(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をエッチングする方法であって、
遠隔プラズマ領域で酸素含有前駆体のプラズマ放出物を形成することと、
露出した金属含有材料を含む前記半導体基板を収容する基板処理領域内に、前記酸素含有前駆体のプラズマ放出物を流すことと、
前記基板処理領域内にプラズマフリーのプロセスで窒素含有前駆体を流すことと、
ある量の前記金属含有材料を除去すること
とを含む方法。
【請求項２】
前記酸素含有前駆体が、前記金属含有材料と反応して変性金属含有材料を生成するように構成され、前記窒素含有前駆体が、前記変性金属含有材料と反応して揮発性複合体を生成するように構成される、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項３】
前記酸素含有前駆体が、水又はラジカル酸素を含む、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項４】
前記窒素含有前駆体がアミンを含み、前記アミンが、水−メチルアミン溶液、水−エチルアミン溶液、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、水−ジエチルアミン溶液、又はＮ−エチルメチルアミンのうちの１つである、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項５】
前記酸素含有前駆体及び前記窒素含有前駆体が、前記基板処理領域内に順次流される、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項６】
前記酸素含有前駆体を流した後、かつ前記窒素含有前駆体を流す前に、約５秒から約３０秒の間の第１の期間保持することを更に含む、請求項５に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項７】
前記窒素含有前駆体を流した後、約１０秒から約６０秒の間の第２の期間保持することを更に含む、請求項５に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項８】
前記酸素含有前駆体及び前記窒素含有前駆体がハロゲンフリーであり、前記方法がプラズマフリーのプロセスを含む、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項９】
前記方法が、約１００℃から約２２５℃の間の温度で実行される、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項１０】
前記酸素含有前駆体を流すことと前記窒素含有前駆体を流すこととが、少なくとも１つの追加のサイクルで繰り返される、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項１１】
前記金属含有材料が窒化チタンを含む、請求項１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項１２】
半導体基板をエッチングする方法であって、
半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域で酸素含有前駆体のプラズマ放出物を形成することと、
前記半導体基板を収容する基板処理領域内に前記プラズマ放出物を流すことであって、前記半導体基板が露出した金属含有材料を含み、前記基板処理領域が前記遠隔プラズマ領域と流体連結される、前記プラズマ放出物を流すことと、
約１秒以上の第１の期間保持することと、
前記基板処理領域内にプラズマフリーのプロセスで窒素含有前駆体を流すことと、
約１秒以上の第２の期間保持することと、
ある量の前記金属含有材料を除去することと
を含む方法。
【請求項１３】
前記基板処理領域内に追加の窒素含有前駆体を流すことを更に含む、請求項１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項１４】
前記方法が、前記プラズマ放出物を流し、前記基板処理領域内に前記窒素含有前駆体を流すサイクルごとに少なくとも約０．２Åを除去する、請求項１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【請求項１５】
前記プラズマ放出物が、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で生成される、請求項１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体システム、プロセス、及び機器に関する。より具体的には、本技術は、原子層エッチングプロセスを利用して、金属含有材料を選択的にエッチングするためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、基板表面に複雑にパターン形成された材料層を生成するプロセスによって可能になる。基板上にパターン形成された材料を生成するには、曝露された材料を除去するための制御された方法が必要である。化学エッチングは、下位層にフォトレジストでパターンを転写する、層を薄くする、又は表面にすでにある特徴の横寸法を薄くすることを含む、様々な目的に使用される。多くの場合、１つの材料を別の材料よりも早くエッチングして、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。そのようなエッチングプロセスは、第１の材料に対して選択的であると言われる。材料、回路、及びプロセスに多様性があるために、様々な材料に対して選択性を有するエッチングプロセスが開発されてきた。
【０００３】
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ドライと呼ばれることがある。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、いくつかの制約されたトレンチに浸透することが困難であり、また時には残りの材料を変形させることがある。基板処理領域内に形成された局所プラズマ内に生成されたドライエッチングは、より制約されたトレンチに浸透することができ、繊細な残りの構造の変形を抑えることができる。しかしながら、局部プラズマは、それらが放電するときに電気アークの生成を通して基板を損傷することがある。加えて、プラズマ放出物は、交換又は処理を必要としうるチャンバ構成要素を損傷する可能性がある。
【０００４】
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ができる改良されたシステム及び方法が必要とされる。本技術は、これら及び他の必要性に対処する。
【発明の概要】
【０００５】
