(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板上の種々の酸化物を選択的に除去するための装置および方法を提供する。【解決手段】エッチングガス混合物を使用して所望の除去レートで基板４０１上の酸化物４０２，４０３，４０４を選択的に除去するため、該エッチングガス混合物は第１のガスおよび第２のガスを備え、該第１のガスおよび第２のガスの比は該所望の除去レートによって決定される。例えば第１のガスがアンモニア（ＮＨ３）であり、前記第２のガスが三フッ化窒素（ＮＦ３）であり、又アンモニアおよび三フッ化窒素の比が約１０：１〜約２０：１である。【選択図】図４Ｂ
2008205440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の除去レートで基板上の酸化物を選択的に除去するための方法であって、
前記基板を真空チャンバに位置決めするステップであって、前記基板の表面が前記酸化物を備える構造を有しているステップと、
前記基板を第１の温度に冷却するステップと、
エッチングガス混合物の活性種を前記真空チャンバ内に発生させるステップであって、前記エッチングガス混合物が第１のガスおよび第２のガスを備えており、前記第１のガスおよび第２のガスの比が前記所望の除去レートによって決定されるステップと、
前記基板の前記表面上の前記構造を前記活性種に暴露して、前記基板上に膜を形成するステップと、
前記基板を加熱して、前記構造上に形成された前記膜を気化させるステップと、
前記気化膜を前記真空チャンバから除去するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記活性種が窒素原子およびフッ素原子を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記構造が別の酸化物を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチングガス混合物が第２の除去レートで前記別の酸化物を除去する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の除去レートが前記所望の除去レートに実質的に等しい、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のガスがアンモニア（ＮＨ３）であり、前記第２のガスが三フッ化窒素（ＮＦ３）である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
アンモニアおよび三フッ化窒素の比が少なくとも約３：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
アンモニアおよび三フッ化窒素の比が約１０：１〜約２０：１である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記エッチングガス混合物がさらにキャリアガスを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記活性種を発生させる前にキャリアガスを前記真空チャンバに導入するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第１の酸化物および第２の酸化物を備える酸化物構造を有する基板を処理するための方法であって、
前記基板を真空チャンバに位置決めするステップと、
前記基板を第１の温度に冷却するステップと、
エッチングガス混合物を前記真空チャンバに導入するステップであって、前記エッチングガス混合物が、前記第１の酸化物を第１のレートで、かつ前記第２の酸化物を第２のレートで低減するように調整されているステップと、
前記エッチングガス混合物のプラズマを前記真空チャンバ内で発生させるステップと、
前記酸化物構造を前記プラズマに暴露して、前記構造上に膜を形成するステップと、
前記基板を加熱して、前記酸化物構造上に形成された前記膜を気化させるステップと、
前記気化膜を前記真空チャンバから除去するステップと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記第１の酸化物が熱成長酸化物であり、前記第２の酸化物が堆積酸化物である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記酸化物構造がさらに自然酸化物を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のレートが前記第２のレートに実質的に等しい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記エッチングガス混合物がアンモニア（ＮＨ３）および三フッ化窒素（ＮＦ３）を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
アンモニアおよび三フッ化窒素のモル比が少なくとも約３：１である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
基板を処理するための方法であって、
前記基板を真空チャンバに位置決めするステップであって、前記基板が、第１の酸化物および第２の酸化物を備える表面特徴部を有するステップと、
エッチングガス混合物を前記真空チャンバに導入するステップと、
活性種を前記エッチングガス混合物から発生させるステップと、
前記表面特徴部を前記エッチングガス混合物の前記プラズマに暴露することによって前記第１の酸化物を少なくとも部分的に低減するステップと、
水溶性エッチングプロセスによって前記第２の酸化物を低減するステップと、
を備える方法。
【請求項１８】
前記エッチングガス混合物がアンモニア（ＮＨ３）および三フッ化窒素（ＮＦ３）を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
アンモニアおよび三フッ化窒素のモル比を調整して前記第１の酸化物を選択的に除去するステップをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の酸化物を低減するステップが、希釈フッ化水素酸溶液を提供する工程を備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は概して、半導体基板を処理するための方法および装置に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、半導体製作における選択的酸化物エッチングのための方法および装置に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]半導体製作において、酸化物製作は、特に、ＭＯＳ（金属酸化物半導体）技術に対するゲート構造の本質的部分である薄い酸化物にとって重要である。適切な製造コントロールによって、酸化物層は高品質、安定性および所望の誘電特性を有している。多様な酸化物製作プロセスが、異なる機能ごとに異なる特性の酸化物を取得するために集積デバイス製造（ＩＤＭ）で使用される。熱酸化物および堆積酸化物が半導体デバイスで最も使用される。付加的に、自然酸化物がプロセス中に発生されることもある。異なる酸化物もまた後続のプロセスに様々に応答することもあり、また異なる処置を同じ目的で必要とすることもある。
【０００３】
