【手続補正書】
【提出日】平成29年3月6日(2017.3.6)
【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】
窒素含有層を形成する方法であって、
第１層が上に配置されている基板を、処理チャンバの基板支持体上に載置することと、
前記基板を第１温度に加熱することと、
前記第１層を前記窒素含有層へと変換するために、前記第１層を、アンモニア（ＮＨ３）を含む処理ガスから形成されたＲＦプラズマに曝露することとを含み、前記ＲＦプラズマは約８ｅＶを下回るイオンエネルギーを有する、方法。
【請求項２】
前記第１層は３次元構造である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＦプラズマは約４ｅＶを下回るイオンエネルギーを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記処理ガスは希ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記処理ガスは、全ガス流に基づいて約０．５％から約９９．５％のアンモニア（ＮＨ３）を含み、その残部は希ガスである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記希ガスはアルゴンである、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記アンモニア（ＮＨ３）は約１５ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍで流される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１温度は摂氏約２５０度から摂氏約５００度である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記処理チャンバを約５ｍＴｏｒｒから約５００ｍＴｏｒｒの圧力に維持しつつ、前記第１層を高周波（ＲＦ）プラズマに曝露することを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
約１３．５６ＭＨｚの周波数を有するパルスにされたＲＦ電源を使用して、ＲＦプラズマを形成することを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記パルスにされたＲＦ電源は、最大３０％のデューティサイクルで最大２０００ワットの電力を供給する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パルスにされたＲＦ電源は、約５％から約１０％のデューティサイクルで電力を供給する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１層は、半導体材料、金属、又は金属酸化物を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１層はシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ＩＩＩ−Ｖ化合物、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、又は窒化タンタル（ＴａＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、或いは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
指令が記憶されている非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記指令は、実行されると、処理チャンバに、窒素含有層を形成する方法を実行させ、前記方法は、
第１層が上に配置されている基板を、処理チャンバの基板支持体上に載置することと、
前記基板を第１温度に加熱することと、
前記第１層を前記窒素含有層へと変換するために、前記第１層を、アンモニア（ＮＨ３）を含む処理ガスから形成されたＲＦプラズマに曝露することとを含み、前記ＲＦプラズマは約８ｅＶを下回るイオンエネルギーを有する、非一時的コンピュータ可読媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
基板２０２は、基板温度を摂氏約２５０度かそれ以上、又は、いくつかの実施形態では摂氏約３５０度かそれ以上に上昇させ、維持することが可能な、任意の好適な加熱機構によって加熱されうる。好適な加熱機構は、抵抗加熱、放射加熱などを含みうる。例えば下記で論じるように、プラズマリアクタ３００の実施形態では、基板２０２に熱を提供するために、基板支持体内に一又は複数の抵抗ヒータが配置されうる。代替的には、例えば、基板２０２の上及び／又は下に配置された一又は複数のランプ、又は他のエネルギー源によって、基板が加熱されうる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本書で説明されている本発明の方法、例えば方法１１０は、プラズマリアクタ内で実行されうる。例えば、図３は、本書で論じているような本発明の実施形態を実践するために使用されるよう適合している、発明のプラズマリアクタ３００の概略図を示している。プラズマリアクタ３００は、単独で利用されるか、又はより典型的には、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）ＤＰＮ  Ｇａｔｅ  Ｓｔａｃｋ一体型半導体ウエハ処理システムのような、一体型の半導体基板処理システム又はクラスタツールの処理モジュールとして、利用されうる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
プラズマリアクタ３００は、導電体（壁３３０）の中に配置された基板支持体３１６を有する処理チャンバ３１０と、コントローラ３４０とを含む。いくつかの実施形態では、基板支持体（カソード）３１６は、第１マッチングネットワーク３２４を通じて、バイアス電源３２２に結合される。バイアス電源３２２は通常、常時電力かパルス電力のいずれかを発生させることが可能なおよそ１３．５６ＭＨｚの周波数での、最大５００Ｗの電源である。他の実施形態では、バイアス電源３２２は、直流電源、又はパルス直流電源でありうる。いくつかの実施形態では、バイアス電力は提供されない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
