上述将所述工件暴露在所述混合物中，则具体包括：将所述工件暴露在所述第二混合物中。
也就是说，两种方式产生等离子体，第一种方式，基于感应线圈的作用得到第一等离子体，进而得到第一混合物；第二种方式，基于偏压电极的作用在第一混合物的基础上产生第二等离子体，以得到第二混合物。
需要说明的是，若本申请方案在处理腔室和等离子体腔室分离的等离子体刻蚀机上实施，此时，上述第一种方式在等离子体腔室实现，进而将第一混合物引入至处理腔室；第二种方式在处理腔室实现。
这里，需要说明的是，增加偏压电极，在能够产生等离子体的基础上，还可以增加物理轰击能力，如此，来提刻蚀效率。
步骤S404：将所述工件暴露在所述混合物中，以在所述侧墙结构的至少部分区域上形成聚合物层，以及刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。
需要说明的是，形成聚合物层的步骤与刻蚀步骤不分先后，同时发生，基于此，步骤S404中刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域，与形成聚合物层的至少部分区域，即两个“至少部分区域”可以相同，也可以不同，本申请方案对此不作限制。实际应用中，刻蚀速率大于聚合物层的形成速率，如此，来实现刻蚀，以便于暴露出所需暴露的膜层，比如，对于氧化物侧墙结构而言，刻蚀后，氧化物侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底的部分区域。
进一步地，需要注意的是，将所述工件暴露在所述混合物中，此时，所述混合物中的部分物质与所述氧化物层进行反应并形成聚合物层；同时，所述工艺气体中的部分气体刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。这里，该聚合物层包括碳基聚合物，当然，实际应用中，该聚合物层还可以包含其他聚合物，本申请方案对此不作限制。
在一具体示例中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域(比如，顶部)，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域(比如底部)；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度，也就是说，形成于所述氧化物侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度与形成于所述氧化物侧墙结构的底部的聚合物层的厚度不同。如此，便于组分调节气体来调控形成于氧化硅侧墙结构中顶部和底部的聚合物层的分布，间接调整刻蚀速率，进而实现侧墙结构中顶部和底部的氧化硅层同时被打开，减少过刻蚀时间，避免衬底的过多损失。
在一具体示例中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，可以具体包括：选择所述组分调节气体使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；比如，选择组分调节气体，以调整所述工艺气体中碳和氟的体积比至大于等于预设比例；这里，在一示例中，当确定刻蚀气体后，调整所述工艺气体中碳和氟的体积比，可以具体为调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比，并调整至大于或等于所述刻蚀气体中碳和氟的体积比，举例来说，所述刻蚀气体中碳和氟的体积比为0.5，此时，调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比至大于或等于0.5，如此，即可使得形成于侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度(也即第一厚度)大于底部的聚合物层的厚度(也即第二厚度)；也就是说，当工艺气体中碳和氟的体积比大于等于预设比例，此时，聚合物层在侧墙结构的顶部生长的速率大于在底部生长的速率，使得侧墙结构的顶部聚合物层的厚度大于底部的聚合物层的厚度。
举例来说，如图1所示，刻蚀气体为C4F8，同时，选择二氟甲烷CH2F2作为组分调节气体，此时，刻蚀过程中，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层105的厚度，大于底部的聚合物层105的厚度。同时，所述工艺气体中的部分气体，比如，C4F8和CH2F2刻蚀形成的所述聚合物层，以及刻蚀处于氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化物层，而侧墙的氧化硅层不进行刻蚀，以将所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化硅层同时打开，得到刻蚀后的结构，该刻蚀后的结构中氧化硅侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底(比如硅衬底)的部分区域，此时，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h1，满足刻蚀要求。
