[发明专利]具有离子加速器的双室等离子体蚀刻器

权利要求书

1.一种蚀刻衬底的方法，其包括：

(a)在反应器的反应室中接收其上具有要去除的材料的衬底，其中所述反应器包括：

(i)上子室和下子室，

(ii)栅组件，其位于所述反应室中从而将所述反应室分割成所述上子室和所述下子室，其中所述栅组件包括至少最上栅和最下栅，其中所述最上栅和最下栅与一或多个电源连接以独立地给所述栅提供负偏，且其中所述栅组件的每一个栅具有延伸穿过所述栅的厚度的穿孔，

(iii)至所述上子室的一或多个进口，

(iv)至所述下子室的一或多个进口，以及

(v)等离子体产生源，其被设计或配置为在所述上子室中产生等离子体，

(b)将等离子体产生气体供应到所述上子室并从所述等离子体产生气体产生等离子体，

(c)将负偏压施加给所述栅组件的至少所述最上栅和最下栅，其中施加给所述最下栅的偏压比施加给所述最上栅的偏压更负，

(d)穿过所述至所述下子室的一或多个进口将蚀刻气体供应到所述下子室，以及

(e)蚀刻所述衬底以去除所述要去除的材料的至少一部分，

其中在操作(a)-(e)的过程中，所述下子室实质上没有等离子体。

2.如权利要求1所述的方法，其中施加给所述最上栅的偏压在约-0.5至-50V之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中施加给所述最下栅的偏压在约-0.5至-2000V之间。

4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在操作(c)的过程中改变施加给所述栅组件的至少一个栅的偏压。

5.如权利要求1所述的方法，其中操作(d)中的所述蚀刻气体按脉冲式进行供应。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述等离子体产生气体包括惰性气体。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述等离子体产生气体包括反应气体。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述要去除的材料选自由Fe、Mn、Ni、Mg、Pt、Pd、Co、Ru、Cu、Ir以及它们的组合物组成的群组。

9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将工艺气体供应到所述下子室并使所述工艺气体与所述要去除的材料进行反应以形成包括选自由氧化物、氮化物、氢化物、氯化物、氟化物、有机金属络合物或者它们的组合物组成的群组的材料的要去除的反应层。

10.如权利要求9所述的方法，其进一步包括使所述要去除的反应层与所述蚀刻气体进行反应以去除所述要去除的反应层。

11.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在操作(b)-(e)中的至少一个操作的过程中移动所述栅组件的至少一个栅。

12.如权利要求1所述的方法，其中存在于所述上子室中的离子加速穿过所述栅组件并与所述衬底的表面互相作用。

13.一种蚀刻衬底的方法，其包括：

(a)在等离子体反应器的上部区域中产生等离子体；

(b)将离子从所述等离子体加速到所述等离子体反应器的下部区域中的所述衬底的表面上，其中所述等离子体不与所述衬底接触；

(c)将蚀刻剂气体输送到所述衬底的表面，所述蚀刻剂气体在此起反应以从所述表面蚀刻金属或半导体并产生含有所述金属或半导体的一或多种原子和来自所述蚀刻剂气体的一或多种配体的挥发性副产品；以及

(d)在所述挥发性副产品实质上不与所述等离子体接触且所述挥发性副产品实质上不离解成较低挥发性的物质的情况下从所述等离子体反应器去除所述挥发性副产品。

14.如权利要求13所述的方法，其中加速所述离子包括将负偏压施加给使所述等离子体反应器的所述上部区域和下部区域隔开的一或多个栅。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述蚀刻剂气体在(c)中起反应以蚀刻选自由Fe、Mn、Ni、Mg、Pt、Pd、Co、Ru、Cu、Ir以及它们的组合物组成的群组的金属。