JP2002510860A - 高密度プラズマ処理システムにより基板のシリコン層にトレンチを形成するための技術 - Google Patents
高密度プラズマ処理システムにより基板のシリコン層にトレンチを形成するための技術Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単結晶シリコン層にトレンチをエッチングするための方法を提供する。
【解決手段】 この方法は、プラズマ処理チャンバを備えたプラズマ処理システムを提供する工程を備える。このプラズマ処理システムは、可変のプラズマ生成源と可変のイオンエネルギ源とを備え、そのうち可変のプラズマ生成源は可変のイオンエネルギ源から独立して制御されるように構成されている。この方法はさらに、Ｏ2と、ヘリウムと、ＳＦ6およびＮＦ3のうちの少なくとも１種と、を含むエッチャントソースガスをプラズマ処理チャンバに流す工程を備える。この方法はさらにまた、可変のプラズマ生成源と可変のイオンエネルギ源とを両方とも活性化させて、エッチャントソースガスからプラズマを形成する工程を備え、さらに、プラズマを利用してトレンチをエッチングする工程をも備える。
Description
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造に関し、特に、独立したプラズマ生成源とイ
オンエネルギ源とを有するプラズマ処理チャンバの中で、基板のシリコン層にト
レンチを形成するための、改良技術に関する。
オンエネルギ源とを有するプラズマ処理チャンバの中で、基板のシリコン層にト
レンチを形成するための、改良技術に関する。
【０００２】 半導体デバイス（例えば集積回路やフラットパネルディスプレイ）を製作する
にあたり、基板（例えばシリコンウエハやガラスパネル）のシリコン層にトレン
チを形成することがある。このようなトレンチは、プラズマ処理チャンバで、マ
スク（例えばフォトレジストやハードマスク）の開口部からシリコン材料をエッ
チングできるようなプラズマを利用してエッチングできることが知られている。
にあたり、基板（例えばシリコンウエハやガラスパネル）のシリコン層にトレン
チを形成することがある。このようなトレンチは、プラズマ処理チャンバで、マ
スク（例えばフォトレジストやハードマスク）の開口部からシリコン材料をエッ
チングできるようなプラズマを利用してエッチングできることが知られている。
【０００３】 議論を容易にするため、図１に、シリコン層１０４上に配置されたマスク層１
０２を含む、積層体１００の概略を示した。マスク層１０２は、フォトレジスト
またはハードマスク（例えば、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉxＮy、オキシナイトラ
イド、及び同等品）等の任意の適切なマスク層で良い。シリコン層１０４は、基
板の単結晶シリコン層でも良いし、基板そのもの（例えば半導体ウエハやガラス
パネル）でも良い。議論を簡単にするため、図には代表的な層のみを示してある
。周知のように、図示された層の上、下、または間に他の層（例えば、接着層、
種子層、反射防止膜層、または別の層等を含む）が設けられていても良い。
０２を含む、積層体１００の概略を示した。マスク層１０２は、フォトレジスト
またはハードマスク（例えば、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉxＮy、オキシナイトラ
イド、及び同等品）等の任意の適切なマスク層で良い。シリコン層１０４は、基
板の単結晶シリコン層でも良いし、基板そのもの（例えば半導体ウエハやガラス
パネル）でも良い。議論を簡単にするため、図には代表的な層のみを示してある
。周知のように、図示された層の上、下、または間に他の層（例えば、接着層、
種子層、反射防止膜層、または別の層等を含む）が設けられていても良い。
【０００４】 マスク層１０２には、エッチングプラズマが進入してシリコン層１０４の材料
を除去し、望ましいトレンチを形成できるような、典型的な開口部１０６が示さ
れている。ここで、本明細書で使用する「トレンチ」という用語が、コンタクト
ホールやヴァイア、及びこれに類するものの、シリコン層にエッチングされる他
の構造をも包括している点に留意する必要がある。従来技術によるトレンチのエ
ッチングでは、フッ化炭素ベースのエッチャントソースガスを利用したプラズマ
エッチング工程が採用されている。デバイスが比較的低密度で、得たいトレンチ
のアスペクト比が比較的小さい場合は、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング
技術でも十分に機能することができる。しかしながら、基板上における半導体デ
バイスの密度の増大、および／またはトレンチのアスペクト比の増加にともなっ
て、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング技術には限界が生じてしまう。
を除去し、望ましいトレンチを形成できるような、典型的な開口部１０６が示さ
れている。ここで、本明細書で使用する「トレンチ」という用語が、コンタクト
ホールやヴァイア、及びこれに類するものの、シリコン層にエッチングされる他
の構造をも包括している点に留意する必要がある。従来技術によるトレンチのエ
ッチングでは、フッ化炭素ベースのエッチャントソースガスを利用したプラズマ
エッチング工程が採用されている。デバイスが比較的低密度で、得たいトレンチ
のアスペクト比が比較的小さい場合は、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング
技術でも十分に機能することができる。しかしながら、基板上における半導体デ
バイスの密度の増大、および／またはトレンチのアスペクト比の増加にともなっ
て、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング技術には限界が生じてしまう。
【０００５】 例えばフッ化炭素ベースのプラズマエッチングでは、得られるエッチング速度
が低く、プラズマ処理チャンバからの基板のスループットを下げる要因となる。
このため、単位時間当たりに処理できる基板数が減り、工程がコスト高になる。
さらに重要なのは、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング技術が、通常はかな
り「汚い」工程だと考えられていることである。つまり、フッ化炭素ベースのプ
