【手続補正書】
【提出日】平成26年2月24日(2014.2.24)
【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】
基板にプラズマ処理を施す方法であって、
イオン化エネルギーが互いに異なる第１の種および第２の種を含む供給ガスをプラズマ源に近接して導入する段階と、
少なくとも、第１のパルス期間において第１の電力レベルを持ち、第２のパルス期間において第２の電力レベルを持つマルチレベルＲＦ電力波形を前記プラズマ源に供給する段階と、
前記第１のパルス期間において前記供給ガスのうち前記第１の種をイオン化する段階と、
前記第２のパルス期間において前記第２の種をイオン化する段階と、
前記第１のパルス期間において前記基板にバイアスを供給する段階と
を備え、
前記第１の電力レベルおよび前記第２の電力レベルは、互いに異なる
方法。
【請求項２】
前記第２のパルス期間において前記基板にバイアスを供給する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の電力レベルは、前記第１の種をイオン化するのに必要な電力レベルよりは高いが、前記第２の種をイオン化するために必要な別の電力レベルよりは低い請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の電力レベルは、前記基板にバイアスがかかっていない場合に印加される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の種は、処理種を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記処理種は、Ｓｅ、および、Ｐ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、ＮおよびＡｓのうち少なくとも１つを含み、
前記第２の種は、Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｈｅ、ＮｅおよびＡｒのうち少なくとも１つを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記処理種は、前記基板をエッチングするエッチャントである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のパルス期間のうち少なくとも一部において前記基板にバイアスをかける段階をさらに備える
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のパルス期間において前記処理種の第１のイオンを前記基板に対して選択的に方向付ける段階と、
前記第２のパルス期間において前記基板に向けて前記第２の種の不活性種の第２のイオンを方向付ける段階と
をさらに備える請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の電力レベルは、前記プラズマを安定化させるのに十分なＲＦ電力レベルである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
基板を処理する方法であって、
第１の種および第２の種を含む供給ガスをプラズマ源の近傍に導入する段階と、
第１の期間において第１の電力レベルを前記プラズマ源に印加して前記第１の種を選択的にイオン化する段階と、
第２の期間において前記プラズマ源に第２の電力レベルを印加して前記第２の種をイオン化する段階と、
前記第１の期間において基板に向けて前記第１の種のイオンを方向付ける段階とを備え、
前記第１の種は、前記第２の種よりもイオン化エネルギーが低く、
前記第１の電力レベルは、前記第１の種をイオン化するために必要な電力レベルよりは高いが、前記第２の種をイオン化するために必要な別の電力レベルよりは低く、
前記第２の電力レベルは、前記第２の種をイオン化するために必要な前記別の電力レベルよりも高い方法。
【請求項１２】
前記第２の期間において前記基板に向けて前記第２の種のイオンを方向付ける段階をさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の期間において前記第１の種のイオンを前記基板に注入する段階と、
前記第２の期間において前記第２の種のイオンを前記基板に注入する段階と
をさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の種は、Ｐ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓｅ、およびＡｓのうち少なくとも１つを含み、
前記第２の種は、Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｈｅ、ＮｅおよびＡｒのうち少なくとも１つを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の期間において前記基板にバイアスをかける段階と、
前記第２の期間において前記基板にバイアスをかける段階と
をさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の期間において前記基板にバイアスをかけることなく前記第１の期間において前記基板にバイアスをかける段階をさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