[0003]熱酸化物は、酸素環境での高温アニーリングによって熱成長される。熱酸化物は、誘電材料、デバイス分離、インプラント用スクリーン、ステンレスリリーフ（パッド酸化物）、再酸化窒化物、および多結晶シリコン表面用のフォトレジスト接着およびストレス低減として使用されてもよい。
【０００４】
[0004]堆積シリコン酸化物は、チャンバにおいてシリコンソースおよび酸素を反応させることによって製作される。酸化物はまた、オゾン／テトラエチルオルトケイ酸（ＴＥＯＳ）や炭素ベース化学などの化学の組み合わせによって堆積可能である。例示的堆積酸化物は、一意のプロセスによって生成可能なＨＡＲＰ（高アスペクト比プロセス）酸化物であってもよい。減圧化学気相堆積法（ＳＡＣＶＤ）としても知られているＨＡＲＰは、浅型トレンチ分離（ＳＴＩ）およびプレメタル誘電体（ＰＭＤ）などの、オゾン／ＴＥＯＳ化学を使用して高アスペクト比ギャップに酸化物を堆積させる非プラズマベース化学気相堆積（ＣＶＤ）ソリューションである。アニーリングは通常、ＨＡＲＰ酸化物を固めるために必要とされる。
【０００５】
[0005]自然酸化物は通常、基板表面が酸素に暴露される場合に形成される。酸素暴露は、基板が大気条件で処理チャンバ間を移動される場合、あるいは少量の酸素が真空チャンバに残っている場合に生じる。自然酸化物はまた、エッチング中の汚染から生じることもある。自然酸化物は通常望ましくなく、後続のプロセス前に除去されなければならない。
【０００６】
[0006]半導体製作中、構造は過剰な材料によって形成されてから、所望の寸法にエッチングおよび／または研磨されてもよい。酸化物の特徴部について、研磨およびエッチングは概して、所望のサイズに達するために形成後に使用される。一部の酸化物の特徴部は、同一プロセスに様々に応答する２つ以上の酸化物を有することがあり、ゆえに、特に特徴部サイズがより小さい場合に処理の困難さをもたらす。
【０００７】
[0007]ＳＴＩ（浅型トレンチ分離）は、いくつかの形態の酸化物を有する酸化物構造のうちの１つである。ＳＴＩは、０．２５ミクロン未満の製作に使用されるデバイス分離技術の一次形態である。酸化物充填トレンチは、半導体基板上に形成されたデバイスを分離するために使用される。トレンチがまず半導体基板上にエッチングされてから、酸化物層の熱成長が続く。この高温酸化物層の目的は、早期のゲート誘電体絶縁破壊を回避し、かつＣＶＤ酸化物堆積後のストレスを緩和するための適切なコーナーの丸みである。熱酸化物層はまたシリコン表面をパッシベーションして、シリコンと堆積酸化物層間のバリア層として作用する。トレンチは次いで、高密度プラズマ（ＨＤＰ）やＨＡＲＰ酸化物によって充填されて、研磨され、エッチングされる。化学的機械的研磨（ＣＭＰ）プロセスが、堆積後の酸化物充填トレンチに対して実行されることもあり、種々のウェル注入、ゲート酸化、および最終的にはポリ堆積およびパターニングなどの後続のプロセスに対してトレンチおよび他の構造を基板上に準備するためのエッチングプロセスが続く。
【０００８】
[0008]スパッタエッチングプロセスおよびウェットエッチングプロセスは従来、ＳＴＩエッチングで使用される酸化物エッチング処理である。しかしながら、スパッタエッチングプロセスは概して酸化物を完全に除去できず、また物理的衝突によってデリケートなシリコン層にダメージを与える恐れがある。ウェットエッチングは酸化物を除去するために、化学溶液、例えばフッ化水素酸（ＨＦ）および脱イオン水を使用する。しかしながら、希釈ＨＦは、可変的な酸化物エッチングレートを有するという不都合を有している。窒化酸化物は非窒化酸化物よりもかなりゆっくりとエッチングする。熱酸化物は、堆積酸化物と比較して異なるレートでエッチングする。さらに、アニーリング済み酸化物は堆積酸化物とは異なるエッチングレートを有する。このことはプロセスフローにおける重大な変動性および集積問題を招く。
【０００９】
[0009]例えば浅型トレンチ分離において、３つの異なる酸化物がトレンチを充填するのに使用される。さらに、研磨および種々のクリーニングの後に酸化物の平坦性を維持するために、同一レートですべての酸化物をエッチングするエッチング化学が必要とされる。実際、種々のプロセス変動性は、ソースからドレインへの主要電流の流れを助長する重大な望ましくない漏洩を引き起こす。このような望ましくない漏洩の一例は、ＳＴＩコーナー付近の多結晶シリコンラップである。以前から、ＳＴＩエッチング／クリーニング後に、酸化物堆積前に成長される高温ＳＴＩ酸化物ライナーがトレンチを充填する。種々のＨＦエッチングバック中、トレンチの種々の酸化物は異なるレートでエッチングする。引き続き、堆積多結晶シリコンは、酸化物においてオーバーエッチングされたキャビティ内部に侵入する。トレンチ内部付近の多結晶シリコンラップは望ましくない漏洩および歩留まり損失をもたらす。
【００１０】
[0010]従って、同一レートですべての酸化物をエッチングするための装置および方法が必要である。
【発明の概要】
【００１１】
[0011]本発明は概して、半導体基板上の種々の酸化物を選択的に除去するための装置および方法を提供する。
【００１２】
[0012]本発明の一実施形態は、所望の除去レートで基板上の酸化物を選択的に除去するための方法において、該基板を真空チャンバに位置決めするステップであって、該基板の表面が、該酸化物を備える構造を有するステップと、該基板を第１の温度に冷却するステップと、エッチングガス混合物の活性種を該真空チャンバ内で発生させるステップであって、該エッチングガス混合物が第１のガスおよび第２のガスを備えており、かつ該第１のガスおよび第２のガスの比が該所望の除去レートによって決定されるステップと、該基板の該表面上の該構造を該活性種に暴露して、該構造上に膜を形成するステップと、該基板を加熱して、該構造上に形成された該膜を気化させるステップと、該気化膜を該真空チャンバから除去するステップと、を備える方法を提供する。
【００１３】
[0013]本発明の別の実施形態は、第１の酸化物および第２の酸化物を備える酸化物構造を有する基板を処理するための方法であって、該基板を真空チャンバに位置決めするステップと、該基板を第１の温度に冷却するステップと、エッチングガス混合物を該真空チャンバに導入するステップであって、該エッチングガス混合物が、第１のレートで該第１の酸化物を、かつ第２のレートで該第２の酸化物を低減するように調整されているステップと、該エッチングガス混合物のプラズマを該真空チャンバ内で発生させるステップと、該酸化物構造を該プラズマに暴露して、該基板上に膜を形成するステップと、該基板を加熱して、該酸化物構造上に形成された該膜を気化させるステップと、該気化膜を該真空チャンバから除去するステップと、を備える方法を提供する。
【００１４】
[0014]本発明のさらに別の実施形態は、基板を処理するための方法であって、該基板を真空チャンバに位置決めするステップであって、表面特徴部を有する該基板が第１の酸化物および第２の酸化物を備えるステップと、エッチングガス混合物を該真空チャンバに導入するステップと、該エッチングガス混合物から活性種を発生させるステップと、該表面特徴部を該エッチングガス混合物の該プラズマに暴露することによって該第１の酸化物を少なくとも部分的に低減するステップと、水溶性エッチングプロセスによって該第２の酸化物を低減するステップと、を備える方法を提供する。
【００１５】
