控制等离子体处理装置的方法和等离子体处理装置与流程

本公开涉及一种蚀刻装置，具体地，涉及一种控制等离子体处理装置的方法和用于执行该方法的等离子体处理装置。

背景技术：

1、在常规的等离子体处理装置中，可以使用通过高频电力从气体产生的等离子体来执行蚀刻工艺，以在晶片中形成精细的孔等。当通过将高频电源应用于处理容器来产生等离子体时，可以在晶片的表面上产生能够加速离子的鞘区。由于晶片的最外面的区域中的鞘区可能不均匀，因此离子的入射角可能扭曲。结果是，不可能形成垂直于晶片的表面的孔。

2、因此，专利文献1公开了一种等离子体处理装置，其中，通过放置在平台上的晶片的圆周部分上的环形聚焦环来提供外周侧位于高于内周侧的倾斜部分，以减轻偏置电势的不连续性并提高要处理的表面的均匀性。

3、然而，仅用这种等离子体处理装置难以解决由于等离子体电势而改变晶片上的鞘区的厚度的问题，并且无法解决使等离子体进入晶片的边缘部分和聚焦环之间形成的间隙c1而导致鞘区的扭曲的问题。

4、具体地，当鞘区的厚度变厚时，间隙c1和等离子体之间的距离可能增加，使得离子穿过鞘区以获取高动能，并且负责用高动能进行蚀刻的离子可能倾斜地入射。另一方面，当鞘区的厚度更薄时，离子不能被充分地加速。因此，尽管晶片的外周侧上的离子在间隙c1处从晶片的边缘部分朝向晶片的中心部分倾斜地入射，但是倾斜离子的效果可能并不突出。

5、也就是说，由于鞘区的长度不是恒定的，并且其厚度根据聚焦环的蚀刻而反复变化，因此可能产生在聚焦环和晶片之间流动的离子倾斜角度以及离子倾斜效果连续变化的问题，结果是，可能发生在晶片的边缘部分中产生具有椭圆形形状的孔的问题。

技术实现思路

1、为了解决该常规问题，可以提供一种控制等离子体处理装置的方法和该等离子体处理装置，该方法用于控制dc电源在平台中包括的电极的电势达到负峰值时将负dc电压输入到聚焦环。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种控制等离子体处理装置的方法，该等离子体处理装置包括：反应室，设置有等离子体处理空间；平台，设置在反应室中，并且包括设置在反应室中以形成等离子体的下电极；上电极，在反应室中与下电极相对设置；高频电源，连接到平台，并且向下电极供应两个射频(rf)电源；聚焦环，设置在晶片的边缘区域周围，该晶片设置在平台上；以及dc电源，连接到聚焦环以供应dc电压，其中，该方法包括：从高频电源向下电极供应具有正弦波的电力以产生等离子体；以及从高频电源向下电极供应电力，以控制所产生的等离子体中的离子，并且当设置在下电极上的晶片的电压在相位区域中具有负峰值时，通过dc电源将负dc电压输入到聚焦环。

3、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机记录介质，该计算机记录介质记录用于在计算机上执行权利要求1至12中任一项的方法的计算机程序。

4、根据本公开的另一方面，一种等离子体处理装置还包括：反应室，设置有等离子体处理空间；平台，设置在反应室中，并且包括设置在反应室中以形成等离子体的下电极；上电极，在反应室中与下电极相对设置；高频电源，连接到平台，并且包括产生等离子体的hf电源以及通过向下电极供应射频(rf)电力来控制等离子体中的离子的lf电源；聚焦环，设置在晶片的边缘区域周围；dc电源，连接到聚焦环以供应dc电压；以及控制器，控制dc电源的电压或电流、以及高频电源的电压或电流，其中，当向下电极供应lf电源的电力并且设置在下电极上的晶片的电压在相位区域中具有负峰值时，控制器被配置为通过dc电源将负dc电压输入到聚焦环。

技术特征：

1.一种控制等离子体处理装置的方法，所述等离子体处理装置包括：反应室，设置有等离子体处理空间；平台，设置在所述反应室中，并且包括设置在所述反应室中以形成等离子体的下电极；上电极，在所述反应室中与所述下电极相对设置；高频电源，连接到所述平台，并且向所述下电极供应两个射频rf电源；聚焦环，设置在晶片的边缘区域周围，所述晶片设置在所述平台上；以及dc电源，连接到所述聚焦环以供应dc电压，

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当设置在所述下电极上的所述晶片的电压在相位区域中具有负峰值时，所述dc电源根据设置在所述下电极上的所述晶片的所述电压的幅度将不同的负dc电压输入到所述聚焦环。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相位区域是设置在所述下电极上的所述晶片的电势为3π/2的区域。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：根据所述晶片的处理参数来确定所述dc电压在设置在所述下电极上的所述晶片的所述电势的3π/2区域中保持第二状态的时间。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：当所述高频电源根据占空比向所述下电极供应具有不同电压幅度的脉冲电力时，在所述脉冲电力被供应为小于预设幅度的占空比期间施加预设最小dc电压。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述最小dc电压是对应于当所述dc电源停止供应电力或者所述dc电源供应具有特定阈值或更低的电力时的值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在通过所述dc电源将负dc电压输入到所述聚焦环中，

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在通过所述dc电源将负dc电压输入到所述聚焦环中，

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高频电源包括产生等离子体的高频hf第一电源以及控制所述等离子体的离子能量的低频lf第二电源，以及

12.根据权利要求8所述的方法，其中，当通过蚀刻工艺蚀刻所述聚焦环时，附加地供应与所述聚焦环和所述晶片之间的阶梯差相对应的电势。

13.一种计算机记录介质，所述计算机记录介质记录用于在计算机上执行权利要求1所述的方法的计算机程序。

14.一种等离子体处理装置，包括：

15.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，其中，所述相位区域是设置在所述下电极上的所述晶片的电势为3π/2的区域。

16.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，还包括：

17.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，还包括：

18.根据权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述控制器被配置为在至少特定部分内，将负dc电压输入到所述聚焦环，所述负dc电压具有使用所述离子电流和所述聚焦环信息的电压斜率，并且具有等于或低于设置在所述下电极上的所述晶片的所述电压的负电压的幅度。

19.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，其中，所述控制器包括信号产生电路和示波器，所述信号产生电路产生将所述lf第二电源、所述hf第一电源或所述dc电源中的至少一个的波形与另一波形进行同步的同步信号，所述示波器检查所述波形。

20.根据权利要求14所述的等离子体处理装置，还包括：连接在所述dc电源和所述聚焦环之间的rf滤波器。

技术总结
本公开涉及一种控制等离子体处理装置的方法、以及用于执行该方法的等离子体处理装置。根据本公开的一个实施例，一种控制等离子体处理装置的方法包括：从高频电源向下电极供应具有正弦波的电力以产生等离子体；以及从高频电源向下电极供应电力，以控制所产生的等离子体中的离子，并且当设置在下电极上的晶片的电压在相位区域中具有负峰值时，通过DC电源将负DC电压输入到聚焦环。

技术研发人员：张爱仙,李贞焕,裵珉槿
受保护的技术使用者：细美事有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25