(57)【要約】【課題】半導体堆積チャンバーの機器及び用具において通常見出される二酸化ケイ素（石英）及びＳｉＮ表面からＴｉＮを選択的にエッチングするための改良された方法を提供する。【解決手段】その上にＴｉＮを有するＳｉＯ2又はＳｉＮ表面をＸｅＦ2と接触領域において接触させてＴｉＮを揮発性種に選択的に転化し、次いで、該揮発性種を前記接触領域から除去する。ＸｅＦ2は前もって形成することができるか又はＸｅとフッ素化合物との反応によってその場形成することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化ケイ素又は窒化ケイ素を有する表面を二フッ化キセノンから構成されるエッチング剤ガスと接触領域において接触させ、該二酸化ケイ素又は窒化ケイ素が揮発性成分に転化されるのに優先して窒化チタンを揮発性種に選択的に転化する工程、及び
該揮発性種を前記接触領域から除去する工程
を含む、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素を有する表面から窒化チタンを選択的にエッチングするための方法。
【請求項２】
前記二フッ化キセノンが前記接触領域への導入前に前もって形成され、前記接触工程の温度が少なくとも１００℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触領域の圧力が少なくとも０．１Ｔｏｒｒである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記表面が二酸化ケイ素でコーティングされている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記接触工程の際の温度が１５０〜５００℃である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力が０．２〜１０Ｔｏｒｒである、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記二フッ化キセノンが、キセノンとフッ素化合物との反応によってその場形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記二フッ化キセノンのその場形成が、キセノンをフッ素化合物と遠隔プラズマ発生器において接触させることにより達成される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記フッ素化合物が、ＮＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8及びＳｉＦ6からなる群より選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記接触領域の温度が５０〜５００℃である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記エッチング剤ガスが、その場形成された二フッ化キセノンとアルゴンから構成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
Ｘｅとフッ素化合物のモル比が１：１０〜１０：１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記接触領域において用いられる温度が１００〜３００℃である、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
圧力が１〜１０Ｔｏｒｒである、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
不要な堆積残留物をエッチング剤ガスと接触させて該不要な残留物を揮発性種に転化し、次いで該揮発性種を半導体堆積チャンバーから除去する、不要な堆積残留物から半導体堆積チャンバーを洗浄するためのプロセスにおいて、
窒化チタンから構成される不要な堆積残留物を二酸化ケイ素又は窒化ケイ素の表面を含む半導体堆積チャンバーからエッチング剤ガスとして二フッ化キセノンを用いて除去することを含む、上記プロセスの改良された方法。
【請求項１６】
