(57)【要約】【課題】エッチチャンバ前処理によってシリコンエッチプロセスのためのエッチ速度を向上させる。【解決手段】シリコンエッチプロセスおよびボッシュプロセスを実施するためのエッチチャンバの前処理は、Ｃ５ＨＦ７を使用する堆積プロセスを実行することによって、またはＣ５Ｈ２Ｆ６およびＳＦ６を使用する交互の堆積およびエッチプロセスを実行することによって行うことができる。シリコンエッチプロセスのためにエッチチャンバを前処理すると、前処理後の第１のエッチプロセス中にエッチプロファイルに対する有害作用を伴うことなく、少なくとも５０％、シリコンのエッチ速度を向上させることができ、一方、エッチ速度向上係数は、経時的に減少することが発見された。エッチチャンバ内の前処理を周期的に実施することによって、エッチチャンバのスループットを、加工される基板のエッチプロファイルに悪影響を及ぼすことなく増大させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチプロセス装置を運転する方法であって、
エッチプロセス装置において前処理プロセスを実施することであって、前記前処理プロセスが、ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは、３、４、５、６、および７から選択される整数であり、ｙおよびｚは、１５以下の正の整数である）の組成を有するヒドロフルオロカーボンガスのプラズマから生成されるヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積させることによって前記エッチプロセス装置の内壁をコーティングすることを含み、前記ヒドロフルオロカーボンポリマー材料のコーティングが、前記エッチプロセス装置の前記内壁上に形成されることと、
前記エッチプロセス装置内で、少なくとも１つの基板上に少なくとも１つのシリコンエッチングプロセスを実施することであって、前記少なくとも１つの基板のそれぞれが、少なくとも１つの半導体材料部分が物理的に露出されるようにパターニングされたマスク層を含むことと
を含む、方法。
【請求項２】
ダミー基板が、前記前処理プロセス中に前記エッチプロセス装置内に装填され、その後、前記少なくとも１つのシリコンエッチングプロセスを実施する前に取り出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ダミー基板が、半導体層上に位置したマスク層を含み、前記マスク層が、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せから選択される誘電材料を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチプロセス装置の前記内壁の前記前処理プロセスが、正の百分率で、前記少なくとも１つのシリコンエッチプロセスのエッチ速度を増大させ、前記正の百分率が、前記前処理プロセス後に実施される第１のシリコンエッチプロセスにおいて、前記第１のシリコンエッチプロセスと同じ加工条件を使用しいずれの前処理も伴わないエッチプロセス装置内で実施される対照のシリコンエッチプロセスと比べて、少なくとも１０％である、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記第１のシリコンエッチプロセスの前記エッチ速度が、前記対照のシリコンエッチプロセスと比べて少なくとも５０％増大する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記百分率が、前記エッチプロセス装置内の前記シリコンエッチプロセスの総実行時間とともに単調に減少する、請求項４または５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記ヒドロフルオロカーボンポリマー材料が、３５％〜１００％の範囲の原子濃度の炭素、および０％〜６５％の範囲の原子濃度のフッ素を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記前処理プロセスおよび前記少なくとも１つのシリコンエッチプロセスを繰り返して実施することをさらに含む、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの基板上で実施される前記少なくとも１つのシリコンエッチプロセスが、複数の基板上で逐次的に実施される複数のシリコンエッチプロセスである、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記シリコンエッチプロセスが、フッ素含有エッチャントのプラズマを使用する、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記シリコンエッチプロセスが、前記エッチャントとしてＳＦ６を使用する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シリコンエッチプロセスが、エッチャントとしてＳＦ６およびパッシベーションガスとしてＣ４Ｆ８を使用するボッシュプロセスである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ヒドロフルオロカーボンガスが、Ｃ５Ｈ２Ｆ６およびＣ５ＨＦ７から選択される、請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記ヒドロフルオロカーボンガスがＣ５ＨＦ７であり、前記前処理プロセスが、半導体材料をエッチするいずれのガスも使用しない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ダミー基板が、ヒドロフルオロカーボンガスを用いた前記前処理プロセス中に前記エッチプロセス装置内に装填され、前記前処理プロセスが、前記ダミー基板の半導体材料部分をエッチするエッチングガスを用いたエッチプロセスを実施することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記前処理プロセス中に、前記ヒドロフルオロカーボンガスを用いた前記プロセスおよび前記エッチプロセスの複数のサイクルを実施することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ヒドロフルオロカーボンガスがＣ５Ｈ２Ｆ６である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチングガスがＳＦ６である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ヒドロフルオロカーボンガスがＣ５Ｈ２Ｆ６であり、前記エッチングガスがＳＦ６である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの基板のそれぞれが、半導体層上に位置したマスク層を含み、前記マスク層が、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せから選択される誘電材料を含み、前記半導体層が、ケイ素またはケイ素を含む半導体合金を含む、請求項１ないし１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体加工方法、特に、エッチチャンバ前処理によってシリコンエッチプロセスのエッチ速度を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高アスペクト比ディープシリコンエッチ技法は、複数の半導体基板の構造および３次元集積を介してシリコンによって実装するための重要な実現技術である。現況技術のディープシリコンエッチは、典型的には「ボッシュ（BOSCH）」プロセスと呼ばれる時間変調エッチプロセスを利用する。
【０００３】
ボッシュプロセスは、ＳＦ６ガスを使用するエッチング、および水素を含まないフルオロカーボンガスであるＣ４Ｆ８などのパッシベーションガスを使用するポリマー堆積の交互サイクルを使用する。ボッシュプロセスは、高アスペクト比構造を形成するのに要求される合理的なレベルの異方性をもたらす。しかし、ボッシュプロセスは、当技術分野で公知であるように、いくつかの制限事項を有する。ボッシュプロセスのエッチ速度の増大を試みると、パッシベーション層の厚さの低減に起因してトレンチの側壁および底面が粗化する。さらに、ボッシュプロセスのエッチ速度を増大させる試みには、トレンチ構造における側壁スキャロッピング、およびアンダーカットの増大が伴う。
【０００４】
ボッシュプロセスの代替案では、言い換えれば非ボッシュプロセスとして公知の低温プロセスまたは非スイッチングプロセスが提案されている。非ボッシュプロセスの特徴は、エッチングおよびパッシベーションが、シリコンフィーチャ全体がエッチされるまで連続プロセスで実施されることであり、これにより、スキャロップ状側壁（scalloped sidewall）を伴うことなくシリコンフィーチャをエッチすることが可能である。非ボッシュプロセス用のエッチングガスは、ＳＦ６であり、パッシベーションガスは、通常、Ｏ２、またはＨＢｒ、またはＣ４Ｆ８などのフルオロカーボンガス、またはＣＨ３Ｆ、ＣＨＦ３などのヒドロフルオロカーボンガスである。例えば、Ｏ２をパッシベーションガスとして使用する場合、ＳｉＯｘＦｙ（式中、ｘおよびｙは、正の整数である）の層が、約−１００℃未満でシリコンフィーチャの側壁に形成され、それは、シリコン基板よりＳＦ６によるエッチに対して耐性である。
【０００５】
非ボッシュプロセスの不利な点は、より低いエッチ速度、温度制御問題、およびボッシュプロセスより狭いプロセス制御マージンである。非ボッシュプロセスのエッチ速度の増大を試みると、ボッシュプロセスと同様にパッシベーション層の厚さの低減に起因してトレンチの側壁および底面が粗化する。
【０００６】
したがって、当技術分野で公知のボッシュまたは非ボッシュプロセスのエッチ速度は、ボッシュまたは非ボッシュプロセスによって形成されるトレンチのエッチプロファイルに対して有害な効果を伴うことなく増大させることができない。トレンチのプロファイルにおける滑らかな側壁および底面、ならびに制御されたアンダーカットの要件は、ボッシュプロセスのエッチ速度を制限し、ひいては、ボッシュまたは非ボッシュプロセスを実施するエッチチャンバのスループットを制限する。したがって、ボッシュまたは非ボッシュプロセスを実施するエッチチャンバの生産性は、ボッシュプロセスのエッチ速度によって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１０５９４７Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上述の問題に対処する当技術分野における必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様から見ると、本発明は、エッチプロセス装置を運転する方法であって、エッチプロセス装置内で前処理プロセスを実施することであって、前記前処理プロセスが、ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは、３、４、５、６、および７から選択される整数であり、ｙおよびｚは、１５以下の正の整数である）の組成を有するヒドロフルオロカーボンガスのプラズマから生成されるヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積させることによって前記エッチプロセス装置の内壁をコーティングすることを含み、前記ヒドロフルオロカーボンポリマー材料のコーティングが、前記エッチプロセス装置の前記内壁上に形成されることと、少なくとも１つの基板上に前記エッチプロセス装置内で少なくとも１つのシリコンエッチングプロセスを実施することであって、前記少なくとも１つの基板のそれぞれが、少なくとも１つの半導体材料部分が物理的に露出されるパターニングされたマスク層を含むこととを含む方法を提供する。エッチャントガスとしてＳＦ６を使用してシリコンエッチングを実施するためのエッチチャンバの前処理は、Ｃ５ＨＦ７を使用して堆積プロセスを実行することによって、またはＣ５Ｈ２Ｆ６およびＳＦ６を使用して交互の堆積およびエッチプロセスを実行することによって行うことができる。シリコンエッチプロセスのためにエッチチャンバを前処理すると、前処理の後の第１のシリコンエッチプロセス中に等方性プロファイルに対して有害作用を伴うことなく、少なくとも５０％エッチ速度を向上させることができることが発見された。
【００１０】
本開示の別の態様として、ボッシュプロセス実施するためのエッチチャンバの前処理は、Ｃ５ＨＦ７を使用して堆積プロセスを実行することによって、またはＣ５Ｈ２Ｆ６およびＳＦ６を使用して交互の堆積およびエッチプロセスを実行することによって行うことができる。ボッシュプロセスのためにエッチチャンバを前処理すると、前処理の後の第１のボッシュプロセス中にエッチプロファイルに対して有害作用を伴うことなく、少なくとも５０％エッチ速度を向上させることができ、一方、エッチ速度向上係数は、経時的に減少することが発見された。エッチチャンバ内の前処理を周期的に実施することによって、エッチチャンバのスループットを、加工される基板のエッチプロファイルに悪影響を及ぼすことなく増大させることができる。
【００１１】
本開示の一態様によれば、エッチプロセス装置を運転する方法が提供される。エッチプロセス装置内の前処理プロセスが実施される。前処理プロセスは、ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは、３、４、５、６、および７から選択される整数であり、ｙは、正の整数であり、ｚは、ｘとｙとの和より大きい）の組成を有するヒドロフルオロカーボンガスのプラズマから生成されるヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積させることによってエッチプロセス装置の内壁を前処理することを含む。ヒドロフルオロカーボンポリマー材料のコーティングが、前処理プロセス中にエッチプロセス装置の内壁上に形成される。エッチャントガスとしてＳＦ６を使用するシリコンエッチプロセス、またはボッシュプロセスを、エッチプロセス装置内で少なくとも１つの基板に対して逐次的に実施することができる。少なくとも１つの基板のそれぞれは、少なくとも１つの半導体材料部分が物理的に露出されるパターニングされたマスク層を含む。
【００１２】
次に本発明を、以下の図で例示される好適な実施形態を参照して、単なる例として記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態による例示的なエッチプロセス装置の縦断面図である。
【図２】本開示の第１の実施形態による例示的なエッチプロセス装置内へのヒドロフルオロカーボンガスについてのガス流量を例示する概略図である。
【図３】本開示の第２の実施形態による例示的なエッチプロセス装置内へのヒドロフルオロカーボンガスおよびエッチャントガスについてのガス流量を例示する概略図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｌは、スルー基板ビア構造（through substrate viastructure）が一方法によって形成されるディープトレンチを満たすことによって形成される例示的な構造の逐次の概略の縦断面図である。
【図５】本開示の一実施形態によるエッチャントガスとしてＳＦ６を使用するシリコンエッチプロセス、またはボッシュプロセスによって形成されるディープトレンチを含む基板の概略の縦断面図である。
【図６】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、およびいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能を比較するグラフである。
【図７】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、およびいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能を比較する別のグラフである。
【図８】本開示の一実施形態による、エッチプロセス装置での総累積ボッシュプロセス時間に対するヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ速度の依存性を例示するグラフである。
【図９】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能を比較するグラフである。
【図１０】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能を比較する別のグラフである。
【図１１】本開示の一実施形態による、エッチプロセス装置での総累積ボッシュプロセス時間に対するヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ速度の依存性を例示するグラフである。
【図１２】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置でのＳＦ６を使用するシリコンエッチプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のシリコンエッチプロセスの性能を比較するグラフである。
【図１３】本開示の一実施形態による、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置でのＳＦ６を使用するシリコンエッチプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のシリコンエッチプロセスの性能を比較する別のグラフである。
【図１４】様々な運転モード下でのエッチプロセス装置のプロセススループットを比較するヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記に述べたように、本開示は、添付の図面を用いて次に詳細に記載される、アンダーカットを最小限にしながら半導体基板中に高アスペクト比トレンチを異方性にエッチするための方法、およびこれを行うための構造に関する。図面全体にわたって、同じ参照番号または文字が同様のまたは等価な要素を指定するのに使用されている。図面は、必ずしもある縮尺にするように描かれていない。
【００１５】
図１を参照すると、本開示の実施形態を実践するのに使用することができる例示的なエッチプロセス装置が例示されている。例示的なエッチプロセス装置は、真空ポンピングライン１１４によって真空環境に到達することができる密閉された空間を画定する真空エンクロージャ（１０２、１０３、１０４）を含む。真空エンクロージャ（１０２、１０３、１０４）は、チャンバ壁１０２、チャンバスリットドア１０３、およびその周りでチャンバスリットドアが回転することができるチャンバドアヒンジ１０４を含み得る。チャンバスリットドア１０３を動かすための任意の他の機構を、チャンバドアヒンジ１０４の代わりに使用してもよい。
【００１６】
例示的なエッチプロセス装置は、ガスのプラズマが必要に応じて生成され得るプラズマ領域１０１によって間隔をあけられた上部電極１２０および下部電極１３０を含む。下部電極１３０は、絶縁体構造体１３３によって電気的に隔離された電気的接続構造体１３２によって真空エンクロージャ（１０２、１０３、１０４）に電気的に接地され得る。上部電極１２０は、別の絶縁体構造体１２３によって真空エンクロージャ（１０２、１０３、１０４）から電気的に隔離されたフィードスルーワイヤ１２２によって高周波（ＲＦ）信号発生器１２４に電気的に接続され得る。
【００１７】
ガス分配マニホールド（１１２Ａ、１１２Ｂ）およびガスフィードスルーチューブ（１１４Ａ、１１４Ｂ）を、エッチプロセス装置内にプロセスガスを供給するために当技術分野で公知の任意の構成で備えることができる。半導体層１４０上に位置したマスク層１４２を含む基板（１４０、１４２）を提供することができる。マスク層１４２は、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せから選択される誘電材料であり得る。基板（１４０、１４２）は、その上もしくはその中に半導体構造を形成するために他の加工ツールで引き続いて加工される基板であり得る、または半導体デバイスを形成するために引き続いて加工されないダミー基板であり得る。
【００１８】
一実施形態では、例示的なエッチプロセス装置は、エッチャントガスとしてＳＦ６を使用するシリコンエッチプロセスを実施するように構成され、本開示の実施形態の前処理プロセスに必要な少なくとも１種のプロセスガスを流すように構成された任意のエッチチャンバであり得る。
【００１９】
別の一実施形態では、例示的なエッチプロセス装置は、ボッシュプロセスを実施するように構成され、本開示の実施形態の前処理プロセスに必要な少なくとも１種のプロセスガスを流すように構成された任意のエッチチャンバであり得る。本明細書において、ボッシュプロセスは、エッチャントガスおよびパッシベーションガスが、基板中にトレンチをエッチするために複数の数のサイクルにわたってプロセスチャンバ中に周期的に流されるエッチプロセスを指す。
【００２０】
本開示の実施形態の前処理プロセスは、エッチャントとしてＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセス、またはボッシュプロセスを実施する前に、例示的なエッチプロセス装置内で実施される。前処理プロセスは、ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマから生成されるヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積させることによって例示的なエッチプロセス装置の内壁を前処理することを含む。ヒドロフルオロカーボンガスは、ＣｘＨｙＦｚの組成を有し、式中、ｘは、３、４、５、６、および７から選択される整数であり、ｙおよびｚは、１５以下の正の整数である。例えば、ヒドロフルオロカーボンガスとして、［Ｃ３］１，１−ジフルオロプロペン、１，２−ジフルオロプロペン、１，３−ジフルオロプロペン、２，３−ジフルオロプロペン、３，３−ジフルオロプロペン、１，１−ジフルオロシクロプロパン、１，２−ジフルオロシクロプロパン、１，１，２−トリフルオロプロペン、１，１，３−トリフルオロプロペン、１，２，３−トリフルオロプロペン、１，３，３−トリフルオロプロペン、２，３，３−トリフルオロプロペン、３，３，３−トリフルオロプロペン、１，１，２−トリフルオロシクロプロパン、１，２，３−トリフルオロシクロプロパン、１，１，２，３−テトラフルオロプロペン、１，１，３，３−テトラフルオロプロペン、１，２，３，３−テトラフルオロプロペン、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、１，１，２，２−テトラフルオロシクロプロパン、１，１，２，３−テトラフルオロシクロプロパン、１，３−ジフルオロプロピン、３，３−ジフルオロプロピン、１，２−ジフルオロプロパジエン、１，３−ジフルオロプロパジエン、１，３，３−トリフルオロプロピン、３，３，３−トリフルオロプロピン、１，１，３−トリフルオロプロパジエン、［Ｃ４］３，３，４，４−テトラフルオロシクロブテン、１，３，３，４，４−ペンタフルオロシクロブテン、１，１，２，２，３，４−ヘキサフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロシクロブタン、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロブタン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン、３，３，３−トリフルオロ−２−トリフルオロメチルプロペン、１，１，２，３，４−ペンタフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，２，４，４−ペンタフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，２，３−テトラフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，２，４−テトラフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，３，４−テトラフルオロ−１，３−ブタジエン、１，２，３，４−テトラフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，２−トリフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，３−トリフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，４−トリフルオロ−１，３−ブタジエン、１，２，３−トリフルオロ−１，３−ブタジエン、１，２，４−トリフルオロ−１，３−ブタジエン、１，１，２，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，２，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，３，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，２，３，３−テトラフルオロ−１−ブテン、１，２，３，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，２，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，３，３，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、２，３，３，４−テトラフルオロ−１−ブテン、２，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、２，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，４，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，１，３−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，１，４−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，２，３−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，２，４−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，３，４−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，４，４−テトラフルオロ−２−ブテン、１，２，３，４−テトラフルオロ−２−ブテン、１，１，３，３−テトラフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，３−トリフルオロ−２−フルオロメチルプロパン、１，３，３−トリフルオロ−２−フルオロメチルプロパン、３，３−ジフルオロ−２−ジフルオロメチルプロパン、１，１，２，２−テトラフルオロシクロブタン、１，１，２，３−テトラフルオロシクロブタン、１，１，３，３−テトラフルオロシクロブタン、１，２，３，４−テトラフルオロシクロブタン、１−フルオロ−１−トリフルオロメチルシクロプロパン、２−フルオロ−１−トリフルオロメチルシクロプロパン、１，１−ジフルオロ−１−ジフルオロメチルシクロプロパン、１，２−ジフルオロ−１−ジフルオロメチルシクロプロパン、２，２−ジフルオロ−１−ジフルオロメチルシクロプロパン、２，３−ジフルオロ−１−ジフルオロメチルシクロプロパン、１，２，２−トリフルオロ−１−フルオロメチルシクロプロパン、１，２，３−トリフルオロ−１−フルオロメチルシクロプロパン、２，２，３−トリフルオロ−１−フルオロメチルシクロプロパン、１，２，２，３−テトラフルオロ−１−メチルシクロプロパン、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−メチルシクロプロパン、［Ｃ５］１，３，３，４，４，５，５−ヘプタフルオロシクロペンテン、３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロシクロペンテン、１，１，２，２，５，５−ヘキサフルオロシクロペンタン、１，１，１，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロ−２−ペンテン、１，１，１，２，４，４，５，５，５−ノナフルオロ−２−ペンテン、２，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，２，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，２，３，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