DE102022122394A1

DE102022122394A1 - System und verfahren für plasmaunterstützte atomlagenabscheidung mit schutzgitter

Info

Publication number: DE102022122394A1
Application number: DE102022122394.9A
Authority: DE
Inventors: Wei-Hao Lee; Pei-Cheng Hsu; Hsin-Chang Lee
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2023-04-27
Also published as: CN115747765A; TWI823554B; US20230130162A1; TW202317794A; KR20230059129A

Abstract

Ein System für plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (PEALD) umfasst eine Prozesskammer. In der Prozesskammer wird ein Zielsubstrat getragen. Über dem Zielsubstrat in der Prozesskammer ist ein Gitter angeordnet. Das Gitter umfasst mehrere Öffnungen, die sich von einer ersten Seite des Gitters zu einer zweiten Seite des Gitters erstrecken. Während eines PEALD-Prozesses generiert ein Plasmagenerator ein Plasma. Die Energie des Plasmas wird durch Einleiten des Plasmas durch die Öffnungen in dem Gitter vor Reagieren des Plasmas mit dem Zielsubstrat reduziert.

Description

HINTERGRUND
Es besteht eine fortwährende Nachfrage nach einer Erhöhung der Rechenleistung von elektronischen Vorrichtungen, darunter Smartphones, Tablets, Desktop-Computer, Laptop-Computer und viele andere Arten elektronischer Vorrichtungen. Eine Möglichkeit, die Rechenleistung von integrierten Schaltungen zu erhöhen ist es, die Anzahl der Transistoren und anderer Merkmale integrierter Schaltungen, die für einen gegebenen Bereich des Substrats aufgenommen werden können, zu vergrößern.
Zur weiteren Verringerung der Größe von Merkmalen in integrierten Schaltungen werden verschiedene Dünnschichtabscheidungstechniken, Ätztechniken und andere Verarbeitungstechniken implementiert. Diese Techniken können sehr kleine Merkmale bilden. Bei der Sicherstellung einer hohen Leistung der Vorrichtungen und Merkmale treten jedoch viele Schwierigkeiten auf.
Plasmaunterstützte Abscheidungs- und Ätztechniken können bei der Definition kleiner Merkmale in integrierten Schaltungen nützlich sein. Es gibt jedoch Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Sicherstellung, dass keine unbeabsichtigten Beschädigungen an einem Zielsubstrat bei der Durchführung plasmaunterstützter Abscheidungs- oder Ätztechniken auftreten. Manche unkonventionelle Substrate, wie etwa Kohlenstoffnanoröhrensubstrate, können für eine Beschädigung bei der Durchführung plasmabasierter Abscheidungsprozesse besonders anfällig sein. Dies kann zu einer schlechten Funktion integrierter Schaltungen oder sogar zerstörten Zielen führen.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung verstehen, wenn sie mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass, in Übereinstimmung mit den Standardpraktiken in der Branche, diverse Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

1 ist ein Blockdiagramm eines plasmaunterstützten Verarbeitungssystems 100 gemäß manchen Ausführungsformen.
2A und 2B sind Veranschaulichungen eines plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungssystems gemäß manchen Ausführungsformen.
3 ist eine Veranschaulichung eines plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungssystems gemäß manchen Ausführungsformen.
4 ist eine Veranschaulichung eines plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungssystems gemäß manchen Ausführungsformen.
5A bis 5D sind Draufsichten auf Gitter für plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidungssysteme gemäß manchen Ausführungsformen.
6A und 6B sind Draufsichten auf eine Prozesskammer gemäß manchen Ausführungsformen.
7A bis 7D sind vergrößerte Querschnittsansichten von Gittern für plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidungssysteme gemäß manchen Ausführungsformen.
8A bis 8D sind Seitenansichten eines Zielsubstrats während aufeinanderfolgenden Stufen eines plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungssystems gemäß manchen Ausführungsformen.
8E und 8F sind Draufsichten auf das Zielsubstrat der 8A bis 8D gemäß manchen Ausführungsformen.
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines Dünnschichtprozesses auf einem Ziel gemäß manchen Ausführungsformen.
10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines Dünnschichtprozesses auf einem Ziel gemäß manchen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Beispiele für die Implementierung unterschiedlicher Merkmale des vorgestellten Gegenstandes bereit. Nachfolgend werden konkrete Beispiele der Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele und sie sind nicht als einschränkend beabsichtigt. Die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung kann zum Beispiel Ausführungsformen beinhalten, in denen das erste und zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und können auch Ausführungsformen beinhalten, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet sind, so dass das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und Klarheit und diktiert nicht an sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen diskutierten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
In der folgenden Beschreibung werden viele Dicken und Materialien für verschiedene Schichten und Strukturen innerhalb eines integrierten Schaltungs-Dies beschrieben. Spezifische Abmessungen und Materialien werden beispielhaft für verschiedene Ausführungsformen angegeben. Fachleute werden angesichts der vorliegenden Offenbarung anerkennen, dass in vielen Fällen auch andere Abmessungen und Materialien verwendet werden können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Beispiele für die Implementierung unterschiedlicher Merkmale des beschriebenen Gegenstandes bereit. Nachfolgend werden konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Beschreibung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele und sie sind nicht als einschränkend beabsichtigt. Die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung kann zum Beispiel Ausführungsformen beinhalten, in denen das erste und zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und können auch Ausführungsformen beinhalten, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet sind, so dass das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und Klarheit und diktiert nicht an sich eine Beziehung zwischen den verschiedenen diskutierten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
Ferner können hierin räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter“, „unter“, „tieferer“, „über“, „oberer“ und dergleichen, zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Element(en) oder Merkmal(en), wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Es ist vorgesehen, dass die räumlich relativen Begriffe unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung im Gebrauch oder im Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Orientierung mit einschließen. Die Vorrichtung kann auch anderweitig orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder andere Orientierungen) und die hierin verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
In der folgenden Beschreibung werden konkrete Einzelheiten dargelegt, um ein genaues Verständnis verschiedener Ausführungsformen der Offenbarung zu ermöglichen. Fachleute werden jedoch verstehen, dass die Offenbarung auch ohne diese konkreten Einzelheiten umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden wohl bekannte Strukturen, die mit elektronischen Komponenten und Fertigungstechniken in Zusammenhang stehen, nicht ausführlich beschrieben, um eine unnötige Verundeutlichung der Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
Sofern der Zusammenhang nicht etwas anderes erforderlich macht, sind in der gesamten Spezifikation und den folgenden Ansprüchen das Wort „umfassen“ und Abwandlungen davon, wie etwa „umfasst“ und „umfassend“, in einem offenen, inklusiven Sinne auszulegen, d.h. als „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“.
Die Verwendung von Ordnungsbegriffen, wie „erstes“, „zweites“ und „drittes“ impliziert nicht zwangsläufig eine Rangordnung, sondern kann vielmehr zwischen mehreren Instanzen eines Aktes oder einer Struktur unterscheiden.
Bezugnahmen in dieser Spezifikation auf „manche Ausführungsformen“ oder „eine Ausführungsform“ bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens manchen Ausführungsformen enthalten ist. Somit bezieht sich das Auftreten der Formulierungen „in manchen Ausführungsformen“ oder „in einer Ausführungsform“ an unterschiedlichen Stellen in dieser Spezifikation nicht immer zwangsläufig auf die gleiche Ausführungsform. Des Weiteren können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf jedwede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Wie in dieser Spezifikation und den beigefügten Ansprüchen verwendet, schließen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ plurale Referenten mit ein, sofern der Inhalt nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Es ist auch zu beachten, dass der Begriff „oder“ in seiner Bedeutung im Allgemeinen als „und/oder“ einschließend verwendet wird, sofern der Inhalt nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Prozesssystem für plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (engl. Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition bzw. PEALD) bereit, das PEALD-Prozesse auf empfindlichen Zielsubstraten ohne Beschädigung der Zielsubstrate sicher durchführen kann. Ein Ziel wird in einer Prozesskammer gehalten. Über dem Ziel in der Prozesskammer wird ein Gitter positioniert. Das Gitter weist eine erste Seite distal zum Ziel auf, eine zweite Seite proximal zum Ziel und mehrere Öffnungen, die sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken. Während eines PEALD-Prozesses wird ein Plasma mit dem Ziel in Reaktion gebracht. Bevor das Plasma jedoch mit dem Ziel in Reaktion gebracht wird, wird die Energie des Plasmas modifiziert, z.B. reduziert, indem das Plasma durch die Öffnungen des Gitters geleitet wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bieten mehrere Vorteile. Die Reduzierung der Plasmaenergie durch das Gitter verhindert eine Beschädigung des Zielsubstrats durch das Plasma. Infolgedessen werden weniger Substrate oder Schaltungen zerstört. Darüber hinaus weisen Schaltungen und Vorrichtungen eine bessere Leistung und Dünnschichten eine höhere Qualität auf.
