专利名称：一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种有机物层的等离子刻蚀方法。
背景技术：
刻蚀工艺是指在制造半导体器件过程中采用化学溶液或腐蚀性气体或等离子体 除去基片内或基片表面膜层中不需要的部分的工艺。通常主要用化学溶液进行刻蚀的方法 为湿法刻蚀，采用腐蚀性气体或等离子体进行刻蚀的方法为干法刻蚀。目前，可以使电路图 形变得更精细的干法刻蚀得到越来越广泛的使用。湿法刻蚀中，用强酸的化学反应进行各向同性刻蚀，即使被掩膜覆盖的部分也可 以被刻蚀。相反，干法刻蚀用反应离子刻蚀，其中，用例如等离子态的卤素的腐蚀性化学气 体和等离子态离子进行刻蚀。因此，干法刻蚀可以实现只在基片上按垂直方向进行刻蚀的 各向异性刻蚀，所以，干法刻蚀适用于要求高精度的精细工艺，例如，适用于甚大规模集成 电路(VLSI)工艺。传统的等离子处理装置包含导入处理气体的反应腔室，所述反应腔室内配置有由 一对上部电极和下部电极组成的平行平板电极也称电容耦合型反应腔(CCP)。在将处理气 体导入反应腔室内的同时，在上下部电极间施加高频电压，在电极间形成高频电场，在高频 电场的作用下形成处理气体的等离子体。等离子处理装置也可以是电感耦合型的(ICP)，射 频电源施加到电感线圈，线圈中的电磁场扩散到反应腔中产生等离子。现有工艺在刻蚀以现有工艺在刻蚀绝缘层或低k介电层(主要成份为Si02，或 SiOC)时，形成通孔图形的过程中，现在技术发展趋势要求绝缘层上刻蚀的过孔或沟槽越来 越深，深宽比(aspect ratio)越来越大。在这种情况下绝缘层上的掩膜层要求就越来越高， 原有光阻层由于不够坚固在向下刻蚀中会损坏，所以现在大量采用无定型碳作为刻蚀绝缘 层时的硬掩膜层。在正式刻蚀绝缘层前要先利用图形化的光阻刻蚀形成用于刻蚀无定型碳 层的掩膜层，通常该掩膜层是含硅的无机物层。然后利用该掩膜层刻蚀无定型碳层。在刻 蚀含碳层时通常用含氧气体来与碳反应，再添加侧壁保护气体比如含硫气体或聚合物形成 气体以保护侧壁防止被刻蚀。现有技术中在刻蚀有机物层时，通常将含氧的刻蚀气体(比如，02)和其他可以改 善弓形形貌的反应气体(比如，cos)在进入反应腔的反应区域之前混合，混合后再输入至 反应区域对基片作刻蚀处理。但是在实际的刻蚀过程中，研究人员发现，利用这样的气体成 分混合后通入反应腔刻蚀会出现基片中间区域获得较佳刻蚀效果，而基片边缘区域出现严 重的弓形(bowing)情况。而且，这种情况很难被改善，因为含氧的刻蚀气体和可以改善弓 形形貌的反应气体在进入反应区域之前就已经被混合，所以二者的气体比例相对于基片的 中间区域和边缘区域是相同的、并且是固定不可调节的，因而即使调整中间和边缘的混合 气体进气量比率仍然不能有效改善这一情况，最终出现基片的中间区域和边缘区域出现不 均一的刻蚀形貌。所以业界需要一个全面解决有机物层等离子刻蚀中实现在整个基片表面实现高均一性刻蚀形貌的刻蚀方法。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种有机物层的等离子刻蚀方法，在保证刻蚀速率的同 时实现在整个基片平面上获得均一的刻蚀形貌效果，提高良品率。为解决上述问题，本发明提出一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步 骤放置待处理基片到一等离子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层， 该有机物层上方有图形化的掩膜层；通过一供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片中 心区域对应的第一反应区域供应一含氧刻蚀气体，并通过所述供气装置向所述等离子反应 腔内与所述基片边缘区域对应的第二反应区域供应一侧壁保护气体，所述含氧刻蚀气体与 侧壁保护气体在通入反应腔后扩散混合并在所述第一反应区域和第二反应区域分别形成 不同混合比的反应气体，从而沿所述掩膜层上的图形刻蚀有机物层直到达到目标深度。