【手続補正書】
【提出日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【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】
プラズマウエハ処理ツールであって、
体積を有するプラズマ閉じ込め区域と少なくとも１つの電極とを備えたプラズマチャンバと、
第１のガスおよび第２のガスを供給するためのガス分配システムであって、１秒未満の期間内で、前記プラズマ区域内の前記第１のガスおよび前記第２のガスの内の一方を前記第１のガスおよび第２のガスの内の他方で実質的に置き換えることが可能であり、前記プラズマ区域内で前記第１のガスから形成される第１のプラズマが、第１のインピーダンス負荷を提供し、前記プラズマ区域内で前記第２のガスから形成される第２のプラズマが、前記第１のインピーダンス負荷と異なる第２のインピーダンス負荷を提供する、ガス分配システムと、
第１の周波数帯域で前記少なくとも１つの電極に電力を供給するための第１の周波数調整ＲＦ電源であって、反射ＲＦ電力を受信して、前記反射ＲＦ電力を最小化するように出力ＲＦ周波数を調整することができる、第１の周波数調整ＲＦ電源と、
前記第１の周波数帯域の外側の第２の周波数帯域で前記プラズマチャンバに電力を供給するための第２の周波数調整ＲＦ電源であって、反射ＲＦ電力を受信して、前記反射ＲＦ電力を最小化するように出力ＲＦ周波数を調整することができる、第２の周波数調整ＲＦ電源と、
を備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記第１の周波数調整ＲＦ電源は、インピーダンス整合するために前記第１のインピーダンス負荷に対して第１の周波数を提供し、インピーダンス整合するために前記第２のインピーダンス負荷に対して第２の周波数を提供することが可能であり、前記第１の周波数は前記第２の周波数と異なる、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記第２の周波数調整ＲＦ電源は、インピーダンス整合するために前記第１のインピーダンス負荷に対して第３の周波数を提供し、インピーダンス整合するために前記第２のインピーダンス負荷に対して第４の周波数を提供することが可能であり、前記第４の周波数は、前記第１、第２、および、第３の周波数と異なる、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記ガス分配システムは、２００マイクロ秒未満の期間内に、前記プラズマ区域内の前記第１のガスまたは前記第２のガスを前記第１のガスまたは前記第２のガスの内の他方で実質的に置き換えることができる、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記プラズマチャンバは、さらに、
前記プラズマチャンバ内でウエハを支持するための基板支持体と、
前記基板支持体から３ｃｍ未満離間したチャンバトップと、
を備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記チャンバトップと前記基板支持体との間に離間して配置された閉じ込めリングをさらに備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記閉じ込めリング、前記基板支持体、および、前記チャンバトップの内側が、前記プラズマ区域を規定する、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記第１の周波数調整ＲＦ電源および前記第２の周波数調整ＲＦ電源は、１ＭＨｚ未満の範囲にわたって前記出力ＲＦ周波数を調整する、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記ガス分配システムは、
第１のガスラインと流体連通するよう適合された第１のガス流路および第２のガス流路と、
第２のガスラインと流体連通するよう適合された第３のガス流路および第４のガス流路と、
を備え、
前記第１および第３のガス流路は、前記真空チャンバにガスを供給するよう適合されており、前記第２および第４のガス流路は、バイパスラインにガスを供給するよう適合されており、
前記ガス分配システムは、さらに、
前記第１のガス流路に沿って配置された第１の高速切り替えバルブと、
前記第２のガス流路に沿って配置された第２の高速切り替えバルブと、
前記第３のガス流路に沿って配置された第３の高速切り替えバルブと、
前記第４のガス流路に沿って配置された第４の高速切り替えバルブと、
を備え、
前記第１および第４の高速切り替えバルブは、信号を受信して、前記第２のガスが前記第２のガスラインと前記第２および第４のガス流路とを通して前記バイパスラインに供給されている間に前記第１のガスが前記第１のガスラインと第１および第３のガス流路とを通して前記真空チャンバに供給されるように、前記第２および第３の高速切り替えバルブが閉じられている間に開くよう適合されており、