ラズマエッチング技術では、プラズマ処理チャンバの内壁表面に蓄積する微粒子
汚染を形成しやすい。このため、プラズマ処理チャンバを頻繁に掃除しないと、
蓄積した微粒子汚染が処理中の基板上に剥がれ落ち、欠陥の生成および歩留り低
下の原因となる。一般に、フッ化炭素ベースのエッチングで利用されるプラズマ
処理チャンバは、ウエハが１０〜２０枚処理されるごとに掃除して、微粒子汚染
のレベルを許容可能な低さに維持する必要がある。
が低く、プラズマ処理チャンバからの基板のスループットを下げる要因となる。
このため、単位時間当たりに処理できる基板数が減り、工程がコスト高になる。
さらに重要なのは、フッ化炭素ベースのプラズマエッチング技術が、通常はかな
り「汚い」工程だと考えられていることである。つまり、フッ化炭素ベースのプ
ラズマエッチング技術では、プラズマ処理チャンバの内壁表面に蓄積する微粒子
汚染を形成しやすい。このため、プラズマ処理チャンバを頻繁に掃除しないと、
蓄積した微粒子汚染が処理中の基板上に剥がれ落ち、欠陥の生成および歩留り低
下の原因となる。一般に、フッ化炭素ベースのエッチングで利用されるプラズマ
処理チャンバは、ウエハが１０〜２０枚処理されるごとに掃除して、微粒子汚染
のレベルを許容可能な低さに維持する必要がある。
【０００６】 シリコン層にトレンチをエッチングするのに使用できる代替の化学剤として、
ＳＦ6／Ｏ2が挙げられる。用語を明確にするため、本明細書で使用される中密度
または低密度のプラズマ処理システムは、生成されるプラズマの密度が約１０11 イオン／ｃｍ3未満のプラズマ処理システムを指すものとする。
ＳＦ6／Ｏ2が挙げられる。用語を明確にするため、本明細書で使用される中密度
または低密度のプラズマ処理システムは、生成されるプラズマの密度が約１０11 イオン／ｃｍ3未満のプラズマ処理システムを指すものとする。
【０００７】 高密度プラズマ処理チャンバ（すなわち生成されるプラズマの密度が約１０12 イオン／ｃｍ3を超えるプラズマ処理チャンバ）でＳＦ6／Ｏ2化学剤を使用する
と、上述した、デバイスが高密度かつ／またはトレンチが高アスペクト比である
際に、商業的に許容できないエッチング結果を生じる。エッチング結果を商業的
に許容できるようにするためには、エッチングプロフィル、エッチング速度、マ
スクの選択性、ＡＲＤＥ（アスペクト比依存型エッチング[Aspects Ratio Depen
dent Etching]：サイズが異なる特徴間でエッチング速度が一致しないエッチン
グを指す）等に関する基準が、使用されるデザインルールを満足する必要がある
。商業的に許容できるエッチング結果は、あるエッチング工程が、半導体製品の
生産に使用できるのか、それとも学問的な実験としてのみ可能であってエッチン
グ基準を欠いており、このため生産には非実用的な工程であるのか、を判断可能
とするので重要である。
と、上述した、デバイスが高密度かつ／またはトレンチが高アスペクト比である
際に、商業的に許容できないエッチング結果を生じる。エッチング結果を商業的
に許容できるようにするためには、エッチングプロフィル、エッチング速度、マ
スクの選択性、ＡＲＤＥ（アスペクト比依存型エッチング[Aspects Ratio Depen
dent Etching]：サイズが異なる特徴間でエッチング速度が一致しないエッチン
グを指す）等に関する基準が、使用されるデザインルールを満足する必要がある
。商業的に許容できるエッチング結果は、あるエッチング工程が、半導体製品の
生産に使用できるのか、それとも学問的な実験としてのみ可能であってエッチン
グ基準を欠いており、このため生産には非実用的な工程であるのか、を判断可能
とするので重要である。
【０００８】 議論を促進するため、図２に、高密度の誘導結合プラズマ処理チャンバ内で、
エッチャントソースガスとしてＳＦ6／Ｏ2を使用してシリコン層１０４にエッチ
ングされた、トレンチ２０２を示した。図２に示されるように、領域２０４では
マスクのアンダカットが生じる。これは、トレンチ２０２の開口部付近において
、側面方向のエッチングが多量に進行するためである。さらに下方に行くと、今
度はトレンチの内壁でいくらかのデコボコが見られる。領域２０６で見られるこ
のデコボコは、これらの領域における不充分なパッシベーションが部分的要因で
あると考えられる。
エッチャントソースガスとしてＳＦ6／Ｏ2を使用してシリコン層１０４にエッチ
ングされた、トレンチ２０２を示した。図２に示されるように、領域２０４では
マスクのアンダカットが生じる。これは、トレンチ２０２の開口部付近において
、側面方向のエッチングが多量に進行するためである。さらに下方に行くと、今
度はトレンチの内壁でいくらかのデコボコが見られる。領域２０６で見られるこ
のデコボコは、これらの領域における不充分なパッシベーションが部分的要因で
あると考えられる。
【０００９】 重要なのは、ＡＲＤＥ（Aspect Ratio Dependent Etching）が基板上で特に困
難であることである。例えば、０．８ミクロンのトレンチおよび１．５ミクロン
のトレンチでのエッチング速度を比較すると、場合によってはＡＲＤＥがほぼ１
００％達成されることがわかる（すなわち、１．５ミクロンのトレンチにおける
エッチング速度が０．８ミクロンのトレンチにおけるエッチング速度のほぼ２倍
となる）。ＡＲＤＥが高い程度で実施されると、基板上付近でエッチング結果の
良くないトレンチが生じ、その結果、ＳＦ6／Ｏ2化学剤ベースのエッチング技術
が、高密度・誘導結合プラズマ処理チャンバでの使用に適さないものとなる。
難であることである。例えば、０．８ミクロンのトレンチおよび１．５ミクロン
のトレンチでのエッチング速度を比較すると、場合によってはＡＲＤＥがほぼ１
００％達成されることがわかる（すなわち、１．５ミクロンのトレンチにおける
エッチング速度が０．８ミクロンのトレンチにおけるエッチング速度のほぼ２倍
となる）。ＡＲＤＥが高い程度で実施されると、基板上付近でエッチング結果の
良くないトレンチが生じ、その結果、ＳＦ6／Ｏ2化学剤ベースのエッチング技術
が、高密度・誘導結合プラズマ処理チャンバでの使用に適さないものとなる。
【００１０】 以上から、高密度のプラズマ処理チャンバを使用し、基板のシリコン層にトレ
ンチ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。
ンチ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。
