【手続補正書】
【提出日】平成26年6月19日(2014.6.19)
【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】
半導体ウエハ処理装置であって、
第１のプラズマ発生空間に暴露される第１の電極であって、無線周波数（ＲＦ）電力を前記第１のプラズマ発生空間に供給するように定められ、更に、第１のプラズマプロセスガスを前記第１のプラズマ発生空間に分配するように定められた第１の電極と、
第２のプラズマ発生空間に暴露される第２の電極であって、ＲＦ電力を第２のプラズマ発生空間に供給するように定められ、更に、基板を前記第２のプラズマ発生空間に暴露させて保持するように定められた第２の電極と、
前記第１のプラズマ発生空間と前記第２のプラズマ発生空間との間に配されたガス分配ユニットであって、前記第１のプラズマ発生空間を前記第２のプラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれ前記ガス分配ユニットを通って伸びる貫通穴の配列を含むように定められ、更に、第２のプラズマプロセスガスを前記第２のプラズマ発生空間に分配するように定められたガス供給ポートの配列を含むように定められたガス分配ユニットと、
前記ガス分配ユニット内に配置され、直流バイアス源に接続された埋め込み電極と、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、前記第１のプラズマ発生空間に面している複数の同心の放射状ゾーン内に配置された複数のガス供給ポートを含むように定められ、各同心放射状ゾーン内の前記ガス供給ポートは、各同心放射状ゾーンへの前記第１のプラズマプロセスガスの供給が独立に制御されるように、それぞれのガス流量制御機器に配管される、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、前記第１のプラズマ発生空間の上表面を形成し、
前記第２の電極は、前記第２のプラズマ発生空間の下表面を形成し、
前記ガス分配ユニットは、その上表面が前記第１のプラズマ発生空間の下方境界を提供するように及びその下表面が前記第２のプラズマ発生空間の上方境界を提供するように前記第１のプラズマ発生空間を前記第２のプラズマ発生空間から分離するために形成された板として定められ、前記貫通穴のそれぞれは、前記板を通って前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ伸びる、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、
前記板は、前記第２のプラズマプロセスガスを前記第２のプラズマ発生空間に分配するために前記板の前記下表面上に定められたガス供給ポートの配列に流体接続されたガス供給内部流路を含む、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、
前記ガス供給流路は、それぞれの領域における前記ガス供給ポートへの前記第２のプラズマプロセスガスの流量が独立に制御されるように、前記ガス供給ポートの配列を前記板の前記下表面全域にわたり複数の同心領域に流体的に分離するように定められる、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、
前記ガス分配ユニットは、導電性材料で形成され、前記第１のプラズマ発生空間及び前記第２のプラズマ発生空間の両方のための接地電極を提供するように基準接地電位に電気的に接続される、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、第１のＲＦ電源に電気的に接続され、
前記第２の電極は、前記第１のＲＦ電源とは別の第２のＲＦ電源に電気的に接続される、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、
前記第２の電極は、静電気引力を通じて前記基板を保持するように定められる、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、
前記第２の電極は、前記第２の電極及び前記ガス分配ユニットの両方に垂直な方向に沿った前記第２のプラズマ発生空間の距離の制御を提供するために、前記ガス分配ユニットに近づく方向及び前記ガス分配ユニットから遠ざかる方向に移動可能である、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、
前記第１のプラズマ発生空間は、前記第１の電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記第１のプラズマ発生空間を取り巻くように定められた排出流路を通して排気されるように定められ、
前記半導体ウエハ処理装置は、更に、前記第１のプラズマ発生空間から前記排出流路を通るガスの流れを絞り調整するために前記排出流路内で移動するように定められた圧力スロットルリングを備える装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、更に、
前記第１のプラズマ発生空間内の圧力を測定するように配された圧力測定機器と、
前記圧力測定機器から得られた前記第１のプラズマ発生空間内の測定圧力に基づいて前記排出流路内における前記圧力スロットルリングの位置を制御するように定められたフィードバック制御メカニズムと、
