專利名稱：單能中性束激活的化學(xué)處理系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理襯底的方法和系統(tǒng)，更具體的，涉及用于執(zhí)行襯底的中性束 激活的化學(xué)處理的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體處理過程中，經(jīng)常使用等離子體，通過沿著半導(dǎo)體襯底上形成的細(xì)線或 在半導(dǎo)體襯底上形成的過孔(或觸點(diǎn))內(nèi)促進(jìn)材料的非均勻去除，以輔助蝕刻過程。上述 等離子體輔助蝕刻的示例包括反應(yīng)離子蝕刻(RIE)，其實(shí)質(zhì)上是離子激活的化學(xué)蝕刻處理。但是，盡管RIE已經(jīng)使用了數(shù)十年，RIE的成熟伴隨著下列幾個(gè)問題(a)廣泛的離 子能量分布；(b)各種感應(yīng)充電副作用；和(c)特征形狀負(fù)載效應(yīng)(即，微負(fù)載)。一種緩解 上述問題的方法是使用中性束處理。在基本沒有任何中性熱物種(例如化學(xué)反應(yīng)物、添加劑和/或蝕刻劑)參與的情 況下產(chǎn)生絕對(duì)的中性束處理。通過入射(定性高能)中性物種的動(dòng)能來激活襯底上的化學(xué) 處理(例如蝕刻處理)，入射(定向高能和反應(yīng)性)中性物種同時(shí)用作反應(yīng)物或蝕刻劑。因?yàn)橹行允幚聿⒉簧婕芭c熱物種(其用作RIE中的蝕刻劑)有關(guān)的通量角變化 效應(yīng)，所以中性束處理的一個(gè)自然結(jié)果是沒有微負(fù)載。但是，缺少微負(fù)載的不利后果是實(shí)現(xiàn) 了統(tǒng)一的蝕刻效率，即，最大蝕刻量是統(tǒng)一的，或者一條入射中性束名義上只促進(jìn)一個(gè)蝕刻 反應(yīng)。相反，在由一種高能入射離子激活的情況下，RIE中大量的熱中性物種(蝕刻劑)都 能參與膜的蝕刻。因此，在被迫承受微負(fù)載的情況下，動(dòng)能激活(熱中性物種)化學(xué)蝕刻可 以實(shí)現(xiàn)10、100甚至1000的蝕刻效率。雖然已經(jīng)進(jìn)行了很多努力來消除這些缺點(diǎn)，S卩，蝕刻效率、微負(fù)載、電荷損傷等，但 是其仍然存在，并且保持了蝕刻一致性，需要探索對(duì)該問題的新的實(shí)用方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于處理襯底的方法和系統(tǒng)，更具體的，涉及用于執(zhí)行襯底的中性束 激活的化學(xué)處理的方法和系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及用于用空間電荷中性化的中性束激活的化學(xué)處理處理襯底的化 學(xué)處理系統(tǒng)和方法。所述化學(xué)處理系統(tǒng)包括第一等離子體室，其用于在第一等離子體電位 下形成第一等離子體；和第二等離子體室，其用于在高于第一等離子體電位的第二等離子 體電位下形成第二等離子體，其中使用來自第一等離子體的電子通量來形成第二等離子 體。此外，化學(xué)處理系統(tǒng)包括襯底支架，其配置為將襯底定位在第二等離子體室中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，描述了配置為處理襯底的化學(xué)處理系統(tǒng)，其包括等離子體產(chǎn)生 室，其包括第一等離子體區(qū)，所述第一等離子體區(qū)配置為在第一壓力下接收第一處理氣體； 處理室，其包括第二等離子體區(qū)，所述第二等離子體區(qū)設(shè)置在所述第一等離子體區(qū)的下游， 并且被配置為在第二壓力下從所述第一等離子體區(qū)接收所述第一處理氣體；第一氣體噴射 系統(tǒng)，其耦合到所述等離子體產(chǎn)生室，并配置為將所述第一處理氣體引入所述第一等離子體區(qū)；等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)，其耦合到所述等離子體產(chǎn)生室，并配置為從所述第一處理氣體在 所述第一等離子體區(qū)中在第一等離子體電位下產(chǎn)生第一等離子體；分隔部件，其設(shè)置在所 述第一等離子體區(qū)和所述第二等離子體區(qū)之間，其中所述分隔部件包括一個(gè)或多個(gè)開口， 所述開口配置為允許電子通量從所述第一等離子體區(qū)到所述第二等離子體區(qū)，以在第二等 離子體電位下形成第二等離子體；偏壓電極系統(tǒng)，其耦合到所述處理室，并配置為將所述第 二等離子體電位升高到高于所述第一等離子體電位，以控制所述電子通量；襯底支架，其耦 合到所述處理室，并配置為支撐鄰近所述第二等離子體區(qū)的所述襯底；和真空泵系統(tǒng)，其耦 合到所述處理室，并配置為將抽吸所述處理室中的所述第二等離子體區(qū)。根據(jù)另一實(shí)施例，描述了用于處理襯底的方法，其包括將所述襯底放置在配置為 用等離子體處理所述襯底的處理室中；在第一等離子體電位下在第一等離子體區(qū)中形成第 一等離子體；使用來自所述第一等離子體區(qū)的電子通量，在第二等離子體電位下在第二等 離子體區(qū)中形成第二等離子體；將所述第二等離子體電位升高到高于所述第一等離子體電 位，以控制所述電子通量；控制所述處理室中的壓力；和將所述襯底暴露于素?cái)?shù)第二等離 子體。


在附圖中圖IA示出了根據(jù)實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)；圖IB示出了在圖IA中所示的化學(xué)處理系統(tǒng)中執(zhí)行的化學(xué)處理的條件；圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)另一實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)；圖4示出了根據(jù)另一實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)；和圖5示出了根據(jù)另一實(shí)施例的操作配置為處理襯底的等離子體處理系統(tǒng)的方法。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，為了便于徹底理解本發(fā)明并且為了說明而不限于此，闡明了具 體細(xì)節(jié)，例如，等離子體處理系統(tǒng)的特定幾何形狀和對(duì)系統(tǒng)組件的各種描述。但是，應(yīng)當(dāng)理 解，可以用不按這些具體細(xì)節(jié)的其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。盡管如此，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，雖然說明了一般概念的創(chuàng)新特性，但是說明書中包含了同 樣具有創(chuàng)新特性的特征。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了用于執(zhí)行襯底的中性束激活的化學(xué)處理的方法和系統(tǒng)， 除其他外，以緩解上面確定的問題中的一部分或全部。中性束激活的化學(xué)處理包括動(dòng)能激 活(即，熱中性物種)，并且因此實(shí)現(xiàn)了高活性或高蝕刻率。但是，在此提供的中性束激活的 化學(xué)處理同樣實(shí)現(xiàn)了單能激活、空間電荷中性和硬件實(shí)用性?，F(xiàn)在參考附圖，其中在幾個(gè)附圖中，相似的附圖標(biāo)記指示相同或相應(yīng)的部分，圖IA 和IB描繪了根據(jù)實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)的簡圖。如圖IA所示，描述了配置為執(zhí)行襯底的 空間電荷中性化的中性束激活的化學(xué)處理的化學(xué)處理系統(tǒng)1。如圖IA和IB所示，化學(xué)處理系統(tǒng)1包括第一等離子體室10，其用于在第一等離子 體電位(U下形成第一等離子體12 ；和第二等離子體室20，其用于在高于第一等離子體電位的第二等離子體電位(Vp,2)下形成第二等離子體22。通過在第一等離子體室10中將 功率(例如射頻(RF)功率)耦合到可電離氣體而形成第一等離子體12，使用來自第一等離 子體12的電子通量(例如，高能電子(ee)電流，jee)形成第二等離子體22。此外，化學(xué)處 理系統(tǒng)1包括襯底支架，其配置為將在第二等離子體室20中直流(DC)接地或浮動(dòng)接地的 襯底25放置成暴露于在第二等離子體電位下的第二等離子體22。第一等離子體室10包括等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)16，其配置為燃燒并加熱第一等離子 體12。可以通過任何通常的等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)來加熱第一等離子體12，包括但不限于，電 感耦合等離子體(ICP)源、變換耦合等離子體(TCP)源、電容耦合等離子體(CCP)源、電子 回旋共振(ECR)源、螺旋波源、表面波等離子體源、具有開槽平面天線的平面波等離子體源 等。盡管可以通過任何等離子體源來加熱第一等離子體12，但是優(yōu)選通過在等離子體電位
中產(chǎn)生減小的或最小的波動(dòng)的方法來加熱第一等離子體12。例如，ICP源是產(chǎn)生減小的 或最小的Vp,工波動(dòng)的實(shí)用技術(shù)。此外，第一等離子體室10包括直流(DC)導(dǎo)電接地電極14，其具有充當(dāng)與第一等離 子體12接觸的邊界的導(dǎo)電表面。DC導(dǎo)電接地電極14耦合到DC接地線。DC導(dǎo)電接地電極 14用作在第一等離子體電位(VpJ下由第一等離子體12驅(qū)動(dòng)的離子槽。盡管圖IA中示出 了一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極14，但是化學(xué)處理系統(tǒng)1可以包括一個(gè)或多個(gè)DC導(dǎo)電接地電極。盡管不是必需的，但是優(yōu)選DC導(dǎo)電接地電極14包括相對(duì)大的面積與第一等離子 體12接觸。DC接地處的面積越大，第一等離子體電位越低。例如，DC導(dǎo)電接地電極14與 第一等離子體12接觸的導(dǎo)電表面的表面積可以大于與第一等離子體12接觸的任何其他表 面積。此外，例如，DC導(dǎo)電接地電極14與第一等離子體12接觸的導(dǎo)電表面的表面積可以 大于與第一等離子體12接觸的所有其他導(dǎo)電表面的總和?；蛘?，例如，DC導(dǎo)電接地電極14 與第一等離子體12接觸的導(dǎo)電表面可以是與第一等離子體12接觸的唯一導(dǎo)電表面。DC導(dǎo) 電接地電極14可以提供最小阻抗的接地路徑。如上所述，來自第一等離子體12的(高能)電子通量(或電流jj在第二等離子 體室20中引發(fā)并維持第二等離子體22。為了控制電子通量并產(chǎn)生單能空間電荷中性化的 中性束，在有波動(dòng)的情況下，如上所述的第一等離子體電位(U和第二等離子體電位(Vp, 2)應(yīng)當(dāng)相對(duì)于大致減小的或最小的波動(dòng)保持穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)第二等離子體22的穩(wěn)定性，第 二等離子體室20包括DC導(dǎo)電偏壓電極24，其具有與第二等離子體22接觸的導(dǎo)電表面，其 中DC導(dǎo)電偏壓電極24耦合到DC電壓源26。DC電壓源26配置為在正DC電壓(+VDe)下加 偏壓于DC導(dǎo)電偏壓電極24。結(jié)果，第二等離子體電位(Vp,2)是由(+V1J電壓源驅(qū)動(dòng)的邊 界驅(qū)動(dòng)等離子體電位，因此使得Vp,2升高約+VD。，并保持基本穩(wěn)定。盡管圖IA中示出了一個(gè) DC導(dǎo)電偏壓電極24，但是化學(xué)處理系統(tǒng)1可以包括一個(gè)或多個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極。此外，等離子體處理系統(tǒng)包括分割部件30，其設(shè)置在第一等離子體室10和第二等 離子體室20之間。分割部件30可以用作電子擴(kuò)散器。由電位差A(yù)V = ^2-Vpil所產(chǎn)生的 穿過電子加速層的電場驅(qū)動(dòng)電子擴(kuò)散。分割部件30可以包括絕緣體，例如石英或氧化鋁， 或者分割部件30可以包括電浮動(dòng)的并具有高RF接地阻抗的電介質(zhì)涂覆的導(dǎo)體材料。由于 跨越電子加速層(Vz CVp1 2-Vp, ！))的大電場，電子通量的能量足夠維持第二等離子體 22中的離子化。但是，化學(xué)處理系統(tǒng)1可以選擇性的包括等離子體加熱系統(tǒng)，其配置為進(jìn)一 步加熱第二等離子體22。
分割部件30可以包括一個(gè)或多個(gè)開口，提供高能電子通量從第一等離子體室10 到第二等離子體室20的通路?？梢韵鄬?duì)于DC導(dǎo)電接地電極14的表面積來調(diào)整一個(gè)或多個(gè) 開口的總面積，以在盡量減小從第二等離子體22到第一等離子體12的反向離子電流的同 時(shí)，確保相對(duì)大的電位差Δν = Vpi2-Vpil，從而確保足夠的離子能量用于離子沖擊襯底25。如圖IA所示，來自第一等離子體12中的第一離子布居的第一離子通量(例如，離 子流，Jil)流向第一等離子體室10中的DC導(dǎo)電接地電極14，該離子通量與從第一等離子體 12穿過分割部件30處的電子加速層進(jìn)入第二等離子體22的高能電子通量(或電流jj基 本等量，即，IjjlI 11」。如上所述，高能電子通量的能量足以形成第二等離子體22。其中，形成了熱電子布 居和第二離子布居。熱電子很大程度上是根據(jù)引入的高能電子通量(或電流jj所引起的 第二等離子體22的離子化放出的電子而產(chǎn)生的結(jié)果。但是，一些來自高能電子通量的高能 電子會(huì)損失足量的能量，因而成為熱電子布居的一部分。由于德拜屏蔽，只有第二等離子體22的熱電子流向DC導(dǎo)電偏壓電極24(例如，熱 電流，j J，其與高能電子通量基本等量，即，jte jee。熱電流jte被引導(dǎo)至DC導(dǎo)電偏壓電 極24，而來自第二離子布居的第二離子通量在Vp,2下被引導(dǎo)至襯底(作為離子流，ji2 ；其與 流向襯底25的高能電流的總和基本相等，并且高能電子產(chǎn)生二次電流jeJ。如果引入的高能電子能量足夠高，高能電子通量(jj中的相當(dāng)一部分將從穿過 第二等離子體22的通路通過，并沖擊晶片25。但是，不考慮其來源(即，來自高能電子通量
的高能電子或來自熱電子布居的高能電子)，只有能夠穿過襯底鞘層的高能電子(即躍 過勢全，或Vfe-Vpil，其中Vfe是高能電子的浮動(dòng)電位)將到達(dá)襯底25。因?yàn)橐r底25處于浮動(dòng) DC接地，由第二等離子體22中的第二離子布居所提供的離子流ji2 (具有由\八所表征 的離子能量)將與電流I2相等(即，沒有凈電流，或Ijj2 I je2l，或ji2+je2 ji2+jee+jese 0)?；蛘撸?yàn)槠谕?dòng)接地表面電位略高于DC接地，所以襯底25將基本處于DC接地。在用于化學(xué)處理系統(tǒng)1的上述結(jié)構(gòu)中，提高第二等離子體電位高于第一等離子體 電位將驅(qū)使高能電子束(具有電流j J形成第二等離子體22，而化學(xué)處理系統(tǒng)1中各處的 粒子平衡將迫使等量的電子(例如，電流jj和離子(例如，離子流ji2)沖擊襯底25(即， Lij2I |je2|)。上述電荷平衡表明在襯底25處激活化學(xué)處理的空間電荷中性化的中性束 被引導(dǎo)至襯底25。現(xiàn)在參考圖2，根據(jù)實(shí)施例提供了化學(xué)處理系統(tǒng)101?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)101包括等離 子體產(chǎn)生室105，其配置為在第一等離子體電位下產(chǎn)生第一等離子體143 ；和處理室110，其 配置成為襯底125的等離子體處理提供無污染真空環(huán)境。處理室110包括襯底支架120，其 配置為支撐襯底125 ；和真空泵系統(tǒng)130，其耦合到處理室110，被配置為排空處理室110并 且控制處理室110中的壓力。等離子體產(chǎn)生室105包括第一等離子體區(qū)142，其配置為在第一壓力下接收第一 處理氣體，并形成第一等離子體143。此外，處理室110包括第二等離子體區(qū)152，其設(shè)置在 第一等離子體區(qū)142的下游，并且配置為從第一等離子體區(qū)142接收電子通量150和第一 處理氣體，并在其中在第二等離子體電位和第二壓力下形成第二等離子體153。第一氣體噴射系統(tǒng)144耦合到等離子體產(chǎn)生室105，并且配置為將第一處理氣體 引入第一等離子體區(qū)142。第一處理氣體可以包括正電性氣體或負(fù)電性氣體或者兩者的混合物。例如，第一處理氣體，可以包括任何適合于處理襯底125的氣體。此外，例如，第一處 理氣體可以包括任何具有適合于處理襯底125的化學(xué)組分、原子或分子的氣體。所述化學(xué) 組分可以包括蝕刻劑、膜形成氣體、稀釋劑、清洗氣體等。第一氣體噴射系統(tǒng)144可以包括 一個(gè)或多個(gè)氣體供應(yīng)裝置或氣體源、一個(gè)或多個(gè)控制閥、一個(gè)或多個(gè)過濾器、一個(gè)或多個(gè)質(zhì) 量流控制器等?？蛇x的第二氣體噴射系統(tǒng)154可以耦合到處理室110，并配置為將第二處理氣體 引入第二等離子體區(qū)152。第二處理氣體可以包括任何適合處理襯底125的氣體。此外，例 如，第二處理氣體可以包括任何具有適合于處理襯底125的化學(xué)組分、原子或分子的氣體。 所述化學(xué)組分可以包括蝕刻劑、膜形成氣體、稀釋劑、清洗氣體等。第二氣體噴射系統(tǒng)144 可以包括一個(gè)或多個(gè)氣體供應(yīng)裝置或氣體源、一個(gè)或多個(gè)控制閥、一個(gè)或多個(gè)過濾器、一個(gè) 或多個(gè)質(zhì)量流控制器等。仍然參考圖2，化學(xué)處理系統(tǒng)1包括等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)140，其耦合到等離子體產(chǎn) 生室105，并配置為在第一等離子體區(qū)142中產(chǎn)生第一等離子體143。等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)140 可以包括配置為產(chǎn)生電容耦合等離子體(CCP)、電感耦合等離子體(ICP)、變換耦合等離子 體(TCP)、表面波等離子、螺旋波等離子體、或電子回旋共振(ECR)加熱的等離子體、或等離 子體形成領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的其他類型的等離子體的系統(tǒng)。盡管可以通過任何等離 子體源加熱第一等離子體，但是優(yōu)選通過在其等離子體電位Vp,工中產(chǎn)生最小波動(dòng)的方法來 加熱第一等離子體。例如，ICP源是產(chǎn)生減小的或最小的Vp,工波動(dòng)的實(shí)用技術(shù)。如圖2所示，等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)140可以包括感應(yīng)線圈148，其耦合到功率源146。 功率源146可以包括射頻(RF)產(chǎn)生器，其使RF功率穿過可選的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)耦合到感應(yīng) 線圈148。RF功率從感應(yīng)線圈148穿過電介質(zhì)窗口 108電感耦合到第一等離子體區(qū)142 中的第一等離子體143。通常的將RF功率施加到感應(yīng)線圈的頻率可以在從約IOMHz到約 IOOMHz的范圍內(nèi)。此外，可以采用開槽法拉第屏蔽(未示出)來減小感應(yīng)線圈148和等離 子體之間的電容耦合。