JP3155513B2 - 高密度プラズマ中での高アスペクト比フィーチャ用の異方性選択的窒化物エッチング方法 - Google Patents
高密度プラズマ中での高アスペクト比フィーチャ用の異方性選択的窒化物エッチング方法Info
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に集積回路お
よび他の電子デバイスを製造する方法に関する。特に、
本発明は、半導体ウエハまたは他の多層構造体上の窒化
ケイ素をエッチングする方法を記述する。
よび他の電子デバイスを製造する方法に関する。特に、
本発明は、半導体ウエハまたは他の多層構造体上の窒化
ケイ素をエッチングする方法を記述する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造では、高アスペクト比フィー
チャ（例えば、４：１またはそれ以上）を有する厚い誘
電体膜を付随するフォトレジストの過度の浸食なしに異
方性エッチングすることがしばしば望ましい。低圧、高
イオン・フラックス方法（例えば、高密度プラズマ放射
源）の適用は、アスペクト比依存エッチング（ＡＲＤ
Ｅ）効果およびチップ線間変動（ＡＣＬＶ）効果を回避
するために有利である。誘導性結合放射源などからの高
密度プラズマは、チャンバ境界に対して直角な電子加速
のためにより低い圧力で作用し、高いイオン密度および
イオン・フラックスを与える。
チャ（例えば、４：１またはそれ以上）を有する厚い誘
電体膜を付随するフォトレジストの過度の浸食なしに異
方性エッチングすることがしばしば望ましい。低圧、高
イオン・フラックス方法（例えば、高密度プラズマ放射
源）の適用は、アスペクト比依存エッチング（ＡＲＤ
Ｅ）効果およびチップ線間変動（ＡＣＬＶ）効果を回避
するために有利である。誘導性結合放射源などからの高
密度プラズマは、チャンバ境界に対して直角な電子加速
のためにより低い圧力で作用し、高いイオン密度および
イオン・フラックスを与える。
【０００３】ソレノイド・コイル構造を使用してプラズ
マを励起することにより、電子の平均自由行程をチャン
バ寸法よりも大きくすることができ、したがって従来の
容量性（または平行プレート）エッチング・チャンバの
場合よりも動作圧力を低くすることができ、また分別イ
オン化を高くすることができる。これらの性質はともに
小さいＡＲＤＥおよびＡＣＬＶをもたらす。
マを励起することにより、電子の平均自由行程をチャン
バ寸法よりも大きくすることができ、したがって従来の
容量性（または平行プレート）エッチング・チャンバの
場合よりも動作圧力を低くすることができ、また分別イ
オン化を高くすることができる。これらの性質はともに
小さいＡＲＤＥおよびＡＣＬＶをもたらす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの利点は、０．
１７５μｍほどの小さいフィーチャ・サイズ用の酸化ケ
イ素の高密度プラズマ・エッチングについて実証されて
いる。しかし、現代の半導体デバイス中で使用される多
数のレベルは、酸化ケイ素層ならびに窒化ケイ素層、ま
たは窒化ケイ素層のみから構成される。ハードマスク用
途では、厚い窒化物層は、単独か、または厚い酸化物層
とともに存在し、不十分なフォトレジスト選択度および
それに続く像完全性の損失のために現代の最新技術を使
用して高密度プラズマ中でエッチングすることができな
い。高密度プラズマ反応器中の解離レベルが高いと、し
ばしばフルオロカーボン・ガス中のフッ素原子によって
等方性エッチングが起こる。
１７５μｍほどの小さいフィーチャ・サイズ用の酸化ケ
イ素の高密度プラズマ・エッチングについて実証されて
いる。しかし、現代の半導体デバイス中で使用される多
数のレベルは、酸化ケイ素層ならびに窒化ケイ素層、ま
たは窒化ケイ素層のみから構成される。ハードマスク用
途では、厚い窒化物層は、単独か、または厚い酸化物層
とともに存在し、不十分なフォトレジスト選択度および
それに続く像完全性の損失のために現代の最新技術を使
用して高密度プラズマ中でエッチングすることができな
い。高密度プラズマ反応器中の解離レベルが高いと、し
ばしばフルオロカーボン・ガス中のフッ素原子によって
等方性エッチングが起こる。
【０００５】これらの欠点をなくすために、容量性結合
ツールを使用して、ハードマスクなど厚い窒化物層また
は窒化物／酸化物層をエッチングする。これらのツール
は、フィーチャ・サイズが小さくなるにつれて大きい反
