JP2002520872A - ポリシリコン用ドーピング無依存式自己清浄エッチング処理 - Google Patents
ポリシリコン用ドーピング無依存式自己清浄エッチング処理Info
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Abstract
(57)【要約】
基板（１４）上のポリシリコンである層（２８）をエッチングする方法は、好ましくは、処理チャンバ（５０）の支持台（７５）上に該基板を置く段階を含む。該基板（４５）は、好ましくは、ＨＢｒ、Ｂｒ２、又は、ＣＨ３Ｂｒである臭素含有ガス、好ましくは、Ｃｌ２、又は、ＨＣｌである塩素含有ガス、好ましくは、ＮＦ３、ＣＦ４、又は、ＳＦ6である無機フッ素化ガス、及び、随意的にＨｅで希釈された酸素ガスを含む活性化された処理ガスに曝される。該ガス成分の体積流量比は、該活性化処理ガスが該ポリシリコン層（２８）の異なるドーパント濃度を有する領域（２８ａ，ｂ）を実質的に同じエッチング速度でエッチングするように選択される。随意的に、ガス組成はまた、該基板（４５）のエッチング中に、同時に処理チャンバ（５０）の内部表面からエッチング残留物を清浄するように調整される。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、本明細書において参照される「自己清浄エッチング処理」と題する
１９９７年１１月１２日出願の米国特許出願第０８／９６９，１２２号の一部継
続出願である。 本発明は、基板上のケイ素含有層をエッチングする方法に関する。
１９９７年１１月１２日出願の米国特許出願第０８／９６９，１２２号の一部継
続出願である。 本発明は、基板上のケイ素含有層をエッチングする方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 集積回路の製造において、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリシリコン、ケイ化
金属、及び、単結晶ケイ素層など、基板上に形成されるケイ素含有層は、ゲート
、バイア、接触孔、トレンチ、及び／又は、相互接続線を形成するようにエッチ
ングされる。エッチング処理において、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び／又は
、フォトレジストを含むパターンマスク層は、従来の方法を使用して基板上に形
成され、基板上のケイ素含有層の露光部分は、マイクロ波又は高周波により活性
化された処理ガスによりエッチングされる。
金属、及び、単結晶ケイ素層など、基板上に形成されるケイ素含有層は、ゲート
、バイア、接触孔、トレンチ、及び／又は、相互接続線を形成するようにエッチ
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、フォトレジストを含むパターンマスク層は、従来の方法を使用して基板上に形
成され、基板上のケイ素含有層の露光部分は、マイクロ波又は高周波により活性
化された処理ガスによりエッチングされる。
【０００３】 従来のエッチング処理の場合、同じエッチング速度で２つ以上の成分の異なる
領域を含む表面層をエッチングすることが困難なので、１つの問題が生じる。例
えば、より低電圧でより高速な作動速度で作動するように対称的にマッチされた
対として組み立てられた、ｐ−チャネル及びｎ−チャネルの炭素モリブデン鋼（
ＣＭＯＳ）トランジスタにおいて成分の異なる表面層が生じる。図１ａで示すよ
うに、１組の整合トランジスタ１０ａ及び１０ｂは、ホウ素又はリンのようなド
ーパントを添加されてｐ−井戸１２ａ、及び、ｎ−井戸１２ｂを形成する半導体
基板１４に隣接領域を備える。ｐ−井戸１２ａ及びｎ−井戸１２ｂの離散領域が
注入されて、トランジスタ１０ａ及び１０ｂのソース１６、及び、ドレーン１８
を形成する。次に、ｐ−井戸１２ａ及びｎ−井戸１２ｂの境界に重なる基板１４
の表面が、従来の写真平板術及びエッチング技術を使ってエッチングされ、分離
構造２２用の空隙が開けられる。二酸化ケイ素の層は、基板１４の表面に形成さ
れ、分離構造２２及び上に重なるゲート酸化物層２４を生成する。ポリシリコン
２８の層は、ゲート酸化物層２４の上に生長し、異なるタイプすなわちｎ−タイ
プ又はｐ−タイプのドーパント、及び、異なる濃度のドーパントをドープされ、
各トランジスタ１０ａ及び１０ｂに対するゲート構造２８ａ及び２８ｂを形成す
る。次に、パターンマスク層２０は、ポリシリコン層の上に堆積され、エッチン
グされて図１ａに示す２重ゲート構造２８ａ及び２８ｂを形成する。
領域を含む表面層をエッチングすることが困難なので、１つの問題が生じる。例
えば、より低電圧でより高速な作動速度で作動するように対称的にマッチされた
対として組み立てられた、ｐ−チャネル及びｎ−チャネルの炭素モリブデン鋼（
ＣＭＯＳ）トランジスタにおいて成分の異なる表面層が生じる。図１ａで示すよ
うに、１組の整合トランジスタ１０ａ及び１０ｂは、ホウ素又はリンのようなド
ーパントを添加されてｐ−井戸１２ａ、及び、ｎ−井戸１２ｂを形成する半導体
基板１４に隣接領域を備える。ｐ−井戸１２ａ及びｎ−井戸１２ｂの離散領域が
注入されて、トランジスタ１０ａ及び１０ｂのソース１６、及び、ドレーン１８
を形成する。次に、ｐ−井戸１２ａ及びｎ−井戸１２ｂの境界に重なる基板１４
の表面が、従来の写真平板術及びエッチング技術を使ってエッチングされ、分離
構造２２用の空隙が開けられる。二酸化ケイ素の層は、基板１４の表面に形成さ
れ、分離構造２２及び上に重なるゲート酸化物層２４を生成する。ポリシリコン
２８の層は、ゲート酸化物層２４の上に生長し、異なるタイプすなわちｎ−タイ
プ又はｐ−タイプのドーパント、及び、異なる濃度のドーパントをドープされ、
各トランジスタ１０ａ及び１０ｂに対するゲート構造２８ａ及び２８ｂを形成す
る。次に、パターンマスク層２０は、ポリシリコン層の上に堆積され、エッチン
グされて図１ａに示す２重ゲート構造２８ａ及び２８ｂを形成する。
【０００４】 従来のエッチング処理を用いて、これら２重にドープされたポリシリコン層２
８がエッチングされる時、異なる領域２８ａ及び２８ｂは、異なるエッチング速
度でエッチングされる。例えば、ｎ−タイプのドーパントを有する領域２８ａは
、通常、ｐ−タイプのドーパントを有する領域２８ｂよりも２０％も速くエッチ
ングされる。また、ドープされた領域は、通常、ドープされていない領域、また
は、注入物が基板の焼きなましにより拡散又は活性化していない領域よりも遥か
に速い速度でエッチングされる。このエッチング速度の相違は、より緩やかにエ
ッチングされた領域には残留物が堆積し、及び／又は、より速くエッチングされ
た領域には過剰なゲート酸化物２４の損失をもたらす可能性がある。更に、従来
のエッチング処理はまた、基板１４のある領域と他の領域との間に受容しがたい
ほど大きい断面角の変動（３度より大きい）がある形態をエッチングする。断面
角は、エッチングされた形態の側壁と基板平面との作る角である。組成が変動し
ている基板表面の領域を通して一定のエッチング速度で、また、エッチングされ
た形態の断面角が実質的に又は全く変動しないようにエッチングするエッチング
処理を施すことが必要である。
８がエッチングされる時、異なる領域２８ａ及び２８ｂは、異なるエッチング速
度でエッチングされる。例えば、ｎ−タイプのドーパントを有する領域２８ａは
、通常、ｐ−タイプのドーパントを有する領域２８ｂよりも２０％も速くエッチ
ングされる。また、ドープされた領域は、通常、ドープされていない領域、また
は、注入物が基板の焼きなましにより拡散又は活性化していない領域よりも遥か
に速い速度でエッチングされる。このエッチング速度の相違は、より緩やかにエ
ッチングされた領域には残留物が堆積し、及び／又は、より速くエッチングされ
た領域には過剰なゲート酸化物２４の損失をもたらす可能性がある。更に、従来
のエッチング処理はまた、基板１４のある領域と他の領域との間に受容しがたい
ほど大きい断面角の変動（３度より大きい）がある形態をエッチングする。断面
角は、エッチングされた形態の側壁と基板平面との作る角である。組成が変動し
ている基板表面の領域を通して一定のエッチング速度で、また、エッチングされ
た形態の断面角が実質的に又は全く変動しないようにエッチングするエッチング
処理を施すことが必要である。
【０００５】 ある解決策として、強い化学反応性エッチングガスを使用し、濃度や成分が変
動するドーパントを有する層を通して、より高速でより一定なエッチング速度で
エッチングされる。しかし高度に反応性のエッチングガスは、通常、レジスト層
か基層かに関して、実質的に又は全く選択性を与えず、一般に同一の高いエッチ
ング速度で基層を通してエッチングする。基層がまた、単体ケイ素又はケイ素化
合物を包含する時は、これはとりわけ一般的である。例えば、薄い二酸化ケイ素
ゲート酸化物層の上に重なっているポリシリコン層を通してエッチングする時、
基層を通してエッチングすることなくエッチング処理を止めることが必要である
。すなわち、同様にシリコン種を含む基層に対するエッチング選択性を犠牲にす
ることなく、ポリシリコン層の成分変動領域に対して高速かつ一定なエッチング
速度をもたらすエッチング処理ガスが必要とされる。
動するドーパントを有する層を通して、より高速でより一定なエッチング速度で
エッチングされる。しかし高度に反応性のエッチングガスは、通常、レジスト層
か基層かに関して、実質的に又は全く選択性を与えず、一般に同一の高いエッチ
ング速度で基層を通してエッチングする。基層がまた、単体ケイ素又はケイ素化
合物を包含する時は、これはとりわけ一般的である。例えば、薄い二酸化ケイ素
ゲート酸化物層の上に重なっているポリシリコン層を通してエッチングする時、
基層を通してエッチングすることなくエッチング処理を止めることが必要である
。すなわち、同様にシリコン種を含む基層に対するエッチング選択性を犠牲にす
ることなく、ポリシリコン層の成分変動領域に対して高速かつ一定なエッチング
速度をもたらすエッチング処理ガスが必要とされる。
【０００６】 エッチング処理の間に、側壁及び天井のような処理チャンバの内部表面及び処
理チャンバの内部構成部品の表面上に濃縮及び堆積する、エッチング液残留物の
薄い薄膜を清浄又は除去することが困難であるという別の問題が生じる。エッチ
ング液残留物の組成は、処理ガス、エッチングされた物質の蒸発物質、及び、基
板上のマスク層の成分に左右される。例えば、ケイ化タングステン、ポリシリコ
ン、又は、他のケイ素含有層がエッチングされた時、ケイ素含有ガス状種が蒸発
又は飛散し、エッチング液残留堆積物の主要な成分を形成する。加えて、マスク
層もまた、部分的に蒸発してガス状炭化水素又は酸素含有物を形成し、それが処
理チャンバの内部表面に濃縮する。すなわち、エッチング液残留堆積物は、一般
に、マスク層のフォトレジストから蒸発した炭化水素種、フッ素、塩素、酸素、
又は、窒素のような処理ガス種、及び、基板上でエッチングされるポリシリコン
層から出た蒸発ケイ素含有種を含むポリマー副産物から成っている。エッチング
液残留堆積物の化学組成はまた、局所的気体環境の組成、ガス入口及び排出ポー
トの位置、及び、処理チャンバの幾何学的形状により、処理チャンバの表面に亘
って相当に変化することが可能である。
理チャンバの内部構成部品の表面上に濃縮及び堆積する、エッチング液残留物の
薄い薄膜を清浄又は除去することが困難であるという別の問題が生じる。エッチ
ング液残留物の組成は、処理ガス、エッチングされた物質の蒸発物質、及び、基
板上のマスク層の成分に左右される。例えば、ケイ化タングステン、ポリシリコ
ン、又は、他のケイ素含有層がエッチングされた時、ケイ素含有ガス状種が蒸発
又は飛散し、エッチング液残留堆積物の主要な成分を形成する。加えて、マスク
層もまた、部分的に蒸発してガス状炭化水素又は酸素含有物を形成し、それが処
理チャンバの内部表面に濃縮する。すなわち、エッチング液残留堆積物は、一般
に、マスク層のフォトレジストから蒸発した炭化水素種、フッ素、塩素、酸素、
又は、窒素のような処理ガス種、及び、基板上でエッチングされるポリシリコン
層から出た蒸発ケイ素含有種を含むポリマー副産物から成っている。エッチング
液残留堆積物の化学組成はまた、局所的気体環境の組成、ガス入口及び排出ポー
トの位置、及び、処理チャンバの幾何学的形状により、処理チャンバの表面に亘
って相当に変化することが可能である。
【０００７】 処理チャンバ表面に形成されたエッチング液残留堆積物は、基板１４の汚染を
防ぐために定期的に掃除される。一般的には、約２５枚の基板の処理後、現場で
プラズマ乾式清浄処理を用いて処理チャンバ表面を乾式清浄する。しかし、エッ
チング液残留堆積物をエッチングする従来の清浄プラズマは、処理チャンバの壁
及び処理チャンバ構成要素を急速に浸食する高エネルギープラズマ種を含み、ま
た、その様な部品や構成要素をしばしば取り替えることは高価である。その上、
多数の基板を処理した後、エッチング処理チャンバは、外気に開放され、湿式清
浄処理が行われ、オペレータは、酸又は溶剤を使用して内部処理チャンバ表面の
蓄積したエッチング液残留堆積物をこすり落とし、溶解する。湿式清浄段階の後
、処理チャンバは、真空環境へ２から３時間ポンプ排気され、湿気や他の取り込
まれていた揮発性種がガス化するようにして、乾燥される。その後で、処理チャ
ンバが一貫性及び再現性のあるエッチング特性をもたらすまで、処理チャンバで
行われるべきエッチング処理が１０から１５分の間、一連のダミーウェーハを使
って実行される。競争の激しい半導体産業にあっては、基板当たりのコストや、
乾式清浄、湿式清浄、及び、乾燥段階の間の処理チャンバの停止時間の増加は、
非常に問題である。また、清浄処理は、湿式清浄段階がオペレータにより人手で
行われるため、一貫性のない変動するエッチング性能をもたらす。
防ぐために定期的に掃除される。一般的には、約２５枚の基板の処理後、現場で
プラズマ乾式清浄処理を用いて処理チャンバ表面を乾式清浄する。しかし、エッ
チング液残留堆積物をエッチングする従来の清浄プラズマは、処理チャンバの壁
及び処理チャンバ構成要素を急速に浸食する高エネルギープラズマ種を含み、ま
た、その様な部品や構成要素をしばしば取り替えることは高価である。その上、
多数の基板を処理した後、エッチング処理チャンバは、外気に開放され、湿式清
浄処理が行われ、オペレータは、酸又は溶剤を使用して内部処理チャンバ表面の
蓄積したエッチング液残留堆積物をこすり落とし、溶解する。湿式清浄段階の後
、処理チャンバは、真空環境へ２から３時間ポンプ排気され、湿気や他の取り込
まれていた揮発性種がガス化するようにして、乾燥される。その後で、処理チャ
ンバが一貫性及び再現性のあるエッチング特性をもたらすまで、処理チャンバで
行われるべきエッチング処理が１０から１５分の間、一連のダミーウェーハを使
って実行される。競争の激しい半導体産業にあっては、基板当たりのコストや、
乾式清浄、湿式清浄、及び、乾燥段階の間の処理チャンバの停止時間の増加は、
非常に問題である。また、清浄処理は、湿式清浄段階がオペレータにより人手で
行われるため、一貫性のない変動するエッチング性能をもたらす。
【０００８】 すなわち、異なるドーパント濃度を有するケイ素含有層を、一定のエッチング
速度でしかも基層に対する高度のエッチング選択性を備えてエッチングするエッ
チング処理法が必要である。エッチング処理には、２通りにドープされた、又は
、ドーピング／非ドーピング処理の領域を包含するポリシリコン層を、一定で一
貫性のあるエッチング速度でエッチングすることが特に必要である。エッチング
処理には、処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング液残留堆積物を、処
理チャンバ表面を過剰に浸食することなく取り去ることもまた必要である。
速度でしかも基層に対する高度のエッチング選択性を備えてエッチングするエッ
チング処理法が必要である。エッチング処理には、２通りにドープされた、又は
、ドーピング／非ドーピング処理の領域を包含するポリシリコン層を、一定で一
貫性のあるエッチング速度でエッチングすることが特に必要である。エッチング
処理には、処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング液残留堆積物を、処
理チャンバ表面を過剰に浸食することなく取り去ることもまた必要である。
【０００９】 （発明の開示） 本発明は、基板上のポリシリコン層のエッチング方法を提供する。本方法では
、基板は処理チャンバ内に置かれ、臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化
ガス、及び、酸素ガスを含む、活性化処理ガスに曝される。 別の態様において、本発明の処理は、基板上のポリシリコン層をエッチングす
る方法と、その一方で、同時に処理チャンバの内部表面を清浄する方法とに関す
る。本方法は、基板を処理チャンバ内に据え付け、基板及び処理チャンバの内部
表面を活性化処理ガスに曝す段階を含んでいる。活性化処理ガスは、ＨＢｒ、Ｂ
ｒ2、ＣＨ3Ｂｒからなる群から選択される臭素含有ガス、Ｃｌ2、ＨＣｌからな
る群から選択される塩素含有ガス、ＮＦ3、ＣＦ4、ＳＦ6からなる群から選択さ
れる無機フッ素化ガス、及び、Ｏ2、Ｈｅ−Ｏ2からなる群から選択される酸素ガ
スを含んでいる。
、基板は処理チャンバ内に置かれ、臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化
ガス、及び、酸素ガスを含む、活性化処理ガスに曝される。 別の態様において、本発明の処理は、基板上のポリシリコン層をエッチングす
る方法と、その一方で、同時に処理チャンバの内部表面を清浄する方法とに関す
る。本方法は、基板を処理チャンバ内に据え付け、基板及び処理チャンバの内部
表面を活性化処理ガスに曝す段階を含んでいる。活性化処理ガスは、ＨＢｒ、Ｂ
ｒ2、ＣＨ3Ｂｒからなる群から選択される臭素含有ガス、Ｃｌ2、ＨＣｌからな
る群から選択される塩素含有ガス、ＮＦ3、ＣＦ4、ＳＦ6からなる群から選択さ
れる無機フッ素化ガス、及び、Ｏ2、Ｈｅ−Ｏ2からなる群から選択される酸素ガ
スを含んでいる。
【００１０】 更に別の態様では、本発明の処理は、基板上のポリシリコン層をエッチングす
る方法に関すると同時に、ポリシリコン層が第１のドーパント濃度の第１の領域
、及び、第２のドーパント濃度の第２の領域を有する処理チャンバの内部表面を
清浄する方法に関する。本方法では、基板上のポリシリコン層及び処理チャンバ
の内部表面は、ＨＢｒ、Ｂｒ2、ＣＨ3Ｂｒからなる群から選択される臭素含有ガ
ス、Ｃｌ2、ＨＣｌからなる群から選択される塩素含有ガス、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｓ
Ｆ6からなる群から選択される無機フッ素化ガス、及びＯ2、Ｈｅ−Ｏ2からなる
群から選択される酸素ガスを含む活性化処理ガスに曝される。無機フッ素化ガス
の体積流量に対する、臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの体積流量
を合わせた体積流量の体積流量比は、第１及び第２の領域を約１０％未満の差の
エッチング速度でエッチングするように選択される。
る方法に関すると同時に、ポリシリコン層が第１のドーパント濃度の第１の領域
、及び、第２のドーパント濃度の第２の領域を有する処理チャンバの内部表面を
清浄する方法に関する。本方法では、基板上のポリシリコン層及び処理チャンバ
の内部表面は、ＨＢｒ、Ｂｒ2、ＣＨ3Ｂｒからなる群から選択される臭素含有ガ
ス、Ｃｌ2、ＨＣｌからなる群から選択される塩素含有ガス、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｓ
Ｆ6からなる群から選択される無機フッ素化ガス、及びＯ2、Ｈｅ−Ｏ2からなる
群から選択される酸素ガスを含む活性化処理ガスに曝される。無機フッ素化ガス
の体積流量に対する、臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの体積流量
を合わせた体積流量の体積流量比は、第１及び第２の領域を約１０％未満の差の
エッチング速度でエッチングするように選択される。
【００１１】 本発明の更に別の態様では、本発明の処理は、基板上のケイ素含有層をエッチ
