JP2001527160A - 遷移金属含有層をエッチングするための技術 - Google Patents
遷移金属含有層をエッチングするための技術Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の上に配置されるとともにエッチングマスクの下に配置されている遷移金属含有層を、少なくとも部分的にエッチングするための方法を開示する。
【解決手段】 この方法は、プラズマ処理チャンバを有するプラズマ処理システムを提供する工程と、前記プラズマ処理チャンバを、前記遷移金属含有層をエッチングするように構成する工程とを備える。プラズマ処理チャンバを構成する工程は、前記プラズマ処理チャンバを、ＨＣｌおよびＡｒを含有するソースガスを受け取るように構成する工程と、前記プラズマ処理チャンバに関する電源を、前記ソースガスからプラズマを発生させるためのエネルギを供給するように構成する工程とを含有する。プラズマ処理チャンバを構成する工程はさらに、プラズマ処理チャンバを、前記プラズマで前記遷移金属含有層を少なくとも部分的にエッチングするように構成する工程を含有する。
Description
【０００１】
この発明は、電子デバイスの製造に関し、特に、電子デバイスの製造の際に遷
移金属含有層をエッチングするための改良技術に関する。
移金属含有層をエッチングするための改良技術に関する。
【０００２】
特定タイプの電子デバイス−−例えばコンピュータディスクドライブの読取り
書込みヘッド、集積回路、フラットパネルディスプレイ等−−の製造には、遷移
金属含有層を利用することができる。ここで言う遷移金属含有層は、一般に、１
種若しくはそれ以上の遷移金属、または１種若しくはそれ以上の遷移金属の合金
を含有する。一般に、遷移金属は、銅および／または周期表のIIIＡ族およびII Ｂ族のあらゆる金属はもちろんのこと、例えば鉄、白金、コバルト、ニッケルを
も含む。遷移金属を含有する合金の一例として挙げられるパーマロイは、鉄／ニ
ッケル／コバルト化合物であり、薄膜状の読取り／書込みヘッドの製造に利用さ
れるのが典型的である。
書込みヘッド、集積回路、フラットパネルディスプレイ等−−の製造には、遷移
金属含有層を利用することができる。ここで言う遷移金属含有層は、一般に、１
種若しくはそれ以上の遷移金属、または１種若しくはそれ以上の遷移金属の合金
を含有する。一般に、遷移金属は、銅および／または周期表のIIIＡ族およびII Ｂ族のあらゆる金属はもちろんのこと、例えば鉄、白金、コバルト、ニッケルを
も含む。遷移金属を含有する合金の一例として挙げられるパーマロイは、鉄／ニ
ッケル／コバルト化合物であり、薄膜状の読取り／書込みヘッドの製造に利用さ
れるのが典型的である。
【０００３】 アルミニウム金属層をエッチングするための従来の技術では、遷移金属含有層
を上手くエッチングすることができないので、遷移金属含有層の使用は、プロセ
スエンジニアに重大なチャレンジを提起することになった。例えば、アルミニウ
ム層のエッチングはＣｌ2を使用して実施されるが、これは、Ｃｌ2が高エッチン
グ速度を達成できるためである。さらに、塩化アルミニウムは高揮発性であるた
め、副生物として容易にエッチングチャンバから送出または排出することができ
る。しかしながら、塩化ニッケルや塩化白金等の遷移金属塩化物は低揮発性であ
るため、エッチングの最中に基板表面上に再堆積される傾向がある。これは、エ
ッチングプロフィルやエッチング均一性に有害な結果をもたらす。例えば、基板
表面上に存在する遷移金属塩化物は好ましくない残渣に相当するため、エッチン
グに続くマスク除去の困難およびデバイス性能の低下（例えば、橋絡が原因で短
絡が生じる等）を招く。
を上手くエッチングすることができないので、遷移金属含有層の使用は、プロセ
スエンジニアに重大なチャレンジを提起することになった。例えば、アルミニウ
ム層のエッチングはＣｌ2を使用して実施されるが、これは、Ｃｌ2が高エッチン
グ速度を達成できるためである。さらに、塩化アルミニウムは高揮発性であるた
め、副生物として容易にエッチングチャンバから送出または排出することができ
る。しかしながら、塩化ニッケルや塩化白金等の遷移金属塩化物は低揮発性であ
るため、エッチングの最中に基板表面上に再堆積される傾向がある。これは、エ
ッチングプロフィルやエッチング均一性に有害な結果をもたらす。例えば、基板
表面上に存在する遷移金属塩化物は好ましくない残渣に相当するため、エッチン
グに続くマスク除去の困難およびデバイス性能の低下（例えば、橋絡が原因で短
絡が生じる等）を招く。
【０００４】 論議の促進のため、図１に積層体１００を示す。これは、遷移金属含有層を含
有した代表的な積層体である。図中、積層体１００には数層のみが示されている
が、示されている各層の上、下、または間に追加の層が存在しても良い。図中に
は、簡単のため各層間が直接接しているように描かれているが、１層またはそれ
以上の他の層で分離されていても良く、以後使用する「上」または「下」等の用
語は、層間が直接接していることを必要とするものではない。
有した代表的な積層体である。図中、積層体１００には数層のみが示されている
が、示されている各層の上、下、または間に追加の層が存在しても良い。図中に
は、簡単のため各層間が直接接しているように描かれているが、１層またはそれ
以上の他の層で分離されていても良く、以後使用する「上」または「下」等の用
語は、層間が直接接していることを必要とするものではない。
【０００５】 図１に示されるように、積層体１００は、遷移金属層の下に横たわるあらゆる
層または構造に相当する下地層１０２を含有する。下地層１０２の厳密な組成お
よび構造は、製作したい電子デバイスに依存しており、例えば基板そのものであ
る場合（例えば、シリコンウェーハまたはガラスパネルの場合）もある。下地層
１０２の上には、遷移金属含有層１０４が示されている。
層または構造に相当する下地層１０２を含有する。下地層１０２の厳密な組成お
よび構造は、製作したい電子デバイスに依存しており、例えば基板そのものであ
る場合（例えば、シリコンウェーハまたはガラスパネルの場合）もある。下地層
１０２の上には、遷移金属含有層１０４が示されている。
【０００６】 遷移金属含有層１０４は、上述したように、１種若しくはそれ以上の遷移金属
、または１種若しくはそれ以上の遷移金属の合金を含有する。エッチングを促進
するため、遷移金属含有層１０４の上にはフォトレジスト層１０６を堆積させ、
マスクを形成するのが典型的である。フォトレジスト層１０６は、エッチングさ
れて代表的な開口部１０８および１１０を形成する。これら開口部からは、遷移
金属含有層１０４内にトレンチまたはヴァイアをエッチングするためのエッチャ
ントを浸入させることができる。
、または１種若しくはそれ以上の遷移金属の合金を含有する。エッチングを促進
するため、遷移金属含有層１０４の上にはフォトレジスト層１０６を堆積させ、
マスクを形成するのが典型的である。フォトレジスト層１０６は、エッチングさ
れて代表的な開口部１０８および１１０を形成する。これら開口部からは、遷移
金属含有層１０４内にトレンチまたはヴァイアをエッチングするためのエッチャ
