TWI713076B - 電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法 - Google Patents

電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI713076B
TWI713076B TW105101258A TW105101258A TWI713076B TW I713076 B TWI713076 B TW I713076B TW 105101258 A TW105101258 A TW 105101258A TW 105101258 A TW105101258 A TW 105101258A TW I713076 B TWI713076 B TW I713076B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
chamber
electrode
plasma
electron beam
upper chamber
Prior art date
Application number
TW105101258A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201705185A (zh
Inventor
柯林斯肯尼士Ｓ
拉馬斯瓦米卡提克
卡度希詹姆士Ｄ
羅夫沙西德
朵夫雷歐尼德
楊洋
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201705185A publication Critical patent/TW201705185A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI713076B publication Critical patent/TWI713076B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/3255—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32321—Discharge generated by other radiation
    • H01J37/3233—Discharge generated by other radiation using charged particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67213—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one ion or electron beam chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8501—Cleaning, e.g. oxide removal step, desmearing
    • H01L2224/85017—Electron beam cleaning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一種具備一高架電子束來源的反應器，係能夠產生一種離子對離子電漿，以施行原子層蝕刻處理。

Description

電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件 的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法 【相關申請交叉參照】
本申請主張由Kenneth S.Collins等人於2015年3月17日所申請之美國專利申請序列號14/660,531的優先權，其標題為「離子對離子電漿原子層蝕刻處理及反應器」。
本揭示發明考量一種利用高價電子束來源的電漿反應器，用於處理像是半導體晶圓的工作部件。
用於處理工作部件的電漿來源可以具有一種電子束來源，其具有橫向於該電漿反應器對稱圓柱軸的射束路徑。所述橫向佈置可能將非對稱性引入處理之中，對於這種情況在該反應器中可能需要特殊特徵以避免所述非對稱性。
需要一種具有電子束電漿來源的電漿反應器，其中並不存在固有的非對稱性。
一電子束電漿反應器包括：(1)一上方腔室，其包括：(a)一側壁、(b)一電極支座，包括一電氣絕緣靜電夾盤與連接至所述電極支座的熱控制設備、(c)一電極，其與所述電極支座熱連接，並具有一電極表面、(d)一無線射頻(RF)來源功率產生器，其連接至所述電極或連接至所述電極支座或連接至所述上方腔室之一內部體積，而一直流電(DC)夾持電壓來源連接至所述電氣絕緣靜電夾盤、(e)一氣體分配器，以及(f)一電網濾波器，其面向所述電極表面。該電子束電漿反應器進一步包括：(2)一下方腔室，所述電網濾波器將所述上方腔室與所述下方腔室分開，所述下方腔室包括：(a)一真空腔室主體，其環繞一處理區域，以及(b)一工作部件支撐底座，其包括一電氣絕緣靜電夾盤與連接至所述工作部件支撐底座的熱控制設備，並具有面向所述電網濾波器之一工作部件支撐表面。
在一具體實施例中，該反應器進一步包括一偏置電壓產生器，其連接至所述工作部件支撐底座。
在一具體實施例中，所述電極包括矽、碳、碳化矽、氧化矽、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯之一。
在一具體實施例中，所述RF來源功率產生器包括具有一特高頻(VHF)的一第一RF功率產生器以及具有一VHF以下的一第二RF功率產生器。
在一具體實施例中，所述電網濾波器具有導電性，其中所述電網濾波器為以下之一：(a)為電氣浮接、或(b)處於一固定電位。
該電漿反應器之一具體實施例進一步包括一折疊共振腔，其連接於所述第一RF來源功率產生器與所述電極之間。在一具體實施例中，所述折疊共振腔與所述側壁同軸。
在一具體實施例中，所述RF來源功率產生器包括具有一第一VHF頻率的一較低VHF頻率產生器以及具有一第二VHF頻率的一較高VHF頻率產生器，該第二VHF頻率大於所述第一VHF頻率。
在一具體實施例中，所述電網濾波器包括面向彼此的第一與第二電網，所述電漿反應器進一步包括一加速電壓來源，其連接至所述第一與第二電網之一。
一具體實施例進一步包括一第一磁鐵，其相鄰於所述上方與下方腔室之一，每一個都形成為圓環形並設置繞著所述腔室之個別軸向位置處。在後者的具體實施例中，該反應器進一步包括一第二磁鐵，所述第一與第二磁鐵係分別相鄰於所述上方與下方腔室之一，所述第一與第二磁鐵係形成為圓環形並設置繞著所述腔室之個別軸向位置處，其中所述第一與第二磁鐵係產生下述之一：(a)一尖牙形場，其在所述上方腔室主要為軸向，而在所述下方腔室主要為徑向，或(b)一軸向場。在後者的具體實施例中，該反應器進一步包括一第三磁 鐵，其中所述第一與第二磁鐵在所述上方腔室處產生具有尖牙平面的第一尖牙形場，而所述第二與第三磁鐵在所述下方腔室處產生具有尖牙平面的一第二尖牙形場。
在一具體實施例中，該反應器進一步包括一磁鐵，其在所述下方腔室中具有於橫向方向中的磁場。
在一具體實施例中，該反應器進一步包括於所述側壁中的一窗口；繞著所述窗口的一線圈天線；及連接至所述線圈天線的一RF產生器。
在一具體實施例中，該反應器進一步包括一遠端電漿來源，其具有連接至所述腔室之一輸出。
根據一進一步具體實施例，一種在一電子束電漿反應器中處理一工作部件的方法包括：將所述反應器的一腔室利用一電網濾波器劃分為一上方腔室與一下方腔室，並利用將一工作部件之一表面沿著一軸面向所述濾波器的方式將該工作部件支撐於所述下方腔室中；供應一氣體至所述腔室之中；將無線射頻(RF)來源功率連接至所述上方腔室之中或連接至所述上方腔室之一電極，以在所述上方腔室中產生包含射束電子的一電漿，以製造具有相對應於所述軸之射束傳播方向之一電子束；允許所述射束電子的至少一部分從所述上方腔室至所述下方腔室的流動，同時避免非射束電子的至少一部分與電漿離子從所述上方腔室至所述下方腔室的流動；及從所述電子束於所述下方腔室中製造一電漿。
在一具體實施例中，該方法進一步包括供應一實質惰性氣體至所述上方腔室之中，並供應一分子處理氣體至所述下方腔室之中。
在一具體實施例中，所述產生一電漿包括供應RF功率至所述上方腔室一天花板下方之一電漿來源電極，該方法進一步包括利用靜電夾盤將所述電漿來源電極夾至所述天花板的方式支撐所述電極。
在一具體實施例中，該方法進一步包括利用在所述天花板內側循環熱傳導媒介的方式，控制所述電漿來源電極的溫度。
在一具體實施例中，該方法進一步包括將一偏置電壓連接至所述工作部件。
在一具體實施例中，所述電漿來源電極包括矽、碳、碳化矽、氧化矽、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯之一。
在一具體實施例中，所述產生一電漿包括供應RF功率至所述上方腔室一天花板下方之一電漿來源電極，其中所述RF功率包括具有一第一頻率的RF功率與具有一第二頻率的RF功率。
在一具體實施例中，該方法進一步包括在所述腔室中從一第一磁鐵提供一磁場，該第一磁鐵包括一永久磁鐵或一電磁鐵。在一具體實施例中，該方法進一步包括提供一第二磁鐵，該第一與第二磁鐵產生尖牙磁場或軸向磁場之一。
在一具體實施例中，所述產生一電漿進一步包括對繞著該上方腔室一側壁中之一窗口的一線圈天線供應RF來源功率。
而在進一步具體實施例中，一種利用在一處理腔室中一電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法包括：將所述處理腔室利用一電網濾波器劃分為上方與下方腔室，所述上方腔室具有一天花板電極，並將一工作部件放置於所述下方腔室中，其具有一欲被蝕刻的表面層；供給一分子處理氣體至所述腔室；(I)施行一鈍化處理，包括：(A)施行以下至少一項：(a)將具有特高頻(VHF)功率之一高功率水平連接至所述上方腔室之中或連接至所述天花板電極，或(b)將一高水平電感連接功率連接至所述上方腔室；及(B)將所述工作部件上之一偏置電壓保持為零或於蝕刻所述工作部件之所述表面層的門檻值以下，以在鈍化處理期間降低或避免該表面層的蝕刻；(II)施行一蝕刻處理，包括：(A)施行以下至少一項：(a)供應高水平的較低頻率RF功率至所述天花板電極，或(b)降低或消除以下至少一項的功率水平：(1)所述VHF功率或(2)所述電感連接功率；及(B)將所述工作部件上之一偏置電壓保持於蝕刻所述表面層的門檻值；及(III)以連續交替方式重複所述鈍化與蝕刻處理。
在一具體實施例中，所述供給一分子處理氣體至所述腔室包括供給所述分子處理氣體至所述下方腔 室之中。在此後者具體實施例中，該方法進一步包括供給一惰性氣體至所述上方腔室之中。
在一具體實施例中，所述供給一分子處理氣體至所述腔室包括供給所述分子處理氣體至所述上方腔室之中。在此後者具體實施例中，該方法進一步包括供給一惰性氣體至所述上方腔室之中。
在一具體實施例中，該方法進一步包括施行所述鈍化處理一段期間，其與所述表面層材料一選擇深度的鈍化相對應。在一具體實施例中，所述選擇深度為一原子層。
在一具體實施例中，所述分子處理氣體包括一鈍化物種。
在一具體實施例中，在所述蝕刻處理期間，所述減低分解實質上終止或減少所述工作部件所述表面層的鈍化。
在一具體實施例中，在所述鈍化處理期間，所述強化分解包括利用所述天花板電極的離子撞擊產生一電子束，所述電子束從所述上方腔室傳播至所述下方腔室。
在各種具體實施例中，(a)所述VHF功率之高水平功率係於300至10,000瓦的範圍中；(b)所述高水平電感連結功率係於300至10,000瓦的範圍中；及(c)所述高水平的較低功率RF功率係於300至10,000瓦的範圍中。
100:腔室
100a:上方腔室
100b:下方腔室
M:橫向磁場
102:腔室側壁
104:電網濾波器
104-1:電網濾波器開口
104A:上方電網濾波器
104B:下方電網濾波器
T:電網濾波器104的厚度
d:開口140-1的直徑
105a:氣體通道
105b:氣體注入出口
106:腔室天花板
108:天花板電極
109:絕緣體環
109a:絕緣支撐環
109b:絕緣夾持環
110:工作部件支架
110a:工作部件支撐表面
111:工作部件
112:升降伺服馬達
120:無線射頻功率產生器(特高頻)
120a:無線射頻功率產生器(特高頻)
120b:無線射頻功率產生器(特高頻)
122:無線射頻功率產生器(低頻)
123:無線射頻餽入導體
124:阻抗匹配
126:控制器
130:上方氣體注入器
132:氣閥
134:下方氣體注入器
136:氣閥
