JP2009545890A - Rf変調によって弾道電子ビームの均一性を制御する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、νB1は電極172でのイオンのボーム速度を表し、Vp(r)は半径の大きさで変化するプラズマの電位を表し、V(r)は半径の大きさで変化する電極(つまり第2電極172)の電位を表し、かつne(r)は第2電極172におけるシース端部での半径の大きさで変化する電子密度(すなわちバルクのプラズマ密度)を表す。一般的には、第2電極172におけるシース端部で半径方向に一定のVp(r)を推定することは非常に妥当である。従って電子ビーム束Ie(r)は、(シース端部での)電子密度ne(r)(これは第2電極172での統計加熱によって変化する)及び電極の電位V(r)による影響を支配的に受ける。
従ってある実施例によると、VHF(RF出力)振幅変調が、Er 2の寄与とEz 2の寄与とを交互に生じさせるのに利用される。そのようにすることで、プラズマ130への全出力の供給を実質的に同一に維持しながら、ne(r)及びV(r)を所定の分布に実現することが可能となる。RF出力変調は、プラズマ密度ne(r)の空間均一性、ひいては電子ビーム束Ie(r)の空間均一性を調節する手段を供することができる。
Claims (24)
- 弾道電子ビームを有するプラズマ処理システムを用いて基板上の薄膜をエッチングする方法であって:
前記プラズマ処理システム内の基板ホルダ上に前記基板を設ける手順;
前記弾道電子ビームを生成するために前記プラズマ処理システム内部の電極に直流電流(DC)出力を結合する手順;
前記プラズマ処理システム内にプラズマを生成するために前記電極及び/又は前記基板ホルダに交流電流(AC)出力を結合する手順;
前記弾道電子ビームの電子ビーム束の空間分布を調節するために前記AC出力の振幅を変調させる手順;並びに
前記プラズマ及び前記弾道電子ビームで前記薄膜をエッチングする手順;
を有する方法。 - 前記DC出力を結合する手順が、約-2000ボルト(V)から約1000Vの範囲のDC出力を結合する手順を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記DC出力を結合する手順が、負の極性を有するDC出力を結合する手順を有し、かつ
前記DC出力の絶対値が約500V以上である、
請求項1に記載の方法。 - 前記電極に前記DC出力を結合する手順が、前記基板ホルダ上の前記基板に対向する上部電極にDC出力を結合する手順を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記の上部電極にDC出力を結合する手順が、前記基板ホルダ上の前記基板に対向するシリコン含有電極板にDC出力を結合する手順を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記のシリコン含有電極板にDC出力を結合する手順が、前記基板ホルダ上の前記基板に対向するドーピングされたシリコン電極板にDC出力を結合する手順を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記のAC出力を結合する手順が、前記電極及び/又は前記基板ホルダに高周波(RF)出力を結合する手順を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記RF出力を結合する手順が、第1RF周波数で、前記上部電極又は前記基板ホルダに第1RF出力を結合する手順、及び、第2RF周波数で、前記上部電極又は前記基板ホルダに第2RF出力を結合する手順、を有し、かつ
前記第1RF出力は前記変調中に調節される、
請求項7に記載の方法。 - 前記第2RF周波数が前記第1RF周波数よりも低い、請求項1に記載の方法。
- 前記のAC出力を結合する手順が、前記電極及び/又は前記基板ホルダに高周波(RF)出力を結合する手順を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記のAC出力の振幅を変調する手順が、約100Wから約10000Wの範囲のRF出力レベルの間で前記RF出力を変調する手順を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記のAC出力の振幅を変調する手順が、約0.01Hzから約1kHzの範囲の変調周波数で前記RF出力を変調する手順を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記のAC出力の振幅を変調する手順が、第1RF出力レベルから第2RF出力レベルの間で前記RF出力をパルス変調する手順を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記のRF出力をパルス変調する手順が、
