(57)【要約】  窒化物を除去するための例示的方法は、フッ素含有前駆体を半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させることを含み得る。方法は、遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成してフッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成すること、及びプラズマ放出物を、基板を収納する半導体処理チャンバの処理領域に流入させることを更に含み得る。基板は高アスペクト比の特徴部を含むことができる。基板は、露出した窒化物の領域と露出した酸化物の領域とを更に含むことができる。方法は、エッチング液を生成するために、水素含有前駆体を処理領域に提供することを更に含み得る。露出した窒化物の少なくとも一部分は、エッチング液を用いて除去することができる。【選択図】図４Ｂ
2022500872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有前駆体を半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させること；
前記フッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成するために、前記遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成すること；
前記プラズマ放出物を前記半導体処理チャンバの処理領域に流入させることであって、前記処理領域が基板を収納し、前記基板が高アスペクト比の特徴部を有し、前記基板が露出した窒化ケイ素の領域と露出した酸化物の領域とを更に含む、前記プラズマ放出物を流入させること；
水素含有前駆体を前記半導体処理チャンバの処理領域中に提供すること；及び
前記露出した酸化物に対して前記露出した窒化ケイ素の少なくとも一部分を選択的に除去すること
を含むエッチング方法。
【請求項２】
前記水素含有前駆体が、前記処理領域に提供されるときに前記遠隔プラズマ領域を迂回する、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記フッ素含有前駆体が三フッ化窒素を含む、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記水素含有前駆体が二原子水素又はフッ化水素の１つを含む、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記水素含有前駆体が酸素を含まない、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記エッチング方法の間に基板の温度が約０℃と約１５０℃の間に維持される、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記半導体処理チャンバ内の圧力が、約０．５トールと約５０トールの間に維持される、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項８】
約５００：１以上の、酸化物に対する窒化ケイ素の選択比を有する、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記露出した酸化物が酸化ケイ素を含む、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記基板が、露出したケイ素の領域を更に含み、前記露出した窒化ケイ素の前記一部分が更に、前記露出したケイ素に対して選択的に除去される、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項１１】
フッ素含有前駆体を半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させること；
前記フッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成するために、前記遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成すること；
前記プラズマ放出物を前記半導体処理チャンバの処理領域に流入させることであって、前記処理領域が基板を収納し、前記基板が、２つの垂直カラムの間に形成されたトレンチを含み、前記２つの垂直カラムの各々が、窒化ケイ素と酸化物材料との交互層を含む、前記プラズマ放出物を流入させること；
前記フッ素含有前駆体を前記処理領域に流入させながら、エッチング液を生成するために、水素含有前駆体を前記処理領域に提供すること；及び
前記エッチング液を用いて、窒化ケイ素の各層から窒化ケイ素の少なくとも一部分を選択的に除去すること
を含むエッチング方法。
【請求項１２】
前記エッチング方法の間に基板の温度が約３０℃と約８５℃の間に維持され、前記半導体処理チャンバが約１トールと約５トールの間に維持される、請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項１３】
前記フッ素含有前駆体の流量と前記水素含有前駆体の流量との比が約１：２以上である、請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項１４】
前記基板が露出したケイ素の領域を含み、窒化ケイ素の各層からの窒化ケイ素の前記一部分が、露出したケイ素に対して選択的に除去される、請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項１５】
前記酸化物材料が酸化ケイ素を含む、請求項１１に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
［０００１］本出願は、２０１８年９月２１日出願の米国特許出願第１６／１３８，５０７号（その内容は、参照によりすべての目的のために全体が本明細書に援用される）の優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明の技術は半導体プロセス及び機器に関する。具体的には、本技術は、窒化物及び／又は酸化物材料の選択的エッチングに関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］集積回路は、基板表面上に複雑にパターン化された材料層を生成するプロセスによって可能になる。基板上にパターン化された材料を生成するには、露出した材料を取り除くための制御された方法が必要である。化学エッチングは、フォトレジストのパターンを下層に転写すること、層を薄くすること、又は表面上に既に存在する特徴の横方向寸法を薄くすることを含む種々の目的のために使用される。多くの場合、一つの物質を別の物質よりも速くエッチングして、例えばパターン転写プロセスを促進するエッチングプロセスを有することが望ましい。上記エッチングプロセスは、第１の物質に対して選択的であると言われる。材料、回路、及びプロセスの多様性の結果として、種々の材料に対して選択性を持ったエッチングプロセスが開発されて来た。
【０００４】
［０００４］エッチングプロセスは、プロセスで使用される材料に基づいて湿式又は乾式と呼ぶことができる。湿式ＨＦエッチングは、他の誘電体及び材料よりも酸化ケイ素を優先的に除去する。しかしながら、湿式プロセスは、一部の制約されたトレンチへの浸透に困難を有することがあり、残りの材料が変形してしまうこともある。基板の処理領域内に形成された局所プラズマにおいて行われるドライエッチングは、より制約のあるトレンチに浸透することができ、壊れやすい残りの構造の変形が抑えられる。しかしながら、局所プラズマは、局所プラズマが放電する際に生じる電気アークによって基板に損傷を与え得る。
【０００５】
［０００５］したがって、高品質のデバイス及び構造を製造するために使用することのできる改善されたシステム及び方法が必要とされている。これらの必要、及びその他の必要は本発明の技術によって対処される。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］窒化物材料を選択的にエッチングするための例示的な方法は、半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域にフッ素含有前駆体を流入させることを含み得る。方法は、遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成してフッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成すること、及びプラズマ放出物を半導体処理チャンバの処理領域に流入させることを更に含み得る。処理領域は基板を収納することができる。基板は高アスペクト比の特徴部を含むことができる。基板は、露出した窒化ケイ素の領域と露出した酸化物の領域とを更に含むことができる。方法は、水素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域中に提供することも含み得る。方法は、露出した酸化物に対して露出した窒化ケイ素の少なくとも一部分を選択的に除去することを更に含み得る。
【０００７】
［０００７］いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は、処理領域に提供されるとき、遠隔プラズマ領域を迂回することができる。いくつかの実施形態では、フッ素含有前駆体は三フッ化窒素を含み得る。いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は、二原子水素又はフッ化水素のうちの一つを含み得る。いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は酸素を含まなくともよい。いくつかの実施形態では、フッ素含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比は、約１：１０と約２：１の間の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、基板の温度は、エッチング方法の間に、約０℃と約１５０℃の間に維持され得る。いくつかの実施形態では、半導体処理チャンバ内の圧力は、約０．５トールと約５０トールの間に維持され得る。いくつかの実施形態では、エッチング方法は、約５００：１以上の、酸化物に対する窒化ケイ素の選択比を含み得る。いくつかの実施形態では、エッチング方法は、露出した窒化ケイ素の窪んだ側壁を生成することができ、窪んだ側壁は、実質的に真っ直ぐな窪み形状を含み得る。いくつかの実施形態では、露出した酸化物は、酸化ケイ素を含み得る。いくつかの実施形態では、基板は、露出したケイ素の領域を更に含み得る。露出した窒化ケイ素の部分は更に、露出したケイ素に対して選択的に除去され得る。
【０００８】
［０００８］窒化物材料を選択的にエッチングするための更なる例示的方法は、半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域にフッ素含有前駆体を流入させることを含み得る。方法は、遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成してフッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成することも含み得る。方法は、半導体処理チャンバの処理領域にプラズマ放出物を流入させることを更に含み得る。処理領域は基板を収納することができる。基板は、２つの垂直カラムの間に形成されたトレンチを含むことができる。２つの垂直カラムの各々は、窒化ケイ素と酸化物材料との交互層を含むことができる。いくつかの実施形態では、方法は、フッ素含有前駆体を処理領域に流入させながら、水素含有前駆体を処理領域に提供してエッチング液を生成することも含み得る。方法は、窒化ケイ素の少なくとも一部分を、エッチング液を用いて、窒化ケイ素の各層から選択的に除去することを更に含み得る。
