(57)【要約】  本開示は、電子ビームエネルギー、プラズマイオンエネルギー、及びラジカル集団を独立して調整するための電子ビームプラズマ源を有するプラズマリアクタを操作する方法に関する。本開示は、更に、電子ビームを生成するためのＲＦ駆動電極を有するプラズマリアクタ用の電子ビーム源に関する。
2019500741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内でワークピースを処理する方法であって、
ワークピースの表面に平行なシート電子ビームを用いて前記処理チャンバ内でプラズマを発生させることによってプラズマ電子温度を制限するステップと、
ワークピース支持体に結合されたバイアス電力のレベルを制御することによって、プラズマに対するワークピース電位を０〜２５ボルトの範囲に制御するステップと、
処理チャンバに供給するリモートプラズマ源の生産速度を制御することによって、プラズマ中のラジカル集団を独立して制御するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記プラズマ電子温度の前記制限は、印加されるバイアス電力が存在しない場合に、プラズマに対するワークピース電位を数ボルト以下に制限するように行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子ビームエネルギーをサブｋｅＶ〜数ｋｅＶの範囲に制限するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
バイアス電力のレベルを制御する前記ステップは、前記プラズマイオンエネルギーを、エッチングされる前記ワークピース内の材料の結合エネルギーのオーダー又は結合エネルギーの近くになるように設定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
処理チャンバ内でワークピースを処理する方法であって、
前記処理チャンバ内に電子ビームを伝搬させることによってプラズマ電子温度を制限しながら前記処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、
エッチングされる前記ワークピース上の材料の結合エネルギーのオーダー又は結合エネルギーの近くになるようにプラズマイオンエネルギーを設定するように、ワークピース支持体に結合されたバイアス電力のレベルを制御するステップと、
処理チャンバに結合されたリモートプラズマ源の生産速度を制御することによって、プラズマ中のラジカル集団を制御するステップを含む方法。
【請求項６】
前記プラズマイオンエネルギーは、印加されるバイアス電力が存在しない場合に、数ボルト以下のプラズマに関するワークピース電位に対応する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記電子ビームの電子ビームエネルギーをサブｋｅＶ〜数ｋｅＶの範囲に制限するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ワークピース支持体に結合されたバイアスのレベルを制御する前記ステップは、プラズマイオンエネルギーを、エッチングされる材料の結合エネルギーのオーダー又は結合エネルギーの近くになるように設定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
電子ビーム銃エンクロージャであって、前記エンクロージャの一端にビーム出口開口部を有し、前記エンクロージャの反対端で電子放出電極を囲み、前記電子放出電極は、前記ビーム出口に対向する電子放出面を有し、前記ビーム出口及び前記電子放出電極は、間にビーム伝播経路を画定する電子ビーム銃エンクロージャと、
前記ＲＦ電源と前記電子放出電極との間に結合されたＲＦ電源及びＲＦ電力導体と、
前記ビーム出口と位置合わせされたビーム入口ポートと、前記ビーム伝搬経路と平行な平面内でワークピースを支持するための前記処理チャンバ内のワークピース支持体と、前記処理チャンバに結合されたガス分配器とを有する処理チャンバとを含むプラズマリアクタ。
【請求項１０】
前記ＲＦ電源は、第１のＲＦ電力発生器と、前記第１のＲＦ電力発生器と前記電子放出電極との間に結合されたインピーダンス整合器とを含む、請求項９に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１１】
前記インピーダンス整合器は、デュアル周波数インピーダンス整合器を含み、前記電源は、前記第１のＲＦ電力発生器の周波数とは異なる周波数を有する第２のＲＦ電力発生器を更に含む、請求項１０に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１２】