本技術は、半導体基板をエッチングするシステム及び方法を含む。例示的な方法は、半導体処理チャンバの基板処理領域内に酸素含有前駆体を流すことを含みうる。基板処理領域は半導体基板を収容し、半導体基板は露出した金属含有材料を含みうる。方法は、基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すことを含みうる。方法は、ある量の金属含有材料を除去することを更に含みうる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体は、金属含有材料と反応して変性金属含有材料を生成するように構成されうる。窒素含有前駆体は、変性金属含有材料と反応して揮発性複合体を生成するように構成されうる。酸素含有前駆体は水又はラジカル酸素を含み、窒素含有前駆体はアミンを含みうる。例えば、アミンは、実施形態において、ジエチルアミン、プロピルアミン、又はＮ−エチルメチルアミンを含みうる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体及び窒素含有前駆体は、基板処理領域内に順次流されうる。方法はまた、酸素含有前駆体を流した後、かつ窒素含有前駆体を流す前に、第１の期間保持することを含みうる。いくつかの実施形態では、第１の期間は約５秒から約３０秒の間でありうる。方法はまた、窒素含有前駆体を流した後、第２の期間保持することを含みうる。いくつかの実施形態では、第２の期間は、約１０秒から約６０秒の間でありうる。酸素含有前駆体及び窒素含有前駆体はハロゲンフリー（ｈａｌｏｇｅｎ  ｆｒｅｅ）であり、実施形態において、利用されるすべての前駆体はハロゲンフリーでありうる。方法はまた、いくつかの実施形態において、プラズマフリーのプロセスを含みうる。例示的方法は、約１００℃から約２２５℃の間の温度で実行されうる。いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体を流すことと、窒素含有前駆体を流すこととは、少なくとも１つの追加のサイクルで繰り返されうる。いくつかの実施形態では、金属含有材料は、窒化チタンを含みうる。
【０００８】
本技術はまた、半導体基板をエッチングする方法を含む。方法は、半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域で酸素含有前駆体のプラズマ放出物を形成することを含みうる。方法は、半導体基板を収容する基板処理領域内にプラズマ放出物を流すことを含みうる。いくつかの実施形態では、半導体基板は、露出した金属含有材料を含みうる。基板処理領域は、遠隔プラズマ領域と流体連結されうる。方法は、約１秒以上の第１の期間保持することを含みうる。方法はまた、基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すことも含みうる。方法は、約１秒以上の第２の期間保持することを更に含みうる。方法は、ある量の金属含有材料を除去することも含みうる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、方法は、基板処理領域内に追加の窒素含有前駆体を流すことを更に含みうる。例示的な方法は、プラズマ放出物を流し、基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すサイクルごとに少なくとも約０．２Åを除去しうる。いくつかの実施形態では、窒素含有前駆体は、水−メチルアミン溶液、水−エチルアミン溶液、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、水−ジエチルアミン溶液、及びＮ−エチルメチルアミンからなる前駆体のグループから選択されうる。いくつかの実施形態では、プラズマ放出物は、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で生成されうる。
【００１０】
そのような技術は、従来のシステム及び技術よりも多くの利点を提供しうる。例えば、特定の金属含有材料を選択的に除去することにより、他の露出した構造を維持することが可能となり、デバイスの完全性が向上することがある。加えて、利用される材料は、以前は容易に除去することができなかっただろう材料の選択的除去を可能にすることがある。これら多数の利点及び特徴と共に、これらの実施形態及びその他の実施形態を、下記の説明及び添付図面と合わせて更に詳細に説明する。
【００１１】
開示された技術の性質及び利点は、本明細書の残りの部分と図面を参照することによって更に理解が深められることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術による例示的な処理システムの上面図を示す。
【図２】本技術による例示的な処理チャンバの概略断面図を示す。
【図３】本技術による半導体基板を選択的にエッチングする方法における選択された動作を示す。
【図４】本技術の実施形態による選択された動作が実行されている基板材料の断面図を示す。
【図５】本技術の実施形態による様々な材料のエッチング量を示すチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図のいくつかは、概略図として含まれる。図は例示を目的とするものであり、特に明確に述べられない限り、縮尺を考慮すべきではないと理解されたい。更に、概略図として、図は理解を助けるために提供されており、現実的な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、説明目的のために追加又は誇張された材料を含むことがある。
【００１４】
添付の図面において、類似の構成要素及び／又は特徴は、同一の参照符号を有することがある。更に、同種の様々な構成要素は、類似の構成要素を区別する文字で参照符号をたどることによって区別されうる。本明細書で第１の参照符号のみが使用される場合、説明は、文字に関係なく、同じ第１の参照符号を有する類似の構成要素の任意の１つに適用可能である。
【００１５】
本技術は、半導体基板からの材料層の除去に関する。バックエンドオブライン処理などの処理中に、下位構造を露出するために、材料が除去されることがある。下位構造は、製造プロセス全体にわたって形成された多くの材料を含んでもよく、材料除去中に露出してもよい。例えば、露出した銅、炭素含有材料、酸化物含有材料、窒化物含有材料、低誘電率誘電体、及びその他の材料を含みうる下位の特徴を露出するために、窒化チタンなどのハードマスク材料が除去されうる。ハードマスク材料を除去すると、下位の材料は、下位にある材料と反応することもあるエッチャントに曝露されうる。特徴サイズが減少し続け、アスペクト比が増加し続けるにつれて、除去のために特定の材料に調整されうる湿式エッチャントは、もはや存続しえない。基板に塗布されたエッチャントの表面張力は、繊細な特徴を変形又は崩壊させ、デバイスの故障を引き起こす可能性がある。
【００１６】
ドライエッチングプロセスは、特定の材料の除去を試みるために開発された。これらのプロセスには、原子層エッチングが含まれる場合があり、これは、材料の薄層を一度に除去するための前駆体の連続塗布など、いくつかの点で原子層堆積に類似しうる。従来の原子層エッチングは、第１の前駆体を利用して表面材料を変性させ、第２の材料を利用して変性した材料をスパッタ又はエッチングしうる。ただし、これらの従来のプロセスは、すべての材料に適しているわけではなく、下位構造に損傷を与える可能性がある。例えば、特徴サイズが小さくなると、ある量の特定の材料が薄くなりすぎたり狭くなりすぎたりして、代替材料を除去することを目的とした動作中に除去できなくなることがある。特に、バックエンドオブライン動作では、一度に多くの異なる材料が露出する可能性があり、エッチャントが接触すると、目的の材料に加えて除去される場合がある。多くの従来のプロセスは、ハロゲン含有エッチャントを利用し、目的の層に加えて露出した材料の多くをエッチングするか、目的のターゲットよりも速く他の露出した材料をエッチングしうる。加えて、プラズマベースの動作は、効果的なプラズマ出力で、露出表面又は下位の材料をスパッタし損傷させる可能性がある。