前記第２および第３の高速切り替えバルブは、信号を受信して、前記第１のガスが前記第１のガスラインと前記第２のガス流路とを通して前記バイパスラインに供給されている間に前記第２のガスが前記第２のガスラインと第３のガス流路とを通して前記真空チャンバに供給されるように、前記第１および第４の高速切り替えバルブが閉じられている間に開くよう適合されている、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１０】
請求項９に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記ガス分配システムは、さらに、
前記第１および第２の高速切り替えバルブの上流に前記第１のガスラインに沿って配置されるよう適合された第１の流量制限器と、 
前記第３および第４の高速切り替えバルブの上流に前記第２のガスラインに沿って配置されるよう適合された第２の流量制限器と、
を備え、
前記第１および第２の流量制限器は、前記第１および第２の流量制限器の上流および近傍の前記第１および第２のガスラインの領域においてほぼ一定のガス圧を維持するよう適合されている、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記第１のガスラインは、前記第１の流量制限器と前記第１および第２の高速切り替えバルブとの間に約１０ｃｍ3未満の容積を有し、前記第２のガスラインは、前記第２の流量制限器と前記第３および第４の高速切り替えバルブとの間に約１０ｃｍ3未満の容積を有する、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記ガス分配システムは、さらに、
前記第１の高速切り替えバルブの下流に前記第１のガス流路に沿って配置されるよう適合された第３の流量制限器と、
前記第２の高速切り替えバルブの下流に前記第２のガス流路に沿って配置されるよう適合された第４の流量制限器と、
前記第３の高速切り替えバルブの下流に前記第３のガス流路に沿って配置されるよう適合された第５の流量制限器と、
前記第４の高速切り替えバルブの下流に前記第４のガス流路に沿って配置されるよう適合された第６の流量制限器と、
を備え、
前記第３、第４、第５、および、第６の流量制限器は、それぞれ前記第１、第２、第３、第４、第５、および、第６の流量制限器の上流および近傍の前記第１、第２、第３、および、第４のガス流路の領域においてほぼ一定のガス圧を維持するよう適合されている、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、さらに、前記第１、第２、第３、および、第４の高速切り替えバルブの開閉を制御するよう動作可能な制御部を備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記第１、第２、第３、および、第４の高速切り替えバルブは、信号受信後の約１００マイクロ秒未満の期間内に開かれるおよび／または閉じられることができる、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載のプラズマウエハ処理ツールであって、さらに、互いに流れが遮断された内側区域および外側区域を有するガス分配部材を備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記ガス分配システムは、
前記第１のガスおよび前記第２のガスを供給するガス供給システムと、
前記ガス供給システムと流体連通し、前記第１のガスの流れを前記第１のガスの内側区域流および前記第１のガスの外側区域流に分流させると共に、前記第２のガスの流れを前記第２のガスの内側区域流および前記第２のガスの外側区域流に分流させる流量制御システムと、
前記流量制御システムと前記ガス分配部材の前記内側区域および外側区域との間に流体連通する切り替え部と、
を備え、
前記切り替え部は、前記第１のガスの前記内側区域流と前記第２のガスの前記内側区域流との間で前記ガス分配部材の前記内側区域への流れを切り替え、前記第１のガスの前記外側区域流と前記第２のガスの前記外側区域流との間で前記ガス分配部材の前記外側区域への流れを切り替える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、さらに、バイパスラインを備え、前記切り替え部は、さらに、前記第１のガスの前記内側区域流、前記第２のガスの前記内側区域流、前記第１のガスの前記外側区域流、および、前記第２のガスの前記外側区域流を、前記バイパスラインに切り替える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプラズマウエハ処理ツールであって、前記流量制御システムは、さらに、前記第１のガスの流れが前記第１のガスの前記内側区域流と前記第１のガスの前記外側区域流に分流された後に、前記第１のガスの前記内側区域流または前記第１のガスの前記外側区域流の少なくとも一方に流体接続する調整ガス源を備える、プラズマウエハ処理ツール。
【請求項１９】
プラズマ処理装置であって、 
