等离子体处理装置和等离子体处理方法制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理装置和等离子体处理方法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。
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2017.09.27 KR 10-2017-01254621.一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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：南象基，林成龙，刘钒镇，宣钟宇，韩奎熙，许桄熀，韩济愚，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR