TW201705277A - 處理基底的設備、系統及方法 - Google Patents
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Abstract
在一個實施例中，一種用於處理基底的設備可包括：提取板，自電漿室提取電漿束並將所述電漿束引導至所述基底，所述電漿束可包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及氣體出口系統，安置於所述電漿室外部，所述氣體出口系統耦合至氣體源且被配置成將自所述氣體源接收的反應氣體遞送至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿室。
Description
本發明實施例涉及電子裝置加工技術，且更具體而言，涉及用於處理基底的表面的加工。
隨著積體裝置繼續按比例縮放至更小的尺寸，對特徵進行圖案化的能力變得愈發困難。這些困難一方面包括對特徵進行蝕刻以保留圖案或將圖案轉移至基底中的能力。在許多裝置應用中，經圖案化特徵可包括難以被蝕刻的金屬層，所述金屬層難以被蝕刻的原因是其金屬不易利用已知的反應離子蝕刻或類似製程而形成揮發性蝕刻產物。通過物理濺鍍（sputtering）對金屬層進行的蝕刻可能存在問題，原因在於給定金屬層的經濺鍍物質傾向於再沉積於基底的非所需表面上，所述非所需表面包括所形成的裝置特徵的表面。此可致使例如柱或線等經圖案化結構具有非垂直側壁、且在蝕刻非揮發性金屬下伏層時再沉積過多的材料。
就這些及其他考量而言，本發明的改進可為有用的。
提供此發明內容來以簡化形式介紹以下在具體實施方式中進一步闡述的一系列概念。此發明內容並非旨在識別所主張主題的關鍵特徵或本質特徵，所述發明內容也非旨在幫助確定所主張主題的範圍。
在一個實施例中，一種用於處理基底的設備可包括：提取板，自電漿室提取電漿束並將所述電漿束引導至所述基底，所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及氣體出口系統，安置於所述電漿室外部，所述氣體出口系統耦合至氣體源且被配置成將自所述氣體源接收的反應氣體遞送至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿室。
在另一實施例中，一種用於處理基底的系統可包括：電漿室，容納電漿；提取板，自所述電漿室提取電漿束並將所述電漿束引導至所述基底，所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及氣體出口系統，安置於所述電漿室外部，所述氣體出口系統耦合至氣體源且被配置成將自所述氣體源接收的反應氣體遞送至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿室。
在另一實施例中，一種處理基底的方法可包括：自電漿提取電漿束，其中所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及將反應氣體自氣體源引導至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿。
現在將在下文中參照其中示出某些實施例的附圖來更充分地闡述本發明實施例。本發明的主題可被實施為許多不同形式，而不應被視為僅限於本文中所述的實施例。提供這些實施例是為了使此公開內容將透徹及完整，並將向所屬領域中的技術人員充分傳達所述主題的範圍。在各圖式中，相同數位指代相同的元件。
這些本發明實施例提供用於處理基底的新穎設備及新穎技術，且更具體而言提供用於處理基底表面（例如，用於蝕刻表面特徵）的新穎設備及技術。本文中所使用的用語「基底」可指代例如以下實體：半導體晶圓、絕緣晶圓、陶瓷、及安置於其上的任意層或結構。由此，表面特徵、層、層系列、或其他實體可被視為安置於基底上，其中所述基底可表示例如矽晶圓、氧化物層、金屬層等結構的組合。
