JPH0831808A - 半導体材料内にトレンチをエッチングする方法及び装置 - Google Patents
半導体材料内にトレンチをエッチングする方法及び装置Info
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- JPH0831808A JPH0831808A JP7048016A JP4801695A JPH0831808A JP H0831808 A JPH0831808 A JP H0831808A JP 7048016 A JP7048016 A JP 7048016A JP 4801695 A JP4801695 A JP 4801695A JP H0831808 A JPH0831808 A JP H0831808A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体内にきれいなトレンチをエッチングする
こと。 【構成】エッチング装置（１０）は上部電極（１４）と
下部電極（１６）によって部分的に囲まれている処理チ
ャンバー（１２）を有している。半導体材料（１８）は
処理チャンバー（１２）内に、下部電極（１６）に接触
して置かれる。下部電極（１６）は実質的に高い周波数
で動作する第１の電源（２２）と比較的低い周波数で動
作する第２の電源（２４）に接続される。第２の電源
（２４）の低い周波数は、半導体材料（１８）上で達成
されるトレンチエッチング処理に異方性の制御を行う。
追加された異方性の制御はガス分配器（２０）によって
処理チャンバー（１２）に導入されるプラズマ化学作用
内の側壁の堆積物を増進する材料の除去を可能にする。
こと。 【構成】エッチング装置（１０）は上部電極（１４）と
下部電極（１６）によって部分的に囲まれている処理チ
ャンバー（１２）を有している。半導体材料（１８）は
処理チャンバー（１２）内に、下部電極（１６）に接触
して置かれる。下部電極（１６）は実質的に高い周波数
で動作する第１の電源（２２）と比較的低い周波数で動
作する第２の電源（２４）に接続される。第２の電源
（２４）の低い周波数は、半導体材料（１８）上で達成
されるトレンチエッチング処理に異方性の制御を行う。
追加された異方性の制御はガス分配器（２０）によって
処理チャンバー（１２）に導入されるプラズマ化学作用
内の側壁の堆積物を増進する材料の除去を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、半導体の製造方法及び装
置に関し、特に半導体内にきれいなトレンチをエッチン
グする方法及び装置に関する。
置に関し、特に半導体内にきれいなトレンチをエッチン
グする方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】シリコン内にトレンチをプラズマエッチ
ングする技術は高密度集積回路において使用するために
大きく発展した。シリコントレンチは能動素子を互いに
分離しするために、また垂直容量の形成に使用される。
多くの商用のプラズマエッチング装置はトレンチをエッ
チングするプロセスを提供する。これらのプラズマエッ
チング装置は、化学作用及び採用される反応チャンバー
の型において変わっている。従来のプラズマエッチング
装置は、トレンチをエッチングするプロセスにおいて、
必要なクリティカルなエッチパラメータにわたって、よ
りよい制御ができるばかりでなく高いスループットを生
じる。しかしながら、従来のトレンチをエッチングする
技術には少なくとも２つの大きな問題点がある。その一
つは、実際の使用されている十分に早い速度で正確な形
状をエッチングすることができないことである。十分な
速さの速度で正確な形状を与えることができるエッチ化
学はあるが、しかしこれらのエッチ化学は従来のトレン
チのエッチングに第２の問題が生じる。この第２の問題
は、適当なエッチ化学は典型的にプラズマ処理チャンバ
ー内にかなりの量の残留物を残すということである。適
切なエッチング要求を維持するために、エッチングチャ
ンバーが開けられ、機械的に清浄され、かつ清浄後、再
調整されなければならない。このエッチングチャンバー
の清浄プロセスはチャンバーの不動作時間を増加させ、
従って、エッチングのスループットを減少させる。
ングする技術は高密度集積回路において使用するために
大きく発展した。シリコントレンチは能動素子を互いに
分離しするために、また垂直容量の形成に使用される。
多くの商用のプラズマエッチング装置はトレンチをエッ
チングするプロセスを提供する。これらのプラズマエッ
チング装置は、化学作用及び採用される反応チャンバー
の型において変わっている。従来のプラズマエッチング
装置は、トレンチをエッチングするプロセスにおいて、
必要なクリティカルなエッチパラメータにわたって、よ
りよい制御ができるばかりでなく高いスループットを生
じる。しかしながら、従来のトレンチをエッチングする
技術には少なくとも２つの大きな問題点がある。その一
つは、実際の使用されている十分に早い速度で正確な形
状をエッチングすることができないことである。十分な
速さの速度で正確な形状を与えることができるエッチ化
学はあるが、しかしこれらのエッチ化学は従来のトレン
チのエッチングに第２の問題が生じる。この第２の問題
は、適当なエッチ化学は典型的にプラズマ処理チャンバ
ー内にかなりの量の残留物を残すということである。適
切なエッチング要求を維持するために、エッチングチャ
ンバーが開けられ、機械的に清浄され、かつ清浄後、再
調整されなければならない。このエッチングチャンバー
の清浄プロセスはチャンバーの不動作時間を増加させ、
従って、エッチングのスループットを減少させる。
【０００３】従って、十分に速い速度で動作し、且つト
レンチをエッチングする従来技術において生じるプロセ
スチャンバー内の残留物の堆積を克服するトレンチをエ
ッチングする技術を得ることが要求される。
レンチをエッチングする従来技術において生じるプロセ
スチャンバー内の残留物の堆積を克服するトレンチをエ
ッチングする技術を得ることが要求される。
【０００４】
【発明の概要】前述から合理的な、速い速度を与えるト
レンチエッチング装置の必要性、及び処理チャンバー内
に残留物の堆積が生じないエッチング技術の必要性が生
じていることが判るであろう。本発明は、トレンチをエ
ッチングする従来技術に関連した欠点及び問題点を実質
的に減少或いは除去する、半導体材料内に汚れのないト
レンチをエッチングする方法及び装置を提供する。本発
明の実施例によって、処理チャンバーの電極に第１の電
力を印加する、半導体材料内に汚れのないトレンチをエ
ッチングする方法を提供する。ここで、第１の電力は第
１の周波数で動作する。また、第２の周波数で動作する
第２の電力も電極に印加される。プラズマ化学作用が処
理チャンバー内に誘発され、半導体材料内にトレンチを
形成する。本発明の方法及び装置は、トレンチをエッチ
ングする従来技術以上の種々の技術的利点を与える。例
えば、一つの技術的利点は同一電極に異なる周波数の二
つの電力を印加することにより生じる。他の技術的利点
はトレンチ内の側壁の堆積或いは処理チャンバー内に残
留物を生じることなく、半導体材料内にトレンチを形成
することである。更に他の技術的利点は以下の詳細な説
明、図面及び特許請求の範囲から当業者に容易に明らか
であろう。
レンチエッチング装置の必要性、及び処理チャンバー内
に残留物の堆積が生じないエッチング技術の必要性が生
じていることが判るであろう。本発明は、トレンチをエ
ッチングする従来技術に関連した欠点及び問題点を実質
的に減少或いは除去する、半導体材料内に汚れのないト
レンチをエッチングする方法及び装置を提供する。本発
明の実施例によって、処理チャンバーの電極に第１の電
力を印加する、半導体材料内に汚れのないトレンチをエ
ッチングする方法を提供する。ここで、第１の電力は第
１の周波数で動作する。また、第２の周波数で動作する
第２の電力も電極に印加される。プラズマ化学作用が処
理チャンバー内に誘発され、半導体材料内にトレンチを
形成する。本発明の方法及び装置は、トレンチをエッチ
ングする従来技術以上の種々の技術的利点を与える。例
えば、一つの技術的利点は同一電極に異なる周波数の二
つの電力を印加することにより生じる。他の技術的利点
はトレンチ内の側壁の堆積或いは処理チャンバー内に残
留物を生じることなく、半導体材料内にトレンチを形成
することである。更に他の技術的利点は以下の詳細な説
明、図面及び特許請求の範囲から当業者に容易に明らか
であろう。
【０００５】本発明及びその利点を完全に理解するため
に、添付図面と共に以下の記載が参考にされるべきであ
る。
に、添付図面と共に以下の記載が参考にされるべきであ
る。
【０００６】
【実施例】図１は、エッチング装置１０のブロック図で
ある。エッチング装置１０は上部電極１４と下部電極１
６によって、部分的に囲まれている処理チャンバーを有
する。ウェーハのような半導体材料１８は処理チャンバ
ー１２内で下部電極１６に接している。ガス分配器２０
は半導体材料１８内にトレンチを形成するために処理チ
ャンバーに適当なプラズマ化学作用のガス分布を与え
る。比較的高い周波数の第１の電源２２が下部電極１６
に接続される。比較的低い周波数の第２の電源２４も下
部電極１６に接続される。動作の場合、第１の電源２２
と第２の電源２４は共に二重の周波数の形態を作るため
に下部電極１６に印加される。第１の電源は１３．５６
ＭＨｚの周波数で動作するのが好ましく、また第２の電
源は１００ＫＨｚの周波数で動作するのが好ましい。第
