(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の選択された領域からイリジウムを除去する方法であって、
ａ）基板上にイリジウムを堆積する工程と、
ｂ）該イリジウム上にハードマスクを形成する工程と、
ｃ）該ハードマスクをパターニングして、前記イリジウムの選択された領域を露出させる工程と、
ｄ）５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力のＥＣＲプラズマエッチングチャンバ内に前記基板を配置する工程と、
ｅ）前記基板および前記イリジウムを、１５０℃よりも高い温度に加熱するとともに、非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスを前記チャンバに導入する工程と、
ｆ）前記チャンバ内に形成されるフッ素含有プラズマに前記イリジウムを晒し、揮発性のフッ化イリジウム化合物を形成する工程とを含み、
前記フッ素含有ガスが、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、または六フッ化硫黄（ＳＦ６）からなる群より選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ハードマスクは、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フッ化イリジウム化合物を排気する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
基板の選択された領域から白金を除去する方法であって、
ａ）基板上に白金を堆積する工程と、
ｂ）該白金上にハードマスクを形成する工程と、
ｃ）該ハードマスクをパターニングして、前記白金の選択された領域を露出させる工程と、
ｄ）５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力のＥＣＲプラズマエッチングチャンバ内に前記基板を配置する工程と、
ｅ）前記基板および前記白金を、１９０℃よりも高い温度に加熱するとともに、非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスを前記チャンバ内に導入する工程と、
ｆ）前記チャンバ内に形成されるフッ素含有プラズマに前記白金を晒し、揮発性のフッ化白金化合物を形成する工程とを含み、
前記フッ素含有ガスが、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、または六フッ化硫黄（ＳＦ６）からなる群より選択されることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ハードマスクは、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フッ化白金化合物を排気する工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して半導体技術に関し、より詳細には、フッ素化学物質を用いて金属をエッチングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体技術の発展と共に、様々な金属がより広い範囲の用途に用いられている。これらの金属の多くは、これらの金属を適切にエッチングすることに関連する問題等、処理に関する課題を提示する。例えば、白金およびイリジウムは、強誘電性メモリデバイスおよび他のデバイスに用途を見出している。これらの金属の用途範囲の拡張と同時に、デバイス全体の寸法は縮小し続けている。デバイスが縮小するほど、臨界寸法（ＣＤ）をより精度良く保持する必要がある。
【０００３】
白金およびイリジウム等のいくつかの金属の場合、デバイスをパターニングするための適切なエッチング方法が利用できない点で、臨界寸法の保持はより困難である。プラズマエッチング等の既存のエッチング方法の多くは、基板に再付着する残渣を生成する。
【０００４】
プラズマエッチングは、２つのメカニズム、すなわち物理的エッチング（「スパッタリング」とも呼ばれる）および化学的エッチングの組合わせによって達成される。従来技術の白金およびイリジウムをエッチングする方法では主に、金属のスパッタリングは、何らかの化学的エッチングを伴う。報告されている化学的エッチングは、不揮発性エッチング生成物の形成を伴う。スパッタリングは、物理的エッチングの一形態であり、粒子を表面に衝突させて、その衝撃力によって表面下にある材料を除去することによって達成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