[0015]本発明について上記引用された特徴が詳細に理解されるように、上記簡潔に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照してなされてもよく、これらの一部は添付の図面に図示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の通常の実施形態のみを図示しており、従って、本発明は他の等しく効果的な実施形態を認めることができるため、この範囲を制限するものとみなされるべきではない点に注目する。
【詳細な説明】
【００１６】
[0021]本発明は、半導体製作における選択的酸化物エッチングのための方法および装置に関する。より具体的には、本発明は、エッチングガス混合物を使用して１つ以上の酸化物を基板表面から選択的に除去および／または均一に除去するための方法および装置を提供する。
【００１７】
[0022]図１は、浅型トレンチ分離がその中に形成されている基板ブロック１０の部分的斜視図を概略的に図示している。示されている基板ブロック１０は部分的にのみ製作され、浅型トレンチ２をシリコンベース１に形成している。浅型トレンチ２は酸化物で充填されており、電子デバイス、この場合は内蔵型トランジスタを分離するように構成されている。ソース３およびドレイン４が、注入ステップによって浅型トレンチ２内に形成される。多結晶シリコン構造（普通はポリと呼ばれる）５がソース３とドレイン４の間に形成される。ゲート酸化物層６がシリコンベース１とポリ５の間に形成される。詳細な製作シーケンスが図４および図５によって論じられている。
【００１８】
[0023]図２は、ライン２−２に沿った基板ブロック１０の部分断面図を概略的に図示している。図２は、ポリ５が浅型トレンチ２に会う場所を図示している。浅型トレンチ２は熱酸化物層７および堆積酸化物層８によって形成される。プレポリエッチング／クリーニングステップは、ＨＦを使用する従来のウェットエッチングの状態によって実行される。ＨＦは堆積酸化物層８よりも早いレートで熱酸化物層７をエッチングするため、ギャップ９が浅型トレンチ２に形成される。後続のポリ堆積は、ギャップ９を充填し、かつソース３またはドレイン４をラッピングするポリ５をもたらし、寄生接合や漏洩を引き起こす。
【００１９】
[0024]図３は、本発明の一実施形態に従った処理チャンバ１００の断面図を概略的に図示している。本実施形態では、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１１２の上端に配置されている蓋アセンブリ２００と、チャンバ本体１１２内に少なくとも部分的に配置されているサポートアセンブリ３００とを含んでいる。処理チャンバはまた、Ｕ字型断面の遠隔電極を有する遠隔プラズマ発生器１４０を含んでいる。チャンバ１００および関連ハードウェアは好ましくは１つ以上のプロセス適合材料、例えばアルミニウム、陽極酸化アルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム、ニッケルめっきアルミニウム６０６１−Ｔ６、ステンレス鋼ならびにこれらの組み合わせおよび合金から形成される。
【００２０】
[0025]サポートアセンブリ３００はチャンバ本体１１２内に部分的に配置されている。サポートアセンブリ３００は、ベローズ３３３によって包囲されているシャフト３１４によって昇降される。チャンバ本体１１２は、チャンバ１００の内部へのアクセスを提供するための、側壁に形成されているスリットバルブ開口１６０を含んでいる。スリットバルブ開口１６０は、ウェーハ取り扱いロボット（図示せず）によってチャンバ本体１１２の内部へのアクセスを許容するために選択的に開閉される。ウェーハ取り扱いロボットは当業者には周知であり、任意の適切なロボットが使用されてもよい。一実施形態では、ウェーハは、隣接する移送チャンバおよび／またはロードロックチャンバ（図示せず）、あるいはクラスターツール内の別のチャンバへのスリットバルブ開口１６０を介してプロセスチャンバ１００内外へ移送可能である。事例的クラスターツールは、カリフォルニア州、サンタ・クララにあるＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰＲＯＤＵＣＥＲ（商標）、ＣＥＮＴＵＲＡ（商標）、ＥＮＤＵＲＡ（商標）およびＥＮＤＵＲＡＳＬ（商標）を含むが、これらに制限されない。
【００２１】
[0026]チャンバ本体１１２はまた、熱伝達流体を流すためのチャネル１１３をその中に形成して含んでいる。熱伝達流体は加熱流体または冷却剤であってもよく、また処理および基板移送中にチャンバ本体１１２の温度をコントロールするために使用される。チャンバ本体１１２の温度は、チャンバ壁のガスや副生成物の望ましくない濃縮を防止するために重要である。例示的熱伝達流体は水、エチレングリコール、またはこれらの混合物を含んでいる。例示的熱伝達流体はまた窒素ガスを含むこともある。
【００２２】
[0027]チャンバ本体１１２はさらに、サポートアセンブリ３００を囲むライナー１３３を含んでおり、サービス提供およびクリーニングのために除去可能である。ライナー１３３は、好ましくは、アルミニウムなどの金属やセラミック材料からなる。しかしながら、任意のプロセス適合材料が使用されてもよい。ライナー１３３は、この上に堆積されている任意の材料の接着を増大させるためにビードブラストされてもよく、これによってチャンバ１００の汚染をもたらす材料の剥がれ落ちを防止する。ライナー１３３は通常１つ以上のアパーチャー１３５と、真空システムと流体連通しているポンピングチャネル１２９とをその中に形成して含んでいる。アパーチャー１３５はポンピングチャネル１２９へのガスの流れ経路を提供し、ポンピングチャネルはライナー１３３を介する流れ経路を提供するため、ガスはチャンバ１００から退去可能である。
【００２３】
[0028]真空システムは、真空ポンプ１２５と、チャンバ１００内のガスの流れを調節するスロットルバルブ１２７とを備えてもよい。真空ポンプ１２５は、チャンバ本体１１２上に配置されている真空ポート１３１に結合されており、ライナー１３３内に形成されているポンピングチャネル１２９と流体連通している。真空ポンプ１２５およびチャンバ本体１１２はスロットルバルブ１２７によって選択的に分離されて、チャンバ１００内のガスの流れを調節する。用語「ガス」（ｇａｓ）および「複数のガス」（ｇａｓｅｓ）は、特に言及がなければ互換的に使用されており、１つ以上の前駆体、反応剤、触媒、キャリア、パージ、クリーニング、これらの組み合わせならびにチャンバ本体１１２に導入される流体を指している。
【００２４】
[0029]蓋アセンブリ２００は多数の積層コンポーネントを備えている。例えば、蓋アセンブリ２００は蓋縁部２１０と、ガス送出アセンブリ２２０と上部プレート２５０とを備えている。蓋縁部２１０は、蓋アセンブリ２００をなすコンポーネントの重量を保持するように設計されており、また、内部チャンバコンポーネントへのアクセスを提供するためにチャンバ本体１１２の上部表面に結合されている。ガス送出アセンブリ２２０は蓋縁部２１０の上部表面に結合されており、これとの最小の熱接触をするように配列されている。蓋アセンブリ２００のコンポーネントは、好ましくは、例えば表面の仕上がりが優れているアルミニウム合金などの、高熱伝導率および低熱抵抗を有する材料から構築される。好ましくは、コンポーネントの熱抵抗は約５×１０−４ｍ２Ｋ／Ｗ未満である。
【００２５】