ングし、同時に処理チャンバの内部表面を清浄する、多段階処理に関する。本方
法では、ケイ素含有層を有する基板が処理チャンバ内に据えられ、第１段階で第
１の活性化処理ガスが処理チャンバに供給される。第１の処理ガスは、基板上の
ケイ素含有層をエッチングするためのエッチングガス、及び、ケイ素含有層のエ
ッチングの間に処理チャンバの内部表面に形成された堆積物を清浄するための清
浄ガスを含む。次に、ポンプ排出段階で、第１の処理ガスの流れが止められ、第
１の処理ガスが処理チャンバから排出される。次に、第２のエッチング段階で、
ケイ素含有層をエッチングするためのエッチングガスを含む第２の活性化処理ガ
スが処理チャンバに供給されるが、第２の活性化処理ガスは、清浄ガスを実質的
に含まない。第２の処理ガスはまた、下層のゲート酸化物層に対する高度の選択
性を備え、それによりゲート酸化物損失を低減する。 本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び、利点は、本発明の処理に従って実
行される実施例を図解及び説明する以下の図面及び記述から更に理解されるであ
ろう。
ングし、同時に処理チャンバの内部表面を清浄する、多段階処理に関する。本方
法では、ケイ素含有層を有する基板が処理チャンバ内に据えられ、第１段階で第
１の活性化処理ガスが処理チャンバに供給される。第１の処理ガスは、基板上の
ケイ素含有層をエッチングするためのエッチングガス、及び、ケイ素含有層のエ
ッチングの間に処理チャンバの内部表面に形成された堆積物を清浄するための清
浄ガスを含む。次に、ポンプ排出段階で、第１の処理ガスの流れが止められ、第
１の処理ガスが処理チャンバから排出される。次に、第２のエッチング段階で、
ケイ素含有層をエッチングするためのエッチングガスを含む第２の活性化処理ガ
スが処理チャンバに供給されるが、第２の活性化処理ガスは、清浄ガスを実質的
に含まない。第２の処理ガスはまた、下層のゲート酸化物層に対する高度の選択
性を備え、それによりゲート酸化物損失を低減する。 本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び、利点は、本発明の処理に従って実
行される実施例を図解及び説明する以下の図面及び記述から更に理解されるであ
ろう。
【００１２】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明に従って基板４５をエッチングするのに適する装置４０は、図２に概略
で示すように、基板を処理する遮蔽された処理チャンバ５０を含んでいる。ここ
に示された装置４０の特定の実施形態は、半導体基板４５の処理に適し、本発明
を説明するためにのみ準備されたのであり、本発明の範囲を限定するために使用
されるべきではない。遮蔽された処理チャンバ５０は、金属、セラミック、ガラ
ス、ポリマー、及び、複合材料を含む多様な材料のいずれかで組み立てられた側
壁５５、天井６０、底壁６５を有するている。処理チャンバ５０に形成された処
理区域７０は、基板４５の直接上にあってそれを囲み、少なくとも約１０，００
０立方センチメートルの体積、より好ましくは、約１０，０００から約５０，０
００立方センチメートルを有する。天井６０は、平面、弓形、円錐形、ドーム型
、又は、多半径ドーム型であることが可能である。天井６０は、処理区域７０の
全体積に亘り活性化処理ガスを均一に分配するドーム型であることが好ましい。
この理由は、ドーム型の天井６０は、平らな天井よりも基板４５から遠く、それ
により基板４５の近傍における解離イオンの再結合損失を低減し、基板４５表面
全体に亘り、平らな天井よりも均一なイオン密度をもたらすからである。ドーム
天井６０は、基板４５の上方にドーム形表面をもたらす、平らなドーム形、円錐
形、円錐台形、円筒形、又は、他のその様な形状の組み合わせが可能である。
で示すように、基板を処理する遮蔽された処理チャンバ５０を含んでいる。ここ
に示された装置４０の特定の実施形態は、半導体基板４５の処理に適し、本発明
を説明するためにのみ準備されたのであり、本発明の範囲を限定するために使用
されるべきではない。遮蔽された処理チャンバ５０は、金属、セラミック、ガラ
ス、ポリマー、及び、複合材料を含む多様な材料のいずれかで組み立てられた側
壁５５、天井６０、底壁６５を有するている。処理チャンバ５０に形成された処
理区域７０は、基板４５の直接上にあってそれを囲み、少なくとも約１０，００
０立方センチメートルの体積、より好ましくは、約１０，０００から約５０，０
００立方センチメートルを有する。天井６０は、平面、弓形、円錐形、ドーム型
、又は、多半径ドーム型であることが可能である。天井６０は、処理区域７０の
全体積に亘り活性化処理ガスを均一に分配するドーム型であることが好ましい。
この理由は、ドーム型の天井６０は、平らな天井よりも基板４５から遠く、それ
により基板４５の近傍における解離イオンの再結合損失を低減し、基板４５表面
全体に亘り、平らな天井よりも均一なイオン密度をもたらすからである。ドーム
天井６０は、基板４５の上方にドーム形表面をもたらす、平らなドーム形、円錐
形、円錐台形、円筒形、又は、他のその様な形状の組み合わせが可能である。
【００１３】 上部に基板４５を受け入れるための受け面８５を有する支持台７５は、処理区
域７０に配置される。受け面８５は、基板４５の実質的に全面を均一に熱し又は
冷却するように、熱転移ガスを保持するサイズが決められ、分配された溝８０を
含むことが好ましい。一般的には、溝８０に保持される熱転移ガスは、約５から
約３０トールの圧力で供給されるヘリウム又はアルゴンを含んでいる。 処理ガスは、処理ガス供給器９０、ガス流制御弁９５、処理ガス分配器１００
を含むガス分配システム８５を通して処理チャンバ５０内に導入される。処理ガ
ス分配器１００は、基板４５の周囲に配置されたガス出口１０５（図示するよう
に）、又は、処理チャンバ５０の天井６０に設置されガス出口をその中に備えた
シャワーヘッド（図示されていない）を含むことができる。使用済み処理ガス及
びエッチング液副産物は、処理チャンバ５０で最小圧力約１０-3ミリトールを達
成できる真空ポンプ１１５（通常１０００リットル／秒の荒引きポンプ）を含む
排出システム１１０を通して処理チャンバ５０から排出される。排出システム１
１０内には、スロットル弁１２０が備えられ、処理チャンバ５０の使用済み処理
ガス流と処理ガス圧とを制御する。
域７０に配置される。受け面８５は、基板４５の実質的に全面を均一に熱し又は
冷却するように、熱転移ガスを保持するサイズが決められ、分配された溝８０を
含むことが好ましい。一般的には、溝８０に保持される熱転移ガスは、約５から
約３０トールの圧力で供給されるヘリウム又はアルゴンを含んでいる。 処理ガスは、処理ガス供給器９０、ガス流制御弁９５、処理ガス分配器１００
を含むガス分配システム８５を通して処理チャンバ５０内に導入される。処理ガ
ス分配器１００は、基板４５の周囲に配置されたガス出口１０５（図示するよう
に）、又は、処理チャンバ５０の天井６０に設置されガス出口をその中に備えた
シャワーヘッド（図示されていない）を含むことができる。使用済み処理ガス及
びエッチング液副産物は、処理チャンバ５０で最小圧力約１０-3ミリトールを達
成できる真空ポンプ１１５（通常１０００リットル／秒の荒引きポンプ）を含む
排出システム１１０を通して処理チャンバ５０から排出される。排出システム１
１０内には、スロットル弁１２０が備えられ、処理チャンバ５０の使用済み処理
ガス流と処理ガス圧とを制御する。
【００１４】 ガス活性化器１２５を使用して処理ガスが活性化され、処理チャンバ５０内へ
の導入の前か後に、活性化処理ガス又はプラズマを形成する。適切なガス活性化
器１２５は、処理チャンバ５０の中心を通って延び基板４５の平面に垂直である
縦方向の垂直軸線と一致する中心軸線に関して円対称である１つ以上のインダク
タコイル１３０を含む。インダクタコイル１３０は、好ましくは１から１０巻き
、より一般には２から６巻きのソレノイドコイルを備える。インダクタコイル１
３０の配置と数は、天井６０の近傍で電流とアンテナ巻回との目標とする積（ｄ
／ｄｔ）（Ｎ・Ｉ）をもたらすように選択され、活性化処理ガスに密接に結合す
る強い誘導フラックス連結と、それ故に基板４５に近接する処理区域７０内のイ
オン密度の増加とをもたらす。インダクタコイル１３０がドームの天井６０の近
傍に配置される時、処理チャンバ５０の天井は、湾曲した形を与えるように互い
に接着された機械加工した二酸化ケイ素のスラブ、又は、ケイ素又は二酸化ケイ
素のタイルなど、高周波フィールドに対し透過的な絶縁材料を含む。イオン密度
は、インダクタコイル１３０近傍の局所的イオン化により影響され、多半径イン
ダクタコイルは、半球形コイルより基板４５に近いので、インダクタコイル１３
０は、処理チャンバ５０の側壁５５の周りを包み、基板４５のすぐ上方にイオン
密度の増加をもたらす、「平坦化された」又は多半径ドーム形を形成することが
好ましい。
の導入の前か後に、活性化処理ガス又はプラズマを形成する。適切なガス活性化
器１２５は、処理チャンバ５０の中心を通って延び基板４５の平面に垂直である
縦方向の垂直軸線と一致する中心軸線に関して円対称である１つ以上のインダク
タコイル１３０を含む。インダクタコイル１３０は、好ましくは１から１０巻き
、より一般には２から６巻きのソレノイドコイルを備える。インダクタコイル１
３０の配置と数は、天井６０の近傍で電流とアンテナ巻回との目標とする積（ｄ
／ｄｔ）（Ｎ・Ｉ）をもたらすように選択され、活性化処理ガスに密接に結合す
る強い誘導フラックス連結と、それ故に基板４５に近接する処理区域７０内のイ
オン密度の増加とをもたらす。インダクタコイル１３０がドームの天井６０の近
傍に配置される時、処理チャンバ５０の天井は、湾曲した形を与えるように互い
に接着された機械加工した二酸化ケイ素のスラブ、又は、ケイ素又は二酸化ケイ
素のタイルなど、高周波フィールドに対し透過的な絶縁材料を含む。イオン密度
は、インダクタコイル１３０近傍の局所的イオン化により影響され、多半径イン
ダクタコイルは、半球形コイルより基板４５に近いので、インダクタコイル１３
０は、処理チャンバ５０の側壁５５の周りを包み、基板４５のすぐ上方にイオン
密度の増加をもたらす、「平坦化された」又は多半径ドーム形を形成することが
好ましい。
【００１５】 インダクタコイル１３０に加えて、１つ以上のプロセス電極を使用し、処理チ
ャンバ５０内の活性化処理ガスイオンを加速することができる。プロセス電極は
、通常、支持台７５の内部又は下部に陰極１４５、及び、陽極１４０として機能
する天井６０、及び／又は、側壁６５のような処理チャンバ５０の壁の電導部分
を含んでいる。好ましい実施形態では、陰極１４５は、支持台７５上に配設され
た絶縁部材１５０内に埋め込まれ、基板４５を支持台７５に静電的に保持する静
電部材として機能する。電極電圧電源１５５は、高周波電位を陰極１４５に供給
し、それが陽極及び陰極１４０及び１４５を互いに異なる電位に保つ。代替的に
、ガス活性化器１２５はまた、マイクロ波、又は、処理チャンバ５０内に注入さ
れる前か後に処理ガスを活性化することが可能なイオン化放射線供給装置（図示
せず）を含むこともできる。
ャンバ５０内の活性化処理ガスイオンを加速することができる。プロセス電極は
、通常、支持台７５の内部又は下部に陰極１４５、及び、陽極１４０として機能
する天井６０、及び／又は、側壁６５のような処理チャンバ５０の壁の電導部分
を含んでいる。好ましい実施形態では、陰極１４５は、支持台７５上に配設され
た絶縁部材１５０内に埋め込まれ、基板４５を支持台７５に静電的に保持する静
電部材として機能する。電極電圧電源１５５は、高周波電位を陰極１４５に供給
し、それが陽極及び陰極１４０及び１４５を互いに異なる電位に保つ。代替的に
、ガス活性化器１２５はまた、マイクロ波、又は、処理チャンバ５０内に注入さ
れる前か後に処理ガスを活性化することが可能なイオン化放射線供給装置（図示
せず）を含むこともできる。
【００１６】 処理区域７０内の活性化処理ガスはまた、磁気強化リアクタを使用して強化す
ることもでき、そこでは、永久磁石又は電磁コイルのような磁場発生器（図示せ
ず）を使用して磁場が処理区域７０に印加され、活性化処理ガスの密度及び均一
性を増加する。好ましくは、磁場は、本明細書で参照される１９８９年６月２７
日に附与された米国特許第４，８４２，６８３号に説明されているように、基板
４５の平面と平行に回転する軸線を有する回転磁場を含む。処理チャンバ５０内
の磁場は、活性化処理ガス中に形成されたイオン密度を増加するほど十分に強く
、ＣＭＯＳゲートのような形態に対する荷電損傷を低減するほど十分に均一であ
るべきである。一般的には、基板４５の表面で測定される磁場は、約５００ガウ
スより小さく、通常は、約１０から約１００ガウスであり、最も通常的には、約
１０から約３０ガウスである。
ることもでき、そこでは、永久磁石又は電磁コイルのような磁場発生器（図示せ
ず）を使用して磁場が処理区域７０に印加され、活性化処理ガスの密度及び均一
性を増加する。好ましくは、磁場は、本明細書で参照される１９８９年６月２７
日に附与された米国特許第４，８４２，６８３号に説明されているように、基板
４５の平面と平行に回転する軸線を有する回転磁場を含む。処理チャンバ５０内
の磁場は、活性化処理ガス中に形成されたイオン密度を増加するほど十分に強く
、ＣＭＯＳゲートのような形態に対する荷電損傷を低減するほど十分に均一であ
るべきである。一般的には、基板４５の表面で測定される磁場は、約５００ガウ
スより小さく、通常は、約１０から約１００ガウスであり、最も通常的には、約
１０から約３０ガウスである。
【００１７】 光学終端検出器１６５のような処理監視システムを使用して、処理チャンバ５
０内で行われる処理を監視し、特定層に対するエッチング処理の完了を判断する
ことができる。適切な光学終端検出器１６５は、光学発光、偏光解析法、及び、
干渉解析法に基づく検出器を含む。光学発光検出器は、活性化処理ガス中の化学
的活性遊離基により放出される光スペクトルのスペクトル線を検出して、基層の
エッチングの開始を示すであろう化学変化を検出する。偏光解析器は、基板４５
の表面に対し鋭角で光ビームを投射し、基板４５の透明膜の山の部分と谷の部分
とから反射される光ビーム間の位相のずれを検出する。干渉計もまた、基板４５
の透明層の頂上及び底部表面から出る光ビームを反射するが、干渉計は、反射し
た光ビーム間の干渉の強め合いと弱め合いとの大きさを測定することにより、基
板４５の薄膜の厚さを判断する。
０内で行われる処理を監視し、特定層に対するエッチング処理の完了を判断する
ことができる。適切な光学終端検出器１６５は、光学発光、偏光解析法、及び、
干渉解析法に基づく検出器を含む。光学発光検出器は、活性化処理ガス中の化学
的活性遊離基により放出される光スペクトルのスペクトル線を検出して、基層の
エッチングの開始を示すであろう化学変化を検出する。偏光解析器は、基板４５
の表面に対し鋭角で光ビームを投射し、基板４５の透明膜の山の部分と谷の部分
とから反射される光ビーム間の位相のずれを検出する。干渉計もまた、基板４５
の透明層の頂上及び底部表面から出る光ビームを反射するが、干渉計は、反射し
た光ビーム間の干渉の強め合いと弱め合いとの大きさを測定することにより、基
板４５の薄膜の厚さを判断する。
【００１８】 エッチング処理の間に、エッチング液残留物の薄膜が側壁５５、天井６０など
の処理チャンバ５０の内部表面、及び、処理チャンバ５０の内部構成部品の表面
に濃縮又は堆積する。エッチング液残留堆積物の組成は、蒸発種及び処理ガスの
組成、エッチングされる基板物質及び基板４５のマスク又はレジスト層の組成に
左右される。例えば、ポリシリコン又は他のケイ素含有層がエッチングされる時
、ケイ素含有ガス状種が蒸発又は飛散して、エッチング液残留堆積物の主要な成
分を形成する。加えて、フォトレジスト又はマスク層もまた部分的に蒸発してガ
ス状の炭化水素又は酸素種を形成する。すなわち、エッチング液残留堆積物は、
一般に、フォトレジスト層から蒸発した炭化水素種、フッ素、塩素、酸素、又は
、窒素のような処理ガス種、及び、基板４５でエッチングされる層から出るケイ
素種を含む、ポリマー副産物を含んでいる。これらのエッチング液残留堆積物は
、処理チャンバ５０の作動の間にはげ落ちて基板４５を汚染することがあり、ま
たは、それらが堆積する表面の特性を変え、それにより処理の均一性を低減する
可能性がある。これは、処理チャンバ５０の正規の機能にとって必要な非常に反
応性が強い表面官能基を有する酸化アルミニウム、チッ化アルミニウム、ケイ素
、又は、酸化ケイ素などのセラミック物質を含む処理チャンバ表面及び構成要素
にとって特に問題である。
の処理チャンバ５０の内部表面、及び、処理チャンバ５０の内部構成部品の表面
に濃縮又は堆積する。エッチング液残留堆積物の組成は、蒸発種及び処理ガスの
組成、エッチングされる基板物質及び基板４５のマスク又はレジスト層の組成に
左右される。例えば、ポリシリコン又は他のケイ素含有層がエッチングされる時
、ケイ素含有ガス状種が蒸発又は飛散して、エッチング液残留堆積物の主要な成
分を形成する。加えて、フォトレジスト又はマスク層もまた部分的に蒸発してガ
ス状の炭化水素又は酸素種を形成する。すなわち、エッチング液残留堆積物は、
一般に、フォトレジスト層から蒸発した炭化水素種、フッ素、塩素、酸素、又は
、窒素のような処理ガス種、及び、基板４５でエッチングされる層から出るケイ
素種を含む、ポリマー副産物を含んでいる。これらのエッチング液残留堆積物は
、処理チャンバ５０の作動の間にはげ落ちて基板４５を汚染することがあり、ま
たは、それらが堆積する表面の特性を変え、それにより処理の均一性を低減する
可能性がある。これは、処理チャンバ５０の正規の機能にとって必要な非常に反
応性が強い表面官能基を有する酸化アルミニウム、チッ化アルミニウム、ケイ素
、又は、酸化ケイ素などのセラミック物質を含む処理チャンバ表面及び構成要素
にとって特に問題である。
【００１９】 （エッチング処理） ここで、異なる濃度又は組成のドーパントを有する１つ以上のケイ酸含有層を
含む基板４５をエッチングする処理チャンバ５０の作動を説明する。基板４５は
、通常図１ｂに示すように、複数の層を備えたケイ素又はヒ化ガリウムウェーハ
のような半導体物質を含む。例えば、基板４５は、異なる濃度又は組成の、ホウ
素又はリンのようなドーパントを有する第１及び第２領域１８０ａ及び１８０ｂ
を備えるポリシリコン層１７０を含むことができる。代替的に、基板４５は、第
１のドーピング領域１８０ａ、及び、第２の軽い又は非ドーピング領域１８０ｂ
、又は、基板４５を加熱してドーパント材料を領域１８０ｂ全体に拡散するため
にドーパントが活性化されていない領域を有するポリシリコン層１７０を含むこ
とができる。加えて、基板４５はまた、上に重なる感光レジスト層１９５のパタ
ーン取りをする間に反射を低減する、ポリシリコン層１７０を覆う反射防止層１
９０を含むことができる。レジスト層１９５は、基板４５に堆積され、従来の写
真平版技術を利用してパターン取りされる。レジスト層１９５のパターン取りさ
れた形態の間にある基板４５の露出部分は、次いで本発明の処理によりエッチン
グされ、例えば、図１ａに示すような２重ゲート構造２８ａ及び２８ｂのような
形態を形成する。
含む基板４５をエッチングする処理チャンバ５０の作動を説明する。基板４５は
、通常図１ｂに示すように、複数の層を備えたケイ素又はヒ化ガリウムウェーハ
のような半導体物質を含む。例えば、基板４５は、異なる濃度又は組成の、ホウ
素又はリンのようなドーパントを有する第１及び第２領域１８０ａ及び１８０ｂ
を備えるポリシリコン層１７０を含むことができる。代替的に、基板４５は、第
１のドーピング領域１８０ａ、及び、第２の軽い又は非ドーピング領域１８０ｂ
、又は、基板４５を加熱してドーパント材料を領域１８０ｂ全体に拡散するため
にドーパントが活性化されていない領域を有するポリシリコン層１７０を含むこ
とができる。加えて、基板４５はまた、上に重なる感光レジスト層１９５のパタ
ーン取りをする間に反射を低減する、ポリシリコン層１７０を覆う反射防止層１
９０を含むことができる。レジスト層１９５は、基板４５に堆積され、従来の写
真平版技術を利用してパターン取りされる。レジスト層１９５のパターン取りさ
れた形態の間にある基板４５の露出部分は、次いで本発明の処理によりエッチン