アルゴン／ハロゲンの混合ガスプラズマを用いて白金エッチングを行う従来技術の方法および類似の方法は、ほとんどの場合にスパッタリングを用いるため、マスクの側壁に沿ってエッチング生成物が再付着する。従来技術の方法はまた、化学反応を一部利用するが、不揮発性のエッチング生成物を生成する。これらの不揮発性エッチング生成物も同様に再付着することが多い。例えば、従来技術の方法では、クロロフルオロカーボンまたは他の塩素含有ガスを用いることが多い。イリジウム、白金および他の金属は、通常得られる処理温度および処理条件において、不揮発性の金属塩化物を形成する。こういったスパッタ材料および不揮発性のエッチング生成物の再付着は、再付着した材料がマスク除去後にも残存していることから一般的にフェンスと呼ばれる構造物を生成する。フェンスを除去するための方法はいくつか存在するが、そのプロセス全体は臨界寸法を良好に維持しない。一般的に、パターニングされた白金の構造体をエッチングする際にマスクの元の寸法よりも必ず大きくなるように要素サイズを形成することが行われる。この寸法の増加は、いわゆる「フェンスフリー」白金構造としても注目されている。さらなる研究によって、いわゆる「フェンスフリー」のパターニング白金構造は、一時的フェンスを生成し、次いで反復的エッチングを通じてその一時的フェンスを除去するプロセスによって達成されることが分かっている。この結果、側壁角度および全体寸法の両方が変化する。
【０００６】
従来技術のエッチング技術に関連する別の問題は、概して、エッチング生成物が再付着することである。フェンス構造体を形成する再付着物は、他の種類の故障（例えば、再付着した材料の含有金属によって最終デバイス内に短絡が起こり得る等）も引き起こし得る。この問題に対する従来技術の解決方法は、様々な種類のクリーニング工程（例えば、ウェットエッチングプロセス、プラズマアッシュプロセスおよび標準的なウェットクリーニングプロセス）を追加することであった。これらの追加的プロセスもまた、プロセスに複雑性および不確実性を与え得、その結果、臨界寸法の全体的制御が低下する。
【０００７】
従来の方法では、石英管反応チャンバを１００ｍＴｏｒｒよりも大きな圧力で用いてきた。この構成では、反応物の方向を制御することができない。また、これらのチャンバ内の圧力が高くなると、化学的エッチングは等方性（すなわち、エッチングが複数の方向に発生すること）となる。等方性のエッチングはアンダーカットを引き起こし、その結果、所望の構造を形成し、臨界寸法を制御することがいっそう困難になる。
【０００８】
現在の白金およびイリジウムをエッチングする方法のエッチング速度は、毎分４００Åよりも小さい。
【０００９】
フェンス構造体を生成しないような、白金、イリジウムおよび他の特定の金属をエッチングする方法を有するのが有利である。
【００１０】
臨界寸法をより良く制御できるような、白金、イリジウムおよび他の特定の金属をエッチングする方法を有するのが有利である。
【００１１】
再付着する残渣の量を低減または除去するような、白金、イリジウムおよび他の特定の金属をエッチングする方法を有するのが有利である。
【００１２】
異方性であるような、白金、イリジウムおよび他の特定の金属をエッチングする方法を有するのが有利である。
【００１３】
白金、イリジウムおよび他の特定の金属を毎分４００Åよりも速い速度でエッチングする方法を有するのが有利である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、基板の選択された領域から金属を除去する方法であって、ａ）該基板上に金属を堆積する工程と、ｂ）マスクを形成およびパターニングして、選択された金属領域を露出させる工程と、ｃ）該金属をフッ素含有プラズマに露出する工程と、ｄ）揮発性の金属フッ素化合物が形成される温度に該金属を加熱する工程と、ｅ）該金属フッ素化合物を排気する工程と、を含む。
【００１５】
本発明の方法は、前記金属が、イリジウム、白金、ルテニウム、オスミウムおよびレニウムからなる群より選択されてもよい。
【００１６】
本発明の方法は、前記マスクがフォトレジストマスクであってもよい。
【００１７】
本発明の方法は、前記マスクがハードマスクであってもよい。
【００１８】