【００１７】
本技術は、基板上の他の露出した材料よりも特定の材料を選択的に除去しうる周期的原子層エッチングプロセスを利用することにより、これらの欠陥を克服する。例えば、本技術は、ハードマスク及び他の材料層の選択的除去を可能にするために、他の露出した材料よりも窒化チタン及び窒化タンタルを選択的に除去してもよい。いくつかの実施形態は、他の材料層を実質的に又は本質的に維持しながら、特定の材料を選択的に除去しうるハロゲンフリー及びプラズマフリーのプロセスを利用することにより、これらの結果を生み出す。加えて、いくつかの実施形態は、以前に使用されていたよりも低いプラズマ電力を利用してエッチャント前駆体を生成することにより、これらの結果を生成しうる。開示された原子層エッチングプロセスを利用することにより、単層などの材料の薄層を個々のサイクル中に除去できるように、自己制御除去が実行されうる。
【００１８】
残りの開示は特定の半導体構造を定期的に識別するが、本技術は、バックエンドオブラインのハードマスク除去にそれほど限定されないかもしれない。例えば、本技術を通して議論される選択的除去技術は、議論される材料の１つ又は複数を含みうる半導体デバイスの様々な高アスペクト比特徴で実行されうる。この技術は、追加のエッチング及び除去動作を不要にし、除去されても、他の材料の除去後に特定の厚さに維持される材料の過剰堆積を不要にすることがある。したがって、本技術は、本明細書で議論したものを超えて、任意の数の半導体及び産業プロセスに適用されうる選択的エッチングを包含する。本構造が形成されうる１つの例示的なシステムを特定した後、本開示は、特定の構造、並びに原子層エッチング技術を利用して個々の材料の選択的除去を実行する方法を議論することになる。
【００１９】
図１は、開示される実施形態による堆積、エッチング、ベーキング、及び硬化チャンバの処理システム１００の１つの実施形態の上面図を示す。図において、一対の前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）１０２は、ロボットアーム１０４によって受け取られ、タンデムセクション１０９ａ−１０９ｃに位置付けられた、基板処理チャンバ１０８ａ−１０８ｆのうちの１つに配置される前に低圧保持領域１０６に配置される様々なサイズの基板を供給する。基板ウエハを保持領域１０６から基板処理チャンバ１０８ａ−１０８ｆに搬送したり戻したりするために、第２のロボットアーム１１０が使用されてもよい。各基板処理チャンバ１０８ａ−１０８ｆは、周期的層堆積（ＣＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、前洗浄、ガス抜き、配向、及び他の基板処理に加えて、本明細書に記載されるエッチング処理を含むいくつかの基板処理動作を実施するように装備することができる。
【００２０】
基板処理チャンバ１０８ａ−１０８ｆは、基板ウエハ上に材料膜を堆積、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みうる。１つの構成では、２対の処理チャンバ、例えば１０８ｃ−１０８ｄ及び１０８ｅ−１０８ｆを使用して、基板上に誘電体材料を堆積し、第３の対の処理チャンバ、例えば１０８ａ−１０８ｂを使用して、堆積した誘電体をエッチングしうる。別の構成では、３対すべてのチャンバ、例えば１０８ａ−１０８ｆが、基板上の材料をエッチングするように構成されてもよい。以下で説明するプロセスの任意の１つ又は複数は、異なる実施形態で示される製造システムから分離した１つ又は複数のチャンバで実行されうる。誘電体膜のための堆積、エッチング、アニーリング、及び硬化チャンバの追加の構成がシステム１００によって企図されると理解されよう。多くのチャンバは、処理システム１００で利用され、前駆体、環境、又は制御特徴を共有する２つの類似チャンバを含むタンデムチャンバとして含まれることがある。
【００２１】
図２は、本技術の動作において利用されうる例示的な処理チャンバ２００の断面概略図を示す。チャンバ２００は、例えば、前述のシステム１００の処理チャンバセクション１０８のうちの１つ又は複数で使用されてもよい。チャンバ２００は、熱加熱を介して前駆体を送達及び活性化しうるか、又はプラズマ生成を利用しうる。遠隔プラズマシステム（「ＲＰＳ」）２１０は、ガスを処理し、次いでガスはガス入口アセンブリ２１１を通って移動しうる。ガス入口アセンブリ２１１内には、２つの別個のガス供給チャネルが存在しうる。第１のチャネル２１２は、ＲＰＳ２１０を通過するガスを運び、一方、第２のチャネル２１３は、ＲＰＳ２１０を迂回しうる。開示された実施形態では、第１のチャネル２１２がプロセスガスに使用され、第２のチャネル２１３が処理ガスに使用されうる。リッド又は導電性上部２２１とシャワーヘッド２５３などの貫通孔のあるパーティションは、シャワーヘッド２５３に対してリッド２２１にＡＣ電位を印加可能である絶縁リング２２４を間に配置して図示される。プロセスガスは、第１のチャネル２１２を通ってチャンバプラズマ領域２２０に移動し、チャンバプラズマ領域２２０内のプラズマによって単独で又はＲＰＳ２１０と組み合わせて励起されうる。チャンバプラズマ領域２２０及び／又はＲＰＳ２１０の組み合わせは、本明細書では遠隔プラズマシステムと呼ばれることがある。貫通孔のあるパーティション又はシャワーヘッド２５３は、シャワーヘッド２５３の下の基板処理領域２７０からチャンバプラズマ領域２２０を分離しうる。シャワーヘッド２５３は、チャンバプラズマ領域２２０に存在するプラズマが基板処理領域２７０内のガスを直接励起することを回避可能にする一方で、励起種がチャンバプラズマ領域２２０から基板処理領域２７０内に移動できるようにする。
【００２２】
シャワーヘッド２５３は、チャンバプラズマ領域２２０と基板処理領域２７０の間に配置され、チャンバプラズマ領域２２０内で生成された前駆体又は他のガスのプラズマ放出物又は励起誘導体が、シャワーヘッドに含まれる１つ又は複数のプレートの厚さを横断する複数の貫通孔２５６を通過できるようにする。前駆体及び／又はプラズマ誘導体は、基板支持体２７５上に配置された基板２８０上に堆積されうる膜を生成するために、処理領域２７０で組み合わされうる。シャワーヘッド２５３はまた、蒸気又はガスの形態の前駆体で満たすことができ、チャンバプラズマ領域２２０に直接ではなく、小さな孔２５５を通過して基板処理領域２７０内に進む１つ又は複数の中空の空間２５１を有してもよい。開示される実施形態では、シャワーヘッド２５３は、貫通孔２５６の最小直径２５０の長さより厚くてもよい。チャンバプラズマ領域２２０から基板処理領域２７０に浸透する励起種の有意な濃度を維持するために、貫通孔の最小直径２５０の長さ２２６は、シャワーヘッド２５３を貫いて途中まで貫通孔２５６のより大きな直径部分を形成することにより制限されうる。貫通孔２５６の最小直径２５０の長さは、開示される実施形態において、貫通孔２５６の最小直径と同じ桁又はそれ未満でありうる。
