DE69724192T2

DE69724192T2 - Verfahren zum Ätzen von Polyzidstrukturen

Info

Publication number: DE69724192T2
Application number: DE69724192T
Authority: DE
Inventors: Shaoher San Jose Pan; Songlin San Jose Xu
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: KR980005800A; DE69724192D1; EP0814500A2; JPH10116823A; EP0814500A3; TW345682B; US6008139A; EP0814500B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ätzen von Polycidstrukturen auf Halbleitersubstraten.
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen werden Silicide von hochschmelzenden Metallen, wie beispielsweise Wolfram, Tantal, Titan sowie Molybdänsilicide zur Bildung von Zwischenverbindungsformen und -leitungen mit hoher Dichte, hoher Geschwindigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit für ein elektrisches Verbinden von Vorrichtungen verwendet, die auf Halbleitersubstraten ausgebildet werden. Beispielsweise können WSi_x-Schichten auf Siliciumdioxidschichten abgeschieden werden, um als Gate-Elektrode für integrierte Schaltungen zu dienen. An der Silicid- und Oxidtrennfläche führt jedoch die Diffusion von Silicium aus der SiO₂-Schicht in die Hochschmelz-Metallsilicidschicht dazu, dass die Metallsilicidschicht einen nicht akzeptabel hohen elektrischen Widerstand hat. Zur Reduzierung der Diffusionsprobleme mit Metallsilicidschichten hat man "Polycid"-Schichtungen entwickelt. Gemäß 1a bis 1d haben typische Polycidstrukturen auf einem Halbleitersubstrat 20 Hochschmelz-Metallsilicidschichten 22 oder 22a, 22b (die hier austauschbar zur Bezeichnung von Metallsilicidschichten verwendet werden), die über dotierten oder undotierten Polysiliciumschichten 24 oder 24a, 24b (die hier austauschbar zur Bezeichnung von Polysiliciumschichten verwendet werden) abgeschieden. Die Polycidstrukturen werden über Siliciumdioxidschichten 26 oder 26a, 26b (die hier austauschbar zur Bezeichnung von Siliciumdioxidschichten verwendet werden) auf dem Substrat 20 ausgebildet und stellen eine Zwischenverbindung mit geringem elektrischen Widerstand und ausgezeichneten Trennflächeneigenschaften bereit.
Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung der Polycid-Zwischenverbindungsstrukturen werden die Metallsilicidschichten 22 über Polysiliciumschichten 24 abgeschieden. Beispielsweise beschreibt das gemeinsam übertragene US-Patent 5,500,249 für Telford et al. einen chemischen Gasphasenabscheidungsprozess zur Abscheidung von WSi_x-Filmen auf Polysilicium über plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung von Wolframhexafluorid und Dichlorsilan. Nach dem Abscheiden der Metallsilicidschicht 22 wird auf die Polycidschichten ein Photoresistmaterial aufgebracht und Licht ausgesetzt, um ein gewünschtes Muster von Zwischenverbindungs-Strukturelementen unter Verwendung herkömmlicher photolithographischer Prozesse unter Verwendung herkömmlicher photolithographischer Prozesse auszubilden. Das mit dem Muster versehene Resist 30 dient als Maske zum Ätzen der Polycidstruktur unter Verwendung herkömmlicher Ätzprozesse, um die Form des geätzten Strukturelements 40 zu schaffen, wie es in 1b gezeigt ist. Danach können der Abscheidungs- und Ätzprozess zur Bildung zusätzlicher Schichten der Polycidschichtkörper wiederholt werden, wie sie in 1c und 1d gezeigt sind.
Herkömmliche Ätzprozesse verwenden ein Mikrowellen- oder kapazitives Plasma von Halogen-enthaltenden Gasen, um den Polycidschichtkörper der Schichten zu ätzen. Zu üblicherweise verwendeten, fluorierten Ätzmittelgasen gehören CF₄, SF₆ und NF₃; zu Chlorenthaltenden Ätzgasen gehören Cl₂ und BCl₃; und zu Brom-enthaltenden Ätzgasen gehört HBr. Ein Problem der herkömmlichen Ätzprozesse besteht in ihrer relativen Unfähigkeit, hohe Ätzselektivverhältnisse zum Ätzen von Metallsilicid bezogen auf Polysilicium bereitzustellen, während gleichzeitig anisotrop geätzte Strukturelemente mit guter Profilmikrobeladung gebildet werden. Eine große Profilmikrobeladung ergibt sich, wenn das Querschnittsprofil des geätzten Strukturelements 40 sich als Funktion des Abstands zwischen den geätzten Strukturelementen 40 ändert. Dies ist der Fall, wenn die passivierenden Abscheidungen (beispielsweise komplexe polymere Nebenprodukte, die sich an den Seitenwänden der Strukturelemente abscheiden und die Ätzung der Seitenwände verringern), die an nahe beabstandeten oder "dicht gelagerten" Strukturelementen gebildet werden, mit höheren Raten als an den Strukturelementen entfernt werden, die durch relativ große Distanzen getrennt sind. Dies ergibt sich dadurch, dass Plasmaionen dazwischen kanneliert werden und von den Seitenwänden der nahe beabstandeten Strukturelemente abspringen und die passivierende Schicht darauf übermäßig ätzen. Im Gegensatz dazu ist die Ätzung der passivierenden Abscheidungen an den Seitenwänden von beabstandeten Strukturelementen aufgrund der reduzierten Kannelierungseffekte nicht so hoch. Dies ergibt bei der Querschnittsform der Strukturelemente 40 eine große Profilmikrobeladung, die sich als Funktion des Abstands zwischen den Strukturelementen ändert.