ントを浸入させることができる。
【０００７】 従来技術では、衝撃剤として例えばアルゴンを利用したスパッタリング工程に
より、遷移金属含有層のエッチングを達成することができる。スパッタリングは
、基本的に物理的エッチング工程の１種であり、適切な制御を行うことにより、
遷移金属含有層１０４に対して十分なエッチング速度を実現することができる。
しかしながら、スパッタリングされた遷移金属が、フォトレジスト層１０６を含
む基板表面上に再堆積し、続くフォトレジスト除去の工程における困難の原因と
なることが発見された。さらに、純粋な物理的エッチング工程は、フォトレジス
トに対して低選択性の傾向にある。すなわち、フォトレジスト層１０６の保護領
域を、不必要に損傷させる恐れがある。フォトレジストの損傷は、現代における
高密度電子デバイスの製造に特有の問題点である。これは、高密度電子デバイス
が互いに接近して集積されており、その製造には比較的薄いフォトレジスト層１
０６が必要なためである。ジオメトリが小さくアスペクト比が大きいこともまた
、高密度電子デバイスにチャージング等を引き起こし、スパッタ率を低下させる
原因となる。
より、遷移金属含有層のエッチングを達成することができる。スパッタリングは
、基本的に物理的エッチング工程の１種であり、適切な制御を行うことにより、
遷移金属含有層１０４に対して十分なエッチング速度を実現することができる。
しかしながら、スパッタリングされた遷移金属が、フォトレジスト層１０６を含
む基板表面上に再堆積し、続くフォトレジスト除去の工程における困難の原因と
なることが発見された。さらに、純粋な物理的エッチング工程は、フォトレジス
トに対して低選択性の傾向にある。すなわち、フォトレジスト層１０６の保護領
域を、不必要に損傷させる恐れがある。フォトレジストの損傷は、現代における
高密度電子デバイスの製造に特有の問題点である。これは、高密度電子デバイス
が互いに接近して集積されており、その製造には比較的薄いフォトレジスト層１
０６が必要なためである。ジオメトリが小さくアスペクト比が大きいこともまた
、高密度電子デバイスにチャージング等を引き起こし、スパッタ率を低下させる
原因となる。
【０００８】 遷移金属含有層１０４をエッチングするもう１つの従来工程に、Ａｒ／Ｃｌ2 化学剤をプラズマエッチングチャンバ−−典型的にはダイオード式エッチングチ
ャンバ等の高圧／低密度プラズマエッチングチャンバ−−内で使用する工程があ
る。ここで言う高圧処理チャンバは、一般に、動作圧力が約１００ミリトールよ
りも大きい処理チャンバを指す。Ｃｌ2が選択されるのは、金属塩化物への転化 に必要なイオンを提供できるためである。エッチング速度は主にスパッタ率の制
御を受けるが、このスパッタ率は、高圧／低密度プラズマリアクタでは低いのが
典型的である。塩素の反応種は、スパッタされた遷移金属と結合し、水溶性の遷
移金属塩化物を形成する。エッチング後、脱イオン水によるリンスを行うことに
より、遷移金属塩化物の大部分が除去される。
ャンバ等の高圧／低密度プラズマエッチングチャンバ−−内で使用する工程があ
る。ここで言う高圧処理チャンバは、一般に、動作圧力が約１００ミリトールよ
りも大きい処理チャンバを指す。Ｃｌ2が選択されるのは、金属塩化物への転化 に必要なイオンを提供できるためである。エッチング速度は主にスパッタ率の制
御を受けるが、このスパッタ率は、高圧／低密度プラズマリアクタでは低いのが
典型的である。塩素の反応種は、スパッタされた遷移金属と結合し、水溶性の遷
移金属塩化物を形成する。エッチング後、脱イオン水によるリンスを行うことに
より、遷移金属塩化物の大部分が除去される。
【０００９】 しかしながら、Ａｒ／Ｃｌ2化学剤ですら、高圧／低密度プラズマ処理チャン バ内で使用する場合は、遷移金属に対して十分なエッチング速度を実現できない
ことが発見された。Ａｒ／Ｃｌ2化学剤はさらに、フォトレジストに対して低選 択性の傾向にある。現代の高密度電子デバイスを製造するにあたって、フォトレ
ジストに対するこの低選択性の特質が、従来技術のＡｒ／Ｃｌ2化学剤が遷移金 属含有層のエッチャントとして不適当である所以である。このため多くのメーカ
では、フォトレジストに対する低選択性に対応するため、ハードマスクの使用を
余儀なくされている。
ことが発見された。Ａｒ／Ｃｌ2化学剤はさらに、フォトレジストに対して低選 択性の傾向にある。現代の高密度電子デバイスを製造するにあたって、フォトレ
ジストに対するこの低選択性の特質が、従来技術のＡｒ／Ｃｌ2化学剤が遷移金 属含有層のエッチャントとして不適当である所以である。このため多くのメーカ
では、フォトレジストに対する低選択性に対応するため、ハードマスクの使用を
余儀なくされている。
【００１０】 以上から、遷移金属含有層をエッチングするための改良技術が望まれているこ
とがわかる。この改良技術は、遷移金属含有層へのエッチング速度を改良すると
同時に、フォトレジストに対する選択性を向上させて、現代の高密度電子デバイ
スが遷移金属含有層を利用できるようにすることが好ましい。
とがわかる。この改良技術は、遷移金属含有層へのエッチング速度を改良すると
同時に、フォトレジストに対する選択性を向上させて、現代の高密度電子デバイ
スが遷移金属含有層を利用できるようにすることが好ましい。
【００１１】
本発明の１つの実施形態は、基板の上に配置された遷移金属含有層を、少なく
とも部分的にエッチングするための方法に関する。遷移金属含有層は、エッチン
グマスク−−例えばフォトレジストマスクまたはハードマスク−−の下に配置さ
れる。この方法は、プラズマ処理チャンバを有したプラズマ処理システムを提供
する工程と、遷移金属含有層をエッチングするように該プラズマ処理チャンバを
構成する工程とを含む。プラズマ処理チャンバを構成する工程は、ＨＣｌおよび
Ａｒを含有するソースガスを受け取るようにプラズマ処理チャンバを構成する工
程と、ソースガスからプラズマを発生させるために、プラズマ処理チャンバに関
する高周波（ＲＦ）電源またはその他のパワーソース（例えばマイクロ波）を、
ＲＦまたはその他の形態のエネルギーを供給するように構成する工程とを含む。
プラズマ処理チャンバを構成する工程はさらに、遷移金属含有層を少なくとも部
分的にエッチングするようにプラズマ処理チャンバを構成する工程を含む。
とも部分的にエッチングするための方法に関する。遷移金属含有層は、エッチン
グマスク−−例えばフォトレジストマスクまたはハードマスク−−の下に配置さ
れる。この方法は、プラズマ処理チャンバを有したプラズマ処理システムを提供
する工程と、遷移金属含有層をエッチングするように該プラズマ処理チャンバを
構成する工程とを含む。プラズマ処理チャンバを構成する工程は、ＨＣｌおよび
Ａｒを含有するソースガスを受け取るようにプラズマ処理チャンバを構成する工
程と、ソースガスからプラズマを発生させるために、プラズマ処理チャンバに関
する高周波（ＲＦ）電源またはその他のパワーソース（例えばマイクロ波）を、
ＲＦまたはその他の形態のエネルギーを供給するように構成する工程とを含む。