【００１１】
本発明の一実施形態は、単結晶のシリコン層にトレンチをエッチングするため
の方法に関する。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を含む。このプラズマ処理システムは、可変のプラズマ生成
源と可変のイオンエネルギ源とを備え、可変のプラズマ生成源は、可変のイオン
エネルギ源から独立して制御されるように構成されている。この方法はさらに、
Ｏ2と、ヘリウムと、少なくともＳＦ6およびＮＦ3のうちの１種とを含んだエッ
チャントソースガスを流す工程を含む。この方法はさらにまた、エッチャントソ
ースガスからプラズマを生成させるために可変のプラズマ生成源と可変のイオン
エネルギ源の両方を活性化させる工程を含む。この方法はまた、プラズマを利用
してトレンチをエッチングする工程を含む。
の方法に関する。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を含む。このプラズマ処理システムは、可変のプラズマ生成
源と可変のイオンエネルギ源とを備え、可変のプラズマ生成源は、可変のイオン
エネルギ源から独立して制御されるように構成されている。この方法はさらに、
Ｏ2と、ヘリウムと、少なくともＳＦ6およびＮＦ3のうちの１種とを含んだエッ
チャントソースガスを流す工程を含む。この方法はさらにまた、エッチャントソ
ースガスからプラズマを生成させるために可変のプラズマ生成源と可変のイオン
エネルギ源の両方を活性化させる工程を含む。この方法はまた、プラズマを利用
してトレンチをエッチングする工程を含む。
【００１２】 本発明の別の一実施形態は、シリコン層にトレンチをエッチングするための方
法に関する。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
を提供する工程を含む。このプラズマ処理システムは、可変のプラズマ生成源と
可変のイオンエネルギ源とを備え、可変のプラズマ生成源は、可変のイオンエネ
ルギ源から独立して制御されるように構成されている。この方法はさらに、Ｏ2
と、ヘリウムと、ＳＦ6とを含み、且つそのうちヘリウムの流量がエッチャント
ソースガスの総流量の約６５％を超えるような、エッチャントソースガスを流す
工程を含む。この方法はさらにまた、可変のプラズマ生成源と可変のイオンエネ
ルギ源との両方を活性化させて、エッチャントソースガスからプラズマを生成さ
せる工程と、プラズマを利用してトレンチをエッチングする工程と、を含む。
法に関する。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
を提供する工程を含む。このプラズマ処理システムは、可変のプラズマ生成源と
可変のイオンエネルギ源とを備え、可変のプラズマ生成源は、可変のイオンエネ
ルギ源から独立して制御されるように構成されている。この方法はさらに、Ｏ2
と、ヘリウムと、ＳＦ6とを含み、且つそのうちヘリウムの流量がエッチャント
ソースガスの総流量の約６５％を超えるような、エッチャントソースガスを流す
工程を含む。この方法はさらにまた、可変のプラズマ生成源と可変のイオンエネ
ルギ源との両方を活性化させて、エッチャントソースガスからプラズマを生成さ
せる工程と、プラズマを利用してトレンチをエッチングする工程と、を含む。
【００１３】 以下の詳細な説明と添付した各種図面から、本発明の上述したおよびその他の
利点がいっそう明らかとなる。
利点がいっそう明らかとなる。
【００１４】
ここでは、本発明の詳細を、添付した図面に示される幾つかの好ましい実施形
態との関連のもとで説明する。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可能であ
る。また、本発明を不必要に不明瞭化するのを避けるため、周知の工程および／
または構造の説明は省略した。
態との関連のもとで説明する。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可能であ
る。また、本発明を不必要に不明瞭化するのを避けるため、周知の工程および／
または構造の説明は省略した。
【００１５】 本発明の一態様に従って、比較的高流量で無炭素の酸素／フッ素ベースの化学
剤にヘリウムを添加することにより、高密度プラズマチャンバにおけるトレンチ
のエッチングを可能にする。特に、Ｏ2／ＳＦ6（またはＮＦ3）化学剤に比較的
高流量の（例えば総流量の約６５％を超える流量の）ヘリウムを添加することに
より、高密度プラズマチャンバにおけるトレンチのエッチングを可能にする。
剤にヘリウムを添加することにより、高密度プラズマチャンバにおけるトレンチ
のエッチングを可能にする。特に、Ｏ2／ＳＦ6（またはＮＦ3）化学剤に比較的
高流量の（例えば総流量の約６５％を超える流量の）ヘリウムを添加することに
より、高密度プラズマチャンバにおけるトレンチのエッチングを可能にする。
【００１６】 プラズマ源とイオンエネルギ源とを個別に制御できる高密度プラズマ処理チャ
ンバにおいて、ヘリウムが高流量を占める酸素／フッ素ベースの化学剤を利用す
ることが好ましい。すると、フッ化炭素ベースの化学剤またはＳＦ6／Ｏ2（高流
量のヘリウムを含まない）を利用した従来のエッチング技術に比べ、マスクの選
択性、ＡＲＤＥ、エッチング速度、および微粒子汚染を十分に改善することがで
きる。
ンバにおいて、ヘリウムが高流量を占める酸素／フッ素ベースの化学剤を利用す
ることが好ましい。すると、フッ化炭素ベースの化学剤またはＳＦ6／Ｏ2（高流
量のヘリウムを含まない）を利用した従来のエッチング技術に比べ、マスクの選
択性、ＡＲＤＥ、エッチング速度、および微粒子汚染を十分に改善することがで
きる。
【００１７】 理論に縛られることは望まないものの、比較的高流量のヘリウムを添加すると
、イオンエネルギが増大してエッチングの方向性が改善される結果、マスクのア
ンダカットが軽減されるだけでなく、トレンチの垂直方向のエッチング速度も増
大すると考えられる。ヘリウム自体のイオン化エネルギが、ＳＦ6またはＯ2のい
ずれのイオン化エネルギよりも相当大きいことから、高流量のヘリウムの添加に
よって、プラズマのイオンエネルギを十分に増大させられると考えられる。大体
積の（総流量の約６５％を超える流量の）ヘリウムを添加すると、ヘリウムがイ
オン化される前に、使用可能なＳＦ6およびＯ2がチャンバ内でほぼ全てイオン化
される。このように、電子やイオンを追加で生成しなくても電極の電位を高める