在各種實施例中，公開多個設備，所述設備提供對基底的離子束（或「電漿束」）處理及對所述基底的反應氣體處理。所述離子束及反應氣體可以將使用點（point-of-use）反應化學遞送至被處理的基底（例如，被蝕刻的基底）的表面的構造及方式來提供。
圖1A繪示根據本發明實施例的系統100。系統100包括混合加工設備（在橫截面中示作設備102）。圖1B繪示系統100的一個實施例，包括設備102的實施例的透視圖。圖1C繪示圖1B所示設備102的實施例的平面圖，而圖1D繪示根據各種實施例的設備102及基底的幾何結構的細節。如圖1A中所詳細說明，系統100可包括容納電漿106的電漿室104。在某些實施例中，電漿室104可在介於1 mTorr與300 mTorr之間的壓力下運作。所述實施例並非僅限於此上下文。如圖1A中所示，電漿室104被安置成鄰近加工室101，在加工室101中可通過由已知的泵送設備（例如，由旋轉泵（rotary pump）支援的渦輪分子牽引泵（turbomolecular drag pump）等）構成的真空泵送系統而維持低於10-5
Torr的較低壓力。可經由電漿氣體管線125而自氣體歧管（gas manifold）122將氣態電漿前驅物送至電漿室104中。在各種實施例中，可使用惰性氣體（He、Ne、Ar、Kr、Xe）或惰性氣體與反應氣體（例如，H2
、NF3
、Cl2
、Br2
、Cx
Fy
等）的混合物作為電漿前驅物，其中除反應氣體離子以外惰性氣體離子也可形成於電漿室104中。電漿106可通過利用適當的電漿激勵器（plasma exciter）將來自發電機108的電力耦合至電漿室104中的稀薄氣體而產生。在下文中，通用用語「電漿源」包括發電機、電漿激勵器、電漿室、及電漿本身。電漿源可為電感耦合電漿（inductively-coupled plasma，ICP）源、環耦合電漿源（toroidal coupled plasma source，TCP）、電容耦合電漿（capacitively coupled plasma，CCP）源、螺旋源（helicon source）、電子迴旋共振（electron cyclotron resonance，ECR）源、間熱式陰極（indirectly heated cathode，IHC）源、輝光放電源（glow discharge source）、或為所屬領域中的技術人員所知的其他電漿源。因此，依電漿源的性質而定，發電機108可為射頻（radio frequency，rf）產生器、直流（direct current，dc）電源、或微波產生器，而電漿激勵器可包括射頻天線、射頻鐵氧體耦合器、射頻板、射頻熱陰極（heated cathode）/射頻冷陰極（cold cathode）、射頻螺旋天線、或射頻微波發射器。系統100還包括連接至電漿室104或連接至基底支座118的偏置電源110。利用提取板112提取包含正離子的電漿束114可通過以下方式來實現：將電漿室104提升為正電位並將基底支座118接地，或者將電漿室104接地並對基底支座118施加負電位。偏置電源110可以直流模式或具有可變負載迴圈（duty cycle）的脈衝模式、或者交流（alternating current，AC）模式運作。提取板112可一般而言根據已知的設計配置，從而以容許控制以下所詳述的離子角度分佈（即，電漿束114相對於基底116的入射角）及角度擴展的方式提取電漿束114中的離子。