プラズマ処理チャンバを構成する工程はさらに、遷移金属含有層を少なくとも部
分的にエッチングするようにプラズマ処理チャンバを構成する工程を含む。
【００１２】 本発明のもう１つの実施形態は、基板の上に配置された遷移金属含有層を、プ
ラズマ処理チャンバ内でエッチングするための方法に関する。遷移金属含有層は
、フォトレジストマスクの下に配置される。この方法は、ＨＣｌおよびＡｒを含
有するソースガスをプラズマ処理チャンバ内に流す工程と、プラズマ処理チャン
バ内でソースガスからプラズマを発生させる工程とを含む。この方法はさらに、
プラズマで遷移金属含有層を少なくとも部分的にエッチングする工程を含む。
ラズマ処理チャンバ内でエッチングするための方法に関する。遷移金属含有層は
、フォトレジストマスクの下に配置される。この方法は、ＨＣｌおよびＡｒを含
有するソースガスをプラズマ処理チャンバ内に流す工程と、プラズマ処理チャン
バ内でソースガスからプラズマを発生させる工程とを含む。この方法はさらに、
プラズマで遷移金属含有層を少なくとも部分的にエッチングする工程を含む。
【００１３】 本発明のもう１つの実施形態は、基板の上に配置された遷移金属含有層を、高
密度プラズマ処理チャンバ内でエッチングするための方法に関する。ここで、遷
移金属含有層はフォトレジストマスクの下に配置される。この方法は、主として
ＨＣｌおよびＡｒよりなるソースガスをプラズマ処理チャンバ内に流す工程を含
む。この方法はさらに、高周波（ＲＦ）またはその他の形態のエネルギを、プラ
ズマ処理チャンバの少なくとも１つの電極に供給し、プラズマ処理チャンバ内で
ソースガスからプラズマを発生させる工程を含む。この方法はさらに、プラズマ
で遷移金属含有層を少なくとも部分的にエッチングする工程を含む。
密度プラズマ処理チャンバ内でエッチングするための方法に関する。ここで、遷
移金属含有層はフォトレジストマスクの下に配置される。この方法は、主として
ＨＣｌおよびＡｒよりなるソースガスをプラズマ処理チャンバ内に流す工程を含
む。この方法はさらに、高周波（ＲＦ）またはその他の形態のエネルギを、プラ
ズマ処理チャンバの少なくとも１つの電極に供給し、プラズマ処理チャンバ内で
ソースガスからプラズマを発生させる工程を含む。この方法はさらに、プラズマ
で遷移金属含有層を少なくとも部分的にエッチングする工程を含む。
【００１４】 本発明の上記およびその他の特徴を、以下に続く発明の詳細な説明において、
図と関連させながらさらに詳しく説明する。
図と関連させながらさらに詳しく説明する。
【００１５】
添付の図面に示される本発明のいくつかの好ましい実施形態に関し、詳しい説
明を行う。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために多くの項目を特定
している。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目
の一部または全てを特定しなくても実施することができる。また、本発明を不必
要に不明瞭化するのを避けるため、周知の処理工程および／または構造の説明は
省略した。
明を行う。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために多くの項目を特定
している。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの項目
の一部または全てを特定しなくても実施することができる。また、本発明を不必
要に不明瞭化するのを避けるため、周知の処理工程および／または構造の説明は
省略した。
【００１６】 本発明のある実施形態にもとづいて、遷移金属のエッチャントとしてＨＣｌ／
Ａｒを利用した遷移金属含有層の改良エッチング技術を提供する。主要な塩素含
有ソースガスとしてＣｌ2を利用する従来の遷移金属エッチング工程と異なり、 ＨＣｌを主要な塩素含有エッチャントとして利用することにより、エッチング最
中に存在する塩素種の密度を小さくし、これによってエッチングマスクの浸食を
軽減している。このような使用方法により、例えばフォトレジストの浸食を軽減
することができる（同時に、フォトレジストに対する選択性を向上させることと
なる）。
Ａｒを利用した遷移金属含有層の改良エッチング技術を提供する。主要な塩素含
有ソースガスとしてＣｌ2を利用する従来の遷移金属エッチング工程と異なり、 ＨＣｌを主要な塩素含有エッチャントとして利用することにより、エッチング最
中に存在する塩素種の密度を小さくし、これによってエッチングマスクの浸食を
軽減している。このような使用方法により、例えばフォトレジストの浸食を軽減
することができる（同時に、フォトレジストに対する選択性を向上させることと
なる）。
【００１７】 同程度あるいはそれ以上に重要な点は、エッチング最中に、各ＨＣｌ分子が各
塩素原子に対して１つの水素原子を提供することにある。厳密なメカニズムは知
られていないが、水素が、遷移金属含有層のエッチング最中に特定の役割を果た
しており、その役割が、フォトレジストに対する選択性および／または遷移金属
含有層に対するエッチング速度を向上させられることがわかった。この認識に関
しては、遷移金属のエッチング最中における各種のプラズマスペクトル図を使用
し、後にさらなる論議を行うこととする。
塩素原子に対して１つの水素原子を提供することにある。厳密なメカニズムは知
られていないが、水素が、遷移金属含有層のエッチング最中に特定の役割を果た
しており、その役割が、フォトレジストに対する選択性および／または遷移金属
含有層に対するエッチング速度を向上させられることがわかった。この認識に関
しては、遷移金属のエッチング最中における各種のプラズマスペクトル図を使用
し、後にさらなる論議を行うこととする。
【００１８】 本発明のもう１つの特徴によれば、遷移金属の改良エッチング技術は、高密度
・低圧プラズマ処理システムにおいてＨＣｌ／Ａｒ化学剤を利用することが好ま
しい。高密度とは、イオン密度が１ｅ13を越える場合を一般に指し、低圧とは圧
力が１００ミリトールより小さい場合を一般に指す。例えば本発明では、遷移金
属含有層のエッチングの最中に、誘導結合したプラズマ処理システム（ＴＣＰ[ 商標]の誘導プラズマ処理システム等：例えば、カリフォルニア州フリーモント 市に所在のラム・リサーチ・コーポレーションから入手できるＴＣＰ[商標]９６
００）を利用することが好ましい。しかしながら、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）リアクタ、ヘリコン波（ＡＭＡＴ）、ＭＯＲＩ（ＰＭＴ−トリコン）、お
よびマイクロ波等のその他の高密度・低圧プラズマ処理システムを利用しても良
いことが推測される。エッチング後は、エッチングされた基板を適切なリンス液
（例えば脱イオン水）でリンスし、遷移金属の可溶性塩化物を除去することが好
ましい。
・低圧プラズマ処理システムにおいてＨＣｌ／Ａｒ化学剤を利用することが好ま
しい。高密度とは、イオン密度が１ｅ13を越える場合を一般に指し、低圧とは圧
力が１００ミリトールより小さい場合を一般に指す。例えば本発明では、遷移金
