本發明涉及等離子體刻蝕，尤其涉及一種等離子體工藝方法及等離子體處理設備。

背景技術：

1、對半導體基片或襯底的微加工是一種眾所周知的技術，可以用來制造例如，半導體、平板顯示器、發光二極管(led)、太陽能電池等。微加工制造的一個重要步驟為等離子體處理工藝步驟，該工藝步驟在一反應室內部進行，工藝氣體被輸入至該反應室內。射頻源被電感和/或電容耦合至反應室內部來激勵工藝氣體，以形成和保持等離子體。

2、在數據存儲和邏輯處理能力需求逐漸提高的情況下，基片上形成的結構的深寬比(孔或槽的高度與其徑向寬度之比)也越來越高。使用等離子體刻蝕形成高深寬比結構過程中，高深寬比結構的上下徑向尺寸的差異需要控制在較小范圍內，但是現有工藝中，在高深寬比刻蝕進行到一定程度，最上部和最下部的徑向尺寸會產生較大差距，產生例如弓形、彎曲等缺陷形貌。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，提高刻蝕高深寬比結構時的上下一致性，本發明提供一種等離子體工藝方法，用于刻蝕基片，包括：

2、將所述基片移入反應腔后通入反應氣體，使用源射頻激發等離子體后施加偏置射頻進行第一處理階段和第二處理階段，所述第一處理階段將所述基片向下刻蝕至第一深度，所述第二處理階段在所述第一深度基礎上向下刻蝕至第二深度，所述第二深度大于所述第一深度；

3、所述第一處理階段包含第一刻蝕步驟和第一修飾步驟；

4、所述第二處理階段包含第二刻蝕步驟和第二修飾步驟；

5、在第一刻蝕步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為第一刻蝕凈功率，在所述第一修飾步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為第一修飾凈功率，所述第一刻蝕凈功率小于第一修飾凈功率；以及，

6、在第二刻蝕步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為第二刻蝕凈功率，在所述第二修飾步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為第二修飾凈功率，所述第二刻蝕凈功率小于第二修飾凈功率。

7、可選地，所述第一處理階段的基片溫度小于第二處理階段的基片溫度。

8、可選地，在刻蝕基片過程中，所述基片溫度小于20℃。

9、可選地，所述源射頻和/或偏置射頻為脈沖模式。

10、可選地，所述脈沖模式的占空比為5％～90％。

11、可選地，在所述第一處理階段內，所述第一刻蝕步驟和第一修飾步驟交替循環，和/或

12、在所述第二處理階段內，所述第二刻蝕步驟和第二修飾步驟交替循環。

13、可選地，所述第一刻蝕步驟、第一修飾步驟的持續時間范圍為：100ms～100s，和/或所述第二刻蝕步驟、所述第二修飾步驟的持續時間范圍為：100ms～100s。

14、可選地，所述第一處理階段的持續時間范圍為：10s～1000s，和/或所述第二處理階段的持續時間范圍為：10s～1000s。

15、可選地，所述源射頻和/或偏置射頻為連續模式，所述第一刻蝕步驟、第一修飾步驟的持續時間范圍為：100ms～100s，和/或所述第二刻蝕步驟、所述第二修飾步驟的持續時間范圍為：100ms～100s。

16、可選地，所述第一刻蝕步驟和第一修飾步驟所使用的反應氣體相同，和/或第二刻蝕步驟和第二修飾步驟所使用的反應氣體相同。

17、可選地，所述反應氣體為碳氫氟氣體、氧氣、溴化氫、碳酰氟、三氟化氮、氫氣、三氟化磷中的一種或多種。

18、可選地，所述基片包括氧化硅和氮化硅的交疊層；或氧化硅和多晶硅的交疊層；或氧化硅層。

19、可選地，所述工藝方法在所述基片上形成深寬比大于40的孔。

20、可選地，所述第一刻蝕步驟的縱向刻蝕速率大于所述第一修飾步驟的縱向刻蝕速率；第二刻蝕步驟的縱向刻蝕速率大于所述第二修飾步驟的縱向刻蝕速率；第一刻蝕步驟的橫向刻蝕速率小于第一修飾步驟的橫向刻蝕速率；第二刻蝕步驟的橫向刻蝕速率小于第二修飾步驟的橫向刻蝕速率。

