用于干洗半導體基板的等離子體裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于干洗半導體基板的等離子體裝置，其能夠精確地控制構成等離子體的反應性活性物質(自由基)的密度和分散性。本發明專利技術包括：卡盤，該卡盤設置在腔室下端部，并且在該卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；CCP型RF電極單元，其包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在等離子體產生區域下方的下RF電極；和RF電源單元，其向RF電極單元供應具有第一RF頻率的第一RF功率和具有低于第一RF頻率的第二RF頻率的第二RF功率，其中通過具有第一RF頻率的第一RF功率產生并維持等離子體，以用于將氧化硅和氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于干洗半導體基板的等離子體裝置
本專利技術涉及一種用于干洗半導體基板的等離子體裝置。更具體地，本專利技術涉及一種用于干洗半導體基板的等離子體裝置，其能夠精確地控制構成等離子體的反應性活性物質(自由基)的密度和分散性。
技術介紹
氧化硅和氮化硅是代表性地用于半導體器件中的介電化合物，并且作為蝕刻由其形成的薄膜的方法，通常使用濕法蝕刻方法和干法蝕刻方法。然而，根據半導體器件的電路的高集成度和高精細度，存在如下問題：通過使用常規濕法蝕刻方法難以去除以高縱橫比觸點存在的天然氧化物膜，并且難以控制以原子水平進行精細蝕刻的選擇性。另外，因為由于離子轟擊而在蝕刻之后在晶片上形成損壞層，所以干法蝕刻方法需要隨后的工序以去除損壞層。近來，作為用于解決上述問題的可替選技術，廣泛使用了用于通過氣體反應或自由基反應形成六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)固體層并且通過加熱除去由此形成的固體層的干洗技術。然而，在使用HF和NH3的氣體反應的干洗技術的情況下，盡管蝕刻分散性優異且硬件穩定性優異，但是由于蝕刻速率低，所以必須提高生產率。在另一方面，與氣體法相比，使用自由基反應的干洗技術顯示出優異的蝕刻速率和優異的選擇性，但難以控制晶片內(WIW)和晶片間(WTW)分散性。圖1是作為使用等離子體的常規干法蝕刻裝置的感應耦合等離子體(ICP型)干法蝕刻裝置的圖。參考圖1，根據使用ICP型遠程等離子體源的方法，由于高的等離子體密度(N)和電子溫度(Te)而過量產生氟自由基，因此異質圖案之間的選擇性可能降低，并且RF功率值的可變范圍受工藝壓力的限制。圖2是作為使用等離子體的常規干洗裝置的微波型干洗裝置的圖。參考圖2，根據使用微波型遠程等離子體源的方法，盡管電子溫度(Te)特性在微波直接流過的介電窗口區域中高并且在晶片區域中逐漸降低，但是如ICP一樣，存在易于受顆粒損壞的問題和關于功率變化的限制。圖3是作為使用等離子體的常規干法蝕刻裝置的電容耦合等離子體(CCP)型干洗裝置的圖。參考圖3，根據使用CCP型遠程等離子體源的方法，顯示出用于抑制氟自由基的過量生成的足夠低的電子溫度(Te)特性以及在寬的工藝壓力范圍內的優異的功率變化能力。然而，根據該方法，由于自由基分散受到RF頻率的影響，因此不容易根據RF變化來控制分散性。[現有技術文獻]韓國未審查專利申請公開第10-2016-0007441號(公開日期：2016年1月20日，標題：用于基板的高精度等離子蝕刻的方法)。
技術實現思路
技術問題本專利技術旨在提供一種用于干洗半導體基板的等離子體裝置，其可以精確地控制構成等離子體的反應性活性物質(自由基)的密度和分散性。技術方案為了解決上述技術問題，根據本專利技術的第一方面的用于干洗半導體的等離子體裝置包括：卡盤，所述卡盤設置在腔室的下部分，并且在所述卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元，所述電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元設置在所述腔室的上部分，并且包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在所述等離子體產生區域下方的下RF電極；和RF電源，所述RF電源向所述RF電極單元供應具有第一RF頻率的第一RF功率和具有低于所述第一RF頻率的第二RF頻率的第二RF功率。這里，通過具有所述第一RF頻率的所述第一RF功率產生并維持用于將所述氧化硅和所述氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)的等離子體，并且通過具有所述第二RF頻率的所述第二RF功率來調節構成所述等離子體的反應性活性物質(自由基)的密度。根據本專利技術第二方面的用于干洗半導體的等離子體裝置包括：卡盤，所述卡盤設置在腔室的下部分，并且在所述卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元，所述電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元設置在所述腔室的上部分，并且包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在所述等離子體產生區域下方的下RF電極；上RF電源，所述上RF電源向所述上RF電極供應具有上RF頻率的上RF功率；下RF電源，所述下RF電源向所述下RF電極供應具有與所述上RF頻率相同的下RF頻率的下RF功率；和相位控制單元，所述相位控制單元用于控制所述上RF功率和所述下RF功率之間的相位差。這里，通過所述上RF功率和所述下RF功率產生并維持用于將所述氧化硅和所述氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)的等離子體，并且通過由所述相位控制單元控制的所述上RF功率和所述下RF功率之間的相位差來控制構成所述等離子體的反應活性物質的密度和分散性。在根據本專利技術的兩個方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，施加到所述RF電極單元的所述第一RF功率和所述第二RF功率或者施加到所述上RF電極的所述上RF功率和施加到所述下RF電極的所述下RF功率是正弦波形信號或脈沖調制信號。