[发明专利]使用双气室喷头的亚稳态激活的自由基选择性剥离和蚀刻的系统和方法

权利要求书

1.一种用于选择性蚀刻衬底的衬底处理系统，其包括：

第一室；

第一气体输送系统，其用于向所述第一室供应惰性气体物质；

等离子体产生系统，其用于产生在所述第一室中的包括离子和亚稳态物质的等离子体；

第二室；

气体分配装置，其设置在所述第一室和所述第二室之间，以从所述等离子体中去除所述离子，阻挡由所述等离子体产生的紫外(UV)光，并将所述亚稳态物质输送到所述第二室；

衬底支撑件，其设置在所述气体分配装置下方以支撑所述衬底；以及

第二气体输送系统，其用于将反应性气体物质输送到以下之一：

所述气体分配装置；或

位于所述气体分配装置下方的容积空间，其中所述亚稳态物质将能量传递给所述反应性气体物质，以比所述衬底的至少一种其他暴露材料选择性地更多地蚀刻所述衬底的一种暴露材料。

2.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述衬底的一种暴露材料包括光致抗蚀剂。

3.根据权利要求2所述的衬底处理系统，其中所述衬底处理系统以所述光致抗蚀剂相对于所述衬底的至少一种其他暴露材料的大于50：1的比率蚀刻所述光致抗蚀剂。

4.根据权利要求3所述的衬底处理系统，其中，所述至少一种其他材料选自硅、硅锗和二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中，所述惰性气体物质选自氦气、氩气、氖气、氪气和氙气。

6.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述反应性气体物质选自分子氧、分子氮、分子氢、三氟化氮和四氟化碳。

7.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中，所述等离子体产生系统包括布置在所述第一室的外表面周围的电感线圈，并且其中，所述等离子体产生系统选择性地向所述线圈提供500W至5kW以产生所述等离子体。

8.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述衬底支撑件在蚀刻期间将所述衬底的温度控制到从75℃至225℃的预定温度范围。

9.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述惰性气体物质和所述反应性气体物质以50sccm至10slm的流率供应。

10.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括布置在所述气体分配装置上方的遮光结构。

11.根据权利要求10所述的衬底处理系统，其中所述遮光结构包括：

第一遮光板，其包括第一多个通孔；和

第二遮光板，其位于第一遮光板和所述气体分配装置之间并与所述第一遮光板和所述气体分配装置间隔开，且包括第二多个通孔，

其中，所述第一多个通孔不与所述第二多个通孔对准，以及

其中，所述亚稳态物质流过所述第一多个通孔和所述第二多个通孔到达所述气体分配装置。

12.根据权利要求11所述的衬底处理系统，其中，所述第一多个通孔和所述第二多个通孔的直径在0.1英寸至2英寸的范围内。

13.根据权利要求11所述的衬底处理系统，其中，所述第一遮光板和所述第二遮光板的厚度在0.1英寸至0.5英寸的范围内。

14.根据权利要求11所述的衬底处理系统，其中所述第一多个通孔和所述第二多个通孔中的每一者包括10个至3000个孔。

15.根据权利要求11所述的衬底处理系统，其还包括位于所述第一遮光板上方的环形板，所述环形板包括延伸到所述第一室的侧壁的径向外边缘，并且包括具有小于所述第一遮光板的外径的直径的径向内边缘。