[0030]ガス送出アセンブリ２２０はガス分布プレート２２５またはシャワーヘッドを備えてもよい。ガス供給パネル（図示せず）は通常、１つ以上のガスをチャンバ１００に提供するために使用される。使用される１つまたは複数の具体的なガスは、チャンバ１００内で実行されるプロセスに左右される。例えば、通常のガスは１つ以上の前駆体、還元剤、触媒、キャリア、パージ、クリーニングまたはこれらの混合物や組み合わせを含む。通常、１つ以上のガスはガス送出アセンブリ２２０を介してチャンバ１００へ、蓋アセンブリ２００へ、そしてチャンバ本体１１２に導入される。電子操作式バルブおよび／または流れコントロール機構（図示せず）は、ガス供給からチャンバ１００へのガスの流れをコントロールするために使用されてもよい。
【００２６】
[0031]一態様では、ガスはガス供給パネルからチャンバ１００に送出されて、ここでガスラインは、上記のようにチャンバ本体１１２にガスを供給する２つの個別ガスラインに枝分かれする。プロセスに応じて、任意の数のガスがこのように送出可能であり、また、チャンバ１００において、あるいはこれらがチャンバ１００に送出される前に混合可能である。
【００２７】
[0032]依然として図３を参照すると、蓋アセンブリ２００はさらに、蓋アセンブリ２００内で反応種のプラズマを発生させる電極２４０を含むことがある。本実施形態では、電極２４０は上部プレート２５０上にサポートされており、またこれと電気的に分離されている。分離充填リング（図示せず）が、電極２４０を上部プレート２５０から分離する電極２４０の下部部分を中心に配置されている。環状分離器（図示せず）が、図３に示されているように、分離充填リングの上部部分を中心に配置されており、上部プレート２５０の上部表面上に静止している。環状分離器（図示せず）が次いで、電極２４０の上部部分を中心に配置されて、電極２４０は蓋アセンブリ２００の他のコンポーネントから電気的に分離される。これらのリング、分離充填器および環状分離器の各々は、酸化アルミニウムや他の絶縁性プロセス適合材料からなってもよい。
【００２８】
[0033]電極２４０は電源３４０に結合されるのに対して、ガス送出アセンブリ２２０は接地に接続されている。従って、１つ以上のプロセスガスのプラズマが、電極２４０とガス送出アセンブリ２００間に形成されている容積にもたらされる。プラズマはまた、ブロッカープレートによって形成された容積内に含有されることもある。ブロッカープレートアセンブリがない場合、プラズマは、電極２４０とガス送出アセンブリ２２０の間にもたらされて、含有される。いずれの実施形態でも、プラズマは蓋アセンブリ２００内に閉じ込められるか、含有されている。
【００２９】
[0034]ガスを反応種に活性化させて、反応種のプラズマを維持することができる電源が使用されてもよい。例えば、高周波数（ＲＦ）、直流（ＤＣ）、交流（ＡＣ）またはマイクロ波（ＭＷ）ベースの電力放電技術が使用されてもよい。活性化はまた、熱ベース技術、ガス絶縁破壊技術、高強度光源（例えば、ＵＶエネルギー）、あるいはＸ線源への暴露によって発生されてもよい。代替的に、遠隔プラズマ発生器などの遠隔活性ソースが、チャンバ１００に次に送出される反応種のプラズマを発生させるために使用されてもよい。例示的遠隔プラズマ発生器は、ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．およびＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．などの販売業者から入手可能である。好ましくは、ＲＦ電源が電極２４０に結合される。
【００３０】
[0035]ガス送出アセンブリ２２０はプロセスガスと、チャンバ１００内で実行される動作とに応じて加熱されてもよい。一実施形態では、例えば抵抗ヒーターなどの加熱要素２７０がガス送出アセンブリ２２０に結合される。一実施形態では、加熱要素２７０はチューブ状部材であり、ガス送出アセンブリ２２０の上部表面に押圧されている。ガス送出アセンブリ２２０の上部表面は、加熱要素２７０の外径よりもわずかに小さな幅を有する溝または凹状チャネルを含んでおり、加熱要素２７０は、干渉フィットを使用して溝内に保持されている。
【００３１】
[0036]ガス送出アセンブリ２２０およびブロッカーアセンブリ２３０を含む送出アセンブリ２２０のコンポーネントは各々相互に導電結合されているため、加熱要素２７０はガス送出アセンブリ２２０の温度を調節する。処理チャンバのさらなる詳細については、参照して本明細書に組み入れられる、２００５年２月２２日に出願された米国特許出願第１１／０６３，６４５号に見ることができる。
【００３２】
[0037]処理チャンバ１００は、真空を破壊することのない基板表面の加熱および冷却を必要とするプラズマ支援ドライエッチングプロセスを実行するために特に有用である。一実施形態では、処理チャンバ１００は、基板上の１つ以上の酸化物を選択的に除去するために使用されてもよい。
【００３３】
[0038]説明の簡潔さおよび容易さのために、処理チャンバ１００内で実行される、アンモニア（ＮＨ３）および三フッ化窒素（ＮＦ３）を使用する１つ以上のシリコン酸化物を除去するための例示的ドライエッチングプロセスについて次に説明する。処理チャンバ１００は、すべてが単一の処理環境内にある基板の加熱および冷却の両方に加えて、アニーリングプロセスを含むプラズマ処置の利点を享受する任意のドライエッチングプロセスについて好都合であると思われる。
【００３４】
[0039]図３を参照すると、ドライエッチングプロセスは、例えば半導体基板などの基板１１０を処理チャンバ１００に置くことによって開始する。基板は通常スリットバルブ開口１６０を介してチャンバ本体１１２に置かれ、サポート部材３１０の上部表面上に配置される。基板１１０はサポート部材３１０の上部表面にチャックされてもよい。好ましくは、基板１１０は、真空を引っ張ることによってサポート部材３１０の上部表面にチャックされる。サポート部材３１０は次に、まだ処理位置にない場合には、チャンバ本体１１２内の処理位置に持ち上げられる。チャンバ本体１１２は好ましくは５０℃〜８０℃、より好ましくは約６５℃の温度に維持される。チャンバ本体１１２のこの温度は、熱伝達媒体をチャネル１１３に通過させることによって維持される。
【００３５】
[0040]基板１１０は、熱伝達媒体や冷却剤をサポートアセンブリ３００内に形成された流体チャネルを通過させることによって、６５℃未満、例えば１５℃〜５０℃に冷却される。一実施形態では、基板は室温未満に維持される。別の実施形態では、基板は２２℃〜４０℃の温度に維持される。通常、サポート部材３１０は、上述の所望の基板温度に達するように、約２２℃未満に維持される。サポート部材３１０を冷却するために、冷却剤が、サポートアセンブリ３００内に形成された流体チャネルを通過させられる。冷却剤の連続流が、サポート部材３１０の温度を良好にコントロールするために好まれる。冷却剤は好ましくは５０容量％のエチレングリコールおよび５０容量％の水である。当然、基板の所望の温度が維持される限り、任意の比の水およびエチレングリコールが使用可能である。
【００３６】
[0041]エッチングガス混合物が、基板１１０の表面上の種々の酸化物を選択的に除去するためにチャンバ１００に導入される。一実施形態では、アンモニアガスおよび三フッ化窒素ガスが次いでチャンバ１００に導入されて、エッチングガス混合物を形成する。チャンバに導入されたエッチングガスの量は可変的であり、また、例えば除去される酸化物層の厚さ、クリーニング中の基板の形状、プラズマの容積容量、チャンバ本体１１２の容積容量ならびにチャンバ本体１１２に結合されている真空システムの性能を受け入れるように調整されてもよい。