在根據本專利技術的第一方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，所述第一RF頻率在13.56MHz以上且60MHz以下的范圍內，并且所述第二RF頻率在1kHz以上且小于10MHz的范圍內。在根據本專利技術的第一方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，所述第一RF功率和所述第二RF功率被施加到所述上RF電極，所述下RF電極接地，并且由所述上RF電極的鞘電勢變化產生的二次電子通過具有所述第二RF頻率的所述第二RF功率控制。根據本專利技術的兩個方面的用于干洗半導體的等離子體裝置還包括離子過濾器，所述離子過濾器安裝在所述等離子體產生區域下方，以允許被供應到所述基板的反應活性物質穿過并阻擋離子。在根據本專利技術第二方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，所述上RF頻率和所述下RF頻率在100kHz以上且60MHz以下的范圍內。在根據本專利技術第二方面的用于半導體的干洗的等離子體裝置中，所述相位控制單元用于將所述上RF功率和所述下RF功率之間的相位差控制在0度以上且360度以下的范圍內。根據本專利技術第二方面的用于干洗半導體的等離子體裝置還包括：第一介電質，所述第一介電質插入在所述上RF電極與所述腔室之間，以使所述上RF電極與所述腔室電絕緣；和第二介電質，所述第二介電質插入在所述下RF電極與所述腔室之間，以使所述下RF電極與所述腔室電絕緣。根據本專利技術的第二方面的用于干洗半導體的等離子體裝置還包括介電板，所述介電板安裝在所述下RF電極和所述離子過濾器之間，以將所述下RF電極與所述離子過濾器電屏蔽。在根據本專利技術的兩個方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，所述卡盤的溫度被控制為20℃至120℃，其中注入有氣體的噴淋頭被加熱到100℃至200℃以防止吸附和產生顆粒，并且腔室的內壁被加熱到80℃至100℃。在根據本專利技術的兩個方面的用于干洗半導體的等離子體裝置中，第一氣體被供應到所述等離子體產生區域，從而產生反應活性物質，并且第二氣體被供應到所述基板而不經過所述等離子體產生本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于干洗半導體的等離子體裝置，包括：/n卡盤，所述卡盤設置在腔室的下部分，并且在所述卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；/n電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元，所述電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元設置在所述腔室的上部分，并且包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在所述等離子體產生區域下方的下RF電極；和/nRF電源，所述RF電源向所述RF電極單元供應具有第一RF頻率的第一RF功率和具有低于所述第一RF頻率的第二RF頻率的第二RF功率，/n其中通過具有所述第一RF頻率的所述第一RF功率產生并維持用于將所述氧化硅和所述氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20171221 KR 10-2017-01772661.一種用于干洗半導體的等離子體裝置，包括：
卡盤，所述卡盤設置在腔室的下部分，并且在所述卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；
電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元，所述電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元設置在所述腔室的上部分，并且包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在所述等離子體產生區域下方的下RF電極；和
RF電源，所述RF電源向所述RF電極單元供應具有第一RF頻率的第一RF功率和具有低于所述第一RF頻率的第二RF頻率的第二RF功率，
其中通過具有所述第一RF頻率的所述第一RF功率產生并維持用于將所述氧化硅和所述氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)的等離子體，并且
通過具有所述第二RF頻率的所述第二RF功率來調節構成所述等離子體的反應性活性物質(自由基)的密度。


2.一種用于干洗半導體的等離子體裝置，包括：
卡盤，所述卡盤設置在腔室的下部分，并且在所述卡盤上布置上面形成有硅、氧化硅和氮化硅中的一種或多種的基板；
電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元，所述電容耦合等離子體(CCP)型RF電極單元設置在所述腔室的上部分，并且包括布置在等離子體產生區域上方的上RF電極和布置在所述等離子體產生區域下方的下RF電極；
上RF電源，所述上RF電源向所述上RF電極供應具有上RF頻率的上RF功率；
下RF電源，所述下RF電源向所述下RF電極供應具有與所述上RF頻率相同的下RF頻率的下RF功率；和
相位控制單元，所述相位控制單元用于控制所述上RF功率和所述下RF功率之間的相位差，
其中通過所述上RF功率和所述下RF功率產生并維持用于將所述氧化硅和所述氮化硅中的至少一種改變為六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)的等離子體，并且
通過由所述相位控制單元控制的所述上RF功率和所述下RF功率之間的相位差來控制構成所述等離子體的反應活性物質的密度和分散性。


3.根據權利要求1或2所述的裝置，其中，施加到所述RF電極單元的所述第一RF功率和所述第二RF功率、或者施加到所述上RF電極的所述上RF功率和施加到所述下RF電極的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金仁俊，李佶洸，林斗鎬，樸在陽，金珍泳，
申請(專利權)人：無盡電子有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR