【手続補正書】
【提出日】平成16年1月27日(2004.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物をプラズマ処理するためのシステムであって、
ガスを励起してプラズマにするための電源アセンブリーと、
加工物を配置して処理するための処理室と、
プラズマ管から前記処理室へプラズマ排出流を送出するための前記プラズマ管と、
前記処理室の近くに配置され、その作動によって前記プラズマ排出流のイオン含量を増大させる補助イオン源と、
前記処理室内の前記プラズマ管と前記加工物との間に配置されたバッフル板アセンブリーと、
前記補助イオン源の作動によって形成されるシース中の電界の電位から前記加工物をシールドするための分離手段と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記分離手段は、前記補助イオン源の作動によって生じる一次プラズマ放電と前記加工物との間に挟まれた前記バッフル板アセンブリーをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記加工物は、前記処理室内に配置されたピン上に取付けられていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記バッフル板アセンブリーは、上側バッフル板を貫通する複数の第１の開口部を有する前記上側バッフル板と、下側バッフル板を貫通する複数の第２の開口部を有し、前記上側バッフル板から内部前室によって分離されている前記下側バッフル板とをさらに含み、
前記複数の第２の開口部のそれぞれは、その一端部に第１の直径とその他端部に第２の直径とを有し、前記第１の直径は、前記第２の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の第２の開口部は、前記下側バッフル板内に、前記第１の直径から始まって前記第２の直径に向けて内側方向に先細りになるテーパが付いた内面を形成することを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の第２の開口部は、円錐台状部分および円筒状部分を含むことを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記下側バッフル板を通じて走る複数の流路をさらに含み、
前記複数の流路は、該複数の流路を通じて循環する液体冷媒を収容可能であることを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項８】
前記上側バッフル板は、石英、サファイア、セラミック、およびサファイアでコーティングされた石英のうちの１つからなることを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項９】
前記下側バッフル板は、陽極酸化処理アルミニウムからなることを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項１０】
前記上側バッフル板の最上部に配置された衝突ディスクをさらに含み、
前記衝突ディスクは、プラズマ放電を、前記衝突ディスク上に衝突させて前記複数の第１の開口部を通るように方向付けることを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項１１】
プラズマ処理システムのためのバッフル板アセンブリーであって、
上側バッフル板を貫通する複数の第１の開口部を有する前記上側バッフル板と、
下側バッフル板を貫通する複数の第２の開口部を有し、前記上側バッフル板から内部前室によって分離されている前記下側バッフル板とを含み、
前記複数の第２の開口部のそれぞれは、その一端部に第１の直径とその他端部に第２の直径とを有し、前記第１の直径は、前記第２の直径よりも大きいことを特徴とするバッフル板アセンブリー。
【請求項１２】
前記複数の第２の開口部は、前記下側バッフル板内に、前記第１の直径から始まって前記第２の直径に向けて内側方向に先細りになるテーパが付いた内面を形成することを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１３】
前記複数の第２の開口部は、円錐台状部分および円筒状部分を含むことを特徴とする請求項１２記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１４】
前記下側バッフル板を通じて走る複数の流路をさらに含み、
前記複数の流路は、該複数の流路を通じて循環する液体冷媒を収容可能であることを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１５】
前記上側バッフル板は、石英、サファイア、セラミック、およびサファイアでコーティングされた石英のうちの１つからなることを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１６】
前記下側バッフル板は、導電性材料からなることを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１７】
前記導電性材料は陽極酸化処理アルミニウムであり、前記下側バッフル板は接地されていることを特徴とする請求項１６記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１８】