在另一具体示例中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，可以具体包括：选择所述组分调节气体使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度；比如，选择组分调节气体，以调整所述工艺气体中碳和氟的体积比至小于所述预设比例；这里，在一示例中，当确定刻蚀气体后，该调整所述工艺气体中碳和氟的体积比，可以具体为调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比，并调整至小于所述刻蚀气体中碳和氟的体积比，举例来说，所述刻蚀气体中碳和氟的体积比为0.5，此时，调整所需加入的所述组分调节气体中碳和氟的体积比至小于0.5，如此，即可使得形成于所述侧墙结构的顶部的聚合物层的厚度(也即第一厚度)小于底部的聚合物层的厚度(也即第二厚度)；也就是说，当工艺气体中碳和氟的体积比小于所述预设比例，此时，聚合物层在侧墙结构的顶部生长的速率小于在底部生长的速率，使得侧墙结构的顶部聚合物层的厚度小于底部的聚合物层的厚度。
需要说明的是，上述预设比例给出的数值仅为示例性的，并非仅限制于0.5。实际应用中，还可以基于实际刻蚀需求，进行调整，以满足不同刻蚀需求。
举例来说，如图2所示，刻蚀气体为C4F8，同时，选择三氟甲烷CHF3，或者四氟化碳CF4，或者两者的混合物作为组分调节气体，此时，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层205的厚度，小于底部的聚合物层205的厚度。同时，所述工艺气体中的部分气体刻蚀形成的所述聚合物层，以及刻蚀处于所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化硅层，而侧墙的氧化硅层不进行刻蚀，以将所述氧化硅侧墙结构的顶部和底部的氧化物层同时打开，得到刻蚀后的结构，该刻蚀后的结构中氧化物侧墙结构的顶部暴露出氮化硅层的部分区域，底部暴露出衬底(比如硅衬底)的部分区域，此时，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h2，满足刻蚀要求。
在一具体示例中，还可以在刻蚀过程中调整或变换组分调节气体来控制氧化物侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；举例来说，如图3所示，刻蚀气体为C4F8，首先选择二氟甲烷CH2F2作为组分调节气体，此时，刻蚀过程中，形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层305的厚度，大于底部的聚合物层305的厚度。若想改变聚合物层的分布情况，可以再次选择组分调节气体，以调整工艺气体中碳与氟的体积比，比如，在刻蚀的过程中，选择四氟化碳CF4再次来调整聚合物层的分布，如此，使得形成于氧化硅侧墙结构的顶部的聚合物层306的厚度，小于底部的聚合物层306的厚度；该过程中，被刻蚀掉的所述衬底的高度为h3，满足刻蚀要求。
需要注意的是，实际应用中，该组分调节气体和刻蚀气体先进行混合，然后再注入腔室中；或者，先后注入腔室，该先后顺序不作限制。
实际应用中，在刻蚀过程中调整组分调节气体，可以采用如下两种方式实现：
方式一：将首次选择的组分调节气体，比如二氟甲烷CH2F2从腔室中抽出，也即将腔室抽空，然后，重新将刻蚀气体与再次选择的组分调节气体(比如四氟化碳CF4)注入腔室。
方式二：在腔室中存在首次选择的组分调节气体，比如二氟甲烷CH2F2的基础上，直接注入重新选择的组分调节气体(比如四氟化碳CF4)。
上述方式一和方式二，可以基于调整需求来进行选择，本申请方案对此不作限制。
需要说明的是，图1至图3所示方法得到的衬底被刻蚀掉的高度，如h1，h2和h3不相同，如此，来满足用户的不同需求。进一步地，在一具体示例中，本申请方案刻蚀工艺后得到所述衬底被刻蚀掉的高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，如图1或2或3所示，高度处于约2纳米-约4纳米之间，比如，约2纳米，或者约3纳米，或约3.2纳米，或者约4纳米等，如此，相比于现有技术而言，本申请方案减小了过刻蚀的高度，提升了精细化程度，为实现小型化奠定了基础。
这样，通过调整刻蚀气体中碳和氟的体积比即可调整聚合物层在侧墙结构中顶部和底部的生长速率，进而间接调整侧墙结构中顶部和底部的刻蚀速率，优化打开氧化物侧墙结构中顶部和底部的时间差。
在一具体示例中，所述组分调节气体中可以不含有氢素，此时，化学通式CxHyFz中y等于0。或者，在另一具体示例中，所述组分调节气体中含有氢元素，此时，化学通式CxHyFz中y不等于0。
在一具体示例中，所述工艺气体中还包含有惰性气体，比如，氩Ar，来提升刻蚀过程中的离子轰击能力。或者，在另一具体示例中，所述工艺气体中不仅包含有惰性气体，比如氩Ar，还包括氧气。这里，氧气可以控制刻蚀在氧化物和衬底，比如硅衬底之间的选择比。
