DE69513758T2 - Ätzverfahren und Plasmareaktor zur Durchführung desselben - Google Patents

Ätzverfahren und Plasmareaktor zur Durchführung desselben

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein rückstandsfreies Metallätzverfahren mit hoher Ätzrate mit einem induktiv gekoppelten Plasma mit niedriger Frequenz und hoher Leistung.
  • Die Erfindung betrifft des weiteren einen Plasmareaktor, insbesondere zum Ätzen eines leitfähigen Films auf einem Halbleiterwafer.
    • 1. Plasmametallätzverfahren im allgemeinen
  • Integrierte Schaltungen umfassen typischerweise mindestens eine Metallschicht über einer Isolierschicht oder einem dünnen Film zur Abdeckung darunterliegender Halbleitermerkmale bzw. Halbleiterstrukturen. Leiterpfade werden in dem Metall durch photolitographisches Definieren und Ätzen von Merkmalen bzw. Strukturen hierin definiert. Typischerweise ist die Metallschicht eine Legierung aus Aluminium mit beispielsweise einem Prozent Kupfer oder Silizium. Im allgemeinen erfolgt ein Metallätzplasmaverfahren in einer Plasmareaktorkammer. Während das Grundmetall (zum Beispiel Aluminium) durch Ätzen entfernt wird, wird die Legierungsverunreinigung (zum Beispiel Kupfer) vorwiegend durch die Sputteraktion der Plasmaionen entfernt.
  • Ein schwerwiegendes Problem beim Plasmaätzen von Metall besteht darin, daß beim Ätzverfahren oftmals Rückstände verbleiben, welche durch das Ätzen des Metallegierungsmaterials entstanden sind, wobei die Rückstände die integrierte Schaltung verunreinigen. Derartige Metallätzrückstände können von der Absonderung von Silizium und Kupfer in der Metallegierung in die Korngrenze hervorgerufen werden. Das hängt damit zusammen, daß die physikalische Sputterrate der silizium- und kupferreichen Phase geringer als die Aluminiumätzrate ist. Eine fundamentale Beschränkung von Metallätzplasmaverfahren bestand in einem anscheinend unvermeidbaren Konflikt zwischen dem Ziel der gründlichen Entfernung von Metallätzrückständen und den Zielen einer hohen Ätzrate, hohen Photoresistselektivität, gründlichen Entfernung von Seitenwandrückstandsablagerungen und Minimierung von Ätzprofil-Mikroloading und Ätzraten- Mikroloading.
  • Eine Lösung des Standes der Technik bezüglich des Problems der Rückstande war beispielsweise die Reduzierung der Ätzrate des Grundmaterials (zum Beispiels des Aluminiums), so daß das Grundmaterial und die Legierungsverunreinigung mit gleichen Raten entfernt wurden. Eine derartige Ätzratenreduzierung wurde durch eine Verringerung der Konzentration des Ätzmittels (zum Beispiel Chlor) in dem Plasma erreicht. Eine weitere Lösung dieses Problems bestand in der Erhöhung der Sputterrate der Legierungsverunreinigung (zum Beispiel Kupfer oder Silizium) durch Erhöhung der Ionenbeschußenergie. Solch eine Erhöhung der Ionenbeschußenergie wird typischerweise durch Erhöhung der an das Plasma angelegten HF-Leistung erreicht.
  • Derartige Lösungen aus dem Stand der Technik erfordern somit ein präzises Gleichgewicht zwischen der Metallegierungsäztrate und der Sputterrate gemäß den bestimmten Legierungsverunreinigungen (zum Beispiel Kupfer, Silizium etc.) in der Legierung und ihren Konzentrationen. Solch ein präzises Gleichgewicht wird durch jegliche Veränderung in der Konzentration oder Substitution anderer Legierungsverunreinigungen in dem Grundmaterial gestört. Daher ist ein bestimmtes Metallätzplasmaverfahren typischerweise über einem sehr engen Fenster oder einen sehr engen Bereich verschiedener Legierungen, Legierungskonzentrationen und Betriebsbedingungen durchführbar, was einen bedeutenden Nachteil darstellt.
