[发明专利]气相蚀刻系统和方法

权利要求书

1.一种用于干式去除微电子工件上的材料的方法，包括：

接纳工件，所述工件包括膜堆叠体和部分覆于所述膜堆叠体上的图案化掩模，其中所述图案化掩模包括图案化层和设置在所述图案化层上的目标层，使得所述目标层在所述图案化层上方，而所述目标层和所述图案化层各自包括其中的开口，使得所述膜堆叠体的至少一层通过所述目标层和所述图案化层的所述开口露出，以及所述目标层和所述图案化层的所述开口使所述目标层和所述图案化层的侧壁表面露出，其中所述目标层由与所述图案化层不同的材料形成；

将所述工件放置在单室干式非等离子体蚀刻系统中的工件保持器上；以及

从所述工件选择性去除所述目标层的至少一部分，包括通过操作所述单室干式非等离子体蚀刻系统以执行以下步骤：

将所述工件的所述表面暴露于在35℃至100℃范围内的第一设定点温度下的化学环境以化学改变所述目标层的表面区域，以及

然后，将所述工件的温度升高至等于或高于100℃的第二设定点温度以去除所述目标层的经化学处理的表面区域；

其中暴露步骤和升温步骤交替且相继地重复两次或更多次，使得所述目标层从所述工件完全去除而不去除所述图案化层且不去除所露出的所述膜堆叠体的所述至少一层，

其中，所述目标层包括由硅和以下中任一者构成的层：(1)有机材料；(2)氧和氮两者，以及

其中，所述方法相对于硅氧化物、硅氮化物、晶体硅、非晶硅、无定形碳和/或有机材料选择性去除所述目标层的材料。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过使传热流体在第一流体设定点温度下流过所述工件保持器来建立所述第一设定点温度。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

通过使所述传热流体在第二流体设定点温度下流过所述工件保持器来建立所述第二设定点温度。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

除了使所述传热流体在所述第二流体设定点温度下流过所述工件保持器之外，还通过将电力耦接至嵌入在所述工件保持器内的至少一个电阻加热元件来加热所述工件保持器。

5.根据权利要求3所述的方法，还包括：

除了使所述传热流体在所述第二流体设定点温度下流过所述工件保持器之外，还使用独立于所述工件保持器的至少一个其他热源来加热所述工件保持器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设定点温度为70℃至90℃，所述第二设定点温度为110℃至225℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其中暴露步骤和升温步骤在500毫托至2托的处理压力下执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学环境包含N、H和F。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学环境包含受激物质、自由基物质或亚稳态物质、或者其两种或更多种的任意组合。

10.一种用于根据权利要求1至9中任一项所述的方法的用于干式去除微电子工件上的材料的系统，包括：

处理室，其用于在非等离子体真空环境下处理工件；

工件保持器，其被布置在所述处理室内并被配置成支承所述工件；

温度控制系统，其耦接至所述工件保持器并且被配置成将所述工件保持器的温度控制在两个或更多个设定点温度下；

气体分配系统，其耦接至所述处理室并且被布置成将一种或更多种处理气体供应至所述处理室中；以及

控制器，其可操作地耦接至所述温度控制系统并且被配置成将所述工件保持器的温度控制在35℃至100℃的范围内的第一设定点温度下，以及将所述工件保持器的温度调节和控制在等于或高于100℃的第二设定点温度下。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括：

远程等离子体发生器或远程自由基发生器，其被布置成为所述处理室供应受激物质、自由基物质或亚稳态物质或其组合。