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)可以用于通過減少所反射的功率來增強(qiáng)RF功率向等離子體的傳 輸。匹配網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如，L型、π型、T型等)和自動(dòng)控制方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說是公知的。例如，在正電性放電中，電子密度可以在從約IOiciCnT3到IO13CnT13的范圍內(nèi)，電子溫 度可以在從約IeV到約IOeV的范圍內(nèi)(取決于所使用的等離子體源的類型)。此外，如圖2所示，等離子體產(chǎn)生室105包括直流(DC)導(dǎo)電電極106，其具有用作 與第一等離子體143接觸的邊界的導(dǎo)電表面。DC導(dǎo)電接地電極106耦合到DC接地。例如， DC導(dǎo)電接地電極106可以包括摻雜硅電極。DC導(dǎo)電接地電極106用作由處于第一等離子 體電位(U的第一等離子體143驅(qū)動(dòng)的離子槽。盡管圖2中示出了一個(gè)DC導(dǎo)電接地電 極106，但是化學(xué)處理系統(tǒng)101可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電接地電極。盡管不是必需的，但是優(yōu)選DC導(dǎo)電接地電極106包括相對(duì)大的面積與第一等離子 體143接觸。DC接地處的面積越大，第一等離子體電位越低。例如，DC導(dǎo)電接地電極106 與第一等離子體143接觸的導(dǎo)電表面的表面積可以大于與第一等離子體143接觸的任何其 他表面積。此外，例如，DC導(dǎo)電接地電極106與第一等離子體143接觸的導(dǎo)電表面的表面 積可以大于與第一等離子體143接觸的所有其他導(dǎo)電表面的總和?；蛘撸?，DC導(dǎo)電接地電極106與第一等離子體143接觸的導(dǎo)電表面可以是與第一等離子體143接觸的唯一導(dǎo) 電表面。DC導(dǎo)電接地電極106可以提供最小阻抗的接地路徑。仍然參考圖2，化學(xué)處理系統(tǒng)101還包括偏壓電極系統(tǒng)180，其被耦合以將第二等 離子體電位提高到高于第一等離子體電位的值，以驅(qū)動(dòng)電子通量。偏壓電極系統(tǒng)180包括 DC導(dǎo)電偏壓電極182，其具有與第二等離子體153接觸的導(dǎo)電表面。DC導(dǎo)電偏壓電極182 通過絕緣體184與處理室110電絕緣，DC導(dǎo)電偏壓電極182耦合到DC電壓源186。導(dǎo)電偏 壓電極182由導(dǎo)電材料組成，例如金屬或摻雜硅。盡管圖2中示出了一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極 182，但是化學(xué)處理系統(tǒng)101可以包括一個(gè)或多個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極。盡管不是必需的，但是優(yōu)選DC導(dǎo)電接地電極182包括相對(duì)大的面積與第二等離子 體153接觸。處于+VD。的面積越大，第二等離子體電位將越接近+VD。。例如，DC導(dǎo)電接地電 極182總面積可以大于與第二等離子體153接觸的所有其他導(dǎo)電表面的總和?；蛘?，例如， DC導(dǎo)電接地電極182的總面積可以是與第二等離子體153接觸的唯一導(dǎo)電表面。電壓源186可以包括可變DC電源。此外，DC電壓源186可以包括雙極性電源。DC 電源源186還可以包括配置為執(zhí)行監(jiān)視、調(diào)整、或控制DC電壓源186的極性、電流、電壓、或 開關(guān)狀態(tài)中的至少一項(xiàng)的系統(tǒng)?？梢允褂脼V波器來使RF功率與DC電壓源186去耦。例如，由DC電壓源186供應(yīng)至DC導(dǎo)電偏壓電極182的DC電壓可以在從約0伏 (V)到約10000V的范圍內(nèi)。優(yōu)選的，由DC電壓源186供應(yīng)至DC導(dǎo)電偏壓電極182的DC電 壓可以在從約50伏(V)到約5000V的范圍內(nèi)。此夕卜，優(yōu)選DC電壓具有正極性。此外，優(yōu)選 DC電壓是具有大于約50V的絕對(duì)值的正電壓。如圖2所示，處理室110包括室外殼構(gòu)件111，其可以耦合接地。此外，襯墊構(gòu)件 188可以設(shè)置在室外殼構(gòu)件111和第二等離子體153之間。襯墊構(gòu)件188可以由電介質(zhì)材 料制成，例如石英或氧化鋁。襯墊構(gòu)件188可以向第二等離子體153提供高RF接地阻抗。 此外，電饋通187配置為使得電連接到DC導(dǎo)電偏壓電極182。仍然參考圖2，分割部件170設(shè)置在第一等離子體區(qū)142和第二等離子體區(qū)152之 間，其中分割部件170包括一個(gè)或多個(gè)開口 172，開口 172配置為提供第一處理氣體以及電 子通量150從第一等離子體區(qū)142中的第一等離子體143到第二等離子體區(qū)152的通路， 以在第二等離子體區(qū)152中形成第二等離子體。分割部件170中的一個(gè)或多個(gè)開口 172可以包括超級(jí)德拜長度孔徑，即，橫向尺寸 或直徑大于德拜長度。一個(gè)或多個(gè)開口 172可以足夠大，以允許適當(dāng)?shù)碾娮觽魉?，并且一個(gè) 或多個(gè)開口 172可以足夠小，以提供第一等離子體電位和第二等離子體電位之間的足夠高 的電位差并且減小第二等離子體153和第一等離子體143之間的反向離子流。此外，一個(gè)或 多個(gè)開口 172可以足夠小以維持第一等離子體區(qū)142中的第一壓力和第二等離子體區(qū)152 中的第二壓力之間的壓力差。盡管DC導(dǎo)電接地電極106耦合到DC接地，但是其也可以耦合到小于耦合到DC導(dǎo) 電偏壓電極182的偏壓DC電壓的DC電壓。如圖2所示，電子通量150發(fā)生于第一等離子體區(qū)142和第二等離子體區(qū)152之 間穿過分割部件170。由電場增強(qiáng)擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)電子傳送，其中電場是由第一等離子體電位和第 二等離子體電位之間的電位差所建立的。電子通量150的能量足夠維持第二等離子體153 中的離子化。
