JP2001523044A - 自動洗浄エッチングプロセス - Google Patents

自動洗浄エッチングプロセス

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JP2001523044A JP2000519917A JP2000519917A JP2001523044A JP 2001523044 A JP2001523044 A JP 2001523044A JP 2000519917 A JP2000519917 A JP 2000519917A JP 2000519917 A JP2000519917 A JP 2000519917A JP 2001523044 A JP2001523044 A JP 2001523044A
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シュ−ユ チェン，
ズィ−ウェン スン，
ウェイナン ジアン，
アーサー，ワイ． チェン，
ジェラルド， ゼヤオ イン，
ミン−スン ヤン，
ミン−スン クオ，
デイヴィッド， エス． エル． ミュイ，
ジェフリー チン，
シャオファー， エックス． パン，
シクン ワン，
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Abstract

(57)【要約】 エッチングチャンバ（３０）内の基板（２５）をエッチングし、同時に、エッチングチャンバ（３０）の壁（４５）および構成要素の表面に堆積した、薄い、均質でない、エッチング残留物を洗浄するためのプロセス。エッチングステップでは、エッチャントガスを含むプロセスガスが、エッチングチャンバ（３０）内で基板（２５）をエッチングするのに使用され、それにより、チャンバ（３０）内側にエッチング残留物を堆積する。洗浄ガスは、プロセスガスにより堆積された実質的に全てのエッチング残留物と反応し、除去するのに、充分な時間にわたり、しかも充分に高い体積流量比でプロセスガスへ加えられる。本方法は、エッチングプロセス中に、別の洗浄、表面コンディショニング、およびシーズニングのプロセスを用いることなく、チャンバ（３０）内でエッチング残留物を有利に洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチングチャンバ内の半導体基板をエッチングする方法、および
エッチングチャンバの洗浄方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
集積回路の製造では、基板上の二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリシリコン、金
属シリサイド、および単結晶シリコンが、所定のパターンでエッチングされて、
ゲート、バイア、コンタクトホール、トレンチ、および／または配線を形成する
。エッチングプロセスでは、酸化物または窒化物のハードマスク、またはフォト
レジストから構成されるパターン化されたマスク層が、通常の方法を使用して基
板上に形成される。パターン化マスク間の基板露出部分は、エッチャントガスの
静電容量的または誘導的に結合されるプラズマによりエッチングされる。エッチ
ングプロセス中に、薄いポリマーのエッチング残留物が、エッチングチャンバ内
側の壁および他の構成要素の表面に堆積する。エッチング残留物の組成は、エッ
チャントプロセスガスの気化された核種、エッチングされる基板材料、および基
板上へ付加されるマスクまたはレジスト層の組成に依存する。例えば、タングス
テンシリサイド、ポリシリコン、または他のケイ素含有層がエッチングされる場
合、ケイ素含有ガスの核種は基板から気化またはスパッタされ、金属層のエッチ
ングは、結果として金属核種の気化を生ずる。加えて、基板上のレジストまたは
マスク層もエッチャントガスにより一部気化し、炭化水素または酸素核種を形成
する。チャンバでの気化、つまりガスの核種は凝固して、レジストからの炭化水
素核種；フッ素、塩素、酸素、または窒素等のガス成分；および、エッチングさ
れる基板の組成に依存するケイ素元素または金属核種；から構成されるポリマー
の副生成物を形成する。ポリマーの副生成物は、チャンバ内の壁および構成要素
上にエッチング残留物の薄層として堆積する。エッチング残留物層の組成は、局
在するガスの環境の組成、ガス取入口と排気口の位置、およびチャンバの形状に
依存してチャンバ表面にわたって普通にはかなり変化する。
【０００３】 エッチングチャンバ表面上に形成される、組成が様々な、均質でない、エッチ
ング残留物層は、基板の汚染を防止するよう定期的に洗浄されなければならない
。普通には、約２５枚のウェーハのプロセス後に、in-situプラズマ「乾式洗浄 」プロセスが、空のエッチングチャンバで行なわれてチャンバを洗浄する。しか
し、エネルギー性のプラズマ核種は、チャンバ壁およびチャンバ構成要素を急速
に侵食し、そのような部品および構成要素を頻繁に交換することは費用がかかる
。また、チャンバ表面の侵食は結果として、ウェーハ毎にエッチングプロセスの
不安定性を生じ得る。薄い、組成の様々なエッチング残留物は、全ての残留物の
除去によってin-situプラズマクリーンプロセスを終了することを困難にし、結 果として下地のチャンバ表面の侵食を生じ、全てのチャンバ表面からの硬質残留
物除去を困難にしている。例えば、チャンバの取入口または排気口近くに形成さ
れるエッチング残留物は、基板近くに形成されるものより高濃度のエッチャント
ガス核種を有することが多く、基板近くは普通には高濃度のレジスト、ハードマ
スク、またはエッチングされる材料を含んでいる。
【０００４】 組成が様々なエッチング残留物を均等にエッチング除去する洗浄プラズマを形
成することは困難である。従って、約１００枚または３００枚のウェーハ洗浄後
に、エッチングチャンバは、大気へ開放され、「湿式洗浄」プロセスで洗浄され
、そこでは、作業者は、酸または溶剤を使用して、チャンバ壁上に蓄積されたエ
ッチング残留物をスクラブ除去および溶解する。一貫したチャンバ表面の特性を
提供するために、湿式洗浄ステップ後に、長時間チャンバを排気し、その後、ダ
ミーウェーハ上で一連のエッチングプロセスの操作を行なうことによって、チャ
ンバ表面は「シーズニング」される。内側チャンバ表面は、一貫した化学表面、
すなわち、表面の化学基 (chemical groups) の濃度、種類、または官能性にお いてほとんど、または全く変動を有しない表面を持たねばならず、さもないと、
チャンバで行なわれるエッチングプロセスは、基板毎に大きく変動するエッチン
グ特性を招来する。排気プロセスで、チャンバは、高真空環境で２時間から３時
間維持され、湿式洗浄プロセス中にチャンバ内に閉じ込められた水分および他の
揮発性核種をガス放出する。その後、チャンバ内で行なわれるエッチングプロセ
スは、ダミーウェーハ上で１０分から１５分間、または、チャンバが、一貫した
再現可能なエッチング特性を提供するまで稼動される。
【０００５】 競合の厳しい半導体業界において、乾式または湿式洗浄中、およびシーズニン
グのプロセスステップ中のエッチングチャンバの作業中止期間から結果する基板
当りのコスト上昇は非常に好ましくない。普通には、各乾式洗浄プロセスステッ
プに対し５分から１０分かかり、湿式洗浄プロセスを完了するのに２時間から３
時間かかる。また、湿式洗浄とシーズニングプロセスは、しばしば一貫しない、
変化するエッチング特性を提供する。特に、湿式洗浄プロセスは、作業者により
手作業で実施されるので、しばしば１回毎に変化し、結果としてチャンバ表面特
性の変動、およびエッチングプロセスの低い再現性を生ずる。従って、チャンバ
表面へのエッチング残留物の堆積を除去または排除できるエッチングプロセスを
有することが望ましい。
【０００６】 半導体の製造では、更に別の種類の問題が、同様の成分要素、例えば、タング
ステンシリサイド、ポリシリコン、窒化ケイ素、二酸化ケイ素のようなケイ素含
有材料、を有する材料の多層をエッチングすることにおいて発生する。図１ａと
１ｂを参照すると、半導体基板２０上の普通の多層ポリサイド構造は、ドープま
たはアンドープのポリシリコン層２４上に堆積された金属シリサイド層２２を備
える。ポリサイド層は、二酸化ケイ素層２６上に形成されて、エッチングされ、
エッチド・フィーチャ３０を形成する。これらの多層構造では、上のレジスト層
２８、または下地のポリシリコン層２４に対して金属シリサイドをエッチングす
るための高エッチング選択比 (selectivity ratio) を得ることは困難である。 エッチングされるフィーチャ間の従形 (conformal) 金属シリサイド層２２の部 分が、エッチングされるフィーチャの上で金属シリサイド層２２の部分より厚い
（図示せず）箇所で、平面でなく高度に入組んだ配置形状 (highly convoluted
topography) を有するポリサイド構造に対して、高エッチング選択比を有するこ
とは特に望ましい。エッチングプロセス中の一定の時間で、薄い方の金属シリサ
イドがエッチング貫通し、下地ポリシリコン層のエッチングが開始される一方、
厚い方の金属シリサイド層２２は、まだエッチングされている。これは、ポリシ
リコン層２４が金属シリサイド層のエッチングレートに対して充分にゆっくりエ
ッチングされること、薄い方の金属シリサイド層の下のポリシリコン層２４全体
が、金属シリサイド層２２の厚い方の部分のエッチングが完了する前に、エッチ
ング貫通しないことを必要とする。従って、ポリシリコン層２４のエッチングレ
ートに対して金属シリサイド層２２を速いレートでエッチングすることが望まし
い。同じ問題が、例えば図１ｃと１ｄに示すように、シリコンを備える基板３６
でトレンチを形成する前に、非常に薄い二酸化ケイ素層３４上の窒化ケイ素のマ
スク層３２のエッチングで発生する。エッチド・トレンチ３８は、基板上に形成
される能動ＭＯＳＦＥＴデバイスを隔離するのに使用される。二酸化ケイ素に対
する窒化ケイ素をエッチングのためのエッチング選択比は、層を貫通してエッチ