グされ、例えば、図１ａに示すような２重ゲート構造２８ａ及び２８ｂのような
形態を形成する。
【００２０】 本発明の処理を実行するために、基板が処理チャンバ５０の支持台７５に配置
され、処理チャンバが空にされる。処理ガスは、処理ガス分配器１００及びスロ
ットル弁１２０、及び／又は、処理チャンバ５０の圧力を維持するように調節さ
れた処理ガス流制御弁９５を通して処理チャンバ５０内に導入される。ガス活性
化器１２５に電力が印加され、基板４５を処理する活性化処理ガスが形成される
。一般的には、インダクタコイル１３０に印加される高周波電流又は電源の電力
レベルが活性化処理ガスの解離種の量を決める。すなわち、供給電力が増加すれ
ばそれだけ多量の種が解離され、より等方的であるがより高速のエッチングがも
たらされる。対照的に、陰極１４５に印加される高周波電圧の電力レベル又はバ
イアス電力を増加することで、活性化処理ガスに対してより大きい照射運動エネ
ルギー成分をもたらすことによる非等方的エッチングの程度が増加する。異なる
ドーパント組成又は濃度を有する領域を含むポリシリコン層１７０をエッチング
するためには、電源電力対バイアス電力Ｐtの好ましい比は、約１：０．１から
約１００：１である。より好ましくは、処理ガスは、約２００から約２０００ワ
ットのレベルの電源電力と約５から５００ワットのレベルのバイアス電力とを印
加することにより活性化される。陰極１４５、及び／又は、インダクタコイルに
印加される高周波電圧の周波数は、一般的には、約５０キロヘルツから約６０メ
ガヘルツであり、通常は、約１３．５６メガヘルツである。
され、処理チャンバが空にされる。処理ガスは、処理ガス分配器１００及びスロ
ットル弁１２０、及び／又は、処理チャンバ５０の圧力を維持するように調節さ
れた処理ガス流制御弁９５を通して処理チャンバ５０内に導入される。ガス活性
化器１２５に電力が印加され、基板４５を処理する活性化処理ガスが形成される
。一般的には、インダクタコイル１３０に印加される高周波電流又は電源の電力
レベルが活性化処理ガスの解離種の量を決める。すなわち、供給電力が増加すれ
ばそれだけ多量の種が解離され、より等方的であるがより高速のエッチングがも
たらされる。対照的に、陰極１４５に印加される高周波電圧の電力レベル又はバ
イアス電力を増加することで、活性化処理ガスに対してより大きい照射運動エネ
ルギー成分をもたらすことによる非等方的エッチングの程度が増加する。異なる
ドーパント組成又は濃度を有する領域を含むポリシリコン層１７０をエッチング
するためには、電源電力対バイアス電力Ｐtの好ましい比は、約１：０．１から
約１００：１である。より好ましくは、処理ガスは、約２００から約２０００ワ
ットのレベルの電源電力と約５から５００ワットのレベルのバイアス電力とを印
加することにより活性化される。陰極１４５、及び／又は、インダクタコイルに
印加される高周波電圧の周波数は、一般的には、約５０キロヘルツから約６０メ
ガヘルツであり、通常は、約１３．５６メガヘルツである。
【００２１】 本発明の処理法の重要な利点は、異なるドーパント組成又は濃度を有する１つ
以上のケイ素含有層を同一のエッチング速度でエッチングすることである。処理
ガスは、臭素含有ガス、塩素含有ガス、酸素ガス、及び、無機フッ素化ガスを含
むエッチングガスを含んでいる。このガスの組み合わせは、ドーパントの異なる
濃度又は組成の領域を有するケイ素含有層全体に亘り固有の予想外に一定なエッ
チング速度をもたらすことが発見された。その上、処理ガスの組成はまた、異な
るドーパント組成を有するポリシリコン層１７０の領域でエッチングされる形態
から得られる断面角の差も大いに低減する。更に、処理ガスはまた、処理チャン
バ５０の内部表面からエッチング残留堆積物を除去する清浄ガスとして機能する
ことも発見された。
以上のケイ素含有層を同一のエッチング速度でエッチングすることである。処理
ガスは、臭素含有ガス、塩素含有ガス、酸素ガス、及び、無機フッ素化ガスを含
むエッチングガスを含んでいる。このガスの組み合わせは、ドーパントの異なる
濃度又は組成の領域を有するケイ素含有層全体に亘り固有の予想外に一定なエッ
チング速度をもたらすことが発見された。その上、処理ガスの組成はまた、異な
るドーパント組成を有するポリシリコン層１７０の領域でエッチングされる形態
から得られる断面角の差も大いに低減する。更に、処理ガスはまた、処理チャン
バ５０の内部表面からエッチング残留堆積物を除去する清浄ガスとして機能する
ことも発見された。
【００２２】 処理ガスの臭素含有ガスは、ポリシリコン層１７０のようなケイ素含有層のエ
ッチング速度を早くし、同時にレジスト層１９５のエッチング速度を低減し、そ
れによりポリシリコン層１７０のレジスト層１９５に対するエッチング比を高く
する。臭素含有ガスの臭素は、ケイ素含有層のケイ素（Ｓｉ）と反応して側壁不
活性化層を形成し、Ｃｌ2のようには激しくレジストと反応せず、それによりレ
ジスト層１９５の浸食を低減すると信じられる。臭素含有ガスは、ＨＢｒを含む
ことが可能で、ＨＢｒと同等な他の臭素含有ガス、例えば、Ｂｒ2、ＣＨ3Ｂｒ、
及び、それらの混合物を含むことも可能である。ポリシリコンをエッチングする
には、より非等方的エッチングに対してより多く側壁不活性化堆積物をもたらす
ので、ＨＢｒの方が好ましい。
ッチング速度を早くし、同時にレジスト層１９５のエッチング速度を低減し、そ
れによりポリシリコン層１７０のレジスト層１９５に対するエッチング比を高く
する。臭素含有ガスの臭素は、ケイ素含有層のケイ素（Ｓｉ）と反応して側壁不
活性化層を形成し、Ｃｌ2のようには激しくレジストと反応せず、それによりレ
ジスト層１９５の浸食を低減すると信じられる。臭素含有ガスは、ＨＢｒを含む
ことが可能で、ＨＢｒと同等な他の臭素含有ガス、例えば、Ｂｒ2、ＣＨ3Ｂｒ、
及び、それらの混合物を含むことも可能である。ポリシリコンをエッチングする
には、より非等方的エッチングに対してより多く側壁不活性化堆積物をもたらす
ので、ＨＢｒの方が好ましい。
【００２３】 塩素含有ガスは、基板４５でポリシリコン層１７０をエッチングするための主
要エッチング液として機能する。塩素含有ガスは、イオン化されて、基板４５で
ポリシリコン層１７０をエッチングする塩素原子及び塩素含有種を形成する。例
えば、ポリシリコン層１７０のケイ素は、塩素含有イオン及びニュートラルによ
りエッチングされ、処理チャンバ５０から排出される揮発性ＳｉＣｌx種を形成
することができる。塩素含有ガスは、Ｃｌ2を含むことができ、または、他の塩
素と同等な塩素含有ガス、例えば、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、及び、それらの混合物を
含むこともできる。ポリシリコンをエッチングする場合、Ｃｌ2は、ケイ素エッ
チングに対して高速エッチングを示すので好ましい。
要エッチング液として機能する。塩素含有ガスは、イオン化されて、基板４５で
ポリシリコン層１７０をエッチングする塩素原子及び塩素含有種を形成する。例
えば、ポリシリコン層１７０のケイ素は、塩素含有イオン及びニュートラルによ
りエッチングされ、処理チャンバ５０から排出される揮発性ＳｉＣｌx種を形成
することができる。塩素含有ガスは、Ｃｌ2を含むことができ、または、他の塩
素と同等な塩素含有ガス、例えば、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、及び、それらの混合物を
含むこともできる。ポリシリコンをエッチングする場合、Ｃｌ2は、ケイ素エッ
チングに対して高速エッチングを示すので好ましい。
【００２４】 ポリシリコンエッチングのエッチング選択比が二酸化ケイ素に対して増加する
ように酸素ガスが供給される。酸素ガスがイオン化して、ポリシリコン層１７０
のエッチング速度を早くし、同時に二酸化ケイ素層１７５のエッチング速度を低
減する、イオン、酸素原子の励起遊離基、及び、酸素含有種を形成すると信じら
れる。酸素ガスはまた、例えば、ヘリウム、キセノン、アルゴン、又は、クリプ
トンのような不活性ガスを含む酸素化合物を含むことができる。ポリシリコンの
エッチングの場合には、ヘリウムガスは、処理ガスが処理チャンバ５０に残留す
る時間を低減する希釈ガスとして機能するので、Ｈｅ−Ｏ2ガスが好ましい。加
えて、Ｈｅ−Ｏ2ガスは、非常に小さい容積の酸素を処理ガスに添加するのに役
立つ。
ように酸素ガスが供給される。酸素ガスがイオン化して、ポリシリコン層１７０
のエッチング速度を早くし、同時に二酸化ケイ素層１７５のエッチング速度を低
減する、イオン、酸素原子の励起遊離基、及び、酸素含有種を形成すると信じら
れる。酸素ガスはまた、例えば、ヘリウム、キセノン、アルゴン、又は、クリプ
トンのような不活性ガスを含む酸素化合物を含むことができる。ポリシリコンの
エッチングの場合には、ヘリウムガスは、処理ガスが処理チャンバ５０に残留す
る時間を低減する希釈ガスとして機能するので、Ｈｅ−Ｏ2ガスが好ましい。加
えて、Ｈｅ−Ｏ2ガスは、非常に小さい容積の酸素を処理ガスに添加するのに役
立つ。
【００２５】 塩素含有ガスと臭素含有ガスとの体積流量比は、ケイ素含有層をレジスト層１
９５及び二酸化ケイ素層１７５よりも速くエッチングするように選択される。好
ましくは、ケイ素含有層は、少なくとも約２０００Å／分のエッチング速度でエ
ッチングされ、より好ましくは、ケイ素含有層は、約３０００Å／分のエッチン
グ速度で、少なくとも約２：１のエッチング選択比でエッチングされる。塩素含
有ガスと臭素含有ガスとの体積流量比はまた、側壁表面が滑らかで基板４５の平
面と少なくとも８８°の角度をなす、好ましくは、約８９°から９０°の角度を
なす側壁を有する、非等方的にエッチングされた形態をもたらすように選択され
る。塩素含有ガスの体積流量速度が速すぎる場合、または、他のガスの合計体積
流量速度が低すぎると、エッチング速度が速くなりすぎる。不活性化堆積物が形
成される速度を超えるエッチング速度は、等方的エッチングを生じ、側壁の下を
切り取った輪郭を有する形態をもたらす。好ましくは、塩素含有ガスと臭素含有
ガスとの体積流量比は、約１：５から約５：１、より好ましくは、約１：１であ
る。
９５及び二酸化ケイ素層１７５よりも速くエッチングするように選択される。好
ましくは、ケイ素含有層は、少なくとも約２０００Å／分のエッチング速度でエ
ッチングされ、より好ましくは、ケイ素含有層は、約３０００Å／分のエッチン
グ速度で、少なくとも約２：１のエッチング選択比でエッチングされる。塩素含
有ガスと臭素含有ガスとの体積流量比はまた、側壁表面が滑らかで基板４５の平
面と少なくとも８８°の角度をなす、好ましくは、約８９°から９０°の角度を
なす側壁を有する、非等方的にエッチングされた形態をもたらすように選択され
る。塩素含有ガスの体積流量速度が速すぎる場合、または、他のガスの合計体積
流量速度が低すぎると、エッチング速度が速くなりすぎる。不活性化堆積物が形
成される速度を超えるエッチング速度は、等方的エッチングを生じ、側壁の下を
切り取った輪郭を有する形態をもたらす。好ましくは、塩素含有ガスと臭素含有
ガスとの体積流量比は、約１：５から約５：１、より好ましくは、約１：１であ
る。
【００２６】 酸素ガスの塩素含有ガス及び臭素含有ガスに対する体積流量比は、ケイ素含有
層１７０の実質的に非等方的なエッチングをもたらし、ポリシリコン層１７０の
エッチング時に、二酸化ケイ素に対して良好な選択性をもたらす。酸素ガス流は
、不活性化堆積物の累積がエッチング速度を低下させるのを防ぐのに十分なだけ
あるべきである。しかし、過度に高い酸素ガス流速は、エッチングされた形態上
に形成された不活性化堆積物を速く除去しすぎるために、基板４５の、より等方
的なエッチングを引き起こす可能性がある。すなわち、酸素ガスの流速は、基板
４５を急速にエッチングするために十分な塩素含有種を供給する、塩素含有ガス
の流速よりも低く維持され、他方、二酸化ケイ素に対する高いポリシリコンエッ
チング選択性と、より非等方的なエッチングとをもたらす。好ましくは、約３パ
ートのヘリウム：１パートの酸素で前もって混合されたＨｅ−Ｏ2混合物が使用
される時、Ｈｅ−Ｏ2ガスの塩素含有ガスに対する体積流量比は、少なくとも約
１：２０、より好ましくは、約１：３から約１：１３である。
層１７０の実質的に非等方的なエッチングをもたらし、ポリシリコン層１７０の
エッチング時に、二酸化ケイ素に対して良好な選択性をもたらす。酸素ガス流は
、不活性化堆積物の累積がエッチング速度を低下させるのを防ぐのに十分なだけ
あるべきである。しかし、過度に高い酸素ガス流速は、エッチングされた形態上
に形成された不活性化堆積物を速く除去しすぎるために、基板４５の、より等方
的なエッチングを引き起こす可能性がある。すなわち、酸素ガスの流速は、基板
４５を急速にエッチングするために十分な塩素含有種を供給する、塩素含有ガス
の流速よりも低く維持され、他方、二酸化ケイ素に対する高いポリシリコンエッ
チング選択性と、より非等方的なエッチングとをもたらす。好ましくは、約３パ
ートのヘリウム：１パートの酸素で前もって混合されたＨｅ−Ｏ2混合物が使用
される時、Ｈｅ−Ｏ2ガスの塩素含有ガスに対する体積流量比は、少なくとも約
１：２０、より好ましくは、約１：３から約１：１３である。
【００２７】 無機フッ素化ガスと他のガス成分との比率は、本処理法における予想外の特徴
の多くを制御する。例えば、臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの結
合流量に対する無機フッ素化ガスの体積流量比は、異なるドーパント組成及び濃
度を有するケイ素含有層のエッチング領域の速度を制御し、１０％未満しか違わ
ないエッチング速度、より好ましくは、実質的に等しいエッチング速度をもたら
す。 無機フッ素化ガスの添加は、ポリシリコン層１７０のエッチング形態の断面角の
制御を大いに高める。無機フッ素化ガスの他の処理ガスの結合流量に対する体積
流量比もまた、エッチング液残留物の除去速度を制御し、湿式清浄作動のために
エッチング処理を止めることなく、２０００から３０００の基板４５の処理から
生じた残留物を除去できる。臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの結
合体積流量の無機フッ素化ガスの体積流量に対する適切な体積流量比は、約４：
１から約２０：１であり、より好ましくは、約５：１から約１０：１であること
が分かった。
の多くを制御する。例えば、臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの結
合流量に対する無機フッ素化ガスの体積流量比は、異なるドーパント組成及び濃
度を有するケイ素含有層のエッチング領域の速度を制御し、１０％未満しか違わ
ないエッチング速度、より好ましくは、実質的に等しいエッチング速度をもたら
す。 無機フッ素化ガスの添加は、ポリシリコン層１７０のエッチング形態の断面角の
制御を大いに高める。無機フッ素化ガスの他の処理ガスの結合流量に対する体積
流量比もまた、エッチング液残留物の除去速度を制御し、湿式清浄作動のために
エッチング処理を止めることなく、２０００から３０００の基板４５の処理から
生じた残留物を除去できる。臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの結
合体積流量の無機フッ素化ガスの体積流量に対する適切な体積流量比は、約４：
１から約２０：１であり、より好ましくは、約５：１から約１０：１であること
が分かった。
【００２８】 上記の処理ガス組成は、ケイ素含有層のエッチングのための処理ガス組成に関
して多くの利点をもたらすことが分かってきた。本発明の処理ガス組成は、異な
るドーパント濃度又は組成の領域を有するケイ素含有層のエッチングのための均
一で一貫したエッチング速度をもたらし、１０％という低いエッチング速度の変
動は、一般に２５％以上のエッチング速度をもたらす従来のガス組成とは対照的
である。加えて、この処理ガス組成は、ドーピング及び非ドーピングポリシリコ
ンの両方に対するエッチング形態に対し、８８°から９０°の断面角を有するエ
ッチング形態をもたらす。断面角、すなわちエッチング形態の側壁と基板４５平
面とのなす角は、理想的には、まっすぐで実質的に垂直な側壁を有する形態をも
たらす約９０°度である。まっすぐな側壁を有する形態は、互いに接近して形成
することができ、高い回路密度と速い作動速度とにつながる。しかし、従来のエ
ッチング処理では、ドーピングと非ドーピング領域との間、または、ｎ−ドーピ
ングとｐ−ドーピングとの間で３°より大きい断面角の差がしばしば生じる。更
に、処理チャンバ５０の内部表面上へのエッチング残留物堆積は、従来のエッチ
ング処理ガス組成での３０Å／分以上の堆積速度から４０Å／分以上の除去速度
へと下降する。
して多くの利点をもたらすことが分かってきた。本発明の処理ガス組成は、異な
るドーパント濃度又は組成の領域を有するケイ素含有層のエッチングのための均
一で一貫したエッチング速度をもたらし、１０％という低いエッチング速度の変
動は、一般に２５％以上のエッチング速度をもたらす従来のガス組成とは対照的
である。加えて、この処理ガス組成は、ドーピング及び非ドーピングポリシリコ
ンの両方に対するエッチング形態に対し、８８°から９０°の断面角を有するエ
ッチング形態をもたらす。断面角、すなわちエッチング形態の側壁と基板４５平
面とのなす角は、理想的には、まっすぐで実質的に垂直な側壁を有する形態をも
たらす約９０°度である。まっすぐな側壁を有する形態は、互いに接近して形成
することができ、高い回路密度と速い作動速度とにつながる。しかし、従来のエ
ッチング処理では、ドーピングと非ドーピング領域との間、または、ｎ−ドーピ
ングとｐ−ドーピングとの間で３°より大きい断面角の差がしばしば生じる。更
に、処理チャンバ５０の内部表面上へのエッチング残留物堆積は、従来のエッチ
ング処理ガス組成での３０Å／分以上の堆積速度から４０Å／分以上の除去速度
へと下降する。
【００２９】 本処理法の好ましい実施形態では、いろいろな濃度又は組成のドーパントを有
するポリシリコン層１７０を通して完全にエッチングし、下層の薄い二酸化ケイ
素層１７５を通してエッチングしないために多重段階が使用される。加えて、処
理チャンバ表面のエッチング残留堆積物を除去するために、無機フッ素化ガスが
少なくとも１つの段階で導入される。第１又は主エッチング段階で、レジスト層
１９５の開口部を通して露出したポリシリコン層１７０の厚みの大部分がエッチ
ングされる。処理ガスは、Ｃｌ2、ＨＢｒ、及び、Ｈｅ−Ｏ2、及び、ＣＦ4又は
ＮＦ3のような無機フッ素化清浄ガスを、ポリシリコン層１７０をレジスト層１
９５に対して高いエッチング速度かつ高い選択比でエッチングするのに適する体
積流量比で有するエッチングガスを含む。無機フッ素化ガス対全体積流量の適切
な体積流量比は、約０．１５：１である。インダクタコイル１３０に印加される
電源電力は、約５００ワットであり、陰極１４５に印加されるバイアス電力は、
約８０ワットである。処理チャンバ圧力は、約４ミリトールであり、基板は、ヘ
リウムを溝８０に約８トールの圧力で供給することにより、約５０°Ｃの温度に
維持される。好ましくは、主エッチング段階は、約１８００Å／分から約２５０
０Å／分のポリシリコンエッチング速度をもたらし、二酸化ケイ素に対して約３
：１から約７：１のエッチング選択比を与える。
するポリシリコン層１７０を通して完全にエッチングし、下層の薄い二酸化ケイ
素層１７５を通してエッチングしないために多重段階が使用される。加えて、処
理チャンバ表面のエッチング残留堆積物を除去するために、無機フッ素化ガスが
少なくとも１つの段階で導入される。第１又は主エッチング段階で、レジスト層
１９５の開口部を通して露出したポリシリコン層１７０の厚みの大部分がエッチ
ングされる。処理ガスは、Ｃｌ2、ＨＢｒ、及び、Ｈｅ−Ｏ2、及び、ＣＦ4又は
ＮＦ3のような無機フッ素化清浄ガスを、ポリシリコン層１７０をレジスト層１
９５に対して高いエッチング速度かつ高い選択比でエッチングするのに適する体
積流量比で有するエッチングガスを含む。無機フッ素化ガス対全体積流量の適切
な体積流量比は、約０．１５：１である。インダクタコイル１３０に印加される
電源電力は、約５００ワットであり、陰極１４５に印加されるバイアス電力は、
約８０ワットである。処理チャンバ圧力は、約４ミリトールであり、基板は、ヘ