２の電源２４の低い周波数は増加したイオンエネルギー
及び増加したシースフィールド（sheeth fields)に基づ
く追加的な異方性の制御を行う。異方性イオンの軌道
は、第１の電源２２の高い周波数と比較して第２の電源
２４の低い周波数で得ることができる。エッチング装置
１０の二重の周波数形態は、単一の周波数で得ることが
できないエッチ速度の増加を可能にする。
ある。エッチング装置１０は上部電極１４と下部電極１
６によって、部分的に囲まれている処理チャンバーを有
する。ウェーハのような半導体材料１８は処理チャンバ
ー１２内で下部電極１６に接している。ガス分配器２０
は半導体材料１８内にトレンチを形成するために処理チ
ャンバーに適当なプラズマ化学作用のガス分布を与え
る。比較的高い周波数の第１の電源２２が下部電極１６
に接続される。比較的低い周波数の第２の電源２４も下
部電極１６に接続される。動作の場合、第１の電源２２
と第２の電源２４は共に二重の周波数の形態を作るため
に下部電極１６に印加される。第１の電源は１３．５６
ＭＨｚの周波数で動作するのが好ましく、また第２の電
源は１００ＫＨｚの周波数で動作するのが好ましい。第
２の電源２４の低い周波数は増加したイオンエネルギー
及び増加したシースフィールド（sheeth fields)に基づ
く追加的な異方性の制御を行う。異方性イオンの軌道
は、第１の電源２２の高い周波数と比較して第２の電源
２４の低い周波数で得ることができる。エッチング装置
１０の二重の周波数形態は、単一の周波数で得ることが
できないエッチ速度の増加を可能にする。
【０００７】二重の周波数形態における低い周波数の電
源２４の異方性の制御特性は半導体材料１８にトレンチ
をエッチングする間、処理チャンバー１２の清浄化を維
持するのに有用である。低い周波数電源２４の異方性の
制御によって、側壁の堆積及びトレンチをエッチング異
方性を増進するために用いられるプラズマ化学作用にお
ける一定の材料は最早必要ではない。側壁の堆積を増進
する材料は、処理チャンバー内に残留物を生じさせる窒
素或いは酸素を含んでおり、これはエッチング装置１０
をきれいにするための費用及び時間の消費を必要とす
る。二重周波数形態の低い周波数の電源２４はプラズマ
化学作用から側壁の堆積増進材料の除去及び半導体材料
１８のトレンチエッチング中に、処理チャンバー１２か
ら堆積物の除去を可能にする。処理チャンバー１２内に
いかなる残留物をも残さずに半導体材料１８にトレンチ
をエッチングするために用いられるプラズマ化学作用
は、好ましくは臭化水素（HBr)及び三塩化硼素（BCl3)
材料を含んでいる。表１は半導体材料内にトレンチをエ
ッチングする各処理ステップのための処理パラメータ及
び値を示している。これらの処理ステップはＲＩＥ（Re
active Ion Etching: 反応性イオンエッチング) モード
において動作するPAR 150R反応装置において達成され
る。
源２４の異方性の制御特性は半導体材料１８にトレンチ
をエッチングする間、処理チャンバー１２の清浄化を維
持するのに有用である。低い周波数電源２４の異方性の
制御によって、側壁の堆積及びトレンチをエッチング異
方性を増進するために用いられるプラズマ化学作用にお
ける一定の材料は最早必要ではない。側壁の堆積を増進
する材料は、処理チャンバー内に残留物を生じさせる窒
素或いは酸素を含んでおり、これはエッチング装置１０
をきれいにするための費用及び時間の消費を必要とす
る。二重周波数形態の低い周波数の電源２４はプラズマ
化学作用から側壁の堆積増進材料の除去及び半導体材料
１８のトレンチエッチング中に、処理チャンバー１２か
ら堆積物の除去を可能にする。処理チャンバー１２内に
いかなる残留物をも残さずに半導体材料１８にトレンチ
をエッチングするために用いられるプラズマ化学作用
は、好ましくは臭化水素（HBr)及び三塩化硼素（BCl3)
材料を含んでいる。表１は半導体材料内にトレンチをエ
ッチングする各処理ステップのための処理パラメータ及
び値を示している。これらの処理ステップはＲＩＥ（Re
active Ion Etching: 反応性イオンエッチング) モード
において動作するPAR 150R反応装置において達成され
る。
【０００８】 表１ プロセス１ ステップ＃１ ステップ＃２ 圧力(torr) ０．２５０ ０．２００ 周波数／13.56 MHz (W) ５００ ２００ 周波数／100 KHz ０ ５０ HBr(sccm) １２４ ７１ BCl3(sccm) １６ ５ Ｖdc −９１４ −２８９〜−５６２ 時間(sec) ３０ ６００ 結果 エッチ速度 ０．７８ミクロン／分 酸化物選択度 １５．５：１ アスペクト比 ７：１（良いプロフィール） プロセス１における第１のステップはあるゆる酸化物の
表面膜を通してスパッタするために用いられた高電力ス
