KR20220056869A - 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

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Abstract

기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치가 본 명세서에서 제공된다. 예컨대, 기판을 프로세싱하기 위한 방법은, 프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하는 단계; 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계; 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 이온들로 상부 전극에 충격을 가하는 단계; 및 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하는 단계를 포함한다.

Description

기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 기판의 전자 빔 반응성 플라즈마 에칭을 위해 구성된 방법들 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 현재의 기판(예컨대, 웨이퍼) 제조에 따라, 에칭 속도, 에칭 프로파일, 및 에칭 선택도는 제조 비용을 낮추고 기판 상의 회로 엘리먼트 밀도를 증가시키기 위해 제어될 수 있다. 그러나, 기판 상의 에칭 피처들(예컨대, 메모리 홀들, 슬릿들 등)은 계속, 사이즈가 축소되거나 종횡비(예컨대, 피처의 깊이 대 폭의 비)가 증가한다. 예컨대, 3차원(3D) NAND 디바이스 제조에서, 기판들(웨이퍼들)은 최대 96개의 층들을 포함할 수 있고, 최대 128개의 층들까지 연장될 수 있다. 부가적으로, 메모리 홀 및/또는 슬릿의 종횡비는, 예컨대 약 6 μm 내지 8 μm의 범위의 메모리 홀 깊이에 대해 100 내지 200일 수 있으며, 따라서, 3D NAND 디바이스들의 제조에서 메모리 홀 에칭을 가장 중요하고 까다로운 단계들 중 하나로 만든다. 예컨대, 그러한 높은 종횡비(HAR) 에칭은, 예컨대 기판 상의 재료를 마스킹하기 위해 높은 에칭 속도 및 높은 에칭 선택도를 요구할 뿐만 아니라, HAR 에칭은 또한, 휘어짐 및 비틀림이 없는 직선 프로파일, 언더-에칭(under-etch) 및 최소 마이크로-로딩 없음, 최소 ARDE(aspect ratio dependent etching), 및 전체 기판에 걸친 균일성(예컨대, 3σ<1%의 CD(critical dimension) 변동)을 요구한다.
[0003] 마찬가지로, 로직 애플리케이션들에 대해 타겟팅되는 핀펫(Finfet) 제조의 경우, 20 초과의 선택도 비를 갖는 유사한 재료들을 화학적으로 에칭하기 위한 요건, 예컨대, 실리콘 산화물과 실리콘 질화물 사이의 에칭이 종종 존재한다.
[0004] 따라서, 본 발명자들은 기판의 전자 빔 반응성 플라즈마 에칭을 위해 구성된 개선된 방법들 및 장치를 제공하였다.
[0005] 기판의 전자 빔 반응성 플라즈마 에칭을 위한 방법들 및 장치가 본 명세서에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 방법은, 프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하는 단계; 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계; 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 이온들로 상부 전극에 충격을 가하는 단계; 및 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하는 단계를 포함한다.
[0006] 하나 이상의 실시예들에 따르면, 기판을 프로세싱하기 위한 장치는 제어기를 포함하며, 제어기는, 프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하고; 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하고; 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 이온들로 상부 전극에 충격을 가하고; 그리고 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하도록 구성된다.
[0007] 하나 이상의 실시예들에 따르면, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는, 프로세서에 의해 실행될 때, 기판을 프로세싱하기 위한 방법을 수행하도록 프로세서를 구성하는 명령들이 저장되어 있다. 방법은, 프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하는 단계; 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계; 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 이온들로 상부 전극에 충격을 가하는 단계; 및 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0009] 위에서 간략하게 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에서 도시된 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 대한 참조에 의해 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들이 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들만을 예시하는 것이므로, 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 상기 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 장치의 개략적인 다이어그램이다.
[0011] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0012] 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시되지 않으며, 명확화를 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다.
[0013] 기판의 전자 빔 반응성 플라즈마 에칭을 위해 구성된 방법들 및 장치의 실시예들이 본 명세서에서 제공된다. 더 구체적으로, 본 개시내용에 따르면, 본 발명자들은, 종래의 에칭 장치, 예컨대 RIE(reactive ion etching)와 비교할 때, 본 명세서에 설명되는 에칭 장치는, a) 종래의 에칭 장치에 의해 사용되는 동일한 레벨의 입사 이온 에너지에 대해, 증가된 에칭 레이트, 예컨대 에칭 레이트에서의 30 퍼센트 증가를 제공하고, b) (예컨대, 막힘(clogging)에 의해 야기된) 이온 에너지의 감소를 보상하기 위해 종래의 에칭 장치가 언젠가 증가시킬 필요가 있는 바이어스 전력을 증가시킬 필요 없이, 증가된 에칭 레이트에 대한 증가된 소스 전자 빔을 제공하고(이는 종종 기판(예컨대, 웨이퍼)에 열 부하를 생성할 수 있음), c) 예컨대, 더 빠른 에칭이 비-평탄 에칭 전면부들의 코너에서 발생하게 하는 대전 효과로 인한 마이크로-트렌칭을 제거하고, d) 예컨대, 대전 효과로 인한 ARDE 효과를 최소화하면서, 증가된 에칭 깊이를 제공하며, 그리고 e) 에칭 피처의 상부 부분에서의 대전 효과로 인한 증가된 프로파일 제어를 제공하고, 예컨대 제거되지 않으면, 휘어짐 및/또는 비틀림을 감소시킨다는 것을 발견하였다.