，２，３，４，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，２，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，１，２，３，４，−ペンタフルオロ−１，３−ペンタジエン、３，４，５，５，５−ペンタフルオロ−１，３−ペンタジエン、１，２，３，３，４−ペンタフルオロ−１，４−ペンタジエン、１，１，２，３，３−ペンタフルオロ−１，４−ペンタジエン、１，３，３，４，４−ペンタフルオロ−２−メチルシクロブテン、２−フルオロ−１−トリフルオロメチルシクロブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチルシクロブテン、［Ｃ６］１，３，３，４，４，５，５，６，６−ノナフルオロシクロヘキセン、３，３，４，４，５，５，６，６−オクタフルオロシクロヘキセン、１，１，３，３−テトラフルオロ−２−トリフルオロメチルシクロペンタン、４，５，５，５−テトラフルオロ−３−トリフルオロメチル−１，３−ペンタジエン、１，１，２，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−３−メチル−１，３−ペンタジエン、１，２−ビス（トリフルオロメチル）シクロブタン、１，２−ビス（トリフルオロメチル）シクロブテン、３，４−ビス（トリフルオロメチル）シクロブテン、１，１，１−トリフルオロ−２−トリフルオロメチル−３−メチル−２−ブテン、１，１，１−トリフルオロ−３−トリフルオロメチル−２−メチル−２−ブテン、１，１，１，−トリフルオロ−３−トリフルオロメチル−２−ペンテン、４，４，５，５，５−ペンタフルオロ−３−メチル−２−ペンテン、［７］１，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ウンデカフルオロシクロヘプテン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−デカフルオロシクロヘプテン、１，３，３，４，４，５，５−ヘプタフルオロ−２−エチルシクロペンテン、３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロ−１，２−ジメチルシクロペンテンおよび１，２−ビス（フルオロメチル）シクロペンテンを挙げることができるが、これらは、本開示の具体的な実施形態の非限定的な例である。一実施形態では、ヒドロフルオロカーボンガスは、Ｃ５ＨＦ７としての１，３，３，４，４，５，５−ヘプタフルオロシクロペンテン、およびＣ５Ｈ２Ｆ６としての３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロシクロペンテンである。ヒドロフルオロカーボンポリマー材料のコーティングは、例示的なエッチプロセス装置の内壁上に形成される。コーティングの厚さは、例えば、１ｎｍ〜１０ミクロンの範囲内であり得る。
【００２１】
一実施形態では、ダミー基板を、前処理プロセス中に例示的なエッチプロセス装置内に装填することができる。ダミー基板は、引き続いて、エッチャントとしてＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセス、またはボッシュプロセスを実施する前に取り出すことができる。一実施形態では、ダミー基板は、図１に例示した基板（１４０、１４２）であり得、これは、半導体層１４０上に位置したマスク層１４２を含む。上記に論じたように、マスク層１４２は、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せから選択される誘電材料を含み得る。
【００２２】
図２を参照すると、ガスフロー概略図は、本開示の第１の実施形態による例示的なエッチプロセス装置内に流されるヒドロフルオロカーボンガスのガス流量を例示する。ヒドロフルオロカーボンガスは、流量曲線５２０によって表された流量で例示的なエッチプロセス装置内に流される。前処理は、堆積ステップを含み、その間にヒドロフルオロカーボンガスの流量は、ゼロから標的流量までランプアップされ、標的流量で維持され、標的流量からゼロまで引き続いてランプダウンされる。堆積ステップの継続時間は、プレコーティング時間ｔ＿ｐｃと本明細書で呼ばれる。ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマは、ヒドロフルオロカーボンガスの流れの継続時間にわたって例示的なエッチプロセス装置内で生成され、この継続時間は、２分〜６０分の範囲内であり得る。一実施形態では、堆積ステップの継続時間は、３分〜３０分の範囲内であり得る。
【００２３】
一実施形態では、ヒドロフルオロカーボンガスは、Ｃ５ＨＦ７であり、前処理プロセスは、ダミー基板上の半導体材料部分をエッチするいずれのガスも使用しない。したがって、前処理プロセスの継続時間は、堆積ステップの継続時間と同じであり得る。ヒドロフルオロカーボンガスの標的流量は、例示的なエッチプロセス装置の体積に依存する。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、ヒドロフルオロカーボンガスの標的流量は、１分当たり１００標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）〜２００ｓｃｃｍの範囲内であり得るが、より少ないおよびより多い標的流量も使用され得る。ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマを生成するために例示的なエッチプロセスチャンバに印加されるＲＦ電力は、例示的なエッチプロセス装置の体積に依存する。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、ＲＦ電力は、５００ワット〜２，０００ワットの範囲内であり得るが、より低いおよびより高いＲＦ電力も使用され得る。ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマを使用する堆積中の例示的なエッチプロセスチャンバの圧力は、１ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒの範囲内であり得るが、より低いおよびより高い圧力も使用され得る。
【００２４】
Ｃ５ＨＦ７のプラズマのスペクトル発光の性質は、２０１３年５月２日に公開された、「Ｈｉｇｈ  Ａｓｐｅｃｔ  Ｒａｔｉｏ  ａｎｄ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｕｎｄｅｒｃｕｔ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｅｔｃｈ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ａ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」という表題のＦｕｌｌｅｒらの米国特許出願公開第２０１３／０１０５９４７Ａ１号に記載されている。
【００２５】
図３を参照すると、別のガスフロー概略図は、本開示の第１の実施形態による例示的なエッチプロセス装置内に流されるヒドロフルオロカーボンガスおよびエッチャントガスのガス流量を例示する。エッチャントガスおよびヒドロフルオロカーボンガスは、例示的なエッチプロセス装置内に交互に流すことができる。エッチャントガスは、第１の流量曲線６１０によって表される流量で例示的なエッチプロセス装置内に流すことができる。ヒドロフルオロカーボンガスは、第２の流量曲線６２０によって表される流量で例示的なエッチプロセス装置内に交互に流すことができる。
【００２６】
前処理は、エッチステップおよび堆積ステップの複数のサイクルを含む。各エッチステップ中に、エッチャントガスの流量は、ゼロから標的エッチャント流量までランプアップされ、標的エッチャント流量で維持され、標的エッチャント流量からゼロに引き続いてランプダウンされる。各堆積ステップ中に、ヒドロフルオロカーボンガスの流量は、ゼロから標的流量までランプアップされ、標的流量で維持され、標的流量からゼロに引き続いてランプダウンされる。エッチャントガスのプラズマは、エッチャントガスの流れの継続時間にわたって例示的なエッチプロセス装置内で生成される。ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマは、ヒドロフルオロカーボンガスの流れの継続時間にわたって例示的なエッチプロセス装置内で生成される。各堆積ステップまたは各エッチステップの継続時間は、１秒〜１分の範囲内であり得る。サイクルの総数は、１〜１８００の範囲内であり得る。前処理中に、ヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積するための堆積ステップ、およびエッチプロセスステップの複数のサイクルを実施することができる。
【００２７】
一実施形態では、ヒドロフルオロカーボンガスは、Ｃ５Ｈ２Ｆ６であり、エッチャントガスは、ダミー基板上の半導体材料部分をエッチするＳＦ６であり得る。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、ヒドロフルオロカーボンガスの標的流量は、１分当たり１００標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）〜２００ｓｃｃｍの範囲内であり得るが、より少ないおよびより多い標的流量も使用され得る。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、エッチャントガスの標的流量は、１分当たり２００標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）〜４００ｓｃｃｍの範囲内であり得るが、より少ないおよびより多い標的流量も使用され得る。
