JP7336465B2 - テレセントリックレンズ、光ビーム折り畳みアセンブリ、またはポリゴンスキャナを有するレンズ回路を含む原子層エッチングおよび原子層堆積の処理システム - Google Patents
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Description
本出願は、2018年11月15日に出願された米国仮出願第62/767,574号および2018年5月8日に出願された米国仮出願第62/668,552号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (21)
- 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に配置され、基板を支持するように構成された基板支持体と、
レーザビームを生成するように構成されたレーザと、
前記レーザビームを円形レーザビームから正方形レーザビームに変換するビーム成形光学系を備えるレンズ回路と、
前記レーザビームを前記基板に導いて前記基板の露出材料を加熱するように配置された複数のレンズまたはミラーを備えるコリメートアセンブリであって、前記複数のレンズまたはミラーは、前記基板の表面に垂直である所定の範囲内の方向に前記レーザビームを導くように構成されるコリメートアセンブリと、
エッチングプロセス中または堆積プロセス中に急速熱パルスプロセスを実行するように構成されたコントローラであって、前記急速熱パルスプロセスは、(i)制御信号を生成して前記レーザビームを変調して、前記露出材料を複数の熱エネルギーパルスに曝露することと、(ii)前記複数の熱エネルギーパルスの連続するパルスの合間に、前記露出材料を能動的に冷却することと、を含む、コントローラと、
を備える、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記レンズ回路は、
前記レーザビームを円形レーザビームからフラットトップ形レーザビームに変換するフラットトップ光学系と、
前記フラットトップ形レーザビームを前記正方形レーザビームに変換する回折光学系と
を備える、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、急速熱アニーリングプロセスを実施するように構成された、基板処理システム。 - 請求項3に記載の基板処理システムであって、
第1のミラーと、第2のミラーと、第1のモータと、第2のモータとを備えるミラー回路をさらに備え、
前記コントローラは、前記第1のモータおよび前記第2のモータによって前記第1のミラーおよび前記第2のミラーを移動させ、前記基板上の前記レーザビームの位置を調整するように構成される、
基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記基板で受光される前に前記レーザビームのサイズを調整するように構成されたビームサイズ調整デバイスをさらに備える、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コリメートアセンブリは、前記レーザビームを前記基板に導いて前記露出材料を加熱するように配置された前記複数のレンズを備えるテレセントリックレンズアセンブリを備え、前記複数のレンズは、前記基板の前記表面に垂直な方向に前記レーザビームを導くように構成されている、基板処理システム。 - 請求項6に記載の基板処理システムであって、
ミラー回路をさらに備え、
前記ミラー回路は、第1のミラーと、第2のミラーと、第1のモータと、第2のモータとを備え、
前記レーザビームが前記第1のミラーに導かれ、
前記レーザビームが前記第1のミラーから前記第2のミラーに導かれ、
前記レーザビームが前記第2のミラーから前記テレセントリックレンズアセンブリを通って前記基板に導かれ、
前記コントローラは、前記第1のモータおよび前記第2のモータによって前記第1のミラーおよび前記第2のミラーを移動させ、前記基板上の前記レーザビームの位置を調整するように構成される、基板処理システム。 - 請求項7に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラが前記基板上の前記レーザビームの前記位置を調整している間、前記複数のレンズが前記レーザビームを前記基板の前記表面に対して垂直な関係に維持する、基板処理システム。 - 請求項6に記載の基板処理システムであって、
前記処理チャンバは、誘導結合プラズマチャンバまたはリモートプラズマ源接続チャンバであり、
前記テレセントリックレンズアセンブリは、前記処理チャンバの誘電体窓の上に配置される、
基板処理システム。 - 請求項6に記載の基板処理システムであって、
前記複数のレンズは、平凸レンズである、基板処理システム。 - 請求項6に記載の基板処理システムであって、
前記複数のレンズは、異なる直径を有する、基板処理システム。 - 請求項11に記載の基板処理システムであって、