1 ist ein Blockdiagramm eines plasmaunterstützten Verarbeitungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform. Das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 umfasst eine Prozesskammer 102, einen Zielträger 104 in der Prozesskammer 102 des plasmaunterstützten Verarbeitungssystems 100 und ein Ziel 106, das von dem Zielträger 104 getragen wird. Das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 umfasst ein Gitter 108, das in der Prozesskammer 102 von einem Gitterträger 110 getragen wird. Wie unten noch ausführlicher dargelegt, wirken die Komponenten des plasmaunterstützten Verarbeitungssystems 100 zusammen, um sicherzustellen, dass die plasmaunterstützten Prozesse auf dem Ziel 106 ohne Beschädigung des Ziels 106 durchgeführt werden können.
In manchen Ausführungsformen umfasst das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 ein plasmaunterstütztes Dünnschichtabscheidungssystem. Ein plasmaunterstütztes Dünnschichtabscheidungssystem nutzt Plasmen zur Unterstützung bei der Abscheidung von Dünnschichten auf der oberen Fläche des Ziels 106. Ein Beispiel für ein plasmaunterstütztes Dünnschichtabscheidungssystem umfasst ein System für plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (PEALD-System). Andere Beispiele für plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidungssysteme können Systeme für plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (engl. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition bzw. PECVD), Systeme für plasmaunterstützte physikalische Gasphasenabscheidung (engl. Plasma Enhanced Physical Vapor Deposition bzw. PEPVD) oder andere Arten von Systemen für plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidung umfassen.
In manchen Ausführungsformen umfasst das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 ein Plasmaätzsystem. Das Plasmaätzsystem verwendet Plasma zur Unterstützung beim Ätzen einer Dünnschicht auf der Fläche des Ziels 106. Plasmaätzsysteme können Trockenätzsysteme oder andere Arten von Ätzsystemen umfassen. In einem Beispiel umfasst das Plasmaätzsystem ein System für plasmaunterstütztes Atomlagenätzen (engl. Plasma Enhanced Atomic Layer Etching bzw. PEALE).
Das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 umfasst einen Plasmagenerator 114, eine Stromversorgung 116 und eine Fluidquelle 118. Die Stromversorgung 116 ist mit dem Plasmagenerator 114 gekoppelt. Die Fluidquelle 118 ist dafür eingerichtet, ein Fluid in die Prozesskammer 102 bereitzustellen.
Während eines plasmaunterstützten Prozesses liefert eine Fluidquelle 118 ein Fluid in den Plasmagenerator 114. Die Stromversorgung 116 stellt Strom an den Plasmagenerator 114 bereit. Der Plasmagenerator 114 generiert ein Plasma aus dem Fluid, das von der Fluidquelle 118 bereitgestellt wird. Das Plasma wird aus dem Plasmagenerator 114 in die Prozesskammer 102 ausgegeben. Das Plasma enthält Teilchen, die sich in Richtung des Ziels 106 bewegen. Die Teilchen können geladene Teilchen und Radikale enthalten. Wie hierin verwendet, kann der Begriff „geladene Teilchen“ Atome umfassen, die eine Nettoladung tragen, Moleküle oder Verbindungen, die eine Nettoladung tragen, freie Elektronen und freie Protonen (die auch als Wasserstoffionen betrachtet werden können). Wenn das Plasma auf das Ziel 106 trifft, interagiert das Plasma mit der Fläche des Ziels 106 und führt einen beabsichtigten Prozess auf dem Ziel 106 durch. Das Plasma kann beispielsweise, je nachdem, zur Abscheidung einer Dünnschicht oder zum Ätzen einer Dünnschicht beitragen.
In manchen Fällen kann der Plasmagenerator 114 Plasma mit sehr hoher Energie generieren. Ein hochenergetisches Plasma ist ein Plasma, in dem die geladenen Teilchen und Radikale hohe kinetische Energien aufweisen. In manchen Fällen ist es möglich, dass hochenergetische Plasmateilchen das Ziel 106 beschädigen. Manchen Arten von Zielen können für Schäden durch Plasmateilchen besonders anfällig sein. Das Ziel 106 kann einen Halbleiter-Wafer umfassen, ein Substrat innerhalb einer dünnen Schicht von Kohlenstoffnanoröhrchen auf der Fläche oder andere Arten von Substraten oder Flächen, auf denen eine Dünnschicht abgeschieden werden kann.
Um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Ziels 106 zu reduzieren enthält das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 das Gitter 108, das zwischen dem Plasmagenerator 114 und dem Ziel 106 angeordnet ist. Das Gitter 108 dient dazu, die Energie von Plasmateilchen, die mit dem Ziel 106 interagieren, zu reduzieren. Wenn sich Plasmateilchen in Richtung des Ziels 106 bewegen, treffen die Plasmateilchen auf das Gitter 108. Das Gitter 108 reduziert die Energie der Plasmateilchen derart, dass wenn die Plasmateilchen auf das Ziel 106 treffen, die Energie der Plasmateilchen nicht mehr ausreicht, um das Ziel 106 zu beschädigen. Die Plasmateilchen sind, je nachdem, immer noch dazu in der Lage, den Abscheidungs- bzw. Ätzprozess durchzuführen.
In manchen Ausführungsformen enthält das Gitter 108 eine Platte oder eine andere feste Struktur, die mehrere Öffnungen 112 enthält. Die Öffnungen 112 entsprechen Öffnungen, Löchern oder Durchgängen, durch die sich die Plasmateilchen bewegen, um von einer Seite des Gitters 108 zu der anderen Seite des Gitters 108 zu gelangen. Eine erste Seite des Gitters 108 ist beispielsweise distal zu dem Ziel 106. Eine zweite Seite des Gitters 108 ist proximal zu dem Ziel 106. Plasmateilchen bewegen sich von der distalen Seite des Gitters 108 durch die Öffnungen 112 zu der proximalen Seite des Gitters 108.
Die Energiereduzierung wird dadurch erreicht, dass manche Teilchen auf die feste Fläche der distalen Seite des Gitters 108 treffen, bevor sie schließlich durch eine der Öffnungen 112 fließen. Ein Teilchen, das direkt durch eine Öffnung 112 fließt ohne auf die feste Fläche der distalen Seite des Gitters 108 zu treffen, weist keine signifikante Energiereduzierung auf. Ein Teilchen, das auf die feste Fläche der distalen Seite des Gitters 108 trifft, verliert Energie bevor es schließlich in eine der Öffnungen 112 in Richtung des Ziels 106 fließt. Im Ergebnis wird die durchschnittliche Energie der Plasmateilchen durch das Gitter 108 reduziert bevor sie das Ziel 106 erreichen. Mit anderen Worten, in manchen Ausführungsformen wird die Energie einiger Plasmateilchen reduziert, während die Energie anderer Plasmateilchen nicht reduziert wird.
Die Größe der Öffnungen und die Abstände der Öffnungen kann so gewählt werden, dass sie eine gewünschte Reduzierung der Gesamtenergie oder der durchschnittlichen Energie der Plasmateilchen, die das Ziel 106 erreichen, bereitstellen. Je größer die Öffnungen 112 oder je größer die Anzahl der Öffnungen 112, desto geringer ist die Energiereduzierung der Plasmateilchen. Mit anderen Worten, je höher das Verhältnis von fester Fläche zu Öffnungen an der distalen Seite des Gitters 108, desto größer die Energiereduzierung der Plasmateilchen. In einer Ausführungsform liegt das Verhältnis des Öffnungsflächenbereichs zu dem festen Flächenbereich zwischen 0,1 und 0,2.
In einem Beispiel ist die Stromversorgung 116 eine Funkfrequenzstromversorgung. Die Stromversorgung 116 liefert eine Funkfrequenzspannung zwischen Elektroden oder Spulen des Plasmagenerators 114. In manchen Fällen ist die erste Elektrode geerdet, während eine zweite Elektrode die Funkfrequenzspannung empfängt. Die Funkfrequenzspannung kann eine Frequenz zwischen 500 kHz und 20 MHz aufweisen, obwohl auch andere Frequenzen verwendet werden können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
2A und 2B sind Veranschaulichungen eines PEALD-Systems 200 gemäß manchen Ausführungsformen. Unter Bezugnahme auf 2A umfasst das PEALD-System 200 eine Prozesskammer 102, die ein Innenvolumen 103 enthält. Ein Zielträger 104 ist innerhalb des Innenvolumens 103 angeordnet und dafür eingerichtet, ein Ziel 106 während eines Dünnschichtabscheidungsprozesses zu tragen. Das PEALD-System 200 ist dafür eingerichtet, eine Dünnschicht auf dem Ziel 106 abzuscheiden. Das PEALD-System 200 enthält einen Gitterträger 110, der innerhalb des Innenvolumens 103 angeordnet ist. Ein Gitter 108 wird auf dem Gitterträger 110 über dem Ziel 106 getragen. Wie unten ausführlicher dargelegt, hilft das Gitter 108 sicherzustellen, dass das Ziel 106 während den Dünnschichtabscheidungsprozessen nicht beschädigt wird.