例如，真空泵系統(tǒng)130可以包括能夠具有高達(dá)5000升每秒(和更高的)抽速的渦 輪分子真空泵(TMP)和諸如閘閥之類的真空閥(或第二真空閥)，以用于控制第二等離子 體區(qū)152中的壓力。此外，用于監(jiān)測室壓力的裝置(未示出)可以耦合到處理室110。例 如，壓力測量裝置可以是可從MKS Instruments公司(Andover，馬薩諸塞州)購得的628B Baratron型電容式絕對(duì)壓力計(jì)。仍然參考圖2，襯底支架120可以耦合接地。如果襯底支架120耦合接地，則襯底 125可以處于浮動(dòng)接地，并且因此第二等離子體153接觸的唯一接地端是由襯底125所提供 的浮動(dòng)接地。例如，當(dāng)襯底125夾緊到襯底支架120時(shí)，陶瓷靜電卡盤(ESC)層可以使襯底 125與接地的襯底支架120絕緣。或者，化學(xué)處理系統(tǒng)101可以包括襯底偏壓系統(tǒng)，其耦合到襯底支架120并配置為 加電偏壓于襯底125。例如，襯底支架120可以包括穿過可選的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)耦合到RF發(fā) 生器的電極。通常的用于施加功率到襯底支架120的頻率可以在從約0. IMHz到約IOOMHz 的范圍內(nèi)。仍然參考圖2，化學(xué)處理系統(tǒng)101可以包括襯底溫度控制系統(tǒng)，其耦合到襯底支架 120并配置為調(diào)整和控制襯底125的溫度。襯底溫度控制系統(tǒng)包括溫度控制元件，例如包括 再循環(huán)冷卻液流的冷卻系統(tǒng)，該再循環(huán)冷卻液流從襯底支架120接收熱量并將熱量傳送到 熱交換器系統(tǒng)(未示出)，或者在加熱時(shí)從熱交換器系統(tǒng)傳送熱量。此外，溫度控制元件可 以包括加熱/冷卻元件(例如可以包括在襯底支架120中的電阻加熱元件或熱電加熱器/ 冷卻器)，以及處理室110的室壁和化學(xué)處理系統(tǒng)101內(nèi)的任何其他組件。為了增強(qiáng)襯底125和襯底支架120支架的熱傳輸，襯底支架120可以包括機(jī)械夾 緊系統(tǒng)或電夾緊系統(tǒng)(例如靜電卡盤(ESC)系統(tǒng))，以將襯底125固定到襯底支架120的 上表面。此外，襯底支架125還可以包括襯底背面氣體輸送系統(tǒng)，其配置為將氣體引到襯底 125的背面，以提高襯底125和襯底支架120之間的氣體間隙熱導(dǎo)率。當(dāng)在提高的或降低的 溫度下需要襯底的溫度控制時(shí)，可以使用上述系統(tǒng)。例如，襯底背面氣體系統(tǒng)可以包括雙區(qū) 氣體分配系統(tǒng)，其中在襯底125的中心和邊緣之間氦氣間隙壓力可以單獨(dú)改變。如圖2所示，襯底支架120可以由阻擋部件121所圍繞，阻擋部件121延伸到襯底 支架120的外邊緣之外。阻擋部件121可以用于將由真空泵系統(tǒng)130所輸送的抽速均勻分 配到第二等離子體區(qū)152。阻擋部件121可以由電介質(zhì)材料制成，例如石英或氧化鋁。阻擋 部件121可以向第二等離子體153提供高RF接地阻抗。仍然參考圖2，化學(xué)處理系統(tǒng)101還可以包括控制器190?？刂破?90包括能夠產(chǎn) 生控制信號(hào)的微處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)字輸入/輸出口，該控制信號(hào)足以通訊并激活化學(xué)處理 系統(tǒng)101的輸入以及檢測化學(xué)處理系統(tǒng)101的輸出的。此外，控制器190可以耦合到等離 子體產(chǎn)生系統(tǒng)140、電極偏壓系統(tǒng)180、襯底支架120和真空泵系統(tǒng)130，并可以與等離子體 產(chǎn)生系統(tǒng)140、電極偏壓系統(tǒng)180、襯底支架120和真空泵系統(tǒng)130交換信息，等離子體產(chǎn)生 系統(tǒng)140包括第一氣體噴射系統(tǒng)144和功率源146，電極偏壓系統(tǒng)180包括可選的第二氣體 噴射系統(tǒng)154和DC電壓源186。例如，可以根據(jù)處理方案使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序來激 活化學(xué)處理系統(tǒng)101的上述組件的輸入，以執(zhí)行處理襯底125的方法。但是，可以通過通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制器190，該通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)于執(zhí)行存 儲(chǔ)器中所包含的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列的處理器，執(zhí)行本發(fā)明的基于微處理器的處理步驟的一部分或全部。上述指令可以從另一計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如硬盤或可移動(dòng)介 質(zhì)驅(qū)動(dòng)器)讀入控制器存儲(chǔ)器。也可以采用多處理設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)處理器作為控制器 微處理器，以執(zhí)行主存儲(chǔ)器中所包含的指令的序列。在可選實(shí)施例中，可以使用硬連線電路 代替軟件指令，或與軟件指令結(jié)合。因此，實(shí)施例并不限于硬件電路和軟件的任何特定組合。
控制器190包括至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或存儲(chǔ)器(例如控制器存儲(chǔ)器)，用于保 存根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所編寫的指令，并用于容納數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、記錄、或執(zhí)行本發(fā)明可能需 要的其他數(shù)據(jù)。在此使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”指的是參與向用于執(zhí)行的控制器190的處理 器提供指令的任何介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以采取的形式包括但不限于非易失性介質(zhì)、易 失性介質(zhì)、和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤、磁盤、和磁光盤，例如硬盤或可移動(dòng)介 質(zhì)驅(qū)動(dòng)器。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，例如主存儲(chǔ)器。