其中侧壁保护气体成份可以是聚合物形成气体，其分子式为CxHy或CxHyFz，其中 x、y与z均为大于或等于1的自然数。比如CH4或C2H4或C3H6或C3H8或CHF3或CH2F2 或CH3F或所列反应气体中的至少两种的混合气体。侧壁保护其它也可以是含硫气体比如 COS, H2S，S02中的一种。其中刻蚀气体是含氧刻蚀气体，含氧气体包括02，C02, CO中的一 种。根据本发明的另一方面，提出一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步 骤放置待处理基片到等离子反应腔的基座上，其中基片上包括待刻蚀的有机物层，该有机 物层上方有图形化的掩膜层；通过与基片中心区域对应的供气装置第一反应区域向放置在 基座的基片供应主要成分是含氧气体的第一刻蚀气体，通过与基片边缘区域对应的供气装 置第二反应区域向放置在基座的基片供应主要成分是侧壁保护气体的第二刻蚀气体；所述 第一刻蚀气体与第二刻蚀气体在通入反应腔后扩散混合并在基片上方的中心和边缘区域 形成不同混合比的反应气体，其中中心区域含氧气体浓度高于侧壁保护气体，边缘区域侧 壁保护气体浓度高于含氧气体，沿掩膜层上的图形刻蚀有机物层直到达到目标深度。其中 第一刻蚀气体中含氧成分刻蚀气体流量是侧壁保护气体流量的3倍以上，第二刻蚀气体中 侧壁保护气体的流量是含氧成分刻蚀气体流量的2倍以上。根据本发明的再一方面，提出一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步 骤放置待处理基片到一等离子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层； 通过一供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应一 第一成份的刻蚀气体，并通过所述供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域对 应的第二反应区域供应一第二成份的刻蚀气体，所述第一成份的刻蚀气体与第二成份的刻 蚀气体在通入反应腔后扩散混合并在所述第一反应区域和第二反应区域分别形成不同混 合比的反应气体，从而刻蚀所述基片上的有机物层直到达到目标深度；在前述刻蚀过程中， 选择性地单独控制所述第一刻蚀气体的供应流量，或者，单独控制所述第二刻蚀气体的供 应流量，或者，同步控制所述第一刻蚀气体的供应流量和所述第二刻蚀气体的供应流量，从 而调节所述第一反应区域和第二反应区域内各自反应气体的混合比，以实现在基片中心区 域和基片边缘区域获得不同的刻蚀形貌。与现有技术相比，本发明具有以下优点通过改变刻蚀气体和侧壁保护气体的供
5气方式实现整个基片表面具有不同的刻蚀气体和侧壁保护其它的混合比，最终抵消其它因 素造成的刻蚀不均一效果实现均一的刻蚀效果。
图la是现有技术在边缘区域出现侧壁弓形形貌时的含碳层结构；图lb是本发明实现最佳刻蚀效果时的含碳层结构示意图；图lc是现有技术在中心区域出现侧壁保护过度时含碳层结构；图2a至2d为根据本发明的多个具体实施例的等离子刻蚀装置结构示意图。
具体实施例方式现有技术采用混合后的刻蚀气体与侧壁保护气体进行刻蚀，刻蚀气体是含氧气体 比如02，C02, CO中的一种或混合气体。侧壁保护气体可以是含硫气体(比如COS)，可以 在含碳层刻蚀形成的侧壁形成坚固的保护层，防止侧壁被刻蚀而形成弓形。侧壁保护气体 也可以是聚合物形成气体(比如碳氢化合物或氟碳氢化合物)，以在刻蚀形成的侧壁构成 足够厚的聚合物。由于刻蚀反应腔硬件结构的限制，必然会出现基片中心区域与边缘区域 等离子密度不均(中间高、边缘低)，同时边缘区域还会受到排气装置抽气的影响造成气体 浓度降低。这些因素都导致在含碳层刻蚀时基片的中心区域和边缘区域所出现的刻蚀形 成的沟槽轮廓不同。