前記第１のＲＦ電力発生器は低周波を生成し、前記第２のＲＦ電力発生器は高周波を生成する、請求項１１に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１３】
前記電子ビーム銃エンクロージャ内への供給経路を有するガス供給源を含む、請求項９に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１４】
前記ビーム出口開口部内にイオン遮断フィルタを含み、前記イオン遮断フィルタは前記ビーム出口を通る電子の流れを可能にする、請求項１３に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１５】
前記電子銃エンクロージャから絶縁され、前記電子放出電極の裏面に接触するバッキングプレートと、
前記バッキングプレートと接触するチラープレートとを含み、
前記ＲＦ電力導体は前記チラープレートに接続されている、請求項９に記載のプラズマリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は、Ｌｅｏｎｉｄ  Ｄｏｒｆらにより「原子精密エッチングのためにプラズマ密度、ラジカル組成、及びイオンエネルギーに対する独立した制御を有する低電子温度エッチングチャンバ」の名称で２０１６年５月４日に出願された米国出願第１５／１４６，１３３号の優先権を主張し、この出願は、Ｌｅｏｎｉｄ  Ｄｏｒｆらにより「原子精密エッチングのためにプラズマ密度、ラジカル組成、及びイオンエネルギーに対する独立した制御を有する低電子温度エッチングチャンバ」の名称で２０１５年１０月２９日に出願された米国仮出願第６２／２４７，９４９号の利益を主張する。
【背景】
【０００２】
（技術分野）
本開示は、原子精密エッチングのためにプラズマ密度、ラジカル組成、及びイオンエネルギーに対する独立した制御を有する低電子温度エッチングチャンバに関する。
【０００３】
（背景議論）
微細加工プロセスの規模の縮小と複雑さの増大は、新規の超高感度材料の使用を必要とし、同様にして原子層精度の低損傷プラズマエッチングを必要とする。これは、プラズマ処理中のイオンエネルギー及びラジカル組成に対する正確な制御のための漸進的に厳しい要求を課す。
【概要】
【０００４】
処理チャンバ内でワークピースを処理する方法は、ワークピースの表面に平行なシート電子ビームを用いて処理チャンバ内にプラズマを発生させることによってプラズマ電子温度を制限するステップと、チャンバ内のワークピース支持体にバイアス電力を印加することによって、０ボルト〜２５ボルトの間の範囲のプラズマに関するワークピース電位を制御するステップと、処理チャンバに供給するリモートプラズマ源の生産速度を制御することによって、プラズマ中のラジカル集団を独立して制御するステップとを含む。
【０００５】
一実施形態では、プラズマ電子温度の制限は、印加されるバイアス電力が存在しない場合に、プラズマに対するワークピース電位を数ボルト以下に制限するように行われる。
【０００６】
一実施形態では、電子ビームエネルギーは、電子ビームによる解離又はラジカル生成を制限するように、ある範囲（例えば、サブｋｅＶから数ｋｅＶまでの範囲）に制限される。
【０００７】
一実施形態では、バイアス電力は、プラズマイオンエネルギーが、エッチングされるワークピース内の材料の結合エネルギーのオーダー又は結合エネルギーの近くになるように制御する。
【０００８】
処理チャンバ内でワークピースを処理する関連する方法は、処理チャンバ内に電子ビームを伝搬させることによってプラズマ電子温度を制限しながら処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、エッチングされるワークピース上の材料の結合エネルギーのオーダー又は結合エネルギーの近くになるようにプラズマイオンエネルギーを設定するように、ワークピース支持体に結合されたバイアス電力のレベルを制御するステップと、処理チャンバに結合されたリモートプラズマ源の生産速度を制御することによって、プラズマ中のラジカル集団を制御するステップを含む。１つのオプションの実施形態では、電子ビームエネルギーは、電子ビームによる解離又はラジカル生成を制限するために、ある範囲（例えば、サブｋｅＶ〜数ｋｅＶの範囲）に制限される。
【０００９】
