等离子体系统、等离子体处理方法以及等离子体刻蚀方法技术方案

一种等离子体系统，包括：源电极、RF源功率生成单元、RF源功率输出单元以及源功率输出管理单元。源功率输出管理单元基于关于连续波RF源功率的幅度的信息来确定脉冲RF源功率的幅度和占空比。

Plasma system, plasma treatment method, and plasma etching method

A plasma system includes a source electrode, a RF source, a power generation unit, an RF source, a power output unit, and a source power output management unit. The source power output management unit determines the magnitude and duty cycle of the pulse RF source power based on information about the magnitude of the power of the continuous wave RF source.

【技术实现步骤摘要】
等离子体系统、等离子体处理方法以及等离子体刻蚀方法对相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月23日向韩国知识产权局提交的第10-2015-0185181号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用整体并入于此。
本专利技术构思的示例实施例涉及一种用于制造半导体设备的系统以及用于制造半导体器件的方法。更具体地，本专利技术构思的示例实施例涉及一种等离子体刻蚀系统和等离子体刻蚀方法。
技术介绍
通常，执行若干单元处理以制造半导体器件。单元处理通常包括沉积处理、光刻处理、刻蚀处理、离子注入处理以及抛光处理。刻蚀处理可以被分类为干法刻蚀处理和湿法刻蚀处理。干法刻蚀处理可以主要地使用包括自由基和离子的等离子体来执行。射频(RF)功率可以用于从被供给到腔室中的反应气体来产生自由基和离子。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施例提供了一种等离子体系统，被配置为允许使用脉冲等离子体进行的刻蚀处理中的刻蚀速度与使用连续波等离子体进行的刻蚀处理中的刻蚀速度相同。本专利技术构思的一些实施例提供了一种等离子体处理方法，其能够防止或抑制离子轰击现象对非目标层的损坏。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体系统可以包括：源电极，被配置为在壳体中生成等离子体；射频(RF)源功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；RF源功率输出单元，连接在源电极与RF源功率生成单元之间，该RF源功率输出单元被配置为响应于第一输出控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一，并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第一输出控制信号，该第一输出控制信号被用于根据所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体系统可以包括：源电极，被配置为在壳体中生成等离子；RF功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；功率模式选择单元，连接在RF功率生成单元与源电极之间，该功率模式选择单元被配置为响应于第一控制信号来选择是否将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一；RF源功率输出单元，连接在功率模式选择单元与源电极之间，该RF源功率输出单元被配置为响应于第二控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为向功率模式选择单元施加用于确定要被施加到源电极的第一RF源功率和第二RF源功率之一的第一控制信号，以基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第二控制信号，该第二控制信号用于基于所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体处理方法可以包括：向源电极输出第一RF源功率以在壳体中生成连续波等离子体；从输入信号获得层的刻蚀速率，该输入信号包含关于通过连续波等离子体的自由基和离子所刻蚀的层的刻蚀时间和厚度的信息，以及关于离子的复合时间的信息；基于关于其幅度与刻蚀速率成比例的第一RF源功率的信息来计算第二RF源功率的幅度和占空比；以及向源电极施加具有所计算的幅度和所计算的占空比的第二RF源功率，以生成脉冲等离子体反应并且对层进行刻蚀。