JP2016139792A5 - - Google Patents

Description

本明細書に記載の例および実施形態は、単に例示を目的としたものであり、それらに照らして、様々な変形例または変更例が当業者に想到されることが理解される。様々な詳細事項が簡単のために省略されているが、様々な設計の変更が実施されてよい。したがって、上述した例は、例示を目的としたものであって限定的ではなく、本発明は、本明細書で取り上げた項目に限定されず、添付した特許請求の範囲の範囲内で変更することができる。例えば、本発明は、以下の適用例としても実施可能である。
［適用例１］プラズマエッチング装置内で半導体基板上のタングステン含有材料を異方性エッチングする方法であって、
（ａ）タングステン含有材料を含む半導体基板をプラズマエッチング処理チャンバに提供する工程と、
（ｂ）Ｃｌ ₂ を含む第１の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバに導入し、プラズマを形成して、プラズマ活性化された塩素と前記タングステン含有材料を反応させる工程と、
（ｃ）工程（ｂ）の後に、前記第１の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバから除去する工程と、
（ｄ）酸素ラジカル源を含む第２の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバに導入し、酸素ラジカルを含むプラズマを形成して、前記タングステン含有材料の表面を不動態化する工程と、
（ｅ）工程（ｄ）の後に、前記第２の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバから除去する工程と
を備え、
前記方法は、主に選択された方向に前記タングステン含有材料をエッチングする方法。
［適用例２］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）でプラズマを形成することは、少なくとも約５００Ｖのバイアスを基板支持体に供給することを含む方法。
［適用例３］適用例１に記載の方法であって、前記第１の処理ガスは、基本的にＣｌ ₂ からなる方法。
［適用例４］適用例１に記載の方法であって、前記第１の処理ガスは、Ｃｌ ₂ と、Ｎ _２ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｈ ₂ 、および、それらの組み合わせからなる群より選択された不活性ガスとを含む方法。
［適用例５］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）は、前記プラズマをパルス化する工程を含む方法。
［適用例６］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）は、約５〜５０％の間のデューティサイクルで前記プラズマをパルス化する工程を含む方法。
［適用例７］適用例１に記載の方法であって、前記第２の処理ガスは、Ｏ ₂ 、Ｏ ₃ 、ＣＯ、ＣＯ ₂ 、ＣＯＳ、ＳＯ ₂ 、および、それらの混合物からなる群より選択された酸素ラジカル源を含む方法。
［適用例８］適用例１の方法であって、前記酸素ラジカル源はＯ ₂ である方法。
［適用例９］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）が繰り返される方法。
［適用例１０］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）が少なくとも３回繰り返される方法。
［適用例１１］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）および（ｃ）は、工程（ｄ）および（ｅ）の前に実行される方法。
［適用例１２］適用例１に記載の方法であって、工程（ｄ）および（ｅ）は、工程（ｂ）および（ｃ）の前に実行される方法。
［適用例１３］適用例１に記載の方法であって、前記半導体基板は、さらに、酸化シリコン、窒化シリコン、および、酸窒化シリコンからなる群より選択された誘電材料の露出層を含む方法。
［適用例１４］適用例１に記載の方法であって、前記半導体基板は、さらに、酸化シリコン、窒化シリコン、および、酸窒化シリコンからなる群より選択された誘電材料の露出層を含み、前記タングステン含有材料は、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方法。
［適用例１５］適用例１に記載の方法であって、前記半導体基板は、底部にタングステン含有材料の露出層を含む凹型フィーチャを含み、前記エッチングは、前記凹型フィーチャの幅または直径を実質的に変えることなしに、前記凹型フィーチャの前記底部から前記タングステン含有材料を除去する方法。
［適用例１６］適用例１に記載の方法であって、約１０００〜７０００オングストロームの厚さを有するタングステン含有材料の層をエッチングすることを含む方法。
［適用例１７］適用例１に記載の方法であって、前記半導体基板は、底部にタングステン含有材料の露出層を含む凹型フィーチャを備え、前記凹型フィーチャの幅または直径は約１５０ｎｍ未満である方法。
［適用例１８］適用例１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）の１反復で、約１０〜５０ｎｍの前記タングステン含有材料が除去される方法。
［適用例１９］適用例１に記載の方法であって、さらに、
フォトレジストを前記半導体基板に塗布する工程と、
前記フォトレジストを露光する工程と、
前記フォトレジストのパターンを作成し、前記パターンを前記半導体基板に転写する工程と、
前記フォトレジストを前記半導体基板から選択的に除去する工程と
を備える方法。
［適用例２０］半導体基板上のタングステン含有材料を異方性エッチングするためのプラズマエッチング装置であって、
（ａ）処理ガスの導入のための流入口を有する処理チャンバと、
（ｂ）前記タングステン含有材料のエッチング中に前記半導体基板を所定位置に保持するよう構成された前記処理チャンバ内の基板支持体であって、少なくとも前記エッチングの一部の間にバイアスされるよう構成された基板支持体と、
（ｃ）前記処理チャンバ内にプラズマを形成するよう構成されたシステムと、
（ｄ）コントローラであって、
（ｉ）Ｃｌ ₂ を含む第１の処理ガスをプラズマエッチングの前記処理チャンバに導入し、プラズマを形成して、プラズマ活性化された塩素と前記タングステン含有材料を反応させるための命令と、
（ｉｉ）（ｉ）の後に、前記第１の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバから除去するための命令と、
（ｉｉｉ）酸素ラジカル源を含む第２の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバに導入し、酸素ラジカルを含むプラズマを形成して、前記タングステン含有材料の表面を不動態化するための命令と、
（ｉｖ）（ｉｉｉ）の後に、前記第２の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバから除去するための命令とを備えたコントローラと
を備え、
前記方法は、主に選択された方向に前記タングステン含有材料をエッチングするプラズマエッチング装置。

