【手続補正書】
【提出日】平成25年3月11日(2013.3.11)
【手続補正１】
【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】
プラズマドーピング装置はさらに、処理チャンバ２０２内にプラズマ１４０を生成するためのソース３０１を含む。ソース３０１は、平面アンテナ３２６および螺旋アンテナ３４６の一方または両方にＲＦ電力を供給してプラズマ１４０を生成させる電源等のＲＦソース３５０を含んでよい。ＲＦソース３５０は、平面アンテナ３２６、螺旋アンテナ３４６のインピーダンスにＲＦソース３５０の出力インピーダンスをマッチングさせてＲＦソース３５０から平面アンテナ３２６、螺旋アンテナ３４６へ送られる電力を最大化させるインピーダンスマッチングネットワーク３５２により、平面アンテナ３２６、螺旋アンテナ３４６に連結されてよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
動作においては、気体ソース３０４が、処理対象物１３８へ注入するのに適したドーパントを含む一次ドーパントガスを供給する。ソース３０１により、処理チャンバ３０２内にプラズマ１４０が生成される。ソース３０１は、コントローラ３５６の制御を受けてよい。プラズマ１４０を生成する目的のために、ＲＦソース３５０は平面アンテナ３２６、螺旋アンテナ３４６の少なくとも一方でＲＦ電流を共振させて、振動磁界を生成させる。振動磁界によって、ＲＦ電流は処理チャンバ２０２内へと誘導される。処理チャンバ２０２に入ったＲＦ電流は一次ドーパントガスを励起、イオン化して、プラズマ１４０を生成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図８は、図７に基づく断面図を示しており、全ての他のパラメータを同じにして、平面１５１に対する一対の絶縁体２１２および２１４のＺ位置を異ならせたイオン軌跡を示す。第１の相対的に短いＺ間隙位置８２０では、絶縁体２１２、２１４は、平面１５１の上にＺ間隙距離（Ｚ１）を置いて設けられている。比較的高さの高いＺ間隙位置８４０では、絶縁体２１２、２１４が平面１５１の上にＺ間隙距離（Ｚ２）を置いて設けられており、（Ｚ２）＞（Ｚ１）である。Ｚ間隙位置８２０では、プラズマとプラズマシースとの間の境界８４１は、平面１５１に対して凸形状である。さらに境界８４１は、弓形形状の頂点が絶縁体２１２の上面から距離（Ｚａ）の位置にあるような円の外周の一部の形状に略近い形状を有する。これに対して、Ｚ間隙位置８４０の境界８４３の形状は、弓形形状の頂点が絶縁体２１２の上面からより短い距離（Ｚｂ）の位置にあるような、より浅い形状である（（Ｚｂ）＜（Ｚａ））。境界８４１、８４３の形状と、Ｚ間隙距離（Ｚ１）および（Ｚ２）、およびプラズマシースの電界線との組み合わせが、処理対象物１３８に衝突するイオンの角度拡がりに影響を及ぼす。例えば、相対的に短いＺ間隙位置における処理対象物１３８に衝突するイオンの角度拡がりは、相対的に長いＺ間隙位置８２０における処理対象物１３８に衝突するイオンの角度拡がりより大きい。加えて、イオンが処理対象物１３８に衝突する際の水平間隔は、より高いＺ間隙位置における水平間隔（Ｇ６）よりも、より短いＺ間隙位置８２０における水平間隔（Ｇ５）のほうが大きい（（Ｚ６）＜（Ｚ５））。図８には示されていないが、各絶縁体２１２および２１４の間で、Ｚ間隙位置を互いに異ならせることによっても、プラズマとプラズマシースとの間の境界の形状ひいてはイオンの角度拡がりに影響が出る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図１０は、図９に基づく断面図を示しており、全ての他のパラメータを同じにして、絶縁体２１２と２１４との間の間隙間隔を異ならせたイオン軌跡を示す。第１の相対的に短い水平間隙位置１０２０において、絶縁体２１２、２１４は、互いから第１の水平距離（Ｇａ）を置いて設けられている。相対的に長い水平間隙位置１０４０では、絶縁体２１２、２１４は、互いから第２の水平距離（Ｇｂ）を置いて設けられており、（Ｇｂ）＞（Ｇａ）である。水平間隙位置１０２０では、プラズマとプラズマシースとの間の境界１０４１は、平面１５１に対して凸形状である。さらに境界１０４１は、円の外周の一部の形状に略近い形状を有する。これに対して、水平間隙位置１０４０の境界１０４３の形状は、平面１５１に対して凸形状であり、境界１０４３の中央部分が平面１５１に略平行である。この結果、処理対象物１３８の対応するより大きな中央部分に対して、平面１５１に対する入射角度約０度でイオンを衝突させることができるようになる。
【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】
絶縁体２５２および２５４は、処理対象物１３８の前面が画定する平面１５１の上にＺ間隙距離（Ｚ１、Ｚ２）を置いて設けられてよい。一実施形態では、近いほうのＺ間隙距離（Ｚ１）は約１および１０ｍｍの間であってよい。一部の実装例では、絶縁体の高さの差（つまりＺ２−Ｚ１）は、シースの厚みおよび所望の角度分布に応じて、約０および４０ｍｍの間であってよい。図１４では、絶縁体２５２の垂直方向の高さが絶縁体２５４のものより大きく示されているが、そのほうが望ましい場合には、絶縁体２５４の垂直方向の高さのほうが絶縁体２５２のものより大きくてもよい。
【手続補正６】
【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】
