用于广角度离子束的可调谐提取组合件制造技术

本发明专利技术提供一种离子束处理系统，包含：等离子腔室；等离子板，安置在等离子腔室旁边，等离子板界定第一提取孔；射束阻断器，安置在等离子腔室内且面向提取孔；阻断器电极，安置在等离子腔室外部的射束阻断器的表面上；以及提取电极，安置在等离子腔室外部的等离子板的表面上。面上。面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于广角度离子束的可调谐提取组合件


[0001]本实施例涉及一种等离子处理设备，且更确切地说，涉及使用新颖离子提取组合件从等离子源提取的成角度的离子束。

技术介绍

[0002]制造复杂3D半导体结构常常采用离子辅助等离子工艺。许多这种工艺使用相对于衬底平面的法线具有零入射角度或较小入射角度的离子束。存在例如沟槽侧壁的受控制的蚀刻的工艺，其中要求具有相对于法线表征为高平均角度(>50
°
)的离子角分布(ion angular distributions；IAD)的离子束。这种高入射角度可通过在零度(当在预设“水平”定向处定向晶片时，相对于晶片法线)下提取射束和在所需角度下倾斜晶片来获得。举例来说，可引导具有比待处理的衬底的区域更小的横截面的离子束以大体上沿着水平面的法线定向冲击，同时沿着水平方向扫描倾斜衬底(相对于水平面)以顺序方式将整个衬底暴露到离子束。这一方法的缺点为工艺未均一性地跨越晶片表面：考虑到固有射束发散，随着在射束的前方扫描晶片(衬底)，离子束剂量将存在变化。
[0003]关于这些和其它考虑因素来提供本公开。