ングすることなく、二酸化ケイ素層上で止まるよう非常に高くなくてはならない
。
【０００７】 高エッチング選択比は、著しく異なるエッチングレートで異なるケイ素含有材
料をエッチングするプロセスガス組成を使用することによって得られ、それは、
特定層との特定のプロセスガス組成の化学反応度に依存する。しかし、ポリシリ
コンに対する高選択比を持って金属シリサイド層をエッチングすること、または
二酸化ケイ素層に対して高選択比を持って窒化ケイ素層をエッチングすることは
、両材料がケイ素元素を含み、最も通常のエッチャントプラズマがケイ素含有層
をエッチングして、ガス状のＳｉＣｌxまたはＳｉＦx核種を形成するので特に困
難である。従って、エッチャントプラズマが、化学的に識別し、ポリシリコン層
２４より速く金属シリサイド層２２を優先的にエッチングし、二酸化ケイ素層３
４より速く窒化ケイ素層３２を優先的にエッチングすることは困難である。この
問題は、チャンバ側壁上に形成されるエッチャント残留物も二酸化ケイ素を含有
し、ポリサイドのエッチングプロセス中にエッチャント残留物を除去する試みは
、これらの層のエッチング選択比の割合を実質的に低下させる結果となる故に、
更に悪化される。
【０００８】 従って、エッチングチャンバでエッチング残留物の堆積の形成を低減するエッ
チングプロセスを有することが望ましい。また、エッチング、または洗浄ガスは
、チャンバで露出面を侵食しないことが望ましい。更に、チャンバ表面の本来の
化学的反応性と表面の官能基を回復するエッチングまたは洗浄プロセスを有する
ことが望ましい。更に、チャンバの洗浄プロセスが、下地チャンバ表面の過度の
侵食なく、変化する厚さと化学量論比を有する化学的に付着したエッチング残留
物層を除去することが望ましい。また、多層材料をエッチングすることにより生
成されるエッチング残留物、例えば、ポリシリコン層上のタングステンシリサイ
ド、のエッチング中のエッチング残留物を含む二酸化ケイ素または二酸化ケイ素
層を、エッチング選択比を犠牲にすることなく、除去するためのエッチングプロ
セスを有することが望ましい。
【０００９】
【発明の要旨】
本発明は、チャンバ表面上のエッチング残留物を低減または完全に排除し、高
度に一貫した、再現性のあるエッチング性能を提供する、エッチングチャンバ内
の基板をエッチングする方法を提供する。方法では、基板がエッチングされ、同
時に、エッチングチャンバは、エッチング残留物を洗浄除去される。基板は、チ
ャンバ内に配置され、プラズマは、チャンバへ導入されるプロセスガスから形成
されて、同時に基板をエッチングし、チャンバ表面上に堆積されるエッチング残
留物を洗浄する。プロセスガスは、（ｉ）基板をエッチングするエッチャントガ
スであって、基板をエッチングすることによってエッチング残留物をチャンバ表
面上に形成するエッチャントガスと、（ｉｉ）チャンバ表面上に形成されるエッ
チング残留物を洗浄するための洗浄ガスとを含み、洗浄ガスのエッチャントガス
に対する体積流量比は、エッチングプロセス完了時にエッチング残留物がチャン
バ表面から実質的完全に除去されるように選定される。
【００１０】 方法は、基板上の金属シリサイド、窒化ケイ素、ポリシリコン、または、単結
晶シリコンをエッチングする一方、同時に、エッチングチャンバの二酸化ケイ素
含有エッチング残留物を洗浄するために有用である。この方法では、チャンバへ
導入される１つ以上のプロセスガスからプラズマが形成され、基板をエッチング
し、エッチングチャンバ表面上のエッチング残留物を洗浄する。プロセスガスは
、（ｉ）基板上の金属シリサイド、ポリシリコン、またはシリコンをエッチング
し、それによりエッチングチャンバ表面上に二酸化ケイ素のエッチング残留物を
形成するエッチャントガスと、（ｉｉ）エッチングチャンバ表面上の二酸化ケイ
素のエッチング残留物を除去するための洗浄ガスとを含む。洗浄ガスのエッチャ
ントガスに対する体積流量比は、エッチングプロセス完了時に、チャンバ表面か
ら実質的に全ての二酸化ケイ素のエッチング残留物を除去するように選定される
。
【００１１】 本プロセスの実施例の１つでは、ケイ素含有材料（金属シリサイド、単結晶シ
リコン、多結晶シリコン、窒化ケイ素、酸化ケイ素）を備える基板は、エッチン
グプロセス完了時に、チャンバ表面上に形成される実質的に全てのエッチング残
留物を除去するよう選定される体積流量比で、Ｃｌ2，Ｎ2，およびＣＦ4を含む プロセスガスのプラズマを使用してエッチングされる。好ましくは、Ｃｌ2，Ｎ2 ，およびＣＦ4の体積流量比は、チャンバを洗浄するための別の洗浄ステップを 行なうことなく、チャンバ内で少なくとも２０００枚の基板をエッチングするこ
とにより生成される実質的に全てのエッチング残留物を除去するよう選定される
。ＣＦ4：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比の割合は、より好ましくは、約１：２０ から約１：１である。別の実施例では、プロセスは、好ましくは、Ｃｌ2、Ｎ2、
およびＳＦ6を含むプロセスガスを使用し、ＳＦ6：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比
は、約１：２０から約１：１である。更に別の実施例では、適切なプロセスガス
は、好ましくは、Ｃｌ2、Ｎ2、およびＮＦ3を含み、ＮＦ3：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体
積流量比は、約１：２０から約１：１である。
【００１２】 方法は、多層を含む基板のエッチング、例えば、タングステンシリサイドとポ
リシリコン層を備えるポリサイド構造のエッチング、または二酸化ケイ素層上に
堆積された窒化ケイ素層をエッチングするのに特に有用である一方、同時に、エ
ッチングチャンバの二酸化ケイ素含有エッチング残留物を洗浄するのに特に有用
である。多層は、複数ステージのプロセスでエッチングされる。第１エッチング
ステージでは、第１エッチャントガスがチャンバへ導入され、第１層をエッチン
グするために第１エッチャントガスからプラズマが生成される。第２エッチング
ステージでは、第２エッチャントガスがチャンバへ導入され、第２層をエッチン
グするために第２エッチャントガスからプラズマが生成される。これらの１つ以
上のステージで、洗浄ガスが、エッチャントガスへ加えられ、両エッチングステ
ージでエッチングチャンバ表面上に形成された二酸化ケイ素のエッチング残留物
の全てを除去する洗浄プラズマを生成する。
【００１３】 別の局面では、本発明の方法は、半導体基板を製造するのに有用である。この
方法では、基板をエッチングするエッチャントガスを含むプロセスガスが、チャ
ンバへ導入され、プラズマがエッチャントガスから生成され、基板をエッチング
する。基板がまだエッチングされている間に、洗浄ガスバーストが、プロセスガ
スへ加えられ、チャンバ表面を洗浄する。洗浄ガスは、エッチングプロセス中に
形成または堆積された実質的に全てのエッチング残留物を除去するのに充分な時
間にわたって加えられ、且つ洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が
充分なほど高い。
【００１４】 本発明のこれらのおよび他の特徴、局面、および有利点は、本発明の実施例を
説明する以下の図面、詳細な説明、および添付の特許請求項からより良く理解さ
れるであろう。以下の詳細な説明と図面は、本発明の実施例の特徴を説明するが
、特徴のおのおのは、本発明で単に特定の図面に沿ってではなく、一般的に使用
でき、および、本発明は、これらの特徴のどんな組合せも含むと理解されること
とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２に略図示するように、本発明による基板２５のエッチングに適した装置２
０は、基板を処理するためのプロセスゾーンを画成する密閉式プロセスチャンバ
３０を備える。ロードロック搬送領域（図示せず）は、基板２５のカセットを保
持するために低圧に維持される。ここに示す装置２０の特定の実施の形態は、半
導体基板２５の処理に適しておリ、本発明を説明するためにのみ提供され、本発
明の範囲を限定するために使用されてはならない。密閉式チャンバ３０は、金属
、セラミック、ガラス、ポリマー、および複合材料を含む種々の材料の何れのひ
とつからでも製造される側壁４５と底壁５０を有する。エッチングチャンバ３０
で画成されるプロセスゾーンは、基板２５の直上にあり、基板を包囲し、少なく
とも約１０，０００ｃｍ3、より好ましくは約１０，０００から約５０，０００ ｃｍ3の容積を備える。チャンバは、平坦または方形形状、アーチ形、円錐形、 ドーム形状、または多数半径ドーム形状である天井５５を備える。好ましくは、
天井５５は、プラズマプロセスゾーンの全容積にわたりプラズマソースの均一な
分布を提供するドーム形状である。ドーム形天井５５は、平坦な天井よりも基板
の中心６０から遠く、基板２５近傍での解離イオンの再結合損失を低減でき、平
坦な天井よりも基板面にわたってより均一なプラズマイオン密度を提供する。ド
ーム天井５５は、基板２５上でドーム形状面を提供する、平坦ドーム、円錐、頭
を切った円錐、円筒、または、そのような形状の組合せであり得る。
【００１６】 プロセスガスは、ガス分配システム６５によりチャンバ３０内へ導入され、ガ
ス分配システムは、プロセスガス供給源７０、および、ガス流量制御バルブ８０
を操作する通常のコンピュータシステム７５を備えるガス流量制御システムを含
む。ガス分配システム６５は、（図示のように）基板２５を中心とする周囲に配
置されるガス放出口８５、または、そこに放出口を持つチャンバ３０の天井に取
付けられるシャワーヘッド（図示せず）を備えることができる。第２のガス供給
システム２００は、洗浄ガスをチャンバ３０へ電子的に操作されるバルブ２０５
を介して供給する。消費されたプロセスガスとエッチャントの副生成物は、チャ