【０００９】
［０００９］いくつかの実施形態では、基板の温度は、エッチング方法の間に、約３０℃と約８５℃の間に維持され得る。いくつかの実施形態では、半導体処理チャンバ内の圧力は、約１トールと約５トールの間に維持され得る。いくつかの実施形態では、フッ素含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比は、約１：２以上であり得る。いくつかの実施形態では、基板は、露出したケイ素の領域を含み得る。窒化ケイ素の各層からの窒化ケイ素の部分は、露出したケイ素に対して選択的に除去することができる。いくつかの実施形態では、酸化物材料は、酸化ケイ素を含み得る。
【００１０】
［００１０］窒化物材料を選択的にエッチングするための更なる例示的方法は、半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域にフッ素含有前駆体を流入させることを含み得る。方法は、遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成してフッ素含有前駆体のプラズマ放出物を生成することも含み得る。方法は、水素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に流入させることも含み得る。方法は、遠隔プラズマ領域内にプラズマを形成して水素含有前駆体のプラズマ放出物を生成することも含み得る。方法は、フッ素含有前駆体のプラズマ放出物及び水素含有前駆体のプラズマ放出物を半導体処理チャンバの処理領域に流入させることを更に含むことができる。処理領域は基板を収納することができる。基板は高アスペクト比の特徴部を含むことができる。基板は、露出した窒化ケイ素の領域と露出した酸化ケイ素の領域とを更に含むことができる。方法は、露出した酸化ケイ素に対して露出した窒化ケイ素の少なくとも一部分を選択的に除去することを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、基板は、露出したケイ素の領域を更に含むことができ、露出した窒化ケイ素の部分は、露出したケイ素に対して除去することができる。
【００１１】
［００１１］本技術は、従来の技術よりも多くの利益を提供し得る。エッチング副産物は揮発性であり、したがって容易に除去することができる。加えて、本技術は、エッチングされた窪み形状を調節して、凸状、直線状、及び／又は凹状の窪み形状を達成する能力を可能にし得る。本技術はまた、酸化物含有前駆体を使用することのできるエッチング方法と比較して、はるかに高い選択性を達成することができる。これら及び他の実施形態について、それらの利点及び特徴の多くと共に、以下の説明及び添付図面を併用してより詳細に記載する。
【００１２】
［００１２］開示される技術の性質及び利点の更なる理解は、本明細書の残りの部分及び図面を参照することによって実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】［００１３］本技術の実施形態による例示的処理システムの一実施形態の上面図を示す。
【図２】［００１４］例示的な処理システムの断面図を示す。
【図３】［００１５］本技術のいくつかの実施形態による方法の例示的工程を示す。
【図４】［００１６］Ａ及びＢは、本技術のいくつかの実施形態に従って処理されている基板の断面図を示す。
【図５】［００１７］本技術のいくつかの実施形態による方法の例示的工程を示す。
【図６】［００１８］Ａは、本技術のいくつかの実施形態による、前駆体のエッチング量と流量との関係、及び前駆体の選択比と流量との関係を示す。［００１９］Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による、エッチング量とエッチング時間との関係、及び選択比とエッチング時間との関係を示す。［００２０］Ｃは、本技術のいくつかの実施形態による、エッチング量と温度との関係、及び選択比と温度との関係を示す。
【図７】［００２１］Ａ及びＢは、本技術のいくつかの実施形態によって処理されている基板の断面図を示す。
【図８】［００２２］Ａ及びＢは、本技術のいくつかの実施形態による、複数の異なる温度での、前駆体のエッチング量と流量との関係、及び前駆体の選択比と流量との関係を示す。
【図９】［００２３］本技術のいくつかの実施形態よる、種々の材料に関するエッチング量と前駆体の流量との関係を示す。
【図１０】［００２４］本技術のいくつかの実施形態による方法の例示的工程を示す。
【図１１】［００２５］本技術のいくつかの実施形態による、エッチング量とエッチング時間との関係を示す。
【００１４】
［００２６］図面のいくつかは、概略図として含まれている。図面は例示を目的としており、縮尺通りであると明記されていない限り、縮尺通りとみなされないと理解されたい。更に、概略図として、図面は、理解を助けるために提供されており、写実的表現と比較してすべての態様又は情報を含まない場合があり、例示を目的として強調された材料を含むことがある。
【００１５】
［００２７］添付図面では、同様の構成要素及び／又は特徴は同じ参照符号を有しうる。更に、同じ種類の様々な構成要素は、同様の構成要素間を区別する文字により、参照符号に従って区別することができる。本明細書において第１の参照符号のみが使用される場合、その記載は、文字に関係なく、同じ第１の参照符号を有する同様の構成要素のうちのいずれか一つに適用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［００２８］モバイルコンピューティング及びデータセンターの増大する需要により、高容量、高性能ＮＡＮＤフラッシュ技術の必要性は増大を続けている。平面ＮＡＮＤが実際のスケーリングの限界に近づくことで、３Ｄ  ＮＡＮＤがメモリデバイスの２Ｄ  ＮＡＮＤに置き換わりつつある。３Ｄ  ＮＡＮＤ構造を製造するには、積み重ねられた層の合計厚が最大数ミクロンの、酸化ケイ素と窒化ケイ素の交互層といったの２つ以上の材料の交互層を堆積させる必要があり得る。これら積み重ねられた層をエッチングして、トレンチ又はコンタクトホールを生成することができる。加えて、これら２つの交互材料のうちの１つ、又はその少なくとも一部分をトレンチから選択的にエッチングして、メモリセルを形成することができる。３Ｄ  ＮＡＮＤ構造は、形成されるセルの数が増えるにつれて、トレンチ及び他の構造のアスペクト比が劇的に増加する。トレンチの高いアスペクト比のために、従来の湿式法では、特徴部内で材料を上から下まで均一にエッチングし、特徴部内に形成された残留副産物を完全に除去することが困難であった。加えて、湿式プロセスを使用して窒化ケイ素などのエッチングされる材料の窪み形状は、凸状にすることができ、調節又は調整することはできない。いくつかの用途では、比較的真っ直ぐな窪み形状が望ましい場合がある。酸化物に対して窒化物を選択的にエッチングするために、ＮＦ３とＯ２を用いたドライエッチングも検討されてきた。しかしながら、従来のドライエッチングによって得られる選択性は比較的低くなりうる。
【００１７】
［００２９］本技術は、高いアスペクト比を有するトレンチ内の窒化物材料の頂部から底部までの均一なエッチングを可能にするドライエッチングプロセスを実施することによって、これらの問題を克服する。エッチング副産物は揮発性であり、したがって容易に除去することができ、従来の湿式法と比較して、残される残留副産物は実質的にないか、又はほとんどない。更に、本技術は、凸状、直線状、及び／又は凹状の窪み形状を達成するために、エッチングされた窪み形状を調節する能力を提供することができる。本技術はまた、酸化物含有前駆体を使用し得るエッチング方法と比較して、はるかに高い選択性を達成することができる。
【００１８】
［００３０］残りの開示は、開示された技術を利用する具体的なエッチングプロセスを通常通りに特定するが、システム及び方法は、記載されるチャンバで発生し得る堆積及び洗浄プロセスに等しく適用可能であることが容易に理解されるであろう。したがって、この技術は、エッチングプロセス又はチャンバのみへの使用に限定されるとみなすべきではない。更に、本技術の基礎を提供する例示的なチャンバが説明されているが、本技術は、記載される単一チャンバ工程を可能にし得る事実上あらゆる半導体処理チャンバに適用できることを理解されたい。
【００１９】
［００３１］図１は、実施形態による堆積チャンバ、エッチングチャンバ、ベーキングチャンバ、及び硬化チャンバの処理システム１００の一実施形態の上面図を示す。図面では、一対の前面開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）１０２により様々なサイズの基板が供給され、基板はロボットアーム１０４によって受けられ、低圧保持領域１０６の中に置かれた後、タンデムセクション１０９ａ〜ｃに位置決めされた、基板処理チャンバ１０８ａ〜ｆのうちの１つに配置される。第２のロボットアーム１１０を使用して、保持領域１０６から基板処理チャンバ１０８ａ〜ｆまで基板ウエハを搬送し、基板処理チャンバ１０８ａ〜ｆから保持領域１０６まで戻すことができる。各基板処理チャンバ１０８ａ〜ｆは、周期的層堆積（ＣＬＤ）プロセス、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、エッチングプロセス、予洗浄プロセス、ガス抜きプロセス、配向プロセス、及び他の基板プロセスに加えて、ここに記載されたドライエッチングプロセスを含む多数の基板処理工程を実施するために装備され得る。
【００２０】
［００３２］基板処理チャンバ１０８ａ〜ｆは、基板ウエハ上に誘電体フィルムを堆積、アニーリング、硬化、及び／又はエッチングするための１つ又は複数のシステム構成要素を含むことができる。１つの構成では、二対の処理チャンバ、例えば、１０８ｃ〜ｄ及び１０８ｅ〜ｆを使用して、誘電体材料を基板上に堆積させることができ、第３の対の処理チャンバ、例えば、１０８ａ〜ｂを使用して、堆積された誘電体をエッチングすることができる。別の構成では、３対すべてのチャンバ、例えば１０８ａ〜ｆは、基板上の誘電体フィルムをエッチングするように構成され得る。記載されるプロセスのうちのいずれか１つ又は複数は、異なる実施形態に示される製造システムから分離したチャンバ内で実行されてもよい。システム１００において、誘電体フィルムのための堆積チャンバ、エッチングチャンバ、アニーリングチャンバ、及び硬化チャンバの追加の構成が検討されることを理解されたい。
【００２１】
［００３３］図２は、本技術の実施形態による例示的処理システム２００の概略断面図を示す。システム２００は、処理チャンバ２０５及び遠隔プラズマユニット２１０を含むことができる。遠隔プラズマユニット２１０は、１つ又は複数の構成要素を有する処理チャンバ２０５に連結することができる。遠隔プラズマユニット２１０は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５、アイソレータ２２０、圧力板２２５、及び入口アダプタ２３０、ディフューザー２３５、又はミキシングマニホールド２４０のうちの１つ又は複数と連結され得る。ミキシングマニホールド２４０は、処理チャンバ２０５の頂部に連結することができ、且つ処理チャンバ２０５への入口に連結することができる。
【００２２】
［００３４］遠隔プラズマユニットアダプタ２１５は、第１の端部２１１において遠隔プラズマユニット２１０と連結することができ、第１の端部２１１の反対側の第２の端部２１２においてアイソレータ２２０と連結することができる。遠隔プラズマユニットアダプタ２１５を通して、１つ又は複数のチャネルが画定され得る。第１の端部２１１には、チャネル２１３への開口部又はポートが画定され得る。チャネル２１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５内で中央に画定されて、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５を通る中心軸に直角な方向の第１の断面表面積によって特徴付けることができ、前記中心軸は遠隔プラズマユニット２１０からの流れの方向であってよい。チャネル２１３の直径は、遠隔プラズマユニット２１０からの出口ポートと等しいか、又は共通であり得る。チャネル２１３は、第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さによって特徴付けることができる。チャネル２１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５の全長、又は第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さより短い長さを通って延びることができる。例えば、チャネル２１３は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５の、第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さの半分より短い距離に延びても、第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さの半分の距離に延びても、第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さの半分よりも長い距離に延びても、又は第１の端部２１１から第２の端部２１２までの長さの概ね半分の距離に延びてもよい。
【００２３】
［００３５］遠隔プラズマユニットアダプタ２１５は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５の下に画定される１つ又は複数のトレンチ２１４を画定してもよい。トレンチ２１４は、Ｏリング又はエラストマ要素の着座を可能にするために遠隔プラズマユニットアダプタ２１５内に画定された１つ又は複数の環状の窪みであり得るか、又は同窪みを含むことができ、この着座により、アイソレータ２２０との連結が可能になり得る。
【００２４】
［００３６］実施形態では、アイソレータ２２０は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５の第２の端部２１２に連結され得る。アイソレータ２２０は、アイソレータチャネル２２１の周りの環状部材であり得るか、又は同環状部材を含むことができる。アイソレータチャネル２２１は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５を通る流れの方向に、中心軸と軸方向に整列させることができる。アイソレータチャネル２２１は、アイソレータ２２０を通る流れの方向に直角な方向の第２の断面積によって特徴付けることができる。第２の断面積は、チャネル２１３の第１の断面積に等しくても、それより大きくても、又はそれより小さくてもよい。実施形態において、アイソレータチャネル２２１は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５を通るチャネル２１３の直径より大きいか、それと等しいか、又はほぼ同じ直径によって特徴付けることができる。
【００２５】
［００３７］アイソレータ２２０は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５、ミキシングマニホールド２４０、又は他の任意のチャンバ構成要素と同様の又は異なる材料から作製され得る。いくつかの実施形態では、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５及びミキシングマニホールド２４０は、アルミニウムの酸化物、１つ又は複数の表面上の処理されたアルミニウム、又は他のいくつかの材料を含むアルミニウムから作製することができるか、又はそれを含むことができ、アイソレータ２２０は、他のチャンバ構成要素よりも熱伝導性の低い材料であり得るか、又はそのような材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、アイソレータ２２０は、セラミック、プラスチック、又は遠隔プラズマユニット２１０とチャンバ２０５との間に熱破壊を提供するように構成された他の断熱構成要素であり得るか、又はそれを含むことができる。動作中、遠隔プラズマユニット２１０は、チャンバ２０５に対してより低い温度で冷却する又は動作させることができ、チャンバ２０５は、遠隔プラズマユニット２１０に対してより高い温度で加熱する又は動作させることができる。セラミック又は断熱アイソレータ２２０を設けることにより、構成要素間の熱的干渉、電気的干渉、又は他の干渉を防止又は制限することができる。
【００２６】
［００３８］アイソレータ２２０と連結されているのは、圧力板２２５であってもよい。圧力板２２５は、実施形態では、アルミニウム又は別の材料であり得るか、又はそのような材料を含むことができ、圧力板２２５は、実施形態では、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５又はミキシングマニホールド２４０と同様の又は異なる材料で作製することができるか、又はそのような材料を含むことができる。圧力板２２５は、圧力板２２５を通る中央開孔２２３を画定することができる。中央開孔２２３は、アイソレータチャネル２２１に近接する部分から圧力板２２５の反対側まで圧力板２２５を通るテーパ形状によって特徴付けることができる。アイソレータチャネル２２１に近接する中央開孔２２３の一部分は、アイソレータチャネル２２１の断面積と等しいか又は同様の、流れの方向に直角な断面積によって特徴付けることができる。中央開孔２２３は、圧力板２２５の長さの約１０％以上のテーパの割合によって特徴付けることができ、実施形態においては、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１５０％以上、約２００％以上、約３００％以上のテーパの割合によって特徴付けることができる。圧力板２２５は、アイソレータ２２０の下に画定された１つ又は複数のトレンチ２２４を画定することもできる。トレンチ２２４は、アイソレータ２２０との連結を可能にし得る、Ｏリング又はエラストマ要素の着座を可能にするために、圧力板２２５内に画定された１つ又は複数の環状の窪みであり得るか、又は同窪みを含み得る。
【００２７】
［００３９］入口アダプタ２３０は、第１の端部２２６で圧力板２２５に連結することができ、第１の端部２２６とは反対側の第２の端部２２７でディフューザー２３５に連結することができる。入口アダプタ２３０は、入口アダプタ２３０を通るように画定された中央チャネル２２８を画定することができる。中央チャネル２２８は、第１の部分２２９ａ及び第２の部分２２９ｂによって特徴付けることができる。第１の部分２２９ａは、入口アダプタ２３０を通って第１の端部２２６から第１の長さに延びることができ、そこで中央チャネル２２８は第２の部分２２９ｂに移行し、第２の部分２２９ｂは第２の端部２２７まで延びることができる。第１の部分２２９ａは、第１の断面積又は直径によって特徴付けられ、第２の部分２２９ｂは、第１の断面積又は直径より小さい第２の断面積又は直径によって特徴付けられ得る。実施形態では、第１の部分２２９ａの断面積又は直径は、第２の部分２２９ｂの断面積又は直径の２倍の大きさであってよく、実施形態では、約３倍以上、約４倍以上、約５倍以上、約６倍以上、約７倍以上、約８倍以上、約９倍以上、約１０倍以上であってもよい。中央チャネル２２８は、実施形態において、遠隔プラズマユニット２１０から送達される前駆体のプラズマ放出物を提供するように構成することができ、同放出物は、遠隔プラズマユニットアダプタ２１５のチャネル２１３、アイソレータ２２０のアイソレータチャネル２２１、及び圧力板２２５の中央開孔２２３を通ることができる。
【００２８】
［００４０］入口アダプタ２３０はまた、１つ又は複数の第２のチャネル２３１を画定することができ、第２のチャネルは第１の部分２２９ａの下方から第２の端部２２７まで又は第２の端部２２７を通って延びることができる。第２のチャネル２３１は、入口アダプタ２３０を通る中心軸に直角な方向の第２の断面表面積により特徴付けることができる。第２の断面表面積は、実施形態において、第１の部分２２９ａの断面表面積より小さくてもよく、第２の部分２２９ｂの断面表面積又は直径より大きくてもよい。第２のチャネル２３１は、第２の端部２２７において入口アダプタ２３０から出口まで延びることができ、遠隔プラズマユニット２１０から交互に送達される、第１の迂回前駆体などの前駆体のためのアダプタ２３０からの出口を提供することができる。例えば、第２のチャネル２３１は、入口アダプタ２３０の外面、例えば側面に沿って画定される第１のポート２３２から流体的にアクセス可能であり、遠隔プラズマユニット２１０を迂回することができる。第１のポート２３２は、入口アダプタ２３０の長さに沿って第１の部分２２９ａ又はその下にあってよく、第２のチャネル２３１への流体アクセスを提供するように構成することができる。
【００２９】
［００４１］第２のチャネル２３１は、前駆体を、入口アダプタ２３０を通して第２の端部２２７から送達することができる。第２のチャネル２３１は、第１の部分２２９ａと第２の端部２２７との間の入口アダプタ２３０の領域に画定され得る。実施形態において、第２のチャネル２３１は、中央チャネル２２８からアクセス可能でなくてもよい。第２のチャネル２３１は、遠隔プラズマユニット２１０から中央チャネル２２８中に送達されるプラズマ放出物から前駆体を流体的に分離された状態に維持するように構成することができる。第１の迂回前駆体は、第２の端部２２７を通って入口アダプタ２３０を出るまで、プラズマ放出物と接触させないようにすることができる。第２のチャネル２３１は、アダプタ２３０内に画定された１つ又は複数のチャネルを含むことができる。第２のチャネル２３１は、アダプタ２３０内において中央に位置させることができ、中央チャネル２２８と関連付けることができる。例えば、第２のチャネル２３１は、実施形態では、中央チャネル２２８の周りに同心に位置合わせし、画定することができる。第２のチャネル２３１は、実施形態において、入口アダプタ２３０の長さ又は垂直断面を部分的に通って延びる環状又は円筒状チャネルであってよい。いくつかの実施形態では、第２のチャネル２３１は、中央チャネル２２８の周りに半径方向に延びる複数のチャネルであってもよい。
【００３０】
