【手続補正書】
【提出日】平成29年5月11日(2017.5.11)
【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】
マイクロ波アンテナのフェーズドアレイであって、
０．１〜１５０ｃｍの隣接アンテナ間の平均間隔で実質的に平面内に配列された５〜２５６個のマイクロ波アンテナを備える、フェーズドアレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のフェーズドアレイであって、
前記実質的に平面のアンテナ配列は、最外のグループが２７５〜３２５ｍｍの直径を有するいくつかの実質的に同心円状のアンテナグループを備える、フェーズドアレイ。
【請求項３】
請求項２に記載のフェーズドアレイであって、
前記実質的に平面のアンテナ配列は、３〜２４組の実質的に同心円状のアンテナグループを備える、フェーズドアレイ。
【請求項４】
マイクロ波アンテナのフェーズドアレイであって、
互いに関して実質的に円筒形状に配列された８〜２５６個のマイクロ波アンテナを備え、
前記円筒形状の配列の高さは５〜５００ｍｍであり、前記円筒形状の配列の直径は３００〜６００ｍｍである、フェーズドアレイ。
【請求項５】
請求項４に記載のフェーズドアレイであって、
前記円筒形状の配列の高さは１００〜３００ｍｍであり、前記円筒形状の配列の直径は３５０〜４５０ｍｍである、フェーズドアレイ。
【請求項６】
請求項５に記載のフェーズドアレイであって、
隣接アンテナ間の平均間隔は、０．１〜１５０ｃｍである、フェーズドアレイ。
【請求項７】
請求項６に記載のフェーズドアレイであって、
前記円筒形状の配列は、実質的に円形に配列されたアンテナのいくつかのグループのスタックを備える、フェーズドアレイ。
【請求項８】
請求項７に記載のフェーズドアレイであって、
前記円筒形状の配列は、実質的に円形に配列されたアンテナの３〜７組のグループのスタックを備える、フェーズドアレイ。
【請求項９】
処理チャンバ内の半導体基板上での反応速度を変える方法であって、
処理チャンバ内でプラズマを励起する工程と、
マイクロ波アンテナのフェーズドアレイからマイクロ波放射のビームを放射させる工程と、
前記処理チャンバ内の半導体基板の表面上での反応速度の変化を引き起こすように、前記ビームを前記プラズマに方向付ける工程と、
を備える、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、さらに、
前記プラズマの密度への影響を変えるように、前記プラズマに方向付けられた前記マイクロ波放射のビームを操作する工程を備える、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記ビームを操作する工程は、前記フェーズドアレイの前記マイクロ波アンテナの２以上から放射される前記マイクロ波放射の相対位相を変化させる工程を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記ビームを操作する工程は、前記フェーズドアレイの前記マイクロ波アンテナの２個以上から放射される前記マイクロ波放射の相対位相および相対振幅を変化させる工程を含む、方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、
前記マイクロ波アンテナの少なくとも一部は、前記処理チャンバの周囲に配置されている、方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、
前記マイクロ波アンテナの少なくとも一部は、前記処理チャンバの上方に配置されている、方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、
前記プラズマは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）である、方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、
前記プラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）である、方法。
【請求項１７】
請求項９に記載の方法であって、
平板電極が、複数の開口部を有し、
前記フェーズドアレイのアンテナによって放射されたマイクロ波放射は、前記複数の開口部の少なくとも一部を通して方向付けられる、方法。
【請求項１８】
半導体の処理装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で半導体基板を保持するように構成された基板ホルダと、
前記処理チャンバ内でプラズマを発生させるように構成されたプラズマ発生器と、
マイクロ波放射のビームを前記処理チャンバ内に放射するように構成されたマイクロ波アンテナのフェーズドアレイと、
前記処理チャンバ内の前記プラズマに影響を与えるように前記フェーズドアレイのマイクロ波アンテナを動作させるための命令を有するコントローラと、
を備える、処理装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記コントローラは、前記放射されたマイクロ波放射のビームを操作するために、前記フェーズドアレイのマイクロ波アンテナを動作させる、処理装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記コントローラは、前記フェーズドアレイの２個以上のアンテナから放射される前記マイクロ波放射の相対位相を変化させる、処理装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の処理装置であって、
前記コントローラは、前記フェーズドアレイの２個以上のアンテナから放射される前記マイクロ波放射の相対位相および相対振幅を変化させる、処理装置。
【請求項２２】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記マイクロ波アンテナの少なくとも一部は、前記処理チャンバの周囲に配置されている、処理装置。