テップである。第１のステップは、第２のステップによ
って達成されたバルクエッチの間、トレンチのエッチン
グの均一性を確実にする。プロセス１の主な欠点は半導
体材料１８のエッチ速度が比較的遅いことである。
表面膜を通してスパッタするために用いられた高電力ス
テップである。第１のステップは、第２のステップによ
って達成されたバルクエッチの間、トレンチのエッチン
グの均一性を確実にする。プロセス１の主な欠点は半導
体材料１８のエッチ速度が比較的遅いことである。
【０００９】半導体材料１８のエッチ速度を増進するた
めに、塩素Cl2 がプラズマ化学作用に含まれる。表２
は、プロセス２の各ステップに用いられたパラメータと
値を示す。 表１ プロセス２ ステップ＃１ ステップ＃２ ステップ＃３ 圧力(torr) ０．２８５ ０．２８５ ０．１７０ 周波数／13.56 MHz (W) ３２５ ３２５ ５０ 周波数／100 KHz ５０ ５０ ５０ HBr (sccm) １３３ １３３ ０ BCl3 (sccm) １７ １７ １３ Cl2 (sccm) ０ ５ ３０ Ｖdc −５１５ −５１５ −５２３ 時間(sec) ３０ ９０ １６５ Heチャック圧力 (torr) ５ ５ ５ 基板温度（℃） ２ ２ ２ 結果 エッチ速度 １．２５ミクロン／分 酸化物選択度 ２０：１ 非均一性（％） ５ アスペクト比 ４．５：１（良いプロフィール） 塩素の追加は、半導体材料１８のエッチ速度を５０％増
加させる。処理チャンバー１２の中には目に見える残留
物が生じない。強制的に作られていないけれども、半導
体材料１８のトレンチに側壁の堆積物が未だある。この
側壁の堆積物は、もしあるなら、プロセス２に１分、１
０％のフ化水素（HF) に浸けるステップを追加すること
により除くことができる。
めに、塩素Cl2 がプラズマ化学作用に含まれる。表２
は、プロセス２の各ステップに用いられたパラメータと
値を示す。 表１ プロセス２ ステップ＃１ ステップ＃２ ステップ＃３ 圧力(torr) ０．２８５ ０．２８５ ０．１７０ 周波数／13.56 MHz (W) ３２５ ３２５ ５０ 周波数／100 KHz ５０ ５０ ５０ HBr (sccm) １３３ １３３ ０ BCl3 (sccm) １７ １７ １３ Cl2 (sccm) ０ ５ ３０ Ｖdc −５１５ −５１５ −５２３ 時間(sec) ３０ ９０ １６５ Heチャック圧力 (torr) ５ ５ ５ 基板温度（℃） ２ ２ ２ 結果 エッチ速度 １．２５ミクロン／分 酸化物選択度 ２０：１ 非均一性（％） ５ アスペクト比 ４．５：１（良いプロフィール） 塩素の追加は、半導体材料１８のエッチ速度を５０％増
加させる。処理チャンバー１２の中には目に見える残留
物が生じない。強制的に作られていないけれども、半導
体材料１８のトレンチに側壁の堆積物が未だある。この
側壁の堆積物は、もしあるなら、プロセス２に１分、１
０％のフ化水素（HF) に浸けるステップを追加すること
により除くことができる。
【００１０】要約として、エッチング装置は、下部の電
極に接続された２つの電源を有している。第１の電源
は、第２の電源より実質的に高い周波数で動作する。第
２の電源の低い周波数は、エッチング装置内の半導体材
料のトレンチエッチングにたいして異方性の程度を制御
するために加える。この異方性の制御は半導体材料内で
トレンチのエッチング中に側壁の堆積物に対する必要性
を除く。半導体材料内でトレンチをエッチングするため
に用いられるプラズマ化学作用は側壁の堆積物を増進す
る材料を最早必要としないし、エッチング装置の処理チ
ャンバー内の残留物を避ける。従って、本発明によっ
て、上述の利点を満足する、半導体材料内の汚れのない
トレンチをエッチングする方法及び装置が提供される。
好適な実施例が詳細に述べられているが、種々の変化、
置き換え、変更が可能であることが理解されるであろ
う。例えば、種々のプラズマ化学作用及び電源周波数
は、半導体材料のエッチ速度及び処理チャンバーの綺麗
さを保つためにプロセスステップパラメータ及び値を変
更して用いることができる。他の例を、当業者によって
容易に確かめることができるであろうし、特許請求の範
囲によって定義された本発明の思想及び範囲から逸脱し
ないで、作ることができるであろう。
極に接続された２つの電源を有している。第１の電源
は、第２の電源より実質的に高い周波数で動作する。第
２の電源の低い周波数は、エッチング装置内の半導体材
料のトレンチエッチングにたいして異方性の程度を制御
するために加える。この異方性の制御は半導体材料内で
トレンチのエッチング中に側壁の堆積物に対する必要性
を除く。半導体材料内でトレンチをエッチングするため
に用いられるプラズマ化学作用は側壁の堆積物を増進す