を備える装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって、
前記第２のプラズマ発生空間は、前記第２の電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記第２のプラズマ発生空間を取り巻くように定められたスロット付き流路群を通して排気されるように定められ、
前記半導体ウエハ処理装置は、更に、前記スロット付き流路群にあてがわれたときに前記スロット付き流路群を覆うように定められた圧力制御リングであって、前記第２のプラズマ発生空間から前記スロット付き流路群を通るガスの流れを絞り調整するために前記スロット付き流路群に近づくように及び前記スロット付き流路群から遠ざかるように移動するように定められた圧力制御リングを備える装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、更に、
前記第２のプラズマ発生空間内の圧力を測定するように配された圧力測定機器と、
前記圧力測定機器から得られた前記第２のプラズマ発生空間内の測定圧力に基づいて前記スロット付き流路群に相対的に前記圧力制御リングの位置を制御するように定められたフィードバック制御メカニズムと、
を備える装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置であって、
各貫通穴は、前記第１のプラズマ発生空間に暴露されている前記ガス分配ユニットの上表面から前記第２のプラズマ発生空間に暴露されている前記ガス分配ユニットの下表面へ、前記ガス分配ユニットの前記上表面と前記下表面との間で垂直に伸びる基準方向からずれた角度で伸びるように定められ、前記角度は、各貫通穴の場所において前記基準方向に前記ガス分配ユニットを見通す視線を遮るのに十分な大きさである、装置。
【請求項１５】
半導体ウエハ処理のためのシステムであって、
内部空洞と、前記内部空洞を排出ポンプに流体接続するための排出ポートとを有するように定められたチャンバと、
前記チャンバの前記内部空洞内に配された二重プラズマ処理装置であって、
上方プラズマ発生空間を含む上方プラズマチャンバと、
第１のプラズマプロセスガス及び無線周波数（ＲＦ）電力を前記上方プラズマ発生空間に供給するために前記上方プラズマ発生空間の上方に定められたシャワーヘッド電極と、
下方プラズマ発生空間を含む下方プラズマチャンバと、
前記上方プラズマ発生空間と前記下方プラズマ発生空間との間に配されたガス分配ユニットであって、第２のプラズマプロセスガスを前記下方プラズマ発生空間に供給するように定められ、前記上方プラズマ発生空間に面している前記ガス分配ユニットの上表面から前記下方プラズマ発生空間に面している前記ガス分配ユニットの下表面へ延びるように形成された貫通穴の配列を含み、前記上方プラズマ発生空間と前記下方プラズマ発生空間との間で制御された流体連通を提供するガス分配ユニットと、
前記ガス分配ユニットの内部に配置され、前記貫通孔の周囲に定められた埋め込み電極と、
を含む二重プラズマ処理装置と、
前記埋め込み電極に電気的に接続されて前記埋め込み電極にバイアス電圧を印加するように定められた直流バイアス源と、
前記下方プラズマ発生空間の下方において前記チャンバの前記内部空洞内に配されたチャックであって、基板を前記下方プラズマ発生空間に暴露させて保持するように定められ、更に、ＲＦ電力を前記下方プラズマ発生空間に供給するように定められたチャックと、
を備える、システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記ガス分配ユニットは、導電性材料で形成され、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間の両方のための接地電極として機能するように基準接地電位に電気的に接続される、システム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記チャックは、前記チャックと前記ガス分配ユニットとの間で垂直方向に前記下方プラズマ発生空間の距離の制御を提供するために、前記ガス分配ユニットに近づく方向及び前記ガス分配ユニットから遠ざかる方向に移動可能である、システム。
【請求項１８】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記上方プラズマチャンバは、前記シャワーヘッド電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記下方プラズマ発生空間を取り巻くように定められた排出流路を通して排気されるように定められ、
前記システムは、更に、前記上方プラズマ発生空間から前記排出流路を通るガスの流れを絞り調整するために前記排出流路内で移動するように定められた圧力スロットルリングを備えるシステム。
【請求項１９】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記下方プラズマチャンバは、前記チャックの半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記下方プラズマ発生空間を取り巻くように定められたスロット付き流路群を通して排気されるように定められ、
