(57)【要約】  プラズマ処理装置および方法が提供される。一実装例では、プラズマ処理装置は処理チャンバーを備える。プラズマ処理装置は、処理チャンバー内に配置されるペデスタルを備える。ペデスタルは、ワークピースを支持することができる。プラズマ処理装置は、処理チャンバーの垂直方向上方に配置されるプラズマチャンバーを備える。プラズマチャンバーは誘電体側壁を備える。プラズマ処理装置は、処理チャンバーをプラズマチャンバーから分離する分離グリッドを備える。プラズマ処理装置は、誘電体側壁に近接する第１のプラズマ源を備える。第１のプラズマ源は、分離グリッドの上のプラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させることができる。プラズマ処理装置は、第２のプラズマ源を備える。第２のプラズマ源は、分離グリッドの下の処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる。
2021509525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置であって、前記プラズマ処理装置は、
処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に配置されるペデスタルであって、前記ペデスタルはワークピースを支持することができる、ペデスタルと、
前記処理チャンバーの垂直方向上方に配置されるプラズマチャンバーであって、前記プラズマチャンバーは誘電体側壁を備える、プラズマチャンバーと、
前記処理チャンバーを前記プラズマチャンバーから分離する分離グリッドと、
前記プラズマチャンバーの前記誘電体側壁に近接する第１のプラズマ源であって、前記第１のプラズマ源は前記分離グリッドの上の前記プラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させることができる、第１のプラズマ源と、
第２のプラズマ源であって、前記第２のプラズマ源は前記分離グリッドの下の前記処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる、第２のプラズマ源と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ処理装置は、処理チャンバー壁の一部から延在する誘電体窓を備え、前記誘電体窓は前記処理チャンバーの少なくとも一部を画定する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第２のプラズマ源は、前記第２の誘電体窓に近接して配置される誘導コイルを備える、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記分離グリッドは、前記遠隔プラズマで発生させた１つまたは複数のイオンをフィルタリングすることができ、前記分離グリッドは前記処理チャンバーに１つまたは複数の中性ラジカルを通過させることができる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記プラズマ処理装置は、プロセスガスをプラズマチャンバー内に供給するように構成されるガス源を備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記分離グリッドは、前記プロセスガスを前記処理チャンバー内に通過させるシャワーヘッドとして機能することができる、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能であり、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能である１つまたは複数のリフトピンを備え、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記第１のプロセスはドライストリッププロセスで、前記第２のプロセスはドライエッチングプロセスである、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１のプラズマ源は、前記誘電体側壁の周りに配置される誘導コイルを備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第２のプラズマ源は前記ペデスタルに関連するＲＦバイアス電極を備え、前記ＲＦバイアス電極がＲＦバイアス源からＲＦエネルギーを与えられる場合、前記ＲＦバイアス電極は前記処理チャンバー内に前記直流プラズマを発生させることができる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
プラズマ処理装置であって、前記プラズマ処理装置は、
処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に配置されるペデスタルであって、前記ペデスタルはワークピースを支持することができる、ペデスタルと、
前記処理チャンバーの垂直方向上方に配置されるプラズマチャンバーであって、前記プラズマチャンバーは誘電体側壁を備え、前記誘電体側壁は円筒形状を有する、プラズマチャンバーと、
前記処理チャンバーを前記プラズマチャンバーから分離する分離グリッドと、
前記処理チャンバーの天井の一部を形成する誘電体窓であって、前記誘電体窓は前記プラズマチャンバーから水平方向に外側に広がる、誘電体窓と、
前記誘電体側壁に近接する第１のプラズマ源であって、前記第１のプラズマ源は前記プラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させることができる、第１のプラズマ源と、
前記誘電体窓に近接する第２のプラズマ源であって、前記第２のプラズマ源は前記処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる、第２のプラズマ源と、
を備える、プラズマ処理装置
【請求項１３】
前記第１のプラズマ源は、前記誘電体側壁の周りに配置される誘導コイルを備える、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記第２のプラズマ源は、前記誘電体窓に近接して配置される誘導コイルを備える、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記ペデスタルに関連するＲＦバイアス電極をさらに備え、前記ＲＦバイアス電極がＲＦバイアス源からＲＦエネルギーを与えられる場合、前記ＲＦバイアス電極は前記処理チャンバー内に前記直流プラズマを発生させることができる、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能であり、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能である１つまたは複数のリフトピンを備え、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
プラズマ処理装置であって、
処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に配置されるペデスタルであって、前記ペデスタルはワークピースを支持することができる、ペデスタルと、
前記処理チャンバーの垂直方向上方に配置されるプラズマチャンバーであって、前記プラズマチャンバーは誘電体側壁を備え、前記誘電体側壁は円筒形状を有する、プラズマチャンバーと、
前記処理チャンバーを前記プラズマチャンバーから分離する分離グリッドと、
前記誘電体側壁に近接する第１のプラズマ源であって、前記第１のプラズマ源は前記プラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させることができる、第１のプラズマ源と、
第２のプラズマ源であって、前記第２のプラズマ源は前記処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができ、前記第２のプラズマ源は前記ペデスタルに関連するＲＦバイアス電極を備え、前記ＲＦバイアス電極がＲＦバイアス源からＲＦエネルギーを与えられる場合、前記ＲＦバイアス電極は前記処理チャンバー内に前記直流プラズマを発生させることができる、第２のプラズマ源と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能であり、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記ペデスタルは、少なくとも第１のプロセスを実行するための第１の垂直位置と第２のプロセスを実行するための第２の垂直位置との間で垂直方向に移動可能である１つまたは複数のリフトピンを備え、前記第１の垂直位置は前記第２の垂直位置と比較して前記分離グリッドにより近い、請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、「Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ（プラズマ処理装置および方法）」と題する２０１７年１２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／６１０，５７３号の優先権を主張し、その内容はあらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概ね、プラズマ源を使用してワークピースを処理するための装置、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
プラズマ処理は、半導体ウェーハおよびその他の基材の堆積、エッチング、レジスト除去、ならびに関連処理のために、半導体産業で広く使用されている。多くの場合、プラズマ源（例えば、マイクロ波、ＥＣＲ、誘導性など）をプラズマ処理のために用いて、基材を処理するための高密度プラズマおよび反応種を生成する。
【０００４】
プラズマストリップツールは、ストリッププロセス、例えばフォトレジストの除去に使用されることができる。プラズマストリップツールは、プラズマを発生させる１つまたは複数のプラズマチャンバー、および１つまたは複数のワークピースが処理される１つまたは複数の個別の処理チャンバーを備える。ワークピースがプラズマに直接曝露されないように、１つまたは複数の処理チャンバーは１つまたは複数のプラズマチャンバーの「下流」にあってもよい。分離グリッドを使用して、１つまたは複数の処理チャンバーを１つまたは複数のプラズマチャンバーから分離することができる。分離グリッドは、中性種に対しては透過性であることができるが、プラズマからの荷電種に対しては透過性ではない。１つまたは複数の分離グリッドは穴を有する材料板を備える。
【０００５】
プラズマエッチングツールは、ワークピースを直接プラズマに曝露させることができる。プラズマは、種、例えばイオン、フリーラジカル、ならびに励起された原子および分子を含むことができ、これらを用いて、例えばワークピース上で反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスを実行するために、ワークピースを処理することができる。ＲＩＥプロセスの間、プラズマ中のイオンおよび他の種を用いて、例えばワークピース上に堆積した材料を除去することができる。
【０００６】
発明の概要
本開示の実施形態の態様および利点は、以下の説明で部分的に説明されるか、またはその説明から学ぶことができ、もしくは実施形態の実施を通じて学ぶことができる。
【０００７】
本開示の１つの例示的な態様は、プラズマ処理装置に関する。プラズマ処理装置は、処理チャンバーを備える。プラズマ処理装置は、処理チャンバー内に配置されるペデスタル（架台）を備える。ペデスタルは、ワークピースを保持することができる。プラズマ処理装置は、処理チャンバーの垂直方向上方に配置されるプラズマチャンバーを備える。プラズマチャンバーは誘電体側壁を備える。プラズマ処理装置は、処理チャンバーをプラズマチャンバーから分離する分離グリッドを備える。プラズマ処理装置は、誘電体側壁に近接する第１のプラズマ源を備える。第１のプラズマ源は、分離グリッドの上のプラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させることができる。プラズマ処理装置は、第２のプラズマ源を備える。第２のプラズマ源は、分離グリッドの下の処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる。
【０００８】
本開示の他の例示的な態様は、ワークピースのプラズマ処理のための装置、方法、プロセス、およびデバイスに関する。
【０００９】
様々な実施形態のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照してよりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を例示し、説明と共に関連する原理を説明するのに役立つ。
【００１０】
当業者を対象とする実施形態の詳細な説明は、添付の図面を参照する明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置を示す図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置におけるワークピースの例示的な垂直位置を示す図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃは、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置におけるワークピースの例示的な垂直位置を示す図である。
【図４】図４は、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置を示す図である。
【図５】図５は、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置を示す図である。
【図６】図６は、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置を示す図である。
【図７】図７は、本開示の例示的な実施形態によるプポストプラズマガスインジェクション（ＰＰＧＩ）を示す図である。
【図８】図８は、本開示の例示的な実施形態による例示的な表面処理プロセスに関連するパラメータを示す表である。
【図９】図９は、本開示の例示的な実施形態による例示的な表面処理プロセスに関連するパラメータを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、１つまたは複数の例が図面に例示される実施形態を詳細に参照する。各例は実施形態の説明として提供され、本開示を限定するものではない。実際、当業者には、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、実施形態に様々な修正および変形を加えることができることが明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本開示の態様は、このような修正および変形を網羅することが意図されている。
【００１３】
本開示の例示的な態様は、ワークピース、例えば半導体ウェーハ上にプラズマプロセス（例えば、ドライストリップおよび／またはドライエッチング）ならびに他のプロセスを実行するためのプラズマ処理装置に関する。本開示の例示的な態様によれば、プラズマ処理装置は、遠隔で生成されたプラズマおよび／またはプラズマへの直接曝露を使用するプラズマ処理を提供することができる。このように、プラズマ処理装置は、単一の処理装置における中性ラジカルベースの表面処理プロセス（例えば、ストリッププロセス）およびイオンベースの表面処理プロセス（例えば、反応性イオンエッチングプロセス）の両方に使用されることができる。
【００１４】
例えば、いくつかの実施形態では、プラズマ処理装置は、プラズマ処理のためにワークピースを支持することができるペデスタルを有する処理チャンバーを備えることができる。装置は、処理チャンバーの上方の垂直位置に配置されるプラズマチャンバーを備えることができる。分離グリッドは、プラズマチャンバーを処理チャンバーから分離することができる。装置は、プラズマチャンバー内に遠隔プラズマを発生させるように構成される第１のプラズマ源を備えることができる。分離グリッドは、遠隔プラズマで発生させたイオンをフィルタリングし、プラズマプロセスを実行するために処理チャンバーに中性種（たとえば、中性ラジカル）を通過させることができる。本明細書で使用する場合、「遠隔プラズマ」は、ワークピースから離れて、例えば分離グリッドによってワークピースから分離されたプラズマチャンバー内で発生するプラズマを指す。