Das Ätzselektivitätsverhältnis ist das Verhältnis der Ätzrate der Metallsilicidschicht zur Ätzrate der darunter liegenden Polysiliciumschicht. Es ist insbesondere erwünscht, dass man hohe Ätzselektivitätsverhältnisse für Polycidstrukturen hat, die eine nicht Planare und stark gewellte Topographie aufweisen, wie sie schematisch in 1c gezeigt ist. Bei diesen Strukturen ist der Abschnitt der konformen Metallsilicidschicht 22b zwischen den geätzten Strukturelementen, wie es durch den Pfeil A gezeigt ist, dicker als der Abschnitt der Metallsilicidschicht 22b auf der Oberseite der geätzten Strukturelemente, wie es durch den Pfeil B gezeigt ist. Deshalb ist zu einer bestimmten Zeit während des Ätzprozesses an dem Abschnitt B die Metallsilicidschicht durchgeätzt, und es beginnt das Ätzen der darunter liegenden Polysiliciumschicht, während am Abschnitt A noch die dickere Metallsilicidschicht 22b der Ätzung unterliegt. Dieser Effekt macht es erforderlich, dass die Polysiliciumschicht 24b am Abschnitt B bezüglich der Ätzrate der Siliciumschicht ausreichend langsam geätzt wird, damit die gesamte Polysiliciumschicht 24b am Abschnitt B nicht durchgeätzt wird, bevor die Ätzung des dickeren Abschnitts der gewellten Metallsilicidschicht 22b am Abschnitt A abgeschlossen ist. Deshalb möchte man die Metallsilicidschicht 22b bezogen auf die Ätzrate der Polysiliciumschicht 24b schneller ätzen.
Man erhält hohe Ätzselektivitätsverhältnisse durch Verwendung von Prozessgaszusammensetzungen, die unterschiedliche Materialien mit verschiedenen Ätzraten ätzen, was von der chemischen Reaktivität des Prozessgases mit den unterschiedlichen Materialien abhängt. Jedoch ist das Ätzen von Metallsilicid mit hoher Selektivität für Polysilicium besonders schwierig, da beide Materialien elementares Silicium enthalten und die meisten herkömmlichen Ätzplasmen den Siliciumteil ätzen und gasförmige SiCl_x- oder SiF_x-Spezies bilden. Deshalb ist es für das Ätzplasma schwierig, chemisch zu unterscheiden und vorzugsweise die Metallsilicidschicht 22 schneller als die Polysiliciumschicht 24 zu ätzen. Ferner stellen die chemisch stärker aktiven Plasmaätzprozesse, wie ECR- und/oder Mikrowellenplasmaprozesse, mehr dissoziierte chemisch aktive Ätzspezies bereit und führen zu einem isotropen Ätzen der Silicidschichten, wie nachstehend beschrieben ist.
Man möchte die Polycidschichtung auch ätzen, um anisotrope geätzte Strukturelemente 40 zu bilden, die sich ergeben, wenn die Metallsilicid- und Polysiliciumschichten im Wesentlichen vertikal geätzt werden, um Strukturelemente mit geraden Seitenwänden 48 zu bilden. Ein übermäßiges Ätzen an den Seitenwänden 48 der geätzten Strukturelemente führt zu in unerwünschter Weise nach innen oder nach außen geneigten Wänden. Man erhält ein Ausmaß einer anisotropen Ätzung, wenn sich die dissoziierten Spezies in dem Ätzmittelgas zur Bildung komplexer polymerer Nebenprodukte kombinieren, die sich als Passivierungsschichten auf den Seitenwänden von frisch gebildeten geätzten Strukturelementen 40 ablagern und dazu dienen, die weitere Ätzung der Seitenwände 48 zu beschränken. Üblicherweise erhält man eine anisotrope Ätzung, indem eine stark ausgerichtete kinetische Energie auf die geladenen Spezies in dem Ätzplasma einwirken gelassen wird (indem das Plasma einem elektrischen Feld senkrecht zum Substrat 20 ausgesetzt wird), was die Plasmaspezies dazu bringt, energetisch auf das Substratmaterial in der vertikalen Ätzrichtung aufzutreffen und es zu entfernen. Jedoch werden verschiedene Materialien durch hocherregtes Plasma mit der gleichen Ätzrate durch Zerstäubung geätzt, was nur eine geringe oder keine Kontrolle über die Ätzselektivität ergibt. Aus diesen Gründen ist es schwierig, eine anisotrope Ätzung in Verbindung mit hohen Ätzselektivitätsverhältnissen zum Ätzen von Metallsilicid auf Polysilicium zu erhalten.
Zum Ätzen von Polycidstrukturen werden häufig auch Ätzgaszusammensetzungen verwendet, die HBr enthalten. Beispielsweise offenbart das US-Patent 5,192,702, ausgegeben am 9. März 1993, ein Verfahren zum anisotropen Ätzen von Polysilicium unter Verwendung von HBr, Cl₂ und He-O₂. Der niedrige Dampfdruck des HBr führt jedoch dazu, dass Verunreinigungs-HBr oder Br-enthaltende Teilchen auf dem Substrat 20 kondensieren. Die Verunreinigungsteilchen absorbieren Umgebungsfeuchte und bilden Bromwasserstoff-Spezies, die die Leistungsfähigkeit des Integrierte-Schaltungs-Chips beträchtlich beeinflussen. Außerdem ätzen viele HBr-Gaszusammensetzungen gewöhnlich Polysilicium schneller als Metallsilicid. Beispielsweise beträgt das Ätzselektivitätsverhältnis von WSi_x bezogen auf Polysilicium gewöhnlich etwa 0,7 : 1.
Mehrstufen-Ätzprozesse, die unterschiedliche Prozessgase zum Ätzen der unterschiedlichen Materialschichten verwenden, welche die Polycidstruktur bilden, werden ebenfalls bereits verwendet. Beispielsweise offenbart das US-Patent 5,094,712, ausgegeben am 10. Mai 1992, ein Verfahren zum Ätzen eines Polycidaufbaus unter Verwendung (i) eines Oxidätzschritts unter Einsatz von CHF₃, CF₄ und Inertgas, (ii) einen Silicidätzschritt mit Einsatz von He, O₂ und SF₆ und (iii) einen Polysiliciumätzschritt bei Einsatz von HBr und Cl₂. Solche Prozesse mit mehreren Schritten verringern den Prozessdurchsatz, da die Prozesskammer vor jedem darauf folgenden Ätzschritt von restlichem Prozessgas befreit werden muss. Es ist außerdem relativ aufwändig, mehrere Gasquellen mit der Prozesskammer zu verbinden. Außerdem erfordern mehrere Schritte aufweisende Ätzprozesse eine genaue Steuerung zur Bestimmung des Endpunkts eines jeden Ätzschritts und insbesondere zwischen den aufeinander folgenden Silicid- und Polysiliciumätzschritten.