ワークピースを処理するためのプラズマリアクタは、電子ビーム銃エンクロージャであって、エンクロージャの一端にビーム出口開口部を有し、エンクロージャの反対端で電子放出電極を囲み、電子放出電極は、ビーム出口に対向する電子放出面を有し、ビーム出口及び電子放出電極は、間にビーム伝播経路を画定する電子ビーム銃エンクロージャと、ＲＦ電源と電子放出電極との間に結合されたＲＦ電源及びＲＦ電力導体と、ビーム出口と位置合わせされたビーム入口ポートと、ビーム伝搬経路と平行な平面内でワークピースを支持するための処理チャンバ内のワークピース支持体と、処理チャンバに結合されたガス分配器とを有する処理チャンバとを含む。
【００１０】
一実施形態では、ＲＦ電源は、第１のＲＦ電力発生器と、第１のＲＦ電力発生器と電子放出電極との間に結合されたインピーダンス整合器とを含む。更なる一実施形態では、インピーダンス整合器は、デュアル周波数インピーダンス整合器を含み、電源は、第１のＲＦ電力発生器の周波数とは異なる周波数を有する第２のＲＦ電力発生器を更に含む。一実施形態では、第１のＲＦ電力発生器は低周波を生成し、第２のＲＦ電力発生器は高周波を生成する。
【００１１】
一実施形態では、プラズマリアクタは、電子ビーム銃エンクロージャへの供給経路を有するガス供給源を更に含む。一実施形態では、プラズマリアクタは、ビーム出口開口部内にイオン遮断フィルタを含み、イオン遮断フィルタはビーム出口を通る電子の流れを可能にする。
【００１２】
一実施形態において、プラズマリアクタは、電子銃エンクロージャから絶縁され、電子放出電極の裏面に接触するバッキングプレートと、バッキングプレートと接触するチラープレートとを含み、ＲＦ電力導体はチラープレートに接続されている。一実施形態では、プラズマリアクタは、電子放出電極のエッジを取り囲み、電子放出電極と電子銃エンクロージャとの間に配置された絶縁体を更に含む。
【００１３】
一実施形態では、プラズマリアクタは、ガス分配器に結合された処理ガス供給源を更に含む。
【００１４】
一実施形態では、プラズマリアクタは、処理チャンバに結合されたリモートプラズマ源を更に含む。
【００１５】
一実施形態では、プラズマリアクタは、ワークピース支持体に結合されたバイアス電力発生器を更に含む。
【００１６】
一実施形態では、第１のＲＦ電力発生器、第２のＲＦ電力発生器、バイアス電力発生器、及びリモートプラズマ源は、独立して制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の上述した実施形態を達成して詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態は添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがって、この範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る低損傷リアクタを示す。
【図２】図１のリアクタを操作する方法を示す。
【図３】ＲＦ駆動電子放出電極を含む電子ビーム源を有するプラズマリアクタを示す。
【図４】電子ビーム源がＲＦ駆動型の電子放出電極を含む図３の電子ビーム源である図１の実施形態の変形形態を示す。
【００１９】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。図中の図面はすべて概略図であり、一定の縮尺ではない。
【詳細な説明】
【００２０】
（導入）
処理チャンバ内でプラズマを生成するためにワークピース表面に平行な電子シートビーム（ｅビーム）を使用すると、従来のプラズマ技術と比較して、プラズマ電子温度Ｔｅ（約〜０．３ｅＶ）及びプラズマイオンエネルギー（印加されるバイアス電力の不在時に数ｅＶ未満であるＥｉ）が１桁低減し、こうして電子ビーム生成プラズマを５ｎｍ以下の構造体を処理するための理想的な候補にする。更に、解離は高エネルギービーム電子のみで行われ、プラズマ電子では行われないので、そして解離断面積は約２ｋｅＶの電子ビームエネルギー以下でかなり低下するので、電子ビーム生成プラズマの化学組成は、１つの選択肢に従って電子ビームエネルギーを制限することによって、ラジカルを欠乏させることができる。これにより、外部ラジカル供給源によるプラズマラジカル組成の独立制御が可能となり、これは電子ビーム技術を用いてプラズマを生成するもう１つの利点である。
【００２１】
（低損傷リアクタ）