138:氣體供應陣列
140:氣體供應閥門陣列
142:無線射頻偏置功率產生器
144:阻抗匹配
147:波形裁剪處理器
150:天花板絕緣層
152:「夾持」電極
154:直流電「夾持」電壓供應
155:導體
156:直流電耦合電容器
160:磁鐵
160-1:上方磁鐵
160-2:下方磁鐵
160-3:磁鐵
161:磁鐵
170:側部「窗口」
172:線圈天線
174:無線射頻功率來源產生器
176:阻抗匹配
178:內部通道
180:循環供應
194:阻抗匹配
195:折疊同軸共振腔
200:傳導空心圓柱
200a:200的底邊緣
200b:200的頂邊緣
205:外部傳導圓柱
205a:205的底邊緣
205b:205的頂邊緣
210:平面傳導環孔
215:中心傳導圓柱
215a:215的底邊緣
220:特高頻功率連接器
222:軸向導體
222a:222的頂端部
222b:222的底端部
222-1:中心軸向導體
222-2:外部軸向導體
224:輪輻導體
224a:輪輻導體
224b:輪輻導體
224c:輪輻導體
224a-1:中心輪輻導體
224a-2:外部輪輻導體
224b-1:中心輪輻導體
224b-2:外部輪輻導體
224c-1:中心輪輻導體
224c-2:外部輪輻導體
226a:200中的孔洞
226b:200中的孔洞
226c:200中的孔洞
280:遠端電漿來源
290:無線射頻驅動線圈天線
300:加速電壓供應
302:絕緣定位盤
304:工作部件電極
305:電壓供應
306:工作部件支撐基底層
308:內部通道
310:循環供應
400:中心屏蔽或擋件
500:上方磁場
504:下方磁場
506:上方對稱平面
508:下方對稱平面
610:第10圖的第1步驟
612:第10圖的第2步驟
614:第10圖的第3步驟
616:第10圖的第4步驟
618:第10圖的第5步驟
620:第10圖的第6步驟
622:第10圖的第7步驟
624:第10圖的第8步驟
632:第11圖的第1步驟
634:第11圖的第2步驟
636:第11圖的第3步驟
638:第11圖的第4步驟
640:第11圖的第5步驟
642:第11圖的第6步驟
644:第11圖的第7步驟
646:第11圖的第8步驟
648:第11圖的第9步驟
650:第11圖的第10步驟
652:第11圖的第11步驟
因此，將本發明中所得之示例具體實施例可被詳細理解的方式，其對於本發明之更特定的敘述，其於以上簡要總結，係可由參考在該等附加圖式中所描繪之具體實施例所獲得。也要理解某些已知的處理並不在此進行討論以避免干擾本發明。
第1圖描繪根據一第一具體實施例的電漿反應器。
第1A圖描繪第1圖電漿反應器的修改，其具有一對電網。
第2圖描繪根據一第二具體實施例的電漿反應器。
第3圖為在第2圖具體實施例中所運用一特高頻(VHF)共振腔的局部剖視圖。
第4圖為與第3圖相對應的平面圖。
第5A圖為第3圖之VHF共振腔第二具體實施例的正投影圖。
第5B圖為與第5A圖相對應的平面圖。
第5C圖為與第5A圖的一部分放大圖。
第6圖描繪具有一尖牙形磁場做為一磁性濾波器的具體實施例。
第7圖描繪具有一軸向磁場用於侷限一電子束的具體實施例。
第8圖描繪具有一橫向磁場做為一磁性濾波器的具體實施例。
第9圖描繪具有一上方尖牙形磁場用侷限靠近該天花板電極的電漿以及一下方尖牙形磁場做為一磁性濾波器的具體實施例。
第10圖為描繪根據一具體實施例之方法的區塊圖式。
第11圖為描繪根據一具體實施例之原子層蝕刻方法的區塊圖式。
為了促進瞭解，已經盡可能使用相同的元件符號指明在該等圖式中為共通的相同元件。可以預期一具體實施例的元件和特徵可有利地整合至其他實施例中，而無需進一步詳述。然而要注意的是，該等附加圖式僅描繪此發明之示例具體實施例，而因此並不被視為限制其範圍，因為本發明可以允許其他相同效果的具體實施例。
參考第1圖，一電子束電漿反應器具有由一腔室100定義的真空腔室主體，該腔室100包含具有圓柱形的側壁102。該腔室100係由一電網濾波器104劃分為一上方腔室100a與一下方腔室100b。該下方腔室100b係因為在缺少施加偏置電壓的情況下而於其中缺乏實質電場而為一種漂移空間。一天花板106覆蓋該上方腔室100a並支撐一電極108。在一具體實施例中，該 電極108係由處理相容的材料所形成，像是矽、碳、碳化矽化合物或是氧化矽化合物。在一替代具體實施例中，該電極108係由金屬氧化物形成，像是氧化鋁、氧化釔或氧化鋯。該天花板106與該電極108可為碟形。該電極108之底表面面向該電網濾波器104，並對該上方腔室100a的內部體積暴露。在一具體實施例中，一絕緣體或介電性環109環繞該電極108。
在該下方腔室100b中用於支撐一工作部件111的一工作部件支撐底座110具有面向該電網濾波器104的一工作部件支撐表面110a，並可由一升降伺服馬達112於軸方向中移動。在一具體實施例中，該工作部件支撐底座110包含成該工作部件支撐表面110a的絕緣定位盤302、於該絕緣定位盤302內側的一工作部件電極304以及連接至該工作部件電極304的一夾盤電壓供應305。此外，於該絕緣定位盤302下方之一基底層306係具有多數內部通道308，以從一循環供應310循環一熱媒介(例如，液體)。該循環供應310可以做為熱汲或做為熱源。
具有一特高頻(VHF)頻率(例如，160MHz)以及具有低於該VHF範圍或低於該高頻(HF)範圍(例如，在中頻(MF)或低頻(LF)範圍，例如2MHz)之較低頻率RF功率產生器122的一無線射頻(RF)功率產生器通過阻抗匹配124透過一RF餽入導體123連接至該電極108。在一具體實施例中，該阻抗匹配124 係適宜提供在該等RF功率產生器120及122的不同頻率處提供阻抗匹配，也能夠進行濾波以將該等功率產生器彼此隔離。該等RF產生器120、122的輸出功率水平係由一控制器126獨立控制。如以下將詳細敘述，來自該等RF功率產生器120及122的功率係連接至該電極108。在一具體實施例中，該天花板106具有導電性並與該電極108電氣接觸，而來自該阻抗匹配124的功率係被傳導通過該天花板106至該電極108。在一具體實施例中，該側壁102係由金屬形成並加以接地。在一具體實施例中，於該上方腔室100a內側的接地內部表面的表面區域係至少為該電極108表面區域的兩倍。在一具體實施例中，該腔室100內側該等接地內部表面可以利用一種與處理相容的材料塗佈，像是矽、碳、碳化矽化合物或是氧化矽化合物。在一替代具體實施例中，該腔室100內側該等接地內部表面可以利用像是氧化鋁、氧化釔或氧化鋯的材料塗佈。
在一具體實施例中，該RF功率產生器120係由兩個分別控制的VHF功率產生器120a及120b所取代。該VHF產生器120a具有在該VHF頻帶較低部分(例如，30MHz至150MHz)中的輸出頻率，然而，該VHF產生器120b具有在該VHF頻帶較高部分(例如，150MHz至300MHz)中的輸出頻率。該控制器126可以藉由選擇該等VHF產生器120a及120b輸出功率水平之間的比例，主控電漿離子密度。利用該兩VHF功率 產生器120a及120b，可藉由選擇該上方腔室100a縫隙(介於該電極108與該電網濾波器104之間的距離)的方式，控制在該上方腔室100a中的徑向電漿均勻性，因此由該較低VHF頻率本身於該上方腔室100a中產生一種在邊緣為高的電漿離子密度徑向分佈，並由該較高VHF頻率本身產生一種在中心為高的的電漿離子密度徑向分佈。利用所述選擇，該兩VHF功率產生器120a及120b的功率水平可接著被設定為使電漿離子密度徑向分佈均勻性被最佳化的比例。
在一具體實施例中，該天花板106係為該電極108的支架，包含含有面向該電極108之一夾持電極152的絕緣層150。一直流電(DC)夾持電壓來源154係透過該餽入導體155連接至該夾持電極152，以將該電極108靜電夾住該天花板106。一DC耦合電容器156可與該阻抗匹配124的輸出串聯連接。該控制器126可以控制該DC夾持電壓來源154。在一具體實施例中，來自該阻抗匹配124的RF餽入導體123可以連接至該電極支架或天花板106，而不是被直接連接至該電極108。在所述具體實施例中，來自RF餽入導體123的RF功率可從該電極支架電容連接至該電極108。
在一具體實施例中，上方氣體注入器130透過一第一閥132提供處理氣體至該上方腔室100a之中。在一具體實施例中，下方氣體注入器134透過一第二閥136提供處理氣體至該下方腔室100b之中。氣體係 從一處理氣體供應陣列138透過閥陣列140所供應，舉例而言，該閥陣列140可以包含該第一與第二閥132及136。在一具體實施例中，進入該上方與下方腔室100a、100b的氣體物種與氣體流率可被獨立控制。該控制器126可以主控該閥陣列140。在一具體實施例中，供應一惰性氣體至該上方腔室100a之中，並供應一處理氣體至該下方腔室100b之中。該惰性氣體流率可經選擇為實質上避免氣體從該下方腔室100b對流或擴散至該上方腔室100a之中，以提供該上方腔室100a的實質化學隔離效果。
在一具體實施例中，可以藉由各種的體積與表面處理在該上方腔室100a中產生電漿，包含該頂電子放射電極108之內部表面的高能離子撞擊。該電極108的離子撞擊能量與電漿密度為兩者RF功率產生器120及122的函數。該電極108的離子撞擊能量可由來自該RF功率產生器122的較低頻率功率所實質控制，而該上方腔室100a中的電漿密度可由來自該RF功率產生器120的VHF功率所實質控制(強化)。可能從該電極108的內部表面放射出高能二次電子。來自放射表面的高能電子流可能包括電子束，並可能具有實質垂直於該電極108內部表面的方向，以及具有近似於該電極108離子撞擊能量的射束能量，其一般而言可能介於從大約10eV至500eV的範圍。不同處理的碰撞斷面係與電子能量有關。在低能量下，受激發(以及在分子氣體中分解)的 橫斷面係大於離子化的橫斷面，而在高能量下情況正好相反。該(等)RF功率水平可經有利選擇以針對各種不同的非彈性電子碰撞程序。
在具有選擇性RF來源產生器174與線圈天線172的另一具體實施例中，在該上方腔室100a中的電漿密度可由來自該RF功率產生器174之RF功率所實質控制(強化)。
在一具體實施例中，該電網濾波器104具有平坦碟形，並可與該側壁102同軸。該電網濾波器104係由多數開口104-1的陣列形成。在一具體實施例中，該電網濾波器104的軸向厚度T與該多數開口104-1的直徑d係經選擇為以促進高能引導射束電子通過該電網濾波器104的流動，同時阻擋非射束(低能量)電子及電漿離子通過該電網濾波器104的流動，且該電網濾波器孔洞面積對於該整體電網濾波器面積的比例可被最大化。該高能電子流(電子束)可以通過該電網濾波器104至該下方腔室100b，並可以藉由在該下方腔室100b中的各種電子碰撞程序產生電漿。
在該下方腔室100b中由該電子束所產生的電漿可以具有與該上方腔室100a中的電漿為不同的特性。該電網濾波器104可做為一種將該上方與下方腔室100a、100b彼此實質電氣隔離的濾波器。在一具體實施例中，該電網濾波器104係由傳導或半傳導材料形成，並可以連接至接地或可為電氣浮接。在另一具體實 施例中，該電網濾波器104係由非傳導材料所形成。在一具體實施例中，該電網濾波器104可由一處理相容的材料塗佈，像是矽、碳、碳化矽化合物或是氧化矽化合物。在一替代具體實施例中，電網濾波器104可由像是氧化鋁、氧化釔或氧化鋯的材料塗佈。在一具體實施例中，在該上方腔室100a中產生的電漿可以具有高電子密度及/或高電子溫度，並具有衝擊在該電極108上的高能量離子。
至少該電子束的一部分，其包括因為該電極表面的高能離子撞擊所放射的二次電子流，係通過該電網濾波器104傳播並進入該下方腔室100b，於該下方腔室100b中產生低電子溫度電漿，並具有與射束能量與射束流以及像是壓力與氣體成分等其他因子有關的電漿密度。該高能射束電子在離開該下方腔室100b的電漿區域之後，可能立即衝擊於該工作部件111或工作部件支撐底座110上。由後側剩餘的電漿可以立即將由該電子束流所造成的任何生成表面電荷放電。
在一具體實施例中，一種像是氯的負電子或電子附著氣體被供給至該腔室之中，對該電極108施加RF及/或VHF功率，選擇性對該線圈天線172施加RF功率，選擇性對一遠端電漿來源(RPS)280施加RPS功率，電漿於該上方腔室100a中產生，並在該電極上相對於接地及相對於電漿發展一加速電壓。所形成該電極108的高能離子撞擊產生從電極表面所放射的二次電 子，其構成來自該電極表面的電子束流。該電網濾波器104使得該電子束的至少一部分傳播通過該電網濾波器104並進入至該下方腔室100b之中，同時避免非射束電子與電漿離子的至少一部分通過該電網濾波器104，並於該下方腔室100b中產生低電子溫度電漿。於像是氯的負電子氣體中在該下方腔室100b中所生成的低電子溫度電漿可能產生高度的負電子電漿，具有相較於正離子的電子密度及接近密度而言為高的多的負離子密度。所述將通常被稱為離子對離子電漿。
可以選擇性使用一種實質軸向引導的磁場協助引導該電子束，該磁場實質上平行於該電子束，以改善波束傳輸通過該上方腔室100a、該電網濾波器104及/或該下方腔室100b。可以對該工作部件支撐底座110(例如，對該工作部件電極304)施加一低頻率偏置電壓或低重複頻率的任意波形，以選擇性或替代地從所述電漿擷取正及/或負離子，並將那些離子加速至需要的能量水平，以撞擊該工作部件111表面進行蝕刻、清洗、沈積或其他的材料改性。(a)在該上方腔室100a中、(b)由該電子束於該下方腔室100b中、(c)由對該工作部件支撐底座110施加偏置電壓，或(d)由該遠端電漿來源(RPS)280所產生的自由基，可以被對流或擴散至該工作部件111並參與在該工作部件表面上的反應。
在另一具體實施例中，供給像是氦或氬的相對惰性氣體至該上方腔室100a之中，像是六氟化硫的負電子或電子附著氣體則流至該下方腔室100b之中，對該電極108施加RF及/或VHF功率，選擇性對該線圈天線172施加RF功率，選擇性對該RPS 280施加RPS功率，電漿於該上方腔室100a中產生，並在該電極108上相對於接地及相對於電漿發展一加速電壓。所形成該電極108的高能離子撞擊產生從電極表面所放射的二次電子，其構成來自該電極表面的電子束流。該電網濾波器104使得該電子束的至少一部分傳播通過該電網濾波器104並進入至該下方腔室100b之中，同時避免非射束電子與電漿離子的至少一部分通過該電網濾波器104，並於該下方腔室100b中產生低電子溫度電漿。
於像是六氟化硫的負電子氣體中在該下方腔室中所生成的低電子溫度電漿可能產生高度的負電子電漿，具有相較於正離子的電子密度及接近密度而言為高的多的負離子密度，通常被稱為離子對離子電漿。可以選擇性使用一種實質軸向引導的磁場協助引導該電子束，該磁場實質上平行於該電子束，以改善波束傳輸通過該上方腔室100a、該電網濾波器104及/或該下方腔室100b。可以對該工作部件支撐底座110施加一低頻率偏置電壓或低重複頻率的任意波形，以選擇性或替代地從所述電漿擷取正及/或負離子，並將那些離子加速至需要的能量水平，以撞擊該工作部件111表面進行蝕刻、 清洗、沈積或其他的材料改性。(a)在該上方腔室100a中、(b)由該電子束於該下方腔室100b中、(c)由對該工作部件支撐底座110施加偏置電壓，或(d)由該RPS 280所產生的自由基，可以被對流或擴散至該工作部件111並參與在該工作部件表面上的反應。
在一具體實施例中，該電網濾波器104為一種氣體分配板材，具有多數內部氣體通道105a及多數氣體注入出口105b。該等內部氣體通道105a可以連接至該閥陣列140。
在一具體實施例中，一RF偏置功率產生器142係透過一阻抗匹配144連接至該工作部件支撐底座110的工作部件電極304。在一進一步具體實施例中，一波形裁剪處理器147可以連接於該阻抗匹配144與該工作部件電極304之間。該波形裁剪處理器147改變由該RF偏置功率產生器142所產生的波形成為想要的波形。靠近該工作部件111的電漿離子能量係由該波形裁剪處理器147所控制。在一具體實施例中，該波形裁剪處理器147產生一種波形，其中振幅係於每一RF循環的特定部分期間，保持在與所需離子能量水平相對應的水平。該控制器126可以控制該波形裁剪處理器147。
在一具體實施例中，一磁鐵160環繞該腔室100。在一具體實施例中，該磁鐵包括分別相鄰於該上方與下方腔室100a、100b的一對磁鐵160-1、160-2。在一具體實施例中，該對磁鐵160-1、160-2提供軸向 磁場，其適於侷限從該上方腔室100a傳播至該下方腔室100b的電子束。
在一具體實施例中，該側壁102中一側部窗口170面向該上方腔室100a並由一材料(例如，石英或氧化鋁)形成，透過該窗口可以電感連接RF功率。一電感線圈天線172環繞該側部窗口170並由一RF功率產生器174透過一阻抗匹配176所驅動。該遠端電漿來源280可以將電漿物種引入至該下方腔室100b之中。
在一具體實施例中，高能電子至該工作部件111的流動係由在該電網濾波器104與該工作部件111之間區域中具有一主要徑向分量(亦即，橫向於該電子束流方向)的磁場所阻擋。該磁場可由該等磁鐵160-1、160-2之一產生，或由另一磁鐵或另一組磁鐵產生。
在一具體實施例中，用於在該天花板106內側引導熱傳導流體或媒介的多數內部通道178係被連接至一熱媒介循環供應180。該熱媒介循環供應180做為一種熱汲或熱源。該電極108與該天花板106之間的機械接觸係足以維持該電極108與該天花板106之間的高度熱傳導性。在第1圖的具體實施例中，該機械接觸的力量係由該DC夾持電壓供應154所提供的靜電夾持力所調節。
在第1A圖描繪的具體實施例中，該電網濾波器104由兩個電網所取代，稱為一上方電網濾波器104A與一下方電網濾波器104B，其彼此相間隔。在一具體實 施例中，該上方與下方電網濾波器104A、104B係為導電性，並可保持在不同電壓。舉例而言，該上方電網濾波器104A可為接地，而一加速電壓供應300則連接至該下方電網濾波器104B。
在一替代具體實施例中，在該天花板106上可以提供一RF驅動線圈天線290。
第2圖描繪第1圖具體實施例的修改，其中該VHF功率(來自該RF產生器120)與該較低頻率RF功率(來自該RF產生器122)係透過不同的路徑傳送至該電極108。在第2圖的具體實施例中，該RF產生器120係透過覆蓋在該電極108邊緣的折疊共振腔195連接至該電極108。該較低頻率RF產生器122通過一RF阻抗匹配194透過該RF餽入導體123連接至該電極108。該DC夾持電壓供應154則透過延伸穿過於該天花板106中之通道的餽入導體155連接至該夾持電極152。
現在參考第3圖與第4圖敘述第2圖折疊共振腔195的具體實施例。該折疊同軸共振腔195包含一內部傳導空心圓柱200，其與該天花板電極108同軸。該內部傳導空心圓柱200具有一圓形底邊緣200a，其與該天花板電極108的頂表面電氣接觸。該折疊同軸共振腔195進一步包含一外部傳導空心圓柱205，其具有接觸一介電性環109頂表面的圓形底邊緣205a，該介電性環109圍繞該電極108的周圍。該介電性環109可以由一絕緣支撐環109a與在該絕緣支撐環109a下方的絕緣夾 持環109b所構成。該內部與外部傳導圓柱200、205係具有至少接近的相同軸長，因此其圓形頂邊緣200b、205b係於該天花板電極108上方相同高度處。該折疊同軸共振腔195也包含一平面傳導環孔210，其放置於該內部與外部傳導空心圓柱200、205的圓形頂邊緣200b、205b上，並與其電氣連接。該折疊同軸共振腔195進一步包含一中心傳導空心圓柱215，其與該內部與外部傳導空心圓柱200、205同軸，並位於兩者之間。較佳的是，該中心傳導空心圓柱215的半徑可為該內部與外部傳導空心圓柱200、205半徑的幾何平均。該中心傳導空心圓柱215具有一圓形底邊緣215a，其位於該電極108頂表面上，並與其電氣接觸。
一VHF功率連接器220將VHF功率從該RF產生器120引導至該中心空心傳導圓柱215。因此該中心空心傳導圓柱215係為該折疊同軸共振腔195的RF餽入導體，而該內部與外部傳導空心圓柱200、205與該平面傳導環孔210一起類比為一簡易同軸共振腔的接地外側導體。該等圓形底邊緣200a、215a對該天花板電極108的電氣連接提供所必要的DC短路，相等於在一簡易(非折疊)同軸調諧短柱端部處的DC短路。
該VHF功率連接器220包含一軸向導體222，從該空心內部圓柱200外側的頂端部222a，通過該空心內部圓柱200的頂部分，延伸至該內部圓柱200內側的底端部222b。一第一輪輻導體224a從該軸向導 體底端部222b通過該內部圓柱200中的孔洞226a徑向延伸至該中心圓柱215。如第4圖所描繪，有複數個輪輻導體224a、224b、224c，其係對稱佈置並從該軸向導體底端部222b通過該內部圓柱200的個別孔洞226a、226b、226c徑向延伸至該中心圓柱215，延伸至其外側端部被電氣連接的位置。在所描繪具體實施例中，有三個輪輻導體224係以120度的間隔設置，然而可以在360/n的角度間隔處，提供任何適宜數量n的輪輻導體224。
在一具體實施例中，該VHF功率連接器220係以一種同軸結構提供，其中該軸向導體222與該等輪輻導體224的每一個都於一同軸傳輸線上，其包含由一接地外側導體所環繞或屏蔽，受到RF加熱的中心導體。此同軸結構係描繪於第5A圖與第5B圖中，並與該內部空心傳導圓柱200內部體積的自由場環境相容。在第5A圖與第5B圖的具體實施例中，該軸向導體222由連接至該VHF產生器120輸出的中心軸向導體222-1以及環繞該中心軸向導體222-1之一接地外側軸向導體222-2所組成。第5C圖描繪該軸向導體222的橫斷面圖式。
在第5A圖至第5C圖的具體實施例中，該等輪輻導體224a、224b、224c的每一個都體現為一同軸傳輸線結構。因此，該輪輻導體224a由一中心輪輻導體224a-1與環繞該中心輪輻導體224a-1之一外側輪輻導體224a-2組成。該中心輪輻導體224a-1從該軸向中 心導體222-1徑向延伸並終止於該中心圓柱215並與該中心圓柱215電氣連接。該中心輪輻導體224a-1由於連接至該軸向中心導體222-1的緣故係受到RF加熱。該外側輪輻導體224a-2從該接地軸向外側導體222-2延伸並終止於該內部圓柱200(並與該內部圓柱200電氣連接)。該中心輪輻導體224a-1通過該孔洞226a(在未與該內部導體圓柱200接觸下)與該中心傳導圓柱215接觸。
該等輪輻導體224a、224b、224c之每一個的結構都為相同。因此，該輪輻導體224b由一中心輪輻導體224b-1與環繞該中心輪輻導體224b-1之一外側輪輻導體224b-2組成。該中心輪輻導體224b-1從該軸向中心導體222-1徑向延伸並終止於該中心圓柱215。該中心輪輻導體224b-1由於連接至該軸向中心導體222-1的緣故係受到RF加熱。該外側輪輻導體224b-2從該接地軸向外側導體222-2延伸並終止於該內部圓柱200(並與該內部圓柱200電氣連接)，然而，該中心輪輻導體224b-1通過該孔洞226b(在未與該內部導體圓柱200接觸下)與該中心傳導圓柱215接觸。
以同樣的方式，該輪輻導體224c由一中心輪輻導體224c-1與環繞該中心輪輻導體224c-1之一外側輪輻導體224c-2組成。該中心輪輻導體224c-1從該軸向中心導體222-1徑向延伸並終止於該中心圓柱215。該中心輪輻導體224c-1由於連接至該軸向中心導 體222-1的緣故係受到RF加熱。該外側輪輻導體224c-2從該接地軸向外側導體222-2延伸並終止於該內部圓柱200(並與該內部圓柱200電氣連接)，然而，該中心輪輻導體224c-1通過該孔洞226c(在未與該內部導體圓柱200接觸下)與該中心傳導圓柱215接觸。
該複數個輪輻中心導體224a-1、224b-1及224c-1於該徑向方向中從該軸向中心導體222-1延伸以與該中心傳導圓柱215電氣接觸。此接觸區域定義一圓形平面。此圓形平面的軸向位置係經選擇，因此在此位置的電氣或RF阻抗分別與該等輪輻導體224a、224b及224c在該RF產生器120VHF頻率處的特性阻抗匹配。個別輪輻導體224a、224b及224c的特性阻抗係經選擇，因此在該交會(222b)處的總阻抗係與在該VHF產生器120的頻率下，該VHF產生器120的輸出阻抗匹配。
第6圖描繪在一具體實施例中由該等磁鐵160-1及160-2所產生的尖牙形磁場。該尖牙形磁場在該下方腔室100b中主要為徑向，並因此將來自於抵達該工作部件111的電子轉向。該尖牙形磁場於該中心的小區域中為軸向，為了避免因為在該中心中該磁場主要係為軸向形式而使高能電子通過該磁場中心部分洩漏，因此可以提供一中心屏蔽或擋件400。
第7圖描繪在另一具體實施例中由該等磁鐵160-1及160-2所產生的軸向形磁場。該軸向磁場有效於沿著一軸向路徑侷限該電子束。
第8圖描繪由一磁鐵161於該下方腔室100b中所產生的一橫向磁場M，用以將來自於抵達該工作部件111的電子轉向。舉例而言，該磁鐵161可被實作為一種哈爾巴赫(Halbach)陣列。該磁鐵161可為一種電磁鐵圓形陣列，因此該橫向磁場M可關於該腔室100的圓柱對稱軸電轉動，以強化處理均勻性。