Deshalb möchte man einen Ätzprozess zum Ätzen von Polycidstrukturen mit einer hohen Ätzselektivität und insbesondere zum Ätzen von Metallsilicidschichten mit höheren Ätzraten als Polysilicium haben. Der Ätzprozess soll ferner ein im Wesentlichen anisotropes Ätzen und gleichförmige Ätzraten über der Substratoberfläche bereitstellen. Außerdem möchte man einen Ätzprozess haben, der im Wesentlichen kein HBr-Ätzgas hat und der in einem einzigen Schritt ausgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum selektiven Ätzen von Metallsilicid- und Polysiliciumschichten, die von einem Siliciumwafer oder einem anderen Substrat getragen werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, das Substrat in einer Behandlungskammer anzuordnen, die Behandlungselektroden und eine Induktorwicklung aufweist, in die Behandlungskammer Prozessgas einzuführen, das Chlor, Sauerstoff und Helium aufweist, an die Induktorwicklung eine Quellenleistung zur Bildung eines Plasmas anzulegen, das Ionen aufweist und eine Plasmazone mit einen Volumen hat, das von 10.000 bis 50.000 cm³ reicht, und eine Vorspannungsleistung an die Behandlungskammerelektroden zur Erzeugung eines kapazitiven elektrischen Feldes anzulegen, das die Plasmaionen auf das Substrat energetisch schleudert, wobei das Verhältnis der Quellenleistung zur Vorspannungsleistung so gewählt wird, dass es wenigstens 2 : 2 ist und sich dadurch auszeichnet, dass die Durchsätze von Chlor, Sauerstoff und Helium so gewählt werden, dass die Metallsilicidschicht mit größerer Geschwindigkeit als die Polysiliciumschicht geätzt wird, wobei das Massenstromverhältnis von Helium zu Sauerstoff im Bereich von 0,25 : 1 bis 15 : 1 und das Verhältnis des Chlormassenstroms zum kombinierten Massenstrom von Sauerstoff und Helium im Bereich von 3 : 1 bis 20 : 1 liegt.
Aus dem Prozessgas wird ein Plasma gebildet, um eine hohe Ätztrennschärfe der Metallsilicidschicht bezogen auf die Polysiliciumschicht zu erreichen, während ein im Wesentlichen anisotropes Ätzen der Metallsilicid- und Polysiliciumschichten vorgesehen wird.
Das Ätzmittelplasma wird unter Verwendung von kombinierten induktiven und kapazitiven Plasmaquellen in einer Behandlungskammer gebildet, die eine Induktorspule und Prozesselektroden aufweist. Das Behandlungsgas wird in der Kammer zur Bildung von Plasmaionen ionisiert, die auf das Substrat durch (i) Anlegen eines HF-Stroms mit einem Quellenleistungspegel an die Induktorspule und (ii) durch Anlegen einer HF-Spannung mit einem Vorspannleistungspegel an die Prozesselektroden energiereich aufschlagen. Es wird ein Leistungsverhältnis P_r des Quellenleistungspegels zum Vorspannungsleistungspegel so gewählt, dass eine hohe Trennschärfenätzung und eine im Wesentlichen anisotropische Ätzung vorgesehen werden.
Vorzugsweise werden die Gaszusammensetzung und das Leistungsverhältnis P_r des Plasmas so gewählt, dass die Ätzrate der Metallsilicidschicht wenigstens das 0,5-fache der Ätzrate der Polysiliciumschicht beträgt und die Metallsilicid- und Polysiliciumschicht zur Bildung von Strukturelementen geätzt werden, welche Seitenwände haben, die Winkel von etwa 88° bis besonders bevorzugt etwa 90° mit einer Oberfläche des Substrats bilden. Das Verhältnis des Chlormassenstroms zum kombinierten Massenstrom aus Sauerstoff und Helium reicht von etwa 3 : 1 bis etwa 20 : 1.
Das Leistungsverhältnis P_r des Quellenleistungspegels zum Vorspannungsleistungspegel beträgt wenigstens etwa 2 : 1.
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich besser aus den folgenden Zeichnungen und der folgenden Beschreibung, die Beispiele der Erfindung zeigen und beschreiben, und aus den beiliegenden Ansprüchen verstehen, wobei
1a ein schematischer Vertikalschnitt eines Polycidschichtkörpers mit einer Metallsilicidschicht ist, die über einer Polysiliciumschicht auf einem Halbleitersubstrat abgeschieden ist,
1b ein schematischer Vertikalschnitt des Substrats von 1a nach dem Ätzen der Metallsilicid- und Polysiliciumschicht ist, die im Wesentlichen anisotrop geätzte Strukturelemente zeigen,
1c ein schematischer Vertikalschnitt einer nicht planaren und stark gewellten Topographie einer Metallsilicidschicht ist, die über einer Polysiliciumschicht auf einem Substrat abgeschieden ist,
1d ein schematischer Vertikalschnitt des Substrats von 1c nach dem Ätzen der Metallsilicid- und Polysiliciumschicht ist, die im Wesentlichen anisotrop geätzte Strukturelemente zeigen,
2 eine schematische Vertikalschnittansicht einer Behandlungskammer ist, die für die Ausführung des Ätzprozesses der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
3a bis 3c Diagramme sind, die die WSi_x-Ätzrate, die Polysiliciumätzrate bzw. die WSi_x-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe mit zunehmender Vorspannungsleistung und He-O₂-Durchsätzen zeigen,
4a bis 4c Diagramme sind, die die WSi_x-Ätzrate, die Polysilicium-Ätzrate bzw. die WSi_x-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe für zunehmenden Druck und Quellenleistung zeigen,
5a und 5b Diagramme sind, die die Siliciumdioxid-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu-Silciumdioxid-Ätztrennschärfe für zunehmende Vorspannleistung und He-O₂-Durchsätze zeigen,
6a und 6b Diagramme sind, die die Siliciumdioxid-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu-Siliciumdioxid-Ätztrennschärfe für zunehmenden Druck und Quellenleistung zeigen,
7a und 7b Diagramme sind, die die Photoresist-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu-Photoresist-Ätztrennschärfe für zunehmende Vorspannungsleistung und He-O₂-Durchsätze zeigen,
8a und 8b Diagramme sind, die die Photoresist-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu Photoresist-Ätztrennschärfe für zunehmenden Druck und Quellenleistung zeigen,
9 ein Diagramm ist, das die WSi_x-zu-dotierter Polysilicium-Ätztrennschärfe für ein zunehmendes Si : W-Verhältnis in dem WSi_x-Film zeigt, und
10 ein Diagramm ist, das die WSi_x bezogen auf die undotierte Polysilicium-Ätztrennschärfe bei zunehmendem Si : W-Verhältnis in dem WSi_x-Film zeigt.
