(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための方法を提供する。【解決手段】エッチング層がプラズマ処理室内に配置される。プラズマ処理室内にエッチングガスを流入させる。エッチングガスからエッチングプラズマを生成させる。エッチングプラズマはシリコン含有層にシリコン含有残渣を残してフィーチャをエッチングする。プラズマ処理室内へのエッチングガスの流入を停止させる。プラズマ処理室内にドライクリーニングガスを流入させ、ドライクリーニングガスは、ＮＨ3およびＮＦ3を含む。ドライクリーニングガスからプラズマを生成させる。シリコン含有残渣はドライクリーニングガス・プラズマに暴露され、シリコン含有残渣の少なくとも一部または全てはアンモニウム含有化合物を生成させる。ドライクリーニングガスの流入を停止させる。アンモニウム化合物を層から昇華させる。【選択図】図１
2016136617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための方法であって、
前記エッチング層を、プラズマ処理室内に配置し、
前記プラズマ処理室内にエッチングガスを流入させ、
前記エッチングガスからエッチングプラズマを生成させ、前記シリコン含有エッチング層は前記エッチングプラズマに暴露され、前記エッチングプラズマは前記シリコン含有層にシリコン含有残渣を残してフィーチャをエッチングし、
前記プラズマ処理室内への前記エッチングガスの流入を停止させ、
ＮＨ3およびＮＦ3を含むドライクリーニングガスを、前記プラズマ処理室内に流入させ、
前記ドライクリーニングガスからプラズマを生成させ、前記シリコン含有残渣は前記ドライクリーニングガス・プラズマに暴露され、前記シリコン含有残渣の少なくとも一部からアンモニウム含有化合物を生成させ、
前記ドライクリーニングガスの流入を停止させ、
前記エッチング層を前記プラズマ処理室から取り出すこと、を備える方法。
【請求項２】
前記ドライクリーニングガスは、さらに希ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラズマ処理室から前記層を取り出す前に、前記アンモニウム含有化合物を昇華させることをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ドライクリーニングガスは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比が１：１から２０：１の間である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ドライクリーニングガスからプラズマを生成させている間、０〜１０００ボルトの間のバイアスが供給される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アンモニウム含有化合物を昇華させている間、前記エッチング層は６０℃〜２２０℃の間の温度に維持される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチング層は、シリコン基板、シリコンウェハ、ゲート、シャロートレンチ・アイソレーション層、ソース層、ドレイン層、またはポリシリコン層である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記エッチングガスは、ハロゲン含有エッチングガスである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマ処理室から前記層を取り出す前に、前記アンモニウム含有化合物を昇華させることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記アンモニウム含有化合物を昇華させている間、前記エッチング層は６０℃〜２２０℃の間の温度に維持される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ドライクリーニングガスは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比が１：１から２０：１の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ドライクリーニングガスからプラズマを生成させている間、０〜１０００ボルトの間のバイアスが供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記エッチング層は、シリコン基板、シリコンウェハ、ゲート、シャロートレンチ・アイソレーション層、ソース層、ドレイン層、またはポリシリコン層である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記エッチングガスは、ハロゲン含有エッチングガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記シリコン含有残渣は、酸化シリコン、ＳｉＢｒx、ＳｉＣｌx、ＳｉＯＮ、ＳｉＯxＦy、ＳｉＣＯ、ＳｉＯxＣｌy、またはＳｉＯxＢｒy、のうちの少なくとも１つを含み、ただし、ｘとｙは正の整数である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための方法であって、
前記エッチング層を、プラズマ処理室内に配置し、
前記プラズマ処理室内にハロゲン含有エッチングガスを流入させ、
前記ハロゲン含有エッチングガスからエッチングプラズマを生成させ、前記シリコン含有エッチング層は前記エッチングプラズマに暴露され、前記エッチングプラズマは前記シリコン含有層にシリコン含有残渣を残してフィーチャをエッチングし、このとき、前記シリコン含有残渣は、酸化シリコン、ＳｉＢｒx、ＳｉＣｌx、ＳｉＯＮ、ＳｉＯxＦy、ＳｉＣＯ、ＳｉＯxＣｌy、またはＳｉＯxＢｒy、のうちの少なくとも１つを含み、ただし、ｘとｙは正の整数であり、
前記プラズマ処理室内への前記エッチングガスの流入を停止させ、
前記プラズマ処理室内にドライクリーニングガスを流入させる、前記ドライクリーニングガスは、ＮＨ3およびＮＦ3を含み、前記ドライクリーニングガスは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比が１：１から２０：１の間であり、
前記ドライクリーニングガスからプラズマを生成させ、前記シリコン含有残渣は前記ドライクリーニングガス・プラズマに暴露され、前記シリコン含有残渣の少なくとも一部はアンモニウム含有化合物を生成させ、
前記ドライクリーニングガスの流入を停止させ、
前記アンモニウム含有化合物を、６０℃〜２２０℃の間の温度で昇華させ、
前記エッチング層を前記プラズマ処理室から取り出すこと、を備える方法。
【請求項１７】
前記エッチング層は、シリコン基板、シリコンウェハ、ゲート、シャロートレンチ・アイソレーション層、ソース層、ドレイン層、またはポリシリコン層である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための装置であって、
プラズマ処理室であって、
プラズマ処理室エンクロージャを形成する室壁と、
前記プラズマ処理室エンクロージャ内でウェハを支持するための基板サポートと、
前記プラズマ処理室エンクロージャ内の圧力を調整するための圧力調整器と、
プラズマを維持するために前記プラズマ処理室エンクロージャに電力を供給するための少なくとも１つの電極と、
前記プラズマ処理室エンクロージャ内にガスを供給するためのガス入口と、
前記プラズマ処理室エンクロージャからガスを排出するためのガス出口と、を備えるプラズマ処理室と、
前記少なくとも１つの電極に電気的に接続されている少なくとも１つのＲＦ電源と、
前記シリコン含有エッチング層を加熱するためのヒータと、
前記ガス入口に流体接続されているガス源であって、
エッチングガス源と、
ＮＨ3ガス源と、
ＮＦ3ガス源と、を含むガス源と、
前記ガス源および前記少なくとも１つのＲＦ電源に制御可能に接続されているコントローラであって、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータ読み取り可能媒体と、を有し、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記エッチングガス源から前記プラズマ処理室内にエッチングガスを流入させるためのコンピュータ可読コードと、
前記エッチングガスをエッチングプラズマに変換し、これにより前記シリコン含有エッチング層にシリコン含有残渣を残してフィーチャをエッチングするためのコンピュータ可読コードと、
前記エッチングガスの流入を停止させるためのコンピュータ可読コードと、
前記ＮＨ3ガス源からのＮＨ3および前記ＮＦ3ガス源からのＮＦ3を含むドライクリーニングガスを前記プラズマ処理室内に流入させるためのコンピュータ可読コードと、
前記ドライクリーニングガスをドライクリーニングプラズマに変換し、これにより前記シリコン含有残渣の少なくとも一部をアンモニウム含有化合物に変換するためのコンピュータ可読コードと、
前記ドライクリーニングガスの流入を停止させるためのコンピュータ可読コードと、
前記シリコン含有エッチング層を加熱し、これにより前記アンモニウム含有化合物を昇華させるためのコンピュータ可読コードと、を含む、コントローラと、を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造に関する。より具体的には、本発明は、シリコン層のエッチングおよびクリーニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの処理において、シリコン層にフィーチャがエッチングされ得る。そのようなエッチングプロセスでは、残渣またはパッシベーションが形成され得る。
【発明の概要】
【０００３】
上述の内容を達成し、本発明の目的に従い、シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための方法が提供される。エッチング層がプラズマ処理室内に配置される。プラズマ処理室内にエッチングガスが流入される。エッチングガスからエッチングプラズマが生成され、このエッチングプラズマにシリコン含有エッチング層が暴露され、エッチングプラズマにより、シリコン含有層にシリコン含有残渣を残してフィーチャがエッチングされる。プラズマ処理室内へのエッチングガスの流入が停止される。プラズマ処理室内にドライクリーニングガスが導入される。このドライクリーニングガスは、ＮＨ3およびＮＦ3を含む。ドライクリーニングガスからプラズマを生成させ、このドライクリーニングガス・プラズマにシリコン含有残渣が暴露され、シリコン含有残渣の少なくとも一部で、アンモニウム含有化合物が生成される。ドライクリーニングガスの導入が停止される。エッチング層がプラズマ処理室から取り出される。
【０００４】
本発明の別の態様において、シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための方法が提供される。エッチング層が、プラズマ処理室内に配置される。プラズマ処理室内にハロゲン含有エッチングガスが導入される。ハロゲン含有エッチングガスからエッチングプラズマを生成させ、このエッチングプラズマにシリコン含有エッチング層が暴露され、エッチングプラズマにより、シリコン含有層にシリコン含有残渣を残してフィーチャがエッチングされる。このとき、シリコン含有残渣は、酸化シリコン、ＳｉＢｒx、ＳｉＣｌx、ＳｉＯＮ、ＳｉＯxＦy、ＳｉＣＯ、ＳｉＯxＣｌy、またはＳｉＯxＢｒy、のうちの少なくとも１つを含む。ただし、ｘとｙは正の整数である。プラズマ処理室内へのエッチングガスの導入が停止される。プラズマ処理室内にドライクリーニングガスが導入される。このドライクリーニングガスは、ＮＨ3およびＮＦ3を含み、ドライクリーニングガスは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比が１：１から２０：１の間である。ドライクリーニングガスからプラズマを生成させて、このドライクリーニングガス・プラズマにシリコン含有残渣が暴露され、シリコン含有残渣の少なくとも一部からに、アンモニウム含有化合物が生成される。ドライクリーニングガスの導入が停止される。アンモニウム含有化合物が、６０℃〜２２０℃の間の温度で昇華される。エッチング層がプラズマ処理室から取り出される。
【０００５】
本発明の別の態様において、シリコン含有エッチング層にフィーチャをエッチングするための装置が提供される。プラズマ処理室が備えられ、プラズマ処理室は、プラズマ処理室エンクロージャを形成する室壁と、プラズマ処理室エンクロージャ内でウェハを支持するための基板サポートと、プラズマ処理室エンクロージャ内の圧力を調整するための圧力調整器と、プラズマを維持するためにプラズマ処理室エンクロージャに電力を供給するための少なくとも１つの電極と、プラズマ処理室エンクロージャ内にガスを供給するためのガス入口と、プラズマ処理室エンクロージャからガスを排出するためのガス出口と、を有する。少なくとも１つの電極には、少なくとも１つのＲＦ電源が電気的に接続される。