Claims (20)

1. プラズマエッチング装置内で半導体基板上のタングステン含有材料を異方性エッチングする方法であって、
   （ａ）タングステン含有材料を含む半導体基板をプラズマエッチング処理チャンバに提供する工程と、
   （ｂ）Ｃｌ₂を含む第１の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバに導入し、プラズマを形成して、プラズマ活性化された塩素と前記タングステン含有材料を反応させる工程と、
   （ｃ）工程（ｂ）の後に、前記第１の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバから除去する工程と、
   （ｄ）酸素ラジカル源を含む第２の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバに導入し、酸素ラジカルを含むプラズマを形成して、前記タングステン含有材料の表面を不動態化する工程と、
   （ｅ）工程（ｄ）の後に、前記第２の処理ガスを前記プラズマエッチング処理チャンバから除去する工程と
   を備え、
   前記方法は、主に選択された方向に前記タングステン含有材料をエッチングする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）でプラズマを形成することは、少なくとも約５００Ｖのバイアスを基板支持体に供給することを含む方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の処理ガスは、基本的にＣｌ₂からなる方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の処理ガスは、Ｃｌ₂と、Ｎ_２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｈ₂、および、それらの組み合わせからなる群より選択された不活性ガスとを含む方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）は、前記プラズマをパルス化する工程を含む方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）は、約５〜５０％の間のデューティサイクルで前記プラズマをパルス化する工程を含む方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、前記第２の処理ガスは、Ｏ₂、Ｏ₃、ＣＯ、ＣＯ₂、ＣＯＳ、ＳＯ₂、および、それらの混合物からなる群より選択された酸素ラジカル源を含む方法。
8. 請求項１の方法であって、前記酸素ラジカル源はＯ₂である方法。
9. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）が繰り返される方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）が少なくとも３回繰り返される方法。
11. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）および（ｃ）は、工程（ｄ）および（ｅ）の前に実行される方法。
12. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｄ）および（ｅ）は、工程（ｂ）および（ｃ）の前に実行される方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、前記半導体基板は、さらに、酸化シリコン、窒化シリコン、および、酸窒化シリコンからなる群より選択された誘電材料の露出層を含む方法。
14. 請求項１に記載の方法であって、前記半導体基板は、さらに、酸化シリコン、窒化シリコン、および、酸窒化シリコンからなる群より選択された誘電材料の露出層を含み、前記タングステン含有材料は、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方法。
15. 請求項１に記載の方法であって、前記半導体基板は、底部にタングステン含有材料の露出層を含む凹型フィーチャを含み、前記エッチングは、前記凹型フィーチャの幅または直径を実質的に変えることなしに、前記凹型フィーチャの前記底部から前記タングステン含有材料を除去する方法。
16. 請求項１に記載の方法であって、約１０００〜７０００オングストロームの厚さを有するタングステン含有材料の層をエッチングすることを含む方法。
17. 請求項１に記載の方法であって、前記半導体基板は、底部にタングステン含有材料の露出層を含む凹型フィーチャを備え、前記凹型フィーチャの幅または直径は約１５０ｎｍ未満である方法。
18. 請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）〜（ｅ）の１反復で、約１０〜５０ｎｍの前記タングステン含有材料が除去される方法。
19. 請求項１に記載の方法であって、さらに、
    フォトレジストを前記半導体基板に塗布する工程と、
    前記フォトレジストを露光する工程と、
    前記フォトレジストのパターンを作成し、前記パターンを前記半導体基板に転写する工程と、
    前記フォトレジストを前記半導体基板から選択的に除去する工程と
    を備える方法。
20. 半導体基板上のタングステン含有材料を異方性エッチングするためのプラズマエッチング装置であって、
    （ａ）処理ガスの導入のための流入口を有する処理チャンバと、
    （ｂ）前記タングステン含有材料のエッチング中に前記半導体基板を所定位置に保持するよう構成された前記処理チャンバ内の基板支持体であって、少なくとも前記エッチングの一部の間にバイアスされるよう構成された基板支持体と、
    （ｃ）前記処理チャンバ内にプラズマを形成するよう構成されたシステムと、
    （ｄ）コントローラであって、
    （ｉ）Ｃｌ₂を含む第１の処理ガスをプラズマエッチングの前記処理チャンバに導入し、プラズマを形成して、プラズマ活性化された塩素と前記タングステン含有材料を反応させるための命令と、
    （ｉｉ）（ｉ）の後に、前記第１の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバから除去するための命令と、
    （ｉｉｉ）酸素ラジカル源を含む第２の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバに導入し、酸素ラジカルを含むプラズマを形成して、前記タングステン含有材料の表面を不動態化するための命令と、
    （ｉｖ）（ｉｉｉ）の後に、前記第２の処理ガスを前記プラズマエッチングの処理チャンバから除去するための命令とを備えたコントローラと
    を備え、
    前記プラズマエッチング装置は、主に選択された方向に前記タングステン含有材料をエッチングするプラズマエッチング装置。