【００１５】
さらに、プラズマ処理装置は、ワークピースを直接曝露させるために分離グリッドの下の処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる第２のプラズマ源を備えることができる。直流プラズマ内で発生するイオン、中性種、種、およびその他の種を使用して、ワークピース上にプラズマ処理を実行できる。本明細書で使用する、「直流プラズマ」はワークピースを直接曝露するプラズマ、例えばワークピースを支持することができるペデスタルを有する処理チャンバー内で発生するプラズマを指す。
【００１６】
いくつかの実施形態では、プラズマチャンバーは、円筒形の誘電体側壁を備えることができる。第１のプラズマ源は、円筒形誘電体側壁の周りに配置された誘導コイルを備えることができる。誘導コイルは、ＲＦ電源からのＲＦエネルギーを与えられてプラズマチャンバー内に遠隔プラズマを誘導することができる。
【００１７】
第１のプラズマ源がＲＦエネルギーを与えられない場合、プラズマチャンバーおよび分離グリッドは、プロセスガスを処理チャンバーに供給するためのシャワーヘッドとして機能することができる。直流プラズマは、第２のプラズマ源を使用してプロセスガス中に発生させることができる。第１のプラズマ源がＲＦエネルギーを与えられて遠隔プラズマを発生させる場合、第２のプラズマ源を使用して、分離グリッドを通過する中性ラジカルを再解離して直流プラズマを発生させることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、プラズマ処理装置は、処理チャンバーの一部（例えば、処理チャンバーの天井の少なくとも一部）を形成する誘電体窓を備えることができる。誘電体窓は、プラズマチャンバーの下で水平方向に広がる（例えば、外側に広がる）ことができる。第２のプラズマ源は、第２の誘電体窓に近接して配置される誘導コイルを備えることができる。誘導コイルはＲＦ電源からのＲＦエネルギーを与えられて、処理チャンバー内の分離グリッドの下に直流プラズマを誘導することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、第２のプラズマ源は、ペデスタルのバイアス電極に結合するＲＦバイアス源を備えることができる。バイアス電極はＲＦバイアス源からのＲＦエネルギーを与えられて、プロセスガス中に直流プラズマおよび／または処理チャンバー内に存在する中性ラジカルを発生させることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、プラズマ処理装置は、プラズマチャンバー内の分離グリッド上方に遠隔プラズマを発生させることができる第１のプラズマ源を備えることができる。第１のプラズマ源は、プラズマチャンバーに近接して配置される誘導コイルを備えることができる。プラズマ処理装置は、処理チャンバー内の分離グリッドの下に直流プラズマを誘導することができる第２のプラズマ源を備えることができる。第２のプラズマ源は、処理チャンバーの一部を形成する誘電体窓に近接して配置される第２の誘導コイルを備えることができる。プラズマ処理装置はさらに、処理チャンバー内のワークピースを支持するために、ペデスタル内のバイアス電極に結合するＲＦバイアス源を備えることができる。いくつかの実施形態では、バイアス電極はバイアス源からのＲＦエネルギーを与えられて、処理チャンバー内に直流プラズマを発生させることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、プラズマ処理装置は、プラズマチャンバー／分離グリッドに対するワークピースの垂直移動を提供するように構成されることができる。例えば、プラズマ処理装置は、垂直方向に移動可能なペデスタルおよび／または垂直方向に移動可能な１つまたは複数のリフトピンを備えることができる。遠隔プラズマ（例えば、ドライストリップ）を使用する第１のプラズマプロセスのために、ワークピースを第１の垂直位置（例えば、分離グリッドの近く）に配置することができる。直流プラズマ（例えば、ドライエッチ）を使用する第２のプラズマプロセスのために、ワークピースを第２の垂直位置（例えば、分離グリッドから離れて）に配置することができる。
【００２２】
本開示の態様は、例示および説明の目的で「ワークピース」または「ウェーハ」を参照して説明される。本明細書で提供される開示を使用する当業者は、本開示の例示的な態様が、任意の半導体基材または他の好適な基材に関連して使用できることを理解するであろう。さらに、数値と共に用語「約」を使用することは、記載された数値の１０％以内を指すことを意図する。
【００２３】
ここで図面を参照して、本開示の例示的な実施形態を説明する。図１は、本開示の例示的な実施形態による例示的なプラズマ処理装置１００を示す。プラズマ処理装置１００は、処理チャンバー１１０、および処理チャンバー１１０とは別個のプラズマチャンバー１２０とを備えることができる。プラズマチャンバー１２０は、処理チャンバー１１０の上方の垂直位置に配設されることができる。
【００２４】
処理チャンバー１１０は、ワークピース１１４を支持することができるペデスタルまたは基材ホルダー１１２を備えることができる。ペデスタル１１２は、１つまたは複数のヒーター、静電チャック、バイアス電極などを備えることができる。いくつかの実施形態では、ペデスタル１１２は、以下でより詳細に述べるように、垂直方向に移動可能であることができる。
【００２５】
装置１００は、プラズマチャンバー１２０内に供給されたプロセスガス中に遠隔プラズマ１２５を発生させることができる第１のプラズマ源１３５を備えることができる。次に、所望の種（例えば、中性種）は、プラズマチャンバー１２０を処理チャンバー１１０（すなわち、下流領域）から分離する分離グリッド１１６に設けられる穴を通して、プラズマチャンバー１２０からワークピース１１４の表面に供給される。
【００２６】
プラズマチャンバー１２０は、誘電体側壁１２２を備える。プラズマチャンバー１２０は、トッププレート１５４を備える。誘電体側壁１２２およびトッププレート１５４は、プラズマチャンバー内部を画定する。誘電体側壁１２２は、任意の誘電体材料、例えば石英から形成されることができる。
【００２７】
第１のプラズマ源１３５は、プラズマチャンバー１２０の周りの誘電体側壁１２２に隣接して配設される誘導コイル１３０を備えることができる。誘導コイル１３０は、好適なマッチングネットワーク１３２を介してＲＦ電源１３４に連結することができる。反応ガスおよびキャリアガスは、ガス供給１５０からチャンバー内部に供給されることができる。誘導コイル１３０がＲＦ電源１３４からのＲＦ電力を与えられる場合、遠隔プラズマはプラズマチャンバー１２０内に誘導されることができる。プラズマ処理装置１００は、誘導コイル１３０の遠隔プラズマ１２５への容量結合を低減するために、接地されたファラデーシールド１２８を備えることができる。
【００２８】
分離グリッド１１６は、プラズマチャンバー１２０を処理チャンバー１１０から分離する。分離グリッド１１６を使用して、プラズマチャンバー１２０内の遠隔プラズマ１２５によって発生する種のイオンフィルタリングを実行することができる。分離グリッド１１６を通過する種は、ワークピース１１４のプラズマ処理（例えば、フォトレジスト除去）のために処理チャンバー１１０内のワークピース１１４（例えば、半導体ウェーハ）を曝露する場合がある。
【００２９】
より具体的には、いくつかの実施形態では、分離グリッド１１６は、中性種に対しては透過性であることができるが、プラズマからの荷電種に対しては透過性ではない。例えば、荷電種またはイオンは、分離グリッド１１６の壁で再結合することができる。分離グリッド１１６は、各材料板の穴パターンに従って分布させた穴を有する材料の１つまたは複数のグリッドプレートを備えることができる。穴のパターンは、各グリッドプレートで同じでも異なっていてもかまわない。
