使用离子束的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使用离子束的半导体装置。该半导体装置可包括施加电压的第一格栅。施加到第一格栅的电压可具有与施加到等离子体腔的壁部分的参考电压相同的电势电平，等离子体腔中可产生等离子体。第一格栅可毗邻等离子体。因此，第一格栅和等离子体腔的壁部分之间的电势电平差可以为零，因此等离子体可以是稳定的。

【技术实现步骤摘要】

这里公开的示范性实施例涉及用于制造半导体器件的半导体装置，例 如，用于制造半导体器件的使用离子束的半导体装置。
技术介绍
半导体装置可用于各种半导体制造工艺。例如，半导体装置可用于材料 层或衬底蚀刻、氧化、氮化、掺杂剂离子注入或表面处理。通常，使用离子束的半导体装置包括第一和第二档4册(grid)以及其中 可产生等离子体的腔。第一格栅可相对靠近等离子体，第二格栅可相对远离 等离子体。例如，第二档，栅可靠近待处理的半导体衬底。相对高的正电势可 施加到第一格栅，地电势可施加到第二格栅。由于第一和第二格栅之间的电 势差，由腔中的正等离子体形成的离子束会从第 一格栅通过第二格栅运行到 半导体衬底。然而，这样的半导体装置具有局限性。例如，因为地电势通常施加到腔 壁，腔内的等离子体的电势会通过施加到第一格栅的高的正电势而增大。因 此，由于例如腔壁和第一格栅之间的电势差的变化，等离子体会变得不稳定。 结果，溅射会通过等离子体的离子而发生在腔壁上，或者会发生离子束的波 动或挠曲，导致半导体器件的制造有缺陷。此外，因为半导体装置会需要精 度调节来解决这样的局限性，所以工艺窗(process window)减小。
技术实现思路
示范性实施例提供一种使用离子束同时保持等离子体稳定的半导体装 置。示范性实施例还提供一种能够诱发具有足够能量水平的离子束同时保持 等离子体稳定的半导体装置。示范性实施例提供一种半导体装置，包括等离子体腔，包括可向其施 加参考电压的壁部分和其中可产生等离子体的内部空间；以及多个格栅，邻近该等离子体腔且从等离子体诱发离子束。每个格栅可包括离子束可从其穿过的多个诱发孔。具有与参考电压相同电势电平的电压可施加到多个格冲册中 最靠近等离子体的第一格栅，具有与参考电压不同电势电平的电压可施加到 多个格栅中最远离等离子体的最后格栅。因为施加到第 一格栅的电压可具有与参考电压相同的电势电平，所以等 离子体的稳定性不会受第一格栅和等离子体腔的壁部分之间的电势差的影 响。此外，因为施加到最后格栅的电压可具有与参考电压不同的电势电平， 所以与第 一和最后格栅之间的电势电平差相应的能量可提供给离子束。在示范性实施例中，离子束可以是正离子束。施加到最后格栅的电压可 具有比参考电压低的电势电平。所述多个格栅可包括至少一个布置在第一和 最后格栅之间作为通量调整格栅的格栅。具有比参考电压低的电势电平的电 压可施加到通量调整格栅。施加到通量调整格栅的电压可具有比施加到最后 格栅的电压低的电势电平。在另一示范性实施例中，离子束可以是负离子束。施加到最后格栅的电 压可具有比参考电压高的电势电平。该多个格栅可包括至少一个在第一和最 后格栅之间作为通量调整格栅的格栅。具有比参考电压高的电势电平的电压 可施加到通量调整格栅。施加到通量调整格栅的电压可具有比施加到最后格 栅的电压高的电势电平。在又一示范性实施例中，半导体装置还可包括用于将离子束转化为中性 束的中性化单元。该多个格栅可设置在等离子体腔和中性化单元之间。具有 与施加到最后格栅的电压相同电势电平的电压可施加到中性化单元。中性化 单元可包括与离子束成角度定位的多个反射板。供选地，中性化单元可包括 板，可穿过其形成多个穿孔。离子束在通过穿孔时可转化为中性束。中性化 单元的穿孔可对准格栅的诱发孔。穿孔可具有比诱发孔大的高宽比。在又一示范性实施例中，等离子体腔的壁部分可包括外壁和内壁，外壁 可由导电材料形成，内壁可在外壁上且可由介电材料形成。内壁可毗邻等离 子体腔的内部空间，参考电压可施加到外壁。在再一示范性实施例中，参考 电压可具有地电势电平。附图说明包括附图以提供对示范性实施例的进一步理解，附图并入本说明书中且 构成本说明书的一部分。附图示出半导体装置的示范性实施例，且与文字描述一起用来说明示范性实施例的原理。