リウムを溝８０に約８トールの圧力で供給することにより、約５０°Ｃの温度に
維持される。好ましくは、主エッチング段階は、約１８００Å／分から約２５０
０Å／分のポリシリコンエッチング速度をもたらし、二酸化ケイ素に対して約３
：１から約７：１のエッチング選択比を与える。
【００３０】 主エッチング段階は、ポリシリコン層１７０を通して完全にエッチングされる
直前に、光学終端検出器１６５により停止される。適切な終端検出法は、処理チ
ャンバ５０内の活性化処理ガスの発光スペクトルを分析して、エッチングされる
層の化学組成変化に一致する化学組成変化を測定する光学発光分析であり、本明
細書において参照されている米国特許第４，３２８，０６８号の教示する通りで
ある。 主エッチング段階が停止すると、ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５
０から主エッチング段階の処理ガスが排気され、特に、実質的に全ての無機フッ
素化ガスが除去される。無機フッ素化ガスは、化学的に攻撃的なガスであり、薄
い二酸化ケイ素層１７５を通して急速にエッチングするので、二酸化ケイ素層１
７５を保存するためにその除去が必要とされる。ポンプ排出段階で、処理チャン
バ５０が十分低圧となるまで十分な時間をかけて排気され、確実に実質的に全て
の無機フッ素化ガスが処理区域７０から除去される。処理チャンバ５０は、約０
．５ミリトールから約１ミリトールまで減圧されることが好ましい。更に好まし
くは、処理チャンバ５０は、約０．５ミリトールよりも低い圧力で約５から約１
５秒の間保たれ、実質的に全ての無機フッ素化ガスが処理区域７０から除去され
ることを確実にする。随意的に、窒素のような不活性浄化ガスの低流量がポンプ
排出段階の間に導入されてもよく、処理チャンバ５０内のいかなる残留無機フッ
素化ガスも希釈し、真空ポンプ１１５からのオイルの逆流を防ぐ。適切な流量は
、約５０から約１００立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）である。
直前に、光学終端検出器１６５により停止される。適切な終端検出法は、処理チ
ャンバ５０内の活性化処理ガスの発光スペクトルを分析して、エッチングされる
層の化学組成変化に一致する化学組成変化を測定する光学発光分析であり、本明
細書において参照されている米国特許第４，３２８，０６８号の教示する通りで
ある。 主エッチング段階が停止すると、ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５
０から主エッチング段階の処理ガスが排気され、特に、実質的に全ての無機フッ
素化ガスが除去される。無機フッ素化ガスは、化学的に攻撃的なガスであり、薄
い二酸化ケイ素層１７５を通して急速にエッチングするので、二酸化ケイ素層１
７５を保存するためにその除去が必要とされる。ポンプ排出段階で、処理チャン
バ５０が十分低圧となるまで十分な時間をかけて排気され、確実に実質的に全て
の無機フッ素化ガスが処理区域７０から除去される。処理チャンバ５０は、約０
．５ミリトールから約１ミリトールまで減圧されることが好ましい。更に好まし
くは、処理チャンバ５０は、約０．５ミリトールよりも低い圧力で約５から約１
５秒の間保たれ、実質的に全ての無機フッ素化ガスが処理区域７０から除去され
ることを確実にする。随意的に、窒素のような不活性浄化ガスの低流量がポンプ
排出段階の間に導入されてもよく、処理チャンバ５０内のいかなる残留無機フッ
素化ガスも希釈し、真空ポンプ１１５からのオイルの逆流を防ぐ。適切な流量は
、約５０から約１００立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）である。
【００３１】 ポンプ排出段階の後、第２又はオーバエッチング段階が実行され、基板上に残
留しているポリシリコン層部分がエッチングされる。オーバエッチング段階では
、無機フッ素化ガスを実質的に含まない第２処理ガスがガス活性化器１２５によ
り活性化される。例えば、オーバエッチング段階は、１６０ｓｃｃｍのＨＢｒ、
及び、１０ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2を含む処理ガス、５０ミリトールの処理チャン
バ圧力、１０００ワットレベルの電源電力、及び、１００ワットレベルの高周波
バイアス電力を含むことができる。より好ましくは、オーバエッチング段階の処
理ガス組成は、約１５００Å／分から約３０００Å／分のポリシリコンエッチン
グ速度、及び、約５０：１から約１５０：１の二酸化ケイ素に対するエッチング
選択比をもたらすように選択される。
留しているポリシリコン層部分がエッチングされる。オーバエッチング段階では
、無機フッ素化ガスを実質的に含まない第２処理ガスがガス活性化器１２５によ
り活性化される。例えば、オーバエッチング段階は、１６０ｓｃｃｍのＨＢｒ、
及び、１０ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2を含む処理ガス、５０ミリトールの処理チャン
バ圧力、１０００ワットレベルの電源電力、及び、１００ワットレベルの高周波
バイアス電力を含むことができる。より好ましくは、オーバエッチング段階の処
理ガス組成は、約１５００Å／分から約３０００Å／分のポリシリコンエッチン
グ速度、及び、約５０：１から約１５０：１の二酸化ケイ素に対するエッチング
選択比をもたらすように選択される。
【００３２】 異なるドーパント組成及び濃度を有するポリシリコン層１７０を通して均一に
エッチングすることに加えて、本発明のエッチング処理は、エッチング残留堆積
物の厚さや化学量論に関係なく、エッチング処理の間に処理チャンバ５０の表面
に堆積したエッチング残留物を清浄除去することが分かっている。従来技術のエ
ッチング処理は、２００から３００の基板４５の処理の後、エッチング残留物が
処理チャンバ表面に堆積する量のために、僅か２００から３００の基板４５の後
で処理チャンバ５０の清浄や調整を必要とした。エッチング残留物の形成は、剥
げ落ちと基板４５の汚染とをもたらした。また、従来技術の清浄処理、特にオペ
レータが人手で行う清浄処理は、処理チャンバ表面に形成されたエッチング残留
堆積物を均一に清浄除去することにしばしば失敗する。更に、活性化された清浄
ガスを使い、処理チャンバの壁や構成部品を湿式清浄するために処理を止めるこ
となく、基板４５のエッチングの間に現場で処理チャンバ５０を効率的に清浄し
、それによりエッチングの生産量を増加し、更に、基板４５当たりのコストを引
き下げることができる。対照的に、本発明の処理法は、処理チャンバの実質的に
全体に亘り、形成されたエッチング残留堆積物を除去し、基板汚染を低減し生産
量を増加する。清浄ガスを含む処理ガスはまた、処理チャンバ５０内の活性化処
理ガスのエネルギーレベルが低いので、従来の現場でのプラズマ清浄段階に比較
して、処理チャンバ５０に対し遥かに小さな浸食被害しか生じない。蓄積された
エッチング残留堆積物を除去するために必要とされる高電圧プラズマがしばしば
処理チャンバ表面及び構成部品の幅広い浸食をもたらした従来技術の処理におい
ては、これは達成困難であった。処理チャンバの構成部品の取り替えの必要を低
減することにより、処理チャンバ５０の運転コスト及び基板４５のコストは大い
に減少した。本エッチング処理により、処理チャンバ５０の寿命は、少なくとも
２倍に増加することが期待される。
エッチングすることに加えて、本発明のエッチング処理は、エッチング残留堆積
物の厚さや化学量論に関係なく、エッチング処理の間に処理チャンバ５０の表面
に堆積したエッチング残留物を清浄除去することが分かっている。従来技術のエ
ッチング処理は、２００から３００の基板４５の処理の後、エッチング残留物が
処理チャンバ表面に堆積する量のために、僅か２００から３００の基板４５の後
で処理チャンバ５０の清浄や調整を必要とした。エッチング残留物の形成は、剥
げ落ちと基板４５の汚染とをもたらした。また、従来技術の清浄処理、特にオペ
レータが人手で行う清浄処理は、処理チャンバ表面に形成されたエッチング残留
堆積物を均一に清浄除去することにしばしば失敗する。更に、活性化された清浄
ガスを使い、処理チャンバの壁や構成部品を湿式清浄するために処理を止めるこ
となく、基板４５のエッチングの間に現場で処理チャンバ５０を効率的に清浄し
、それによりエッチングの生産量を増加し、更に、基板４５当たりのコストを引
き下げることができる。対照的に、本発明の処理法は、処理チャンバの実質的に
全体に亘り、形成されたエッチング残留堆積物を除去し、基板汚染を低減し生産
量を増加する。清浄ガスを含む処理ガスはまた、処理チャンバ５０内の活性化処
理ガスのエネルギーレベルが低いので、従来の現場でのプラズマ清浄段階に比較
して、処理チャンバ５０に対し遥かに小さな浸食被害しか生じない。蓄積された
エッチング残留堆積物を除去するために必要とされる高電圧プラズマがしばしば
処理チャンバ表面及び構成部品の幅広い浸食をもたらした従来技術の処理におい
ては、これは達成困難であった。処理チャンバの構成部品の取り替えの必要を低
減することにより、処理チャンバ５０の運転コスト及び基板４５のコストは大い
に減少した。本エッチング処理により、処理チャンバ５０の寿命は、少なくとも
２倍に増加することが期待される。
【００３３】 （実施例） 以下の例は、半導体基板４５のポリシリコン層１７０のエッチングへの本発明
の使用と、処理チャンバ５０の内部表面からのエッチング残留堆積物の清浄除去
とを解説している。しかし、当業者にとって明白であるように、装置４０及び方
法は、他の適用例に使用できるものであり、本発明の範囲は、ここに準備される
例示的実施例に限定されるべきではない。 これらの実施例では本発明の処理法が使用され、基板４５上のポリシリコン層
１７０がエッチングされて二酸化ケイ素層１７５の薄い下層が露出された。ポリ
シリコン層１７０は、非ドーピング領域又はドーパント非活性化領域を含む、異
なる濃度又は組成のドーパントを有する第１及び第２領域１８０ａ及び１８０ｂ
を含む。基板４５は、厚さ４５Åの二酸化ケイ素下層１７５の上にある厚さ２５
００Åのポリシリコン層１７０、及び、上に重なる厚さ７００Åのビー・エイ・
アール・シー（ＢＡＲＣ）反射防止層１９０を含む、直径２００ミリメートルの
シリコンウェーハであった。厚さ８０００Åの深紫外線（ＤＵＶ）レジスト層を
含むレジスト層１９５は、反射防止層１９０上に堆積され、従来技術を使用して
パターン取りされた。本発明の処理法により基板４５がエッチングされ、エッチ
ング処理の後で測定を行い、除去されたポリシリコン層１７０の厚さ、残る二酸
化ケイ素層１７５の厚さ、エッチング速度、エッチングの均一性、並びに、上に
重なるレジスト層１９５及び下にある二酸化ケイ素層１７５に対するポリシリコ
ン層１７０のエッチング選択性が決められた。ドーピング及び非ドーピングポリ
シリコンのエッチング速度の均一性は、（最高エッチング速度−最低エッチング
速度）／（２ｘ平均エッチング速度）ｘ１００％から決められた。エッチング速
度は、ポリシリコン層１７０を部分的にエッチングし、残りのポリシリコンをプ
ロメトリクス（Ｐｒｏｍｅｔｒｉｘ）ＵＶ１０５０のような干渉計で測定するこ
とにより行われた。
の使用と、処理チャンバ５０の内部表面からのエッチング残留堆積物の清浄除去
とを解説している。しかし、当業者にとって明白であるように、装置４０及び方
法は、他の適用例に使用できるものであり、本発明の範囲は、ここに準備される
例示的実施例に限定されるべきではない。 これらの実施例では本発明の処理法が使用され、基板４５上のポリシリコン層
１７０がエッチングされて二酸化ケイ素層１７５の薄い下層が露出された。ポリ
シリコン層１７０は、非ドーピング領域又はドーパント非活性化領域を含む、異
なる濃度又は組成のドーパントを有する第１及び第２領域１８０ａ及び１８０ｂ
を含む。基板４５は、厚さ４５Åの二酸化ケイ素下層１７５の上にある厚さ２５
００Åのポリシリコン層１７０、及び、上に重なる厚さ７００Åのビー・エイ・
アール・シー（ＢＡＲＣ）反射防止層１９０を含む、直径２００ミリメートルの
シリコンウェーハであった。厚さ８０００Åの深紫外線（ＤＵＶ）レジスト層を
含むレジスト層１９５は、反射防止層１９０上に堆積され、従来技術を使用して
パターン取りされた。本発明の処理法により基板４５がエッチングされ、エッチ
ング処理の後で測定を行い、除去されたポリシリコン層１７０の厚さ、残る二酸
化ケイ素層１７５の厚さ、エッチング速度、エッチングの均一性、並びに、上に
重なるレジスト層１９５及び下にある二酸化ケイ素層１７５に対するポリシリコ
ン層１７０のエッチング選択性が決められた。ドーピング及び非ドーピングポリ
シリコンのエッチング速度の均一性は、（最高エッチング速度−最低エッチング
速度）／（２ｘ平均エッチング速度）ｘ１００％から決められた。エッチング速
度は、ポリシリコン層１７０を部分的にエッチングし、残りのポリシリコンをプ
ロメトリクス（Ｐｒｏｍｅｔｒｉｘ）ＵＶ１０５０のような干渉計で測定するこ
とにより行われた。
【００３４】 更に、処理ガス組成は、処理チャンバ５０の内部表面の過剰なエッチング残留
物の堆積を清浄又は防止するように作り変えられた。水晶微量天秤（ＱＣＭ）２
００を使用して、エッチング処理の間に処理チャンバ表面に堆積していくエッチ
ング残留堆積物及び他の処理ガス副産物の量が測定された。水晶微量天秤２００
は、プレート上にエッチング残留堆積物の薄膜が堆積した時、静電容量が変化す
る圧電プレートを含む。微量天秤２００は、側壁５５のような処理チャンバ５０
の内部表面に取り付けられており、そのリード線が処理チャンバ５０の外部のコ
ンピュータに接続された。 これらの例では、ポリシリコン層１７０をエッチングする処理ガス組成は、主
ポリシリコンエッチング段階で、ＣＦ4などの増量する無機フッ素化ガスの添加
により変更された。ＢＡＲＣ層１９０のエッチングの後、２つの後続ポリシリコ
ンエッチング段階が用いられ、ポリシリコン層１７０がエッチングされた。第１
又は主エッチング段階は、ＣＦ４のような無機フッ素化清浄ガスを含む化学的反
応性のより強い処理ガスを使用し、第２段階においては、処理ガスは、無機フッ
素化ガスを実質的に包含せず、化学反応性のより弱いエッチング処理をもたらし
た。
物の堆積を清浄又は防止するように作り変えられた。水晶微量天秤（ＱＣＭ）２
００を使用して、エッチング処理の間に処理チャンバ表面に堆積していくエッチ
ング残留堆積物及び他の処理ガス副産物の量が測定された。水晶微量天秤２００
は、プレート上にエッチング残留堆積物の薄膜が堆積した時、静電容量が変化す
る圧電プレートを含む。微量天秤２００は、側壁５５のような処理チャンバ５０
の内部表面に取り付けられており、そのリード線が処理チャンバ５０の外部のコ
ンピュータに接続された。 これらの例では、ポリシリコン層１７０をエッチングする処理ガス組成は、主
ポリシリコンエッチング段階で、ＣＦ4などの増量する無機フッ素化ガスの添加
により変更された。ＢＡＲＣ層１９０のエッチングの後、２つの後続ポリシリコ
ンエッチング段階が用いられ、ポリシリコン層１７０がエッチングされた。第１
又は主エッチング段階は、ＣＦ４のような無機フッ素化清浄ガスを含む化学的反
応性のより強い処理ガスを使用し、第２段階においては、処理ガスは、無機フッ
素化ガスを実質的に包含せず、化学反応性のより弱いエッチング処理をもたらし
た。
【００３５】 主エッチング段階での処理条件の定数値は、処理ガスの６０ｓｃｃｍのＣｌ2
、１００ｓｃｃｍのＨＢｒ、及び、１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2であった。ＣＦ4ガ
スの体積％は、全ガス流量の０％、１３．５％、１９％、及び、２６．３％の間
で変化した。処理チャンバ５０内の圧力は、４ミリトールに維持され、インダク
タコイル１３０に印加される高周波電源電力は、４７５ワット、また陰極１４５
に印加される高周波バイアス電力は、８０ワットであった。処理の間、基板４５
は、約８トールに維持されて基板４５の裏側を通るヘリウム流を使用して温度５
０°Ｃにまで冷却された。 処理ガスの組成は、基板表面全体に亘ってポリシリコン層１７０をエッチング
するための均一かつ一貫したエッチング速度をもたらした。例えば、図３は、処
理ガス組成中における無機フッ素化ガスの増加する体積流量比濃度に対する（１
σの標準偏差での）ポリシリコンエッチング速度の均一性を示している。ＣＦ4
の体積流量比が０から１９％に増加するに連れ、ポリシリコン層１７０をエッチ
ングする均一性は、１．２から０．４へと徐々に減少し、その後、ＣＦ4濃度が
２４体積％の時、ポリシリコンエッチング速度の均一性は、約０．６へと増加し
た。このエッチング均一性係数は、従来技術により供給されるものより１から２
倍ほど良好である。
、１００ｓｃｃｍのＨＢｒ、及び、１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2であった。ＣＦ4ガ
スの体積％は、全ガス流量の０％、１３．５％、１９％、及び、２６．３％の間
で変化した。処理チャンバ５０内の圧力は、４ミリトールに維持され、インダク
タコイル１３０に印加される高周波電源電力は、４７５ワット、また陰極１４５
に印加される高周波バイアス電力は、８０ワットであった。処理の間、基板４５
は、約８トールに維持されて基板４５の裏側を通るヘリウム流を使用して温度５
０°Ｃにまで冷却された。 処理ガスの組成は、基板表面全体に亘ってポリシリコン層１７０をエッチング
するための均一かつ一貫したエッチング速度をもたらした。例えば、図３は、処
理ガス組成中における無機フッ素化ガスの増加する体積流量比濃度に対する（１
σの標準偏差での）ポリシリコンエッチング速度の均一性を示している。ＣＦ4
の体積流量比が０から１９％に増加するに連れ、ポリシリコン層１７０をエッチ
ングする均一性は、１．２から０．４へと徐々に減少し、その後、ＣＦ4濃度が
２４体積％の時、ポリシリコンエッチング速度の均一性は、約０．６へと増加し
た。このエッチング均一性係数は、従来技術により供給されるものより１から２
倍ほど良好である。
【００３６】 図４は、無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対するドーピングポリシリコ
ン及び非ドーピングポリシリコンのエッチング速度、及び、エッチング速度の比
を示している。ドーピングポリシリコンのエッチング速度は、ＣＦ4の０体積％
での約２６００Å／分からＣＦ4の１３．５体積％での約２３００Å／分へと徐
々に低減し、その後はＣＦ4濃度の増加に対して一定にとどまっている。驚くべ
き事に、ドーピングポリシリコンのエッチング速度の変化からの予想とは対照的
に、非ドーピングポリシリコンのエッチング速度は、最初はＣＦ4の０体積％で
の約２１００Å／分からＣＦ4の１３．５体積％での約１９００Å／分へと低減
しているが、その後はＣＦ4濃度の最大２４体積％までの上昇に対して、２１０
０Å／分へと徐々に再び増加しているのである。
ン及び非ドーピングポリシリコンのエッチング速度、及び、エッチング速度の比
を示している。ドーピングポリシリコンのエッチング速度は、ＣＦ4の０体積％
での約２６００Å／分からＣＦ4の１３．５体積％での約２３００Å／分へと徐
々に低減し、その後はＣＦ4濃度の増加に対して一定にとどまっている。驚くべ
き事に、ドーピングポリシリコンのエッチング速度の変化からの予想とは対照的
に、非ドーピングポリシリコンのエッチング速度は、最初はＣＦ4の０体積％で
の約２１００Å／分からＣＦ4の１３．５体積％での約１９００Å／分へと低減
しているが、その後はＣＦ4濃度の最大２４体積％までの上昇に対して、２１０
０Å／分へと徐々に再び増加しているのである。
【００３７】 従来技術のエッチング処理は、基板４５に亘るドーピング及び非ドーンピグポ
リシリコンのエッチング速度の大きな変動を生じる。対照的に、本発明による処
理ガス組成は、非ドーンピグポリシリコンのエッチング速度が増加するとドーピ
ングポリシリコンに対するエッチング速度が減少するので、基板４５に亘るドー
ピング及び非ドーンピグポリシリコン双方のエッチングにとって、予想外に均一
で高速のエッチング速度をもたらした。図４に示すように、この効果は、ＣＦ4
の体積％が０から２４体積％に増加するにつれ、ドーンピグポリシリコンのエッ
