JPH08319200A - 高度選択的酸化ケイ素エッチング法 - Google Patents
高度選択的酸化ケイ素エッチング法Info
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-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板上の非ドープケイ素酸化物（例，ＴＥＯ
Ｓ）層と多孔性ケイ素酸化物（例，ＢＰ ＴＥＯＳ）層
から後者を５０倍以上の高い選択性で除去する穏和な方
法の提供。 【解決手段】無水不活性ガスからなる流れる無水ガス状
環境に基板を導入し、高密度ケイ素酸化物のエッチング
を開始するのに必要とされる時間よりわずかに長いパル
ス時間、ガス状環境に無水フッ化水素ガスを添加し、多
孔性酸化物のエッチングにより生成した水蒸気とフッ化
水素を除去するのに十分な時間、ガス状環境に無水不活
性ガスをフラッシュし、そして多孔性酸化物層が除去さ
れるまで、添加およびフラッシュ工程を繰り返してなる
基板上に保持されるべき露出した高密度ケイ素酸化物を
有する部分をその上に持つ基板から多孔性ケイ素酸化物
層を選択的に除去する方法。
Ｓ）層と多孔性ケイ素酸化物（例，ＢＰ ＴＥＯＳ）層
から後者を５０倍以上の高い選択性で除去する穏和な方
法の提供。 【解決手段】無水不活性ガスからなる流れる無水ガス状
環境に基板を導入し、高密度ケイ素酸化物のエッチング
を開始するのに必要とされる時間よりわずかに長いパル
ス時間、ガス状環境に無水フッ化水素ガスを添加し、多
孔性酸化物のエッチングにより生成した水蒸気とフッ化
水素を除去するのに十分な時間、ガス状環境に無水不活
性ガスをフラッシュし、そして多孔性酸化物層が除去さ
れるまで、添加およびフラッシュ工程を繰り返してなる
基板上に保持されるべき露出した高密度ケイ素酸化物を
有する部分をその上に持つ基板から多孔性ケイ素酸化物
層を選択的に除去する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】半導体素子（デバイス）加工
において、シリコン（ケイ素）の酸化物は多種類の用途
のために多くの異なる形態で使用される。稠密な熱的に
成長したシリコンの酸化物はＭＯＳ（金属酸化物−シリ
コン）トランジスタにおける第１ゲート誘電体フィルム
として典型的に使用される。気相成長した熱的酸化物は
電界酸化誘電体層として一般に使用される。ドープされ
ていない化学的に析出された酸化物、例えばウエットま
たは気相（ＣＶＤ）プロセスにより製造されるテトラエ
チルオルトシリケート誘導酸化物（ＴＥＯＳ）は一般的
に見られる稠密（高密度）酸化物のその他のタイプであ
る。
において、シリコン（ケイ素）の酸化物は多種類の用途
のために多くの異なる形態で使用される。稠密な熱的に
成長したシリコンの酸化物はＭＯＳ（金属酸化物−シリ
コン）トランジスタにおける第１ゲート誘電体フィルム
として典型的に使用される。気相成長した熱的酸化物は
電界酸化誘電体層として一般に使用される。ドープされ
ていない化学的に析出された酸化物、例えばウエットま
たは気相（ＣＶＤ）プロセスにより製造されるテトラエ
チルオルトシリケート誘導酸化物（ＴＥＯＳ）は一般的
に見られる稠密（高密度）酸化物のその他のタイプであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に見られるケイ素酸化物のその他
の形態は多孔性である。例としてドープした酸化物、例
えばホスホシリケートガラス（ＰＳＧ）およびボロホス
ホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）が包含され、それらは
高温リフロー法で容易に平坦（プレーナ）化され得るの
で、金属間層誘電体として一般的に使用される。スピン
−オン−ガラス（ＳＯＧ）は平坦化が重要である誘電体
用途に使用される別の多孔性酸化物である。ＳＯＧは、
液体形態で浸漬され、次に高温で硬化されて固体ケイ素
酸化物フィルムを形成する有機溶媒中のシロキサン型ポ
リマーである。一般的に見られるその他の多孔性ケイ素
酸化物はボロシリケートガラス（ＢＳＧ）、ホウ素ドー
プＴＥＯＳ、リンドープＴＥＯＳおよびホウ素／リンド
ープＴＥＯＳ（ＢＰ ＴＥＯＳ）を包含する。
の形態は多孔性である。例としてドープした酸化物、例
えばホスホシリケートガラス（ＰＳＧ）およびボロホス
ホシリケートガラス（ＢＰＳＧ）が包含され、それらは
高温リフロー法で容易に平坦（プレーナ）化され得るの
で、金属間層誘電体として一般的に使用される。スピン
−オン−ガラス（ＳＯＧ）は平坦化が重要である誘電体
用途に使用される別の多孔性酸化物である。ＳＯＧは、
液体形態で浸漬され、次に高温で硬化されて固体ケイ素
酸化物フィルムを形成する有機溶媒中のシロキサン型ポ
リマーである。一般的に見られるその他の多孔性ケイ素
酸化物はボロシリケートガラス（ＢＳＧ）、ホウ素ドー
プＴＥＯＳ、リンドープＴＥＯＳおよびホウ素／リンド
ープＴＥＯＳ（ＢＰ ＴＥＯＳ）を包含する。
【０００３】多くの半導体デバイス製造プロセスは、ケ
イ素酸化物の別の形態または別の材料よりむしろ、ケイ
素酸化物の１形態の除去を可能にするために、選択的エ
ッチングプロセスを必要とする。
イ素酸化物の別の形態または別の材料よりむしろ、ケイ
素酸化物の１形態の除去を可能にするために、選択的エ
ッチングプロセスを必要とする。
【０００４】酸化物の選択的エッチングの場合におい
て、液体フッ化水素（ＨＦ）は、ほとんどの酸化物の非
常に類似した湿潤性およびエッチング特性のために、典
型的には成功しない。緩衝化ＨＦを用いるいくつかのウ
エットＨＦ系において選択性を高めることが可能であり
得る。
て、液体フッ化水素（ＨＦ）は、ほとんどの酸化物の非
常に類似した湿潤性およびエッチング特性のために、典
型的には成功しない。緩衝化ＨＦを用いるいくつかのウ
エットＨＦ系において選択性を高めることが可能であり
得る。
【０００５】米国特許第４７４９４４０号から、ケイ素
酸化物の除去を行うために湿潤ＨＦ蒸気を使用すること
が公知である。米国ミネソタ州チャスカのＦＳＩインタ
ーナショナルによりエクスカリブル（Excalibur,登録商
標）という名称で販売されているこの技術の市販の態様
を用いると、特定の酸化物、例えばホウ素リンシリカガ
ラス（ＢＰＳＧ）と熱的酸化物との間の選択性は５：１
まで示された。
酸化物の除去を行うために湿潤ＨＦ蒸気を使用すること
が公知である。米国ミネソタ州チャスカのＦＳＩインタ
ーナショナルによりエクスカリブル（Excalibur,登録商
標）という名称で販売されているこの技術の市販の態様
を用いると、特定の酸化物、例えばホウ素リンシリカガ
ラス（ＢＰＳＧ）と熱的酸化物との間の選択性は５：１
まで示された。
【０００６】最近、約５０００Åの深さでポリシリコン
の中空シリンダーをその上に有するシリコン基板から円
筒形のコンデンサデバイスを構築することが提案されて
いる。このシリンダーは高密度ケイ素酸化物層、典型的
にはＴＥＯＳから構成される。製造工程において、多孔
性酸化物、典型的にはＢＰ ＴＥＯＳが充填されたシリ
ンダーはドープされていないＴＥＯＳ上に製造され、シ
リンダーベースの外側の周囲に露出したＴＥＯＳ酸化物
層を除去する。シリンダーのＢＰ ＴＥＯＳ内容物はポ
リシリコン壁を破壊せずに、かつ、シリンダーの下の露
出したＴＥＯＳをエッチングしすぎずに除去されなけれ
ばならない。マスキング、エッチングおよび洗浄技術を
用いてこの選択的除去作業を行うために、１５もの個々
のプロセス工程を必要とする。
の中空シリンダーをその上に有するシリコン基板から円
筒形のコンデンサデバイスを構築することが提案されて
いる。このシリンダーは高密度ケイ素酸化物層、典型的
にはＴＥＯＳから構成される。製造工程において、多孔
性酸化物、典型的にはＢＰ ＴＥＯＳが充填されたシリ
ンダーはドープされていないＴＥＯＳ上に製造され、シ
リンダーベースの外側の周囲に露出したＴＥＯＳ酸化物
層を除去する。シリンダーのＢＰ ＴＥＯＳ内容物はポ