Während die Beschreibung der 2A primär ein PEALD-System beschreibt, lassen sich die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung auf PEALE-Systeme und andere Arten von Abscheidungs-, Ätz- oder Halbleiterverarbeitungssystemen ausweiten.
Das PEALD-System enthält einen Plasmagenerator 114. Der Plasmagenerator 114 ist über der Prozesskammer 102 angeordnet. Der Plasmagenerator 114 enthält eine Plasmagenerierungskammer 130. Der Plasmagenerator 114 generiert ein Plasma in der Plasmagenerierungskammer 130. Weitere Einzelheiten zu dem Plasmagenerator 114 werden unten dargelegt.
Das PEALD-System 200 enthält einen Fluideinlass an der Oberseite der Prozesskammer 102. Der Fluideinlass kann eine Duschkopfstruktur 126 umfassen. Die Duschkopfstruktur 126 enthält mehrere Öffnungen 128. Das Plasma und andere Prozessfluide können von der Plasmagenerierungskammer 130 in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102 geleitet werden. Die Duschkopfstruktur 126 kann als eine Elektrode im Rahmen des Plasmagenerierungsprozesses verwendet werden. Die Duschkopfstruktur 126 kann auch andere Konfigurationen aufweisen, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Darüber hinaus können Plasmaprozessfluide über andere Strukturen als eine Duschkopfstruktur 126 in das Innenvolumen geleitet werden.
In einer Ausführungsform enthält das PEALD-System 200 eine erste Fluidquelle 118a und eine zweite Fluidquelle 118b. Die erste Fluidquelle 118a liefert ein erstes Fluid in das Innenvolumen 103. Die zweite Fluidquelle 118b liefert ein zweites Fluid in das Innenvolumen 103. Das erste und das zweite Fluid tragen zur Abscheidung einer Dünnschicht auf dem Ziel 106 bei. Während 2A Fluidquellen 118a und 118b veranschaulicht, können die Fluidquellen 118a und 118b in der Praxis andere Materialien als Fluide enthalten oder zuführen. Die Fluidquellen 118a und 118b können beispielsweise Materialquellen umfassen, die alle Materialien für den Abscheidungsprozess bereitstellen.
Das PEALD-System führt Abscheidungsprozesse in Zyklen durch. Jeder Zyklus umfasst Einfließen eines ersten Prozessfluids aus der ersten Fluidquelle 118a, gefolgt von Ausspülen des ersten Prozessfluids aus der Prozesskammer durch Einströmen des Spülgases aus einer oder beiden der Spülquellen 122a und 122b. Das Spülfluid fließt durch das Innenvolumen 103 und verlässt das Innenvolumen 103 über ein oder mehrere Abluftauslässe 132, wodurch jedwede verbleibende Prozessfluide über die Abluftauslässe 132 aus dem Innenvolumen 103 befördert werden. Nach dem ersten Spülprozess wird ein zweites Prozessfluid aus der zweiten Fluidquelle 118b in das Innenvolumen 103 geleitet, gefolgt von Ausspülen des zweiten Prozessfluids aus der Prozesskammer durch Einströmen des Spülgases aus einer oder beiden der Spülquellen 122a und 122b. Dies entspricht einem einzelnen ALD-Zyklus. Jeder Zyklus scheidet eine Atom- oder Molekularschicht einer Dünnschicht auf dem Ziel 106 ab. In manchen Ausführungsformen kann es mehr oder weniger Fluidquellen und mehr oder weniger Stufen der Abscheidung einer einzelnen Atom- oder Molekularschicht einer Dünnschicht auf dem Ziel 106 geben.
In manchen Ausführungsformen wird während der ersten Stufe eines ALD-Prozesses ein Präkursor über die Duschkopfstruktur 126 in das Innenvolumen 103 eingeleitet. Der Präkursor kann aus der ersten Fluidquelle 118a eingeleitet werden. Der Präkursor wird auf die freiliegende Fläche des Ziels 106 adsorbiert. Der Präkursor bildet eine Schicht, die ein Atom oder Molekül dick ist. Der Präkursor kann durch den Plasmagenerator 114 ohne Betreiben des Plasmagenerators 114 derart eingeströmt werden, dass das Plasma nicht generiert wird, während der Präkursor aus der ersten Fluidquelle 118a strömt. Dann wird ein Spülgas aus einer oder beiden der Spülquellen 122a und 122b in das Innenvolumen 103 geleitet, um verbleibende Präkursoren oder Nebenprodukte des Präkursors über die Abluftauslässe 132 aus der Prozesskammer 102 zu entfernen.
Dann wird ein zweites Prozessfluid aus der zweiten Fluidquelle 118b in die Plasmagenerierungskammer 130 geleitet. In diesem Fall liefert die Stromversorgung 116 Strom an den Plasmagenerator 114, um aus dem zweiten Prozessfluid in der Plasmagenerierungskammer 130 ein Plasma zu generieren. Das Plasma fließt dann aus der Plasmagenerierungskammer 130 über die Öffnungen 128 der Duschkopfstruktur 126 in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102. Das Plasma enthält hochenergetische Ionen, Radikale und geladene Teilchen. Die Ionen, Radikale und geladenen Teilchen beschießen das Ziel 106 und reagieren mit der Atom- oder Molekularschicht, die durch den Präkursor auf dem Ziel 106 gebildet wurde. Die Reaktion lädt die Atom- oder Molekularschicht, wodurch die erste Schicht der Dünnschichtabscheidung abgeschlossen wird. Dann kann durch Einströmen eines Spülfluids aus einer oder beiden der Spülquellen 122a und 122b in das Innenvolumen 103 und aus die Abluftauslässe 132 heraus ein zweiter Spülschritt durchgeführt werden.
In manchen Fällen kann es möglich sein, dass das Ziel 106 während des Beschusses durch das Plasma beschädigt wird. In diesen Fällen kann das Plasma, anstatt lediglich die Bildung einer Atom- oder Molekularschicht einer gewünschten Zusammensetzung abzuschließen, Abschnitte des Ziels 106 auf eine unerwünschte Weise auseinanderbrechen. Dies kann bei verschiedenen Arten von Zielen 106 auftreten. In einem Beispiel enthält das Ziel 106 ein Substrat aus Kohlenstoffnanoröhren, auf denen durch einen PEALD-Prozess eine Dünnschicht abgeschieden werden soll. Die Plasmastufe des PEALD-Prozesses kann jedoch erheblichen Schaden an dem Kohlenstoffnanoröhrensubstrat verursachen. Es können auch andere Arten von Substraten beschädigt werden, wie etwa Halbleitersubstrate, dielektrische Substrate, leitfähige Substrate oder andere Arten von Substraten. Dementsprechend können, während manche besondere Beispiele angeführt werden, bei denen das Ziel 106 das Kohlenstoffnanoröhrensubstrat enthält, andere Arten von Zielen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen würde.
Das PEALD-System 200 reduziert bzw. verhindert vorteilhafterweise eine Beschädigung des Ziels 106 während der Plasmastufe des PEALD-Prozesses durch Verwendung des Gitters 108. Das Gitter 108 wird von den Gitterträgern 110, die mit den Innenwänden der Prozesskammer 102 gekoppelt sind, getragen. Das Gitter 108 dient dazu, die Energie von Plasmateilchen, die mit dem Ziel 106 interagieren, zu reduzieren. Wenn sich Plasmateilchen in Richtung des Ziels 106 bewegen, treffen die Plasmateilchen auf das Gitter 108. Das Gitter 108 reduziert die Energie der Plasmateilchen derart, dass wenn die Plasmateilchen auf das Ziel 106 treffen, die Energie der Plasmateilchen nicht mehr ausreicht, um das Ziel 106 zu beschädigen. Die Plasmateilchen sind immer noch dazu in der Lage, je nachdem, den Abscheidungs- bzw. Ätzprozess durchzuführen.