【００２８】
ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマを生成するために例示的なエッチプロセスチャンバに印加されるＲＦ電力は、例示的なエッチプロセス装置の体積に依存する。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマを生成するためのＲＦ電力は、１，０００ワット〜３，０００ワットの範囲内であり得るが、より低いおよびより高いＲＦ電力も使用され得る。エッチャントガスのプラズマを生成するために例示的なエッチプロセスチャンバに印加されるＲＦ電力は、例示的なエッチプロセス装置の体積に依存する。３００ｍｍの直径を有する円形基板を加工するように構成されたエッチプロセス装置について、エッチャントガスのプラズマを生成するためのＲＦ電力は、１，０００ワット〜３，０００ワットの範囲内であり得るが、より低いおよびより高いＲＦ電力も使用され得る。
【００２９】
ヒドロフルオロカーボンガスのプラズマを使用する堆積ステップ中の例示的なエッチプロセスチャンバの圧力は、１ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒの範囲内であり得るが、より低いおよびより高い圧力も使用され得る。エッチャントガスのプラズマを使用するエッチステップ中の例示的なエッチプロセスチャンバの圧力は、１ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒの範囲内であり得るが、より低いおよびより高い圧力も使用され得る。
【００３０】
前処理プロセス中に１つまたは複数のエッチプロセスを使用してもよく、または使用しなくてもよい本開示の様々な実施形態によれば、例示的なエッチプロセス装置の内壁についての前処理プロセスは、正の百分率で、逐次的に実施される少なくとも１つのボッシュプロセスのエッチ速度を増大させる。正の百分率は、少なくとも１つのボッシュプロセスの中の第１のエッチプロセス、すなわち、ボッシュプロセスであり、前処理プロセスの後に実施される第１のエッチプロセス中で少なくとも１０％であり得る。
【００３１】
一実施形態では、例示的なエッチプロセス装置の側壁に堆積されるヒドロフルオロカーボンポリマー材料は、３５％〜１００％の範囲内の原子濃度で炭素、および０％〜６５％の原子濃度でフッ素を含む。
【００３２】
一実施形態では、逐次的に実施されるエッチャントガスとしてＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセスのエッチ速度は、前処理プロセス後に実際されるエッチャントとしてＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセスの中の第１のエッチプロセス中で、第１のシリコンエッチプロセスと同じ加工条件を使用しいずれの前処理も伴わないエッチプロセス装置で実施される対照のシリコンエッチプロセスと比べて、少なくとも５０％増大する。
【００３３】
別の実施形態では、逐次的に実施される少なくとも１つのボッシュプロセスのエッチ速度は、前処理プロセス後に実際される少なくとも１つのボッシュプロセスの中の第１のエッチプロセス中で、第１のボッシュプロセスと同じ加工条件を使用しいずれの前処理も伴わないエッチプロセス装置で実施される対照のボッシュプロセスと比べて、少なくとも５０％増大する。本明細書において、同じ加工条件は、比較におけるプロセスの全体にわたって、同じプロセスチャンバ構成、時間の関数としての同じガス流量、時間の関数としての同じ温度条件、および時間の関数としての同じ圧力条件を含む。エッチ速度の向上の有効性は、少なくとも１つのボッシュプロセスの総実行時間とともに徐々に減少する。一実施形態では、少なくとも１つのボッシュプロセスのエッチ速度が増大する百分率は、例示的なエッチプロセス装置内の少なくとも１つのボッシュプロセスの総実行時間とともに単調に減少する。
【００３４】
前処理プロセスが例示的なエッチプロセスチャンバで実施されると、エッチャントガスとしてＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセス、およびボッシュプロセスが、例示的なエッチプロセスチャンバ内で実施されて、半導体構造を製造するための半導体基板が加工され、すなわち、半導体基板に含有される半導体製品が製造される。前処理により、上記に論じたように、ＳＦ６を使用する少なくとも１つのシリコンエッチプロセス、および１つのボッシュプロセスにおけるエッチ速度が向上する。
【００３５】
図４Ａ〜４Ｇは、ボッシュプロセスで加工される基板の逐次の変遷を例示する。図４Ａを参照すると、本開示の一実施形態による例示的な構造は、半導体材料を含む半導体基板１０を含む。半導体材料は、元素半導体材料、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料、ＩＩ−ＶＩ化合物半導体材料、またはこれらの組合せであり得る。一実施形態では、半導体材料は、ケイ素含有材料であり得る。例えば、半導体基板１０の半導体材料は、ケイ素、ケイ素−ゲルマニウム合金、ケイ素−炭素合金、またはケイ素−ゲルマニウム−炭素合金を含み得る。一実施形態では、半導体材料は、ケイ素であり得る。半導体基板１０の半導体材料は、電気的ドーパント、例えば、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、またはＳｂ、あるいはそのいくつかでドープされていなくても、ドープされていてもよい。半導体デバイス（図示せず）または金属相互接続構造（図示せず）、あるいはその両方を半導体基板の上部分に含めることができる。半導体基板１０の厚さは、３０ミクロン〜２ｍｍであり得るが、より小さいおよびより大きい厚さも使用され得る。
【００３６】
マスク層２０は、半導体基板１０の上面上に形成され、その中に開口部を形成するためにパターン形成される。複数の開口部をマスク層２０中に形成することができることが理解されるが、単一の開口部が図４Ａ〜４Ｌに例示されている。マスク層２０は、誘電材料または金属材料を含むハードマスク層であり得る。マスク層２０に使用することができる誘電材料としては、これだけに限らないが、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、およびこれらの組合せから選択される誘電材料がある。マスク層２０に使用することができる金属材料としては、これだけに限らないが、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＷＮ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｌ、およびこれらの組合せまたは合金がある。マスク層２０は、例えば、その上にフォトレジスト（図示せず）を塗布し、リソグラフィ露光および現像によってフォトレジストをパターニングし、エッチを使用してマスク層２０中にフォトレジスト中のパターンを移すことによってパターニングすることができ、エッチは、反応性イオンエッチなどの異方性エッチまたはウェットエッチなどの等方性エッチであり得る。代わりに、マスク層２０は、当技術分野で公知の有機材料、例えば、パターニングされたフォトレジスト材料、または光学的平坦化材料（optically planarizing material）のパターニングされた層などを含み得る。マスク層２０の厚さは、０．２ミクロン〜１０ミクロンであり得るが、より小さいおよびより大きい厚さも使用され得る。
【００３７】
マスク層２０中の開口部の幅ｗは、１ミクロン〜５０ミクロンであり得るが、より小さいおよびより大きい幅ｗも使用され得る。開口部は、円、楕円、または矩形の形状を有することができ、矩形では、辺の２つの対間のより小さい距離が幅ｗに対応する。
【００３８】
図４Ｂを参照すると、例示的な構造が、中でプラズマを生成するように構成されたプロセスチャンバ内に配置されている。プロセスチャンバは、例えば、中のガスに高周波（ＲＦ）電磁場を結合させることによってプラズマを生成するように構成された反応性イオンエッチチャンバであり得る。
【００３９】
例えば、プロセスチャンバは、上に例示的な構造が取り付けられている下部電極、およびある間隔によって例示的な構造から垂直に間隔をあけられている上部電極を含む真空チャンバであり得る。ＲＦ電磁場を通じてプラズマに結合した電力は、プラズマ電力と本明細書で呼ばれる。さらに、一定の電圧バイアスを、下部電極と上部電極との間に印加して、下部電極と接触した基板上に衝突するようにプラズマ中のイオンを誘導することができる。一定の電圧バイアスを通じてプラズマに結合した電力は、バイアス電力と本明細書で呼ばれる。振動電場は、ガス分子から電子を剥がすことによってガス分子をイオン化し、それによってプラズマを創製する。
【００４０】
例示的な構造が、半導体基板１０の底面が下部電極と接触し、上部電極が半導体基板１０の底面よりマスク層２０に近位にあるようにプロセスチャンバ内に装填された後、エッチャントガスが、例えば、マスフローコントローラを使用してプロセスチャンバ内に流される。エッチャントガスの非限定的な例は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）である。
【００４１】