21、可選地，所述第二刻蝕步驟的凈功率大于所述第一刻蝕步驟的凈功率，所述第二修飾步驟的凈功率大于所述第一修飾步驟的凈功率。

22、可選地，所述第二修飾步驟的持續時間大于第一修飾步驟的持續時間。

23、可選地，所述第一刻蝕步驟和第二刻蝕步驟的凈功率范圍為3000w-8000w；所述第一修飾步驟和第二修飾步驟的凈功率范圍為8000w-14000w。

24、進一步地，本發明還提供了一種等離子體工藝方法，用于處理基片，包括：

25、將所述基片移入反應腔的基座上，然后通入反應氣體，使用源射頻激發等離子體后施加偏置射頻，并循環進行刻蝕步驟和修飾步驟；

26、在刻蝕步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為刻蝕凈功率，在所述修飾步驟，向所述反應腔施加的源射頻功率和偏置射頻功率之和為修飾凈功率，所述刻蝕凈功率小于修飾凈功率。

27、可選地，在所述刻蝕步驟和修飾步驟至少循環進行一次后，提高所述基片的溫度后繼續循環進行所述刻蝕步驟和修飾步驟。

28、可選地，所述刻蝕步驟的持續時間范圍為：100ms～100s，和/或所述修飾步驟的持續時間范圍為：100ms～100s。

29、可選地，循環進行的時間范圍為10s～1000s后提高所述基座的溫度后繼續循環進行所述刻蝕步驟和修飾步驟。

30、可選地，在基片處理過程中，所述基座的溫度小于-30℃。

31、可選地，所述基座的溫度被提高的范圍為：1℃～40℃。

32、進一步地，本發明還提供了一種等離子體處理設備，包括：

33、反應腔體，其內部形成一反應空間用于執行等離子體處理；

34、進氣結構，其連接有多個氣源，用于向所述反應空間通入反應氣體；

35、射頻源，包括源射頻和偏置射頻；

36、基座，其位于所述反應腔體的內部，所述基座上表面用于承載基片；

37、控制器，用于控制所述處理設備執行如權利要求1-23任一種工藝方法。

38、可選地，所述基座設置有溫度調節器，其調節范圍為-80℃～30℃。

39、上述技術方案中的一個技術方案具有如下優點或有益效果：通過刻蝕步驟在縱向快速推進刻蝕深度，通過修飾步驟在徑向修整目標結構的側壁保護層；利用刻蝕步驟和修飾步驟的循環，使修飾步驟的修整結果可以輔助下一刻蝕步驟的進度，相對于不進行修飾步驟，使刻蝕步驟可以更快進行向下的刻蝕進度；通過控制刻蝕步驟和修飾步驟的進行時間，兼顧形貌的上下一致性和刻蝕效率，在優化的時間長度內完成目標結構的刻蝕；同時在一些技術方案中，引入對基片溫度的控制，當修飾步驟和刻蝕步驟循環一定次數時，升高基片溫度，相比于在整個工藝階段維持恒定溫度條件，降低在刻蝕同等深的目標時凈功率的大小，在保證刻蝕和修飾效果不變的情況下，降低腔室內部件的承壓范圍，防止發生放電損壞部件或基片。在一些技術方案中，從一個處理階段到另一個處理階段時，隨著刻蝕深度的增加，相應的增加刻蝕步驟和修飾步驟的凈功率，可以在孔的深處獲得和淺處相同的刻蝕效果，與溫度調整結合，可以減小凈功率增加的程度，甚至在一些處理階段，可以通過溫度調整，保持對應步驟的凈功率不變。