シリコン含有エッチング層を加熱するために、ヒータがプラズマ処理室に接続される。ガス入口には、ガス源が流体接続されており、ガス源は、エッチングガス源、ＮＨ3ガス源、およびＮＦ3ガス源を含む。ガス源および少なくとも１つのＲＦ電源には、コントローラが制御可能に接続されており、コントローラは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ読み取り可能媒体とを有する。コンピュータ読み取り可能媒体は、エッチングガス源からプラズマ処理室内にエッチングガスを流入させるためのコンピュータ可読（コンピュータ読み取り可能）コードと、エッチングガスをエッチングプラズマに変換し、これによりシリコン含有エッチング層にシリコン含有残渣を残してフィーチャをエッチングするためのコンピュータ可読コードと、エッチングガスの流入を停止させるためのコンピュータ可読コードと、ＮＨ3ガス源からのＮＨ3およびＮＦ3ガス源からのＮＦ3を含むドライクリーニングガスをプラズマ処理室内に流入させるためのコンピュータ可読コードと、ドライクリーニングガスをドライクリーニングプラズマに変換し、これによりシリコン含有残渣の少なくとも一部をアンモニウム含有化合物に変換するためのコンピュータ可読コードと、ドライクリーニングガスの流入を停止させるためのコンピュータ可読コードと、シリコン含有エッチング層を加熱し、これによりアンモニウム含有化合物を昇華させるためのコンピュータ可読コードと、を含む。
【０００６】
本発明のこれらおよび他の特徴について、以下の本発明の詳細な説明において、次の図面を併用して、さらに詳細に説明する。
【０００７】
本発明を、限定するものではなく、例として、添付の図面の図に示しており、これらの図面では、類似の要素は、同様の参照符号で示している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の上位フローチャートである。
【０００９】
【図２Ａ】本発明の一実施形態により処理される積層体の概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態により処理される積層体の概略図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態により処理される積層体の概略図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態により処理される積層体の概略図である。
【００１０】
【図３】エッチングに使用され得るエッチング反応器の概略図である。
【００１１】
【図４】本発明の実施形態において使用されるコントローラを実現するのに適したコンピュータシステムを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について、添付の図面に示すいくつかの好適な実施形態を参照して、以下で詳細に説明する。本発明についての完全な理解を与えるため、様々な具体的詳細が以下の説明において記載される。しかしながら、これら特定の詳細の一部または全てがなくても本発明を実施できることは、当業者には明らかであろう。また、本発明を不必要に不明瞭にすることがないよう、周知の処理工程および／または構造については詳細に記載していない。
【００１３】
理解を助けるため、図１は、本発明の一実施形態において用いられるプロセスの上位フローチャートである。エッチング層を、プラズマ処理室内に配置する（ステップ１０４）。プラズマ処理室内にエッチングガスを流入させる（ステップ１０８）。エッチングガスからプラズマを生成（エッチングガスをプラズマ化）させて（ステップ１１２）、これにより、エッチング層にエッチングを施し、パッシベーションとなり得る残渣を形成する。エッチングガスの導入（流入）を停止させる（ステップ１１６）。ＮＨ3およびＮＦ3を含むドライクリーニングガスを、プラズマ処理室内に流入させる（ステップ１２０）。ドライクリーニングガスからプラズマを生成（ドライクリーニングガスをプラズマ化）させて（ステップ１２４）、これによりシリコンエッチング残渣をアンモニウム含有化合物に変換する。ドライクリーニングガスの流入を停止させる（ステップ１２８）。層を加熱して、アンモニウム含有化合物を昇華させる（ステップ１３２）。エッチング層をプラズマ処理室から取り出す（ステップ１３６）。
【００１４】
例：