前記二フッ化キセノンが、前記不要な残留物との接触前に前もって形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接触の際の温度が１５０〜５００℃であり、圧力が０．２〜１０Ｔｏｒｒである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記二フッ化キセノンがキセノンとフッ素化合物との反応によってその場形成され、該二フッ化キセノンのその場形成がキセノンを前記フッ素化合物と遠隔プラズマ発生器において接触させることにより達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記フッ素化合物が、ＮＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8及びＳｉＦ6からなる群より選択される、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エレクトロニクス産業では、半導体などの電子部品を製造するために、選択された材料をターゲット基材上に堆積する種々の堆積技術が開発されている。１つのタイプの堆積プロセスは、ガス状反応体が加熱された処理チャンバーに導入され、結果として膜が所望の基材上に堆積される化学気相成長（ＣＶＤ）である。１つの下位タイプのＣＶＤは、プラズマがＣＶＤの処理チャンバー中に作られるプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）に関するものである。
【０００２】
一般的に、すべての堆積法において、ターゲット基材以外の表面に膜及び粒子状物質が蓄積し、即ち、堆積材料はまた、壁、用具表面、サセプタ及び堆積プロセスで用いられる他の機器上にも堆積する。壁、用具表面、サセプタ及び他の機器上に蓄積する任意の材料、膜などは、汚染物質とみなされ、電子製品の部品に欠陥をもたらす場合がある。
【０００３】
堆積チャンバー、用具及び機器は、不要な汚染堆積材料を除去するために定期的に洗浄しなければならないことが十分理解される。堆積チャンバー、用具及び機器を洗浄する一般に好ましい方法は、エッチング剤洗浄物質としてペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）、例えば、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8、ＳＦ6及びＮＦ3を使用することを伴う。これらの洗浄操作では、通常、プロセスガスにおいて運ばれる化学的に活性なフッ素種により、不要な汚染残留物が揮発性生成物に転化される。次いで、この揮発性生成物がプロセスガスによって反応器から一掃される。
【０００４】
以下の参考文献は、半導体製造における膜の堆積、堆積チャンバー、用具及び機器の洗浄、並びに基材のエッチングのための方法の代表的なものである。
【０００５】
特許文献１は、コールドウォールＣＶＤチャンバーの低温洗浄のための方法を開示している。この方法は、水分のない条件下においてその場で実施される。種々の材料、例えば、エピタキシャルシリコン、ポリシリコン、窒化ケイ素、酸化ケイ素、並びに耐熱金属、チタン、タングステン及びそれらのケイ化物の膜の洗浄は、エッチング剤ガス、例えば、三フッ化窒素、三フッ化塩素、六フッ化硫黄及び四フッ化炭素を用いて達成される。
【０００６】
特許文献２は、イオン増強プラズマにおけるエッチング剤としてフッ素化合物、例えば、ＮＦ3及びＣ2Ｆ6を用いた導電性材料の異方性エッチングを開示している。エッチング剤は、フッ素化合物と、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ及びＫｒからなる群より選択された希ガスとからなる。試験基材は基材と関連した集積回路を含む。１つの実施態様においては、チタン層が絶縁層の上に形成され、タングステンプラグと接触している。次いで、アルミニウム−銅の合金層がチタン層の上に形成され、窒化チタン層がその上に形成される。
【０００７】
特許文献３は、材料をエッチング若しくは堆積するか又はリソグラフィマスク中の欠陥を修復するための電子ビーム処理の使用を開示している。１つの実施態様においては、二フッ化キセノンが電子ビームで活性化され、タングステン及び窒化タンタルがエッチングされる。
【０００８】
特許文献４は、ＣＶＤ堆積のハードウェア、ボート、チューブ及び石英製品並びに半導体ウェハのその場洗浄のためのＮＦ3の使用を開示している。ＮＦ3が３５０℃を超えて加熱された反応器に窒化ケイ素、多結晶シリコン、ケイ化チタン、ケイ化タングステン、耐熱金属及びケイ化物を除去するのに十分な時間にわたって導入される。
【０００９】
非特許文献１は、ＸｅＦ2とＳｉ（１００）（２Ｘ１）を２５０Ｋで相互作用させることを開示しており、Ｆ2との比較を与えている。ＸｅＦ2は室温でＳｉと速やかにかつ等方的に反応することが見出された。
【００１０】
非特許文献２は、気相で室温の等方性シリコンエッチング剤としてＸｅＦ2を使用することを開示しており、微小電気機械システムにおいて用いられる多くの材料、例えば、アルミニウム、フォトレジスト及び二酸化ケイ素に関して高い選択性を有すると述べている。１１９頁において、ＸｅＦ2は、シリコン基材上にパターニングされた場合に二酸化ケイ素並びに銅、金、チタン−ニッケル合金及びアクリルに対して１０００：１を超える選択性を有すると述べている。
【００１１】