[0014] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 장치의 개략적인 다이어그램이다. 장치는 전자 빔(ebeam)을 사용하여 하나 이상의 기판들(웨이퍼들)을 에칭하기에 적합하다. 따라서, 적어도 일부 실시예들에서, 장치는 EBIE(ebeam induced etching)을 수행하도록 구성된 프로세스 챔버(100)(예컨대, ebeam 프로세스 챔버)이다. 프로세스 챔버(100)는 프로세스 볼륨(101)을 정의하는 챔버 바디(102)를 갖는다. 일 실시예에서, 챔버 바디(102)는 실질적으로 원통형 형상을 가지며, 내부에 진공 압력 환경을 유지하기에 적합한 재료, 이를테면 금속성 재료들, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 강으로 제조될 수 있다.
[0015] 천장(106)이 챔버 바디(102)에 커플링되고, 프로세스 볼륨(101)을 형성한다. 천장(106)은 전기 전도성 재료, 이를테면 챔버 바디(102)를 제조하는 데 이용되는 재료들로 형성된다. 천장(106)은 전극(108)(예컨대, 상부 전극)에 커플링되고 이를 지지한다. 일부 실시예들에서, 전극(108)은, 전극(108)이 프로세스 볼륨(101)에 인접하게 또는 그 내에 배치되도록 천장(106)에 커플링된다. 전극(108)은 높은 2차 전자 방출 계수, 예컨대 약 5 내지 약 10의 2차 전자 방출 계수를 갖는 프로세스-양립가능 재료로 형성된다. 비교적 높은 2차 방출 계수들을 갖는 재료들은 실리콘, 탄소, 실리콘 탄소 재료들, 또는 실리콘-산화물 재료들을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 대안적으로, 전극(108)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 이트륨 산화물(Y2O3), 또는 지르코늄 산화물(ZrO2)과 같은 금속 산화물 재료로 형성될 수 있다. 전기 절연 재료로 형성된 유전체 링(109)이 챔버 바디(102)에 커플링되고 전극(108)을 둘러싼다. 예시된 바와 같이, 유전체 링(109)은 챔버 바디(102)와 천장(106) 사이에 배치되고 전극(108)을 지지한다.
[0016] 천장(106)은 전극(108)을 향하는 척킹 전극(152)을 포함하는 절연 층(150)을 포함할 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, DC 전압 전력 공급부(154)는, 전극(108)을 천장(106)에 정전기적으로 클램핑하기 위해 피드 전도체(155)를 통해 척킹 전극(152)에 커플링되고, DC 전력(예컨대, 전압 전위)을 전극(108)에 인가하기 위해 전극(108)에 커플링될 수 있다. 그러한 실시예들에서, DC 차단 커패시터(156)는 임피던스 매치 회로(124)의 출력과 직렬로 연결될 수 있다. 제어기(126)는 DC 전압 전력 공급부(154)를 제어하도록 기능한다.
[0017] 전극(108)과 천장(106) 사이의 기계적 접촉은 전극(108)과 천장(106) 사이의 높은 열 전도도를 유지하기에 충분하다. 부가적으로, 기계적 접촉의 힘은 DC 전압 전력 공급부(154)에 의해 제공되는 정전식 클램핑 힘에 의해 조절될 수 있다.
[0018] 하나 이상의 실시예들에서, 천장(106)은 전기 전도성이고 전극(108)과 전기 접촉한다. 임피던스 매치 회로(124)로부터의 전력은 천장(106)을 통해 전극(108)으로 전도된다. 하나 이상의 실시예들에서, 챔버 바디(102)는 접지 전위로 유지될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 프로세스 챔버(100) 내부의 접지된 내부 표면들(즉, 챔버 바디(102))은 프로세스 양립가능 재료, 이를테면 실리콘, 탄소, 실리콘 탄소 재료들, 또는 실리콘-산화물 재료들, 알루미늄 산화물(Al2O3), 이트륨 산화물(Y2O3), 또는 지르코늄 산화물(ZrO2)로 코팅될 수 있다.
[0019] 일부 실시예들에서, 천장(106) 내부에서 열 전도성 액체 또는 매체들을 운반하기 위한 내부 통로들(도시되지 않음)이 열 매체 순환 공급부에 연결된다. 열 매체 순환 공급부는 열 싱크(heat sink) 또는 열 소스로서 작용한다.
[0020] 페디스털(110)이 프로세스 볼륨(101)에 배치된다. 페디스털(110)은 상부에서 기판(111)(예컨대, 이를테면, 태양 전지, 디스플레이 또는 다른 애플리케이션들을 위한 반도체 웨이퍼들, 이를테면 실리콘 웨이퍼들, 또는 유리 패널들, 또는 다른 기판들)을 지지하고, 전극(108)에 평행하게 배향된 기판 지지 표면(110a)을 갖는다. 일 실시예에서, 페디스털(110)은 리프트 서보(lift servo)(112)에 의해 축 방향으로 이동가능하다. 동작 동안, 상부 전극, 이를테면 전극(108)은 기판 지지 표면(110a)으로부터 하나 이상의 거리들(예컨대, 프로세스 포지션)로 유지된다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 전극(108)은 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 포지션으로부터 약 1 인치 내지 약 20 인치의 거리로 유지된다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 거리는 약 6 인치 내지 약 10 인치일 수 있다.
