[发明专利]原子层蚀刻中方向性的控制

权利要求书

1.一种在衬底上执行原子层蚀刻(ALE)的方法，其包括：

在衬底表面上执行表面改性操作，所述表面改性操作被配置为将所述衬底表面的至少一个单层转化为改性层，其中在所述表面改性操作期间施加偏置电压，所述偏置电压被配置为控制通过所述表面改性操作转化的所述衬底表面的深度；

在所述衬底表面上执行去除操作，所述去除操作被配置为从所述衬底表面去除所述改性层的至少一部分，其中经由被配置为使所述改性层的所述一部分挥发的配体交换反应来实现去除所述改性层的所述一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面改性操作被配置为使离子扩散到所述衬底表面中到达由所述偏置电压控制的所述深度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压被配置为在所述表面改性操作期间具有用以实现通过所述表面改性操作转化的所述衬底表面的所述深度的幅值和持续时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述深度由所述衬底的一个或多个单层限定。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压被配置为根据所述偏置电压的幅值将所述表面改性操作从主要各向同性转变为主要各向异性。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述表面改性操作的部分期间施加所述偏置电压，施加所述偏置电压期间的该部分增加竖直方向上的所述深度的量，从而增加所述ALE的各向异性，而未施加所述偏置电压期间的部分增加非竖直方向的所述深度，从而增加所述ALE的各向同性。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述去除操作之后，在所述衬底表面上执行等离子体处理，所述等离子体处理被配置为从所述衬底表面去除由所述去除操作和/或所述表面改性操作产生的残留物，其中所述残留物通过所述等离子体处理而挥发。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，所述去除操作被配置为从所述衬底表面去除不到所述改性层的整个部分；并且

该方法还包括：重复所述去除操作和所述等离子体处理，直到从所述衬底表面去除所述改性层的所述整个部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其还包括：重复所述表面改性操作、所述去除操作和所述等离子体处理，直到已经从所述衬底表面蚀刻预定厚度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏置电压在约20V到100V的范围内。

11.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述表面改性操作包括将所述衬底表面暴露于含氟等离子体，其中所述暴露于所述含氟等离子体被配置为将所述衬底表面的所述至少一个单层转化为氟化物物质。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中所述衬底表面包括金属、金属氧化物、金属氮化物、金属磷化物、金属硫化物、金属砷化物或金属化合物；

其中所述暴露于所述含氟等离子体形成金属氟化物。

13.根据权利要求11所述的方法，其中将所述衬底表面暴露于所述含氟等离子体包括将含氟气体引入内部设置有所述衬底的室中，并点燃等离子体。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述暴露于所述含氟等离子体是在约10毫托至500毫托的室压强下进行，持续时间小于约15秒。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，执行所述去除操作包括将所述衬底表面暴露于乙酰丙酮锡(II)(Sn(acac)₂)蒸气，所述暴露于所述Sn(acac)₂蒸气被配置为用乙酰丙酮酸盐(acac)配体交换所述改性层中的氟原子。