【手続補正書】
【提出日】令和2年4月16日(2020.4.16)
【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】
プラズマを収容し、電気絶縁体を備える主要本体部分を有する、プラズマチャンバと、
該プラズマチャンバの引き出し側面に沿って配置され、導電性であり、引き出しアパーチャを有する、引き出しプレートと、
前記プラズマチャンバの外側に配置され、前記引き出しアパーチャに隣接し、接地電位にある、基板ステージと、
前記引き出しプレートに電気的に連結され、前記プラズマチャンバの中に前記プラズマが存在するときに、前記引き出しプレートにおいて、接地電位に対して正の直流自己｛じこ｝バイアス電圧を定める、RF発生器と、を備える処理装置。
【請求項２】
前記RF発生器はバイアスRF発生器を備え、
前記処理装置は、さらに、
前記プラズマチャンバに隣接して配置される、RFアンテナと、
該RFアンテナに、直接、連結される、誘導結合ｘプラズマ（ICP）マッチングネットワークと、
該ICPマッチングネットワークに連結される、ICP RF発生器と、
前記バイアスRF発生器と前記引き出しプレートとの間に電気的に連結される、バイアスマッチングネットワークと、を備える、請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記処理装置は、さらに、
前記RF発生器、前記引き出しプレート、及び、前記プラズマチャンバに隣接するRFアンテナに連結される、デュアル出力マッチングネットワークを備え、
前記RF発生器は、前記プラズマチャンバの中で前記プラズマを発生し、前記引き出しプレートにおいて、RF電圧を発生する、請求項１記載の処理装置。
【請求項４】
前記処理装置は、さらに、
前記引き出しプレートと前記基板ステージとの間に配置され、導電材料を備え、接地電位に連結され、さらに、接地プレートアパーチャを備える、接地プレートを備え、
前記引き出しアパーチャ及び前記接地プレートアパーチャは、前記プラズマと前記基板ステージとの間の視線を提供する、請求項１記載の処理装置。
【請求項５】
前記RF発生器はバイアスRF発生器を備え、
前記処理装置は、さらに、
前記プラズマチャンバに隣接して配置される、RFアンテナと、
該RFアンテナに、直接、連結される、誘導結合ｘプラズマ（ICP）マッチングネットワークと、
該ICPマッチングネットワークに連結される、ICP RF発生器と、
前記バイアスRF発生器と前記引き出しプレートとの間に電気的に連結される、バイアスマッチングネットワークと、を備える、請求項４記載の処理装置。
【請求項６】
前記処理装置は、さらに、
前記RF発生器、前記引き出しプレート、及び、前記プラズマチャンバに隣接するRFアンテナに連結される、デュアル出力マッチングネットワークを備え、
前記RF発生器は、前記プラズマチャンバの中で前記プラズマを発生し、前記引き出しプレートにおいて、RF電圧を発生する、請求項４記載の処理装置。
【請求項７】
前記引き出しアパーチャは、第１の長軸を有する第１の細長いアパーチャを備え、前記接地プレートアパーチャは、前記第１の長軸に平行に並ぶ第２の長軸を有する第２の細長いアパーチャを備え、前記引き出しアパーチャは、前記第１の長軸に垂直な短軸に沿って第１の高さを備え、前記接地プレートアパーチャは、前記第１の高さより低い前記短軸に沿う第２の高さを備える、請求項４記載の処理装置。
【請求項８】
前記基板ステージは、前記引き出しプレートに平行である基板平面を画定し、該基板平面と前記引き出しプレートとの間の分離は１ｃｍより小さい、請求項１記載の処理装置。
【請求項９】
前記プラズマチャンバの前記引き出し側面は、さらに、前記引き出しプレートの周りに配置される非導電部分を備える、請求項１記載の処理装置。
【請求項１０】
前記RF発生器は、前記引き出しプレートにおいて、２MHzから６０MHzの周波数を有するRF電圧信号を発生する回路を備え、該RF電圧信号は、正の部分及び負の部分を有する波形を備え、電子は、前記負の部分の間に、前記引き出しアパーチャを通って引き出され、前記基板ステージへ向けられる、請求項１記載の処理装置。
【請求項１１】
電気絶縁体を備える主要本体部分を有するプラズマチャンバを提供するステップと、
前記プラズマチャンバの中にプラズマを発生するステップと、
前記プラズマチャンバの引き出し側面に沿って引き出しプレートを提供するステップであって、該引き出しプレートは、導電性であり、引き出しアパーチャを有する、ステップと、
基板を保持する基板ステージを、前記プラズマチャンバの外側で、前記引き出しアパーチャに隣接して、配置するステップであって、前記基板ステージは接地電位にある、ステップと、
RF電圧を前記引き出しプレートにおいて生成するステップと、を有し、