【００３０】
例えば、穴はプラズマチャンバー１２０と処理チャンバー１１０との間の直接の見通し線が、例えば、紫外線を低減することも遮蔽することもできないように、穴を実質的に平行な構成で配置される複数のグリッドプレート上の複数の穴パターンに従って分布させることができる。プロセスに応じて、グリッドの一部またはすべてを導電性材料（例えばＡｌ、Ｓｉ、ＳｉＣなど）および／または非導電性材料（例えば石英など）で作製することができる。いくつかの実施形態では、グリッドの一部（例えば、グリッドプレート）が導電性材料で作製されている場合、グリッドの一部を接地させることができる。いくつかの実施形態では、図７を参照して説明したように、分離グリッド１１６は、ポストプラズマガスインジェクションのために構成されることができる。
【００３１】
図１を参照すると、処理チャンバー１１０は、誘電体窓１１８を備えることができる。誘電体窓１１８は、外側に広がることができ、分離グリッド１１６と共に処理チャンバー１１０の天井の少なくとも一部を形成する。分離グリッド１１６は、プラズマチャンバー１２０の誘電体側壁１２２と処理チャンバー１１０の誘電体窓１１８との間の接合部に配置されることができ、誘電体窓１１８が分離グリッド１１６から下方に延びるにつれて、誘電体窓１１８は外側に広がることができる。誘電体窓１１８の広がりにより、処理チャンバー１１０の水平方向の幅は、プラズマチャンバー１２０の水平方向の幅よりも大きくなることができる。誘電体窓１１８は、任意の好適な誘電体材料、例えば石英から作製されることができる。処理チャンバー１１０の誘電体窓１１８は、プラズマチャンバー１２０の誘電体側壁１２２から分離されるか、またはそれと一体で形成されてもよい。
【００３２】
プラズマ処理装置１００は、第２のプラズマ源１４５を備える。第２のプラズマ源１４５は、処理チャンバー１１０内に直流プラズマ１１５を発生させることができる。例えば、第１のプラズマ源１３５を使用しないで遠隔プラズマ１２５を発生させる場合、プラズマチャンバー１２０および／または分離グリッドは、プロセスガスを処理チャンバー１１０に供給するシャワーヘッドとして機能することができる。第２のプラズマ源１４５を使用して、プロセスガス中に直流プラズマ１１５を発生させることができる。直流プラズマ１１５内で発生するイオン、中性種、ラジカル、および他の種は、ワークピース１１４のプラズマ処理に使用されることができる。第１のプラズマ源１３５を使用して遠隔プラズマ１２５を発生させる場合、第２のプラズマ源を使用して、分離グリッド１１６を通過するラジカルを再解離することにより直流プラズマ１１５を発生させることができる。
【００３３】
第２のプラズマ源１４５は、誘電体窓１１８に隣接して配置される誘導コイル１４０を備えることができる。誘導コイル１４０は、好適なマッチングネットワーク１４２を介してＲＦ電源１４４に連結することができる。ＲＦ電源１４４は、ＲＦ電源１３４から独立して、第１のプラズマ源１３５および第２のプラズマ源１４５のための電源（例えば、ＲＦ電力）の独立した制御を提供することができる。しかし、いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１４４は、第１のプラズマ源１３５のＲＦ電源１３４と同じであってもよい。プラズマ処理装置１００は、誘導コイル１４０の直流プラズマ１１５への容量結合を低減するために、接地されたファラデーシールド１１９を備えることができる。いくつかの実施形態では、ファラデーシールド１１９は誘導コイル１４０を機械的に支持することができる。
【００３４】
第２のプラズマ源１４５の誘導コイル１４０はまた、処理チャンバー１１０内の均一性の制御を支援することができる。例えば、誘導コイル１３０、１４０は、誘導コイル１３０、１４０に隣接するプラズマ密度分布を互いに独立して制御することができる場合がある。特に、ＲＦ電源１３４は、第１のプラズマ源１３５の誘導コイル１３０へのＲＦ電力の周波数、平均ピーク電圧または両方を互いに独立して調整することができ、ＲＦ電源１４４は、第２のプラズマ源１４５の誘導コイル１４０へのＲＦ電力の周波数、平均ピーク電圧または両方を互いに独立して調整することができる。したがって、プラズマ処理装置１００は、改善された電源調整能力を有することができる。
【００３５】
プラズマ処理装置１００は、処理チャンバー１１０内の圧力を制御し、および／または処理チャンバー１１０からガスを排出するように構成される１つまたは複数のポンプシステム１６０をさらに含むことができる。例示的なポンプシステムに関する詳細は、図４に関連して以下でより詳細に説明される。
【００３６】
特定の例示的な実施形態では、プラズマ処理装置１００は、プロセスの均一性のために垂直方向に調整可能な機構を備える。より具体的には、処理チャンバー内のワークピースと分離グリッドとの間の距離は調整可能である。例えば、いくつかの例示的な実施形態では、基材ホルダーの配置は垂直方向に沿って調整可能であり、基材ホルダー上のワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整する。他の例示的な実施形態では、１つまたは複数のリフトピンを使用してワークピースを持ち上げ、ワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整することができる。
【００３７】
プラズマ処理装置１００の性能は、ワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整することにより、公知のプラズマ処理ツールと比較して改善されることができる。例えば、ワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整して、プロセス、例えばフォトレジスト剥離プロセスおよび／またはプラズマエッチングプロセスに好適な距離を提供することができる。別の例として、ワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整して、ワークピースの調整可能なおよび／または動的な冷却を提供することができる。特定の実施例、実施形態では、ワークピースは、異なるプラズマ処理工程間にプラズマ処理装置１００内に留まることができ、およびワークピースと分離グリッドとの間の距離は、様々なプラズマ処理工程間で調整されて、現在のプラズマ処理操作に好適な距離を提供することができる。ワークピースと分離グリッドとの間の距離を調整するための例示的な実施形態は、図２Ａおよび２Ｂならびに図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃに関連して以下により詳細に説明される。
【００３８】
図２Ａおよび２Ｂは、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置における分離グリッド／プラズマ源とワークピースとの間の距離を調整するための１つまたは複数のリフトピンの例示的な垂直位置を示す。図２Ａでは、リフトピン１７０は第１の垂直位置にあり、ワークピース１１４は、分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０から第１の距離ｄ１にある。図２Ａに示すワークピース１１４の位置は、第２のプラズマ源１４５によって発生する直流プラズマを使用するワークピースの処理に関連することができる。図２Ｂでは、リフトピン１７０は第２の垂直位置にあり、ワークピース１１４は、分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０から第２の距離ｄ２にある。第２の距離ｄ２は、第１の距離ｄ１よりも短くすることができる。図２Ｂに示すワークピース１１４の位置は、遠隔プラズマ源を使用するワークピースの処理に関連することができる。他の垂直位置は、本開示の範囲内である。したがって、ワークピース１１４は、ワークピース１１４と分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０との間の所望の間隔に応じて、第１距離ｄ１と第２の距離ｄ２との間、または他の距離の間の位置に調整されることが理解されよう。リフトピン１７０は、モーター駆動式、手動調整可能、交換可能であることができ、および／またはリフトピン１７０の有効長を調整することができる任意の他の好適な機構を有することができる。