技术实现思路

[0004]提供此
技术实现思路
以按简化形式引入下文在具体实施方式中进一步描述的概念选择。此
技术实现思路
并不意图识别所主张主题的关键特征或基本特征，且
技术实现思路
也不意图用于辅助确定所主张主题的范围。
[0005]根据本公开的非限制性实施例的一种离子束处理系统可包含：等离子腔室；等离子板，安置在等离子腔室旁边，等离子板界定第一提取孔；射束阻断器，安置在等离子腔室内且面向提取孔；阻断器电极，安置在等离子腔室外部的射束阻断器的表面上；以及萃取电极，安置在等离子腔室外部的等离子板的表面上。
[0006]根据本公开的另一非限制性实施例的一种离子束处理系统可包含：等离子腔室；等离子板，由电绝缘材料形成，安置在等离子腔室旁边，等离子板界定第一提取孔；射束阻断器，由电绝缘材料形成，安置在等离子腔室内且面向提取孔；阻断器电极，由导电材料形成且由第一介电涂层覆盖，安置在等离子腔室外部的射束阻断器的表面上，其中阻断器电极为平面的且具有在垂直于射束阻断器的前表面的方向上测量的厚度，其中阻断器电极的厚度小于1毫米；提取电极，由导电材料形成且由第一介电涂层覆盖，安置在等离子腔室外部的等离子板的表面上，其中提取电极为平面的且具有在垂直于等离子板的前表面的方向上测量的厚度，其中提取电极的厚度小于1毫米；以及脉冲式电压电源，电耦接到等离子腔室和提取电极以在提取电极与等离子腔室之间产生偏置电压。
[0007]根据本公开的非限制性实施例的一种制造离子束处理系统的等离子板组合件的方法可包含：提供由电绝缘材料形成的等离子板，等离子板界定伸长的提取孔；将导电材料施加到包围提取孔的等离子板的前表面以形成提取电极，提取电极为平面的且具有在垂直
于等离子板的前表面的方向上测量的小于1毫米的厚度；以及将介电涂层施加到等离子板和提取电极，介电涂层覆盖等离子板的前表面和提取电极。
[0008]根据本公开的非限制性实施例的一种制造离子束处理系统的阻断器组合件的方法可包含：提供由电绝缘材料形成的射束阻断器；将导电材料施加到射束阻断器的前表面以形成阻断器电极，阻断器电极为平面的且具有在垂直于射束阻断器的前表面的方向上测量的小于1毫米的厚度；以及将介电涂层施加到射束阻断器和阻断器电极，介电涂层覆盖射束阻断器的前表面和阻断器电极。
附图说明
[0009]图1呈现与本公开的实施例一致的处理设备的竖直横截面。
[0010]图2A
‑
2D共同地描绘根据本公开的实施例的随时间而变的电子和离子分布的演进。
[0011]图3A
‑
3C描绘根据图1布置的处理设备的操作情境，且示出提取区域中的细束、形状以及静电位分布。
[0012]图4A
‑
4C描示出出图3A
‑
3C中所描绘的情境的离子角分布的曲线。
[0013]图5呈现与本公开的另一实施例一致的处理设备的竖直横截面。
[0014]图6A
‑
6F描绘根据图5布置的处理设备的操作情境，且示出提取区域中的细束、形状以及静电位分布。
[0015]图7A
‑
7F描示出出图6A
‑
6F中所描绘的情境的离子角分布的曲线。
[0016]图8A和8B为示出与本公开的实施例一致的处理设备的等离子腔室和提取组合件的透视图和分解图。
[0017]图9A
‑
9C为示出与本公开的实施例一致的制造处理设备的等离子板、提取电极以及第一介电涂层的方法的一系列透视图。
[0018]图10为示出图9A
‑
9C中所阐述的方法的流程图。
[0019]图11A
‑
11C为示出与本公开的实施例一致的制造处理设备的射束阻断器、阻断器电极以及第二介电涂层的方法的一系列透视图。
[0020]图12为示出图11A
‑
11C中所阐述的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]现将在下文参考附图更充分地描述本实施例，附图中示出了一些实施例。本公开的主题可以许多不同形式实施且不应解释为限于本文中所阐述的实施例。提供这些实施例以使得本公开将透彻且完整，并且将向所属领域的技术人员充分传达主题的范围。在附图中，相同标号始终指代相同元件。
[0022]本文描述的实施例提供用于使用隐藏偏转电极控制引导到衬底的离子角分布的系统和方法。在一些实施例中，公开一种设备，所述设备促进在小型离子束源(compact ion beam source)中产生具有较大晶片上入射角度的离子束。除提取具有高入射角度的离子束之外，本实施例可在化学反应性等离子(原料气体：C
x
F
y
、C
x
H
y
F
z
、SF6、H2、O2、Cl2、I2、Br2、和/或其混合物)的情况下使用以产生离子基团和高反应性基团。确切地说，可提取具有高晶片上入射角度(例如高达45
°
)的在几百电子伏特到几千电子伏特范围内的离子束和几十毫安的
束流。作为装置处理的实例，由本实施例提供的对称带状细束提取的使用允许在平行于提取组合件扫描衬底时在复杂半导体结构中同步处理竖直沟渠壁。
[0023]在以下实施例中，离子束处理系统可包含等离子腔室和提取组合件。提取组合件可包含沿着等离子腔室的一侧安置的等离子板，其中等离子板包含提取孔。根据本公开的各种实施例的，等离子板可由电绝缘材料形成。提取组合件可包含射束阻断器，所述射束阻断器还由电绝缘材料形成，安置在等离子腔室内同时面向提取孔。因此，射束阻断器可用以将提取孔划分成两个单独子孔。提取组合件可包含阻断器电极，所述阻断器电极包含安置在等离子腔室外部的射束阻断器的面上的导电薄膜，以及提取电极，所述提取电极包含安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种离子束处理系统，包括：等离子腔室；等离子板，安置在所述等离子腔室旁边，所述等离子板界定提取孔；射束阻断器，安置在所述等离子腔室内且面向所述提取孔；阻断器电极，安置在所述等离子腔室外部的所述射束阻断器的表面上；以及提取电极，安置在所述等离子腔室外部的所述等离子板的表面上。2.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述等离子板由电绝缘材料形成，且所述射束阻断器由电绝缘材料形成。3.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述阻断器电极由导电材料形成且被第一介电涂层覆盖，且其中所述提取电极由导电材料形成且被第二介电涂层覆盖。4.根据权利要求3所述的离子束处理系统，其中所述阻断器电极的部分未被所述第一介电涂层覆盖，以用于促进所述阻断器电极到脉冲式电压电源的电连接。5.根据权利要求3所述的离子束处理系统，其中所述提取电极的部分未被所述第二介电涂层覆盖，以用于促进所述提取电极到脉冲式电压电源的电连接。6.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述阻断器电极为平面的且具有在垂直于所述射束阻断器的前表面的方向上测量的厚度，其中所述厚度小于1毫米。7.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述提取电极为平面的且具有在垂直于所述等离子板的前表面的方向上测量的厚度，其中所述厚度小于1毫米。8.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述阻断器电极的最外边缘在平行于所述射束阻断器的前表面的方向上相对于所述射束阻断器的最外边缘凹入。9.根据权利要求1所述的离子束处理系统，其中所述提取电极的最外边缘在平行于所述等离子板的前表面的方向上相对于界限所述提取孔的所述等离子板的边缘凹入。10.根据权利要求1所述的离子束处理系统，还包括：脉冲式电压电源，电耦接到所述等离子腔室和所述提取电极以在所述提取电极与所述等离子腔室之间产生偏置电压。11.根据权利要求10所述的离子束处理系统，所述脉冲式电压电源具有脉冲组件以在所述提取电极与所述等离子腔室之间产生脉冲式偏置电压。12.根据权利要求10所述的离子束处理系统，还包括容纳衬底的处理腔室，所述脉冲式电压电源在第一侧上电耦接到所述等离子腔室且在第二侧上电耦接到所述提取电极、所述阻断器电极以及所述衬底。13.根据权利要求10所述的离子束处理系统，其中所述脉冲式电压电源为第一脉冲式电压电源，所述离子束处理系统还包括第二脉冲式电压电源，所述第二脉冲式电压电源电耦接到所述阻断器电极以用于相对于所述提取电极差分地偏置所述阻断器电极。14.一种离子束处理系统，包括：等离子腔室；等离子板，由电绝缘材料形成，安置在所述等离子腔室旁边，所述等离子板界定提取孔；射束阻断器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰伊，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：