応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）ラグを生じ、粗処理
時間（ＲＰＴ）が大幅に増加する。さらに、これらのツ
ール中で低いポリマー濃度を使用すると、フォトレジス
トに対する選択度が損なわれ、またポリマー濃度を増大
させると、フィーチャ・サイズがさらに小さくなるにつ
れてエッチング停止が早く起こりすぎてしまう。
ツールを使用して、ハードマスクなど厚い窒化物層また
は窒化物／酸化物層をエッチングする。これらのツール
は、フィーチャ・サイズが小さくなるにつれて大きい反
応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）ラグを生じ、粗処理
時間（ＲＰＴ）が大幅に増加する。さらに、これらのツ
ール中で低いポリマー濃度を使用すると、フォトレジス
トに対する選択度が損なわれ、またポリマー濃度を増大
させると、フィーチャ・サイズがさらに小さくなるにつ
れてエッチング停止が早く起こりすぎてしまう。
【０００６】とは言え、高密度プラズマを使用するいく
つかの利点がある。例えば、ウエハ・バイアスを独立に
制御し、それによりレジスト損失の制御を改善すること
ができるので、イオン・エネルギーを高密度プラズマ中
で高度に調整することができる。このため、高密度プラ
ズマ中での高アスペクト比フィーチャの選択的窒化物エ
ッチングが望ましい。現在まで、高アスペクト比窒化ケ
イ素レベル用の選択的高密度プラズマ・エッチングはよ
くわかっていない。
つかの利点がある。例えば、ウエハ・バイアスを独立に
制御し、それによりレジスト損失の制御を改善すること
ができるので、イオン・エネルギーを高密度プラズマ中
で高度に調整することができる。このため、高密度プラ
ズマ中での高アスペクト比フィーチャの選択的窒化物エ
ッチングが望ましい。現在まで、高アスペクト比窒化ケ
イ素レベル用の選択的高密度プラズマ・エッチングはよ
くわかっていない。
【０００７】高アスペクト比ホール中の高密度プラズマ
窒化物エッチングの現代の最新技術は、ＣＨ3Ｆ／ＣＯ
（ＳＲＤＣ）またはＣ2Ｆ6／Ｏ2（ＢＴＶ）の混合物を
含む。これらのシステムはどちらも、厚さ５００Å以上
の窒化物層をエッチングするために十分な選択度を与え
ない。２：１（０．３５μｍグランドルール）以上のア
スペクト比では、ＣＨ3Ｆ／ＣＯケミストリによりエッ
チング停止が起こる。Ｃ2Ｆ6／Ｏ2ケミストリは、浅い
フィーチャに対しても１：１未満の選択度を有する。
窒化物エッチングの現代の最新技術は、ＣＨ3Ｆ／ＣＯ
（ＳＲＤＣ）またはＣ2Ｆ6／Ｏ2（ＢＴＶ）の混合物を
含む。これらのシステムはどちらも、厚さ５００Å以上
の窒化物層をエッチングするために十分な選択度を与え
ない。２：１（０．３５μｍグランドルール）以上のア
スペクト比では、ＣＨ3Ｆ／ＣＯケミストリによりエッ
チング停止が起こる。Ｃ2Ｆ6／Ｏ2ケミストリは、浅い
フィーチャに対しても１：１未満の選択度を有する。
【０００８】図１に、酸化物またはフォトレジスト２０
中のブランケット窒化物層１０上で３５００Å分-1の窒
化物エッチング速度を示す無酸素重合方法（Ｃ2Ｆ6／Ｃ
Ｈ3Ｆ）の使用を示す。ブランケット窒化物層１０はシ
リコン基板１５上に形成される。しかしながら、エッチ
ング・プロファイルは等方性であり、窒化物と酸化物ま
たは窒化物とフォトレジストとの境界３５のところに望
ましくないアンダーカット３０が生じる。
中のブランケット窒化物層１０上で３５００Å分-1の窒
化物エッチング速度を示す無酸素重合方法（Ｃ2Ｆ6／Ｃ
Ｈ3Ｆ）の使用を示す。ブランケット窒化物層１０はシ
リコン基板１５上に形成される。しかしながら、エッチ
ング・プロファイルは等方性であり、窒化物と酸化物ま
たは窒化物とフォトレジストとの境界３５のところに望
ましくないアンダーカット３０が生じる。
【０００９】窒化ケイ素をエッチングする技術はよく開
発されているが、この技術に固有のいくつかの問題がま
だ存在する。１つの特定の問題は、高アスペクト比窒化
ケイ素レベル用のエッチングである。したがって、フォ
トレジスト選択度を維持し、かつそれに続く像完全性の
損失を回避しながら高いアスペクト比で窒化ケイ素をエ
ッチングする方法が必要である。
発されているが、この技術に固有のいくつかの問題がま
だ存在する。１つの特定の問題は、高アスペクト比窒化
ケイ素レベル用のエッチングである。したがって、フォ
トレジスト選択度を維持し、かつそれに続く像完全性の