在一具体示例中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
刻蚀气体：约10％-约30％，比如，在一些示例中，刻蚀气体占比为约10％，或者，占比为约30％，或者占比为约15％，或者占比为约20％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
组分调节气体：约5％-约25％，比如，在一些示例中，组分调节气体占比为约5％，或者，占比为约25％，或者占比为约15％，或者占比为约20％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
氧气：约3％-约10％，比如，在一些示例中，氧气占比为约3％，或者，占比为约10％，或者占比为约5％，或者占比为约7％等，本申请方案对具体占比情况不作限制；
惰性气体：约50％-约80％，比如，在一些示例中，惰性气体占比为约50％，或者，占比为约80％，或者占比为约60％，或者占比为约70％等，本申请方案对具体占比情况不作限制。
在一具体示例中；所述腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力在约5毫托-约70毫托的范围内，比如，在一些示例中，所述压力为5毫托；或者为70毫托，或者为15毫托，或者为30毫托，或者50毫托；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
源功率在约100瓦-约500瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约100瓦；或者为约500瓦，或者为约200瓦，或者为约300瓦，或者约450瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
中心功率在约50瓦-约200瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约50瓦；或者为约200瓦，或者为约100瓦，或者为约80瓦，或者约150瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
偏压功率在约100瓦-约500瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约100瓦；或者为约500瓦，或者为约200瓦，或者为约300瓦，或者约450瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
需要说明的是，以上所述的源功率和中心功率均为生成等离子体所需功率，实际应用中，还可以统称为功率，本申请方案对此不作限制。
在另一具体示例中，所述腔室的处理参数还包括以下参数中的一个或多个：
C4F8：约30标准立方厘米每分钟-约80标准立方厘米每分钟；比如，在一些示例中，所述C4F8为约30标准立方厘米每分钟；或者为约80标准立方厘米每分钟，或者为约40标准立方厘米每分钟，或者为约50标准立方厘米每分钟，或者约75标准立方厘米每分钟；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
O2：约10标准立方厘米每分钟-约30标准立方厘米每分钟；比如，在一些示例中，所述O2为约30标准立方厘米每分钟；或者为约10标准立方厘米每分钟，或者为约15标准立方厘米每分钟，或者为约20标准立方厘米每分钟，或者约25标准立方厘米每分钟；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
Ar：约200标准立方厘米每分钟-约500标准立方厘米每分钟；比如，在一些示例中，所述Ar为约200标准立方厘米每分钟；或者为约500标准立方厘米每分钟，或者为约300标准立方厘米每分钟，或者为约350标准立方厘米每分钟，或者约450标准立方厘米每分钟；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
组分调节气体：约30标准立方厘米每分钟-约80标准立方厘米每分钟；比如，在一些示例中，所述组分调节气体为约30标准立方厘米每分钟；或者为约80标准立方厘米每分钟，或者为约50标准立方厘米每分钟，或者为约60标准立方厘米每分钟，或者约65标准立方厘米每分钟；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
温度：约20℃-约50℃；比如，在一些示例中，所述温度约20℃；或者为约50℃；或者约约30℃；或者约45℃；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
需要说明的是，本申请方案中，术语“约”与数值的联合使用旨在所指数值的百分之十(10％)以内。