第9圖描繪包含由磁鐵160-1及160-2於上方腔室100a中所產生之一上方尖牙形磁場500與由磁鐵160-2及160-3於下方腔室100b中所產生之一下方尖牙形磁場504的磁場。該上方與下方尖牙形磁場500、504具有分別在該電網濾波器104以上及以下的的個別對稱平面506、508。該上方尖牙形磁場500協助侷限電漿靠近該電極108。該下方尖牙形磁場504於該下方腔室100b中主要為徑向，並因此將來自於抵達該工作部件111的電子轉向。該尖牙形場於該中心小區域中為軸向。為了避免因為在該中心中該磁場主要係為軸向形式而使高能電子通過該磁場中心部分洩漏，因此可在該下方腔室100b中提供一中心屏蔽或擋件400。
第1圖、第1A圖或第2圖之該等電子束電漿反應器的任一者都可以用於進行以下在一電子束電漿反應器處理工作部件的方法。現在參考第10圖，提供該電 網濾波器104以將該腔室100劃分為一上方腔室100a與一下方腔室100b(第10圖的區塊610)，同時將該工作部件111支撐於該下方腔室100b中面向該電網濾波器104。將一氣體供應至該上方與下方腔室100a、100b之至少一者之中(第10圖的區塊612)。供應至該上方腔室100a之中或供應至該電極108之RF來源功率係用於在該上方腔室100a中產生包含射束電子的電漿，以產生一種具有相對應於該對稱軸之射束傳播方向的電子束(第10圖的區塊614)。該方法進一步包含使來自該上方腔室100a之射束電子的至少一部分通過該電網濾波器104流動至該下方腔室100b(第10圖的區塊616)，同時避免非射束電子的至少一部分與電漿離子從該上方腔室100a通過該電網濾波器104流動至該下方腔室100b(第10圖的區塊618)。該方法進一步包含使該電子束於該下方腔室100b中產生電漿(第10圖的區塊620)。該方法可以進一步包含供應一實質惰性氣體至該上方腔室100a之中，並供應一分子處理氣體至該下方腔室100b之中(第10圖的區塊622)。該方法可以進一步包含將一偏置電壓連接至該工作部件111(第10圖的區塊624)。
原子層蝕刻：
第1圖、第1A圖或第2圖的反應器可用於施行原子層蝕刻處理。在一示例中，該工作部件111包含一半導體本體層(例如，單晶矽)、一覆蓋層(例如， 矽的氧化物)與一表面層(例如，多晶矽)，其可以被部分遮罩。在此處理中，該等氣體供應138之一含有一蝕刻物種(例如，氬氣)的前驅物，而該等氣體供應138之另一者含有一鈍化物種(例如，氯氣)的前驅物。該鈍化物種係由該鈍化前驅物物種(例如，該氯氣)(在電漿中)分解所產生。係用將該工作部件111暴露於該鈍化物種的方式施行鈍化處理。一般而言，在所選擇的能量下該工作部件111的表面並不由該蝕刻物種所立即蝕刻(或是不容易蝕刻)。鈍化處理使該工作部件容易由該蝕刻物種進行蝕刻的表面層呈現於外。該表面層鈍化部分的深度係由對該鈍化物種暴露的時間所決定。在此處理中，對該鈍化物種暴露的時間係被設定為一種使一原子層鈍化的期間。接著，使該工作部件111暴露至該蝕刻物種，以移除所述一原子層。之後，重複前述序列以移除次一原子層。以每次移除一原子層的方式重複此循環直到該表面層所需要的部分(例如，100%)已經被移除。該處理因此由鈍化與蝕刻的交替相所構成。
現在參考第1圖、第1A圖或第2圖，在一具體實施例中，供給像是氬的惰性氣體至該上方腔室100a，並供給像是氯的分子處理氣體至該下方腔室100b。如以上參考第1圖敘述，利用各種體積與表面處理維持電漿，包含利用電漿離子對該電極108進行的高能離子撞擊。該電漿密度主要由來自該RF功率產生器120的VHF功率水平，或由對該選擇性RF線圈天線172 供電之RF功率產生器174的功率水平所控制，然而在該電極108上的離子撞擊能力及因此生成的二次電子束能量，主要是來自該RF功率產生器122之較低頻率功率的功率水平所控制。在該鈍化相期間，來自該RF功率產生器120於300至10,000瓦範圍中的VHF功率的(或選擇性來自於對該選擇性RF線圈天線172供電之RF功率產生器174的)高功率水平係於該上方腔室100a中產生電漿。
前述高功率水平的示例係用於處理具有200毫米至300毫米直徑之工作部件的反應器，然而較大的基材將使用較高的功率水平。在該電極108上的電壓，其可以選擇性從該VHF功率產生器120b對該電極108施加額外RF功率的方式所增加，將使電子束加速，該電子束傳播通過該電網濾波器104至該下方腔室100b之中，於該下方腔室100b中產生電漿。在該下方腔室100b中的高流、低能量的電子束條件將分子氯的至少一部分強化分解為原子氯自由基、電子及離子。由於該低電子溫度電漿，在缺乏施加工作部件偏置電壓下，該離子能量係低於進行蝕刻矽的門檻值，因此在不發生明顯蝕刻下進行該工作部件表面的鈍化。接著，在蝕刻相中，進行以下至少一種：(A)對該電極108施加高水平的較低頻序RF功率(在300至10,000瓦範圍中)、或(B)對該電極108施加低或不施加VHF功率、或(C)對該線圈天線172施加低或不施加VHF功率。在此情況中低 功率係於低於300瓦的範圍中。前述的高功率水平示例係用於處理具有200毫米至300毫米直徑之工作部件的反應器，然而較大的基材將使用較高的功率水平。在該電極108上的較高電壓將加速一較高能的電子束，其傳播通過該電網濾波器104至該下方腔室100b之中，於該下方腔室100b中產生電漿。在該下方腔室100b中的高能電子束條件強化將分子氯離子化並還原分解成為原子氯自由基、電子與離子。此外，已經流動通過該電網濾波器104至該下方腔室100b中的氬中性粒子可能由射束電子所離子化。在該蝕刻相期間啟動偏置電壓(對該工作部件支撐底座110施加)，其處於對應於足以將存在表面氯鈍化物種的情況下進行矽蝕刻，但不足以在缺少該鈍化物種下進行矽蝕刻之能量的電壓，而離子蝕刻物種(氬或氯離子)可被擷取或加速至該工作物件表面之中，以促成蝕刻處理。接著重複此循環。
替代或額外的，該遠端電漿來源(RPS)280可以提供鈍化自由基。在以上詳細敘述之具體實施例的一種替代變化中，供給氯至該上方腔室100a(並選擇性供應氬至該上方與下方腔室100a及100b之中)，藉由施加來自該RF功率產生器120之高功率水平VHF功率的方式(或選擇性施加來自於對該選擇性RF線圈天線172供電之RF功率產生器174之高功率水平的方式)，於該上方腔室100a中產生氯自由基。對該電極108施加之高VHF功率或對該線圈天線172施加之選擇性功率係 於鈍化期間使用，然而對該電極108施加之較低頻率RF功率(在低或無VHF功率或線圈功率下)係在蝕刻相期間與工作部件偏置電壓結合使用。
在以上敘述的蝕刻相期間，連接至該電極108之RF功率可為一種低頻率RF功率，或該頻率可以具有一種較高的頻率，例如VHF。
提供一種方法，用以利用以上參考第1圖、第1A圖或第2圖所敘述之電子束電漿反應器形式施行原子層蝕刻處理。該方法描繪於第11圖中。參考第11圖，一電網濾波器104將該處理腔室100劃分為上方與下方腔室100a、100b，而一工作部件係被放置於該下方腔室100b中(第11圖的區塊632)。供應一分子處理氣體至該腔室100(第11圖的區塊634)。施行一鈍化處理(第11圖的區塊636)，其由以下所組成：(A)施行以下至少一項：(a)將具有VHF功率之一高功率水平連接至所述上方腔室100a之中或連接至該電極108(第11圖的區塊638)，或(b)將一高水平電感連接功率連接至所述上方腔室100a(第11圖的區塊640)；及(B)將所述工作部件上之一偏置電壓保持為零或於蝕刻所述工作部件之所述表面層的門檻值以下，以在鈍化處理期間降低或避免該表面層的蝕刻(第11圖的區塊642)。
在鈍化處理之後，如下述施行一蝕刻處理(第11圖的區塊644)：(A)施行以下至少一項：(a)供 應高水平的較低頻率RF功率至所述天花板電極(第11圖的區塊646)，或(b)降低或消除以下至少一項的功率水平：(1)所述VHF功率或(2)所述電感連接功率(第11圖的區塊648)；及(B)將所述工作部件上之一偏置電壓保持於蝕刻所述表面層的門檻值(第11圖的區塊650)。
之後，該方法包括以連續交替方式重複所述鈍化與蝕刻處理(第11圖的區塊652)。
該分子處理氣體可被供給至該下方腔室100b之中。此外，該方法可以進一步包含供給一惰性氣體至該上方腔室100a之中。替代的，該分子處理氣體可被供給至該上方腔室100a之中。
優點：
流至該天花板之VHF與RF功率的圓柱對稱性及在該圓形工作部件上分佈之電子束的圓柱對稱性能使處理中的方位均勻性最佳化。該RF或VHF供電之電極提供一種產生電子束的電漿來源，且不需要用於電極或接地回復的非絕緣表面。該電極108在某些電漿處理中係為消耗品，而像是包含在一靜電夾盤中的支架結構係能夠進行快速的電極置換與腔室維護復原，同時確保對於處理穩定性係為關鍵的可重複電氣與熱電極效能。該電網濾波器104提供該上方與下方腔室100a、100b之間的分隔，能夠在無關於該上方腔室100a電漿來源環境下，控制該下方腔室100b中的工作部件處理環境。該 上方與下方氣體注入器130及134使供應至該上方與下方腔室100a、100b之不同氣體或氣體物種能獨立分配。舉例而言，一種特別有用於在該上方腔室100a產生所需物種的氣體(例如，「來源」氣體)係被注入至該上方腔室100a之中，然而，一種需要用於處理該工作部件111的另一種氣體(例如，「處理」氣體)係被注入至該下方腔室100b之中。氣體也可以透過該電網濾波器104的氣體注入出口105b注入。舉例而言，可以透過該電網濾波器104的氣體注入出口105b注入惰性氣體，以實質上避免該下方腔室100b中的處理氣體對流或擴散至該上方腔室100a之中。在分子氣體被提供至該上方腔室100a的具體實施例中，在該上方腔室100a中物種的分解可以利用對該電極108施加較高的VHF功率或對該電感線圈天線172施加RF功率的方式強化，而不需要使該工作部件111暴露至具有高離子密度的電漿。該電子束能量與流可經調整以控制相對的分解與離子化處理。在惰性氣體流至該上方腔室100a之中而分子氣體流動至該下方腔室100b之中的具體實施例中，施加至該電極108的RF及/或VHF功率及/或施加至該線圈天線172的RF功率可經調整以調整至該下方腔室100b的電子束能量及流，以進行該下方腔室100b中分解與離子化處理的相對控制。自由基與分解物種的散佈可由遠端電漿來源280強化。與一般使用的DC放電，RF電容連接電漿或電感連接電漿不同，其隨著低電子溫度電漿可能不被 連續產生的情況(在一脈衝DC或RF電容連接電漿(CCP)/電感連接電漿(ICP)放電期間被間歇產生)，前述的具體實施例可以連續產生低電子溫度電漿，並在該下方腔室100b中該工作部件111上具有高度均勻性。此外，利用負電子氣體，可以連續產生一種電子匱乏、高度負電子的「離子對離子」電漿，其在該工作部件111上具有高度均勻性，且利用對該工作部件支撐底座110施加低頻率偏置電壓或低重複頻率任意電壓波形的方式，可以從電漿選擇性或替代性擷取出正及/或負離子，並以所需要的能量水平加速至工作部件之中，以進行蝕刻、清潔、沈積或其他材料改性處理。
雖然前述係引導至本發明之具體實施例，但在不背離其基本範圍下可以設計出其他與進一步的具體實施例，而本發明之範圍係由以下的申請專利範圍所決定。
100:腔室
100a:上方腔室
100b:下方腔室
102:腔室側壁
104:電網濾波器
104-1:電網濾波器開口
T:電網濾波器104的厚度
d:開口140-1的直徑
105a:氣體通道
105b:氣體注入出口
106:腔室天花板
108:天花板電極
109:絕緣體環
110:工作部件支架
110a:工作部件支撐表面
111:工作部件
112:升降伺服馬達
120:無線射頻功率產生器(特高頻)
120a:無線射頻功率產生器(特高頻)
120b:無線射頻功率產生器(特高頻)
122:無線射頻功率產生器(低頻)
123:無線射頻餽入導體
124:阻抗匹配
126:控制器
130:上方氣體注入器
132:氣閥
134:下方氣體注入器
136:氣閥
138:氣體供應陣列
140:氣體供應閥門陣列
142:無線射頻偏置功率產生器
144:阻抗匹配
147:波形裁剪處理器
150:天花板絕緣層
152:「夾持」電極
154:直流電「夾持」電壓供應
155:導體
156:直流電耦合電容器
160:磁鐵
160-1:上方磁鐵
160-2:下方磁鐵
161:磁鐵
172:線圈天線
174:無線射頻功率來源產生器
176:阻抗匹配
178:內部通道
180:循環供應
280:遠端電漿來源
300:加速電壓供應
302:絕緣定位盤
304:工作部件電極
305:電壓供應
306:工作部件支撐基底層
308:內部通道
310:循環供應