此外，各個(gè)形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 可以參與將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列輸出到用于執(zhí)行的控制器的存儲(chǔ)器。例如， 指令可以首先承載于遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁盤上。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以將用于執(zhí)行本發(fā)明的全部或一 部分的指令遠(yuǎn)程載入動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，并通過網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送到控制器190。存儲(chǔ)在任何一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或其組合上，本發(fā)明包括軟件，其用于控制控制 器190、用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)用于執(zhí)行本發(fā)明的設(shè)備、和/或用于使得控制器與人類用戶交 互。上述軟件可以包括但不限于設(shè)備驅(qū)動(dòng)、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、和應(yīng)用軟件。所述計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)還包括用于執(zhí)行在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)所執(zhí)行的處理的全部或一部分(如果分開處理) 的本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)編碼裝置可以是任何可解釋的或可執(zhí)行的編碼機(jī)制，包括但不限于腳本、 可解釋的程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)、Java類、和完全可執(zhí)行程序。此外，為了更好的執(zhí)行、可 靠性和/或成本，可以將部分處理分開?？刂破?90可以相對(duì)于化學(xué)處理系統(tǒng)101就近放置，或者可以相對(duì)于化學(xué)處理系 統(tǒng)101通過互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程放置。因此，控制器190可以使用直接連接、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián) 網(wǎng)中的至少一種來與化學(xué)處理系統(tǒng)010交換數(shù)據(jù)?？刂破?90可以耦合到用戶站點(diǎn)(即，設(shè) 備制造商等)處的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，或者耦合到供應(yīng)商站點(diǎn)(即，裝備制造商)處的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。此外， 另一計(jì)算機(jī)(即，控制器、服務(wù)器等)可以通過直接連接、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)中的至少一種訪 問控制器190，以交換數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參考圖3，根據(jù)另一實(shí)施例提供了化學(xué)處理系統(tǒng)101，?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)101，包 括與圖2中所示的化學(xué)處理系統(tǒng)101中相同的組件。但是，化學(xué)處理系統(tǒng)101’包括具有位 于等離子體產(chǎn)生室105上方的感應(yīng)線圈148’的等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)140’。感應(yīng)線圈148’ 可以是平面線圈，例如“螺旋形”線圈或“扁平”線圈，如同在變換耦合等離子體(TCP)中一 樣，該平面線圈從上方與等離子體感應(yīng)。RF功率從感應(yīng)線圈148’穿過電介質(zhì)窗口 108’電 感耦合到第一等離子體區(qū)142中的第一等離子體143。ICP源或TCP源的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)對(duì)于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。此外，如圖3所示，等離子體產(chǎn)生室105包括直流(DC)導(dǎo)電接地電極106’，其具有 用作與第一等離子體143接觸的邊界的導(dǎo)電表面。至少一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極106’耦合到 DC接地。
現(xiàn)在參考圖4，根據(jù)另一實(shí)施例提供了化學(xué)處理系統(tǒng)10”?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)101”包 括與圖2中所示的化學(xué)處理系統(tǒng)101中相同的組件。膽識(shí)，化學(xué)處理系統(tǒng)101”包括具有位 于等離子體產(chǎn)生室105的第一等離子體區(qū)142之中的感應(yīng)線圈148”的等離子體產(chǎn)生系統(tǒng) 140”，其中通過圓柱形電介質(zhì)窗口插入件108”將感應(yīng)線圈148”與第一等離子體143分開。 感應(yīng)線圈148”可以是耦合到功率源146的圓柱形線圈，例如螺旋線圈。RF功率可以從感應(yīng) 線圈148”穿過圓柱形電介質(zhì)窗口插入件108”電感耦合到第一等離子體區(qū)142中的第一等 離子體143。ICP源的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。此外，如圖4所示，等離子體產(chǎn)生室105包括直流(DC)導(dǎo)電接地電極106”，其具有 用作與第一等離子體143接觸的邊界的導(dǎo)電表面。DC導(dǎo)電接地電極106”耦合到DC接地。 如圖4所示，因?yàn)楦袘?yīng)線圈148”陷入第一等離子體143中，DC導(dǎo)電接地電極106”包括占 據(jù)等離子體產(chǎn)生室105的內(nèi)表面的相當(dāng)一部分的表面積?