前記システムは、更に、前記スロット付き流路群にあてがわれたときに前記スロット付き流路群を覆うように定められた圧力制御リングであって、前記下方プラズマ発生空間から前記スロット付き流路群を通るガスの流れを絞り調整するために前記スロット付き流路群に近づくように及び前記スロット付き流路群から遠ざかるように移動するように定められた圧力制御リングを備えるシステム。
【請求項２０】
請求項１５に記載のシステムであって、更に、
前記シャワーヘッド電極を通して前記上方プラズマ発生空間にＲＦ電力を供給するために電気的に接続された第１のＲＦ電源と、
前記チャックを通して前記下方プラズマ発生空間にＲＦ電力を供給するために電気的に接続され、前記第１のＲＦ電源から独立している第２のＲＦ電源と、
前記シャワーヘッド電極に流体接続された第１のプラズマプロセスガス供給部と、
前記ガス分配ユニットに流体接続された第２のプラズマプロセスガス供給部と、
を備え、
前記第１のプラズマプロセスガス供給部及び前記第２のプラズマプロセスガス供給部のそれぞれは、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間へのプラズマプロセスガスの流量が独立に制御可能であるように、独立に制御可能である、システム。
【請求項２１】
ガス分配ユニットであって、
上表面と下表面とを有し、前記上方プラズマ発生空間を前記下方プラズマ発生空間から分離するために形成された板と、
前記板内に埋め込まれた電極と、
を備え、
前記板は、前記上方プラズマ発生空間を前記下方プラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれ前記板を通って前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ伸びる貫通穴の配列を含み、
前記板は、プラズマプロセスガスを前記下方プラズマ発生空間に分配するために前記板の前記下表面上に定められたガス供給ポートの配列に流体接続されたガス供給内部流路を含み、
前記電極は、前記貫通穴の周囲に定められて、前記板の外にある直流バイアス源に接続されるように定められる、
ガス分配ユニット。
【請求項２２】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、
前記板は、導電性材料で形成され、前記板は、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間のそれぞれのための接地電極を提供するために基準接地電位に電気的に接続される、ガス分配ユニット。
【請求項２３】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、
前記ガス供給内部流路及び前記ガス供給ポートは、前記プラズマプロセスガスが前記下方プラズマ発生空間には分配されるが前記上方プラズマ発生空間には分配されないように、前記貫通穴の配列の間に定められる、ガス分配ユニット。
【請求項２４】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、
前記ガス供給内部流路は、それぞれの領域における前記ガス供給ポートへの前記プラズマプロセスガスの流量が独立に制御されるように、前記ガス供給ポートの配列を前記板の前記下表面全域にわたり複数の同心領域に流体的に分離するように定められる、ガス分配ユニット。
【請求項２５】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、
各貫通穴は、前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ、前記板の前記上表面と前記下表面との間で垂直に伸びる基準方向からずれた角度で伸びるように定められ、前記角度は、各貫通穴の場所において前記基準方向に前記板を見通す視線を遮るのに十分な大きさである、ガス分配ユニット。
【請求項２６】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、更に、
前記板の前記上表面上に配されるように形成された円盤であって、前記円盤を通って伸びる複数の穴パターンを含む円盤を備え、
前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記円盤を前記板の前記上表面に対して或る特定の回転位置で前記板の前記上表面上に配することが、前記複数の穴パターンのうちの特定の一パターンを前記板内の対応する貫通穴群と合致させることに相当するように、前記板内の異なる貫通穴群と合致しており、
前記円盤は、前記円盤と前記板との間に熱伝導及び電気伝導が存在するように前記板に固定される、ガス分配ユニット。
【請求項２７】
請求項２６に記載のガス分配ユニットであって、
前記円盤を通る前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板内の異なる数の又は異なる空間パターンの貫通穴を暴露させるように定められる、ガス分配ユニット。
【請求項２８】
請求項２１に記載のガス分配ユニットであって、更に、
前記板の前記上表面上に同心状に配されるように形成された、中心円盤及び複数の同心リングを備え、
前記中心円盤及び前記複数の同心リングのそれぞれは、その中を通って伸びる複数の穴パターンをそれぞれ含み、