前記複数のレンズは、第1のレンズおよび最後のレンズを含んで一連に配置され、
前記複数のレンズは、前記第1のレンズから前記最後のレンズに向かって直径が大きくなり、
前記レーザビームは、前記第1のレンズで受光され、前記最後のレンズから前記基板に出力される、
基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コリメートアセンブリは、前記レーザビームを前記基板に導いて前記露出材料を加熱するように配置された前記複数のミラーを備える光ビーム折り畳みアセンブリを備え、前記複数のレンズは、前記基板の前記表面に垂直な方向に前記レーザビームを導くように構成されており、
前記複数のミラーは、前記基板の前記表面に垂直である前記所定の範囲内の方向に前記レーザビームを反射して導くように配置される、
基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、前記レーザを制御して前記レーザビームを所定の周波数でパルス化するように構成された、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
プロセスガスを前記処理チャンバに供給するように構成されたガス供給システムをさらに備え、
前記コントローラは、前記ガス供給システムおよび前記レーザを制御して、以下を含む等方性原子層エッチングプロセスを反復的に実施するように構成されており、
前記等方性原子層エッチングプロセスが、
前記等方性原子層エッチングプロセスの反復中に、前処理、原子吸着、およびパルス熱アニーリングを実施すること、
前記原子吸着中に、前記基板の前記露出材料上に選択的に吸着されて修飾された材料を形成するハロゲン種を含む前記プロセスガスに、前記基板の前記表面を曝露すること、ならびに
前記パルス熱アニーリング中に、前記レーザを所定の期間内に複数回パルスオンおよびパルスオフし、前記修飾された材料を曝露して除去すること
を含むプロセスである、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記レーザビームを受光するように構成された音響光学変調器をさらに備え、
前記コントローラは、無線周波数信号を生成するように構成され、
前記レーザは、連続モードで動作するように構成され、
前記音響光学変調器は、前記無線周波数信号に基づいて、かつ所定の周波数で、前記レーザビームが前記複数のレンズまたはミラーに向かって通過することの許可と防止を切り替えるように構成される、
基板処理システム。 - 請求項16に記載の基板処理システムであって、
前記コリメートアセンブリは、前記レーザビームを前記基板に導いて前記露出材料を加熱するように配置された前記複数のミラーを備える光ビーム折り畳みアセンブリを備え、前記複数のレンズは、前記基板の前記表面に垂直な方向に前記レーザビームを導くように構成されており、
前記複数のミラーは、前記基板の前記表面に垂直である前記所定の範囲内の方向に前記レーザビームを反射して導くように配置される、
基板処理システム。 - 請求項16に記載の基板処理システムであって、
プロセスガスを前記処理チャンバに供給するように構成されたガス供給システムをさらに備え、
前記コントローラは、前記ガス供給システムおよび前記レーザを制御して、以下を含む等方性原子層エッチングプロセスを反復的に実施するように構成され、
前記等方性原子層エッチングプロセスが、
前記等方性原子層エッチングプロセスの反復中に、前処理、原子吸着、およびパルス熱アニーリングを実施すること、
前記原子吸着中に、前記基板の前記露出材料上に選択的に吸着されて修飾された材料を形成するハロゲン種を含む前記プロセスガスに、前記基板の前記表面を曝露すること、ならびに
前記パルス熱アニーリング中に、前記無線周波数信号を生成して所定の期間内に前記レーザビームを変調し、前記修飾された材料を曝露して除去すること
を含むプロセスである
基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、(i)急速熱アニーリングプロセスの実施中と、(ii)前記急速熱アニーリングプロセスの実施後と、の少なくともいずれか一方において前記基板を能動的に冷却するように構成された、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、3~10秒の期間にわたって複数の高温パルスおよび複数の低温パルスを前記露出材料に与えるように構成された、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記コントローラは、前記露出材料を初期温度から500℃を超える温度まで能動的に加熱した後に、前記露出材料を1秒未満で初期温度まで冷却するように構成された、基板処理システム。
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