本発明の方法は、前記マスクが二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含んでもよい。
【００１９】
本発明の方法は、前記フッ素含有プラズマがフッ素含有ガスの非クロロフルオロカーボン源を導入し、プラズマを加熱することによりエッチングチャンバ内に形成されてもよい。
【００２０】
本発明の方法は、前記エッチングチャンバが約５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力に維持されてもよい。
【００２１】
本発明の方法は、前記フッ素含有ガスが四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）を含んでもよい。
【００２２】
本発明の方法は、前記フッ素含有ガスは酸素をさらに含んでもよい。
【００２３】
本発明の方法は、前記金属が１５０℃よりも高い温度に加熱されてもよい。
【００２４】
本発明の方法は、基板の選択された領域から金属を除去する方法であって、ａ）基板上にイリジウムを堆積する工程と、ｂ）該イリジウム上にハードマスクを形成する工程と、ｃ）該マスクをパターニングして、イリジウムの選択された領域を露出させる工程と、ｄ）５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力のＥＣＲプラズマエッチングチャンバ内に該基板を配置する工程と、ｅ）該基板および金属を、約１５０℃よりも高い温度に加熱する工程と、ｆ）非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスを該チャンバに導入する工程と、ｇ）フッ素含有プラズマを生成することにより、イリジウムを該チャンバ内の該フッ素含有プラズマに露出し、揮発性のフッ化イリジウム化合物を形成する工程と、を含む。
【００２５】
本発明の方法は、前記ハードマスクは、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含んでもよい。
【００２６】
本発明の方法は、前記非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスは、四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、または六フッ化硫黄（ＳＦ6）からなる群より選択されてもよい。
【００２７】
本発明の方法は、前記フッ化イリジウムの化合物を排気する工程をさらに含んでもよい。
【００２８】
本発明の方法は、基板の選択された領域から金属を除去する方法であって、ａ）基板上に白金を堆積する工程と、ｂ）該白金上にハードマスクを形成する工程と、ｃ）該マスクをパターニングして、白金の選択された領域を露出させる工程と、ｄ）５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力のＥＣＲプラズマエッチングチャンバ内に該基板を配置する工程と、ｅ）該基板および金属を、約１９０℃よりも高い温度に加熱する工程と、ｆ）非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスを該チャンバ内に導入する工程と、ｇ）フッ素含有プラズマを生成することにより、イリジウムを該チャンバ内の該フッ素含有プラズマに露出し、揮発性のフッ化イリジウム化合物を形成する工程と、を含む。
【００２９】
本発明の方法は、前記ハードマスクは、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を含んでもよい。
【００３０】
本発明の方法は、前記非クロロフルオロカーボンであるフッ素含有ガスは、四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、または六フッ化硫黄（ＳＦ6）からなる群より選択されてもよい。
【００３１】
本発明の方法は、前記フッ化白金化合物を排気する工程をさらに含んでもよい。
【００３２】
従って、基板の選択領域から金属をエッチングまたは除去する方法が提供される。最初に、基板を、その基板上に事前に形成された任意の所望の回路構造と共に、本発明の方法によるさらなる処理のために準備する。次に、その基板上に金属を堆積させる。本発明の方法は、イリジウム、白金、ルテニウム、オスミウムおよびレニウム等の、フッ素と反応して揮発性の化合物を形成する金属と共に用いるのに非常に適している。比較的低い温度で気化する物質は、一般に、揮発性であると見なされる。本明細書中で用いるように、「揮発性」という用語は、半導体デバイスの処理に関連して容易に入手可能な温度および圧力において容易に気化する物質の特徴を示す。温度および圧力の好適な範囲は、詳細な説明において示す。