Claims (20)

  1. 一種電子束電漿反應器，包括：一上方腔室，包括：一側壁；一電極支座；一電極，該電極與該電極支座熱耦合並具有一電極表面；一無線射頻(RF)來源功率產生器，該無線射頻(RF)來源功率產生器耦合至該電極或耦合至該電極支座或耦合至該上方腔室之一內部體積，其中該無線射頻(RF)來源功率產生器經配置為施加功率，該功率在該上方腔室中產生一電漿從而造成該電極之一內部表面的離子撞擊，使得二次電子由該電極放射以形成一電子束，該電子束具有垂直於該電極之該內部表面的一電子束方向；一第一氣體分配器，用以供應一第一氣體至該上方腔室；一電網濾波器，該電網濾波器面向該電極表面；以及一下方腔室，該電網濾波器將該上方腔室與該下方腔室分開，該電網濾波器經配置為使得該電子束之至少一部分傳播通過該電網濾波器並進入該下方腔 室中，該電網濾波器包括複數個開口，且其中該等開口經配置以避免至少一部分電子及來自該上方腔室中的該電漿的電漿離子流動通過該電網濾波器，使得與電子及來自該上方腔室中的該電漿的電漿離子相比，該等開口優先使來自該電子束的二次電子通過，該下方腔室包括：一真空腔室主體，該真空腔室主體環繞一處理區域；一工作部件支撐底座，該工作部件支撐底座包括一電氣絕緣靜電夾盤；及一第二氣體分配器，用以供應一第二負電子處理氣體至該下方腔室；其中該無線射頻(RF)來源功率產生器經配置以施加功率，且該等開口經配置為使該電子束的一部分通過，使得該等二次電子衝擊該下方腔室中的該負電子處理氣體，以在該下方腔室中形成一電漿，該下方腔室中的該電漿具有比該上方腔室中的該電漿低的一電子溫度並且提供一負電子離子對離子電漿。
  2. 如請求項1所述之電漿反應器，進一步包括一偏置電壓產生器，該偏置電壓產生器耦合至該工作部件支撐底座。
  3. 如請求項1所述之電漿反應器，其中該電極包括矽、碳、碳化矽、氧化矽、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯之一。
  4. 如請求項1所述之電漿反應器，其中該RF來源功率產生器包括具有一第一頻率的一第一RF功率產生器以及具有一第二頻率的一第二RF功率產生器。
  5. 如請求項1所述之電漿反應器，進一步包括一折疊共振腔，該折疊共振腔耦合於該RF來源功率產生器與該電極之間。
  6. 如請求項1所述之電漿反應器，其中該電網濾波器包括面向彼此的第一電網與第二電網，該電漿反應器進一步包括一加速電壓來源，該加速電壓來源連接至該第一電網與該第二電網之一。
  7. 如請求項1所述之電漿反應器，進一步包括一第一電磁鐵或永久磁鐵，該第一電磁鐵或永久磁鐵相鄰於該上方腔室與該下方腔室之一。
  8. 如請求項1所述之電漿反應器，進一步包括：於該側壁中的一窗口；繞著該窗口的一線圈天線；及耦合至該線圈天線的一RF產生器。
  9. 一種在一電子束電漿反應器中處理一工作部 件的方法，該方法包括以下步驟：將該反應器的一腔室利用一電網濾波器劃分為一上方腔室與一下方腔室，並將一工作部件支撐於該下方腔室中，該工作部件之一表面沿著一軸面向該電網濾波器；供應一氣體至該上方腔室之中；將無線射頻(RF)來源功率耦合至該上方腔室之中或耦合至該上方腔室之一電極或耦合至一電極支架，以在該上方腔室中產生一電漿，從而造成該電極之一內部表面的離子撞擊，使得二次電子由該電極放射以形成一電子束，該電子束具有相對應於該軸之一射束傳播方向；允許該電子束的至少一部分從該上方腔室流動至該下方腔室，同時避免至少一部分電子與來自該上方腔室中的該電漿的電漿離子流動至該下方腔室；以及允許該電子束於該下方腔室中製造一電漿。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下步驟：供應一實質惰性氣體至該上方腔室之中，並供應一分子處理氣體至該下方腔室之中。
  11. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下 步驟：將一偏置電壓耦合至該工作部件。
  12. 如請求項9所述之方法，其中該電極包括矽、碳、碳化矽、氧化矽、氧化鋁、氧化釔、氧化鋯之一。
  13. 如請求項9所述之方法，其中該RF來源功率包括具有一第一頻率的RF功率以及具有一第二頻率的RF功率。
  14. 如請求項9所述之方法，進一步包括以下步驟：在該反應器之該腔室中從一第一磁鐵提供一磁場，該第一磁鐵包括一永久磁鐵或一電磁鐵。
  15. 如請求項9所述之方法，其中該產生一電漿的步驟進一步包括：供應RF來源功率至繞著該上方腔室之一側壁中之一窗口的一線圈天線。
  16. 一種利用在一處理腔室中一電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法，該方法包括以下步驟：將該處理腔室利用一電網濾波器劃分為上方腔室與下方腔室，該上方腔室具有一天花板電極，並將一工作部件放置於該下方腔室中，該工作部件具有一欲被蝕刻的表面層；供給一分子處理氣體至該腔室；施行一鈍化處理，包括以下步驟：施行以下至少一項：(a)將一高功率水平的 特高頻(VHF)功率耦合至該上方腔室之中或耦合至該天花板電極，或(b)將一高水平的電感耦合功率耦合至該上方腔室中；及將該工作部件上之一偏置電壓保持為零或低於蝕刻該工作部件之該表面層的一門檻值；施行一蝕刻處理，包括以下步驟：將一高水平RF功率耦合至該天花板電極，以在該上方腔室中產生一電漿，從而造成該天花板電極之一內部表面的離子撞擊，使得二次電子由該天花板電極放射以形成一電子束，該電子束具有垂直於該天花板電極之該內部表面的一電子束方向；將該工作部件上之一偏置電壓保持高於蝕刻該表面層的一門檻值；及允許該電子束的至少一部分傳播通過該電網濾波器並且進入該下方腔室中以在該下方腔室中形成電漿；以及以連續交替方式重複該鈍化處理與該蝕刻處理。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該供給一分子處理氣體至該腔室的步驟包括：供給該分子處理氣體至該下方腔室之中。
  18. 如請求項17所述之方法，進一步包括以 下步驟：供給一惰性氣體至該上方腔室之中。
  19. 如請求項16所述之方法，其中該供給一分子處理氣體至該腔室的步驟包括：供給該分子處理氣體至該上方腔室之中。
  20. 如請求項19所述之方法，進一步包括以下步驟：供給一惰性氣體至該上方腔室之中。
TW105101258A 2015-03-17 2016-01-15 電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法 TWI713076B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/660,531 US10475626B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Ion-ion plasma atomic layer etch process and reactor
US14/660,531 2015-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201705185A TW201705185A (zh) 2017-02-01
TWI713076B true TWI713076B (zh) 2020-12-11

Family

ID=56919264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105101258A TWI713076B (zh) 2015-03-17 2016-01-15 電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10475626B2 (zh)
JP (3) JP6891123B2 (zh)
KR (1) KR102478896B1 (zh)
CN (1) CN107636793B (zh)
TW (1) TWI713076B (zh)
WO (1) WO2016148769A1 (zh)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8887683B2 (en) 2008-01-31 2014-11-18 Plasma Igniter LLC Compact electromagnetic plasma ignition device
US8920597B2 (en) 2010-08-20 2014-12-30 Applied Materials, Inc. Symmetric VHF source for a plasma reactor
US10475626B2 (en) * 2015-03-17 2019-11-12 Applied Materials, Inc. Ion-ion plasma atomic layer etch process and reactor
US9734991B2 (en) * 2015-07-28 2017-08-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Negative ribbon ion beams from pulsed plasmas
JP6753678B2 (ja) * 2016-03-25 2020-09-09 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置及びプラズマ点火方法
US10249495B2 (en) 2016-06-28 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Diamond like carbon layer formed by an electron beam plasma process
US11694911B2 (en) * 2016-12-20 2023-07-04 Lam Research Corporation Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead
KR102532562B1 (ko) * 2016-12-27 2023-05-15 에바텍 아크티엔게젤샤프트 Rf 용량성 결합 에칭 반응기
US20180274100A1 (en) 2017-03-24 2018-09-27 Applied Materials, Inc. Alternating between deposition and treatment of diamond-like carbon
US11244808B2 (en) 2017-05-26 2022-02-08 Applied Materials, Inc. Monopole antenna array source for semiconductor process equipment
WO2018218160A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Applied Materials, Inc. Monopole antenna array source for semiconductor process equipment
US11043375B2 (en) 2017-08-16 2021-06-22 Applied Materials, Inc. Plasma deposition of carbon hardmask
US10395894B2 (en) * 2017-08-31 2019-08-27 Lam Research Corporation Systems and methods for achieving peak ion energy enhancement with a low angular spread
JP6937644B2 (ja) * 2017-09-26 2021-09-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10354883B2 (en) * 2017-10-03 2019-07-16 Mattson Technology, Inc. Surface treatment of silicon or silicon germanium surfaces using organic radicals