前記プラズマチャンバの中に前記プラズマが存在するときに、接地電位に対して、前記引き出しプレートにおいて、正の直流自己バイアス電圧を定め、該正の直流自己バイアス電圧に比例するイオンエネルギーを有するイオンビームを、前記基板へ向ける、基板を処理する方法。
【請求項１２】
接地プレートを、前記引き出しプレートと前記基板ステージとの間に配置するステップを、さらに、有し、
前記接地プレートは、導電材料を備え、接地電位に連結され、前記接地プレートは、さらに、接地プレートアパーチャを備え、前記引き出しアパーチャ及び前記接地プレートアパーチャは、前記プラズマと前記基板ステージとの間の視線を提供する、請求項１１記載の基板を処理する方法。
【請求項１３】
第１の長軸を有する第１の細長いアパーチャとして前記引き出しアパーチャを提供するステップと、
前記第１の長軸に平行に並ぶ第２の長軸を有する第２の細長いアパーチャとして前記接地プレートアパーチャを提供するステップと、をさらに有し、
前記引き出しアパーチャは、前記第１の長軸に垂直な短軸に沿って第１の高さを備え、前記接地プレートアパーチャは、前記第１の高さより低い前記短軸に沿う第２の高さを備える、請求項１２記載の基板を処理する方法。
【請求項１４】
前記引き出しプレートから１ｃｍより小さい分離で、接地プレートを有するように、該接地プレートを配置するステップを、さらに有する、請求項１２記載の基板を処理する方法。
【請求項１５】
電気絶縁体を備える主要本体部分を有する、プラズマチャンバと、
該プラズマチャンバに電気的に連結され、前記プラズマチャンバの中にプラズマを発生する、第１のRF発生器と、
前記プラズマチャンバの引き出し側面に沿って配置され、導電性であり、引き出しアパーチャを有する、引き出しプレートと、
前記プラズマチャンバの外側に配置され、前記引き出しアパーチャに隣接し、接地電位にある、基板ステージと、
前記引き出しプレートと前記基板ステージとの間に配置され、導電材料を備え、接地電位に連結され、さらに、接地プレートアパーチャを備える、接地プレートと、
前記引き出しプレートに電気的に連結され、前記プラズマチャンバの中に前記プラズマが存在するときに、前記引き出しプレートにおいて、接地電位に対して正の直流自己バイアス電圧を定める、第２のRF発生器と、を備える処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図２Ａ及び図２Ｂを参照するに、本実施形態に関連する動作の原理を例示する例示的電圧波形が示される。様々な実施形態において、RF信号を非対称の電極構成に印加するときに、直流自己バイアス発生の現象を利用する。本発明の様々な実施形態により、引き出しプレート１１４及び接地プレート１２８の配置は、非対称の電極構成を提供し、RFによりバイアスされた導電非対称表面領域をプラズマ１１２に接触させる。例えば、図２Ｂに対して、以下に詳細に説明するように、引き出しプレート１１４は、プラズマに対し、接地プレート１２８より大きい表面を提供することができる。RF電力が引き出しプレート１１４に印加されるときに、電力を供給された電極（引き出しプレート１１４）の表面領域APWRと接地電極の表面領域（プラズマ１１２により「見られる」接地プレートの領域）AGNDとの間の大きい差のため、正の直流自己バイアスが、電力を供給された電極において、発現する。この現象は図２Ａ及び図２Ｂに例示され、図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、プラズマが存在しない場合及びプラズマが存在する場合の、引き出しプレート１１４上のRF電圧（Vrf）波形を示し、Vplはプラズマ電位の波形である。プラズマがなく直流バイアスが存在しない間に、静電電位極性は、０Vに対して対称に交代する正の部分及び負の部分を有する波形を示し、プラズマが存在するとき、正の直流バイアス（Vbias）が引き出しプレート１１４の電力を供給された電極の上に発現し、引き出しプレート１１４は、１サイクル中に、相対的に、より長い時間、正の電位にある。その結果として、プラズマ電位（図２Ａの破線の正弦関数の線）は、それ自体を調整し、引き出しプレート１１４上のRF電圧が最小値に達する瞬間に、ゼロの値に達する。図示の例において、RF電圧信号の頂点間振幅は６００Ｖであり、RF周波数は１３．５MHｚである。本例において、プラズマが存在するとき、図２Ｂに示すように、２５０Ｖの正の直流自己バイアスの結果となる。さらに、適切な動作を確実にするために、プラズマシースが形成されることを可能にするように、高過ぎることなく、しかし、非常に広いイオン分布又は表面帯電効果に導くように、低過ぎることなく、RF周波数が適切に選択される。
【手続補正３】