In manchen Ausführungsformen enthält das Gitter 108 eine Platte oder andere feste Struktur, die eine distale Seite 111 und die proximale Seite 113 umfasst. Die proximale Seite 113 ist proximal zu dem Ziel 106. Die distale Seite 111 ist distal zu dem Ziel 106. Das Gitter 108 enthält auch mehrere Öffnungen 112, die sich von der distalen Seite 111 zu der proximalen Seite 113 erstrecken. Die Öffnungen 112 entsprechen Öffnungen, Löchern oder Durchgängen, durch die sich die Plasmateilchen bewegen, um von einer Seite des Gitters 108 zu der anderen Seite des Gitters 108 zu gelangen. Die Plasmateilchen bewegen sich beispielsweise von der distalen Seite des Gitters 108 durch die Öffnungen 112 zu der proximalen Seite des Gitters 108.
Die Energiereduzierung wird aufgrund der Tatsache erreicht, dass viele oder die meisten der Plasmateilchen auf die feste Fläche der distalen Seite 111 treffen, anstatt direkt in eine der Öffnungen 112 zu fließen. Wenn ein Plasmateilchen auf die feste Fläche der distalen Seite 111 trifft, verliert das Plasmateilchen etwas von seiner kinetischen Energie. Druckunterschiede und der allgemeine Fluidfluss tragen die Plasmateilchen mit reduzierter Energie schließlich durch die Öffnungen 112. Viele der Plasmateilchen 140 treffen das Ziel 106 und führen die gewünschte Funktion einer Reaktion mit der Präkursorschicht durch, um eine Atom- oder Molekularschicht der Dünnschicht auf dem Ziel 106 zu vervollständigen. Durch die Plasmateilchen 140 geht im Aggregat über das Gitter 108 genug Energie verloren, so dass das Ziel 106 durch die Plasmateilchen nicht beschädigt wird. Das Gitter 108 reduziert den Aufprall und die mittlere Weglänge der Plasmateilchen. Die Plasmateilchen erfüllen auch weiterhin ihre Rolle in dem ALD-Prozess ohne das Ziel 106 wesentlich zu beschädigen.
Während 2A ein Gitter 108 mit Öffnungen 112 mit im Wesentlichen vertikalen Querschnitten zwischen der distalen Seite 111 und der proximalen Seite 113 veranschaulicht, können die Öffnungen 112 auch andere Querschnittsformen aufweisen. Die Öffnungen 112 können beispielsweise derart konisch zulaufen, dass die Öffnungen im Flächenbereich an der distalen Seite 111 größer sind als an der proximalen Seite 113, oder derart, dass die Öffnungen in dem Flächenbereich an der distalen Seite 111 kleiner sind als an der proximalen Seite 113. Die Öffnungen 112 können nichtlineare, z.B. gekrümmte, Querschnitte aufweisen, gestufte Querschnitte oder andere Formen. Wenn von oben oder unten betrachtet, können die Öffnungen 112 eine kreisförmige, rechteckige, quadratische, ovale, elliptische oder andere Form aufweisen.
Ein Teilchen, das direkt durch eine Öffnung 112 fließt ohne auf die feste Fläche der distalen Seite des Gitters 108 zu treffen, kann auch keine signifikante Energiereduzierung aufweisen. Ein Teilchen, das auf die feste Fläche der distalen Seite 111 des Gitters 108 trifft, verliert Energie bevor es schließlich in eine der Öffnungen 112 in Richtung des Ziels 106 fließt. Im Ergebnis wird die durchschnittliche Energie der Plasmateilchen durch das Gitter 108 reduziert bevor sie das Ziel 106 erreichen.
Die Größe der Öffnungen 112 und die Abstände der Öffnungen 112 können so gewählt werden, dass sie eine gewünschte Reduzierung der Gesamtenergie oder der durchschnittlichen Energie der Plasmateilchen, die das Ziel 106 erreichen, bereitstellen. Je größer die Öffnungen 112 oder je größer die Anzahl der Öffnungen 112, desto geringer ist die Energiereduzierung der Plasmateilchen. Mit anderen Worten, je höher das Verhältnis von fester Fläche zu Öffnungen an der distalen Seite des Gitters 108, desto größer die Energiereduzierung der Plasmateilchen.
Der Abstand D1 zwischen dem Zielträger 104 und dem Boden der Duschkopfstruktur 126 kann zwischen 20 mm und 300 mm betragen. Wenn D1 kleiner als 20 mm beträgt, besteht möglicherweise nicht hinreichend Höhe für die Dicke der Proben und des Gitters. In einer Ausführungsform, bei der D1 größer als 20 mm ist, ist eine ausreichende Höhe für die Dicke der Proben und des Gitters vorgesehen. In einer Ausführungsform, bei der D1 größer als 300 mm ist, könnte es schwierig sein, das Strömungsfeld in der Kammer zu kontrollieren, und die Energie der Plasmateilchen könnte drastisch abnehmen.
2A veranschaulicht ein System, bei dem der Plasmagenerator 114 über der Prozesskammer 102 liegt. Bei solch einem System kann der Abstand D1 relativ groß sein. Bei anderen Systemen, wie etwa kapazitiv gekoppelten Plasmageneratoren, kann der Plasmagenerator 114 Elektroden enthalten, die innerhalb der Prozesskammer 102 relativ nah an dem Ziel 106 angeordnet sind. In diesen Fällen kann der Abstand D1 relativ klein sein. In jedem Fall ist das Gitter 108 im Bewegungspfad der Plasmateilchen, bevor sie auf das Ziel 106 treffen, angeordnet. Es können auch andere Abstände als die vorstehend beschriebenen verwendet werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Das Gitter 108 kann von der Duschkopfstruktur 126 um eine Abmessung D2 separiert sein. Die Abmessung D2 kann dem Abstand zwischen der distalen Seite 111 und dem Boden der Duschkopfstruktur 126 entsprechen. Der Abstand D2 könnte größer als 1 mm sein. Dieser Abstand kann dafür ausreichen, sicherzustellen, dass kein Lichtbogen zwischen dem Gitter 108 und der Duschkopfstruktur 126 in Ausführungsformen entsteht, bei denen die Duschkopfstruktur 126 als eine Elektrode für Plasmagenerierung verwendet wird. In manchen Ausführungsformen kann D2 unter der Voraussetzung, dass ein Lichtbogen zwischen Gitter 108 und der Duschkopfstruktur 126 vermieden wird, kleiner als 1 mm sein. Der Abstand zwischen der proximalen Seite 113 und dem Ziel 106 ist eine Funktion von D1 und D2. In manchen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen proximaler Seite 113 und Ziel 106 der Differenz zwischen D1 und D2 ungefähr gleich. Der Abstand zwischen proximaler Seite 113 und Ziel 106 sollte nicht so klein sein, dass die Effektivität der reduzierten Energie des Plasmas verringert wird.
Die Öffnungen 112 können eine seitliche Abmessung D3 zwischen 1 mm und 30 mm aufweisen. Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf D3 innerhalb dieses Bereichs beschränkt. D3 kann beispielsweise unter der Voraussetzung, dass die Fertigung eines Gitters mit Öffnungen 112 mit einer seitlichen Abmessung D3 nicht unangemessen schwierig ist, weniger als 1 mm betragen. In anderen Ausführungsformen kann D3 unter der Voraussetzung, dass eine ausreichende Reduzierung der Plasmaenergie erreicht wird, größer als 30 mm sein. Wie vorstehend beschrieben, kann die seitliche Abmessung von distaler Seite 111 zur proximalen Seite 113 wie in 2A konstant sein oder sie kann variabel sein, wie im Fall von gekrümmten, konischen, gestuften oder anderen Formen der Öffnungen 112. Dementsprechend können die Öffnungen 112 eine erste Abmessung an der distalen Seite 111 aufweisen und eine zweite Abmessung an der proximalen Seite 113, die größer oder kleiner als die erste Abmessung sind.
In manchen Ausführungsformen kann das Gitter 108 Metall enthalten. Das Metall kann Edelstahl, Wolfram oder eine Aluminiumlegierung umfassen. Edelstahl kann den Vorteil haben, dass es hinreichend hart und stark und gegen Hitzeschäden resistent ist. Edelstahl kann geschweißt werden und wenn seine Fläche vollständig passiviert wurde, tritt keine chemische Reaktion bei solch einer Fläche auf. Wolfram kann von Vorteil sein, weil es einen hohen Schmelzpunkt aufweist und Prozessen mit hohen Temperaturen standhalten kann. Eine Aluminiumlegierung kann aufgrund der niedrigen Kosten, dem niedrigen Gewicht, seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und niedriger magnetischer Permeabilität von Vorteil sein. Für das Gitter 108 können auch andere Metalle und Legierungen verwendet werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
In manchen Ausführungsformen kann das Gitter 108 ein keramisches Material enthalten. Das keramische Material kann Quarz, Y₂O₃, ZrO₂, Al₂O₃, SiO₂, B₂O₃, Er₂O₃, Nd₂O₃, Nb₂O₅, CeO₂, Sm₂Os, Yb₂O₃, Y₂O₃, Al₂O₃, ZrO₂ oder Beschichtungen aus diesen Materialien auf den vorstehend beschriebenen Metallgittern enthalten. Es können auch andere Keramikmaterialien verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Keramikmaterial kann von Vorteil sein, weil es beständig gegenüber Korrosion, hohen Temperaturen und Abrieb ist.