KR102453450B1 (ko) * 2017-10-23 2022-10-13 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치, 반도체 소자의 제조설비 및 그의 제조방법
JP7002921B2 (ja) * 2017-11-10 2022-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
US20190186369A1 (en) 2017-12-20 2019-06-20 Plasma Igniter, LLC Jet Engine with Plasma-assisted Combustion
WO2019143474A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 Applied Materials, Inc. Etching apparatus and methods
SG11202009406RA (en) 2018-04-09 2020-10-29 Applied Materials Inc Carbon hard masks for patterning applications and methods related thereto
CN112219266B (zh) * 2018-04-13 2024-06-25 玛特森技术公司 以使用烷基卤化物生成的反应性核素处理工件
CA3103016C (en) 2018-06-20 2024-01-16 Board Of Trustees Of Michigan State University Single beam plasma source
US10790153B2 (en) * 2018-06-29 2020-09-29 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for electron beam etching process
KR20210042939A (ko) 2018-09-05 2021-04-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 전자빔 매개 플라즈마 에칭 및 증착 공정을 위한 장치 및 공정
WO2020081226A1 (en) 2018-10-15 2020-04-23 Mattson Technology, Inc. Ozone for selective hydrophilic surface treatment
CN118471789A (zh) 2018-11-16 2024-08-09 玛特森技术公司 腔室上光以通过减少化学成分改善刻蚀均匀性
JP2020092195A (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10403492B1 (en) * 2018-12-11 2019-09-03 Mattson Technology, Inc. Integration of materials removal and surface treatment in semiconductor device fabrication
CN113242989A (zh) 2018-12-17 2021-08-10 应用材料公司 使用离子束源的光学设备制造方法
WO2020131793A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Mattson Technology, Inc. Silicon mandrel etch after native oxide punch-through
CN111446144B (zh) * 2019-01-17 2024-04-19 东京毅力科创株式会社 静电吸附部的控制方法和等离子体处理装置
JP7346269B2 (ja) * 2019-01-17 2023-09-19 東京エレクトロン株式会社 静電吸着部の制御方法、及びプラズマ処理装置
US20220119954A1 (en) * 2019-02-07 2022-04-21 Lam Research Corporation Substrate processing tool capable of modulating one or more plasma temporally and/or spatially
CN113574628B (zh) * 2019-03-14 2024-05-28 朗姆研究公司 用于高深宽比蚀刻的等离子体蚀刻工具
US11545343B2 (en) 2019-04-22 2023-01-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Rotary plasma reactor
JP2022538455A (ja) 2019-07-01 2022-09-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド プラズマカップリング材料の最適化による膜特性の変調
US11195718B2 (en) 2019-07-03 2021-12-07 Beijing E-town Semiconductor Technology Co., Ltd. Spacer open process by dual plasma
US11043362B2 (en) * 2019-09-17 2021-06-22 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatuses including multiple electron sources
KR20210061846A (ko) * 2019-11-20 2021-05-28 삼성전자주식회사 기판 처리 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
WO2021108294A2 (en) 2019-11-27 2021-06-03 Applied Materials, Inc. Processing chamber with multiple plasma units
WO2021108297A1 (en) 2019-11-27 2021-06-03 Applied Materials, Inc. Dual plasma pre-clean for selective gap fill
KR102362893B1 (ko) * 2019-11-27 2022-02-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN111463094B (zh) * 2020-04-16 2023-08-18 北京北方华创微电子装备有限公司 原子层刻蚀设备和原子层刻蚀方法
CN113903644A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 江苏鲁汶仪器有限公司 一种用于离子束刻蚀腔的挡件
US11664226B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density carbon films for hardmasks and other patterning applications
US11664214B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density, nitrogen-doped carbon films for hardmasks and other patterning applications
JP2022064042A (ja) * 2020-10-13 2022-04-25 株式会社Kelk 基板処理装置
KR102614922B1 (ko) * 2020-12-30 2023-12-20 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20220097202A (ko) * 2020-12-31 2022-07-07 세메스 주식회사 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR102567507B1 (ko) * 2020-12-31 2023-08-16 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 가스 분배 어셈블리
US20230033058A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Applied Materials, Inc. Reactor with inductively coupled plasma source
JP2023114814A (ja) * 2022-02-07 2023-08-18 日新電機株式会社 プラズマ処理装置
JP2023161689A (ja) * 2022-04-26 2023-11-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、およびリモートプラズマ源
CN116000022A (zh) * 2023-01-10 2023-04-25 散裂中子源科学中心 一种超导腔等离子体清洗的电路装置及其使用方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083363A (en) * 1997-07-02 2000-07-04 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for uniform, low-damage anisotropic plasma processing
US6184150B1 (en) * 1992-09-08 2001-02-06 Applied Materials Inc. Oxide etch process with high selectivity to nitride suitable for use on surfaces of uneven topography
JP2001085395A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Hitachi Ltd 表面処理装置
US20030032301A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Rajinder Dhindsa Showerhead electrode design for semiconductor processing reactor
JP2006114614A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Canon Anelva Corp プラズマ処理装置および方法
US20080193673A1 (en) * 2006-12-05 2008-08-14 Applied Materials, Inc. Method of processing a workpiece using a mid-chamber gas distribution plate, tuned plasma flow control grid and electrode
JP2010116596A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Shinmaywa Industries Ltd 基板支持装置およびこれを備えるプラズマ処理装置
US7780864B2 (en) * 2006-04-24 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma sources for controlling plasma ion radial distribution
US7862683B2 (en) * 2005-12-02 2011-01-04 Tokyo Electron Limited Chamber dry cleaning
TW201340164A (zh) * 2011-11-24 2013-10-01 Lam Res Corp 具有可撓性對稱射頻返回帶之電漿處理腔室
