JPH06151367A - 半導体ウェーハ上の集積回路構造体形成用vhf/uhfプラズマ処理法 - Google Patents
半導体ウェーハ上の集積回路構造体形成用vhf/uhfプラズマ処理法Info
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- JPH06151367A JPH06151367A JP3189003A JP18900391A JPH06151367A JP H06151367 A JPH06151367 A JP H06151367A JP 3189003 A JP3189003 A JP 3189003A JP 18900391 A JP18900391 A JP 18900391A JP H06151367 A JPH06151367 A JP H06151367A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
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- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】半導体ウェーハ上に酸化けい素を蒸着するプラ
ズマ補助CVD共形等方性蒸着処理法を提供する。 【構成】プラズマが、VHF/UHF電源により、約5
0から約800MHzの範囲の周波数で発生する。低圧
プラズマ結合エッチングあるいは蒸着処理は、約500
ミリトルを超えない圧力で、陽極と陰極の面積比が約
2:1から約20:1の範囲で、また、電極間距離が約
5cmから約30cmの範囲で、行われる。高圧プラズマ補
助エッチングあるいは蒸着処理は、500ミリトルから
50トル以上の範囲の圧力で、また陽極と陰極の電極間
隔が約5cmより小さい範囲で行われる。
ズマ補助CVD共形等方性蒸着処理法を提供する。 【構成】プラズマが、VHF/UHF電源により、約5
0から約800MHzの範囲の周波数で発生する。低圧
プラズマ結合エッチングあるいは蒸着処理は、約500
ミリトルを超えない圧力で、陽極と陰極の面積比が約
2:1から約20:1の範囲で、また、電極間距離が約
5cmから約30cmの範囲で、行われる。高圧プラズマ補
助エッチングあるいは蒸着処理は、500ミリトルから
50トル以上の範囲の圧力で、また陽極と陰極の電極間
隔が約5cmより小さい範囲で行われる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路構造体を形成
する半導体ウェーハの処理に関する。具体的には、本発
明は、半導体ウェーハの処理におけるVHF/UHFプ
ラズマの使用に関する。
する半導体ウェーハの処理に関する。具体的には、本発
明は、半導体ウェーハの処理におけるVHF/UHFプ
ラズマの使用に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路構造体を形成する半導体ウェー
ハの処理において、プラズマ処理は、蒸着あるいはエッ
チング加工段階で、しばしば使用されている。この種の
処理、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)、プ
ラズマエッチング、CVDファセット (facet)、あるい
は、共形等方性CVDなどにおいては、発電器あるいは
電源からのラジオ周波数の電力は、一般に、発電器ある
いは電源からプラズマへの電力伝送を最大にするある種
の整合回路網を経て、真空処理室内の電極へ加えられ
る。十分に大きい電界が真空室内の電極の間に形成され
ている場合、電界は、ガス内に存在する電子を加速し
て、電子はガス分子と衝突する。電子と原子あるいは分
子との質量の差が大きいので、非常に小さいエネルギー
が、弾性的過程を経て伝達される。従って、電子はエネ
ルギーを電界から得て、時には、ガス分子と非弾性的に
衝突し、ガス分子を励起するか、あるいは、イオン化す
る。イオン化により、ほかの電子が放出され、電子は順
次、電界によって加速される。イオン化と再結合の過程
が平衡状態にある場合、この電子なだれにより、ガスが
破壊して、定常状態のプラズマが発生する。高度に反応
性のイオンとラジカルな原子核が発生して、素材を半導
体ウェーハ上でエッチングするか、あるいは、蒸着する
ために使用される。
ハの処理において、プラズマ処理は、蒸着あるいはエッ
チング加工段階で、しばしば使用されている。この種の
処理、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)、プ
ラズマエッチング、CVDファセット (facet)、あるい
は、共形等方性CVDなどにおいては、発電器あるいは
電源からのラジオ周波数の電力は、一般に、発電器ある
いは電源からプラズマへの電力伝送を最大にするある種
の整合回路網を経て、真空処理室内の電極へ加えられ
る。十分に大きい電界が真空室内の電極の間に形成され
ている場合、電界は、ガス内に存在する電子を加速し
て、電子はガス分子と衝突する。電子と原子あるいは分
子との質量の差が大きいので、非常に小さいエネルギー
が、弾性的過程を経て伝達される。従って、電子はエネ
ルギーを電界から得て、時には、ガス分子と非弾性的に
衝突し、ガス分子を励起するか、あるいは、イオン化す
る。イオン化により、ほかの電子が放出され、電子は順
次、電界によって加速される。イオン化と再結合の過程
が平衡状態にある場合、この電子なだれにより、ガスが
破壊して、定常状態のプラズマが発生する。高度に反応
性のイオンとラジカルな原子核が発生して、素材を半導
体ウェーハ上でエッチングするか、あるいは、蒸着する
ために使用される。
【0003】このような従来技術のプラズマ発生に使用
されている電源は、約10〜400KHz の低周波、約
13〜約40MHz (一般に、13.56MHz )の範囲
の高周波、及び約900MHz から2.5GHz の範囲の
マイクロ波における電磁放射を一般に使用している。1
0〜400KHz の低周波において、イオンと電子はい
ずれも、振動電界、及びすべての定常状態の電界あるい
はプラズマ内に発生したバイアスにより加速されて、ウ
ェーハ上に組付けられた敏感な素子に対する電位破壊の
危険を誘発する。いわゆる高周波帯域の13〜40MH
z の高周波において、定常状態の電極シース電圧が、数
百ボルトから千ボルト以上の範囲で発生する。これは、
素子破壊が約200ボルトより高い電圧における問題で
あるので、素子の構造、材料、及びほかの要因に従っ
て、問題を起す。
されている電源は、約10〜400KHz の低周波、約
13〜約40MHz (一般に、13.56MHz )の範囲
の高周波、及び約900MHz から2.5GHz の範囲の
マイクロ波における電磁放射を一般に使用している。1
0〜400KHz の低周波において、イオンと電子はい
ずれも、振動電界、及びすべての定常状態の電界あるい
はプラズマ内に発生したバイアスにより加速されて、ウ
ェーハ上に組付けられた敏感な素子に対する電位破壊の
危険を誘発する。いわゆる高周波帯域の13〜40MH
z の高周波において、定常状態の電極シース電圧が、数
百ボルトから千ボルト以上の範囲で発生する。これは、
素子破壊が約200ボルトより高い電圧における問題で
あるので、素子の構造、材料、及びほかの要因に従っ
て、問題を起す。
【0004】高いシース電圧の問題は、プラズマを励起
するマイクロ波電源、即ち、約900MHz から約2.5
GHz の範囲の周波数の電源を使用することにより改善
された。この方法により、低分子エネルギー、すなわ
ち、10〜30eVにおいてプラズマが発生する。しか
し、マイクロ波周波数を使用すると、明らかにシース電
圧の低下により、エネルギーの異方性(垂直性)の損失
を伴い、明らかに分子エネルギーレベルの低下により、
エッチングあるいは蒸着の速度の低下が生ずる。実際
に、数例では、SiO2の反応性イオンエッチングなどのプ
ロセスのしきい値エネルギーレベルには、プラズマに送
られるマイクロ波エネルギーだけを使用して、達するこ
とが出来ない。
するマイクロ波電源、即ち、約900MHz から約2.5
GHz の範囲の周波数の電源を使用することにより改善
された。この方法により、低分子エネルギー、すなわ
ち、10〜30eVにおいてプラズマが発生する。しか
し、マイクロ波周波数を使用すると、明らかにシース電
圧の低下により、エネルギーの異方性(垂直性)の損失
を伴い、明らかに分子エネルギーレベルの低下により、
エッチングあるいは蒸着の速度の低下が生ずる。実際
に、数例では、SiO2の反応性イオンエッチングなどのプ
ロセスのしきい値エネルギーレベルには、プラズマに送
られるマイクロ波エネルギーだけを使用して、達するこ
とが出来ない。
【0005】マイクロ波エネルギー源のみを使用する場
合にこのような欠点があるので、マイクロ波エネルギー
は、ウェーハのシース電圧を十分に高めて所望の異方性
をエッチングにおいて得るために、13.56MHz など
の高周波において、ほかの電源との組合せで使用されて
いる。マイクロ波ECR源は、マイクロ波源と、ECR
条件が満足される、すなわち、マイクロ波源の放射周波
数W=|B|e/m−ここで|B|は磁界の大きさ、e
とmは、それぞれ電子の電荷と質量−であるような磁界
を使用する。これは、低圧において高密度で低エネルギ
ーのプラズマを発生する。発散磁界が、イオンを引き出
して高エネルギーへ加速するために使用されるか、ある
いは、高周波のバイアスが、イオンのエネルギーを増大
するため、ウェーハに印加される。
合にこのような欠点があるので、マイクロ波エネルギー
は、ウェーハのシース電圧を十分に高めて所望の異方性
をエッチングにおいて得るために、13.56MHz など
の高周波において、ほかの電源との組合せで使用されて
いる。マイクロ波ECR源は、マイクロ波源と、ECR
条件が満足される、すなわち、マイクロ波源の放射周波
数W=|B|e/m−ここで|B|は磁界の大きさ、e
とmは、それぞれ電子の電荷と質量−であるような磁界
を使用する。これは、低圧において高密度で低エネルギ
ーのプラズマを発生する。発散磁界が、イオンを引き出
して高エネルギーへ加速するために使用されるか、ある
いは、高周波のバイアスが、イオンのエネルギーを増大
するため、ウェーハに印加される。
【0006】しかし、このような多重電源装置の使用と
調整は、この種のエッチングあるいは蒸着処理に使用さ
れる装置を、さらに複雑にする。その上、ECR装置を
使用するには、0.1から数ミリトルの低い動作圧力を使
用することが必要である。これにより、非常に大きい真
空ポンプを使用しなければ、反応室に流れるエッチング
あるいは蒸着のガスの最大流量が低下することになる。
調整は、この種のエッチングあるいは蒸着処理に使用さ
れる装置を、さらに複雑にする。その上、ECR装置を
使用するには、0.1から数ミリトルの低い動作圧力を使
用することが必要である。これにより、非常に大きい真
空ポンプを使用しなければ、反応室に流れるエッチング
あるいは蒸着のガスの最大流量が低下することになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、ウェーハ上の
素子への破壊を防止するに十分に低く、しかし所望の異
方性を得るに十分に高く、また、従来技術の処理と比較
出来る反応速度において、シース電圧が発生する電源を
使用して、プラズマ補助の処理を行うことが、望まし
い。
素子への破壊を防止するに十分に低く、しかし所望の異
方性を得るに十分に高く、また、従来技術の処理と比較
出来る反応速度において、シース電圧が発生する電源を
使用して、プラズマ補助の処理を行うことが、望まし
い。
【0008】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、約50MHz から約800MHz の範囲の周波数を
有する電源を使用して、半導体ウェーハ上の集積回路素
子の生産用のプラズマ補助処理法を提供することであ
る。本発明のほかの目的は、半導体ウェーハ上の集積回
路素子の製造に使用される素材をエッチングするプラズ
マ補助処理法を提供することであり、この処理法は、約
50MHz から約800MHz の範囲の周波数を有する
電源を使用して、約2から約500ミリトルの範囲にあ
る圧力の真空室内で、約10から約76ワット/インチ
2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持されることよ
り成っている。
は、約50MHz から約800MHz の範囲の周波数を
有する電源を使用して、半導体ウェーハ上の集積回路素
子の生産用のプラズマ補助処理法を提供することであ
る。本発明のほかの目的は、半導体ウェーハ上の集積回
路素子の製造に使用される素材をエッチングするプラズ
マ補助処理法を提供することであり、この処理法は、約
50MHz から約800MHz の範囲の周波数を有する
電源を使用して、約2から約500ミリトルの範囲にあ
る圧力の真空室内で、約10から約76ワット/インチ
2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持されることよ
り成っている。
【0009】本発明のさらにほかの目的は、半導体ウェ
ーハ上の酸化けい素をエッチングするプラズマ補助のR
IE処理法を提供することであり、この処理法は、約1
00MHz から約250MHz の周波数範囲を有する電
源を使用して、約2から約500ミリトルの範囲にある
圧力の真空室内で約30から約76ワット/インチ2の
ウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一方で、少
なくとも約2:1の陽極と陰極との有効面積比にして5
cm以上の電極間隔で、一種類以上のエッチングガスと選
択不活性ガスを真空室に流して、約0.3から0.75ミク
ロン/分のエッチング速度で異方性エッチングを行うこ
とより成っている。
ーハ上の酸化けい素をエッチングするプラズマ補助のR
IE処理法を提供することであり、この処理法は、約1
00MHz から約250MHz の周波数範囲を有する電
源を使用して、約2から約500ミリトルの範囲にある
圧力の真空室内で約30から約76ワット/インチ2の
ウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一方で、少
なくとも約2:1の陽極と陰極との有効面積比にして5
cm以上の電極間隔で、一種類以上のエッチングガスと選
択不活性ガスを真空室に流して、約0.3から0.75ミク
ロン/分のエッチング速度で異方性エッチングを行うこ
とより成っている。
【0010】本発明のなおほかの目的は、半導体ウェー
ハ上の酸化けい素を異方性にエッチングするプラズマ補
助のRIE処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、約20から約200ミリトルの
範囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/
インチ2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持
され、一方で、約2:1から約20:1の陽極と陰極と
の有効面積比にして5cmの電極間隔で、ふっ素の素材、
水素の選択素材、炭素の素材、及び選択不活性ガスを真
空室に流して、約0.3から約0.75ミクロン/分のエッ
チング速度で異方性エッチングを行うことより成ってい
る。
ハ上の酸化けい素を異方性にエッチングするプラズマ補
助のRIE処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、約20から約200ミリトルの
範囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/
インチ2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持
され、一方で、約2:1から約20:1の陽極と陰極と
の有効面積比にして5cmの電極間隔で、ふっ素の素材、
水素の選択素材、炭素の素材、及び選択不活性ガスを真
空室に流して、約0.3から約0.75ミクロン/分のエッ
チング速度で異方性エッチングを行うことより成ってい
る。
【0011】本発明のそのほかの目的は、ポリシリコン
あるいはフォトレジストに関して、半導体ウェーハ上の
酸化けい素を選択的に異方性にエッチングするプラズマ
補助のRIE処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、約20から約200ミリトルの
範囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/
インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、
一方で、ふっ素の素材、水素の選択素材、炭素の素材、
及び選択不活性ガスを真空室に流すことより成り、この
場合炭素とふっ素の原子比が約0.1:1から約2:1の
範囲にあり、水素(存在する場合)とふっ素の原子比が
約0.1:1から約0.5:1の範囲にあり、約2:1かあ
20:1の陽極と陰極との有効面積比にして約5cmから
約30cmの電極間隔で、約0.3から約0.75ミクロン/
分のエッチング速度において、約2:1から30:1以
上の酸化けい素のエッチング(厚さ)速度とポリシリコ
ンあるいはフォトレジストのエッチング(厚さ)速度の
比が得られる。
あるいはフォトレジストに関して、半導体ウェーハ上の
酸化けい素を選択的に異方性にエッチングするプラズマ
補助のRIE処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、約20から約200ミリトルの
範囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/
インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、
一方で、ふっ素の素材、水素の選択素材、炭素の素材、
及び選択不活性ガスを真空室に流すことより成り、この
場合炭素とふっ素の原子比が約0.1:1から約2:1の
範囲にあり、水素(存在する場合)とふっ素の原子比が
約0.1:1から約0.5:1の範囲にあり、約2:1かあ
20:1の陽極と陰極との有効面積比にして約5cmから
約30cmの電極間隔で、約0.3から約0.75ミクロン/
分のエッチング速度において、約2:1から30:1以
上の酸化けい素のエッチング(厚さ)速度とポリシリコ
ンあるいはフォトレジストのエッチング(厚さ)速度の
比が得られる。
【0012】なお、本発明のそのほかの目的は、半導体
ウェーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムをエッ
チングするプラズマ補助のRIE処理法を提供すること
であり、この処理法は、約100MHz から約800M
Hz の周波数範囲を有する電源を使用して、約2から約
500ミリトルの範囲にある圧力の真空室内で約10か
ら約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度レ
ベルに維持され、一方で、少なくとも約2:1の陽極と
陰極の面積比にして5cm以上の電極間隔で、1種類以上
のエッチングガスと選択不活性ガスを真空室に流して、
約0.2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度で異方
性エッチングを行うことより成っている。
ウェーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムをエッ
チングするプラズマ補助のRIE処理法を提供すること
であり、この処理法は、約100MHz から約800M
Hz の周波数範囲を有する電源を使用して、約2から約
500ミリトルの範囲にある圧力の真空室内で約10か
ら約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度レ
ベルに維持され、一方で、少なくとも約2:1の陽極と
陰極の面積比にして5cm以上の電極間隔で、1種類以上
のエッチングガスと選択不活性ガスを真空室に流して、
約0.2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度で異方
性エッチングを行うことより成っている。
【0013】さらに本発明のそのほかの目的は、半導体
ウェーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムを異方
性にエッチングするプラズマ補助のRIE処理法を提供
することであり、この処理法は、約150MHz から約
600MHz の周波数範囲を有する電源を使用して、約
20から約200ミリトルの範囲にある圧力の真空室内
で約20から約40ワット/インチ2 のウェーハ面の電
力密度レベルに維持され、一方で、約2:1から約2
0:1の陽極と陰極の面積比にして約5cmから約30cm
の電極間隔で、ふっ素の素材と選択不活性ガスを真空室
に流入して、約0.5から約0.7ミクロン/分のエッチン
グ速度で異方性エッチングを行うことより成っている。
ウェーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムを異方
性にエッチングするプラズマ補助のRIE処理法を提供
することであり、この処理法は、約150MHz から約
600MHz の周波数範囲を有する電源を使用して、約
20から約200ミリトルの範囲にある圧力の真空室内
で約20から約40ワット/インチ2 のウェーハ面の電
力密度レベルに維持され、一方で、約2:1から約2
0:1の陽極と陰極の面積比にして約5cmから約30cm
の電極間隔で、ふっ素の素材と選択不活性ガスを真空室
に流入して、約0.5から約0.7ミクロン/分のエッチン
グ速度で異方性エッチングを行うことより成っている。
【0014】本発明のほかの目的は、半導体ウェーハ上
の集積回路の製作に使用される素材をエッチングするプ
ラズマ補助エッチング処理法を提供することであり、こ
の処理法は、約50から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、500ミリトルから50トルの
範囲にある圧力の真空室内で約15から約76ワット/
インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持されて
いることより成っている。
の集積回路の製作に使用される素材をエッチングするプ
ラズマ補助エッチング処理法を提供することであり、こ
の処理法は、約50から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用して、500ミリトルから50トルの
範囲にある圧力の真空室内で約15から約76ワット/
インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持されて
いることより成っている。
【0015】本発明のさらにほかの目的は、半導体ウェ
ーハ上の酸化けい素をエッチングするプラズマ補助エッ
チング処理法を提供することであり、約100MHz か
ら約200MHz の周波数範囲を有する電源を使用し
て、約1トルから約20トルの範囲にある圧力の真空室
内で約30から50ワット/インチ2 のウェーハ領域の
電力密度レベルに維持され、約5cmより小さい陽極と陰
極との間隔で、ふっ素の素材、カーボンの素材、水素の
選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流して、約0.
2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度が得られ
る。
ーハ上の酸化けい素をエッチングするプラズマ補助エッ
チング処理法を提供することであり、約100MHz か
ら約200MHz の周波数範囲を有する電源を使用し
て、約1トルから約20トルの範囲にある圧力の真空室
内で約30から50ワット/インチ2 のウェーハ領域の
電力密度レベルに維持され、約5cmより小さい陽極と陰
極との間隔で、ふっ素の素材、カーボンの素材、水素の
選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流して、約0.
