JP2014513427A - 半導体処理のための電子ビーム強化式分離型プラズマ源 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3A
Description
Claims (60)
- 半導体基板処理システムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支えるように定められた基板サポートと、
前記処理チャンバから切り離して定められたプラズマチャンバであって、プラズマを発生させるように定められたプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバを前記処理チャンバに流体接続する複数の流体伝送経路であって、前記プラズマの反応成分を前記プラズマチャンバから前記処理チャンバに供給するように定められた複数の流体伝送経路と、
電子ビームを発生させ、前記処理チャンバ内を通って前記基板サポートの上方を横断するように電子ビームを伝送するように定められた電子ビーム源と、
を備える半導体基板処理システム。 - 請求項1に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電子ビーム源は、前記基板を支えるように定められた前記基板サポートの表面に実質的に平行な軌道に沿って前記電子ビームを伝送するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項1に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電子ビーム源は、前記処理チャンバ内を通って前記基板サポートの上方を一共通方向に横断するように、空間的に分離された複数の電子ビームを伝送するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項1に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電子ビーム源は、前記処理チャンバ内を通って前記基板サポートの上方をそれぞれの複数の方向に横断するように、空間的に分離された複数の電子ビームを伝送するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項4に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電子ビーム源は、前記空間的に分離された複数の電子ビームを順次伝送するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項1に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に位置決めされた複数の伝導性グリッドであって、制御された電圧レベルが前記複数の伝導性グリッドのそれぞれに独立制御方式で印加されるように電力供給部に電気的に接続された複数の伝導性グリッドを備える半導体基板処理システム。 - 請求項6に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電子ビーム源は、前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に位置決めされた中空陰極として定められ、前記中空陰極は、前記基板サポートよりも上の前記処理チャンバの一領域の方を向くように方向付けられ、
前記複数の伝導性グリッドのうちの所定の1つは、前記中空陰極からの電子の抽出を促すために、前記中空陰極の出口と、前記基板サポートよりも上の前記処理チャンバの前記領域との間に配される、半導体基板処理システム。 - 請求項7に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の伝導性グリッドのうちの別の1つは、前記中空陰極によって伝送される前記電子ビームのための電気的シンクを提供するために、前記基板サポートを挟んで前記中空陰極の前記出口とは反対側に配される、半導体基板処理システム。 - 請求項7に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記複数の伝導性グリッドの温度を制御するために前記複数の伝導性グリッドに接続されたヒータを備える半導体基板処理システム。 - 請求項7に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記中空陰極の内部領域と流体連通しているガス供給部であって、前記中空陰極の前記内部領域にプロセスガスを供給するように定められたガス供給部と、
前記中空陰極の前記内部領域内の1つ以上の電力伝達コンポーネントと電気的に連通している電力供給部であって、前記中空陰極の前記内部領域内で前記プロセスガスをプラズマに変換するために、直流電力、無線周波数電力、または直流電力と無線周波数電力との組み合わせを前記中空陰極の前記内部領域内の前記1つ以上の電力伝達コンポーネントに供給するように定められた電力供給部と、
を備える半導体基板処理システム。 - 半導体基板を処理するための方法であって、
処理領域に曝されるように基板を基板サポート上に置くことと、
前記処理領域から切り離されたプラズマ発生領域内でプラズマを発生させることと、
前記プラズマの反応成分を前記プラズマ発生領域から前記処理領域に供給することと、
前記処理領域内へ前記基板よりも上で電子を入射させ、そうして、前記入射された電子が前記処理領域内におけるイオン密度を変更して前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることと、
を備える方法。 - 請求項11に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記処理領域内へ電子を入射させることは、前記基板の上面に実質的に平行な軌道に沿って電子ビームを伝送することを含む、方法。 - 請求項12に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電子ビームの軌道は、前記基板サポートの周縁の外側で、かつ前記基板サポートの上方にある第1の場所から前記基板サポートの周縁の外側で、かつ前記基板サポートの上方にある第2の場所に直線状に伸びる、方法。 - 請求項13に記載の半導体基板を処理するための方法であって、さらに、
前記第2の場所にある伝導性グリッドが、前記軌道に沿って伝送される前記電子ビームのための電気的シンクとして機能するように、前記伝導性グリッドに正電荷を印加することを備える方法。 - 請求項11に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電子は、パルス方式で前記処理領域内へ入射される、方法。 - 請求項11に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記処理領域内へ電子を入射させることは、前記処理チャンバ内を通って前記基板の上面の上方を横断するように、空間的に分離された複数の電子ビームを伝送することを含む、方法。 - 請求項16に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記空間的に分離された複数の電子ビームのそれぞれは、前記空間的に分離された複数の電子ビームが実質的に平行な形で前記基板の上面の上方を横断するように一共通方向に伝送される、方法。 - 請求項16に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記空間的に分離された複数の電子ビームの異なる電子ビームは、前記基板に曝されている前記処理領域の全体にわたり、時間平均された実質的に一様な形で電子が入射されるように、それぞれが異なる時点で伝送される、方法。 - 請求項16に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記空間的に分離された複数の電子ビームは、前記基板の上面に実質的に平行に前記基板の上面の上方を複数の異なる方向に横断するように伝送される、方法。 - 請求項11に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記空間的に分離された複数の電子ビームの異なる電子ビームは、前記基板に曝されている前記処理領域の全体にわたり、時間平均された実質的に一様な形で電子が入射されるように、それぞれが異なる時点で伝送される、方法。 - 半導体基板処理システムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支えるように定められた基板サポートと、
