【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【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】
中性種に対する反応性イオンの比を増大させる方法であって、該方法が、
第１のガス入口を有するプラズマ源室と、このプラズマ源室に結合された堆積室であって、この堆積室内に配置された基板に近接する領域にポイントオブユース（ＰＯＵ）ガスを供給するための第２のガス入口を有する当該堆積室とを具える処理装置を設けるステップと、
前記基板に供給するためのイオンビームを発生させるステップと、
前記堆積室内で前記基板に近接する領域における圧力を調整して、前記イオンビームを前記基板に供給する際に前記基板に衝突させるために存在する反応性イオンの量を増大させるようにするステップと
を具える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室と前記プラズマ源室との間の圧力勾配を高めるステップを具えている方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を、前記第１のガス入口のガス流量と、前記第２のガス入口のガス流量と、第３のガス入口のガス流量と、前記基板及び前記プラズマ源室間の距離とのうちの少なくとも１つを調整することにより増大させるステップを具えている方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を、前記基板及び前記プラズマ源室間の距離を減少させることにより増大させるステップを具えている方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、この方法が更に、制御装置を用いて、前記第１のガス入口のガス流量と、前記第２のガス入口のガス流量と、前記第３のガス入口のガス流量とを独立して制御するステップを具えている方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、この方法が更に、前記第２のガス入口及び前記第３のガス入口を介して前記プラズマ源室に反応ガスを供給するステップを具えている方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を、堆積室ポンプのポンプ速度又はプラズマ源室ポンプのポンプ速度を調整することにより増大させるステップを具えている方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記第１のガス入口を介して、前記基板に近接する前記領域に不活性ガスを導入するステップを具えている方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を増大させることにより前記イオンビームの中性種を減少させるステップを具えている方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、この方法が更に、前記中性種に対する反応性イオンの量の比を増大させるステップを具えている方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、この方法が更に、前記イオンビームを用いて前記基板上にフィルム層を形成するステップを具えている方法。
【請求項１２】
中性種に対する反応性イオンの比を増大させる方法であって、この方法が、
堆積室内で基板に近接する領域における圧力を増大させて、イオンビームを前記基板に供給する際に前記基板に衝突させるために存在する反応性イオンの量を増大させ、この場合、前記圧力は、堆積室ポンプのポンプ速度と、プラズマ源室ポンプのポンプ速度と、前記基板及びプラズマ源室間の距離とのうちの少なくとも１つを調整することにより増大させるようにするステップと、
前記基板に供給するための前記イオンビームを発生させるステップと
を具えている方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、この方法が更に、前記堆積室と前記プラズマ源室との間の圧力勾配を増大させることにより、前記イオンビームを前記基板に供給する際に存在する中性種の量を減少させるステップを具えている方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、この方法が更に、前記基板と前記プラズマ源室との間の前記距離を減少させることにより、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を増大させるステップを具えている方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、この方法が更に、前記プラズマ源室の第１のガス入口のガス流量又は前記堆積室の少なくとも１つのガス入口のガス流量を調整することにより、前記堆積室内で前記基板に近接する前記領域における前記圧力を増大させるステップを具えている方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】中性種に対する反応性イオンの比を増大させる方法
【手続補正３】
【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】
処理装置１００は、動作に際し、基板１０４に近接する領域１３０において堆積室１３０内の圧力Ｐsubstrate を変更して、イオンビーム１０２を基板１０４に供給する際にこの基板１０４に衝突させる反応性イオン１３２の量の増大及び中性種１３６（例えば、中性原子／分子）の個数の減少の双方又は何れか一方を達成するようにする。より詳細には、プラズマ源室１０６と堆積室１０８との間の圧力勾配を高めることにより、基板１０４に供給される中性種１３６の総量を減少させて、斜め方向のイオンビーム注入により与えられるイオンのエネルギーインパクト（衝撃）を最大にすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
代表的な実施例では、圧力Ｐsubstrate 及びＰsource 間のこの増大する圧力差分は、処理装置１００の以下のパラメータの少なくとも１つ、すなわち第１のガス入口１０７のガス流量と、第２のガス入口１１０のガス流量と、第３のガス入口１１２のガス流量と、第４のガス入口１２０のガス流量と、基板１０４及びプラズマ源室１０６間の距離“ｚ”との何れか１つ又は任意の組合せを最適化／調整することにより得るようにすることができる。一実施例では、１つ以上の制御弁（図示せず）を用いて処理装置１００のガス入口の様々なガス流量を調整するようにすることができる。更に、基板１０４及びプラズマ源室１０６間の距離（ｚ）を減少させて圧力Ｐsubstrate を更に増大させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