設備102也包括反應氣體出口總成（示作氣體出口總成120），其中氣體出口總成120能夠將反應氣體128遞送至基底116。氣體出口總成120耦合至氣體歧管122且可包括多個氣體出口。氣體歧管122可除以上所論述的電漿106的氣體前驅物以外還包括呈液態或氣態形式的反應氣體128的源。氣體歧管122在某些實施例中可包括多於一個反應氣體源、及多於一個電漿氣態前驅物源，其中不同的源含有不同的氣體。氣體歧管122可通過一個氣體管線或通過多個氣體管線而耦合至氣體出口總成120。在圖1A及圖1B所示實例中，反應氣體源122耦合至氣體管線124及氣體管線126，其中不同的氣體管線在設備102的不同部分處進入氣體出口總成120。
系統100還包括控制系統132。控制系統132可耦合至系統100的各種元件，所述元件包括偏置電源110、電漿電源108、及氣體歧管122。控制系統132可被配置成改變系統100的至少一個系統參數。系統參數的實例包括被施加至電漿室104的射頻功率的程度（level）、射頻波形、離子束的由偏置電源110施加的提取電壓、脈衝偏壓的負載迴圈及頻率、或基底116與提取板112之間的z間隔（意指基底116與提取板112之間沿Z軸的間隔）。提取板112的構造是系統參數的另一實例且可包括位於所述提取板中的開孔的形狀或大小，等等。這些系統參數中的至少一者可自第一值改變至第二值，其中電漿束114在第一值處具有第一形狀且在第二值處具有第二形狀。以此種方式，電漿束114的參數（例如，入射於基底上的入射角、角度擴展（入射角的範圍），等等）可得到控制。此容許根據應用而將電漿束114引導至基底。舉例而言，當基底116包括經圖案化特徵（圖1A中未示出）時，經圖案化特徵的垂直表面可通過以第一入射角引導電漿束114而被更好地處理，而水準表面可通過以第二入射角引導電漿束114而被更好地處理。
現在轉向參照圖1B，其具體示出其中設置有多個氣體孔口142的氣體出口總成120的一個實施例，氣體孔口142沿提取板112的提取開孔140的頂側及底側延伸。由於反應氣體128是在不通過電漿室104的同時自氣體歧管122通過通道輸送至氣體出口總成120，因此在各種實施例中反應氣體128可在不被離子化或以另一方式激勵的同時被引導以撞擊於基底116上。如此一來，中性反應氣體可被提供至基底。另外，所述反應氣體可在撞擊於基底上時保持在非離解狀態（或完整狀態（intact state））。提供此種在其中可直接將反應氣體提供至基底的「使用點化學（point of use chemistry）」的能力在某些情形中容許未離子化的、未離解的、且未被激勵的氣體物質接觸所述基底。在其他情形中，離解、自由基產生（radical generation）、激勵、或離子化可在例如氣體流速、臨近基底116的氣壓、或其他因素等條件被調整時發生，以增大與電漿束114的交互作用。
儘管電漿束114可根據提取開孔140的大小及設立於基底116與電漿106之間的電壓差而在空間上受限，但反應氣體128可在離開氣體出口總成120之後擴展。如以下所詳述，在其中電漿束114的離子與反應氣體128的離子重疊於基底116上的區中，可發生對基底116的蝕刻。
在各種實施例中，如圖1B及圖1C中所示，提取開孔140可具有細長的形狀。舉例而言，如圖1C中所示，提取開孔140可沿平行於所示笛卡爾坐標系中的X軸的第一方向具有開孔寬度W。提取開孔140可沿垂直於第一方向的第二方向（換言之，沿Y軸）具有開孔長度，其中開孔寬度W大於開孔長度L。此可產生帶狀束（ribbon beam）形式的電漿束114。在某些實例中，W可具有介於150 mm至300 mm範圍內或大於300 mm的值，而L具有為3 mm至30 mm的值。
為了對整個基底116進行處理，基底支座118可例如沿平行於Y軸的方向117來掃描所述基底。同樣轉向參照圖1D，在各種實施例中，電漿束114可為平行的、會聚的（convergent）、或發散的（divergent），且可提供具有例如為30度或大於30度的寬廣角度分佈（圍繞平均入射角而在入射角的寬範圍內分佈的軌跡）的離子，或者離子可具有例如小於5度的窄角度分佈（在入射角的窄範圍內分佈的軌跡）。所述離子可相對於基底116的平面152的垂線150而形成非零入射角（示作q