［００４２］入口アダプタ２３０はまた、１つ又は複数の第３のチャネル２３３を画定することができ、第３のチャネルは、第１の部分２２９ａの下から第２の端部２２７まで又は第２の端部２２７を通って延びることができ、第１のポート２３２を二分する平面の下から延びてもよい。第３のチャネル２３３は、入口アダプタ２３０を通る中心軸に直角な方向の第３の断面表面積によって特徴付けることができる。第３の断面表面積は、実施形態において、第１の部分２２９ａの断面表面積より小さくすることができ、第２の部分２２９ｂの断面表面積又は直径より大きくすることができる。第３の断面表面積はまた、図示されるように、第１の部分２２９ａの断面表面積又は直径に等しいか又は同様であり得る。例えば、第３のチャネル２３３の外径は、第１の部分２２９ａの外径に等しくてもよいし、第１の部分２２９ａの外径より小さくてもよい。第３のチャネル２３３は、第２の端部２２７において入口アダプタ２３０から出口まで延びることができ、遠隔プラズマユニット２１０から交互に送達される、第２の迂回前駆体などの前駆体のためのアダプタ２３０からの出口を提供することができる。例えば、第３のチャネル２３３は、入口アダプタ２３０の外面、例えば側面に沿って画定される第２のポート２３４から流体的にアクセス可能であり、遠隔プラズマユニット２１０を迂回することができる。第２のポート２３４は、第１のポート２３２として、入口アダプタ２３０の反対側又はその一部分に位置していてよい。第２のポート２３４は、入口アダプタ２３０の長さに沿って第１の部分２２９ａ又はその下にあってよく、第３のチャネル２３３への流体アクセスを提供するように構成することができる。第２のポート２３４はまた、実施形態において、入口アダプタ２３０の長さに沿って第１のポート２３２又はその下にあってもよい。
【００３１】
［００４３］第３のチャネル２３３は、第２の迂回前駆体を、入口アダプタ２３０を通して第２の端部２２７から送達することができる。第３のチャネル２３３は、第１の部分２２９ａと第２の端部２２７との間の入口アダプタ２３０の領域に画定され得る。実施形態において、第３のチャネル２３３は、中央チャネル２２８からアクセス可能でなくてもよい。第３のチャネル２３３は、第２の迂回前駆体を、遠隔プラズマユニット２１０から中央チャネル２２８中に送達されたプラズマ放出物から、及び第１のポート２３２を通って第２のチャネル２３１に送達された第１の迂回前駆体から、流体的に分離された維持するように構成され得る。第２の迂回前駆体は、第２の端部２２７を通って入口アダプタ２３０を出るまで、プラズマ放出物又は第１の迂回前駆体と接触させないようにすることができる。第３のチャネル２３３は、アダプタ２３０に画定された１つ又は複数のチャネルを含むことができる。第３のチャネル２３３は、アダプタ２３０内において中央に位置させることができ、中央チャネル２２８及び第２のチャネル２３１と関連付けることができる。例えば、第３のチャネル２３３は、実施形態において、中央チャネル２２８の周りに同心に位置合わせし、画定することができ、第２のチャネル２３１の周りに同心に位置合わせし、画定することができる。第３のチャネル２３３は、実施形態において、入口アダプタ２３０の長さ又は垂直断面を部分的に通って延びる第２の環状又は円筒状チャネルであってよい。いくつかの実施形態では、第３のチャネル２３３は、中央チャネル２２８の周りに半径方向に延びる複数のチャネルであってもよい。
【００３２】
［００４４］ディフューザー２３５は、入口アダプタ２３０とミキシングマニホールド２４０との間に位置決めされて、入口アダプタ２３０を通って送達された前駆体を、ミキシングマニホールド２４０にアクセスするまで流体的に分離された状態に維持することができる。ディフューザー２３５は、ディフューザー２３５を通って画定される円筒状又は環状チャネルなどの１つ又は複数のチャネルによって特徴付けることができる。実施形態では、ディフューザー２３５は、第１のチャネル２３６又は中央チャネル、第２のチャネル２３７、及び第３のチャネル２３８を画定することができる。チャネルは、中央チャネル２２８の第２の部分２２９ｂ、第２のチャネル２３１、及び入口アダプタ２３０の第３のチャネル２３３と同様の寸法又は直径によって特徴付けることができる。例えば、各チャネルは、入口アダプタチャネルをミキシングマニホールド２４０まで延長し得る。第２のチャネル２３７及び第３のチャネル２３８は各々が、第１のチャネル２３６の周りに画定された環状チャネルとすることができ、第１のチャネル２３６、第２のチャネル２３７、及び第３のチャネル２３８は、実施形態において、同心に位置合わせされ、ディフューザー２３５を通るように画定され得る。
【００３３】
［００４５］ディフューザー２３５は、加えて、ディフューザー２３５の周りに１つ又は複数のトレンチ２３９を画定することができる。例えば、実施形態では、ディフューザー２３５は、第１のトレンチ２３９ａ、第２のトレンチ２３９ｂ、及び第３のトレンチ２３９ｃを画定することができ、これにより、入口アダプタ２３０とディフューザー２３５との間にＯリング又はエラストマ部材の着座が可能になり得る。トレンチ２３９の各々は、実施形態では、ディフューザー２３５を通して画定されるチャネルのうちの１つ又は複数の半径方向外側に位置する環状トレンチとすることができる。第１のトレンチ２３９ａは、第１のチャネル２３６の半径方向外側に位置してよく、第１のチャネル２３６と第２のチャネル２３７との間に位置してもよい。第２のトレンチ２３９ｂは、第２のチャネル２３７の半径方向外側に位置してよく、第２のチャネル２３７と第３のチャネル２３８との間に位置してもよい。第３のトレンチ２３９ｃは、第３のチャネル２３８の半径方向外側に位置してよい。各トレンチ２３９の直径は、それが関連付けられた、その半径方向外側に位置し得るチャネルよりも大きくてもよい。トレンチは、入口アダプタ２３０とディフューザー２３５との間の改善された封止を可能にして、前駆体が構成要素間で流体的に分離された状態に維持され、チャネル間での漏れが生じないことを確実にすることができる。
【００３４】
［００４６］ミキシングマニホールド２４０は、第１の端部２４１においてディフューザー２３５と連結することができ、第２の端部２４２においてチャンバ２０５と連結することができる。ミキシングマニホールド２４０は、第１の端部２４１に入口２４３を画定することができる。入口２４３は、ディフューザー２３５からの流体アクセスを提供することができ、入口２４３は、ディフューザー２３５を通る第３のチャネル２３８の直径と等しいか又はほぼ同じ直径によって特徴付けることができる。入口２４３は、ミキシングマニホールド２４０を通るチャネル２４４の一部分を画定することができ、チャネル２４４は、チャネル２４４の形状を画定する１つ又は複数のセクションから構成することができる。入口２４３は、ミキシングマニホールド２４０のチャネル２４４を通る流れの方向の第１のセクションとすることができる。入口２４３は、ミキシングマニホールド２４０の流れの方向の長さの半分未満であり得る長さによって特徴付けることができる。入口２４３の長さはまた、実施形態において、ミキシングマニホールド２４０の長さの３分の１未満であってもよく、ミキシングマニホールド２４０の長さの４分の１未満であってもよい。入口２４３は、ディフューザー２３５から各前駆体を受け取ることができ、前駆体の混合を可能にすることができ、前駆体は、ミキシングマニホールド２４０に送達されるまで流体的に分離された状態で維持することができる。
【００３５】
［００４７］入口２４３は、チャネル２４４の第２のセクションまで延びることができ、これはテーパ状セクション２４５であり得るか又は同セクションを含み得る。テーパ状セクション２４５は、入口２４３の直径に等しいか又は同様の第１の直径から、第１の直径より小さい第２の直径まで延びることができる。いくつかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約半分以下とすることができる。テーパ状セクション２４５は、実施形態において、約１０％超、約２０％超、約３０％超、約４０％超、約５０％超、約６０％超、約７０％超、約８０％超、約９０％超、約１００％超、約１５０％超、約２００％超、又は約３００％超のテーパ割合によって特徴付けることができる。
【００３６】
［００４８］テーパ状セクション２４５は、チャネル２４４の第３の領域（フレアセクション２４６であってもよい）に遷移してもよい。フレアセクション２４６は、テーパ状セクション２４５から第２の端部２４２のミキシングマニホールド２４０の出口まで延びることができる。フレアセクション２４６は、テーパ状セクション２４５の第２の直径に等しい第１の直径から、第１の直径よりも大きい第２の直径まで延びてもよい。いくつかの実施形態では、第２の直径は、第１の直径の約２倍以上であり得る。フレアセクション２４６は、実施形態において、約１０％超、約２０％超、約３０％超、約４０％超、約５０％超、約６０％超、約７０％超、約８０％超、約９０％超、約１００％超、約１５０％超、約２００％超、又は約３００％超のフレア割合によって特徴付けることができる。
【００３７】
［００４９］フレアセクション２４６は、ミキシングマニホールド２４０を通って第２の端部２４２から出口２４７を介して送達される前駆体に出口を提供し得る。ミキシングマニホールド２４０を通るチャネル２４４のセクションは、混合された前駆体をチャンバ２０５内に提供する前に、ミキシングマニホールドに送達される前駆体の適切な又は完全な混合を提供するように構成され得る。従来の技術とは異なり、チャンバへの送達の前にエッチング液又は前駆体の混合を実施することによって、本システムは、チャンバ及び基板の周りに分配される前に、均一な特性を有するエッチング液を提供し得る。このようにして、本技術を用いて実施されるプロセスは、基板表面にわたってより均一な結果を有することができる。
【００３８】
［００５０］チャンバ２０５は、積み重ねられた構成で複数の構成要素を含むことができる。チャンバスタックは、ガスボックス２５０、遮蔽板２６０、面板２７０、イオン抑制要素２８０、及び蓋スペーサ２９０を含むことができる。構成要素は、処理のために基板にエッチング液又は他の前駆体の均一な送達を提供するために、チャンバを通して前駆体又は前駆体のセットを分配するために利用することができる。実施形態では、これらの構成要素は、各々がチャンバ２０５の外部を少なくとも部分的に画定する積み重ねられたプレートであってもよい。
【００３９】
［００５１］ガスボックス２５０は、チャンバ入口２５２を画定し得る。中央チャネル２５４は、ガスボックス２５０を通して画定され、前駆体をチャンバ２０５内に送達することができる。入口２５２は、ミキシングマニホールド２４０の出口２４７と位置合わせすることができる。実施形態では、入口２５２及び／又は中央チャネル２５４は、同様の直径によって特徴付けることができる。中央チャネル２５４は、ガスボックス２５０を通って延びることができ、１つ又は複数の前駆体を、ガスボックス２５０によって上から画定される容積部２５７へ送達するように構成することができる。ガスボックス２５０は、第１の表面２５３、例えば上面と、第１の表面２５３の反対側の第２の表面２５５、例えばガスボックス２５０の底面とを含むことができる。実施形態では、上面２５３は、平坦又は実質的に平坦な表面とすることができる。上面２５３には、ヒータ２４８を連結することができる。
【００４０】
［００５２］ヒータ２４８は、実施形態においてチャンバ２０５を加熱するように構成することができ、各蓋スタック構成要素を伝導により加熱することができる。ヒータ２４８は、流体ヒータ、電気ヒータ、マイクロ波ヒータ、又はチャンバ２０５に熱を伝導により送達するように構成された他のデバイスを含む任意の種類のヒータとすることができる。いくつかの実施形態では、ヒータ２４８は、ガスボックス２５０の第１の表面２５３の周りに環状パターンで形成された電気ヒータとすることができるか又は電気ヒータを含むことができる。ヒータは、ガスボックス２５０を横切って、ミキシングマニホールド２４０の周りに画定することができる。ヒータは、最大２，０００Ｗ、約２，０００Ｗ、又は２，０００Ｗ超の熱を提供するように構成することのできるプレートヒータ又は抵抗要素加熱器とすることができ、約２，５００Ｗ以上、約３，０００Ｗ以上、約３，５００Ｗ以上、約４，０００Ｗ以上、約４，５００Ｗ以上、約５，０００Ｗ以上、又はそれ以上を提供するように構成されてもよい。