属含有層のエッチングの最中に、誘導結合したプラズマ処理システム（ＴＣＰ[ 商標]の誘導プラズマ処理システム等：例えば、カリフォルニア州フリーモント 市に所在のラム・リサーチ・コーポレーションから入手できるＴＣＰ[商標]９６
００）を利用することが好ましい。しかしながら、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）リアクタ、ヘリコン波（ＡＭＡＴ）、ＭＯＲＩ（ＰＭＴ−トリコン）、お
よびマイクロ波等のその他の高密度・低圧プラズマ処理システムを利用しても良
いことが推測される。エッチング後は、エッチングされた基板を適切なリンス液
（例えば脱イオン水）でリンスし、遷移金属の可溶性塩化物を除去することが好
ましい。
【００１９】 議論の促進を図るため、代表的な誘導結合プラズマ処理システムの概略図を図
２に示した。図２のプラズマ処理システムは、ＨＣｌ／Ａｒ化学剤を使用して遷
移金属含有層をエッチングするのに適した、本発明のある実施形態にもとづく低
圧・高密度プラズマ処理システムである。図２に示されるように、プラズマ処理
システム２００は、プラズマ処理チャンバ２０２を含有する。チャンバ２０２の
上方には電極２０４が配置されている。電極２０４は、図２の例ではコイルで具
現化されているが、プラズマ処理チャンバ内でＲＦエネルギをプラズマに結合で
きる他のメカニズムを利用しても良い。電極２０４は、整合回路網２０８を介し
て高周波（ＲＦ）ジェネレータ２０６により通電される。図２の例では、ＲＦジ
ェネレータ２０６は、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供給するが
、その他の適切な周波数を利用しても良い。
２に示した。図２のプラズマ処理システムは、ＨＣｌ／Ａｒ化学剤を使用して遷
移金属含有層をエッチングするのに適した、本発明のある実施形態にもとづく低
圧・高密度プラズマ処理システムである。図２に示されるように、プラズマ処理
システム２００は、プラズマ処理チャンバ２０２を含有する。チャンバ２０２の
上方には電極２０４が配置されている。電極２０４は、図２の例ではコイルで具
現化されているが、プラズマ処理チャンバ内でＲＦエネルギをプラズマに結合で
きる他のメカニズムを利用しても良い。電極２０４は、整合回路網２０８を介し
て高周波（ＲＦ）ジェネレータ２０６により通電される。図２の例では、ＲＦジ
ェネレータ２０６は、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供給するが
、その他の適切な周波数を利用しても良い。
【００２０】 プラズマ処理チャンバ２０２にはシャワーヘッド２１０が示されている。これ
は、ガス状のエッチャント材料−−例えば本発明による遷移金属ソースガス−−
を、自身と基板２１４の間に位置するＲＦ誘導プラズマ領域２１２に放出するた
めの、ガス分布装置を表している。しかしながら、ガス分布リングまたはチャン
バ側壁に配置される単なるポート等の、その他のガス分布装置を使用しても良い
。上に遷移金属含有層を有した基板２１４は、プラズマ処理チャンバ２０２に導
入され、チャック２１６上に配置される。このチャック２１６は第２の電極とし
て作用し、整合回路網２２０を介して高周波ジェネレータ２１８によりバイアス
をかけられることが好ましい。ＲＦジェネレータ２０６と同様に、図２の例のＲ
Ｆジェネレータ２１８もまた、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供
給するが、ＲＦジェネレータ２０６から供給されるものとは異なる周波数を含む
、その他の適切な周波数を利用しても良い。
は、ガス状のエッチャント材料−−例えば本発明による遷移金属ソースガス−−
を、自身と基板２１４の間に位置するＲＦ誘導プラズマ領域２１２に放出するた
めの、ガス分布装置を表している。しかしながら、ガス分布リングまたはチャン
バ側壁に配置される単なるポート等の、その他のガス分布装置を使用しても良い
。上に遷移金属含有層を有した基板２１４は、プラズマ処理チャンバ２０２に導
入され、チャック２１６上に配置される。このチャック２１６は第２の電極とし
て作用し、整合回路網２２０を介して高周波ジェネレータ２１８によりバイアス
をかけられることが好ましい。ＲＦジェネレータ２０６と同様に、図２の例のＲ
Ｆジェネレータ２１８もまた、周波数が約１３．５６ＭＨｚのＲＦエネルギを供
給するが、ＲＦジェネレータ２０６から供給されるものとは異なる周波数を含む
、その他の適切な周波数を利用しても良い。
【００２１】 ヘリウム等の熱交換ガスを、（例えばある実施形態では約２〜１０トールの）
圧力下でチャック２１６と基板２１４の間の領域に導入し、基板とチャックの間
の熱伝導を制御して、均一で反復性のあるエッチング結果を確保する。エッチン
グを促進するため、ソースガスをシャワーヘッド２１０から流入させ、ＲＦジェ
ネレータ２０６，２１８から供給されるＲＦエネルギで点火する。遷移金属含有
層のエッチングの最中は、チャンバ２０２内の圧力を低く−−例えばある実施形
態では約０．５〜５００ミリトールに−−維持することが好ましい。エッチング
の副生物であるガスは、（例えば適切なターボポンプ構成を使用して）排気ポー
ト２２２を経てチャンバ２０２から排出される。
圧力下でチャック２１６と基板２１４の間の領域に導入し、基板とチャックの間
の熱伝導を制御して、均一で反復性のあるエッチング結果を確保する。エッチン
グを促進するため、ソースガスをシャワーヘッド２１０から流入させ、ＲＦジェ
ネレータ２０６，２１８から供給されるＲＦエネルギで点火する。遷移金属含有
層のエッチングの最中は、チャンバ２０２内の圧力を低く−−例えばある実施形
態では約０．５〜５００ミリトールに−−維持することが好ましい。エッチング
の副生物であるガスは、（例えば適切なターボポンプ構成を使用して）排気ポー
ト２２２を経てチャンバ２０２から排出される。
【００２２】 エッチング後は、プラズマ処理チャンバ２０２から基板２１４を取り除き、さ
らに、エッチング最中に基板上に形成された遷移金属塩化物を除去するため、適
切なリンス装置内でリンスを行う。上述したＴＣＰ（商標）９６００ＳＥシステ
ムでは、エッチングに続くリンスの工程を、ＴＣＰ（商標）９６００エッチング
システムのモジュールの１つである大気中パッシベーションモジュール（ＡＰＭ
）内で実施するのが有利である。
らに、エッチング最中に基板上に形成された遷移金属塩化物を除去するため、適
切なリンス装置内でリンスを行う。上述したＴＣＰ（商標）９６００ＳＥシステ
ムでは、エッチングに続くリンスの工程を、ＴＣＰ（商標）９６００エッチング
システムのモジュールの１つである大気中パッシベーションモジュール（ＡＰＭ
）内で実施するのが有利である。
【００２３】 上述したように、本発明では、ＨＣｌおよびＡｒを含有したソースガスを利用
して遷移金属含有層をエッチングする。塩素含有エッチャントの主要成分ガスと
して、Ｃｌ2の替わりにＨＣｌを使用することにより、エッチングマスク（すな わち、フォトレジストマスクまたはハードマスク）の浸食を軽減し、同時にマス