  • Außerdem fördern die oben genannten Lösungen des Standes der Technik sehr leicht einen unerwünschten Verlust an Photoresist, dicke Seitenwandablagerung von Photoresistätznebenprodukten und folglich Ätzprofil- Mikroloading. Der Begriff Ätzprofil-Mikroloading bezieht sich auf die Abhängigkeit des Ätzprofils (Metallseitenwandwinkel) von der Strukturdichte. Dieses Phänomen entsteht durch Polymerrückstände, erzeugt durch Ätznebenprodukte von Metall und Photoresist. Derartige Polymerrückstände neigen dazu, auf die Seitenwände von während des Ätzverfahrens in die Metallegierungsschicht geätzten Strukturen zu kondensieren, wodurch sie das geätzte Seitenwandprofil deformieren, falls durch den Ionenbeschuß während des Ätzverfahrens keine Entfernung erfolgt, was ein bedeutendes Problem darstellt.
  • Fig. 1 zeigt eine integrierte Schaltung mit einer Metallegierungsschicht mit einer Ablagerung von Photoresist darüber gemäß herkömmlichen photolitographischen Verfahren.
  • Fig. 2 zeigt dieselbe Schaltung nach einem Plasmaätzverfahren. Wie in Fig. 2 dargestellt sind geätzte vertikale Seitenwände realisiert, wobei die geätzten Strukturen in der Metallschicht eng beabstandet sind. Das hat den Grund, daß eng beabstandete vertikale Wände die Plasmaionen trichtern, wenn diese zwischen benachbarten Wänden über deren gesamte Höhe hinunter rikoschettieren, so daß Seitenwandpolymerrückstände während des Ätzverfahrens gründlich entfernt werden. Geätzte schräge Seitenwände sind vorwiegend in Bereichen relisiert, in denen die geätzten Strukturen in der Metallschicht relativ weit voneinander entfernt sind, wie in Fig. 2 gezeigt, so daß nur ein geringes oder kein Rikoschettieren der Ionen zwischen benachbarten vertikalen Wänden und folglich ein geringeres Sputtern oder Entfernen des Seitenwandpolymerrückstands erfolgt.
  • Bei der ersten Lösung nach dem Stand der Technik, bei der die Metallegierungsätzrate reduziert wird, tritt Ätzprofil- Mikroloading auf, da die Metallätzrate reduziert wurde, so daß das Verhältnis der Metallätzrate zur Polymerablagerungsrate verringert wird. Bei der zweiten Lösung nach dem Stand der Technik, bei der die Ionenbeschußenergie erhöht wird, tritt Ätzprofil-Mikroloading auf, da die Polymerrückstandsablagerungsrate relativ zur Metallätzrate erhöht wurde.
    • 2. Handelsübliche Plasmametallätzverfahren unter der Verwendung unabhängiger Quellen- und Vorspannungs-HF- Generatoren
  • Handelsübliche Metallätzverfahren mit induktiv gekoppeltem Plasma verwenden typischerweise einen HF-Generator in Verbindung mit einer Spule um einen Teil der Reaktorkammer als Plasmaleistungsquelle und einen anderen HF-Generator in Verbindung mit der Waferstütze als Vorspannungsquelle. Diese Verfahren erfolgen typischerweise mit relativ geringen Drücken, wobei die Plasmaleistungsquelle eine Frequenz von 13,56 MHz aufweist. Ein Problem ergibt sich dadurch, daß die kapazitive Kopplung von der 13,56 MHz Plasmaleistungsquelle zum Plasma so groß ist, daß zur Vermeidung eines Photoresistverlusts und von Ätzprofil-Mikroloading vom übermäßigen Sputtern von Photoresist die Plasmaquellenleistung auf weniger als 900 Watt beschränkt ist. Eine derart geringe Leistung schafft eine Plasmaionendichte, die im Vergleich zu anderen Hochdichteplasmareaktoren relativ gering ist. Mit einer derart geringen Plasmaionendichte kann die Entfernung von Verunreinigungsrückständen nur durch Erhöhung der HF- Vorspannungsquellenleistung oder Verringerung der Aluminiumätzrate erfolgen, wie beim RIE-Ätzen (RIE = Reactive Ion Etch = Reaktivionenätzen). Eine bedeutende Erhöhung der HF-Vorspannungsquellenenergie führt jedoch zu einer geringen Photoresistätzselektivität, Ätzprofil-Mikroloading und Gräben unterhalb von Oxidfilmen.