举例说明，研发人员在实验中发现，在将02以lOOsccm与COS气体以 50sccm混合后再通入反应腔，通过调试其它参数和硬件要素可以在基片中间获得如图lb 所示理想的刻蚀结果，图中标号30表示形成图形后的掩膜层，通常该掩膜层是含硅的无机 材料，以获得相对下面的有机物层40更高的选择比。如图lb中所示，理想的刻蚀结果下刻 蚀形成的沟道侧壁是基本垂直的，这样能更精确地将掩膜层30上的图形转移到有机物层 40上，并进一步地用有机物层40作为硬掩膜刻蚀下面的含硅绝缘层。虽然采用调试后的参 数能在基片中心区域获得理想效果，但是同时基片的边缘位置刻蚀形成的沟槽却会出现严 重的侧壁刻蚀而形成弓形侧壁(bowing)，如图la所示。研发人员如果将混合气体中的侧壁 保护气体流量增加达到lOO/lOOsccm的混合比，则基片边缘区域的侧壁刻蚀情况会得到改 善，能够达到图lb的效果。但是此时基片中心区域由于侧壁保护气体过多造成刻蚀不足， 形成倒梯形刻蚀侧壁轮廓，如图lc所示，同样不能将掩膜层30上的图形精确地转移到有机 物层40上。为了解决基片中心区域和边缘区域刻蚀效果不能兼顾的问题，本案发明人经过研 究和经过多次实验测试发现，影响有机物层刻蚀效果的主要因素是反应区域内位于基片上 方的刻蚀气体和侧壁保护气体的混合比。现有技术的做法无论修改哪个气体(含氧气体或 含硫气体)的流量都不能解决基片中心区域和边缘区域刻蚀效果不能兼顾的问题，原因是 这两种反应气体在进入反应腔内的反应区域之前就已经混合，所以最后到达基片表面的中 心区域和边缘区域的气体混和比是相同的和固定的，所以在相同气体混合比情况下没法抵 消由于前述等离子密度和气体浓度的不同带来的刻蚀效果的不同。本发明根据这一发现提出了在基片表面的不同区域(比如，中心区域和边缘区 域)形成不同的刻蚀气体和侧壁保护气体的混合比，这些不同的混合比产生的刻蚀效果可 以抵消其它参数不均造成的刻蚀效果不均的问题。由此，本发明提供一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，其包括以下步骤放置待处理基片到一等离子反应腔的基座上，其中所述 基片上包括待刻蚀的有机物层，该有机物层上方有图形化的掩膜层；通过一供气装置向所 述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应一含氧刻蚀气体，并通过 所述供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域对应的第二反应区域供应一侧 壁保护气体，所述含氧刻蚀气体与侧壁保护气体在通入反应腔后扩散混合并在所述第一反 应区域和第二反应区域分别形成不同混合比的反应气体，从而沿所述掩膜层上的图形刻蚀 有机物层直到达到目标深度。具体地，前述含氧刻蚀气体包括02，⑶2，CO中的一种或至少两种的混合物。所述 侧壁保护气体包括含硫气体或不含硫的聚合物形成气体；所述不含硫的聚合物形成气体包 括CxHy或CxHyFz成份的气体，其中x、y、z都是自然数；所述含硫气体包括COS、H2S、CS2、 S2C12中的一种或所列气体中的至少两种的混合物。具体地，所述第一反应区域是指位于等离子反应腔内、与基片中心区域相对应、并 且介于基片中心区域与上电极之间的一段垂直区域。在此第一反应区域内，反应气体主要 源于通过供气装置供应的含氧刻蚀气体，因而，在此区域内，由氧形成的等离子体将占主 导，因而，刻蚀反应将主要源于氧形成的等离子体。具体地，所述第二反应区域是指位于等离子反应腔内、与基片边缘区域相对应、并 且介于基片边缘区域与上电极之间的一段垂直区域。在此第二反应区域内，反应气体主要 源于通过供气装置供应的侧壁保护气体，因而，在此区域内，由侧壁保护气体形成的等离子 体将占主导，因而，刻蚀反应将主要源于侧壁保护气体形成的等离子体。由此，在基片的中心区域和边缘区域分别具有不同的占主导性的等离子体，从而 可以分别控制中心区域和边缘区域的等离子刻蚀，最终，在整个基片表面实现高均一性刻 蚀形貌。