In manchen Ausführungsformen kann das Gitter 108 ein Selten-Erd-Fluorid sein. Das Selten-Erd-Fluorid kann Fluoride von Scandium (Sc), Yttrium (Y), Iridium (Ir), Rhodium (Rh), Lanthan (La), Cer (Ce), Europium (Eu), Dysprosium (Dy) oder Erbium (Er)) oder Hafnium (Hf) oder Beschichtungen dieser Materialien auf den oben beschriebenen Metallgittern umfassen. Ein Selten-Erd-Fluorid kann die Stärke und Wärmeleitfähigkeit des Gitters 108 erhöhen.
In manchen Ausführungsformen enthält das Gitter 108 ein Material mit geringer Wärmeausdehnung, wie etwa Oxid, Nitrid, Borid, Karbid oder Beschichtungen aus diesen Materialien. Es können auch andere Materialien mit geringer Wärmeausdehnung verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Das Gitter 108 kann eine Folie, eine starre Strukturplatte oder andere Materialien, Formen oder Konsistenzen enthalten. Das Gitter kann elektrisch geerdet sein. Alternativ kann das Gitter auch mit einer anderen Spannung als einer Masse vorgespannt werden.
Das plasmaunterstützte Verarbeitungssystem 100 kann einen Motor enthalten, der mit dem Gitter 108 gekoppelt ist. Der Motor kann das Gitter in Position für einen plasmaunterstützten Prozess bringen. Nach dem plasmaunterstützten Prozess kann der Motor das Gitter 108 für Nicht-Plasmaprozesse aus der Position bringen, so dass das Gitter die Nicht-Plasmaprozesse nicht beeinflusst.
Der Plasmagenerator 114 kann leitfähige Spulen 124 enthalten. Auf die leitfähigen Spulen 124 können Spannungen angelegt werden, um ein Plasma innerhalb der Plasmagenerierungskammer 130 zu generieren. In einem Beispiel ist die Stromversorgung 116 eine Funkfrequenzstromversorgung zu den leitfähigen Spulen 124. Die Funkfrequenzspannung kann eine Frequenz zwischen 500 kHz und 20 MHz aufweisen, obwohl auch andere Frequenzen verwendet werden können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
2B veranschaulicht das PEALD-System 200 der 2A während der zweiten Stufe der Abscheidung einer Dünnfilmschicht, bei der aus dem Prozessfluid ein Plasma generiert wird. Ein Prozessfluid fließt aus der zweiten Fluidquelle 118b durch eine Fluidleitung 134 in die Plasmagenerierungskammer 130. Die Stromversorgung 116 liefert Strom an die leitfähigen Spulen 124, wodurch aus dem zweiten Prozessfluid ein Plasma generiert wird. Das Plasma enthält Plasmateilchen 140. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Plasmateilchen“ Ionen, Elektronen, Protonen und Radikale, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Plasmateilchen 140 fließen aus der Plasmagenerierungskammer 130 durch die Öffnungen 128 der Duschkopfstruktur 126 in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102. Die Plasmateilchen 140 können anfangs eine sehr hohe Energie aufweisen. Mindestens ein Teil der Plasmateilchen trifft jedoch auf die Fläche der distalen Seite 111 des Gitters 108 und verliert einen Teil seiner Energie. Diese Plasmateilchen fließen an der Fläche der distalen Seite 111 entlang bis sie auf eine Öffnung 112 treffen und fließen durch die Öffnungen 112 zu der proximalen Seite 113 des Gitters 108. Andere Plasmateilchen kontaktieren die distale Seite des Gitters 108 möglicherweise nicht und können über die Öffnungen 112 direkt durch das Gitter 108 laufen. Diese Plasmateilchen 140 können dann auf das Ziel 106 treffen. Obwohl in 2B nicht gezeigt, können Plasmateilchen 140 auch um die Ränder des Gitters 108 fließen und durch die Lücken im Gitterträger 110 laufen. Während eines anschließenden Spülzyklus fließen die Plasmateilchen 140 durch die Abluftauslässe 132 aus der Prozesskammer 102 heraus.
3 ist eine Veranschaulichung eines PEALD-Systems 300 gemäß manchen Ausführungsformen. Das PEALD-System 300 ist dem PEALD-System 300 in den meisten Punkten im Wesentlichen ähnlich. Das PEALD-System 300 unterscheidet sich von dem PEALD-System 200 insofern, als dass das PEALD-System 300 ein erstes Gitter 108a enthält, das von einem ersten Gitterträger 110a getragen wird, und ein zweites Gitter 108b, das von einem zweiten Gitterträger 110b getragen wird. Das erste Gitter 108a umfasst eine distale Seite 111a, eine proximale Seite 113a und Öffnungen 112a. Das zweite Gitter 108b umfasst eine distale Seite 111b, eine proximale Seite 113b und Öffnungen 112b. Das erste Gitter 108a und das zweite Gitter 108b können sich im Wesentlichen ähneln, außer dass die Öffnungen 112a und 112b seitlich voneinander derart versetzt sind, dass ein Plasmateilchen 140, das sich durch eine Öffnung 112a vertikal nach unten bewegt, auf eine feste Fläche der distalen Seite 111b des zweiten Gitters 108b trifft, bevor es durch eine Öffnung 112b des zweiten Gitters 108b fließt.
Dementsprechend können das erste und das zweite Gitter 108a und 108b zusammen die Energie der Plasmateilchen 140 stärker reduzieren, als eines von ihnen alleine. Dementsprechend treffen Plasmateilchen 140 die feste Fläche der distalen Seite 111a, fließen dann durch eine Öffnung 112a, treffen dann auf die distale Seite 111b bevor sie durch eine Öffnung 112b fließen. Dies resultiert im Vergleich zu dem Fall, bei dem nur eines der Gitter 108a oder 108b vorhanden war, in einer größeren Energieabnahme der Plasmateilchen 140 bevor die Plasmateilchen auf das Ziel 106 treffen.
In manchen Ausführungsformen ist das erste Gitter 108a von dem zweiten Gitter 108b um eine vertikale Abmessung D4 getrennt. Die vertikale Abmessung D4 kann zwischen 1 mm und 10 mm betragen. Wenn der vertikale Abstand D4 außerhalb dieses Bereichs liegt, treffen die Ionen das Gitter möglicherweise innerhalb einer kurzen Zeit nicht, um den Zweck der Reduzierung der Ionenenergie zu erreichen. Darüber hinaus könne Präkursoren oder Partikel, wenn D4 < 1 mm, die Pipeline oder Öffnungen blockieren und den Betrieb des Gitters beeinträchtigen. In anderen Ausführungsformen ist D4 kleiner als 1 mm oder größer als 10 mm. D4 sollte ausreichen, um sicherzustellen, dass Plasmateilchen eine Energiereduzierung aufweisen und gleichzeitig immer noch dazu in der Lage sind, durch beide Gitter in Richtung des Ziels 106 zu fließen. Es können aber auch andere Werte der vertikalen Abmessung D4 verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Während 3 zwei Gitter 108a und 108b veranschaulicht, kann ein System 300 in der Praxis auch drei oder mehr Gitter enthalten, die mit versetzten Öffnungen angeordnet sind. Darüber hinaus können die Gitter eine unterschiedliche Anzahl von Öffnungen, unterschiedliche Größen der Öffnungen, unterschiedliche Formen der Öffnungen und unterschiedliche Materialien aufweisen. In einer Ausführungsform nimmt die Größe der Öffnungen von den oberen Gittern zu den unteren Gittern stufenweise ab. In anderen Ausführungsformen nimmt die Größe der Öffnungen von den oberen Gittern zu den unteren Gittern zu. Darüber hinaus können auch die Gitter selbst unterschiedliche Größen aufweisen. Höhere Gitter können beispielsweise in Übereinstimmung mit der Kammerform kleiner sein als tiefere Gitter. Dementsprechend können unterschiedlich viele Gitter verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. In manchen Ausführungsformen können einzelne Gitter Öffnungen unterschiedlicher Größen enthalten, z.B. unterschiedliche Flächenbereiche an der distalen oder der proximalen Fläche, oder Öffnungen mit unterschiedlichen Formen.