[0021] 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버(100)의 동작을 제어하기 위해 제어기(126)가 제공되고 프로세스 챔버(100)의 다양한 컴포넌트들에 커플링된다. 제어기(126)는 CPU(central processing unit)(127), 지원 회로들(129), 및 메모리 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체(131)를 포함한다. 제어기(126)는 하나 이상의 에너지 소스들에 직접적으로 또는 프로세스 챔버(100) 및/또는 지원 시스템 컴포넌트들과 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 통해 동작가능하게 커플링되어 이들을 제어한다. 제어기(126)는, 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서일 수 있다. 제어기(126)의 메모리 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체(131)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 광학 저장 매체들(예컨대, 콤팩트 디스크 또는 디지털 비디오 디스크), 플래시 드라이브, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격인 디지털 저장소와 같은 용이하게 이용가능한 메모리 중 하나 이상일 수 있다. 지원 회로들(129)은 종래의 방식으로 CPU(127)를 지원하기 위해 CPU(127)에 커플링된다. 지원 회로들(129)은 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로부 및 서브시스템들 등을 포함한다. 본 명세서에 설명되는 바와 같은 본 발명의 방법들, 이를테면 기판을 프로세싱(예컨대, 기판의 EBIE)하기 위한 방법은 본 명세서에 설명된 방식으로 하나 이상의 에너지 소스들의 동작을 제어하기 위해 실행되거나 호출될 수 있는 소프트웨어 루틴(133)으로서 메모리(131)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴(133)은 또한, CPU(127)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격으로 위치된 제2 CPU(도시되지 않음)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.
[0022] 하나 이상의 실시예들에서, 페디스털(110)은 기판 지지 표면(110a)을 형성하는 절연 퍽(142), 절연 퍽(142) 내부에 배치된 하부 전극(144), 및 전극(144)에 연결된 척킹 전압 공급부(148)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 적어도 일부 실시예들에서, 절연 퍽(142) 아래에 있는 베이스 층(146)은 순환 공급부로부터 열 전달 매체(예컨대, 액체)를 순환시키기 위한 하나 이상의 내부 통로들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 순환 공급부는 열 싱크 또는 열 소스로서 기능할 수 있다.
[0023] 약 20 MHz 내지 약 200 MHz의 주파수를 갖는 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 약 100 kHz 내지 약 20 MHz의 주파수를 갖는 저주파수 RF 전력 생성기(122)는, 예컨대, RF 피드 전도체(123)를 통하여 임피던스 매치 회로(124)를 통해 전극(108)에 커플링된다. 하나 이상의 실시예들에서, 임피던스 매치 회로(124)로부터의 RF 피드 전도체(123)는 전극(108)에 직접 연결되기보다는 전극 지지부 또는 천장(106)에 연결될 수 있다. 그러한 실시예들에서, RF 피드 전도체(123)로부터의 RF 전력은 전극 지지부로부터 전극(108)에 용량성 커플링될 수 있다. 임피던스 매치 회로(124)는, 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)의 상이한 주파수들에서 임피던스 매치를 제공할 뿐만 아니라 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)를 서로 격리시키기 위한 필터링을 제공하도록 구성된다. 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)의 출력 전력 레벨들은 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 제어기(126)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.
[0024] 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)를 이용하여, 전극(108)과 페디스털(110) 사이의 거리(예컨대, 약 6 인치 내지 약 10 인치)를 선택함으로써, 프로세스 볼륨(101) 내의 반경방향 플라즈마 균일성이 제어될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 하부 VHF 주파수는 프로세스 볼륨(101)에서 플라즈마 이온 밀도의 에지가 높은(edge-high) 반경방향 분포를 생성하고, 상부 VHF 주파수는 플라즈마 이온 밀도의 중심이 높은(center-high) 반경방향 분포를 생성한다. 그러한 선택으로, 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)의 전력 레벨들은 실질적으로 균일한 반경방향 플라즈마 이온 밀도를 갖는 플라즈마를 생성할 수 있다.
[0025] 상부 가스 주입기들(130)은 제1 밸브(132)를 통해 프로세스 볼륨(101) 내로 프로세스 가스를 제공하고, 하부 가스 주입기들(134)은 제2 밸브(136)를 통해 프로세스 볼륨(101) 내로 프로세스 가스를 제공한다. 상부 가스 주입기들(130) 및 하부 가스 주입기들(134)은 챔버 바디(102)의 측벽들에 배치될 수 있다. 프로세스 가스는 제1 밸브(132) 및 제2 밸브(136)에 커플링된 밸브들(140)의 어레이를 통해 가스 공급부들(138)과 같은 프로세스 가스 공급부들의 어레이로부터 공급된다. 프로세스 볼륨(101) 내로 전달되는 프로세스 가스 종들 및 가스 유량들은 독립적으로 제어가능할 수 있다. 예컨대, 상부 가스 주입기들(130)을 통한 가스 유동은 하부 가스 주입기들(134)을 통한 가스 유동과 상이할 수 있다. 제어기(126)는 밸브들(140)의 어레이를 관리한다.
[0026] 일 실시예에서, 하나 이상의 비활성 가스들, 이를테면 헬륨(He), 아르곤(Ar)(또는 다른 비활성 가스), 및/또는 하나 이상의 반응성 가스들, 이를테면 수소(H2), 수소 브롬화물(HBr), 암모니아(NH3), 디실란(Si2H6), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 질소 트리플루오라이드(NF3), 테트라플루오로메탄(CF4), 설퍼 헥사플루오라이드(SF6), 일산화탄소(CO), 카보닐 설파이드(COS), 트리플루오로메탄(CHF3), 헥사플루오로부타디엔(C4F6), 염소(Cl2), 질소(N2), 산소(O2), 이들의 조합들 등은 상부 가스 주입기들(130) 및 하부 가스 주입기들(134) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 통해 프로세스 볼륨(101) 내로 공급될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(108)에 인접한 프로세스 볼륨(101)에 전달되는 프로세스 가스는, 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 기판(111)을 향해 2차 전자들을 가속시킬 수 있고, 그리고/또는 프로세스 볼륨(101)에서 형성된 반응성 플라즈마로부터 전극(108)을 보호할 수 있으며, 따라서, 전극(108)의 유효 수명을 증가시킨다.