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体系统可以包括：腔室单元，包括壳体、在壳体上的源电极以及在壳体内部底部表面上的偏置电极；反应气体供给单元，被配置为将反应气体供给到壳体内；以及RF源功率供给单元，连接到源电极，该RF源功率供给单元被配置为向反应气体施加RF源功率以在壳体中生成等离子体。该RF源功率供给单元可以包括：RF源功率生成单元，被配置为生成RF源功率；RF源功率输出单元，连接在源电极与RF源功率生成单元之间，该RF源功率输出单元被配置为响应于第一输出控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一，并且向源电极输出第一RF源功率和第二RF源功率之一；以及源功率输出管理单元，被配置为基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第一输出控制信号，该第一输出控制信号被用于根据所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。在一些实施例中，终点(end-point)检测器被配置为检测在其中使用等离子体对层进行刻蚀的刻蚀处理的终点。源功率输出管理单元从终点检测器接收反馈输入信号和层厚度信号并且计算层的刻蚀速率，以及反馈输入信号包含关于刻蚀处理的终点的信息并且层厚度信号包含关于层的厚度的信息。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体系统包括：源电极，被配置为在壳体中生成等离子体；RF源功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；脉冲RF源功率输出单元，连接在源电极与RF源功率生成单元之间，该脉冲RF源功率输出单元被配置为响应于第一控制信号来将RF源功率转换为脉冲RF源功率并且将脉冲RF源功率输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为向脉冲RF源功率输出单元施加第一控制信号，该第一控制信号用于调整脉冲RF源功率的脉冲周期以使得脉冲周期短于等离子体中的自由基的寿命并且长于等离子中的离子的寿命。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体处理方法可以包括：在壳体中提供基底，在该基底上顺序地堆叠非目标结构和刻蚀目标层；以及从被供给到非目标结构上的反应气体中诱导(induce)脉冲等离子体并且使用脉冲等离子体来对刻蚀目标层进行刻蚀。脉冲等离子体可以被诱导为具有短于反应气体中的自由基的寿命并且长于反应气体中的离子的寿命的脉冲时段。根据本专利技术构思的方面，一种等离子体系统包括：腔室单元，包括壳体、源电极以及偏置电极；RF源功率供给单元，连接到源电极，该RF源功率供给单元被配置为向反应气体施加RF源功率以在壳体中生成等离子体；以及RF偏置功率供给单元，由源功率输出管理单元所控制，该RF偏置功率供给单元被配置为向偏置电极供给RF偏置功率。RF源功率供给单元包括：RF源功率输出单元，被配置为响应于第一输出控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一，并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第一输出控制信号，该第一输出控制信号被用于根据所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。附图说明如在附图中所示，根据对本专利技术构思的优选实施例的更加具体的描述，本专利技术构思的前述和其他特征和有点将是明显的，在附图中，贯穿不同的视图相同的附图标记指代相同的部件。附图不必按照比例，替代地，当示出本专利技术构思的原理时，对其施加强调。图1是示出根据本专利技术构思的一些实施例的等离子体系统的图。图2是示出图1的RF源功率的曲线图。图3是示出图1的RF偏置功率的曲线图。图4是示出图2的连续波(CW)RF源功率和图3的CWRF偏置功率的曲线图。图5是示出图2的脉冲RF源功率和图3的脉冲RF偏置功率的曲线图。图6是示出图1的基底和等离子体的横截面视图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体系统，包括：源电极，被配置为在壳体内生成等离子体；射频(RF)源功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；RF源功率输出单元，连接在源电极与RF源功率生成单元之间，所述RF源功率输出单元被配置为响应于第一输出控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一，并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第一输出控制信号，所述第一输出控制信号被用于根据所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。