ク材料−−例えばフォトレジスト−−に対する選択性を向上させることができる
。
して遷移金属含有層をエッチングする。塩素含有エッチャントの主要成分ガスと
して、Ｃｌ2の替わりにＨＣｌを使用することにより、エッチングマスク（すな わち、フォトレジストマスクまたはハードマスク）の浸食を軽減し、同時にマス
ク材料−−例えばフォトレジスト−−に対する選択性を向上させることができる
。
【００２４】 自明でなく未だ完全に解明されていないが、水素種の存在は、エッチング工程
に貢献すると考えられている。水素種の存在は、本発明で達成可能な、遷移金属
に対する高エッチング速度および／またはフォトレジストに対する高選択性に貢
献すると推測される。理論に縛られることは望まないが、水素は、フォトレジス
ト内の炭化水素結合を不活性化させることにより、フォトレジストに対する選択
性を向上させることができると推測される。
に貢献すると考えられている。水素種の存在は、本発明で達成可能な、遷移金属
に対する高エッチング速度および／またはフォトレジストに対する高選択性に貢
献すると推測される。理論に縛られることは望まないが、水素は、フォトレジス
ト内の炭化水素結合を不活性化させることにより、フォトレジストに対する選択
性を向上させることができると推測される。
【００２５】 水素が果たす役割を説明するため、ニッケル含有層のエッチング最中およびそ
の後における光学発光スペクトルを、図３Ａおよび３Ｂにそれぞれ示した。図３
Ａおよび３Ｂの例では、エッチングされる層は、ゲルマニウムの上にニッケル、
ニッケルの上にタングステンが横たわるようなサンドイッチ構造を有する。タン
グステン層の厚さは約２，５００オングストロームであり、ニッケル層およびゲ
ルマニウム層の厚さはそれぞれ約３５０オングストロームおよび約４００オング
ストロームである。フォトレジスト層の厚さは約１０，０００オングストローム
である。図３Ａおよび３Ｂの例における３層のサンドイッチ構造は、４インチの
ＧａＡｓ基板の上に配置される。
の後における光学発光スペクトルを、図３Ａおよび３Ｂにそれぞれ示した。図３
Ａおよび３Ｂの例では、エッチングされる層は、ゲルマニウムの上にニッケル、
ニッケルの上にタングステンが横たわるようなサンドイッチ構造を有する。タン
グステン層の厚さは約２，５００オングストロームであり、ニッケル層およびゲ
ルマニウム層の厚さはそれぞれ約３５０オングストロームおよび約４００オング
ストロームである。フォトレジスト層の厚さは約１０，０００オングストローム
である。図３Ａおよび３Ｂの例における３層のサンドイッチ構造は、４インチの
ＧａＡｓ基板の上に配置される。
【００２６】 図３Ａからわかるように、ニッケルのエッチングの最中は、水素のピークが欠
落している。通常の水素のピークは約６５６．２８５ｎｍである（Ｅ．Ｇ＆Ｇ．
プリンストン応用リサーチにより編集され、Ｄ．Ｓ．マルチョウの著作による、
「持続輝線のスペクトルライブラリ」[１９９０]を参照のこと）。図３Ｂに示さ
れるように、ニッケルのエッチング後の光学発光スペクトルには、水素のピーク
が存在する。図３Ａおよび３Ｂから、水素が、上述したようにその厳密なメカニ
ズムはまだ完全に解明されていないものの、遷移金属含有層のエッチングにおい
て一定の役割を果たしていることがわかる。
落している。通常の水素のピークは約６５６．２８５ｎｍである（Ｅ．Ｇ＆Ｇ．
プリンストン応用リサーチにより編集され、Ｄ．Ｓ．マルチョウの著作による、
「持続輝線のスペクトルライブラリ」[１９９０]を参照のこと）。図３Ｂに示さ
れるように、ニッケルのエッチング後の光学発光スペクトルには、水素のピーク
が存在する。図３Ａおよび３Ｂから、水素が、上述したようにその厳密なメカニ
ズムはまだ完全に解明されていないものの、遷移金属含有層のエッチングにおい
て一定の役割を果たしていることがわかる。
【００２７】 ベース化学剤はＨＣｌおよびＡｒを含有するが、アルゴン、塩素、および水素
が遷移金属含有層をエッチングするのに貢献できる添加物を、エッチャントの基
本的特質を実質的に変化させない範囲で加えることも可能である。例えばＣｌ2 は、エッチング最中におけるプラズマ領域内の塩素種の数を増加させる目的で、
エッチャントとして添加することができる。塩素種の数の増加は、副生物の転化
率を向上させる（すなわち、スパッタされた遷移金属のうちのより多くのものを
遷移金属塩化物に転化することができる）。しかしながら、塩素はフォトレジス
トを攻撃する傾向にあることから、塩素種の存在数を（Ｃｌ2あるいはＨＣｌの 流量を減らすことにより）加減して、フォトレジストに対する選択性に有害な効
果がおよばないようにすることが好ましい。さらなる例として、１種またはそれ
以上の不活性ガス（例えばＨｅ、Ｎｅ、およびＸｅ等）を添加しても良い。さら
にまた、１種またはそれ以上の水素含有化学剤−−例えば、ＨＢｒ、ＨＩ、ＮＨ 3 、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ2、ＣxＨx+4、ＣxＨx+2 、およびＳｉＨ4−−を添加しても良い。また、例えばＳｉＣｌ4、ＣＣｌ4、Ｃ ＨＣｌ3、Ｃｌ2、ＣＨ2Ｃｌ2、およびＣＨＣｌ3等の、あらゆる塩素含有化学剤 を添加しても良い。
が遷移金属含有層をエッチングするのに貢献できる添加物を、エッチャントの基
本的特質を実質的に変化させない範囲で加えることも可能である。例えばＣｌ2 は、エッチング最中におけるプラズマ領域内の塩素種の数を増加させる目的で、
エッチャントとして添加することができる。塩素種の数の増加は、副生物の転化
率を向上させる（すなわち、スパッタされた遷移金属のうちのより多くのものを
遷移金属塩化物に転化することができる）。しかしながら、塩素はフォトレジス
トを攻撃する傾向にあることから、塩素種の存在数を（Ｃｌ2あるいはＨＣｌの 流量を減らすことにより）加減して、フォトレジストに対する選択性に有害な効
果がおよばないようにすることが好ましい。さらなる例として、１種またはそれ
以上の不活性ガス（例えばＨｅ、Ｎｅ、およびＸｅ等）を添加しても良い。さら
にまた、１種またはそれ以上の水素含有化学剤−−例えば、ＨＢｒ、ＨＩ、ＮＨ 3 、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ2、ＣxＨx+4、ＣxＨx+2 、およびＳｉＨ4−−を添加しても良い。また、例えばＳｉＣｌ4、ＣＣｌ4、Ｃ ＨＣｌ3、Ｃｌ2、ＣＨ2Ｃｌ2、およびＣＨＣｌ3等の、あらゆる塩素含有化学剤 を添加しても良い。
【００２８】
以下では、代表的な遷移金属エッチングを詳細に説明する。ただし、以下で使
用するパラメータおよび処理工程は、例示のみを目的とするものであって、本発
明の概念全体を制限するものではない。次に挙げる実施例では、４インチのガリ
ウム砒素基板上にある、上述したタングステン、ニッケル、およびゲルマニウム
の３層サンドイッチ構造を、上述したＴＣＰ（商標）９６００ＳＥプラズマ処理
システムでエッチングする。
用するパラメータおよび処理工程は、例示のみを目的とするものであって、本発
明の概念全体を制限するものではない。次に挙げる実施例では、４インチのガリ
