离子束蚀刻机中的反应性增强的制作方法

文档序号:21732279发布日期:2020-08-05 01:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种在材料层中制造倾斜的表面浮雕结构的方法,所述方法包括:

将第一反应性气体注入到反应性离子源发生器中;

在所述反应性离子源发生器中生成等离子体,所述等离子体包括反应性离子;

从所述等离子体中提取至少一些所述反应性离子,以形成朝向所述材料层的准直的反应性离子束;以及

将第二反应性气体注入到所述材料层上,

其中,所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体物理地和化学地蚀刻所述材料层,以形成所述倾斜的表面浮雕结构。

2.根据权利要求1所述的方法,还包括:

基于所述倾斜的表面浮雕结构的期望倾斜角来旋转所述材料层。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3、hbr、h2、ar、he或ne中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述材料层包括半导体衬底、sio2层、si3n4材料层、氧化钛层、氧化铝层、sic层、sioxny层、无定形硅层、旋涂碳(soc)层、无定形碳层(acl)、类金刚石碳(dlc)层、tiox层、alox、taox层或hfox层。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述反应性离子源发生器中生成所述等离子体包括:

向所述反应性离子源发生器的感应耦合等离子体发生器施加rf信号。

6.根据权利要求1所述的方法,其中,从所述等离子体中提取至少一些所述反应性离子以形成所述准直的反应性离子束包括:

在邻近所述反应性离子源发生器的提取栅格上施加提取电压;以及

在加速栅格上施加加速电压以提取并加速至少一些所述反应性离子,

其中,所述提取栅格和所述加速栅格是对准的;并且

其中,所述加速电压低于所述提取电压。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,注入所述第二反应性气体包括:

使用气体环将所述第二反应性气体注入到所述材料层上。

8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3或hbr中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法,还包括:

在使用所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体蚀刻所述材料层之前,中和所述准直的反应性离子束。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,中和所述准直的反应性离子束包括:

将电子束注入到所述准直的反应性离子束中。

11.根据权利要求1所述的方法,其中:

所述倾斜的表面浮雕结构包括倾斜的表面浮雕光栅。

12.根据权利要求11所述的方法,其中:

所述倾斜的表面浮雕光栅包括多个脊;并且

每个脊的前缘平行于该脊的后缘。

13.根据权利要求12所述的方法,其中:

所述前缘的倾斜角和所述后缘的倾斜角关于所述材料层的表面法线大于30度。

14.根据权利要求11所述的方法,其中:

所述倾斜的表面浮雕光栅的深度大于100nm。

15.根据权利要求11所述的方法,其中:

所述倾斜的表面浮雕光栅的占空比大于60%。

16.一种化学辅助反应性离子束蚀刻(caribe)系统,用于在材料层中制造倾斜的表面浮雕结构,所述caribe系统包括:

反应性离子源发生器,其被配置成使用第一反应性气体生成等离子体,所述等离子体包括反应性离子;

一个或更多个对准的准直器栅格,其被配置成提取并加速所述等离子体中的至少一些所述反应性离子,以形成朝向所述材料层的准直的反应性离子束;以及

气体环,其被配置成将第二反应性气体注入到所述材料层上,

其中,所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体物理地和化学地蚀刻所述材料层,以在所述材料层中形成所述倾斜的表面浮雕结构。

17.根据权利要求16所述的caribe系统,还包括:

中和器,其被配置成将电子束注入到所述准直的反应性离子束中,以中和所述准直的反应性离子束。

18.根据权利要求16所述的caribe系统,还包括:

旋转台,其被配置成保持并旋转衬底。

19.根据权利要求16所述的caribe系统,其中:

所述反应性离子源发生器包括感应耦合等离子体发生器。

20.根据权利要求16所述的caribe系统,其中:

所述第一反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、h2、cl2、bcl3、hbr、ar、he或ne中的至少一种;并且

所述第二反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3或hbr中的至少一种。

21.一种在材料层中制造倾斜的表面浮雕结构的方法,所述方法包括:

将第一反应性气体注入到反应性离子源发生器中;

在所述反应性离子源发生器中生成等离子体,所述等离子体包括反应性离子;

从所述等离子体中提取至少一些所述反应性离子,以形成朝向所述材料层的准直的反应性离子束;以及

将第二反应性气体注入到所述材料层上,

其中,所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体物理地和化学地蚀刻所述材料层,以形成所述倾斜的表面浮雕结构。