リシリコン壁を破壊せずに、かつ、シリンダーの下の露
出したＴＥＯＳをエッチングしすぎずに除去されなけれ
ばならない。マスキング、エッチングおよび洗浄技術を
用いてこの選択的除去作業を行うために、１５もの個々
のプロセス工程を必要とする。
【０００７】それ故に、ドープされていないケイ素酸化
物、例えばＴＥＯＳに対し、非常に高い選択性で多孔性
ケイ素酸化物、例えばＢＰ ＴＥＯＳを除去する穏和な
方法に対する要望がある。特に５０：１ないし１００：
１のオーダーの選択性が要求される。
物、例えばＴＥＯＳに対し、非常に高い選択性で多孔性
ケイ素酸化物、例えばＢＰ ＴＥＯＳを除去する穏和な
方法に対する要望がある。特に５０：１ないし１００：
１のオーダーの選択性が要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
状況を考慮してなされたものであり、高度選択的酸化ケ
イ素エッチング法の提供を課題とするものである。
状況を考慮してなされたものであり、高度選択的酸化ケ
イ素エッチング法の提供を課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は高密度(dense)
ケイ素酸化物に対して多孔性(porous)ケイ素酸化物、特
にドープされた酸化物の非常に高い選択的除去を穏和な
方法で可能にする単一工程への要望を満足する。特に、
本発明の方法は、ＢＰ ＴＥＯＳを充填した深さ５００
０Åのポリシリコン壁シリンダーからのエッチングを、
シリンダーの外側および下側にあるＴＥＯＳの露出ブラ
ンケット層の１００Å未満エッチングと共に可能にす
る。
ケイ素酸化物に対して多孔性(porous)ケイ素酸化物、特
にドープされた酸化物の非常に高い選択的除去を穏和な
方法で可能にする単一工程への要望を満足する。特に、
本発明の方法は、ＢＰ ＴＥＯＳを充填した深さ５００
０Åのポリシリコン壁シリンダーからのエッチングを、
シリンダーの外側および下側にあるＴＥＯＳの露出ブラ
ンケット層の１００Å未満エッチングと共に可能にす
る。
【００１０】本発明は一つの面において、基板上に保持
されるべき露出した高密度ケイ素酸化物を有する部分を
その上に持つ基板から多孔性ケイ素酸化物層を選択的に
除去する方法であって、該多孔性ケイ素酸化物層は吸収
した水分をその中に含有し、以下の工程：無水不活性ガ
スからなる流れる無水ガス状環境に基板を導入し、高密
度ケイ素酸化物のエッチングを開始するのに必要とされ
る時間よりわずかに長いパルス時間、ガス状環境に無水
フッ化水素ガスを添加し、前記フッ化水素および多孔性
酸化物のエッチングにより生成した水蒸気を除去するの
に十分な時間、ガス状環境に無水不活性ガスをフラッシ
ュ（流出）し、そして前記多孔性酸化物層が除去される
まで、前記添加およびフラッシュ工程を繰り返す、から
なる前記方法である。
されるべき露出した高密度ケイ素酸化物を有する部分を
その上に持つ基板から多孔性ケイ素酸化物層を選択的に
除去する方法であって、該多孔性ケイ素酸化物層は吸収
した水分をその中に含有し、以下の工程：無水不活性ガ
スからなる流れる無水ガス状環境に基板を導入し、高密
度ケイ素酸化物のエッチングを開始するのに必要とされ
る時間よりわずかに長いパルス時間、ガス状環境に無水
フッ化水素ガスを添加し、前記フッ化水素および多孔性
酸化物のエッチングにより生成した水蒸気を除去するの
に十分な時間、ガス状環境に無水不活性ガスをフラッシ
ュ（流出）し、そして前記多孔性酸化物層が除去される
まで、前記添加およびフラッシュ工程を繰り返す、から
なる前記方法である。
【００１１】本発明の方法により製造される、上記のよ
うな中空ポリシリコンシリンダーまたはポリシリコンも
しくは無定形シリコンの中空コンテナ形状物は本発明の
その他の面を構成する。
うな中空ポリシリコンシリンダーまたはポリシリコンも
しくは無定形シリコンの中空コンテナ形状物は本発明の
その他の面を構成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】米国特許第４７４９４４０号は下
記のような二酸化ケイ素の気相エッチングを記載してい
る：
記のような二酸化ケイ素の気相エッチングを記載してい
る：
【化１】
【００１３】上記特許公報は水蒸気が触媒として作用す
ることを指摘し、そして上記式はエッチングされた二酸
化ケイ素の各分子に対し、２分子の水蒸気が生成される
ことを示す。それ故に、反応は自己促進される。一旦開
始されると、反応は酸化物層に水の有無にかかわらず、
基板へのＨＦの供給が停止されるまで、継続するであろ
う。
ることを指摘し、そして上記式はエッチングされた二酸
化ケイ素の各分子に対し、２分子の水蒸気が生成される
ことを示す。それ故に、反応は自己促進される。一旦開
始されると、反応は酸化物層に水の有無にかかわらず、
基板へのＨＦの供給が停止されるまで、継続するであろ
う。
【００１４】多孔性ケイ素酸化物、例えばドープ酸化物
および高密度ケイ素酸化物、例えば非ドープ熱的または
ＣＶＤ酸化物の両方を含有する構造物の構築において、
該構造物は水もしくは水性試薬または水蒸気に否応なし
に暴露される。ドープケイ素酸化物の多孔性のために、
このことは、多孔性構造物内に吸収された水分を含有す
るケイ素酸化物層を生じる。比較的密度が低いケイ素酸
化物は吸収される水分は少ないかまたは全くなく、そし
てあらゆる表面の水分は穏和に高められた温度で乾燥環
境に晒すことにより容易に除去され得る。
および高密度ケイ素酸化物、例えば非ドープ熱的または
ＣＶＤ酸化物の両方を含有する構造物の構築において、
該構造物は水もしくは水性試薬または水蒸気に否応なし
に暴露される。ドープケイ素酸化物の多孔性のために、
このことは、多孔性構造物内に吸収された水分を含有す
るケイ素酸化物層を生じる。比較的密度が低いケイ素酸
化物は吸収される水分は少ないかまたは全くなく、そし
てあらゆる表面の水分は穏和に高められた温度で乾燥環
境に晒すことにより容易に除去され得る。
【００１５】水蒸気はケイ素酸化物のエッチングを開始
するために必要な触媒であるので、多孔性ケイ素酸化物
層のエッチングの開始は、２つのタイプの酸化物が直接
隣接している場合であっても、高密度ケイ素酸化物の開
始（イニシエーション）および次のエッチングより速く
起こる。しかしながら、反応器、例えば米国特許第４７
４９４４０号に記載のタイプのものにおいて、多孔性酸
化物のエッチングにより生成される水蒸気をドープ酸化
物のごく近傍に閉じ込めることはできず、従って、高密
度酸化物の除去を同様に触媒するように機能し得る一般
的なガス性環境中にその方法を見出す。一旦開始される
と、高密度酸化物は酸化物層のすぐ隣合わせで水蒸気を
生成し、同様にしてそのエッチングを自己促進する。多
孔性酸化物はしばしばエッチングをより迅速に継続する
が（３：１−５：１の選択性が典型的であり、いくつか
の環境において１０：１の選択性が生じる）、比率の相
違は本発明が関連する用途のタイプにとって適当ではな
い。
するために必要な触媒であるので、多孔性ケイ素酸化物
層のエッチングの開始は、２つのタイプの酸化物が直接
隣接している場合であっても、高密度ケイ素酸化物の開
始（イニシエーション）および次のエッチングより速く
起こる。しかしながら、反応器、例えば米国特許第４７
４９４４０号に記載のタイプのものにおいて、多孔性酸
化物のエッチングにより生成される水蒸気をドープ酸化
物のごく近傍に閉じ込めることはできず、従って、高密
度酸化物の除去を同様に触媒するように機能し得る一般
的なガス性環境中にその方法を見出す。一旦開始される
と、高密度酸化物は酸化物層のすぐ隣合わせで水蒸気を
生成し、同様にしてそのエッチングを自己促進する。多
孔性酸化物はしばしばエッチングをより迅速に継続する
が（３：１−５：１の選択性が典型的であり、いくつか
の環境において１０：１の選択性が生じる）、比率の相
違は本発明が関連する用途のタイプにとって適当ではな
い。
【００１６】本発明は、フッ化水素のないフラッシュサ
イクルを間に挟み、マルチパルスサイルにおいてフッ化