ことができ、それによって、プラズマ処理チャンバ内のプラズマのイオンエネル
ギだけでなく、頂点間電圧をも増加させることが可能となる。高流量のヘリウム
によって生じるプラズマの高イオンエネルギと、プラズマ処理システムのバイア
ス電力によって供給されるイオンエネルギとが作用し合うことによって、エッチ
ングの方向性が改善されるのである。
、イオンエネルギが増大してエッチングの方向性が改善される結果、マスクのア
ンダカットが軽減されるだけでなく、トレンチの垂直方向のエッチング速度も増
大すると考えられる。ヘリウム自体のイオン化エネルギが、ＳＦ6またはＯ2のい
ずれのイオン化エネルギよりも相当大きいことから、高流量のヘリウムの添加に
よって、プラズマのイオンエネルギを十分に増大させられると考えられる。大体
積の（総流量の約６５％を超える流量の）ヘリウムを添加すると、ヘリウムがイ
オン化される前に、使用可能なＳＦ6およびＯ2がチャンバ内でほぼ全てイオン化
される。このように、電子やイオンを追加で生成しなくても電極の電位を高める
ことができ、それによって、プラズマ処理チャンバ内のプラズマのイオンエネル
ギだけでなく、頂点間電圧をも増加させることが可能となる。高流量のヘリウム
によって生じるプラズマの高イオンエネルギと、プラズマ処理システムのバイア
ス電力によって供給されるイオンエネルギとが作用し合うことによって、エッチ
ングの方向性が改善されるのである。
【００１８】 上述したように、本発明は、プラズマ生成源とイオンエネルギ源とを独立制御
できるような、高密度のプラズマ処理チャンバで利用することが好ましい。イオ
ンエネルギの供給源を独立制御することにより、イオン密度に無関係にエッチン
グ工程を最適化し、増大するプラズマのイオンエネルギ（高流量のヘリウムを部
分的な要因とする）を調整することが可能となる。
できるような、高密度のプラズマ処理チャンバで利用することが好ましい。イオ
ンエネルギの供給源を独立制御することにより、イオン密度に無関係にエッチン
グ工程を最適化し、増大するプラズマのイオンエネルギ（高流量のヘリウムを部
分的な要因とする）を調整することが可能となる。
【００１９】 低密度のプラズマ処理チャンバにおいて、本発明で開示する高流量のヘリウム
を添加せずにＳＦ6／Ｏ2化学剤を利用すると、商業的に許容できないエッチング
結果が生じる。例えばLegtenbergとSayauは、著しいマスクアンダカット、反対
側に傾斜する輪郭、マイクロマスキング、エッチング速度の低下、望ましくない
トレンチ形状、またはこれら要素の任意の組み合わせを報告している。参考とし
て、例えば、R. Legtenberg, H. Jansen, M. de Boer, M. Elwenspoekらによる
「Anisotropic Reactive Ion Etching of Silicon Using SF6/O2/CHF3 (J. Elec
trochem. Soc. Vol. 142, No.6, (1995))」、およびT. Syau, B. Baliga, R. Ha
makerらによる「Reactive Ion Etching of Silicon Trenches Using SF6/O2 Gas
Mixtures (J. Electrochem. Soc. Vol. 138, No. 10, (1991))」を参照すると
良い。
を添加せずにＳＦ6／Ｏ2化学剤を利用すると、商業的に許容できないエッチング
結果が生じる。例えばLegtenbergとSayauは、著しいマスクアンダカット、反対
側に傾斜する輪郭、マイクロマスキング、エッチング速度の低下、望ましくない
トレンチ形状、またはこれら要素の任意の組み合わせを報告している。参考とし
て、例えば、R. Legtenberg, H. Jansen, M. de Boer, M. Elwenspoekらによる
「Anisotropic Reactive Ion Etching of Silicon Using SF6/O2/CHF3 (J. Elec
trochem. Soc. Vol. 142, No.6, (1995))」、およびT. Syau, B. Baliga, R. Ha
makerらによる「Reactive Ion Etching of Silicon Trenches Using SF6/O2 Gas
Mixtures (J. Electrochem. Soc. Vol. 138, No. 10, (1991))」を参照すると
良い。
【００２０】 驚くことに、たとえ比較的高流量のヘリウムをＯ2／ＳＦ6化学剤に添加したと
しても、低密度のプラズマ処理システムでは望ましいエッチング結果を得ること
ができない。議論を容易にするため、図３に、低密度・平行平板型プラズマ処理
システムの中で、ハードマスク層３０４の開口部を経てシリコン層１０４にエッ
チングされた、トレンチ３０２を示した。図３の例において、プラズマ処理シス
テム内のエッチング中のイオンエネルギは、おおよそ１０10〜１０11イオン／ｃ
ｍ3である。図３に示されるように、ヘリウム／Ｏ2／ＳＦ6を低密度の平行平板
型プラズマ処理システムで試みると、領域３０６でマスクが著しくアンダカット
される。また、このようなエッチングプロフィルが特徴とする傾斜した側壁３０
８は、許容できないトレンチ形状の原因となる。また、トレンチ３０２の底部に
も著しい凹凸が見られ、傾斜した側壁３０８とトレンチ底部とに挟まれたコーナ
ー領域には微細なトレンチが形成される。本発明の発明者らにも完全には定かで
はない要因によって、高流量のヘリウムを含んだ酸素／フッ素ベースの化学剤は
、高密度プラズマ処理システムでのみ、より好ましくはプラズマ生成源とイオン
エネルギ源とを独立制御する高密度プラズマ処理システムでのみ、商業的に許容
できるエッチング結果を生じ得るようである。
しても、低密度のプラズマ処理システムでは望ましいエッチング結果を得ること
ができない。議論を容易にするため、図３に、低密度・平行平板型プラズマ処理
システムの中で、ハードマスク層３０４の開口部を経てシリコン層１０４にエッ
チングされた、トレンチ３０２を示した。図３の例において、プラズマ処理シス
テム内のエッチング中のイオンエネルギは、おおよそ１０10〜１０11イオン／ｃ
ｍ3である。図３に示されるように、ヘリウム／Ｏ2／ＳＦ6を低密度の平行平板
型プラズマ処理システムで試みると、領域３０６でマスクが著しくアンダカット
される。また、このようなエッチングプロフィルが特徴とする傾斜した側壁３０