，F(xiàn)在參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于操作等離子體處理系統(tǒng)以處理襯 底的方法的流程圖400。流程圖400開始于410，將襯底放置在等離子體處理系統(tǒng)中，該等 離子體處理系統(tǒng)配置為使用等離子體促進(jìn)襯底的處理。等離子體處理室可以包括圖1A、1B、 2、3和4中所描述的等離子體處理系統(tǒng)中的任意一種的組件。在420中，在第一等離子體電位下在第一等離子體區(qū)中從第一處理氣體形成第一 等離子體。如圖1A、1B、2、3和4所示，第一等離子體區(qū)可以位于等離子體產(chǎn)生室中，等離子 體產(chǎn)生系統(tǒng)可以耦合到等離子體產(chǎn)生室以形成第一等離子體。在430中，使用來自第一等離子體的電子通量在第二等離子體電位下在第二等離 子體區(qū)中形成第二等離子體。來自第一等離子體區(qū)中的第一等離子體的電子通量從等離子 體產(chǎn)生穿過分隔部件到達(dá)將處理襯底的處理室。如圖1A、1B、2、3和4所示，第二等離子體 區(qū)可以位于處理室中，其中設(shè)置在等離子體產(chǎn)生室和處理室之間的分隔部件中的一個(gè)或多 個(gè)開口或通路促進(jìn)從第一等離子體區(qū)向第二等離子體區(qū)傳送貨供應(yīng)電子。在440中，第二等離子體電位被提高到高于第一等離子體電位，以控制電子通量。 第一等離子體區(qū)中的第一等離子體可以是邊界驅(qū)動(dòng)等離子體(即，等離子體邊界對(duì)各自的 等離子體電位具有實(shí)質(zhì)性影響)，其中與第一等離子體接觸的部分或全部邊界耦合到DC接 地。此外，第二等離子體區(qū)中的第二等離子體可以是邊界驅(qū)動(dòng)等離子體，其中與第二等離子 體接觸的部分或全部邊界耦合到處于+Vdc的DC電壓源?？梢允褂脠D1A、1B、2、3和4中所 提供的實(shí)施例中的任意一種或任意組合來執(zhí)行將第二等離子體電位升高到高于第一等離 子體電位。在450中，通過真空泵系統(tǒng)抽送進(jìn)入處理室的氣體，以控制處理室中的壓力。在 460中，將襯底暴露于第二等離子體區(qū)中的第二等離子體。將襯底暴露于第二等離子體包括 將襯底暴露于單能空間電荷中性化的中性束激活的化學(xué)處理。盡管上面只詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易意識(shí) 到，在不實(shí)質(zhì)上脫離本發(fā)明的創(chuàng)新性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下，實(shí)施例中可能有很多修改。因 此，所有上述修改都意欲包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)處理系統(tǒng)，其配置為處理襯底，所述化學(xué)處理系統(tǒng)包括等離子體產(chǎn)生室，其包括第一等離子體區(qū)，所述第一等離子體區(qū)配置為在第一壓力下 接收第一處理氣體；處理室，其包括第二等離子體區(qū)，所述第二等離子體區(qū)設(shè)置在所述第一等離子體區(qū)的 下游，并且被配置為在第二壓力下從所述第一等離子體區(qū)接收所述第一處理氣體；第一氣體噴射系統(tǒng)，其耦合到所述等離子體產(chǎn)生室，并配置為將所述第一處理氣體引 入所述第一等離子體區(qū)；等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)，其耦合到所述等離子體產(chǎn)生室，并配置為從所述第一處理氣體在 所述第一等離子體區(qū)中在第一等離子體電位下產(chǎn)生第一等離子體；分隔部件，其設(shè)置在所述第一等離子體區(qū)和所述第二等離子體區(qū)之間，其中所述分隔 部件包括一個(gè)或多個(gè)開口，所述開口配置為允許電子通量從所述第一等離子體區(qū)到所述第 二等離子體區(qū)，以在第二等離子體電位下形成第二等離子體；偏壓電極系統(tǒng)，其耦合到所述處理室，并配置為將所述第二等離子體電位升高到高于 所述第一等離子體電位，以控制所述電子通量；襯底支架，其耦合到所述處理室，并配置為支撐鄰近所述第二等離子體區(qū)的所述襯底；禾口真空泵系統(tǒng)，其耦合到所述處理室，并配置為將抽吸所述處理室中的所述第二等離子 體區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，還包括第二氣體噴射系統(tǒng)，其耦合到所述處理室，并配置為將所述第二處理氣體引入所述第 二等離子體區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)包括感應(yīng)線圈， 所述感應(yīng)線圈配置為將來自功率源的功率電感耦合到所述第一等離子體區(qū)中的所述第一 處理氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)包括電容耦合 等離子體(CCP)源、電感耦合等離子體(ICP)源、變換耦合等離子體(TCP)源、表面波等離 子源、螺旋波等離子體源、或電子回旋共振(ECR)等離子體源、或者上述各項(xiàng)中的兩項(xiàng)或多 項(xiàng)的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述等離子體產(chǎn)生室包括至少一個(gè)直 流(DC)導(dǎo)電接地電極，所述直流導(dǎo)電接地電極具有與所述第一等離子體接觸的導(dǎo)電表面， 并且其中，所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極耦合到DC接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極包括摻 雜硅電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極的所述 導(dǎo)電表面包括與所述第一等離子體接觸的表面積，所述表面積大于與所述第一等離子體接 觸的任何其他表面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述分隔部件由電介質(zhì)材料組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述分隔部件中的所述一個(gè)或多個(gè)開口 中的一個(gè)或多個(gè)包括大于或等于德拜長度的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述偏壓電極系統(tǒng)包括至少一個(gè)DC導(dǎo) 電偏壓電極，所述DC導(dǎo)電偏壓電極具有與所述第二等離子體接觸的導(dǎo)電表面，其中所述至 