前記処理チャンバから切り離して定められたプラズマチャンバであって、プラズマを発生させるように定められたプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバを前記処理チャンバに流体接続する複数の流体伝送経路であって、前記プラズマの反応成分を前記プラズマチャンバから前記処理チャンバに供給するように定められた複数の流体伝送経路と、
前記基板サポートから切り離して前記処理チャンバ内に配された電極と、
前記電極に電気的に接続された電力供給部であって、前記電極から前記処理チャンバ内へ電子を遊離させるために前記電極に電力を供給するように定められた電力供給部と、
を備える半導体基板処理システム。 - 請求項21に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電極は、前記処理チャンバ内で前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に配された伝導性バンドとして定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項22に記載の半導体基板処理システムであって、
前記伝導性バンドは、前記基板サポートの周縁の周りを囲む連続構造として形成される、半導体基板処理システム。 - 請求項23に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記電極を前記処理チャンバの周囲構造から電気的に絶縁するために前記電極の周囲に形成されて配された絶縁部材を備える半導体基板処理システム。 - 請求項21に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電極は、前記処理チャンバ内で前記基板サポートの上方に、かつ前記基板サポートを覆うように配された平面状の伝導性セグメントとして定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項25に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記プラズマチャンバを前記処理チャンバから切り離すために前記基板サポートの上方に配されたトップ板アセンブリであって、前記複数の流体伝送経路は、前記トップ板アセンブリ内に定められ、前記平面状の伝導性セグメントは、前記基板サポートの方を向く向きで前記トップ板アセンブリの底面上に定められる、トップ板アセンブリを備える半導体基板処理システム。 - 請求項26に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記平面状の伝導性セグメントを前記トップ板アセンブリおよび前記処理チャンバの周囲構造から電気的に絶縁するために前記平面状の伝導性セグメントと前記トップ板アセンブリとの間に形成され配された絶縁部材を備える半導体基板処理システム。 - 請求項21に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電力供給部は、直流電力、無線周波数電力、または直流電力と無線周波数電力との組み合わせを前記電極に供給するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項21に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電力供給部は、パルス方式または連続方式のいずれかで前記電極に電力を供給するように定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項21に記載の半導体基板処理システムであって、
前記電極は、前記処理チャンバ内で前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に配された伝導性バンド、および前記処理チャンバ内で前記基板サポートの上方に、かつ前記基板サポートを覆うように配された平面状の伝導性セグメントの両方を含む、半導体基板処理システム。 - 半導体基板を処理するための方法であって、
処理領域に曝されるように基板を基板サポート上に置くことと、
前記処理領域から切り離されたプラズマ発生領域内でプラズマを発生させることと、
前記プラズマの反応成分を前記プラズマ発生領域から前記処理領域に供給することと、
前記基板サポートから切り離して前記処理領域内に配された1つ以上の電極に電力を供給し、そうして、前記1つ以上の電極に供給された電力が前記1つ以上の電極から前記処理領域内へ電子を入射させ、前記処理領域内におけるイオン密度を変更して前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることと、
を備える方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記1つ以上の電極は、前記処理領域に曝されるように前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に配された伝導性バンドを含む、方法。 - 請求項32に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記伝導性バンドは、前記基板サポートの周縁の周りを囲む連続構造として形成される、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記1つ以上の電極は、前記処理領域に曝されるように前記基板サポートの上方に、かつ前記基板サポートを覆うように配された平面状の伝導性セグメントを含む、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記1つ以上の電極は、前記処理領域に曝されるように前記基板サポートの周縁の外側に、かつ前記基板サポートの上方に配された伝導性バンド、および前記処理領域に曝されるように前記基板サポートの上方に、かつ前記基板サポートを覆うように配された平面状の伝導性セグメントの両方を含む、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記1つ以上の電極に電力を供給することは、直流電力、無線周波数電力、または直流電力と無線周波数電力との組み合わせを前記1つ以上の電極に供給することを含む、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電力は、パルス方式で1つ以上の電極に供給される、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電力は、連続方式で1つ以上の電極に供給される、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記1つ以上の電極に電力を供給することは、前記1つ以上の電極上の電荷の極性を交替させることを含む、方法。 - 請求項31に記載の半導体基板を処理するための方法であって、さらに、