[0027] 본 개시내용에 따르면, 플라즈마는 다양한 벌크 및 표면 프로세스들에 의해, 예컨대 용량성 커플링(170)(예컨대, CCP(capacitive coupling plasma)) 및/또는 유도성 커플링(172)(예컨대, ICP(inductive coupling plasma))에 의해 프로세스 볼륨(101)에서 생성된다. 이온 에너지를 제어하는 바이어스 전력 외에도, 플라즈마 밀도의 독립적인 제어를 달성하기 위해 유도성 커플링 전력 또는 고주파 용량성 커플링 전력이 사용될 수 있다. 따라서, 프로세스 챔버(100)가 용량성 커플링(170)과 함께 사용하도록 구성될 때(예컨대, CCP 반응기로서 구성됨), 소스 전력은 기판(111)을 지지하는 바이어스 전극(예컨대, 전극(144))또는 상부 전극, 예컨대 전극(108) 중 어느 하나에 인가되는 (바이어스와 비교하여) 더 높은 주파수 전력을 지칭할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 프로세스 챔버(100)가 유도성 커플링(172)과 함께 사용하도록 구성될 때(예컨대, ICP 반응기로서 구성됨), 소스 전력은 코일(173)(도 1에서 팬텀(phantom)으로 도시됨)에 인가되는 전력을 지칭한다. 프로세스 챔버(100)가 ICP 반응기로서 구성될 때, 유전체 윈도우(175)(또한, 팬텀으로 도시됨)가 프로세스 챔버(100)의 챔버 바디(102)의 일 측 상에 제공된다. 유전체 윈도우(175)는 전자파 여기 플라즈마에 대한 윈도우 및 진공 경계를 제공하도록 구성된다.
[0028] 본 발명자들은, 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, CCP 또는 ICP에 의해 생성된 이온들이 플라즈마로부터 생성된 이온들에 의한 전극(108)의 이온 충격을 촉진하는 전기장에 의해 영향을 받는다는 것을 발견하였다. 게다가, 프로세스 챔버(100)의 동작 모드에 의존하여, 전극(108)의 이온 충격 에너지는, 예컨대 DC 전압 전력 공급부(154), 저주파수 RF 전력 생성기(122), 또는 고주파수 RF 전력 생성기(120) 중 하나 이상에 의해 제공되는, 전극(108)에 공급되는 전력의 함수일 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 전극(108)의 이온 충격 에너지는 DC 전압 전력 공급부(154) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 전압의 인가에 의해 제공될 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, DC 전압 전력 공급부(154) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122) 중 하나 또는 둘 모두를 사용하는 것에 부가하여, 고주파수 RF 전력 생성기(120)가 플라즈마 밀도 및 ebeam 플럭스를 증가시키는 데 사용될 수 있다.
[0029] DC 전압 전력 공급부(154)가 전극(108)에 전력(예컨대, 바이어스)을 공급하는 데 사용될 때, DC 전압 전력 공급부(154)에 의해 공급되는 전력은 약 1 W 내지 약 30 kW(예컨대, 약 -1560 V 내지 약 -1440 V)일 수 있다. 유사하게, 저주파수 RF 전력 생성기(122)가 전극(108)에 전력(예컨대, 바이어스)을 공급하는 데 사용될 때, 저주파수 RF 전력 생성기(122)에 의해 공급되는 전력은 약 100 kHz 및 약 20 MHz의 주파수로 약 1 W 내지 약 30 KW일 수 있다. 마찬가지로, 고주파수 RF 전력 생성기(120)가 DC 전압 전력 공급부(154) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122) 중 어느 하나 또는 둘 모두와 함께 사용될 때, 고주파수 RF 전력 생성기(120)에 의해 공급되는 전력은 약 20 MHz 및 약 200 MHz의 주파수로 약 1 W 내지 약 10 kW일 수 있다.
[0030] 전극(108)의 이온 충격 에너지 및 플라즈마 밀도는 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122) 및 DC 전압 전력 공급부(154) 모두의 함수들일 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 전극(108)의 이온 충격 에너지는 저주파수 RF 전력 생성기(122)(또는 DC 전압 전력 공급부(154))로부터의 더 낮은 주파수 전력에 의해 실질적으로 제어되고, 프로세스 볼륨(101) 내의 플라즈마 밀도는 고주파수 RF 전력 생성기(120)로부터의 전력에 의해 실질적으로 제어(향상)될 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 전극(108)의 이온 충격은 전극(108)이 2차 전자들을 방출하게 한다. 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 음의 전하를 갖는 에너제틱(energetic) 2차 전자들은 전극(108)의 음의 바이어스로 인해 전극(108)의 내부 표면으로부터 방출되고 전극(108)으로부터 멀어지게 가속된다. 부가적으로, 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 기판 표면에서 ebeam 충격 선량을 증가시키기 위해, 저주파수 RF 전력 생성기(122) 및/또는 DC 전압 전력 공급부(154) 각각에 의해 제공되는 상대적인 전력은 전극(108) 및/또는 전극(144)에서 제공되는 대응하는 전압을 변경하기 위해 변경될 수 있다.