少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極耦合到DC電壓源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極包括摻 雜硅電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中，所述DC電壓源配置為以從約50V到 約5000V范圍內(nèi)的DC電壓加偏壓于所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)包括室外殼構(gòu)件，其由DC導(dǎo)電材料制成，并耦合到DC接地；襯墊構(gòu)件，其由電介質(zhì)材料制成，并且耦合到所述室外殼構(gòu)件，并且配置為使所述室外 殼構(gòu)件與所述第二等離子體電絕緣；電饋通，其配置為使得電連接到所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極；和電極絕緣體，其設(shè)置在所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極和所述室外殼構(gòu)件之間，并配置 為使所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極與所述室外殼構(gòu)件電絕緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述襯底支架耦合到DC接地，并且其中 所述襯底處于DC接地或浮動(dòng)接地。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，還包括控制器，其耦合到所述等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)、所述偏壓電極系統(tǒng)、所述處理室、所述第一 氣體噴射系統(tǒng)、所述襯底支架、和所述真空泵系統(tǒng)，并且所述控制器配置為通過改變包括由 所述等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)耦合到所述第一等離子體區(qū)中的所述第一處理氣體的功率、由所述 偏壓電極系統(tǒng)耦合到所述第二等離子體的DC電壓、耦合到所述等離子體產(chǎn)生室的所述第 一處理氣體的成分、耦合到所述等離子體產(chǎn)生室的所述第一處理氣體的流率、耦合到所述 處理室的抽速、或所述襯底的溫度、或者上述各項(xiàng)中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合在內(nèi)的至少一種，來 調(diào)整或控制所述第二等離子體。
16.一種化學(xué)處理系統(tǒng)，其配置為處理襯底，所述化學(xué)處理系統(tǒng)包括第一等離子體室，其用于在第一等離子體電位下形成第一等離子體；第二等離子體室，其用于在高于所述第一等離子體電位的第二等離子體電位下形成第 二等離子體，其中使用來自所述第一等離子體的電子通量來形成所述第二等離子體；和襯底支架，其配置為將襯底定位在所述第二等離子體室中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中由處于DC接地電壓的第一邊界來驅(qū)動(dòng) 所述第一等離子體，并且其中由處于DC偏壓電壓的第二邊界來驅(qū)動(dòng)所述第二等離子體。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述襯底支架耦合到DC接地，并且其 中所述襯底處于DC接地或浮動(dòng)接地。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述第一等離子體室包括至少一個(gè)DC 導(dǎo)電接地電極，所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電接地電極具有與所述第一等離子體接觸的導(dǎo)電表面， 并且其中所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極耦合到DC接地。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，還包括分隔部件，其設(shè)置在所述第一等離子體室和所述第二等離子體室之間，其中所述分隔 部件包括一個(gè)或多個(gè)開口，所述開口配置為允許所述電子通量從所述第一等離子體到所述第二等離子體，并且其中所述分隔部件由電介質(zhì)材料組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化學(xué)處理系統(tǒng)，其中所述第二等離子體室包括至少一個(gè)DC 導(dǎo)電偏壓電極，所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極具有與所述第二等離子體接觸的導(dǎo)電表面， 并且其中所述至少一個(gè)DC導(dǎo)電偏壓電極耦合到DC電壓源。
22.一種用于處理襯底的方法，其包括如下步驟將所述襯底放置在配置為用等離子體處理所述襯底的處理室中； 在第一等離子體電位下在第一等離子體區(qū)中形成第一等離子體； 使用來自所述第一等離子體區(qū)的電子通量，在第二等離子體電位下在第二等離子體區(qū) 中形成第二等離子體；將所述第二等離子體電位升高到高于所述第一等離子體電位，以控制所述電子通量； 控制所述處理室中的壓力；和 將所述襯底暴露于素?cái)?shù)第二等離子體。
23.根據(jù)權(quán)利要22所述的方法，其將所述襯底暴露于所述第二等離子體的步驟包括將 所述襯底暴露于單能空間電荷中性化的中性束激活的化學(xué)處理。
全文摘要
本發(fā)明描述了化學(xué)處理系統(tǒng)和使用化學(xué)處理系統(tǒng)用單能空間電荷中性化的中性束激活的化學(xué)處理處理襯底的方法?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)包括第一等離子體室，其用于在第一等離子體電位下形成第一等離子體；和第二等離子體室，其用于在高于第一等離子體電位的第二等離子體電位下形成第二等離子體，其中使用來自第一等離子體的電子通量來形成第二等離子體。此外，化學(xué)處理系統(tǒng)包括襯底支架，其配置為將襯底定位在第二等離子體室中。
文檔編號(hào)H01J37/32GK101999155SQ200980110185
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者陳立 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社