本発明の好適な実施形態の一例では、プラズマ処理室内に層が配置される（ステップ１０４）。図２Ａは、マスクフィーチャ２１２を有するマスク２０８の下に配置されたシリコン含有エッチング層２０４を有する積層体２００の断面図である。本例では、エッチング層２０４は、シリコンウェハである。他の実施形態では、エッチング層は、シリコンウェハよりも上に形成されたシリコン層またはポリシリコン層であり得る。
【００１５】
一実施形態では、すべての処理を、単一のプラズマエッチング室で実施することができる。図３は、プラズマ処理ツール３０１を含むプラズマ処理システム３００の概略図である。プラズマ処理ツール３０１は、誘導結合プラズマエッチングツールであり、プラズマ処理室３０４を内部に有するプラズマ反応器３０２を備えている。トランス結合電力（ＴＣＰ）コントローラ３５０とバイアス電力コントローラ３５５は、プラズマ処理室３０４内で生成されるプラズマ３２４に影響を及ぼすＴＣＰ電源装置３５１とバイアス電源装置３５６をそれぞれ制御する。
【００１６】
ＴＣＰコントローラ３５０は、プラズマ処理室３０４付近に配置されたＴＣＰコイル３５３に対して、ＴＣＰ整合回路３５２で調整された１３．５６ＭＨｚの高周波信号を供給するように構成されたＴＣＰ電源装置３５１のための、設定点を設定する。ＲＦ透明窓３５４が設けられており、これにより、エネルギーをＴＣＰコイル３５３からプラズマ処理室３０４へ透過させることを可能としつつ、ＴＣＰコイル３５３をプラズマ処理室３０４から切り離している。
【００１７】
バイアス電力コントローラ３５５は、プラズマ処理室３０４内に配置されたチャック電極３０８に対して、バイアス整合回路３５７で調整されたＲＦ信号を供給するように構成されたバイアス電源装置３５６のための、設定点を設定し、処理されるフィーチャ層２０４を有するウェハを受けるように構成された電極３０８の上方に直流（ＤＣ）バイアスを発生させる。
【００１８】
ガス供給機構またはガス源３１０は、プロセスに必要な適切な化学物質を供給するために、ガスマニホールド３１７を介してプラズマ処理室３０４の内部に接続されたガス源または複数のガス源３１６を含んでいる。本例では、ガス源３１６は、エッチングガス源３８１とＮＨ3ガス源３８２とＮＦ3ガス源３８３を少なくとも含む。ガス排出機構３１８は、圧力調整弁３１９および排気ポンプ３２０を含み、プラズマ処理室３０４内から粒子を除去して、プラズマ処理室３０４内に特定の圧力を維持する。
【００１９】
温度コントローラ３８０は、冷却電源装置３８４を制御することにより、チャック電極３０８内に設けられた冷却再循環系の温度を制御する。プラズマ処理システムは、バイアス電力コントローラ３５５、ＴＣＰコントローラ３５０、温度コントローラ３８０、およびその他の制御システムを制御するために使用され得る電子制御回路３７０をさらに備える。チャック電極３０８を加熱するために、ヒータ３７１が設けられており、これによりシリコン含有エッチング層２０４を加熱する。プラズマ処理システム３００は、さらに終点検出器を備えることもできる。このような誘導結合システムの一例は、カリフォルニア州フリーモント市所在のラムリサーチ社（Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のＫｉｙｏであり、これは、シリコン層、ポリシリコン層、および導電層をエッチングするために用いられる。本発明の他の実施形態では、容量結合システムを用いることができる。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態において使用される制御回路３７０を実現するのに適したコンピュータシステム４００を示す上位ブロック図である。コンピュータシステムは、集積回路、プリント回路基板、小型ハンドヘルドデバイスから、巨大なスーパーコンピュータまで、数多くの物理的形態をとることができる。コンピュータシステム４００は、１つ以上のプロセッサ４０２を備えており、さらに、（グラフィックス、テキスト、およびその他のデータの表示用の）電子表示装置４０４、メインメモリ４０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、記憶装置４０８（例えば、ハードディスクドライブ）、リムーバブル記憶装置４１０（例えば、光ディスクドライブ）、ユーザインタフェース装置４１２（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、マウスまたは他のポインティングデバイスなど）、および通信インタフェース４１４（例えば、無線ネットワーク・インタフェース）を備えることができる。通信インタフェース４１４によって、コンピュータシステム４００と外部装置との間でリンクを介したソフトウェアおよびデータの転送が可能となる。システムは、さらに、上記のデバイス／モジュールが接続される通信インフラストラクチャ４１６（例えば、通信バス、クロスオーバ・バー、またはネットワーク）を含むこともできる。