【００４１】
［００５３］ヒータ２４８は、最大５０℃、約５０℃、又は約５０℃超の可変チャンバ部品温度を生成するように構成することができ、約７５℃以上、約１００℃以上、約１５０℃以上、約２００℃以上、約２５０℃以上、約３００℃以上、又はそれより高いチャンバ部品温度を生成するように構成されてもよい。ヒータ２４８は、イオン抑制要素２８０などの個々の構成要素をこれらの温度のいずれかまで上昇させて、アニールなどの処理工程を容易にするように構成することができる。いくつかの処理工程では、基板はアニーリング工程のために基板をイオン抑制要素２８０に向かって上昇させることができ、ヒータ２４８は、ヒータの温度を、上記のいずれかの特定の温度、又は上記の温度内の任意の温度範囲内若しくはその間の任意の温度範囲内に伝導により上昇させるように調整することができる。
【００４２】
［００５４］ガスボックス２５０の第２の表面２５５は、遮蔽板２６０と連結することができる。遮蔽板２６０は、ガスボックス２５０の直径に等しいか又は同様の直径によって特徴付けることができる。遮蔽板２６０は、遮蔽板２６０を通る複数の開孔２６３を画定することができる。そのサンプルのみが図示されており、それらは容積部２５７からのエッチング液などの前駆体の分配を可能にすることができ、基板への均一な送達のためにチャンバ２０５を通して前駆体の分配を開始することができる。いくつかの開孔２６３のみが図示されているが、遮蔽板２６０は、構造を通して画定される任意の数の開孔２６３を有し得ることを理解されたい。遮蔽板２６０は、遮蔽板２６０の外径の隆起した環状セクション２６５と、遮蔽板２６０の外径の下降した環状セクション２６６とにより特徴付けることができる。隆起した環状セクション２６５は、遮蔽板２６０に構造的剛性を提供することができ、実施形態において、容積部２５７の側面又は外径を画定し得る。遮蔽板２６０はまた、下方から容積部２５７の底部を画定し得る。容積部２５７は、遮蔽板２６０の開孔２６３を通過する前の、ガスボックス２５０の中央チャネル２５４からの前駆体の分配を可能にし得る。また、下降した環状セクション２６６は、遮蔽板２６０に構造的剛性を提供することができ、実施形態では、第２の容積部２５８の側面又は外径を画定することができる。遮蔽板２６０はまた、上方から容積部２５８の頂部を画定することができ、一方容積部２５８の底部は、下方から面板２７０によって画定され得る。
【００４３】
［００５５］面板２７０は、第１の表面２７２と、第１の表面２７２の反対側の第２の表面２７４とを含むことができる。面板２７０は、遮蔽板２６０の下降した環状セクション２６６と係合し得る第１の表面２７２において遮蔽板２６０と連結することができる。面板２７０は、第２の表面２７４の内部に、面板２７０の内部に又は同面板によって少なくとも部分的に画定される第３の容積部２７５まで延びる出っ張り２７３を画定し得る。例えば、面板２７０は、上方から、第３の容積部２７５の側面又は外径、並びに容積部２７５の頂部を画定することができ、イオン抑制要素２８０は、下方から第３の容積部２７５を画定することができる。面板２７０は、図２には示されていないが、面板を通る複数のチャネルを画定することができる。
【００４４】
［００５６］イオン抑制要素２８０は、面板２７０の第２の表面２７４に近接して位置決めすることができ、第２の表面２７４において面板２７０と連結されてもよい。イオン抑制要素２８０は、基板を収納するチャンバ２０５の処理領域中へのイオン移動を低減するように構成することができる。イオン抑制要素２８０は、図２には示されていないが、構造を通る複数の開孔を画定することができる。実施形態では、ガスボックス２５０、遮蔽板２６０、面板２７０、及びイオン抑制要素２８０は、一緒に連結することができ、実施形態では、一緒に直接連結され得る。構成要素を直接連結することによって、ヒータ２４８によって生成された熱は、構成要素を通して伝導され、構成要素間の変動が小さい状態で維持され得る特定のチャンバ温度を維持することができる。イオン抑制要素２８０はまた、蓋スペーサ２９０に接触してもよく、一緒に処理中に基板が維持されるプラズマ処理領域を少なくとも部分的に画定することができる。
【００４５】
［００５７］前述のチャンバは、エッチング方法を含む例示的方法を実施する際に使用することができる。図３は、本技術の実施形態による方法３００の例示的な工程を示す。方法３００の第１の工程の前に、ケイ素基板を含み得る基板は、１つ又は複数の方法で処理することができる。例えば、フィルム又は層を、基板上に、堆積させるか、成長させるか、又は他の方法で形成することができる。トレンチ、孔、又は他の特徴部といった特徴部を、基板上のフィルム又は層に形成することができる。図４Ａは、そのような処理済み構造４００の一部分を示す。処理済み構造４００は、基板４１５を覆う積み重ねられた層の隣接する垂直カラム４１０間に形成される１つ又は複数のトレンチ４０５（１つのみ図示）を含むことができる。積み重ねられた層は、図４Ａに示されるように、酸化物化ケイ素４２０の層と窒化ケイ素４２５の層との交互層のような、酸化物と窒化物との交互層を含みうる誘電体層を含むことができる。基板４１５は、ケイ素基板を含み得る。これらの２つの交互の材料のうちの１つ、又はその少なくとも一部分は、トレンチから選択的にエッチングされて、例えば、３Ｄ  ＮＡＮＤ構造、又は他の任意の半導体構造を生成し得る。図４Ａは、酸化ケイ素４２０の４つの層及び窒化ケイ素４２５の３つの層のみを示しているが、処理済み構造４００は、各材料の任意の数の層、例えば、各材料の、約１０以下若しくは１０超、約１５以上、約２０以上、約２５以上、約３０以上、約３５以上、約４０以上、約４５以上、約５０以上、約５５以上、約６０以上、約６５以上、約７０以上、約８０以上、約９０以上、約１００以上、又は更に多くの層を含むことができる。これは、数十ナノメートル以下の幅を有するトレンチ４０５を生成することができ、一方その高さは数ミクロン以上のオーダーとすることができる。結果として得られるトレンチ４０５のアスペクト比又は高さ対幅の比は、２０：１より大きいか、４０：１より大きいか、７５：１より大きいか、１００：１より大きいか、又は更に大きい。いくつかの実施形態では、処理済み構造４００は、方法３００を実施することのできる処理チャンバと同じ処理チャンバで製造することができるか、又は異なる処理チャンバで製造し、次いで方法３００を実施することのできる処理チャンバに移送することができる。
【００４６】
［００５８］処理済み構造４００が、処理済み構造４００を収納する半導体処理チャンバの処理領域内に位置決めすることができるようになったら、方法３００は、工程３０５において、ハロゲン含有前駆体を半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させることによって開始することができる。例示的な処理チャンバは、前述のチャンバ２０５であってもよく、これは、処理領域と流体的に連結され得るが基板レベルでプラズマを制限するために物理的に分割されてもよいチャンバ内のＲＰＳユニット２１０又はプラズマ領域の一方若しくは両方を含むことができる。これらの領域の一方又は両方は、工程３０５で使用される遠隔プラズマ領域とすることができる。工程３１０では、遠隔プラズマ領域内にプラズマを生成することができ、これにより、ハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物を生成することができる。工程３１５において、プラズマ放出物をチャンバの処理領域へと流すことができる。工程３２０では、水素含有前駆体を、プラズマ放出物と共に処理領域に提供することができる。工程３２５において、プラズマ放出物及び水素含有前駆体は、露出した窒化ケイ素４２５を改質し、それと相互作用して、フルオロケイ酸アンモニウムなどの揮発性物質を形成することができ、この揮発性物質はその後チャンバから除去され得る。いくつかの実施形態では、プラズマ放出物及び水素含有前駆体は、露出した酸化ケイ素４２０と反応しなくてもよく、又は反応が制限されてもよい。したがって、方法３００は、露出した酸化ケイ素４２０に対し、露出した窒化ケイ素４２５を選択的に除去し、図４Ｂに示されるように、窒化ケイ素４２５の層に横方向の窪み又は窪んだ側壁４３０を形成することができる。
【００４７】
［００５９］いくつかの実施形態、例えば方法３００では、水素含有前駆体は、遠隔プラズマ領域を迂回することができる。具体的には、ハロゲン含有前駆体を遠隔プラズマ領域に流してハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物を生成しながら、水素含有前駆体は遠隔プラズマ領域を迂回することができる。水素含有前駆体は、チャンバの頂部での迂回によって遠隔プラズマ領域を迂回することができるか、又は遠隔プラズマ領域から分離した別のチャンバの一領域に流入させることができる。次いで、水素含有前駆体は、チャンバの処理領域又は他の何らかの領域においてプラズマ放出物と混合され得る。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物及び水素含有前駆体は、チャンバの処理領域に提供される前に、適切な又は完全な混合を達成するために、上述のミキシングマニホールド２４０などのミキシングマニホールドに送達することができる。
【００４８】
［００６０］図５を参照すると、本技術の実施形態による別の方法５００における例示的な工程が示されている。方法５００は、水素含有前駆体を処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させることもできることを除いて、方法３００と同様である。具体的には、処理済み構造４００が処理チャンバの処理領域内部に位置決めすることができるようになったら、方法５００は、工程５０５において、ハロゲン含有前駆体を処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させることによって開始することができる。工程５１０では、水素含有前駆体を遠隔プラズマ領域に流入させることができる。工程５１５では、遠隔プラズマ領域内にプラズマを生成することができ、これにより、ハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物及び水素含有前駆体のプラズマ放出物を生成することができる。工程５２０において、プラズマ放出物をチャンバの処理領域に流すことができる。工程５２５において、ハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物及び水素含有前駆体のプラズマ放出物は、露出した窒化ケイ素４２５を改質し、それと相互作用して、フルオロケイ酸アンモニウムなどの揮発性物質を形成することができ、この揮発性物質はその後チャンバから除去され得る。方法３００のハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物と水素含有前駆体との組み合わせと同様に、方法５００のハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体のプラズマ放出物の組み合わせは、露出した酸化ケイ素４２０と反応しなくてもよく、又は反応が制限されてもよい。したがって、方法５００は、露出した酸化ケイ素４２０に対し、露出した窒化ケイ素４２５を選択的に除去し、窒化ケイ素４２５の層に窪んだ側壁４３０を形成することができる。
【００４９】
