深硅刻蚀方法和用于深硅刻蚀的设备的制造方法_2

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视图;
[0032]图5b是本发明所提供的用于深硅刻蚀的设备处于第二位置时的主剖视图;
[0033]图6是图5b中所示的设备的立体四分之一剖视图。
[0034]附图标记说明
[0035]10:基片20:卡盘
[0036]30:腔室 31:隔离腔
[0037]32:反应腔 40:射频线圈
[0038]41:法兰 50:第一导管
[0039]60:第二导管61:第三导管
[0040]71:隔板 72:挡气板
[0041]73:波纹管 81:驱动轴
[0042]82:凸轮83:限位件
[0043]84:第二电机85:导向滑槽
[0044]71a:第一通孔71b:第二通孔
[0045]72a:第三通孔72b:第四通孔
【具体实施方式】
[0046]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0047]作为本发明的一个方面,提供一种深娃刻蚀方法,该深娃刻蚀方法包括对设置在反应腔内的基片进行多次等离子刻蚀的步骤以在所述基片上形成沟槽,直至该沟槽的深度达到预定值,其中,所述深硅刻蚀方法还包括,在相邻两次等离子刻蚀步骤之间进行原子层沉积的步骤,以使得所述沟槽的侧壁上覆盖有保护薄膜。
[0048]等离子刻蚀的步骤的作用是在基片上刻蚀出沟槽,原子层沉积的步骤的作用为在等离子刻蚀的步骤中形成的沟槽的侧壁上沉积保护薄膜,以保护侧壁不被刻蚀。
[0049]在本发明中,所述保护薄膜可以为保形较好的无机物薄膜,在进行原子层沉积步骤时,需要向反应腔中交替地通入第一前驱体和第二前驱体。其中,第一前驱体可以提供所述保护薄膜中的阳离子,而第二前驱体则可以提供所述保护薄膜中的阴离子,因此,在向反应腔内通入第二前驱体时,通常需要对第二前驱体进行等离子解离。由于原子层沉积是自抑制反应,因此,在一个原子层沉积的步骤中只沉积一层保护薄膜,然后停止生长,该层保护薄膜均匀地覆盖在所述沟槽的侧壁上。
[0050]当进行所述等离子刻蚀的步骤时,刻蚀工艺气体在较大的偏压下具有各向异性,沟槽底部的所述保护薄膜很快被刻蚀去除,随后,刻蚀工艺气体中的活性基团(当刻蚀工艺气体为SF6时,所述活性基团为氟基活性基团)开始和沟槽底部的硅反应,而形成在侧壁上的所述保护薄膜使得在刻蚀沟槽底部的硅时,沟槽的侧壁不被刻蚀。
[0051]由此可知,利用本发明所提供的深硅刻蚀方法对基片进行刻蚀时,畸变刻蚀沟槽的深宽比很高(即,需要几多次的等离子刻蚀的步骤),也可以保证刻蚀均匀,并获得较好的刻蚀形貌。
[0052]在本发明中,对所述保护薄膜的材料并没有具体限制,例如,当利用SF6作为刻蚀工艺气体进行所述等离子刻蚀的步骤时,所述保护薄膜可以为Al2O3薄膜。通过原子层沉积形成Al2O3保护薄膜的第一前驱体为N2O,第二前驱体为Al (CH3) 3,在进行原子层沉积的步骤时,可以首先向反应腔内通入第二前驱体,完成基片对Al的吸附,随后通入第一前驱体,对第一前驱体N2O进行解离,形成0*,使基片完成对O的吸附,Al和O在基片上发生界面反应,生成一层Al2O3O
[0053]为了确保在进行所述等离子刻蚀的步骤时,可以将沉积在沟槽的底壁上的所述保护薄膜刻蚀去除,优选地,可以在进行所述等离子刻蚀的步骤的同时,向所述反应腔内通入
Cl2O
[0054]作为本发明的另一种实施方式,所述保护薄膜还可以为S12保护薄膜。通过原子层沉积形成S12保护薄膜的第一前驱体为四乙基二胺硅,第二前驱体为N2O,在进行原子层沉积的步骤时,向反应腔内通入四乙基二胺硅,完成所述基片对Si的吸附,随后向反应腔内通入第二前驱体,并同时对第二前驱体N2O进行解离,形成0*,完成基片对O的吸附,Si和O在基片上发生界面反应,生成一层Si02。