【００３７】
[0042]エッチングガス混合物の比は、基板表面上の種々の酸化物を選択的に除去するように所定のものであってもよい。一実施形態では、エッチングガス混合物における成分の比は、熱酸化物、堆積酸化物および／または自然酸化物などの種々の酸化物を均一に除去するように調整されてもよい。一実施形態では、エッチングガス混合物におけるアンモニア対三フッ化窒素のモル比は、種々の酸化物を均一に除去するように設定されてもよい。一態様では、ガスは、少なくとも１：１のアンモニア対三フッ化窒素のモル比を有するガス混合物を提供するように添加される。別の態様では、ガス混合物のモル比は少なくとも約３対１（アンモニア対三フッ化窒素）である。好ましくは、ガスは、５：１（アンモニア対三フッ化窒素）〜３０：１のモル比でチャンバ１００に導入される。より好ましくは、ガス混合物のモル比は約５対１（アンモニア対三フッ化窒素）〜約１０対１である。ガス混合物のモル比はまた約１０：１（アンモニア対三フッ化窒素）〜約２０：１にあってもよい。
【００３８】
[0043]パージガスやキャリアガスもまたエッチングガス混合物に添加されてもよい。例えばアルゴン、ヘリウム、水素、窒素またはこれらの混合物などの任意の適切なパージ／キャリアガスが使用されてもよい。通常、エッチングガス混合物全体は、約０．０５容量％〜約２０容量％のアンモニアおよび三フッ化窒素である。残りはキャリアガスである。一実施形態では、パージまたはキャリアガスはまず反応ガスの前にチャンバ本体１１２に導入され、チャンバ本体１１２内の圧力を安定化する。
【００３９】
[0044]チャンバ本体１１２内の動作圧力は可変的であってもよい。通常、圧力は約５００ミリトール〜約３０トールに維持される。好ましくは、圧力は約１トール〜約１０トールに維持される。より好ましくは、チャンバ本体１１２内の動作圧力は約３トール〜約６トールに維持される。
【００４０】
[0045]約５〜約６００ワットのＲＦ電力が電極２４０に印加されて、ガス送出アセンブリ２２０に含有されている容積２６１、２６２および２６３内のガス混合物のプラズマに着火する。好ましくは、ＲＦ電力は１００ワット未満である。電力が印加される周波数が非常に低いこと、例えば１００ｋＨｚ未満であることがより好ましい。好ましくは、周波数は約５０ｋＨｚ〜約９０ｋＨｚに及ぶ。
【００４１】
[0046]プラズマエネルギーはアンモニアガスおよび三フッ化窒素ガスを、結合して高反応性フッ化アンモニア（ＮＨ４Ｆ）化合物および／またはフッ化水素アンモニウム（ＮＨ４Ｆ・ＨＦ）をガス相に形成する反応種に解離する。これらの分子は次いで、ガス分布プレート２２５のホール２２５Ａを介してガス送出アセンブリ２２０を流れて、処理される基板表面と反応する。一実施形態では、キャリアガスはまずチャンバ１００に導入されて、キャリアガスのプラズマが発生されて、次いで反応ガス、アンモニアおよび三フッ化窒素がプラズマに添加される。
【００４２】
[0047]理論に縛られたくはないが、エッチングガス、ＮＨ４Ｆおよび／またはＮＨ４Ｆ／ＨＦは酸化シリコン表面と反応して、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳｉＦ６、ＮＨ３およびＨ２Ｏ生成物を形成するとされている。ＮＨ３およびＨ２Ｏは処理条件下では蒸気であり、真空ポンプ１２５によってチャンバ１００から除去される。とりわけ、ガスが真空ポート１３１を介して真空ポンプ１２５へとチャンバ１００を退去する前に、揮発性ガスは、ライナー１３３に形成されているアパーチャー１３５をポンピングチャネル１２９に流れる。（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の薄膜が基板表面に残される。この反応機構は以下のように要約可能である：
ＮＨ３＋３ＮＨ３→ＮＨ４Ｆ＋ＮＨ４Ｆ・ＨＦ＋Ｎ２
６ＮＨ４Ｆ＋ＳｉＯ２→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ＋４ＮＨ３
（ＮＨ４）２ＳｉＦ６＋熱→２ＮＨ３＋２ＨＦ＋ＳｉＦ４
[0048]薄膜が基板表面上に形成された後、サポート部材３１０は、加熱されたガス分布プレート２２５に近接したアニーリング位置に上昇されることがある。ガス分布プレート２２５から放射された熱は（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の薄膜を揮発性のＳｉＦ４、ＮＨ３およびＨＦ生成物に解離または昇華させることがある。これらの揮発性生成物は次いで、上記のように真空ポンプ１２５によってチャンバ１００から除去される。通常、７５℃以上の温度が、薄膜を効果的に昇華させて、基板１１０から除去するために使用される。好ましくは、１００℃以上、例えば約１１５℃〜約２００℃の温度が使用される。
【００４３】
[0049]（ＮＨ４）２ＳｉＦ６の薄膜をこの揮発性成分に解離するための熱エネルギーはガス分布プレート２２５によって変換または放射される。上記のように、加熱要素２７０は分布プレート２２５に直接結合されており、分布プレート２２５と、これと熱接触しているコンポーネントとを約７５℃〜２５０℃の温度に加熱するために起動される。一態様では、分布プレート２２５は１００℃〜１５０℃、例えば約１２０℃の温度に加熱される。
【００４４】
[0050]この上昇変化は種々の方法で達成可能である。例えば、リフト機構３３０はサポート部材３１０を分布プレート２２５の下部表面に上昇させることができる。このリフトステップ時に、基板１１０は、例えば上記の真空チャックや静電チャックによってサポート部材３１０に固定される。代替的に、基板１１０はサポート部材３１０から持ち上げられて、リフトピン３２５をリフトリング３２０を介して上昇させることによって、加熱された分布プレート２２５に近接して置かれることが可能である。
【００４５】
[0051]薄膜を上部に有する基板１１０の上部表面と分布プレート２２５間の距離は重要ではなく、習慣的な実験にすぎない。当業者は、下地基板にダメージを与えることなく薄膜を効率的かつ効果的に気化させるのに必要な間隔を容易に決定可能である。しかしながら、約０．２５４ｍｍ（１０ミリメートル）〜５．０８ｍｍ（２００ミリメートル）の間隔が効果的であるとされている。
【００４６】
[0052]薄膜が基板から除去されると、処理チャンバ１００はパージされて、空にされる。処理済み基板は次いで、基板サポート３００を移送位置に降下させて、基板をチャック解除し、基板をスリットバルブ開口１６０を介して移送することによって、チャンバ本体１１２から除去される。
【００４７】
[0053]本発明の一実施形態が、浅型トレンチ分離の製作中に種々の酸化物を均一に除去するために適用されてもよい。ＳＴＩは、０．２５ミクロン未満の製作に使用されるデバイス分離技術の一次形態である。ＳＴＩ製作は概して、トレンチマスクおよびエッチングと、側壁酸化と、トレンチ充填および平坦化とを含んでいる。図４Ａ〜図４Ｉは、本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【００４８】