Der Ätzprozess der vorliegenden Erfindung ist für das Ätzen eines Substrats 20, das Polycidschichtkörper mit Metallsilicidschichten 22a, 22b auf darunter liegenden Polysiliciumschichten 24a, 24b umfasst, wie in 1a bis 1d gezeigt ist, bei hoher Ätztrennschärfe, guten Ätzraten und anisotropem Ätzen zweckmäßig. Das Substrat 20 kann aus irgendeinem Material, wie Glas, Keramik, Metall, Polymer oder aus Halbleitersubstraten, wie Silicium- oder Galliumarsenidwafern bestehen. Die Metallsilicidschicht 22 auf dem Substrat 20 weist gewöhnlich Wolfram-, Tantal-, Titan- oder Molybdänsilicide auf, die eine Dicke von etwa 50 nm bis etwa 1000 nm haben. Die Polysiliciumschicht 24 unter der Metallsilicidschicht 22 weist gewöhnlich auch eine Dicke von etwa 50 nm bis etwa 1000 nm auf. Der Polycidschichtkörper ist auf einer Siliciumdioxidschicht 26 abgeschieden, die eine Dicke von etwa 100 nm hat.
Die Metallsilicid- und Polysiliciumschichten 22, 24 werden zur Bildung von elektrischen Zwischenverbindungsleitungen auf dem Substrat 20 geätzt. Gewöhnlich wird ein Photoresist 30, wie "RISTON", hergestellt von DuPont de Nemours Chemical Company, auf die Metallsilicidschicht 22 bis zu einer Dicke von etwa 0,4 bis etwa 1,3 μm aufgebracht, während die in die Metallsilicid- und Polysiliciumschichten zu ätzenden Strukturelemente 40 unter Verwendung herkömmlicher Lithographieverfahren gebildet werden, bei denen das Resist 30 einem Lichtmuster durch eine Maske ausgesetzt wird, das der gewünschten Gestalt der Strukturelemente 40 entspricht. Die geätzten Strukturelemente 40 haben gewöhnlich eine Größe von etwa 0,1 bis etwa 10 μm, und speziell von etwa 0,2 bis 1 μm, während der Ab stand zwischen den Strukturelementen gewöhnlich von 0,1 bis 10 μm reicht. Während des Ätzprozesses bilden sich an den Seitenwänden 48 der geätzten Strukturelemente 40, wie nachstehend erläutert, polymere Passivierungsabscheidungen 44.
Die Metallsilicidschicht 22 und die Polysiliciumschicht 24 werden in einer Behandlungskammer 50 geätzt, beispielsweise einer Kammer mit doppelter Plasmaquelle (DPS), die schematisch in 2 gezeigt ist und im Handel von Applied Materials Inc., Santa Clara, Kalifornien, geliefert wird. Die Behandlungskammer 50 ist auch in der EP-A-0 788 138 mit dem Titel "RF Plasma Reactor with Hybrid Conductor and Multi-Radius Dome Ceiling" und der EP-A-0 727807 beschrieben. Die spezielle Ausgestaltung der hier gezeigten Behandlungskammer 50 eignet sich zur Behandlung von Halbleitersubstraten 20 und wird nur zur Veranschaulichung der Erfindung angegeben, sollte jedoch nicht zur Begrenzung des Rahmens der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann der Ätzprozess der vorliegenden Erfindung zum Ätzen irgendeines Substrats und für andere Herstellungsprozesse als die Halbleiterfertigung verwendet werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird die Kammer 50 auf einen Druck von weniger als 0,013 Pa (0,1 mTorr) evakuiert, während ein Substrat 20 auf einem Träger 52 in einer Plasmazone 55 in der Kammer platziert wird. Das Substrat 20 kann während des Ätzprozesses unter Verwendung eines mechanischen oder elektrostatischen Halters mit Nuten an Ort und Stelle gehalten werden, in denen ein Kühlmittelgas, wie Helium, zur Steuerung der Temperatur des Substrats 20 gehalten wird. Die Temperatur des Substrats 20 wird auf etwa 20°C bis 80°C gehalten. Wenigstens ein Teil des Trägers 52 ist elektrisch leitfähig und dient als Prozesskathodenelektrode 60. Die Kathodenelektrode 60 bildet in Verbindung mit den Seitenwänden der Kammer 50, die elektrisch geerdet sind, um als eine Anodenelektrode 65 zu dienen, Prozesselektroden in der Plasmazone 55.
In die Kammer 50 wird durch einen Gasverteiler 70, der am Umfang um das Substrat 20 herum angeordnet ist, Behandlungsgas eingeführt, während die Kammer auf einem Druck im Bereich von etwa 0,013 bis etwa 13,3 Pa (0,1 bis etwa 100 mTorr), und speziell von 0,13 bis 6,7 Pa (1 bis 50 mTorr) gehalten wird. Unter Verwendung eines Plasmagenerators, der ein elektrisches Feld in die Plasmazone 55 einkoppelt, wird aus dem Behandlungsgas ein Plasma gebildet. Der Plasmagenerator kann angrenzend an die Behandlungskammer 50 eine Induktorspule 75 aufweisen, die in der Lage ist, ein induktives elektrisches Feld in der Kammer zu schaffen, wenn von einer Spuleleistungseinspeisung 76 ein Strom mit Quellen leistungspegel eingespeist wird. Vorzugsweise wird ein HF-Strom an die Induktorspule 75 mit einem Quellenleistungspegel von vorzugsweise etwa 400 W bis etwa 3000 W angelegt.
Zusätzlich zu der Induktorspule werden die Kathoden- und Anodenelektroden 60, 65, die von einer Elektrodenleistungseinspeisung 78 mit Leistung versorgt werden, zur Erzeugung eines kapazitiven elektrischen Feldes in der Behandlungskammer 50 verwendet. Gewöhnlich wird an die Kathodenelektrode 60 eine HF-Spannung mit einen Vorspannungsleistungspegel von etwa 20 bis etwa 1000 W angelegt, während die Anodenelektrode 65 elektrisch geerdet wird. Das kapazitive elektrische Feld ist senkrecht zur Ebene des Substrats 20 und beschleunigt induktiv gebildete Plasmaspezies zu dem Substrat 20 hin, um für ein stärker vertikal ausgerichtetes anisotropes Ätzen des Substrats zu sorgen. Die Frequenz der an die Prozesselektroden 60, 65 und/oder an die Induktorspule 75 angelegten HF-Spannung beträgt gewöhnlich etwa 50 KHz bis etwa 60 MHz und liegt bevorzugt bei etwa 13,54 MHz.