），其中平面152可平行於X-Y平面。在不同實施例中，入射角的分佈可由單峰分佈（monomodal distribution）或雙峰分佈（bimodal distribution）來表徵。如圖1D中所示，電漿束114的入射角的給定分佈可通過電漿106的電漿鞘邊界154的形狀而確定。具體而言，彎月面（meniscus）156可形成於自其提取電漿束114的離子的提取開孔140中。彎月面156的形狀可通過改變例如以下等參數來調整：電漿密度（例如，電漿室中的射頻功率及/或氣體壓力）、施加於電漿室104與基底116之間的提取電壓、或提取板-基底支座間隙長度。在某些實施例中，束阻擋器（beam blocker）（圖中未示出）可鄰近提取開孔140而設置於電漿室104內，以界定通過提取開孔140而提取的兩個單獨的電漿束。利用以上方式，電漿束114的離子的一個或更多個入射角可得到控制。
圖2A至圖2C繪示根據本發明實施例，與使用點反應化學相結合地使用電漿束進行基底蝕刻的實例。在圖2A中示出裝置結構202，裝置結構202包括基層204及金屬層206。基層204可表示包括半導體晶圓或磁性存儲基底的多於一個層、以及其他層。在各種實施例中，金屬層206可為對通過反應離子蝕刻製程進行的蝕刻有抗性的金屬材料或金屬材料的混合物。此類金屬的實例包括Cu、Ta、Pt、Ru、及其他非揮發性金屬。在某些實施例中，可在用於形成例如磁性隨機存取記憶體（magnetic random access memory，MRAM）等記憶體裝置的層堆疊中採用例如Pt、Ru、及Ta等金屬的組合。
為了蝕刻金屬層206以形成含有金屬層206的一部分的特徵，可提供罩幕特征（mask feature）。在一個實例中，堆疊208可為將在隨後被移除的罩幕層（例如，硬罩幕）。在其他實例中，堆疊208可包括多個層，所述多個層包括裝置層以保持作為最終裝置的一部分。在這些不同的實例中，堆疊208可充當界定被暴露區206A及被保護區206B的罩幕。在圖2A中所示的方式中，反應氣體210可與電漿束相結合地使用，以蝕刻金屬層206。在某些實施例中反應氣體210可提供自氣態源，而在其他實施例中反應氣體210可提供自液態源。儘管圖2A中未示出，但離子可與反應氣體210一起同時提供至基底200。在某些實施例中，反應氣體可與將離子引導至基底200的電漿束相結合地提供至設備（例如，設備102）中的基底200。
在各種實施例中，可將反應氣體210提供至基底200的表面，其中反應氣體210是吸附物質，所述吸附物質凝聚以在由基底200呈現的表面上形成一個或更多個吸附層。如圖2A中所示，反應氣體可形成共形塗層（示作塗層216），在此實例中為共形吸附塗層。具體而言，塗層216安置於金屬層206的表面220上、及堆疊208的側壁218上。在某些實施例中，反應氣體210可包含有機分子，且在具體實施例中，反應氣體210可包含極性分子。適合於反應氣體210的分子的實例包括甲醇（CH3
-OH）、乙醇（CH3
-CH2
-OH）、異丙醇（CH3
-CHOH-CH3
）、二甲基乙醚（dimethylether）（CH3
-O-CH3）、或丙酮（CH3
-CO-CH3
）、或者其他反應物。實施例並非僅限於此上下文。在某些情形中，反應氣體210可均勻地沉積於基底表面上且可以均勻的方式塗布三維結構，以形成塗層216。