【００３９】
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置における分離グリッド／プラズマチャンバーとワークピースとの間の距離を調整するためのペデスタルの例示的な垂直位置を示す。図３Ａでは、ペデスタル１１２は第１の垂直位置に配置され、ワークピース１１４は、分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０から第１の距離ｄ１にある。図３Ａに示すペデスタル１１２の位置は、直流プラズマ工程に関連することができる。したがって、図３Ａに示すペデスタル１１２の位置は、（例えば、プラズマエッチング作業、例えば反応性イオンエッチング中に）第２のプラズマ源１４５によって発生する直流プラズマ１１５にワークピース１１４を曝露するのに好適である場合がある。ペデスタル１１２が図３Ａに示す位置にある場合、遠隔プラズマ１２５がプラズマチャンバー１２０内で発生しないように、第１のプラズマ源１３５を作動させなくてもよい。しかし、ペデスタル１１２が図３Ａに示す位置にある場合、分離グリッド２１６およびプラズマチャンバー２２０は、処理チャンバー２１０内へのガス注入のためのガス混合シャワーヘッドとして機能することができる。
【００４０】
図３Ｂでは、ペデスタル１１２は第２の垂直位置に配置され、ワークピースは、分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０から第２の距離ｄ２（例えば、２ミリメートル（２ｍｍ）以下）にある。第２の距離ｄ２は、第１の距離ｄ１よりも短くすることができる。図３Ｂに示すペデスタル１１２の位置は、遠隔プラズマ工程に関連することができる。したがって、図３Ｂに示すペデスタル１１２の位置は、プラズマチャンバー１２０内の第１のプラズマ源１３５によって発生する遠隔プラズマ１２５からの中性種にワークピース１１４を曝露するのに好適である場合がある。特定の例示的な実施形態では、ペデスタル１１２が図３Ｂに示す位置にある場合、直流プラズマ１１５が処理チャンバー１１０内に発生するように第２のプラズマ源１４５を作動させてもよい。したがって、ペデスタル１１２が図３Ｂに示す位置にある場合、ワークピース１１４は、遠隔プラズマ１２５および／または直流プラズマ１１５からの中性種に曝露されることができる。
【００４１】
図３Ｃでは、ペデスタル２１２は第３の垂直位置にあり、ワークピースは分離グリッドから第３の距離ｄ３にある。第３の距離ｄ３は、第１の距離ｄ１および第２の距離ｄ２より大きくすることができる。図３Ｃに示すペデスタル１１２の位置は、ワークピースの装填工程と関連することができる。他の垂直位置は、本開示の範囲内である。したがって、ワークピース１１４は、ワークピース１１４と分離グリッド１１６／プラズマチャンバー１２０との間の所望の間隔に応じて、第２の距離ｄ２と第３の距離ｄ３との間の位置に調整されることが理解されよう。可動ペデスタル１１２は、モーター駆動式、手動調整可能であることができ、および／またはペデスタル１１２の垂直位置を調整することができる任意の他の好適な機構を有することができる。
【００４２】
ペデスタル１１２は、ワークピース１１４をペデスタル１１２から取り外すことなく、第１、第２、および第３の距離ｄ１、ｄ２、ｄ３の間で調整されることができる。したがって、プラズマ処理装置１００のユーザーは、プラズマチャンバー１２０内に遠隔プラズマ１２５を、処理チャンバー１１０内に直流プラズマ１１５を選択的に形成することによって、および／またはペデスタル１１２からワークピース１１４を取り外すことなくペデスタル１１２の垂直位置を調整することによって、ワークピース１１４上に様々なプラズマ処理工程を実行することができる。
【００４３】
図４は、本開示の例示的な実施形態による例示的なプラズマ処理装置２００を示す。プラズマ処理装置２００は、プラズマ処理装置１００（図１）と多数の共通する構成要素を備える。例えば、プラズマ処理装置２００は、処理チャンバー２１０、基材ホルダー２１２、分離グリッド２１６、プラズマチャンバー２２０、誘電体側壁２２２、接地されたファラデーシールド２２８、ガス供給２５０、およびトッププレート２５４を備える。プラズマ処理装置２００はまた、誘導コイル２３０、マッチングネットワーク２３２、およびＲＦ電源２３４を備えるプラズマ源２３５を備えることができる。したがって、プラズマ処理装置２００はまた、プラズマ処理装置１００について上述したのと同様の方法で作動することができる。特に、プラズマ源２３５は、プラズマチャンバー２２０内に遠隔プラズマを発生させることができる。図４に示すプラズマ処理装置２００の構成要素はまた、別の例示的な実施形態において、任意の他の好適なプラズマ処理装置内に組み込まれることができることが理解されよう。以下でより詳細に説明するように、プラズマ処理装置２００は、処理チャンバー２１０内に直流プラズマを発生させるための機構を備える。
【００４４】
プラズマ処理装置２００では、ＲＦバイアス源２７０は、静電チャックまたはバイアス電極２７５に結合する。バイアス電極２７５は、処理チャンバー２１０内の分離グリッド２１６の下に配置されることができる。例えば、バイアス電極２７５は、基材ホルダー２１２に取り付けられてもよい。ＲＦバイアス源２７０は、バイアス電極２７５にＲＦ電力を供給することができる。バイアス電極２７５がＲＦバイアス源２７０からＲＦ電力を与えられる場合、直流プラズマは処理チャンバー２１０内に誘導されることができる。
【００４５】
ＲＦバイアス源２７０は、様々な周波数で動作可能である。例えば、ＲＦバイアス源２７０は、約１３．５６ＭＨｚの周波数のＲＦ電力でバイアス電極２７５にエネルギーを与える。したがって、ＲＦバイアス源２７０は、バイアス電極２７５にエネルギーを与えて、処理チャンバー２１０内に直流の容量結合プラズマを形成することができる。特定の例示的な実施形態では、ＲＦバイアス源２７０は、約４００ＫＨｚ〜約６０ＫＨｚの範囲の周波数のＲＦ電力でバイアス電極２７５にエネルギーを与えることができる。
【００４６】
上記から分かるように、プラズマ処理装置２００は、分離グリッド２１６の上方に配置されるラジカル源（プラズマ源２３５）を備えることができ、また分離グリッド２１６の下方に配置されるバイアス電極２７５も備えることができる。したがって、誘導コイル２３０およびバイアス電極２７５は、分離グリッド２１６に対して互いに反対側に配置されることができる。このようにして、プラズマ処理装置２００は、プラズマチャンバー２２０内に遠隔プラズマを形成することができ、また、処理チャンバー２１０内に直流プラズマを形成することもできる。
【００４７】
プラズマ源２３５を作動させない場合、分離グリッド２１６およびプラズマチャンバー２２０は、処理チャンバー２１０内へのガス注入のためのガス混合シャワーヘッドとして機能することができる。したがって、プラズマ源２３５が遠隔プラズマを形成するように動作していない場合、処理チャンバー２１０の上のプラズマ処理装置２００の構成要素は、処理チャンバー２１０内に直流プラズマを形成するのを支援することができる。プラズマ源２３５が動作してプラズマチャンバー２２０内に遠隔プラズマを形成し、ＲＦバイアス源２７０がバイアス電極２７５にエネルギーを与えて、処理チャンバー２１０内に直流プラズマを形成する場合（すなわち、ＲＦ電源２３４およびＲＦバイアス源２７０の両方がオンの場合）、プラズマチャンバー２２０内の遠隔プラズマから発生させたラジカルは、バイアス電極２７５によって提供されるワークピース２１４上の底部バイアスによって再解離されることができる。
【００４８】
プラズマ処理装置２００はまた、ターボポンプアセンブリ２６０を備えることができる。ターボポンプアセンブリ２６０は、圧力制御弁２６２、ポンプ選択制御弁２６４、ターボポンプ２６６およびフォアラインポンプ２６８を備えることができる。圧力制御弁２６２は、ターボポンプアセンブリ２６０および／または処理チャンバー２１０内の圧力を調整または制御するように構成されることができる。ポンプ選択制御弁２６４は、手動および／または自動で１つまたは複数のポンプ、例えばターボポンプ２６６およびフォアラインポンプ２６８から選択することができ、処理チャンバー２１０にポンプ作用を提供することができる。例えば、ポンピング選択制御弁２６４は、１つまたは複数の他の連結するポンプへの１つまたは複数の連結を閉じながら、１つの連結するポンプへの連結を開くことができる。