前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板の前記上表面に対して或る特定の回転位置で前記中心円盤及び前記同心リングのそれぞれを前記板の前記上表面上に配することが、前記複数の穴パターンのうちの特定の一パターンを前記板内の対応する貫通穴群と合致させることに相当するように、前記板内の異なる貫通穴群と合致しており、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングのそれぞれは、前記板と前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングのそれぞれとの間に熱伝導及び電気伝導が存在するように前記板に固定される、ガス分配ユニット。
【請求項２９】
請求項２８に記載のガス分配ユニットであって、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングを通って伸びる前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板内の異なる数の又は異なる空間パターンの貫通穴を暴露させるように定められる、ガス分配ユニット。
【請求項３０】
請求項２８に記載のガス分配ユニットであって、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングは、前記板の前記上表面に対してそれぞれの回転位置へ独立に移動可能である、ガス分配ユニット。
【請求項３１】
請求項１に記載の装置であって、
前記ガス分配ユニット内に配置された前記埋め込み電極は、複数の個別に制御可能なゾーン内に定められ、各ゾーンは異なる直流バイアス源に接続される、装置。
【請求項３２】
請求項１に記載の装置であって、更に、
前記第１のプラズマ発生空間を誘導結合プラズマチャンバとして動作させるように定められた誘導コイルを備える、装置。
【請求項３３】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記二重プラズマ処理装置は、前記上方プラズマチャンバを誘導結合プラズマチャンバとして動作させるように定められた誘導コイルを備える、システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】中性／イオンフラックスの制御のための半導体ウエハ処理装置、半導体ウエハ処理システム、及び、ガス分配ユニット
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
一実施形態では、半導体ウエハ処理装置が開示される。装置は、第１のプラズマ発生空間に暴露される第１の電極を含む。第１の電極は、無線周波数（ＲＦ）電力を第１のプラズマ発生空間に供給するように定められる。第１の電極は、更に、第１のプラズマプロセスガスを第１のプラズマ発生空間に分配するように定められる。装置は、また、第２のプラズマ発生空間に暴露される第２の電極を含む。第２の電極は、ＲＦ電力を第２のプラズマ発生空間に供給するように定められる。第２の電極は、更に、基板を第２のプラズマ発生空間に暴露させて保持するように定められる。装置は、更に、第１のプラズマ発生空間と第２のプラズマ発生空間との間に配されたガス分配ユニットを含む。ガス分配ユニットは、第１のプラズマ発生空間を第２のプラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれガス分配ユニットを通って伸びる貫通穴の配列を含むように定められる。ガス分配ユニットは、第２のプラズマプロセスガスを第２のプラズマ発生空間に分配するように定められたガス供給ポートの配列を含むように定められる。装置は、更に、ガス分配ユニット内に配置され、直流バイアス源に接続された埋め込み電極を含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
別の一実施形態では、ガス分配ユニットが開示される。ガス分配ユニットは、上方プラズマ発生空間を下方プラズマ発生空間から分離するように形成された板を含む。板の上表面は、上方プラズマ発生空間の下方境界を提供する。板の下表面は、下方プラズマ発生空間の上方境界を提供する。板は、上方プラズマ発生空間を下方プラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれ板を通って板の上表面から板の下表面へ伸びる貫通穴の配列を含む。板は、また、プラズマプロセスガスを下方プラズマ発生空間に分配するために板の下表面に定められたガス供給ポートの配列に流体接続されたガス供給内部流路を含む。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
半導体ウエハ処理装置であって、
第１のプラズマ発生空間に暴露される第１の電極であって、無線周波数（ＲＦ）電力を前記第１のプラズマ発生空間に供給するように定められ、更に、第１のプラズマプロセスガスを前記第１のプラズマ発生空間に分配するように定められた第１の電極と、
第２のプラズマ発生空間に暴露される第２の電極であって、ＲＦ電力を第２のプラズマ発生空間に供給するように定められ、更に、基板を前記第２のプラズマ発生空間に暴露させて保持するように定められた第２の電極と、