2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度が得られ
る。
【0016】本発明のなおほかの目的は、ポリシリコン
あるいはフォトレジストのエッチングに関して、半導体
ウェーハ上の酸化けい素を選択してエッチングするプラ
ズマ補助のエッチング処理法を提供することであり、こ
の処理法は、約100MHzから約200MHz の周波
数範囲を有する電源を使用して、1トルから20トルの
範囲にある圧力の真空室内で約30から約50ワット/
インチ2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持
され、一方で、ふっ素の素材、炭素の素材、水素の選択
素材、及び選択不活性ガスを真空室内に流すことより成
り、この場合、陰極と陽極の電極間隔が約5cmより小さ
い状態で、炭素とふっ素の原子比が約0.1:1から約
2:1の範囲にあり、水素(存在する場合)とふっ素の
原子比が約0.1:1から約0.5:1の範囲にあって、約
0.2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度で、酸化
けい素のエッチング(厚さ)速度とポリシリコンあるい
はフォトレジストのエッチング(厚さ)速度との比が得
られる。
あるいはフォトレジストのエッチングに関して、半導体
ウェーハ上の酸化けい素を選択してエッチングするプラ
ズマ補助のエッチング処理法を提供することであり、こ
の処理法は、約100MHzから約200MHz の周波
数範囲を有する電源を使用して、1トルから20トルの
範囲にある圧力の真空室内で約30から約50ワット/
インチ2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持
され、一方で、ふっ素の素材、炭素の素材、水素の選択
素材、及び選択不活性ガスを真空室内に流すことより成
り、この場合、陰極と陽極の電極間隔が約5cmより小さ
い状態で、炭素とふっ素の原子比が約0.1:1から約
2:1の範囲にあり、水素(存在する場合)とふっ素の
原子比が約0.1:1から約0.5:1の範囲にあって、約
0.2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度で、酸化
けい素のエッチング(厚さ)速度とポリシリコンあるい
はフォトレジストのエッチング(厚さ)速度との比が得
られる。
【0017】本発明のさらにほかの目的は、半導体ウェ
ーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムをエッチン
グするプラズマ補助のエッチング処理法を提供すること
であり、約100MHz から約200MHz の周波数範
囲を有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範
囲にある圧力の真空室内で約20から約40ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、塩素の素材と選択不活性ガスを真空室に流して、約
0.2から約1ミクロン/分のエッチング速度を設定して
いることより成っている。
ーハ上のポリシリコンあるいはアルミニウムをエッチン
グするプラズマ補助のエッチング処理法を提供すること
であり、約100MHz から約200MHz の周波数範
囲を有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範
囲にある圧力の真空室内で約20から約40ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、塩素の素材と選択不活性ガスを真空室に流して、約
0.2から約1ミクロン/分のエッチング速度を設定して
いることより成っている。
【0018】本発明のほかの目的は、半導体ウェーハ上
の集積回路素子の製作に使用される素材を蒸着するプラ
ズマ補助CVDファセット(facet)蒸着処理法を提供す
ることであり、この処理法は、約50MHz から約80
0MHz の周波数範囲を有する電源を使用し、約2から
約500ミリトルの範囲にある圧力の真空室内で約10
から約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度
レベルに維持されていることより成っている。
の集積回路素子の製作に使用される素材を蒸着するプラ
ズマ補助CVDファセット(facet)蒸着処理法を提供す
ることであり、この処理法は、約50MHz から約80
0MHz の周波数範囲を有する電源を使用し、約2から
約500ミリトルの範囲にある圧力の真空室内で約10
から約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度
レベルに維持されていることより成っている。
【0019】本発明のなおほかの目的は、半導体ウェー
ハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVDファセ
ット蒸着処理法を提供することであり、この処理法は、
約100MHz から約250MHz の周波数範囲を有す
る電源を使用し、約2から約500ミリトルの範囲にあ
る圧力の真空室内で約10から約76ワット/インチ 2
のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一方で、
陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1、また、電極間
隔が5cm以上の状態で、1種類以上のけい素材の素材、
1種類以上の酸素の素材、及び選択不活性ガスを真空室
に流し、これにより約0.1から約1.5ミクロン/分の蒸
着速度を設定していることより成っている。
ハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVDファセ
ット蒸着処理法を提供することであり、この処理法は、
約100MHz から約250MHz の周波数範囲を有す
る電源を使用し、約2から約500ミリトルの範囲にあ
る圧力の真空室内で約10から約76ワット/インチ 2
のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一方で、
陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1、また、電極間
隔が5cm以上の状態で、1種類以上のけい素材の素材、
1種類以上の酸素の素材、及び選択不活性ガスを真空室
に流し、これにより約0.1から約1.5ミクロン/分の蒸
着速度を設定していることより成っている。
【0020】本発明のさらにほかの目的は、半導体ウェ
ーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVDファ
セット蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、約20から約200ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1から2
0:1、また、電極間隔が約5cmから約30cmである状
態で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の酸素の
素材、及び選択不活性ガスを真空室に流して、約0.4か
ら約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定していることよ
り成っている。
ーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVDファ
セット蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、約20から約200ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1から2
0:1、また、電極間隔が約5cmから約30cmである状
態で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の酸素の
素材、及び選択不活性ガスを真空室に流して、約0.4か
ら約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定していることよ
り成っている。
【0021】なお、本発明のそのほかの目的は、半導体
ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD
ファセット蒸着処理法を提供することであり、この処理
法は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲
を有する電源を使用し、約2から約500ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約10から約76ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1、また、
電極間隔が5cm以上の状態で、1種類以上のけい素材の
素材、1種類以上の窒素の素材、水素の選択素材、及び
選択不活性ガスを真空室に流して、約0.1から約1.5ミ
クロン/分の蒸着速度を設定していることより成ってい
る。
ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD
ファセット蒸着処理法を提供することであり、この処理
法は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲
を有する電源を使用し、約2から約500ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約10から約76ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が少なくとも2:1、また、
電極間隔が5cm以上の状態で、1種類以上のけい素材の
素材、1種類以上の窒素の素材、水素の選択素材、及び
選択不活性ガスを真空室に流して、約0.1から約1.5ミ
クロン/分の蒸着速度を設定していることより成ってい
る。
【0022】さらに本発明のそのほかの目的は、半導体
ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD
ファセット蒸着処理法を提供することであり、この処理
法は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲
を有する電源を使用し、約20から200ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が約2:1から約20:1、
また、電極間隔が約5cmから約30cmの状態で、1種類
以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素材、及び水
素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流し、約
0.4から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定している
ことより成っている。
ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD
ファセット蒸着処理法を提供することであり、この処理
法は、約100MHz から約250MHz の周波数範囲
を有する電源を使用し、約20から200ミリトルの範
囲にある圧力の真空室内で約45から約56ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の面積比が約2:1から約20:1、
また、電極間隔が約5cmから約30cmの状態で、1種類
以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素材、及び水
素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流し、約
0.4から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定している
ことより成っている。
【0023】本発明のほかの目的は、半導体ウェーハ上
の集積回路素子の製作に使用される素材を蒸着するプラ
ズマ補助CVD共形等方性蒸着処理法を提供することで
あり、この処理法は、約50MHz から約800MHz
の周波数範囲を有する電源を使用し、500ミリトルか
ら約50トルの範囲にある圧力の真空室内で約10から
約38ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベ
ルに維持されることより成っている。
の集積回路素子の製作に使用される素材を蒸着するプラ
ズマ補助CVD共形等方性蒸着処理法を提供することで
あり、この処理法は、約50MHz から約800MHz
の周波数範囲を有する電源を使用し、500ミリトルか
ら約50トルの範囲にある圧力の真空室内で約10から
約38ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度レベ
ルに維持されることより成っている。
【0024】さらに、本発明のほかの目的は、半導体ウ
ェーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、500ミリトルから約50ミリト
ルの範囲にある圧力の真空室内で約10から約38ワッ
ト/インチ2 の範囲の電力密度レベルに維持され、一方
で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態で、
1種類以上のけい素の素材、1種類以上の酸素の素材、
及び選択不活性ガスを真空室に流し、約0.5から約1.0
ミクロン/分の蒸着速度を設定していることより成って
いる。
ェーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、500ミリトルから約50ミリト
ルの範囲にある圧力の真空室内で約10から約38ワッ
ト/インチ2 の範囲の電力密度レベルに維持され、一方
で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態で、
1種類以上のけい素の素材、1種類以上の酸素の素材、
及び選択不活性ガスを真空室に流し、約0.5から約1.0
ミクロン/分の蒸着速度を設定していることより成って
いる。
【0025】さらに、本発明のほかの目的は、半導体ウ
ェーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範囲に
ある圧力の真空室内で約10から約38ワット/インチ
2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、
一方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素
材、水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流
して、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定
していることより成っている。
ェーハ上に酸化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範囲に
ある圧力の真空室内で約10から約38ワット/インチ
2 の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、
一方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素
材、水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流
して、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定
していることより成っている。
【0026】なお、本発明のそのほかの目的は、半導体
ウェーハに窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、500ミリトルから約50トルの
範囲にある圧力の真空室内で約10から38ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素
材、水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室内に
流し、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定
していることより成っている。
ウェーハに窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CVD共
形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処理法
は、約150MHz から約800MHz の周波数範囲を
有する電源を使用し、500ミリトルから約50トルの
範囲にある圧力の真空室内で約10から38ワット/イ
ンチ2 のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が約5cmより小さい状態
で、1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素
材、水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室内に
流し、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定
していることより成っている。
【0027】さらに、本発明のそのほかの目的は、半導
体ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CV
D共形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処
理法は、約150MHz から約800MHz の周波数範
囲を有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範
囲にある真空室内で約10から約38ワット/インチ 2
の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が5cmより小さい状態で、
1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素材、
水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流し
て、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定し
ていることより成っている。
体ウェーハ上に窒化けい素を蒸着するプラズマ補助CV
D共形等方性蒸着処理法を提供することであり、この処
理法は、約150MHz から約800MHz の周波数範
囲を有する電源を使用し、約1トルから約20トルの範
囲にある真空室内で約10から約38ワット/インチ 2
の範囲のウェーハ領域の電力密度レベルに維持され、一
方で、陽極と陰極の電極間隔が5cmより小さい状態で、
1種類以上のけい素の素材、1種類以上の窒素の素材、
水素の選択素材、及び選択不活性ガスを真空室に流し
て、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度を設定し
ていることより成っている。
【0028】
【実施例】本発明は、プラズマ補助処理法を使用して、
真空室内で陽極と間隔をおいて、陰極上に取り付けられ
た半導体ウェーハ上に、集積回路構造体を製作する改良
された方法を提供しており、プラズマ補助処理法におい
て、プラズマは、真空室内の陰極と陽極とへ接続し、ま
た、約50から約800MHz の範囲の周波数で動作す
る、VHF/UHF電源と呼ばれる電源により発生す
る。
真空室内で陽極と間隔をおいて、陰極上に取り付けられ
た半導体ウェーハ上に、集積回路構造体を製作する改良
された方法を提供しており、プラズマ補助処理法におい
て、プラズマは、真空室内の陰極と陽極とへ接続し、ま
た、約50から約800MHz の範囲の周波数で動作す
る、VHF/UHF電源と呼ばれる電源により発生す
る。
【0029】好適に、約2:1から約20:1の陽極と
陰極の面積比、及び約5cmから約30cmの電極間隔にお
いて、電源は、低圧プラズマ補助処理、すなわち、約5
00ミリトルを超えない圧力範囲内で維持された真空室
内で行われる処理の場合、約50から約500MHz の
周波数範囲内の電力を発生する。好適に、約5cmより小
さい陽極と陰極の電極間隔において、電源は、高圧プラ
ズマ補助処理、すなわち、500ミリトルから50トル
以上の圧力範囲に維持された真空室内で行われる処理の
場合、約100MHz から約800MHz の周波数範囲
内の電力を発生する。
陰極の面積比、及び約5cmから約30cmの電極間隔にお
いて、電源は、低圧プラズマ補助処理、すなわち、約5
00ミリトルを超えない圧力範囲内で維持された真空室
内で行われる処理の場合、約50から約500MHz の
周波数範囲内の電力を発生する。好適に、約5cmより小
さい陽極と陰極の電極間隔において、電源は、高圧プラ
ズマ補助処理、すなわち、500ミリトルから50トル
以上の圧力範囲に維持された真空室内で行われる処理の
場合、約100MHz から約800MHz の周波数範囲
内の電力を発生する。
【0030】プラズマが、約50から約800MHz の
範囲内の周波数の電源により発生する場合のプラズマ補
助処理を行うことにより、シース電圧は、ウェーハ上の
構造体に対する破壊を防止するように十分に低く維持さ
れるが、補助電源を必要とせずに、この処理を適切に始
動することが出来る。その上、この周波数範囲でプラズ
マが動作すると、イオンエネルギーの減少と、プラズマ
のラジオ周波数電圧の低下とこれらの周波数におけるプ
ラズマインピーダンスの低下による電流の増加に伴うイ
オン束密度の増加とにより、満足出来る蒸着速度あるい
はエッチング速度が達成される。さらに、この周波数範
囲のプラズマを形成して印加することにより、マイクロ
ローディング (microloading) の影響は低減するか、あ
るいは、除去される。例えば、同じエッチング速度が、
開孔の大きさに関係なく、保持される。
範囲内の周波数の電源により発生する場合のプラズマ補
助処理を行うことにより、シース電圧は、ウェーハ上の
構造体に対する破壊を防止するように十分に低く維持さ
れるが、補助電源を必要とせずに、この処理を適切に始
動することが出来る。その上、この周波数範囲でプラズ
マが動作すると、イオンエネルギーの減少と、プラズマ
のラジオ周波数電圧の低下とこれらの周波数におけるプ
ラズマインピーダンスの低下による電流の増加に伴うイ
オン束密度の増加とにより、満足出来る蒸着速度あるい
はエッチング速度が達成される。さらに、この周波数範
囲のプラズマを形成して印加することにより、マイクロ
ローディング (microloading) の影響は低減するか、あ
るいは、除去される。例えば、同じエッチング速度が、
開孔の大きさに関係なく、保持される。
【0031】ここで使用されている用語“シース (shea
th) ”は、プラズマ内の各電極に形成した、電子が欠如
した領域を意味する。用語“シース電圧”は、特定の電
子欠如領域、すなわち、プラズマと電極(陰極あるいは
陽極)の間の特定のシースに発生し電圧を意味する。本
発明により行われるエッチングと蒸着処理において、約
50MHz から約800MHz の範囲の周波数で動作す
る電源により励起されたプラズマを使用する場合、磁気
強化のため真空室の回りに配置された補助磁石を組合せ
て使用することが出来る。プラズマは、約50MHz か
ら約800MHz の周波数範囲外で動作する電源を含む
一つ以上の電源へ接続することが出来る。
th) ”は、プラズマ内の各電極に形成した、電子が欠如
した領域を意味する。用語“シース電圧”は、特定の電
子欠如領域、すなわち、プラズマと電極(陰極あるいは
陽極)の間の特定のシースに発生し電圧を意味する。本
発明により行われるエッチングと蒸着処理において、約
50MHz から約800MHz の範囲の周波数で動作す
る電源により励起されたプラズマを使用する場合、磁気
強化のため真空室の回りに配置された補助磁石を組合せ
て使用することが出来る。プラズマは、約50MHz か
ら約800MHz の周波数範囲外で動作する電源を含む
一つ以上の電源へ接続することが出来る。
【0032】本発明は、各種の処理法で使用することが
出来る。それらは、低圧における反応性イオンエッチン
グ(RIE)すなわち500ミリトル以下、高圧におけ
るプラズマエッチングすなわち500ミリトル以上の圧
力、低圧における化学蒸着(CVD)ファセット法すな
わち500ミリトル以下、及び高圧における共形等方性
CVD法すなわち500ミリトル以上の圧力などであ
る。
出来る。それらは、低圧における反応性イオンエッチン
グ(RIE)すなわち500ミリトル以下、高圧におけ
るプラズマエッチングすなわち500ミリトル以上の圧
力、低圧における化学蒸着(CVD)ファセット法すな
わち500ミリトル以下、及び高圧における共形等方性
CVD法すなわち500ミリトル以上の圧力などであ
る。
【0033】本発明の処理法は、本出願と関連出願の、
米国特許No. 07/416,750に開示されている装置
などのすべての普通の真空エッチングあるいは蒸着装置
で使用される。しかし、本発明により約50MHz から
約800MHz の周波数範囲で動作する電源は、真空装
置と適切に接続することが、本発明の処理法を実施する
に当って重要である。電源へ適切に接続して、この周波
数範囲の真空室内のプラズマにこの電力を接続する回路
網が、米国特許出願No. (整理番号151−
1)、名称“VHF/UHF反応装置”に開示され、特
許請求がなされている。 A.反応性イオンエッチング(RIE) 本発明に従い、酸化けい素、ポリシリコン、アルミニウ
ムなどの素材は、約50MHz から800MHz の周波
数範囲、好適には、約500ミリトルを超えない圧力に
おいて、50MHz から600MHz の周波数内で動作
する電源へ接続したプラズマを使用して、反応性イオン
エッチングによって除去することが出来る。