非特許文献３は、シリコンのための等方性気相エッチング剤としてのＸｅＦ2の使用を開示している。ＸｅＦ2は、集積回路の製作において多くの金属、誘電体及びポリマーに対して高い選択性を有すると報告している。著者らはまた、１６３７頁において、ＸｅＦ2が、アルミニウム、クロム、窒化チタン、タングステン、二酸化ケイ素及び炭化ケイ素をエッチングしなかったと述べている。有意なエッチングはまた、それぞれモリブデン：シリコン及びチタン：シリコンに関しても観測された。
【００１２】
非特許文献４は、固体シリコンをエッチングする際に、ＣＨ4のフッ化炭素プラズマ誘起解離において生成したＦ原子とＣＦ3ラジカルを用いて揮発性のＳｉＦ4種を生成することを開示している。この論文は、ＸｅＦ2を使用して３００Ｋ、１．４×１０-2Ｔｏｒｒでシリコンをエッチングすることに向けられている。他の実験で、ＸｅＦ2がモリブデン、チタン及び場合によりタングステンを速やかにエッチングすることも示されている。ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4及びＳｉＣのエッチングはＸｅＦ2に関して有効ではなかったが、エッチングは電子又はイオン衝撃の存在下では有効であった。著者らは、これらの材料のエッチングにはＦ原子だけでなく放射線又は高温も必要とされると結論付けた。
【００１３】
【特許文献１】米国特許第５，４２１，９５７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０５１，０５２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／００４７６９１号明細書
【特許文献４】英国特許出願公開第２，１８３，２０４号明細書
【非特許文献１】Ｈｏｌｔ，Ｊ．Ｒ．らのＣｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＸｅＦ2 ａｎｄ Ｆ2 ｗｉｔｈ Ｓｉ（１００）（２Ｘ１），Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ ２００２，１０６，８３９９〜８４０６
【非特許文献２】Ｃｈａｎｇ，Ｆ．Ｉ．のＧａｓ−Ｐｈａｓｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ｘｅｎｏｎ Ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ，ＳＰＩＥ 第２６４１巻／１１７〜１２７
【非特許文献３】Ｉｓｓａｃ，Ｗ．Ｃ．らのＧａｓ Ｐｈａｓｅ Ｐｕｌｓｅ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｏｒ ＭＥＭＳ Ｗｉｔｈ Ｘｅｎｏｎ Ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ，１９９９ ＩＥＥＥ，１６３７〜１６４２
【非特許文献４】ＷｉｎｔｅｒｓらのＴｈｅ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｗｉｔｈ ＸｅＦ2 Ｖａｐｏｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３４（１）１ Ｊａｎｕａｒｙ １９７９，７０〜７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）でコーティングされた表面から除去の難しい窒化チタン（ＴｉＮ）膜を除去するのに使用できる新規のエッチング剤を見出すという産業界の目的がある。これらの表面は、半導体の堆積チャンバー、特に石英チャンバー及び石英製品、半導体ツール及び機器の壁に見出される。ＴｉＮ膜を攻撃する従来のフッ素系エッチング剤の多くは、同様にＳｉＯ2及びＳｉＮ表面も攻撃するので、半導体堆積チャンバー及び機器からのＴｉＮ堆積生成物の除去には許容できない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、二酸化ケイ素（石英）表面、例えば、半導体堆積チャンバー及び半導体ツールにおいて通常見出されるもの、並びに半導体ツールの部品などにおいて通常見出される窒化ケイ素（ＳｉＮ）表面から窒化チタン（ＴｉＮ）膜及び堆積生成物を選択的に除去するための改善された方法に関する。表面を汚染する不要な成分を除去するための基本的な方法では、エッチング剤は、接触領域において不要な成分と接触され、不要な成分が揮発性種に転化される。次いで、この揮発性種が接触領域から除去される。接触領域において不要なＴｉＮ堆積材料をＳｉＯ2及びＳｉＮからなる群より選択される表面から除去するための基本的な方法の改善は、エッチング剤として二フッ化キセノン（ＸｅＦ2）を用いることにある。条件は、ＳｉＯ2及びＳｉＮからなる群より選択される表面が揮発性成分に転化されないように制御される。