  • Ein verwandtes Problem besteht darin, daß die relativ geringe Ionendichte die Rate der Entfernung durch Ionenbeschuß von Legierungsverunreinigungen beschränkt. Zum Ausgleich der Entfernungsrate von Legierungsverunreinigungen mit der Metallätzrate beschränken derartige handelsübliche Plasmametallätzverfahren normalerweise die Konzentration der Ätzmittel (Chlor)-Gase in dem Plasma auf weniger als etwa 50%. Ein weiteres Problem bei handelsüblichen Plasmametallätzreaktoren besteht darin, daß die Plasma-HF- Leistungsquelle und die Vorspannungs-HF-Leistungsquelle beide mit oder nahezu mit derselben Frequenz arbeiten, was eine HF- Interferenz und eine schlechte HF-Anpassungs-Stabilität zur Folge hat.
    • 3. Reaktivionenätzplasmaverfahren
  • Bei Reaktivionenätz- (RIE)-Plasmaverfahren wird ein Paar entgegengesetzter Elektroden verwendet, welche über eine einzelne HF-Leistungsquelle verbunden sind. Zusätzlich zu den oben genannten Problemen besteht bei RIE- Metallätzplasmaverfahren ein weiteres Problem darin, daß eine Erhöhung der Tonendichte zur Erhöhung der Fähigkeit zur Entfernung von Rückständen durch Erhöhung der Plasmaquellenleistung proportional die Ionenbeschußenergie erhöht und daher die unerwünschte Seitenwandablagerung von Photoresistpolymerrückständen erhöht.
  • US-A-4,832,787 (Bondur et al) offenbart eine Gasmischung zur Verwendung beim selektiven Trockenätzen einer Nitridisolierschicht relativ zu einer Oxidisolierschicht mit: einer Gasmischung mit Chlor und Sauerstoff. Der Sauerstoff in dieser Gasmischung muß 15 oder weniger Vol% umfassen. Dadurch enthält die Gasmischung mindestens 70 Vol% Chlor.
  • Die Bedeutung der Verwendung einer Induktionsspule zur Erzeugung des Plasmas wurde in diesem Dokument jedoch nicht erkannt.
  • EP-A-0 596 551 (Benzing et al) offenbart eine Induktionsplasmaquelle zur Herstellung von integrierten Schaltungen mit einer halbsphärisch geformten Induktionsspule in einem Expansionsspiralmuster um die Vakuumkammer mit einem Halbleiterwafer, welcher durch eine Platte getragen wird. Die Wicklungen der Induktionsspule folgen der Kontur einer halbsphärisch geformten Quarzvakuumglocke, welche das Vakuum hält. Bei der Leistungsquelle handelt es sich um eine Niederfrequenz-HF-Quelle mit einer Frequenz von etwa 450 KHz und einer Leistung im Bereich von 200-2000 Watt, und der Druck ist ein Niederdruck von etwa 0,013-13,3 Pa (0,1-100 mTorr). Eine Hochfrequenz-HF-Quelle paßt unabhängig die Vorspannung auf dem Wafer an.
  • In diesem Dokument wurde die Bedeutung der Verwendung einer bestimmten Gaszusammensetzung nicht erkannt.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Probleme, Beschränkungen und Kompromisse zu bewältigen. Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und den Plasmareaktor gemäß dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, den Beschreibungen und den beigefügten Zeichnungen hervor.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Ätzen von Metallegierungen mit einem Plasma mit hoher Dichte und einen Plasmareaktor zum Ätzen bereit.