図１に示す第１の実施形態では、（原子層エッチングのような）原子精密処理と、プラズマイオンエネルギー及びプラズマのラジカル組成の独立した制御とを可能にする低損傷リアクタが提供される。低損傷リアクタは、ワークピース５４を保持する静電チャック５２を含む処理チャンバ５０と、処理チャンバ５０内にラジカルが欠乏し低電子温度（Ｔｅ）のプラズマを生成する電子ビーム（ｅビーム）源５６と、処理チャンバ５０内のプラズマに出口５８ａを介してラジカルを生成し供給するためのリモートプラズマ源５８と、ワークピース５４とプラズマとの間に（０〜５０Ｖの範囲で微調整によって）電圧降下を生じさせてエッチング閾値エネルギー以上にイオンを加速するためのバイアス電力発生器６０とを含む。出口５８ａは、イオン遮断グリッド９０を含むことができる。電子ビーム源５６のビーム出口５６ａは、電子ビームを形成する電子を受け入れるが、電子ビーム源５６内に生成されるイオン及び他のプラズマ副生成物を遮断するフィルタリンググリッド１７０によって覆われている。
【００２２】
バイアス電力発生器６０は、０〜５０Ｖの範囲で微調整を行うバイアス電圧制御入力６０ａを有することができる。一実施形態では、範囲は０〜２５Ｖである。電子ビーム源５６は、電子ビーム源５６の電子エネルギーを制御するビーム加速電圧制御入力６２を含む。リモートプラズマ源５８は、リモートプラズマ源５８がラジカルを制御処理チャンバ５０内に供給する速度を制御するための制御入力５９を有する。制御入力５９は、ビーム加速電圧制御入力６２とは独立している。リモートプラズマ源５８が処理チャンバ５０内にラジカルを供給する速度と電子ビームのエネルギーは、互いに独立して制御される。制御入力５９は、様々な方法で実装することができる。例えば、制御入力５９は、リモートプラズマ源５８内のプラズマソース電力アプリケータ（図示せず）を駆動するＲＦ発生器の電力レベルを制御することができる。他の可能性として、制御入力５９は、リモートプラズマ源５８と処理チャンバ５０との間の出口５８ａでバルブを制御することができる。処理チャンバ５０を排気するために、真空ポンプ６６を設けることができる。
【００２３】
電子ビーム生成プラズマにおける超低電子温度のために、プラズマに対するワークピースの電位は非常に低く、印加バイアス無しでわずか数ボルトである。これは、典型的には約１５Ｖ以上の範囲に限定されている従来のプラズマエッチングツールよりもはるかに低い。したがって、従来のツールとは異なり、図１の低損傷リアクタは、印加されるバイアス電力をそれに応じて制限することによって、０〜２５Ｖの範囲内でイオンエネルギーを精密に制御することを可能にする。この非常に重要な範囲において、プラズマイオンエネルギーは、エッチングされる材料の結合エネルギーに近い（例えば、結合エネルギーの１０％以内）か、又は結合エネルギーのオーダーにあり、これは超低損傷エッチングプロセスの実行を可能にする。このようなイオンエネルギーでは、エッチングレートも同様に非常に低く、わずか毎分数オングストロームであり、これにより低損傷リアクタはまた原子精度エッチング又は原子層エッチングに一意的に適している。エッチングプロセスに対する正確な制御を可能にする他の重要な利点は、リモートプラズマ源５８のラジカル生成速度によって支配されるラジカル組成を独立して制御することによって達成される。結果として、超低損傷かつ毎分ほんの１〜数原子層のエッチングレートを有する真の原子精密エッチングが低損傷リアクタ内で実行される。
【００２４】
一実施形態では、プラズマのイオンエネルギー及びプラズマのラジカル組成が独立して制御される低損傷リアクタチャンバを操作する方法が提供される。この方法を図２に示し、以下のように進む。
【００２５】
第１に、印加バイアス電力がない場合、プラズマ電子温度を０．３ｅＶ以下に制限し、プラズマイオンエネルギーを数ｅＶ以下に制限する。これは、ワークピース表面に平行なシート電子ビームを電子ビーム源５６内で生成することによって行われる（図２のブロック３１０）。このビームは、処理チャンバ５０内でプラズマを生成する。このようなプラズマ電子温度の制限は、プラズマ（すなわち、シース電圧）に対するワークピース電位を、印加バイアスなしに約数ボルト以下に最小化するのに役立つ。
【００２６】
第２に、ワークピース電位を０〜２５ボルトの範囲に設定するようにバイアス電力発生器６０を制御することによって、処理チャンバ５０内部のプラズマに関してワークピース電位を制御する（図２のブロック３２０）。代わりに又は同等に、バイアス電力発生器６０を制御することによって、エッチングされる材料の結合エネルギー近くにプラズマイオンエネルギーを設定する。
【００２７】
第３に、必ずしも必要ではない１つの選択肢として、電子ビームエネルギーを数百ボルト〜数キロボルトの範囲に制限する（図２のブロック３３０）。これは、電子ビームによる解離又はラジカル生成を最小化する効果を有する。
【００２８】
第４に、処理チャンバに供給するリモートプラズマ源の生産速度を制御することによって、プラズマ中のラジカル集団を独立して制御する（図２のブロック３４０）。
