一种等离子体刻蚀方法及硅浅沟槽隔离方法
【专利摘要】本发明提供一种等离子体刻蚀方法及硅浅沟槽隔离方法。等离子体刻蚀方法基于的等离子体设备包括反应腔室、下电极和射频电源，在所述反应腔室的顶部设有介质窗，所述射频电源从所述介质窗向所述反应腔室内施加射频能量，用于承载加工件的所述下电极设置在所述反应腔室内的底部并与所述介质窗相对，向所述下电极施加功率，并使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位。该等离子体刻蚀方法可以减少晶片表面缺陷的数量。
【专利说明】一种等离子体刻蚀方法及硅浅沟槽隔离方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子加工【技术领域】，具体涉及一种等离子体刻蚀方法及硅浅沟槽隔离方法。
【背景技术】
[0002]等离子体刻蚀技术是加工诸如芯片等半导体器件的常用技术手段，其基本原理是利用射频电源向反应腔室内传输射频能量，以使反应腔室内的工艺气体激发成等离子体，再利用等离子体对加工半导体器件进行加工。
[0003]目前，射频能量是通过设置在反应腔室顶部的介质窗传输至反应腔室内。在等离子体刻蚀过程中，部分刻蚀产物可能沉积在包括介质窗在内的反应腔室的室壁上。当刻蚀产物的厚度积累到一定厚度时，刻蚀产物会自反应腔室的室壁脱落并再次进入反应环境。这些再次进入反应环境中的刻蚀产物很容易直接或间接地在晶片表面造成缺陷，影响半导体器件的质量。
[0004]例如，在制作65nm以下技术代的娃潜沟槽隔离(Shallow Trench Isolation,以下简称STI)工艺中，通常在同一反应腔室内依次进行抗反射层打开、硬掩膜打开以及沟槽刻蚀。
[0005]由于使用的光刻胶较软，在等离子体刻蚀时很容易导致线边缘粗糙度(LinerEdge Roughness,以下简称LER)现象。因此,在实施硬掩膜打开(Hard Mask Open,简称HMO)步骤之前，还需要进行固化(Cure)步骤，以将光刻胶固化。目前固化步骤采用的主要工艺参数详见表1-1。
[0006]表 1-1
[0007]
【权利要求】
1.一种等离子体刻蚀方法，其基于的等离子体设备包括反应腔室、下电极和射频电源，在所述反应腔室的顶部设有介质窗，所述射频电源从所述介质窗向所述反应腔室内施加射频能量，用于承载加工件的所述下电极设置在所述反应腔室内的底部并与所述介质窗相对，其特征在于，向所述下电极施加功率，并使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位。
2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀方法，其特征在于，通过射频电源向所述下电极施加功率，并使所述下电极获得负的直流电压，而且所述下电极的电位比所述介质窗的电位低至少10V。
3.根据权利要求2所述的等离子体刻蚀方法，其特征在于，所述下电极的电位比所述介质窗的电位低至少15V。
4.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀方法，其特征在于，施加在所述下电极的功率为5?30W的射频功率，以使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位。
5.根据权利要求4所述的等离子体刻蚀方法，其特征在于，施加在所述下电极的功率为10?20W的射频功率，以使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位。
6.—种娃浅沟槽隔离方法,其特征在于,包括: 步骤A.提供等离子体加工设备，所述等离子体加工设备包括反应腔室、下电极和射频电源，在所述反应腔室的顶部设有介质窗，所述射频电源从所述介质窗向所述反应腔室内施加射频能量，用于承载加工件的所述下电极设置在所述反应腔室内的底部并与所述介质窗相对； 步骤B.在晶片的表面制作刻蚀阻挡层； 步骤C.利用图形化工艺在所述刻蚀阻挡层表面制作光掩膜图形； 步骤D.使所述光掩膜图形固化，并在固化所述光掩膜图形时，向所述下电极施加功率，并使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位； 步骤E.刻蚀所述晶片的表面，以在所述晶片的表面获得沟槽； 步骤F.利用氧基刻蚀气体形成的等离子体将所述晶片表面的光刻胶去除，并在去除所述光刻胶时，向所述下电极施加功率，并使所述下电极的电位低于所述介质窗的电位。
7.根据权利要求6所述的硅浅沟槽隔离方法，其特征在于，在步骤D和步骤F中，向所述下电极施加5?30W的射频功率。
8.根据权利要求7所述的硅浅沟槽隔离方法，其特征在于，在步骤D和步骤F中，向所述下电极施加10?20W的射频功率。
9.根据权利要求6所述的硅浅沟槽隔离方法，其特征在于，在所述步骤D中，反应腔室内的压力为5?20mTorr，施加在所述上电极功率为800?1200W，HBr气体的流量为10?300sccm，刻蚀时间为30?60s。
10.根据权利要求6所述的硅浅沟槽隔离方法，其特征在于，在所述步骤E中，反应腔室内的压力为15?60mTorr，施加在所述上电极功率为800?1200W，氧气的流量为10?300sccm，刻蚀时间为30?60s。
【文档编号】H01J37/32GK103681192SQ201210345242
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】邢涛 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司