【請求項２３】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記マイクロ波アンテナの少なくとも一部は、前記処理チャンバの上方に配置されている、処理装置。
【請求項２４】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記プラズマ発生器は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を発生させるように構成されている、処理装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の処理装置であって、
前記プラズマ発生器は、前記誘導結合プラズマを発生させるために、１または複数の電源に接続された２個以上のコイルを備える、処理装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の処理装置であって、
前記フェーズドアレイのアンテナによって放射されたマイクロ波放射は、前記２個以上のコイルの間に方向付けられる、処理装置。
【請求項２７】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記プラズマ発生器は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を発生させるように構成されている、処理装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の処理装置であって、
前記プラズマ発生器は、平板電極を備え、
前記平板電極は、前記容量結合プラズマを発生させるために、前記平板電極と前記基板ホルダとの間に電圧差を印加する電源に接続されている、処理装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の処理装置であって、
前記平板電極は、複数の開口部を有し、
前記フェーズドアレイのアンテナによって放射されたマイクロ波放射は、前記複数の開口部の少なくとも一部を通して方向付けられる、処理装置。
【請求項３０】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記マイクロ波放射ビームは、前記処理チャンバ内の前記プラズマの密度に影響を与える、処理装置。
【請求項３１】
請求項１８に記載の処理装置であって、
前記処理チャンバは、誘電体窓を備え、
前記フェーズドアレイのアンテナによって放射されたマイクロ波放射は、前記誘電体窓を通して前記処理チャンバ内に伝達される、処理装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の処理装置であって、
前記誘電体窓は、前記処理チャンバの周壁に配置される、処理装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の処理装置であって、
前記誘電体窓は、石英および／またはセラミックを含む、処理装置。
【請求項３４】
請求項３１に記載の処理装置であって、
前記誘電体窓は、前記処理チャンバの上壁に配置される、処理装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の処理装置であって、
前記誘電体窓は、石英および／またはセラミックを含む、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】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ＰＡＭＡを有する（または、ＰＡＭＡに関連する）ＩＣＰリアクタ装置２０２の別の実施形態が、図２Ｂに示されている。この実施形態では、ＰＡＭＡ２１１（振幅／位相／方向制御ユニット２９０の存在に再び注意すること）が、処理チャンバ２５０の周囲を取り巻いており（図２Ｂに断面が示されている）、従って、（少なくとも）部分的にＭＷ透過性の「窓」２７２が、処理チャンバ２５０の側壁／周壁に配置されている。この設計は、（チャンバ２５０の上部窓２７０に隣接して配置された）誘導コイル２６０がＰＡＭＡ２１１から処理チャンバへのマイクロ波放射の透過を妨げないという利点を有する。しかしながら、後に詳述するように、かかる設計には、考慮すべき他の課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、シャンデリア型シャワーヘッドの利用は、プラズマフィードガスを基板表面の近くに導入することを可能にするが、カーテンガスは、シャンデリアシャワーヘッドの各々のヘッド部分の背後の流入点から、特に、いくつかの実施形態においては、シャワーヘッドのステム部分を取り巻くシャワーヘッドカラーの開口部を通して、処理チャンバに導入されてよい。さらに、特定のかかる実施形態において、カーテンガスは、これらの開口部から、基板の平面および／またはヘッド部分の底面と実質的に平行な方向に、したがって、一般に最初は、シャワーヘッドのヘッドの底面から流出する流れと垂直な方向に、流されてよい。このカーテンガスの流れは、カーテンガス流が下向きに方向転換してシャワーヘッドのヘッドからのプラズマフィードガスおよび／またはパージガスの流れと平行になるうる場所であるシャワーヘッドの背面（シャワーヘッドのヘッド部分の上面）の端にカーテンガスが到達するまでは、横向きであり続けうる。かかる流れのパターンが、図５Ａの単一処理チャンバに関して図示されているため、処理チャンバ５０２、シャワーヘッド５０６、シャワーヘッドカラー５３０、ならびに、それぞれカーテンガスおよびプラズマフィード（および反応前駆体）の流路５２０および５１０を参照する。図５Ａに示す構成では、上述の記載と一致して、プラズマフィードガス源５２４からのプラズマフィードガスが、シャワーヘッド５０６のヘッド部分の底面を通してチャンバ５０２内に流され、カーテンガス源５２２からのカーテンガスが、シャワーヘッド５０６のステム部分を取り巻くシャワーヘッドカラー５３０の開口部を通してチャンバ５３０内に流される。したがって、この場合のカーテンガス（単一ステーションの文脈でも、説明的な表現「カーテンガス」が保持されることに注意）は、シャワーヘッド５０６の背面の中心軸の近くで処理チャンバ５０２に導入され、ペデスタル５０８上に保持された基板５１８の平面と実質的に平行な（かつ、シャワーヘッド５０６のヘッド部分の底面と実質的に平行な）流れで導入される。次いで、このように導入されたカーテンガスは、（図５Ａの矢印で概略的に示すように）クロスプレート５０３の近くでチャンバから出る前に、シャワーヘッドの周りでチャンバ側壁に沿って下に流れる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
