[发明专利]使用基于气体团簇离子束技术的中性射束处理的超浅蚀刻方法以及由此产生的物品

权利要求书

1.一种用于受控浅蚀刻基板表面的方法，包含以下步骤：

提供减压室；

在所述减压室内形成包含气体团簇离子的气体团簇离子束；

加速所述气体团簇离子以在所述减压室内沿着射束路径形成加速气体团簇离子束；

促进沿着所述射束路径的所述加速气体团簇离子的至少一部分的分裂和/或离解；

从所述射束路径去除带电粒子以在所述减压室中沿所述射束路径形成加速中性射束；

将所述基板保持在所述射束路径中；

通过用加速中性射束照射所述基板的表面的一部分来在所述表面的被照射部分上形成浅改性层来对所述基板的表面的一部分进行处理，所述浅改性层叠在下面的未改性的基板上；

蚀刻具有所述浅改性层的所述表面以优先去除所述表面上的所述浅改性层中的材料，并且其中所述蚀刻在所述下面的未改性基板处停止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移除步骤从所述射束路径去除大体上所有带电粒子。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述去除步骤形成完全离解的加速中性射束。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤包括通过图案化模板中的开口照射所述基板以及形成图案化的所述浅改性层，并且进一步其中所述蚀刻步骤在所述基板上产生蚀刻图案。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图案化模板是与所述基板的所述表面接触的硬掩模或光致抗蚀剂掩模。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述促进步骤包括增加所述加速气体团簇离子束中离子的速度范围。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述促进步骤包括将用于形成所述气体团簇离子束的一种或多种气态元素引入所述减压室中以增加沿所述射束路径的压力。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻步骤使用合适的化学蚀刻剂进行，所述化学蚀刻剂对于所述浅改性层和所述未改性的基板具有差异蚀刻速率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述化学蚀刻剂包含氢氟酸。

10.根据权利要求1所述的方法，所述处理步骤进一步包含用所述加速中性射束扫描所述基板以处理所述表面的扩展部分。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板表面包含金属、半导体或介电材料。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述浅改性层具有6纳米或更小的深度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述浅改性层具有约1纳米至约3纳米的厚度。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体团簇离子包含氩气或另一惰性气体。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述气体团簇离子进一步包含氧气。

16.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在所述照射步骤之前在所述基板的所述部分上形成含氧层。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述含氧层小于5单分子层厚度。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述加速步骤使所述气体团簇离子通过5到50kV的电位进行加速。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述浅改性层是非晶化层或氧化层。

20.一种基板的蚀刻半导体或金属或介电材料的表面，包括深度为6纳米或更小的图案化蚀刻特征。

21.根据权利要求20所述的制品，其中所述特征具有3纳米或更小的深度。

22.根据权利要求20所述的制品，其中所述特征具有小于10埃(1纳米)的平均粗糙度Ra。

23.根据权利要求20所述的制品，其中使用由气体团簇离子束形成的加速和聚焦的中性射束，来使所述图案化蚀刻特征具有比所述基板更高的蚀刻速率。