[发明专利]用于产生均匀等离子体的具有分段束收集器的电子束等离子体源

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于产生均匀等离子体的具有分段束收集器的电子束等离子体源。

背景技术

用于处理工作件的等离子体反应器可使用电子束作为等离子体源。此等离子体反应器可展现归因于电子束内的电子密度及/或动能的不均匀分布的处理结果的不均匀分布（例如，横跨工作件表面的蚀刻速率的分布）。此不均匀性可在与束播方向垂直的方向上分布。

发明内容

用于处理工作件的等离子体反应器包括工作件处理腔室，该工作件处理腔室具有处理腔室外壳，该处理腔室外壳包括顶板和侧壁及在该侧壁中的电子束开口。在处理腔室中的工作件支撑基座具有工作件支撑表面，该工作件支撑表面面向顶板并界定在工作件支撑表面与顶板之间的工作件处理区域。电子束开口面向工作件处理区域。进一步提供电子束源腔室，该电子束源腔室包括通向工作件处理腔室的外壳，以及腔室中在与电子束开口相对的腔室的侧上的束收集器。电子束开口及束收集器界定在该电子束开口及该束收集器之间沿第一轴的电子束路径。束收集器包括金属收集器阵列，该等金属收集器彼此绝缘并沿与第一轴垂直的第二轴分布。金属收集器阵列在结构上或电学上是剖面式的以对沿第二轴的等离子体密度剖面具有所要的效果。

在一个电学上剖面式的实施例中，束收集器进一步包括连接至金属收集器阵列的个别金属收集器的个别地受控制的负电压的源，以及用于根据所要的剖面设置个别地受控制的电压的控制器。在另一电学上剖面式的实施例中，束收集器进一步包括连接在金属收集器阵列的个别金属收集器与接地之间个别地受控制的可变电阻器的集合，以及用于根据所要的剖面设置个别地受控制的可变电阻器的电阻的控制器。

在结构上剖面式的实施例中，根据所要的剖面，分段束收集器具有金属收集器沿第二轴的密度的分布。在一个结构上剖面式的实施例中，根据所要的剖面，金属收集器阵列包括沿第二轴定位的不同区域的收集器。在另一结构上剖面式的实施例中，根据所要的剖面，金属收集器阵列由各别空间彼此间隔开，其中各别空间具有不同尺寸且沿第二轴定位。在此实施例的一个版本中，金属收集器可具有均匀的尺寸或面积。在另一版本中，金属收集器阵列包括不同尺寸的收集器。在又一进一步实施例中，根据所要的剖面，金属收集器的尺寸及这些金属收集器之间的间隔两者沿第二轴是不均匀分布的。在又一实施例中，束收集器分段成具有不同的次级电子发射系数的区域，这些区域沿第二轴是剖面式的。

附图说明

为了可以详细理解获得本发明的示范性实施例的方式，可通过参照图示于附图中的实施例给出简要概述于上的本发明的更明确描述。应理解本文不论述某些熟知工艺以免模糊本发明。

图1A是等离子体反应器的侧视图，该等离子体反应器具有作为等离子体源的电子束并具有电学上或结构上是剖面式的束收集器。

图1B是图1A的一部分的放大视图。

图1C是图1A的等离子体反应器的俯视图。

图2A是根据第一实施例的电学上是剖面式的束收集器的正视图。

图2B是根据第二实施例的电学上是剖面式的束收集器的正视图。

图2C是根据第一实施例的结构上是剖面式的束收集器的正视图。

图2D是根据第二实施例的结构上是剖面式的束收集器的正视图。

图2E及2F描绘结构上剖面式的束收集器，该束收集器使用具有不同的收集器至收集器间隔的尺寸均匀的金属收集器。

图2G及2H描绘结构上剖面式的束收集器，该束收集器使用具有不同的收集器至收集器间隔的不同尺寸的金属收集器。

图3A、3B及3C是表征中心密集的剖面式束收集器与边缘密集的电子束的相互作用的图。

图4A、4B及4C是表征边缘密集的剖面式束收集器与中心密集的电子束的相互作用的图。

为了促进理解，在可能的地方已使用相同的附图标记指示诸图所共有的相同元件。考虑一个实施例的元件及特征结构可有利地并入其他实施例而无需进一步赘述。然而应注意的是，附图仅图示本发明的示范性实施例并因此不应视为限制本发明的范畴，因为本发明可许可其他等效实施例。

具体实施方式

引言：