Die Plasmazone 55 der Behandlungskammer 50 hat eine Mitte 88 und ein Volumen von etwa 10.000 bis etwa 50.000 cm³, welches die Mitte 88 unmittelbar umgibt. Die Decke 85 der Kammer 50 kann flach oder rechteckig geformt, gekrümmt, konisch, dornförmig oder dornförmig mit Mehrfachradius sein. Vorzugsweise hat die Behandlungskammer 50 eine Decke 85 über dem Substrat 20 in Dornform mit Mehrfachradius, um eine gleichförmige Verteilung der Plasmaquellenleistung quer über das gesamte Volumen der Plasmazone 55 bereitzustellen, damit die Dissoziation des Ätzmittelgases erhöht wird, wie es beispielsweise in der EP-A-0 788 147 mit dem Titel "Plasma Process for Etching Multicomponent Alloys" beschrieben ist. Die dornförmige Abdeckung 85 verringert die dissoziierten Ionenrekombinationsverluste nahe an dem Substrat 20 weniger als diejenigen, die man bei einer dünnen Decke erhält, so dass die Plasmaionendicke quer über dem Substrat 20 gleichförmiger ist. Der Grund dafür besteht darin, dass Ionenrekombinationsverluste durch die Nähe der Decke 85 beeinflusst werden und sich die dornförmige Decke weiter entfernt von dem Substratzentrum als eine flache Decke befindet.
Vorzugsweise ist die Induktorspule 75, die um die Seitenwand 80 der Behandlungskammer 50 gewickelt ist, eine Multiradius-Dornform-Induktorspule, die eine "abgeflachte" Dornform hat, die für einen wirksameren Einsatz der Plasmaquellenleistung und eine erhöhte Plasmaionendichte direkt über dem Substratzentrum sorgt. Der Grund dafür besteht darin, dass die Ionendichte von der lokalen Ionisierung nahe an der Induktorspule 75 beeinflusst wird, wobei eine Multiradius-Induktorspule sich näher an dem Substratzentrum als eine halbkugelige Spule befindet. Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung hat die Decke 85 einen Multiradiusdorn mit wenigstens einem Mittelradius R und einem Eckenradius r, der kleiner als der Mittenradius R ist, wobei R/r von etwa 2 bis etwa 10 reicht.
Das in der Plasmazone 55 gebildete Plasma kann durch Verwendung magnetisch verstärkter Reaktoren verstärkt werden, in denen ein Magnetfeldgenerator, beispielsweise ein Permanentmagnet oder elektromagnetische Spulen, verwendet werden, um ein Magnetfeld in die Plasmazone 55 einzubringen, um die Dichte und Gleichförmigkeit des Plasmas zu erhöhen. Vorzugsweise weist das Magnetfeld ein drehendes Magnetfeld auf, wobei die Achse des Felds parallel zur Ebene des Substrats 20 dreht, wie es in dem US-Patent 4,842,683, ausgegeben am 27. Juni 1989, beschrieben ist. Das Magnetfeld in der Kammer 50 sollte ausreichend stark für eine Erhöhung der Dichte der in dem Plasma gebildeten Ionen und ausreichend gleichförmig für die Reduzierung eines Aufladungsschadens an den Strukturelementen sein, wie CMOS-Gates. Insgesamt ist das Magnetfeld gemessen an einer Oberfläche des Substrats kleiner als etwa 50 mT (500 Gauß) und reicht gewöhnlich von etwa 1 bis etwa 10 mT (etwa 10 bis etwa 100 Gauß) und speziell von etwa 1 bis etwa 3 mT (etwa 10 Gauß bis etwa 30 Gauß).
Verbrauchtes Prozessgas und verbrauchte Ätzmittelnebenprodukte werden aus der Behandlungskammer 50 durch ein Abführsystem 58 abgeführt, das in der Lage ist, einen Minimaldruck von etwa 1,3·10^–4 Pa (10^–3 mTorr) in der Behandlungskammer 50 zu erreichen. Zur Steuerung des Drucks in der Kammer 50 ist in der Abführung ein Drosselventil 100 vorgesehen. Häufig wird auch ein optisches Endpunktmessverfahren verwendet, um den Abschluss des Ätzprozesses für eine spezifische Schicht zu bestimmen, indem die Änderung der Lichtemission einer speziellen Wellenlänge entsprechend einer erfassbaren gasförmigen Spezies gemessen wird. Ein plötzlicher Anstieg oder Abfall in der Menge der feststellbaren Spezies, beispielsweise der Siliciumspezies, der sich aus einer chemischen Reaktion des Behandlungsgases mit der Siliciumdioxidschicht 26 ergibt, zeigt den Abschluss des Ätzens der Metallsilicidschicht 22 und den Beginn des Ätzens der darunter liegenden Schicht an.
Das Ätzverfahren der vorliegenden Erfindung hat hohe Ätzraten und eine Ätzung des Metallsilicids bezüglich Polysilicium mit hoher Trennschärfe. Das in dem Ätzprozess verwendete Behandlungsgas weist auf und besteht bevorzugt aus im Wesentlichen (i) Chlor, (ii) Sauerstoff und (iii) Helium. Das Chlorgas wird zur Bildung von atomarem Chlor und Chlorenthaltenden Spezies ionisiert, die die Metallsilicidschicht 22 und die Polysiliciumschicht 24 auf dem Substrat 20 ätzen. Beispielsweise kann das Silicium in der Metallsilicid- und Polysiliciumschicht 22, 24 durch Chlor-enthaltende Ionen und neutrales Chlor zur Bildung von flüchtigen SiCl-Spezies geätzt werden, die aus der Kammer 50 abgezogen werden. Das Chlorgas kann Cl₂ oder andere Chlor-enthaltende Gase, die zu Chlor äquivalent sind, aufweisen, beispielsweise HCl, BCl₃ und Mischungen davon. Das Sauerstoffgas ionisiert und bilden Ionen und erregte Radiale von atomarem Sauerstoff sowie Sauerstoff-enthaltende Spezies, die die Ätzrate der Metallsilicidschicht 22 erhöhen, während gleichzeitig die Ätzrate der Polysiliciumschicht 24 und der Resistschicht 30 verringert wird. Dies dient zur Erhöhung der Ätztrennschärfeverhältnisse für das Ätzen von Metallsilicid bezogen auf Polysilicium oder Resist. Übliche Sauerstoffgase schließen beispielsweise O₂, O₃ und andere äquivalente Sauerstoff-enthaltende Gase ein.
