离子能量控制装置及方法、半导体工艺设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供的离子能量控制装置及方法、半导体工艺设备，该装置中，脉冲生成模块设置于半导体工艺设备的工艺腔室中，且位于基座下方，用于生成脉冲电压信号，并加载至基座中的馈入电极；控制单元用于根据预设的最大离子电流值、馈入电极与基座上晶圆构成电容的电容值和在周期中的关闭时段晶圆表面负偏压的减小幅度值，计算并控制脉冲生成模块输出的脉冲电压信号的周期和脉宽分别等于目标周期和目标脉宽，以获得所需的晶圆表面离子能量分布。本发明专利技术的方案可以减小脉冲馈入回路中的杂散电感，而且无需采用脉冲整形的方式抵消离子电流的影响，从而更容易获得更窄的晶圆表面离子能量分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种离子能量控制装置及方法、半导体工艺设备。

技术介绍

1、随着7nm、5nm、3nm等更高制程的发展，刻蚀工艺对深宽比、刻蚀均匀性等参数要求越来越高。为了优化刻蚀工艺中的深宽比参数，更窄的离子能量分布(ion energydistribution，ied)是必要的，例如获得图1示出的较理想的离子能量分布。通过向晶圆表面施加均匀稳定的负偏压，吸引正离子加速撞击晶圆表面，可以使这些撞击到晶圆表面的正离子拥有基本相同的能量，从而可以实现类似图1所示的离子能量分布。但是，如果晶圆不是导体，那么直流电压就不能加载到晶圆表面上。常见的方法是通过电容耦合方式向晶圆表面施加射频(rf)正弦波电压或者脉冲电压。

2、在将射频正弦波施加到晶圆表面时，会导致宽的离子能量分布，如图2所示的较宽的离子能量分布，其不利于实现更好的深宽比刻蚀。将脉冲电压耦合至晶圆表面的一种现有的离子能量控制装置，如图3所示，其包括开关模式电源01和控制器02，其中，控制器02控制开关模式电源01生成脉冲电压信号，并加载至工艺腔室03中的基座04上本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种离子能量控制装置，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括脉冲生成模块和控制单元；

2.根据权利要求1所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述离子能量控制装置还包括用于将所述脉冲生成模块的输出端与所述馈入电极电连接的连接组件，其中，所述脉冲生成模块集成在电路板上，且所述电路板竖直设置。

3.根据权利要求2所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述连接组件包括导电部件和紧固件，且所述导电部件的一端与所述脉冲生成模块的输出端电连接，所述导电部件的另一端弯折，并延伸至所述馈入电极的接触端下方，所述紧固件穿过所述导电部件，并与所述馈入电极的接触端连接。

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【技术特征摘要】

1.一种离子能量控制装置，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括脉冲生成模块和控制单元；

2.根据权利要求1所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述离子能量控制装置还包括用于将所述脉冲生成模块的输出端与所述馈入电极电连接的连接组件，其中，所述脉冲生成模块集成在电路板上，且所述电路板竖直设置。

3.根据权利要求2所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述连接组件包括导电部件和紧固件，且所述导电部件的一端与所述脉冲生成模块的输出端电连接，所述导电部件的另一端弯折，并延伸至所述馈入电极的接触端下方，所述紧固件穿过所述导电部件，并与所述馈入电极的接触端连接。

4.根据权利要求1所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述基座为静电卡盘，所述馈入电极为所述静电卡盘中的吸附电极，且所述吸附电极包括多个电极，且所述多个电极包括至少一个正电极和/或至少一个负电极。

5.根据权利要求4所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述脉冲生成模块为一个，且所述多个电极全部为所述正电极或负电极时，所述脉冲生成模块的输出端与所有的所述电极电连接；或者

6.根据权利要求1所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述减小幅度值小于等于所述脉冲电压信号的最小幅值的20％。

7.根据权利要求6所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述目标周期大于等于33ns，且小于等于1000ns。

8.根据权利要求6或7所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述目标脉宽小于等于所述目标周期的50％。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述脉冲生成模块包括直流模块和转换单元，其中，

10.根据权利要求9所述的离子能量控制装置，其特征在于，所述脉冲生成模块还包括阻尼单元，

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晋荣，韦刚，王景远，葛军，王蕾越，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：

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