[发明专利]处理衬底的装置与系统及蚀刻衬底的方法

说明书

一种处理衬底的装置、处理衬底的系统以及蚀刻衬底的方法。装置可包含：具有安置在处理腔室中的反应气体出口的反应气体源，反应气体出口将第一反应气体引导到衬底；耦合到处理腔室且包含提取板的等离子体腔室，提取板具有沿着第一方向延伸的提取孔隙、安置在处理腔室内以及可在面向反应气体源的第一位置与面向提取孔隙的第二位置之间沿着垂直于第一方向的第二方向移动；以及安置于反应气体出口与提取孔隙之间的气流限制器，气流限制器界定至少等离子体腔室与衬底平台之间的差动泵浦通道。本发明的处理衬底的装置提供较高产出率工艺的能力。

相关申请的交叉参考

本申请案要求2015年8月7日申请的美国临时专利申请案第62/202,261号，题为“使用方向性等离子体和反应气体处理衬底的装置和技术(Apparatus And Techniques ToTreat Substrates Using Directional Plasma And Reactive Gas)”的优先权且以引用的方式全文并入本文中。

技术领域

当前实施例涉及器件处理技术，且更具体地说，涉及用于处理衬底(包含用于处理衬底表面)的装置、处理衬底的系统以及蚀刻衬底的方法。

背景技术

由于整合器件尺寸持续缩小，因此图案化特征的能力变得越来越困难。在一个方面中，这些困难包含蚀刻特征以保存图案或将图案转移到衬底中的能力。在许多器件应用中，经图案化的特征可具有小于50nm的最小尺寸，且在一些状况下，最小尺寸可小于10nm。此外，在一些实例中，待蚀刻以用于构建和图案化器件结构的层的厚度可小于10nm。

经研发以可控地蚀刻薄层的一种技术为原子层蚀刻(atomiclayeretching，ALE)，其中蚀刻在逐层基础(layer-by-layer basis)上进行。在第一操作中，在ALE装置中，可将第一反应物(诸如，反应气体)引入到衬底，其中第一反应物在衬底表面上形成自限性单层。自限性单层可包含第一反应物以及来自衬底的上部材料层。随后，可从ALE系统清除第一反应物，且在另一操作中，可提供蚀刻剂以去除自限性单层。以此方式，可一次蚀刻衬底的一个单层，从而提供对待去除的材料的量的准确控制。

ALE工艺的一个问题为处理衬底的相对缓慢速率，由于蚀刻一个单层涉及若干操作(包含用于清除反应物材料的时间)。另外，在已知ALE工艺中去除自限性单层可能适合于蚀刻平面结构，但蚀刻非平面结构(诸如，需要几何选择性的三维(threedimensional，3D)结构)的能力较低。

就这些和其它考虑来说，当前改进可为有用的。

发明内容

提供此发明内容以按简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。此发明内容并不意图识别所主张标的物的关键特征或基本特征，且也不意图辅助确定所主张标的物的范围。

在一个实施例中，处理衬底的装置可包含：具有安置在处理腔室中的反应气体出口的反应气体源，反应气体出口将第一反应气体引导到衬底；耦合到处理腔室且包含具有沿着第一方向延伸的提取孔隙的提取板的等离子体腔室；经配置以固持所述衬底、安置在处理腔室内以及可在面向反应气体源的第一位置与面向提取孔隙的第二位置之间沿着垂直于第一方向的第二方向移动的衬底平台；以及安置于反应气体出口与提取孔隙之间的气流限制器，气流限制器界定至少等离子体腔室与衬底平台之间的差动泵浦通道。

在另一实施例中，处理衬底的系统可包含容纳衬底的处理腔室；包含具有沿着第一方向延伸的提取孔隙的提取板的等离子体腔室；具有耦合到等离子体腔室的反应气体出口的反应气体源，反应气体出口将第一反应气体引导到等离子体腔室；经配置以固持衬底，安置在处理腔室内以及可沿着垂直于第一方向的第二方向移动的衬底平台；连接到衬底平台和等离子体腔室中的至少一个的偏压电源，其中偏压由衬底偏压电源产生于等离子体腔室与衬底平台之间；以及耦合反应气体出口并耦合至所述偏压电源的控制器，控制器包含发送关闭反应气体出口的关闭信号且当关闭反应气体出口时发送相对于等离子体腔室负偏压衬底平台的负偏压信号的同步器。