Zusätzlich zu Sauerstoff wird dem Behandlungsgas Helium zugesetzt. Insbesondere hat man festgestellt, dass die Zugabe von Helium die Metallsilicid-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe nicht zu verändern scheint. Jedoch sorgt das höhere Ionisierungspotenzial von Helium, verglichen mit Sauerstoff, für hochenergetische atomare Spezies, die die Ätzraten steigern und verbesserte anisotrope Ätzeigenschaften ergeben. Das Heliumgas kann auch als Verdünnungsgas dienen, welches die Verweilzeit der Prozessgase in der Kammer verringert, um die Profilmikrobelastungseffekte merklich zu verbessern.
Man fand, dass aufgrund der Kombination von gasförmigem Chlor, Sauerstoff und Helium die Ätzrate der Metallsilicidschicht 22 unerwartet ansteigt und die Ätzraten der Silicium-enthaltenden darunter liegenden Schichten, wie der Polysiliciumschicht 24, insbesondere bei niedrigen Plasmavorspannungsleistungspegeln und hohen Plasmaquellenleistungspegeln abnehmen. Übermäßig hohe Durchsätze von gasförmigem Sauerstoff und Helium bei niedrigen Hochspannungsleistungspegeln (oder niedrigen Quellenleistungspegeln) können jedoch ein stärkeres isotropes Ätzen des Substrats verursachen, indem die passivierenden Abscheidungen 44 entfernt werden, die auf den geätzten Strukturelementen ausgebildet sind, und können auch zu äußerst niedrigen Polysiliciumätzraten führen. Man nimmt an, dass ein kombiniertes induktives und kapazitives Plasma, das aus gasförmigem Chlor, Sauerstoff und Helium gebildet wird, die Gasmischung dazu bringt, die Metallsilicid- und Polysiliciumschicht gleichzeitig chemisch und durch Zerstäubung zu ätzen, um Material mit unterschiedlichen Raten von den unterschiedlichen Materialien zu entfernen. Dies dient zur Reduzierung der Ätzrate der Polysiliciumschicht 24 bezogen auf die Ätzrate der Metallsilicidschicht 22. Aus diesen Gründen wird der kombinierte Durchsatz von gasförmigem Sauerstoff und Helium geringer als der Durchsatz des gasförmigen Chlors gehalten, um eine ausreichende Chlor-enthaltende Spezies für ein schnelles Ätzen des Substrats 20 bereitzustellen, während eine hohe Silicid-zu-Silicium-Ätztrennschärfe und ein anisotropes Ätzen vorgesehen werden.
Die unerwarteten Ergebnisse aufgrund des Cl₂-O₂-He-Prozessgases sind in 3 bis 8 dargestellt, die die Wirkung von zunehmendem Sauerstoff und Heliumdurchsätzen, ansteigenden Vorspann- und Quellenleistungspegeln sowie von zunehmendem Druck auf die Ätzrate einer Metallsilicidschicht zeigen, die WSi_x, Polysilicium und Siliciumdioxid aufweist. 3a bis 3c zeigen die WSi_x-Ätzrate, die Polysiliciumätzrate und die WSi_x-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe jeweils für zunehmende Plasmavorspannleistungspegel und He-O₂-Durchsätze. Man sieht, dass zunehmende Sauerstoff- und Heliumdurchsätze die Ätztrennschärfe von WSi_x zu Polysilicium bei niedrigen Plasmavorspannleistungspegels beträchtlich erhöht und die Ätztrennschärfe bei hohen Plasmavorspannleistungspegeln verringert. 4a bis 4c zeigen die WSi_x-Ätzrate, die Polysiliciumätzrate und die WSi_x-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe jeweils für zunehmenden Druck und steigende Quellenleistung. Im Gegensatz zum Einfluss von Vorspannleistungspegeln sieht man, dass ein zunehmender Gasdruck die Ätztrennschärfe von WSi_x zu Polysilicium bei niedrigen Plasmaquellenleistungspegeln verringert. Überraschend ist auch, dass die Silicid-zu-Polysilicium-Ätztrennschärfe zunimmt oder konstant bleibt für zunehmenden Druck bei höheren Quellenleistungspegeln. Deshalb kann die Zugabe von Sauerstoff und Helium zu Chlor die WSi_x-Ätzraten erhöhen, während gleichzeitig die Polysiliciumätzraten verringert werden, auch wenn beide Materialien elementares Silicium enthalten. Dieses Ergebnis sorgt für erhöhte Ätztrennschärfenwerte für das Ätzen von WSi_x bezüglich Polysilicium, während gleichzeitig höhere WSi_x-Ätzraten bereitgestellt werden, was eine in hohem Maße erwünschte Kombination ist.
5a bis 6b zeigen die Siliciumdioxid-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu-Siliciumdioxid-Ätztrennschärfe bei zunehmender Vorspannungsleistung und steigenden He-O₂-Durchsätzen (5a, 5b) oder bei zunehmendem Druck und steigender Quellenleistung (6a, 6b). Insgesamt verringert sich die Siliciumdioxid-Ätzrate mit zunehmenden Plasmavorspannleistungspegeln. Die Siliciumdioxid-Ätzrate nimmt ferner bei steigenden Plasmaquellenleistungspegeln bei niedrigen Drucken zu und bei steigenden Plasmaquellenleistungspegeln bei hohen Drucken ab. Eine mittlere Ätztrennschärfe von Polysilicium zu Siliciumdioxid liegt im Bereich von etwa 5 : 1 bis etwa 160 : 1.
7a bis 8b zeigen die Photoresist-Ätzrate bzw. die Polysilicium-zu-Photoresist-Ätztrennschärfe bei zunehmender Vorspannungsleistung und steigenden He-O₂-Durchsätzen (7a, 7b) sowie bei zunehmendem Druck und steigender Quellenleistung (8a, 8b). Die Polysilicium-zu-Photoresist-Ätztrennschärfe nimmt bei zunehmenden Plasmavorspannleistungspegeln ab und erhöht sich bei zunehmenden Plasmaquellenpegeln. Man nimmt an, dass dieses Phänomen sich dadurch ergibt, dass erhöhte Zerstäubungs-Ätz-Effekte bei hohen Plasmavorspannleistungspegeln die Entfernungsrate von Pho toresist steigern, während erhöhte chemische Ätzeffekte bei hohen Plasmaquellenleistungspegeln stärkere chemische Ätzeffekte und eine erhöhte Ätztrennschärfe erzeugen. Man hat mittlere Polysilicium-zu-Photoresist-Ätztrennschärfen von etwa 1 : 1 bis etwa 3 : 1 beobachtet.