前記第１のプラズマ発生空間と前記第２のプラズマ発生空間との間に配されたガス分配ユニットであって、前記第１のプラズマ発生空間を前記第２のプラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれ前記ガス分配ユニットを通って伸びる貫通穴の配列を含むように定められ、更に、第２のプラズマプロセスガスを前記第２のプラズマ発生空間に分配するように定められたガス供給ポートの配列を含むように定められたガス分配ユニットと、
を備える装置。
［適用例２］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、前記第１のプラズマ発生空間に面している複数の同心の放射状ゾーン内に配置された複数のガス供給ポートを含むように定められ、各同心放射状ゾーン内の前記ガス供給ポートは、各同心放射状ゾーンへの前記第１のプラズマプロセスガスの供給が独立に制御されるように、それぞれのガス流量制御機器に配管される、装置。
［適用例３］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、前記第１のプラズマ発生空間の上表面を形成し、
前記第２の電極は、前記第２のプラズマ発生空間の下表面を形成し、
前記ガス分配ユニットは、その上表面が前記第１のプラズマ発生空間の下方境界を提供するように及びその下表面が前記第２のプラズマ発生空間の上方境界を提供するように前記第１のプラズマ発生空間を前記第２のプラズマ発生空間から分離するために形成された板として定められ、前記貫通穴のそれぞれは、前記板を通って前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ伸びる、装置。
［適用例４］
適用例３に記載の装置であって、
前記板は、前記第２のプラズマプロセスガスを前記第２のプラズマ発生空間に分配するために前記板の前記下表面上に定められたガス供給ポートの配列に流体接続されたガス供給内部流路を含む、装置。
［適用例５］
適用例４に記載の装置であって、
前記ガス供給流路は、それぞれの領域における前記ガス供給ポートへの前記第２のプラズマプロセスガスの流量が独立に制御されるように、前記ガス供給ポートの配列を前記板の前記下表面全域にわたり複数の同心領域に流体的に分離するように定められる、装置。
［適用例６］
適用例１に記載の装置であって、
前記ガス分配ユニットは、導電性材料で形成され、前記第１のプラズマ発生空間及び前記第２のプラズマ発生空間の両方のための接地電極を提供するように基準接地電位に電気的に接続される、装置。
［適用例７］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１の電極は、第１のＲＦ電源に電気的に接続され、
前記第２の電極は、前記第１のＲＦ電源とは別の第２のＲＦ電源に電気的に接続される、装置。
［適用例８］
適用例１に記載の装置であって、
前記第２の電極は、静電気引力を通じて前記基板を保持するように定められる、装置。
［適用例９］
適用例１に記載の装置であって、
前記第２の電極は、前記第２の電極及び前記ガス分配ユニットの両方に垂直な方向に沿った前記第２のプラズマ発生空間の距離の制御を提供するために、前記ガス分配ユニットに近づく方向及び前記ガス分配ユニットから遠ざかる方向に移動可能である、装置。
［適用例１０］
適用例１に記載の装置であって、
前記第１のプラズマ発生空間は、前記第１の電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記第１のプラズマ発生空間を取り巻くように定められた排出流路を通して排気されるように定められ、
前記半導体ウエハ処理装置は、更に、前記第１のプラズマ発生空間から前記排出流路を通るガスの流れを絞り調整するために前記排出流路内で移動するように定められた圧力スロットルリングを備える装置。
［適用例１１］
適用例１０に記載の装置であって、更に、
前記第１のプラズマ発生空間内の圧力を測定するように配された圧力測定機器と、
前記圧力測定機器から得られた前記第１のプラズマ発生空間内の測定圧力に基づいて前記排出流路内における前記圧力スロットルリングの位置を制御するように定められたフィードバック制御メカニズムと、
を備える装置。
［適用例１２］
適用例１に記載の装置であって、
前記第２のプラズマ発生空間は、前記第２の電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記第２のプラズマ発生空間を取り巻くように定められたスロット付き流路群を通して排気されるように定められ、
前記半導体ウエハ処理装置は、更に、前記スロット付き流路群にあてがわれたときに前記スロット付き流路群を覆うように定められた圧力制御リングであって、前記第２のプラズマ発生空間から前記スロット付き流路群を通るガスの流れを絞り調整するために前記スロット付き流路群に近づくように及び前記スロット付き流路群から遠ざかるように移動するように定められた圧力制御リングを備える装置。
［適用例１３］
適用例１２に記載の装置であって、更に、
前記第２のプラズマ発生空間内の圧力を測定するように配された圧力測定機器と、
前記圧力測定機器から得られた前記第２のプラズマ発生空間内の測定圧力に基づいて前記スロット付き流路群に相対的に前記圧力制御リングの位置を制御するように定められたフィードバック制御メカニズムと、