  • Die Erfindung stellt des weiteren eine Metallätzplasmabearbeitung zur Verfügung und bezieht sich insbesondere auf ein Plasmaätzen von Aluminiumfilmen auf integrierten Schaltungen, wie beispielsweise integrierte Schaltungen mit Siliziumsubstraten, was eines von vielen möglichen Beispielen darstellt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Plasmaquellenleistungsfrequenz auf eine Nieder-HF-Frequenz von etwa 2 MHz reduziert. Es ist eine Entdeckung der vorliegenden Erfindung, daß bei einer derart niedrigen Frequenz die kapazitive Kopplung von der Plasmaleistungsquelle reduziert ist und das Plasmaquellenleistungsniveau so über 750 Watt hinaus mit minimaler kapazitiver Kopplung erhöht werden kann, wodurch ein induktiv gekoppeltes Plasma mit hoher Dichte bereitgestellt wird, ohne die Ionenbeschußenergie deutlich zu erhöhen. Außerdem wird unter diesen Bedingungen die Konzentration des Ätzmittels (z. B. Chlor) in dem Plasma auf etwa 80 Prozent ohne Erhöhung der Bildung von Verunreinigungsrückständen erhöht. Dies führt zu einer sehr hohen Metallegierungsätzrate mit einer gründlichen Entfernung von Rückständen und minimalem Profil-Mikroloading, wobei das Verfahren über ein breites Fenster von Metallegierungszusammensetzungen einsetzbar ist.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer integrierten Halbleiterschaltung während der Herstellung vor dem Ätzen einer Metallegierungsschicht.
  • Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht entsprechend Fig. 1 nach dem Ätzen der Metallegierungsschicht, wobei Ätzprofil- Mikroloading und Ätzraten-Mikroloading dargestellt wird.
  • Fig. 3 ist ein vereinfachtes Diagramm eines Reaktors zum Ätzen von Metallegierungen mit einem induktiven Plasma mit hoher Dichte, der zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Fig. 4 ist eine graphische Darstellung zum Aufzeigen einer Beziehung zwischen der Argonsputterrate eines Siliziumoxidfilms und der Plasmaquellenleistung für eine Frequenz von 13,56 MHz, wie sie im Stand der Technik verwendet wird, und für eine Frequenz (2 MHz) in dem in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Frequenzbereich.
  • Fig. 5 ist eine graphische Darstellung zum Aufzeigen einer Beziehung zwischen Photoresistätzrate und Plasmaquellenleistung für einen Frequenzbereich des Standes der Technik (13,56 MHz) und für einen in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Frequenzbereich (2,0 MHz).
  • Jeder geeignete Reaktor zum Ätzen mit einem induktiv gekoppelten Plasma mit hoher Dichte kann zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß bestimmte Modifikationen wie hierin unten beschrieben vorgenommen werden. Mit Bezugnahme auf Fig. 3 weist beispielsweise ein Plasmareaktor zum Ätzen von Metallegierungen mit einem induktiv gekoppelten Plasma mit hoher Dichte, welcher in einer Anwendung der Erfindung als nur eines von vielen möglichen Beispielen verwendet wird, ein Vakuumkammergehäuse 10 mit einer Kuppeldecke 15 (zum Beispiel) auf, um welche eine kuppelförmige HF-Spulenantenne 20 gewickelt ist, welche durch ein im Fachgebiet wohlbekanntes HF-Anpassungsnetzwerk 30 mit einer 2 MHz Plasmaleistungsquelle 25 verbunden ist. Eine Ätzgaszuführquelle 35 liefert zum Beispiel ein Ätzgas wie beispielsweise Chlor oder ein chlorhaltiges Gas mit einem inaktiven oder inerten Gas wie beispielsweise Stickstoff durch eine Gasverteilungsvorrichtung 40 ins Innere der Kammer. Das Werkstück oder der Wafer 45 einer integrierten Halbleiterschaltung wird auf einer leitenden Stütze 50 gehalten, welche nahe der Unterseite des Kammergehäuses 10 gehalten ist. Eine 13,56 MHz Plasma-HF- Vorspannungsleistungszufuhr 55, welche die Plasmaionenenergie steuert, ist durch ein herkömmliches HF-Anpassungsnetzwerk 60 mit der Stütze 50 verbunden. Eine Vakuumpumpe 65 steuert den Innendruck innerhalb des Reaktorkammergehäuses 10.