エッチプロセスは、エッチャントガスのプラズマを生成することによって実施される。エッチャントガスのプラズマは、バイアス電圧およびＲＦ電磁場を印加し、それによってプラズマ電力およびバイアス電力をエッチャントガスに結合させることによってプロセスチャンバ内で生成することができる。エッチャントガスは、イオン化されてエッチャントイオン含有プラズマを形成する。エッチャントイオンは、例示的な構造に向けて加速されて半導体基板１０の半導体材料をエッチする。プラズマ中のイオンの速度の統計的分布のために、横方向エッチが半導体基板１０中の半導体材料の垂直エッチに伴う。したがって、マスク層中の各開口部の下に形成されるトレンチ１１は、周辺アンダーカット領域を含む。トレンチ１１のアンダーカット領域は、半導体基板１０とマスク層２０との間の界面に垂直な方向でのトップダウンビューにおいてマスク層２０中が覆っている開口部の範囲と重ならないトレンチ１１の部分である。アンダーカット領域は、マスク層２０中の対応する開口部周囲のマスク層２０の部分の直下に形成される。
【００４２】
エッチャントイオンのプラズマの圧力は、１ｍＴｏｒｒ〜３０ｍＴｏｒｒであり得るが、より低いおよびより高い圧力も使用され得る。エッチプロセス中の半導体材料のエッチ速度は、１分当たり１ミクロン〜１分当たり１０ミクロンであり得るが、より低いおよびより高いエッチ速度も使用され得る。エッチプロセスの温度は、−３０℃〜６０℃であり得るが、より低いおよびより高い温度も使用され得る。エッチプロセスの持続時間は、１秒〜１分であり得るが、より短いおよびより長い持続時間も使用され得る。
【００４３】
図４Ｃを参照すると、エッチプロセスがある時間にわたって実施された後、堆積プロセスが同じプロセスチャンバ内で実施される。具体的には、プロセスチャンバ内のエッチャントガスがプロセスチャンバからポンプで出され、堆積ガスが、例えば、マスフローコントローラを使用してプロセスチャンバ内に流される。堆積ガスは、例えば、Ｃ４Ｆ８、またはボッシュプロセスにおいてポリマー生成ガスとして機能することが公知の任意の他のガスであり得る。
【００４４】
堆積プロセスは、堆積ガスのプラズマを生成することによって実施される。堆積ガスのプラズマは、バイアス電圧およびＲＦ電磁場を印加し、それによってプラズマ電力およびバイアス電力を堆積ガスに結合させることによってプロセスチャンバ内で生成することができる。堆積ガスは、イオン化されてフルオロカーボンイオンのプラズマを形成する。フルオロカーボンイオンは、例示的な構造に向けて加速されて、マスク層２０の上面および側壁上、ならびに半導体基板１０内のトレンチ１１の側壁および底面上にフルオロカーボンポリマー層３０を堆積させる。プラズマ中のイオンの速度の統計分布のために、フルオロカーボンポリマー層３０は、マスク層２０の上面および側壁、ならびに半導体基板１０内のトレンチ１１の側壁および底面の全体に接触する連続層として堆積される。
【００４５】
フルオロカーボンポリマー層３０の様々な部分は、プラズマ中に存在するイオンの各種についての異なる異方性に起因して異なる組成および異なる厚さを有し得る。さらに、フルオロカーボンポリマー層３０の様々な部分は、異なる厚さを有し得る。例えば、トレンチ１１の底部に位置したフルオロカーボンポリマー層３０の部分は、底部ポリマー厚さｔｐ＿ｂを有し得、トレンチ１１の側壁およびマスク層２０の側壁に位置したフルオロカーボンポリマー層３０の部分は、側壁ポリマー厚さｔｐ＿ｓを有し得、マスク層２０の上面に位置したフルオロカーボンポリマー層３０の部分は、上部ポリマー厚さｔｐ＿ｔを有し得る。
【００４６】
プラズマの圧力は、１ｍＴｏｒｒ〜３０ｍＴｏｒｒであり得るが、より低いおよびより高い圧力も使用され得る。様々な位置でのフルオロカーボンポリマー層３０のフルオロカーボンポリマー材料の堆積速度は、１分当たり５０ｎｍ〜１分当たり５００ｎｍであり得るが、より低いおよびより高い堆積速度も使用され得る。堆積プロセスの温度は、−３０℃〜６０℃であり得るが、より低いおよびより高い温度も使用され得る。エッチプロセスの持続時間は、０．５秒〜３０秒であり得るが、より短いおよびより長い持続時間も使用され得る。
【００４７】
図４Ｄを参照すると、図４Ｂのエッチプロセスが再び実施される。エッチャントイオンのプラズマを生成するためのパラメータは、例示的な構造に衝突するエッチャントイオンが半導体基板１０とマスク層２０との間の界面と直角の表面に沿って主に整列されるように選択される。フルオロカーボンポリマー層３０は、トレンチ１１の底面およびマスク層２０の上面上に位置したフルオロカーボンポリマー層３０の水平部分がエッチされ、一方、マスク層２０の側壁およびトレンチ１１の側壁上に位置したフルオロカーボンポリマー層３０の部分が除去されないように異方性にエッチされる。エッチャントガスの種およびエッチャントイオンのプラズマを生成するための他のパラメータは、図４Ｂのエッチプロセスと同じであり得る。一実施形態では、エッチプロセスは、ＳＦ６などのフッ素含有エッチャントのプラズマを使用し、フッ素増強フルオロカーボン材料を除去する前に、フルオロカーボンポリマー層３０中のフルオロカーボンポリマー材料中の水素原子の画分をフッ素原子で置換する。
【００４８】
図４Ｅを参照すると、図４Ｄのステップで開始されるエッチプロセスの持続時間は、フルオロカーボンポリマー層３０の底部が除去された後にエッチプロセスが継続し、半導体表面がトレンチ１１の底部で物理的に露出されるように選択される。エッチャントプラズマは、半導体材料の垂直エッチおよび横方向エッチが同時に起こり、一方、トレンチ１１の側壁におけるフルオロカーボンポリマー層３０の残りの部分が、フルオロカーボンポリマー層３０の残りの部分の周囲の半導体材料を保護するように、半導体基板１０の半導体材料のエッチングを始める。トレンチ１１は、下向きに延長されて新しく追加される空洞容積を追加する。新しく追加される空洞容積の横方向の広がりは、横方向の広がりが図４Ｄの加工ステップの最後でのトレンチ１１の底面のレベルからの深さの関数として徐々に増大し、次いで徐々に減少するように垂直に変化する。このエッチプロセスの持続時間は、フルオロカーボンポリマー層３０が、このエッチプロセスの最後で完全に除去される、または最小限でのみ存在するように選択することができる。
【００４９】
図４Ｆを参照すると、図４Ｄおよび図４Ｅのエッチプロセスが完了した後、図４Ｃの堆積プロセスを繰り返して、同じタイプのフルオロカーボンポリマー材料を堆積させ、別のフルオロカーボンポリマー層３０を形成することができる。この堆積ステップのプロセスパラメータは、図４Ｃのステップのプロセスパラメータと実質的に同じであり得る。
【００５０】
一般に、上述したエッチプロセスおよび上述した堆積プロセスのシーケンスが、半導体基板１０、および開口部を含むマスク層２０のスタック上で繰り返される。各エッチプロセスは、開口部の下にあるトレンチ１１の底面の半導体材料を除去し、堆積プロセスは、トレンチ１１の底面および側壁ならびにマスク層２０の上面および側壁上にフルオロカーボンポリマー層３０を堆積させる。フルオロカーボンポリマー層３０のフルオロカーボンポリマー材料は、フルオロカーボンガスのイオンを含有するプラズマから生成される。
【００５１】
各堆積ステップの最後に、フルオロカーボンポリマー層３０は、マスク層２０の上面および側壁、ならびに半導体基板１０内のトレンチ１１の側壁および底面上に連続的に堆積される。フルオロカーボンポリマー層３０は、トレンチ１１の底面上に堆積され、第１の組成および第１の厚さを有する第１のフルオロカーボンポリマー部分３０Ａ、トレンチ１１の側壁およびマスク層２０の側壁上に堆積された第２のフルオロカーボンポリマー部分３０Ｂ、ならびにマスク層２０の上面上に堆積され、第３の組成および第３の厚さを有する第３のフルオロカーボンポリマー部分３０Ｃを含む。
【００５２】
各堆積ステップの最後において、例示的な構造は、半導体基板１０、および中に開口部を有するマスク層２０のスタック、半導体基板１０内に位置し、開口部の下にあり、垂直に変化した幅を有するトレンチ１１、ならびにマスク層２０の上面および側壁から、トレンチ１１の側壁を通じて、トレンチ１１の底面に延在するフルオロカーボンポリマー層３０を含む半導体構造である。
【００５３】
エッチプロセスおよび堆積プロセスのシーケンスを繰り返して実施すると、半導体基板１１の上面とマスク層２０との間の界面からの深さの関数としてトレンチ１１内で横方向の次元、すなわち幅の変化が形成される。エッチプロセスおよび堆積プロセスのシーケンスの繰り返しの総数は、２〜１，０００、典型的には３０〜２００であり得るが、より多い数の繰り返しも使用され得る。エッチプロセスおよび堆積のシーケンスの各繰り返しは、トレンチ１１を下向きに延長して新しく追加される空洞容積を追加する。新しく追加される空洞容積の横方向の広がりは、横方向の広がりが図４Ｄの加工ステップの最後でのトレンチ１１の底面のレベルからの深さの関数として徐々に増大し、次いで徐々に減少するように垂直に変化する。このエッチプロセスの持続時間は、フルオロカーボンポリマー層３０が、各エッチプロセスの最後で完全に除去され、または最小限でのみ存在するように選択することができる。
【００５４】
図４Ｇを参照すると、エッチプロセスおよび堆積プロセスの最後のシーケンスの後に、最後にトレンチ１１を下向きに延長する別のエッチプロセスを続けることができる。最後のエッチプロセス後にもたらされるトレンチ１１は、垂直に変化する幅を有し、それは、「スキャロッピング」と本明細書で呼ばれる。トレンチ１１の幅の変化の一サイクルは、シーケンス内のエッチプロセスに対応する。トレンチ１１の幅の変化のサイクルの総数は、エッチプロセスのシーケンスの繰り返しの数、および後に堆積プロセスが続かない最後のエッチプロセスに対応する数１の和と同じである。
【００５５】