水素含有無水ガス混合物へ基板を暴露して、多孔性酸化
物のエッチングにより生成される水蒸気を除去すること
により、多孔性酸化物に対する選択性が高められ得ると
いう認識を包含する。高密度酸化物のエッチングが開始
される前に、多孔性酸化物に存在する水蒸気は無水フッ
化水素の添加の際に多孔性酸化物の自己促進されたエッ
チングを開始するであろう。生成水蒸気を多孔性酸化物
の周辺からガス状環境まで移送する全般的な経過時間の
ために、フッ化水素暴露が十分に短く保たれるならば、
多孔性酸化物エッチングにより生成された水蒸気は高密
度酸化物のエッチングの実質的な開始を提示するのに十
分でないであろう。高密度酸化物の開始発生前または直
後に反応チャンバー中へのフッ化水素供給を停止する
と、反応は停止する。短いエッチングサイクルの間に生
成した全ての水蒸気を除去するためにのみ、環境（雰囲
気）には次いで乾燥不活性ガスが流される（フラッシュ
される）。雰囲気にフラッシュされた後のフッ化水素の
再導入は、同様に利用され得る第２の開始経過時間での
進行を提示する。フッ化水素パルスが十分に短かけれ
ば、そしてガス雰囲気を無水条件に有効に保持するよう
に次のフラッシュが導かれる限り、高密度酸化物のエッ
チング率（速度）は非常に低いであろう。全体的なプロ
セス選択性または多孔性酸化物：高密度酸化物が約２
５：１またはそれ以上、好ましくは少なくとも５０：
１、そして非常に好ましくは７５：１以上を提示するよ
うに、パルス時間が選択されることが望ましい。
イクルを間に挟み、マルチパルスサイルにおいてフッ化
水素含有無水ガス混合物へ基板を暴露して、多孔性酸化
物のエッチングにより生成される水蒸気を除去すること
により、多孔性酸化物に対する選択性が高められ得ると
いう認識を包含する。高密度酸化物のエッチングが開始
される前に、多孔性酸化物に存在する水蒸気は無水フッ
化水素の添加の際に多孔性酸化物の自己促進されたエッ
チングを開始するであろう。生成水蒸気を多孔性酸化物
の周辺からガス状環境まで移送する全般的な経過時間の
ために、フッ化水素暴露が十分に短く保たれるならば、
多孔性酸化物エッチングにより生成された水蒸気は高密
度酸化物のエッチングの実質的な開始を提示するのに十
分でないであろう。高密度酸化物の開始発生前または直
後に反応チャンバー中へのフッ化水素供給を停止する
と、反応は停止する。短いエッチングサイクルの間に生
成した全ての水蒸気を除去するためにのみ、環境（雰囲
気）には次いで乾燥不活性ガスが流される（フラッシュ
される）。雰囲気にフラッシュされた後のフッ化水素の
再導入は、同様に利用され得る第２の開始経過時間での
進行を提示する。フッ化水素パルスが十分に短かけれ
ば、そしてガス雰囲気を無水条件に有効に保持するよう
に次のフラッシュが導かれる限り、高密度酸化物のエッ
チング率（速度）は非常に低いであろう。全体的なプロ
セス選択性または多孔性酸化物：高密度酸化物が約２
５：１またはそれ以上、好ましくは少なくとも５０：
１、そして非常に好ましくは７５：１以上を提示するよ
うに、パルス時間が選択されることが望ましい。
【００１７】反応チャンバーに供給されるガスの流速、
フッ化水素の濃度、多孔性酸化物中の水濃度、および多
孔性酸化物に対する高密度酸化物の相対量、および反応
が行われる温度に依存して、実際のパルス時間は広範囲
に変化するであろう。
フッ化水素の濃度、多孔性酸化物中の水濃度、および多
孔性酸化物に対する高密度酸化物の相対量、および反応
が行われる温度に依存して、実際のパルス時間は広範囲
に変化するであろう。
【００１８】本発明の方法において使用されるフラッシ
ュサイクルはパルスサイクルに比べ一般的により長い。
それ故に、多孔性酸化物を所望の深さまでエッチングす
るのに必要とされるサイクルの全数を最小にするため
に、高密度酸化物層の実質的なエッチングが開始される
前に、できるだけ長くフッ化水素パルスを行うことは有
利である。雰囲気をフラッシュするための適当な無水不
活性ガスは窒素（Ｎ2 ）、ヘリウム（Ｈｅ）およびアル
ゴン（Ａｒ）を包含する。
ュサイクルはパルスサイクルに比べ一般的により長い。
それ故に、多孔性酸化物を所望の深さまでエッチングす
るのに必要とされるサイクルの全数を最小にするため
に、高密度酸化物層の実質的なエッチングが開始される
前に、できるだけ長くフッ化水素パルスを行うことは有
利である。雰囲気をフラッシュするための適当な無水不
活性ガスは窒素（Ｎ2 ）、ヘリウム（Ｈｅ）およびアル
ゴン（Ａｒ）を包含する。
【００１９】エッチング反応は、水分が存在する場合の
温度で通常促進される。しかしながら、高められた温度
はまた、ごく近傍の基板表面から水分を乾燥させるよう
に機能する。このことは、促進エッチングを開始するの
に必要な水分が酸化物構造物に保持されるので、実質的
に多孔性酸化物の開始およびエッチングに影響を及ぼさ
ない。しかしながら、高密度酸化物表面上で、高められ
た温度の乾燥作用はエッチングの開始をさらに遅延させ
るように機能する。結果的に、２つの酸化物タイプの間
の選択率は高められた温度により増加され得る。室温な
いし１００℃またはそれ以上の温度の範囲内の温度が通
常適当である。２００℃という高温もまたいくつかの環
境において適当である。少なくとも３５℃の温度が推奨
される。研究された特定の適用において、３５−４５℃
のガス温度が非常によく作用する。
温度で通常促進される。しかしながら、高められた温度
はまた、ごく近傍の基板表面から水分を乾燥させるよう
に機能する。このことは、促進エッチングを開始するの
に必要な水分が酸化物構造物に保持されるので、実質的
に多孔性酸化物の開始およびエッチングに影響を及ぼさ
ない。しかしながら、高密度酸化物表面上で、高められ
た温度の乾燥作用はエッチングの開始をさらに遅延させ
るように機能する。結果的に、２つの酸化物タイプの間
の選択率は高められた温度により増加され得る。室温な
いし１００℃またはそれ以上の温度の範囲内の温度が通
常適当である。２００℃という高温もまたいくつかの環
境において適当である。少なくとも３５℃の温度が推奨
される。研究された特定の適用において、３５−４５℃
のガス温度が非常によく作用する。
【００２０】ガスの流速はまた、それぞれの酸化物の開
始およびエッチングに影響を与える。非常に高い流速は
迅速に水を除去し、フラッシュサイクルは短縮され得
る。また、高い流速が使用される場合に高密度酸化物の
開始が起こる前に、フッ化水素パルスは延長され得る。
分あたり４５−６０リットルのオーダーの流速、すなわ
ち湿潤ＨＦ気相エッチングプロセスにおいて使用される
流速の２倍ないし３倍の流速が最も適していることが見
出された。
始およびエッチングに影響を与える。非常に高い流速は
迅速に水を除去し、フラッシュサイクルは短縮され得
る。また、高い流速が使用される場合に高密度酸化物の
開始が起こる前に、フッ化水素パルスは延長され得る。
分あたり４５−６０リットルのオーダーの流速、すなわ
ち湿潤ＨＦ気相エッチングプロセスにおいて使用される
流速の２倍ないし３倍の流速が最も適していることが見
出された。
【００２１】フッ化水素はフロー不活性ガスに望ましく
は添加され、エッチングパルスの間にガス混合物を生成
する。試験された適用条件下、フッ化水素濃度は約１．
５−２．０％、より好ましくは１．７−１．９％に維持
されるのが適当である。上記範囲外の濃度はその他の適
用または圧力、温度および流速のその他の条件下で適当
であるか、または最適でさえあり得る。
は添加され、エッチングパルスの間にガス混合物を生成
する。試験された適用条件下、フッ化水素濃度は約１．
５−２．０％、より好ましくは１．７−１．９％に維持
されるのが適当である。上記範囲外の濃度はその他の適
用または圧力、温度および流速のその他の条件下で適当
であるか、または最適でさえあり得る。
【００２２】チャンバーのフラッシュは高められた温度
で無水不活性ガスの高い流速でもって適当に行われる。
しかしながら、その他のフラッシュ技術、例えば真空ポ
ンプもまた適当である。フラッシュ工程はまた、フラッ