る材料を最早必要としないし、エッチング装置の処理チ
ャンバー内の残留物を避ける。従って、本発明によっ
て、上述の利点を満足する、半導体材料内の汚れのない
トレンチをエッチングする方法及び装置が提供される。
好適な実施例が詳細に述べられているが、種々の変化、
置き換え、変更が可能であることが理解されるであろ
う。例えば、種々のプラズマ化学作用及び電源周波数
は、半導体材料のエッチ速度及び処理チャンバーの綺麗
さを保つためにプロセスステップパラメータ及び値を変
更して用いることができる。他の例を、当業者によって
容易に確かめることができるであろうし、特許請求の範
囲によって定義された本発明の思想及び範囲から逸脱し
ないで、作ることができるであろう。
【００１１】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 （１）半導体材料内にトレンチをエッチングする方法で
あって、処理チャンバーの電極に第１の周波数で動作す
る第１の電源を印加し、前記電極に第２の周波数で動作
する第２の電源を印加し、及び前記処理チャンバー内に
プラズマ作用を発生して、半導体材料内にトレンチを形
成する方法。 （２）プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物、
或いは処理チャンバー内に残留物を生じない材料を含ん
でいることを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （３）第１の周波数は、トレンチ形成の異方性制御を与
える第２の周波数より実質的に高いことを特徴とする前
記（１）に記載の方法。 （４）第２の周波数は、高いイオンエネルギー及び第２
の周波数と比較して高いシースフィールドを発生するこ
とを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （５）前記プラズマ化学作用は、臭化水素及び３塩化硼
素を含むことを特徴とする前記（２）に記載の方法。 （６）前記プラズマ化学作用は、トレンチのエッチ速度
を増進するために塩素を含むことを特徴とする前記
（２）に記載の方法。 （７）前記（１）は、更に処理チャンバー内にトレンチ
プラズマを導入して、トレンチ内のあらゆる側壁堆積物
を除去するステップを有することを特徴とする方法。 （８）前記トレンチプラズマは水素及びフッ素を含むこ
とを特徴とする前記（７）に記載の方法。 （９）半導体材料にきれいなトレンチをエッチングする
方法であって、第１の周波数で動作する第１の電源を処
理チャンバーの電極に印加し、第２の周波数で動作する
第２の電源を前記電極に印加し、第１の周波数は、第２
の周波数より実質的に高くしてトレンチエッチングに異
方性の制御を与え、且つ処理チャンバー内にプラズマ化
学作用を導入して半導体材料内にトレンチを形成し、前
記プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物或いは
処理チャンバー内に残留物を生成しない材料を含むこ
と、を特徴とする方法。 （１０）前記（９）の方法は、更に第１の電源及び第２
の電源の前記電極への適用を変更して、トレンチ形成の
更なる制御を与えるステップを有するを特徴とする方
法。 （１１）前記プラズマ化学反応は窒素或いは酸素を含ま
ない材料を含むことを特徴とする前記（９）に記載の方
法。 （１２）第１の周波数は第２の周波数より約１００倍高
いことを特徴とする前記（９）に記載の方法。 （１３）前記（９）は、更に、第１及び第２の電源によ
って印加される電力量を変えて、トレンチ用のエッチ速
度を制御するステップを有することを特徴とする方法。 （１４）半導体材料内にトレンチをエッチングするため
の装置であって、処理チャンバー、前記処理チャンバー
内の第１の電極、及び前記処理チャンバー内の第２の電
極を備え、前記第２の電極は、第１の周波数で動作する
第１の電源に接続され、且つ第２の周波数で動作する第
２の電源に接続されていることを特徴とする装置。 （１５）前記第２の電極はカソードであることを特徴と
する前記（１４）に記載の装置。 （１６）前記第１の周波数は第２の周波数より実質的に
高く、トレンチエッチングに異方性制御を与えることを
特徴とする前記（１４）に記載の装置。 （１７）前記第２の周波数は高いイオンエネルギー及び
前記第２の周波数と比較して高いシースフィールドを発
生することを特徴とする前記（１４）に記載の装置。 （１８）前記（１４）の装置は、更に前記処理チャンバ
ーにプラズマ化学作用を導入するガス分配器を有し、前
記プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物或いは
処理チャンバー内に残留物を生成しない材料を含んでい
ることを特徴とする装置。 （１９）エッチング装置（１０）は上部電極（１４）と