【００２３】
図示された実施形態では、シャワーヘッド２５３は、貫通孔２５６を介して、プラズマ蒸気／ガス並びに未励起前駆体を含むプロセスガスを分配しうる。加えて、シャワーヘッド２５３は、より小さな孔２５５を介して、プラズマ領域２２０とは別個に維持される追加の前駆体を分配しうる。１つ又は複数のプロセスガスは、前駆体が別々に処理領域２７０に進入するまで、シャワーヘッド２５３を介して流体的に別々に維持されてもよい。前駆体は、処理領域に進入して反応すると互いに接触するか、連続して提供され、供給と供給との間にパージされて原子層処理を実行しうる。
【００２４】
チャンバ２００は、材料を堆積又はエッチングするため、又は本技術に関連して議論される動作を実行するために使用されうる。チャンバ２００はまた、実行される動作においてプラズマ形成なしで利用されてもよく、代わりに、チャンバに供給された前駆体を熱的に活性化してもよく、又は前駆体が互いに化学的に反応できるようにしてもよい。チャンバ２００は、本技術と併せて利用されうる例示的なチャンバとしてのみ含まれる。本技術の動作は、チャンバ２００又は任意の数の他の堆積、エッチング、又は反応性チャンバで実行されうると理解されたい。
【００２５】
図３を参照すると、金属含有材料を選択的にエッチングする方法３００における選択された動作が示されており、その１つ又は複数は、例えば、前述のチャンバ２００又は異なるチャンバで実行されうる。方法３００は、方法の開始前に、フロントエンド処理、堆積、エッチング、研磨、洗浄、又は説明された動作の前に実行されうる任意の他の動作を含む１つ又は複数の動作を含みうる。任意のサイズの半導体ウエハでありうる処理された基板は、方法３００のためにチャンバ内に配置されうる。実施形態において、方法３００の動作は、実行されている動作に応じて複数のチャンバで実行されうる。更に、実施形態では、方法３００全体を単一のチャンバで実行して、待ち時間、汚染問題、及び真空破壊を低減することができる。当業者には容易に理解されるように、方法３００に関して説明されたものに対する後続の動作は、同じチャンバ内で実行されても又は異なるチャンバ内で実行されてもよい。
【００２６】
方法３００は、動作３０５で、酸素含有前駆体を半導体処理チャンバの基板処理領域内に流すことを含みうる。半導体基板は、金属含有材料の１つ又は複数の露出領域を含み、実施形態では少なくとも１つの他の露出材料を含むが、金属含有材料を含む基板上に複数の材料が露出されうる。方法３００は、動作３１０でプロセス保持を実行することをオプションで含み、酸素含有前駆体が金属含有材料と相互作用又は反応するための時間を可能にすることがある。保持は、第１の期間実行されうる。
【００２７】
方法は更に、動作３１５で、基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すことを含みうる。窒素含有前駆体は、酸素含有前駆体の流れに続いて、例えば順次流すことができ、窒素含有前駆体は、プロセス保持の第１の期間の後に流すことができる。オプションで、窒素含有前駆体を流した後に、動作３２０で第２のプロセス保持を実行してもよい。第２のプロセス保持は、窒素含有前駆体が金属含有材料と反応又は相互作用することを可能にするために第２の期間実行されてもよい。いくつかの実施形態では、特定の動作は、多くのサイクルで繰り返されてもよい。例えば、動作３０５、３１０、３１５、又は３２０のうちの１つ又は複数を何度も繰り返すことができる。動作３２５で、ある量の金属含有材料が半導体基板から除去されうる。過剰な前駆体を不活性な前駆体でパージする、又は処理領域若しくはチャンバから過剰な前駆体若しくは除去された金属含有材料をポンピングするといった、追加の動作も含めることができる。
【００２８】
前述のように、本技術は、半導体基板から材料の原子層除去を実行しうる。流される第１の前駆体は、金属含有材料の表面層と相互作用して、変性金属含有材料を生成しうる。非限定的な一例では、酸素含有前駆体は、窒化チタンなどのハードマスク材料と反応して、ある量の金属含有材料を酸化しうる。この変性は、金属含有材料の表面レベルでのみ発生する場合があり、又は金属含有材料内の制御された深さまで発生する場合がある。例えば、金属含有材料は、金属含有材料内の第１の深さまで、酸化されるなど、変性されうる。いくつかの実施形態では、金属含有材料は、１０ｎｍより大きい、約１０ｎｍ、又は１０ｎｍ未満に変性されうる。いくつかの実施形態では、金属含有材料は、約９ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約７ｎｍ以下、約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、約２ｎｍ以下、約１ｎｍ以下、約９Å以下、約８Å以下、約７Å以下、約６Å以下、約５Å以下、約４Å以下、約３Å以下、約２Å以下、約１Å以下、約０．９Å以下、約０．８Å以下、約０．７Å以下、約０．６Å以下、約０．５Å以下、約０．４Å以下、約０．３Å以下、約０．２Å以下、約０．１Å以下、又はそれを下回って変性され、構造の単一の層又は単層でのみで変性されうる。例えば、実施形態では、金属含有材料の上部単層のみが変性されてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、窒素含有前駆体の導入前に、酸素含有材料が処理領域からパージされてもよい。パージは、例えば、基板処理領域から未反応の前駆体を除去するチャンバのポンピングシステムによって発生しうる。また、利用される酸素含有前駆体の量を制限するために、又は酸素含有前駆体と金属含有材料との間の相互作用の量を制限又は制御するために、酸素含有前駆体がチャンバにパルスされてもよい。実施形態において、窒素含有前駆体は、その後、基板処理領域に流入され、変性金属含有材料と相互作用しうる。窒素含有前駆体は、金属含有材料の変性部分と反応する一方で、金属含有材料の変性されていない部分を制限している又はその部分と相互作用していないことがある。
【００３０】
窒素含有前駆体は、変性金属含有材料の複合体を生成することがあり、実施形態では、この複合体は揮発性でありうる。揮発性材料は、金属含有材料の表面から脱着する可能性があり、これにより、上述の材料除去が生じることがある。除去量は、酸素含有前駆体などの第１の前駆体によって生成される変性材料の量によって決定されうる。窒素含有前駆体などの第２の前駆体は、優先的又は排他的に変性材料と反応して、除去されうる揮発性複合体を生成することがある。このようにして、方法３００は、自己制御除去を提供し、変性されていない材料が残っている間に、変性された材料が基板の表面又は金属含有材料の表面から除去されうる。変性材料が表面から除去されると、窒素含有前駆体から更なる反応が起こらないことがある。
【００３１】