22.根据权利要求21所述的方法,还包括:

基于所述倾斜的表面浮雕结构的期望倾斜角来旋转所述材料层。

23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法,其中,所述第一反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3、hbr、h2、ar、he或ne中的至少一种;

和/或

其中,所述第二反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3或hbr中的至少一种。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法,其中,所述材料层包括半导体衬底、sio2层、si3n4材料层、氧化钛层、氧化铝层、sic层、sioxny层、无定形硅层、旋涂碳(soc)层、无定形碳层(acl)、类金刚石碳(dlc)层、tiox层、alox层、taox层或hfox层。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法,其中,在所述反应性离子源发生器中生成所述等离子体包括:

向所述反应性离子源发生器的感应耦合等离子体发生器施加rf信号。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法,其中,从所述等离子体中提取至少一些所述反应性离子以形成所述准直的反应性离子束包括:

在邻近所述反应性离子源发生器的提取栅格上施加提取电压;以及

在加速栅格上施加加速电压以提取并加速至少一些所述反应性离子,

其中,所述提取栅格和所述加速栅格是对准的;并且

其中,所述加速电压低于所述提取电压。

27.根据权利要求21至26中任一项所述的方法,其中,注入所述第二反应性气体包括:

使用气体环将所述第二反应性气体注入到所述材料层上。

28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法,还包括:

在使用所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体蚀刻所述材料层之前,中和所述准直的反应性离子束,

其中具体地,中和所述准直的反应性离子束包括:

将电子束注入到所述准直的反应性离子束中。

29.根据权利要求21至28中任一项所述的方法,其中:

所述倾斜的表面浮雕结构包括倾斜的表面浮雕光栅,

其中具体地,所述倾斜的表面浮雕光栅包括多个脊;并且

每个脊的前缘平行于该脊的后缘,

其中具体地,所述前缘的倾斜角和所述后缘的倾斜角关于所述材料层的表面法线大于30度,和/或

其中具体地,所述倾斜的表面浮雕光栅的深度大于100nm,和/或

其中具体地,所述倾斜的表面浮雕光栅的占空比大于60%。

30.一种化学辅助反应性离子束蚀刻(caribe)系统,用于在材料层中制造倾斜的表面浮雕结构,所述caribe系统包括:

反应性离子源发生器,其被配置成使用第一反应性气体生成等离子体,所述等离子体包括反应性离子;

一个或更多个对准的准直器栅格,其被配置成提取并加速所述等离子体中的至少一些所述反应性离子,以形成朝向所述材料层的准直的反应性离子束;以及

气体环,其被配置成将第二反应性气体注入到所述材料层上,

其中,所述准直的反应性离子束和所述第二反应性气体物理地和化学地蚀刻所述材料层,以在所述材料层中形成所述倾斜的表面浮雕结构。

31.根据权利要求30所述的caribe系统,还包括:

中和器,其被配置成将电子束注入到所述准直的反应性离子束中,以中和所述准直的反应性离子束。

32.根据权利要求30或权利要求31所述的caribe系统,还包括:

旋转台,其被配置成保持并旋转衬底。

33.根据前述权利要求30至32中任一项所述的caribe系统,其中:

所述反应性离子源发生器包括感应耦合等离子体发生器。

34.根据权利要求30至33中任一项所述的caribe系统,其中:

所述第一反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、h2、cl2、bcl3、hbr、ar、he或ne中的至少一种;和/或

所述第二反应性气体包括cf4、chf3、n2、o2、sf6、cl2、bcl3或hbr中的至少一种。


技术总结
公开了用于制造倾斜结构的技术。在一个实施例中,一种在材料层中制造倾斜结构的方法包括:将第一反应性气体注入到反应性离子源发生器中,在反应性离子源发生器中生成包括反应性离子的等离子体,从等离子体中提取至少一些反应性离子以形成朝向材料层的准直的反应性离子束,以及将第二反应性气体注入到材料层上。准直的反应性离子束和第二反应性气体物理地和化学地蚀刻材料层,以形成倾斜的表面浮雕结构。

技术研发人员:尼哈尔·兰詹·莫汉蒂
受保护的技术使用者:脸谱科技有限责任公司
技术研发日:2018.06.07
技术公布日:2020.08.04
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