【００４９】
ターボポンプ２６６は、それぞれが回転ローターブレードおよび静止固定ステーターブレードを備える複数のステージを有するターボ分子ポンプであることができる。ターボポンプ２６６は、最上段で（例えば、プロセスチャンバー２１０から）ガスを取り入れることができ、ガスは、ターボポンプ２６６の様々なローターブレードおよびステーターブレードを通って最下段へと押されることができる。ターボポンプ２６６には、独立して電力を供給されることができ、および／またはフォアラインポンプ２６８から電力を供給されることができる。例えば、ターボポンプ２６６は、フォアラインポンプ２６８によって生成される圧力をバッキングポンプとして使用して駆動されることができる。具体的には、フォアラインポンプ２６８は、ターボポンプ２６６の下端で圧力を生成し、ターボポンプ２６６内のローターブレードを回転させ、それによりターボポンプ２６６に関連するポンプ作用をもたらすことができる。
【００５０】
さらに、フォアラインポンプ２６８は、ポンプ選択制御弁２６４に直接連結することができる。例えば、ポンプ選択制御弁２６４は、フォアラインポンプ２６８を選択して、処理チャンバー２１０内に高圧（例えば、約１００ｍＴｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒ）を提供することができる。例えば、ポンプ選択制御弁２６４はさらに、ターボポンプ２６４を選択して、処理チャンバー２１０内に低圧（例えば、約５ｍＴｏｒｒ〜約１００ｍＴｏｒｒ）を提供することができる。
【００５１】
図５は、本開示の例示的な実施形態による例示的なプラズマ処理装置３００を示す。プラズマ処理装置３００は、プラズマ処理装置１００（図１）およびプラズマ処理装置２００（図４）と多数の共通する構成要素を備える。例えば、プラズマ処理装置３００は、処理チャンバー３１０、基材ホルダー３１２、分離グリッド３１６、プラズマチャンバー３２０、誘電体側壁３２２、接地されたファラデーシールド３２８、ガス供給３５０、トッププレート３５４、およびターボポンプアセンブリ３６０を備える。プラズマ処理装置３００はまた、誘導コイル３３０およびＲＦ電源３３４を備える第１のプラズマ源３３５を備えることができる。したがって、プラズマ処理装置３００は、プラズマ処理装置１００およびプラズマ処理装置２００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。具体的には、プラズマ源３３５は、プラズマチャンバー３２０内に遠隔プラズマを発生させることができる。図５に示すプラズマ処理装置３００の構成要素はまた、別の例示的な実施形態において、任意の他の好適なプラズマ処理装置内に組み込まれることができることが理解されよう。以下でより詳細に説明するように、プラズマ処理装置３００は、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができる機構を備える。
【００５２】
プラズマ処理装置３００では、第２のプラズマ源３４５は、誘導コイル３４０およびＲＦ電源３４４を備える。プラズマ処理装置１００に関連して上記で説明したように、第２のプラズマ源３４５は、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができる。例えば、第２のプラズマ源３４５の誘導コイル３４０は、誘電体窓３１８に隣接して配置されてもよい。誘導コイル３４０は、誘導コイル３４０にエネルギーを与えて、それにより処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができるＲＦ電源３４４に結合することができる。プラズマ処理装置３００はまた、誘導コイル３４０の直流プラズマへの容量結合を低減するために、接地されたファラデーシールド３１９を備えることができる。プラズマ処理装置３００の第２のプラズマ源３４５は、プラズマ処理装置１００の第２のプラズマ源１４５について上述したのと同じまたは同様の方法で構築されてもよい。したがって、プラズマ処理装置３００はまた、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させるためにプラズマ処理装置１００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。
【００５３】
プラズマ処理装置３００は、ＲＦバイアス源３７０および静電チャックまたはバイアス電極３７５をさらに備えることができる。プラズマ処理装置２００に関連して上記で説明したように、ＲＦバイアス源３７０は、バイアス電極３７５に結合する。バイアス電極３７５がＲＦバイアス源３７０からＲＦ電力を与えられる場合、直流プラズマは処理チャンバー３１０内に誘導されることができる。プラズマ処理装置３００のＲＦバイアス源３７０およびバイアス電極３７５は、プラズマ処理装置２００のＲＦバイアス源２７０およびバイアス電極２７５について上述したのと同じまたは同様の方法で構築されてもよい。したがって、プラズマ処理装置３００はまた、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させるためにプラズマ処理装置２００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。
【００５４】
上記から分かるように、プラズマ処理装置３００は、第２のプラズマ源３４５、ＲＦバイアス源３７０、およびバイアス電極３７５を備え、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができる。プラズマ源３４５は、ＲＦバイアス源３７０およびバイアス電極３７５と同時に動作して、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができる。プラズマ源３４５およびバイアス源３７０／バイアス電極３７５はまた、互いに独立して動作して、処理チャンバー３１０内に直流プラズマを発生させることができる。
【００５５】
図６は、本開示の例示的な実施形態による例示的なプラズマ処理装置４００を示す。プラズマ処理装置４００は、プラズマ処理装置１００（図１）、プラズマ処理装置２００（図４）、およびプラズマ処理装置３００（図５）と多数の共通する構成要素を備える。例えば、プラズマ処理装置４００は、処理チャンバー４１０、基材ホルダー４１２、分離グリッド４１６、プラズマチャンバー４２０、誘電体側壁４２２、接地されたファラデーシールド４２８、ガス供給４５０、トッププレート４５４、およびターボポンプアセンブリ４６０を備える。プラズマ処理装置４００はまた、誘導コイル４３０およびＲＦ電源４３４を備える第１のプラズマ源４３５を備えることができる。したがって、プラズマ処理装置４００はまた、プラズマ処理装置１００およびプラズマ処理装置２００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。特に、プラズマ源４３５は、プラズマチャンバー４２０内に遠隔プラズマを発生させることができる。図６に示すプラズマ処理装置４００の構成要素はまた、別の例示的な実施形態において、任意の他の好適なプラズマ処理装置内に組み込まれることができることが理解されよう。
【００５６】
プラズマ処理装置４００は、処理チャンバー４１０内に直流プラズマを発生させるための機構を備える。例えば、プラズマ処理装置４００は、誘導コイル４４０およびＲＦ電源４４４を備える第２のプラズマ源４４５を備える。プラズマ処理装置１００に関連して上記で説明したように、第２のプラズマ源４４５は、処理チャンバー４１０内に直流プラズマを発生させることができる。例えば、第２のプラズマ源４４５の誘導コイル４４０は、誘電体窓４１８に隣接して配置されてもよい。誘導コイル４４０は、誘導コイル４４０にエネルギーを与えて、それにより処理チャンバー４１０内に直流プラズマを発生させることができるＲＦ電源４４４に結合することができる。プラズマ処理装置４００は、誘導コイル４４０の直流プラズマへの容量結合を低減するために、接地されたファラデーシールド４１９を備えることができる。プラズマ処理装置４００の第２のプラズマ源４４５は、プラズマ処理装置１００の第２のプラズマ源１４５について上述したのと同じまたは同様の方法で構築されてもよい。したがって、プラズマ処理装置４００はまた、処理チャンバー４１０内に直流プラズマを発生させるためにプラズマ処理装置１００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。