ンバ３０で約１０-3 mTorr の最低圧力を達成する能力を持つ排気装置９０（普 通には１０００リットル／秒のあら引きポンプを含む）によりプロセスチャンバ
３０から排出される。スロットルバルブ９５は、排気装置９０に備えられ、消費
されたプロセスガスの流れとチャンバ３０でのプロセスガスの圧力を制御する。
好ましくは、非対称のポンプチャネル１００が、チャンバ３０からガスを排出す
るのに使用され、基板の表面１０５のまわりでガス核種のより対称で均一な分布
を提供する。
【００１７】 プラズマは、電界をチャンバのプロセスゾーン内へ結合するプラズマ生成器１
１０を使用して、チャンバ３０内に導入されるプロセスガスから生成される。適
切なプラズマ生成器１１０は、プロセスチャンバ３０の中心を通り、基板２５の
平面と垂直に延在する長手方向垂直軸と一致する中央軸と円対称を有するひとつ
以上のインダクタコイルから成るインダクタアンテナ１１５を備えている。好ま
しくは、インダクタアンテナ１１５は、１から１０巻、より普通には２から６巻
を有するソレノイドコイルを備えている。ソレノイドコイルの編成と数量は、天
井５５近傍で電流とアンテナの巻きとの所望の積（ｄ／ｄｔ）（Ｎ＊Ｉ）を提供
するよう選定され、本明細書中に引用して組み込む米国特許出願第０８／６４８
，２５４号に記載されているように、プラズマへの密結合を持つ強力な誘導フラ
ックス連結を提供し、それによって基板２５に隣接するプラズマゾーンで、より
大きなプラズマイオン密度を提供する。インダクタアンテナ１１５がドーム天井
５５近傍に配置される場合、チャンバ３０の天井は、機械加工した二酸化ケイ素
のスラブ、または湾曲形状を提供するよう相互接合されるシリコンまたは二酸化
ケイ素のタイル等のＲＦ電界に透過である誘電材料を備える。好ましくは、プロ
セスチャンバ３０の側壁４５のまわりに巻かれるインダクタコイル１１５は、基
板の中心６０直上にプラズマイオン密度を増加させる「平坦」ドーム形状を有す
る多半径のドーム形状インダクタコイルであり、何故なら、イオン密度がインダ
クタコイル１１５近傍の局所イオン化により影響され、多半径インダクタコイル
が、半球形コイルより基板の中心６０に近いためである。別の好ましい実施の形
態では、天井５５は、少なくとも中心半径Ｒとコーナー半径ｒを有する多半径ド
ームを備え、ここで、ｒは中心半径Ｒより小さく、Ｒ／ｒは約２から約１０であ
る。
【００１８】 プラズマゾーンで形成されるプラズマは、磁気的に増強されるリアクタを使用
して増強もでき、そこでは、永久磁石または電磁コイル等の磁界発生器（図示せ
ず）が、プラズマゾーンに磁界を印加してプラズマの密度と均一性を向上するよ
う使用される。好ましくは、磁界は、本明細書中に引用して組み込む１９８９年
６月２７日発行の米国特許第４，８４２，６８３号に記載されるように、基板の
面に平行に回転する磁界の軸を持つ回転磁界を備える。チャンバでの磁界は、プ
ラズマにおいて形成されるイオンの密度を増加するよう充分強く、ＣＭＯＳゲー
ト等のフィーチャに対する帯電 (charge-up) 損傷を低減するよう充分均一でな くてはならない。一般に、基板面上で測定される磁界は、約５００ガウス未満、
より普通には、約１０から約１００ガウス、最も普通には、約１０ガウスから約
３０ガウスである。
【００１９】 インダクタアンテナ１１５に加えて、１つ以上のプロセス電極が、チャンバ３
０でプラズマイオンを加速するか、或いはエネルギー供給するよう使用できる。
プロセス電極は、チャンバの天井５５および／または側壁４５等のプロセスチャ
ンバ３０の壁を形成する第１の電極１２０を含む。第１の電極１２０は、基板２
５の下の第２の電極１２５へ静電容量結合されている。電極電圧源１５５は、第
１と第２の電極１２０と１２５を相互に対して異なる電位に維持するＲＦ電位を
供給する。インダクタアンテナ１１５へ印加されるＲＦ電圧の周波数は、普通に
は約５０ｋＨｚから６０ＭＨｚであり、より普通には、約１３．５６ＭＨｚであ
り；アンテナへ印加されるＲＦ電圧のパワーレベルは、約１００から約５０００
ワットである。
【００２０】 密閉式チャンバ３０は、異なる機能を果たす１つ以上のセラミック面を備える
。例えば、好ましい実施の形態の１つでは、プロセスチャンバの壁４５、５０、
５５は、炭化ボロン、窒化ボロン、ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、または窒
化ケイ素等のセラミック材料で被覆され、特定のエッチャントガス組成での化学
的侵食から壁を保護する。例えば、炭化ボロンは、フッ素化されたガス環境にお
いてチャンバの側壁４５を侵食から保護するために有用である。別の例として、
サファイア（酸化アルミニウム）のガス分配板は、プロセスガスをチャンバ３０
内へ放出するのに使用できる。チャンバがセラミック面を含む場合、エッチング
残留物は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素のセラミ
ック面等のチャンバ３０におけるいくつかのセラミック面（例えば、高度に反応
性の表面官能基を有するモノリシックセラミック部材１３５の表面）と反応でき
るために、エッチング残留物を除去するのに困難である。例えば、酸化アルミニ
ウムまたは窒化アルミニウム面は、酸素または水分に曝露される場合、エッチン
グ残留物と化学的に反応するＡｌ−ＯＨ表面官能基を形成し、チャンバ表面また
は構成要素上に硬い密着性の皮膜を形成する。
【００２１】 プロセスチャンバ３０で有用な別のセラミック面は、その上に基板２５を受止
めるためのセラミックの受止め面１４０を有するモノリシックセラミック部材１
３５のセラミック面である。適切なセラミック材料は、酸化アルミニウム、窒化
アルミニウム、炭化ボロン、窒化ボロン、ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、および酸化チタンのうちのひとつ以上を含む。第２の電極１２５は、
セラミック部材１３５に埋設され、それにより、セラミック材料が完全に第２電
極を包囲し、一体のモノリシックセラミック部材を形成する。第２の電極１２５
は、タングステン、タンタル、またはモリブデン等の電気的導体材料から製作さ
れる。埋設された第２電極１２５は、「ホット」ＲＦ電位が印加される導体であ
り、チャンバ３０での他の電極は、第２の電極１２５に対して、電気的接地、ま
たは浮動電位を含み、異なる電位に維持される。それは一体のセラミック部材１
３５に埋設されているために、第２の電極１２５は、追加の絶縁体遮蔽によりチ
ャンバ３０から電気的に隔離される必要が無く、それによって、それ以外では結
果として第２の電極１２５と接地されたチャンバの壁４５、５０との間に生じる
であろうチャンバ３０での寄生静電容量インピーダンス負荷を低減する。第２の
電極１２５は、静電チャック１４５としても役割し、それは、第２の電極１２５
へ接続するようセラミック部材１３５を貫通して挿入される電導体１５０を介し
て印加されるＤＣチャッキング電圧を使用して、セラミック部材１３５の受止め
面１４０へ基板２５を静電的に保持するための静電気電荷を生成する。
【００２２】 第１と第２の電極１２０、１２５は、電極電圧源１５５により相互に対して電
気的にバイアスされ、電圧源は、第２の電極１２５へプラズマ生成ＲＦ電圧を供
給するためのＡＣ電圧源１６０と、電極１２５へチャックする電圧を供給するた
めのＤＣ電圧源１６５とを含んでいる。ＡＣ電圧源１６０は、チャンバ３０で静
電容量結合のプラズマを形成するよう、１３．５６ＭＨｚから４００ｋＨｚの周
波数の１つ以上を有するＲＦ生成電圧を供給する。電極１２５へ印加されるＲＦ
バイアス電流のパワーレベルは、普通には、約５０から約３０００ワットである
。別のＤＣ電圧が電極１２５へ印加され、基板２５をチャック１４５へ保持する
静電気電荷を形成する。ＲＦパワーは、ブリッジ回路と電気的フィルタへ結合さ
れ、電極１２５へＤＣチャックするパワーを供給する。
【００２３】
【エッチングおよび洗浄プロセス】
基板２５上のひとつ以上の層をエッチングし、同時にエッチングチャンバを洗
浄する、エッチングチャンバ３０の操作を以下に説明する。基板２５は、普通に
は、シリコンまたはガリウム砒素のウェーハ等の半導体材料を備え、例えば、Ｍ
ＯＳトランジスタ用のゲート酸化物層として機能する二酸化ケイ素の下層と、タ
ングステンシリサイドと下地にあるポリシリコン層との組合せであるポリサイド
の上層とを含む複数の層を備える。基板２５上の金属シリサイド層は、例えば、
タングステン、タンタル、チタン、またはモリブデンのシリサイドを備える。ポ
リシリコン層は、金属シリサイド層の下、および二酸化ケイ素層の上にある。フ
ォトレジスト、または二酸化ケイ素または窒化ケイ素のハードマスク等のパター
ン化されたマスク層が、基板２５上に形成される。マスク層間の基板の露出した
部分は、エッチングされ、例えば、ＭＯＳトランジスタ用のゲート電極を製作す
るためのコンタクトホール；普通にはゲート電極として使用されるポリサイドの
配線フィーチャ；および、絶縁する酸化／窒化ケイ素層により分離された２つ以
上の導電層を電気的に接続するのに使用される多層金属構造であるバイア等の、
フィーチャを形成する。別の実施例では、基板は、（ドープまたはアンドープの
）シリコン基板上に窒化ケイ素層または酸化ケイ素層を備える。
【００２４】 本発明のプロセスを実行するために、基板２５は、ロボットアーム１７０を使
用して、ロードロック・トランスファチャンバからスリットバルブを介してチャ
ンバ３０内へ搬送される。リフトフィンガー組立体（図示せず）は、チャック１
４５でリフトフィンガー開口を介し延在するリフトフィンガーを有し、基板２５
をチャック１４５へ受取り、または、そこから持上げる。ロボットアーム１７０
は、チャック１４５の表面に約２から５ｃｍ伸びるよう圧搾空気持上げ機構１８
０により持上げられるリフトフィンガーのチップ（図示せず）上に基板２５を配
置する。圧搾空気機構は、コンピュータシステムの制御の下で、基板２５を静電
チャック１４５上へ降ろし、ヘリウムが、チャックでの開口１７５を介し供給さ
