[发明专利]用脉冲等离子体进行的原子层蚀刻

权利要求书

1.一种系统，包括：

脉冲等离子体源，其包括：

螺旋线圈电极，其围绕室设置；

入口，其设置在管中并且与工艺气体源流体连通；以及

反应室，其与所述脉冲等离子体源流体连通，其包括：

衬底支撑件；以及

边界电极。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述螺旋线圈电极耦合到脉冲发生器，其中，所述脉冲发生器包括：

至少一个射频函数发生器；以及

阻抗匹配网络。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括对向电极，所述对向电极设置在所述反应室的顶部附近，并且至少部分延伸到所述反应室中。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述对向电极与所述衬底支撑件相对垂直设置。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述入口连接到气体源，所述气体源选自由氧气、氧化的气体、惰性气体(noble gas)、卤素、卤化的气体、氮气、氢气、氧气及其组合组成的组。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边界电极设置在所述反应室内，大致与所述衬底支撑件在水平方向上相邻。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述衬底支撑件包括脉冲电极。

8.一种蚀刻衬底的方法，包括：

将原料气引入等离子体室，所述原料气包括惰性气体和反应物气体的混合物；

将所述衬底设置在所述等离子体室中；

由所述原料气产生等离子体，所述等离子体含有反应物和离子；

利用反应物使衬底表面达到饱和以形成产物层，所述产物层包括所述反应物物质(species)的单层和所述衬底的第一单层原子；以及

通过将所述产物层暴露于所述离子，去除所述产物层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在第一时间段期间发生所述产生和所述饱和，并且在第二时间段期间发生所述去除。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第一时间段的第一部分期间，向所述等离子体源施加第一RF功率电平。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述第一时间段的第二部分期间，关断所述等离子体源。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述第二时间段期间，向所述等离子体源施加RF功率脉冲，所述RF功率脉冲具有大于所述第一RF功率电平的第二RF功率电平。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二时间段期间向所述电极施加偏压脉冲，其中，在所述第二时间段期间施加的所述RF功率脉冲和所述偏压脉冲顺序地交替，并且其中，按大约10μs从至少一个所述RF脉冲中去除至少一个所述偏压脉冲。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述第二时间段期间向所述电极施加正偏压脉冲，其中，所述电极向所述等离子体提供正偏压脉冲。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述第二时间段期间向所述电极施加负偏压脉冲，并且其中，所述电极电耦合到所述衬底，以向所述衬底提供所述负偏压脉冲。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，通过增加所述等离子体和所述衬底之间的电势差，以将所述等离子体中的离子导向所述衬底，执行所述去除所述产物层。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过向所述等离子体施加正电压和向所述衬底施加负电压中的至少一者，执行所述增加所述电势差。

18.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述原料气连续地引入所述室。

19.一种处理衬底的方法，包括：

从等离子体余辉中将离子导向其中利用第一物质饱和的衬底表面。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

用所述离子去除所述第一物质和衬底原子的单层。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一物质包含反应物物质。

22.根据权利要求19所述的方法，还包括：

向所述等离子体提供脉冲RF功率，其中，在所述RF脉冲之间执行所述引导所述离子。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，通过向所述衬底附近的电极提供偏压脉冲来执行所述引导所述离子，其中，施加到所述电极的所述偏压脉冲和施加到所述等离子体源的所述RF功率脉冲顺序地交替。