[0054]図４Ａは、バリア酸化物層４０２および堆積窒化物層４０３の後の半導体基板４０１を図示している。基板４０１は、＜１００＞結晶方位、および１５０ｍｍ（６インチ）、２００ｍｍ（８インチ）または３００ｍｍ（１２インチ）の直径を有するシリコン基板であってもよい。バリア酸化物層４０２は高温酸化炉において基板４０１上に成長されてもよい。バリア層４０２は約１５０Åの厚さを有してもよい。バリア酸化物層４０２は基板４０１を後の窒化物ストリップステップ中の汚染から保護する。窒化物層４０３は、高温低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）炉に形成されてもよい。窒化物層４０３は概して、アンモニアガスおよびジクロロシランガスの反応によって形成されたシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）の薄い層である。窒化物層４０３は、酸化物堆積中に基板４０１を保護し、かつ後の化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）中の研磨停止材料として作用する耐久性のあるマスク材料である。
【００４９】
[0055]図４Ｂは、窒化物層４０３上に形成、暴露および展開されているフォトレジスト層４０４を図示している。トレンチパターンがフォトレジスト層４０４上に形成されることがある。後続の窒化物エッチングおよび酸化物エッチングのステップはトレンチパターン４０５を窒化物層４０３に形成し、バリア層４０２は、基板４０１の分離領域として指定されている場所を暴露する。
【００５０】
[0056]図４Ｃは、浅型トレンチ４０６がドライプラズマエッチングなどのエッチングプロセスを使用して基板４０１内に形成される様子を図示している。浅型トレンチ４０６は後に誘電材料によって充填されて、基板４０１に内蔵されている基板電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）上の金属などの、電子デバイス間の分離材料として作用する。
【００５１】
[0057]図４Ｄは、浅型トレンチ４０６内部に形成されたライナー酸化物層４０７を図示している。ライナー酸化物層４０７は通常、高温酸化炉において熱成長される。ライナー酸化物層４０７の目的は、基板４０１と、充填するトレンチ酸化物との界面を改良することである。
【００５２】
[0058]図４Ｅは、浅型トレンチ４０６内部のライナー酸化物層４０７上方に形成された窒化物ライナー４０８を図示している。窒化物ライナー４０８は、窒素やアルゴンなどのキャリアガスにおけるシランおよびアンモニアからプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスによって形成されてもよい。窒化物ライナー４０８の目的は、浅型トレンチ４０６にストレスを含めて、ストレスのある酸化物によってもたらされる機械的欠陥を防止することである。
【００５３】
[0059]図４Ｆは、浅型トレンチ４０６およびトレンチパターン４０５内部に充填されたトレンチ酸化物４０９を図示している。トレンチ酸化物４０９は通常、比較的高い堆積レートでＣＶＤプロセスによって形成される。トレンチ酸化物４０９は過剰充填されるため、トレンチ酸化物４０９は基板４０１の上部表面の上方にある。
【００５４】
[0060]ＣＭＰプロセスが、図４Ｇに示されているようなより平らな表面を取得するために適用されてもよい。ＣＭＰプロセスは過剰な酸化物をトレンチ酸化物４０９から除去する。
【００５５】
[0061]窒化物ストリップステップが、図４Ｈに示されているように、窒化物層４０２を除去して、種々の酸化物、バリア層４０２からの熱酸化物、トレンチ酸化物４０９からの堆積酸化物、ライナー酸化物層４０７からの熱酸化物および窒化物ライナー４０８からの窒化酸化物を暴露するために実行されてもよい。
【００５６】
[0062]通常、酸化物エッチングステップが、後続の処理ステップ、例えば種々のウェル注入のための浅型トレンチ構造を得るために実行される。図４Ｉは、ドライエッチングプロセス後のＳＴＩを図示している。本発明のドライエッチングプロセスは、図４Ｈで暴露された種々の酸化物をエッチングして、浅型トレンチ４０９の実質的により平らな上部表面を取得して、望ましくない接合および漏洩を防止するために使用されてもよい。一実施形態では、ドライエッチングプロセスは、本発明の処理チャンバ１００と類似の処理チャンバで実行されてもよい。基板４００は真空処理チャンバに位置決めされて、５０℃〜８０℃、より好ましくは約６５℃の温度に維持されてもよい。基板は次いで６５℃未満、例えば１５℃〜５０℃に冷却される。エッチングガス混合物が、基板４００の表面上の種々の酸化物を除去するために処理チャンバ１００に導入される。一実施形態では、アンモニアガスおよび三フッ化窒素ガスを備えるエッチングガス混合物が処理チャンバに導入される。アンモニアおよび三フッ化窒素の量および比は、例えば、除去される酸化物層の厚さ、基板４００の形状、プラズマの容積容量、チャンバの容積容量、真空システムの性能ならびに基板４００上の異なる酸化物の特性を受け入れるように調整される。パージガスやキャリアガスもまた、エッチングガス混合物に添加されてもよい。エッチングガス混合物のプラズマが、次いで着火される。プラズマは、基板４００上の薄膜の層に残っている酸化物と反応する。基板４００は、その後、７５℃より高い温度、具体的には約１１５℃〜約２００℃の温度に加熱されて、薄膜を昇華させる。処理チャンバは次いでパージされて、空にされることが可能である。基板４００は、その後、後続のステップについて準備ができる。
【００５７】
[0063]上記のエッチングプロセスは半導体製作中の種々のエッチングステップにおいて、特に１つ以上の酸化物が少なくとも部分的に除去されるステップにおいて使用されてもよい。例えば、注入および堆積前の種々のエッチングバックは上記エッチングプロセスを採用してもよい。
【００５８】
[0064]図５Ａ〜図５Ｈは、本明細書に説明されているドライエッチングプロセスおよび処理チャンバ１００を含む、ＭＯＳＦＥＴ構造５００などの電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【００５９】
[0065]図５Ａ〜図５Ｈを参照すると、例示的ＭＯＳＦＥＴ構造は半導体材料、例えばシリコンやガリウムヒ素基板５２５上に形成されてもよい。好ましくは、基板５２５は、＜１００＞結晶方位、および１５０ｍｍ（６インチ）、２００ｍｍ（８インチ）または３００ｍｍ（１２インチ）の直径を有するシリコンウェーハである。通常、ＭＯＳＦＥＴ構造は、（i）二酸化シリコン、有機シリケート、炭素ドープ酸化シリコン、リンシリケートガラス（ＰＳＧ）、ホウ化リンシリケート（ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）ガラス（ＢＰＳＧ）、窒化シリコンまたはこれらの組み合わせなどの誘電層、（ii）ドープ多結晶シリコンおよびｎ型またはｐ型ドープ単結晶シリコンなどの半導体層、および（iii）タングステン、タングステンシリサイド、チタン、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイドまたはこれらの組み合わせなどの金属や金属シリサイドの層から形成された電気コンタクトおよび配線ラインの組み合わせを含む。
【００６０】