【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】
特に、正確なビーム電流プロファイル及びイオンビーム３０２により衝突される基板１２４の領域は、基板１２４の位置を変えることにより、変えることができる。通常、図１Ａ及び図３Ａで例示される実施形態において、接地プレートを用いることにより、基板１２４を引き出しプレートに対して遠くに配置する機能が、追加の優位性を提供する。特に、イオンビームにより基板１２４からエッチングされ、プラズマチャンバの中へ進む材料の量を、基板を引き出しプレートのより近くに配置することができる既知のシステムに対して、大幅に低減することができる。例えば、エッチングされる材料の量は、Ｚ方向に沿う基板と引き出しプレートとの間の距離の逆二乗として計ることができるため、距離が２倍になる場合、プラズマチャンバの中へ戻るエッチングされた材料の量は、４倍に低減する。
【手続補正４】
【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】
さて、図６Ａ及び図６Ｂを見るに、本発明の様々な実施形態による引き出しプレート６０６及び接地プレート６０８に対する引き出し形状の詳細が示される。図に示す透視図は、プラズマチャンバの内側から基板へ向けている。引き出しプレート６０６は、図示のように、Ｘ軸に沿って細長い引き出しアパーチャ６１２を含む。いくつかの実施形態において、引き出しアパーチャ６１２は、Ｘ軸に沿って類似の寸法の基板１２４の全体をカバーするのに十分な、Ｘ軸に沿う３０ｃｍ、４０ｃｍ、又はもっと大きく広がることができる。したがって、基板１２４をＹ軸に沿ってスキャンするとき、基板１２４の全体を、引き出しアパーチャ６１２を通って放出される種にさらすことができる。図６Ｂに特に示すように、引き出しアパーチャ６１２は、第１の長軸（Ｘ軸）に垂直な短軸（Ｙ軸）に沿って第１の高さＨ１を有することができる。様々な実施形態において、プラズマチャンバに対して印加されるRF電力に依存して、プラズマシースの厚さは、数百マイクロメートルから数ミリメートルまで及ぶことができる。したがって、第１の高さＨ１は、例えば、５ミリメートルより低く配置することができる。さらに、接地プレートアパーチャ６１４は、細長いアパーチャでもあり、第１の高さより低い短軸に沿う第２の高さＨ２を備える。例えば、Ｈ１は４ｍｍにすることができ、一方、Ｈ２は１．５ｍｍである。実施形態は、本文脈に限定されない。さらに図６Ｂに示されるように、接地プレートアパーチャ６１４は、Ｘ−Ｙ平面に投影されるように、必要ではないが、引き出しアパーチャ６１２の中心に置くことができる。この配置により、プラズマから基板１２４への視線を可能にし、イオンビームが、Ｚ軸に平行な方向に、プラズマから基板１２４へ伝搬することを可能にする。
【手続補正５】
【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７は例示的プロセスフロー７００を示す。ブロック７０２において、プラズマチャンバが提供され、プラズマチャンバは、電気絶縁体を備える主要本体部分を含む。主要本体部分は、いくつかの例において、プラズマチャンバ壁の表面領域の大多数をカバーすることができる。ブロック７０４において、引き出しプレートが、プラズマチャンバの引き出し側面に沿って、提供される。引き出しプレートは、導電性にすることができ、異なる実施形態において、引き出し側面の全部又は一部にわたって延びることができる。ブロック７０６において、基板を保持する基板ステージを、プラズマチャンバの外側で、引き出しプレートの引き出しアパーチャに隣接して、配置し、基板ステージは接地電位にある。基板ステージは接地電位にまた維持される基板を保持することができる。ブロック７０８において、接地プレートは、引き出しアパーチャと基板ステージとの間に配置され、接地プレートは、導電材料を備え、接地電位に連結される。接地プレートは、引き出しアパーチャと共に、プラズマチャンバと基板との間の視線を提供する接地プレートアパーチャを含むことができる。接地プレートは、非対称の電極構成における接地電極として作動するように、引き出しプレートのターゲット距離内に配置することができる。ブロック７１０において、プラズマチャンバの中にプラズマを発生する。ブロック７１２において、RF電圧を引き出しプレートにおいて生成し、プラズマチャンバの中にプラズマが存在するときに、接地電位に対して、引き出しプレートにおいて、正の直流自己バイアス電圧を定める。
【手続補正６】
【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】
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