JP2012532417A5

JP2012532417A5 - プラズマを改良する方法、プラズマを調整する方法およびプラズマドーピングシステム

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Publication number: JP2012532417A5
Application number: JP2012517783A
Authority: JP
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2014-08-14

Description

図１２は、プラズマ中のジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）濃度の変化が、電圧パルスにより、どのように生成されるイオン濃度に影響しうるかを表す。図１２は、パルサ電圧の関数としての、（Ｈｅ中の）０．５％Ｂ_２Ｈ_６プラズマのＴＯＦスペクトルのグラフを示す。図１１と図１２の唯一の違いは、ジボラン濃度である（図１２において０．５％であるのに対し、図１１において０．１％）。ジボラン濃度を変化させることにより、ナノパルサの効果が異なるものとなることが観察されうる。特に、図１１のＢ_３Ｈ_ｘ ^＋ピークと比較して、Ｂ_３Ｈ_ｘ ^＋濃度の５倍の増加が達成される。

図１３は、シリコン基板表面下の深度の関数としてのホウ素濃度のバリエーションのＳＩＭＳプロフィールを示す。プロフィールから、パルサあり（曲線７０、９０）の正味ドースが、同一のプラズマ濃度を電圧パルスなしで用いた同様のインプラント（曲線６０、８０）に対して〜２０％増加している。従って、曲線６０および７０は、０．１％ジボラン濃度および０．３２５ｋＶのウエハバイアスを有するプラズマにより達成されるＳＩＭＳプロフィールである。ここで、曲線７０は、２５０Ｖナノパルスを用いて得られたインプラント量を示すが、曲線６０はナノパルスなしで得られたインプラント量を示す。これにより、開示された方法を用いることで、より大きな深度でより高いイオン濃度を達成できることが結論づけられる。本発明者らは、これは開示された電圧パルス法を用いてプラズマ中に生成されるイオン密度を増加させ、同様にＢ_２Ｈ_ｘ ^＋とＢ_３Ｈ_ｘ ^＋の濃度を増加させた結果であると考える。図１３は、パルサ有およびパルサ無の場合におけるＳＩＭＳプロフィールの比較を示す。

同様に、曲線８０と９０は、０．５％ジボラン濃度のプラズマおよび０．３２５ｋＶのウエハバイアスで得られたＳＩＭＳプロフィールを示す。しかし、曲線９０は、２５０Ｖナノパルスを用いて得られたインプラント量を示すが、曲線８０はナノパルスなしで得られたインプラント量を示す。これらの結果によっても、開示された方法を用いることで、より大きな深度でより高いイオン濃度を達成できることが結論づけられる。さらに、この濃度を変化させるために、ジボラン組成の変化が同様に用いられる。ナノパルスは、プラズマ組成を変え、プラズマ中の異なった化学的特性およびインプラントメカニズムの変化に引き起こす。