酸素含有前駆体は、酸素を含む任意の材料であってもよく、又はそれを含んでもよい。これらの材料は、酸素、水、オゾン、窒素と酸素を含む前駆体、及び化学構造に酸素を含みうる他の材料を含みうる。酸素含有前駆体は、基板への供給前にプラズマを通して流されてもよく、代替的実施形態では、酸素含有前駆体は、基板への供給前にプラズマを通して流されなくてもよい。例えば、酸素などの酸素含有前駆体からプラズマを形成することができ、金属含有材料との相互作用のためにプラズマ放出物を基板に流すことができる。他の実施形態では、水又は水蒸気などの酸素含有前駆体を基板に直接流して、金属含有材料と相互作用させてもよい。
【００３２】
窒素含有前駆体は、任意の窒素含有材料であってもよく、いくつかの実施形態では、窒素含有前駆体は、アミンであってもアミンを含んでもよい。アミンは、酸化した金属含有材料と反応して複合体を生成する可能性があり、複合体は揮発性複合体でありうる。以下で説明するプロセス条件に基づいて、揮発性複合体は、金属含有材料の表面から脱着し、チャンバから除去されることがある。例示的なアミンは、１つ又は複数のアミンのみを含んでもよく、又は水性アミンの１つ又は複数の溶液を含んでもよい。例えば、本技術に適したアミンは、一級アミン、二級アミン、三級アミン、又は環状アミンを含みうる。例示的なアミンは、１つ又は複数のアルキル部分、アリール部分、芳香族部分、又はいくつかの他の組み合わせを含みうる。本技術では任意のアミンが使用されうるが、例示的なアミンは、アンモニア、メチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ−エチルメチルアミン、又は他のアミン、アニリン、及び窒素含有材料を含みうる。アニリンは、例えば、２−フルオロアニリン、２−フルオロ−６−（トリフルオロメチル）アニリン、２−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）アニリンを含みうる任意のハロゲン化されたアニリンを含みうる。追加の前駆体は、ハロゲン化されたケイ素含有前駆体を含むケイ素含有前駆体を含みうる。例えば、実施形態では、トリメチル（トリフルオロメチル）シランが使用されうる。
【００３３】
例示的な実施形態では、アミンの水溶液もまた使用され、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、又は任意の他のアミン又は窒素含有材料の水溶液を含みうる。溶液中の水の量は、実施形態では、約１０％から約９０％の間であり、実施形態では、約３０％から約６０％の間でありうる。水とアミンの両方を含む溶液は、金属含有材料の一部をエッチングするためにアミン溶液を処理領域内に流す単一動作を含むよう方法３００を調整してもよい。
【００３４】
酸素含有前駆体及び窒素含有前駆体は、基板処理領域内に順次流されてもよく、各材料の流れは、処理チャンバ内へのパルス供給であってもよい。各パルスの時間は、酸素含有前駆体と窒素含有前駆体との間で類似していても又は異なっていてもよく、同様に方法のサイクル間でも類似していても又は異なっていてもよい。前駆体のいずれかのパルス時間は、実施形態では、約３０秒以下であり、実施形態では、約２０秒以下であり、約１０秒以下であり、約８秒以下であり、約６秒以下であり、約４秒以下であり、約２秒以下であり、約１秒以下であり、約０．９秒以下であり、約０．８秒以下であり、約０．７秒以下であり、約０．６秒以下であり、約０．５秒以下であり、約０．４秒以下であり、約０．３秒以下であり、約０．２秒以下であり、約０．１秒以下であり、又はそれ未満でありうる。いくつかの実施形態は、各サイクルで材料の単層又はいくつかの単層のみを除去しようとすることがあるため、パルス時間は、実施形態では、約０．１秒から約５秒の間、又は実施形態では、約０．１秒から約２秒の間、若しくは約０．１秒から１秒の間でありうる。
【００３５】
保持動作が実行される時間の量もまた、エッチング速度と量に影響する場合がある。例えば、保持時間が長いほど、より多くの金属含有材料が変性されうる。したがって、実施形態では、保持時間は、実施形態では、約１秒以上であり、約５秒以上であり、約１０秒以上であり、約１５秒以上であり、約２０秒以上であり、約２５秒以上であり、約３０秒以上であり、約３５秒以上であり、約４０秒以上であり、約４５秒以上であり、約５０秒以上であり、約５５秒以上であり、約６０秒以上であり、又はそれを上回りうる。保持時間は、実施形態で利用される前駆体の量によって影響を受ける場合がある。例えば、いずれかの保持時間中に変性又は除去される材料の量にプラトーが発生する場合があり、これは、方法における半反応又は除去のいずれかの終了を示すことがある。方法の待ち時間への影響を制限するために、各プラトーの発生に基づいて、各動作の保持時間が上下に調整されうる。
【００３６】
プロセス条件は、本技術の方法の１つ又は複数の側面に影響を与える可能性がある。温度は、方法の動作を引き起こしたり、効率を高めたり、その他の方法で貢献したりするために調整されうる。方法３００の１つ又は複数の動作は、約８０℃以上の温度で実行されうる。いくつかの実施形態では、温度は、約９０℃以上、約１００℃以上、約１１０℃以上、約１２０℃以上、約１３０℃以上、約１４０℃以上、約１５０℃以上、約１６０℃以上、約１７０℃以上、約１８０℃以上、約１９０℃以上、約２００℃以上、約２１０℃以上、約２２０℃以上、約２３０℃以上、約２４０℃以上、約２５０℃以上、約２６０℃以上、約２７０℃以上、約２８０℃以上、約２９０℃以上、約３００℃以上、約３１０℃以上、約３２０℃以上、約３３０℃以上、約３４０℃以上、約３５０℃以上、又はそれを上回りうる。実施形態において、温度は、これらの範囲のうちの１つに含まれる任意の温度、又はこれらの範囲又は記載温度のいずれかによって包含されるより小さな範囲であってもよい。
【００３７】
実施形態において、温度を約１００℃以上に維持することにより、反応のうちの１つ又は複数を開始するための追加のエネルギー源が不要になる場合がある。加えて、約１００℃を超える温度により、変性又は酸化された金属含有材料の間に形成された複合体は、金属含有材料の表面から脱着可能となる。窒素含有前駆体が変性又は酸化された金属含有材料に接触すると、揮発性複合体が同時に形成及び脱着され、その後、処理領域又はチャンバから除去されうる。
【００３８】
圧力を含む追加のチャンバ条件が、金属含有材料のエッチング速度など、実行中の動作に影響を与えるために、調整されてもよい。実施形態において、チャンバ内の圧力は、約５０ｍＴｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの間に維持されてもよい。圧力はまた、約５Ｔｏｒｒ以下、約３Ｔｏｒｒ以下、約２Ｔｏｒｒ以下、約１Ｔｏｒｒ以下、約９００ｍＴｏｒｒ以下、約８００ｍＴｏｒｒ以下、約７００ｍＴｏｒｒ以下、約６００ｍＴｏｒｒ以下、約５００ｍＴｏｒｒ以下、約４００ｍＴｏｒｒ以下、約３００ｍＴｏｒｒ以下、約２００ｍＴｏｒｒ以下、約１００ｍＴｏｒｒ以下、約９０ｍＴｏｒｒ以下、約８０ｍＴｏｒｒ以下、約７０ｍＴｏｒｒ以下、約６０ｍＴｏｒｒ以下、約５０ｍＴｏｒｒ以下、又はそれを下回り維持されうる。加えて、いくつかの実施形態では、圧力は、約１００ｍＴｏｒｒから約１Ｔｏｒｒの間に維持されてもよく、約１００ｍＴｏｒｒから約８００ｍＴｏｒｒの間、約１００ｍＴｏｒｒから約６００ｍＴｏｒｒの間、又は約２００ｍＴｏｒｒから約４００ｍＴｏｒｒの間に維持されてもよい。
【００３９】