【００５７】
プラズマ処理装置４００は、ＲＦバイアス源４７０および静電チャックまたはバイアス電極４７５をさらに備えることができる。プラズマ処理装置２００に関連して上記で説明したように、ＲＦバイアス源４７０は、バイアス電極４７５に結合する。バイアス電極４７５がＲＦバイアス源４７０からＲＦ電力を与えられる場合、直流プラズマは処理チャンバー４１０内に誘導されることができる。プラズマ処理装置４００のＲＦバイアス源４７０およびバイアス電極４７５は、プラズマ処理装置２００のＲＦバイアス源２７０およびバイアス電極２７５について上述したのと同じまたは同様の方法で構築されてもよい。したがって、プラズマ処理装置４００はまた、処理チャンバー４１０内に直流プラズマを発生させるためにプラズマ処理装置２００について上述したのと同様の方法で動作させることができる。
【００５８】
プラズマ処理装置４００はまた、プラズマ処理装置内の分離グリッド／プラズマチャンバーとワークピースとの間の距離を調整するための機構を備える。具体的には、ペデスタル４１２は、垂直方向に沿って移動可能であり、ワークピース４１４と分離グリッド４１６／プラズマチャンバーとの間の距離を調整する。したがって、ペデスタル４１２を処理チャンバー４１０内の様々な垂直位置に配置できるようにするために、ペデスタル４１２をプラズマ処理装置１００（図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ）のペデスタル１１２と同じまたは同様の方法で構築されてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ポストプラズマガスインジェクション（ＰＰＧＩ）は、プラズマチャンバーを処理チャンバーから分離する分離グリッドに設けられることができる。ポストプラズマガスインジェクションは、分離グリッドを通過するおよび／または下にあるラジカル中へ、ガスおよび／または分子を注入するために設けられることができる。図７は、本開示の例示的な実施形態による、ポストプラズマガスインジェクションのために構成される例示的な分離グリッド１１６を示す。より具体的には、分離グリッドアセンブリ１１６は、イオン／ＵＶフィルタリングのために平行関係で配置される第１のグリッドプレート１１６ａおよび第２のグリッドプレート１１６ｂを備える。
【００６０】
第１のグリッドプレート１１６ａおよび第２のグリッドプレート１１６ｂは、互いに平行関係であることができる。第１のグリッドプレート１１６ａは、複数の穴を有する第１のグリッドパターンを有することができる。第２のグリッドプレート１１６ｂは、複数の穴を有する第２のグリッドパターンを有することができる。第１のグリッドパターンは、第２のグリッドパターンと同じでも異なっていてよい。帯電した種（例えば、イオン）は、分離グリッド１１６内の各グリッドプレート１１６ａ、１１６ｂの穴を通る通路内の壁で再結合することができる。中性種（例えば、ラジカル）は、第１のグリッドプレート１１６ａおよび第２のグリッドプレート１１６ｂ内の穴を通って比較的自由に流れることができる。
【００６１】
第２のグリッドプレート１１６ｂの後で、ガス注入源１１７（例えば、ガスポート）は、ラジカル中にガスを入れるように構成されることができる。次に、ラジカルは、ワークピースを曝露するために第３のグリッドプレート１１６ｃを通過することができる。ガスは様々な目的に使用されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ガスは中性ガスまたは不活性ガス（例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン）であってもよい。ガスを使用してラジカルを冷却し、分離グリッドを通過するラジカルのエネルギーを制御することができる。いくつかの実施形態では、気化した溶媒は、ガス注入源１１８を介して分離グリッド１１６内に注入されることができる。いくつかの実施形態では、所望の分子（例えば、炭化水素分子）はラジカル中に注入されることができる。
【００６２】
図７に示すポストプラズマガスインジェクションは、例示の目的で設けられる。本開示の例示的な実施形態によるポストプラズマガスインジェクションのために分離グリッドに１つまたは複数のガスポートを実装するための様々な異なる構成があることを当業者は理解するであろう。１つまたは複数のガスポートは、任意のグリッドプレート間に配置されることができ、ガスまたは分子を任意の方向に注入でき、均一性制御のために分離グリッドで複数のポストプラズマガスインジェクションゾーンに使用されることができる。いくつかの実施形態では、ガスは、分離グリッドの下の位置に注入されることができる。
【００６３】
特定の例示的な実施形態は、中央ゾーンおよび周辺ゾーンの分離グリッドで、またはその下にガスまたは分子を注入することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、分離グリッドでガス注入を伴うより多くのゾーン、例えば３つのゾーン、４つのゾーン、５つのゾーン、６つのゾーンなどを提供することができる。ゾーンは、任意の方法で、例えば放射状に、方位角に、または任意の他の方法で分割されることができる。例えば、一例では、分離グリッドでのポストプラズマガスインジェクションは、分離グリッドの周囲の中心ゾーンおよび４つの方位角ゾーン（例えば、四分円）に分割されることができる。
【実施例】
【００６４】
本開示の例示的な実施形態によるプラズマ処理装置を使用して実施されることができる例示的なプラズマ処理。以下のプラズマプロセスは、例示的な目的のために提供される。本開示の範囲から逸脱することなく、他のプラズマプロセスは実施されることができる。さらに、以下に提供される例示的なプラズマプロセスは、任意の好適なプラズマ処理装置で実施されることができる。
【００６５】
実施例＃１
異方性エッチングプロセスを実行することができる。プロセスは、ハロゲン含有ガスを供給することを含み、表面層を改変する、および／またはワークピースの表面上の結合を破壊することができる。プロセスは、ワークピースのスパッタリング歩留まり閾値未満のエネルギーで（例えば、直流プラズマを用いて）イオン種を励起することを含み、ワークピースから副産物を除去することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、Ｈ２またはＡｒプラズマを含むハロゲン含有ガスとして、Ｃｌ２ガスまたはＣｌ＊ガスを含むことができる。この例示的なプロセスは、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＩＩＩ−Ｖ、Ｃｕ、および高融点金属のエッチングに使用されることができる。この例示的なプロセスは、ＴｉＮまたはＴａＮのエッチングに使用されることができる。
【００６７】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、例えば、ＳｉおよびＳｉＧｅワークピース中へのソース／ドレインリセスエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、高アスペクト比（ＨＡＲ）の底面の洗浄に使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ハードマスクのパターニングに使用されることができる。
【００６８】
実施例＃２