Deshalb wurden die Zusammensetzung und die Massenstromverhältnisse der unterschiedlichen Bestandteile des Prozessgases für ein schnelleres Ätzen der Silicidschicht 22 als der Polysiliciumschicht 24 ausgewählt, vorzugsweise bei einem Ätztrennschärfenverhältnis von wenigstens etwa 1,1, und besonderes bevorzugt von wenigstens etwa 1,2. Das Massenstromverhältnis des Prozessgases wird ferner so gewählt, dass sich anisotrop geätzte Strukturelemente mit Seitenwänden 48 mit glatter Oberfläche ergeben, die einen Winkel (a) von wenigstens etwa 88° mit einer Ebene des Substrats 20, und besonders bevorzugt Winkel von etwa 88° bis etwa 90° bilden. Ein übermäßiger Sauerstoff- und Heliumgehalt in dem Behandlungsgas erzeugte eine stärkere isotrope Ätzung mit Hinterschneidungen der geätzten Strukturelemente, während ein niedriger Sauerstoff- und Heliumgehalt sowie niedrige Drucke für geätzte Strukturelemente ein verjüngtes Profil ergaben. Das Verhältnis des Massenstroms von Chlor zu dem kombinierten Massenstrom aus Sauerstoff und Helium reicht von etwa 3 : 1 bis etwa 20 : 1, und besonders bevorzugt von etwa 7 : 1 bis etwa 13 : 1. Die Massenstromverhältnisse von Helium zu Sauerstoff reichen von etwa 0,25 : 1 bis etwa 15 : 1, besonders bevorzugt von etwa 1 : 1 bis etwa 5 : 1. Vorzugsweise wird eine vorgemischte, im Handel erhältliche Mischung aus Helium und Sauerstoff (das Verhältnis von Helium zu Sauerstoff beträgt etwa 3 : 1) verwendet.
Für die hier beschriebene Größe der Behandlungskammer reicht der Gesamtdurchsatz des Prozessgases gewöhnlich von etwa 1 bis etwa 1000 sccm, und bevorzugt von etwa 25 bis etwa 300 sccm. Der Durchsatz von Cl₂ reicht vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 500 sccm, der Durchsatz von O₂ von etwa 2 bis etwa 100 sccm, während der Durchsatz von He von etwa 2 bis etwa 100 sccm reicht. Vorzugsweise wird ein vorgemischtes Sauerstoff-Helium-Gas mit einem Durchsatz von etwa 2 sccm bis 60 sccm verwendet. Natürlich sind die Durchsätze abhängig von der Größe der Behandlungskammer, so dass äquivalente Durchsätze für unterschiedlich groß bemessene Kammern innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen.
Das Leistungsverhältnis P_r des Quellenstromleistungspegels (zur Induktorspule 75) zu dem Vorspannungsleistungspegel (an den Prozesselektroden 60, 65) ist auch so gewählt, dass die Fähigkeit des Ätzmittelsplasmas gesteigert wird, die Metallsilicidschicht 22 mit höherer Trennschärfe bezogen auf die Polysiliciumschicht 24, die Siliciumdioxidschicht 26 und die Resistschicht 30 anisotrop zu ätzen. Eine Erhöhung des Quellenleistungspegels des an die Induktorspule 75 angelegten Stroms erhöht die Menge der dissoziierten Ätzmittelspezies, wodurch stärker isotrop geätzt wird. Im Gegensatz dazu erhöht eine Steigerung des Vorspannleistungspegels der HF-Spannung angelegt an die Prozesselektroden 60, 65 den Grad der anisotropen Ätzung, indem eine Komponente mit höherer kinetischer Bombardementenergie für das Plasma bereitgestellt wird. Außerdem kann ein übermäßig hohes Leistungsverhältnis P_r zu einem Zerstäuben des Substrats 20 und zu einer nicht-gleichförmigen Ätzung des Substrats führen. Im Gegensatz dazu kann ein niedriges Leistungsverhältnis P_r eine unzureichende Dissoziation des Ätzmittelgases in dissoziierte Ionen verursachen, was niedrige Ätzraten und niedrige Ätztrennschärfe ergibt. Das Leistungsverhältnis P_r liegt bei etwa 2 : 1 und reicht bevorzugt von etwa 2 : 1 bis etwa 20 : 1. Insbesondere wird das Plasma durch Anlegen eines Stroms mit einem Quellenleistungspegel von etwa 400 bis 3000 W an die Induktorspule 75, die die Plasmazone 55 umgibt, gebildet. Das Plasma wird an das Substrat 20 angezogen, indem eine Spannung mit einem Leistungspegel von etwa 20 bis 1000 W an die Prozesselektroden 60, 65 in der Plasmazone angelegt wird.
Die Temperatur des Substrats 20 beeinflusst die Ätztrennschärfe der Metallsilicid-zu-Polysilicium-Schichten ebenfalls, wobei hohe Temperaturen für eine verstärkte Ätztrennschärfe sorgen. Deshalb wird der das Substrat haltende Träger vorzugsweise auf einer Temperatur im Bereich von etwa 20°C bis 80°C gehalten.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen den Einsatz der vorliegenden Erfindung beim Ätzen von Metallsilicidschichten auf Halbleitersubstraten. Die Vorrichtung und das Verfahren können jedoch auch bei anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, wie sie für den Fachmann offensichtlich sind, wobei der Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht auf die hier wiedergegebenen erläuterten Beispiele beschränkt sein soll.
Bei diesen Beispielen wurde der Ätzprozess auf Siliciumsubstraten ausgeführt, die einen Durchmesser von 200 mm (8 Zoll) haben. Jedes Substrat hat (i) eine obere, 200 nm dicke Schicht aus WSi_x, (ii) eine mittlere, 200 nm dicke Schicht aus mit Phosphor dotiertem Polysilicium und (iii) eine untere Schicht mit 100 nm Gate-Oxid SiO₂, das auf monokristallinem Siliciumsubstrat abgeschieden ist. Die WSi_x-Schicht auf dem Substrat hat entweder zwei unterschiedliche Si : W-Verhältnisse von etwa 2,1 : 1 bis etwa 2,96 : 1 und hat entweder eine dotierte Polysiliciumschicht oder eine nicht dotierte Polysiliciumschicht. Die unterschiedlichen Si : W-Verhältnisse wurden zur Bestimmung der Veränderung der Ätzraten von WSi_x-Schichten mit unterschiedlichen Verhältnissen von Si : W verwendet. Die Substrate wurden in einer "DPS"-Behandlungskammer geätzt und haben die oben beschriebene Gestalt, während der Träger 52 in der Kammer auf einer Temperatur von 65°C gehalten wurde.