圧力は、前駆体のいずれかのパルス時間に基づいて調整されうる。例えば、前駆体のパルス時間を長くすると、チャンバ内の圧力が高くなることがある。圧力は、チャンバをポンプダウンすることにより、材料のパルスに続いて減少させてもよく、又は増加した圧力に維持されてもよい。例えば、水蒸気のパルス時間を長くすることにより、全体のエッチング時間は影響を受けないことがある。しかしながら、処理領域内のパルス時間及び圧力を増加させると、金属含有材料上に形成される酸化物層の厚さが増加しうる。例えば、酸素含有前駆体パルス時間を約０．５秒から約２秒に増加させ、圧力を約４００ｍＴｏｒｒから約８００ｍＴｏｒｒに増加可能とすることにより、酸化物の厚さが２ｎｍ以上増加し、厚さが３ｎｍ以上増加することがある。
【００４０】
窒素含有前駆体の量は、プロセスのエッチング速度に影響を与え、金属含有材料上に形成される酸化物の厚さに依存する可能性がある。例えば、窒素含有前駆体のパルスは、特定量の変性金属含有材料のみを除去する場合がある。しかし、追加の窒素含有前駆体を処理領域内に流すことにより、窒素含有前駆体の第１のパルスでは完全に除去されなかった残留変性材料がある場合、更なる量の変性金属含有材料が除去されうる。したがって、金属含有材料をより深く変性させ、その後、窒素含有前駆体供給の複数サイクルを実行して、変性金属含有材料の層を順次エッチング及び除去することにより、プロセスの待ち時間が短縮されうる。したがって、酸素含有前駆体を処理チャンバ内に流し込み、第１の期間にわたって保持を行う１つの動作ごとに、窒素含有前駆体を流す複数の動作が実行されうる。
【００４１】
窒素含有前駆体を流す各動作は、窒素含有前駆体を流すことと第２の期間の保持を行うこととの両方が実行されるように、上述の保持を実行することを含みうる。いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体を処理領域内に流す動作ごとに、窒素含有前駆体を流す動作が１回以上繰り返され、金属含有材料への酸化など、変性の深さに応じて、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、少なくとも５回、少なくとも６回、少なくとも７回、少なくとも８回、少なくとも９回、少なくとも１０回、少なくとも１１回、少なくとも１２回、少なくとも１３回、少なくとも１４回、少なくとも１５回、又はそれを上回る回数繰り返されうる。
【００４２】
酸素含有前駆体を流すことと窒素含有前駆体を流すことのいずれか又は両方を含む方法３００の任意の動作のサイクルの総数は、付随する保持期間とともに、金属含有材料の所望のエッチング深さに基づいてもよい。例えば、方法３００の各サイクルは、一定量の金属含有材料をエッチングしてもよく、サイクル当たり少なくとも約０．０５Åをエッチングしてもよい。いくつかの実施形態では、方法３００は、サイクルごとに少なくとも約０．０８Åをエッチングし、サイクルごとに少なくとも約０．１Å、サイクルごとに少なくとも約０．１２Å、サイクルごとに少なくとも約０．１４Å、サイクルごとに少なくとも約０．１６Å、サイクルごとに少なくとも約０．１８Å、サイクルごとに少なくとも約０．２Å、サイクルごとに少なくとも約０．２２Å、サイクルごとに少なくとも約０．２４Å、サイクルごとに少なくとも約０．２６Å、サイクルごとに少なくとも約０．２８Å、サイクルごとに少なくとも約０．３Å、サイクルごとに少なくとも約０．３２Å、サイクルごとに少なくとも約０．３４Å、サイクルごとに少なくとも約０．３６Å、サイクルごとに少なくとも約０．３８Å、サイクルごとに少なくとも約０．４Å、サイクルごとに少なくとも約０．４２Å、サイクルごとに少なくとも約０．４４Å、サイクルごとに少なくとも約０．４６Å、サイクルごとに少なくとも約０．４８Å、サイクルごとに少なくとも約０．５Åを、又はそれを上回ってエッチングしうる。
【００４３】
酸素含有前駆体の各パルスに対して窒素含有前駆体の複数のパルスが処理領域内に流される実施形態では、窒素含有前駆体のサイクルごとにエッチングされる材料の量は、上記のエッチング速度のいずれでもよい。原子層堆積は、基板上に形成された材料のいずれかを堆積するために実行されてもよく、一般的に材料のより共形性のある層を生成するために使用されてもよい。堆積されている材料及びプロセス条件に応じて、成長速度は、前駆体のサイクルあたり約０．３５Åになりうる。本技術は、対応する成長速度と同等以上のエッチング速度を特徴とする金属含有材料の原子層エッチングを実行できることが示されている。
【００４４】
他の堆積方法でも、異なるエッチング速度が生じうる。例えば、物理的気相堆積は、原子層堆積で形成された材料のエッチング速度よりも低いエッチング速度を生成する場合がある。物理的気相堆積は、原子層堆積よりも高品質又は高密度の膜を生成することが多いため、方法３００のサイクルごとに除去される材料の量は、そのような膜では少なくなることがある。したがって、実行される方法３００のサイクルの数は、除去される膜の品質に応じてより大きくなりうる。実行される方法３００のサイクルの総数は、除去される金属含有材料の深さに関係しうるが、実施形態では約５サイクル以上でありうる。加えて、方法３００の態様は、除去される材料の量に応じて、少なくとも約１０サイクル、少なくとも約２０サイクル、少なくとも約５０サイクル、少なくとも約７５サイクル、少なくとも約１００サイクル、少なくとも約１５０サイクル、少なくとも約２００サイクル、少なくとも約２５０サイクル、少なくとも約３００サイクル、少なくとも約３５０サイクル、少なくとも約４００サイクル、少なくとも約４５０サイクル、少なくとも約５００サイクル、少なくとも約５５０サイクル、少なくとも約６００サイクル、少なくとも約６５０サイクル、少なくとも約７００サイクル、少なくとも約７５０サイクル、少なくとも約８００サイクル、少なくとも約８５０サイクル、少なくとも約９００サイクル、少なくとも約９５０サイクル、少なくとも約１０００サイクル、又はそれを上回って繰り返されうる。流動及び／又は保持動作の両方をサイクルごとに繰り返すことができ、又は実施形態では、特定の動作をサイクルごとに繰り返すことができる。例えば、酸素含有前駆体を流す各サイクルについて、窒素含有前駆体を流すことを少なくとも１０回繰り返すことができ、したがって、酸素含有前駆体を流す合計５０サイクルについて、窒素含有前駆体を流すことは、合計約５００サイクル繰り返すことができる。
【００４５】
いくつかの実施形態において、本技術は、自己制御的でありうる原子層エッチングにより１つ又は複数の金属含有材料を除去するためのハロゲンフリー及びプラズマフリーのプロセスを提供しうる。方法３００で使用される前駆体の一方、両方、又はすべては、実施形態においてハロゲンフリーでもよく、基板表面上の他の露出材料に対して金属含有材料のより選択的なエッチングを可能にすることがある。更に、方法３００は、プラズマフリーの環境で実行されてもよく、実施形態ではプラズマ前駆体を含まなくてもよい。ラジカル前駆体は、膜の組成に関係なく、表面上で材料をスパッタ又はエッチングする物理的な方法で、露出した材料と相互作用しうる。処理領域及びチャンバ内のプラズマ放出物を最小化又は排除することにより、基板上の他の材料に対する金属含有材料の選択的エッチングを可能する化学ベースのエッチングが実行されうる。
【００４６】