【００１６】
半導体堆積チャンバー（反応チャンバーと称されることもある）、ツール部品、機器などから除去することが非常に難しい堆積材料及びＴｉＮ膜を選択的にエッチングするという観点で有意な利点としては、
石英、即ち、堆積チャンバーの洗浄において見られるＳｉＯ2及びＳｉＮでコーティングされた表面からＴｉＮ膜を選択的に除去できること、
適度な温度で石英表面からＴｉＮ膜を除去できること、
遠隔プラズマ中でフッ素原子の攻撃により通常生じる負の効果なしで、遠隔プラズマ中でペルフルオロエッチング剤を活性化してＳｉＯ2及びＳｉＮ表面からＴｉＮ膜を除去できること
が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
窒化チタン（ＴｉＮ）の堆積は、集積回路、電気部品などの製作においてエレクトロニクス産業で通常実施されている。堆積プロセスでは、ＴｉＮの幾らかは、ターゲット基材の表面以外の表面、例えば、堆積チャンバー内の壁や表面に堆積する。ＸｅＦ2は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）表面を汚染するＴｉＮのための選択的エッチング剤として有効であることが見出された。この知見では、表面、例えば、二酸化ケイ素（石英）又は窒化ケイ素でコーティング又はライニングされた半導体の反応器又は堆積チャンバー、ツール、機器、部品及びチップにおいて見出される表面を汚染する不要なＴｉＮ膜及び堆積材料を除去するためのエッチング剤として二フッ化キセノン（ＸｅＦ2）を使用することができる。
【００１８】
ＳｉＯ2及びＳｉＮ表面、例えば、堆積チャンバーの表面からの不要なＴｉＮ残留物の除去において、ＸｅＦ2はＴｉＮを揮発性ＴｉＦ4に転化するための条件下で接触領域において表面と接触され、次いで、この揮発性種が接触領域から除去される。ＸｅＦ2は、不活性ガス、例えば、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅなどとともに添加される場合が多い。
【００１９】
ＴｉＮ堆積材料をＳｉＮ及びＳｉＯ2表面から除去するための方法の実施においては、ＸｅＦ2は接触領域への導入前に前もって形成することができるか、又は本発明の目的のために及び本明細書での規定により、ＸｅＦ2は２つの方法によってその場で形成することができる。ＸｅＦ2のその場形成の１つの実施態様では、少なくともこれは、認められる反応から結果として得られる生成物であると考えられ、キセノン（Ｘｅ）はフッ素化合物に添加され、遠隔プラズマ発生器に装入される。Ｘｅは得られた遠隔プラズマ中に存在するＦ原子と反応してＸｅＦ2を形成する。その場の実施態様の変形態様では、フッ素化合物が遠隔プラズマ発生器に添加され、次いで、Ｘｅが遠隔プラズマ発生器の下流でＦ原子を含有する遠隔プラズマに添加される。
【００２０】
その場法によってＸｅＦ2を形成するためのこのフッ素化合物の具体例としては、ＮＦ3、ペルフルオロカーボン、例えば、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8、及び硫黄誘導体、例えば、ＳＦ6が挙げられる。好ましい実施態様においては、ＮＦ3がＸｅＦ2のその場形成のためのフッ素化合物として用いられる。
【００２１】
Ｘｅとフッ素化合物は、広い範囲でＸｅＦ2を形成するその場プロセスにおいて使用することができる。Ｘｅ：フッ素化合物のモル比は、遠隔プラズマ中のＦ原子のレベルに対して形成されるＸｅＦ2の量に依存している。好ましいモル比は、Ｘｅとフッ素化合物が１：１０〜１０：１である。任意選択で、不活性ガス、例えば、アルゴンを、ＳｉＯ2及びＳｉＮに対するＴｉＮの選択的エッチングを調整する手段として、ＸｅＦ2の遠隔プラズマ発生において含めることができる。
【００２２】
二酸化ケイ素表面（石英）及びＳｉＮ表面からＴｉＮ膜を選択的にエッチングするための温度は、主としてプロセスが実施される方法に依存している。それは、ＸｅＦ2が前もって形成されて接触領域に直接的に添加される場合に、温度は、少なくとも１００℃、例えば、１００〜８００℃、好ましくは１５０〜５００℃まで上げるべきであることを意味している。ＸｅＦ2の圧力は、少なくとも０．１Ｔｏｒｒ、例えば、０．１〜２０Ｔｏｒｒ、好ましくは０．２〜１０Ｔｏｒｒであるべきである。エッチング（Ｓｉエッチング）の速度が温度の上昇とともに減少する従来技術のプロセスとは対照的に、ここでのエッチング速度は温度の上昇とともに増加する。ＴｉＦ4はこれらの条件下では揮発性であり、ＳｉＯ2及びＳｉＮ表面から容易に除去されるので、温度を上げるとＴｉＮのエッチング速度が増加すると考えられる。より低い温度では、ＳｉＯ2及びＳｉＮ表面付近のＴｉＦ4種がＸｅＦ2の攻撃をブロックしたままになってしまう。
【００２３】