れて、基板２５の温度を制御する。
【００２５】 基板をエッチングするエッチャントガスを含むプロセスガスは、ガス放出口８
５を介しチャンバ３０に導入され、チャンバは、普通には、約０．１から約４０
０ mTorr に及ぶ圧力に維持される。基板２５上の層をエッチングするための適 切なエッチャントガスは、例えば、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＨＢｒ、Ｂｒ2、Ｃｌ2、 ＣＣｌ4、ＳｉＣｌ4、ＳＦ6、Ｆ、ＮＦ3、ＨＦ、ＣＦ3、ＣＦ4、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ Ｆ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ2、Ｃ2Ｈ4Ｆ6、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ9、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ4Ｆ10、Ｃ
Ｆ2Ｃｌ2、ＣＦＣｌ3、Ｏ2、Ｎ2、Ｈｅ、およびその混合気を含む。エッチャン トガスは、高エッチレート、およびエッチングされている特定層の高い選択的エ
ッチングを提供するよう選定される。多層が順次エッチングされる場合、第１、
第２、第３、等のエッチャントガス組成が、各特定層をエッチングするためにチ
ャンバへ順次導入される。図２を参照すると、プラズマは、チャンバ３０内へ誘
導的および／または静電容量的に結合するエネルギーによるプラズマ生成器１１
０を使用して、エッチャントガスからエネルギー供給される。例えば、プラズマ
は、チャンバ３０を取囲むインダクタアンテナ１１５へＲＦソース電流を印加し
、電極１２０、１２５へＲＦバイアス電圧を印加することにより形成できる。エ
ッチャントガスは、印加される電界でイオン化して、イオンおよび中性粒子を形
成し、それは、基板２５上の層をエッチングして、チャンバ３０から排出される
揮発性のガス核種を形成する。
【００２６】 本プロセスは、基板２５上のひとつ以上の層のエッチング、および、エッチン
グプロセスが行なわれているプラズマエッチングチャンバ３０の同時洗浄を、エ
ッチングプロセスを停止することなく可能にする。ひとつ以上のエッチングプロ
セスステージでは、いずれかひとつのエッチングステージで形成されたエッチン
グ残留物；または全てのエッチングステージで形成された残留物が、エッチング
プロセス中に実質的完全に除去されるよう選定された体積比で、洗浄ガスがエッ
チャントガスへ追加される。好ましくは、エッチャントガスは、Ｃｌ2、Ｎ2、Ｏ 2 、ＨＢｒ、またはＨｅ−Ｏ2のひとつ以上を含み；洗浄ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、
またはＳＦ6のひとつ以上を含む。これらのガスの組合せは、独特の、予期しな いエッチングと洗浄特性を提供することがわかった。
【００２７】 洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比は、基板のプロセス間にチャ
ンバ３０を洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、少なくとも２０
００枚の基板２５、より好ましくは、少なくとも３０００枚の基板を処理するこ
とから生成されるエッチャント残留物を除去するよう選定される。洗浄ガスのエ
ッチャントガスに対する適切な体積流量比は、約１：２０から約１：１、より好
ましくは、約１：１０から約２：３、最も好ましくは約２：３である。洗浄ガス
のエッチャントガスに対するこれらの体積流量比で、チャンバ表面４５、５０、
５５上の実質的に全てのエッチャント残留物が、チャンバ表面を侵食することな
く、除去されることがわかった。加えて、チャンバ表面は、エッチャントおよび
洗浄ガスの組合せステップにより、別のチャンバコンディショニングまたはシー
ズニングステップを必要とせず、洗浄され、コンディショニングされることが予
期せずにわかった。基板２５をエッチングすること、および（エッチングプロセ
スを終了することなく、または、別の洗浄またはコンディショニングのステップ
を必要とせず）チャンバ３０において表面からエッチング残留物を同時に除去す
ることの相乗効果は、基板から基板へのプロセスの安定性の著しい改善、および
プロセス・スループットの著しい向上を提供する。
【００２８】 本プロセスの実施例のひとつでは、金属シリサイド、またはシリコン（すなわ
ち、多結晶または単結晶シリコン）を備える基板２５は、エッチングプロセス完
了時に、チャンバ表面上に形成された実質的に全てのエッチング残留物を除去す
るように選定される体積流量比で、Ｃｌ2、Ｎ2、およびＣＦ4、および任意とし てＯ2を含むプロセスガスのプラズマを使用して、エッチングされる。好ましく は、Ｃｌ2、Ｎ2、およびＣＦ4の体積流量比は、チャンバを洗浄するための別の 洗浄ステップを行なうことなく、チャンバ３０で少なくとも２０００枚の基板２
５をエッチングすることにより生成される実質的に全てのエッチャント残留物を
除去するよう選定される。ＣＦ4：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比の割合は、より 好ましくは、約１：２０から約１：１である。別の実施例では、プロセスは、Ｃ
ｌ2、Ｎ2、およびＳＦ6を含むプロセスガスを使用し、好ましくは、ＳＦ6：（Ｃ
ｌ2＋Ｎ2）の体積流量比は、約１：２０から約１：１である。更に別の実施例で
は、適切なプロセスガスは、Ｃｌ2、Ｎ2、およびＮＦ3を含み、好ましくは、Ｎ Ｆ3：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比は、約１：２０から約１：１である。
【００２９】 洗浄ガスバーストが、他方で基板２５がまだエッチャントガスによりエッチン
グされている間に、チャンバ表面を処理しコンディショニングするよう、短いバ
ースト時間の間エッチングチャンバ３０内へ導入される。エッチャントガスを含
むプロセスガスが、チャンバ３０内へ導入され、プロセスガスの組成は、基板上
の異なる材料の層のひとつ以上をエッチングするよう所望のエッチャントガス組
成に調整される。エッチングプロセス中に、短い洗浄ガスバーストが、他方で基
板がまだエッチングされている間に、プロセスガスへ追加される。例えば、洗浄
ガスバーストが、（ポリシリコン層の主たるエッチング中に）ポリシリコン層を
エッチングするのに使用されるエッチャントガスへ追加でき、ポリシリコンのオ
ーバーエッチングステップの前に終了できる。活性化洗浄ガスバーストは、新規
に堆積されたエッチング残留物を、それがチャンバ表面へ化学的に付着できる前
に、除去する高反応性の洗浄核種を大量に提供する。また、第１のエッチャント
ガス組成は、チャンバ表面へ弱く付着するか、または化学的に弱く、反応性の組
成を有する第１のエッチング残留物を生成できる；しかし、第２のエッチャント
ガスが、チャンバ内へ導入される場合に、第２のエッチャントガスは、第１のエ
ッチング残留物と反応でき、それを化学的に強固に粘着する残留物に成し得る。
これらのプロセスで、短い洗浄ガスバーストが、第１ステージのエッチングプロ
セス中に、チャンバ内へ導入され、新規に生成されたエッチング残留物を、それ
が別の化学的ガス組成に曝露されることにより化学的に変化される前に除去する
。大流量のバーストとチャンバ３０からの洗浄ガスの迅速な除去は、チャンバ表
面および構成要素を侵食する他の化学的核種を形成する洗浄ガスの化合の可能性
も低減する。このメカニズムは、チャンバ３０から反応副生成物を洗い流すガス
バーストの大流量により更に援助される。好ましくは、活性化洗浄ガスバースト
は、約４０，０００ｃｍ3の容積を有するエッチングチャンバ３０に対して少な くとも約４０から約２００ｓｃｃｍの流量と同等の流量ＦRで、約５から約１０ ０秒の期間、エッチングチャンバ内に導入され、チャンバ３０での壁４５、５０
、５５、および構成要素を実質的に侵食することなく、エッチング残留物を洗浄
する。
【００３０】 プロセスの完了後、基板２５は、適切なデチャッキング手段を使用してデチャ
ックされる。圧搾空気リフト装置１８０は、静電チャック１４５を通るリフトピ
ンを上昇させて基板２５を上昇させ、ロボット搬送アームは、基板２５とチャッ
クとの間に挿入されて、基板をリフトピンから外し持上げる。その後、リフトピ
ンは、チャック１４５内へ引き込まれ、ロボットアームが、第１の基板２５をエ
ッチングチャンバ３０から真空環境に維持されるトランスファチャンバ内へ搬送
する。
【００３１】
【多数エッチングステージ】
本プロセスの別の局面では、図３に図示するように、多数ステージが、基板上
の多層をエッチングするのに使用され、洗浄ガスが、少なくともひとつのステー
ジで導入され、多数のエッチングステップのひとつ以上でチャンバ表面上に堆積
されたエッチング残留物を除去する。このプロセスは、シリコンウェーハ上の、
例えば、タングステンシリサイドとポリシリコン層の多層を備えるポリサイド構
造をエッチングするか、または、窒化ケイ素層または二酸化ケイ素層をエッチン
グするために有用である。本プロセスは、そのような層のエッチングに沿って説
明されるが、プロセスは、金属層および二酸化ケイ素層のような他の層をエッチ
ングするのに使用できると理解されたい。従って、本プロセスは、ここに提供さ
れる実施例および図示の方法に限定されてはならない。
【００３２】 多数ステージプロセスは、複数のエッチングステージを含む。第１のエッチン
グステージでは、第１のエッチャントガスがプロセスチャンバ３０へ導入され、
プラズマが第１のエッチャントガスから形成され、基板２５上の第１の層（例え
ば、タングステンシリサイド層）をエッチングする。第１の層つまりタングステ
ンシリサイド層は、普通には、塩素含有ガス、例えば、塩素と窒素の混合、およ
び任意として酸素を含む、第１のエッチャントプロセスガスを使用してエッチン