［００６１］方法３００及び／又は方法５００で使用されるハロゲン含有前駆体は、フッ素含有前駆体を含み得る。例示的なフッ素含有前駆体は、三フッ化窒素（ＮＦ３）であってもよい。他のフッ素源を、三フッ化窒素の代替物と併せて又はその代わりとして、使用することができる。いくつかの実施形態では、フッ素含有前駆体は、原子フッ素、二原子フッ素、三フッ化窒素、四フッ化炭素、フッ化水素、二フッ化キセノン、及び半導体処理に使用されるか又は有用な他の様々なフッ素含有前駆体の群から選択される少なくとも１つの前駆体を含むことができる。前駆体はまた、窒素、ヘリウム、アルゴン、又は他の希ガス、不活性ガス、又は有用なガスを含み得る、任意の数のキャリアガスを含み得る。
【００５０】
［００６２］方法３００及び／又は方法５００で使用される水素含有前駆体は、二原子水素（Ｈ２）又はフッ化水素（ＨＦ）を含んでもよい。他の水素源を、水素及び／又はフッ化水素と併せて又はそれらの代わりとして、使用することができる。いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は、二原子水素、フッ化水素、炭化水素、アルコール、過酸化水素、及び半導体処理に使用されるか又は有用な他の様々な水素含有前駆体の群から選択される少なくとも１つの前駆体を含むことができる。いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は、酸素を含まなくてもよいか又は無酸素であってよい。水素含有前駆体が無酸素である場合、処理チャンバに水素含有前駆体を流入させることは、処理チャンバ内に酸素源を導入し得ない。酸素を排除することによって、いくつかの実施形態は、酸素を含有する前駆体によって達成され得ない有意に高い選択性を達成し得る。以下で論じるように、本技術は、約１００：１以上、約２００：１以上、約３００：１以上、約４００：１以上、約５００：１以上、約６００：１以上、約７００：１以上、約８００：１以上、又はそれを上回る、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択比を達成することができる。前駆体はまた、窒素、ヘリウム、アルゴン、又は他の希ガス、不活性ガス、又は有用なガスを含み得る、任意の数のキャリアガスを含み得る。
【００５１】
［００６３］ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体は、同様の速度で流れても、異なる速度で流れてもよい。ハロゲン含有前駆体及び／又は水素含有前駆体は、少なくとも１０ｓｃｃｍの速度で流れることができ、実施形態では、約２０ｓｃｃｍ以上、又は約４０ｓｃｃｍ以上、又は約６０ｓｃｃｍ以上、又は約８０ｓｃｃｍ以上、又は約１００ｓｃｃｍ以上、又は約１２０ｓｃｃｍ以上、又は約１４０ｓｃｃｍ以上、又は約１６０ｓｃｃｍ以上、又は約１８０ｓｃｃｍ以上、又は約２００ｓｃｃｍ以上、又は約２２０ｓｃｃｍ以上、又は約２４０ｓｃｃｍ以上、又は約２６０ｓｃｃｍ以上、又は約２８０ｓｃｃｍ以上、又は約３００ｓｃｃｍ以上、又は約３５０ｓｃｃｍ以上、又は約４００ｓｃｃｍ以上、又は約５００ｓｃｃｍ以上、又は約６００ｓｃｃｍ以上、又は約７００ｓｃｃｍ以上、又は約８００ｓｃｃｍ以上、又は約９００ｓｃｃｍ以上、又は約１０００ｓｃｃｍ以上、又は約１２００ｓｃｃｍ以上、又は約１４００ｓｃｃｍ以上、又は約１６００ｓｃｃｍ以上、又は約１８００ｓｃｃｍ以上、又は約２０００ｓｃｃｍ以上の速度で流れることができる。ハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比は、少なくとも約１：１０とすることができ、種々の実施形態では、約１：９以上、又は約１：８以上、又は約１：７以上、又は約１：６以上、又は約１：５以上、又は約１：４以上、又は約１：３以上、又は約１：２以上、又は約１：１以上、又は約２：１以上とすることができる。
【００５２】
［００６４］ハロゲン含有前駆体の流量及び／又は水素含有前駆体の流量を調整することにより、及び／又はハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比を調整することにより、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の高い選択性を達成することができる。図６Ａは、前駆体のエッチング量と流量との関係及び前駆体の選択性と流量との関係を示している。前駆体は収集された各データポイントについて同様の期間にわたって流れたので、図６Ａは、前駆体のエッチング速度と流量との関係も反映していると言える。図６Ａに示される実施形態では、ハロゲン含有前駆体は三フッ化窒素を含み、水素含有前駆体は二原子水素を含むが、同様の傾向又は関係が、他のハロゲン含有前駆体又は他の水素含有前駆体、例えばフッ化水素が使用されるときも観察され得る。いくつかの実施形態では、露出した窒化ケイ素は、プラズマ強化窒化ケイ素、例えばプラズマ強化化学気相堆積、プラズマ強化原子層堆積、又は他のプラズマ強化堆積技術を使用して堆積された窒化ケイ素を含み得る。プラズマ強化窒化ケイ素は、典型的に、３Ｄ  ＮＡＮＤ構造を生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、露出した窒化ケイ素は、低圧窒化ケイ素、例えば、低圧化学気相堆積を使用して堆積された窒化ケイ素を含み得る。プラズマ強化窒化ケイ素と比較して、低圧窒化ケイ素は、堆積されたフィルムに、より大きな密度及び／若しくは強度、並びに／又はより小さい量の不純物を含み得る。いくつかの実施形態では、露出した窒化ケイ素は、様々な温度で原子層堆積（ＡＬＤ）を使用して堆積された窒化ケイ素を含み得る。露出した酸化ケイ素は、熱酸化物を含み得る。プラズマ強化窒化ケイ素、低圧窒化ケイ素、ＡＬＤを使用して堆積された窒化ケイ素、及び熱酸化物が例としてここに記載されているが、本技術は、熱酸化物又は他の種類の酸化ケイ素に対して他の種類の窒化ケイ素を選択的にエッチングすることができる。
【００５３】
［００６５］ハロゲン含有前駆体及び／又は水素含有前駆体の流量は、約１０ｓｃｃｍと約２０００ｓｃｃｍの間に維持することができる。ハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比は、約１：５と約１：１の間にわたってよいか、又は１：１を上回ってよい。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体の流量を増加させてよいとき、又はハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比を約１：５から約１：２に増加させてよいとき、基板を収納し得る処理領域に流入するハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物の量を増加させることができる。プラズマ放出物の量を増加させるとき、利用可能なエッチング液も増加させることができ、窒化ケイ素及び酸化ケイ素の両方のエッチング量が増加し得る及び／又はエッチング速度が上昇し得る。
【００５４】
［００６６］ハロゲン含有前駆体が増加する流量で流れ得るとき、又はハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比が約１：２以上であり得るとき、窒化ケイ素及び酸化ケイ素の両方のエッチング量は減少し得る及び／又はエッチング速度は低下し得る。どのような特定の理論にも拘束されることを意図しないが、酸化ケイ素及び酸化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度の減少／低下は、水素含有前駆体に対するハロゲン含有前駆体の増加した流量比に起因し得る。具体的には、ハロゲン含有前駆体のプラズマ放出物の量を増加させることができるが、プラズマ放出物及び水素含有前駆体から形成され得るフッ化アンモニウムを含むエッチング液の全体の量は、流量比が約１：２以上に増加するとき減少し得る。しかしながら、酸化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度の増加／上昇は、窒化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度の減少／低下より顕著であり得る。図６Ａに示されるように、流量比が約１：１へと更に増加するとき、酸化ケイ素のエッチングは実質的に抑制されることがあり、一方、窒化ケイ素のエッチングは依然として維持され得る。
【００５５】
［００６７］ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比が約２：１から約１：１以上へと増加するとき、酸化ケイ素のエッチングは窒化ケイ素のエッチングより顕著に低減し得るか、又は実質的に抑制され得るため、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の極めて高い選択性が達成され得る。いくつかの実施形態では、本技術は、約１００：１以上、約２００：１以上、約３００：１以上、約４００：１以上、約５００：１以上、約６００：１以上、約７００：１以上、約８００：１以上、又はそれを上回る、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択比を達成することができる。ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比が約１：２以下に維持され得るときであっても、本技術は、酸化ケイ素に対して窒化ケイ素を依然として選択的にエッチングし、１：１以上、又は約１．２：１以上、又は約１．４：１以上、又は約１．６：１以上、又は約１．８：１以上、又は約２：１以上、又は約３：１以上、又は約４：１以上、又は約５：１以上、又は約６：１以上、又は約７：１以上、又は約８：１以上、又は約９：１以上、又は約１０：１以上の選択比を達成することができる。換言すれば、ここに記載される方法は、ハロゲン含有前駆体の流量が、水素含有前駆体の流量より小さいか、水素含有前駆体の流量と同様若しくは実質的に同じであるか、又は水素含有前駆体の流量より大きいかどうかに関係なく、酸化ケイ素に対して窒化ケイ素を選択的にエッチングすることができる。したがって、特定の用途に応じて、ハロゲン含有前駆体及び／若しくは水素含有前駆体の流量、並びに／又は流量比は、高い選択性、高いエッチング量若しくはエッチング速度、前駆体の保存、又はこれらのバランス若しくは組み合わせを達成するために調整することができる。
【００５６】
［００６８］高い選択性を達成できることに加えて、ここに記載される方法は、酸化ケイ素のエッチング速度を経時的に維持することもできる。図６Ｂに示されるように、窒化ケイ素のエッチング量は経時的に増加することができ、いくつかの実施形態では、窒化ケイ素のエッチング量は、エッチング時間に実質的に線形に依存し得る。換言すれば、酸化ケイ素のエッチング速度は、経時的に維持することができ、エッチング工程が継続しても低下しなくてもよい。更に、ここに記載される方法は、酸化ケイ素又は保存されるべき他の材料のエッチングがそれでもなお起こり、場合によっては経時的に増加する一部の従来のエッチング方法とは異なり、窒化ケイ素のエッチングが継続しても酸化ケイ素のエッチングを実質的に抑制することができる。その結果として、それら従来のエッチング方法の選択性は維持されず、経時的に低下し得る。対照的に、ここに記載される方法は、図６Ｂに示されるように、酸化ケイ素及び保存されるべき他の材料に対する窒化ケイ素の選択性を経時的に維持することができ、窒化ケイ素の選択性は経時的に低下しない。
【００５７】