現在轉向參照圖2B，其示出蝕刻金屬層206的又一情景。在此實例中，將離子212（示作正離子）引導至基底200。離子212可表示在例如圖1A中所示的電漿束中被引導的多個離子。離子212可如圖所示相對於垂線150而形成非零入射角。換言之，離子212的軌跡可不平行於側壁218，其中離子212或具有類似軌跡的離子的群組可撞擊於側壁212及表面220上。在圖2B所示情景中，離子212可穿透過塗層216並衝撞金屬層206，使得例如金屬原子等金屬物質214自金屬層206進行濺鍍噴射（濺鍍蝕刻）。此過程可重複發生，使得金屬自被暴露區206A被蝕刻。如圖2B中所進一步示出，經濺鍍金屬（例如，金屬物質214）可與反應氣體210反應，反應氣體210包括吸附於塗層216中的金屬層206上或吸附於金屬層206附近的反應氣體。如此一來，可產生揮發性蝕刻產物224，且揮發性蝕刻產物224含有來自反應氣體210及金屬物質214的材料。揮發性蝕刻產物224可如圖所示進入氣相，並可被遠離基底200運輸。
為了防止經濺鍍金屬物質再沉積於非所需的區域（例如，側壁218）中，可通過將反應氣體210的物質凝聚來補充塗層216。反應氣體可形成具有亞奈米厚度的塗層，進而為例如金屬原子或揮發性蝕刻產物224等蝕刻物質的重新佈置（redisposition）提供不利表面。因此，可通過濺鍍與同反應氣體210進行的反應的組合來移除金屬層206，其中所述反應氣體被提供於位於金屬層206的表面上的吸附塗層中。此外，反應氣體210可在塗層216中凝聚，其中塗層216抑制經蝕刻含金屬材料的重新佈置。
現在轉向參照圖2C，其示出在圖2A及圖2B所示過程已在被暴露區206A中蝕刻金屬層206之後的隨後情形。在此實例中，被暴露區206A已被完全移除，從而產生金屬層206的經圖案化特徵206C。如圖所示，經圖案化特徵206C及堆疊208可具有側壁218的垂直側壁，此意指側壁218平行於Z軸延伸。另外，側壁218上可不存在所再沉積的蝕刻產物，其中所述蝕刻產物可為揮發性蝕刻產物224或自金屬層206移除的其他材料。不存在蝕刻產物的垂直側壁的產生可起因於塗層216的形成與在蝕刻期間提供的離子（例如，離子212）的定向性兩者的組合。通過以相對於垂線150的非零角度而提供離子—其中所述非零角度可例如由控制系統132進行微調—可將離子以恰當的入射角引導至恰當的表面，以確保堆疊208的垂直側壁輪廓、以及經圖案化特徵206C得到維持。
在某些實施例中，圖2A至圖2C中所示過程可被實行多次以對含有多個非揮發性金屬層的層堆疊進行蝕刻。舉例而言，MRAM存儲單元中的層堆疊可包括多個層，所述多個層包括多個磁性層、MgO層、及多個接觸層，其中接觸層可由Ta、Pt、Fe、Co、Ru、Ti、或其他非揮發性金屬構成。
對電漿束角、包括鷹角度加工（eagle angling）的多於一個蝕刻機構、以此種方式蝕刻的多個層進行微調。因此，圖2A至圖2C所示的過程可用於蝕刻多個接觸層。圖2D說明根據本發明實施例，在利用使用點反應化學進行蝕刻之後獲得的裝置結構240的實例。裝置結構240包括多個柱結構（示作柱結構242），其中所述柱結構是通過蝕刻層堆疊234而形成。在層堆疊234內示出包括層232及層236的多個層，其中層232及層236為非揮發性金屬。層232及層236可經歷圖2A至圖2C中所示處理，使得在避免再沉積於側壁238上的同時發生蝕刻。因此，柱結構242可具有垂直輪廓，此意指側壁平行於Z軸。另外，側壁218上可不存在在層232及層236被蝕刻時形成的所再沉積的金屬。
在某些實施例中，可通過設備（例如，設備102）來實行對層232及層236的蝕刻。在其中柱結構242為存儲裝置的一部分的實例中，所述存儲裝置可形成於矽晶圓或包括具有形成存儲裝置的柱陣列的許多晶粒（die）的另一基底中。可通過相對於提取開孔140掃描基底而橫跨給定基底（例如，矽晶圓等）來實行圖2A至圖2C中所示的蝕刻。在某些實施例中，可通過對基底來回掃描達多次掃描來實行蝕刻，以完成對給定層或層堆疊的蝕刻。在具體實施例中，可在整個蝕刻過程期間將離子引導至基底的同時，將反應氣體提供至基底。在其他實施例中，可間歇地（例如，在基底的10次掃描中的一次掃描期間）施加反應氣體。