这样，本申请方案在工艺气体中添加了组分调节气体，如此，通过所述组分调节气体来调整同一膜层的不同位置的刻蚀情况，进而最大化降低过刻蚀的时间，以最大化降低底层衬底过多刻蚀而导致的损失，进而提升产量，提升成品率。
本申请方案还提供了一种等离子体刻蚀机，至少包括：
等离子体腔室，用于接收工艺气体；
处理腔室，设置有用于支撑工件的工件支撑件，其中，所述工件上形成有侧墙结构；所述工件支撑件中设置有偏压电极；
气体输送系统，用于使组分调节气体流动，其中，所述组分调节气体调整碳与氟的体积比以处理所述工件；所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；
感应元件，用于诱导在所述等离子体腔室中产生等离子体；
偏压源，用于向所述偏压电极提供RF电源；
控制器，用于控制所述气体输送系统、所述感应元件和所述偏压源以实施蚀刻工艺，所述蚀刻工艺包括如下操作：
控制所述组分调节气体进入所述等离子体腔室；
控制刻蚀气体进入所述等离子体腔室；
向所述感应元件提供第一RF电源，使所述工艺气体生成第一等离子体，以产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质，所述工艺气体包括所述组分调节气体和所述刻蚀气体；
向所述偏压电极提供第二RF电源，使得在所述处理腔室中的所述第一混合物生成第二等离子体，以产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质。
在一具体示例中，所述控制器，还用于控制所述偏压电极，如此，便于向所述偏压电极提供RF电源。
需要说明的是，本申请方案可使用任何等离子体源，比如，感应耦合的等离子体源、电容耦合的等离子体源等，对此不作限制。
在一具体示例中，所述等离子体腔室和所述处理腔室为同一腔室。
在一具体示例中，所述处理腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力在约5毫托-约70毫托的范围内，比如，在一些示例中，所述压力为5毫托；或者为70毫托，或者为15毫托，或者为30毫托，或者50毫托；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
源功率在约100瓦-约500瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约100瓦；或者为约500瓦，或者为约200瓦，或者为约300瓦，或者约450瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
中心功率在约50瓦-约200瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约50瓦；或者为约200瓦，或者为约100瓦，或者为约80瓦，或者约150瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可；
偏压功率在约100瓦-约500瓦范围内，比如，在一些示例中，所述源功率为约100瓦；或者为约500瓦，或者为约200瓦，或者为约300瓦，或者约450瓦；本申请方案对此不作限制，只需基于实际需要调整即可。
需要说明的是，以上所述的源功率和中心功率均为生成等离子体所需功率，实际应用中，还可以统称为功率，本申请方案对此不作限制。
需要说明的是，本申请方案中，术语“约”与数值的联合使用旨在所指数值的百分之十(10％)以内。
另外，需要说明的是，以上所述的源功率和中心功率均为生成等离子体所需功率，实际应用中，还可以统称为功率，本申请方案对此不作限制。
在本申请方案的一具体示例中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述组分调节气体能够使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；或者，所述组分调节气体能够使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度。
在本申请方案的一具体示例中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
在本申请方案的一具体示例中，所述刻蚀气体为八氟环丁烷C4F8。
在本申请方案的一具体示例中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、四氟化碳CF4中的至少一种。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体还包含有惰性气体；或者，所述工艺气体还包含有惰性气体和氧气。
在本申请方案的一具体示例中，所述工艺气体中各组分的体积比为：所述刻蚀气体：约10％-约30％；所述组分调节气体：约5％-约25％；所述氧气：约3％-约10％；所述惰性气体：约50％-约80％。
本发明实施例为上述方法的装置权项，因此，可参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