基板に近接して配置されているプラズマ源と、前記プラズマ源に電気結合されているＲＦ電源と、前記基板に電気結合されているバイアス電源とを備える装置で基板にプラズマ処理を施す方法であって、
少なくとも第１の種および第２の種を含む供給ガスを前記プラズマ源の近傍に導入する段階と、
第１の期間において第１の電力レベルを持ち、第２の期間において第２の電力レベルを持つＲＦ波形を前記ＲＦ電源で生成する段階と、
前記第１の期間および前記第２の期間において前記プラズマ源に前記ＲＦ波形を印加してプラズマを生成する段階と、
第１のバイアスレベルおよび第２のバイアスレベルを持つバイアス波形を前記バイアス電源で生成する段階と、
前記バイアス波形を前記基板に印加して、前記プラズマから前記基板へ向けてイオンを方向付ける段階と
を備え、
前記第２の期間は、前記第１の期間より後であり、
前記第１のバイアスレベルは、ゼロバイアスレベルである方法。
【請求項１８】
前記第２の電力レベルは、前記第１の電力レベルよりも高い請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のバイアスレベルは、前記第１の期間において、前記基板に印加される請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のバイアスレベルは、前記第２の期間の後に、前記基板に印加される請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のバイアスレベルは、前記第２の期間において、前記基板に印加される請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のバイアスレベルは、前記第１の期間において、前記基板に印加される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ＲＦ波形はさらに、第３の期間において第３の電力レベルを含み、
前記第３の電力レベルは、前記第１の電力レベルおよび前記第２の電力レベルよりも低く、
前記第３の期間は、前記第２の期間より後であり、
前記第１のバイアスレベルは、前記第３の期間において、前記基板に印加される請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記プラズマは、前記第３の期間において、消滅させない請求項２３に記載の方法。
【手続補正２】
【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】
しかし、今日では、比較的高いデューティーサイクル（つまり、約２％を上回るデューティーサイクル）のパルス状動作モードでプラズマ処理を行うことが求められている。このように高いデューティーサイクルは、所望のスループットを実現し、一部の最新型デバイスで必要となるエッチングレート、成膜レートおよびドーピングレベルを維持するために必要である。例えば、一部の最新型デバイスについては、２％を超えるデューティーサイクルでプラズマドーピングを行うことによって、ポリシリコンゲートドーピングおよびカウンタドーピングを実行することが望ましい。また、処理スループットを許容可能な水準まで高めるためには、２％を超えるデューティーサイクルで多くのプラズマエッチング処理および成膜処理を実行することが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
一部の実施形態によると、チャンバ１０２は、金属汚染を防止または大幅に低減するために配置されているライナー１２５を含む。ライナー１２５は、プラズマ中のイオンがプラズマチャンバ１０２の金属内壁に衝突することによって金属がスパッタリングされるが、この金属からプラズマチャンバ１０２の内側を高低線上で保護する。このようなライナーは、米国特許出願第１１／６２３，７３９号（出願日：２００７年１月１６日、発明の名称：「金属汚染を低減するためのライナーを備えたプラズマ源」）に記載されている。当該出願は、本願の譲受人に譲渡されている。米国特許出願第１１／６２３，７３９号の明細書は全て、参照により本願に組み込まれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
波形３００はさらに、波形３００の電力が第１の電力レベルＰＲＦ１  ３０２に等しい期間に対応する第１のパルス期間ＴＰ１  ３０６と、波形の電力が第２の電力レベルＰＲＦ２  ３０４に等しい期間に対応する第２のパルス期間ＴＰ２  ３０８とを含む。波形３００の合計多重振幅パルス期間ＴＴｏｔａｌ３１０は、第１のパルス期間ＴＰ１  ３０６と第２のパルス期間ＴＰ２  ３０８との合計である。例えば、一実施形態によると、第１および第２のパルス期間ＴＰ１  ３０６、ＴＰ２  ３０８は共に、３０−５００μｓの範囲内であり、合計多重振幅パルス期間ＴＴｏｔａｌ３１０は、６０μｓ−１ｍｓの範囲内である。他の実施形態によると、合計多重振幅パルス期間ＴＴｏｔａｌ３１０は、１ｍｓ以上のオーダであってよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