例えば、図７は、本明細書の特定の実施形態を実施するのに適した誘導結合プラズマエッチング装置７００の断面を概略的に示しており、エッチング装置の一例は、カリフォルニア州フレモントラムリサーチ社製のＫｉｙｏ（商標）リアクタである。誘導結合プラズマエッチング装置７００は、チャンバ７０１の壁および窓７１１によって構造的に規定された全面エッチングチャンバを備える。チャンバ壁７０１は、ステンレス鋼またはアルミニウムから製造されてよい。窓７１１は、石英、セラミック、または、その他の誘電材料から製造されてよい。任意選択的な内部プラズマグリッド７５０が、全面エッチングチャンバを上側サブチャンバ７０２および下側サブチャンバ７０３に分割する。ほとんどの実施形態において、プラズマグリッド７５０を取り除くことにより、サブチャンバ７０２および７０３でできたチャンバ空間を利用することができる。チャック７１７が、下側サブチャンバ７０３内で底部内面付近に配置されている。チャック７１７は、エッチング処理が実行される半導体ウエハ７１９を受けて保持するように構成されている。チャック７１７は、ウエハの存在時にウエハ７１９を支持するための静電チャックでありうる。いくつかの実施形態では、エッジリング（図示せず）が、チャック７１７を取り囲んでおり、ウエハがチャック７１７上に存在する時にウエハ７１９の上面とほぼ同一平面上にある上面を有する。チャック７１７は、ウエハをチャックおよびデチャックするための静電電極も備える。フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）が、そのために提供されてよい。ウエハ７１９をチャック７１７から持ち上げるための他の制御システムも準備されうる。チャック７１７は、ＲＦ電源７２３を用いて帯電されうる。ＲＦ電源７２３は、接続７２７を通して整合回路７２１に接続される。整合回路７２１は、接続７２５を通してチャック７１７に接続される。このように、ＲＦ電源７２３が、チャック７１７に接続されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
処理ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、エッチャントなど）が、上側チャンバ内に配置された１または複数の主要ガス流入口７６０および／または１または複数の側方ガス流入口７７０を通して処理チャンバに流されてよい。同じように、明示されていないが、同様のガス流入口が、図６Ａ〜図６Ｃに示した容量結合プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するために用いられてよい。真空ポンプ（例えば、１または２段の機械的乾式ポンプおよび／またはターボ分子ポンプ）７４０が、処理チャンバ７０１から処理ガスを引き出すため、および、処理チャンバ７０１内の圧力を維持するために用いられてよい。バルブ制御された導管が、真空ポンプを処理チャンバに流体接続して、真空ポンプによって提供される真空環境の印加を選択的に制御するために用いられてよい。これは、動作プラズマ処理中、スロットルバルブ（図示せず）または振り子バルブ（図示せず）などの閉ループ制御された流量制限装置を用いて行われてよい。同様に、真空ポンプ、および、図６Ａ〜図６Ｃの容量結合プラズマ処理チャンバへのバルブ制御された流体接続が、用いられてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
いくつかの実施形態において、システムコントローラ（図４Ｂの４５０、図８の８５０）は、個々の処理ステーションの動作を含む処理ツール（図４Ｂの４４０、図８の８００）の動作の一部または全部を制御する。マシン読み取り可能なシステム制御命令（図４Ｂの４５８、図８の８５８）が、本明細書に記載の膜蒸着処理および／またはエッチング処理を実施／実行するために提供されてよい。命令は、システムコントローラに接続されうるおよび／またはシステムコントローラによって読み出されうるマシン読み取り可能な持続性の媒体で提供されてよい。命令は、プロセッサ（図４Ｂの４５２、図８の８５２）上で実行されてよく、システム制御命令は、いくつかの実施形態において、マスストレージデバイス（４５４、８５４）からメモリデバイス（４５６、８５６）にロードされる。システム制御命令は、タイミング；気体および液体反応物質の混合；チャンバおよび／またはステーションの圧力；チャンバおよび／またはステーションの温度；ウエハ温度；目標電力レベル；ＲＦ電力レベル（例えば、ＤＣ電力レベル、ＲＦバイアス電力レベル）；ＲＦ暴露時間；基板ペデスタル、チャック、および／または、サセプタの位置；ならびに、処理ツールによって実行される特定の処理の他のパラメータ、を制御するための命令を含んでよい。上述のように、処理ステーションに関連する１または複数のマイクロ波アンテナフェーズドアレイを動作させるための命令を含んでもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
基板位置決めプログラムは、基板をペデスタル（例えば，図４Ａの４０８を参照：さらに、図５の５０８を参照）上にロードすると共に基板と処理ツールの他の部品との間の間隔を制御するために用いられる処理ツール構成要素のための命令を備えてよい。位置決めプログラムは、基板上に薄膜を蒸着および／またはエッチングするために、必要に応じて、反応チャンバに基板を適切に出し入れするための命令を備えてよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2017103454.tif 000001