在一具体示例中，如图5所示，所述等离子体刻蚀机：
可包括限定竖直方向V和横向方向L的处理室(也即处理腔室)501。
可包括设置在处理室501的内部空间502内的基座(也即工件支撑件)504。基座504可被配置为在内部空间502内支撑衬底或本申请方案中待进行刻蚀处理的工件506。介电窗510位于基座504的上方，并充当内部空间502的顶板。介电窗510包括中心部分512和成角度的外围部分514。介电窗510在中心部分512中包括用于喷淋头520的空间，以将处理气体，比如刻蚀气体注入到内部空间502中。
在一些实施方式中，等离子体刻蚀机可以包括多个感应元件，例如初级感应元件530和次级感应元件540，用于在内部空间502中产生感应等离子体。初级感应元件530和次级感应元件540可以各自包括线圈或天线元件，当被供应RF功率时，其可以在处理室501的内部空间502中的处理气体中感应等离子体。例如，可以配置第一RF产生器590，以通过匹配网络592将电磁能提供给初级感应元件530。可以配置第二RF产生器596，以通过匹配网络594将电磁能提供给次级感应元件540。
尽管本申请方案使用了初级感应元件和次级感应元件等名词，但是，需要注意的是，术语初级和次级仅出于方便的目的而使用，并非用于限制本申请方案。而且，实际应用中，可以独立于初级线圈操作次级线圈。可以独立于次级线圈操作初级线圈。另外，在一些实施例中，等离子体刻蚀机可以仅具有单个感应耦合元件。
在一些实施方式中，等离子体刻蚀机可以包括围绕次级感应元件540设置的金属屏蔽件552。如此，金属屏蔽件552将初级感应元件530和次级感应元件540分开以减少初级感应元件530和次级感应元件540之间的串扰。
在一些实施方式中，等离子体刻蚀机可以包括设置在初级感应元件530和介电窗510之间的第一法拉第屏蔽件554。第一法拉第屏蔽件554可以是减小初级感应元件530和处理室501之间的电容耦合的开槽金属屏蔽件。如图5所示，第一法拉第屏蔽件554可装配在介电窗510的成角度的部分上方。
在一些实施方式中，金属屏蔽件552和第一法拉第屏蔽件554可以形成单一体550，以便于制造或其他目的。初级感应元件530的多匝线圈可以位于邻近该单一体550的第一法拉第屏蔽件554的位置。次级感应元件540可以位于接近该单一体550的金属屏蔽件552的位置，例如在金属屏蔽件552和介电窗510之间。
初级感应元件530和次级感应元件540在金属屏蔽件552的相对侧上的布置允许初级感应元件530和次级感应元件540具有不同的结构配置并执行不同的功能。例如，初级感应元件530可包括位于处理室501的外围部分附近的多匝线圈。初级感应元件530可用于基本的等离子体产生和在固有瞬态点火阶段期间的可靠启动。初级感应元件530可以耦合到强大的RF产生器和昂贵的自动调谐匹配网络，并且可以在增加的RF频率(例如约13.56MHz)下操作。
在一些实施方式中，次级感应元件540可以用于校正和辅助功能以及用于在稳态操作期间改善等离子体的稳定性。此外，由于次级感应元件540可主要用于校正和辅助功能以及在稳态操作期间改善等离子体的稳定性，因此次级感应元件540不必与初级感应元件530一样耦合到强大的RF产生器，因此可以进行不同且具有成本效益的设计，以克服与先前设计相关的困难。如下面详细讨论的，次级感应元件540也可以在较低的频率(例如约2MHz)下操作，从而允许次级感应元件540非常紧凑并且装配在介电窗顶部的有限空间中。
在一些实施方式中，初级感应元件530和次级感应元件540可以以不同的频率操作。频率可以足够不同以减少初级感应元件530和次级感应元件540之间的等离子体中的串扰。例如，施加到初级感应元件530的频率可以为施加到次级感应元件530的频率的至少约1.5倍。在一些实施例中，施加到初级感应元件530的频率可以是约13.56MHz，并且施加到次级感应元件540的频率可以在约1.75MHz到约2.15MHz的范围内。也可以使用其他合适的频率，例如约400kHz、约4MHz和约27MHz。尽管参考相对于次级感应元件540以更高频率操作的初级感应元件530来讨论本申请方案，但是本领域技术人员使用本文提供的公开内容应理解，可以在更高的频率下操作次级感应元件540而不偏离本公开的范围。
在一些实施方式中，次级感应元件540可以包括平面线圈542和磁通量集中器544。磁通量集中器544可以由铁氧体材料制成。将磁通量集中器与适当的线圈一起使用可以使次级感应元件540具有较高的等离子体耦合和良好的能量传输效率，并且可以显著降低其与金属屏蔽件552的耦合。在次级感应元件540上使用较低的频率(例如约2MHz)可增加表皮层，这也提高了等离子体加热效率。
在一些实施方式中，初级感应元件530和次级感应元件540可以承载不同的功能。例如，初级感应元件530可用于执行点火期间等离子体产生的基本功能，并为次级感应元件540提供足够的启动(priming)。初级感应元件530可以对等离子体和接地屏蔽件都具有耦合以稳定等离子体电势。与初级感应元件530关联的第一法拉第屏蔽件554避免了窗口溅射，并且可以用于向接地屏蔽件提供耦合。