Zum Messen der (i) Metallsilicid- oder Polysiliciumätzrate, des (ii) Ätztrennschärfenverhältnisses von ätzendem Metallsilicid bezogen auf Polysilicium und (iii) des Profilwinkels der Seitenwand 48 wurden SEM-Photos von geätzten Wafern verwendet. Jede Ätzrate wurde berechnet, indem die Stufenhöhe oder -tiefe der geätzten Strukturelemente 40 gemessen wurde, die in den SEM-Photographien beobachtet sind. Das Ätztrennschärfenverhältnis wurde aus dem Verhältnis der Ätzrate der Metallsilicidschichten zu der Ätzrate der Polysiliciumschicht 24 berechnet.
Beispiele 1 und 2 verwendeten ein Prozessgas mit 128 sccm Cl₂ und 13 sccm He-O₂, um die Ätzleistung von herkömmlichen Ätzprozessen zu demonstrieren. In beiden Beispielen betrug der Leistungspegel des an die Induktorspule angelegten Stroms 685W, während der Leistungspegel der Vorspannungsspannung, die an den Prozesselektroden angelegt wurde, 80 W betrug, um ein Leistungsverhältnis P_r von wenigstens etwa 8 : 1 bereitzustellen. In Beispiel 1 wurde der Druck bei 1,2 Pa (9 mTorr) und in Beispiel 2 auf 0,53 Pa (4 mTorr) gehalten. In Beispiel 1 hatte die WSi_x-Schicht auf dem Substrat ein Si : W-Verhältnis von etwa 1,2 : 1, während in Beispiel 2 die WSi_x-Schicht auf dem Substrat ein Si : W-Verhältnis von etwa 2,98 : 1 hatte.
9 zeigt das Ätztrennschärfenverhältnis für ein Ätzen von WSi_x-Filmen bezogen auf dotiertes Polysilicium für das zunehmende Si : W-Verhältnis der WSi_x-Filme von Beispiel 1 und 2. Man sieht, dass das Cl₂/O₂/He-Behandlungsgas relativ gleichförmige Ätztrennschärfenverhältnisse von etwa 0,5 bis etwa 0,7 über dem gesamten Bereich der Si : W-stöchiometrischen Verhältnisse ergibt. 10 zeigt das Ätztrennschärfenverhältnis für das Ätzen von WSi_x-Filmen bezogen auf undotiertes Polysilicium bei zunehmendem Si : W-Verhältnis in dem WSi_x-Film für Beispiel 1 und 2. Man sieht, dass das Cl₂/O₂/He-Behandlungsgas relativ gleichförmige Ätztrennschärfenverhältnisse im Bereich zwischen etwa 1 und 2 für den gesamten Bereich von Si : W-stöchiometrischen Verhältnissen ergibt. Die Gleichförmigkeit der Ätztrennschärfenverhältnisse über einem weiten Bereich von Si:W-Verhältnisses sowohl bei dotiertem als auch undotiertem Polysilicium ergibt eine Prozessreproduzierbarkeit zum Ätzen von WSi_x-Schichten, die sich ändernde Si : W-Verhältnisse haben.

Claims

Verfahren zum selektiven Ätzen von Metallsilizidschichten (22) und Polysiliziumschichten (24), die von einem Siliziumwafer oder von einem anderen Substrat (20) getragen werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: – Anordnen des Substrats (20) in einer Behandlungskammer (50), die Behandlungselektroden (60, 65) und eine Induktorwicklung (75) aufweist, – Einführen von Prozessgas, das Chlor, Sauerstoff und Helium aufweist, in die Behandlungskammer (50), – Anlegen einer Quellenleistung (76) an die Induktorwicklung (75) zur Bildung eines Plasmas, das Ionen aufweist und eine Plasmazone (55) mit einem Volumen hat, das von 10.000 bis 50.000 cm³ reicht, – Anlegen einer Vorspannungsleistung (78) an die Behandlungselektroden (60, 65) zur Erzeugung eines kapazitiven elektrischen Feldes, das die Plasmaionen auf das Substrat (20) energetisch schleudert, wobei das Verhältnis der Quellenleistung zur Vorspannungsleistung so gewählt wird, dass es wenigstens 2 : 1 ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Durchsätze von Chlor, Sauerstoff und Helium so gewählt werden, dass die Metallsilizidschicht (22) mit größerer Geschwindigkeit als die Polysiliziumschicht (24) geätzt wird, wobei das Massenstromverhältnis von Helium zu Sauerstoff im Bereich von 0,25 : 1 bis 15 : 1 und das Verhältnis zwischen dem Massenstrom des Chlors und dem kombinierten Massenstrom des Sauerstoffs und des Heliums im Bereich von 3 : 1 bis 20 : 1 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Durchsatz an Chlor, Sauerstoff und Helium so gewählt wird, dass die Metallsilizidschicht (22) mit wenigstens der 1,1-fachen Ätzgeschwindigkeit der Polysiliziumschicht (24) geätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Durchsätze von Chlor, Sauerstoff und Helium so gewählt werden, dass die Metallsilizidschicht (22) mit wenigstens der 1,2-fachen Ätzgeschwindigkeit der Polysiliziumschicht (24) geätzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Quellenleistung (76) im Bereich von 400 bis 3000 W und die Vorspannungsleistung (78) im Bereich von 20 bis 1000 W gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Verhältnis der Quellenleistung zur Vorspannungsleistung weniger als 20 : 1 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Verhältnis der Quellenleistung zur Vorspannungsleistung wenigstens 8 : 1 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Durchsatz von Chlor 20 bis 500 sccm, der Durchsatz von Sauerstoff 2 bis 100 sccm und der Durchsatz von Helium 2 bis 100 sccm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Prozesskammer (50) auf einem Druck von 0,013 bis 13,3 Pa (0,1 bis 100 mTorr) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Substrat (20) auf einer Temperatur von 20 bis 80°C gehalten wird.