4 ist eine Veranschaulichung eines PEALD-Systems 400 gemäß manchen Ausführungsformen. Das PEALD-System 400 ist dem PEALD-System 200 in 2A im Wesentlichen ähnlich, außer dass das Gitter 108 in dem PEALD-System 400 anders angeordnet ist. Das PEALD-System 400 enthält insbesondere einen Gitterträger 110, der auf dem Zielträger 104 angeordnet ist. Der Gitterträger 110 ist insbesondere seitlich um das Ziel 106 angeordnet. Das Gitter 108 ruht auf dem Gitterträger 110 über dem Ziel 106. Das Gitter 108 ist eine Abmessung D5 über dem Ziel 106 angeordnet. Die Abmessung D5 kann zwischen 5 mm und 100 mm betragen, es können aber auch andere Abstände verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Das Gitter 108 kann leicht entfernt und in dem Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102 wieder eingesetzt werden. In manchen Ausführungsformen kann der Gitterträger 110 ebenfalls leicht entfernt und wieder eingesetzt werden. In manchen Ausführungsformen sind der Gitterträger 110 und das Gitter 108 aneinander fixiert. In manchen Ausführungsformen können der Gitterträger 110 und das Gitter 108 integral miteinander ausgebildet sein. In manchen Ausführungsformen ruht das Gitter 108 lediglich auf dem Gitterträger 110. Obwohl in 4 nicht gezeigt, können in dem PEALD-System 400, ähnlich wie bei dem PEALD-System 300, mehrere Gitter 108 verwendet werden, z.B. durch Stapeln von einem oder mehreren Gittern auf Gitter 108 unter Verwendung von Abstandshaltern zum Trennen der Gitter.
5A ist eine Draufsicht auf ein Gitter 108 gemäß manchen Ausführungsformen. Das Gitter 108 in 5A ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. Das Gitter 108 in 5A ist kreisförmig. Jede Öffnung 112 ist von benachbarten Öffnungen 112 um eine Abmessung D6 getrennt. Die Abmessung D6 kann zwischen 5 mm und 50 mm betragen, es können aber auch andere Abmessungen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Jede Öffnung 112 hat eine seitliche Abmessung D7. Die seitliche Abmessung D7 kann zwischen 1 mm und 30 mm betragen. Öffnungen 112, die kleiner als 1 mm sind, lassen sich möglicherweise nur schwer fertigen. Öffnungen 112, die größer als 30 mm sind, können zu einer verminderten Wirksamkeit bei der Vermeidung von Beschädigungen eines Ziels 106 führen, weil sie die Energie von Plasmateilchen nicht ausreichend reduzieren. Nichtsdestotrotz können die Öffnungen 112 andere Abmessungen aufweisen als diese, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. In manchen Ausführungsformen kann D7 beispielsweise kleiner als 1 mm oder größer als 30 mm sein. Das Gitter 108 ist kreisförmig und weist eine Gesamtabmessung (oder einen Durchmesser) D8 auf. Die Abmessung D8 kann zwischen 100 mm und 400 mm betragen, es können aber auch andere Abmessungen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Gemäß manchen Ausführungsformen liegt ein Verhältnis von D6 zu D7 zwischen 50:1 und 1:6.
5B ist eine Draufsicht auf ein Gitter 108 gemäß manchen Ausführungsformen. Das Gitter 108 in 5B hat eine rechteckige Form mit kreisförmigen Öffnungen 112. Das Gitter in 5B ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. Die dem Gitter 108 in 5B zugeordneten Abmessungen können jenen, die in Bezug auf 5A beschrieben wurden, ähnlich sein.
5C ist eine Draufsicht auf mehrere Gitter 108a und 108b gemäß manchen Ausführungsformen. Das zweite Gitter 108b ist unter dem ersten Gitter 108a angeordnet und wird von diesem verdeckt. Die Öffnungen 112a des ersten Gitters 108a sind von den Öffnungen 112b des zweiten Gitters 108b seitlich versetzt. Die Gitter 108a und 108b sind ein Beispiel für Gitter, die in dem System in 3 verwendet werden können, obwohl auch andere Arten von Gittern verwendet werden können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Die Gitter 108a und 108b können derart ausgelegt sein, dass die Öffnungen 112b seitlich ungefähr auf halber Strecke zwischen den Öffnungen 112a angeordnet sind. Die Gitter 108a und 108b können im Wesentlichen ähnliche Abmessungen aufweisen, wie in Bezug auf 5A beschrieben.
5D ist eine Draufsicht auf ein Gitter 108 gemäß manchen Ausführungsformen. Das Gitter 108 in 5B hat eine kreisförmige Form mit quadratischen Öffnungen 112. Das Gitter in 5B ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. Die dem Gitter 108 in 5D zugeordneten Abmessungen können jenen, die in Bezug auf 5A beschrieben wurden, ähnlich sein.
6A ist eine Draufsicht auf ein Innenvolumen 103 einer Prozesskammer 102 gemäß manchen Ausführungsformen. Die Prozesskammer 102 ist ein Beispiel für eine Prozesskammer, die in den Systemen der 1 bis 4 verwendet werden kann. Die Draufsicht auf 6A veranschaulicht einen Gitterträger 110, der innerhalb des Innenvolumens 103 der Prozesskammer 102 angeordnet ist. Der Gitterträger 110 enthält einen Rahmen, der aus einzelnen Stäben, Stangen oder anderen Arten von festen Trägern besteht. Die Ansicht in 6A veranschaulicht nicht den Zielträger 104 und das Ziel 106, die innerhalb des Innenvolumens 103 der Prozesskammer 102 vorhanden sein können. Ein Gitterträger 110 kann andere Formen und Konfigurationen aufweisen, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde. Der Gitterträger 110 kann ein leitfähiges Material, ein dielektrisches Material, ein Keramikmaterial oder andere Arten von Materialien umfassen.
6B veranschaulicht die Prozesskammer 102 der 6A mit einem kreisförmigen Gitter 108, das auf dem Gitterträger 110 ruht. Die Abschnitte des Gitterträgers 110 unter dem Gitter 108 sind durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Das Gitter 108 enthält mehrere Öffnungen 112. Es kann auf dem Gitterträger 110 auch ein Gitter 108 mit anderen Formen und Konfigurationen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
7A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Gitters 108. Das Gitter 108 in 7A ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. 7A veranschaulicht, dass die Öffnung 112 des Gitters 108 konisch zulaufende Seitenwände 150 umfasst, so dass die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an einem distalen Ende 111 des Gitters 108 aufweist als die proximale Seite 113 des Gitters 108. Alternativ kann die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an der proximalen Seite 113 aufweisen als an der distalen Seite 111 aufweisen. Die Seitenwände 150 sind im Wesentlichen gerade und erstrecken sich diagonal und nicht gerade vertikal.
7B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Gitters 108. Das Gitter 108 in 7B ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. 7B veranschaulicht, dass die Öffnung 112 des Gitters 108 gekrümmte Seitenwände 150 aufweist, so dass die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an einem distalen Ende 111 des Gitters 108 aufweist als die proximale Seite 113 des Gitters 108. Alternativ kann die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an der proximalen Seite 113 aufweisen als an der distalen Seite 111.
7C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Gitters 108. Das Gitter 108 in 7C ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. 7C veranschaulicht, dass die Öffnung 112 des Gitters 108 abgestufte Seitenwände 150 aufweist, so dass die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an einem distalen Ende 111 des Gitters 108 aufweist als die proximale Seite 113 des Gitters 108. Alternativ kann die Öffnung 112 eine größere Abmessung, z.B. Flächenbereich, an der proximalen Seite 113 aufweisen als an der distalen Seite 111 aufweisen. Die Seitenwände 150 umfassen eine Stufe 152.