[0031] 전극(108)의 방출 표면으로부터의 에너제틱 전자들의 ebeam 플럭스는 전극(108)의 내부 표면에 실질적으로 수직으로 배향될 수 있다. ebeam의 빔 에너지는 전극(108)의 이온 충격 에너지와 대략 동일할 수 있으며, 이는 통상적으로 약 100 eV 내지 20,000 eV의 범위일 수 있다. 전극(108) 표면의 에너제틱 이온 충격으로 인해 전극(108)으로부터 방출된 2차 전자 플럭스로 구성되는 ebeam의 적어도 일부는 프로세스 볼륨(101)을 통해 전파되고, 기판(111) 부근에서 프로세스 가스들과 반응한다. Ar과 같은 하나 이상의 이전에 설명된 프로세스 가스들의 이용으로, 본 발명자들은 기판(111)에 대한 ebeam 충격의 효과가 다양한 방식들로 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 먼저, 위에서 언급된 바와 같이, 본 발명자들은, 반응성 종 흡착된 표면에 대한 ebeam 충격이 기판에 대한 손상 없는 에칭 및 높은 에칭 선택도를 제공하는 에칭 반응들(예컨대, EBIE)을 유도할 수 있다는 것을 발견하였다.
[0032] 둘째, 기판의 표면 상의 전기장이 항상 기판을 향하고 있으므로, 대전 효과들은 기판의 프로세싱에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 더 구체적으로, 전자들은 전하 중화를 위해, 예컨대, RF 사이클의 양의 피크에서, 시스(예컨대, 정전식 시스)가 접히는 순간 동안에만 기판에 접근할 수 있다. 부가적으로, 종횡비가 증가함에 따라, 벌크 플라즈마로부터의 점점 더 적은 전자들이 에칭 피처들의 최하부에 도달할 수 있다. 따라서, 양 전하들이 에칭 피처의 최하부에 축적될 수 있고, 유입되는 이온들을 지연시키는 전기장을 구축할 수 있다. 예컨대, 경험적 데이터에 기초하여, 50:1의 종횡비를 갖는 메모리 홀의 경우, 50 퍼센트 초과의 이온들이 메모리 홀의 최하부에 도달할 수 없으며, 양의 필드 지연으로 인한 이온 에너지의 상당한 감소가 존재한다. 중성 운송 제한(neutral transportation limitation)과 함께, 대전 효과는 종횡비가 증가함에 따라 에칭 레이트의 둔화(slow-down)(예컨대, ARDE 효과)를 야기할 수 있다. 더욱이, 대전 효과는 이온 궤적의 편향(예컨대, 수직 하방 대신에 측벽에 대한 이온 충격)을 야기할 수 있으며, 따라서, 에칭 프로파일 제어에서의 난제들, 이를테면 휘어짐, 비틀림, 언더-에칭 및 마이크로-트렌칭을 야기한다. 따라서, 본 발명자들은, ebeam 충격이 에칭 피처들(예컨대, 메모리 홀들)의 최하부 및/또는 측벽에 축적된 양 이온 전하들을 중화시키는 데 사용될 수 있으며, 따라서 대전 효과들을 제거한다는 것을 발견하였다.
[0033] 일부 실시예들에서, RF 바이어스 전력 생성기(162)는 임피던스 매치(164)를 통해 페디스털(110)의 전극(144)에 커플링될 수 있다. RF 바이어스 전력 생성기(162)는, 사용된다면, 기판(111) 상으로 이온들을 가속시키도록 구성된다. RF 바이어스 전력 생성기(162)는 저주파수 RF 전력 및/또는 고주파수 RF 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, RF 바이어스 전력 생성기(162)는, 예컨대, 약 100 kHz 내지 약 200 MHz의 하나 이상의 주파수들로 1 W 내지 30 kW의 전력을 전극(144)에 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, RF 바이어스 전력 생성기(162)는 약 100 kHz 내지 약 100 MHz의 주파수로 1 W 내지 30 kW의 전력을 전극(144)에 공급하도록 구성될 수 있다.
[0034] 파형 맞춤(aveform tailoring) 프로세서(147)는 임피던스 매치 회로(164)의 출력과 전극(144) 사이 그리고/또는 임피던스 매치 회로(124)의 출력과 전극(108) 사이에 연결될 수 있다. 파형 맞춤 프로세서(147) 제어기는 RF 바이어스 전력 생성기(162) 및/또는 고주파수 RF 전력 생성기(120) 및 저주파수 RF 전력 생성기(122)에 의해 생성된 파형을 원하는 파형으로 변화시키도록 구성될 수 있다. 기판(111) 및/또는 전극(108) 부근의 플라즈마의 이온 에너지는 파형 맞춤 프로세서(147)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 파형 맞춤 프로세서(247)는, 진폭이 원하는 이온 에너지 레벨에 대응하는 레벨로 각각의 RF 사이클의 특정한 부분 동안 유지되는 파형을 생성한다. 제어기(126)는 파형 맞춤 프로세서(147)를 제어한다.
[0035] 기판(111)의 에칭은 또한 하나 이상의 인자들에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, (ebeam 에너지, ebeam 플라즈마 전력, 및 사용된다면 바이어스 전력에 부가하여) 압력은 기판(111)의 에칭에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 기판(111)의 EBIE 동안 프로세스 볼륨(101)에서 유지되는 압력은 약 0.1 mTorr 내지 약 300 mTorr일 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 이를테면, ebeam 중화 및 에칭 프로파일 제어가 필요할 때, 기판(111)의 EBIE 동안 프로세스 볼륨(101)에서 유지되는 압력은 약 0.1 mTorr 내지 약 30 mTorr일 수 있다. 마찬가지로, 적어도 일부 실시예들에서, 이를테면, ebeam 중화 및 에칭 프로파일 제어가 필요하지 않고 바이어스 전력이 필요하지 않을 때, 기판(111)의 EBIE 동안 프로세스 볼륨(101)에서 유지되는 압력은 약 0.1 mTorr 내지 약 100 mTorr일 수 있다. 압력은 프로세스 볼륨(101)과 유체 연통하는 진공 펌프(168)에 의해 생성된다. 압력은 프로세스 볼륨(101)과 진공 펌프(168) 사이에 배치된 게이트 밸브(166)에 의해 조절된다. 제어기(126)는 진공 펌프(168) 및/또는 게이트 밸브(166)를 제어한다.