为了获得更佳的发明效果，在实施本发明的方法过程中，还可以单独控制所述含 氧刻蚀气体的供应流量，或者，单独控制所述侧壁保护气体的供应流量，或者，同步控制所 述含氧刻蚀气体的供应流量和所述侧壁保护气体的供应流量，从而调节所述第一反应区域 和第二反应区域内各自反应气体的混合比。更进一步地，在实施本发明的方法过程中，还可以向所述第一反应区域和/或第 二反应区域通入Ar。请参看图2a所示来详细说明本发明的刻蚀方法，等离子刻蚀机包括反应腔1，反 应腔内包括安放基片的基座22，基座上包括固定基片的夹盘21，夹盘21通常可以是静电夹 盘(ESC)，也可以是传统的机械夹盘。待加工的基片或基片20被放置固定在夹盘21上。在 夹盘的外环还有边缘环23，通过对边缘环23选择不同的材料和形状实现等离子体在边缘 区域具有与中心更接近的电场强度和更水平的等势线。基座22内还有由导体材料组成的 下电极接受来自射频电源的能量，以在基片上方的加工区域内产生等离子体并调整离子入 射的能量分布。等离子刻蚀机于反应腔1内部上方与基台相对的位置还包括一个供气装置 10，图示中示意性地表示为一圆盘形气体分布装置，该供气装置10包括互相气体隔离的内 圆区域与外环区域，即包括与基片中心区域相对的第一部分11 (即，内圆区域)以及与基片 边缘区域相对的第二部分12 (即，外环区域)，所述第一部分11与第二部分12上分别设置 若干个气体分布孔。其中第一部分11与第二部分12是互相隔离、分立的。供气装置10的第一部分11与气源110通过一个流量阀门相连通。供气装置10的第二部分12与气源120 通过一个流量阀门相连通。其中气源110只提供主要用于刻蚀的气体，如02，C02, CO中的 一种或混合气体。气源120只提供主要用于侧壁保护的气体，如含硫气体C0S，H2S，S02或 者也可以是聚合物生成气体，如CH4等碳氢化合物或碳氢氟化合物。在刻蚀气体被通入供 气装置10的第一部分11后开始在反应腔内扩散形成中间高边缘低的刻蚀气体浓度分布。 同样侧壁保护气体在通入第二部分12后也开始扩散形成边缘高中间低的侧壁保护气体浓 度分布。两者气体扩散后互相混合，在到达基片表面时形成具有从中心到边缘连续变化的 混合比的反应气体。其中基片中心区域具有较多的刻蚀气体和较少的侧壁保护气体，防止 在中心区域刻蚀形成图lc所示的刻蚀不足，基片边缘区域有更多的侧壁保护气体和更少 的刻蚀气体，防止刻蚀形成如图la所示的弓形侧壁。最终达到在整个基片表面实现均一 的刻蚀形貌。采用本发明方法在不改变原有气体配比情况下中间只通入lOOsccm刻蚀气 体，边缘只通入50sCCm侧壁保护气体，最终刻蚀效果显示基片中间和边缘区域均能获得如 图la所示的理想的刻蚀形状。根据本发明原理，要在整个基片表面形成连续变化的气体混合比，除了在基片中 心区域和边缘区域分别通入纯的刻蚀气体和侧壁保护气体外，也可以在中心区域通入少 量侧壁保护气体，以调节中心区域的气体浓度比，只要在中心区域刻蚀气体的流量远大 于侧壁保护气体的流量，仍能实现本发明方法。比如，刻蚀气体与侧壁保护气体的流量 比大于3倍(100/33sCCm)；同样，在边缘区域也可以通入少量刻蚀气体，只要保证基片边 缘区域侧壁保护气体仍然占主导就可以，比如侧壁保护气体是刻蚀气体流量的2倍以上 (25/50sccm)。本发明供气装置除了如图2a所示安装在反应腔顶部的圆盘形状气体分布装置 外，也可以是如图2b所示的包括设置于等离子反应腔顶部的朝所述第一反应区域喷气的 气体分布装置11和设置于靠近基片边缘区域的朝所述第二反应区域喷气的供气喷头12’。 供气喷头12’是以气体喷头的形状伸入反应腔内部，将反应气体喷向目标区域。请参看图 2b，供气装置的第一部分11仍然是与图2a中相同的圆盘形气体喷淋头，但是气体分布装置 的第二部分12可以是图2b中所示的通入反应腔的供气喷头12’，以直接喷射气体到目标 区域。该供气喷头12’除了图2b所示可以配置在反应腔顶部外，也可以配置在反应腔侧壁 (如图2c中所示的12”)，使喷入的气流与基片表面所在的平面呈一定角度(比如45度)， 以向基片边缘部分喷射反应气体，供气喷头12’也可以是安装在靠近基片边缘位置，比如设 置于围绕基片边缘的基座上或基座附近的边缘环23的位置(如图2d所示的12”’)。