シュサイクルの間に水分放出を高めるために加熱または
照射により行われ得る。
で無水不活性ガスの高い流速でもって適当に行われる。
しかしながら、その他のフラッシュ技術、例えば真空ポ
ンプもまた適当である。フラッシュ工程はまた、フラッ
シュサイクルの間に水分放出を高めるために加熱または
照射により行われ得る。
【００２３】１００Å未満、典型的には約８０Åまたは
それ未満のＴＥＯＳを除去する間に５０００ÅのＢＰ
ＴＥＯＳを除去するために、上記の推奨される条件を用
いることにより、約３秒と８秒の間の２−９パルスが行
われ、そして各々６０秒までのフラッシュサイクルによ
り間がおかれることが用いられ得ることが見出された。
しかしながら、これらの条件は一般的に好ましく、そし
て特定の用途のパラメータが上記の推奨範囲の外側にあ
って、該用途のための望ましい選択性を達成するために
依然として適当または最適条件を提示し得ることは記載
されるべきである。
それ未満のＴＥＯＳを除去する間に５０００ÅのＢＰ
ＴＥＯＳを除去するために、上記の推奨される条件を用
いることにより、約３秒と８秒の間の２−９パルスが行
われ、そして各々６０秒までのフラッシュサイクルによ
り間がおかれることが用いられ得ることが見出された。
しかしながら、これらの条件は一般的に好ましく、そし
て特定の用途のパラメータが上記の推奨範囲の外側にあ
って、該用途のための望ましい選択性を達成するために
依然として適当または最適条件を提示し得ることは記載
されるべきである。
【００２４】本発明の方法により処理され得る基板材料
は一般的にはあらゆるタイプの基板材料であり得るが、
通常、シリコン、二酸化ケイ素（石英を含む）またはガ
リウムヒ素ウエハ基板からなる。
は一般的にはあらゆるタイプの基板材料であり得るが、
通常、シリコン、二酸化ケイ素（石英を含む）またはガ
リウムヒ素ウエハ基板からなる。
【００２５】ガス混合物は、基板上に均一な放射状で薄
層状のフローパターンを生成するように、例えばガス供
給シャワーヘッドによりプロセスチャンバー中に導入さ
れ得る。このようにして、エッチング生成物の除去は薄
層状フロー流における混入を介して促進される。しかし
ながら、本発明はその他の反応性ガスフローパターンを
用いて行われ得る。
層状のフローパターンを生成するように、例えばガス供
給シャワーヘッドによりプロセスチャンバー中に導入さ
れ得る。このようにして、エッチング生成物の除去は薄
層状フロー流における混入を介して促進される。しかし
ながら、本発明はその他の反応性ガスフローパターンを
用いて行われ得る。
【００２６】本発明の方法の実施において、水および水
蒸気の射出を回避するように変形された米国特許第４７
４９４４０号に記載のプロセスチャンバーが適当に使用
され得る。
蒸気の射出を回避するように変形された米国特許第４７
４９４４０号に記載のプロセスチャンバーが適当に使用
され得る。
【００２７】本発明が特定の効果を奏する装置は図１に
示されており、その図１には、ＴＥＯＳケイ素酸化物の
高密度ブランケット層１２が供給されたシリコンウエハ
１０の断面図が示されている。層１２の上に、底部１６
と側壁１８とからなるポリシリコンシリンダ１４が構築
されている。製造プロセスはシリンダー１４に多孔性Ｂ
Ｐ ＴＥＯＳケイ素酸化物層２０を充填させる。ＴＥＯ
Ｓ層１２は３０００Åの範囲内にある。ＢＰ ＴＥＯＳ
層２０の厚さは通常４０００−７０００Å、典型的には
４５００−５０００Åの範囲内にある。層２０を除去す
る工程は、シリンダーの不都合な下部切り落としを回避
するために、約５０００ÅのＢＰ ＴＥＯＳを除去する
一方、隣接するＴＥＯＳを１００Å未満除去しなければ
ならない。
示されており、その図１には、ＴＥＯＳケイ素酸化物の
高密度ブランケット層１２が供給されたシリコンウエハ
１０の断面図が示されている。層１２の上に、底部１６
と側壁１８とからなるポリシリコンシリンダ１４が構築
されている。製造プロセスはシリンダー１４に多孔性Ｂ
Ｐ ＴＥＯＳケイ素酸化物層２０を充填させる。ＴＥＯ
Ｓ層１２は３０００Åの範囲内にある。ＢＰ ＴＥＯＳ
層２０の厚さは通常４０００−７０００Å、典型的には
４５００−５０００Åの範囲内にある。層２０を除去す
る工程は、シリンダーの不都合な下部切り落としを回避
するために、約５０００ÅのＢＰ ＴＥＯＳを除去する
一方、隣接するＴＥＯＳを１００Å未満除去しなければ
ならない。
【００２８】多孔性酸化物および高密度酸化物の特定の
タイプに関して、本発明は詳細に記載されてきたけれど
も、いくつかの利点は、１つのケイ素酸化物種が第２の
比較的より高い密度のケイ素酸化物に比べより選択性が
高く除去されることが望まれるあらゆる状態において、
本方法の実施により得ることができることは理解される
べきである。
タイプに関して、本発明は詳細に記載されてきたけれど
も、いくつかの利点は、１つのケイ素酸化物種が第２の
比較的より高い密度のケイ素酸化物に比べより選択性が
高く除去されることが望まれるあらゆる状態において、
本方法の実施により得ることができることは理解される
べきである。
【００２９】
【実施例】本発明を以下の実施例に従って説明するが、
この実施例は本発明を制限するものではない。
この実施例は本発明を制限するものではない。
【００３０】図１に示されるような、ＴＥＯＳのブラン
ケットフィルム（それぞれＴＥＯＳ１およびＴＥＯＳ２
として示される２ウエハ）、ＢＰ ＴＥＯＳのブランケ
ットフィルムおよびデバイスを有するシリコンウエハが
製造された。ケイ素酸化物ブランケットの厚さは、デバ
イスウエハ上にＴＥＯＳ層１２があるので、ＴＥＯＳ
１、ＴＥＯＳ２およびＢＰ ＴＥＯＳ試料上で測定され
得る。デバイスウエハ上のＢＰ ＴＥＯＳ層２０は適当
な器具を用いて測定できないが、その除去速度はＢＰ
ＴＥＯＳブランケットフィルムの除去速度により反映さ
れると考えられる。
ケットフィルム（それぞれＴＥＯＳ１およびＴＥＯＳ２
として示される２ウエハ）、ＢＰ ＴＥＯＳのブランケ
ットフィルムおよびデバイスを有するシリコンウエハが
製造された。ケイ素酸化物ブランケットの厚さは、デバ
イスウエハ上にＴＥＯＳ層１２があるので、ＴＥＯＳ
１、ＴＥＯＳ２およびＢＰ ＴＥＯＳ試料上で測定され
得る。デバイスウエハ上のＢＰ ＴＥＯＳ層２０は適当
な器具を用いて測定できないが、その除去速度はＢＰ
ＴＥＯＳブランケットフィルムの除去速度により反映さ
れると考えられる。
【００３１】シリコンウエハは米国特許第４７４９４４
０号に記載されたプロセスチャンバー中に導かれた。チ
ャンバーを短時間空にし、ウエハ上の雰囲気をプレパー
ジし、次いで無水Ｎ2 ガスを基板ウエハ上に６０秒のフ
ラッシュ時間で流した。ＨＦガスを次にガスフローに添
加し、Ｎ2 フローを予め決められたパルス時間に維持し
た。ＨＦフローを次に止めた。圧力は常に室内の大気圧
に維持された。ガス温度は４０℃だった。実施例１およ
び４において、各ＨＦパルス後にウエハが取り出され、
そして酸化物フィルムの厚さが測定された。実施例２お
よび４において、１パルス後にウエハはプロセスチャン
バー内に残され、そしてそれらが測定のために取り出さ
れる前に第２のフラッシュおよびＨＦパルスを与えた。
全ての場合において、除去されたブランケットＢＰ Ｔ
ＥＯＳフィルムの測定累積量が５０００Åを越えるま
で、各エッチングサイクルは継続された。種々の実施例
に対して用いられたパラメータは表１に示されている。
０号に記載されたプロセスチャンバー中に導かれた。チ
ャンバーを短時間空にし、ウエハ上の雰囲気をプレパー
ジし、次いで無水Ｎ2 ガスを基板ウエハ上に６０秒のフ
ラッシュ時間で流した。ＨＦガスを次にガスフローに添
加し、Ｎ2 フローを予め決められたパルス時間に維持し
た。ＨＦフローを次に止めた。圧力は常に室内の大気圧
に維持された。ガス温度は４０℃だった。実施例１およ
び４において、各ＨＦパルス後にウエハが取り出され、
そして酸化物フィルムの厚さが測定された。実施例２お
よび４において、１パルス後にウエハはプロセスチャン
バー内に残され、そしてそれらが測定のために取り出さ