８は、許容できないトレンチ形状の原因となる。また、トレンチ３０２の底部に
も著しい凹凸が見られ、傾斜した側壁３０８とトレンチ底部とに挟まれたコーナ
ー領域には微細なトレンチが形成される。本発明の発明者らにも完全には定かで
はない要因によって、高流量のヘリウムを含んだ酸素／フッ素ベースの化学剤は
、高密度プラズマ処理システムでのみ、より好ましくはプラズマ生成源とイオン
エネルギ源とを独立制御する高密度プラズマ処理システムでのみ、商業的に許容
できるエッチング結果を生じ得るようである。
【００２１】 やはり驚くことに、ヘリウムを別の不活性ガスで代用してもエッチング結果は
悪化する。このため、ヘリウムのイオン化エネルギを、その希釈効果および高密
度プラズマ処理システムの使用と組み合わせることが、商業的に許容可能なエッ
チング結果を生み、同時に高密度プラズマ処理チャンバでトレンチをエッチング
するための、決定的な要件だと考えられる。
悪化する。このため、ヘリウムのイオン化エネルギを、その希釈効果および高密
度プラズマ処理システムの使用と組み合わせることが、商業的に許容可能なエッ
チング結果を生み、同時に高密度プラズマ処理チャンバでトレンチをエッチング
するための、決定的な要件だと考えられる。
【００２２】 本発明による、トレンチをエッチングするための改良技術は、ドライエッチン
グ、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、磁気強化反応性
イオンエッチング（ＭＥＲＩＥ）等に適応したシステムを含む、任意の適切なプ
ラズマ処理システム（すなわちイオン密度が約１０12イオン／ｃｍ3を超えるも
の）で実施できると考えられる。これは、プラズマへのエネルギ供給が、電子サ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）源、マイクロ波プラズマ源、または誘導結合ＲＦ源
（ヘリコン共振器、ヘリカル共振器、および誘導コイル[極性か無極性かを問わ
ない]等）の、いずれを介してなされるかに依存しない。なかでもＥＣＲおよび
ＴＣＰブランド（トランスフォーマ結合プラズマ）は、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・コーポレーションより入手することができる
。上述したように、本発明は、プラズマ生成源をイオンエネルギ源から独立して
制御できるようなプラズマ処理システムで実施することが好ましい。
グ、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、磁気強化反応性
イオンエッチング（ＭＥＲＩＥ）等に適応したシステムを含む、任意の適切なプ
ラズマ処理システム（すなわちイオン密度が約１０12イオン／ｃｍ3を超えるも
の）で実施できると考えられる。これは、プラズマへのエネルギ供給が、電子サ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）源、マイクロ波プラズマ源、または誘導結合ＲＦ源
（ヘリコン共振器、ヘリカル共振器、および誘導コイル[極性か無極性かを問わ
ない]等）の、いずれを介してなされるかに依存しない。なかでもＥＣＲおよび
ＴＣＰブランド（トランスフォーマ結合プラズマ）は、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・コーポレーションより入手することができる
。上述したように、本発明は、プラズマ生成源をイオンエネルギ源から独立して
制御できるようなプラズマ処理システムで実施することが好ましい。
【００２３】 上述したように、任意の従来型且つ適切なプラズマ処理システムが使用可能で
あるが、本発明の一実施形態は、ラム・リサーチ・コーポレーションより入手可
能なＴＣＰ（商標）９４００ＳＥ 低圧・高密度プラズマリアクタで実施するも
のとする。図４は、プラズマ処理チャンバ４０２を備えたＴＣＰ（商標）９４０
０ プラズマリアクタ４００の概略を示した図である。チャンバ４０２の上方に
は電極４０４が設けられ、図４では誘導コイルで具現されている。コイル４０４
はプラズマ生成源を表わし、整合回路網（図４では省略）を介してＲＦジェネレ
ータ４０６により活性化される。コイル４０４に供給されるＲＦ電力のＲＦ周波
数は、例えば１３．５６ＭＨｚで良い。
あるが、本発明の一実施形態は、ラム・リサーチ・コーポレーションより入手可
能なＴＣＰ（商標）９４００ＳＥ 低圧・高密度プラズマリアクタで実施するも
のとする。図４は、プラズマ処理チャンバ４０２を備えたＴＣＰ（商標）９４０
０ プラズマリアクタ４００の概略を示した図である。チャンバ４０２の上方に
は電極４０４が設けられ、図４では誘導コイルで具現されている。コイル４０４
はプラズマ生成源を表わし、整合回路網（図４では省略）を介してＲＦジェネレ
ータ４０６により活性化される。コイル４０４に供給されるＲＦ電力のＲＦ周波
数は、例えば１３．５６ＭＨｚで良い。
【００２４】 チャンバ４０２にはガス散布板４０８が設けられており、この板は、エッチャ
ントソースガス等のガス状のソース材料を、自身と基板４１０の間に位置するＲ
Ｆ誘導プラズマ領域に散布するための、複数の穴を備えていることが好ましい。
ガス状のソース材は、チャンバの壁自体に組み込まれたポートから、または、シ
ャワーヘッドのように基板上に配置された別のガス散布装置から散布することも
可能である。基板４１０は、チャンバ４０２に挿入されてチャック４１２の上に
配置される。このチャック４１２は底部電極として作用し、ＲＦジェネレータ４
１４により（また通常は整合回路網を介して）バイアスをかけられることが好ま
しい。ＲＦジェネレータ４１４によって供給されるＲＦエネルギは、プラズマの
イオンエネルギを部分的に制御するものであり、例えば約１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ周波数を有するが、他のＲＦ周波数も可能である。チャック４１２は、任意の
適切なワークホルダで良く、例えば、静電（ＥＳＣ）チャック、メカニカルチャ
ック、真空チャック等で具現されていても良い。プラズマエッチング中、チャン
バ４０２内の圧力は低く抑えられていることが好ましく、例えば一実施形態では
約３０〜６０ミリトルであることが好ましい。
ントソースガス等のガス状のソース材料を、自身と基板４１０の間に位置するＲ
Ｆ誘導プラズマ領域に散布するための、複数の穴を備えていることが好ましい。
ガス状のソース材は、チャンバの壁自体に組み込まれたポートから、または、シ