[0036] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 방법(200)은, 예컨대 기판의 EBIE를 수행하도록 구성된 프로세스 챔버, 예컨대 프로세스 챔버(100)를 사용하여 수행될 수 있다. 예시적인 목적들을 위해, 프로세스 챔버는, 예컨대 150 mm, 200 mm, 300 mm, 450 mm 기판 등일 수 있는 기판, 예컨대 기판(111)의 EBIE를 위해 구성된 CCP 반응기로서 구성되는 것으로 가정된다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 기판은 300 mm 기판, 이를테면 반도체 웨이퍼 등일 수 있다. 따라서, 인식될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 설명되는 전력/전압들 및/또는 펄싱/듀티 사이클들은, 예컨대 300 mm보다 크거나 작은 직경들을 갖는 기판들에 대해 스케일링될 수 있다. 초기에, 위에서 설명된 프로세스 가스들 중 하나 이상이 프로세스 챔버의 프로세스 볼륨, 예컨대 프로세스 볼륨(101) 내로 도입될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 프로세스 가스는 He, Ar 등(또는 다른 비활성 가스), 및/또는 H2, HBr, NH3, Si2H6, CH4, C2H2, NF3, CF4, SF6, CO, COS, CHF3, C4F6, Cl2, N2, O2 등(또는 다른 반응성 가스) 중 하나 이상일 수 있다. 부가적으로, 프로세스 볼륨은 약 0.1 mTorr 내지 약 300 mTorr의 하나 이상의 동작 압력들로 유지될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 압력은 0.1 mTorr 내지 약 100 mTorr로 유지될 수 있다.
[0037] 202에서, 저주파수 RF 전력 및 DC 전력 중 하나 또는 둘 모두는 프로세스 볼륨에 인접하게 배치된 상부 전극(예컨대, 전극(108))에 인가될 수 있으며, 그 상부 전극은 위에서 언급된 바와 같이, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, RF 전력 생성기, 예컨대 저주파수 RF 전력 생성기(122)는 상부 전극에 저주파수 RF 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 상부 전극에 인가되는 저주파수 RF 전력은 약 1 W 내지 약 30 KW일 수 있고, 약 100 kHz 내지 약 20 MHz의 주파수로 제공될 수 있다.
[0038] 대안적으로 또는 부가적으로, 202에서, DC 전력은, 예컨대 DC 전압 전력 공급부(154)를 사용하여 상부 전극에 공급될 수 있다. 예컨대, 최대 약 20kW의 DC 전력(예컨대, 약 0 내지 약 20 kV의 공급 전압에 대응함)이 제공될 수 있다. 본 발명자들은, 202에서 DC 전력을 사용하는 것이 좁은 ebeam, 예컨대 좁은 전자 에너지 분포를 형성하는 것을 초래한다는 것을 발견하였다.
[0039] 적어도 일부 실시예들에서, 202에서, 저주파수 RF 전력 및/또는 DC 전력과 함께, 고주파수 RF 전력이 또한, 예컨대 고주파수 RF 전력 생성기, 예컨대 고주파수 RF 전력 생성기(120)를 사용하여 상부 전극에 공급될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 고주파수 RF 전력은 플라즈마 밀도 또는 ebeam 플럭스를 증가시키는 데 사용될 수 있다.
[0040] 다음으로, 204에서, 이온들을 포함하는 플라즈마는, 예컨대 상부 전극에 제공된 전력을 사용하여 프로세스 볼륨에서 생성될 수 있다. 예컨대, 프로세스 볼륨 내로 도입되는 프로세스 가스는 플라즈마를 생성하기 위해 상부 전극에 제공되는 DC 전력, 저주파수 RF 전력, 및/또는 고주파수 RF 전력을 사용하여 점화될 수 있다.
[0041] 다음으로, 206에서, 상부 전극이 2차 전자들을 방출하고 ebeam을 형성하게 하기 위해, 상부 전극에는 이온들로 충격이 가해진다. 더 구체적으로, 상부 전극에서의 저주파수 RF 전력(또는 DC 전력)은 높은 시스 전압을 생성하는 데 사용되어, 상부 전극에 대한 이온 충격(예컨대, 플라즈마로부터 형성된 이온들을 사용함)은 상부 전극으로부터 2차 전자들을 방출하기에 충분히 에너제틱하게 된다. 일부 실시예들에서 그리고 202에 관해 위에서 언급된 바와 같이, 플라즈마 밀도 또는 ebeam 플럭스를 증가시키기 위해 고주파수 RF 전력이 또한 상부 전극에 인가될 수 있다.
[0042] 208에서, 바이어스 전력이 하부 전극(예컨대, 전극(144))에 공급된다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 하부 전극을 향해 ebeam의 전자들을 가속시키기 위해 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 어느 하나를 공급하도록 구성된 RF 바이어스 전력 생성기, 예컨대, RF 바이어스 전력 생성기(162)를 사용하여 바이어스 전력이 하부 전극에 공급될 수 있다. 더 구체적으로, 상부 전극에서의 높은 시스 전압 및 하부 전극에서의 비교적 낮은 바이어스 전위는 기판 시스 전위를 극복하고 기판 표면(예컨대, 기판(111))에 도달하기에 충분한 에너지로 2차 전자들을 메인 플라즈마 내로 가속시킨다.