由于 从上述供气喷头通入的气体都首先被定向地喷射到待刻蚀的基片边缘，然后再通过气体扩 散到达基片中心，所以采用这些供气喷头喷射也能实现侧壁保护气体从基片中心区域到边 缘区域连续改变的浓度分布。同样道理，供气装置的第一部分也可以选用供气喷头喷射以 向基片中心区域供气，同样可以实现刻蚀气体(如含氧气体)的浓度在基片表面从中心区 域到边缘区域的逐渐递减的分布。本发明图2a，2b中的气体分布装置11可以是由导体材料制成，比如石墨，晶体硅 或碳化硅等，这些圆盘形的气体分布装置同时作为上电极与基座中的下电极电容耦合使反 应气体被电离。跟据本发明原理本发明的等离子发生机制也可以是电感耦合型的，即在反 应腔的顶部或外侧有一通有射频功率的线圈，线圈产生的电磁场穿透顶部或侧壁的窗口到达反应腔内最终形成等离子体，其中窗口通常是由绝缘材料制成。本发明利用将刻蚀气体与侧壁保护气体隔离后，分别通入反应腔中与基片中心和 边缘部分相对应的区域，通入后的两种气体通过扩散并混合，最终达到刻蚀气体和侧壁保 护气体的混合比在整个基片表面逐渐变化，最终实现在整个基片表面对有机物层的均勻刻 蚀。应当理解，根据本发明的实质和发明精神，本发明也可以有其他的实施方法的变 形，这些变形均不脱离本发明的本质，因而也属于本发明的保护范围。比如，一种刻蚀有机 物层的等离子刻蚀方法，包括以下步骤放置待处理基片到等离子反应腔的基座上，其中所 述基片上包括待刻蚀的有机物层，该有机物层上方有图形化的掩膜层；通过一供气装置向 所述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应主要成分是含氧气体 的第一刻蚀气体，以及向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域对应的第二反应区域供 应主要成分是侧壁保护气体的第二刻蚀气体；所述第一刻蚀气体与第二刻蚀气体在通入反 应腔后扩散混合并在基片上方的中心区域和边缘区域形成不同混合比的反应气体，其中中 心区域的含氧气体浓度高于侧壁保护气体，边缘区域的侧壁保护气体浓度高于含氧气体， 进而沿掩膜层上的图形刻蚀有机物层直到达到目标深度。可选择地，使用本刻蚀方法时，还 可以单独控制所述第一刻蚀气体的供应流量，或者，单独控制所述第二刻蚀气体的供应流 量，或者，同步控制所述第一刻蚀气体的供应流量和所述第二刻蚀气体的供应流量，从而调 节所述第一反应区域和第二反应区域内各自反应气体的混合比。本发明的方法也可以扩展变形为如下的刻蚀方法一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步骤放置待处理基片到一等离 子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层；通过一供气装置向所述等离 子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应一第一成份的刻蚀气体，并通过 所述供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域对应的第二反应区域供应一第 二成份的刻蚀气体，所述第一成份的刻蚀气体与第二成份的刻蚀气体在通入反应腔后扩散 混合并在所述第一反应区域和第二反应区域分别形成不同混合比的反应气体，从而刻蚀所 述基片上的有机物层直到达到目标深度；在前述刻蚀过程中，选择性地单独控制所述第一 刻蚀气体的供应流量，或者，单独控制所述第二刻蚀气体的供应流量，或者，同步控制所述 第一刻蚀气体的供应流量和所述第二刻蚀气体的供应流量，从而调节所述第一反应区域和 第二反应区域内各自反应气体的混合比，以实现在基片中心区域和基片边缘区域获得不同 的刻蚀形貌。其中，所述第一成份的刻蚀气体为含氧刻蚀气体，所述第二成份的刻蚀气体为侧 壁保护气体。