图中图l是根据示范性实施例的半导体装置的示意图； 图2是示出图1的A部分的放大图3是曲线图，示出在离子束的离子是正离子的情况下提供给等离子体 腔、中性化单元(neutralizing unit)和格栅的电压；图4是曲线图，示出在离子束的离子是负离子的情况下提供给等离子体 腔、中性化单元和格栅的电压；以及图5是根据示范性实施例的半导体装置的示意图。应注意，这些图意在示出某些示范性实施例中使用的方法、结构和/或材 料的一般特征且意在补充下面提供的书面描述。然而，这些图不是按比例的， 并不精确地反映任何所给实施例的精确结构或性能特征，且不能解释为对示 范性实施例所包含的值的范围或属性的定义或限制。特别地，为清楚起见， 元件的相对尺寸或定位可能被减小或放大。各个图中相似或相同的附图标记 的使用意在指示相似或相同的元件或特征的存在。具体实施例方式下面参考附图更充分地描述示范性实施例，附图中示出示范性实施例。然而，示范性实施例可以以许多不同的形式体现，且不应理解为局限于这里阐述的示范性实施例。而是，提供这些实施例以使本公开彻底和完全，且向本领域技术人员充分传达示范性实施例的范围。在图中，为了清楚起见，放大了层和区域的尺寸和相对尺寸。将理解，当一元件称作在另一元件"上"，"连接到"或"耦合到"另一元件等时，其能直接在另一元件或层上，连接到或耦合到另一元件或层，或 者可存在居间元件或层。相反，当一元件称作"直接在，，另一元件或层"上"、 "直接连接到，，或"直接耦合到"另一元件或层时，不存在居间元件或层。 贯穿全文，相同的附图标记代表相同的元件。这里使用时，术语"和/或"包 括一个或多个相关所列项的任一和全部组合。将理解，虽然术语第一、第二、第三等可在这里用来描述各种元件、组 元、区域、层和/或部分，但是这些元件、组元、区域、层和/或部分不应被 这些术语限制。这些术语仅用于将一元件、组元、区域、层或部分与另一区 域、层或部分区分开。因此，下文论述的第一元件、组元、区域、层或部分能被称为第二元件、组元、区域、层或部分而不偏离示范性实施例的教导。 空间相关术语例如"下面"、"下方"、"下"、"上面"、"上，，等可在此用 于简化叙述，以描述如图所示的一个元件或特征与另一 (另外多个)元件或 特征的关系。将理解，空间相关术语意在包括除图中所示取向之外器件在使 用或操作中的不同取向。例如，如果图中的器件被倒置，则描述为在其他元 件或特征"下方"或"下面"的元件将取向为在其他元件或特征"上方"。 因此，示范性术语"下方"可包含上方和下方两种取向。器件可以另外地取向(旋转90度或在其他方向)，相应地解释这里使用的空间相关描述语。这里使用的术语仅用于描述特定的实施例，无意限制示范性实施例。这 里使用时，单数形式"一"、"一个"和"该"意在也包括复数形式，除非上 下文清楚地另外说明。还将理解，本说明书中使用时术语"包括，，和/或"由... 组成"表明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组元的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、揚:作、元件、组元和/或其组群的存在 或添力口。下面将参考附图更详细地描述示范性实施例。然而，示范性实施例可以 是不同的形式，不应解释为局限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施 例以使本7>开彻底和完全，且向本领域技术人员全面地传达示范性实施例的 范围。贯穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：　等离子体腔，包括壁部分和内部空间，向壁部分施加参考电压，在内部空间中产生等离子体；以及　多个格栅，邻近该等离子体腔且从等离子体诱发离子束，其中　每个格栅包括离子束从其穿过的多个诱发孔，　具有与该参考电压相同电势电平的电压施加到第一格栅，且　具有与该参考电压不同电势电平的电压施加到最后格栅；其中　第一格栅是最靠近等离子体的格栅，最后格栅是最远离等离子体的格栅。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄盛煜，李英姬，申哲浩，李振硕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]