[0043] 적어도 일부 실시예들에서, 페디스털(및/또는 하부 전극)로부터 기판으로의 열 전달을 향상시키기 위해 하나 이상의 가스들이 사용될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, He 또는 열을 전달하기 위한 다른 적합한 가스는 열 전달을 향상시키기 위해, 예컨대 하나 이상의 가스 공급부들(예컨대, 가스 공급부들(138))을 사용하여, 페디스털(및/또는 하부 전극)과 기판 사이에 인가될 수 있다.
[0044] 생성된 ebeam은 기판 상에 하나 이상의 피처들을 형성하기 위해 기판을 에칭하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 생성된 ebeam은 기판에 하나 이상의 메모리 홀들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명자들은, ARDE 효과가 없고, 메모리 홀을 정의하는 측벽들의 휘어짐 또는 비틀림이 없이 그리고 더 양호한 CD(예컨대, 평탄한 최하부) 및 비교적 직선 프로파일들로, 약 200 nm 내지 약 500 nm의 에칭 깊이를 갖는 메모리 홀들을 형성하는 데 ebeam이 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
[0045] 본 발명자들은 또한, 하나 이상의 펄싱 방식들(예컨대, 펄싱 듀티 사이클, 펄싱 동기화, 듀티 사이클 및 지연의 제어)이 ebeam 플럭스와 이온 플럭스 사이의 균형을 제어하는 데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 예컨대, 방법(200)에서, 임의의 공급된 RF 전력은 상이한 애플리케이션들(예컨대, 높은 또는 낮은 종횡비, 로직 또는 메모리 등)에 대해 원하는 결과들을 달성하기 위해 펄싱 또는 연속파(CW) 모드를 사용할 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 방법(200)에서, 임의의 공급된 DC 전력은 상이한 애플리케이션들(예컨대, 높은 또는 낮은 종횡비, 로직 또는 메모리 등)에 대해 원하는 결과들을 달성하기 위해 펄싱 또는 연속 모드를 사용할 수 있다. 더 구체적으로, 기판 상에 입사되는 ebeam 충격 선량을 최대화하기 위해, 하나 이상의 펄싱 방식들이 아래에서 설명되는 바와 같이 사용될 수 있다.
[0046] 적어도 일부 실시예들에서, 예컨대 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 하나 또는 둘 모두는 (202에 관해 위에서 설명된 바와 같이) 상부 전극에 계속 제공될 수 있고, 저주파수 RF 전력은 (208에 관해 위에서 설명된 바와 같이) 하부 전극에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 전극에 제공되는 DC 전력 공급 전압은 저주파수 RF 전력의 정현파 사이클의 적어도 일부 동안 하부 전극에 제공되는 저주파수 RF 전력 공급 전압보다 크다. 부가적으로, 일부 실시예들에서, 하부 전극에 제공되는 저주파수 RF 전력 공급 전압은 낮은 듀티 사이클(예컨대, 약 10 퍼센트(10%) 내지 약 70 퍼센트(70%), 이를테면 약 50 퍼센트(50%))로 펄싱될 수 있다. 펄스 주파수는 약 50 Hz 내지 약 100 kHz일 수 있다. 그러한 펄싱 방식을 사용하는 것은 (예컨대, 하부 전극에서의 저주파수 RF 전력 오프(off) 시간 동안) 기판 시스 전위를 감소시키며, 따라서, 기판 표면에서 ebeam 충격 선량을 증가시킨다. 즉, 기판 시스 전위보다 높은 에너지를 갖는 ebeam 전자들만이 기판 표면에 도달할 수 있다.
[0047] 실시예들에서, 저주파수 RF 전력이 상부 전극에 공급될 때, 펄싱은, 전력이 상부 전극에 공급될 때, 저주파수 RF 전력이 하부 전극에 공급되지 않도록, 그리고 그 반대의 경우도 마찬가지이도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 위에서 설명된 바와 같이, 저주파수 RF 전력은 CW 모드로 상부 전극에 공급될 수 있고, 저주파수 RF 전력은 펄스형의 낮은 듀티 사이클로 하부 전극에 공급될 수 있다.
[0048] 적어도 일부 실시예들에서, 저주파수 RF 전력 및 DC 전력 둘 모두는 펄싱 모드로 상부 전극 및 하부 전극에 공급될 수 있지만, 전력이 상부 전극에 공급될 때, 하부 전극으로의 전력이 오프되는 방식으로 동기화될 수 있다. 예컨대, 저주파수 RF 전력 및 DC 전력 중 하나 또는 둘 모두가 상부 전극에 공급될 때, 저주파수 RF 전력은 하부 전극에 공급되지 않는다. 그러한 실시예에서, 온/오프 펄싱 사이클들은 약 100 Hz 내지 약 100 kHz의 주파수로 세팅될 수 있다. 그러한 실시예에서, 교번적인 이온 플럭스들 및 ebeam 플럭스들이 기판에 인가되며, 따라서, 기판 표면에서의 ebeam 충격 선량을 증가시킨다.