ャワーヘッドのように基板上に配置された別のガス散布装置から散布することも
可能である。基板４１０は、チャンバ４０２に挿入されてチャック４１２の上に
配置される。このチャック４１２は底部電極として作用し、ＲＦジェネレータ４
１４により（また通常は整合回路網を介して）バイアスをかけられることが好ま
しい。ＲＦジェネレータ４１４によって供給されるＲＦエネルギは、プラズマの
イオンエネルギを部分的に制御するものであり、例えば約１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ周波数を有するが、他のＲＦ周波数も可能である。チャック４１２は、任意の
適切なワークホルダで良く、例えば、静電（ＥＳＣ）チャック、メカニカルチャ
ック、真空チャック等で具現されていても良い。プラズマエッチング中、チャン
バ４０２内の圧力は低く抑えられていることが好ましく、例えば一実施形態では
約３０〜６０ミリトルであることが好ましい。
【００２５】 図５は、高流量のヘリウムを含む酸素／フッ素ベースの化学剤を利用し、高密
度プラズマ処理チャンバのなかでシリコン層にトレンチをエッチングするための
改良技術を、本発明の一実施形態に従って示した流れ図である。
度プラズマ処理チャンバのなかでシリコン層にトレンチをエッチングするための
改良技術を、本発明の一実施形態に従って示した流れ図である。
【００２６】 工程５０２において、プラズマ処理チャンバを備えた高密度プラズマ処理シス
テムを提供する。上述したように、高密度プラズマ処理システムは、エッチング
のために生成されるプラズマのイオン密度が１０11／１０12イオン／ｃｍ3を超
えるプラズマ処理システムを指す。対する中密度または低密度のプラズマ処理シ
ステムは、プラズマ密度が約１０11イオン／ｃｍ3未満のプラズマを生成するプ
ラズマ処理システムである。工程５０２で提供される高密度プラズマ処理システ
ムは、プラズマ生成源とイオンエネルギ源との独立制御を可能にすることにより
、プラズマ密度とプラズマイオンエネルギとを個別に制御することが好ましい。
工程５０４において、Ｏ2と、ヘリウムと、無炭素のフッ素含有ガス（すなわち
炭素を含有しないフッ素含有ガス）とを含んだエッチャントソースガスがプラズ
マ処理チャンバに流される。工程５０４における無炭素のフッ素含有ガスは、Ｓ
Ｆ6および／またはＮＦ3であることが好ましい。
テムを提供する。上述したように、高密度プラズマ処理システムは、エッチング
のために生成されるプラズマのイオン密度が１０11／１０12イオン／ｃｍ3を超
えるプラズマ処理システムを指す。対する中密度または低密度のプラズマ処理シ
ステムは、プラズマ密度が約１０11イオン／ｃｍ3未満のプラズマを生成するプ
ラズマ処理システムである。工程５０２で提供される高密度プラズマ処理システ
ムは、プラズマ生成源とイオンエネルギ源との独立制御を可能にすることにより
、プラズマ密度とプラズマイオンエネルギとを個別に制御することが好ましい。
工程５０４において、Ｏ2と、ヘリウムと、無炭素のフッ素含有ガス（すなわち
炭素を含有しないフッ素含有ガス）とを含んだエッチャントソースガスがプラズ
マ処理チャンバに流される。工程５０４における無炭素のフッ素含有ガスは、Ｓ
Ｆ6および／またはＮＦ3であることが好ましい。
【００２７】 工程５０６において、工程５０４で提供されたエッチャントソースガスからプ
ラズマが生成される。そして、エッチャントソースガスを使用して、基板のシリ
コン層にトレンチをエッチングする（工程５０８）。上述したように、シリコン
層は単結晶のシリコン層である。既定の時間が経過した後か、またはエッチング
中にトレンチの深さをモニタリングすることにより、トレンチが望ましい深さに
到達した時点でエッチングを終了させる。
ラズマが生成される。そして、エッチャントソースガスを使用して、基板のシリ
コン層にトレンチをエッチングする（工程５０８）。上述したように、シリコン
層は単結晶のシリコン層である。既定の時間が経過した後か、またはエッチング
中にトレンチの深さをモニタリングすることにより、トレンチが望ましい深さに
到達した時点でエッチングを終了させる。
【００２８】 以下の実施例において、厚さ０．５ミクロンのハードマスクが載った６インチ
の単結晶シリコンウエハをエッチングするためには、以下に挙げるようなパラメ
ータが適切だと考えられる。さらに、以下で説明するおおよそのパラメータは、
ガスリング誘電を用いた上記ＴＣＰ（商標）９４００ ＳＥプラズマ処理システ
ムで実施される典型的なエッチングに適したものである。しかしながら、本発明
がそれほど限定的ではないこと、そしてここで開示されるパラメータおよび技術
を特定のプラズマ処理システムおよび／または基板の要求に見合うよう最適化す
ることは、当業者の技術レベルの範囲内であることを、留意する必要がある。
の単結晶シリコンウエハをエッチングするためには、以下に挙げるようなパラメ
ータが適切だと考えられる。さらに、以下で説明するおおよそのパラメータは、
ガスリング誘電を用いた上記ＴＣＰ（商標）９４００ ＳＥプラズマ処理システ
ムで実施される典型的なエッチングに適したものである。しかしながら、本発明
がそれほど限定的ではないこと、そしてここで開示されるパラメータおよび技術
を特定のプラズマ処理システムおよび／または基板の要求に見合うよう最適化す
ることは、当業者の技術レベルの範囲内であることを、留意する必要がある。
【００２９】 本実施例において、エッチングされるトレンチは約０．１５〜２ミクロンの開
口部を有し、約１〜１５ミクロンの深さまでエッチングされる。エッチングは、
プラズマ生成源とイオンエネルギ源との独立制御を可能とする高密度プラズマ処
理チャンバ内で、比較的高流量のヘリウムを利用することによって実施される。
口部を有し、約１〜１５ミクロンの深さまでエッチングされる。エッチングは、
プラズマ生成源とイオンエネルギ源との独立制御を可能とする高密度プラズマ処
理チャンバ内で、比較的高流量のヘリウムを利用することによって実施される。
【００３０】 この典型的なエッチングにおいて、総流量に占めるヘリウムの流量は約６５〜
９０％、より好ましくは約７０〜８５％であり、好ましくは約７５％である。Ｏ 2 対ＳＦ6の流量比もまた重要なパラメータであり、その範囲は約０．８〜２．０
、好ましくは約１〜１．６であり、好ましくは約１．３である。総流量に占める
酸素の流量は約５〜２０％、好ましくは約８〜１５％であり、好ましくは約１０
％である。総流量に占めるＳＦ6の流量は約８〜３０％、より好ましくは約１０