【技术特征摘要】
2015.12.23 KR 10-2015-01851811.一种等离子体系统，包括：源电极，被配置为在壳体内生成等离子体；射频(RF)源功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；RF源功率输出单元，连接在源电极与RF源功率生成单元之间，所述RF源功率输出单元被配置为响应于第一输出控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一，并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功率输出单元施加第一输出控制信号，所述第一输出控制信号被用于根据所确定的幅度和所确定的占空比来输出第二RF源功率。2.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中，RF源功率输出单元包括：第一RF源功率输出单元，被配置为将RF源功率转换为第一RF源功率并且向源电极施加第一RF源功率；并且第二RF源功率输出单元，被配置为将RF源功率转换为第二RF源功率并且向源电极施加第二RF源功率，以及其中，第二RF源功率的幅度大于第一RF源功率的幅度。3.根据权利要求2所述的等离子体系统，进一步包括：源功率模式选择单元，被配置为响应于来自源功率输出管理单元的第一选择控制信号、选择性地将源RF生成单元连接到第一RF源功率输出单元和第二RF源功率输出单元之一。4.根据权利要求2所述的等离子体系统，其中，第一RF源功率输出单元包括连续波RF源功率幅度调节器，所述连续波RF源功率幅度调节器被配置为调节RF源功率的幅度并且输出具有调节后的幅度的RF源功率作为第一RF源功率。5.根据权利要求2所述的等离子体系统，其中，第二RF源功率输出单元包括：脉冲生成器，被配置为生成脉冲信号；占空比调节器，被配置为调节脉冲信号的占空比；以及混合器，被配置为将RF源功率与脉冲信号混合并且输出混合的结果作为第二RF源功率。6.根据权利要求2所述的等离子体系统，其中，第二RF源功率输出单元包括：脉冲RF源功率幅度调节器，被配置为调节第二RF源功率的幅度。7.根据权利要求1所述的等离子体系统，进一步包括：偏置电极，被布置在壳体中面向源电极；RF偏置功率生成单元，被配置为生成要被提供给偏置电极的RF偏置功率；RF偏置功率输出单元，连接在RF偏置功率生成单元与偏置电极之间，所述RF偏置功率输出单元被配置为响应于第三控制信号来将RF偏置功率转换为第一RF偏置功率和第二RF偏置功率之一，并且将第一RF偏置功率和第二RF偏置功率之一输出到偏置电极；以及偏置功率输出管理单元，被配置为响应于来自源功率输出管理单元的第四控制信号来向RF偏置功率输出单元施加第三控制信号，所述第三控制信号被用于输出分别地与第一RF源功率和第二RF源功率之一相对应的第一RF偏置功率和第二RF偏置功率之一。8.根据权利要求7所述的等离子体系统，其中，RF偏置功率输出单元包括：第一RF偏置功率输出单元，被配置为将RF偏置功率转换为第一RF偏置功率，并且向偏置电极施加第一RF偏置功率；以及第二RF偏置功率输出单元，被配置为将RF偏置功率转换为第二RF偏置功率，并且向偏置电极施加第二RF偏置功率。9.根据权利要求8所述的等离子体系统，进一步包括：偏置功率模式选择单元，被配置为响应于来自偏置功率输出管理单元的第五控制信号来将偏置RF生成单元连接到第一RF偏置功率输出单元和第二RF偏置功率输出单元之一。10.根据权利要求8所述的等离子体系统，进一步包括：非重叠信号生成单元，连接在偏置功率输出管理单元和第二RF偏置功率输出单元之间，非重叠信号生成单元被配置为响应于第三控制信号来向第二RF偏置功率输出单元施加第六控制信号，所述第六控制信号被用于将第二RF偏置功率的相位反相为与第二RF源功率的相位相反的相位。11.一种等离子体系统，包括：源电极，被配置为在壳体中生成等离子体；RF功率生成单元，被配置为生成要被提供到源电极的RF源功率；功率模式选择单元，连接在RF功率生成单元与源电极之间，所述功率模式选择单元被配置为响应于第一控制信号来选择是否将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一；RF源功率输出单元，连接在功率模式选择单元与源电极之间，所述RF源功率输出单元被配置为响应于第二控制信号来将RF源功率转换为第一RF源功率和第二RF源功率之一并且将第一RF源功率和第二RF源功率之一输出到源电极；以及源功率输出管理单元，被配置为向功率模式选择单元施加用于确定要被施加到源电极的第一RF源功率和第二RF源功率之一的第一控制信号，以基于关于第一RF源功率的幅度的信息来确定第二RF源功率的幅度和占空比，并且向RF源功...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世真，禹济宪，赵忠镐，成德镛，梁章奎，郑在哲，
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