実施形態において、プラズマ前駆体は、基板上の露出材料、及びエッチングプロセス中に維持される材料で許容可能なエッチング量に応じて、１つ又は複数の動作で使用されうる。いくつかの材料は、エッチングされることを意図された金属含有材料に関してある量の除去に対応する以前の動作で増加した厚さに形成又は堆積されうる。プラズマ放出物は、処理チャンバの外部で、又は処理チャンバ内で生成されてもよい。遠隔プラズマユニットは、処理チャンバと流体連結されてもよく、ラジカル廃水を基板に供給してもよい。処理チャンバ内で、プラズマは基板レベルで形成されてもよく、又は基板処理領域と物理的に分離しているが流体連結したチャンバの領域で生成されてもよい。基板から離れてプラズマを生成することにより、プラズマ粒子からのスパッタリング成分が制限されうる。例えば、プラズマ放出物を基板処理領域内に流す前に、容量結合、誘導結合、マイクロ波、又は基板処理領域の上流に形成される他のプラズマで、プラズマが生成されうる。
【００４７】
１つ又は複数の前駆体は、前駆体と共に流されうるキャリアガスを含むプラズマプロセスを介して励起されうる。いくつかの実施形態において、酸素含有前駆体は、プラズマが形成されてラジカル廃水を生成しうる遠隔プラズマ領域内に流されうる。プラズマ放出物は、前述のように面板又はシャワーヘッドなどを介して基板処理領域に提供されてもよく、金属含有材料の露出領域を含む基板と相互作用してもよい。プラズマ放出物は、金属含有材料の酸化又は酸化の補助になりうる。プラズマは、実施形態の酸素などの任意の酸素含有前駆体から形成することができ、水蒸気又は他の酸素含有前駆体とともに、又はその代わりに使用されうる。例えば、酸素含有プラズマ放出物は、単独で使用されてもよく、又は前述のように水パルスと併用されてもよい。基板処理領域に水パルスを提供し、その後、酸素含有プラズマ放出物を処理領域に供給して、基板表面と更に相互作用させてもよい。
【００４８】
上述のように、プラズマ前駆体は、基板の表面上の任意の露出した材料と相互作用することがあるため、追加の材料除去が制限されうる実施形態では、プロセスは、プラズマフリーで実行されうる。いくつかの実施形態で使用されるプラズマはまた、低出力プラズマであってもよく、約１０００Ｗ未満であってもよい。加えて、酸素含有前駆体に適用されるプラズマ出力は、実施形態において、約９００Ｗ以下、約８００Ｗ以下、約７００Ｗ以下、約６００Ｗ以下、約５００Ｗ以下、約４００Ｗ以下、約３００Ｗ以下、約２００Ｗ以下、約１００Ｗ以下、又はそれを下回りうる。
【００４９】
図４Ａから図４Ｂを参照すると、バックエンドオブラインハードマスク除去を含みうる本技術の実施形態に従って選択された動作が実行されている基板材料の断面図が示される。基板は、酸化物、窒化物、ポリシリコン、銅、ブラックダイヤモンド、低誘電率誘電体、又は当業者によって理解されるだろう他の材料の層状領域を含んでもよい。図４Ａに示される簡略化された概略図は、基板４０５の領域上に形成された金属含有材料４１０ａを有する基板４０５を含む。図示されていないが、基板は、金属含有材料４１０ａなどのハードマスク材料の露出領域とともに、上述のような多くの異なる材料の露出領域を含みうる。金属含有材料は、例えば、パターニングプロセスに続く除去のための残留材料でありうる。除去は、本技術に従って実行されてもよく、これにより、他の露出した材料に影響を与えずに、又は限定的な影響で、金属含有材料のエッチングが可能になりうる。
【００５０】
除去プロセスは、金属含有材料４１０ａを、水蒸気又は他の何らかの酸素含有材料などの酸素含有前駆体に曝露することを含むことがある。酸素含有前駆体は、実施形態では、金属含有材料４１０ａを最大約０．１Åとなる深さまで変性又は酸化させ、約０．１２Å以上、約０．１４Å以上、約０．１６Å以上、約０．１８Å以上、約０．２Å以上、約０．２２Å以上、約０．２４Å以上、約０．２６Å以上、約０．２８Å以上、約０．３Å以上、約０．３２Å以上、約０．３４Å以上、約０．３６Å以上、約０．３８Å以上、約０．４Å以上、又はそれを上回り、これらの列挙された数値のうちの任意の２つの間の任意の範囲、又はこれらの範囲のいずれかに含まれるより小さい範囲内でありうる。
【００５１】
相互作用のための十分な時間を可能にするために、酸素含有前駆体は、上述のように一定期間、基板処理領域内に維持されてもよい。残りの又は未反応の酸素含有前駆体は、実施形態において、チャンバからパージされてもよい。続いて、前述のアミンなどの窒素含有前駆体を処理領域に供給し、そこで金属含有材料４１０ａの変性部分又は酸化部分と相互作用又は反応させてもよい。この相互作用は、処理温度で基板及び金属含有材料の表面から脱着する揮発性複合体を生成し、チャンバの処理領域からパージされうる。図４Ｂに示されるように、金属含有材料４１０ｂは低減されているが、基板４０５は、相互作用が実質的にない又は本質的にない可能性のある限定された変性を有する。プロセスは、追加の金属含有材料を除去するために前述のように多数のサイクルにわたって繰り返されてもよく、実施形態において、すべての金属含有材料を除去してもよい。
【００５２】
図５は、前述の方法の動作を使用して金属含有材料が除去されうる基板の表面に露出されうる様々な材料のチャートを示す。実施形態では、金属含有材料は窒化チタンであり、他の窒化物又は金属含有材料であってもよく、又はそれらを含んでもよい。加えて、露出した材料は、酸化ケイ素、酸化ハフニウム、他の金属酸化物、ブラックダイヤモンド又は他の低誘電率誘電体、銅又は他の金属、窒化タンタルなどの窒化物材料などを含みうる。チャートに示されるように、本技術による方法は、これらの他の材料に関して窒化チタンを選択的にエッチングすることがある。実施形態において、窒化チタンは、他のほとんどの材料に対して約１０：１以上の選択性でエッチングされ、約２０：１以上、約３０：１以上、約４０：１以上、約５０：１以上、約６０：１以上、約７０：１以上、約８０：１以上、約９０：１以上、約１００：１以上、またはそれを上回る選択性でエッチングされ、いくつかの実施形態では、基板上の他の材料の損失は実質的に又は本質的に存在せず、窒化チタンとこれらの他の材料との間の完全な選択性が提供された。
【００５３】
窒化タンタルは、本技術による原子層エッチングの５００サイクルにわたって、窒化チタンに関して大量のエッチング損失を示した。この技術では１５ｎｍを超える窒化チタンがエッチングされたが、窒化タンタルの除去は、２ナノメートル未満を示した。実行されるサイクルの数に応じて、窒化チタンは、窒化タンタルに対してそれぞれ約５：１以上、約６：１以上、約７：１以上、約８：１以上、約９：１以上、約１０：１以上、約１２：１以上、約１５：１以上、又はそれ以上の選択性でエッチングされうる。更に、窒化タンタルは、実行されるサイクルの数に応じて、前述の任意の数の選択性で列挙された他の材料に対してそれぞれエッチングされうるが、これは、本技術のプロセスが他の材料を実質的に維持しながら、窒化タンタルを追加的にエッチングしたからである。
【００５４】
前述の記載では、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、多数の詳細が述べられてきた。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てもよいことが、当業者には明らかだろう。