チング速度の非ドーンピグポリシリコンのエッチング速度に対する比（または均
一性）を１．２５から約１．１へと引き下げる。ドーピング及び非ドーンピグポ
リシリコン層１７０に対する最低１．１のエッチング速度の均一性は、ここに示
したような一般に１．２５より大きい従来のエッチング速度の変動と対照的であ
る。
リシリコンのエッチング速度の大きな変動を生じる。対照的に、本発明による処
理ガス組成は、非ドーンピグポリシリコンのエッチング速度が増加するとドーピ
ングポリシリコンに対するエッチング速度が減少するので、基板４５に亘るドー
ピング及び非ドーンピグポリシリコン双方のエッチングにとって、予想外に均一
で高速のエッチング速度をもたらした。図４に示すように、この効果は、ＣＦ4
の体積％が０から２４体積％に増加するにつれ、ドーンピグポリシリコンのエッ
チング速度の非ドーンピグポリシリコンのエッチング速度に対する比（または均
一性）を１．２５から約１．１へと引き下げる。ドーピング及び非ドーンピグポ
リシリコン層１７０に対する最低１．１のエッチング速度の均一性は、ここに示
したような一般に１．２５より大きい従来のエッチング速度の変動と対照的であ
る。
【００３８】 処理ガス組成もまた、ポリシリコン層１７０のエッチングに対し、下にある二
酸化ケイ素層１７５に対して高いエッチング選択比をもたらすように選択された
。下にある二酸化ケイ素層１７５に対するポリシリコン層１７０の高いエッチン
グ選択比は、上に重なるポリシリコン層１７０を通してエッチングした後、下に
ある二酸化ケイ素層１７５内にオーバエッチングする可能性を低減する。高いエ
ッチング選択比は、下にある電気絶縁二酸化ケイ素層１７５内へオーバエッチン
グし、貫通していくことを防ぐために必要である。図５は、全ガスに対する無機
フッ素化ガスの体積流量比の増加に対する、下にある二酸化ケイ素の損失及び下
にある二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチング選択比を示す
グラフである。ＣＦ4ガスのフッ素成分が二酸化ケイ素をエッチングして揮発性
ＳｉＦｘガスを形成するので、図５に示すように、ＣＦ4体積流量比の増大に伴
い二酸化ケイ素層１７５の厚みの損失が５から約３２Åに増加する結果となった
。これによって、二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチング選
択比が、ＣＦ4を含む無機フッ素化ガスを０ないし２４体積％ほど添加すること
で、各々、約１４から約４へと減少する。より最近の集積回路では、非常に薄い
下にある二酸化ケイ素層１７５は、上に重なるポリシリコン層１７０を通してエ
ッチングされるのと同時に、急速にエッチングされて消失してしまう可能性があ
るので、エッチング選択比の損失は好ましくない。
酸化ケイ素層１７５に対して高いエッチング選択比をもたらすように選択された
。下にある二酸化ケイ素層１７５に対するポリシリコン層１７０の高いエッチン
グ選択比は、上に重なるポリシリコン層１７０を通してエッチングした後、下に
ある二酸化ケイ素層１７５内にオーバエッチングする可能性を低減する。高いエ
ッチング選択比は、下にある電気絶縁二酸化ケイ素層１７５内へオーバエッチン
グし、貫通していくことを防ぐために必要である。図５は、全ガスに対する無機
フッ素化ガスの体積流量比の増加に対する、下にある二酸化ケイ素の損失及び下
にある二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチング選択比を示す
グラフである。ＣＦ4ガスのフッ素成分が二酸化ケイ素をエッチングして揮発性
ＳｉＦｘガスを形成するので、図５に示すように、ＣＦ4体積流量比の増大に伴
い二酸化ケイ素層１７５の厚みの損失が５から約３２Åに増加する結果となった
。これによって、二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチング選
択比が、ＣＦ4を含む無機フッ素化ガスを０ないし２４体積％ほど添加すること
で、各々、約１４から約４へと減少する。より最近の集積回路では、非常に薄い
下にある二酸化ケイ素層１７５は、上に重なるポリシリコン層１７０を通してエ
ッチングされるのと同時に、急速にエッチングされて消失してしまう可能性があ
るので、エッチング選択比の損失は好ましくない。
【００３９】 一般的にはまた、ポリシリコン層１７０を通してエッチングする前にレジスト
層１９５を通してエッチングすることを避けるためには、レジスト層１９５に対
するポリシリコン層１７０のエッチングの高いエッチング選択比を有することが
好ましい。図６は、無機フッ素化ガスの体積流量比が増加する場合の、上に重な
るレジスト層１９５に対するポリシリコン層１７０のエッチングのエッチング選
択比を示す。レジスト層１９５に対するポリシリコン層１７０のエッチングのエ
ッチング選択比は、ＣＦ4などの無機フッ素化ガスを０ないし２４体積％ほど添
加することで、一般的には、各々、約１．４から約１．６へと少量増加する。す
なわち、レジストエッチングの選択比は、ＣＦ4ガスの添加によって不利な影響
を受けない。
層１９５を通してエッチングすることを避けるためには、レジスト層１９５に対
するポリシリコン層１７０のエッチングの高いエッチング選択比を有することが
好ましい。図６は、無機フッ素化ガスの体積流量比が増加する場合の、上に重な
るレジスト層１９５に対するポリシリコン層１７０のエッチングのエッチング選
択比を示す。レジスト層１９５に対するポリシリコン層１７０のエッチングのエ
ッチング選択比は、ＣＦ4などの無機フッ素化ガスを０ないし２４体積％ほど添
加することで、一般的には、各々、約１．４から約１．６へと少量増加する。す
なわち、レジストエッチングの選択比は、ＣＦ4ガスの添加によって不利な影響
を受けない。
【００４０】 図７は、無機フッ素化ガスの体積流量比が増加する場合の、処理チャンバ５０
の内部表面の（水晶微量天秤２００によって測定された）エッチング残留物堆積
の減少を示すグラフである。このグラフは、処理ガスに無機フッ素化ガスを添加
することによってもたらされる内部処理チャンバ表面のエッチング残留堆積物の
、相当かつ予想外の清浄効果を示している。ＣＦ4ガス流量の０体積％から２４
体積％への増加によって、処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留堆積物
の正規化された堆積速度が３０Å／分を超える値から−８０Å／分を下回る値へ
と減少する。負の値は、エッチング残留堆積物が微量天秤２００に堆積する代わ
りに、本処理で微量天秤から実際に除去されていることを示す。
の内部表面の（水晶微量天秤２００によって測定された）エッチング残留物堆積
の減少を示すグラフである。このグラフは、処理ガスに無機フッ素化ガスを添加
することによってもたらされる内部処理チャンバ表面のエッチング残留堆積物の
、相当かつ予想外の清浄効果を示している。ＣＦ4ガス流量の０体積％から２４
体積％への増加によって、処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留堆積物
の正規化された堆積速度が３０Å／分を超える値から−８０Å／分を下回る値へ
と減少する。負の値は、エッチング残留堆積物が微量天秤２００に堆積する代わ
りに、本処理で微量天秤から実際に除去されていることを示す。
【００４１】 表Ｉは、正規化されたエッチング残留物堆積速度、及び、処理ガス組成中のＣ
Ｆ4ガス含有量の増加に対するポリシリコン対二酸化ケイ素のエッチング選択比
の数値を列挙している。各グラフが示すように、ＣＦ4ガス含有量が高ければ高
いほど正規化されたエッチング残留物堆積速度は良好、つまり低く、非ドーピン
グポリシリコンに対してドーピングポリシリコンをエッチングするエッチング均
一性は低い。実際、全ガス流量の２４．３％のＣＦ4体積％流量において、正規
化されたエッチング残留物堆積速度は、−８０となってエッチング残留物が実際
に除去されていることを示しており、ドーピング／非ドーピングポリシリコンエ
ッチング均一性は、最低１．１まで低下する。
Ｆ4ガス含有量の増加に対するポリシリコン対二酸化ケイ素のエッチング選択比
の数値を列挙している。各グラフが示すように、ＣＦ4ガス含有量が高ければ高
いほど正規化されたエッチング残留物堆積速度は良好、つまり低く、非ドーピン
グポリシリコンに対してドーピングポリシリコンをエッチングするエッチング均
一性は低い。実際、全ガス流量の２４．３％のＣＦ4体積％流量において、正規
化されたエッチング残留物堆積速度は、−８０となってエッチング残留物が実際
に除去されていることを示しており、ドーピング／非ドーピングポリシリコンエ
ッチング均一性は、最低１．１まで低下する。
【００４２】
【表１】 表Ｉ
【００４３】 無機フッ素化ガス成分と処理ガス組成の他のガス成分との相互作用もまた予想
外であった。例えば、図８は、ＣＦ4及びＨｅ−Ｏ2の体積パーセントの増加に対
する処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度の変化を示してい
る。一般的に、ＣＦ4ガス成分が１３．５体積％から２４体積％に増加すると、
処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度は、−３９Å／分から
−８０Å／分へと減少する。Ｈｅ−Ｏ2ガス成分が１６から２５ｓｃｃｍへと増
加すると、処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度が減少する
。しかし、Ｈｅ−Ｏ2ガス成分が２５から４０ｓｃｃｍへとさらに増加すると、
処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度が増加し、これは好ま
しくない。Ｈｅ−Ｏ2ガス含有量の増加に伴う処理チャンバ５０の内部表面のエ
ッチング残留堆積物の増加は、Ｈｅ−Ｏ2ガス中のＯ2がケイ素含有材料と反応し
て、処理チャンバの壁にＳｉＯ2の堆積物を形成するから生じると信じられる。
外であった。例えば、図８は、ＣＦ4及びＨｅ−Ｏ2の体積パーセントの増加に対
する処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度の変化を示してい
る。一般的に、ＣＦ4ガス成分が１３．５体積％から２４体積％に増加すると、
処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度は、−３９Å／分から
−８０Å／分へと減少する。Ｈｅ−Ｏ2ガス成分が１６から２５ｓｃｃｍへと増
加すると、処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度が減少する
。しかし、Ｈｅ−Ｏ2ガス成分が２５から４０ｓｃｃｍへとさらに増加すると、
処理チャンバ５０の内部表面のエッチング残留物堆積速度が増加し、これは好ま
しくない。Ｈｅ−Ｏ2ガス含有量の増加に伴う処理チャンバ５０の内部表面のエ
ッチング残留堆積物の増加は、Ｈｅ−Ｏ2ガス中のＯ2がケイ素含有材料と反応し
て、処理チャンバの壁にＳｉＯ2の堆積物を形成するから生じると信じられる。
【００４４】 表IIは、処理ガス組成中のＣＦ4及びＨｅ−Ｏ2ガス含有量の増加に対する、正
規化されたエッチング残留物堆積速度、及び、ポリシリコン対二酸化ケイ素のエ
ッチング選択比の数値を列挙している。これらの結果の中で、２５ｓｃｃｍのＨ
ｅ−Ｏ2ガス含有量と約２５ｓｃｃｍのＣＦ4ガス含有量とが好ましいが、その理
由は、これらの流量速度がポリシリコン対二酸化ケイ素のエッチング選択比と、
内部処理チャンバ表面のエッチング残留物の堆積速度との間のバランスをもたら
すからである。酸素含有ガスの無機フッ素化ガスに対する体積流量比は、活性化
処理ガスが処理チャンバの内部表面に形成された実質的に全てのエッチング残留
堆積物を除去し、ポリシリコンの二酸化ケイ素に対する高い選択性を有するよう
に選択される。好ましくは、無機フッ素化ガスの体積流量に対する酸素ガスの体
積流量比は、約１：１から約１：１０であり、より好ましくは、約１：１．５で
ある。
規化されたエッチング残留物堆積速度、及び、ポリシリコン対二酸化ケイ素のエ
ッチング選択比の数値を列挙している。これらの結果の中で、２５ｓｃｃｍのＨ
ｅ−Ｏ2ガス含有量と約２５ｓｃｃｍのＣＦ4ガス含有量とが好ましいが、その理
由は、これらの流量速度がポリシリコン対二酸化ケイ素のエッチング選択比と、
内部処理チャンバ表面のエッチング残留物の堆積速度との間のバランスをもたら
すからである。酸素含有ガスの無機フッ素化ガスに対する体積流量比は、活性化
処理ガスが処理チャンバの内部表面に形成された実質的に全てのエッチング残留
堆積物を除去し、ポリシリコンの二酸化ケイ素に対する高い選択性を有するよう
に選択される。好ましくは、無機フッ素化ガスの体積流量に対する酸素ガスの体
積流量比は、約１：１から約１：１０であり、より好ましくは、約１：１．５で
ある。
【００４５】
【表２】 表II
【００４６】 表IIIを参照すると、この実施例は、少なくとも３つの別々の段階を含む多重
段階を使用した基板４５のポリシリコン層１７０をエッチングするための処理を
示しており、反射防止ＢＡＲＣ層１９０がエッチングされる初期段階、主ポリシ
リコンエッチング段階、及び、ポリシリコンオーバエッチング段階を含んでいる
。第１段階では、基板４５のＢＡＲＣ層は、４０ｓｃｃｍのＣｌ2及び２０ｓｃ
ｃｍのＯ2を含む処理ガスを処理チャンバ５０に導入し、また、３００ワットの
高周波電源電力をインダクタコイルに、４０ワットの高周波バイアス電力を陰極
１４５に印加して活性化処理ガスを形成することにより、エッチングされた。ま
た、２ミリトールの圧力が処理チャンバ５０内で維持された。処理の間、基板４
５は、約８トールの圧力で基板４５の裏側を通るヘリウム流を使用して温度５０
°Ｃにまで冷却された。光学発光終端検出器１６５を使用して、ＢＡＲＣ層１９
０のエッチングの完了が測定された。
段階を使用した基板４５のポリシリコン層１７０をエッチングするための処理を
示しており、反射防止ＢＡＲＣ層１９０がエッチングされる初期段階、主ポリシ
リコンエッチング段階、及び、ポリシリコンオーバエッチング段階を含んでいる
。第１段階では、基板４５のＢＡＲＣ層は、４０ｓｃｃｍのＣｌ2及び２０ｓｃ
ｃｍのＯ2を含む処理ガスを処理チャンバ５０に導入し、また、３００ワットの
高周波電源電力をインダクタコイルに、４０ワットの高周波バイアス電力を陰極
１４５に印加して活性化処理ガスを形成することにより、エッチングされた。ま
た、２ミリトールの圧力が処理チャンバ５０内で維持された。処理の間、基板４
５は、約８トールの圧力で基板４５の裏側を通るヘリウム流を使用して温度５０
°Ｃにまで冷却された。光学発光終端検出器１６５を使用して、ＢＡＲＣ層１９
０のエッチングの完了が測定された。
【００４７】
【表３】 表III
【００４８】 ＢＡＲＣ層１９０をエッチングした後、２つのポリシリコンエッチング段階、
すなわち、主エッチング段階及びオーバエッチング段階を用いて、ポリシリコン
層１７０がエッチングされた。第１又は主エッチング段階では、ＣＦ4のような
より化学的反応性の強い処理ガスを使用し、第２段階では、実質的に無機フッ素
化ガスを含まない処理ガスが使用され、化学的反応性のより弱いエッチング処理
をもたらした。主エッチング段階では、処理ガスは、６０ｓｃｃｍのＣｌ2、１
００ｓｃｃｍのＨＢｒ、１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2、及び、２５ｓｃｃｍのＣＦ4 を含み、これが臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素含有ガスの結合流量の
無機フッ素化ガスの流量に対する体積流量比、約７：１をもたらす。主エッチン
グの後、光学発光終端検出器１６５を検出に使用して、基板４５上の下層の二酸
化ケイ素層１７５を通してエッチングすることなくエッチング処理を停止する。
すなわち、主エッチング段階及びオーバエッチング段階を用いて、ポリシリコン
層１７０がエッチングされた。第１又は主エッチング段階では、ＣＦ4のような
より化学的反応性の強い処理ガスを使用し、第２段階では、実質的に無機フッ素
化ガスを含まない処理ガスが使用され、化学的反応性のより弱いエッチング処理
をもたらした。主エッチング段階では、処理ガスは、６０ｓｃｃｍのＣｌ2、１
００ｓｃｃｍのＨＢｒ、１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2、及び、２５ｓｃｃｍのＣＦ4 を含み、これが臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素含有ガスの結合流量の
無機フッ素化ガスの流量に対する体積流量比、約７：１をもたらす。主エッチン
グの後、光学発光終端検出器１６５を検出に使用して、基板４５上の下層の二酸
化ケイ素層１７５を通してエッチングすることなくエッチング処理を停止する。
【００４９】 主エッチング段階とオーバエッチング段階との間で、ポンプ排出段階が実行さ
れ、処理チャンバ５０のポンプ排出によって処理チャンバ５０から処理ガスが排
出された。この段階で、スロットル弁１２０が約１０秒間全開に保たれ、圧力０
．５ミリトール未満が達成された。ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５
０の処理ゾーン７０の実質的に全ての残留無機フッ素化ガスが排出されて除去さ
れた。ポンプ排出段階は、二酸化ケイ素層１７５が露出される前に全ての攻撃的
な無機フッ素化ガスを除去することにより、下にある二酸化ケイ素層１７５に対
するポリシリコン層１７０のエッチングのエッチング選択性を著しく高めた。 処理チャンバ５０がポンプ排出された後、ポリシリコン層１７０の残りの部分
を通してエッチングするオーバエッチング段階が実行された。この段階で、無機
フッ素化ガス含有量は完全に除去され、より緩やかでより制御しやすいエッチン
グ速度が得られた。この段階において、処理ガスは、１００ｓｃｃｍのＨＢｒ及
び１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2を含み、処理チャンバ圧力は、５０ミリトール、電
源電力レベルは、７５０ワット、高周波バイアス電力レベルは、１００ワットで
あった。
れ、処理チャンバ５０のポンプ排出によって処理チャンバ５０から処理ガスが排
出された。この段階で、スロットル弁１２０が約１０秒間全開に保たれ、圧力０
．５ミリトール未満が達成された。ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５
０の処理ゾーン７０の実質的に全ての残留無機フッ素化ガスが排出されて除去さ
れた。ポンプ排出段階は、二酸化ケイ素層１７５が露出される前に全ての攻撃的
な無機フッ素化ガスを除去することにより、下にある二酸化ケイ素層１７５に対
するポリシリコン層１７０のエッチングのエッチング選択性を著しく高めた。 処理チャンバ５０がポンプ排出された後、ポリシリコン層１７０の残りの部分
を通してエッチングするオーバエッチング段階が実行された。この段階で、無機
フッ素化ガス含有量は完全に除去され、より緩やかでより制御しやすいエッチン
グ速度が得られた。この段階において、処理ガスは、１００ｓｃｃｍのＨＢｒ及
び１６ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ2を含み、処理チャンバ圧力は、５０ミリトール、電
源電力レベルは、７５０ワット、高周波バイアス電力レベルは、１００ワットで
あった。
【００５０】 本実施例では、残る二酸化ケイ素ゲート層１７５は、ドーピング及び非ドーピ
ングポリシリコン領域の両方の下に、約３．３ナノメートル（３３Å）の厚みを
有するていた。活性化処理ガスの活発なイオンに曝されると、ゲート酸化物層１
７５の下にある活発な供給及び消耗領域が荷電損傷と格子構造損傷とを被る恐れ
があるので、ゲート酸化物層のエッチング処理を停止する必要がある。 更に、本実施例は、ドーピング及び非ドーピングポリシリコンの両方に対して
も、また基板４５の高密度及び隔離領域の両方に対しても、断面角８７°から８
８°を有するエッチング形態をもたらした。断面角、すなわちエッチング形態の