グされる。好ましくは、塩素の窒素に対する体積流量比は、約１：３から約１：
１、より好ましくは、約２：３である。チャンバ３０での圧力は、１から１０ m
Torr に維持され、インダクタコイルのソースパワーレベルは２００から８００ ワット、およびプロセス電極ＲＦバイアスパワーレベルは２０から１２０ワット
に維持される。
【００３３】 第２のエッチングステージでは、第２のエッチャントガスが、第１の層がエッ
チングを完了した後に、チャンバ３０内へ導入され、プラズマが形成され、第２
の層（例えば、タングステンシリサイド層の下のポリシリコン層）をエッチング
する。第２の層つまりポリシリコン層は、ひとつ以上のエッチングプロセスステ
ップでエッチングでき、各エッチングステップでエッチャントガスの組成が変更
される。適切な第２のエッチャントガス組成は、流量２０から１２０ｓｃｃｍで
のＣｌ2、約８０から２４０ｓｃｃｍでＨＢｒ、約２から１０ｓｃｃｍでＨｅ− Ｏ2を含む。チャンバ圧力は、約２５から２００ mTorr である。インダクタアン
テナ１１５へ印加されるソース電流のパワーレベルは、約２００から８００ワッ
トであり、プロセス電極１２０、１２５へ印加される電圧のバイアスＲＦパワー
レベルは約２０から１２０ワットである。
【００３４】 第１および第２のステージのひとつ以上で、洗浄ガスは、ステージのどのひと
つでも形成されたエッチング残留物が、エッチングプロセス中に実質的完全に除
去されるよう選定される体積比でエッチャントガスへ加えられる。第１および第
２ステージで形成されるエッチング残留物は、普通には、ハロゲン、炭素、水素
、および酸素を含有するポリマーの有機化合物を含む。ケイ素含有層がエッチン
グされる場合、エッチャント残留物は、基板２５上のタングステンシリサイドお
よびポリシリコン層の両方のエッチング中に形成される二酸化ケイ素化合物を主
に備える。しかし、エッチング残留物の組成は、第１から第２の層で変わり得て
、第１のエッチング残留物はより多くのＷとＳｉ核種を含み、第２のエッチング
残留物はより多くのＳｉとＯ核種を含む。従って、洗浄ガスは、タングステンシ
リサイド層がエッチングされた第１のエッチングステージで形成された第１のエ
ッチング残留物と、同じく、ポリシリコン層がエッチングされた第２のエッチン
グステージ中に形成された第２のエッチング残留物を除去するために適切な体積
比で、第１または第２のステージでプロセスガスへ追加される。洗浄ガスのエッ
チャントガスに対する適切な体積流量比は、約１：１０から約２：３であること
がわかった。例えば、約８０ｓｃｃｍのＣｌ2と４０ｓｃｃｍのＮ2の第１のエッ
チャントガスの流量へ、ＣＦ4を備える洗浄ガスが８０ｓｃｃｍの流量で追加さ れ、洗浄ガスの第１のエッチャントガスに対する体積比の約２：３を提供した。
洗浄ガスのエッチャントガスに対するこれらの体積流量比では、チャンバ表面上
の実質的に全てのエッチャント残留物（それは、エッチングプロセスの異なるス
テージ中に形成された）がチャンバ表面を侵食することなく、除去されることが
わかった。加えて、チャンバ表面が、エッチャントおよび洗浄ガスの組合せによ
り、別のシーズニングまたはコンディショニングのプロセスステップを必要とす
ることなく、洗浄されコンディショニングされることが予期せずにわかった。
【００３５】 本発明のチャンバ処理プロセスは、エッチング残留物を、その厚さまたは化学
量論比に関らず、エッチングプロセスの実行中に、均一に除去することがわかっ
た。従来技術の洗浄プロセス、特に作業者によって行なわれるプロセスは、チャ
ンバ表面上に形成されるエッチング残留物堆積物を均一に洗浄し除去することを
往々にしてできない。チャンバ表面上のエッチャント堆積物の蓄積は、エッチャ
ント堆積物の剥がれ落ちを生じ、チャンバでエッチングされる基板２５の汚染と
なる。実質的にチャンバ表面の全てにわたり形成されるエッチング残留物を均一
に除去することにより、そのような汚染および結果としての基板２５の歩留の減
少は、実質的に最少化される。
【００３６】 洗浄ガスも、エッチングチャンバでのプラズマのエネルギーレベルの低下のた
めに、従来のin-situプラズマ洗浄ステップと比較して、チャンバに対する侵食 損傷の非常に少ない結果となる。これは、残留堆積物を除去するのに使用される
高エネルギーのプラズマが、チャンバ表面と構成要素の大規模な侵食の結果とも
なった従来技術のプロセスで達成することは困難であった。チャンバ構成要素を
交換する必要性を低減することにより、チャンバ３０を稼動するコスト、および
基板２５当りのコストは、著しく低減される。更に、活性化された洗浄ガスは、
プロセスを停止してチャンバ壁および構成要素を湿式洗浄するのでなく、基板２
５のエッチング中にin-situでチャンバ３０を効果的に洗浄するのに使用でき、 それにより、エッチングのスループットを向上し、基板当りのコストを更に低減
する。洗浄プロセスは、チャンバの寿命を少なくとも２の係数まで向上させ、剥
げ落ちたエッチャント副生成物の基板上への堆積を低減することにより基板の歩
留も向上すると予測される。
【００３７】 洗浄プロセスは、化学的に付着するエッチャント堆積物をチャンバ３０の表面
から除去し、洗浄プロセスの後にチャンバのコンディショニングプロセスを必要
とすることなく、これらの表面の本来の化学的反応性と表面の官能基を回復する
。洗浄および処理プロセスは、チャンバ表面へ強固に付着し、またはチャンバ表
面と化学的に反応されたエッチング残留物を洗浄するためにも特に有用である。
洗浄ガスは、これらのセラミック面を処理し再コンディショニングすることに効
果的であり、エッチングプロセスと化学的に両立する表面の化学的性質および表
面の官能基を提供する。コンディショニングされたセラミック面は、湿式洗浄ま
たはＲＩＥ洗浄プロセスのような、代替のチャンバ洗浄プロセスによって提供さ
れるものよりも、チャンバ３０においてより再現性のあるエッチング特性を提供
する。チャンバ３０で行なわれるエッチングプロセスの再現性の著しい改善は、
非常に望ましい。
【００３８】
【実施例１】 [チャンバを洗浄せずに行なった、３０００枚のウェーハの連続エッチング] 以下の実施例は、本発明によるエッチングと洗浄のプロセスの有効性を実証す
るものである。これらの実施例では、Santa Clara, California の Applied Mat
erials から市販で入手可能な、Silicon DPS プロセスチャンバを使用して基板 上のポリサイド層をエッチングした。これらの実施例において、基板は、３００
０Åのポリシリコンと３０００ÅのＷＳｉXを含むポリサイド層で覆われた１０ ００ÅのＳｉＯ2下地層を含むシリコンウェーハを含んでいた。３０００枚を超 えるウェーハを、エッチングチャンバ３０内で順次エッチングして、フィーチャ
のエッチング特性、エッチングレート、およびエッチング選択比を、その時々に
測定した。
【００３９】 タングステンシリサイドのエッチングプロセスでは、８０ｓｃｃｍのＣｌ2と ４０ｓｃｃｍのＮ2を含む、流量の第１のエッチャントガスを使用した。第１の エッチャントガスへＣＦ4を含む洗浄ガスを８０ｓｃｃｍの流量で加えた、これ は、洗浄ガスのエッチャントガスに対する約２：３の体積流量比を提供する。チ
ャンバ内の圧力を４ mTorr に、インダクタコイルのソースパワーレベルを６０ ０ワットに、そしてプロセス電極のＲ．Ｆ．バイアスパワーレベルを６０ワット
に維持した。
【００４０】 基板上の二酸化ケイ素下地層をエッチング貫通することなくエッチングプロセ
スを停止するために、基板２５上のポリシリコン層を主エッチングステージと「
オーバーエッチ」ステージを含む２ステージでエッチングした。主エッチングス
テージは、ポリシリコン層が完全にエッチング貫通する直前に停止し、オーバー
エッチステージは、ポリシリコン層の残余部をエッチング貫通するよう実施した
。通常通り、エッチャントガスのハロゲン含有量をオーバーエッチステージで減
らして、よりゆっくりした、より制御可能なエッチレートを得た。例えば、主エ
ッチングステージでは、ポリシリコン層を、６０ｓｃｃｍのＣｌ2と、１４０ｓ ｃｃｍのＨＢｒと、５ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2とを含むエッチャントガスを使用し て、インダクタアンテナ１１５へ印加するソース電流のパワーレベルを４８０ワ
ット、プロセス電極１２０、１２５へ印加する電圧のバイアスＲＦパワーレベル
を６４ワットでエッチングした。オーバーエッチプロセスステージで、エッチャ
ントガスは９０ｓｃｃｍのＨＢｒと５ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2を含み、チャンバ圧 力は５０ mTorr 、ソースパワーレベルは４００ワット、ＲＦバイアスパワーレ ベルは１４０ワットであった。
【００４１】 予期していなかった発見の１つは、エッチャントガスと洗浄ガスの組合せが、
プロセスの第１のステージで、ポリシリコンに対するタングステンシリサイドの
エッチングに関して、予期しない高いエッチングレートとエッチング選択比を提
供したことであった。図４ａは、エッチングチャンバで連続して処理した３００
０枚のウェーハに対するタングステンシリサイドとポリシリコンのエッチレート
を示す。従来技術のエッチングプロセスは、そのような大量のウェーハを処理し
た後の、チャンバ表面上のエッチング残留堆積物を原因とする、エッチングレー
トとエッチング選択比の変動、そしてより高い粒子汚染レベルにより、２００〜
３００枚のウェーハの処理後に、チャンバの洗浄と表面のコンディショニングが
必要であった。対照的に、本発明のエッチングと同時洗浄プロセスは、チャンバ
２５を洗浄せずに、３０００枚のウェーハの連続エッチング中、一貫して高くて
均一な、タングステンシリサイドのエッチレート３０００Å／分およびエッチレ
ート変動約１．７％を提供した。同様に、ポリシリコンのエッチレートは、約２
３５０Å／分の高いレートを維持した。