[0066]図５Ａを参照すると、アクティブ電子デバイスの製作が、アクティブ電子デバイスを他のデバイスから電気的に分離する電気分離構造を形成することによって開始する。フィールド酸化物バリアや浅型トレンチ分離などの複数のタイプの電気分離構造がある。この場合、囲んでいる浅型トレンチ分離５４５Ａおよび５４５Ｂは、デバイスの電気的にアクティブの要素が形成および準備される領域を暴露した。ＳＴＩは、図４Ａ〜図４Ｉに説明されているように２つ以上の酸化物を含むことがある。暴露領域は熱的に酸化されて、約５０〜３００オングストロームの厚さを有する薄いゲート酸化物層５５０を形成する。多結晶シリコン層が次に堆積、パターン化およびエッチングされて、ゲート電極５５５を作成する。多結晶シリコンゲート電極５５５の表面は、絶縁性誘電層５６０を形成するために再酸化可能であり、図５Ａに示されている構造を提供する。
【００６１】
[0067]図５Ｂを参照すると、ソース５７０Ａおよびドレイン５７０Ｂが次に、適切なドーパント原子で適当な領域をドーピングすることによって形成される。例えば、ｐ型基板５２５上に、ヒ素またはリン酸を備えるｎ型ドーパント種が使用される。通常ドーピングはイオン注入器によって実行され、また例えば約３０〜８０Ｋｅｖのエネルギーレベルで約１０１３原子／ｃｍ２の濃度のリン酸（３１Ｐ）や、１０〜１００Ｋｅｖのエネルギーで約１０１５〜１０１７原子／ｃｍ２の用量のヒ素（７５Ａｓ）を含むことがある。注入プロセス後、ドーパントは、例えば急速加熱処理（ＲＴＰ）装置において基板を加熱することによって基板５２５に駆動される。その後、ソース５７０Ａおよびドレイン５７０Ｂの領域をカバーする薄いゲート酸化物層５５０は上記ドライエッチングプロセスによってストリップされて、薄いゲート酸化物層５５０にトラップされている注入プロセスによってもたらされる不純物を除去する。浅型トレンチ分離５４５Ａおよび５４５Ｂの２つ以上の酸化物もまたエッチングされてもよい。エッチングガス混合物は、異なる酸化物に必要な種々のエッチングレートを受け入れるように調整されてもよい。
【００６２】
[0068]図５Ｃおよび図５Ｄを参照すると、窒化シリコン層５７５は、ＳｉＨ２、Ｃｌ２およびＮＨ３のガス混合物を使用する低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ）によってゲート電極５５５と基板５２５の表面に堆積される。窒化シリコン層５７５は次いで、図５Ｄに示されているように、ゲート電極５５５の側壁に窒化物スペーサ５８０を形成するための反応イオンエッチング（ＲＩＥ）技術を使用してエッチングされる。スペーサ５８０は、ゲート電極５５５の上部表面に形成されているシリサイド層を、ソース５７０Ａおよびドレイン５７０Ｂに堆積されている他のシリサイド層から電気的に分離する。電気分離側壁スペーサ５８０は、酸化シリコンなどの他の材料から製作可能である点に注目すべきである。側壁スペーサ５８０を形成するのに使用される酸化シリコン層は通常、約６００℃〜約１，０００℃の範囲の温度でテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の供給ガスからＣＶＤやＰＥＣＶＤによって堆積される。スペーサ５８０は注入およびＲＴＰ活性化後に形成されるものとして示されているが、スペーサ５８０はソース／ドレイン注入およびＲＴＰ活性化前に形成されてもよい。
【００６３】
[0069]図５Ｅを参照すると、自然酸化シリコン層５８５は通常、プロセスの前後に雰囲気に暴露されることによって暴露シリコン表面上に形成される。自然酸化シリコン層５８５は、形成された金属シリサイドの合金反応および導電性を改良するために、ゲート電極５５５、ソース５７０Ａおよびドレイン５７０Ｂ上に導電性金属シリサイドコンタクトを形成する前に除去されなければならない。自然酸化シリコン層５８５は半導体材料の電気抵抗を増大させ、引き続き堆積されるシリコンおよび金属の層のシリサイド化反応に悪影響を与える恐れがある。従って、アクティブ電子デバイスを相互接続するための金属シリサイドコンタクトや導体を形成する前に、上記ドライエッチングプロセスを使用してこの自然二酸化シリコン層５８５を除去する必要がある。上記ドライエッチングプロセスは、図５Ｆに示されているように、自然酸化シリコン層５８５を除去してソース５７０Ａ、ドレイン５７０Ｂおよびゲート電極５５５の上部表面を暴露するために使用されてもよい。浅型トレンチ分離５４５Ａおよび５４５Ｂにおける酸化物もまたドライエッチングプロセスに暴露されてもよい。反応ガスの比などの適切な調整が、異なる表面での均一な除去レートを取得するためにドライエッチングプロセスに適用されてもよい。
【００６４】
[0070]その後、図５Ｇに図示されているように、物理気相堆積法（ＰＶＤ）やスパッタリングプロセスが金属層５９０を堆積するために使用される。従来の炉アニーリングが次いで、金属およびシリコンの層をアニーリングして、金属層５９０がシリコンと接触している領域に金属シリサイドを形成するために使用される。アニーリングは通常個別処理システムで実行される。従って、保護キャップ層（図示せず）が金属５９０上に堆積されてもよい。キャップ層は通常窒化物材料であり、また窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化ハフニウムおよび窒化シリコンからなる群より選択される１つ以上の材料を含んでもよい。キャップ層は任意の堆積プロセスによって、好ましくはＰＶＤによって堆積されてもよい。
【００６５】
[0071]アニーリングは通常、約３０分間窒素雰囲気において６００℃〜８００℃の温度にＭＯＳＦＥＴ構造５００を加熱するステップを伴う。代替的に、金属シリサイド５９５は、ＭＯＳＦＥＴ構造５００が通常約３０秒間約１，０００℃に急速加熱される急速加熱アニーリングプロセスを利用して形成可能である。適切な導電金属は、コバルト、チタン、ニッケル、タングステン、プラチナ、および、低接触抵抗を有し、かつ多結晶シリコンおよび単結晶シリコンの両方との確実な金属シリサイド接触を形成可能な任意の他の材料を含んでいる。
【００６６】
[0072]金属層５９０の未反応部分は、金属シリサイド５９５を攻撃することなく金属を除去する王水（ＨＣｌおよびＨＮＯ３）、スペーサ５８０またはフィールド酸化物５４５Ａ、Ｂを使用するウェットエッチングによって除去可能であり、図５Ｈに示されているように、ゲート電極５５５、ソース５７０Ａおよびドレイン５７０Ｂ上に自己整列金属シリサイド５９５を残す。その後、例えば酸化シリコン、ＢＰＳＧまたはＰＳＧを備える絶縁カバー層が電極構造上に堆積可能である。絶縁カバー層はＣＶＤチャンバにおける化学気相堆積法によって堆積され、ここで材料は、例えば、参照して本明細書に組み込まれている１９９６年３月１９日に発行された、同一出願人による米国特許第５，５００，２４９号に説明されているように、低圧または大気圧で供給ガスから凝縮する。その後、ＭＯＳＦＥＴ構造５００は、平滑な平坦化表面を形成するためにガラス遷移温度でアニーリングされる。
【００６７】
[0073]上記プロセスシーケンスはＭＯＳＦＥＴデバイスの形成に関して説明されてきたが、本明細書に説明されているドライエッチングプロセスもまた、種々の酸化物の除去を必要とする他の半導体構造およびデバイスを形成するために使用可能である。ドライエッチングプロセスはまた、例えばアルミニウム、銅、コバルト、ニッケル、シリコン、チタン、パラジウム、ハフニウム、ホウ素、タングステン、タンタルまたはこれらの混合物を含む異なる金属の層の堆積前に使用可能である。
【００６８】