【００３３】
金属を堆積させた後、マスク層を形成およびパターニングして、金属の選択された領域を露出させる。マスクを形成およびパターニングする方法は周知である。１つの一般的な種類のマスクは、フォトレジストマスクである。別の一般的な種類のマスクは、ハードマスクと呼ばれ、このハードマスクは、通常、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を用いて形成される。フォトレジストマスクは、低温での本発明の使用に適しているが、ハードマスクは、通常、高温時に好適であり、本発明を実施する場合は、ハードマスクが望ましい。フォトレジストは、ハードマスク材料よりも低い温度で信頼性が低下するか、または破損する傾向を有する。
【００３４】
パターニングの後、金属を加熱してチャンバ内のフッ素含有プラズマに露出する。チャンバは、好適には、５〜５０ｍＴｏｒｒの圧力のＥＣＲプラズマエッチングチャンバである。金属は、加熱されたチャック上に配置された基板を加熱することにより加熱される。チャックの温度を制御することによって、基板および金属の温度を制御することが可能である。金属は、金属をプラズマ中のフッ素に露出する場合にその金属が揮発性の金属フッ化物を生成する温度まで加熱され、加熱温度は、通常、イリジウムの場合に１５０℃よりも高く、白金の場合に１９０℃よりも高い。この揮発性の金属フッ化物化は、チャンバ内に実質的に蒸気を形成する。その後、この蒸気をポンプを用いて排気する。
【００３５】
本発明は、揮発性の化合物を生成することにより、残渣を低減または除去する。チャンバ内のスパッタリングのさらなる影響ならびに不揮発性化合物を形成し得る他のガスまたは材料の存在のため、何らかの中間残渣が偶然に堆積する場合がある。好適には、再堆積される残渣の量はわずかであり、このプロセスの間の連続するエッチングの効果が、残渣を除去する。
【００３６】
塩素は、例えばイリジウムおよび白金ならびに他の金属の反応により不揮発性化合物を形成するため、塩素を含まないフッ素源を用いるのが好適である。したがって、クロロフルオロカーボンガスは、好適には、フッ素源として用いられない。好適なフッ素源は、四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、または六フッ化硫黄（ＳＦ6）である。酸素をチャンバに導入して、さらなるフッ素を取り出してもよい。加えて、不活性の希釈ガス（アルゴン、ネオン、またはヘリウム、もしくは他の一般的な処理用ガス）もチャンバ内に導入され得る。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明は、フッ素系ガスを用いて金属、特に、イリジウム、白金、ルテニウム、オスミウムまたはレニウムをエッチングする方法を提供する。ウエハ上に周知の技術を用いて集積回路（ＩＣ）要素（例えば、トランジスタおよび他の能動素子および受動素子）をウエハ上に形成することにより、ウエハが準備されている。ウエハ上の集積回路要素の種類および数は、本発明のプロセスにとって重要ではない。様々な構造体の形態および構成ならびにこのような構造体を形成する方法は、当業者に周知の設計選択事項であり、本明細書中では説明しない。金属は、好適には、ウエハ上の残渣を低減あるいは除去するような様態でエッチングされる。
【００３８】
本発明の方法は、フッ素化学物質を用いて金属をエッチングする。このフッ素化学物質は、従来技術のイリジウムおよび白金のエッチング方法において主流であるスパッタリングメカニズムに加えるか、またはそれに代えて、化学的エッチングメカニズムを提供する。本発明の方法のここでの用途は、イリジウムおよび白金を用いた用途について主に説明するが、本発明は、フッ素と用いると揮発性のエッチング反応物を生成するルテニウム、オスミウム、レニウムおよび他の金属のエッチングにも適している。下記の表は、所望の反応物の融点および沸点をまとめたものである。
【００３９】
【表１】
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上記の融点および沸点は、他の従来技術の塩素、フッ素または他の化学物質との反応物と比べると比較的低く、これは、容易に達成可能かつウエハ処理用に適切な温度で揮発性の金属フッ化物を生成する能力をサポートする。