在某些實施例中，基底（例如，基底116）的基底溫度可維持在目標溫度範圍內，以確保在蝕刻期間維持由反應氣體的凝聚層對基底結構的覆蓋。此目標溫度範圍可根據例如被用於反應氣體的分子來進行微調。在各種實施例中，所述目標溫度範圍的跨度可為-60 ℃至+400 ℃。
圖3A及圖3B提供結果，所述結果示出在蝕刻柱裝置的所得結構期間採用使用點化學的效果。在圖3A中示出通過蝕刻包括非揮發性金屬層的堆疊而形成的柱結構304的電子顯微圖，其中所述非揮發性金屬層是利用氬離子而蝕刻。柱結構304包括中心部分306、及具有10 nm寬度的位於側壁310上的側壁沉積物312。在圖3B中示出通過蝕刻包括非揮發性金屬層的堆疊而形成的柱結構314的電子顯微圖，其中所述非揮發性金屬層是通過在蝕刻期間除氬離子外還提供甲醇氣體而蝕刻。柱結構314除包括中心部分306以外，並不包括位於側壁310上的側壁沉積物。因此，在此實例中，通過在利用成角度的氬離子束進行蝕刻的同時將甲醇直接提供至基底而移除沿側壁的材料的再沉積（redeposition）。應注意，再沉積可通過調整包括基底溫度、被提供至基底的甲醇的量、離子的入射角等因素以及其他因素來控制。在某些實驗中，具有小至130 nm的節距的MRAM陣列經歷電氣測量及磁性測量。當根據本發明實施例利用蝕刻混合物（例如，甲醇與氬離子的混合物）而進行加工時—其中甲醇被施加至基底且不通過電漿室—所述陣列的產率為98-100%。此產率指示存在因側壁金屬再沉積而導致的少量產率損失或根本不存在產率損失。
儘管上述實施例著重強調將未離解氣體及未激勵反應氣體遞送至基底，但在某些實施例中反應氣體分子的一小部分可在撞擊於基底上之前被激勵、或離子化、或者局部地或完全地離解。此類物質的所述一小部分可被微調以提高反應性，且同時維持凝聚氣體物質的層或塗層以抑制蝕刻產物在側壁上的再沉積。
圖4繪示示例性製程流程400。在方塊402中，實行自電漿提取電漿束的操作，其中所述電漿束包含相對於基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子。在某些實施例中，所述電漿束可經由提取開孔而提取，所述提取開孔沿第一方向具有開孔寬度及沿垂直於第一方向的第二方向具有開孔長度，其中開孔寬度大於開孔長度，其中電漿束為帶狀束。
在方塊404中，實行將來自氣體源的反應氣體引導至基底的操作，其中反應氣體不通過電漿。在某些實例中，反應氣體可通過氣體出口系統而提供，所述氣體出口系統將反應氣體提供至基底，其中反應氣體在撞擊於基底上時保持在中性狀態且未被分解。
本發明實施例與用於在基底中界定特徵的傳統加工相比提供各種優點。一個優點在於能夠實行對非揮發性金屬的蝕刻以形成經圖案化特徵，同時避免或減少經蝕刻材料在經圖案化特徵上的再沉積。另一優點為能夠獨立地將濺鍍離子及反應氣體遞送至基底以在蝕刻期間提供對濺鍍離子及反應性氣體的獨立微調。
本發明的範圍並非僅限於本文所述具體實施例。事實上，通過閱讀前述說明及附圖，除本文所述者以外，本發明的其他各種實施例及對本發明的潤飾也將對所屬領域中的普通技術人員顯而易見。因此，此類其他實施例及潤飾旨在落於本發明的範圍內。此外，本文中已在用於特定目的的特定環境中的特定實施方案的上下文中闡述了本發明，然而所屬領域中的普通技術人員將認識到有用性並非僅限於此且本發明可被有益地實施於用於任意數目的目的的任意數目的環境中。因此，下文所述發明申請專利範圍應慮及本文所述本發明的整個廣度及精神來解釋。
100‧‧‧系統
101‧‧‧加工室
102‧‧‧設備
104‧‧‧電漿室
106‧‧‧電漿
108‧‧‧發電機
110‧‧‧偏置電源
112‧‧‧提取板
114‧‧‧電漿束
116‧‧‧基底
117‧‧‧方向