側壁と基板４５平面とのなす角は、理想的には、まっすぐで実質的に垂直な側壁
を有する形態をもたらす約９０°度である。まっすぐな側壁を有する形態は、互
いに接近して形成することができ、より高い回路密度と、より早い作動速度とを
もたらす。
ングポリシリコン領域の両方の下に、約３．３ナノメートル（３３Å）の厚みを
有するていた。活性化処理ガスの活発なイオンに曝されると、ゲート酸化物層１
７５の下にある活発な供給及び消耗領域が荷電損傷と格子構造損傷とを被る恐れ
があるので、ゲート酸化物層のエッチング処理を停止する必要がある。 更に、本実施例は、ドーピング及び非ドーピングポリシリコンの両方に対して
も、また基板４５の高密度及び隔離領域の両方に対しても、断面角８７°から８
８°を有するエッチング形態をもたらした。断面角、すなわちエッチング形態の
側壁と基板４５平面とのなす角は、理想的には、まっすぐで実質的に垂直な側壁
を有する形態をもたらす約９０°度である。まっすぐな側壁を有する形態は、互
いに接近して形成することができ、より高い回路密度と、より早い作動速度とを
もたらす。
【００５１】 基板４５上のエッチング形態の限界寸法の変動もまた測定された。限界寸法は
、前もって定められ、集積回路設計においてエッチング形態の目標とする電気特
性を準備するために必要なエッチング形態の目標とする寸法である。限界寸法は
、一般的には、レジスト形態１９５の幅Ｗrとエッチング形態の幅Ｗeとの間の比
又は差として測定される。エッチング形態の幅がレジスト形態の幅に近いほど、
エッチング形態の電気特性は、予測性があり信頼できる。最新の集積回路では、
相互接続線の線幅と接触プラグの直径とは、より高密度の回路が収容できるよう
に、０．２５ミクロンよりますます小さくなりつつある。これらの形態の電気抵
抗は、エッチング形態の断面積に比例するので、形態間で変動のない一貫して均
一な寸法を維持することが重要である。先細り断面や、形態間隔の関数で変動す
る断面形状は、もはやこれらの集積回路には受け入れ難い。本実施例では、基板
４５の高密に詰め込まれた形態部分は（これは間隔の狭いエッチング形態を有す
るている）、約−０．００５ミクロンの限界寸法損失を示し、隔離領域では、約
−０．００３ミクロンの限界寸法損失を示した。
、前もって定められ、集積回路設計においてエッチング形態の目標とする電気特
性を準備するために必要なエッチング形態の目標とする寸法である。限界寸法は
、一般的には、レジスト形態１９５の幅Ｗrとエッチング形態の幅Ｗeとの間の比
又は差として測定される。エッチング形態の幅がレジスト形態の幅に近いほど、
エッチング形態の電気特性は、予測性があり信頼できる。最新の集積回路では、
相互接続線の線幅と接触プラグの直径とは、より高密度の回路が収容できるよう
に、０．２５ミクロンよりますます小さくなりつつある。これらの形態の電気抵
抗は、エッチング形態の断面積に比例するので、形態間で変動のない一貫して均
一な寸法を維持することが重要である。先細り断面や、形態間隔の関数で変動す
る断面形状は、もはやこれらの集積回路には受け入れ難い。本実施例では、基板
４５の高密に詰め込まれた形態部分は（これは間隔の狭いエッチング形態を有す
るている）、約−０．００５ミクロンの限界寸法損失を示し、隔離領域では、約
−０．００３ミクロンの限界寸法損失を示した。
【００５２】 更に、従来技術エッチング処理は、多数の基板４５を処理した後、処理チャン
バ内部表面のエッチング残留堆積物の過剰な堆積から生じた汚染レベルを低減す
るために、処理チャンバ５０の清浄及び調整を必要とした。対照的に、本エッチ
ング及び同時清浄処理は、別の清浄処理段階を必要とせず、３０００枚の基板を
連続エッチングする間に、一貫して高度で均一な３０００Å／分のポリシリコン
エッチング速度、及び、約１．７％のエッチング速度変動をもたらす。本処理法
は、厚さや化学量論に関係なく、エッチング残留物を均一に除去することが分か
っているが、他方、従来技術の清浄処理は、しばしば処理チャンバ表面に形成さ
れたエッチング残留堆積物を均一に除去することに失敗している。 この実施例は、ＮＦ3からなる無機フッ素化ガスを含む処理ガスを使用したポ
リシリコン層１７０をエッチングするための処理を示している。表IVに列挙され
ているように、反射防止ＢＡＲＣ層１９０がエッチングされる初期段階、主ポリ
シリコンエッチング段階、及び、ポリシリコンオーバエッチング段階を含む、３
つの別々の段階が使用された。
バ内部表面のエッチング残留堆積物の過剰な堆積から生じた汚染レベルを低減す
るために、処理チャンバ５０の清浄及び調整を必要とした。対照的に、本エッチ
ング及び同時清浄処理は、別の清浄処理段階を必要とせず、３０００枚の基板を
連続エッチングする間に、一貫して高度で均一な３０００Å／分のポリシリコン
エッチング速度、及び、約１．７％のエッチング速度変動をもたらす。本処理法
は、厚さや化学量論に関係なく、エッチング残留物を均一に除去することが分か
っているが、他方、従来技術の清浄処理は、しばしば処理チャンバ表面に形成さ
れたエッチング残留堆積物を均一に除去することに失敗している。 この実施例は、ＮＦ3からなる無機フッ素化ガスを含む処理ガスを使用したポ
リシリコン層１７０をエッチングするための処理を示している。表IVに列挙され
ているように、反射防止ＢＡＲＣ層１９０がエッチングされる初期段階、主ポリ
シリコンエッチング段階、及び、ポリシリコンオーバエッチング段階を含む、３
つの別々の段階が使用された。
【００５３】 先の実施例におけるように、主エッチング段階とオーバエッチング段階との間
で、ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５０のポンプ排出によって処理チ
ャンバ５０から処理ガスが排出された。この段階で、スロットル弁１２０が約１
０秒間全開に保たれ、圧力０．５ミリトール未満が達成された。ポンプ排出段階
が実行され、処理チャンバ５０の実質的に全ての含有残留無機フッ素化ガスが排
出されて除去された。ポンプ排出段階は、下層の二酸化ケイ素層１７５に対する
ポリシリコン層１７０のエッチング選択性を著しく高めた。処理チャンバ５０が
ポンプ排出された後でのみ、ポリシリコン層１７０の残りの部分を通してエッチ
ングされるオーバエッチング段階が実行された。
で、ポンプ排出段階が実行され、処理チャンバ５０のポンプ排出によって処理チ
ャンバ５０から処理ガスが排出された。この段階で、スロットル弁１２０が約１
０秒間全開に保たれ、圧力０．５ミリトール未満が達成された。ポンプ排出段階
が実行され、処理チャンバ５０の実質的に全ての含有残留無機フッ素化ガスが排
出されて除去された。ポンプ排出段階は、下層の二酸化ケイ素層１７５に対する
ポリシリコン層１７０のエッチング選択性を著しく高めた。処理チャンバ５０が
ポンプ排出された後でのみ、ポリシリコン層１７０の残りの部分を通してエッチ
ングされるオーバエッチング段階が実行された。
【００５４】
【表４】 表IV
【００５５】 本実施例では、残存する二酸化ケイ素ゲート酸化物層１７５は、ドーピング及
び非ドーピングポリシリコン領域の両方の下で約３．４ナノメートル（３４Å）
厚みを持ち、断面角８７°から８８°のエッチング形態をもたらした。加えて、
処理チャンバの壁のエッチング残留物の正規化された堆積速度は、微量天秤で測
った時、処理ガス組成中のＣＦ4ガスの同等流量について−９Å／分であったの
に比較して、約−６４Å／分であった。すなわち、ＮＦ3ガス組成は、ＣＦ4ガス
組成よりも優れた清浄結果をもたらした。加えて、ＮＦ3に基づくガス組成は、
二酸化ケイ素に対するポリシリコンのエッチングについて、ＣＦ4ガスの５：１
に比べて８：１のエッチング選択比をもたらし、より優れたエッチング選択性を
与えた。
び非ドーピングポリシリコン領域の両方の下で約３．４ナノメートル（３４Å）
厚みを持ち、断面角８７°から８８°のエッチング形態をもたらした。加えて、
処理チャンバの壁のエッチング残留物の正規化された堆積速度は、微量天秤で測
った時、処理ガス組成中のＣＦ4ガスの同等流量について−９Å／分であったの
に比較して、約−６４Å／分であった。すなわち、ＮＦ3ガス組成は、ＣＦ4ガス
組成よりも優れた清浄結果をもたらした。加えて、ＮＦ3に基づくガス組成は、
二酸化ケイ素に対するポリシリコンのエッチングについて、ＣＦ4ガスの５：１
に比べて８：１のエッチング選択比をもたらし、より優れたエッチング選択性を
与えた。
【００５６】 本発明は、ある特定の最良のバージョンを参照して説明されてきたが、他のバ
ージョンも可能である。例えば、本発明の処理及び清浄過程は、当業者には明ら
かなように、他の適用例の処理チャンバにも使用できる。例えば、本処理は、当
業者には明らかなように、飛散で汚れた処理チャンバ、イオン打ち込み処理チャ
ンバ、及び、堆積処理チャンバ、又は、他の清浄処理との組み合わせにおいて適
用することができる。従って、別記請求範囲の精神及び範囲は、本明細書に包含
される最良のバージョンの記述に限定されるべきではない。
ージョンも可能である。例えば、本発明の処理及び清浄過程は、当業者には明ら
かなように、他の適用例の処理チャンバにも使用できる。例えば、本処理は、当
業者には明らかなように、飛散で汚れた処理チャンバ、イオン打ち込み処理チャ
ンバ、及び、堆積処理チャンバ、又は、他の清浄処理との組み合わせにおいて適
用することができる。従って、別記請求範囲の精神及び範囲は、本明細書に包含
される最良のバージョンの記述に限定されるべきではない。
【図１ａ】 （従来技術）２重ゲート構造を有する対称性ＣＭＯＳトランジスタを含む基板
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図１ｂ】 （従来技術）異なる組成のドーパント、二酸化ケイ素の基層、及び、上に重な
る反射防止及びレジスト層を有する第１及び第２の領域を備えたポリシリコン層
を含む基板の概略断面図である。
る反射防止及びレジスト層を有する第１及び第２の領域を備えたポリシリコン層
を含む基板の概略断面図である。
【図２】 本発明の処理を実施するのに適した装置の概略側面断面図である。
【図３】 処理ガス中の無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対するポリシリコンエッ
チング速度の均一性を示すグラフである。
チング速度の均一性を示すグラフである。
【図４】 処理ガス中の無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対するドーピング及び非
ドーピングポリシリコンエッチング速度、及び、速度の均一性を示すグラフであ
る。
ドーピングポリシリコンエッチング速度、及び、速度の均一性を示すグラフであ
る。
【図５】 処理ガス中の無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対する、基層二酸化ケイ
素の損失、及び、基層二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチン
グ選択比を示すグラフである。
素の損失、及び、基層二酸化ケイ素に対するポリシリコンエッチングのエッチン
グ選択比を示すグラフである。
【図６】 処理ガス中の無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対する、上に重なるレジ
スト層に対するポリシリコン層のエッチングのエッチング選択比を示すグラフで
ある。
スト層に対するポリシリコン層のエッチングのエッチング選択比を示すグラフで
ある。
【図７】 処理ガス中の無機フッ素化ガスの体積流量比の増加に対する、（水晶微量天秤
で測定した）処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング液残留物の堆積の
減少を示すグラフである。
で測定した）処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング液残留物の堆積の
減少を示すグラフである。
【図８】 処理ガス中のＣＦ4及びＨｅ−Ｏ2の体積流量比の増加に対する、処理チャンバ
の内部表面へのエッチング液残留物の堆積速度の変化を示すグラフである。
の内部表面へのエッチング液残留物の堆積速度の変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シン ジェフリー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94404 フォスター シティ セント ク ロイ レーン 605 (72)発明者 ユーエン スティーブン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95050 サンタ クララ ルス カブラル ウェイ 2435 Ｆターム(参考） 5F004 AA02 AA15 BA20 BB13 CA06 DA00 DA01 DA04 DA17 DA18 DA22 DA26 DA29 DB02 【要約の続き】
Claims (25)
- 【請求項１】 基板上のポリシリコン層をエッチングする方法であって、次
の工程： ａ）処理チャンバに、ポリシリコン層を有する前記基板を置く工程；及び、 ｂ）臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及び酸素ガスを含む活
性化された処理ガスに前記基板を曝す工程、 を含む、前記方法。 - 【請求項２】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及び
酸素ガスの体積流量比は、前記活性化処理ガスが前記ポリシリコン層の異なるド
ーパント濃度を有する領域を、実質的に同じエッチング速度でエッチングするよ
うに選択される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及び
酸素ガスの体積流量比は、前記活性化処理ガスが前記ポリシリコン層をエッチン
グ中に、前記処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング残留堆積物を清浄
するように選択される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び酸素ガスの結合体積
流量対前記無機フッ素化ガスの体積流量の体積流量比は、約４：１〜約２０：１
である、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記臭素含有ガスは、ＨＢｒ、Ｂｒ2、及びＣＨ3Ｂｒの内の
１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記塩素含有ガスは、Ｃｌ2及びＨＣｌの内の１つ以上を含
む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記無機フッ素化ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、及びＳＦ6の内の
１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記酸素ガスは、Ｏ2及びＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含む、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記活性化処理ガスは、ＨＢｒ、Ｃｌ2、Ｈｅ−Ｏ2を含み、
ＮＦ3、ＣＦ4、及びＳＦ6の内の１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記活性化処理ガスは、実質的に、ＨＢｒ、Ｃｌ2、Ｈｅ
−Ｏ2、及びＣＦ4からなる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 基板上のポリシリコン層をエッチングし、同時に処理チャ
ンバの内部表面を清浄する方法であって、次の工程： ａ）前記処理チャンバに前記基板を置く工程；及び、 ｂ）前記基板及び前記処理チャンバの内部表面を、ＨＢｒ、Ｂｒ2、及びＣＨ3 Ｂｒの内の１つ以上を含む臭素含有ガス；Ｃｌ2及びＨＣｌの内の１つ以上を含
む塩素含有ガス；ＮＦ3、ＣＦ4、及びＳＦ6の内の１つ以上を含む無機フッ素化
ガス；及びＯ2及びＨｅ−Ｏ2の内の１つ以上を含む酸素ガスを含む、活性化処理
ガスに曝す工程、 を含む、前記方法。 - 【請求項１２】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及
び酸素ガスの体積流量比は、前記活性化処理ガスが前記ポリシリコン層の異なる
ドーパント濃度を有する領域を、実質的に同じエッチング速度でエッチングする
ように選択される、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及
び酸素ガスの体積流量比は、前記活性化処理ガスが前記ポリシリコン層をエッチ
ング中に、前記処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング残留堆積物を清
浄するように選択される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び、酸素ガスの結合
体積流量対前記無機フッ素化ガスの前記体積流量の体積流量比は、約４：１〜約
２０：１である、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記酸素含有ガス及び無機フッ素化ガスの体積流量比は、
前記活性化処理ガスが前記処理チャンバの内部表面に形成された実質的に全ての
エッチング残留堆積物を清浄し、二酸化ケイ素に対してポリシリコンが高い選択
性を有するように選択される、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記酸素ガスの体積流量対前記無機フッ素化ガスの体積流
量の体積流量比は、約１：１〜約１：１０である、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記活性化処理ガスは、実質的に、ＨＢｒ、Ｃｌ2、Ｈｅ
−Ｏ2、及びＣＦ4からなる、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１８】 処理チャンバの基板上のポリシリコン層をエッチングする
一方で、同時に前記処理チャンバの内部表面を清浄する方法であって、次の工程
： ａ）前記処理チャンバに、第１のドーパント濃度を有する第１領域と第２のド
ーパント濃度を有する第２領域とを有するポリシリコン層を含む前記基板を置く
工程；及び、 ｂ）前記基板上のポリシリコン層及び前記処理チャンバの内部表面を、ＨＢｒ
、Ｂｒ2、及びＣＨ3Ｂｒからなる群から選択される臭素含有ガス；Ｃｌ2及びＨ
Ｃｌからなる群から選択される塩素含有ガス；ＮＦ3、ＣＦ4、及びＳＦ6からな
る群から選択される無機フッ素化ガス；及びＯ2及びＨｅ−Ｏ2からなる群から選
択される酸素ガスを含む、活性化処理ガスに曝す工程、 を含み、 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、及び酸素ガスの結合体積流量対無機フッ素
化ガスの体積流量の体積流量比は、前記第１及び第２の領域を約１０％未満の差
のエッチング速度でエッチングするように選択される、前記方法。 - 【請求項１９】 前記臭素含有ガス、塩素含有ガス、無機フッ素化ガス、及
び酸素ガスの体積流量比は、前記活性化処理ガスが前記ポリシリコン層をエッチ
ング中に、前記処理チャンバの内部表面に形成されたエッチング残留堆積物を清
浄するように選択される、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記活性化処理ガスは、実質的に、ＨＢｒ、Ｃｌ2、Ｈｅ
−Ｏ2、及びＣＦ4からなる、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２１】 処理チャンバの基板上のケイ素含有層をエッチングする一
方で、同時に前記処理チャンバの内部表面を清浄する方法であって、次の工程： ａ）前記処理チャンバに、前記ケイ素含有層を有する前記基板を置く工程； ｂ）第１のエッチング段階で、前記基板上のケイ素含有層をエッチングするエ
ッチングガス、及び前記ケイ素含有層のエッチング中に前記処理チャンバの内部