【００４２】 エッチャントガスと洗浄ガスは、３０００枚を超えるウェーハのプロセスに対
して、タングステンシリサイドとポリシリコンをエッチングするために均一で一
貫したエッチングレートも提供したことが分かった。タングステンシリサイドと
ポリシリコンのエッチレートの均一性を、３０００枚のウェーハのプロセスサイ
クルに対して測定した。タングステンシリサイドのエッチレートは、８％未満で
変動し、ポリシリコンのエッチレートは２％未満で変動した。加えて、エッチャ
ントガスと洗浄ガスは、ポリシリコンに対してタングステンシリサイドをエッチ
ングするためのエッチング選択比１．２を提供し、これは、普通には０．６〜０
．８である、従来技術のポリサイドのエッチングプロセスのエッチング選択比よ
り少なくとも５０％高いことが分かった。例えば、図４ｂは、平均のタングステ
ンシリサイドのポリシリコンに対するエッチング選択比の範囲が、３０００枚の
ウェーハのバッチに対して、約１．３：１であることを示す。加えて、エッチン
グ選択比は、３０００枚全てのウェーハのエッチングに対し、ウェーハから次の
ウェーハへの変動が僅かに約０．０２であった。
【００４３】 プロセスの第２ステージ中に、二酸化ケイ素に対するポリシリコンの非常に高
いエッチレートとエッチング選択比を得たこと、および、ポリシリコンのエッチ
レートは、３０００枚のウェーハのエッチングに対して比較的均一であったこと
が、更に分かった。図５ａに示すように、２２０４Å／分のポリシリコンのエッ
チレートを達成し、１６８Å／分という極端に低い二酸化ケイ素のエッチレート
を得た。この結果は、ポリシリコンの酸化ケイ素に対する１３：１という非常に
高い平均エッチング選択比を提供し、これは、上のポリシリコン層のエッチング
中に、下地の二酸化ケイ素層が全くエッチングされないことを意味する。この高
エッチング選択比は、下地の電気絶縁性二酸化ケイ素層のオーバーエッチングと
貫通を防止するために大変望ましい。図５ｂは、基板上のポリシリコン層をエッ
チングするためのエッチングレートの安定性と均一性を更に実証するものである
。全３０００枚のウェーハバッチプロセス中に、ポリシリコンのオーバーエッチ
レート１８５５Å／分を達成し、ポリシリコンのオーバーエッチレートの均一性
は６％未満であることが分かった。
【００４４】 図６に示すように、ウェーハ上の、エッチド・フィーチャに関する限界寸法の
変動も測定した。従来のエッチングプロセスは、集積回路設計時にエッチド・フ
ィーチャの電気的特性を決定するのに使用される、エッチド・フィーチャの所定
の望ましい寸法である限界寸法を維持することが往々にしてできない。最新の集
積回路では、配線の線幅やコンタクトプラグの直径は、より高い回路密度を許容
するために、０．２５ミクロンよりますます小さくなってきている。これらフィ
ーチャの電気抵抗は、エッチド・フィーチャの断面積に比例するので、フィーチ
ャから次のフィーチャへ変動することなく、一貫した均一な寸法を維持すること
が重要である。フィーチャの間隔の関数として変化する、テーパのついた断面お
よび断面プロファイルは、これらの集積回路ではもはや受入れられない。
【００４５】 限界寸法は、普通には、レジスト・フィーチャの幅Ｗｒとエッチド・フィーチ
ャの幅Ｗｅの比または差として測定される。エッチド・フィーチャの幅がレジス
トの幅に近いほど、エッチド・フィーチャの電気的特性は、予測がより可能とな
り、信頼性が高まる。本実施例では、図６に示すように、高密度で詰め込まれた
基板のフィーチャ部分（これは、緊密な間隔のエッチド・フィーチャを有する）
は、約０．４ミクロンの限界寸法（ＣＤ）、および約０．０４ミクロンの限界寸
法バイアスを示した。限界寸法の３σ標準偏差レベルは、ウェーハから次のウェ
ーハで、約０．００９ミクロンであり、これも極端に小さく、基板全体にわたっ
て均一で一貫したエッチング特性を示すものであった。
【００４６】 チャンバ３０での３０００枚を超えるウェーハのエッチング中に、チャンバ表
面上に形成されたエッチング残留物からの剥離汚染粒子を、所定の時間間隔、例
えば２５枚の基板２５から成る各ロットのエッチング完了後に測定した。粒子汚
染は、TENCOR Surfscan 6200 を使用して３ｍｍの端を除き測定した場合、ほぼ 一様になる。図７ａは、８０ｓｃｃｍのＣＦ4、８０ｓｃｃｍのＣｌ2、および４
０ｓｃｃｍのＮ2を含むプロセスガスをチャンバ３０へ流入させた場合の、汚染 粒子の平均カウントを示す。汚染粒子のカウントは、平均で約８．８であった。
これは、従来のエッチングプロセスで得られる従来技術のアダー (Adder) カウ ント約６０粒子よりも５〜６倍低かった。図７ｂは、８０ｓｃｃｍのＣＦ4、８ ０ｓｃｃｍのＣｌ2、および４０ｓｃｃｍのＮ2を含むプロセスガスのプラズマに
対するアダー汚染粒子レベルを示し、この場合、平均カウント５．７を得た、こ
れは、従来技術プロセスより１０倍低かった。アダー粒子カウントに加えて、エ
ッチングチャンバ表面をエッチャント残留堆積物につき目視検査した。３０００
枚のウェーハのエッチング後であっても、チャンバ表面上に残されたエッチング
残留物は無く、チャンバ表面は全く清浄であることが分かった。従来技術のプロ
セスで、チャンバを洗浄せずにエッチングしたウェーハ枚数の約３から１０倍で
ある３０００枚のウェーハのエッチング後でさえ、チャンバ壁を洗浄、シーズニ
ング、または表面コンディショニングするために、乾式または湿式の洗浄プロセ
スは実質的に必要ではないことが更に分かった。
【００４７】
【実施例２-７】 [高エッチング選択比と高エッチングレートを持つ比較実施例] これらの実施例では、ＳｉＯ2、ポリシリコン、ＷＳｉx、およびレジストの連
続層を有するシリコンウェーハを、Ｃｌ2−Ｈｅ−Ｏ2の混合ガスと、追加のＣＦ 4 の洗浄ガスが有る場合と無い場合とでエッチングした。表１は、基本プロセス およびＣＦ4追加プロセスで使用したプロセス条件を、エッチング選択比、およ びＷＳｉxとポリシリコンのエッチングレートについて測定した結果と共に示す 。この実施例全てにおいて、エッチャントガスは１００ｓｃｃｍのＣｌ2を含ん でいた。追加のエッチャントガスおよび洗浄ガスは、表１に記載のように、Ｈｅ
−Ｏ2とオプションのＣＦ4を含む。チャンバ内の圧力は、４または９ mTorr に 維持し、ソースパワーレベルを３００または５００ワット、プロセス電極Ｒ．Ｆ
．バイアスパワーレベルを６０ワット、および基板温度を５０°Ｃに維持した。
エッチド・フィーチャの特性、エッチングレート、およびエッチング選択比を、
通常のＳＥＭ法を使用して測定した。
【００４８】
【表１】
【００４９】 表１は、実施例３と７で、Ｃｌ2、Ｈｅ−Ｏ2、およびＣＦ4の組合せは、レジ ストに対するタングステンシリサイドのエッチングのために、約１．１より大き
い高エッチング選択比を予期せずに提供したことを実証している。このエッチン
グ選択比は、Ｃｌ2、またはＣｌ2とＨｅＯ2だけを使用した実施例２と６の従来 のエッチングプロセスが提供した、約０．８〜０．９であった比より２０％高い
。
【００５０】 表１は、更に、実施例３、５と７で、Ｃｌ2、Ｈｅ−Ｏ2、およびＣＦ4の組合 せは、ポリシリコンに対するタングステンシリサイドのエッチングのために、約
１．２より大きい高エッチング選択比も予期せずに提供したことを証明している
。これらのエッチング選択比は、Ｃｌ2、またはＣｌ2とＨｅＯ2のみを使用して 、０．８〜０．９のエッチング選択比を提供した実施例２と６のエッチングプロ
セスより５０％高かった。
【００５１】 また、従来技術のエッチングプロセスは結果として、基板表面にわたる、ＷＳ
ｉxとポリシリコンのエッチングレートに著しい変動をもたらした。対照的に、 本発明のエッチングと洗浄のプロセスは、基板にわたり一貫した、高くて均一な
、タングステンシリサイドとポリシリコンのエッチレートを提供した。表１に示
すように、ＷＳｉx層に対するエッチレートの均一性での変動は、実施例２と６ で実証したように、従来プロセスの３％超〜３．５％のエッチング変動と対照的
に、２％程度と低かった（実施例５）。ポリシリコン層に対するエッチレートの
均一性での変動は、実施例２と６で実証したように、従来プロセスのエッチング
変動２．６％超〜３％とは対照的に、２．２％程度と低かった（実施例３）。こ
れらの実施例では、ＷＳｉxとポリシリコンのエッチレートの均一性は： （最大エッチレート−最小エッチレート）／（２ｘ平均エッチレート）ｘ１００
％ から得られる。エッチレートは、ＷＳｉxとポリシリコンのエッチド・フィーチ ャのＳＥＭ断面マイクログラフ上の複数点から測定した。
【００５２】
【実施例８】 この実施例では、図１ｃと１ｄに示すように、二酸化ケイ素層３４上の窒化ケ
イ素層３２をエッチングし、（下地のシリコン３６の浅いトレンチ３８の隔離に
先立って）マスクを形成した。Ｃｌ2、Ｏ2、およびＳＦ6のプラズマを使用して 窒化ケイ素層３２をエッチングする一方、同時にチャンバ壁を洗浄した。浅いト
レンチの隔離は、シリコン基板３６に浅いトレンチ３８を形成すること、次いで
同じシリコン基板に形成された２つ以上の近隣のデバイス（図示せず）を隔離す
るよう酸化ケイ素またはポリシリコンでそれを充填することを含む。これらのト
レンチ形成において、窒化ケイ素層３２を、シリコン基板３６上の二酸化ケイ素
層３４の上に堆積し、通常のフォトリソグラフィ技術を使用してパターン化し、
次いで、本発明のプロセスによりエッチングし、窒化ケイ素のマスクを形成する
。シリコン基板をエッチングして浅いトレンチを形成し、次に、それを酸化ケイ
素またはポリシリコンで充填する。その後、ＭＯＳＦＥＴデバイスを標準のＣＭ
ＯＳプロセス法を使用して形成する。
【００５３】 好ましくは、Ｃｌ2：Ｏ2：ＳＦ6の体積流量は、二酸化ケイ素に対して窒化ケ イ素をエッチングするための高エッチング選択比を提供し、チャンバを洗浄する
ための別の洗浄ステップを行うことなく、少なくとも２０００枚の基板をチャン
バでエッチングすることにより生成される実質的に全てのエッチャント残留物を