米国特許No. 07/416,750に開示されている装置
などのすべての普通の真空エッチングあるいは蒸着装置
で使用される。しかし、本発明により約50MHz から
約800MHz の周波数範囲で動作する電源は、真空装
置と適切に接続することが、本発明の処理法を実施する
に当って重要である。電源へ適切に接続して、この周波
数範囲の真空室内のプラズマにこの電力を接続する回路
網が、米国特許出願No. (整理番号151−
1)、名称“VHF/UHF反応装置”に開示され、特
許請求がなされている。 A.反応性イオンエッチング(RIE) 本発明に従い、酸化けい素、ポリシリコン、アルミニウ
ムなどの素材は、約50MHz から800MHz の周波
数範囲、好適には、約500ミリトルを超えない圧力に
おいて、50MHz から600MHz の周波数内で動作
する電源へ接続したプラズマを使用して、反応性イオン
エッチングによって除去することが出来る。
【0034】本発明(陰極上に取付けられたウェーハに
よる)により行われるRIE処理における全有効陽極面
積と全有効陰極面積との比は、陽極と陰極との平均電極
間隔が約5cmから約30cmの範囲にあって、陽極:陰極
=2:1〜20:1の範囲にあることが好適である。こ
こで使用されている陽極あるいは陰極の“有効面積”
は、プラズマへ接続した電極の面積として定義される。
よる)により行われるRIE処理における全有効陽極面
積と全有効陰極面積との比は、陽極と陰極との平均電極
間隔が約5cmから約30cmの範囲にあって、陽極:陰極
=2:1〜20:1の範囲にあることが好適である。こ
こで使用されている陽極あるいは陰極の“有効面積”
は、プラズマへ接続した電極の面積として定義される。
【0035】SiO2などの酸化けい素が除去されるもので
ある場合、プラズマの電源の周波数は、プラズマの電源
の通常周波数が約150MHz から約200MHz の範
囲で維持された状態で、約100から約250MHz の
範囲に適切に維持される。高い周波数は約800MHz
まで使用出来るが、エッチング速度とエッチングの異方
性は、それによって、許容限界以下に低下する。
ある場合、プラズマの電源の周波数は、プラズマの電源
の通常周波数が約150MHz から約200MHz の範
囲で維持された状態で、約100から約250MHz の
範囲に適切に維持される。高い周波数は約800MHz
まで使用出来るが、エッチング速度とエッチングの異方
性は、それによって、許容限界以下に低下する。
【0036】本発明の実施において、RIE酸化けい素
エッチングに対して使用される圧力は、約2ミリトルか
ら約500ミリトルの範囲にあり、通常の圧力が約50
ミリトルである状態で、約20から200ミリトルの範
囲にあることが好適である。本発明による、酸化けい素
のエッチングに使用されるプラズマの電力密度(ウェー
ハ領域のワット/インチ2 )は、約30から約76ワッ
ト/インチ2 、例えば、一般的な直径5インチのウェー
ハの場合約600〜1500ワットの範囲にある。好適
には、電力密度は、約45から約56ワット/インチ2
の範囲である。
エッチングに対して使用される圧力は、約2ミリトルか
ら約500ミリトルの範囲にあり、通常の圧力が約50
ミリトルである状態で、約20から200ミリトルの範
囲にあることが好適である。本発明による、酸化けい素
のエッチングに使用されるプラズマの電力密度(ウェー
ハ領域のワット/インチ2 )は、約30から約76ワッ
ト/インチ2 、例えば、一般的な直径5インチのウェー
ハの場合約600〜1500ワットの範囲にある。好適
には、電力密度は、約45から約56ワット/インチ2
の範囲である。
【0037】各種のエッチングの化学物質が、酸化けい
素の除去のために、本発明のRIE処理の実施において
利用され、酸化けい素には、1種類以上のふっ素含有ガ
ス、1種類以上の炭素含有ガス、及び選択の1種類以上
の水素含有ガスが含まれている。代表的ガスとガスの混
合物には、CF4, C2F6, C4F8, CHF3, CH3F, CHF3, CH3F
とCF4, CHF3 とCF4, CF4とCH4, C2F6 とCHF3, C4F8とCH
F3, NF3 とCH4, SF6とCH4, CF4とH2、及び、このガスの
化合物あるいはガスの混合物がある。選択使用の酸素の
素材は、本分野の精通者には周知のように、上記混合物
のすべてと結合して、エッチングの選択性を制御する。
アルゴンなどの不活性ガスは、エッチングの異方性を改
善するために、エッチングガスのすべての化合物と共に
選択して使用される。一般的10〜15リットルのエッ
チング室に使用される各ガスの流量は、所望の圧力範囲
について使用される真空ポンプの大きさによって、約1
から約300sccmの範囲にある。
素の除去のために、本発明のRIE処理の実施において
利用され、酸化けい素には、1種類以上のふっ素含有ガ
ス、1種類以上の炭素含有ガス、及び選択の1種類以上
の水素含有ガスが含まれている。代表的ガスとガスの混
合物には、CF4, C2F6, C4F8, CHF3, CH3F, CHF3, CH3F
とCF4, CHF3 とCF4, CF4とCH4, C2F6 とCHF3, C4F8とCH
F3, NF3 とCH4, SF6とCH4, CF4とH2、及び、このガスの
化合物あるいはガスの混合物がある。選択使用の酸素の
素材は、本分野の精通者には周知のように、上記混合物
のすべてと結合して、エッチングの選択性を制御する。
アルゴンなどの不活性ガスは、エッチングの異方性を改
善するために、エッチングガスのすべての化合物と共に
選択して使用される。一般的10〜15リットルのエッ
チング室に使用される各ガスの流量は、所望の圧力範囲
について使用される真空ポンプの大きさによって、約1
から約300sccmの範囲にある。
【0038】酸化けい素のRIE除去は、本発明の処理
法を使用して、湿潤酸化物の状態で熱的に成長した酸化
物( 流れのなかで成長) に対して、約0.3〜0.75ミク
ロン/分の範囲の酸化物除去速度が得られる。このエッ
チングは、実際に、高度に異方性であり、集積回路構造
体に対する識別出来る程度の破損は、ウェーハには残存
しない。
法を使用して、湿潤酸化物の状態で熱的に成長した酸化
物( 流れのなかで成長) に対して、約0.3〜0.75ミク
ロン/分の範囲の酸化物除去速度が得られる。このエッ
チングは、実際に、高度に異方性であり、集積回路構造
体に対する識別出来る程度の破損は、ウェーハには残存
しない。
【0039】ポリシリコンあるいはフォトレジストにつ
いて、酸化けい素に対して選択性のある酸化けい素エッ
チングを行うことが望まれる場合、炭素とふっ素の原子
比は、約0.1:1から約2:1の範囲になければならな
い。また、水素(多くのガスの一つに存在する場合)と
ふっ素の原子比は、約0.1:1から約0.5:1の範囲に
なければならない。
いて、酸化けい素に対して選択性のある酸化けい素エッ
チングを行うことが望まれる場合、炭素とふっ素の原子
比は、約0.1:1から約2:1の範囲になければならな
い。また、水素(多くのガスの一つに存在する場合)と
ふっ素の原子比は、約0.1:1から約0.5:1の範囲に
なければならない。
【0040】また、アルミニウムとポリシリコンは、約
100MHz から約800MHz の周波数において、好
適には、約150MHz から約600MHz の周波数に
おいて動作する電源を使用して、本発明に従って行われ
たRIE処理によって、除去することが出来る。アルミ
ニウムあるいはポリシリコンのRIE除去に使用される
圧力は、酸化物のRIE除去に使用される圧力と同じで
ある。すなわち、約2ミリトルから約500ミリトルの
範囲の低圧であり、好適には、約20ミリトルから約2
00ミリトルの範囲の圧力である。
100MHz から約800MHz の周波数において、好
適には、約150MHz から約600MHz の周波数に
おいて動作する電源を使用して、本発明に従って行われ
たRIE処理によって、除去することが出来る。アルミ
ニウムあるいはポリシリコンのRIE除去に使用される
圧力は、酸化物のRIE除去に使用される圧力と同じで
ある。すなわち、約2ミリトルから約500ミリトルの
範囲の低圧であり、好適には、約20ミリトルから約2
00ミリトルの範囲の圧力である。
【0041】アルミニウムあるいはポリシリコンのRI
E除去は、本発明の処理により、約10から約76ワッ
ト/インチ2 の範囲の、例えば、直径5インチに対し約
200〜1500ワットのウェーハ面の電力密度、ま
た、好適には、約20から約40ワット/インチ2 の範
囲の電力密度によって行われる。アルミニウムあるいは
ポリシリコンの除去に使用される有用な代表的RIE化
学物質には、不活性ガスと塩水含有ガスの混合、例えば
Cl2とAr の混合、あるいは、BCl3とAr の混合など
があり、これらのガスは、本発明の処理を行う場合に使
用される。この種のガスの普通の流量は、10〜15リ
ットルのエッチング室の場合、塩素含有ガスあるいはア
ルゴンなどの不活性ガスに対して、約10から約100
sccmの範囲である。
E除去は、本発明の処理により、約10から約76ワッ
ト/インチ2 の範囲の、例えば、直径5インチに対し約
200〜1500ワットのウェーハ面の電力密度、ま
た、好適には、約20から約40ワット/インチ2 の範
囲の電力密度によって行われる。アルミニウムあるいは
ポリシリコンの除去に使用される有用な代表的RIE化
学物質には、不活性ガスと塩水含有ガスの混合、例えば
Cl2とAr の混合、あるいは、BCl3とAr の混合など
があり、これらのガスは、本発明の処理を行う場合に使
用される。この種のガスの普通の流量は、10〜15リ
ットルのエッチング室の場合、塩素含有ガスあるいはア
ルゴンなどの不活性ガスに対して、約10から約100
sccmの範囲である。
【0042】本発明により行われたアルミニウムあるい
はポリシリコンRIE処理のエッチング除去の速度は、
約0.2から約1.0ミクロン/分の範囲であり、好適に
は、約0.5から約0.7ミクロン/分の範囲である。この
エッチングは、実際に高度に異方性であり、ウェーハ上
に残留する集積回路構造体には識別出来る破損はない。
また、単結晶シリコンも酸化けい素のエッチングに使用
する化学物質を変えることにより、例えば、ふっ素の素
材、及び炭素と酸素の選択使用素材を使用して、本発明
のRIEによって除去することが出来る。 B.プラズマ補助高圧エッチング 酸化けい素及びアルミニウムあるいはポリシリコンのエ
ッチング除去は、高圧により、すなわち、500ミリト
ルから50トル以上の圧力により行うことも出来る。こ
のような高圧プラズマ補助エッチング処理が、アルミニ
ウムあるいはポリシリコンなどの素材の除去のために、
本発明に従って使用される場合、プラズマ励起に使用さ
れる周波数は、約50MHz から約800MHz 、好適
には、約100MHz から約200MHz の範囲にあ
り、圧力は500ミリトルから約50トル以上、好適に
は、約1トルから約20トルの範囲である。
はポリシリコンRIE処理のエッチング除去の速度は、
約0.2から約1.0ミクロン/分の範囲であり、好適に
は、約0.5から約0.7ミクロン/分の範囲である。この
エッチングは、実際に高度に異方性であり、ウェーハ上
に残留する集積回路構造体には識別出来る破損はない。
また、単結晶シリコンも酸化けい素のエッチングに使用
する化学物質を変えることにより、例えば、ふっ素の素
材、及び炭素と酸素の選択使用素材を使用して、本発明
のRIEによって除去することが出来る。 B.プラズマ補助高圧エッチング 酸化けい素及びアルミニウムあるいはポリシリコンのエ
ッチング除去は、高圧により、すなわち、500ミリト
ルから50トル以上の圧力により行うことも出来る。こ
のような高圧プラズマ補助エッチング処理が、アルミニ
ウムあるいはポリシリコンなどの素材の除去のために、
本発明に従って使用される場合、プラズマ励起に使用さ
れる周波数は、約50MHz から約800MHz 、好適
には、約100MHz から約200MHz の範囲にあ
り、圧力は500ミリトルから約50トル以上、好適に
は、約1トルから約20トルの範囲である。
【0043】電力密度は、ウェーハ領域で約15から約
76ワット/インチ2 、好適には、約30から約50ワ
ット/インチ2 の範囲である。陽極と陰極の電極間隔
は、プラズマが電極間の容積を完全に満すように、約0.
2cmから約5cmの範囲である。酸化けい素除去の本発明
の高圧プラズマ補助エッチング処理の実施に使用される
エッチング化学物質には、1種類以上のふっ素含有ガ
ス、1種類以上の炭素含有ガス、選択使用の1種類以上
の水素含有ガスがある。代表的ガスと混合ガスは、CF4,
C2F6, C4F8, CHF3, CHF3 とCHF3, CH3FとCF4, CHF3 と
CF4, CF4とCH4, C 2F6 とCHF3, C4F8とCHF3, NF3 とCH4,
SF6とCH4, CF4とH2、及び、この種のガスあるいは混合
ガスの化合物である。選択使用の酸素の素材は、上記混
合物のどれとも結合して、本分野の熟練者には周知のよ
うに、エッチングの選択性を制御する。
76ワット/インチ2 、好適には、約30から約50ワ
ット/インチ2 の範囲である。陽極と陰極の電極間隔
は、プラズマが電極間の容積を完全に満すように、約0.
