[发明专利]用于原子精度蚀刻的独立控制等离子体密度、自由基组成及离子能量的低电子温度蚀刻腔室

权利要求书

1.一种在处理腔室中处理工件的方法，包括以下步骤：

通过使用平行于所述工件的表面的片状电子束在所述处理腔室中产生等离子体，来限制等离子体电子温度；

通过控制耦合至工件支撑件的偏压功率的级别，来控制相对于所述等离子体的工件电位至介于0及25伏特之间的范围；及

通过控制供给所述处理腔室的远程等离子体源的生产率，来独立地控制所述等离子体中的自由基总数。

2.如权利要求1所述的方法，其中执行所述限制所述等离子体电子温度的步骤以在未施加偏压功率时，限制相对于所述等离子体的工件电位不超过几个伏特。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：限制电子束能量至自亚于keV至几个keV的范围。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述控制偏压功率的级别的步骤包括以下步骤：设定所述等离子体的离子能量至欲蚀刻的所述工件中的材料的结合能量的数量级或接近所述结合能量。

5.一种在处理腔室中处理工件的方法，包括以下步骤：

在所述处理腔室中产生等离子体，同时通过在所述处理腔室中传递电子束来限制等离子体电子温度；

控制耦合至工件支撑件的偏压功率的级别，以便设定等离子体离子能量至欲蚀刻的所述工件上的材料的结合能量的数量级或接近所述结合能量；及

通过控制耦合至所述处理腔室的远程等离子体源的生产率，来控制所述等离子体中的自由基总数。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述等离子体离子能量对应于在未施加偏压功率时的相对于所述等离子体的工件电位不超过几个伏特。

7.如权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：限制所述电子束的电子束能量至自亚于keV至几个keV的范围。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述控制耦合至工件支撑件的偏压的级别的步骤包括以下步骤：设定所述等离子体离子能量至欲蚀刻的所述材料的结合能量的数量级或接近所述结合能量。

9.一种用于处理工件的等离子体反应器，包括：

电子束枪封闭体，所述电子束枪封闭体具有在所述封闭体的一端处的射束出口开口，且在所述封闭体的相对端处封闭电子发射电极，所述电子发射电极具有面对所述射束出口的电子发射表面，所述射束出口及所述电子发射电极限定出所述射束出口及所述电子发射电极之间的射束传递路径；

RF功率源及RF功率导体，所述RF功率导体在所述RF功率源及所述电子发射电极之间耦合；及

处理腔室，所述处理腔室具有与所述射束出口对齐的射束入口端口，在所述处理腔室中的工件支撑件用于在与所述射束传递路径平行的平面中支撑工件，及耦合至所述处理腔室的气体分配器。

10.如权利要求9所述的等离子体反应器，其中所述RF功率源包括第一RF功率产生器及阻抗匹配，所述阻抗匹配在所述第一RF功率产生器及所述电子发射电极之间耦合。

11.如权利要求10所述的等离子体反应器，其中所述阻抗匹配包括双频阻抗匹配，所述功率源进一步包括第二RF功率产生器，所述第二RF功率产生器具有与所述第一RF功率产生器的频率不同的频率。

12.如权利要求11所述的等离子体反应器，其中所述第一RF功率产生器产生低频率且所述第二RF功率产生器产生高频率。

13.如权利要求9所述的等离子体反应器，进一步包括气体供应，所述气体供应具有供给路径进入所述电子束枪封闭体。

14.如权利要求13所述的等离子体反应器，进一步包括在所述射束出口开口中的离子阻断过滤器，所述离子阻断过滤器准许电子流经所述射束出口。

15.如权利要求9所述的等离子体反应器，进一步包括：

背板，所述背板与所述电子束枪封闭体绝缘且接触所述电子发射电极的背面；

冷却板，所述冷却板接触所述背板；及

其中所述RF功率导体连接至所述冷却板。