【００２１】
通信インタフェース４１４を介して転送される情報は、ワイヤもしくはケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、無線周波数リンク、および／または他の通信チャネルを用いて実現することができる信号を伝送する通信リンクを介して、通信インタフェース４１４による受信が可能な、電子信号、電磁信号、光信号、または他の信号などの信号形式のものであり得る。このような通信インタフェースによって、１つ以上のプロセッサ４０２が、上記方法の手順を実行する過程でネットワークから情報を受信し得ること、またはネットワークに情報を出力し得ること、が企図される。また、本発明の実施形態の方法は、プロセッサで単独で実行してもよく、あるいはインターネットなどのネットワークを介して処理の一部を共有する遠隔プロセッサと連携して実行してもよい。
【００２２】
「非一時的コンピュータ読み取り可能媒体」という用語は、一般に、メインメモリ、二次メモリ、リムーバブルストレージなどの媒体、ハードディスク、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶装置、および他の形態の永続メモリを指して用いられており、搬送波または信号のような一時的な対象事物を包含するものと解釈されてはならない。コンピュータコードの例として、コンパイラにより生成されるような機械語コード、およびコンピュータによりインタプリタを用いて実行される高級言語コードを含むファイル、が挙げられる。コンピュータ可読媒体は、搬送波で具現化されるコンピュータデータ信号により伝送され、プロセッサにより実行可能な命令列を表すコンピュータコードの場合もあり得る。
【００２３】
エッチングガス源３８１からプラズマ処理室３０４内にエッチングガスを流入させる（ステップ１０８）。本実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン含有成分を含んでいる。エッチングガスレシピの一例は、ＨＢｒとＯ2である。
【００２４】
エッチングガスからプラズマを生成させる（ステップ１１２）。本例では、ＴＣＰ電力を１３．５ＭＨｚで供給することで、エッチングガスからプラズマを生成させる。このプラズマによって、エッチング層２０４にエッチングを施す。０〜３０００ボルトのバイアスを供給する。プラズマによる所望のエッチングが完了したら、エッチングガスの流入を停止させる（ステップ１１６）。
【００２５】
図２Ｂは、エッチングフィーチャ（feature）２１６を形成するエッチングがエッチング層に施された後の積層体２００の概略断面図である。エッチングプロセスによって、シリコン含有パッシベーションとなり得るシリコン含有残渣２２０が形成されている。シリコン含有残渣は、酸化シリコン（ＳｉＯまたはＳｉＯ2）、ＳｉＢｒx、ＳｉＣｌx、ＳｉＯＮ、ＳｉＯxＦy、ＳｉＣＯ、ＳｉＯxＣｌy、またはＳｉＯxＢｒyであり得るものであり、ここで、ｘとｙは正の整数である。好ましくは、シリコン含有残渣は、シリコンと酸素の両方を含む。
【００２６】
シリコン含有残渣を取り除くために、ガス源３１６からプラズマ処理室３０４内にドライクリーニングガスを流入させる（ステップ１２０）。本例では、ドライクリーニングガスは、ＮＨ3ガス源３８２からの５０〜１５００ｓｃｃｍのＮＨ3と、ＮＦ3ガス源からの１０〜５００ｓｃｃｍのＮＦ3と、を含む。
【００２７】
ドライクリーニングガスからプラズマを生成させる（ステップ１２４）。本例では、ＴＣＰ電力を１３．５ＭＨｚで供給することで、ドライクリーニングガスからプラズマを生成させる。０〜５００ボルトのバイアスを供給する。エッチング層を、−２０〜１２０℃に維持する。レシピによって、低密度、低エネルギー、低バイアスでプラズマを提供する。ドライクリーニングガスから生成されたプラズマで、シリコン残渣をアンモニウム含有化合物に変換する。ドライクリーニングガスの流入を停止させる（ステップ１２８）。図２Ｃは、シリコン残渣がアンモニウム含有化合物２２４に変換された後の積層体２００の概略断面図である。好ましくは、この工程では、エッチング層２０４はエッチングを受けない。