を備える装置。
［適用例１４］
適用例１に記載の装置であって、
各貫通穴は、前記第１のプラズマ発生空間に暴露されている前記ガス分配ユニットの上表面から前記第２のプラズマ発生空間に暴露されている前記ガス分配ユニットの下表面へ、前記ガス分配ユニットの前記上表面と前記下表面との間で垂直に伸びる基準方向からずれた角度で伸びるように定められ、前記角度は、各貫通穴の場所において前記基準方向に前記ガス分配ユニットを見通す視線を遮るのに十分な大きさである、装置。
［適用例１５］
半導体ウエハ処理のためのシステムであって、
内部空洞と、前記内部空洞を排出ポンプに流体接続するための排出ポートとを有するように定められたチャンバと、
前記チャンバの前記内部空洞内に配された二重プラズマ処理装置であって、
上方プラズマ発生空間を含む上方プラズマチャンバと、
第１のプラズマプロセスガス及び無線周波数（ＲＦ）電力を前記上方プラズマ発生空間に供給するために前記上方プラズマ発生空間の上方に定められたシャワーヘッド電極と、
下方プラズマ発生空間を含む下方プラズマチャンバと、
前記上方プラズマ発生空間と前記下方プラズマ発生空間との間に配されたガス分配ユニットであって、第２のプラズマプロセスガスを前記下方プラズマ発生空間に供給するように定められ、更に、前記上方プラズマ発生空間と前記下方プラズマ発生空間との間で制御された流体連通を提供するように定められたガス分配ユニットと、
を含む二重プラズマ処理装置と、
前記下方プラズマ発生空間の下方において前記チャンバの前記内部空洞内に配されたチャックであって、基板を前記下方プラズマ発生空間に暴露させて保持するように定められ、更に、ＲＦ電力を前記下方プラズマ発生空間に供給するように定められたチャックと、
を備え、
前記上方プラズマチャンバ及び前記下方プラズマチャンバのそれぞれは、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間を前記チャンバの内部空洞内へ排気するようにそれぞれ定められる、システム。
［適用例１６］
適用例１５に記載のシステムであって、
前記ガス分配ユニットは、導電性材料で形成され、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間の両方のための接地電極として機能するように基準接地電位に電気的に接続される、システム。
［適用例１７］
適用例１５に記載のシステムであって、
前記ガス分配ユニットは、前記上方プラズマ発生空間と前記下方プラズマ発生空間との間で制御された流体連通を提供するために、前記上方プラズマ発生空間に面している前記ガス分配ユニットの上表面から前記下方プラズマ発生空間に面している前記ガス分配ユニットの下表面へ伸びるように形成された貫通穴の配列を含む、システム。
［適用例１８］
適用例１５に記載のシステムであって、
前記チャックは、前記チャックと前記ガス分配ユニットとの間で垂直方向に前記下方プラズマ発生空間の距離の制御を提供するために、前記ガス分配ユニットに近づく方向及び前記ガス分配ユニットから遠ざかる方向に移動可能である、システム。
［適用例１９］
適用例１５に記載のシステムであって、
前記上方プラズマチャンバは、前記シャワーヘッド電極の半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記下方プラズマ発生空間を取り巻くように定められた排出流路を通して排気されるように定められ、
前記システムは、更に、前記上方プラズマ発生空間から前記排出流路を通るガスの流れを絞り調整するために前記排出流路内で移動するように定められた圧力スロットルリングを備えるシステム。
［適用例２０］
適用例１５に記載のシステムであって、
前記下方プラズマ発生空間は、前記チャックの半径方向周縁の外側及び前記ガス分配ユニットの半径方向周縁の外側で前記下方プラズマ発生空間を取り巻くように定められたスロット付き流路群を通して排気されるように定められ、
前記システムは、更に、前記スロット付き流路群にあてがわれたときに前記スロット付き流路群を覆うように定められた圧力制御リングであって、前記下方プラズマ発生空間から前記スロット付き流路群を通るガスの流れを絞り調整するために前記スロット付き流路群に近づくように及び前記スロット付き流路群から遠ざかるように移動するように定められた圧力制御リングを備えるシステム。
［適用例２１］
適用例１５に記載のシステムであって、更に、
前記シャワーヘッド電極を通して前記上方プラズマ発生空間にＲＦ電力を供給するために電気的に接続された第１のＲＦ電源と、
前記チャックを通して前記下方プラズマ発生空間にＲＦ電力を供給するために電気的に接続され、前記第１のＲＦ電源から独立している第２のＲＦ電源と、
前記シャワーヘッド電極に流体接続された第１のプラズマプロセスガス供給部と、
前記ガス分配ユニットに流体接続された第２のプラズマプロセスガス供給部と、
を備え、
前記第１のプラズマプロセスガス供給部及び前記第２のプラズマプロセスガス供給部のそれぞれは、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間へのプラズマプロセスガスの流量が独立に制御可能であるように、独立に制御可能である、システム。
［適用例２２］
ガス分配ユニットであって、