れる前に第２のフラッシュおよびＨＦパルスを与えた。
全ての場合において、除去されたブランケットＢＰ Ｔ
ＥＯＳフィルムの測定累積量が５０００Åを越えるま
で、各エッチングサイクルは継続された。種々の実施例
に対して用いられたパラメータは表１に示されている。
【００３２】
【表１】
【００３３】図２ないし５には、それぞれ実施例１ない
し４において使用された各ウエハに対する除去された酸
化物測定量の増加分および累積分がプロットされてい
る。これらの図面において、ＴＥＯＳ１、ＴＥＯＳ２お
よびデバイスウエハ上のＴＥＯＳ層の測定量は左側のス
ケールに示され、そしてＢＰ ＴＥＯＳブランケットフ
ィルムウエハ上のＢＰ ＴＥＯＳ層の測定量は右側のス
ケールに示されている。
し４において使用された各ウエハに対する除去された酸
化物測定量の増加分および累積分がプロットされてい
る。これらの図面において、ＴＥＯＳ１、ＴＥＯＳ２お
よびデバイスウエハ上のＴＥＯＳ層の測定量は左側のス
ケールに示され、そしてＢＰ ＴＥＯＳブランケットフ
ィルムウエハ上のＢＰ ＴＥＯＳ層の測定量は右側のス
ケールに示されている。
【００３４】図２ないし５は、全ての場合において、デ
バイス層のＴＥＯＳ除去速度がシンプルなブランケット
フィルム層の除去速度を越えており、ＴＥＯＳ除去に対
する開始時間の短縮において、デバイスウエハ上の隣接
するＢＰ ＴＥＯＳの影響を明らかに反映していること
を示している。しかしながら、全ての場合において、Ｂ
Ｐ ＴＥＯＳブランケットフィルムウエハからのＢＰ
ＴＥＯＳの除去速度は、デバイスウエハ上のＴＥＯＳ層
の除去の速度に対して５０：１を越えた。
バイス層のＴＥＯＳ除去速度がシンプルなブランケット
フィルム層の除去速度を越えており、ＴＥＯＳ除去に対
する開始時間の短縮において、デバイスウエハ上の隣接
するＢＰ ＴＥＯＳの影響を明らかに反映していること
を示している。しかしながら、全ての場合において、Ｂ
Ｐ ＴＥＯＳブランケットフィルムウエハからのＢＰ
ＴＥＯＳの除去速度は、デバイスウエハ上のＴＥＯＳ層
の除去の速度に対して５０：１を越えた。
【図１】図１はＴＥＯＳ層を破壊せずに除去されるべき
多孔性ＢＰ ＴＥＯＳケイ素酸化物で充填されたポリシ
リコンシリンダーを構築した高密度非ドープＴＥＯＳケ
イ素酸化物層で被覆されたシリコン基板の断面図であ
る。
多孔性ＢＰ ＴＥＯＳケイ素酸化物で充填されたポリシ
リコンシリンダーを構築した高密度非ドープＴＥＯＳケ
イ素酸化物層で被覆されたシリコン基板の断面図であ
る。
【図２】図２は実施例１に記載した条件下でのモデルお
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
【図３】図３は実施例２に記載した条件下でのモデルお
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
【図４】図４は実施例３に記載した条件下でのモデルお
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
【図５】図４は実施例４に記載した条件下でのモデルお
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
よびデバイスウエハ基板からＴＥＯＳおよびＢＰ ＴＥ
ＯＳ層の除去を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｄ
Claims (15)
- 【請求項１】 基板上に保持されるべき露出した高密度
ケイ素酸化物を有する部分をその上に持つ基板から多孔
性ケイ素酸化物層を選択的に除去する方法であって、該
多孔性ケイ素酸化物層は吸収した水分をその中に含有
し、以下の工程：無水不活性ガスからなる流れる無水ガ
ス状環境に基板を導入し、 高密度ケイ素酸化物のエッチングを開始するのに必要と
される時間よりわずかに長いパルス時間、ガス状環境に
無水フッ化水素ガスを添加し、 前記フッ化水素および多孔性酸化物のエッチングにより
生成した水蒸気を除去するのに十分な時間、ガス状環境
に無水不活性ガスをフラッシュし、そして前記多孔性酸
化物層が除去されるまで、前記添加およびフラッシュ工
程を繰り返す、からなる前記方法。 - 【請求項２】 前記無水不活性ガスが窒素、ヘリウム、
アルゴンおよびそれらの混合物からなる群から選択され
る請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記フッ化水素ガスが前記ガス状環境中
に無水不活性ガスとの混合物で導入される請求項１また
は２記載の方法。 - 【請求項４】 ガス状環境が室温と２００℃の間、好ま
しくは室温と１００℃の間の温度に維持される請求項１
ないし３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記温度が３５℃と４５℃の間である請
求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記ガス状環境が３０ｌ／分を越える流
速、好ましくは４５−６０ｌ／分の流速を有する請求項
１ないし５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記混合物中のフッ化水素濃度が１．５
容量％と２．０容量％の間、好ましくは１．７容量％と
１．９容量％の間である請求項３記載の方法。 - 【請求項８】 前記パルス時間が少なくとも２５：１の
多孔性酸化物：高密度酸化物のエッチングに対する全体
のプロセス選択性が得られるように選択される請求項１
ないし７のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】 前記選択性が少なくとも５０：１である
請求項１１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記パルス時間が３秒と１０秒の間で
あり、そして前記フラッシュ工程が約１分またはそれ未
満の間に行われる請求項１ないし９のいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項１１】 前記ガス状環境がおよそ室内の大気圧
に維持される請求項１ないし１０のいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項１２】 多孔性ケイ素酸化物がホウ素およびリ
ンドープシリカガラス、リンドープシリカガラス、ホウ
素ドープシリカガラス、ＢＰ ＴＥＯＳおよびスピンオ
ンガラスからなる群から選択される請求項１ないし１１
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記多孔性ケイ素酸化物がＢＰ ＴＥ
ＯＳであり、そして前記高密度ケイ素酸化物がＴＥＯＳ
である請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 高密度ケイ素酸化物が非ドープ熱的成
長ケイ素酸化物および非ドープ化学的析出ケイ素酸化物
からなる群から選択される請求項１ないし１２のいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 ＴＥＯＳケイ素酸化物層をそれらの少
なくとも一部の上に有するシリコンウエハであって、該
ウエハはＴＥＯＳ層の一部の上に構築されたポリシリコ
ンまたは無定形シリコンの開口した空の容器を有し、該
空の容器は少なくとも４０００Åの深さを有し、そして
請求項１２記載の方法に従う前記容器の内部から多孔性
ケイ素酸化物のエッチングにより調製されていることを
特徴とする前記シリコンウエハ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/314206 | 1994-09-28 | ||
