[发明专利]用于脉冲式光激发沉积与蚀刻的装置与方法

说明书

本申请是申请日为2014年2月20日、申请号为CN201480010733.1、发明名称为“用于脉冲式光激发沉积与蚀刻的装置与方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式大体涉及热处理基板的方法，且更特别涉及在基板上脉冲式激光激发蚀刻及沉积层的方法。

背景技术

沉积和蚀刻工艺常用于半导体处理，以选择性沉积预定形状与厚度的材料。通常，会在处理期间改变温度、压力、流率和工艺气体组成，以从沉积变成蚀刻，反之亦可。此改变通常很慢且需要过渡时期，以致有间歇化学物与组合。随着大量制造半导体器件的需求增加，亦需要新方法和设备用于快速、准确沉积/蚀刻处理。

发明内容

本发明的实施方式涉及在基板上脉冲式激光激发蚀刻及沉积层的方法。在一个实施方式中，公开在处理腔室内处理基板的方法。方法包含提供前驱物气体混合物至处理腔室内，其中前驱物包含沉积前驱物气体和蚀刻前驱物气体、使处理腔室维持在足以实质热分解沉积前驱物气体的温度，处理腔室的温度低于蚀刻前驱物气体热解所需的最小值，及开启及关闭辐射源，辐射源发射电磁辐射至基板表面处或附近的前驱物气体混合物，以交替进行沉积工艺与蚀刻工艺循环。

在另一实施方式中，方法包含提供前驱物气体混合物至处理腔室内，前驱物气体混合物包含沉积前驱物气体和蚀刻前驱物气体、使前驱物气体混合物受到出自热源的热能作用，以在基板的表面上沉积材料层，其中热能小于蚀刻前驱物气体热解所需的最小值，及在材料层形成在基板的表面上后，使前驱物气体混合物受到出自辐射源的光能作用，光能的波长和功率水平经选择以促进蚀刻前驱物气体比沉积前驱物气体更易光解解离，及自基板表面蚀刻部分材料层。

在又一实施方式中，方法包含同时流入沉积前驱物气体和蚀刻前驱物气体至处理腔室内、使处理腔室维持在足以实质热分解沉积前驱物气体的恒定温度，其中处理腔室的温度低于蚀刻前驱物气体热解所需的最小值、将第一电磁辐射从辐射源导向基板的表面，电磁辐射的第一波长和第一功率水平经选择以促进沉积前驱物气体热解解离，及将第二电磁辐射从辐射源导向基板的表面，电磁辐射的第二波长和第二功率水平经选择以促进蚀刻前驱物气体光解解离。

在再一实施方式中，提供基板处理系统。系统包含处理腔室，处理腔室具有基板支撑件，用以支撑基板、气体供应器，用以从一或多个气源提供前驱物气体混合物至处理腔室内，其中前驱物气体混合物包含沉积前驱物气体和蚀刻前驱物气体、加热模块，用以加热基板及使处理腔室维持在足以实质热分解沉积前驱物气体的温度，以在基板的表面上沉积材料层，其中处理腔室的温度低于蚀刻前驱物气体热解所需的最小值，及辐射源，用以发射电磁辐射至基板表面处或附近的前驱物气体混合物，电磁辐射的波长和功率水平经选择以促进蚀刻前驱物气体比沉积前驱物气体更易光解解离，及自基板表面蚀刻部分材料层。

附图说明

为让本发明的上述概要特征更明显易懂，可配合参考实施方式说明，部分实施方式乃图示在附图。然应注意附图仅说明本发明典型实施方式，故不宜视为限定本发明范围，因为本发明可接纳其他等效实施方式。

图1图示可用于实践本发明实施方式的示例性热处理腔室截面图。

图2图示本发明的示例性工艺，所述工艺可利用至少蚀刻-沉积循环工艺来在基板上选择性外延沉积含硅化合物层。

具体实施方式

图1图示可用于实践本发明实施方式的示例性热处理腔室100的截面图。如下所述，热处理系统100具有脉冲式辐射源，能用以在设于热处理系统100内的低压腔室中快速、选择性辅助或激发前驱物气体，以在不改变前驱物气体与相关转变的情况下进行沉积或蚀刻工艺，若同一腔室涉及沉积工艺及蚀刻工艺，则改变前驱物气体与相关转变为常规方式所需。应理解本发明不限于所示处理腔室100的构造，因为本发明的概念亦可用于其他需蚀刻-沉积循环工艺的处理腔室，例如化学气相沉积(CVD)腔室、原子层沉积(ALD)腔室或原子层外延(ALE)腔室。本发明的构思亦有益于可能需至少一个“LASE”应用的工艺，例如使用电磁辐射(例如激光(“L”))、利用电磁辐射活化或辅助活化(“A”)、使用电磁辐射执行表面上的工艺或选择性处理物体(“S”)、利用电磁辐射来进行外延或蚀刻工艺(“E”)的应用。本发明的构思亦有益于需使用等离子体协助蚀刻前驱物气体及/或沉积前驱物气体解离的工艺。