当該プラズマ処理システムが前記第1出力レベルで動作する期間、及び当該プラズマ処理システムが前記第2出力レベルで動作する期間を定義するように、デューティサイクルを設定する手順を有する、請求項13に記載の方法。 - 振幅変調の範囲、振幅変調の周波数、若しくは振幅変調のデューティサイクル、又は上記の組合せのうちの1つ以上を変化させることによって、前記のAC出力の変調を調節する手順をさらに有する、請求項1に記載の方法。
- 誘導コイルに高周波(RF)出力を結合することによってプラズマを生成する手順をさらに有する、請求項1に記載の方法。
- 磁場システムによって当該プラズマ処理システム内に磁場を供する手順;及び
制御装置によって前記磁場の回転速度又は磁場強度を制御する手順;
をさらに有する、請求項1に記載の方法。 - コンピュータシステム上で実行するためのプログラム命令を有するコンピュータによる読み取りが可能な媒体であって、
前記プログラム命令が前記コンピュータシステムによって実行されるときに、前記コンピュータシステムは、
前記プラズマ処理システム内の基板ホルダ上に前記基板を設ける手順;
前記弾道電子ビームを生成するために前記プラズマ処理システム内部の電極に直流電流(DC)出力を結合する手順;
前記プラズマ処理システム内にプラズマを生成するために前記電極及び/又は前記基板ホルダに交流電流(AC)出力を結合する手順;
前記弾道電子ビームの電子ビーム束の空間分布を調節するために前記AC出力の振幅を変調させる手順;並びに
前記プラズマ及び前記弾道電子ビームで前記薄膜をエッチングする手順;
を実行させるように前記プラズマ処理システムを制御する、コンピュータによる読み取りが可能な媒体。 - 基板をエッチングするように備えられたプラズマ処理システムであって:
プラズマの生成を助けるように備えられたプラズマ処理チャンバ;
該プラズマ処理チャンバと結合して前記基板を支持するように備えられている基板ホルダ;前記プラズマ処理チャンバと結合して前記プラズマと接するように備えられている電極;
前記プラズマ処理チャンバと結合し、かつ前記プラズマを生成するために前記基板ホルダ及び/又は前記電極に少なくとも一のAC信号を結合するように備えられているAC出力システム;
前記プラズマ処理チャンバと結合し、かつ前記プラズマを介して弾道電子ビームを生成するためにDC電圧を前記電極と結合するように備えられているDC出力システム;並びに、
前記AC出力システムと結合して、かつ前記弾道電子ビームの電子ビーム束の空間分布を調節するために前記少なくとも一のAC信号の振幅を変調させるように備えられているAC出力変調システム;
を有するプラズマ処理システム。 - 前記AC出力システムが、前記電極又は前記基板ホルダに、第1RF周波数である第1RF出力を結合するように備えられている第1RF出力システム、及び、前記基板ホルダに、第2RF周波数である第2RF出力を結合するように備えられている第2RF出力システムを有し、かつ
前記AC出力変調システムが、前記第1RF出力の振幅を変調するように備えられている、
請求項19に記載のプラズマ処理システム。 - 前記第2RF周波数が前記第1RF周波数よりも低い、請求項20に記載のプラズマ処理システム。
- 前記AC出力システムが、誘導コイルにRF周波数であるRF出力を結合するように備えられているRF出力システムを有する、請求項19に記載のプラズマ処理システム。
- 当該プラズマ処理システム内に磁場を供する磁場システム;及び
前記磁場の回転速度又は磁場強度を制御する制御装置;
をさらに有する、請求項19に記載のプラズマ処理システム。 - 基板をエッチングするように備えられたプラズマ処理システムであって:
プラズマの生成を助けるように備えられたプラズマ処理チャンバ;
該プラズマ処理チャンバと結合して前記基板を支持するように備えられている基板ホルダ;
前記プラズマを生成するために前記プラズマ処理チャンバにAC出力を結合する手段;
前記プラズマを介して弾道電子ビームを生成するためにDC電圧を前記プラズマ処理チャンバに結合する手段;及び
前記弾道電子ビームの電子ビーム束の空間分布を調節するために前記AC出力の振幅を変調させる手段;
を有するプラズマ処理システム。
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