包括多个电子源的等离子体加工装置制造方法及图纸

一种等离子体加工装置包括：加工室；衬底，其设置在该加工室中；以及多个电子源，其被配置成向在该加工室中产生的等离子体供应电子。该多个电子源中的每一个电子源包括面对该加工室中的等离子体的第一侧。该多个电子源中的每一个电子源还包括设置在该第一侧处并且被配置成保持处于负直流偏压的谐振结构。配置成保持处于负直流偏压的谐振结构。配置成保持处于负直流偏压的谐振结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多个电子源的等离子体加工装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年9月17日提交的名称为“PLASMAPROCESSING APPARATUSES INCLUDING MULTIPLE ELECTRON SOURCES[包括多个电子源的等离子体加工装置]”的美国专利申请号16/572,696的优先权；该美国专利申请的披露内容通过引用以其全文明确结合在此。


[0003]本专利技术总体上涉及等离子体加工装置，并且在具体实施例中，涉及用于使用多个电子源进行等离子体加工的装置和方法。

技术介绍

[0004]微电子工件内的器件形成可以涉及包括衬底上多个材料层的形成、图案化和去除在内的一系列制造技术。为了实现当前和下一代半导体器件的物理和电气规格，对于各种图案化工艺，期望能够在维持结构完整性的同时减小特征尺寸的加工设备和方法。随着器件结构的致密化和垂直发展，对精密材料加工的期望变得越来越迫切。
[0005]在等离子体工艺中，选择性、轮廓控制、膜保形性和均匀性之间的权衡可能难以管理。例如，使用电子束维持等离子体的等离子体加工技术可以为比如高纵横比接触(HARC)型刻蚀和图案化应用等敏感等离子体工艺而且为原子级刻蚀(ALE)和原子级沉积(ALD)提供各种优点。然而，供应电子的电子源(比如空心阴极或外部源)可能出奇地大且笨重。因此，可能期望可以为电子束维持等离子体供应电子的较小电子源。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的实施例，一种等离子体加工装置包括：加工室；衬底，其设置在该加工室中；以及多个电子源，其被配置成向在该加工室中产生的等离子体供应电子。该多个电子源中的每一个电子源包括面对该加工室中的等离子体的第一侧。该多个电子源中的每一个电子源还包括设置在该第一侧处并且被配置成保持处于负直流偏压的谐振结构。
[0007]根据另一实施例，一种等离子体加工装置包括：加工室；衬底，其设置在该加工室中；以及谐振天线阵列，其附接到该加工室。该谐振天线阵列被配置成接收射频功率并且产生被引导朝向该加工室中的等离子体的多个电子束。
[0008]根据本专利技术的又一实施例，一种等离子体加工装置包括：加工室，其包括室壁；衬底，其设置在该加工室中；单片介电材料主体，其附接到该室壁；多个电子源，其设置在该单片介电材料主体中；以及气体增压室，其耦合到该多个电子源。该加工室包括平行于该衬底的主要表面测量的最大宽度。该多个电子源中的每一个电子源被配置成向在该加工室中产生的等离子体供应电子。该气体增压室被配置成向该多个电子源供应气体。该多个电子源连同该气体增压室包括从该室壁测量的最大厚度。该最大宽度与该最大厚度的比率大于100。
附图说明
[0009]为了更完整地理解本专利技术和其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：
[0010]图1A和图1B展示了根据本专利技术的实施例的包括环绕加工室的多个电子源的示例等离子体加工装置的示意图，其中图1A展示了等离子体加工装置的平面图并且图1B展示了等离子体加工装置的截面视图；
[0011]图2A和图2B展示了根据本专利技术的实施例的包括设置在加工室的室壁处的多个电子源的示例等离子体加工装置的示意图，其中图2A展示了等离子体加工装置的平面图并且图2B展示了等离子体加工装置的截面视图；
[0012]图3A和图3B展示了根据本专利技术的实施例的包括设置在衬底上方的多个电子源的示例等离子体加工装置的示意图，其中图3A展示了等离子体加工装置的平面图并且图3B展示了等离子体加工装置的截面视图；
[0013]图4展示了根据本专利技术的实施例的包括气体增压器、传输线路和谐振电路元件的多个示例电子源的示意性截面视图；
[0014]图5展示了根据本专利技术的实施例的示例电子源以及由来自该电子源的电子维持的相关联等离子体的示意性截面视图；
[0015]图6展示了根据本专利技术的实施例的包括离子阱的示例电子源以及由来自该电子源的电子维持的相关联等离子体的示意性截面视图；
[0016]图7展示了根据本专利技术的实施例包括的示例等离子体加工系统的示意性框图；以及
[0017]图8展示了根据本专利技术的实施例的操作等离子体加工装置的示例方法。