| US08/314,206 US5635102A (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Highly selective silicon oxide etching method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319200A true JPH08319200A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=23219016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7274801A Pending JPH08319200A (ja) | 1994-09-28 | 1995-09-28 | 高度選択的酸化ケイ素エッチング法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5635102A (ja) |
| EP (1) | EP0704884B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08319200A (ja) |
| KR (1) | KR960011568A (ja) |
| DE (1) | DE69513772T2 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW371775B (en) * | 1995-04-28 | 1999-10-11 | Siemens Ag | Method for the selective removal of silicon dioxide |
| US5707888A (en) * | 1995-05-04 | 1998-01-13 | Lsi Logic Corporation | Oxide formed in semiconductor substrate by implantation of substrate with a noble gas prior to oxidation |
| JP2682510B2 (ja) * | 1995-05-09 | 1997-11-26 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US6849471B2 (en) | 2003-03-28 | 2005-02-01 | Reflectivity, Inc. | Barrier layers for microelectromechanical systems |
| US6153358A (en) | 1996-12-23 | 2000-11-28 | Micorn Technology, Inc. | Polyimide as a mask in vapor hydrogen fluoride etching and method of producing a micropoint |
| US6162367A (en) | 1997-01-22 | 2000-12-19 | California Institute Of Technology | Gas-phase silicon etching with bromine trifluoride |
| US6126847A (en) * | 1997-11-24 | 2000-10-03 | Micron Technology Inc. | High selectivity etching process for oxides |
| US6077776A (en) * | 1998-03-18 | 2000-06-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Polysilicon residue free process by thermal treatment |
| US6740247B1 (en) | 1999-02-05 | 2004-05-25 | Massachusetts Institute Of Technology | HF vapor phase wafer cleaning and oxide etching |
| US6010948A (en) * | 1999-02-05 | 2000-01-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Shallow trench isolation process employing a BPSG trench fill |
| US6960305B2 (en) | 1999-10-26 | 2005-11-01 | Reflectivity, Inc | Methods for forming and releasing microelectromechanical structures |
| US6942811B2 (en) | 1999-10-26 | 2005-09-13 | Reflectivity, Inc | Method for achieving improved selectivity in an etching process |
| US6949202B1 (en) | 1999-10-26 | 2005-09-27 | Reflectivity, Inc | Apparatus and method for flow of process gas in an ultra-clean environment |
| US7041224B2 (en) | 1999-10-26 | 2006-05-09 | Reflectivity, Inc. | Method for vapor phase etching of silicon |
| JP2002050767A (ja) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7019376B2 (en) | 2000-08-11 | 2006-03-28 | Reflectivity, Inc | Micromirror array device with a small pitch size |
| US6746615B1 (en) | 2000-09-14 | 2004-06-08 | Fsi International, Inc. | Methods of achieving selective etching |
| US6777347B1 (en) | 2001-01-19 | 2004-08-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method to produce porous oxide including forming a precoating oxide and a thermal oxide |
| US7183201B2 (en) | 2001-07-23 | 2007-02-27 | Applied Materials, Inc. | Selective etching of organosilicate films over silicon oxide stop etch layers |
| US7189332B2 (en) | 2001-09-17 | 2007-03-13 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for detecting an endpoint in a vapor phase etch |
| US7027200B2 (en) | 2002-03-22 | 2006-04-11 | Reflectivity, Inc | Etching method used in fabrications of microstructures |
| US6965468B2 (en) | 2003-07-03 | 2005-11-15 | Reflectivity, Inc | Micromirror array having reduced gap between adjacent micromirrors of the micromirror array |