【００５５】
いくつかの実施形態を開示してきたが、当業者であれば、実施形態の主旨から逸脱することなく様々な変更例、代替構造、及び等価物が使用されうることを理解するだろう。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説明しなかった。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものと解釈すべきでない。
【００５６】
値の範囲が提示される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間の各介在値はまた、下限の単位の最小単位まで具体的に開示されることが理解される。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狭い範囲、そしてその記載範囲のその他任意の記載された又は介在する値も包含される。これら小さい範囲の上限及び下限は、その範囲に個々に含まれ、又はその範囲から除外される場合があり、小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる、どちらも含まれない、又は両方が含まれる各範囲もまた、記載された範囲における明確に除外される任意の限界値を条件として、この技術範囲に包含される。記載された範囲に１つ又は両方の限界値が含まれる場合、これらの含有限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。
【００５７】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示物を含む。したがって、例えば、「１つの層（ａ  ｌａｙｅｒ）」への言及は、複数のそのような層を含み、「その前駆体（ｔｈｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」への言及は、１つ又は複数の前駆体及び当業者に既知のその等価物への言及を含む、等々である。
【００５８】
また、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という単語は、本明細書及び続く特許請求の範囲で使用された場合、記載された特徴、整数、構成要素、又は動作の存在を特定することを意図しているが、１つ又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、動作、作用、又はグループの存在又は追加を除外するものではない。  また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
半導体基板をエッチングする方法であって、
露出した金属含有材料を含む前記半導体基板を収容する基板処理領域内に、酸素含有前駆体を流すことと、
前記基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すことと、
ある量の前記金属含有材料を除去することと
を含む方法。
（態様２）
前記酸素含有前駆体が、前記金属含有材料と反応して変性金属含有材料を生成するように構成され、前記窒素含有前駆体が、前記変性金属含有材料と反応して揮発性複合体を生成するように構成される、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様３）
前記酸素含有前駆体が、水又はラジカル酸素を含む、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様４）
前記窒素含有前駆体がアミンを含み、前記アミンが、水−メチルアミン溶液、水−エチルアミン溶液、ジエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、水−ジエチルアミン溶液、又はＮ−エチルメチルアミンのうちの１つである、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様５）
前記酸素含有前駆体及び前記窒素含有前駆体が、前記基板処理領域内に順次流される、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様６）
前記酸素含有前駆体を流した後、かつ前記窒素含有前駆体を流す前に、約５秒から約３０秒の間の第１の期間保持することを更に含む、態様５に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様７）
前記窒素含有前駆体を流した後、約１０秒から約６０秒の間の第２の期間保持することを更に含む、態様５に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様８）
前記酸素含有前駆体及び前記窒素含有前駆体がハロゲンフリーであり、前記方法がプラズマフリーのプロセスを含む、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様９）
前記方法が、約１００℃から約２２５℃の間の温度で実行される、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様１０）
前記酸素含有前駆体を流すことと前記窒素含有前駆体を流すこととが、少なくとも１つの追加のサイクルで繰り返される、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様１１）
前記金属含有材料が窒化チタンを含む、態様１に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様１２）
半導体基板をエッチングする方法であって、
半導体処理チャンバの遠隔プラズマ領域で酸素含有前駆体のプラズマ放出物を形成することと、
前記半導体基板を収容する基板処理領域内に前記プラズマ放出物を流すことであって、前記半導体基板が露出した金属含有材料を含み、前記基板処理領域が前記遠隔プラズマ領域と流体連結される、前記プラズマ放出物を流すことと、
約１秒以上の第１の期間保持することと、
前記基板処理領域内に窒素含有前駆体を流すことと、
約１秒以上の第２の期間保持することと、
ある量の前記金属含有材料を除去することと
を含む方法。
（態様１３）
前記基板処理領域内に追加の窒素含有前駆体を流すことを更に含む、態様１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様１４）
前記方法が、前記プラズマ放出物を流し、前記基板処理領域内に前記窒素含有前駆体を流すサイクルごとに少なくとも約０．２Åを除去する、態様１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
（態様１５）
前記プラズマ放出物が、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で生成される、態様１２に記載の半導体基板をエッチングする方法。
【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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