【００４０】
図１は、プラズマエッチングプロセスを基板（例えば、ウエハ１２）に行うための適切な電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマエッチング装置１０の模式図である。分かり易さのため、図中の構成要素は縮尺通りに描いておらず、構造全体の中でいくつかの要素は省略している。ＥＣＲプラズマエッチング装置のより詳細な説明に関しては、米国特許第５，８６９，８０２号の「ＰｌａｓｍａＰｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」を参照されたい。装置１０は、１つ以上のウエハ１２を保持するのに適切なサイズのチャンバ１６を含む。チャンバ１６内で、ウエハ１２はチャック２０上に支持される。このようなチャンバでよくあるように、内部２２は、図１中にポンプ２６として模式的に図示するような適切なポンプおよびバルブ装置によって所望のように排気または加圧が可能である。チャンバ１６内のガス圧力は好適には、処理中約５ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒに維持される。
【００４１】
ポンプ２６はまた、処理中にチャンバ１６を排気するためにも用いられ、チャンバ１６内を所望の圧力に保持する。個々のウエハ１２は、適切なウエハハンドラ３０によってチャンバ１６の壁のゲートバルブ３２を介してチャンバ１６から出し入れされ、チャック２０に載せたり取り上げたりする。
【００４２】
プラズマエッチング処理において用いられる選択ガスは、バルブ４４によって制御される、参照符号４２に集合的に示す様々なガス供給リザーバから適切なマニホルドシステム３６を通じて、チャンバ内に導入される。例示を目的として、２つの供給リザーバのみを図示しているが、必要な数のリザーバが用いられる。チャンバ１６に導入する前に、１種類以上のガスを１つの供給リザーバで混合することも可能である。ガスを装置１０に導入し、イオン化して、プラズマを形成する。
【００４３】
導入されたガスをイオン化してプラズマを形成するために、装置１０は、チャンバ１６に隣接して設けられる導波管５２と、導波管５２を挟んでチャンバ１６に対向する永久磁石５４とを有する。マイクロ波放射を透過させる材料（例えば、水晶または酸化アルミニウム）で構成されている窓５６を導波管５２の真下に配置して、マイクロ波放射のチャンバ１６への入射を可能にする。導波管５２は、電力発生源（図示せず）に接続され、電力発生源によって発生されるマイクロ波エネルギーをその長さ方向に沿って搬送して窓５６と位置合わせされた端部５７に送り、これによりマイクロ波エネルギーがチャンバ１６内へと向けられる。
【００４４】
マイクロ波は、導波管５２を抜けて窓５６を通過してチャンバ１６に入り、ウエハ１２に対してほぼ垂直な方向に進む。ＥＣＲの電力は、約３００ワット〜２０００ワットの範囲である。ＲＦバイアス５８もチャック１６に印加されて、イオンが、やはりウエハ１２に対してほぼ垂直な方向に、ウエハ１２に引き付けられる。ＲＦバイアスの電力は好適には、５０ワット〜１０００ワットの範囲内である。上記の電力レベルは、直径６インチのウエハに基づく。当業者であれば、サイズが異なるウエハについて、電力レベルを必要に応じて調節することができる。
【００４５】
チャックにバイアスを付与し、チャンバ内を低圧力にすることにより、フッ素イオンがウエハに対してほぼ垂直方向に移動させるのを助ける。これにより、ウエハに対して垂直方向の異方性エッチングが行われる。この異方性のエッチングは、アンダーカットを低減または除去し、臨界寸法の制御全体を向上させる。
【００４６】
チャック２０を所望の温度に加熱し、加熱エレメント６０を模式的に示す。加熱エレメント６０およびチャック２０を一緒に用いて、処理中のウエハ１２の温度を選択する。チャックを加熱して、揮発性の金属−フッ素反応物が生成されるのに十分に高いウエハ温度を維持する。ウエハ温度は好適には、１５０℃よりも高い。イリジウムのエッチングの場合、ウエハ温度は、好適には、約１５０〜４００℃である。白金のエッチングの場合、ウエハ温度は、好適には、約１９０〜５００℃である。
【００４７】