その上表面が前記上方プラズマ発生空間の下方境界を提供するように及びその下表面が前記下方プラズマ発生空間の上方境界を提供するように前記上方プラズマ発生空間を前記下方プラズマ発生空間から分離するために形成された板を備え、
前記板は、前記上方プラズマ発生空間を前記下方プラズマ発生空間に流体接続するためにそれぞれ前記板を通って前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ伸びる貫通穴の配列を含み、
前記板は、プラズマプロセスガスを前記下方プラズマ発生空間に分配するために前記板の前記下表面上に定められたガス供給ポートの配列に流体接続されたガス供給内部流路を含む、ガス分配ユニット。
［適用例２３］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、
前記板は、導電性材料で形成され、前記板は、前記上方プラズマ発生空間及び前記下方プラズマ発生空間のそれぞれのための接地電極を提供するために基準接地電位に電気的に接続される、ガス分配ユニット。
［適用例２４］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、
前記ガス供給流路及び前記ガス供給ポートは、前記プラズマプロセスガスが前記下方プラズマ発生空間には分配されるが前記上方プラズマ発生空間には分配されないように、前記貫通穴の配列の間に定められる、ガス分配ユニット。
［適用例２５］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、
前記ガス供給流路は、それぞれの領域における前記ガス供給ポートへの前記プラズマプロセスガスの流量が独立に制御されるように、前記ガス供給ポートの配列を前記板の前記下表面全域にわたり複数の同心領域に流体的に分離するように定められる、ガス分配ユニット。
［適用例２６］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、
各貫通穴は、前記板の前記上表面から前記板の前記下表面へ、前記板の前記上表面と前記下表面との間で垂直に伸びる基準方向からずれた角度で伸びるように定められ、前記角度は、各貫通穴の場所において前記基準方向に前記板を見通す視線を遮るのに十分な大きさである、ガス分配ユニット。
［適用例２７］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、更に、
前記板の前記上表面上に配されるように形成された円盤であって、前記円盤を通って伸びる複数の穴パターンを含む円盤を備え、
前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記円盤を前記板の前記上表面に対して或る特定の回転位置で前記板の前記上表面上に配することが、前記複数の穴パターンのうちの特定の一パターンを前記板内の対応する貫通穴群と合致させることに相当するように、前記板内の異なる貫通穴群と合致しており、
前記円盤は、前記円盤と前記板との間に熱伝導及び電気伝導が存在するように前記板に固定される、ガス分配ユニット。
［適用例２８］
適用例２７に記載のガス分配ユニットであって、
前記円盤を通る前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板内の異なる数の又は異なる空間パターンの貫通穴を暴露させるように定められる、ガス分配ユニット。
［適用例２９］
適用例２２に記載のガス分配ユニットであって、更に、
前記板の前記上表面上に同心状に配されるように形成された、中心円盤及び複数の同心リングを備え、
前記中心円盤及び前記複数の同心リングのそれぞれは、その中を通って伸びる複数の穴パターンをそれぞれ含み、
前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板の前記上表面に対して或る特定の回転位置で前記中心円盤及び前記同心リングのそれぞれを前記板の前記上表面上に配することが、前記複数の穴パターンのうちの特定の一パターンを前記板内の対応する貫通穴群と合致させることに相当するように、前記板内の異なる貫通穴群と合致しており、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングのそれぞれは、前記板と前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングのそれぞれとの間に熱伝導及び電気伝導が存在するように前記板に固定される、ガス分配ユニット。
［適用例３０］
適用例２９に記載のガス分配ユニットであって、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングを通って伸びる前記複数の穴パターンのそれぞれは、前記板内の異なる数の又は異なる空間パターンの貫通穴を暴露させるように定められる、ガス分配ユニット。
［適用例３１］
適用例２９に記載のガス分配ユニットであって、