除去するように選定される。窒化ケイ素の高エッチレートが達成され、窒化ケイ
素のエッチレートは、大量ウェーハの連続エッチングに対して比較的均一であっ
たことが更に分かった。窒化ケイ素の酸化ケイ素に対する高エッチング選択比は
、上にある窒化ケイ素層のエッチング中に、下地の二酸化ケイ素層が実質的にエ
ッチングされないことを意味する。高エッチング選択比は、下にある電気絶縁性
二酸化ケイ素層のオーバーエッチングと「貫通」を防止するために望ましい。
【００５４】 本発明は、その一定の好ましいバージョンを参照して説明された。しかし、他
のバージョンも可能である。例えば、本発明の処理と洗浄のプロセスは、通常の
熟練者には明らかであろうように、他の用途の処理チャンバに対して使用できる
。例えば、このプロセスは、この技術での通常の熟練者に明らかであろうように
、スパッタチャンバ、イオン注入チャンバ、または堆積チャンバを処理するため
に、または、他の洗浄プロセスとの組合せに、適用できる。従って、付帯する特
許請求項の精神と範囲は、本明細書に含まれる好ましいバージョンの説明に限定
されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ａは、二酸化ケイ素、ポリシリコン、金属シリサイド、およびレジスト層を有
する基板の断面略図である。 ｂは、金属シリサイドとポリシリコン層のエッチング後の、図１ａの基板の断
面略図である。 ｃは、窒化ケイ素のマスク層を有する、シリコンまたはポリシリコン基板の断
面略図である。 ｄは、シリコンまたはポリシリコンでのトレンチのエッチング後の、図１ｃの
基板の略断面図である。
【図２】 本発明のエッチング装置の断面の略側面図である。
【図３】 基板をエッチングし、エッチングチャンバとその構成要素の表面を同時に洗浄
するのに使用されるプロセスステップのフローチャートである。
【図４】 ａは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、ＷＳｉxとポリシリコンのエッチレートを示すグラフである。 ｂは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、ＷＳｉxのポリシリコンに対するエッチング選択比を示すグラフ である。
【図５】 ａは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、ポリシリコンと二酸化ケイ素のエッチレートを示すグラフである
。 ｂは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、ポリシリコンのオーバーエッチレート安定度を示すグラフである
。
【図６】 ウェーハ上のエッチド・フィーチャに対する限界寸法の変動を示すグラフであ
る。
【図７】 ａは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、平均のアダー (Adder) 粒子レベルを示すグラフである。 ｂは、チャンバを洗浄することなく３０００枚のウェーハのバッチを処理する
ことに対する、平均のアダー (Adder) 粒子レベルを示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スン， ズィ−ウェン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， デストリー コート 126 (72)発明者 ジアン， ウェイナン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， エストラスカン ドライヴ 3089 (72)発明者 チェン， アーサー，ワイ． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， ボデガ コート 744 (72)発明者 イン， ジェラルド， ゼヤオ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， クパティノ， ビリチ プレイス 10132 (72)発明者 ヤン， ミン−スン 台湾， タイペイ， フォリン ストリー ト， ロン 120， ナンバー126， ３エ フ (72)発明者 クオ， ミン−スン 台湾， キールン， チェン−イ ロード 54 (72)発明者 ミュイ， デイヴィッド， エス． エ ル． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， シェリー アン サークル 1848 (72)発明者 チン， ジェフリー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フォスター シティ， セント クロワッ クス レーン 605 (72)発明者 パン， シャオファー， エックス． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ケレッツ ドライヴ 1133 (72)発明者 ワン， シクン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， アヤラ ドライヴ 1281 ナンバー２ Ｆターム(参考） 5F004 AA09 AA14 AA15 BA09 BA20 BB18 BB25 BB29 CA01 CA02 CA06 DA00 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DA11 DA16 DA17 DA18 DA22 DA25 DA26 DA29 DB02 DB03 DB17 EA28 EA38 5F033 HH04 HH27 HH28 HH29 HH30 MM07 QQ08 QQ09 QQ10 QQ12 QQ15 QQ28 QQ91 RR04 RR06 WW00 WW04 WW06

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同時に、基板をエッチングするとともにチャンバを洗浄する
    方法であって： （ａ）前記チャンバ内に基板を配置するステップと； （ｂ）同時に、前記基板をエッチングするとともに前記チャンバの表面に形成さ
    れるエッチング残留物を洗浄するよう前記チャンバ内へ導入されるプロセスガス
    からプラズマを形成するステップと；を含み、前記プロセスガスは、（ｉ）前記
    基板をエッチングするエッチャントガスであって、基板をエッチングすることに
    よって前記チャンバ表面上にエッチング残留物を堆積させるエッチャントガスと
    、（ｉｉ）前記チャンバ表面上に堆積される前記エッチング残留物を洗浄する洗
    浄ガスとを含み、前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比は、前記
    エッチプロセスの完了時に前記エッチング残留物が前記チャンバ表面から実質的
    完全に除去されるように選定される； 方法。
  2. 【請求項２】 前記エッチャントガスは、Ｃｌ2、Ｎ2、Ｏ2、ＨＢｒ、また はＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含み；前記洗浄ガスはＮＦ3、ＣＦ4、またはＳＦ6 の内の１つ以上を含む、 請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、前
    記チャンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャンバ
    内で少なくとも２０００枚の基板を処理することから生成される前記エッチャン
    ト残留物を除去するよう選定される、 請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が約１
    ：２０から約１：１である、 請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、約
    １：１０から約２：３である、 請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記洗浄ガスが、約５から約１００秒間にわたり前記チャン
    バ内へ導入される、 請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記洗浄ガスは、約４０，０００ｃｍ3の容積を有するチャ ンバに対して少なくとも約４０から約２００ｓｃｃｍの流量と同等の流量ＦRで 、前記チャンバ内へ導入される、 請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 エッチングチャンバ内で、基板上の金属シリサイド、窒化ケ
    イ素、ポリシリコン、または単結晶シリコンをエッチングする一方、同時に、前
    記エッチングチャンバを洗浄する方法であって： （ａ）前記エッチングチャンバ内に基板を配置するステップと； （ｂ）前記基板上の前記金属シリサイド、ポリシリコン、または単結晶シリコン
    をエッチングし、前記エッチングチャンバの表面の前記エッチング残留物を同時
    に洗浄するよう、前記エッチングチャンバに導入される１つ以上のプロセスガス
    からプラズマを形成するステップと；を含み、プロセスガスは、（ｉ）前記基板
    をエッチングするエッチャントガスであって、基板をエッチングすることによっ
    て前記エッチングチャンバ表面上に二酸化ケイ素のエッチング残留物を堆積する
    エッチャントガスと、（ｉｉ）前記二酸化ケイ素エッチング残留物を除去する洗
    浄ガスとを含み、前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比は、前記
    エッチプロセス完了時に前記エッチングチャンバ表面から全ての前記二酸化ケイ
    素エッチング残留物を除去するよう選定される； 方法。