【００２９】
（ＲＦ駆動電極を用いた電子ビーム源）
産業的に価値のある電子ビームプラズマ源を開発する際の課題には、次の要件を満たすことが含まれる。
１．プロセス化学の適合性：化学的に攻撃的な処理ガス及び／又は堆積処理ガスは、ＤＣ電子ビーム源を用いたときのように、電子ビーム源（銃）の動作に影響を与える又はそれを不能にしてはならない。逆に、電子ビーム銃部品のスパッタリングは、プロセスに悪影響を及ぼすべきではない。
２．広範囲の処理ガスチャンバ圧力での動作能力。
３．ロバスト性（堅牢性）、すなわち、部品交換を含む予防保守イベント間で長時間動作する能力。
４．高い操作安定性と再現性。
５．ビーム電子の密度とエネルギーに対する独立した制御。
【００３０】
必要とされるのは、前述の基準を満たす電子ビーム源である。
【００３１】
図３は、上述した基準を満たす電子ビーム（ｅビーム）プラズマ源を有するプラズマリアクタの一実施形態を示す。図３を参照すると、放出電極１１０がバッキングプレート１２０に取り付けられている。バッキングプレート１２０は、チルプレート（冷却板）１３０上に取り付けられている。セラミックススペーサ１４０及び絶縁体１５０は、放出電極１１０を電子銃本体１６０に対して所定の位置に保持する。電子銃本体１６０は、導電性材料で形成され、戻り（リターン）電位又は接地に接続することができる。図示の実施形態では、電子銃本体１６０は、電子ビーム伝播経路Ｐに沿って延在し、放出電極１１０とは反対側の遠位端にビーム出口開口部１６０ａを有する。ビーム出口開口部１６０ａ内には、フィルタリンググリッド１７０が配置される。バックフィルガス供給部１８０は、ガス供給源１８２から電子銃本体１６０の内部に電子源として適したガス（例えば、アルゴン）を導く。クーラント液供給部又は導管１９０は、クーラント供給源１９２からチルプレート１３０にクーラントを導く。ＲＦフィード２００は、チルプレート１３０を介してバッキングプレート１２０を介して放出電極１１０にＲＦ電力を導く。絶縁体２１０は、ＲＦフィード２００の一部を取り囲む。電子銃本体１６０、放出電極１１０、バッキングプレート１２０、チルプレート１３０、セラミックススペーサ１４０、絶縁体１５０、及びＲＦフィード２００は、共に、ＲＦシールド２２０内に含まれるｅビーム源アセンブリ２１２を形成する。ＲＦフィード２００は、ＲＦ電力発生器２４２及び２４４からデュアル周波数インピーダンス整合器２３０を介してＲＦ電力を受ける。一実施形態では、ＲＦ電力発生器２４２は低周波ＲＦ電力を生成し、ＲＦ電力発生器２４４は高周波ＲＦ電力を生成する。
【００３２】
１つの変形形態では、図３の実施形態のｅビーム源アセンブリ２１２は、図１の実施形態のｅビーム源アセンブリ２１２として使用することができる。そのような変形形態が図４に示されている。
【００３３】
処理チャンバ２６０は、開口部１６０ａを介して電子銃本体１６０に結合され、処理ガス供給源２７２に結合された天井ガス分配器２７０を有する。処理チャンバ２６０内の静電チャック２８０は、ビーム伝播経路Ｐに平行な平面内でワークピース２９０を支持する。
【００３４】
放出電極１１０と電子銃本体１６０との間にＲＦプラズマ放電が点火されてＲＦリターンとして機能する。２つのＲＦ周波数は、低周波数（例えば、２ＭＨｚ）及びＨＦ又はＶＨＦ周波数（例えば、６０ＭＨｚ）を含むＲＦ電力発生器２４２、２４４によって供給することができる。これは、（１）ビーム電子の密度を決定する（ＨＦ又はＶＨＦ電力のレベルによって制御される）プラズマの密度、及び（２）ビーム電子のエネルギーを決定する（低周波電力のレベルによって制御される）放出電極１１０でのＤＣ自己バイアスに対して独立した制御を提供する。一般的に、ビーム電子のエネルギーは、低周波バイアス電力発生器２４２の出力電力レベルを制御することによって制御することができる。ビーム電子密度に対する独立した制御はまた、誘導結合プラズマ源をeビーム源アセンブリ２１２に加えることによって達成することができる。
【００３５】
電子銃本体１６０の面積は、放出電極１１０の面積よりも大きいので、ＲＦ誘導ＤＣ自己バイアスは、より小さな放出電極１１０ではるかに大きくなり、電子ビーム技術に適したレベルに達することができる。例えば、自己バイアスは、約２０ｍＴの電子銃本体１６０内の内圧で、約６００Ｗの６０ＭＨｚ電力と共に約１．５ｋＷの２ＭＨｚ電力で１〜１．５ｋＶに達することができる。放出電極１１０でシース内において加速されたイオンは、電極表面に衝突し、イオン誘発二次電子放出を引き起こす。これらの放出された二次電子は同様に、電極表面から離れるにつれて同じシース電圧降下で加速され、その結果電子ビームが形成される。したがって、放出電極１１０の放出面の二次電子放出係数は、ビーム電子の密度を決定する上で非常に重要な役割を果たす。