Claims

チャンバに供給ガスを供給する段階、
前記供給ガスを励起してプラズマを生成する段階、および
前記プラズマに電界パルスを印加する段階を備え、
前記電界パルスは、実質的に電子プラズマ周波数の逆数以下の立ち上がり時間を有し、
前記電界パルスは、イオンプラズマ周波数の逆数未満の期間を有し、
前記電界パルスは前記プラズマの電子に選択的に影響を与えるが、前記プラズマのイオンには実質的に影響を与えず、
影響を受けた前記電子は、前記プラズマ中の前記イオンおよび中性物質の組成、密度、および温度を改良する、
プラズマを改良する方法。
前記電界パルスは、前記プラズマ中の望ましいイオンまたはラジカルの濃度を最大化する、
請求項１に記載の方法。
前記チャンバに前記供給ガスを供給する段階は、前記プラズマ中の望ましいイオンまたはラジカルの濃度を最大化する化学的性質を有する供給ガスを供給する段階を有する、
請求項１または２に記載の方法。
プラズマドーピング処理過程において前記電界パルスが印加される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記供給ガスと接する電極に電圧を印加することにより、前記電界パルスを生じさせる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
複数の電界パルスソースが電界パルスを前記プラズマに印加する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の電界パルスソースのうち第１および第２のソースが、互いに非同期なパルスを供給する、
請求項６に記載の方法。
前記複数の電界パルスソースのうち第１および第２のソースが、同期的なパルスを供給する、
請求項６に記載の方法。
前記供給ガスは、
カルボラン、デカボラン、およびオクタデカボランからなるリストから選択される化合物を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
前記電界パルスを印加する段階は、前記プラズマの電子エネルギー分布関数および前記プラズマのイオン／中性物質組成を改良する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
チャンバに供給ガスを供給する段階、
前記供給ガスを励起してプラズマを生成する段階、および
前記プラズマに電界パルスを印加する段階を備え、
前記電界パルスは、実質的に電子プラズマ周波数の逆数以下の立ち上がり時間を有し、
前記電界パルスは、イオンプラズマ周波数の逆数未満の期間を有し、
前記電界パルスは前記プラズマの電子に選択的に影響するが、前記プラズマのイオンには実質的に影響を与えず、
電界パルスの前記立ち上がり時間、電界パルスの前記期間、および電界パルスの振幅の少なくとも１つを制御することにより、電子密度および電子エネルギー分布の制御を通じて、前記プラズマ中の前記イオンおよび中性物質の組成、密度、および温度を改良する、
プラズマを改良する方法。
前記電界パルスは、前記プラズマ中の望ましいイオンまたはラジカルの濃度を最大化する、
請求項１１に記載の方法。
前記チャンバに前記供給ガスを供給する段階は、前記プラズマ中の望ましいイオンまたはラジカルの濃度を最大化する化学的性質を有する供給ガスを供給する段階を有する、
請求項１１または１２に記載の方法。
プラズマドーピング処理過程において前記電界パルスが印加される、
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
プラズマエッチング処理過程において前記電界パルスが印加される、
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
プラズマエンハンスド化学気相成長処理過程において前記電界パルスが印加される、
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
複数の電界パルスソースが電界パルスを前記プラズマに印加する、
請求項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の電界パルスソースのうち第１および第２のソースが、互いに非同期なパルスを供給する、
請求項１７に記載の方法。
前記複数の電界パルスソースのうち第１および第２のソースが、同期的なパルスを供給する、
請求項１７に記載の方法。
前記供給ガスは、
カルボラン、デカボラン、およびオクタデカボランからなるリストから選択される化合物を有する、請求項１１から１９のいずれか一項に記載の方法。
前記電界パルスを印加する段階は、前記プラズマの電子エネルギー分布関数および前記プラズマのイオン／中性物質組成を改良する、
請求項１１から２０のいずれか一項に記載の方法。
前記供給ガスと接する電極に電圧を印加することにより、前記電界パルスを生じさせる、
請求項１１から２１のいずれか一項に記載の方法。
プラズマに電界パルスを印加する段階を備え、
前記電界パルスは、実質的に電子プラズマ周波数の逆数以下の立ち上がり時間を有し、
前記電界パルスは、イオンプラズマ周波数の逆数未満の期間を有し、
前記電界パルスは前記プラズマの電子に選択的に影響を与えるが、前記プラズマのイオンには実質的に影響を与えない、
プラズマを調整する方法。
チャンバと、
前記チャンバ内で支持され、前記チャンバから絶縁される遮蔽板と、
高電圧フィードスルーを介して前記遮蔽板と接続されるパルス生成器とを備え、
前記パルス生成器は、前記チャンバに閉じ込められたプラズマに電界パルスを供給し、
前記電界パルスは、電子プラズマ周波数の逆数以下の立ち上がり時間を有し、
前記電界パルスは、イオンプラズマ周波数の逆数未満の期間を有する、
プラズマドーピングシステム。
パルスの前記立ち上がり時間は、１ナノ秒以下である、
請求項２４に記載のプラズマドーピングシステム。
前記パルス生成器は、前記プラズマ中の望ましいイオンまたはラジカルの濃度を最大化するために、前記電界パルスを供給する、
請求項２４または２５に記載のプラズマドーピングシステム。
供給ガスを前記チャンバ内で励起し、前記プラズマを生成するためのＲＦ電力源をさらに備える、
請求項２６に記載のプラズマドーピングシステム。