[發(fā)明專利]用于反應(yīng)性離子蝕刻的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180021337.5
• 申請日: 2011-02-25
• 公開（公告）號: CN102859647B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗雷迪·羅澤博姆;阿德里安·馬里努斯·蘭克霍斯特;保盧斯·威力布羅德斯·喬治·波特;N·B·科斯特;何拉爾德斯·約翰·約瑟夫·維納德斯;阿德里亞努斯·約翰尼斯·皮德勒斯·瑪利亞·弗米爾
• 申請（專利權(quán)）人: 荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織TNO
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/3065;C23C16/455;H01J37/32
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11270
• 代理人: 武晨燕,張穎玲

1.一種用于對襯底進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻的裝置，包括注入器頭部，所述注入器頭部包括：

等離子體蝕刻區(qū)域，其包括蝕刻氣體供應(yīng)設(shè)備并且布置有用于激發(fā)等離子體的等離子體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，并且所述等離子蝕刻區(qū)域進(jìn)一步包括電極結(jié)構(gòu)，所述電極結(jié)構(gòu)被布置成用于將所述蝕刻等離子體朝向襯底部分進(jìn)行加速，以使離子撞擊在所述襯底的表面上；

鈍化區(qū)域，其包括提供有鈍化氣體供應(yīng)設(shè)備的腔；該供應(yīng)設(shè)備被布置成用于從該供應(yīng)設(shè)備向所述腔提供鈍化氣流；所述腔在使用中由所述注入器頭部和所述襯底的表面界定；以及

氣體排出結(jié)構(gòu)，其包括布置在所述蝕刻區(qū)域和所述鈍化區(qū)域之間的氣體排放部；所述氣體排出結(jié)構(gòu)因此形成所述蝕刻區(qū)域和所述鈍化區(qū)域的空間分界。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括：氣體軸承結(jié)構(gòu)，所述氣體軸承結(jié)構(gòu)包括軸承氣體注入器，所述軸承氣體注入器被布置成用于在所述注入器頭部和所述襯底的表面之間注入軸承氣體，所述軸承氣體因此形成氣體軸承；所述氣體軸承界限出所述蝕刻區(qū)域和所述鈍化區(qū)域的至少一個外周邊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述鈍化區(qū)域中的所述腔限定相對于具有腔供應(yīng)設(shè)備和引流管的襯底表面的腔高度H_p；并且其中，所述軸承氣體注入器被布置在面向所述襯底的軸承面部分中，所述軸承面部分相對于襯底限定間隙距離H_g，所述間隙距離H_g小于所述腔高度H_p。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述軸承氣體注入器包括流量限制裝置，所述流量限制裝置限定所述氣體軸承的機(jī)械剛度。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，沿著與所述襯底的表面垂直的方向看，所述氣體軸承形成為起伏形狀，以防止薄板狀襯底的一階彎曲模式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述等離子體蝕刻區(qū)域包括蝕刻腔，所述蝕刻腔具有相對于襯底表面的腔高度H_e，所述腔高度H_e大于相對于在所述鈍化區(qū)域中的襯底表面的腔高度H_p。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述鈍化區(qū)域包含多個供應(yīng)設(shè)備，至少一個供應(yīng)設(shè)備被布置成用于在原子層沉積工藝步驟中供應(yīng)前體氣體；并且另一供應(yīng)設(shè)備提供有反應(yīng)物供應(yīng)設(shè)備，所述另一供應(yīng)設(shè)備在使用中由流動屏障界定。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，在包括界限出所述腔的引流管的各個腔內(nèi)提供有至少一個所述供應(yīng)設(shè)備。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含支撐部件，所述支撐部件被布置成與所述注入器頭部相對，以支撐由所述氣體軸承結(jié)構(gòu)支持住的襯底；所述支撐部件包括用于將所述蝕刻等離子體導(dǎo)向所述襯底的電極。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述注入器頭部可移向和移離傳送平面。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含溫度控制器，所述溫度控制器被布置成用于將所述腔的溫度保持在-20℃至+75℃的范圍內(nèi)。

12.一種用于在襯底的表面上進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻的方法，所述方法使用包括注入器頭部的裝置，所述注入器頭部包含：

等離子體蝕刻區(qū)域，其包括蝕刻氣體供應(yīng)設(shè)備并且布置有用于激發(fā)等離子體的等離子體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)；

鈍化區(qū)域，其包括提供有鈍化氣體供應(yīng)設(shè)備的腔；該供應(yīng)設(shè)備和引流管被布置用于經(jīng)由所述腔從所述供應(yīng)設(shè)備向所述引流管提供鈍化氣流；所述腔在使用中由所述注入器頭部和所述襯底的表面氣體界定；以及

氣體排出結(jié)構(gòu)，其包含布置在所述蝕刻區(qū)域和鈍化區(qū)域之間的氣體排放部；所述氣體排出結(jié)構(gòu)由此形成所述蝕刻區(qū)域和鈍化區(qū)域的空間分界；

在保持所述蝕刻區(qū)域和鈍化區(qū)域空間上分開的同時，所述方法包含以下時間循環(huán)步驟：

a)將所述注入器的頭部的等離子體蝕刻區(qū)域放置在襯底部分的上方，所述襯底部分具有對蝕刻等離子體敏感的子部分；

b)供應(yīng)蝕刻等離子體，并且通過電極結(jié)構(gòu)將所述蝕刻等離子體朝向所述襯底部分加速，以使離子撞擊在所述襯底的表面上，以便蝕刻所述子部分；

c)相對于所述襯底移動所述注入器頭部，以將所述鈍化區(qū)域定位在所述襯底部分的上方；以及

d)通過從所述鈍化氣體供應(yīng)設(shè)備在所述腔中提供鈍化氣體，而在所述襯底部分上供應(yīng)鈍化層。