前記複数の第１の開口部と前記複数の第２の開口部とは、お互いに揃えられて配置されていることを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項１９】
前記上側バッフル板の最上部に配置された衝突ディスクをさらに含み、
前記衝突ディスクは、プラズマ放電を、前記衝突ディスク上に衝突させて前記複数の第１の開口部を通るように方向付けることを特徴とする請求項１１記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項２０】
前記複数の流路は、前記下側バッフル板を通じてほぼＶ字形に走ることを特徴とする請求項１４記載のバッフル板アセンブリー。
【請求項２１】
加工物をプラズマ処理するためのシステムであって、
ガスを励起してイオンを含有するプラズマにするための電源と、
加工物を配置して処理するための処理室と、
プラズマ管から前記処理室へプラズマ排出流を送出するための前記プラズマ管と、
前記処理室の近くであってかつその処理室の外部に配置されて前記プラズマ排出流にＲＦ信号を供給するＲＦアンテナ、及び該ＲＦアンテナを前記処理室から分離する誘電体ウィンドウを含み、前記プラズマ排出流のイオン含量を増大させる補助イオン源と、
前記ＲＦ信号によって発生する電界の電位から前記加工物をシールドし、前記加工物に向けて低エネルギーでイオンを加速する少なくとも２つのバッフル板を含むバッフル板アセンブリーと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
前記バッフル板アセンブリーの前記バッフル板の１つは、電気的に接地されていることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記バッフル板アセンブリーは、少なくとも２つのバッフル板を含み、該バッフル板の１つは、電気的に接地されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項２４】
前記電気的に接地されたバッフル板は、誘電体のコーティングを含むことを特徴とする請求項２２または２３記載のシステム。
【請求項２５】
半導体ウエハのプラズマ処理で使用する低エネルギーイオンを発生および輸送する方法であって、
ガス種からプラズマを発生させ、ウエハを収容する処理室に導入するプラズマ排出流を生成する工程と、
前記プラズマ排出流が前記処理室内に導入される時に補助イオン源を作動させることによって前記プラズマ排出流のイオン含量を増大させ、それによって前記プラズマ排出流中に一次プラズマ放電を形成する工程と、
前記一次プラズマ放電をバッフル板アセンブリーに送出し、それによって前記バッフル板アセンブリーから流出する二次プラズマ放電を形成する工程と、
前記補助イオン源の作動により発生しかつ前記二次プラズマ放電に含まれるイオンに作用する電界の強度を低減する工程と、を含み、
前記二次プラズマ放電に含まれるイオンに作用する電界の強度を低減する工程によって、前記イオンは、前記ウエハ上に形成された半導体デバイスに損傷を与えない低エネルギーで前記ウエハに衝突することを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記一次プラズマ放電は、増強された前記一次プラズマ放電に含まれるイオンに作用する電界の強度を低減するために、前記バッフル板アセンブリーに送出されることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記二次プラズマ放電に含まれるイオンに作用する電界の強度を低減する工程は、前記バッフル板アセンブリーが前記一次プラズマ放電と前記ウエハとの間に配置されるように、前記補助イオン源を配置することを含んでいる請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記半導体ウエハを、前記処理室内に配置されたピン上に取付ける工程をさらに含むことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記二次プラズマ放電がほぼマイクロジェット状に形成されるように、前記バッフル板アセンブリーを構成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項３０】
前記バッフル板アセンブリーは、上側バッフル板および下側バッフル板を含み、
前記下側バッフル板は、さらに、該下側バッフル板を貫通する複数の面取りされた開口部を有することを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記下側バッフル板の前記面取りされた開口部は、円錐台状部分および円筒状部分を含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記上側バッフル板および前記下側バッフル板は、前記一次プラズマ放電によって形成される高エネルギー容量性シースから、前記ウエハを分離することを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の面取りされた開口部は、前記上側バッフル板の複数の開口部と揃えられて配置されていることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
