[发明专利]一种反应离子刻蚀方法和设备

说明书

本申请公开了一种反应离子刻蚀方法和设备。该方法用于反应离子刻蚀的等离子体是基于脉冲激光诱导的方式产生的，而不是基于射频放电的方式产生的。因电压一定的情况下，相比射频放电，脉冲激光聚焦更容易诱导气体产生等离子体，且电离程度更高，因此，在电压一定的情况下，相较于射频放电方式，脉冲激光诱导方式能够产生的等离子体密度更大，形成的等离子体初始动能更大。因此，采用脉冲激光方式能够有利于提高反应离子刻蚀速率，特别有利于深孔或深槽的底部刻蚀。而且，因产生的等离子体密度和等离子体初始动能更大，因此，利用该方式产生的等离子体进行刻蚀，有利于提高各向异性刻蚀的选择性，有利于改善刻蚀形貌。

技术领域

本申请涉及反应离子刻蚀技术领域，尤其涉及一种反应离子刻蚀方法和设备。

背景技术

反应离子刻蚀方法主要通过等离子中定向运动的活性自由基对介质进行物理及化学反应，从而实现快速地各向异性刻蚀。

现有的反应等离子体主要包括以下类型：电感耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma，ICP)、电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma，CCP)以及电子回旋共振等离子体(Electron Cyclotron Resonance，ECR)。这些类型的等离子体均为基于射频放电方式产生的等离子体(Discharge Produced Plasma，DPP)，其等离子体密度通常为10¹⁰～10¹²cm^-3。

根据反应离子的刻蚀机理可知，反应离子体刻蚀过程中的等离子体密度越大，活性自由基越多，越有利于提高刻蚀速率。而基于现有的等离子体产生方式，如需进一步加大等离子体密度，则需要更高的放电电压，如此，对等离子体产生设备的射频输出功率、热负荷等要求更高，设备体积更大。

另外，对于高深宽比的深孔或深槽刻蚀，常规的反应离子刻蚀中的等离子体动能相对较小，其难以到达深孔或深槽底部并继续向下快速刻蚀。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种反应离子刻蚀方法和设备，以在电压一定的条件下，提高反应离子刻蚀速率，并适用于深孔或深槽的底部刻蚀。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种反应离子刻蚀方法，包括：

将待刻蚀基片放入反应离子刻蚀腔室内；

向反应离子刻蚀腔室内通入反应气体；

利用脉冲激光诱导反应气体，产生等离子体；

调整等离子体的运动方向，使等离子的运动方向一致且使等离子的运动方向垂直于待刻蚀基片表面方向；

利用等离子体对待刻蚀基片进行反应离子刻蚀。

可选地，所述调整等离子体的运动方向，具体为：准直等离子体的的运动方向，使等离子体的运动方向一致。

可选地，所述调整等离子体的运动方向，还包括：在准直等离子体的运动方向之前，筛选出沿激光传播方向膨胀的等离子体。

可选地，所述准直等离子体的运动方向后，对待刻蚀基片进行反应离子刻蚀之前，还包括：

调整等离子体的出射面积，以使等离子体的出射面积与待刻蚀基片的刻蚀表面面积相适应。

可选地，当待刻蚀基片的刻蚀区域表面积大于等离子体的出射面积时，所述方法还包括：

步进式移动待刻蚀基片，使待刻蚀基片的待刻蚀表面逐步被等离子体刻蚀。