内側区域および外側区域を有するシャワーヘッド電極アセンブリと、約１／２リットルから４リットルの内部容積とを備えたプラズマ処理チャンバと、
前記シャワーヘッド電極アセンブリの前記内側および外側区域と流体連通し、約１秒未満の期間内に、プラズマ閉じ込め区域内の第１の処理ガスまたは第２の処理ガスを前記第１の処理ガスまたは前記第２の処理ガスの内の他方で実質的に置き換えるよう動作可能であるガス分配システムと、
前記第１の処理ガスおよび前記第２の処理ガスを供給するガス供給システムと、
前記ガス供給システムと流体連通し、前記第１の処理ガスの流れを前記第１の処理ガスの内側区域流および前記第１の処理ガスの外側区域流に分流させると共に、前記第２の処理ガスの流れを前記第２の処理ガスの内側区域流および前記第２の処理ガスの外側区域流に分流させる流量制御システムと、
前記流量制御システムと前記シャワーヘッド電極アセンブリの前記内側区域および外側区域との間に流体連通する切り替え部であって、前記第１の処理ガスの前記内側区域流と前記第２の処理ガスの前記内側区域流との間で前記シャワーヘッド電極アセンブリの前記内側区域への流れを切り替え、前記第１の処理ガスの前記外側区域流と前記第２の処理ガスの前記外側区域流との間で前記シャワーヘッド電極アセンブリの前記外側区域への流れを切り替える切り替え部と、 
第１の周波数帯域で前記プラズマ処理装置に電力を供給するための第１の周波数調整ＲＦ電源であって、反射ＲＦ電力を受信して、前記反射ＲＦ電力を最小化するように出力ＲＦ周波数を調整することができる、第１の周波数調整ＲＦ電源と、
前記第１の周波数帯域の外側の第２の周波数帯域で前記プラズマ処理装置に電力を供給するための第２の周波数調整ＲＦ電源であって、反射ＲＦ電力を受信して、前記反射ＲＦ電力を最小化するように出力ＲＦ周波数を調整することができる、第２の周波数調整ＲＦ電源と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプラズマ処理装置であって、さらに、バイパスラインを備え、前記切り替え部は、さらに、前記第１の処理ガスの前記内側区域流、前記第２の処理ガスの前記内側区域流、前記第１の処理ガスの前記外側区域流、および、前記第２の処理ガスの前記外側区域流を、前記バイパスラインに切り替える、プラズマ処理装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載のプラズマ処理装置であって、前記流量制御システムは、さらに、前記第１の処理ガスの流れが前記第１の処理ガスの前記内側区域流と前記第１の処理ガスの前記外側区域流に分流された後に、前記第１の処理ガスの前記内側区域流または前記第１の処理ガスの前記外側区域流の少なくとも一方に流体接続する調整ガス源を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２２】
請求項１９ないし２１のいずれかに記載のプラズマ処理装置であって、前記第１の周波数調整ＲＦ電源は、インピーダンス整合するために前記第１の処理ガスから形成されたプラズマの第１のインピーダンス負荷に対して第１の周波数を供給し、インピーダンス整合するために前記第２の処理ガスから形成されたプラズマに対して第２のインピーダンス負荷に第２の周波数を供給することが可能であり、前記第１の周波数は前記第２の周波数と異なり、
前記第２の周波数調整ＲＦ電源は、インピーダンス整合するために前記第１のインピーダンス負荷に対して第３の周波数を供給し、インピーダンス整合するために前記第２のインピーダンス負荷に対して第４の周波数を供給することが可能であり、前記第４の周波数は、前記第１、第２、および、第３の周波数と異なる、プラズマ処理装置。
【請求項２３】
プラズマ処理チャンバ内で半導体構造を処理する方法であって、
ａ）第１の処理ガスを前記プラズマ処理チャンバ内に供給しつつ、第２の処理ガスをバイパスラインに迂回させる工程であって、前記プラズマ処理チャンバは、少なくとも１つの層と前記層の上に位置するパターニングされたレジストマスクとを備えた半導体基板を収容する、工程と、
ｂ）前記第１の処理ガスを励起して第１のインピーダンス負荷を有する第１のプラズマを生成し、（ｉ）前記層に少なくとも１つのフィーチャをエッチングする、または、（ｉｉ）前記マスク上にポリマ蒸着物を形成する工程と、
ｃ）前記第１のインピーダンス負荷に整合するように第１の周波数に第１のＲＦ電源を周波数同調させる工程と、
ｄ）前記第１のインピーダンス負荷に整合するように前記第１の周波数とは異なる第２の周波数に第２のＲＦ電源を周波数同調させる工程と、
ｅ）前記第１の処理ガスをバイパスラインに迂回させつつ、前記第２の処理ガスが前記プラズマ処理チャンバ内に供給されるように前記第１および第２処理ガスの流れを切り替える工程であって、前記第１の処理ガスは、前記プラズマ処理チャンバのプラズマ閉じ込め区域において、約１秒未満の期間内に前記第２の処理ガスで実質的に置き換えられる、工程と、