［００６９］また、プロセス条件が、方法３００又は５００、並びに本技術による他の除去方法において実施される工程に影響を与え得る。実施形態では、処理チャンバ内又は基板レベルの温度は、約−１０℃以下と約２００℃以上との間に維持することができる。例えば、いくつかの実施形態では、処理温度は、約０℃と約１５０℃の間、約１０℃と約１２５℃の間、約２０℃と約１００℃の間、約３０℃と約８５℃の間、約４０℃と約８０℃の間、約５０℃と約７５℃の間、又は約６０℃と約７０℃の間に維持することができる。
【００５８】
［００７０］図６Ｃは、エッチング量と温度との関係、及び選択性と温度との関係を示している。前駆体は収集された各データポイントについて同様の期間にわたって流れたので、図６Ｃは、前駆体のエッチング速度と流量との関係も反映していると言える。図６Ｃに示されるように、窒化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度は、処理チャンバ内の温度が０℃以下から約３０℃と約８５℃の間の温度へ徐々に上昇するにつれて、徐々に増加／上昇する。しかしながら、窒化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度は、増加／上昇しないか、又は温度が上昇し続けるにつれて減少／低下し得る。やはり図６Ｃに示されるように、方法は、温度の全動作範囲内で、酸化ケイ素に対して窒化ケイ素を選択的にエッチングすることができるが、選択性は、窒化ケイ素のエッチング量及び／又はエッチング速度が異なる温度で変動し得るのと同様に、異なる温度で変動し得る。
【００５９】
［００７１］どのような特定の理論にも拘束されることを意図しないが、温度が０℃以下から約３０℃と約８５℃の間の温度に徐々に上昇するとき、エッチング液は、基板表面に吸着する基板に到達してエッチング対象構造と反応するための、より大きなエネルギーを得ることができる。より多くのエッチング液が基板表面に吸着し得るので、エッチング量、エッチング速度、及び／又は選択性は徐々に増加／上昇する。温度が上昇し続けるとき、エッチング液は、基板表面から脱着し得るか、又は表面に容易に吸着せず、これは次にエッチング量、エッチング速度、及び／又は選択性の減少／低下をもたらす。用途に応じて、処理チャンバ内の温度は、高いエッチング速度及び／又は選択性を得るために、約３０℃と約８５℃の間、約４０℃と約８０℃の間、約５０℃と約７５℃の間、又は約６０℃と約７０℃の間に維持することができる。
【００６０】
［００７２］所望のエッチング速度及び／又は選択性を達成することに加えて、処理チャンバの温度を、均一なエッチングを達成するために維持又は選択することができる。上述のように、図４Ａ及び４Ｂに示される処理済み構造４００のトレンチ４０５は、極めて高いアスペクト比を有し得る。１：１の比の縦方向ローディング（１：１  ｒａｔｉｏ  ｏｆ  ｔｏｐ−ｔｏ−ｂｏｔｔｏｍ  ｌｏａｄｉｎｇ）とも呼ばれる、トレンチ４０５の頂部から底部まで均一なエッチングを達成するために、処理チャンバ内の温度は比較的低く維持され得る。いくつかの実施形態では、温度は、約１２５℃未満、約１００℃未満、約９５℃未満、約９０℃未満、約８５℃未満、又は約８５℃以下に維持され得る。いくつかの実施形態では、温度を約３０℃と約８５℃の間に維持することにより、１：１の比の縦方向ローディングを達成することができる。
【００６１】
［００７３］更に、処理チャンバの温度を調整することにより、エッチングされる窒化ケイ素の各層の窪み形状は調節可能である。いくつかの実施形態では、処理チャンバの温度が約３０℃と約８５℃の間に維持されるとき、図４Ｂに示されるような、比較的真っ直ぐな、いくつかの実施形態では実質的に真っ直ぐな、窪んだ側壁４３０のエッチング形状又は窪み形状が得られる。いくつかの実施形態では、処理チャンバが比較的低温、例えば約３０℃以下に維持されるとき、図７Ａに示される窪んだ側壁４３０の凸状輪郭が得られる。維持される温度が低い程、大きな凸状輪郭を得ることができる。どのような特定の理論にも拘束されることを意図しないが、凸状輪郭は、窪んだ側壁４３０により画定される角と酸化ケイ素４２０の隣接層とが、全体としてエッチング液のための低エネルギー吸着部位を提供し、温度が比較的低く維持されるとき、吸着されるエッチング液が移動又は脱着しづらくなり、その結果角でエッチングされる窒化ケイ素がより多くなるために、形成される。
【００６２】
［００７４］処理チャンバ内の圧力といった他の処理条件は、窒化ケイ素層の窪んだ側壁のエッチング形状にも影響する。いくつかの実施形態では、処理チャンバの圧力が比較的低く、例えば約１トール以下に維持されるとき、図７Ａに示される窪んだ側壁４３０の凸状輪郭が得られる。処理チャンバの圧力が約１トールより高く、例えば約５トール以上に維持されるとき、図７Ｂに示される窪んだ側壁４３０の凹状輪郭が達成され得る。処理チャンバの圧力が約１トールと約５トールの間、又は約２トールと約４トールの間に維持されるとき、窪んだ側壁４３０の比較的真っ直ぐなエッチング形状が達成され得る。いくつかの実施形態では、処理チャンバの圧力が約３トールに維持され得るとき、窪んだ側壁４３０のエッチング形状は、図４Ｂに示されるように実質的に真っ直ぐであり得る。したがって、用途及び所望の窪み形状に応じて、処理チャンバ内の圧力は、約０．５トールと約５０トールの間の任意の適切なレベルに維持することができる。例えば、処理チャンバ内の圧力は、窒化ケイ素の凸状の窪み形状を達成するために約０．５トールと約１トールの間に維持することができ、処理チャンバ内の圧力は、比較的真っ直ぐな窪み形状を達成するために約１トールと約５トールの間に維持することができ、チャンバ内の圧力は、凹状の窪み形状を達成するために約５トールと約５０トールの間に維持することができる。圧力は、これら範囲、これら範囲に含まれるより小さな範囲、又はこれら範囲のいずれかの間の任意の圧力に維持することもできる。
【００６３】
［００７５］図８Ａ及び８Ｂは、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択性の調節可能性を示している。図８Ａ及び８Ｂに示される実施形態では、ハロゲン含有前駆体は三フッ化窒素を含み、水素含有前駆体は二原子水素を含むが、同様の傾向又は関係が、他のハロゲン含有前駆体又は他の水素含有前駆体、例えばフッ化水素が使用されるときも観察され得る。露出した窒化ケイ素は、プラズマ強化窒化ケイ素、低圧窒化ケイ素、ＡＬＤを使用して堆積された窒化ケイ素などを含むことができ、露出した酸化ケイ素は熱酸化物を含み得る。低圧窒化ケイ素は、堆積されたフィルムに、より大きな密度及び／又は強度、及び／又はより小さな量の不純物を含み得るので、従来のエッチング方法を使用して酸化ケイ素に対する低圧窒化ケイ素の選択的エッチングを達成することが困難な場合がある。ここに記載される方法は、酸化ケイ素に対して低圧窒化ケイ素を選択的にエッチングすることを含め、酸化ケイ素に対して様々な種類の窒化ケイ素を選択的にエッチングすることができ、酸化ケイ素に対する低圧窒化ケイ素の、１：１超、又は約１．１：１以上、又は約１．２：１以上、又は約１．３：１以上、又は約１．４：１以上、又は約１．５：１以上、又は約１．６：１以上、又は約１．７：１以上、又は約１．８：１以上、又は約１．９：１以上、又は約２：１以上、又はそれより大きな選択比を達成することができる。
【００６４】
［００７６］ハロゲン含有前駆体の流量は、約１０ｓｃｃｍと約２０００ｓｃｃｍの間に維持することができ、水素含有前駆体の流量は、約１０ｓｃｃｍと約２０００ｓｃｃｍの間に維持することができる。加えて、ハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比を調整することにより、異なる選択性を達成することができる。したがって、ここに記載される方法は、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択性の調節を可能にし得る。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比を約１：１と約１：３の間に調整することにより、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択比は、１：１超から約２：１以上、例えば約１：１から約１．８：１に調節することができる。更に、ここに記載される方法は、異なる温度での酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択性の調節を可能にし得る。図８Ａに示される実施形態では、処理チャンバの温度は、約３０℃に維持することができる。処理チャンバの温度が上昇するとき、例えば図８Ｂに示される実施形態で約６０℃に上昇するときも、選択性は調節可能である。ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比を約１：１と約１：９の間に調整することにより、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の選択性は、１：１超から約２：１以上、例えば約１．２：１から約１．５：１に調節することができる。３０℃と６０℃が例示的動作温度として記載されているが、選択性の調節可能性は、他の温度、例えば約３０℃未満、約３０℃と約６０℃の間、約６０℃超、又は他の温度若しくは温度範囲で達成可能である。低圧堆積技術を使用して堆積された窒化ケイ素と同様に、ここに記載される方法は、様々な温度、例えば約３０℃未満、約３０℃と約６０℃の間、約６０℃超、又は他の温度若しくは温度範囲での前駆体の流量比を調整することにより、原子層堆積を使用して堆積された窒化ケイ素の選択性を、１：１から２：１以上に調節することを可能にする。
【００６５】
［００７７］図９は、様々な材料のエッチング量と水素含有前駆体の流量との関係を示している。図９に示される実施形態では、ハロゲン含有前駆体は三フッ化窒素を含み、水素含有前駆体は二原子水素を含むが、同様の傾向又は関係が、他のハロゲン含有前駆体又は他の水素含有前駆体、例えばフッ化水素が使用されるときも観察され得る。図９に示されるように、ここに記載される方法は、酸化ケイ素に対して窒化ケイ素を選択的にエッチングするだけでなく、ポリシリコンを含む、ケイ素に対して窒化ケイ素を選択的にエッチングすることもできる。具体的には、ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比が窒化ケイ素の様々なエッチング量を得るために約１：１以下から約１：３以上に調整されるとき、ポリシリコンのエッチングは実質的に起こり得ない。更に、ハロゲン含有前駆体と水素含有前駆体との流量比が約１：１近傍に、例えば約１：１と約１：１．３の間に維持されるとき、酸化ケイ素及びポリシリコン両方のエッチングは抑制され、方法は、プラズマ強化堆積、低圧堆積、原子層堆積、又は他の有用な堆積技術を使用して堆積された窒化ケイ素を含む、様々な窒化ケイ素を、酸化ケイ素及びポリシリコンに対して選択的にエッチングすることができる。
【００６６】
［００７８］図１０は、窒化ケイ素に対して酸化ケイ素を選択的にエッチングするための、本技術のいくつかの実施形態による方法１０００の例示的工程を示す。方法１０００は、基板又は処理済み構造を収納することのできる処理チャンバの処理領域に、工程１００５においてハロゲン含有前駆体を提供することにより開始することができる。基板は、窒化ケイ素といった露出した窒化物と、酸化ケイ素といった露出した酸化物とを含むことができる。工程１０１０では、水素含有前駆体を処理領域に提供することができる。工程１０１５では、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体が、露出した酸化ケイ素を改質し、それと相互作用して、フルオロケイ酸アンモニウムなどの揮発性物質を形成することができ、この揮発性物質はその後チャンバから除去され得る。ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体は、露出した窒化ケイ素と反応しなくてもよく、反応は制限されてもよい。したがって、方法１０００は、露出した窒化ケイ素に対して露出した酸化ケイ素を選択的に除去することができる。