[0018]除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号通常指代对应的部分。绘制图以清楚地展示实施例的相关方面，并且这些图不一定按比例绘制。图中绘制的特征的边缘不一定指示特征范围的终止。
具体实施方式
[0019]下文详细讨论各种实施例的制作和使用。然而，应当理解，本文描述的各种实施例可应用于各种各样的具体情况。所讨论的具体实施例仅是制作和使用各种实施例的具体方式的说明并且不应在有限的范围内解释。
[0020]如本文描述的，各种技术涉及使用精密等离子体加工技术(利用电子束维持等离子体)的器件制作。例如，这样的加工技术可以包括刻蚀工艺和/或沉积工艺。在半导体制造中，从前段制程(FEOL，例如，晶体管制作)到后端制程(BEOL，例如，互连制作)都有若干个明显的实例，其中，要以高精度对材料进行操纵。电子束维持等离子体可以在低压下产生并且具有低电子温度和基本上均匀密度，这可能非常适合于精密加工。
[0021]使用电子束维持等离子体的常规等离子体加工装置和方法利用大型电子源，这些大型电子源增加等离子体加工装置的占用面积。例如，此类大型电子源包括外部源(例如，外部等离子体)和空心阴极。常规等离子体加工装置的尺寸增加会不利地限制等离子体加工装置在现有加工系统中的适用性。例如，可能期望最大化加工室的尺寸以允许同时加工更大的衬底区域。然而，结合在常规等离子体加工装置中的大型电子源必须被考虑在等离
子体加工装置的整体尺寸内。为了将常规等离子体加工装置集成到现有系统(例如，自动组合设备(cluster tool))中，可以减小加工室的尺寸，这对吞吐量和可行性有负面影响。
[0022]替代性地，可以减小自动组合设备中的常规等离子体加工装置的数量，这也对吞吐量有负面影响。例如，可能期望在自动组合设备中包括尽可能多的常规等离子体加工装置，以提高吞吐量并且高效地利用可用空间。自动组合设备的设计还可以引入多个其他考虑因素(例如，可维护性和接近性)，这些考虑因素可能进一步限制在自动组合设备中的常规等离子体加工装置的加工室周围可用的实际面积(real
‑
estate)。因此，结合在常规等离子体加工装置中的大型电子源对可以在给定自动组合设备中包括的等离子体加工装置的数量施加了限制。
[0023]本文描述的实施例提供了用于使用多个电子源向等离子体供应电子来进行等离子体加工的装置和方法。等离子体可以是电子束维持等离子体。实施例包括设置在加工室中的衬底。该多个电子源可以被配置成接收交流(AC)功率。例如，该AC功率可以具有高于约30MHz的频率。该多个电子源可以部分地或完全地围绕该加工室延伸。替代性地或另外地，该多个电子源可以以阵列形式设置在该衬底上方。
[0024]这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体加工装置，包括：加工室；衬底，该衬底设置在该加工室中；以及多个电子源，该多个电子源被配置成向在该加工室中产生的等离子体供应电子，其中，该多个电子源中的每一个电子源包括第一侧，该第一侧面对该加工室中的等离子体，以及谐振结构，该谐振结构设置在该第一侧处并且被配置成保持处于负直流(DC)偏压。2.如权利要求1所述的等离子体加工装置，其中，该多个电子源以阵列形式被设置成附接到该加工室的室壁，该室壁基本上垂直于该衬底的主要表面。3.如权利要求2所述的等离子体加工装置，其中，该阵列完全地围绕该加工室延伸。4.如权利要求1所述的等离子体加工装置，其中，该多个电子源以阵列形式设置在该衬底上方。5.如权利要求1所述的等离子体加工装置，其中，每一个谐振结构包括被配置成产生相应的电子源等离子体的谐振天线，该电子源等离子体供应通过相应的负DC偏压而加速朝向该等离子体的电子。6.如权利要求1所述的等离子体加工装置，进一步包括：离子阱，该离子阱设置在该多个电子源处；其中，由该多个电子源产生的离子通过相应的负DC偏压而加速远离该等离子体；并且其中，该离子阱被配置成将这些离子载离该加工室。7.一种等离子体加工装置，包括：加工室；衬底，该衬底设置在该加工室中；以及谐振天线阵列，该谐振天线阵列附接到该加工室，该谐振天线阵列被配置成接收射频(RF)功率并且产生被引导朝向该加工室中的等离子体的多个电子束。8.如权利要求7所述的等离子体加工装置，其中，这些电子束中的每一个电子束被引导而平行于该衬底的主要表面。9.如权利要求8所述的等离子体加工装置，其中，这些电子束中的每一个电子束进一步被引导朝向该加工室的垂直于该主要表面的中心轴线。10.如权利要求7所述的等离子体加工装置，其中，该多个电子束中的每一个电子束被引导而垂直于该衬底的主要表面。11.如权利要求7所述的等离子体加工装置，其中，该谐振天线阵列设置在单片介电材料主体中。12.如权利要求7所述的等离子体加工装置，进一步包括：设置在该谐振天线阵列处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：