【００２８】
アンモニウム含有化合物２２４が昇華される（ステップ１３２）。本例では、アンモニウム含有化合物２２４を昇華させる温度に、エッチング層２０４または積層体２００を加熱する。本例では、エッチング層２０４または積層体２００を、２００℃の温度に加熱する。図２Ｄは、アンモニウム含有化合物を昇華させた後の積層体２００の概略断面図である。
【００２９】
本例では、同じ処理室内で、シリコンエッチングを提供するとともに、その結果として生じるシリコン残渣を除去するための、方法および装置を提供する。このようなプロセスによって、ウェハをウェット槽に移送する必要がある別個のウェットクリーニングプロセスの必要性が排除される。
【００３０】
好ましくは、ドライクリーニングガスは、ＮＨ3とＮＦ3を含む。より好ましくは、ドライクリーニングガスは、ＮＨ3とＮＦ3と希ガスを含む。アンモニウム含有化合物は、好ましくは、ＮＨ4Ｆ、ＮＨ4Ｂｒ、またはＮＨ4Ｃｌを含む。除去されるパッシベーション残渣に応じて、反応の例は、以下のようであり得る。
【化１】
2016136617.tif 000003
【化２】
2016136617.tif 000004
【化３】
2016136617.tif 000005
好ましくは、ドライクリーニングプロセスでは、０〜１０００ボルトの間のバイアスを供給する。より好ましくは、ドライクリーニングプロセスでは、０〜５００ボルトの間のバイアスを供給する。好ましくは、ドライクリーニング中のＮＨ3の流量は、５０〜１５００ｓｃｃｍである。好ましくは、ドライクリーニング中のＮＦ3の流量は、１０〜５００ｓｃｃｍである。好ましくは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比は、１：１から２０：１である。より好ましくは、ＮＨ3対ＮＦ3の流量比は、１：１から１５：１である。好ましくは、ドライクリーニングプロセスは、−２０℃〜１２０℃の間の温度で達成される。
【００３１】
好ましくは、昇華は、エッチング層を６０℃よりも高い温度に加熱することによって達成される。より好ましくは、昇華は、エッチング層を６０℃〜２２０℃の間の温度に加熱することによって達成される。
【００３２】
好ましくは、エッチングプラズマが生成されているときに、０〜３０００ボルトのバイアスを供給し、エッチング層を−２０℃〜１２０℃の間の温度に維持する。
【００３３】
好ましい実施形態では、エッチングされたフィーチャで、シャロートレンチ・アイソレーションを形成する。別の好ましい実施形態では、エッチングされたフィーチャを用いてゲートを形成する。他の実施形態では、エッチングされたフィーチャを用いてソースまたはドレインを形成することができる。より好ましくは、シリコン含有層は、純シリコン、またはドーパントを有する純シリコンである。最も好ましくは、シリコン含有層は、シリコンである。
【００３４】
別の実施形態では、アンモニウム含有化合物を昇華させる前に、エッチング層を処理室から取り出す。このような実施形態では、アニールプロセスなど、プラズマ処理室の外での後続の高温プロセスを用いて、アンモニウム含有化合物を昇華させることができる。
【００３５】
本発明について、いくつかの好適な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲内に含まれる、変更、置換、変形、および種々の代替均等物がある。また、本発明の方法および装置を実現する数多くの代替的形態があることにも、留意すべきである。よって、以下の添付の請求項は、本発明の真の趣旨および範囲から逸脱しないあらゆる変更、置換、および種々の代替均等物を含むものと解釈されるべきである。
【図１】
2016136617.tif 000006
【図２Ａ】
2016136617.tif 000007
【図２Ｂ】
2016136617.tif 000008
【図２Ｃ】
2016136617.tif 000009
【図２Ｄ】
2016136617.tif 000010
【図３】
2016136617.tif 000011
【図４】
2016136617.tif 000012
【外国語明細書】
2016136617000001.pdf