[0074]一実施形態では、本発明のドライエッチングプロセスは水溶性エッチングプロセスと組み合わされてもよい。例えば、少なくとも２つの酸化物を有する酸化物構造について、ドライエッチングプロセスは、第１の酸化物を選択的に除去して、第２の酸化物に対する第１の酸化物の特徴部を完全または部分的に低減するために使用されてもよい。第２の酸化物を除去するために、水溶性ＨＦエッチングプロセスが続いてもよい。
【００６９】
[0075]上記説明についてのより良好な理解を提供するために、以下の非制限的実施例が提示される。実施例は特定の実施形態を目的としてもよいが、実施例は特定の態様に本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７０】
[0076]エッチング中、２ｓｃｃｍのＮＦ３、１０ｓｃｃｍのＮＨ３および２，５００ｓｃｃｍのアルゴンのガス混合物が、処理チャンバ１００などの真空チャンバに導入された。ガス混合物のプラズマが１００ワットの電力を使用して着火された。底部パージは１，５００ｓｃｃｍのアルゴンであり、縁パージは５０ｓｃｃｍのアルゴンであった。チャンバ圧力は約６トールに維持され、基板温度は約２２℃であった。基板は１２０秒間エッチングされた。
【００７１】
[0077]アニーリング中、間隔は７５０ミリメートルであり、蓋温度は１２０℃であった。基板は約６０秒間アニーリングされた。約５０オングストロームの材料が基板表面から除去された。アニーリング効果は観察されなかった。エッチングレートは毎秒約０．４６オングストローム（２８Å／分）であった。観察されたエッチング均一性は５０Åエッチングの約５％であった。
【００７２】
[0078]特に示されない限り、明細書および特許請求の範囲で使用されている成分量、特性、反応条件などを表す、全ての数字は近似値として理解されるべきである。これらの近似値は、本発明によって取得されると思われる所望の特性および測定値誤差に基づいており、報告されている有効桁数に照らして、また普通の丸め技術を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。さらに、温度、圧力、間隔、モル比、流量などを含むここで表されている数量のいずれかは、所望のエッチング選択率および粒子性能を達成するためにさらに最適化可能である。
【００７３】
[0079]上記は本発明の実施形態を目的としているが、本発明の他のさらなる実施形態がこの基本的範囲から逸脱することなく考案されてもよく、またこの範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】浅型トレンチ分離をその中に形成している基板ブロックの部分的斜視図を概略的に図示している。
【図２】浅型トレンチ分離の部分図を概略的に図示している。
【図３】本発明の一実施形態に従った処理チャンバの断面図を概略的に図示している。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｅ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｆ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｇ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｈ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図４Ｉ】本発明の一実施形態に従って浅型トレンチ分離を形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ａ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｂ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｃ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｄ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｅ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｆ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｇ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【図５Ｈ】ＳＴＩにおいて分離されている電子デバイスを形成するための製作シーケンスの断面概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…シリコンベース、２…浅型トレンチ、３…ソース、４…ドレイン、５…ポリ、６…ゲート酸化物層、７…熱酸化物層、８…堆積酸化物層、９…ギャップ、１０…基板ブロック、１００…処理チャンバ、１１０…基板、１１２…チャンバ本体、１１３…チャネル、１２７…スロットルバルブ、１２９…ポンピングチャネル、１３１…真空ポート、１３３…ライナー、１３５…アパーチャー、１４０…遠隔プラズマ発生器、１６０…スリットバルブ開口、２００…蓋アセンブリ、２１０…蓋縁部、２２０…ガス送出アセンブリ、２２５…ガス分布プレート、２２５Ａ…ホール、２４０…電極、２５０…上部プレート、２６１、２６２、２６３…容積、２７０…加熱要素、３００…サポートアセンブリ、３１０…サポート部材、３１４…シャフト、３２０…リフトリング、３２５…リフトピン、３３０…リフト機構、３３３…ベローズ、３４０…電源、４０１…半導体基板、４０２…バリア酸化物層、４０３…堆積窒化物層、４０４…フォトレジスト層、４０５…トレンチパターン、４０６…浅型トレンチ、４０７…ライナー酸化物層、４０８…窒化物層、４０９…トレンチ酸化物、５２５…基板、５４５Ａ，５４５Ｂ…浅型トレンチ分離、５５０…ゲート酸化物層、５５５…ゲート電極、５６０…絶縁性誘電層、５７０Ａ…ソース、５７０Ｂ…ドレイン、５７５…窒化シリコン層、５８０…スペーサ、５８５…自然酸化シリコン層、５９０…金属層、５９５…金属シリサイド
【図１】
2008205440.tif 000003
【図２】
2008205440.tif 000004
【図３】
2008205440.tif 000005
【図４Ａ】
2008205440.tif 000006
【図４Ｂ】
2008205440.tif 000007
【図４Ｃ】
2008205440.tif 000008
【図４Ｄ】
2008205440.tif 000009
【図４Ｅ】
2008205440.tif 000010
【図４Ｆ】
2008205440.tif 000011
【図４Ｇ】
2008205440.tif 000012
【図４Ｈ】
2008205440.tif 000013
【図４Ｉ】
2008205440.tif 000014
【図５Ａ】
2008205440.tif 000015
【図５Ｂ】
2008205440.tif 000016
【図５Ｃ】
2008205440.tif 000017
【図５Ｄ】
2008205440.tif 000018
【図５Ｅ】
2008205440.tif 000019
【図５Ｆ】
2008205440.tif 000020
【図５Ｇ】
2008205440.tif 000021
【図５Ｈ】
2008205440.tif 000022
【外国語明細書】
2008205440000001.pdf