図２は、本発明の方法の工程を示し、この方法を、図１および２を参照して説明する。ウエハ１２を準備し、次いで、ウエハハンドラ３０によってウエハ１２をチャンバ１６内のチャック２０上に配置する。ウエハ１２は典型的にはシリコンウエハであり、本発明の方法に従って更なる処理を受けるように準備されている。図２中の第１の工程は工程７０であり、工程７０において金属をウエハ１２上に堆積させる。金属は、好適には、イリジウム、白金、ルテニウム、オスミウムまたはレニウムからなる群より選択される。金属は、金属蒸着等の任意の所望の方法で堆積される。
【００４８】
工程７２において、マスクを形成する。好適には、二酸化ケイ素または窒化ケイ素を用いて、ハードマスクを形成する。ハードマスクが好適であるが、温度がフォトレジストが適切なマスクとして作用しなくなる温度を越えない場合には、本発明ではフォトレジストマスクを用いることも可能である。新規のマスク材料および技術の開発が進めば、本発明を多様なさらなるプロセスと組合わせた用途を見つけることが期待される。現時点では、本発明の方法と関連して用いられる温度のため、ハードマスクが好適である。
【００４９】
工程７４において、金属がフッ素との反応により揮発性化合物を形成する温度（通常は１５０℃を越える）にウエハを加熱する。
【００５０】
工程７６において、フッ素系ガスを導入する。フッ素含有ガスは好適には、四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）である。本発明の別の好適な実施形態において、クロロフルオロカーボンは、白金およびイリジウムとの反応により不揮発性エッチング反応物を生成する塩素も含有するため、フッ素の源として用いられない。
【００５１】
工程７４および７６の間、適切なマイクロ波電力を与えて、工程７８に示すようにチャンバ１６内にプラズマを生成する。ＥＣＲエッチング処理の分野の当業者にとって公知のように、導入されたガスはイオン化される。フッ素系ガスは、プラズマ中にフッ素イオンを生成する。本発明の好適な実施形態において、酸素も導入してプラズマ内で反応させてさらなるフッ素を取り出すことができ、そのフッ素は金属と反応する。通常、２％〜２０％の酸素をフッ素系ガスに付加する。
【００５２】
エッチングプロセスが進行するにつれて、エッチング反応物が形成される。工程８０に示すように、エッチング反応物は、一度に除去するのが好ましい。
【００５３】
以下は、本発明の方法の特定の実験に基づく実施例である。
【００５４】
金属膜の堆積を行う前に、６インチのｐ型（１００）ウエハをチューブ型の加熱炉において蒸気酸化させて、このウエハ上に４０００Å〜５０００Åの厚さの酸化物を形成する。次に、ウエハを電子ビーム蒸着システム内のプラネタリに積載する。電子ビームシステムのバックグラウンド圧力は、１０-8Ｔｏｒｒの範囲である。イリジウム堆積の間、プラネタリ全体およびウエハを石英水銀燈で加熱する。プラネタリ近傍に挿入された熱電対を用いて、温度を２２５℃に制御した。膜の接着を良好にするために、イリジウム堆積を続ける前に、約２００Åの薄いチタン（Ｔｉ）層を酸化物上に堆積させる。
【００５５】
イリジウムの堆積に続いて、プラズマ促進化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を用いて、ウエハ上に窒化ケイ素を堆積する。次いで、ウエハ上にフォトレジストを塗布してパターニングを行う。次いで、窒化ケイ素層をプラズマエッチングして、その後のイリジウムエッチング工程用のハードマスクを形成する。
【００５６】
プラズマエッチングプロセスは、プラズマクエスト（Ｐｌａｓｍａ  Ｑｕｅｓｔ）ＥＣＲ促進反応性イオンエッチングシステムにおいて行う。このシステムは、単一ウェハロードロックシステムである。ＥＣＲプラズマを処理チャンバの上部から導入する。ＥＣＲ出力は８００ワットに維持する。ウエハを加熱されたチャック上に配置する。この加熱されたチャックを用いて、ウエハの温度を約３００℃に維持する。１５ｍＴｏｒｒにおいて、チャックの温度について、ウエハの温度を較正する。ＲＦバイアスを、４００ワットに維持されている下部電極に印加する。圧力を１５ｍＴｏｒｒに維持する。ＣＦ4を流量５０ｓｃｃｍでおよび酸素を流量５ｓｃｃｍでシステムに導入する。
【００５７】
この実施例の結果、毎分１０００Åよりも速いイリジウムエッチング速度が得られる。
【００５８】