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Plasmaleistungsquelle 25 um eine Niederfrequenz-HF- Leistungsquelle, welche vorzugsweise eine Frequenz von etwa 2 MHz, jedoch auf jeden Fall nicht über 6 MHz, aufweist. Es ist eine Entdeckung der vorliegenden Erfindung, daß bei einer derart niedrigen Frequenz, wenn die Plasmaquellenleistung über 750 Watt erhöht wird, die Kopplung zwischen der Plasmaleistungsquelle 25 und dem Plasma innerhalb des Kammergehäuses 10 vorwiegend induktiv wird, wobei nur eine minimale kapazitive Kopplung zwischen der Plasmaleistungsquelle 25 und dem Plasma vorliegt. Daher legt gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die Plasmaleistungsquelle 25 ein hohes HF-Leistungsniveau (zum Beispiel mehr als etwa 1000 Watt) mit der niedrigen HF- Frequenz an die Spulenantenne 20 an. Die Plasmaquellenleistung wird somit um einen Faktor von 1,5 oder mehr erhöht, und zwar ohne eine schädliche Erhöhung der Ionenbeschußenergie aufgrund des Mangels der kapazitiven Kopplung bei der niedrigen HF- Frequenz. Dies wird in der graphischen Darstellung von Fig. 4 gezeigt, welche darstellt, wie die Argonsputterrate von Siliziumoxid in der Erfindung bedeutend niedriger ist, und zwar in zwei unterschiedlichen Weisen: (a) erstens ist die Sputterrate bei allen Höhen der Plasmaquellenleistung bei 2 MHz niedriger als bei 13,56 MHz; (b) zweitens nimmt die Sputterrate bei 2 MHz ab, wenn die Höhe der Plasmaquellenleistung über etwa 750 Watt steigt.
  • Bei einem derart hohen Leistungsniveau ist das Plasma innerhalb des Reaktorkammergehäuses 10 ein Plasma mit einer sehr hohen Dichte, was den Ätzprozeß verbessert. Dies ermöglicht einen noch weiteren Aspekt der Erfindung, wobei die Gaszuführquelle 35 eine sehr hohe Konzentration an Ätzgas (wie beispielsweise Chlor) in dem Plasma bereitstellt, nämlich in einer Größenordnung von etwa 70 Prozent und vorzugsweise sogar 80 Prozent oder mehr. Im Stand der Technik hätte man bei einer derartigen Erhöhung der Chlorkonzentration eine Erhöhung des nach dem RIE-Ätzen verbleibenden Rückstandes erwartet. Bei der vorliegenden Erfindung eliminiert eine derartige Erhöhung der Chlorkonzentration jedoch praktisch alle Rückstände trotz der sehr hohen Ätzrate, welche mit dem Plasma mit hoher Dichte erreicht wird.
  • Ein Vorteil dieses Reaktors besteht darin, daß die Plasmaleistungsquelle 25 und die Plasmavorspannungsquelle 55 mit sehr unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, wodurch eine HF-Interferenz dazwischen und HF-Anpassungs-Instabilitäten vermieden werden.
  • Während die vorhergehende Beschreibung die Erfindung mit Bezugnahme auf eine einzige Ätzmittelart, wie beispielsweise Chlor, beschreibt, kann die Gaszuführquelle auch ein gemischtes Gas zuführen, welches mehr als eine Ätzmittelart enthält. Beispielsweise kann das gemischte Gas aus Chlor als primäre Ätzmittelart mit einer sekundären Ätzmittelart wie beispielsweise BCl&sub3;-Gas oder HCl-Gas oder sowohl BCl&sub3; als auch HCl vermischt mit der primären Ätzmittelart, Chlor, bestehen.
  • Die sekundäre Ätzmittelart kann ebenso HBr enthalten. In jedem Fall macht die primäre Ätzmittelart, ob sie mit einer sekundären Ätzmittelart im Zufuhrgas vermischt ist oder nicht, mehr als 50% des Zufuhrgases aus, und vorzugsweise sogar 70% oder mehr, wie oben beschrieben.
  • Das in der vorliegenden Erfindung erzielte Ätzverfahren ist sehr sauber, mit sehr geringer Seitenwandrückstandsablagerung und praktisch keinem Ätzprofil-Mikroloading.