或者，所述第一成份的刻蚀气体为侧壁保护气体，所述第二成份的刻蚀气体为 含氧刻蚀气体。其中，所述的供气装置可以有各种实施方式，只要能提供相互分立并且不相连通 的第一路径和第二路径，所述第一成份的刻蚀气体和第二成份的刻蚀气体分别通过此第一 路径和第二路径被分立地供应至等离子反应腔内。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步骤放置待处理基片到一等离子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层，该有机物层上方有图形化的掩膜层；通过一供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应一含氧刻蚀气体，并通过所述供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域对应的第二反应区域供应一侧壁保护气体，所述含氧刻蚀气体与侧壁保护气体在通入反应腔后扩散混合并在所述第一反应区域和第二反应区域分别形成不同混合比的反应气体，从而沿所述掩膜层上的图形刻蚀有机物层直到达到目标深度。
2.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，还包括单独控制所述含氧刻蚀气体的 供应流量，或者，单独控制所述侧壁保护气体的供应流量，或者，同步控制所述含氧刻蚀气 体的供应流量和所述侧壁保护气体的供应流量，从而调节所述第一反应区域和第二反应区 域内各自反应气体的混合比。
3.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述含氧刻蚀气体包括02，C02,CO中 的一种或至少两种的混合物。
4.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述侧壁保护气体包括含硫气体或不 含硫的聚合物形成气体。
5.如权利要求4所述的刻蚀方法，其特征在于，所述不含硫的聚合物形成气体包括 CxHy或CxHyFz成份的气体，其中x、y、z都是自然数。
6.如权利要求4所述的刻蚀方法，其特征在于，所述含硫气体包括C0S、H2S、CS2、S2C12 中的一种或所列气体中的至少两种的混合物。
7.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，还包括向所述第一反应区域和/或第二 反应区域通入Ar。
8.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述有机物层是无定形碳层。
9.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述掩膜层包括含硅的材料层。
10.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述供气装置是圆盘形气体分布装 置，其包括互相气体隔离的内圆区域与外环区域，所述内圆区域与外环区域上分别设置若 干个气体分布孔，所述内圆区域与基片中心区域相对应，所述外环区域与和基片边缘区域 相对应。
11.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述供气装置包括设置于等离子反应 腔顶部的朝所述第一反应区域喷气的气体分布装置和设置于靠近基片边缘区域的朝所述 第二反应区域喷气的供气喷头。
12.如权利要求11所述的刻蚀方法，其特征在于，所述供气喷头设置于等离子反应腔 的顶部或侧壁，或者设置于围绕基片边缘的基座上或基座附近。
13.如权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述等离子反应腔是电容耦合型 (CCP)或电感耦合型(ICP)的反应腔。