ウム砒素基板上にある、上述したタングステン、ニッケル、およびゲルマニウム
の３層サンドイッチ構造を、上述したＴＣＰ（商標）９６００ＳＥプラズマ処理
システムでエッチングする。
【００２９】 本実施例では、３層のサンドイッチ構造を、約１０ｓｃｃｍ（標準立方センチ
メートル毎分）のＨＣｌ流量と約５０ｓｃｃｍのＡｒ流量を含む工程を使用して
エッチングする。プラズマ処理チャンバ内の圧力は約５ミリトールであり、冷却
のためのヘリウム圧力は約２トールである。電極の温度は約４０度である。上部
電極の電力は２５０ワットに設定し、下部電極の電力もまた同様に設定した。
メートル毎分）のＨＣｌ流量と約５０ｓｃｃｍのＡｒ流量を含む工程を使用して
エッチングする。プラズマ処理チャンバ内の圧力は約５ミリトールであり、冷却
のためのヘリウム圧力は約２トールである。電極の温度は約４０度である。上部
電極の電力は２５０ワットに設定し、下部電極の電力もまた同様に設定した。
【００３０】 しかしながら圧力は、同一または異なる基板に対して０．５〜５００ミリトー
ル、好ましくは１〜１００ミリトールの間で変化しても良い。同様にして、上述
した実施例におけるＡｒ流量は流量全体の約８３％を占めるが、同一または異な
る基板に対して約１〜９９パーセント、好ましくは約５〜９５パーセントの間で
変化しても良い。厳密なＡｒ：ＨＣｌ比は、遷移金属の除去（衝撃剤としてＡｒ
を使用）、塩化物の転化率（チャンバ内の塩素種の密度に影響される）、および
フォトレジストの浸食率の、三者間におけるトレードオフにより決定される。Ａ
ｒ：ＨＣｌの比が大きいほどスパッタリングによる除去は増すが、Ｃｌ種の密度
が減少するため塩化物の転化率が下がる。逆に、Ａｒ：ＨＣｌ比が小さいほど、
Ｃｌ種の密度が増すため塩化物の転化率が上がるが、フォトレジストの機能を不
当に攻撃するというリスクを生じる。ここで開示された分野の当業者には明らか
なように、Ａｒ：ＨＣｌ比の厳密な値は、特定のエッチチャンバの構成はもちろ
んのこと、望ましいエッチング結果（エッチング速度、フォトレジストの保持等
で表される）にも依存して広い範囲で変化する。当業者には明らかなように、各
エッチングで必要とする具体的なパラメータは、望ましいスループット、エッチ
ング速度、フォトレジストに対する選択性、エッチングされる層の組成、基板の
サイズ、プラズマ処理システムの設計、および／またはその他のパラメータに依
存して決定される。
ル、好ましくは１〜１００ミリトールの間で変化しても良い。同様にして、上述
した実施例におけるＡｒ流量は流量全体の約８３％を占めるが、同一または異な
る基板に対して約１〜９９パーセント、好ましくは約５〜９５パーセントの間で
変化しても良い。厳密なＡｒ：ＨＣｌ比は、遷移金属の除去（衝撃剤としてＡｒ
を使用）、塩化物の転化率（チャンバ内の塩素種の密度に影響される）、および
フォトレジストの浸食率の、三者間におけるトレードオフにより決定される。Ａ
ｒ：ＨＣｌの比が大きいほどスパッタリングによる除去は増すが、Ｃｌ種の密度
が減少するため塩化物の転化率が下がる。逆に、Ａｒ：ＨＣｌ比が小さいほど、
Ｃｌ種の密度が増すため塩化物の転化率が上がるが、フォトレジストの機能を不
当に攻撃するというリスクを生じる。ここで開示された分野の当業者には明らか
なように、Ａｒ：ＨＣｌ比の厳密な値は、特定のエッチチャンバの構成はもちろ
んのこと、望ましいエッチング結果（エッチング速度、フォトレジストの保持等
で表される）にも依存して広い範囲で変化する。当業者には明らかなように、各
エッチングで必要とする具体的なパラメータは、望ましいスループット、エッチ
ング速度、フォトレジストに対する選択性、エッチングされる層の組成、基板の
サイズ、プラズマ処理システムの設計、および／またはその他のパラメータに依
存して決定される。
【００３１】 エッチング後、ＴＣＰ（商標）９６００プラズマ処理システムの大気中パッシ
ベーションモジュール（ＡＰＭ）内で、脱イオン水を使用して基板をリンスする
。リンスは、脱イオン水を使用し、室温〜約９０℃の範囲で行われる。基板は、
必要な長さだけ−−例えば、場合によっては約３０〜１２０分−−リンスすれば
良い。
ベーションモジュール（ＡＰＭ）内で、脱イオン水を使用して基板をリンスする
。リンスは、脱イオン水を使用し、室温〜約９０℃の範囲で行われる。基板は、
必要な長さだけ−−例えば、場合によっては約３０〜１２０分−−リンスすれば
良い。
【００３２】 図４は、本発明の実施形態にもとづいて、基板上の遷移金属含有層をエッチン
グする工程を示した図である。工程４０２では、上に遷移金属含有層を有したエ
ッチング予定の基板を、プラズマエッチングチャンバ内に配置する。遷移金属含
有層は、エッチングを促進するため通常はフォトレジストマスクの下に配置され
る。工程４０４では、ＨＣｌおよびＡｒを含有したソースガスを使用して、基板
の遷移金属含有層の少なくとも一部を、プラズマエッチングチャンバ内でエッチ
ングする。工程４０４の最中には、遷移金属塩化物を含むエッチャント副生物の
一部が、プラズマエッチングチャンバから排出される。
グする工程を示した図である。工程４０２では、上に遷移金属含有層を有したエ
ッチング予定の基板を、プラズマエッチングチャンバ内に配置する。遷移金属含
有層は、エッチングを促進するため通常はフォトレジストマスクの下に配置され
る。工程４０４では、ＨＣｌおよびＡｒを含有したソースガスを使用して、基板
の遷移金属含有層の少なくとも一部を、プラズマエッチングチャンバ内でエッチ
ングする。工程４０４の最中には、遷移金属塩化物を含むエッチャント副生物の
一部が、プラズマエッチングチャンバから排出される。
【００３３】 工程４０４のエッチング終了後、工程４０６で水で基板をリンスし、基板表面
から遷移金属塩化物を除去する。遷移金属の塩化物は、工程４０４で形成される
。利用される水の温度は、塩化物の除去を最適化するように変化させる。脱イオ
ン水の温度の上昇は、一般に、塩化物の溶解と除去を改善する傾向にある。工程
４０８では従来の処理後の工程が実施され、望ましい電子デバイスの製造が完了
する。例えば、基板をさらに加工することにより、望ましい集積回路、フラット
パネルディスプレイ、または読取り／書込みヘッドを形成し、コンピュータを含
むあらゆる種類の電子システムに組み込むことができる。
から遷移金属塩化物を除去する。遷移金属の塩化物は、工程４０４で形成される
。利用される水の温度は、塩化物の除去を最適化するように変化させる。脱イオ
ン水の温度の上昇は、一般に、塩化物の溶解と除去を改善する傾向にある。工程
４０８では従来の処理後の工程が実施され、望ましい電子デバイスの製造が完了
する。例えば、基板をさらに加工することにより、望ましい集積回路、フラット
パネルディスプレイ、または読取り／書込みヘッドを形成し、コンピュータを含
むあらゆる種類の電子システムに組み込むことができる。
【００３４】 上述の事柄からわかるように、本発明では、ＨＣｌおよびＡｒを含有したソー
スガスを有利に利用することにより、遷移金属含有層をエッチングする。本発明