下部電極（１６）によって部分的に囲まれている処理チ
ャンバー（１２）を有している。半導体材料（１８）は
処理チャンバー（１２）内に、下部電極（１６）に接触
して置かれる。下部電極（１６）は実質的に高い周波数
で動作する第１の電源（２２）に接続され、また比較的
低い周波数で動作する第２の電源（２４）に接続され
る。第２の電源（２４）の低い周波数は、半導体材料
（１８）上で達成されるトレンチエッチング処理に異方
性の制御を与える。追加された異方性の制御はガス分配
器（２０）によって処理チャンバー（１２）に導入され
るプラズマ化学作用内の側壁の堆積物を増進する材料の
除去を可能にする。半導体材料（１８）のトレンチエッ
チング中に側壁の堆積物を増進する材料を必要とするこ
となく、側壁堆積物による残留物が処理チャンバー（１
２）内に生じることがない。
する。 （１）半導体材料内にトレンチをエッチングする方法で
あって、処理チャンバーの電極に第１の周波数で動作す
る第１の電源を印加し、前記電極に第２の周波数で動作
する第２の電源を印加し、及び前記処理チャンバー内に
プラズマ作用を発生して、半導体材料内にトレンチを形
成する方法。 （２）プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物、
或いは処理チャンバー内に残留物を生じない材料を含ん
でいることを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （３）第１の周波数は、トレンチ形成の異方性制御を与
える第２の周波数より実質的に高いことを特徴とする前
記（１）に記載の方法。 （４）第２の周波数は、高いイオンエネルギー及び第２
の周波数と比較して高いシースフィールドを発生するこ
とを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （５）前記プラズマ化学作用は、臭化水素及び３塩化硼
素を含むことを特徴とする前記（２）に記載の方法。 （６）前記プラズマ化学作用は、トレンチのエッチ速度
を増進するために塩素を含むことを特徴とする前記
（２）に記載の方法。 （７）前記（１）は、更に処理チャンバー内にトレンチ
プラズマを導入して、トレンチ内のあらゆる側壁堆積物
を除去するステップを有することを特徴とする方法。 （８）前記トレンチプラズマは水素及びフッ素を含むこ
とを特徴とする前記（７）に記載の方法。 （９）半導体材料にきれいなトレンチをエッチングする
方法であって、第１の周波数で動作する第１の電源を処
理チャンバーの電極に印加し、第２の周波数で動作する
第２の電源を前記電極に印加し、第１の周波数は、第２
の周波数より実質的に高くしてトレンチエッチングに異
方性の制御を与え、且つ処理チャンバー内にプラズマ化
学作用を導入して半導体材料内にトレンチを形成し、前
記プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物或いは
処理チャンバー内に残留物を生成しない材料を含むこ
と、を特徴とする方法。 （１０）前記（９）の方法は、更に第１の電源及び第２
の電源の前記電極への適用を変更して、トレンチ形成の
更なる制御を与えるステップを有するを特徴とする方
法。 （１１）前記プラズマ化学反応は窒素或いは酸素を含ま
ない材料を含むことを特徴とする前記（９）に記載の方
法。 （１２）第１の周波数は第２の周波数より約１００倍高
いことを特徴とする前記（９）に記載の方法。 （１３）前記（９）は、更に、第１及び第２の電源によ
って印加される電力量を変えて、トレンチ用のエッチ速
度を制御するステップを有することを特徴とする方法。 （１４）半導体材料内にトレンチをエッチングするため
の装置であって、処理チャンバー、前記処理チャンバー
内の第１の電極、及び前記処理チャンバー内の第２の電
極を備え、前記第２の電極は、第１の周波数で動作する
第１の電源に接続され、且つ第２の周波数で動作する第
２の電源に接続されていることを特徴とする装置。 （１５）前記第２の電極はカソードであることを特徴と
する前記（１４）に記載の装置。 （１６）前記第１の周波数は第２の周波数より実質的に
高く、トレンチエッチングに異方性制御を与えることを
特徴とする前記（１４）に記載の装置。 （１７）前記第２の周波数は高いイオンエネルギー及び
前記第２の周波数と比較して高いシースフィールドを発
生することを特徴とする前記（１４）に記載の装置。 （１８）前記（１４）の装置は、更に前記処理チャンバ
ーにプラズマ化学作用を導入するガス分配器を有し、前
記プラズマ化学作用は、トレンチ上に側壁堆積物或いは
処理チャンバー内に残留物を生成しない材料を含んでい
ることを特徴とする装置。 （１９）エッチング装置（１０）は上部電極（１４）と