CN104103478A (zh) * 2013-04-05 2014-10-15 朗姆研究公司 用于半导体制造的内部等离子体格栅
TW201507022A (zh) * 2013-04-05 2015-02-16 Lam Res Corp 用於半導體製造之內部電漿格柵應用

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8629634D0 (en) * 1986-12-11 1987-01-21 Dobson C D Reactive ion & sputter etching
US5225024A (en) 1989-05-08 1993-07-06 Applied Materials, Inc. Magnetically enhanced plasma reactor system for semiconductor processing
US5350480A (en) * 1993-07-23 1994-09-27 Aspect International, Inc. Surface cleaning and conditioning using hot neutral gas beam array
US5561298A (en) * 1994-02-09 1996-10-01 Hughes Aircraft Company Destruction of contaminants using a low-energy electron beam
US5607542A (en) * 1994-11-01 1997-03-04 Applied Materials Inc. Inductively enhanced reactive ion etching
US5674321A (en) 1995-04-28 1997-10-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for producing plasma uniformity in a magnetic field-enhanced plasma reactor
KR100297719B1 (ko) * 1998-10-16 2001-08-07 윤종용 박막제조방법
KR100301066B1 (ko) * 1999-08-16 2001-11-01 윤종용 비금속 도전물질로 구성된 음극판을 갖는 전자빔 조사장비
JP4323021B2 (ja) * 1999-09-13 2009-09-02 株式会社エフオーアイ プラズマ処理装置
US7030335B2 (en) * 2000-03-17 2006-04-18 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma with arcing suppression
US8617351B2 (en) 2002-07-09 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with minimal D.C. coils for cusp, solenoid and mirror fields for plasma uniformity and device damage reduction
US20020185226A1 (en) * 2000-08-10 2002-12-12 Lea Leslie Michael Plasma processing apparatus
JP2002289585A (ja) 2001-03-26 2002-10-04 Ebara Corp 中性粒子ビーム処理装置
JP4073204B2 (ja) * 2001-11-19 2008-04-09 株式会社荏原製作所 エッチング方法
US6936551B2 (en) * 2002-05-08 2005-08-30 Applied Materials Inc. Methods and apparatus for E-beam treatment used to fabricate integrated circuit devices
JP2004281230A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Ebara Corp ビーム源及びビーム処理装置
US7022611B1 (en) * 2003-04-28 2006-04-04 Lam Research Corporation Plasma in-situ treatment of chemically amplified resist
US6903511B2 (en) * 2003-05-06 2005-06-07 Zond, Inc. Generation of uniformly-distributed plasma
USH2212H1 (en) 2003-09-26 2008-04-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for producing an ion-ion plasma continuous in time
KR101001743B1 (ko) 2003-11-17 2010-12-15 삼성전자주식회사 헬리컬 자기-공진 코일을 이용한 이온화 물리적 기상 증착장치
KR100555849B1 (ko) * 2003-11-27 2006-03-03 주식회사 셈테크놀러지 중성입자빔 처리장치
US20050224722A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing charge density on a dielectric coated substrate after exposure to large area electron beam
US20050281958A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-22 Walton Scott G Electron beam enhanced nitriding system (EBENS)
US20080019367A1 (en) * 2004-06-30 2008-01-24 Satoshi Ito Communication Device, Communication Setting Method, Communication Setting Program And Recording Medium On Which Is Recorded A Communication Setting Program
US7268084B2 (en) 2004-09-30 2007-09-11 Tokyo Electron Limited Method for treating a substrate
US7777197B2 (en) * 2005-06-02 2010-08-17 Applied Materials, Inc. Vacuum reaction chamber with x-lamp heater
AU2006259381B2 (en) 2005-06-17 2012-01-19 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Boost devices and methods of using them
US7351264B2 (en) * 2005-07-27 2008-04-01 Wilson Michael T Liner for prosthesis
US7358484B2 (en) * 2005-09-29 2008-04-15 Tokyo Electron Limited Hyperthermal neutral beam source and method of operating
US20070119375A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Darrin Leonhardt Dual large area plasma processing system
KR100835355B1 (ko) 2006-07-25 2008-06-04 삼성전자주식회사 플라즈마를 이용한 이온주입장치
US7829469B2 (en) * 2006-12-11 2010-11-09 Tokyo Electron Limited Method and system for uniformity control in ballistic electron beam enhanced plasma processing system
US7884025B2 (en) 2007-01-30 2011-02-08 Applied Materials, Inc. Plasma process uniformity across a wafer by apportioning ground return path impedances among plural VHF sources
US20080178803A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Collins Kenneth S Plasma reactor with ion distribution uniformity controller employing plural vhf sources
TW200845197A (en) 2007-03-28 2008-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma etching apparatus
US20090084501A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Tokyo Electron Limited Processing system for producing a negative ion plasma
US20090095714A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Tokyo Electron Limited Method and system for low pressure plasma processing
US20110024366A1 (en) * 2007-10-15 2011-02-03 M-I Swaco Norge As Method of inhibiting salt precipitation from aqueous streams
US9520275B2 (en) * 2008-03-21 2016-12-13 Tokyo Electron Limited Mono-energetic neutral beam activated chemical processing system and method of using
US8263499B2 (en) * 2008-03-31 2012-09-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and computer readable storage medium
US7732759B2 (en) * 2008-05-23 2010-06-08 Tokyo Electron Limited Multi-plasma neutral beam source and method of operating
US8043434B2 (en) 2008-10-23 2011-10-25 Lam Research Corporation Method and apparatus for removing photoresist
US20100190098A1 (en) * 2009-01-27 2010-07-29 Applied Materials, Inc. Infrared endpoint detection for photoresist strip processes
KR101285265B1 (ko) * 2009-02-06 2013-07-12 캐논 아네르바 가부시키가이샤 플라즈마 처리장치, 플라즈마 처리방법 및 피처리 기판을 포함한 소자 제조방법