ｆ）前記第２の処理ガスを励起して前記第１のインピーダンス負荷とは異なる第２のインピーダンス負荷を有する第２のプラズマを生成し、（ｉｉｉ）前記層に前記少なくとも１つのフィーチャをエッチングする、または、（ｉｖ）前記層および前記マスク上にポリマ蒸着物を形成する工程と、 
ｇ）前記第２のインピーダンス負荷に整合するように前記第１および第２の周波数とは異なる第３の周波数に前記第１のＲＦ電源を周波数同調させる工程と、
ｈ）前記第２のインピーダンス負荷に整合するように前記第１、第２、および、第３の周波数とは異なる第４の周波数に前記第２のＲＦ電源を周波数同調させる工程と、
ｉ）前記第２の処理ガスを前記バイパスラインに迂回させつつ、前記第１の処理ガスが前記プラズマ処理チャンバ内に供給されるように前記第１および第２の処理ガスの流れを切り替える工程であって、前記第２の処理ガスは、前記プラズマ処理チャンバの前記プラズマ閉じ込め区域において、約１秒未満の期間内に前記第１の処理ガスで実質的に置き換えられる、工程と、
ｊ）前記基板に対して前記工程ｂ）ないしｉ）を複数回繰り返す工程と、
を備える、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、前記約１秒未満の期間は、２００マイクロ秒未満である、方法。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の方法であって、前記ポリマ蒸着物は、前記基板に対して前記工程ａ）ないしｉ）を複数回繰り返すと、約１００オングストローム未満の最大厚さに形成される、方法。
【請求項２６】
請求項２３ないし２５のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記第１の処理ガスの流れを内側区域流および外側区域流に分流する工程を備え、
前記第１の処理ガスを前記プラズマ処理チャンバ内に供給する工程は、前記内側区域流を前記処理チャンバの内側区域に供給し、前記外側区域流を前記処理チャンバの外側区域に供給する、方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、さらに、前記第１の処理ガスの前記内側区域流および前記第１の処理ガスの前記外側区域流の少なくとも一方に調整ガスを供給する工程を備え、
前記調整ガスは、前記第１の処理ガスの流れを分流する工程の後に供給される、方法。
【請求項２８】
請求項２３から２７のいずれかに記載の方法であって、前記第１のプラズマは、前記層に前記少なくとも１つのフィーチャをエッチングし、前記第２のプラズマは、前記層および前記マスク上に前記蒸着物を形成し、前記蒸着は前記マスクにおけるストリエーションを修復する、方法。
【請求項２９】
請求項２３から２８のいずれかに記載の方法であって、前記プラズマ閉じ込め区域は、約１／２リットルから約４リットルの容積を有する、方法。
【請求項３０】
請求項２３から２９のいずれかに記載の方法であって、
前記層はＳｉＯ2であり、
前記マスクはＵＶレジストマスクであり、
前記第１の処理ガスは、Ｃ4Ｆ8、Ｏ2、および、アルゴンの混合物を含み、前記第１のプラズマは前記層をエッチングし、
前記第２の処理ガスは、ＣＨ3Ｆ、アルゴンと、さらに、随意的にＯ2とを含む混合物を含み、
前記第２のプラズマは、前記フィーチャおよび前記マスク上に前記ポリマ蒸着物を形成する、方法。
【請求項３１】
請求項２３から３０のいずれかに記載の方法であって、前記第１のインピーダンス負荷に整合するように前記第１のＲＦ電源を第１の周波数に周波数同調させる工程、および、前記第２のインピーダンス負荷に整合するように前記第１のＲＦ電源を第３の周波数に周波数同調させる工程は、整合器を用いて、前記第１のインピーダンス負荷および前記第２のインピーダンス負荷への整合を部分的に行い、周波数同調を用いて、前記第１のインピーダンス負荷および前記第２のインピーダンス負荷への最終的な整合を提供する、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第３の好ましい実施形態に従ったガス切り替えシステム２４００を、図７に示す。この実施形態において、ガス切り替えシステム２４００は、第１のガス流路４０５および第２のガス流路４１５と流体連通している。第１のガス流路４０５および第２のガス流路４１５は、例えば、図４に示した流量制御部３００と異なり、内側区域へのガス流出口と外側区域へのガス流出口の両方を含まない流量制御部のそれぞれ第１のガス流出口および第２のガス流出口であることができる。オリフィス４３０が、第１のガス流路４０５および第２のガス流路４１５の各々に沿って配置されている。第１のガス流路４０５は、ガス流路４２２、４２４に分岐され、第２のガス流路４１５は、ガス流路４２６、４２８に分岐されている。ガス流路４２２および４２６は、真空チャンバの内部と流体連通しており、ガス流路４２４および４２８は、バイパスラインと流体連通している。バルブ４４０が、ガス流路４２２、４２４、および、４２６、４２８の各々に沿って配置されている。別の実施形態においては、ガス流路４２２、４２４、および、４２６、４２８に沿って配置されたバルブ４４０の各対は、１つの四方バルブに置き換えることができる。