可以在存在由初级感应元件530提供的良好等离子体启动的情况下操作附加线圈，因此，该附加线圈优选地对等离子体具有良好的等离子体耦合和良好能量传递效率。包括磁通量集中器544的次级感应元件540既对等离子体体积提供了良好的磁通量传递，同时也提供了次级感应元件540与周围的金属屏蔽件552的良好解耦。磁通量集中器544和次级感应元件540的对称驱动进一步减小了线圈端与周围的接地元件之间的电压幅度。这可以减少圆顶的溅射，但同时会给等离子体带来一些小的电容耦合，这可以用来辅助点火。在一些实施方式中，第二法拉第屏蔽件可以与该次级感应元件540结合使用以减少次级感应元件540的电容耦合。
在一些实施方式中，等离子体刻蚀机可包括设置在处理室501内的射频(RF)偏置电极560。等离子体刻蚀机还可包括设置在处理室501内的接地平面570，使得接地平面570沿着竖直方向V与RF偏置电极560间隔开。如图5所示，在一些实施方式中，RF偏置电极560和接地平面570可以设置在基座504内。
在一些实施方式中，RF偏置电极560可以经由合适的匹配网络582耦合到RF功率产生器580。当RF功率产生器580向RF偏置电极560提供RF能量时，可以从处理室501中的混合物产生等离子体，以直接暴露于衬底506。在一些实施方式中，RF偏置电极560可以限定沿着横向方向L在RF偏置电极560的第一端564和RF偏置电极560的第二端566之间延伸的RF区562。例如，在一些实施方式中，RF区562可以沿着横向方向L从RF偏置电极560的第一端564跨越到RF偏置电极560的第二端566。RF区562可进一步沿着竖直方向V在RF偏置电极560和介电窗510之间延伸。
应该理解的是，接地平面570沿着横向方向L的长度大于RF偏置电极560沿着横向方向L的长度。通过这种方式，接地平面570可以将由RF偏置电极560发射的RF能量引向衬底506。
需要说明的是，针对等离子体刻蚀机的描述中，术语“约”与数值的联合使用旨在所指数值的百分之十(20％)以内。
这里，图5所示结构仅为示例性的，实际应用中，等离子体刻蚀机还可以基于实际需求而包括其他功能组件等，本申请方案对此不作限制。
举例来说，在一具体示例中，基于mattson paradigmE XP2平台，一种配备有法拉第屏蔽的电感耦合等离子体腔室(也即处理腔室)，以完成刻蚀工艺。具体地，向包含有C4F8、O2、Ar的混合气体中，添加不同的CHF类气体(即包括C、H以及F三元素的气体)，也即化学通式CxHyFz的一种气体或多种气体，比如，添加CH2F2，或者，添加CHF3或CF4气体，实现氧化硅侧墙结构中顶部和底部氧化硅层的刻蚀。比如，如图1所示，加入CH2F2气体，使得碳基聚合物较多的沉积到顶部，减缓顶部的刻蚀速率。又比如，如图2所示，加入CHF3或者CF4，则可以使碳基聚合物较多的沉积到底部，减缓底部的刻蚀速率。这样，通过加入的CHF类气体来调整元素比例，即可使得氧化硅侧墙结构中顶部和底部的氧化硅同时被打开，从而减少对衬底硅的过刻蚀时间，降低衬底硅的过多损失。
本申请方案还提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括以上所述的方法处理得到的工件；所述工件包括衬底和形成于所述衬底上的侧墙结构，其中，所述工件中被刻蚀掉的所述衬底的高度为：约2纳米-约4纳米。比如，约2纳米，或者约3纳米，或约3.2纳米，或者约4纳米等，如此，相比于现有技术而言，本申请方案减小了过刻蚀的高度，提升了精细化程度，为实现小型化奠定了基础。
在一示例中，所述半导体器件可以具体为逻辑处理器，存储器等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种用于处理工件的方法，其特征在于，包括：
将工件置于腔室中的工件支撑件上，所述工件上形成有侧墙结构；
选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比以处理所述工件；其中，所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；
使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物；其中，所述工艺气体包括蚀刻气体和所述组分调节气体；
将所述工件暴露在所述混合物中，以在所述侧墙结构的至少部分区域上形成聚合物层，以及刻蚀所述侧墙结构的至少部分区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述选择组分调节气体，调整碳与氟的体积比，包括：
选择所述组分调节气体使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；或者，