[0055]当然,第一前驱体和第二前驱体的通入顺序并不限于此,下文中将通过两种实施方式对第一前驱体和第二前驱体的通入顺序进行描述,这里先不赘述。
[0056]图3中所示的是在本发明所提供深硅刻蚀方法的一种实施方式中,刻蚀工艺气体、第一前驱体、第二前驱体和等离子体发生装置的时序图。如图中所示,该深硅刻蚀方法包括持续地向所述反应腔内通入第一前驱体,在所述原子层沉积步骤中,向所述反应腔内通入第二前驱体,使得所述第一前驱体和所述第二前驱体在所述原子层沉积步骤中生成所述保护薄膜。在整个深硅刻蚀方法中,第一前驱体持续地通入反应腔中,刻蚀工艺气体和第二前驱体交替地通入反应腔中。在所述深硅刻蚀方法中,等离子体发生装置是始终开启的,在等离子体刻蚀的步骤中对刻蚀工艺气体和所述第一前驱体进行等离子解离。在所述原子层沉积步骤中,由于所述第一前驱体在所述等离子刻蚀的步骤中已经被解离,所以具有很高的活性,能够容易地在所述原子层沉积的步骤中吸附在基片上,在原子层沉积的步骤中,向反应腔内通入第二前驱体,该第二前驱体本身活性较高,也可以容易地吸附在基片上,从而完成在基片上形成原子层的界面反应。
[0057]图4中所示的是在本发明所提供深硅刻蚀方法的另一种实施方式中,刻蚀工艺气体、第一前驱体、第二前驱体和等离子体发生装置的时序图。在该实施方式的深硅刻蚀方法中,每次对所述基片进行原子层沉积的步骤包括多个间隔的沉积周期,每个沉积周期包括交替地向所述反应腔内通入所述第一前驱体和第二前驱体,该第一前驱体和第二前驱体用于在所述原子层沉积步骤中生成所述保护薄膜。
[0058]利用图4中所示的实施方式可以加快所述原子层沉积的步骤中所述保护薄膜的生长速度。
[0059]在所述等离子刻蚀的步骤中可以向所述反应腔内通入刻蚀工艺气体和第一前驱体,从而可以提高第一前驱体的活性。
[0060]如图5a、图5b和图6中所不,作为本发明的另一个方面,提供一种用于深娃刻蚀的设备,该设备包括具有反应腔32的腔室、刻蚀工艺气体源(未示出)和等离子体发生装置,反应腔32用于盛放基片10,所述刻蚀工艺气体源提供的工艺气体可以经过所述等离子体发生装置进入反应腔32内部,以对基片10进行刻蚀,其中,所述设备还包括前驱体源(未示出),该前驱体源可以与反应腔32相通,以能够在所述基片上进行原子层沉积形成保护薄膜。容易理解的是,反应腔32中设置有用于设置基片10的卡盘20。
[0061]本发明所提供的设备用于执行本发明所提供的上述深硅刻蚀方法。所述刻蚀工艺气体源向反应腔32内通入经过等离子解离的刻蚀工艺气体,以进行所述等离子刻蚀步骤。所述前驱体源可以向反应腔32内通入前驱体,以在所述原子层沉积步骤中在基片上进行原子层沉积形成所述保护薄膜。
[0062]通常,进行所述原子层沉积步骤的所述前驱体源包括第一前驱体源和第二前驱体源,所述第一前驱体源提供的第一前驱体可以经过所述等离子体发生装置进入所述反应腔内部。利用所述等离子体发生装置可以对所述第一前驱体进行等离子解离,以使得所述第一前驱体更容易吸附在基片上。如上文中所述,所述原子层沉积的步骤中形成的保护薄膜可以为Al2O3,第一前驱体源提供的第一前驱体可以为N2O,第二前驱体源提供的第二前驱体可以为Al (CH3)3。所述原子层沉积的步骤中形成的保护薄膜还可以为S12,第一前驱体源提供的第一前驱体可以为N2O,第二前驱体源提供的第二前驱体可以为四乙基二胺硅。
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