トレンチの深さｄは、２０ミクロン〜２００ミクロンであり得るが、より小さいおよびより大きい深さも使用され得る。トレンチ１１の幅方向の縦断面図における、トレンチ１１の側壁の最外側の横方向の広がりと、トレンチ１１のその側壁に最も近位にあるマスク層２０との間の横方向の距離は、トレンチ１１の「アンダーカット寸法」ｕと本明細書で呼ばれる。本明細書において、トレンチ１１の幅方向は、２つの対向する側壁間の横方向の分離距離が最小限になる方向である。マスク層２０中の開口部の形状が円形である場合、トレンチ１１の垂直中心軸を通る任意の垂直の通過が幅方向である。マスク層２０中の開口部の形状が矩形である場合、幅方向は、トップダウンビューで開口部の周辺を画定する矩形の辺のより短い対の方向である。
【００５６】
限定されない例示的な例において、トレンチ１１のアンダーカット寸法ｕは、開口部の幅ｗが３ミクロン〜５ミクロンであり、トレンチの深さｄが５０ミクロン程度である場合、３００ｎｍ程度であり得、開口部の幅ｗが５０ミクロン程度であり、トレンチ１１の深さｄが１００ミクロン程度である場合、６００ｎｍ程度になるように徐々に増大する。幅方向の縦断面図で見られるトレンチ１１の側壁の横方向の変化は、アンダーカット寸法の５％〜３０％であり得る。
【００５７】
少なくとも１つのボッシュプロセスのそれぞれは、フッ素含有エッチャントのプラズマを使用する。例示的なエッチプロセスチャンバ内で、少なくとも１つのボッシュプロセスは、ヒドロフルオロカーボンポリマー材料中の水素原子の画分をフッ素原子で置換し、それによって少なくとも１つのボッシュプロセスの総プロセス時間とともに少なくとも１つのボッシュプロセスにおけるエッチ速度を徐々に減少させる。高い平均エッチ速度を維持するために、前処理プロセスおよび少なくとも１つのボッシュプロセスを繰り返して実施してもよい。言い換えれば、例示的なエッチプロセス装置内で実施されるプロセスのシーケンスは、第１の前処理プロセス、少なくとも１つのボッシュプロセスの第１のセット、第２の前処理、少なくとも１つのボッシュプロセスの第２のセットなどを含み得る。
【００５８】
少なくとも１つの基板上で実施される少なくとも１つのボッシュプロセスは、複数の基板上で逐次的に実施される複数のボッシュプロセスであり得る。新しい基板を、各ボッシュプロセスを始める前に例示的なエッチプロセス装置内に装填することができ、各ボッシュプロセスが完了した後に例示的なエッチプロセス装置から取り出すことができる。
【００５９】
一実施形態では、ボッシュプロセスは、エッチャントとしてＳＦ６を使用することができる。一実施形態では、少なくとも１つのボッシュプロセスは、パッシベーションガスとしてＣ４Ｆ８を使用することができる。
【００６０】
各ボッシュプロセスは、半導体デバイスが形成された、または引き続いて形成される半導体材料を含む基板である「生成基板」上で実施される。例示的なエッチプロセスチャンバ内に装填されている各基板は、図１に例示したように半導体層１４０上に位置したマスク層１４２を含む。マスク層は、ドープされた酸化ケイ素、ドープされていない酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せから選択される誘電材料を含み得る。半導体層１４０は、ケイ素、またはケイ素を含む半導体合金を含み得る。
【００６１】
ボッシュプロセスが完了した後、基板を例示的なエッチプロセス装置から取り出すことができ、追加の加工ステップを引き続いて実施することができる。図４Ｈを参照すると、トレンチ１１の表面を例えば、湿式洗浄によって洗浄することができる。任意選択で、マスク層２０を取り出してもよく、取り出さなくてもよい。誘電体ライナ４０が、コンフォーマル堆積プロセス、例えば、化学気相堆積または原子層堆積によってトレンチ１１の側壁上に堆積される。誘電体ライナ４０は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、誘電性金属酸化物、またはこれらの組合せなどの誘電材料を含む。誘電体ライナ４０の厚さは、５０ｎｍ〜１，０００ｎｍであり得るが、より小さいおよびより大きい厚さも使用され得る。
【００６２】
図４Ｉを参照すると、伝導性材料層５０Ｌを、トレンチ１１を満たすように堆積させることができる。伝導性材料層５０Ｌは、例えば、化学気相堆積、電気めっき、無電解めっき、またはこれらの組合せによって堆積させることができる。伝導性材料層５０Ｌは、金属材料、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＷＮ、またはこれらの組合せを含み得る。
【００６３】
図４Ｊを参照すると、伝導性材料層５０Ｌは、例えば、化学機械平坦化によって平坦化してスルー基板ビア構造５０を形成することができる。誘電体ライナ４０またはマスク層２０、あるいはその両方を、平坦化プロセスのためのストップ層として使用することができる。
【００６４】
図４Ｋを参照すると、半導体基板１０の底部を、例えば、スルー基板ビア構造５０の底部を物理的に露出するために粉砕または化学機械平坦化によって除去することができる。誘電体ライナ４０の表面も、スルー基板ビア構造５０の底面周囲で物理的に露出される。
【００６５】
図４Ｌを参照すると、半導体基板１０を、例えば、Ｃ４ボール７０を通じて基板６０に結合させることができる。基板６０は、別の半導体基板、トランスポーザ、またはパッケージ基板であり得る。
【００６６】
図５は、図４Ｇの加工ステップの最後にボッシュプロセスによって形成されるディープトレンチを含む例示的な基板の概略の縦断面図である。トレンチ１１の側壁上のスキャロッピングは、図５に示されていない。図５中のトレンチ１１の各側壁は、例えば、最小標準偏差近似法（least root mean square deviation approximation method）によってトレンチ１１のスキャロップ状側壁を近似する垂直面を表す。図５中のトレンチ１１の底面は、最小標準偏差近似法によってトレンチ１１の物理的に穴を開けられた表面を表す水平面を表す。
【００６７】
トレンチ１１の深さｄは、半導体層１０とマスク層２０との間の界面間の垂直距離として定義される。トレンチ１１の幅ｗは、トレンチ１１の物理的な側壁を近似する垂直側壁の対間の水平距離として定義される。トレンチ１１のアンダーカットｕは、マスク層２０の垂直側壁とトレンチ１１の側壁の最も近接した部分との間の横方向の距離として定義される。トレンチのアスペクト比は、トレンチ１１の深さｄと幅ｗの比として定義される。
【００６８】
図６〜１１は、本開示の方法を使用してエッチプロセス装置の側壁を前処理した後のボッシュプロセスの性能を、そのボッシュプロセスと同じ加工条件を使用しいずれの前処理も伴わないエッチプロセス装置で実施された対照のボッシュプロセスに対して、比較するものである。
【００６９】
図６を参照すると、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、およびいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能が、幅３ミクロンのトレンチのエッチ速度について比較されている。ボッシュプロセスは、同一のプロセスパラメータを有していた。ボッシュプロセスのエッチャントは、ＳＦ６であり、ボッシュプロセスのパッシベーションガスは、Ｃ４Ｆ８であった。同じエッチプロセス装置を、エッチプロセス装置の前処理を伴った、および伴わないボッシュプロセスを実施するのに使用した。前処理プロセスは、いずれの付随するエッチステップも伴わず、Ｃ５ＨＦ７から生成されたプラズマを用いた５分の堆積ステップを含んでいた。したがって、プレコンディショニングプロセスの継続時間は、５分であった。
【００７０】
ボッシュプロセス時間の関数としての第１のエッチ深さ曲線９０６Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ深さデータ（菱形で表されている）についてのフィットを表す。ボッシュプロセス時間の関数としての第２のエッチ深さ曲線９０６Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ深さデータ（正方形で表されている）についてのフィットを表す。第１および第２のエッチ深さ曲線（９０６Ａ、９０６Ｂ）の比較は、本開示の第１の実施形態によってエッチプロセス装置をプレコンディショニングすると、チャンバプレコンディショニング後の第１のボッシュプロセスのエッチ速度が少なくとも５０％向上したことを示す。
【００７１】
図７は、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能と、いずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能との間の異なる計量を比較する。図５に定義したアンダーカットｕを、異なる深さを有する様々な幅３ミクロンのトレンチについて測定した。
【００７２】
エッチ深さの関数としての第１のアンダーカット曲線９０７Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの測定されたアンダーカットデータ（菱形で表されている）についてのフィットを表す。エッチ深さの関数としての第２のアンダーカット曲線９０７Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのアンダーカットデータ（正方形で表されている）についてのフィットを表す。第１および第２のアンダーカット曲線（９０７Ａ、９０７Ｂ）の比較は、本開示の第１の実施形態によってエッチプロセス装置をプレコンディショニングすると、同等の深さおよび幅を有するトレンチについて少なくとも３０％アンダーカットが低減されたことを示す。
【００７３】
図８を参照すると、グラフは、エッチプロセス装置での総累積ボッシュプロセス時間に対する、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置における約３ミクロンの幅および約２３のアスペクト比を有するトレンチについてのボッシュプロセスのエッチ速度の依存性を例示する。