前記中心円盤及び前記幾つかの同心リングは、前記板の前記上表面に対してそれぞれの回転位置へ独立に移動可能である、ガス分配ユニット。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態にしたがった、シャワーヘッド電極１０１の底面図を示している。シャワーヘッド電極１０１は、プラズマプロセスガスを上方プラズマ発生空間１０３に供給するように定められたガス供給ポート１２１の配列を含む。プラズマプロセスガスは、１つ以上のプラズマプロセスガス供給源１１６からシャワーヘッド電極１０１に供給される。一部の実施形態では、ガス供給源１１６は、シャワーヘッド電極１０１を通って流れるものとして適したガス及び／又はガス混合の選択を提供する複数のガス供給部及び／又はガスボックスを表わしている。シャワーヘッド電極１０１は、上方プラズマ発生空間１０３への分配のために第１のプラズマプロセスガスがシャワーヘッド電極１０１を通ってガス供給ポート１２１の配列へ流れるのに伴って、該ガスにＲＦ電力を供給するように定められる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ガス分配ユニット１１５は、ガス供給ポート１１９の配列に流体接続されたガス供給内部流路を含む。これらのガス供給内部流路は、１つ以上のプラズマプロセスガス供給源１１８に流体接続されている。ガス供給内部流路３０８及び関連のガス供給ポート１１９は、プラズマプロセスガスが下方プラズマ発生空間１０９には分配されるが上方プラズマ発生空間１０３には分配されないように、貫通穴１１７の配列の間に定められる。一実施形態では、上方プラズマ発生空間１０３及び下方プラズマ発生空間１０９へのプラズマプロセスガスの流量が独立に制御可能であるように、下方プラズマ発生空間１０９用のプラズマプロセスガス供給源１１８は、上方プラズマ発生空間１０３用のプラズマプロセスガス供給源１１６とは別である。一実施形態では、上方プラズマ発生空間１０３及び下方プラズマ発生空間１０９の両方用に、１つ以上の共用プラズマプロセスガス供給源を使用することができる。ただし、この実施形態では、各共用プラズマプロセスガス供給源からのプラズマプロセスガスの流れが、上方プラズマ発生空間１０３及び下方プラズマ発生空間１０９のそれぞれについて別々に制御される。また、一部の実施形態では、ガス供給源１１８は、ガス分配ユニット１１５を通って流れるものとして適したガス及び／又はガス混合の選択を提供する複数のガス供給部及び／又はガスボックスを表わすことが理解される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図３Ａに示されるような一実施形態では、ガス分配ユニット１１５内のガス供給内部流路３０８は、それぞれの領域／ゾーンにおけるガス供給ポート１１９へのプラズマプロセスガスの流量が別々に制御可能であるように、ガス供給ポート１１９の配列をガス分配ユニット１１５の下表面全域にわたり複数の同心領域／ゾーン１１５Ａ、１１５Ｂ、１１５Ｃに流体的に分離するように定められる。一実施形態では、各同心領域／ゾーン１１５Ａ、１１５Ｂ、１１５Ｃへのプラズマプロセスガスの供給が独立に制御可能であるように、各同心領域／ゾーン１１５Ａ、１１５Ｂ、１１５Ｃにおけるガス供給ポート１１９は、それぞれのガス流制御機器３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃに配管されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図４Ｄは、本発明の一実施形態にしたがった、複数の同心状の回転式流量制御板４０７Ａ、４０７Ｂ、４０７Ｃによって定められた流量制御板アセンブリ４０１Ａの上面図を示している。各同心状の回転式流量制御板４０７Ａ、４０７Ｂ、４０７Ｃは、ガス分配ユニット１１５内のどの貫通穴１１７が開かれる又は閉じられるかについての中心から縁にかけての制御を提供するために、独立に設定することができる。具体的には、流量制御板アセンブリ４０１Ａは、ガス分配ユニット１１５の上表面上に同心状に配された、中心円盤４０７Ａと複数の同心リング４０７Ｂ／４０７Ｃとを含む。なお、図４Ｄの具体的構成は、例として提供されていることが理解される。その他の実施形態は、図４Ｄに示された以外の数の同心状の回転式流量制御板を含んでいてよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
代表的な一実施形態では、チャンバ１００は、高フッ素ラジカル／中性フラックスをウエハ処理用プラズマにおけるＣxＦy（Ｃ4Ｆ8、Ｃ4Ｆ6など）の低解離と併せて利用するウエハプロセスを実施するために使用される。この代表的な実施形態では、上方プラズマ発生空間１０３へのプラズマプロセスガスとして、ＡｒとＮＦ3との混合が供給される。上方プラズマ発生空間１０３は、高圧力及び高ＲＦ周波数（６０ＭＨｚ）で動作される。上方プラズマ発生空間１０３内で高フッ素ラジカル／中性フラックスが発生し、ガス分配ユニット１１５の貫通穴１１７を通って流れる。上方プラズマ処理空間１０３内で発生するイオンは、ガス分配ユニット１１５によってフィルタリングされる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ｃ】
2013541177.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ｄ】
2013541177.tif 000002
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｄ】
2013541177.tif 000003