ＸｅＦ2を形成するその場プロセスでは、洗浄又はエッチングは遠隔プラズマの存在下で行われる。遠隔プラズマが存在する場合の温度は、５０〜５００℃、好ましくは１００〜３００℃であることができる。
【００２４】
ＳｉＯ2及びＳｉＮ表面からのＴｉＮの除去に適した圧力は、０．５〜５０Ｔｏｒｒ、好ましくは１〜１０Ｔｏｒｒである。
【００２５】
以下の例は、本発明の種々の実施態様を説明するために与えられるものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【実施例】
【００２６】
［例１］
［種々の温度及び圧力での堆積材料のエッチングにおけるＸｅＦ2の有効性］
本例では、ＴｉＮ、ＳｉＯ2及びＳｉＮに関するエッチ速度を、種々の温度及び圧力でエッチング剤としてＸｅＦ2を用いて測定した。実験試料は、ＴｉＮ、ＳｉＯ2及びＳｉＮの薄膜でコーティングしたＳｉウェハから調製した。エッチ速度は、最初の膜厚とエッチング又は処理条件に所定時間さらした後の膜厚との間の薄膜の厚さ変化によって計算した。
【００２７】
エッチングを達成するために、大部分のＸｅＦ2ガスは、シリンダーから未使用の遠隔プラズマ発生器を介して反応器へ導入した。反応器チャンバー中のＸｅＦ2ガスの圧力は、所望の圧力に達するとすぐにシリンダーからの流れを止めることにより一定に保持した。
【００２８】
試験片は、異なる基材温度を維持するのに使用する台座加熱器の表面上に置いた。結果を下表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
上記の結果は、０．５〜１Ｔｏｒｒの圧力では、ＸｅＦ2は、１５０〜３００℃の高温でＴｉＮ膜をエッチングするのに有効であり、２５℃室温で有効であることを示している。驚くべきことに、ＸｅＦ2は、用いられたいずれの温度及び圧力でもＳｉＯ2又はＳｉＮ表面をエッチングしなかったが、このような温度でＴｉＮ膜をエッチングした。これらの高温でＸｅＦ2がＳｉＯ2及びＳｉＮ表面をエッチングせず、ＴｉＮ膜をエッチングしたことから、ＸｅＦ2はＳｉＯ2及びＳｉＮ表面からのＴｉＮ膜及び粒子のための選択的なエッチング剤として使用することができると結論付けた。
【００３１】
［例２］
［ＸｅとＮＦ3の反応によるＸｅＦ2のその場形成］
本例では、ＭＫＳ Ａｓｔｒｏｎ遠隔プラズマ発生器を反応チャンバーの上部に取り付けた。Ａｓｔｒｏｎ発生器の出口と試料片との距離は約６インチであった。遠隔プラズマ発生器をオンにし、しかし、反応チャンバーの台座加熱器はオフにした。チャンバーを室温で維持した。遠隔プラズマを用いたＳｉとＳｉＯ2両方の基材のエッチ速度を比較の目的で測定した。
【００３２】
遠隔プラズマに対するプロセスガスはＮＦ3であり、それを種々の量で第２のガス流と混合した。第２のガス流は、Ｘｅ、アルゴン（Ａｒ）又はそれらの組み合わせから構成した。反応器チャンバーへの合計のガス流量は４００ｓｃｃｍで固定し、ＮＦ3の流量を８０ｓｃｃｍで固定した。第２のガス流の合計流量を３２０ｓｃｃｍで維持しながら、Ｘｅの流量と第２のガス流の合計流量の比（Ｘｅ／（Ａｒ＋Ｘｅ））を０（追加のプロセスガスとしてＡｒのみ）と１（追加のプロセスガスとしてＸｅのみ）の間で変化させた。Ｓｉ基材のエッチングの結果を図１に示し、ＳｉＯ2基材のエッチングの結果を図２に示す。
【００３３】
図１に示すように、プロセスガスＮＦ3に対してＸｅを添加することでＳｉのエッチ速度が向上した。遠隔プラズマ発生器にＮＦ3とともにＸｅを添加することでＳｉのエッチングを向上させるプラズマが発生するということは意外であった。
【００３４】
図２は、ＮＦ3／アルゴンプラズマにＸｅを添加することでＳｉＯ2基材のエッチ速度が抑制されたことを示しており、このことは予想外であった。遠隔プラズマ中に存在するＦ原子はＳｉＯ2に基づく基材を攻撃する。図１の分析とともに、プラズマにＸｅを添加することで、ＸｅＦ2がその場形成され、結果としてＳｉ基材のエッチングは向上するが、例１で言及したようにＳｉＯ2基材のエッチングは低減又は抑制されると考えられる。
【００３５】
図３は、ＳｉＯ2に対するＳｉのエッチ選択性に関し、ＮＦ3プロセスガスへのＸｅの添加効果を比較するために与えられる。図１と図２の結果を比較することで分かるように、図３は、ＳｉＯ2に対するＳｉのエッチ選択性がプロセスガス中のＸｅ量を増加するにつれて向上したことを示している。具体的には、ガス流中のＸｅの割合が０％〜１００％まで増えたときに、選択性は３０〜２５０まで向上した。
【００３６】
［例３］
［ＴｉＮとＳｉＯ2のエッチ速度に関する遠隔プラズマ及び温度の効果］
本例では、遠隔プラズマ発生器と台座加熱器の両方をオンにし、種々の基材温度で遠隔プラズマを用いてＴｉＮとＳｉＯ2両方のエッチ速度の測定を可能にしたこと以外は、例２の手順に従った。
【００３７】