異方性エッチングプロセスを実行することができる。このプロセスは、イオン衝撃、注入、および／または化学反応を実施することを含み、中性種および／またはエネルギーを有するイオン種を含む直流プラズマで表面を改質することができる。プロセスは、ハロゲン、有機、ＨＦ／ＮＨ３ガス、または遠隔プラズマからの反応種を使用することを含み、反応副生成物を熱で除去することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔエッチングの場合、この例示的なプロセスは有機／Ｏ２プラズマを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ−Ｖ、Ｃｏ、およびＣｕエッチングの場合、この例示的なプロセスは有機／Ａｒプラズマを含むことができる。いくつかの実施形態では、選択的ＳｉＮエッチングの場合、例示的なプロセスはＨ２プラズマ／ＮＨ３＋ＮＦ３プラズマを含むことができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、例えば、ゲート窒化物スペーサーのエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、例えば、磁性または貴エッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ハードマスクのパターニングに使用されることができる。
【００７１】
実施例＃３
異方性エッチングプロセスを実行することができる。プロセスは、プラズマベースのプロセスを使用することを含み、ワークピースの露出した表面の一部を改質、または一部にコーティング層を堆積させることができる。プロセスは、ワークピースの覆われていない表面から材料を除去することを含むことができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、選択的ＳｉＯ２エッチングの場合、この例示的なプロセスはＣｘＦｙプラズマ／Ａｒプラズマを含むことができる。いくつかの実施形態では、選択的Ｓｉエッチングの場合、この例示的なプロセスはＨ２プラズマ／Ａｒプラズマを含むことができる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、例えばスペーサーを防ぐための自己整合コンタクトエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、高アスペクト比（ＨＡＲ）の底面の洗浄に使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ハードマスクのパターニングに使用されることができる。
【００７４】
実施例＃４
等方性エッチング表面処理プロセスを実施することができる。このプロセスは、ワークピースの露出した窒化物または酸化物の表面上にハロゲン化アンモニウム塩を形成することを含むことができる。プロセスは、塩を除去するためにワークピースを約１００℃以上に加熱することを含むことができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、アンモニウム塩を形成し、続いて加熱してベーキングすることにより、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴＩＮおよびＳｉＯ２をエッチングすることを含むことができる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、エピ前洗浄のための自然酸化物除去に使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、Ｓｉ／ＳｉＧｅ構造を露出させるためにＩ／Ｏ酸化物リセスエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、フローティングゲート形成のための３Ｄ  ＮＡＮＤ  ＯＮＯＮスタックにおける選択的ＳｉＮリセスエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ＷＦ金属堆積のための選択的なＴｉＮまたはＴａＮエッチングに使用されることができる。
【００７６】
実施例＃５
等方性エッチング表面処理プロセスを実施することができる。プロセスは、表面をハロゲンベースのガスまたは中性物質に曝露させることを含むことができる。プロセスは、エッチングされる材料を除去するためにハロゲン化種の昇華温度を超えてワークピースを加熱することを含むことができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、材料、例えばＳｉ、ＴＩＮまたはＴａＮを塩素化またはフッ素化し、続いて加熱してベーキングすることができる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ＳＤＥ横方向リセスエッチングに使用されることができる。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、フローティングゲート形成のための３Ｄ  ＮＡＮＤ  ＯＮＯＮスタックにおける選択的Ｓｉリセスエッチングに使用されることができる。
【００７８】
実施例＃６
等方性エッチング表面処理プロセスを実施することができる。プロセスは、表面をハロゲンまたは酸素ベースのガスまたは中性物質に曝露させることを含むことができる。プロセスは、ハロゲン化種を除去するために有機または有機金属前駆体を流すことを含むことができる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、フッ素化、続いて有機金属前駆体曝露によるＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ熱原子層エッチング（ＡＬＥ）に使用される。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔエッチングに有機／Ｏ２プラズマを使用することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、磁性金属または貴金属のエッチングに使用されることができる。
【００８１】
実施例＃７
等方性エッチング表面処理プロセスを実施することができる。プロセスは、表面をハロゲンベースのガスまたは中性種に曝露させることを含むことができる。プロセスは、ハロゲン間揮発性副産物を形成するためにハロゲン化された表面を第２のハロゲンベースのガスまたは中性種に曝露させることを含むことができる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ＷＦ６およびＢＣｌ３に順次曝露させることによりＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、およびＷＯ３のエッチングに使用される。いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、Ｆ＊およびＣｌ２（またはＣｌ＊）に順次曝露させることによりＴｉＮエッチングに使用されることができる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、この例示的なプロセスは、ＷＦ金属堆積のための選択的なＴｉＮまたはＴａＮエッチングに使用されることができる。
【００８４】
別の実施例
図８の表は、ラジカルベースのエッチングまたは原子層エッチング（ＡＬＥ）による一般的に使用されるハードマスク材料の選択的除去の例を提供する。図９の表は、本開示の例示的な実施形態によるポストプラズマガスインジェクション（ＰＰＧＩ）でラジカルを使用する表面改質／処理の例を提供する。
【００８５】
本主題はその特定の例示的な実施形態に関して詳細に説明されているが、当業者は、前述の理解を得ると、そのような実施形態の変更、変形、および同等物を容易に生成できることが理解されよう。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく例としてであり、本開示は、当業者に容易に明らかであるように、本主題に対するこのような修正、変形、および／または追加の包含を排除するものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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