| US6896821B2 (en) * | 2002-08-23 | 2005-05-24 | Dalsa Semiconductor Inc. | Fabrication of MEMS devices with spin-on glass |
| US20050142885A1 (en) * | 2002-08-30 | 2005-06-30 | Tokyo Electron Limited | Method of etching and etching apparatus |
| WO2004026804A1 (en) | 2002-09-20 | 2004-04-01 | Integrated Dna Technologies, Inc. | Anthraquinone quencher dyes, their methods of preparation and use |
| JP2004228150A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Canon Inc | エッチング方法 |
| US6913942B2 (en) | 2003-03-28 | 2005-07-05 | Reflectvity, Inc | Sacrificial layers for use in fabrications of microelectromechanical devices |
| US6980347B2 (en) | 2003-07-03 | 2005-12-27 | Reflectivity, Inc | Micromirror having reduced space between hinge and mirror plate of the micromirror |
| US20050048742A1 (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-03 | Tokyo Electron Limited | Multiple grow-etch cyclic surface treatment for substrate preparation |
| US7645704B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-01-12 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus of etch process control in fabrications of microstructures |
| JP2006167849A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Denso Corp | マイクロ構造体の製造方法 |
| US9431268B2 (en) * | 2015-01-05 | 2016-08-30 | Lam Research Corporation | Isotropic atomic layer etch for silicon and germanium oxides |
| US9425041B2 (en) | 2015-01-06 | 2016-08-23 | Lam Research Corporation | Isotropic atomic layer etch for silicon oxides using no activation |
| US10211302B2 (en) | 2017-06-28 | 2019-02-19 | International Business Machines Corporation | Field effect transistor devices having gate contacts formed in active region overlapping source/drain contacts |
| US10243079B2 (en) | 2017-06-30 | 2019-03-26 | International Business Machines Corporation | Utilizing multilayer gate spacer to reduce erosion of semiconductor fin during spacer patterning |
| US10607851B2 (en) | 2017-08-25 | 2020-03-31 | Micron Technology, Inc. | Vapor-etch cyclic process |
| WO2019226341A1 (en) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Lam Research Corporation | Thermal atomic layer etch with rapid temperature cycling |
| EP3821457A4 (en) | 2018-07-09 | 2022-04-13 | Lam Research Corporation | ETCHING ATOMIC LAYER ETCHING USING ELECTRON EXCITATION |
| US10734245B2 (en) | 2018-10-19 | 2020-08-04 | International Business Machines Corporation | Highly selective dry etch process for vertical FET STI recess |
| US11024512B1 (en) | 2020-03-06 | 2021-06-01 | International Business Machines Corporation | Selective etch formulation for silicon oxide |
Family Cites Families (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2841477A (en) | 1957-03-04 | 1958-07-01 | Pacific Semiconductors Inc | Photochemically activated gaseous etching method |
| US3122463A (en) | 1961-03-07 | 1964-02-25 | Bell Telephone Labor Inc | Etching technique for fabricating semiconductor or ceramic devices |
| US3511727A (en) | 1967-05-08 | 1970-05-12 | Motorola Inc | Vapor phase etching and polishing of semiconductors |
| US3669774A (en) | 1969-11-20 | 1972-06-13 | Rca Corp | Low temperature silicon etch |
| JPS5211175A (en) | 1975-07-18 | 1977-01-27 | Toshiba Corp | Activated gas reacting apparatus |
| JPS5329076A (en) | 1976-08-31 | 1978-03-17 | Toshiba Corp | Plasma treating apparatus of semiconductor substrates |
| JPS5920923B2 (ja) | 1976-10-08 | 1984-05-16 | 呉羽化学工業株式会社 | 熱風循環式焼却炉 |
| JPS53121469A (en) | 1977-03-31 | 1978-10-23 | Toshiba Corp | Gas etching unit |