〜２０％であり、好ましくは約１５％である。
９０％、より好ましくは約７０〜８５％であり、好ましくは約７５％である。Ｏ 2 対ＳＦ6の流量比もまた重要なパラメータであり、その範囲は約０．８〜２．０
、好ましくは約１〜１．６であり、好ましくは約１．３である。総流量に占める
酸素の流量は約５〜２０％、好ましくは約８〜１５％であり、好ましくは約１０
％である。総流量に占めるＳＦ6の流量は約８〜３０％、より好ましくは約１０
〜２０％であり、好ましくは約１５％である。
【００３１】 この典型的なエッチングにおいて、総流量を立方センチメートル毎秒（ｓｃｃ
ｍ）で表わすと、約４０〜６００ｓｃｃｍ、より好ましくは約６０〜３００ｓｃ
ｃｍであり、好ましくは約１００ｓｃｃｍである。しかしながら、当業者には分
かるように、総流量は、処理する基板のサイズだけでなく、チャンバの設計やそ
の他の考慮すべきトレードオフにも依存する。底部の電力は約１０〜５０ワット
、より好ましくは約１５〜４０ワットであり、好ましくは約３０ワットである。
プラズマ処理チャンバの圧力は約３０〜１２０ミリトル（ｍＴ）、より好ましく
は約４０〜９０ｍＴであり、好ましくは約６０ｍＴである。チャックの温度は約
−３０〜＋８０度、より好ましくは約０〜５０度であり、好ましくは約２０度で
ある。ここで、チャックの温度とＯ2の流量とが互いにバランスされている点に
留意する必要がある。これは、温度の低下がパッシベーション率を増大させやす
く、それを補償するためには、酸素の流量を減少させて、トレンチ底部における
過剰のパッシベーションがエッチング工程を中断させるのを阻止する必要がある
ためである。上部（ＴＣＰ）の電力は約３００〜８００ワット、より好ましくは
約４００〜６００ワットであり、好ましくは約５００ワットである。エッチング
の継続時間は、エッチングする深さに依存する。例えば、深さが約１５ミクロン
のトレンチの場合、一例としてエッチングは８分間継続する。
ｍ）で表わすと、約４０〜６００ｓｃｃｍ、より好ましくは約６０〜３００ｓｃ
ｃｍであり、好ましくは約１００ｓｃｃｍである。しかしながら、当業者には分
かるように、総流量は、処理する基板のサイズだけでなく、チャンバの設計やそ
の他の考慮すべきトレードオフにも依存する。底部の電力は約１０〜５０ワット
、より好ましくは約１５〜４０ワットであり、好ましくは約３０ワットである。
プラズマ処理チャンバの圧力は約３０〜１２０ミリトル（ｍＴ）、より好ましく
は約４０〜９０ｍＴであり、好ましくは約６０ｍＴである。チャックの温度は約
−３０〜＋８０度、より好ましくは約０〜５０度であり、好ましくは約２０度で
ある。ここで、チャックの温度とＯ2の流量とが互いにバランスされている点に
留意する必要がある。これは、温度の低下がパッシベーション率を増大させやす
く、それを補償するためには、酸素の流量を減少させて、トレンチ底部における
過剰のパッシベーションがエッチング工程を中断させるのを阻止する必要がある
ためである。上部（ＴＣＰ）の電力は約３００〜８００ワット、より好ましくは
約４００〜６００ワットであり、好ましくは約５００ワットである。エッチング
の継続時間は、エッチングする深さに依存する。例えば、深さが約１５ミクロン
のトレンチの場合、一例としてエッチングは８分間継続する。
【００３２】 本発明による、高流量の酸素／フッ素ベースの化学剤を利用し、高密度プラズ
マ処理システムでシリコン層にトレンチをエッチングすると、エッチング速度を
十分に改善することができる。例えば典型的なエッチングでは、１．５〜３ミク
ロン／分のエッチング速度が観測された。これに対して従来技術による工程では
、エッチング速度は約１ミクロン／分にしか達しなかった。また、エッチングプ
ロフィルおよびマスクのアンダカットの程度も、生産ベースのＩＣ製造における
、商業的に有利な範囲内であった。エッチング速度がアスペクト比に依存する程
度も十分に軽減された。高流量のヘリウムを添加すると、典型的なエッチングで
は、１ミクロンおよび０．５ミクロンのトレンチサイズに対して（従来技術にお
ける約１００％と比較して）約２５％のＡＲＤＥが観測された。本発明によるエ
ッチング技術は、例えばトレンチの深さが最高８ミクロンでアスペクト比が最大
約３０：１（０．２５ミクロンのマスクを使用した場合）の現代の高密度ＩＣを
エッチングするのに適していると思われる。本発明は、開口部の寸法が０．１５
ミクロンひいてはそれ以下の小ささで且つアスペクト比が約１：１〜４０：１の
トレンチをエッチングするのに利用することができるが、アスペクト比がさらに
大きい（例えば約１００：１またはそれ以上）トレンチをエッチングするのにも
利用できると考えられる。
マ処理システムでシリコン層にトレンチをエッチングすると、エッチング速度を
十分に改善することができる。例えば典型的なエッチングでは、１．５〜３ミク
ロン／分のエッチング速度が観測された。これに対して従来技術による工程では
、エッチング速度は約１ミクロン／分にしか達しなかった。また、エッチングプ
ロフィルおよびマスクのアンダカットの程度も、生産ベースのＩＣ製造における
、商業的に有利な範囲内であった。エッチング速度がアスペクト比に依存する程
度も十分に軽減された。高流量のヘリウムを添加すると、典型的なエッチングで
は、１ミクロンおよび０．５ミクロンのトレンチサイズに対して（従来技術にお
ける約１００％と比較して）約２５％のＡＲＤＥが観測された。本発明によるエ
ッチング技術は、例えばトレンチの深さが最高８ミクロンでアスペクト比が最大
約３０：１（０．２５ミクロンのマスクを使用した場合）の現代の高密度ＩＣを
エッチングするのに適していると思われる。本発明は、開口部の寸法が０．１５
ミクロンひいてはそれ以下の小ささで且つアスペクト比が約１：１〜４０：１の
トレンチをエッチングするのに利用することができるが、アスペクト比がさらに
大きい（例えば約１００：１またはそれ以上）トレンチをエッチングするのにも
利用できると考えられる。
【００３３】 さらに重要なのは、かなり汚い工程と考えられ且つプラズマ処理チャンバを頻
繁に掃除する必要がある、前述したフッ化炭素ベースの化学剤を利用しなくても
、高いエッチング速度およびその他商業的に許容可能なエッチング結果を得られ
るということである。チャンバの掃除回数が減ると、基板のスループットが向上
するため、結果として半導体デバイスの生産コストを下げることが可能となる。
繁に掃除する必要がある、前述したフッ化炭素ベースの化学剤を利用しなくても
