等离子体系统以及使用其制造半导体器件的方法技术方案

一种等离子体系统包括电极和向电极提供射频(RF)功率以在电极上产生等离子体的射频(RF)功率供应单元。RF功率被提供为脉冲，该脉冲在脉冲的脉冲导通间隔期间具有谷形部分。谷形部分由谷角度和谷宽度限定。通过控制谷角度和谷宽度，等离子体可以控制基板的蚀刻。

Plasma system and method for manufacturing semiconductor device using the same

A plasma system includes an electrode and a radio frequency (RF) power supply unit providing RF (RF) power to the electrodes to generate plasma on the electrode. The RF power is provided as a pulse, and the pulse has a valley portion during the pulse conduction interval. The valley shape is limited by the valley angle and the valley width. By controlling the valley angle and valley width, the plasma can control the etching of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
等离子体系统以及使用其制造半导体器件的方法
本专利技术构思涉及一种等离子体系统以及使用该等离子体系统制造半导体器件的方法。
技术介绍
半导体器件使用多个单元工艺诸如沉积工艺、扩散工艺、热工艺、光刻工艺、抛光工艺、蚀刻工艺、离子注入工艺和清洁工艺来制造。这里，蚀刻工艺分为干蚀刻工艺和湿蚀刻工艺。干蚀刻工艺使用化学反应等离子体进行。等离子体向晶片表面提供高能量离子以蚀刻或图案化晶片。取决于来自等离子体的离子的能量分布或入射通量，可以控制晶片的蚀刻轮廓(或蚀刻选择性)。
技术实现思路
根据本专利技术构思的示范性实施方式，一种等离子体系统包括电极和向电极提供射频(RF)功率以在电极上产生等离子体的RF功率供应单元。RF功率被提供为脉冲，该脉冲在脉冲的脉冲导通间隔(on-pulsinginterval)期间具有谷形部分。谷形部分由谷角度和谷宽度限定。根据本专利技术构思的示范性实施方式，一种制造半导体器件的方法被提供如下。提供基板。使用提供为脉冲的RF功率产生等离子体。使用等离子体蚀刻基板。脉冲在脉冲的脉冲导通间隔期间具有谷形部分。谷形部分由谷角度和谷宽度限定。等离子体产生包括控制谷角度和谷宽度中的至少一个以控制入射在基板上的等离子体的离子的能量。根据本专利技术构思的示范性实施方式，一种制造半导体器件的方法被提供如下。提供基板。产生具有多个第一脉冲的第一RF功率。多个第一脉冲的每个具有第一谷形包络线。使用第一RF功率对基板进行第一蚀刻工艺以形成具有第一深度的沟槽，同时聚合物沉积在沟槽的侧壁上。产生具有多个第二脉冲的第二RF功率。多个第二脉冲的每个具有第二谷形包络线。使用第二RF功率对基板进行第二蚀刻工艺，使得沟槽的底部被蚀刻直到第二深度，并且沟槽的侧壁上的聚合物被去除。第一谷形包络线由第一谷角度和第一谷宽度限定。第二谷形包络线由第二谷角度和第二谷宽度限定。在第一蚀刻工艺期间从基板产生聚合物。附图说明图1是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的等离子体系统的示意图；图2是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的图1的射频(RF)功率的示例的图；图3是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的在图2的脉冲导通间隔期间产生的脉冲的波形的图；图4是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的在图2的脉冲导通间隔期间产生的脉冲的示例的图；图5是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的在图2的脉冲导通间隔期间产生的脉冲的另一示例的图；图6是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的具有与图3的第一谷角度不同的第二谷角度的脉冲的示例的图；图7和图8是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的已经对其执行使用图1的等离子体的蚀刻工艺的基板的截面图；图9是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的由等离子体的离子能量的变化引起的离子通量变化的曲线图；图10是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的脉冲的图，其中谷具有比图3的谷宽度小的谷宽度；图11是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的脉冲的图，其中谷具有比图3的高度大的高度；图12是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的使用图1的RF功率制造半导体器件的方法的流程图；图13是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的分别使用两个不同的脉冲形成的沟槽的截面图；以及图14是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的使用图1的RF功率制造半导体器件的方法的流程图。应当注意，这些附图旨在说明在某些示例实施方式中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，并对下面提供的书面描述进行补充。然而，这些附图不是按比例的并且可能不精确地反映任何给定实施方式的精确结构或性能特性，并且不应被解释为限定或限制由示例实施方式所涵盖的值或性质的范围。例如，为了清楚起见，分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和定位可以被减小或夸大。在各种附图中使用类似或相同的附图标记旨在表示存在相似或相同的元件或特征。具体实施方式下面将参照附图详细地描述本专利技术构思的示范性实施方式。然而，本专利技术构思可以以不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，层和区域的厚度可以被夸大。还将理解，当一元件被称为在另一元件或基板“上”时，它可以直接在另一元件或基板上，或者也可以存在居间的层。还将理解，当一元件被称为“联接到”或“连接到”另一元件时，它可以直接联接到或连接到另一元件，或者也可以存在居间的元件。在整个说明书和附图中，相同的附图标记可以指代相同的元件。图1是示出根据本专利技术构思的示范性实施方式的等离子体系统100的示意图。参照图1，等离子体系统100可以是或包括电容耦合等离子体系统。在一示范性实施方式中，等离子体系统100可以是感应耦合等离子体系统或微波等离子体系统。例如，等离子体系统100可以包括腔室10、上电极20、下电极30、射频(RF)功率供应单元40和检测器50。腔室10可以配置为容纳基板W。腔室10可以提供隔离空间，在其中在基板W上执行制造工艺。基板W可以被装载在静电吸盘(未示出)上，静电吸盘提供在腔室10的下部区域中。静电吸盘可以配置为使用静电电压来保持基板W。上电极20可以提供在腔室10的上部区域中。例如，上电极20可以连接到接地电压。下电极30可以提供在腔室10的下部区域中以面对上电极20。下电极30可以提供在静电吸盘中。基板W可以在制造工艺期间被装载在下电极30上。如果向下电极30施加RF功率60，则等离子体12可以在基板W上产生。例如，RF功率60可以用于在腔室10中从反应气体产生等离子体12。反应气体供应单元(未示出)可以被提供以将反应气体供应到腔室10中。在一示范性实施方式中，等离子体12可以用于蚀刻基板W。RF功率供应单元40可以连接到下电极30。RF功率供应单元40可以配置为将RF功率60提供到下电极30。在一示范性实施方式中，RF功率供应单元40可以包括RF功率发生器42、阻抗匹配电路(IMC)44和RF功率控制器46。RF功率发生器42可以用于产生RF功率60。在一示范性实施方式中，RF功率发生器42可以包括第一至第三RF功率源41、43和45。第一至第三RF功率源41、43和45可以配置为分别产生第一至第三RF功率62、64和66。在一示范性实施方式中，第一RF功率62可以用作等离子体12的源RF功率。第一RF功率62可以具有约60MHz的频率。第二RF功率64可以用作稳定的RF功率。第二RF功率64可以用于稳定第一RF功率62和第三RF功率66。第二RF功率64可以具有约9.8MHz的频率。第三RF功率66可以用作偏置RF功率。第三RF功率66可以用于使等离子体12集中在基板W上。第三RF功率66可以具有从约100KHz至约2MHz的范围内的频率。阻抗匹配电路44可以提供在第一至第三RF功率源41、43和45与下电极30之间并且连接到第一至第三RF功率源41、43和45以及下电极30。阻抗匹配电路44可以配置为控制第一至第三RF功率62、64和66，用于等离子体12与第一至第三RF功率源41、43和45之间的阻抗匹配。在一示范性实施方式中，阻抗匹配电路44可以为多个使得每个阻抗匹配电路联接到RF功率源41、43和45中的一个。RF功率控制器46可以提供在阻抗匹配电路44和检测器50之间并且连接到阻抗匹配电路44和检测器50。在一示范性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体系统，包括：电极；和射频功率供应单元，向所述电极提供射频功率以在所述电极上产生等离子体，其中所述射频功率被提供为脉冲，该脉冲在所述脉冲的脉冲导通间隔期间具有谷形部分，并且其中所述谷形部分由谷角度和谷宽度限定。