図３および４は、四フッ化炭素を用いたイリジウムおよび白金のエッチング速度に対して温度が与える影響の例を示す。まず図３を参照すると、イリジウムのエッチング速度は、比較的平坦であり、１００〜１５０℃未満では４００Å／分をかなり下回る（１１０として図示）。これは、従来技術で公知の結果と一致する。処理中にウエハ温度がより高い温度に維持される（１２０として図示）と、本発明の方法によって提供されるように、エッチング速度は著しく増加する。エッチング速度が増加するのは、フッ素がイリジウムと化学反応を起こして、揮発性のエッチング反応物を形成するからである。プラズマ中でイリジウムとフッ素とを反応させるためには、さらに熱を加える必要がある。比較的温度が低いとき、エッチング速度は主にスパッタリングの関数である。比較的温度が高いとき、エッチング速度は化学反応によって大きく影響される。エッチング反応物は、主に六フッ化イリジウムであると考えられる。六フッ化イリジウムの融点は４４．０℃であり、沸点は５３．６℃であり、このことは、エッチング速度の増加が顕著になった場合、六フッ化イリジウムは揮発性の化合物として形成され得ることを示唆している。
【００５９】
ここで図４を参照すると、四フッ化炭素中の白金のエッチング速度に関して、同様の結果が示されている。温度が比較的低いときのエッチング速度（２１０に図示）は、従来技術と一致する。しかし、やはり温度の範囲が高くなると（２２０に図示）、エッチング速度は著しく増加する。エッチング速度が変化する割合は、図３において既に述べたイリジウムの場合よりも、白金の場合の方が幾分高いが、この結果は、六フッ化白金の融点および沸点の方が高いことと合致する。
【００６０】
オスミウムおよびレニウムは、六フッ化オスミウムおよび六フッ化レニウムをそれぞれ生成する。これらの化合物はいずれも、六フッ化イリジウムよりも低い融点および沸点を有する。イリジウムをエッチングする場合よりもわずかに低い温度で、同様の結果が期待できる。
【００６１】
ルテニウムは五フッ化ルテニウムを生成し、五フッ化ルテニウムの融点は８６．５℃であり、沸点は２２７℃である。融点および沸点の温度がより高いため、プロセスは、揮発性のエッチング反応物を生成するために、約２２７度よりも高い温度で行う必要がある。
【００６２】
本発明の範囲内において、さらに別の実施形態が可能である。当業者は、本発明の範囲内における方法および材料の別の改変例を考えつく。したがって、上記の開示内容およびその説明は例示のみを目的とし、本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特許請求の範囲によって規定される。
【００６３】
非クロロフルオロカーボン、フッ素化学物質を用いて、金属、特にイリジウム、白金、ルテニウム、オスミウム、およびレニウムを異方性エッチングする方法。金属を堆積させた基板を、ＥＣＲプラズマエッチングチャンバに挿入して加熱する。四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）等のフッ素含有ガスを上記チャンバに導入し、イオン化してプラズマを生成する。上記プラズマ中のフッ素イオンは、上記金属に衝突または接触して、揮発性の金属−フッ素化合物を形成する。金属−フッ素化合物は、基板から排気され、これによりエッチング反応物の再付着を低減または除去する。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の方法によって、スパッタ材料および不揮発性のエッチング生成物の再付着を防ぐことが可能である。すなわちこれらのフッ化した生成物が一定温度で気化し、ウエハ上に残留することなくチャンバー外に排気される。従って、再付着した材料（フェンス）を除去するプロセスを必要とせず、寸法制御可能で、より容易に加工できる方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＣＲプラズマエッチング装置を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に従って、図１に示すチャンバ内で、基板上の白金、イリジウムおよび他の特定の金属をエッチングする方法に含まれる工程を示すブロック図である。
【図３】フッ素系ガスを用いてイリジウムのエッチング速度に対して温度が与える影響を示すグラフである。
【図４】フッ素系ガスを用いて白金のエッチング速度に対して温度が与える影響を示すグラフである。
【符号の説明】
１２  ウエハ
１６  チャンバ
【図１】
0003894747.tif 000003
【図２】
0003894747.tif 000004
【図３】
0003894747.tif 000005
【図４】
0003894747.tif 000006