【００３６】
印加されたＲＦ電力のかなりの部分は、高エネルギーイオンによる一定の衝撃により、放出電極１１０内に熱の形態で堆積される。チラープレート１３０は、その中を通る非導電性の冷却流体を有し、バッキングプレート１２０を介して放出電極１１０に結合される。ＲFフィード２００は、チルプレート１３０及びバッキングプレート１２０を介して放出電極１１０に結合される。バッキングプレート１２０は、放出電極１１０上に印加ＲＦ電力を均一に分布させるＲＦプレートとして機能する。
【００３７】
フィルタリンググリッド１７０は、高アスペクト比の開口部を有し、電子銃本体１６０の内部で生成されたＲＦプラズマイオン及びラジカルが処理チャンバ２６０内に漏れることを防止する。更に、処理チャンバ２６０内部の化学的に攻撃的な処理ガスは、電子銃本体１６０の内部に入るのを阻止される。このガス分離は、十分に高い流量で供給された不活性ガス（例えば、アルゴン）を用いて電子銃本体１６０の内部を埋め戻す（バックフィルする）ことによって、バックフィルガス供給部１８０を使用して達成され、フィルタリンググリッド１７０を横切ってかなりのガス圧力降下（例えば、約３０ｍＴ）を生成する。次に、高エネルギー電子は、速度分布の高い方向性のため、フィルタリンググリッド１７０の高アスペクト比の開口部を通過することができる。
【００３８】
電子銃本体１６０の内部をプロセスに依存しないガスで埋め戻すことによって、放出電極１１０の電極放出面を改質して、例えば、窒化珪素を表面上に形成することによって二次電子放出係数を制御することもできる。プラズマ放電の性質のために、eビーム源アセンブリ２１２の一般的な動作に影響を及ぼすことなく、実質的に任意の材料（シリコン、セラミックス、石英）を使用して放出電極１１０の放射面を形成することができる。
【００３９】
放出電極１１０のイオンからスパッタリングされ、eビーム源アセンブリ２１２の他の部分に再堆積された材料は、放出面材料が適切に選択されているならば、ＨＦ又はＩＣＰプラズマのみを（はるかに低い自己バイアスで）実行することによって適切な化学反応によりインサイチュー（in-situ）で洗浄することができる。同様に、電子銃本体１６０の接地された表面は、コーティング層の静電容量が十分に小さい限り、任意のプロセス適合性があり必ずしも導電性ではない材料でコーティングすることができる。スパッタリングされた材料の処理チャンバ２６０への浸透も、フィルタリンググリッド１７０によってかなり制限される。
【００４０】
（利点）
ＤＣ放電ではなく、ＲＦ駆動電極（すなわち、電極１１０）を使用して電子ビームを生成することの利点は、電子ビーム密度と電子ビームエネルギーが、電極１１０に印加される高周波電力及び低周波電力によってそれぞれ独立して制御されることである。更に、金属又は他の導電性材料の使用を、eビーム源アセンブリ２１２の構成内で最小にすることができ、これはスパッタリングされた材料がフィルタリンググリッド１７０を通って処理チャンバ２６０内へと貫通させ、一般的にウェーハ処理に対する損傷が少ない。
【００４１】
処理チャンバ内でプラズマを生成するためにワークピース表面に平行な電子シートビーム（ｅ−ビーム）を使用すると、従来のプラズマ技術と比較して、プラズマ電子温度Ｔｅ（〜０．３ｅＶ）及びプラズマイオンエネルギーＥｉ（バイアス電力が印加されていない場合、２ｅＶ未満）が１桁低下する。これは、プラズマイオンエネルギーが、エッチングされる材料（例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン）の結合エネルギーの近く又はそれ以下となることを可能にする。更に、解離は高エネルギーのビーム電子のみで行われ、プラズマ電子では行われないので、そして解離断面積は約２ｋｅＶの電子ビームエネルギー以下でかなり低下するので、電子ビーム生成プラズマの化学組成はラジカルが欠乏した状態となることができる。これにより、遠隔ラジカル源５８のプラズマラジカル組成に対して独立した制御が可能になる。
【００４２】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
2019500741.tif 000003
【図２】
2019500741.tif 000004
【図３】
2019500741.tif 000005
【図４】
2019500741.tif 000006
【国際調査報告】
2019500741.tif 000007
2019500741.tif 000008