| US4183780A (en) | 1978-08-21 | 1980-01-15 | International Business Machines Corporation | Photon enhanced reactive ion etching |
| US4314875A (en) | 1980-05-13 | 1982-02-09 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Device fabrication by plasma etching |
| JPS59135730A (ja) | 1983-01-24 | 1984-08-04 | Hitachi Ltd | 表面改質装置 |
| JPS59207631A (ja) | 1983-05-11 | 1984-11-24 | Semiconductor Res Found | 光化学を用いたドライプロセス装置 |
| US4498953A (en) | 1983-07-27 | 1985-02-12 | At&T Bell Laboratories | Etching techniques |
| JPH0642456B2 (ja) | 1984-11-21 | 1994-06-01 | 株式会社日立製作所 | 表面光処理方法 |
| US4643799A (en) | 1984-12-26 | 1987-02-17 | Hitachi, Ltd. | Method of dry etching |
| JPS61174639A (ja) | 1985-01-28 | 1986-08-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光エツチング方法 |
| US4687544A (en) | 1985-05-17 | 1987-08-18 | Emergent Technologies Corporation | Method and apparatus for dry processing of substrates |
| ATE113757T1 (de) * | 1985-08-28 | 1994-11-15 | Fsi Int Inc | Verfahren und vorrichtung zum entfernen von schichten von substraten. |
| US4749440A (en) | 1985-08-28 | 1988-06-07 | Fsi Corporation | Gaseous process and apparatus for removing films from substrates |
| US5221423A (en) | 1986-05-20 | 1993-06-22 | Fujitsu Limited | Process for cleaning surface of semiconductor substrate |
| US4938815A (en) | 1986-10-15 | 1990-07-03 | Advantage Production Technology, Inc. | Semiconductor substrate heater and reactor process and apparatus |
| US4857140A (en) | 1987-07-16 | 1989-08-15 | Texas Instruments Incorporated | Method for etching silicon nitride |
| JPH01134932A (ja) | 1987-11-19 | 1989-05-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 基板清浄化方法及び基板清浄化装置 |
| US5178682A (en) | 1988-06-21 | 1993-01-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for forming a thin layer on a semiconductor substrate and apparatus therefor |
| JPH01319944A (ja) | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板表面に薄膜を形成する方法およびその装置 |
| EP0604393B1 (en) * | 1988-07-20 | 1997-11-05 | Hashimoto Chemical Industries Co., Ltd. | Diluted anhydrous hydrogen fluoride gas generator for use in dry etching apparatus |
| WO1990005994A1 (en) | 1988-11-18 | 1990-05-31 | Kabushiki Kaisha Tokuda Seisakusho | Dry-etching method |
| DE68928402T2 (de) | 1988-12-27 | 1998-03-12 | Toshiba Kawasaki Kk | Verfahren zur Entfernung einer Oxidschicht auf einem Substrat |
| US5068040A (en) | 1989-04-03 | 1991-11-26 | Hughes Aircraft Company | Dense phase gas photochemical process for substrate treatment |
| US5022961B1 (en) | 1989-07-26 | 1997-05-27 | Dainippon Screen Mfg | Method for removing a film on a silicon layer surface |
| KR930005440B1 (ko) * | 1989-10-02 | 1993-06-21 | 다이닛뽕 스쿠린 세이소오 가부시키가이샤 | 절연막의 선택적 제거방법 |
| US5089084A (en) | 1990-12-03 | 1992-02-18 | Micron Technology, Inc. | Hydrofluoric acid etcher and cascade rinser |
| US5228206A (en) | 1992-01-15 | 1993-07-20 | Submicron Systems, Inc. | Cluster tool dry cleaning system |
| US5254176A (en) | 1992-02-03 | 1993-10-19 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning a process tube |
| US5234540A (en) | 1992-04-30 | 1993-08-10 | Submicron Systems, Inc. | Process for etching oxide films in a sealed photochemical reactor |
| JP2833946B2 (ja) * | 1992-12-08 | 1998-12-09 | 日本電気株式会社 | エッチング方法および装置 |
| US5510299A (en) | 1994-06-03 | 1996-04-23 | United Microelectronics Corp. | Method for the manufacture of IC-processed micro electro-static motors |
-
1994
- 1994-09-28 US US08/314,206 patent/US5635102A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
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