では、主要な塩素含有ガスとしてＣｌ2の替わりに、非自明的且つ反直観的にＨ Ｃｌを使用して、金属が金属塩化物に転化するための塩素種を提供する。主要な
塩素含有ガスとしてＣｌ2よりもＨＣｌを使用することが反直観的であるのは、 低密度の塩素種が、金属塩化物の転化率および続くその除去率を低下させると考
えられてきたためである。それにもかかわらず、ＨＣｌソースガスの使用による
塩素種密度の低下は、フォトレジストに対する選択性の改良に有利に貢献し、ひ
いては本発明の工程を、現代の高密度電子デバイスの製造への使用により適した
ものとすることができる。
スガスを有利に利用することにより、遷移金属含有層をエッチングする。本発明
では、主要な塩素含有ガスとしてＣｌ2の替わりに、非自明的且つ反直観的にＨ Ｃｌを使用して、金属が金属塩化物に転化するための塩素種を提供する。主要な
塩素含有ガスとしてＣｌ2よりもＨＣｌを使用することが反直観的であるのは、 低密度の塩素種が、金属塩化物の転化率および続くその除去率を低下させると考
えられてきたためである。それにもかかわらず、ＨＣｌソースガスの使用による
塩素種密度の低下は、フォトレジストに対する選択性の改良に有利に貢献し、ひ
いては本発明の工程を、現代の高密度電子デバイスの製造への使用により適した
ものとすることができる。
【００３５】 ＨＣｌはさらに、プラズマエッチング環境における水素種にも寄与する。上述
したように、水素種は、フォトレジストへの選択性および／または遷移金属含有
層へのエッチング速度の向上に寄与すると考えられる。また、高密度（例えば、
約１ｅ13より大きいイオン密度）で、任意的には低圧であるプラズマエッチング
チャンバを使用して遷移金属含有層をエッチングすることにより、遷移金属に対
するエッチング速度を、（従来の遷移金属エッチングで利用される）高圧／低密
度プラズマエッチングチャンバで達成されるエッチング速度と比較して、有利に
向上させることができる。
したように、水素種は、フォトレジストへの選択性および／または遷移金属含有
層へのエッチング速度の向上に寄与すると考えられる。また、高密度（例えば、
約１ｅ13より大きいイオン密度）で、任意的には低圧であるプラズマエッチング
チャンバを使用して遷移金属含有層をエッチングすることにより、遷移金属に対
するエッチング速度を、（従来の遷移金属エッチングで利用される）高圧／低密
度プラズマエッチングチャンバで達成されるエッチング速度と比較して、有利に
向上させることができる。
【００３６】 以上、本発明をいくつかの好ましい実施形態にもとづいて説明したが、本発明
の範囲内における他の選択肢、変形、および同等物を実施することも可能である
。また、本発明による方法および装置は、代替の方式により具現化しても良い。
このため、添付した請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲を逸脱しない全
ての選択肢、変形、および同等物を含むものとして解釈される。
の範囲内における他の選択肢、変形、および同等物を実施することも可能である
。また、本発明による方法および装置は、代替の方式により具現化しても良い。
このため、添付した請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲を逸脱しない全
ての選択肢、変形、および同等物を含むものとして解釈される。
【図１】 遷移金属含有層を含む代表的な積層体を描いた図である。
【図２】 代表的な誘導結合プラズマ処理システムの概略図であり、遷移金属含有層をエ
ッチングするのに適した、本発明の実施形態にもとづく低圧／高密度のプラズマ
処理システムを示した図である。
ッチングするのに適した、本発明の実施形態にもとづく低圧／高密度のプラズマ
処理システムを示した図である。
【図３Ａ】 ニッケルのエッチング前における、水素の光学発光スペクトル図である。
【図３Ｂ】 ニッケルのエッチング後における、水素の光学発光スペクトル図である。
【図４】 基板上の遷移金属含有層をエッチングするのに利用される、本発明の実施形態
にもとづく工程の流れ図である。
にもとづく工程の流れ図である。
１００…積層体 １０２…下地層 １０４…遷移金属含有層 １０６…フォトレジスト層 １０８…開口部 １１０…開口部 ２００…低圧・高密度プラズマ処理システム ２０２…プラズマ処理チャンバ ２０４…電極 ２０６…ＲＦジェネレータ ２０８…整合回路網 ２１０…シャワーヘッド ２１２…ＲＦ誘導プラズマ領域 ２１４…基板 ２１６…チャック ２１８…ＲＦジェネレータ ２２０…整合回路網 ２２２…排気ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴールドスプリング・グレゴリー・ジェ イ． アメリカ合衆国 カリフォルニア州94501 アラメダ，チェスター・ストリート， 2521 Ｆターム(参考） 4K057 DA12 DB01 DB02 DB03 DC10 DD01 DE01 DE02 DE14 DM05 DN01 5F004 AA02 AA03 BA04 BB13 DA04 DA05 DA13 DA22 DA23 DA29 DB08 DB10 EB02
Claims (23)
- 【請求項１】 基板の上に配置されているとともにエッチングマスクの下に
配置されている遷移金属含有層を、少なくとも部分的にエッチングするための方
法であって、 プラズマ処理チャンバを有するプラズマ処理システムを提供する工程と、 前記プラズマ処理チャンバを、前記遷移金属含有層をエッチングするように構
成する工程と、 を備え、前記プラズマ処理チャンバを構成する工程は、 前記プラズマ処理チャンバを、ＨＣｌおよびＡｒを含有するソースガスを受
け取るように構成する工程と、 前記プラズマ処理チャンバに関する電源を、前記ソースガスからプラズマを
発生させるためのエネルギを供給するように構成する工程と、 前記プラズマ処理チャンバを、前記プラズマで前記遷移金属含有層を少なく
とも部分的にエッチングするように構成する工程と、 を備える方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、 前記電源は高周波（ＲＦ）電源であり、前記エネルギは高周波（ＲＦ）エネル
ギである、方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、 前記プラズマ処理チャンバは高密度プラズマ処理チャンバである、方法。
- 【請求項４】 請求項１記載の方法であって、 前記ソースガスは主として前記ＨＣｌおよび前記Ａｒよりなる、方法。
- 【請求項５】 請求項１記載の方法であって、 前記プラズマ処理システムはさらに、水で前記基板をリンスするように構成さ
れたリンスモジュールを備えており、前記方法はさらに、前記プラズマ処理チャ
ンバ内で前記ソースガスによりエッチングされた後に前記基板をリンスするよう
に前記リンスモジュールを構成する工程を備える、方法。 - 【請求項６】 請求項１記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、周期表のIIIＡ族からIIＢ族までの元素よりなる群か ら選択される遷移金属を備える、方法。