118‧‧‧基底支座
120‧‧‧氣體出口總成
122‧‧‧氣體歧管
124、125、126‧‧‧氣體管線
128‧‧‧反應氣體
132‧‧‧控制系統
140‧‧‧提取開孔
142‧‧‧氣體孔口
150‧‧‧垂線
152‧‧‧平面
154‧‧‧電漿鞘邊界
156‧‧‧彎月面
200‧‧‧基底
202‧‧‧裝置結構
204‧‧‧基層
206‧‧‧金屬層
206A‧‧‧被暴露區
206B‧‧‧被保護區
206C‧‧‧經圖案化特徵
208‧‧‧堆疊
210‧‧‧反應氣體
212‧‧‧離子
214‧‧‧金屬物質
216‧‧‧塗層
218‧‧‧側壁
220‧‧‧表面
224‧‧‧揮發性蝕刻產物
232‧‧‧層
234‧‧‧層堆疊
236‧‧‧層
238‧‧‧側壁
240‧‧‧裝置結構
242‧‧‧柱結構
304‧‧‧柱結構
306‧‧‧中心部分
310‧‧‧側壁
312‧‧‧側壁沉積物
314‧‧‧柱結構
400‧‧‧製程流程
402、404‧‧‧方塊
L‧‧‧開孔長度
W‧‧‧開孔寬度
101‧‧‧加工室
102‧‧‧設備
104‧‧‧電漿室
106‧‧‧電漿
108‧‧‧發電機
110‧‧‧偏置電源
112‧‧‧提取板
114‧‧‧電漿束
116‧‧‧基底
117‧‧‧方向
118‧‧‧基底支座
120‧‧‧氣體出口總成
122‧‧‧氣體歧管
124、125、126‧‧‧氣體管線
128‧‧‧反應氣體
132‧‧‧控制系統
140‧‧‧提取開孔
142‧‧‧氣體孔口
150‧‧‧垂線
152‧‧‧平面
154‧‧‧電漿鞘邊界
156‧‧‧彎月面
200‧‧‧基底
202‧‧‧裝置結構
204‧‧‧基層
206‧‧‧金屬層
206A‧‧‧被暴露區
206B‧‧‧被保護區
206C‧‧‧經圖案化特徵
208‧‧‧堆疊
210‧‧‧反應氣體
212‧‧‧離子
214‧‧‧金屬物質
216‧‧‧塗層
218‧‧‧側壁
220‧‧‧表面
224‧‧‧揮發性蝕刻產物
232‧‧‧層
234‧‧‧層堆疊
236‧‧‧層
238‧‧‧側壁
240‧‧‧裝置結構
242‧‧‧柱結構
304‧‧‧柱結構
306‧‧‧中心部分
310‧‧‧側壁
312‧‧‧側壁沉積物
314‧‧‧柱結構
400‧‧‧製程流程
402、404‧‧‧方塊
L‧‧‧開孔長度
W‧‧‧開孔寬度
圖1A繪示根據本發明實施例的系統。 圖1B繪示圖1A所示系統的一個實施例。 圖1C繪示圖1B所示設備的實施例的平面圖。 圖1D繪示根據各種實施例的加工設備及基底的幾何結構的細節。 圖2A至圖2D繪示根據本發明實施例的基底蝕刻的實例。 圖3A及圖3B提供結果，所述結果示出在蝕刻柱期間採用使用點化學的效果。 圖4繪示示例性製程流程。
100‧‧‧系統
101‧‧‧加工室
102‧‧‧設備
104‧‧‧電漿室
106‧‧‧電漿
108‧‧‧發電機
110‧‧‧偏置電源
112‧‧‧提取板
114‧‧‧電漿束
116‧‧‧基底
117‧‧‧方向
118‧‧‧基底支座
120‧‧‧氣體出口總成
122‧‧‧氣體歧管
124、125、126‧‧‧氣體管線
128‧‧‧反應氣體
132‧‧‧控制系統
140‧‧‧提取開孔
Claims (15)
- 一種處理基底的設備，包括： 提取板，自電漿室提取電漿束並將所述電漿束引導至所述基底，所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及 氣體出口系統，安置於所述電漿室外部，所述氣體出口系統耦合至氣體源且被配置成將自所述氣體源接收的反應氣體遞送至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿室。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述氣體出口系統被配置成沿著所述電漿束旁邊將所述反應氣體遞送至所述基底。