【００６７】
［００７９］方法１０００で使用されるハロゲン含有前駆体は、フッ素含有前駆体を含み得る。例示的なフッ素含有前駆体は、三フッ化窒素（ＮＦ３）及び／又はフッ化水素（ＨＦ）を含むことができる。他のフッ素源を、三フッ化窒素及び／又はフッ化水素と併せて又はそれらの代わりとして、使用することができる。いくつかの実施形態では、フッ素含有前駆体は、原子フッ素、二原子フッ素、三フッ化窒素、四フッ化炭素、フッ化水素、二フッ化キセノン、及び半導体処理に使用されるか又は有用な他の様々なフッ素含有前駆体の群から選択される少なくとも１つの前駆体を含むことができる。前駆体はまた、窒素、ヘリウム、アルゴン、又は他の希ガス、不活性ガス、若しくは有用なガスを含み得る、任意の数のキャリアガスを含み得る。
【００６８】
［００８０］方法１０００で使用される水素含有前駆体は、アンモニア（ＮＨ３）を含むことができる。他の水素源が、アンモニアと合わせて又はアンモニアの代わりとして、使用されてもよい。いくつかの実施形態では、水素含有前駆体は、アンモニア、炭化水素、アルコール、過酸化水素、及び半導体処理に使用されるか又は有用な他の様々な水素含有前駆体の群から選択される少なくとも１つの前駆体を含むことができる。前駆体はまた、窒素、ヘリウム、アルゴン、又は他の希ガス、不活性ガス、若しくは有用なガスを含み得る、任意の数のキャリアガスを含み得る。
【００６９】
［００８１］いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体の両方を、処理チャンバの遠隔プラズマ領域に流入させて、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体のプラズマ放出物を形成することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体のうちの一方のみが、プラズマ放出物を形成するために遠隔プラズマ領域に提供され、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体の他方は、遠隔プラズマ領域を迂回して、そのプラズマを形成することなく処理領域内に提供され得る。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体の両方が、遠隔プラズマ領域を迂回することができ、前駆体は、いずれの前駆体のプラズマ放出物も形成することなく処理チャンバに提供され得る。その結果として、実装態様に応じて、方法１０００において処理チャンバの処理領域に提供される前駆体は、ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体の両方のプラズマ放出物、若しくはハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体のうちの一方のみのプラズマ放出物を含んでもよく、プラズマ放出物を含まなくともよい。プラズマがハロゲン含有前駆体及び／又は水素含有前駆体から形成され得るかどうかに関わらず、方法１０００は、窒化ケイ素に対して酸化ケイ素を選択的にエッチングすることができる。
【００７０】
［００８２］加えて、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択性は、流量比、温度、圧力、及び他の動作条件のうちの１つ又は複数を調整することにより調節することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン含有前駆体の流量と水素含有前駆体の流量との比が約１：２と約１：３の間、例えば約１：２．５に維持されるとき、窒化ケイ素のエッチングは実質的に抑制され得る。方法１０００は、約２０：１以上、又は約３０：１以上、又は約４０：１以上、又は約５０：１以上、又は約６０：１以上、又は約７０：１以上、又は約８０：１以上、又は約９０：１以上、又は約１００：１以上、又は約１１０：１以上、又は約１２０：１以上、又は約１３０：１以上、又は約１４０：１以上、又は約１５０：１以上の、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択比を有することができる。
【００７１】
［００８３］処理チャンバの温度は、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の高い選択性を達成するために、約０℃と約１５０℃の間に維持することができる。いくつかの実施形態では、処理チャンバの温度又は基板レベルの温度は、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の選択比を、約３０：１以上、又は約５０：１以上、又は約７０：１以上、又は約８０：１以上、又は約９０：１以上、又は約１００：１以上に維持しながら、約１５０℃以下、又は約１００℃以下、又は約６０℃以下、又は約５０℃以下、又は約４０℃以下、又は約３５℃以下、又は約３０℃以下、又は約２５℃以下、又は約２０℃以下、又は約１５℃以下、又は約１０℃以下、又は約５℃以下、又は約０℃以下に維持することができる。更に、選択性は、経時的に維持され得るか、又は経時的に低下し得ない。方法１０００は、工程が比較的低い温度、例えば約１０℃以下で実施されたときでも、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素の高い選択性を達成及び／又は維持することができる。方法１０００は、酸化ケイ素のエッチング速度を経時的に維持することもできる。図１１に示されるように、いくつかの実施形態では、酸化ケイ素のエッチング量は、経時的に増加し、エッチング時間に実質的に線形に依存し得る。対照的に、窒化ケイ素のエッチングは、酸化ケイ素のエッチングが継続されても、実質的に抑制され得るか又は顕著に増加し得ない。その結果として、窒化ケイ素に対する酸化ケイ素のエッチング選択性は、酸化ケイ素のエッチングが継続されても維持され、低下し得ない。
【００７２】
［００８４］処理チャンバ内の圧力は、約０．５トールと約５０トールとの間で維持され得る。いくつかの実施形態では、処理チャンバ内の圧力は、約４０トール以下、又は約３０トール以下、又は約２０トール以下、又は約１０トール以下、又は約５トール以下、又は約４トール以下、又は約３トール以下、又は約２トール以下、又は約１トール以下、又は約０．５トール以下に、或いは更に低く、維持され得る。圧力は、これら範囲、これら範囲に含まれるより小さな範囲、又はこれら範囲のいずれかの間の任意の圧力に維持することもできる。
【００７３】
［００８５］ここに記載される様々なエッチング方法は、多くの利点を提供する。ここに記載される方法は、３Ｄ  ＮＡＮＤ構造又は高いアスペクト比を有し得る他の特徴部におけるトレンチの底部に到達するガスエッチング液を使用し、それにより、従来の湿式エッチングプロセスと比較して、エッチング均一性又は縦方向ローディングを改善することができる。ここに記載される方法から形成される副産物は揮発性であり得るので、処理チャンバ及び／又は基板の温度を約１２５℃以上に上昇させるか又は維持することにより容易に除去することができ、その際、従来の湿式プロセスと比較して、残留副産物をまったく又はほとんど残さない。更に、ここに記載される方法は、凸状、直線状、及び／又は凹状の窪み形状を達成するために、エッチングされた窪み形状、例えばエッチングされた窒化ケイ素の窪み形状を調節する能力を提供することができる。ここに記載される方法は、窒化ケイ素及び／又は酸化ケイ素の選択性を調節する能力も提供することができる。前駆体を選択することにより、並びに／又は前駆体の流量比、処理チャンバの温度、及び／若しくは処理チャンバ内の圧力を調整することにより、方法は、いくつかの実施形態において、酸化物に対して窒化物を選択的にエッチングすることができるか、又は他の実施形態において、窒化物に対して酸化物を選択的にエッチングすることができる。前駆体及び／又は動作条件に応じて、方法は、いくつかの実施形態において、約１：１から約５００：１以上の窒化物対酸化物選択比を達成することができるか、又は他の実施形態において、約１：１から約１００：１の酸化物対窒化物選択比を達成することができる。ハロゲン含有前駆体及び水素含有前駆体を使用することにより、ここに記載される方法は概して、酸素含有前駆体が使用され得るエッチング方法と比較して、より高い選択性を達成することができる。
【００７４】
［００８６］上記の記載では、説明を目的として、本技術の様々な実施形態の理解を促すために、数々の詳細が提示された。しかしながら、これらの詳細のいくつかを含まずに又は更なる詳細と共に、特定の実施形態を実施し得ることが、当業者には明らかであろう。
【００７５】
［００８７］いくつかの実施形態を開示したが、当業者は、実施形態の精神から逸脱することなく、様々な修正例、代替構造、及び均等物を使用できることを認識するであろう。更に、本技術を不必要にあいまいにすることを避けるために、いくつかの周知のプロセス及び要素については記載しなかった。したがって、上記の記載は、本技術の範囲を限定するものと解釈すべきでない。更に、方法又はプロセスは、連続的又は段階的に記載され得るが、工程は、同時に実施されても、又は列挙されたものとは異なる順序で行われてもよいことを理解するべきである。
【００７６】
［００８８］値の範囲が提供されている場合、文脈上そうでないと明示されていない限り、その範囲の上限と下限との間の各介在値も、下限の最小単位まで具体的に開示されている。記載された範囲の任意の記載値又は記載されていない介在値の間の任意の小さい範囲、並びにその記載範囲のその他の任意の記載値又は介在値が含まれる。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、その範囲に個別に含まれても又はその範囲から個別に除外されてもよく、上限及び下限の一方若しくは両方がそれらより小さい範囲に含まれるか又はどちらも含まれない各範囲も本技術に含まれ、記載範囲において具体的に除外された任意の限界値が適用される。記載範囲に上限及び下限の一方又は両方が含まれる場合、それら含まれる限界値の一方又は両方を除外する範囲も含まれる。
【００７７】
［００８９］本明細書及び特許請求の範囲において使用される単数形は、文脈が他のことを明らかに示さない限り、複数の参照対象を含む。したがって、例えば、「ある前駆体」への言及は、複数のこのような前駆体を含み、「層」への言及は、当業者に既知の１つ又は複数の層及びその均等物への言及を含み、その他の形にも同様のことが当てはまる。
【００７８】
［００９０］更に、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、記載された特徴、整数、構成要素、又は工程の存在を特定することを意図しているが、１つ又は複数の他の特徴、整数、構成要素、工程、動作、又はグループの存在又は追加を除外するものではない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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