14.一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步骤放置待处理基片到等离子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层， 该有机物层上方有图形化的掩膜层；通过一供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供应主要成分是含氧气体的第一刻蚀气体，以及向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区域 对应的第二反应区域供应主要成分是侧壁保护气体的第二刻蚀气体；所述第一刻蚀气体与第二刻蚀气体在通入反应腔后扩散混合并在基片上方的中心区 域和边缘区域形成不同混合比的反应气体，其中中心区域的含氧气体浓度高于侧壁保护气 体，边缘区域的侧壁保护气体浓度高于含氧气体，进而沿掩膜层上的图形刻蚀有机物层直 到达到目标深度。
15.如权利要求14所述的刻蚀方法，其特征在于，还包括单独控制所述第一刻蚀气体 的供应流量，或者，单独控制所述第二刻蚀气体的供应流量，或者，同步控制所述第一刻蚀 气体的供应流量和所述第二刻蚀气体的供应流量，从而调节所述第一反应区域和第二反应 区域内各自反应气体的混合比。
16.一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，包括以下步骤放置待处理基片到一等离子反应腔的基座上，其中所述基片上包括待刻蚀的有机物层；通过一供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片中心区域对应的第一反应区域供 应一第一成份的刻蚀气体，并通过所述供气装置向所述等离子反应腔内与所述基片边缘区 域对应的第二反应区域供应一第二成份的刻蚀气体，所述第一成份的刻蚀气体与第二成份 的刻蚀气体在通入反应腔后扩散混合并在所述第一反应区域和第二反应区域分别形成不 同混合比的反应气体，从而刻蚀所述基片上的有机物层直到达到目标深度；在前述刻蚀过程中，选择性地单独控制所述第一刻蚀气体的供应流量，或者，单独控制 所述第二刻蚀气体的供应流量，或者，同步控制所述第一刻蚀气体的供应流量和所述第二 刻蚀气体的供应流量，从而调节所述第一反应区域和第二反应区域内各自反应气体的混合 比，以实现在基片中心区域和基片边缘区域获得不同的刻蚀形貌。
17.如权利要求16所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一成份的刻蚀气体为含氧刻 蚀气体，所述第二成份的刻蚀气体为侧壁保护气体。
18.如权利要求16所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一成份的刻蚀气体为侧壁保 护气体，所述第二成份的刻蚀气体为含氧刻蚀气体。
19.如权利要求16所述的刻蚀方法，其特征在于，所述供气装置包括相互分立并且不 相连通的第一路径和第二路径，所述第一成份的刻蚀气体和第二成份的刻蚀气体分别通过 此第一路径和第二路径被分立地供应至等离子反应腔内。
全文摘要
一种刻蚀有机物层的等离子刻蚀方法，为解决刻蚀有机物层时基片的中心区域和边缘区域刻蚀效果不均一的问题。本发明的刻蚀方法提出了利用气体分布装置在对应基片中心区域供应刻蚀气体，在对应基片边缘区域供应侧壁保护气体。其中刻蚀气体和侧壁保护气体在进入反应腔内基片上方的反应区域前互相隔离。当刻蚀气体和侧壁保护气体从气体分布装置通入反应腔后逐渐扩散混合，最后在基片表面得到刻蚀气体与侧壁保护气体具有不同混合比的反应气体。该不同混合比使得基片的中心区域和边缘区域能够抵消其它因素造成的刻蚀效果差别，最终实现中心区域和边缘区域具有均一的刻蚀效果。
文档编号H01L21/311GK101866848SQ20101016639
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者倪图强, 陶铮, 高山星一 申请人:中微半导体设备(上海)有限公司