选择所述组分调节气体使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述刻蚀气体为八氟环丁烷C4F8。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、四氟化碳CF4中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述工艺气体还包含有惰性气体；或者，所述工艺气体还包含有惰性气体和氧气。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
所述刻蚀气体：约10％-约30％；
所述组分调节气体：约5％-约25％；
所述氧气：约3％-约10％；
所述惰性气体：约50％-约80％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力：约5毫托-约70毫托；
源功率：约100瓦-约500瓦；
中心功率：约50瓦-约200瓦；
偏压功率：约100瓦-约500瓦。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使用工艺气体生成的一种或多种等离子体产生一种或多种物质，以得到混合物，包括：
向感应线圈提供第一射频RF电源使所述工艺气体生成第一等离子体，以在所述腔室中产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质；
向偏压电极提供第二RF电源使得在所述第一混合物中生成第二等离子体，以在所述腔室中产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质；
其中，所述将所述工件暴露在所述混合物中，包括：
将所述工件暴露在所述第二混合物中。
11.一种等离子体刻蚀机，其特征在于，至少包括：
等离子体腔室，用于接收工艺气体；
处理腔室，设置有用于支撑工件的工件支撑件，其中，所述工件上形成有侧墙结构；所述工件支撑件中设置有偏压电极；
气体输送系统，用于使组分调节气体流动，其中，所述组分调节气体调整碳与氟的体积比以处理所述工件；所述组分调节气体包含符合化学通式CxHyFz的一种或多种分子；x和z为大于零的自然数，y为大于或等于零的自然数；所述碳与氟的体积比控制所述侧墙结构上形成的碳基聚合物的分布；
感应元件，用于诱导在所述等离子体腔室中产生等离子体；
偏压源，用于向所述偏压电极提供RF电源；
控制器，用于控制所述气体输送系统、所述感应元件和所述偏压源以实施蚀刻工艺，所述蚀刻工艺包括如下操作：
控制所述组分调节气体进入所述等离子体腔室；
控制刻蚀气体进入所述等离子体腔室；
向所述感应元件提供第一RF电源，使所述工艺气体生成第一等离子体，以产生第一混合物；所述第一混合物包含一种或多种第一物质，所述工艺气体包括所述组分调节气体和所述刻蚀气体；
向所述偏压电极提供第二RF电源，使得在所述处理腔室中的所述第一混合物生成第二等离子体，以产生第二混合物，所述第二混合物包括一种或多种第二物质。
12.根据权利要求11所述的等离子体刻蚀机，其中，所述聚合物层的第一部分形成于所述侧墙结构的第一区域，所述聚合物层的第二部分形成于所述侧墙结构的第二区域；所述第一区域高于所述第二区域；所述第一部分的第一厚度不同于所述第二部分的第二厚度。
13.根据权利要求12所述的等离子体刻蚀机，其中，所述组分调节气体能够使碳与氟的第一体积比大于或等于预设比例，使得所述第一厚度大于所述第二厚度；或者，
所述组分调节气体能够使碳与氟的第二体积比小于所述预设比例，使得所述第一厚度小于所述第二厚度。
14.根据权利要求11或13所述的等离子体刻蚀机，其中，所述侧墙结构为氧化物侧墙结构。
15.根据权利要求11所述的等离子体刻蚀机，其中，所述刻蚀气体为八氟环丁烷C4F8。
16.根据权利要求11或15所述的等离子体刻蚀机，其中，符合化学通式CxHyFz的气体包括：二氟甲烷CH2F2、三氟甲烷CHF3、四氟化碳CF4中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的等离子体刻蚀机，其中，所述工艺气体还包含有惰性气体；或者，所述工艺气体还包含有惰性气体和氧气。
18.根据权利要求17所述的等离子体刻蚀机，其中，所述工艺气体中各组分的体积比为：
所述刻蚀气体：约10％-约30％；
所述组分调节气体：约5％-约25％；
所述氧气：约3％-约10％；
所述惰性气体：约50％-约80％。
19.根据权利要求11所述的等离子体刻蚀机，其中，所述等离子体腔室和所述处理腔室为同一腔室。
20.根据权利要求19所述的等离子体刻蚀机，其中，所述腔室的处理参数包括以下参数中的一个或多个：
压力：约5毫托-约70毫托；
源功率：约100瓦-约500瓦；
中心功率：约50瓦-约200瓦；
偏压功率：约100瓦-约500瓦。
21.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括权利要求1至10任一项所述方法处理得到的工件，所述工件包括衬底和形成于所述衬底上的侧墙结构，其中，所述工件中被刻蚀掉的所述衬底的高度为：约2纳米-约4纳米。
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