7D ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Gitters 108. Das Gitter 108 in 7D ist ein Beispiel für ein Gitter 108, das in den Systemen in 1 bis 4 verwendet werden kann. 7D veranschaulicht, dass die Öffnung 112 des Gitters 108 abgestufte Seitenwände 150 umfasst. Die Stufe 152 ist mittig zwischen der distalen Seite 111 und der proximalen Seite 113 derart angeordnet, dass die Öffnung 112 eine gleiche Abmessung, z.B. Flächenbereich, auf einer distalen Seite 111 des Gitters 108 wie auf der proximalen Seite 113 des Gitters 108 aufweist. Für die Öffnungen können diverse andere Formen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
8A bis 8D sind vereinfachte Querschnittsansichten eines Ziels 106 während eines PEALD-Prozesses zum Abscheiden einer Dünnschicht auf dem Ziel 106 gemäß manchen Ausführungsformen. Der in 8A bis 8D gezeigte Prozess scheidet eine einzelne Atom- oder Molekularschicht einer Dünnschicht auf dem Ziel 106 ab. In einer Ausführungsform ist das Ziel 106 ein poröses Substrat aus Kohlenstoffnanoröhren. 8E ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Abschnitt des Ziel 106, der mehrere ineinander verschlungene Kohlenstoffnanoröhren enthält. Der Prozess in den 8A bis 8D scheidet eine einzelne Molekularschicht aus Siliziumnitrid auf dem Kohlenstoffnanoröhrenziel 106 ab. Es können auch andere Ziele und Materialien verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Unter Bezugnahme auf 2 und 8A wird in 8A ein erstes Prozessfluid aus der ersten Fluidquelle 118a durch die nicht in Betrieb befindliche Plasmagenerierungskammer 130 in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102 eingeströmt. Das Fluid enthält eine Vielzahl von Präkursormolekülen 156. In einem Beispiel enthalten die Präkursormoleküle 156 SAM24 (C8H22N2Si). Es kann auch ein Trägergas aus molekularem Stickstoff (N2) eingesetzt werden, um den Fluss der Präkursormoleküle 156 auf das Ziel 106 zu unterstützen. Die Präkursormoleküle 156 werden auf die freiliegende Fläche des Kohlenstoffnanoröhrenziels 106 adsorbiert. Die Präkursormoleküle 156 bilden eine einzelne Molekularschicht 160 einer Dünnschicht auf dem Ziel 106, wie in 8B gezeigt.
In 8B strömt bzw. strömen eine oder beide der Spülquellen 122a und 122b ein Spülgas in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102. Das Spülgas trägt die verbleibenden Präkursormoleküle 156 und andere Nebenprodukte über die Abluftauslässe 132 aus der Prozesskammer 102 hinaus. In einem Beispiel enthält das Spülgas molekularen Stickstoff (N2), obwohl auch andere Spülgase verwendet werden könne, ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen würde.
In 8C wird ein zweites Prozessfluid aus der zweiten Fluidquelle 118b in die Plasmagenerierungskammer 130 eingeströmt. Die Stromversorgung 116 liefert eine Spannung an die leitfähigen Spulen 124 und aus dem zweiten Prozessfluid wird in der Plasmagenerierungskammer 130 ein Plasma generiert. In einem Beispiel enthält das zweite Prozessfluid H2 oder N2. Das zweite Prozessgas kann mit einer Flussrate bei einer Temperatur und einem Druck eingeströmt werden, die der Temperatur und dem Druck ähnlich sind, welche beim Einströmen des ersten Prozessgases verwendet wurden. Ein Plasma wird derart erzeugt, dass Wasserstoff- und Stickstoffmoleküle ionisiert werden. Das Resultat ist, dass das Plasma Wasserstoff- und Stickstoffionen und freie Elektronen enthält. Es kann auch ein Trägergas in die Prozesskammer 102 eingeströmt werden, um Plasmateilchen 140 durch ein oder mehrere Gitter 108 auf das Ziel 106 zu tragen. Das Trägergas kann Argon oder andere Arten von Trägergasen enthalten und es kann eine Flussrate von 80 sccm haben. Die Plasmateilchen können eine chemische Bindung in der Schicht 160 der Dünnschicht derart aufbrechen, dass die Zusammensetzung der Dünnschicht so verändert wird, dass eine weitere Runde der Präkursoren abgeschieden und aufgebrochen werden kann, um eine zweite Schicht der Dünnschicht zu bilden. In einem Beispiel ist die Dünnschicht Siliziumnitrid, obwohl auch andere Dünnschichten verwendet werden können. Da in der Prozesskammer 102 ein oder mehrere Gitter 108 verwendet werden, wird die Energie der Plasmateilchen 140 auf ein Niveau reduziert, dass die Kohlenstoffnanoröhren des Ziels 106 nicht beschädigt oder aufbricht.
In 8D strömt bzw. strömen eine oder beide der Spülquellen 122a und 122b ein Spülgas in das Innenvolumen 103 der Prozesskammer 102. Das Spülgas trägt die verbleibenden Plasmateilchen 140 und es trägt die anderen Nebenprodukte über die Abluftauslässe 132 aus der Prozesskammer 102 hinaus. In einem Beispiel enthält das Spülgas molekularen Stickstoff (N2), obwohl auch andere Spülgase verwendet werden könne, ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen würde.
8F ist eine Draufsicht auf das Kohlenstoffnanoröhrenziel 106 nachdem mehrere Molekularschichten aus Siliziumnitrid auf den Kohlenstoffnanoröhren gebildet wurden. In einem Beispiel werden zum Bilden des konformen Siliziumnitridfilms auf den in 8F gezeigten Kohlenstoffnanoröhren 20 Zyklen des in 8A bis 8D gezeigten Prozesses durchgeführt. Es können auch andere Anzahlen von Zyklen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Während 8A bis 8F den Prozess zur Abscheidung einer Dünnschicht von Siliziumnitrid auf einem Kohlenstoffnanoröhrenziel beschreiben, können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch andere Arten von Dünnschichten auf dem Kohlenstoffnanoröhrenziel 106 oder auf einer anderen Art von Ziel 106 abgeschieden werden.
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 900 zum Durchführen eines Dünnschichtprozesses auf einem Ziel gemäß manchen Ausführungsformen. Das Verfahren 900 verwendet Systeme, Komponenten und Prozesse, die in Bezug auf 1 bis 8F beschrieben wurden. Bei 902 umfasst das Verfahren 900 Tragen eines Ziels innerhalb einer Dünnschichtprozesskammer. Ein Beispiel für ein Ziel ist das Ziel 106 in 1. Ein Beispiel für eine Prozesskammer ist die Prozesskammer 102 in 1. Bei 904 umfasst das Verfahren 900 Einleiten eines Prozessfluids in die Dünnschichtprozesskammer über einen Fluideinlass über dem Ziel. Ein Beispiel für ein Prozessfluid sind die Plasmateilchen 140 in 2B. Ein Beispiel für einen Fluideinlass ist die Duschkopfstruktur 126 in 2A. Bei 906 umfasst das Verfahren 900 Tragen eines ersten Gitters in der Dünnschichtprozesskammer zwischen dem Fluideinlass und dem Ziel. Ein Beispiel für ein erstes Gitter ist das Gitter 108 in 1. Bei 908 umfasst das Verfahren 900 Einleiten des Prozessfluids durch erste Öffnungen in dem ersten Gitter 108. Ein Beispiel für erste Öffnungen sind die Öffnungen 112 in 2A. Bei 910 umfasst das Verfahren 900 Reagieren des Prozessfluids mit dem Ziel nach Einleiten des Prozessfluids durch die ersten Öffnungen.
10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1000 zum Durchführen eines Dünnschichtprozesses auf einem Ziel gemäß manchen Ausführungsformen. Das Verfahren 1000 verwendet Systeme, Komponenten und Prozesse, die in Bezug auf 1 bis 9 beschrieben wurden. Bei 1002 umfasst das Verfahren 1000 Tragen eines Ziels innerhalb einer Prozesskammer. Ein Beispiel für ein Ziel ist das Ziel 106 in 1. Ein Beispiel für eine Prozesskammer ist die Prozesskammer 102 in 1. Bei 1004 umfasst das Verfahren 1000 Tragen eines Gitters zwischen dem Ziel und einem Fluideinlass der Prozesskammer. Ein Beispiel für ein Gitter ist das Gitter 108 in 1. Ein Beispiel für einen Fluideinlass ist die Duschkopfstruktur 126 in 2A. Bei 1006 umfasst das Verfahren 1000 Generieren eines Plasmas in einem Plasmagenerator. Ein Beispiel für ein Plasmagenerator ist der Plasmagenerator 114 in 1. Bei 1008 umfasst das Verfahren 1000 Einleiten des Plasmas in die Prozesskammer über den Fluideinlass. Bei 1010 umfasst das Verfahren 1000 Reduzieren einer Energie des Plasmas durch Leiten des Plasmas durch Öffnungen in dem Gitter. Ein Beispiel für Öffnungen sind die Öffnungen 112 in 2A. Bei 1012 umfasst das Verfahren Durchführen eines Teils eines Dünnschichtprozesses durch Reagieren des Plasmas mit dem Ziel.
In manchen Ausführungsformen umfasst ein System eine Prozesskammer, die einen Fluideinlass enthält, der dafür eingerichtet ist, ein Prozessfluid in die Prozesskammer einzuströmen, einen Zielträger in der Prozesskammer unter dem Fluideinlass und dafür eingerichtet, ein Ziel innerhalb der Prozesskammer zu tragen, und ein erstes Gitter innerhalb der Prozesskammer zwischen dem Fluideinlass und dem Zielträger. Das Gitter umfasst eine erste Seite distal zu dem Zielträger, eine zweite Seite proximal zu dem Zielträger und mehrere erste Öffnungen, die sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite über dem Zielträger erstrecken.