下部電極（１６）によって部分的に囲まれている処理チ
ャンバー（１２）を有している。半導体材料（１８）は
処理チャンバー（１２）内に、下部電極（１６）に接触
して置かれる。下部電極（１６）は実質的に高い周波数
で動作する第１の電源（２２）に接続され、また比較的
低い周波数で動作する第２の電源（２４）に接続され
る。第２の電源（２４）の低い周波数は、半導体材料
（１８）上で達成されるトレンチエッチング処理に異方
性の制御を与える。追加された異方性の制御はガス分配
器（２０）によって処理チャンバー（１２）に導入され
るプラズマ化学作用内の側壁の堆積物を増進する材料の
除去を可能にする。半導体材料（１８）のトレンチエッ
チング中に側壁の堆積物を増進する材料を必要とするこ
となく、側壁堆積物による残留物が処理チャンバー（１
２）内に生じることがない。
【図１】半導体材料にトレンチをエッチングするための
処理装置を示す。
処理装置を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ ジー フランク アメリカ合衆国 テキサス州 75040 ガ ーランド グロチェスター ドライヴ 1317 (72)発明者 リチャード ピー ヴァンマース アメリカ合衆国 テキサス州 78703 オ ースティン グリーンリー ドライヴ 3208 (72)発明者 デューエイン イー カーター アメリカ合衆国 テキサス州 75025 プ ラノコールドウェル レーン 7016
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体材料内にトレンチをエッチングす
る方法であって、 処理チャンバーの電極に第１の周波数で動作する第１の
電源を印加し、 前記電極に第２の周波数で動作する第２の電源を印加
し、及び前記処理チャンバー内にプラズマ作用を発生し
て、半導体材料内にトレンチを形成する方法。 - 【請求項２】 半導体材料内にトレンチをエッチングす
るための装置であって、 処理チャンバー、 前記処理チャンバー内に第１の電極、及び前記処理チャ
ンバー内に第２の電極を備え、前記第２の電極は、第１
の周波数で動作する第１の電源に接続され、且つ第２の
周波数で動作する第２の電源に接続されていることを特
徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/209750 | 1994-03-09 | ||
| US08/209,750 US5512130A (en) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | Method and apparatus of etching a clean trench in a semiconductor material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831808A true JPH0831808A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=22780111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7048016A Pending JPH0831808A (ja) | 1994-03-09 | 1995-03-08 | 半導体材料内にトレンチをエッチングする方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512130A (ja) |
| JP (1) | JPH0831808A (ja) |
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1994
- 1994-03-09 US US08/209,750 patent/US5512130A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-08 JP JP7048016A patent/JPH0831808A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004281528A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP4656364B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2011-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5512130A (en) | 1996-04-30 |
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