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述提取板包括提取開孔，所述提取開孔沿第一方向具有開孔寬度且沿垂直於所述第一方向的第二方向具有開孔長度，其中所述開孔寬度大於所述開孔長度，其中所述電漿束為帶狀束，且其中所述氣體出口系統包括多個氣體孔口，其中所述多個氣體孔口沿著所述第一方向沿所述提取開孔的一側配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述反應氣體包含未離解氣體。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述反應氣體包含甲醇、乙醇、丙酮、或其他極性分子。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述反應氣體包含吸附物質，所述吸附物質在基底結構上形成吸附塗層。
- 如申請專利範圍第1項所述的處理基底的設備，其中所述氣體出口系統包括第一組出口及第二組出口，其中所述氣體源耦合至所述第一組出口，所述處理基底的設備還包括第二氣體源，所述第二氣體源耦合至所述第二組出口且被構造成將第二反應氣體遞送至所述基底。
- 一種處理基底的系統，包括： 電漿室，容納電漿； 提取板，自所述電漿室提取電漿束並將所述電漿束引導至所述基底，所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及 氣體出口系統，安置於所述電漿室外部，所述氣體出口系統耦合至氣體源且被配置成將自所述氣體源接收的反應氣體遞送至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿室。
- 如申請專利範圍第8項所述的處理基底的系統，其中所述提取板包括提取開孔，所述提取開孔沿第一方向具有開孔寬度且沿垂直於所述第一方向的第二方向具有開孔長度，其中所述開孔寬度大於所述開孔長度，其中所述電漿束為帶狀束，所述處理基底的系統還包括基底支座，所述基底支座被構造成沿所述第二方向掃描所述基底。
- 如申請專利範圍第9項所述的處理基底的系統，其中所述氣體出口系統包括多個氣體孔口，其中所述多個氣體孔口沿著所述第一方向沿所述提取開孔的一側配置。
- 如申請專利範圍第8項所述的處理基底的系統，其中還包括控制系統，所述控制系統將至少一個系統參數自第一值改變至第二值，其中所述電漿束在所述第一值處具有第一形狀且在所述第二值處具有第二形狀，並且其中所述至少一個系統參數包括：被施加至所述電漿室的射頻功率的位准、射頻波形、所述電漿束的提取電壓、所述提取板的構造、或所述基底與所述提取板之間的間隔。
- 如申請專利範圍第8項所述的處理基底的系統，其中所述反應氣體包含極性分子，且其中所述電漿束包含惰性氣體離子。
- 一種處理基底的方法，包括： 自電漿提取電漿束，其中所述電漿束包含相對於所述基底的平面的垂線而形成非零入射角的離子；以及 將反應氣體自氣體源引導至所述基底，其中所述反應氣體不通過所述電漿。
- 如申請專利範圍第13項所述的處理基底的方法，其中引導所述反應氣體包括：將包含極性分子的氣體提供至所述基底以及在金屬層上形成來源於所述反應氣體的共形塗層，其中所述離子為惰性氣體離子，所述惰性氣體離子對來自安置於所述基底上的所述金屬層的金屬物質進行濺鍍蝕刻，且其中所述極性分子與所述金屬物質形成揮發性蝕刻產物。
- 如申請專利範圍第14項所述的處理基底的方法，其中所述基底包括具有側壁的至少一個表面特徵，其中所述反應氣體及所述電漿束在不將來自所述金屬層的材料再沉積於所述側壁上的條件下對所述金屬層進行蝕刻。
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