表面に形成された堆積物を清浄する清浄ガスを含む第１の活性化処理ガスを、前
記処理チャンバに供給する工程； ｃ）ポンプ排出段階で、前記第１の処理ガスの流れを止め、前記処理チャンバ
から前記第１の活性化処理ガスを排出する工程；及び、 ｄ）第２のエッチング段階で、前記基板上の前記ケイ素含有層をエッチングす
るためのエッチングガスを含み、前記清浄ガスを実質的に含まない第２の活性化
処理ガスを、前記処理チャンバに供給する工程、 を含む、前記方法。 - 【請求項２２】 前記清浄ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、及びＳＦ6からなる群か
ら選択される無機フッ素化ガスを含む、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記エッチングガスは、ＨＢｒ、Ｂｒ2、及びＣＨ3Ｂｒか
らなる群から選択される臭素含有ガス；Ｃｌ2及びＨＣｌからなる群から選択さ
れる塩素含有ガス；及びＯ2及びＨｅ−Ｏ2からなる群から選択される酸素ガスを
含む、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記ポンプ排出段階は、前記第１の活性化処理ガスを、前
記処理チャンバが約０．５ミリトール未満の圧力になるまで前記処理チャンバか
ら排出する工程を含む、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記ポンプ排出段階は、前記第１の活性化処理ガスを、約
５〜約１５秒の間、前記処理チャンバから排出する工程を含む、請求項２１に記
載の方法。
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|---|---|---|---|
| US09/116,621 US6322714B1 (en) | 1997-11-12 | 1998-07-16 | Process for etching silicon-containing material on substrates |
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| PCT/US1999/014922 WO2000004213A1 (en) | 1998-07-16 | 1999-06-30 | Doping-independent self-cleaning etch process for polysilicon |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000560302A Pending JP2002520872A (ja) | 1998-07-16 | 1999-06-30 | ポリシリコン用ドーピング無依存式自己清浄エッチング処理 |
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Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451642B1 (en) * | 1999-07-14 | 2002-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Method to implant NMOS polycrystalline silicon in embedded FLASH memory applications |
| WO2001061740A1 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Applied Materials, Inc. | Self-cleaning process for etching silicon-containing material |
| US6391788B1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-05-21 | Applied Materials, Inc. | Two etchant etch method |
| US6527968B1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-03-04 | Applied Materials Inc. | Two-stage self-cleaning silicon etch process |
| TWI237066B (en) * | 2000-12-14 | 2005-08-01 | Mosel Vitelic Inc | A method of prevent an etcher from being eroded |
| US6599839B1 (en) * | 2001-02-02 | 2003-07-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Plasma etch process for nonhomogenous film |
| JP2002305179A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法 |
| US6888639B2 (en) * | 2001-09-24 | 2005-05-03 | Applied Materials, Inc. | In-situ film thickness measurement using spectral interference at grazing incidence |
| US20040009667A1 (en) * | 2002-02-07 | 2004-01-15 | Etsuo Iijima | Etching method |
| US6451647B1 (en) | 2002-03-18 | 2002-09-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Integrated plasma etch of gate and gate dielectric and low power plasma post gate etch removal of high-K residual |
| US6814814B2 (en) * | 2002-03-29 | 2004-11-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning residues from surfaces in a chamber by sputtering sacrificial substrates |
| US6902629B2 (en) * | 2002-04-12 | 2005-06-07 | Applied Materials, Inc. | Method for cleaning a process chamber |
| TW200405395A (en) * | 2002-05-29 | 2004-04-01 | Tokyo Electron Ltd | Method and apparatus for monitoring film deposition in a process chamber |
| US20040018742A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-01-29 | Applied Materials, Inc. | Forming bilayer resist patterns |
| US20040018739A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-01-29 | Applied Materials, Inc. | Methods for etching using building blocks |
| TW200414344A (en) * | 2002-09-06 | 2004-08-01 | Tokyo Electron Ltd | Method and apparatus for etching Si |
| AU2003272656A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-19 | Tokyo Electron Limited | A method and system for etching high-k dielectric materials |
| US6920891B2 (en) * | 2002-10-05 | 2005-07-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Exhaust adaptor and method for chamber de-gassing |
| KR100476935B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2005-03-16 | 삼성전자주식회사 | 식각공정의 임계치수 제어방법 |
| US20040152331A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-05 | Applied Materials, Inc. | Process for etching polysilicon gates with good mask selectivity, critical dimension control, and cleanliness |
| US6930782B1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-08-16 | Lam Research Corporation | End point detection with imaging matching in semiconductor processing |
| US20040224524A1 (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-11 | Applied Materials, Inc. | Maintaining the dimensions of features being etched on a lithographic mask |
| KR101037308B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2011-05-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 고-ｋ 유전성 재료 에칭 방법 및 시스템 |
| US6828187B1 (en) | 2004-01-06 | 2004-12-07 | International Business Machines Corporation | Method for uniform reactive ion etching of dual pre-doped polysilicon regions |
| US7682985B2 (en) | 2004-03-17 | 2010-03-23 | Lam Research Corporation | Dual doped polysilicon and silicon germanium etch |
| US7195716B2 (en) * | 2004-10-08 | 2007-03-27 | United Microelectronics Corp. | Etching process and patterning process |
| US20060196527A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Tokyo Electron Limited | Method of surface processing substrate, method of cleaning substrate, and programs for implementing the methods |
| US20070102399A1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for manufacturing a semiconductor device, control program and computer-readable storage medium |
| JP4865373B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2012-02-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | ドライエッチング方法 |
| KR100838370B1 (ko) | 2006-03-31 | 2008-06-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 하드마스크 형성 방법 및 그를 이용한 스토리지노드홀 형성방법 |
| KR100842675B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2008-06-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 트랜지스터의 폴리 게이트에 대한 식각 방법 |
| US8118946B2 (en) | 2007-11-30 | 2012-02-21 | Wesley George Lau | Cleaning process residues from substrate processing chamber components |
| US8754530B2 (en) * | 2008-08-18 | 2014-06-17 | International Business Machines Corporation | Self-aligned borderless contacts for high density electronic and memory device integration |
| KR20100069392A (ko) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 삼성전자주식회사 | 증착, 식각 혹은 클리닝 공정에서 증착, 식각 혹은 클리닝 종료 시점을 결정하기 위하여 수정 결정 미소저울을 이용하는 반도체 소자의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 |
| US20110297088A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Texas Instruments Incorporated | Thin edge carrier ring |
| US9466788B2 (en) | 2014-02-18 | 2016-10-11 | Everspin Technologies, Inc. | Top electrode etch in a magnetoresistive device and devices manufactured using same |
| US20150236248A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Everspin Technologies, Inc. | Top electrode etch in a magnetoresistive device and devices manufactured using same |
| US9966312B2 (en) * | 2015-08-25 | 2018-05-08 | Tokyo Electron Limited | Method for etching a silicon-containing substrate |
| KR101764893B1 (ko) | 2015-09-11 | 2017-08-03 | 허익수 | 창작음악용 개량 거문고 |
| DE102017210450A1 (de) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Siltronic Ag | Verfahren, Steuerungssystem und Anlage zum Bearbeiten einer Halbleiterscheibe sowie Halbleiterscheibe |
Family Cites Families (83)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4282267A (en) | 1979-09-20 | 1981-08-04 | Western Electric Co., Inc. | Methods and apparatus for generating plasmas |
| JPS5782955A (en) | 1980-11-12 | 1982-05-24 | Hitachi Ltd | Microwave plasma generating apparatus |
| JPS57174466A (en) | 1981-04-22 | 1982-10-27 | Hitachi Ltd | Dry etching method |
| DE3242113A1 (de) | 1982-11-13 | 1984-05-24 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur herstellung einer duennen dielektrischen isolation in einem siliciumhalbleiterkoerper |
| CA1204525A (en) | 1982-11-29 | 1986-05-13 | Tetsu Fukano | Method for forming an isolation region for electrically isolating elements |
| AU544534B2 (en) | 1983-06-14 | 1985-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Plasma coating |
| US4490209B2 (en) | 1983-12-27 | 2000-12-19 | Texas Instruments Inc | Plasma etching using hydrogen bromide addition |
| JPH0824114B2 (ja) | 1984-11-09 | 1996-03-06 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング方法 |
| CA1260365A (en) | 1985-05-06 | 1989-09-26 | Lee Chen | Anisotropic silicon etching in fluorinated plasma |
| JPH0740566B2 (ja) | 1986-02-04 | 1995-05-01 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法及びその装置 |
| US4786352A (en) | 1986-09-12 | 1988-11-22 | Benzing Technologies, Inc. | Apparatus for in-situ chamber cleaning |
| DE3631802A1 (de) | 1986-09-18 | 1988-03-31 | Bhs Bayerische Berg | Einseitige wellpappenmaschine |
| US4863561A (en) | 1986-12-09 | 1989-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for cleaning integrated circuit wafers |