In manchen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren Tragen eines Ziels innerhalb einer Dünnschichtprozesskammer, Einleiten eines Prozessfluids in die Dünnschichtprozesskammer über einen Fluideinlass über dem Ziel und Tragen eines ersten Gitters in der Dünnschichtprozesskammer zwischen dem Fluideinlass und dem Ziel. Das Verfahren umfasst Einleiten des Prozessfluids durch erste Öffnungen in dem ersten Gitter und Reagieren des Prozessfluids mit dem Ziel nach Einleiten des Prozessfluids durch die ersten Öffnungen.
In manchen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren Tragen eines Ziels innerhalb einer Prozesskammer, Tragen eines Gitters zwischen dem Ziel und einem Fluideinlass der Prozesskammer und Generieren eines Plasmas in einem Plasmagenerator. Das Verfahren umfasst Einleiten des Plasmas in die Prozesskammer über den Fluideinlass, Reduzieren einer Energie des Plasmas durch Einleiten des Plasmas durch Öffnungen in dem Gitter und Durchführen eines Teils eines Dünnschichtprozesses durch Reagieren des Plasmas mit dem Ziel.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Prozesssystem für plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (engl. Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition bzw. PEALD) bereit, das PEALD-Prozesse auf empfindlichen Zielsubstraten ohne Beschädigung der Zielsubstrate sicher durchführen kann. Ein Ziel wird in einer Prozesskammer gehalten. Über dem Ziel in der Prozesskammer wird ein Gitter positioniert. Das Gitter weist eine erste Seite distal zum Ziel auf, eine zweite Seite proximal zum Ziel und mehrere Öffnungen, die sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstrecken. Während eines PEALD-Prozesses wird ein Plasma mit dem Ziel in Reaktion gebracht. Bevor das Plasma jedoch mit dem Ziel in Reaktion gebracht wird, wird die Energie des Plasmas reduziert, indem das Plasma durch die Öffnungen des Gitters geleitet wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bieten mehrere Vorteile. Die Reduzierung der Plasmaenergie durch das Gitter verhindert eine Beschädigung des Zielsubstrats durch das Plasma. Infolgedessen werden weniger Substrate oder Schaltungen zerstört. Darüber hinaus weisen Schaltungen und Vorrichtungen eine bessere Leistung und Dünnschichten eine höhere Qualität auf.
Vorstehend wurde ein Überblick über die Merkmale mehrerer Ausführungsformen gegeben, so dass Fachleute besser die Aspekte der vorliegenden Offenbarung verstehen können. Fachleute werden zu würdigen wissen, dass sich die vorliegende Offenbarung ohne weiteres als Grundlage für den Entwurf oder die Modifikation anderer Prozesse und Strukturen zur Ausführung der gleichen Zwecke und/oder dem Erreichen der gleichen Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden lassen. Fachleute sollten auch erkennen, dass solche gleichwertigen Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass sich diverse Veränderungen, Substitutionen und Änderungen daran vornehmen lassen, ohne dass vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen werden würde.
Die verschiedenen, vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu erhalten. Aspekte der Ausführungsformen können, falls erforderlich, modifiziert werden, um Konzepte der verschiedenen Patente, Anmeldungen und Publikationen zu verwenden, um noch weitere Ausführungsformen bereitzustellen.
Diese und andere Veränderungen können an den Ausführungsformen angesichts der vorstehend dargelegten Beschreibung erfolgen. Im Allgemeinen dürfen in den nachfolgenden Ansprüchen die Begriffe nicht so ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche auf die spezifischen Ausführungsformen, die in der Spezifikation und den Ansprüchen offenbart werden, einschränken, sondern sie müssen so ausgelegt werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen zusammen mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, die diese Ansprüche beanspruchen, umfassen. Dementsprechend werden die Ansprüche durch die Offenbarung nicht eingeschränkt.

Claims

System, umfassend: eine plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidungskammer, die einen Fluideinlass umfasst, der dafür eingerichtet ist, ein Prozessfluid in die plasmaunterstützte Dünnschichtabscheidungskammer einzuströmen; einen Zielträger innerhalb der plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungskammer unter dem Fluideinlass und dafür eingerichtet, ein Ziel innerhalb der plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungskammer zu tragen; und ein erstes Gitter innerhalb der plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungskammer zwischen dem Fluideinlass und dem Zielträger und umfassend: eine erste Seite distal zu dem Zielträger; eine zweite Seite proximal zu dem Zielträger; und mehrere erste Öffnungen, die sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite über dem Zielträger erstrecken.
System nach Anspruch 1, ferner einen Plasmagenerator umfassend, der dafür eingerichtet ist, aus dem Prozessfluid ein Plasma zu generieren, das Plasmateilchen enthält, wobei das erste Gitter dafür ausgelegt ist, eine Energie der Plasmateilchen zu reduzieren, bevor die Plasmateilchen mit einem Ziel, das von dem Zielträger getragen wird, interagieren.
System nach Anspruch 2, ferner ein zweites Gitter innerhalb der plasmaunterstützten Dünnschichtabscheidungskammer zwischen dem ersten Gitter und dem Zielträger umfassend und umfassend: eine dritte Seite distal zu dem Zielträger; eine vierte Seite proximal zu dem Zielträger; und mehrere zweite Öffnungen, die sich zwischen der dritten Seite und der vierten Seite über dem Zielträger erstrecken.
System nach Anspruch 3, wobei die zweiten Öffnungen relativ zu den ersten Öffnungen seitlich versetzt sind.
System nach Anspruch 4, wobei die zweiten Öffnungen von den ersten Öffnungen derart seitlich versetzt sind, dass eine vertikale Linie, die durch jedwede der ersten Öffnungen verläuft, nicht durch eine der zweiten Öffnungen verläuft.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei das erste Gitter vertikal von dem zweiten Gitter um einen Abstand zwischen 1 mm und 10 mm getrennt ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fluideinlass eine Duschkopfstruktur ist, wobei das erste Gitter von der Duschkopfstruktur um einen Abstand größer als 1 mm getrennt ist.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Öffnungen an der ersten Seite breiter sind als an der zweiten Seite.
Verfahren, umfassend: Tragen eines Ziels innerhalb einer Dünnschichtprozesskammer; Einleiten eines Prozessfluids in die Dünnschichtprozesskammer über einen Fluideinlass über dem Ziel; Tragen eines ersten Gitters in der Dünnschichtprozesskammer zwischen dem Fluideinlass und dem Ziel; Einleiten des Prozessfluids durch erste Öffnungen in das erste Gitter; und Reagieren des Prozessfluids mit dem Ziel nach Einleiten des Prozessfluids durch die ersten Öffnungen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Prozessfluid ein Plasma umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, Durchführen eines Teils eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheidungsprozesses auf dem Ziel durch Reagieren des Plasmas mit dem Ziel umfassend.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Ziel Kohlenstoffnanoröhren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei Reagieren des Plasmas mit dem Ziel Reagieren des Plasmas mit einem Präkursormaterial auf den Kohlenstoffnanoröhren umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 13, Durchführen eines Teils eines plasmaunterstützten Atomlagenätzprozesses auf dem Ziel durch Reagieren des Plasmas mit dem Ziel umfassend.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, Reduzieren einer Energie des Plasmas durch Einleiten des Plasmas durch die ersten Öffnungen in dem ersten Gitter umfassend.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 15, umfassend: Tragen eines zweiten Gitters zwischen dem Ziel und dem ersten Gitter; und Einleiten des Plasmas durch zweite Öffnungen in dem zweiten Gitter nach Einleiten des Plasmas durch die ersten Öffnungen in dem ersten Gitter und vor Reagieren des Plasmas mit dem Ziel.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 16, wobei die ersten Öffnungen eine Breite zwischen 1 mm und 30 mm aufweisen.
Verfahren, umfassend: Tragen eines Ziels innerhalb einer Prozesskammer; Tragen eines Gitters zwischen dem Ziel und einem Fluideinlass der Prozesskammer; Generieren eines Plasmas in einem Plasmagenerator; Einleiten des Plasmas in die Prozesskammer über den Fluideinlass; Reduzieren einer Energie des Plasmas durch Einleiten des Plasmas durch Öffnungen in dem Gitter; und Durchführen eines Teils eines Dünnschichtprozesses durch Reagieren des Plasmas mit dem Ziel.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Öffnungen konisch zulaufende Seitenwände aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Gitter ein Seltene Erden Material umfasst.