[0049] 전술한 것이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들은 본 개시내용들의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판을 프로세싱하기 위한 방법으로서,
    프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하는 단계;
    상기 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 상기 이온들로 상기 상부 전극에 충격을 가하는 단계; 및
    상기 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 상기 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 상기 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 높은 2차 전자 방출 계수 재료는 실리콘(Si), 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 탄소(C) 중 적어도 하나인, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계는, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H2), 수소 브롬화물(HBr), 암모니아(NH3), 디실란(Si2H6), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 질소 트리플루오라이드(NF3), 테트라플루오로메탄(CF4), 설퍼 헥사플루오라이드(SF6), 일산화탄소(CO), 카보닐 설파이드(COS), 트리플루오로메탄(CHF3), 헥사플루오로부타디엔(C4F6), 염소(Cl2), 질소(N2), 또는 산소(O2) 중 적어도 하나를 상기 프로세스 볼륨 내로 도입하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 포지션으로부터 약 1 인치 내지 약 20 인치의 거리로 상기 상부 전극을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 볼륨 내의 압력을 약 0.1 mTorr 내지 약 300 mTorr로 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나와 함께 고주파수 RF 전력을 상기 상부 전극에 인가하는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    연속 모드로 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 상기 상부 전극에 인가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 바이어스 전력을 인가하는 단계는, 저주파수 RF 전력의 주어진 펄스가 저주파수 RF 전력의 정현파 사이클의 적어도 일부 부분 동안 상기 상부 전극에 인가되는 전압보다 작은 전압을 상기 하부 전극에 제공하도록, 펄싱 모드(pulsing mode)로 저주파수 RF 전력을 상기 하부 전극에 인가하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    펄스 모드로 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 상기 상부 전극에 인가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 바이어스 전력을 인가하는 단계는, 상기 상부 전극에 대한 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나가 펄싱 온(pulse on)될 때, 상기 하부 전극에 대한 저주파수 RF 전력이 펄싱 오프(pulse off)되도록, 상기 펄싱 모드로 저주파수 RF 전력을 상기 하부 전극에 인가하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  9. 기판을 프로세싱하기 위한 장치로서,
    제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하고;
    상기 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하고;
    상기 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 상기 이온들로 상기 상부 전극에 충격을 가하고; 그리고
    상기 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 상기 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 상기 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하도록
    구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 높은 2차 전자 방출 계수 재료는 실리콘(Si), 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 탄소(C) 중 적어도 하나인, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전자들을 포함하는 플라즈마는, 상기 프로세스 볼륨 내로의 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H2), 수소 브롬화물(HBr), 암모니아(NH3), 디실란(Si2H6), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 질소 트리플루오라이드(NF3), 테트라플루오로메탄(CF4), 설퍼 헥사플루오라이드(SF6), 일산화탄소(CO), 카보닐 설파이드(COS), 트리플루오로메탄(CHF3), 헥사플루오로부타디엔(C4F6), 염소(Cl2), 질소(N2), 또는 산소(O2) 중 적어도 하나를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 포지션으로부터 약 1 인치 내지 약 20 인치의 거리로 상기 상부 전극을 유지하도록 추가로 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 프로세스 볼륨 내의 압력을 약 0.1 mTorr 내지 약 300 mTorr로 유지하도록 추가로 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나와 함께 고주파수 RF 전력을 상기 상부 전극에 인가하도록 추가로 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는, 연속 모드로 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 상기 상부 전극에 인가하도록 추가로 구성되며,
    상기 바이어스 전력은 저주파수 RF 전력을 포함하고, 상기 제어기는, 저주파수 RF 전력의 주어진 펄스가 저주파수 RF 전력의 정현파 사이클의 적어도 일부 부분 동안 상기 상부 전극에 인가되는 전압보다 작은 전압을 상기 하부 전극에 제공하도록, 펄싱 모드로 저주파수 RF 전력을 상기 하부 전극에 인가하도록 추가로 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는, 연속 모드로 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 상기 상부 전극에 인가하도록 추가로 구성되며,
    상기 바이어스 전력은 저주파수 RF 전력을 포함하고, 상기 제어기는, 상기 상부 전극에 대한 상기 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나가 펄싱 온될 때, 상기 하부 전극에 대한 저주파수 RF 전력이 펄싱 오프되도록, 펄싱 모드로 저주파수 RF 전력을 상기 하부 전극에 인가하도록 추가로 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 장치.
  17. 명령들이 저장되어 있는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 기판을 프로세싱하기 위한 방법을 수행하도록 상기 프로세서를 구성하며,
    상기 방법은,
    프로세스 볼륨에 인접하게 배치된, 높은 2차 전자 방출 계수 재료로 형성된 상부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 DC 전력 중 적어도 하나를 인가하는 단계;
    상기 프로세스 볼륨에서 이온들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 상부 전극이 전자들을 방출하고 전자 빔을 형성하게 하기 위해 상기 이온들로 상기 상부 전극에 충격을 가하는 단계; 및
    상기 프로세스 볼륨에 배치된 하부 전극을 향해 상기 전자 빔의 전자들을 가속시키기 위해, 상기 하부 전극에 저주파수 RF 전력 또는 고주파수 RF 전력 중 적어도 하나를 포함하는 바이어스 전력을 인가하는 단계를 포함하는, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 높은 2차 전자 방출 계수 재료는 실리콘(Si), 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 탄소(C) 중 적어도 하나인, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 전자들을 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계는, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H2), 수소 브롬화물(HBr), 암모니아(NH3), 디실란(Si2H6), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 질소 트리플루오라이드(NF3), 테트라플루오로메탄(CF4), 설퍼 헥사플루오라이드(SF6), 일산화탄소(CO), 카보닐 설파이드(COS), 트리플루오로메탄(CHF3), 헥사플루오로부타디엔(C4F6), 염소(Cl2), 질소(N2), 또는 산소(O2) 중 적어도 하나를 상기 프로세스 볼륨 내로 도입하는 단계를 포함하는, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 포지션으로부터 약 1 인치 내지 약 20 인치의 거리로 상기 상부 전극을 유지하는 단계를 더 포함하는, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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