KR101572100B1 (ko) * 2009-05-31 2015-11-26 위순임 복합 주파수를 이용한 대면적 플라즈마 반응기
US20110139748A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 University Of Houston Atomic layer etching with pulsed plasmas
US20110177694A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Tokyo Electron Limited Switchable Neutral Beam Source
US8343371B2 (en) * 2010-01-15 2013-01-01 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for improving photoresist properties using a quasi-neutral beam
KR101080604B1 (ko) * 2010-02-09 2011-11-04 성균관대학교산학협력단 원자층 식각 장치 및 이를 이용한 식각 방법
US9190289B2 (en) * 2010-02-26 2015-11-17 Lam Research Corporation System, method and apparatus for plasma etch having independent control of ion generation and dissociation of process gas
US20130059448A1 (en) 2011-09-07 2013-03-07 Lam Research Corporation Pulsed Plasma Chamber in Dual Chamber Configuration
CN103620729B (zh) * 2011-04-11 2016-10-12 朗姆研究公司 用于半导体处理的电子束增强解耦源
US20120258607A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-11 Lam Research Corporation E-Beam Enhanced Decoupled Source for Semiconductor Processing
JP6016339B2 (ja) * 2011-08-12 2016-10-26 東京エレクトロン株式会社 カーボンナノチューブの加工方法及び加工装置
US20130098873A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Applied Materials, Inc. Overhead electron beam source for plasma ion generation in a workpiece processing region
US9129777B2 (en) * 2011-10-20 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Electron beam plasma source with arrayed plasma sources for uniform plasma generation
US20140360670A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Tokyo Electron Limited Processing system for non-ambipolar electron plasma (nep) treatment of a substrate with sheath potential
US9147581B2 (en) 2013-07-11 2015-09-29 Lam Research Corporation Dual chamber plasma etcher with ion accelerator
US9159606B1 (en) * 2014-07-31 2015-10-13 Applied Materials, Inc. Metal air gap
US9362131B2 (en) * 2014-08-29 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Fast atomic layer etch process using an electron beam
US10475626B2 (en) 2015-03-17 2019-11-12 Applied Materials, Inc. Ion-ion plasma atomic layer etch process and reactor
US20180277340A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Yang Yang Plasma reactor with electron beam of secondary electrons

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184150B1 (en) * 1992-09-08 2001-02-06 Applied Materials Inc. Oxide etch process with high selectivity to nitride suitable for use on surfaces of uneven topography
US6083363A (en) * 1997-07-02 2000-07-04 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for uniform, low-damage anisotropic plasma processing
JP2001085395A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Hitachi Ltd 表面処理装置
US20030032301A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Rajinder Dhindsa Showerhead electrode design for semiconductor processing reactor
JP2006114614A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Canon Anelva Corp プラズマ処理装置および方法
US7862683B2 (en) * 2005-12-02 2011-01-04 Tokyo Electron Limited Chamber dry cleaning
US7780864B2 (en) * 2006-04-24 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma sources for controlling plasma ion radial distribution
US20080193673A1 (en) * 2006-12-05 2008-08-14 Applied Materials, Inc. Method of processing a workpiece using a mid-chamber gas distribution plate, tuned plasma flow control grid and electrode
JP2010116596A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Shinmaywa Industries Ltd 基板支持装置およびこれを備えるプラズマ処理装置
TW201340164A (zh) * 2011-11-24 2013-10-01 Lam Res Corp 具有可撓性對稱射頻返回帶之電漿處理腔室
CN104103478A (zh) * 2013-04-05 2014-10-15 朗姆研究公司 用于半导体制造的内部等离子体格栅
TW201507022A (zh) * 2013-04-05 2015-02-16 Lam Res Corp 用於半導體製造之內部電漿格柵應用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107636793B (zh) 2019-10-25
TW201705185A (zh) 2017-02-01
US20160276134A1 (en) 2016-09-22
CN107636793A (zh) 2018-01-26
US20200035454A1 (en) 2020-01-30
US10475626B2 (en) 2019-11-12
US11101113B2 (en) 2021-08-24
JP2024020348A (ja) 2024-02-14
JP7385621B2 (ja) 2023-11-22
US20180261429A1 (en) 2018-09-13
KR102478896B1 (ko) 2022-12-19
JP2018510470A (ja) 2018-04-12
WO2016148769A1 (en) 2016-09-22
JP2021153056A (ja) 2021-09-30
JP6891123B2 (ja) 2021-06-18
KR20170130467A (ko) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI713076B (zh) 電子束電漿反應器、在電子束電漿反應器中處理工作部件的方法以及利用在處理腔室中電子束電漿來源施行原子層蝕刻的方法
US20210217591A1 (en) Process chamber for cyclic and selective material removal and etching
US7837826B2 (en) Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
US20170062184A1 (en) Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
KR20210038938A (ko) 플라즈마 공정을 위한 방법 및 장치
JP4714309B2 (ja) プラズマ加工装置
WO2003054912A1 (en) Method and apparatus comprising a magnetic filter for plasma processing a workpiece
JP2002237489A (ja) 低周波誘導型高周波プラズマ反応装置
KR20060090745A (ko) 플라즈마 처리 장치용 측면 ｒｆ 코일 및 측면 히터
KR101496841B1 (ko) 혼합형 플라즈마 반응기
US20070017897A1 (en) Multi-frequency plasma enhanced process chamber having a toroidal plasma source
JPH09289193A (ja) プラズマ発生装置及びその方法、並びにプラズマ処理装置及びその方法
TW201318484A (zh) 於工作件處理區域中用於產生電漿離子之頂部電子束源
JP2021503686A (ja) 製造プロセスにおける超局所化及びプラズマ均一性制御
US20200006036A1 (en) Methods and apparatus for electron beam etching process
JP2004353066A (ja) プラズマ源およびプラズマ処理装置
KR100785404B1 (ko) 유도 결합형 플라즈마 안테나 및 이를 이용한 기판 처리장치와 방법
WO2017221832A1 (ja) プラズマ源及びプラズマ処理装置
CN117133648A (zh) 基板处理方法和基板处理装置
KR101237400B1 (ko) 플라즈마 식각 장치