2cmから約5cmの範囲である。酸化けい素除去の本発明
の高圧プラズマ補助エッチング処理の実施に使用される
エッチング化学物質には、1種類以上のふっ素含有ガ
ス、1種類以上の炭素含有ガス、選択使用の1種類以上
の水素含有ガスがある。代表的ガスと混合ガスは、CF4,
C2F6, C4F8, CHF3, CHF3 とCHF3, CH3FとCF4, CHF3 と
CF4, CF4とCH4, C 2F6 とCHF3, C4F8とCHF3, NF3 とCH4,
SF6とCH4, CF4とH2、及び、この種のガスあるいは混合
ガスの化合物である。選択使用の酸素の素材は、上記混
合物のどれとも結合して、本分野の熟練者には周知のよ
うに、エッチングの選択性を制御する。
【0044】アルゴンなどの不活性フローガスは、望む
ならば、エッチングガスのすべての化合物と一緒に使用
されて、エッチング面の外形を制御する。一般的な10
〜15リットルのエッチング室に使用される各ガスの流
量は、所望の圧力範囲で使用される真空ポンプの大きさ
に従って、約1から約300sccmの範囲である。本発明
により行われるこの高圧プラズマ補助エッチングのエッ
チング速度は、約0.2から約1.0ミクロン/分の範囲で
ある。
ならば、エッチングガスのすべての化合物と一緒に使用
されて、エッチング面の外形を制御する。一般的な10
〜15リットルのエッチング室に使用される各ガスの流
量は、所望の圧力範囲で使用される真空ポンプの大きさ
に従って、約1から約300sccmの範囲である。本発明
により行われるこの高圧プラズマ補助エッチングのエッ
チング速度は、約0.2から約1.0ミクロン/分の範囲で
ある。
【0045】本発明のこの処理の実施において、アルミ
ニウムあるいはポリシリコン除去に有用なエッチング化
学物質は、低圧RIE処理に使用されるものと同じ、す
なわち、塩素含有ガスと不活性ガスの混合であり、例え
ば、Cl2とAr の混合、あるいは、BCl3とAr との混
合である。10〜15リットルのエッチング室に使用さ
れるこの種のガスの一般的な流量は、塩素含有ガスある
いはアルゴンなどの不活性ガスのいずれについても、約
10から約100sccmの範囲である。アルミニウムある
いはポリシリコンのエッチング除去速度は、このような
化学物質を使用して、約0.2から約1.0ミクロン/分の
範囲である。
ニウムあるいはポリシリコン除去に有用なエッチング化
学物質は、低圧RIE処理に使用されるものと同じ、す
なわち、塩素含有ガスと不活性ガスの混合であり、例え
ば、Cl2とAr の混合、あるいは、BCl3とAr との混
合である。10〜15リットルのエッチング室に使用さ
れるこの種のガスの一般的な流量は、塩素含有ガスある
いはアルゴンなどの不活性ガスのいずれについても、約
10から約100sccmの範囲である。アルミニウムある
いはポリシリコンのエッチング除去速度は、このような
化学物質を使用して、約0.2から約1.0ミクロン/分の
範囲である。
【0046】単結晶シリコンも、酸化けい素のエッチン
グに使用される化学物質を変えて、例えば、ふっ素の素
材及び炭素と酸素の選択素材を使用して、本発明の高圧
エッチング処理によって除去することが出来る。 C.CVD低圧(ファセット)蒸着 プラズマ補助処理法により集積回路構造体を製作する、
改良された本方法では、プラズマは、約50から約80
0MHz の周波数で動作する電源により発生する。ま
た、本方法は、低圧CVD処理などのプラズマ補助蒸着
処理にも使用出来る。
グに使用される化学物質を変えて、例えば、ふっ素の素
材及び炭素と酸素の選択素材を使用して、本発明の高圧
エッチング処理によって除去することが出来る。 C.CVD低圧(ファセット)蒸着 プラズマ補助処理法により集積回路構造体を製作する、
改良された本方法では、プラズマは、約50から約80
0MHz の周波数で動作する電源により発生する。ま
た、本方法は、低圧CVD処理などのプラズマ補助蒸着
処理にも使用出来る。
【0047】CVDファセット処理として知られている
この処理では、シリコンウェーハの深溝の外側(上部)
の角に蒸着された素材(例えば、酸化物あるいは窒化
物)のエッチングも、酸化物あるいは窒化物の深溝内へ
の蒸着を瞬間的に行い、これによって、充填素材内のす
き間の形成を防止することが出来る。従来技術では、こ
のようなファセット及び蒸着は、ECR/マイクロ波周
波数プラズマCVDで瞬間的に行われ、一般的な13.5
6MHz などの高周波でプラズマ補助CVDを使用する
従来の技術では、所望のファセットを得るために、蒸着
室とエッチング室との間を往復することが必要であっ
た。
この処理では、シリコンウェーハの深溝の外側(上部)
の角に蒸着された素材(例えば、酸化物あるいは窒化
物)のエッチングも、酸化物あるいは窒化物の深溝内へ
の蒸着を瞬間的に行い、これによって、充填素材内のす
き間の形成を防止することが出来る。従来技術では、こ
のようなファセット及び蒸着は、ECR/マイクロ波周
波数プラズマCVDで瞬間的に行われ、一般的な13.5
6MHz などの高周波でプラズマ補助CVDを使用する
従来の技術では、所望のファセットを得るために、蒸着
室とエッチング室との間を往復することが必要であっ
た。
【0048】本発明により、瞬間的低圧CVD蒸着とフ
ァセットは、プラズマが約50MHz から800MHz
の周波数範囲で、好適には、約100MHz から約25
0MHz の周波数範囲で動作する電源により励起され
る。従って、複雑なマイクロ波/ECR装置の使用、あ
るいは、蒸着室とエッチング室との間でウェーハを往復
する必要は、本発明の処理を行うことにより避けること
が出来る。
ァセットは、プラズマが約50MHz から800MHz
の周波数範囲で、好適には、約100MHz から約25
0MHz の周波数範囲で動作する電源により励起され
る。従って、複雑なマイクロ波/ECR装置の使用、あ
るいは、蒸着室とエッチング室との間でウェーハを往復
する必要は、本発明の処理を行うことにより避けること
が出来る。
【0049】このようなプラズマ補助CVDファセット
蒸着中のプラズマの電力密度は、約10から約76ワッ
ト/インチ2 、好適には、約30から約76ワット/イ
ンチ 2 、最も好適には約45から約56ワット/インチ
2 の範囲内に維持されなければならない。酸化物あるい
は窒化物の蒸着速度は、約0.1から約1.5ミクロン/分
の範囲の蒸着速度を生ずる10〜76ワット/インチ2
の電力密度範囲を有するプラズマの電力密度と共に変化
するが、約45から56ワット/インチ2 の範囲の電力
密度で動作すると、酸化物あるいは窒化物などの素材の
所望の厚さが蒸着されるまで、蒸着速度は、約0.4から
1.0ミクロン/分の範囲にある。
蒸着中のプラズマの電力密度は、約10から約76ワッ
ト/インチ2 、好適には、約30から約76ワット/イ
ンチ 2 、最も好適には約45から約56ワット/インチ
2 の範囲内に維持されなければならない。酸化物あるい
は窒化物の蒸着速度は、約0.1から約1.5ミクロン/分
の範囲の蒸着速度を生ずる10〜76ワット/インチ2
の電力密度範囲を有するプラズマの電力密度と共に変化
するが、約45から56ワット/インチ2 の範囲の電力
密度で動作すると、酸化物あるいは窒化物などの素材の
所望の厚さが蒸着されるまで、蒸着速度は、約0.4から
1.0ミクロン/分の範囲にある。
【0050】このプラズマ補助CVDファセット蒸着中
の蒸着室内の圧力は、約2ミリトルから約500ミリト
ルの範囲に、好適には、約20ミリトルから約200ミ
リトルの範囲に維持されなければならない。蒸着室内の
陽極の全有効面積と陰極(ウェーハが支持されている)
の全有効面積との比は、−“有効面”は、前に定義され
ている通りに、プラズマに接続した面積である−最小で
約2:1から約20:1の範囲であり、陽極と陰極との
間隔は、最小で約5cmから約30cmである。
の蒸着室内の圧力は、約2ミリトルから約500ミリト
ルの範囲に、好適には、約20ミリトルから約200ミ
リトルの範囲に維持されなければならない。蒸着室内の
陽極の全有効面積と陰極(ウェーハが支持されている)
の全有効面積との比は、−“有効面”は、前に定義され
ている通りに、プラズマに接続した面積である−最小で
約2:1から約20:1の範囲であり、陽極と陰極との
間隔は、最小で約5cmから約30cmである。
【0051】この方法により酸化けい素を蒸着する場
合、アルゴンなどの選択不活性ガスのほかに、1種類以
上のけい素の素材と1種類以上の酸素の素材が、蒸着室
に流入する。けい素の素材は、シラン (SiH4)などの気
体状の素材、あるいは、有機けい素の素材、例えば、テ
トラエチルオルトけい酸塩(TEOS)などの液状素材
からの蒸気である。酸素の素材は、O2 、N2O 、あるい
は、少量の酸素を有するかまたは有していない同素材の
化合物、または、すべてのほかの入手容易な酸素の素材
である。ドープ剤の素材も、ドープされたガラスを蒸着
することが必要である場合、反応室内へ流すことが出来
る。
合、アルゴンなどの選択不活性ガスのほかに、1種類以
上のけい素の素材と1種類以上の酸素の素材が、蒸着室
に流入する。けい素の素材は、シラン (SiH4)などの気
体状の素材、あるいは、有機けい素の素材、例えば、テ
トラエチルオルトけい酸塩(TEOS)などの液状素材
からの蒸気である。酸素の素材は、O2 、N2O 、あるい
は、少量の酸素を有するかまたは有していない同素材の
化合物、または、すべてのほかの入手容易な酸素の素材
である。ドープ剤の素材も、ドープされたガラスを蒸着
することが必要である場合、反応室内へ流すことが出来
る。
【0052】5〜10リットル蒸着室へのガスの代表的
流量は、けい素の素材としてシラン及び酸素の素材とし
てO2 あるいはN2O をアルゴンガスと共に使用する場
合、約10〜150sccmのSiH4、約10〜300sccm、
及びゼロから約500sccmのアルゴンである。TEOS
が、けい素の素材として使用される場合、代表的流量
は、約0.1から約1.0グラム/分の範囲である。
流量は、けい素の素材としてシラン及び酸素の素材とし
てO2 あるいはN2O をアルゴンガスと共に使用する場
合、約10〜150sccmのSiH4、約10〜300sccm、
及びゼロから約500sccmのアルゴンである。TEOS
が、けい素の素材として使用される場合、代表的流量
は、約0.1から約1.0グラム/分の範囲である。
【0053】窒化けい素は、酸化けい素の代りに、同一
蒸着条件で酸素の素材を窒素の素材に置き換えて、半導
体ウェーハに蒸着することが出来るが、オキシ窒化物を
形成しない上記のすべてのけい素の素材を使用する。こ
れに関して、留意すべきことは、形成された、いわゆる
窒化けい素は、真のSiH4でないが、窒化けい素あるいは
単に“窒化物”と慣例的に呼ばれているSix HyNzである
ことである。
蒸着条件で酸素の素材を窒素の素材に置き換えて、半導
体ウェーハに蒸着することが出来るが、オキシ窒化物を
形成しない上記のすべてのけい素の素材を使用する。こ
れに関して、留意すべきことは、形成された、いわゆる
窒化けい素は、真のSiH4でないが、窒化けい素あるいは