【００７４】
累積ボッシュプロセス時間の関数としての第１のエッチ速度曲線９０８Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５ＨＦ７ガスを使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの測定されたエッチ速度データ（菱形で表されている）についてのフィットを表す。累積ボッシュプロセス時間の関数としての第２のエッチ速度曲線９０８Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ速度を表す。第１および第２のエッチ速度曲線（９０８Ａ、９０８Ｂ）の比較は、本開示の第１の実施形態によるエッチプロセス装置のプレコンディショニングの効果が、エッチプロセス装置をプレコンディショニングした後に累積ボッシュプロセス時間とともに減少することを示す。プレコンディショニングプロセスを繰り返すと、後続のボッシュプロセスのエッチ速度が最大値までリセットされる。
【００７５】
図９を参照すると、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスの性能が、異なる深さを有する様々な幅３〜５０ミクロンの円形トレンチのエッチ速度について比較されている。ボッシュプロセスは、同一のプロセスパラメータを有していた。ボッシュプロセスのエッチャントは、ＳＦ６であり、ボッシュプロセスのパッシベーションガスは、Ｃ４Ｆ８であった。同じエッチプロセス装置を、エッチプロセス装置の前処理を伴った、および伴わないボッシュプロセスを実施するのに使用した。前処理プロセスは、Ｃ５Ｈ２Ｆ６から生成されるプラズマを使用する堆積ステップ、およびＳＦ６から生成されるプラズマを使用するエッチステップの複数のサイクルを含んでいた。前処理プロセスの継続時間は、約４０分であった。
【００７６】
ボッシュプロセス時間の関数としての第１のエッチ深さ曲線９０９Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６およびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ深さデータ（菱形で表されている）についてのフィットを表す。ボッシュプロセス時間の関数としての第２のエッチ深さ曲線９０９Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ深さデータ（正方形で表されている）についてのフィットを表す。第１および第２のエッチ深さ曲線（９０９Ａ、９０９Ｂ）の比較は、本開示の第２の実施形態によってエッチプロセス装置をプレコンディショニングすると、チャンバプレコンディショニング後の第１のボッシュプロセスのエッチ速度が少なくとも５０％向上したことを示す。
【００７７】
図１０を参照すると、図５に定義したアンダーカットｕを、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセス、およびいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のボッシュプロセスに対して、異なる深さを有する様々な幅３〜５０ミクロンの円形トレンチについて測定した。
【００７８】
エッチ深さの関数としての第１のアンダーカット曲線９１０Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの測定されたアンダーカットデータ（菱形で表されている）についてフィットを表す。エッチ深さの関数としての第２のアンダーカット曲線９１０Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのアンダーカットデータ（正方形で表されている）についてのフィットを表す。第１および第２のアンダーカット曲線（９１０Ａ、９１０Ｂ）の比較は、本開示の第１の実施形態によってエッチプロセス装置をプレコンディショニングすると、同等の深さおよび幅を有するトレンチについて少なくとも１０％アンダーカットが低減されたことを示す。
【００７９】
図１１を参照すると、グラフは、エッチプロセス装置での総累積ボッシュプロセス時間に対する、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置における約５０ミクロンの幅および約３のアスペクト比を有するトレンチについてのボッシュプロセスのエッチ速度の依存性を例示する。
【００８０】
累積ボッシュプロセス時間の関数としてのエッチ速度曲線９１１は、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスの測定されたエッチ速度データ（菱形で表されている）についてフィットを表す。エッチ速度曲線９１１Ａは、本開示の第２の実施形態によるエッチプロセス装置のプレコンディショニングの効果が、エッチプロセス装置をプレコンディショニングした後に累積ボッシュプロセス時間とともに減少することを示す。累積ボッシュプロセス時間の関数としての第２のエッチ速度曲線９１１Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるボッシュプロセスのエッチ速度を表す。プレコンディショニングプロセスを繰り返すと、後続のボッシュプロセスのエッチ速度が最大値までリセットされる。
【００８１】
図１２を参照すると、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるシリコンエッチプロセスの性能、ならびにいずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のシリコンエッチプロセスの性能が、幅３ミクロンの円形トレンチのエッチ速度について比較されている。プロセスは、同一のプロセスパラメータを有していた。シリコンエッチプロセスのエッチャントは、ＳＦ６であり、いずれのパッシベーションガスも用いなかった。同じエッチプロセス装置を、エッチプロセス装置の前処理を伴った、および伴わないシリコンエッチプロセスを実施するのに使用した。前処理プロセスは、Ｃ５Ｈ２Ｆ６から生成されるプラズマを用いた４０分の堆積ステップ、およびＳＦ６から生成されるプラズマを用いたエッチステップを含んでいた。
【００８２】
シリコンエッチプロセス時間の関数としてのエッチ深さ曲線９１２Ａは、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるシリコンエッチプロセスのエッチ深さデータ（菱形で表されている）についてフィットを表す。シリコンエッチプロセス時間の関数としての第２のエッチ深さ曲線９１２Ｂは、いずれのプレコンディショニングも伴わないエッチプロセス装置におけるシリコンエッチプロセスのエッチ深さデータ（正方形で表されている）についてのフィットを表す。第１および第２のエッチ深さ曲線（９１２Ａ、９１２Ｂ）の比較は、本開示の第１の実施形態によってエッチプロセス装置をプレコンディショニングすると、チャンバプレコンディショニング後の第１のシリコンエッチプロセスのエッチ速度が少なくとも５０％向上したことを示す。
【００８３】
図１３は、ヒドロフルオロカーボンガスとしてＣ５Ｈ２Ｆ６ガスおよびエッチャントガスとしてＳＦ６を使用してプレコンディショニングしたエッチプロセス装置におけるシリコンエッチプロセスの性能と、いずれのプレコンディショニングも伴わない対照の例示的なエッチプロセス装置における対照のシリコンエッチプロセスの性能との間の異なる計量を比較する。図５に定義したアンダーカットｕを、異なる深さを有する様々な幅３ミクロンの円形トレンチについて測定した。
【００８４】
図１４を参照すると、前処理プロセスによるプロセススループットの向上が例示されている。エッチプロセス装置がいずれの前処理プロセスも伴わない長さ１５分のボッシュプロセス（Ｃ４Ｆ８およびＳＦ６を使用する）について使用される場合、エッチプロセス装置の予想されるスループットは、１日当たり約９６ウエハである。Ｃ５ＨＦ７のプラズマを使用する単一堆積ステップを含む５分の前処理プロセス（シーズニングプロセス）の場合、およびエッチプロセス装置が３０分間引き続いて運転される場合（２ウエハを加工するために）、エッチプロセススループットの予想されるスループットは、１日当たり約１２２ウエハである。Ｃ５ＨＦ７のプラズマを使用する単一堆積ステップを含む５分の前処理プロセス（シーズニングプロセス）の場合、およびエッチプロセス装置が６０分間引き続いて運転される場合（４ウエハを加工するために）、エッチプロセススループットの予想されるスループットは、１日当たり約１２６ウエハである。したがって、周期的にエッチプロセス装置の内壁上にヒドロフルオロカーボンポリマー材料を堆積させるためにヒドロフルオロカーボンガスのプラズマでエッチプロセス装置を前処理することによって、ボッシュプロセスのためのエッチプロセス装置の全体的なスループットを、ボッシュプロセスが前処理プロセスを使用することなく連続的に実施される対照の方法に対して増大させることができる。
【００８５】
本開示を具体的な実施形態の観点から記載してきたが、多数の代替案、改変、およびバリエーションが当業者に明らかとなることが上記の記載を考慮すると明白である。したがって、本開示は、本開示および以下の特許請求の範囲の射程内に入るすべてのこのような代替案、改変、およびバリエーションを包含するように意図されている。
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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