他の種々の実施例では、堆積室ポンプ１２２及びプラズマ源室ポンプ１３８の双方又は何れか一方のポンピング速度を調整することにより、圧力Ｐsubstrate を圧力Ｐsource に対して増大させることができる。例えば、堆積室ポンプ１２２のポンピング速度を減少させると、堆積室１０８の圧力を全体的に増大させる為に圧力Ｐsubstrate は増大する。又、プラズマ源室ポンプ１３８のポンピング速度を増大させるとともに、堆積室ポンプ１２２のポンピング速度を減少させると、堆積室１０８内の圧力はプラズマ源室１０６内の圧力よりも高くなる。幾つかの実施例では、絞り弁（図示せず）を用いてポンピングコンダクタンスを変更させることにより圧力調整を行うようにすることもできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
幾つかの実施例では、処理装置１００の構成要素の１つ以上を、これに結合された又はこれと通信する制御装置１４０により自動的に又は半自動的に動作させるようにすることができる。この制御装置１４０は、所望の入力／出力機能を実行するようにプログラミングされた１つの汎用コンピュータ又は複数の汎用コンピュータの回路網とするか或いはこれを含むようにすることができる。例えば、一実施例では、この制御装置１４０は、基板１０４に供給するイオンビーム１０２を発生させ、このイオンビーム１０２と一緒に基板１０４にＰＯＵガス１１６及び／又はＰＯＵガス１１８を供給し、堆積室１０８内で基板１０４に近接する領域において圧力を変更して、ＰＯＵガス１１６及び／又はＰＯＵガス１１８及びイオンビーム１０２を基板に供給する際に基板１０４に衝突する反応性イオンの量を増大するようにプログラミングしうる。又、幾つかの実施例では、制御装置１４０は１つ以上のセンサ（図示せず）とともに動作させて、圧力Ｐsubstrate 及びＰsource 間の圧力勾配の指示値を受信するとともに、第１のガス入口１０７、第２のガス入口１１０、第３のガス入口１１２、第４のガス入口１２０のガス流量と、堆積室ポンプ１２２及びプラズマ源室ポンプ１３８の双方又は何れか一方のポンピング速度と、基板１０４及びプラズマ源室１０６の出口間の距離“Ｚ”との何れか又は任意の組合せのような上述したパラメータの１つ以上を変更して圧力Ｐsubstrate を増大させるようにする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の代表的な実施例では、処理装置１００が、Ａr 又はＨe のような不活性プラズマガス１４２を、第１のガス入口１０７を介してプラズマ源室１０６に供給してこのプラズマ源室内でプラズマ１４４を生成するようにする。一方、第２のガス入口１１０及び第３のガス入口１１２はそれぞれ、Ｓi Ｈ４及びＮＨ３のような第１のＰＯＵガス１１６及び第２のＰＯＵガス１１８を、基板１０４に近接する領域１３０に供給する。この実施例では、第１のＰＯＵガス１１６及び第２のＰＯＵガス１１８がプラズマ源室１０６を回避して堆積室１０８内に直接注入される。このように構成すると、基板１０４に近接する圧力Ｐsubstrate が増大することにより基板１０４に対する中性原子／分子１３６の照射を減少させ、その結果、主として反応性イオン１３２により伝達されるエネルギーとのガス反応に依存してフィルム層１５０を成長させる。このことにより斜め方向のイオン注入をもたらす。その理由は、処理が方向性のないニュートラル優位（neutral-dominated ）堆積とは異なるイオン活性化堆積となる為である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
他の実施例では、不活性ガスを第２のガス入口１１０及び第３のガス入口１１２の双方又は何れか一方を介して供給しうるようにするのと、反応性ガスを第１のガス入口１０７を介して供給しうるようにするのとを意味するガスの供給のスワッピングを行い得るようにしうる。このような場合、基板１０４に近接する圧力Ｐsubstrate が高くなると、中性表面反応によるフィルム層１５０の成長は制限されるとともに、主として反応性イオン１３２（例えば、Ｓi Ｈ３＋、Ｓi Ｈ＋、Ｓi Ｈ２＋、等）に依存して基板１０４上に注入又は堆積される。このことによっても、斜め方向のイオン注入をもたらす。その理由は、処理が方向性のないニュートラル優位堆積とは異なるイオン活性化堆積となる為である。
【手続補正９】
【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】
一実施例では、図示するように、第１のＰＯＵガス１１６及び第２のＰＯＵガス１１８をイオンビーム１０２と一緒に基板１０４に供給している。他の実施例では、第１の反応ＰＯＵガス１１６及び第２の反応ＰＯＵガス１１８並びにイオンビーム１０２の照射を別々に行うことができる。何れの実施においても、イオンビーム１０２は、例えば、図３及び４に示すようにある角度を成して基板１０４に指向させてこの基板上にフィルム層１５０を形成するようにする。
【手続補正１０】
【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】
次に、前駆体にキャッピング化合物を反応させることによりトレンチ１６４の一組の側壁面１６２に沿ってキャッピング層を形成することができる。このキャッピング化合物は、化学吸着された前駆体を堆積表面上の所望の材料に変換するのに用いるために、堆積室１０８内に導入した図１の第１の反応ＰＯＵガス１１６及び第２の反応ＰＯＵガス１１８のようなリアクタント（反応物）反応ガスとすることができる。リアクタントは、代表的に、既に化学吸着している前駆体と反応しうるものである。限定されるものではないが一実施例では、キャッピング化合物はエチレンジアミンであり、ＮＨ基は前駆体の臭素と反応してＨＢr を生ぜしめるものであり、Ｓi-ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ-Ｓiのリンケージ（linkage ）を形成する。従って、表面をキャッピング層でキャッピングすることにより更なる熱ＡＬＤ成長を阻止する。更に、キャッピング層は、熱ＡＬＤ及び低エネルギーでラジカルベースのＡＬＤの双方又は何れか一方に対して比較的非反応性であるとともに、キャッピング化合物のキャッピング分子を分解するために高エネルギーイオンに対し反応性であるように構成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019507237.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2019507237.tif 000002