前記入射された電子が前記基板に向かう結果として発生するイオンを引き付けるために、前記基板サポートから前記処理領域全体にバイアス電圧を印加することを備える方法。 - 半導体基板処理システムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支えるように定められた基板サポートと、
前記処理チャンバから切り離して定められたプラズマチャンバであって、プラズマを発生させるように定められたプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバを前記処理チャンバに流体接続する複数の流体伝送経路であって、前記プラズマの反応成分を前記プラズマチャンバから前記処理チャンバに供給するように定められた複数の流体伝送経路と、
前記複数の流体伝送経路内で補助プラズマを発生させるために前記複数の流体伝送経路に電力を伝達するように定められた複数の電力伝達コンポーネントであって、前記複数の流体伝送経路は、前記補助プラズマの反応成分を前記処理チャンバに供給するように定められる、複数の電力伝達コンポーネントと、
を備える半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の電力伝達コンポーネントは、前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部に曝されるように配された1つ以上の電極を含む、半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の電力伝達コンポーネントは、前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部に電流を誘導するように配された1つ以上のコイルを含む、半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の電力伝達コンポーネントは、前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部にレーザエネルギを向かわせるように配された1つ以上のレーザを含む、半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の電力伝達コンポーネントは、電子ビームを発生させ、前記電子ビームを前記複数の流体伝送経路を通って伝送するように定められた電子ビーム源を含む、半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記複数の電力伝達コンポーネントのそれぞれに電気的に接続された電力供給部であって、直流電力、無線周波数電力、または直流電力と無線周波数電力との組み合わせを前記複数の電力伝達コンポーネントのそれぞれに供給するように定められた電力供給部を備える半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、
前記複数の流体伝送経路は、流通中空陰極、流通容量結合領域、流通誘導結合領域、流通マグネトロン駆動領域、流通レーザ駆動領域、またはそれらの組み合わせとして定められる、半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部と流体連通するように接続されたプロセスガス供給部であって、前記補助プラズマの発生のために前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部にプロセスガスを供給するように定められたプロセスガス供給部を備える半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記複数の流体伝送経路を通じて前記プラズマチャンバから前記処理チャンバに荷電種を向かわせるために前記プラズマチャンバ内に配された電極を備える半導体基板処理システム。 - 請求項41に記載の半導体基板処理システムであって、さらに、
前記流体伝送経路から前記処理チャンバ内へ荷電種を引き付けるために前記処理チャンバ内に配された抽出グリッドを備える半導体基板処理システム。 - 半導体基板を処理するための方法であって、
処理領域に曝されるように基板を基板サポート上に置くことと、
前記処理領域から切り離されたプラズマ発生領域内でプラズマを発生させることと、
複数の流体伝送経路を通じて前記プラズマの反応成分を前記プラズマ発生領域から前記処理領域内へ供給し、そうして、前記プラズマの反応成分が前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることと、
前記複数の流体伝送経路内で補助プラズマを発生させることと、
前記補助プラズマの反応成分を前記複数の流体伝送経路から前記処理領域内へ供給し、そうして、前記補助プラズマの反応成分が前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることと、
を備える方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記補助プラズマを発生させることは、前記複数の流体伝送経路を、流通中空陰極、流通容量結合領域、流通誘導結合領域、流通マグネトロン駆動領域、流通レーザ駆動領域、またはそれらの組み合わせのいずれかとして動作させることを含む、方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記補助プラズマの反応成分を前記複数の流体伝送経路から前記処理領域内へ供給することは、前記複数の流体伝送経路から前記処理領域内へ荷電種を引き付けるために前記処理チャンバ内に配された抽出グリッドを動作させることを含む、方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記プラズマの反応成分を前記複数の流体伝送経路を通じて前記プラズマ発生領域から前記処理領域内へ供給することは、前記複数の流体伝送経路を通じて前記プラズマ発生領域から前記処理領域内へ荷電種を向かわせるために前記プラズマ発生領域内に配された電極を動作させることを含む、方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記複数の流体伝送経路内で補助プラズマを発生させることは、前記複数の流体伝送経路に直流電力、無線周波数電力、または直流電力と無線周波数電力との組み合わせを伝送することを含む、方法。 - 請求項55に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電力は、前記複数の流体伝送経路にパルス方式で伝送される、方法。 - 請求項55に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記電力は、前記複数の流体伝送経路に連続方式で伝送される、方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、
前記複数の流体伝送経路内で補助プラズマを発生させることは、前記複数の流体伝送経路のそれぞれの内部にプロセスガスを供給することを含む、方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、さらに、
前記処理領域内へ前記基板よりも上で電子を入射させ、そうして、前記入射された電子が前記処理領域内におけるイオン密度を変更して前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることを備える方法。 - 請求項51に記載の半導体基板を処理するための方法であって、さらに、
前記基板サポートから切り離して前記処理領域内に配された1つ以上の電極に電力を供給し、そうして、前記1つ以上の電極に供給された電力が前記1つ以上の電極から前記処理領域内へ電子を入射させ、前記処理領域内におけるイオン密度を変更して前記基板の処理に影響を及ぼすようにすることを備える方法。
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