低エネルギーイオンが前記半導体ウエハに均一に輸送されるように、前記補助イオン源から前記下側バッフル板の前記面取りされた開口部を通じてマイクロジェットを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
前記上側バッフル板は、石英、サファイア、セラミック、およびサファイアでコーティングされた石英のうちの１つからなることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
前記下側バッフル板は、導電性材料からなることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
前記導電性材料は陽極酸化処理アルミニウムであり、前記下側バッフル板は接地されていることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
半導体ウエハのプラズマ処理で使用する低エネルギーイオンを発生および輸送する方法であって、
ガス種からプラズマを発生させ、ウエハを収容する処理室に導入する一次プラズマ排出流を生成する工程と、
前記一次プラズマ排出流が前記処理室内に導入される時に増強された一次プラズマ放電を形成するために、前記一次プラズマ排出流中のイオンに作用する電界を発生する補助イオン源を作動させる工程と、
前記増強された一次プラズマ放電に含まれるイオンに作用する電界の強度を低減するために、前記増強された一次プラズマ放電をバッフル板アセンブリーに送出し、それによって前記バッフル板アセンブリーから流出する二次プラズマ放電を形成する工程と、を含み、
前記二次プラズマ放電は、前記ウエハ上に形成された半導体デバイスに損傷を与えない低エネルギーで前記イオンを前記ウエハに衝突させることを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前述したように、従来のダウンストリーム型アッシング装置では、意図的に基板の上流でプラズマを発生させており、基板に衝突する「アフターグロー」プラズマの反応性原子種は豊富であるが、イオン濃度は低くなる。したがって、補助イオン源７４は、ウエハの表面に衝突する十分なイオン含量を有する別のプラズマを、より基板に近い位置で発生させるものである。補助イオン源７４は、マイクロ波電源アセンブリー１４によって発生されるプラズマとは独立に操作可能なものであり、それによって、一つの処理における別々の工程内での異なるプラズマ特性要件（たとえば、低イオン含量または高イオン含量）に適合させるものである。補助イオン源７４は、アップストリームプラズマ源を使用する任意の種類のアッシング装置に組込むことができることを理解されたい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
対照的に、本発明の実施形態では、高エネルギーシースの形成からウエハを保護することができ、加えて、基板の近くで高密度のプラズマが形成される。図５は、処理室１６の概要を示す断面図であり、プラズマ処理の間に形成される容量性シースが示されている。石英ピン６８（および熱電対２４）上に取り付けられたウエハ１８には、ＲＦ電位のバイアスはかけられていない。マイクロ波励起プラズマ（または、マイクロ波プラズマが作動していない場合には入力ガス）が開口部５１を通じて処理室１６内に入ると、ＲＦアンテナ７４によって、関連する励起シース１０６を伴う容量性放電（または、誘導性放電と容量性放電の組合せ）の励起が開始される。しかし、従来の処理室とは異なり、（一次ＲＦ放電によって形成された）シース１０６は、バッフル板アセンブリー５４を挟んでウエハ１８の反対側に位置している。したがって、ウエハ１８は、励起シース１０６により加速された高エネルギーイオンには曝されない。代りに、イオンは、ウエハ１８を取り囲む「浮動電位」シース１０８に関連する最大エネルギーで、ウエハ１８に拡散し、衝突する。図５には、バッフル板アセンブリー５４（およびその開口部）中のバッフル板間に形成されるシースおよびプラズマのいずれも示されていないことに注意されたい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図６〜図１０には、本発明の別の実施形態におけるバッフル板アセンブリー５４の詳細が示されている。本実施形態でも、バッフル板アセンブリー５４は、石英またはセラミック等の誘電性材料から形成された上側バッフル板５４ａを含んでいる。上側バッフル板５４ａは、フッ素に関連するエッチングに対して耐性を有するように、サファイアでコーティングされていてもよい。図６の上面図に示すように、上側バッフル板５４ａは、その中央に配置された衝突ディスク１１０を有している。衝突ディスク１１０は、図７に示すように、一次プラズマ放電をその上に衝突させて、上側バッフル板５４ａ中の開口部１１２を通じて内部の前室１１３に均一に流入させるものである。さらに、バッフル板アセンブリー５４は、好ましくは陽極酸化処理アルミニウム等の材料により形成された下側バッフル板５４ｂを含み、この下側バッフル板は、アンテナ７８または９２に対して反対側の容量性電極として作用するように、接地されている。下側バッフル板５４ｂも、複数の開口部１１４を有し、その開口部を通じて二次プラズマ放電が流出する。下側バッフル板５４ｂの開口部１１４の数は、好ましくは上側バッフル板１１２の開口部１１２の数と同数であり、互いに揃えられて配置されている。