プラズマ１４０とプラズマシース２４２との間の境界２４１は、平面１５１に対して不規則な形状であってもよい。バイアスソース２９０が処理対象物１３８にバイアスをかけると、イオン１０２は、大きな範囲の中央角度で、プラズマシース２４２から絶縁体２５２および２５４の間の間隙を通って引き付けられる。例えば、イオンは処理対象物１３８に、平面１５１に対してゼロではない中央角度＋θ度で衝突する。絶縁体の垂直間隔が逆になった場合には、イオンは処理対象物１３８に、平面１５１に対してゼロではない中央角度−θ度で衝突する。従って入射角度の範囲が約θ度を中心にして、θは−８０度および＋８０度の間である。絶縁体２５２および２５４の間の水平間隔（Ｇ）、平面１５１の上の各絶縁体のＺ間隙距離（Ｚ１、Ｚ２）、間隙幅（δ）、間隙角度（Ψ）、垂直間隔の差分（Ｚ２−Ｚ１）、絶縁体２５２および２５４の誘電率、絶縁体２５２および２５４の誘電体厚、その他のプラズマ処理パラメータを含むがこれらに限られはしない幾つかの要素に応じて、入射角度（θ）の範囲および中央を変更することができる。例えば、角度分布は＋５度および−５度の間であってよく、中央角度は−８０度および＋８０度の間であってよい。他の実施形態では、角度分布がこれより大きくても（小さくても）よい。同様に、中央角度を変更して、他の値を得ることもできる。このようにすることで、イオン１０２は、処理対象物１３８の上の微細な三次元構造に均一に処理を施すことができる。
【手続補正７】
【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】
図１７を参照すると、本明細書開示における別の実施形態のブロック図が示されており、ここでは、処理対象物１３８の前面が画定する平面１５１と絶縁変更器との間のＺ間隙距離（Ｚ１、Ｚ２）を調節可能である。絶縁偏向器は、他の実施形態で詳述されるように一対の絶縁体２５２および２５４であってよい。絶縁体２５２および２５４には、アクチュエータ７０３ａ、ｂがそれぞれ機械的に連結されて、平面１５１に対して矢印７３０、７３２が示す垂直方向に絶縁体を駆動することができる。平面１５１に対する、および互いに対する絶縁体２５２および２５４のＺ位置は、プラズマとプラズマシースとの間の境界の形状、ひいては、処理対象物１３８に衝突するイオンの軌跡に影響を与える。アクチュエータ７０３ａ、ｂは、コントローラ３５６ａ、ｂ等のコントローラにより制御されてよい。他の実施形態では、単一のコントローラを利用してアクチュエータ７０３ａ、ｂを両方とも制御することもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
側壁にしっかり均一に材料を堆積するためには、イオンの角度分布を変更する必要がある。入射角度０度のイオン（軌跡１７３０）を利用すると、基板表面１７２８および底面１７２４に材料が堆積される。特定の値より大きい角度を有するイオン（例えば軌跡１７３２を通るもの等）は、側壁１７２０、１７２４の上部のみに材料を堆積させることができるが、これは、基板表面１７２８が遮蔽して、イオンが側壁の下部には到達しないことに起因している。この特定の値より小さい軌跡の入射角度１７３４のイオンは、側壁１７２０、１７２２の全ての箇所に材料を堆積させることができる。従ってフィーチャの深さを変数ｄで表し、フィーチャの幅を変数ｗで表すとき、側壁の底部に材料を堆積することのできる入射角度θ１の最大値は、ｔａｎθ１＝ｗ／ｄ、またはθ１＝ａｒｃｔａｎ（ｗ／ｄ）と定義することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
一部の実施形態では、三次元のフィーチャに対する材料の堆積を、空隙を残すように行うことが望ましいことがある。図３１ａは、側壁１９０２、１９０４、および底面１９０５を有する三次元のフィーチャ１９００を示す。材料１９０６は、堆積材料１９０６と底面１９０５との間に空隙１９０８を残すように堆積された。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
この構成は、適切にイオンの角度分布を変更することにより可能となる。例えば上述した記載に基づくと、入力されるイオンが処理対象物に対して垂直な入射角度を有すると、底面１９０５を含む全ての水平面に材料が堆積されてしまうので、垂直な入射角度にはしない。さらに、入射角度の小さいイオンは、底面１９０５と、側面１９０２、１９０４の下部とに到達することができる。従って、所望のパターンを得るためには、図３１ｂに示すような異なる角度分布が必要となる。この角度分布は、−θ度および＋θ度をそれぞれ中心とする二相性である。前述したように、好適な角度分布は、フィーチャ１９００のアスペクト比に関連している。この場合に、フィーチャの深さをｄとして、幅をｗとする。さらに、所望の空隙１９０８の高さをｈとする。すると、入射角度は、ｔａｎθ３＝ｗ／（ｄ−ｈ）、またはθ３＝ａｒｃｔａｎ（ｗ／（ｄ-ｈ））が定義する値より小さくてはならない。図３１ｂは、図３１ａに示すパターンを得ることが可能な二相性の角度分布を示している。図２２に示す構成に設けられた絶縁体を利用して、この二相性の角度分布を生成することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
別の例として、図３１ａに示すフィーチャを例にとる。上述したように、イオンの二相性の角度分布を利用して、底面の上方に間隔を開けられた材料層を生成する。二相性の分布の中央角度は、フィーチャのアスペクト比および所望の空隙の高さに関連している。ひとたび層が形成されると、角度分布を変更することができる。例えば、二相性の２つの中央角度を小さくして、前に堆積された材料の上により多くの材料を堆積させてもよい。このプロセスを、中央角度が０度になるまで繰り返してよい。これにより、図３１ａに示すようにフィーチャに充填を行うことができる。別の実施形態では、材料層を堆積させて、空隙１９０８を形成した後で、従来の入射角度である０度を利用して、前に堆積させた層の上により多くの材料の層を重ねることもできる。