  9. 【請求項９】 前記エッチャントガスが、Ｃｌ2、Ｎ2、Ｏ2、ＨＢｒ、また はＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含み；前記洗浄ガスはＮＦ3、ＣＦ4、またはＳＦ6 の内の１つ以上を含む、 請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、
    前記チャンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャン
    バ内で少なくとも２０００枚の基板を処理することから生成される前記エッチャ
    ント残留物を除去するよう選定される、 請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、
    約１：２０から約１：１である、 請求項８記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記洗浄ガスが、約５から約１００秒間にわたり前記エッ
    チングチャンバ内へ導入される、 請求項８記載の方法。
  13. 【請求項１３】 チャンバ内で基板をエッチングする一方、同時に、前記チ
    ャンバを洗浄する方法であって： （ａ）前記チャンバ内に第１と第２の層を有する基板を配置するステップと； （ｂ）第１のエッチングステージで、前記エッチングチャンバ内へ第１のエッチ
    ャントガスを導入し、前記第１の層をエッチングするために前記第１のエッチャ
    ントガスからプラズマを形成するステップと； （ｃ）第２のエッチングステージで、前記エッチングチャンバ内へ第２のエッチ
    ャントガスを導入し、前記第２の層をエッチングするために前記第２のエッチャ
    ントガスからプラズマを形成するステップと； （ｄ）前記第１および第２のエッチングステージの両方で形成される、前記エッ
    チングチャンバ表面上の前記二酸化ケイ素エッチング残留物の全てを除去する洗
    浄プラズマを形成するために、前記第１と第２のステージの一方で、前記第１ま
    たは第２のエッチャントガスへ洗浄ガスを追加するステップと；を含む、 方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１および第２のエッチャントガスは、Ｃｌ2、Ｎ2、
    Ｏ2、ＨＢｒ、またはＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含み；前記洗浄ガスは、ＮＦ3 、ＣＦ4、またはＳＦ6の内の１つ以上を含む、 請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、
    前記チャンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャン
    バ内で少なくとも２０００枚の基板を処理することから生成される前記エッチャ
    ント残留物を除去するよう選定される、 請求項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比が、
    約１：２０から約１：１である、 請求項１３記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記洗浄ガスが、約５から約１００秒間にわたり前記エッ
    チングチャンバ内へ導入される、 請求項１３記載の方法。
  18. 【請求項１８】 半導体基板を製造する方法であって： （ａ）プロセスチャンバのプロセスゾーンへ基板を配置するステップと； （ｂ）前記基板をエッチングするエッチャントガスを含む１つ以上のプロセスガ
    スを前記プロセスゾーン内へ導入し、基板をエッチングするよう前記プロセスガ
    スからプラズマを生成するステップと； （ｃ）前記基板が依然エッチングされている間に、前記プロセスガスへ洗浄ガス
    のバーストを追加するステップと；を含み、前記プロセスガスにより堆積される
    実質的に全ての前記エッチング残留物と反応し除去するのに充分な時間にわたり
    前記洗浄ガスが供給され、且つ前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流
    量比が充分なほど高い； 方法。
  19. 【請求項１９】 前記エッチャントガスは、Ｃｌ2、Ｎ2、Ｏ2、ＨＢｒ、ま たはＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含み；前記洗浄ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、または ＳＦ6の内の１つ以上を含む、 請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記洗浄ガスのエッチャントガスに対する体積流量比は、
    約１：２０から約１：１である、 請求項１８記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記洗浄ガスは、約５から約１００秒間にわたり前記プロ
    セスチャンバ内へ導入される、 請求項１８記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記洗浄ガスのバーストは、約４０，０００ｃｍ3の容積 を有するプロセスチャンバに対して少なくとも約４０から約２００ｓｃｃｍの流
    量と同等の流量ＦRで、前記プロセスチャンバ内へ導入される、 請求項１８記載の方法。
  23. 【請求項２３】 同時に、基板をエッチングするとともにエッチングチャン
    バを洗浄する方法であって： （ａ）前記エッチングチャンバ内に基板を配置するステップであって、前記基板
    がケイ素含有材料を含む、ステップと； （ｂ）前記基板をエッチングし、同時に、前記チャンバの表面上に形成されるエ
    ッチング残留物を洗浄するよう前記エッチングチャンバ内へ導入されるプロセス
    ガスからプラズマを形成するステップと；を含み、前記プロセスガスは、前記エ
    ッチングプロセス完了時に、前記チャンバ表面上に形成される実質的に全ての前
    記エッチング残留物を除去するよう選定される体積流量比で、Ｃｌ2、Ｎ2、およ
    びＣＦ4を含む； 方法。
  24. 【請求項２４】 前記Ｃｌ2、Ｎ2、およびＣＦ4の体積流量比が、前記チャ ンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャンバ内で少
    なくとも２０００枚の基板をエッチングすることにより生成される実質的に全て
    の前記エッチャント残留物を除去するよう選定される、 請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記ＣＦ4：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比の割合が、約１ ：２０から約１：１である、 請求項２３記載の方法。
  26. 【請求項２６】 同時に、基板をエッチングするとともにエッチングチャン
    バを洗浄する方法であって： （ａ）前記エッチングチャンバ内に基板を配置するステップであって、前記基板
    がケイ素含有材料を含む、ステップと； （ｂ）前記基板をエッチングし、同時に、前記チャンバの表面上に形成されるエ
    ッチング残留物を洗浄するよう前記エッチングチャンバ内へ導入されるプロセス
    ガスからプラズマを形成するステップと；を含み、前記プロセスガスは、前記エ
    ッチングプロセス完了時に、前記チャンバ表面上に形成される実質的に全ての前
    記エッチング残留物を除去するよう選定される体積流量比で、Ｃｌ2、Ｎ2、およ
    びＳＦ6を含む； 方法。
  27. 【請求項２７】 前記Ｃｌ2、Ｎ2、およびＳＦ6の体積流量比が、前記チャ ンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャンバ内で少
    なくとも２０００枚の基板をエッチングすることにより生成される実質的に全て
    の前記エッチャント残留物を除去するよう選定される、 請求項２６記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記ＳＦ6：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比の割合は、約１ ：２０から約１：１である、 請求項２６記載の方法。
  29. 【請求項２９】 同時に、基板をエッチングするとともにエッチングチャン
    バを洗浄する方法であって： （ａ）前記エッチングチャンバ内に基板を配置するステップであって、前記基板
    がケイ素含有材料を含む、ステップと； （ｂ）前記基板をエッチングし、同時に、前記チャンバの表面上に形成されるエ
    ッチング残留物を洗浄するよう前記エッチングチャンバ内へ導入されるプロセス
    ガスからプラズマを形成するステップと；を含み、前記プロセスガスは、前記エ
    ッチングプロセス完了時に、前記チャンバ表面上に形成される実質的に全ての前
    記エッチング残留物を除去するよう選定される体積流量比で、Ｃｌ2、Ｎ2、およ
    びＮＦ3を含む； 方法。
  30. 【請求項３０】 前記Ｃｌ2、Ｎ2、およびＮＦ3の体積流量比が、前記チャ ンバを洗浄するための別の洗浄ステップを行なうことなく、前記チャンバ内で少
    なくとも２０００枚の基板をエッチングすることにより生成される実質的に全て
    の前記エッチャント残留物を除去するよう選定される、 請求項２９記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記ＮＦ3：（Ｃｌ2＋Ｎ2）の体積流量比の割合は、約１ ：２０から約１：１である、 請求項２９記載の方法。
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