単に“窒化物”と慣例的に呼ばれているSix HyNzである
ことである。
【0054】このような窒化けい素の層を蒸着する場
合、窒素とアンモニアは、窒素の素材として使用され
る。水素の選択素材も供給出来る。窒化けい素の蒸着の
場合の代表的ガスの流量は、酸化けい素の蒸着と同じ条
件で、約10から約150sccmのSiH4、約25から約3
00sccmのN2 、約ゼロから約50sccmのNH4 、ゼロか
ら約50sccmの水素、及びゼロから約500sccmのアル
ゴンである。
合、窒素とアンモニアは、窒素の素材として使用され
る。水素の選択素材も供給出来る。窒化けい素の蒸着の
場合の代表的ガスの流量は、酸化けい素の蒸着と同じ条
件で、約10から約150sccmのSiH4、約25から約3
00sccmのN2 、約ゼロから約50sccmのNH4 、ゼロか
ら約50sccmの水素、及びゼロから約500sccmのアル
ゴンである。
【0055】オキシ窒化けい素を半導体ウェーハに蒸着
することが望まれる場合、酸素の素材は、ほかのすべて
の反応条件を実質的に変えることなく、窒化けい素の形
成に使用され反応物質へさらに加えることが出来る。 D.高圧CVD(共形等方性)蒸着 酸化けい素と窒化けい素などの素材の共形等性層の蒸着
は、また、高圧条件の下で、すなわち、500ミリトル
を超えて50トル以上の圧力において、好適には、約1
トルから約20トルの範囲で、また、約50MHz から
約800MHzの範囲の、好適には、約150MHz か
ら800MHz の範囲の周波数において励起されたプラ
ズマを使用して、本発明により製作され、ウェーハ面の
約10から約38ワット/インチ2 の電力密度におい
て、例えば、一般的な直径5インチのウェーハについて
約200から約750ワットの電力レベルに維持され
る。陽極と陰極の電極間隔は、約0.2から約5cmの範囲
にある。
することが望まれる場合、酸素の素材は、ほかのすべて
の反応条件を実質的に変えることなく、窒化けい素の形
成に使用され反応物質へさらに加えることが出来る。 D.高圧CVD(共形等方性)蒸着 酸化けい素と窒化けい素などの素材の共形等性層の蒸着
は、また、高圧条件の下で、すなわち、500ミリトル
を超えて50トル以上の圧力において、好適には、約1
トルから約20トルの範囲で、また、約50MHz から
約800MHzの範囲の、好適には、約150MHz か
ら800MHz の範囲の周波数において励起されたプラ
ズマを使用して、本発明により製作され、ウェーハ面の
約10から約38ワット/インチ2 の電力密度におい
て、例えば、一般的な直径5インチのウェーハについて
約200から約750ワットの電力レベルに維持され
る。陽極と陰極の電極間隔は、約0.2から約5cmの範囲
にある。
【0056】けい素の素材は、シラン(SiH4)などの気
体状の素材、あるいはSiH2Cl2 などの置換されたシラン
である。酸素の素材は、N2O あるいはほかの入手容易で
酸素の十分に安全な素材である。5〜10リットルの蒸
着室へのガスの一般的流量は、けい素の素材としてシラ
ンと酸素の素材としてN2O を使用して、約10〜100
0sccmのSiH4と約100〜5000N2O である。このよ
うな蒸着条件の下で、約0.1から約2ミクロン/分の蒸
着速度が、共形のSiO2の所望の厚が得られるまで、維持
される。
体状の素材、あるいはSiH2Cl2 などの置換されたシラン
である。酸素の素材は、N2O あるいはほかの入手容易で
酸素の十分に安全な素材である。5〜10リットルの蒸
着室へのガスの一般的流量は、けい素の素材としてシラ
ンと酸素の素材としてN2O を使用して、約10〜100
0sccmのSiH4と約100〜5000N2O である。このよ
うな蒸着条件の下で、約0.1から約2ミクロン/分の蒸
着速度が、共形のSiO2の所望の厚が得られるまで、維持
される。
【0057】窒化けい素は、また、同一高圧蒸着条件の
下で、酸素の素材を窒素の素材に置換して、酸化けい素
の代りに蒸着される。低圧処理法の場合のように、窒素
と(選択的)アンモニアが、窒素の素材として使用され
る。窒化けい素蒸着の場合の一般的ガスの流量は、酸化
けい素の高圧蒸着の場合と同一条件の下で、約10から
約100sccmのSiH4、約100から約1,000sccmのN
2 、及び約ゼロから約100sccmのNH3 であり、酸化
けい素とほぼ同じ蒸着速度、すなわち、約0.1から約2
ミクロン/分の速度に達する。
下で、酸素の素材を窒素の素材に置換して、酸化けい素
の代りに蒸着される。低圧処理法の場合のように、窒素
と(選択的)アンモニアが、窒素の素材として使用され
る。窒化けい素蒸着の場合の一般的ガスの流量は、酸化
けい素の高圧蒸着の場合と同一条件の下で、約10から
約100sccmのSiH4、約100から約1,000sccmのN
2 、及び約ゼロから約100sccmのNH3 であり、酸化
けい素とほぼ同じ蒸着速度、すなわち、約0.1から約2
ミクロン/分の速度に達する。
【0058】半導体ウェーハにオキシ窒化けい素の共形
層を等方性に蒸着することが、望まれる場合、N2O など
の酸素の素材が、ほかのすべての反応条件を実質的に変
えることなく、窒化けい素の形成に使用される反応物質
へさらに加えられる。従って、本発明は、約50MHz
から約800MHz の範囲内の周波数において動作する
電源により励起されたプラズマにより、素材の半導体ウ
ェーハへのエッチングと蒸着に関する改良された方法を
提供し、ウェーハ上の素子への破損の危険を防止するに
十分に低いが、所望の異方性を得るに十分に高いシース
電圧を形成し、これによって、本処理法は、従来技術の
処理法に匹敵する反応速度で行われる。
層を等方性に蒸着することが、望まれる場合、N2O など
の酸素の素材が、ほかのすべての反応条件を実質的に変
えることなく、窒化けい素の形成に使用される反応物質
へさらに加えられる。従って、本発明は、約50MHz
から約800MHz の範囲内の周波数において動作する
電源により励起されたプラズマにより、素材の半導体ウ
ェーハへのエッチングと蒸着に関する改良された方法を
提供し、ウェーハ上の素子への破損の危険を防止するに
十分に低いが、所望の異方性を得るに十分に高いシース
電圧を形成し、これによって、本処理法は、従来技術の
処理法に匹敵する反応速度で行われる。
【図1】本発明のプラズマ補助の処理法によるRIE低
圧エッチングを示す流れ図である。
圧エッチングを示す流れ図である。
【図2】本発明のプラズマ補助の処理法による高圧エッ
チングを示す流れ図である。
チングを示す流れ図である。
【図3】本発明のプラズマ補助の処理法による低圧CV
D(ファセット)蒸着を示す流れ図である。
D(ファセット)蒸着を示す流れ図である。
【図4】本処理法のプラズマ補助の処理法による高圧C
VD共形等方性蒸着を示す流れ図である。
VD共形等方性蒸着を示す流れ図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレイグ エイ ローデリック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95117 サン ホセ パインヴィュー ド ライヴ 776 (72)発明者 チャン ロン ヤン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95032 ロス ガトス カメリア テラス 16569 (72)発明者 ディヴィッド エヌ ケイ ワン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトガ ソービー ロード 15230 (72)発明者 ダン メイダン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズ マリエ ッタ レーン 12000
Claims (55)
- 【請求項1】 半導体ウェーハが取り付けられた電極を
有する真空室内の半導体ウェーハ上に、集積回路素子を
製作する方法であって、前記電極へ接続され、且つ約5
0MHz から約800MHz の周波数範囲内で動作する
一つ以上の電源により励起された前記室内のプラズマを
維持することより成っていることを特徴とする処理法。 - 【請求項2】 前記電源が、約10から約76ワット/
インチ2 の範囲のウェーハ領域の電力密度で動作するこ
とを特徴とする請求項1に記載の処理法。 - 【請求項3】 処理が、磁気強化のために前記室の外部
の周囲に配置された補助磁石の使用との組合せで行われ
ることを特徴とする請求項1に記載の処理法。 - 【請求項4】 前記プラズマが、約50MHz から約8
00MHz の周波数の範囲外で動作するほかの電源へも
接続していることを特徴とする請求項1に記載の処理
法。 - 【請求項5】 半導体ウェーハ上に集積回路素子を製作
することに使用される素材をエッチングするプラズマ補
助のRIE処理法にして、約50MHz から約800M
Hz の周波数範囲を有する電源を使用し、陽極と陰極上
のウェーハとを有しまた約2から約500ミリトルの範
囲内の圧力において維持された真空エッチング室内で、
約10から約76ワット/インチ2 の範囲の、ウェーハ
領域の電子密度に維持されたプラズマを維持することよ
り成ることを特徴とする前記処理法。 - 【請求項6】 前記陽極と陰極が、少なくとも2:1の
陽極と陰極との面積比と約5cm以上の電極間隔を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の処理法。 - 【請求項7】 前記陽極と陰極が、約5cmから約30cm
の範囲の電極間隔を有することを特徴とする請求項5に
記載の処理法。 - 【請求項8】 RIE(反応性イオンエッチング)処理
法が、約0.3から0.75ミクロン/分のエッチング速度
で酸化けい素をエッチングする処理より成ることを特徴
とする請求項6に記載の処理法。 - 【請求項9】 前記電源が、約100MHz から約25
0MHz の周波数範囲内で動作することを特徴とする請
求項8に記載の処理法。 - 【請求項10】 前記室内の前記圧力が、約20から約
200ミリトルの範囲にあることを特徴とする請求項6
に記載の処理法。 - 【請求項11】 前記電力密度が、ウェーハ領域で約4
5から約56ワット/インチ2 の範囲にあることを特徴
とする請求項6に記載の処理法。 - 【請求項12】 さらに、ふっ素の素材と、水素の選択
素材と、炭素の素材と、酸素の選択素材と、選択不活性
ガスとを、前記プラズマが点弧する前記室に流入するこ
とより成ることを特徴とする請求項6に記載の処理法。 - 【請求項13】 前記RIE処理法がポリシリコンある
いはフォトレジストよりもむしろ酸化けい素をエッチン
グする選択処理より成り、酸化けい素のエッチング(厚
さ)速度とポリシリコンあるいはフォトレジストのエッ
チング(厚さ)との約2:1から約30:1以上の比を
得るように、炭素とふっ素との原子比が約0.1:1から
2:1の範囲にあり、また、存在する水素とふっ素との
比が約0.1:1から0.5:1の範囲にあることを特徴と