、高いエッチング速度およびその他商業的に許容可能なエッチング結果を得られ
るということである。チャンバの掃除回数が減ると、基板のスループットが向上
するため、結果として半導体デバイスの生産コストを下げることが可能となる。
【００３４】 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】 シリコン層にトレンチをエッチングするために利用される、シリコン層とマス
ク層とを含む積層体を、議論を容易にする目的で示した概略図である。
ク層とを含む積層体を、議論を容易にする目的で示した概略図である。
【図２】 高密度・誘導結合プラズマ処理チャンバで、エッチャントソースガスとしてＳ
Ｆ6／Ｏ2を使用してシリコン層にエッチングされたトレンチを示した図である。
Ｆ6／Ｏ2を使用してシリコン層にエッチングされたトレンチを示した図である。
【図３】 低密度・平行平板型プラズマ処理システムで、ハードマスク層の開口部を経て
シリコン層にエッチングされたトレンチを示した図である。
シリコン層にエッチングされたトレンチを示した図である。
【図４】 本発明での使用に適したプラズマ処理チャンバである、ＴＣＰ（商標）９４０
０ ＳＥ プラズマリアクタを示した概略図である。
０ ＳＥ プラズマリアクタを示した概略図である。
【図５】 高密度プラズマ処理チャンバで、エッチャントソースガスとしてヘリウム／Ｏ 2 ／無炭素のフッ素含有ガスを利用し、基板のシリコン層にトレンチを形成する
際に使用される工程を、本発明の一実施形態に従って示した流れ図である。
際に使用される工程を、本発明の一実施形態に従って示した流れ図である。
１００…積層体 １０２…マスク層 １０４…シリコン層 １０６…開口部 ２０２…トレンチ ２０４…アンダカットが生じる領域 ２０６…デコボコが生じる領域 ３０２…トレンチ ３０４…ハードマスク層 ３０６…アンダカットが生じる領域 ３０８…傾斜した側壁 ４００…ＴＣＰ（登録商標）９４００プラズマリアクタ ４０２…プラズマ処理チャンバ ４０４…電極（誘導コイル） ４０６…ＲＦジェネレータ ４０８…バス分布板 ４１０…基板 ４１２…チャック ４１４…ＲＦジェネレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA05 BA04 BA08 BA14 BA20 BB11 BB13 CA02 CA03 DA17 DA18 DA22 DA26 DB01 EB01 EB04 EB05
Claims (15)
- 【請求項１】 単結晶のシリコン層にトレンチを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と、可変のプラズマ生成源と、可変のイオンエネルギ源
とを備え、前記可変のプラズマ生成源が前記可変のイオンエネルギ源から独立し
て制御されるように構成されているプラズマ処理システムを提供する工程と、 Ｏ2と、ヘリウムと、ＳＦ6およびＮＦ3のうちの少なくとも１種と、を含むエ
ッチャントソースガスを前記プラズマ処理チャンバに流しこむ工程と、 前記エッチャントソースガスからプラズマを形成するために、前記可変のプラ
ズマ生成源と前記可変のイオンエネルギ源とを、両方とも活性化させる工程と、 前記プラズマを利用して前記トレンチをエッチングする工程と、 を備える、エッチング方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、 前記可変のプラズマ生成源は誘導源である、エッチング方法。
- 【請求項３】 請求項２記載の方法であって、 前記誘導源は、ＲＦエネルギを供給されると前記プラズマと誘導結合するよう
に構成されているコイルである、エッチング方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法であって、 前記プラズマのイオン密度は約１０11イオン／ｃｍ3を超える、エッチング方
法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法であって、 前記プラズマのイオン密度は約１０12イオン／ｃｍ3を超える、エッチング方
法。 - 【請求項６】 請求項４記載の方法であって、 前記ヘリウムの流量は、前記エッチャントソースガスの総流量の約６５％を超
える、エッチング方法。 - 【請求項７】 請求項１記載の方法であって、 前記可変のプラズマ生成源は誘導源である、エッチング方法。
- 【請求項８】 請求項７記載の方法であって、 前記プラズマのイオン密度は約１０11イオン／ｃｍ3を超える、エッチング方
法。 - 【請求項９】 単結晶のシリコン層にトレンチを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と、可変のプラズマ生成源と、可変のイオンエネルギ源
とを備え、前記可変のプラズマ生成源が前記可変のイオンエネルギ源から独立し
て制御されるように構成されている高密度プラズマ処理システムを提供する工程
と、 Ｏ2と、ヘリウムと、少なくともＳＦ6とＮＦ3のうちの１種と、を含むエッチ
ャントソースガスを前記プラズマ処理チャンバに流す工程と、 前記エッチャントソースガスからプラズマを形成するために、前記可変のプラ
ズマ生成源と前記可変のイオンエネルギ源とを両方とも活性化させる工程と、 前記プラズマを利用して前記トレンチをエッチングする工程と、 を備える、エッチング方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法であって、 前記ヘリウムの流量は、前記エッチャントソースガスの総流量の約６５％を超
える、エッチング方法。 - 【請求項１１】 請求項９記載の方法であって、 前記ヘリウムの流量は、前記エッチャントソースガスの総流量の約７０〜約８
５％である、エッチング方法。 - 【請求項１２】 請求項９記載の方法であって、 前記可変のプラズマ生成源は電子サイクロトロン共鳴源である、エッチング方
法。 - 【請求項１３】 請求項９記載の方法であって、 前記可変のイオンエネルギ源はＲＦジェネレータである、エッチング方法。
- 【請求項１４】 請求項９記載の方法であって、 Ｏ2の流量に対するＳＦ6の比は約０．８〜約２．０である、エッチング方法。
- 【請求項１５】 請求項９記載の方法であって、 前記プラズマのイオン密度は約１０11イオン／ｃｍ3を超える、エッチング方
法。
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