処理チャンバ３１０は、実質的に平坦な誘電体天井部３２０と共に供給されうる。処理チャンバ３１０の他の修正形態は、例えばドーム形の天井部又は他の形状などの、他の種類の天井部を有しうる。少なくとも１つの誘導コイルアンテナ３１２が、天井部３２０の上に配置される（外側コイル３１２Ａと内側コイル３１２Ｂとを含むデュアル同軸アンテナ３１２を図３に示す）。各アンテナ３１２は、第２マッチングネットワーク３１９を通じて、ＲＦ電源３１８に結合される。ＲＦ電源３１８は、典型的には、２ＭＨｚから１３．５６ＭＨｚの範囲内の調節可能な周波数で、最大約５０００Ｗを発生させることが可能であり、常時プラズマかパルスにされたプラズマのいずれかを発生させうる。典型的には、壁３３０は電気接地３３４に結合されうる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
更に、かつ任意には、方法１１０において上述したように、例えば第１層２０４の窒化の制御の向上を提供するために、プラズマシールド／フィルタが基板支持体の上に含まれうる。プラズマシールド／フィルタは、石英のような材料を含み、かつ、処理チャンバ内で形成されたプラズマからイオン核種を除去するために、処理チャンバ３１０に接地されうる。例えば、イオンラジカルシールド３２７が、処理チャンバ３１０内の基板支持体３１６の上に配置されうる。イオンラジカルシールド３２７は、チャンバ壁３３０及び基板支持体３１６から電気的に隔離されており、通常、複数の開孔３２９を有する実質的に平坦なプレート３３１を含む。図３に示す実施形態では、イオンラジカルシールド３２７は、複数の脚部３２５によって、処理チャンバ３１０内のペデスタルの上に支持される。開孔３２９は、処理チャンバ３１０の上部処理容積３７８内で形成されたプラズマから、イオンラジカルシールド３２７と基板３１４との間に位置する下部処理容積３８０へと通過するイオンの分量を制御する、イオンラジカルシールド３２７の表面における所望の開区域を画定する。開区域が広くなるほど、多くのイオンがイオンラジカルシールド３２７を通過しうる。そのため、開孔３２９のサイズ及び分布が、プレート３３１の厚みと共に、下部処理容積３８０内のイオン濃度を制御する。結果的に、イオンラジカルシールド３２８はイオンフィルタとなる。本発明による恩恵を受けるよう適合しうる好適なシールドの一例が、「フォトマスクプラズマエッチングのための方法及び装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＨＯＴＯＭＡＳＫ  ＰＬＡＳＭＡ  ＥＴＣＨＩＮＧ）」と題された、Ｋｕｍａｒ氏等によって２００４年６月３０日に出願された米国特許出願第１０／８８２，０８４号で説明されている。ウエハ表面近辺のイオン濃度を変えることによって、イオン／ラジカル比を制御することが可能であり、ひいては、窒化プロファイルを制御することが可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
いくつかの実施形態では、図４に示すように、基板支持体３１６は、静電チャックを有さずに、抵抗ヒータを含むことがある。図４に示す基板支持体３１６は、基板３１４の温度を調節するよう構成された抵抗ヒータ３２１を含む。抵抗ヒータ３２１は、一又は複数のゾーンに含まれうる（図４に示す外側ゾーン４０２及び内側ゾーン４０４）。抵抗ヒータ３２１は、電源４１２に結合され、かつ、基板３１４を最高で摂氏約５００度の温度に維持することが可能である。いくつかの実施形態では、基板３１４が基板支持体３１６の上部表面４１６に固着することを防止するために、接地メッシュ４０６が、一又は複数の抵抗ヒータ３２１と基板支持体３１６の上部表面４１６との間に配置されうる。上述の不活性コーティングは、基板支持体３１６の上部表面４１６にも適用されうる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
運動アセンブリ４１０が、処理中に基板支持体３１６の、従って基板３１４の上昇を制御するために提供されうる。運動アセンブリ４１０は、可撓性ベローズ４０８を使用して、密封するようにチャンバ壁３３０に結合される。代替的には、又は組み合わせにおいて、運動アセンブリ４１０は、基板支持体３１６を回転させるよう構成されうる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
基板３１４の温度は、基板支持体３１６の温度を安定化させることによって制御されうる。ガス源３４８からの熱伝達ガスが、基板３１４の背面によって形成されたチャネル、及び、支持体表面及び／又はチャック装置３１７内の溝（図示せず）へと、ガス導管を介して提供される。熱伝達ガスは、基板支持体３１６と基板３１４との間の熱伝達を促進するために使用される。処理中に、基板支持体３１６は、一又は複数の抵抗ヒータ３２１によって定常状態温度に加熱されてよく、次いで、熱伝達ガスは、基板３１４の均一加熱を促進する。かかる熱制御を使用して、基板３１４は、摂氏約０度から摂氏約５５０度の温度で維持されうる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
典型的な工程においては、基板３１４（例えば基板２０２）は、基板支持体３１６上に載置されてよく、天井部３２０内に配置され、かつ基板３１４の上方の中心にある入口ポート３２６を通じて、ガスパネル３３８から処理ガスが供給される。いくつかの実施形態では、ガスパネル３３８は、アンモニア（ＮＨ３）又は水素（Ｈ２）のような処理ガスを供給するよう構成される。処理ガスは、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）又はアルゴン（Ａｒ）のような追加のガスと組み合わされ、入口ポート３２６を介して処理チャンバ３１０へ流入しうる。入口ポート３２６は、基板３１４に向けて垂直に、かつ処理チャンバ３１０の中へと放射状に進むように処理ガスを提供しうる、例えばバッフル又は同様のガス入口装置を含みうる。入口ポート３２６を介して処理チャンバ３１０に入る際に、処理ガスは混合ガス３５０を形成する。混合ガス３５０は、ＲＦ電源３１８からアンテナ３１２へと電力を印加することによって、処理チャンバ３１０内で強熱されてプラズマ３５５になる。任意には、バイアス電源３２２からの電力も基板支持体３１６に提供されうる。処理チャンバ３１０の内部の圧力は、スロットルバルブ３６２及び真空ポンプ３３６を使用して制御される。チャンバ壁３３０の温度は、壁３３０を通過する液体含有導管（図示せず）を使用して制御される。