- 【請求項７】 請求項１記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、主として鉄、白金、コバルト、およびニッケルよりな
る群から選択される遷移金属を備える、方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法であって、 前記プラズマ処理チャンバは誘導結合高密度プラズマ処理チャンバである、方
法。 - 【請求項９】 請求項８記載の方法であって、 前記ＨＣｌの前記Ａｒに対する流量比は約１：９９から約９９：１の間である
、方法。 - 【請求項１０】 基板の上に配置されるとともにエッチングマスクの下に配
置されている遷移金属含有層を、プラズマ処理チャンバ内でエッチングするため
の方法であって、 ＨＣｌおよびＡｒを含有するソースガスを前記プラズマ処理チャンバ内に流す
工程と、 前記プラズマ処理チャンバ内で前記ソースガスからプラズマを発生させる工程
と、 前記遷移金属含有層を前記プラズマで少なくとも部分的にエッチングする工程
と、 を備える方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、周期表のIIIＡ族からIIＢ族までの元素よりなる群か ら選択される遷移金属を備える、方法。
- 【請求項１２】 請求項１０記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、主として鉄、白金、コバルト、およびニッケルよりな
る群から選択される遷移金属を備える、方法。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の方法であって、 前記プラズマ処理チャンバは高密度プラズマ処理チャンバである、方法。
- 【請求項１４】 請求項１３記載の方法であって、 前記プラズマ処理チャンバは誘導結合プラズマ処理チャンバである、方法。
- 【請求項１５】 請求項１４記載の方法であって、 前記ソースガスは主として前記ＨＣｌおよび前記Ａｒよりなる、方法。
- 【請求項１６】 請求項１５記載の方法であって、さらに、 前記エッチングの工程の後に脱イオン水で前記基板をリンスし、前記遷移金属
の塩化物を除去する工程を備える、方法。 - 【請求項１７】 請求項１２記載の方法であって、 前記ＨＣｌの前記Ａｒに対する流量比は約９５：５から約５：９５の間である
、方法。 - 【請求項１８】 基板の上に配置されるとともにエッチングマスクの下に配
置さている遷移金属含有層を、高密度プラズマ処理チャンバ内でエッチングする
ための方法であって、 主としてＨＣｌおよびＡｒよりなるソースガスを前記プラズマ処理チャンバ内
に流す工程と、 前記プラズマ処理チャンバの少なくとも１つの電極に高周波（ＲＦ）エネルギ
を供給し、前記プラズマ処理チャンバ内で前記ソースガスからプラズマを発生さ
せる工程と、 前記遷移金属含有層を前記プラズマで少なくとも部分的にエッチングする工程
と、 を備える方法。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、周期表のIIIＡ族からIIＢ族までの元素よりなる群か ら選択される遷移金属を備える、方法。
- 【請求項２０】 請求項１８記載の方法であって、 前記遷移金属含有層は、主として鉄、白金、コバルト、およびニッケルよりな
る群から選択される遷移金属を備える、方法。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の方法であって、 前記プラズマ処理チャンバは、前記少なくとも１つの電極がコイルである誘導
結合プラズマ処理チャンバである、方法。 - 【請求項２２】 請求項２１記載の方法であって、 前記ＨＣｌの前記Ａｒに対する流量比は約９０：１０から約１０：９０の間で
ある、方法。 - 【請求項２３】 請求項２１記載の方法であって、さらに、 前記エッチングの工程の後に脱イオン水で前記基板をリンスし、前記遷移金属
の塩化物を除去する工程を備える、方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/994,797 | 1997-12-19 | ||
| US08/994,797 US6069035A (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Techniques for etching a transition metal-containing layer |
| PCT/US1998/026410 WO1999033086A1 (en) | 1997-12-19 | 1998-12-11 | Techniques for etching a transition metal-containing layer |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001527160A true JP2001527160A (ja) | 2001-12-25 |
| JP2001527160A5 JP2001527160A5 (ja) | 2006-04-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000525905A Pending JP2001527160A (ja) | 1997-12-19 | 1998-12-11 | 遷移金属含有層をエッチングするための技術 |
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| JP (1) | JP2001527160A (ja) |
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| US6821907B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-11-23 | Applied Materials Inc | Etching methods for a magnetic memory cell stack |
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- 1997-12-19 US US08/994,797 patent/US6069035A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-11 WO PCT/US1998/026410 patent/WO1999033086A1/en active IP Right Grant
- 1998-12-11 JP JP2000525905A patent/JP2001527160A/ja active Pending
- 1998-12-11 KR KR1020007006465A patent/KR100595862B1/ko not_active IP Right Cessation
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