する請求項12に記載の処理法。 - 【請求項14】 前記RIE処理法が、約0.2から1.0
ミクロン/分のエッチング速度でポリシリコンあるいは
アルミニウムをエッチングする処理より成ることを特徴
とする請求項6に記載の処理法。 - 【請求項15】 前記電源が、約100MHz から約8
00MHz の周波数範囲内で動作することを特徴とする
請求項14に記載の処理法。 - 【請求項16】 前記電源が、約150MHz から約6
00MHz の周波数範囲内で動作することを特徴とする
請求項14に記載の処理法。 - 【請求項17】 前記室内の前記圧力が、約20から約
200ミリトルの範囲にあることを特徴とする請求項1
4に記載の処理法。 - 【請求項18】 前記電力密度が、ウェーハ領域で約2
0から約40ワット/インチ2 の範囲にあることを特徴
とする請求項14に記載の処理法。 - 【請求項19】 さらに、塩素含有ガスと選択不活性ガ
スを前記プラズマが点弧する前記室に流入することを特
徴とする請求項14に記載の処理法。 - 【請求項20】 半導体ウェーハ上の集積回路素子の製
作に使用される素材をエッチングするプラズマ補助の高
圧処理法にして、約50MHz から約800MHz の周
波数範囲を有する一つ以上の電源を使用し、陽極と陰極
上に取り付けられたウェーハとを有しまた500ミリト
ルから約50トルの範囲内の圧力に維持された真空室内
で約15から約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の
電力密度レベルに維持されたプラズマを維持することよ
り成ることを特徴とする前記の処理法。 - 【請求項21】 前記陽極と陰極の電極が、5cmより小
さい電極間隔を有することを特徴とする請求項20に記
載の処理法。 - 【請求項22】 前記陽極と陰極のが、約0.2cmから約
5cmの範囲にある電極間隔を有することを特徴とする請
求項20に記載の処理法。 - 【請求項23】 前記高圧プラズマエッチング処理法
が、約0.2から約1.0ミクロン/分のエッチング速度で
酸化けい素をエッチングする処理より成ることを特徴と
する請求項21に記載の処理法。 - 【請求項24】 前記高圧プラズマエッチング処理が、
約1トルから約20トルの圧力範囲内で行われることを
特徴とする請求項23に記載の処理法。 - 【請求項25】 電力が、約30から約50ワット/イ
ンチ2 の範囲の電力密度レベルに維持されていることを
特徴とする請求項24に記載の処理法。 - 【請求項26】 さらに、ふっ素の素材と、炭素の素材
と、水素の選択素材と、選択不活性ガスとを、前記エッ
チングの間、前記室に流入することより成ることを特徴
とする請求項25に記載の処理法。 - 【請求項27】 前記高圧プラズマ処理法が、ポリシリ
コンあるいはフォトレジストよりはむしろ酸化けい素を
エッチングする選択処理より成り、酸化けい素エッチン
グ(厚さ)速度とポリシリコンあるいはフォトレジスト
エッチング(厚さ)速度との約2:1から30:1の範
囲の比が得られるように、炭素とふっ素との原子比が約
0.1:1から約2:1の範囲であり、存在する水素とふ
っ素との原子比が約0.1:1から0.5:1の間にあるこ
とを特徴とする請求項23に記載の処理法。 - 【請求項28】 前記高圧プラズマエッチング処理法
が、約0.2から約1.0ミクロン/分の範囲のエッチング
速度において、ポリシリコンあるいはアルミニウムをエ
ッチングする処理より成ることを特徴とする請求項21
に記載の処理法。 - 【請求項29】 前記高圧プラズマエッチング処理法
が、約1トルから約20トルの圧力範囲内で行われるこ
とを特徴とする請求項28に記載の処理法。 - 【請求項30】 電力が、約20から約40ワット/イ
ンチ2 の範囲の電力密度レベルにおいて維持されること
を特徴とする請求項29に記載の処理法。 - 【請求項31】 さらに、塩素の素材と選択不活性ガス
とを前記エッチングの間前記室に流入することより成る
ことを特徴とする請求項30に記載の処理法。 - 【請求項32】 半導体ウェーハ上の集積回路素子の製
作に使用される素材を蒸着するプラズマ補助の低圧CV
D処理法にして、約50MHz から約800MHz の周
波数範囲を有する一つ以上の電源を有し、陽極と陰極に
取り付けられたウェーハとを有しまた約2から約500
ミリトルの範囲内の圧力に維持された真空室内で約10
から約76ワット/インチ2 のウェーハ領域の電力密度
レベルに維持されたプラズマを保持することより成るこ
とを特徴とする前記の処理法。 - 【請求項33】 前記陽極と陰極が、約5cm以上の陽極
と陰極との間隔を有することを特徴とする請求項32に
記載の処理法。 - 【請求項34】 前記陽極と陰極が、約5cmから約30
cmの範囲の電極間隔を有することを特徴とする請求項3
2に記載の処理法。 - 【請求項35】 前記低圧CVD処理法が、約0.1から
約1.5ミクロン/分の蒸着速度において酸化けい素を蒸
着する処理より成ることを特徴とする請求項34に記載
の処理法。 - 【請求項36】 前記電源が、約100MHz から約2
50MHz の周波数範囲内で動作することを特徴とする
請求項35に記載の処理法。 - 【請求項37】 前記室内の前記圧力が、約20から約
200ミリトルの範囲にあることを特徴とする請求項3
6に記載の処理法。 - 【請求項38】 前記電力密度が、ウェーハ領域で約4
5から約56ワット/インチ2 の範囲にあることを特徴
とする請求項37に記載の処理法。 - 【請求項39】 さらに、1種類以上のけい素の素材
と、1種類以上の酸素の素材と、選択不活性ガスとを、
前記プラズマが点弧される前記室に流入することより成
ることを特徴とする請求項38に記載の処理法。 - 【請求項40】 前記低圧CVD処理法が、約0.1から
1.5ミクロン/分の蒸着速度において窒化けい素を蒸着
する処理よる成ることを特徴とする請求項34に記載の
処理法。 - 【請求項41】 前記電源が、約100MHz から約2
50MHz の周波数範囲内で動作することを特徴とする
請求項40に記載の処理法。 - 【請求項42】 前記室内の前記圧力が、約2から約5
00ミリトルの範囲にあることを特徴とする請求項41
に記載の処理法。 - 【請求項43】 前記室内の前記圧力が、約20から約
200ミリトルの範囲にあることを特徴とする請求項4
1に記載の処理法。 - 【請求項44】 前記電力密度が、ウェーハ領域で約3
0から約76ワット/インチ2 の範囲にあることを特徴
とする請求項42に記載の処理法。 - 【請求項45】 前記電力密度が、ウェーハ領域で約4
5から約56ワット/インチ2 の範囲にあることを特徴
とする請求項42に記載の処理法。 - 【請求項46】 さらに、1種類以上のけい素の素材
と、1種類以上の窒素の素材と、水素の選択素材と、選
択不活性ガスとを、プラズマが点弧される前記室に流入
することより成ることを特徴とする請求項44に記載の
処理法。 - 【請求項47】 半導体ウェーハ上の集積回路素子の製
作に使用される素材を蒸着するプラズマ補助高圧CVD
共形等方性処理法にして、約50MHz から約800M
Hz の周波数範囲を有する一つ以上の電源を有し、陽極
と陰極に取り付けられたウェーハとを有しまた500ミ
リトルから約5トルの範囲内の圧力において維持された
真空室内において、ウェーハ領域で約10から約38ワ
ット/インチ2 の範囲の電力密度レベルに維持されたプ
ラズマを維持することより成る前記の処理法。 - 【請求項48】 前記陽極と陰極が、5cmより小さい陽
極と陰極との電極間隔を有することを特徴とする請求項
47記載の処理法。 - 【請求項49】 前記陽極と陰極が、約0.2cmから約5
cmの範囲の電極間隔を有することを特徴とする請求項4
7に記載の処理法。 - 【請求項50】 前記プラズマ補助高圧共形等方性蒸着
処理法が、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度に
おいて酸化けい素を蒸着する処理より成ることを特徴と
する請求項48に記載の処理法。 - 【請求項51】 前記処理法がさらに、1種類以上のけ
い素の素材と、1種類以上の酸素の素材と、選択不活性
ガスとを、前記室に流入することより成ることを特徴と
する請求項50に記載の処理法。 - 【請求項52】 さらに、約1トルから約20トルの範
囲の前記室内の圧力を維持することより成ることを特徴
とする請求項51に記載の処理法。 - 【請求項53】 前記プラズマ補助高圧共形等方性蒸着
処理法が、約0.5から約1.0ミクロン/分の蒸着速度に
おいて窒化けい素を蒸着する処理より成ることを特徴と
する請求項48に記載の処理法。 - 【請求項54】 前記処理法が、さらに、1種類以上の
けい素の素材と、1種類以上の窒素の素材と、水素の選
択素材と、選択不活性ガスとを、前記室に流入すること
より成ることを特徴とする請求項53に記載の処理法。 - 【請求項55】 さらに、約1トルから約20トルの範
囲の前記室内の圧力を維持することより成ることを特徴
とする請求項54に記載の処理法。
Applications Claiming Priority (2)
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WO1999067816A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-29 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de gravure a sec et procede de production de dispositifs a semi-conducteurs |
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KR100421039B1 (ko) * | 2001-05-02 | 2004-03-03 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 층간 절연막 상에 형성된 포토레지스트 제거방법 |
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---|---|---|---|---|
JPH02298024A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Tadahiro Omi | リアクティブイオンエッチング装置 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3189003A patent/JP2634334B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-31 KR KR1019910013175A patent/KR100249139B1/ko not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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