第２のＲＦ電力パルス７０４によって第２のＲＦ電力期間ｔｐ２においてプラズマが生成されると、第２のバイアスパルス７０５を基板１４６（図１Ａ）に印加することによって、このプラズマから基板１４６へとイオンが誘引される。例えば、負のバイアスＶ２を印加することによって、正電荷イオンが誘引され、正電荷イオンが基板１４６に注入される。この結果、基板１４６および、当該基板１４６上に配置または成膜されている任意のその他の材料もまた、正に帯電するとしてよい。このため、アーク放電が発生するとしてよい。アーク放電は、デューティーサイクルまたは処理システム内の圧力が大きくなると、悪化するとしてよい。ＲＦ電力波形７００およびバイアス電圧波形７０１を印加することによって、デューティーサイクルまたは圧力が大きくなったとしても、アーク放電が回避されるとしてよい。具体例を挙げると、３００ワットの第２のパルス７０４と、６００ワットの第３のパルス７０６とを含むＲＦ電力波形７００がアンテナ１２６および１２８（図１Ａ）に印加され、基板１４６にイオンが注入される。システム１００内では圧力が６ｍＴｏｒｒとなっている。注入時間（つまり、ｔｂ２）を３０μｓから８０μｓへと大きくしたにもかかわらず、アーク放電は観察されなかった。別の例を挙げると、基板１４６を、システム１００内の圧力が約１０ｍＴｏｒｒであるシステム内で処理した。この例では、スループットをさらに高めるべく圧力を高くした。第２および第３のパルス７０４および７０６を持つＲＦ電力波形７００は、アンテナ１２６および１２８の少なくとも一方に印加された。第２のパルス７０４は、電力レベルが２００ワットであり、第３のパルス７０６は、３０μｓの間にわたって電力レベルが６００ワットであった。注入時間が（つまり、ｔｂ２）９０μｓと長くなったにもかかわらず、アーク放電は観察されなかった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
第１のＲＦパルス８０２は、第１の電力レベルＰＲＦ１を持つとしてよく、第２のＲＦ電力パルス８０４は、第２の電力レベルＰＲＦ２を持つとしてよく、第３のパルス８０６は、第３の電力レベルＰＲＦ３を持つとしてよい。本実施形態によると、第１の電力レベルＰＲＦ１は、略０であってよい。これに代えて、第１の電力レベルＰＲＦ１は、０より大きいとしてもよい。一方、第２の電力レベルＰＲＦ２は、第１の電力レベルＰＲＦ１よりも高いが、第３の電力レベルＰＲＦ３よりも低い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
図示されているように、第１のＲＦ電力期間ｔｐ１および第３のＲＦ電力期間ｔｐ３は、第１のバイアス期間ｔｂ１と一致しているとしてよい。一方、第２のＲＦ電力期間ｔｐ２は、第２のバイアス期間ｔｂ２と一致するとしてよい。言い換えると、第２のバイアス電圧パルス８０５は、第２のＲＦ電力パルス８０４と同期している。第２のバイアス電圧パルス８０５と共に、第２のＲＦ電力パルス８０４を印加した後しばらく経過すると、第１のバイアス電圧パルス８０３と共に、第３のＲＦ電力パルス８０６が印加される。図中では、第３のＲＦ電力パルス８０６および第１のバイアス電圧８０３を同時に印加する様子が図示されている。しかし、当業者であれば、ある程度の遅延が発生し得ること、および、第３のＲＦ電力パルス８０６および第１のバイアスパルス８０３の一方が、第３のＲＦ電力パルス８０６および第１のバイアスパルス８０３の他方が印加された後で印加され得ることを認めるであろう。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
図９Ａを参照すると、ＲＦ波形９００は、第１および第２のＲＦ電力期間ｔｐ１およびｔｐ２において印加される第１および第２のＲＦ電力パルス９０２および９０４を含むとしてよい。図示されているように、第１のＲＦ電力パルス９０２は、第２のＲＦ電力パルス９０４より前であるとしてよい。所望される場合には、追加で第１および第２のＲＦ電力パルス９０２および９０４を、この順序、または、別の順序で供給するとしてよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
第１のＲＦパルス９０２は、第１の電力レベルＰＲＦ１であるとしてよく、第２のＲＦ電力パルス９０４は、第２の電力レベルＰＲＦ２であるとしてよい。本実施形態によると、第１の電力レベルＰＲＦ１は、０より大きいとしてよい。一方、第２の電力レベルＰＲＦ２は、第１の電力レベルＰＲＦ１よりも大きいとしてよい。第１のＲＦ電力パルス９０２で生成するプラズマと比較すると、第２のＲＦ電力パルス９０４で生成するプラズマは、特性が異なるとしてよい。例えば、第２のＲＦ電力パルス９０４で生成するプラズマは、イオン密度Ｎｉ１および電子密度Ｎｅ１という特性を持つとしてよく、イオン密度Ｎｉ１および電子密度Ｎｅ１は、第１のＲＦ電力パルス９０２で生成されるプラズマのＮｉ２およびＮｅ２よりも高いとしてよい。また、第２のＲＦ電力パルス９０４で生成するプラズマの電子温度Ｔｅ１が、第１のＲＦ電力パルス９０２で生成するプラズマの電子温度Ｔｅ１よりも高いとしてよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
図示しているように、第２のＲＦ電力パルス９０４は、第１のバイアス期間ｔｂ１において印加されるとしてよい。一方、第１のＲＦ電力パルス９０２は、第２のバイアス期間ｔｐ２において印加されるとしてよい。言い換えると、第２のＲＦ電力パルス９０４は、基板１４６に第１の電圧レベルＶ１で印加されると、印加される。一方、第１のＲＦ電力パルス９０２は、基板１４６に第２の電圧レベルＶ２が印加されると、印加される。