[发明专利]循环氧化与蚀刻的设备及方法

权利要求书

1.一种用于在材料层上执行循环氧化与蚀刻工艺的设备，该设备包括：

工艺腔室，具有多个壁，该多个壁于该工艺腔室中界定一处理区域，该工艺腔室包括基板支撑件，该基板支撑件用以将具有材料层的基板固定在该处理区域中；

含氧气体供应器、不活跃气体供应器以及蚀刻气体供应器，该含氧气体供应器、不活跃气体供应器以及蚀刻气体供应器与该工艺腔室流体连通，以输送该含氧气体、该不活跃气体与该蚀刻气体至该工艺腔室中；

等离子体源，用以在位于该腔室内部的等离子体产生区中形成等离子体，且激发该含氧气体与该蚀刻气体的至少之一，以形成氧化等离子体以及蚀刻等离子体中的至少一种来接触该材料层；

加热系统，用以将该腔室中的该基板加热至高于约100℃的第一温度；

冷却系统，用以将该腔室中的该基板冷却至低于该第一温度的第二温度；以及

控制系统，用以将该腔室中的该基板在该第一温度与该第二温度之间循环。

2.如权利要求1所述的设备，其中该控制系统、该加热系统与该冷却系统在少于约3分钟的时间段内于该第一温度与该第二温度之间循环，其中该第二温度介于约200℃和1000℃之间的范围。

3.如权利要求1所述的设备，其中该冷却系统包括一基板支撑件，该冷却系统的基板支撑件包括通路，用于容许冷却介质流动穿过该通路。

4.如权利要求1所述的设备，其中该冷却系统包括喷淋头，该喷淋头设置在该腔室中并与该基板支撑件相邻，该喷淋头与冷却流体连通。

5.如权利要求4所述的设备，其中该加热系统包括至少一个光源与电阻加热器。

6.如权利要求5所述的设备，其中该电阻加热器设置在该基板支撑件中或设置在该喷淋头中。

7.如权利要求1所述的设备，其中该加热系统包括光源，设置该光源使得由该光源发射的光能以一入射角与该材料表面接触，该入射角使该被处理材料的吸收最佳化，其中该入射角为该被处理材料层的布鲁斯特角度。

8.如权利要求1所述的设备，其中该工艺腔室具有顶棚等离子体源，该顶棚等离子体源包括电源施加器，该电源施加器包括设置在该顶棚上方的线圈，该线圈透过阻抗匹配网络耦接至电源，用以在该等离子体产生区中产生等离子体。

9.如权利要求8所述的设备，其中该蚀刻气体包括含氟气体，且该腔室进一步包括氮气源，该氮气源与等离子体源连通。

10.如权利要求2所述的设备，其中该腔室配置为在该基板的材料层上执行蚀刻工艺，至少一部分的该蚀刻工艺在该第一温度下执行。

11.如权利要求10所述的设备，其中该蚀刻工艺包括干式蚀刻工艺，且该蚀刻气体包括含氟气体和氮气，该含氟气体和该氮气与等离子体源连通。

12.如权利要求10所述的设备，其中该蚀刻气体与该等离子体源流体连通，以形成蚀刻等离子体。

13.如权利要求2所述的设备，其中该温度控制系统包括冷却系统，用以在低于约50℃的温度下执行至少一部分的该蚀刻工艺，该温度特别是在约25℃至约35℃的范围中。

14.如权利要求13所述的设备，其中该设备配置为在介于该第一温度与该第二温度之间循环少于约3分钟。

15.如权利要求1所述的设备，其中该设备配置为塑形该基板上的材料层，该材料层具有一期望形状，该期望形状在接近该期望形状的底面具有第一宽度，在接近该期望形状的顶部具有第二宽度，该第一宽度实质上等于第二宽度，其中该期望形状的该第一与该第二宽度介于约1至约30纳米。