【技术特征摘要】
2016.12.28 KR 10-2016-01813091.一种等离子体系统，包括：电极；和射频功率供应单元，向所述电极提供射频功率以在所述电极上产生等离子体，其中所述射频功率被提供为脉冲，该脉冲在所述脉冲的脉冲导通间隔期间具有谷形部分，并且其中所述谷形部分由谷角度和谷宽度限定。2.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为改变所述谷角度的绝对值，并且其中入射在所述电极上的所述等离子体的离子能量与所述谷角度的绝对值成正比。3.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为改变所述谷宽度，并且其中入射在所述电极上的所述等离子体的离子能量与所述谷宽度成反比。4.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为控制所述射频功率的所述谷角度和所述谷宽度中的至少一个以调节入射在所述电极上的所述等离子体的离子的入射通量。5.如权利要求4所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为控制所述谷形部分的中间射频功率水平以改变所述等离子体的离子的能量。6.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为产生其包络线为像字母“M”一样形状的脉冲。7.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为产生其包络线为具有弯曲斜坡的像字母“M”一样形状的脉冲。8.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频功率供应单元配置为产生其包络线为像字母“U”一样形状的脉冲。9.如权利要求1所述的等离子体系统，其中所述脉冲在所述脉冲导通间隔期间具有单个谷形波形。10.如权利要求1所述的等离子体系统，还包括：检测器，测量从所述等离子体发射的光的光学特性，其中所述射频功率供应单元包括：射频功率发生器；阻抗匹配电路，提供在所述射频功率发生器和所述电极之间；和射频功率控制器，提供在所述射频功率发生器和所述检测器之间并连接到所述射频功率发生器和所述检测器，其中所述射频功率控制器控制所述射频功率发生器使得所述射频功率具有所述谷角度和所述谷宽度。11.一种制造半导体器件的方法，包括：提供基板；使用提供为脉冲的射频功率产生等离子体；以及使用所述等离子体蚀刻所述基板，其中所述脉冲在所述脉冲的脉冲导通间隔期间具有谷形部分，其中所述谷形部分由谷角度和谷宽度限定，并且其中所述等离子体的产生包括控制谷角度和谷宽度中的至少一个以控制入射在所述基板上的所述等离子体的离子的能量。12.如权利要求11所述的方法，其中所述基板的蚀刻包括：使用具有所述脉冲的第一谷角度的所述射频功率在所述基板中形成沟槽，同时聚合物层沉积在所述基板的所述沟槽的侧壁中；将所述射频功率调节为与所述脉冲的所述第一谷角度不同的第二谷角度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏圭，成德镛，沈承辅，郑载园，韩丙勋，
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