実験の第１の組において、ＮＦ3とＸｅの混合物をプロセスガスとして使用し、ＴｉＮとＳｉＯ2のエッチ速度を測定した。Ｘｅの流量は３２０ｓｃｃｍで固定した。温度は１００℃から１５０℃まで変化させた。これらの実験の結果をＴｉＮとＳｉＯ2に関してそれぞれ図４と図５に四角の点として示す。
【００３８】
実験の第２の組において、ＮＦ3とアルゴン（Ａｒ）の混合物をプロセスガスとして使用し、ＴｉＮとＳｉＯ2のエッチ速度を測定した。Ａｒの流量は３２０ｓｃｃｍで固定した。温度は１００℃から１５０℃まで変化させた。これらの実験の結果をＴｉＮとＳｉＯ2に関してそれぞれ図４と図５に菱形の点として示す。
【００３９】
図４に示すように、プロセスガスにＸｅを添加することで、ＴｉＮのエッチ速度が一般的に１３０℃を超える温度で向上した。図５は、ＮＦ3にＸｅを添加することで、ＮＦ3へのＡｒの添加に対して検討された全ての温度でＳｉＯ2のエッチ速度が抑制されたことを示している。エッチ選択性についてプロセスガスへのＸｅの添加効果は、図４と図５の結果を比較することで知ることができる。
【００４０】
図６はＳｉＯ2に対するＴｉＮのエッチ選択性を示し、このグラフは、Ａｒに比べてＮＦ3プロセスガスへのＸｅの添加に関し、ＴｉＮの選択性が約１１０℃よりも高い温度で、急激には１２０℃よりも高い温度で上昇し始めることを示している。
【００４１】
まとめると、例１は、エッチングが高温で実施される場合に、ＸｅＦ2が二酸化ケイ素及び窒化ケイ素基材に関してＴｉＮ膜の選択的なエッチング剤であることを示している。例３は、遠隔プラズマ中のＮＦ3プロセスガスにＸｅを添加することで、ＮＦ3のみをプロセスガスとして用いた場合のエッチ選択性と比べて、高い（上昇した）温度でのＳｉＯ2に対するＴｉＮのエッチ選択性を高めることができることを示している。ＳｉＯ2に対するＴｉＮの向上した選択性は、石英管炉の用途において、また、ＴｉＮの堆積物をその上に有するＳｉＯ2でコーティングされた部品及び半導体ツールにとって重要である。この方法では、プロセス反応器上に遠隔下流プラズマ装置を連結し、プロセスガスを通すことにより堆積サイクルの間に堆積反応器の洗浄を促進することができる。このような洗浄プロセスのためにＸｅＦ2を用いるよりもむしろフッ素含有ガス、例えば、ＮＦ3とキセノンを組み合わせることが経済的に有利な場合がある（即ち、所有コストがより低い）。本例で記載される洗浄プロセスは、再使用の前にプロセス反応器の部品を洗浄することが唯一の目的であるオフラインプロセスの反応器においても使用することができる。この場合、遠隔下流プラズマ反応器は、部品（堆積反応器からの部品）が配置されたオフラインプロセス反応器上に連結される。次いで、キセノンとフッ素含有ガス、例えば、ＮＦ3を遠隔下流装置に導入した後、洗浄すべき部品を含むチャンバーにプロセスガスが通される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの量の関数としてのシリコン基材のエッチ速度のプロットである。
【図２】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの量の関数としてのＳｉＯ2のエッチ速度のプロットである。
【図３】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの量の関数としてのケイ素／二酸化ケイ素のエッチ選択性を比較するプロットである。
【図４】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの温度及び量の関数としてのＴｉＮのエッチ速度のプロットである。
【図５】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの温度及び量の関数としての二酸化ケイ素のエッチ速度のプロットである。
【図６】ＮＦ3遠隔プラズマ中のＡｒに対するＸｅの量の関数としてのＴｉＮ／二酸化ケイ素のエッチ選択性を比較するプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月30日(2007.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記フッ素化合物が、ＮＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8及びＳＦ6からなる群より選択される、請求項８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
前記フッ素化合物が、ＮＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ3Ｆ8及びＳＦ6からなる群より選択される、請求項１８に記載の方法。
【外国語明細書】
2007150305000001.pdf