| US5158644A (en) | 1986-12-19 | 1992-10-27 | Applied Materials, Inc. | Reactor chamber self-cleaning process |
| JPH0793291B2 (ja) | 1986-12-19 | 1995-10-09 | アプライド マテリアルズインコーポレーテッド | シリコンおよび珪化物のための臭素およびヨウ素エッチング方法 |
| US4867841A (en) | 1987-07-16 | 1989-09-19 | Texas Instruments Incorporated | Method for etch of polysilicon film |
| US4818326A (en) | 1987-07-16 | 1989-04-04 | Texas Instruments Incorporated | Processing apparatus |
| JPS6432627A (en) | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Low-temperature dry etching method |
| JPS6450427A (en) | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Hitachi Ltd | Plasma processing |
| US4876212A (en) | 1987-10-01 | 1989-10-24 | Motorola Inc. | Process for fabricating complimentary semiconductor devices having pedestal structures |
| US4799991A (en) | 1987-11-02 | 1989-01-24 | Motorola, Inc. | Process for preferentially etching polycrystalline silicon |
| US4975144A (en) | 1988-03-22 | 1990-12-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of plasma etching amorphous carbon films |
| US4994410A (en) | 1988-04-04 | 1991-02-19 | Motorola, Inc. | Method for device metallization by forming a contact plug and interconnect using a silicide/nitride process |
| US5084126A (en) | 1988-12-29 | 1992-01-28 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for uniform flow distribution in plasma reactors |
| JPH0383335A (ja) | 1989-08-28 | 1991-04-09 | Hitachi Ltd | エッチング方法 |
| US5035768A (en) | 1989-11-14 | 1991-07-30 | Intel Corporation | Novel etch back process for tungsten contact/via filling |
| US5002632A (en) | 1989-11-22 | 1991-03-26 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for etching semiconductor materials |
| US5110411A (en) | 1990-04-27 | 1992-05-05 | Micron Technology, Inc. | Method of isotropically dry etching a poly/WSix sandwich structure |
| US5013398A (en) | 1990-05-29 | 1991-05-07 | Micron Technology, Inc. | Anisotropic etch method for a sandwich structure |
| EP0463373A3 (en) | 1990-06-29 | 1992-03-25 | Texas Instruments Incorporated | Local interconnect using a material comprising tungsten |
| JP2964605B2 (ja) | 1990-10-04 | 1999-10-18 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| US5094712A (en) | 1990-10-09 | 1992-03-10 | Micron Technology, Inc. | One chamber in-situ etch process for oxide and conductive material |
| US5160407A (en) | 1991-01-02 | 1992-11-03 | Applied Materials, Inc. | Low pressure anisotropic etch process for tantalum silicide or titanium silicide layer formed over polysilicon layer deposited on silicon oxide layer on semiconductor wafer |
| US5338398A (en) | 1991-03-28 | 1994-08-16 | Applied Materials, Inc. | Tungsten silicide etch process selective to photoresist and oxide |
| US5164330A (en) | 1991-04-17 | 1992-11-17 | Intel Corporation | Etchback process for tungsten utilizing a NF3/AR chemistry |
| US5431772A (en) | 1991-05-09 | 1995-07-11 | International Business Machines Corporation | Selective silicon nitride plasma etching process |
| JP3210359B2 (ja) | 1991-05-29 | 2001-09-17 | 株式会社東芝 | ドライエッチング方法 |
| JP3253675B2 (ja) | 1991-07-04 | 2002-02-04 | 株式会社東芝 | 荷電ビーム照射装置及び方法 |
| US5358601A (en) | 1991-09-24 | 1994-10-25 | Micron Technology, Inc. | Process for isotropically etching semiconductor devices |
| DE4132559A1 (de) | 1991-09-30 | 1993-04-08 | Siemens Ag | Verfahren zur in-situ-reinigung von abscheidekammern durch plasmaaetzen |
| US5318668A (en) | 1991-10-24 | 1994-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method |
| US5176792A (en) | 1991-10-28 | 1993-01-05 | At&T Bell Laboratories | Method for forming patterned tungsten layers |
| US5192702A (en) | 1991-12-23 | 1993-03-09 | Industrial Technology Research Institute | Self-aligned cylindrical stacked capacitor DRAM cell |
| US5443686A (en) | 1992-01-15 | 1995-08-22 | International Business Machines Corporation Inc. | Plasma CVD apparatus and processes |
| DE4202158C1 (ja) | 1992-01-27 | 1993-07-22 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | |
| US5282899A (en) | 1992-06-10 | 1994-02-01 | Ruxam, Inc. | Apparatus for the production of a dissociated atomic particle flow |
| US5716494A (en) | 1992-06-22 | 1998-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method, chemical vapor deposition method, and apparatus for processing semiconductor substrate |
| JP3502096B2 (ja) | 1992-06-22 | 2004-03-02 | ラム リサーチ コーポレイション | プラズマ処理装置内の残留物を除去するためのプラズマクリーニング方法 |
| US5188980A (en) | 1992-07-06 | 1993-02-23 | United Microelectronics Corporation | Inert gas purge for the multilayer poly gate etching improvement |
| US5256245A (en) | 1992-08-11 | 1993-10-26 | Micron Semiconductor, Inc. | Use of a clean up step to form more vertical profiles of polycrystalline silicon sidewalls during the manufacture of a semiconductor device |
| JP3227522B2 (ja) | 1992-10-20 | 2001-11-12 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波プラズマ処理方法及び装置 |
| US5413954A (en) | 1992-11-10 | 1995-05-09 | At&T Bell Laboratories | Method of making a silicon-based device comprising surface plasma cleaning |
| JP3277394B2 (ja) | 1992-12-04 | 2002-04-22 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP3259380B2 (ja) | 1992-12-04 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| EP0938134A3 (en) | 1993-05-20 | 2000-01-19 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing method |
| JPH0729879A (ja) | 1993-06-24 | 1995-01-31 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5354417A (en) | 1993-10-13 | 1994-10-11 | Applied Materials, Inc. | Etching MoSi2 using SF6, HBr and O2 |
| US5382316A (en) | 1993-10-29 | 1995-01-17 | Applied Materials, Inc. | Process for simultaneous removal of photoresist and polysilicon/polycide etch residues from an integrated circuit structure |
| JPH07147271A (ja) | 1993-11-26 | 1995-06-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5741396A (en) | 1994-04-29 | 1998-04-21 | Texas Instruments Incorporated | Isotropic nitride stripping |
| US5620615A (en) | 1994-05-13 | 1997-04-15 | Micron Technology, Inc. | Method of etching or removing W and WSix films |
| US5521119A (en) | 1994-07-13 | 1996-05-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. | Post treatment of tungsten etching back |
| EP0697467A1 (en) | 1994-07-21 | 1996-02-21 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for cleaning a deposition chamber |
| US5514622A (en) | 1994-08-29 | 1996-05-07 | Cypress Semiconductor Corporation | Method for the formation of interconnects and landing pads having a thin, conductive film underlying the plug or an associated contact of via hole |
| US5811022A (en) | 1994-11-15 | 1998-09-22 | Mattson Technology, Inc. | Inductive plasma reactor |
| US5529197A (en) | 1994-12-20 | 1996-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Polysilicon/polycide etch process for sub-micron gate stacks |
| US5665203A (en) | 1995-04-28 | 1997-09-09 | International Business Machines Corporation | Silicon etching method |
| JPH0964019A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Toshiba Corp | 半導体製造装置およびそのドライクリーニング方法 |
| US5644153A (en) | 1995-10-31 | 1997-07-01 | Micron Technology, Inc. | Method for etching nitride features in integrated circuit construction |
| US5626775A (en) | 1996-05-13 | 1997-05-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Plasma etch with trifluoroacetic acid and derivatives |
| EP0777258A3 (en) | 1995-11-29 | 1997-09-17 | Applied Materials Inc | Self-cleaning plasma processing reactor |
| US5756400A (en) | 1995-12-08 | 1998-05-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for cleaning by-products from plasma chamber surfaces |
| US5651856A (en) | 1996-01-22 | 1997-07-29 | Micron Technology, Inc. | Selective etch process |
| US5874363A (en) | 1996-05-13 | 1999-02-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polycide etching with HCL and chlorine |
| US5700741A (en) | 1996-05-20 | 1997-12-23 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Plasma purge method for plasma process particle control |
| US5788799A (en) | 1996-06-11 | 1998-08-04 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for cleaning of semiconductor process chamber surfaces |
| JPH1023387A (ja) | 1996-07-04 | 1998-01-23 | Ekushingu:Kk | Ｃａｔｖセンタ装置 |
| US5851926A (en) | 1996-10-01 | 1998-12-22 | Applied Materials, Inc | Method for etching transistor gates using a hardmask |
| JP3568749B2 (ja) | 1996-12-17 | 2004-09-22 | 株式会社デンソー | 半導体のドライエッチング方法 |
| US5869401A (en) | 1996-12-20 | 1999-02-09 | Lam Research Corporation | Plasma-enhanced flash process |
| US5677228A (en) | 1997-01-24 | 1997-10-14 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of fabricating a resistor in an integrated circuit |
| US5843239A (en) | 1997-03-03 | 1998-12-01 | Applied Materials, Inc. | Two-step process for cleaning a substrate processing chamber |
| US5866483A (en) | 1997-04-04 | 1999-02-02 | Applied Materials, Inc. | Method for anisotropically etching tungsten using SF6, CHF3, and N2 |
-
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