  • Während im Stand der Technik eine schädliche Erhöhung der Photoresistsputterrate mit der Erhöhung des Niveaus der Plasmaquellenleistung auf über 1000 Watt erwartet worden wäre, wird eine derartige Erhöhung der Resistätzrate nicht beobachtet, was auf die Reduzierung der kapazitiven Kopplung zurückzuführen ist, welche mit einer Niedrig-HF- Frequenzplasmaleistungsquelle erzielt wird. Dies wird in der graphischen Darstellung von Fig. 5 gezeigt, die darstellt, wie die Photoresistentfernungsrate mit der Plasmaquellenleistung mit 2 MHz über einen weiten Bereich der Plasmaquellenleistung geringer als mit 13,56 MHz ist.
  • Mit der Reduzierung der kapazitiven Kopplung von der Plasmaquellenleistung zum Plasma durch die Reduzierung der Plasmaquellenleistungsfrequenz gibt es keine Erhöhung des elektrischen Potentials der Plasmaionen nahe der Waferoberfläche, wenn die Höhe der Plasmaquellenleistung erhöht wird. Außerdem, wie in den graphischen Darstellungen der Fig. 4 und 5 gezeigt, findet eine Änderung statt, wenn die Plasmaquellenleistung 750 Watt erreicht, wobei bei diesem Punkt der Beweis andeutet, daß sich die primäre Plasmakopplungsart von einer hauptsächlich kapazitiven Kopplung zu einer hauptsächlich induktiven Kopplung ändert. Dieser Übergang vervollständigt sich mehr, wenn sich die Höhe der Leistung 1000 Watt nähert, so daß das Sputtern statt einer Erhöhung mit der Leistung bei Leistungshöhen von über 750 Watt reduziert wird. Die daraus resultierende Erhöhung der Plasmaionendichte steigert die Leitfähigkeit dadurch, wodurch das Plasma- oder Tonenpotential verringert wird, und dadurch auch die Sputterrate. Ein Vorteil hiervon besteht darin, daß die Photoresistsputterrate mit der Erhöhung der Leistung über 750 Watt fällt.
  • Mit einem Plasma höherer Dichte werden Ätzrückstände leicht entfernt, und das Rückstandsentfernungsfenster ist breiter. Daher geht die Erhöhung der Chlorkonzentration nicht mit einer Rückstandsbildung einher.
  • Mit der erhöhten Chlorkonzentration wird eine weit größere Metallegierungsätzrate realisiert, welche die Rate bedeutend übersteigt, mit welcher der Photoresistrückstand an den vertikalen Seitenwänden geätzter Strukturen in der Metallschicht abgelagert wird. Außerdem wurde die Ablagerungsrate solcher Photoresistrückstände bereits durch die Verringerung der Sputterrate reduziert, wie unmittelbar vorangehend erklärt wurde. Daher gibt es praktisch keine Abhängigkeit vom Rikoschettieren von Ionen unter eng beabstandeten vertikalen Wänden, um während des Ätzens darauf abgelagerte Photoresistrückstände zu entfernen. Daher wird in der Erfindung Ätzprofil-Mikroloading ebenso eliminiert. Das Ergebnis ist, daß das Profil der Seitenwände geätzter Strukturen in der Metallegierungsschicht exakt oder zumindest annähernd vertikal ist, so daß eine Unterätzung und schlecht profilierte Seitenwände in der Erfindung eliminiert sind.
  • Die Erfindung kann in einem Kammervolumen von beispielsweise 10000 bis 50000 Kubikzentimetern mit einem Druck von beispielsweise zwischen 0-13,3 Pa (0 und 100 Millitorr) durchgeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Druck weniger als 27 Pa (20 Millitorr) und das Kammervolumen etwa 31000 Kubikzentimeter.
  • Auch wenn die Erfindung detailliert durch speziellen Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen hiervon beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, daß Variationen und Modifikationen hiervon möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie dieser in den Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims (24)

1. Ätzverfahren, insbesondere zum Ätzen eines leitfähigen Films auf einem Halbleiterwafer, in einem Plasmareaktor mit einer Induktionsspule zum Bestrahlen des Reaktors mit HF-Quellenleistung und einer Waferstütze zum Halten des Wafers in dem Reaktor, wobei das Ätzverfahren folgende Schritte umfaßt:
Anlegen einer HF-Leistung von mehr als 750 Watt bei einer HF-Frequenz von etwa oder weniger als 6 MHz an die Induktionsspule; und
Einleiten eines Gases in den Plasmareaktor, wobei das eingeleitete Gas eine oder mehrere Ätzmittelarten zum Ätzen des leitfähigen Filmes umfaßt, wobei die Ätzmittelarten mehr als 50% des Gases darstellen.
2. Ätzverfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend das Anlegen einer Vorspannungs-HF-Leistung mit einer Frequenz von mindestens 1 MHz an die Waferstütze.
3. Ätzverfahren nach Anspruch 2, wobei die Vorspannungs-HF- Leistung etwa oder höher als 6 MHz ist.
4. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die HF-Quellenleistung mehr als 1000 Watt beträgt.
5. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die HF-Frequenz etwa 2,0 MHz beträgt.
6. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ätzmittelarten etwa oder mehr als 70% des Gases darstellen.
7. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ätzmittelarten etwa oder mehr als 80% des Gases darstellen.
8. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei den Anlegungs- und Einleitungsschritten ein Schritt der vorbereitenden Definition von Merkmalen auf einer oberen Dünnfilmschicht des zu ätzenden Werkstückes vorangeht.
9. Ätzverfahren nach Anspruch 8, wobei der Definitionsschritt die Abscheidung von Photoresist auf Flächen der oberen Dünnfilmschicht umfaßt, die nicht zu ätzen sind, wobei das Photoresist ein Material umfaßt, das gegenüber einem Angriff durch die Ätzmittelarten beständig ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Ätzgas Chlor umfaßt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, des weiteren umfassend den Schritt des Haltens der Kammer bei einem Druck im Bereich von 0-13,3 Pa (0 bis 100 Millitorr).
12. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gas des weiteren mehrere Ätzmittelarten umfaßt.
13. Ätzverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gas eine primäre Ätzmittelart in Form von Chlor und eine sekundäre Ätzmittelart umfaßt, die mindestens ein Gas aus einer Klasse von Gasen, die BCl&sub3;, HCl und HBr enthält, umfaßt.
14. Plasmareaktor, insbesondere zum Ätzen eines leitfähigen Films auf einem Halbleiterwafer (45), umfassend:
eine Reaktorvakuumkammer (10),
einen Spuleninduktor (20) zum Bestrahlen der Kammer (10)
mit Plasmaquellen-HF-Leistung;
eine Stütze (50) im Inneren der Vakuumkammer (10) zum Halten des Wafers (45);
Mittel (25, 30) zum Anlegen einer Plasmaquellenleistung von mehr als 750 Watt bei einer HF-Frequenz von etwa oder weniger als 6 MHz an den Spuleninduktor;
eine Gaseinspritzvorrichtung (40) zum Einleiten von Gas in den Plasmareaktor; und
eine Gasversorgungsquelle (35), die an die Gaseinspritzvorrichtung (40) angeschlossen ist, wobei die Gasversorgungsquelle (35) das Gas enthält, welches eine oder mehrere Ätzmittelarten umfaßt, die mehr als 50% des Gases darstellen.
15. Plasmareaktor nach Anspruch 14, des weiteren umfassend Mittel (55, 60) zum Anlegen einer Plasmavorspannungsleistung, die zum Anlegen einer Vorspannungsleistungs-HF-Frequenz von mindestens 1 MHz zu der Stütze (50) ausgebildet sind.
16. Plasmareaktor nach Anspruch 15, wobei die Vorspannungsleistungs-HF-Frequenz etwa oder mehr als 6 MHz beträgt.
17. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Quellenleistung höher als 1000 Watt ist.
18. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die HF-Frequenz etwa 2,0 MHz beträgt.
19. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Ätzmittelarten etwa oder mehr als 70% des Gases darstellen.
20. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Ätzmittelarten etwa oder mehr als 80% des Gases darstellen.
21. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei die Ätzmittelart Chlor umfaßt.
22. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei das Gas des weiteren mehrere Ätzmittelarten umfaßt.
23. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei das Gas eine primäre Ätzmittelart in Form von Chlor und eine sekundäre Ätzmittelart umfaßt, die zumindest eines von BCl&sub3;, HCl und HBr umfaßt.
24. Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei der Kammerdruck im Bereich von 0-13,3 Pa (0 bis 100 Millitorr) gehalten wird.
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