損失を回避しながら高いアスペクト比で窒化ケイ素をエ
ッチングする方法が必要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、多層構造か
ら窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法は、励起さ
れたエッチャント・ガスを含む高密度プラズマを形成す
るためにフルオロカーボン・ガス、水素源、および弱い
オキシダントを含むエッチャント・ガスを励起するステ
ップと、構造上の高密度プラズマの方向性を制御するた
めに構造に電源を適用するステップと、窒化ケイ素層を
エッチングするために高密度プラズマを窒化ケイ素層に
導入するステップとを含む。
ら窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法は、励起さ
れたエッチャント・ガスを含む高密度プラズマを形成す
るためにフルオロカーボン・ガス、水素源、および弱い
オキシダントを含むエッチャント・ガスを励起するステ
ップと、構造上の高密度プラズマの方向性を制御するた
めに構造に電源を適用するステップと、窒化ケイ素層を
エッチングするために高密度プラズマを窒化ケイ素層に
導入するステップとを含む。
【００１１】本発明では、フルオロカーボン・ガスはＣ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、およびＣ3Ｆ8からなるグループから選択
され、水素源はＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2からなる
グループから選択され、また弱いオキシダントはＣＯ、
ＣＯ2、およびＯ2からなるグループから選択される。
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、およびＣ3Ｆ8からなるグループから選択
され、水素源はＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2からなる
グループから選択され、また弱いオキシダントはＣＯ、
ＣＯ2、およびＯ2からなるグループから選択される。
【００１２】本発明の範囲内のエッチャント・ガスの他
の実施形態は、約４容積％〜２０容積％の量のフルオロ
カーボン・ガスを加えるステップ、約１０容積％〜３０
容積％の量の水素源を加えるステップ、および約４０容
積％〜７０容積％の量の弱いオキシダントを加えるステ
ップを含む。
の実施形態は、約４容積％〜２０容積％の量のフルオロ
カーボン・ガスを加えるステップ、約１０容積％〜３０
容積％の量の水素源を加えるステップ、および約４０容
積％〜７０容積％の量の弱いオキシダントを加えるステ
ップを含む。
【００１３】本発明の他の実施形態によれば、ＲＦ電源
など、プラズマの方向性の制御に使用される電源は、コ
イルなど、エッチャント・ガスを励起するために使用さ
れる電源から分離される。ＲＦ電源は、エッチングされ
る窒化ケイ素層を有する側に対向する側に適用されるこ
とが好ましい。
など、プラズマの方向性の制御に使用される電源は、コ
イルなど、エッチャント・ガスを励起するために使用さ
れる電源から分離される。ＲＦ電源は、エッチングされ
る窒化ケイ素層を有する側に対向する側に適用されるこ
とが好ましい。
【００１４】本発明の他の実施形態によれば、エッチャ
ント・ガスをチャンバに導入する。チャンバの圧力は、
１ないし２０ミリトルに維持することが好ましい。次い
でエッチャント・ガスを第１の電源に当てることによっ
てガスを励起して、高密度プラズマを形成する。この実
施形態は、第１の電源から分離された第２の電源を構造
に適用することによって構造上のプラズマのバイアスを
制御するステップを含む。プラズマを窒化ケイ素層に導
入して、窒化ケイ素層中に少なくとも２：１、好ましく
は少なくとも６：１のアスペクト比を有するフィーチャ
をエッチングする。
ント・ガスをチャンバに導入する。チャンバの圧力は、
１ないし２０ミリトルに維持することが好ましい。次い
でエッチャント・ガスを第１の電源に当てることによっ
てガスを励起して、高密度プラズマを形成する。この実
施形態は、第１の電源から分離された第２の電源を構造
に適用することによって構造上のプラズマのバイアスを
制御するステップを含む。プラズマを窒化ケイ素層に導
入して、窒化ケイ素層中に少なくとも２：１、好ましく
は少なくとも６：１のアスペクト比を有するフィーチャ
をエッチングする。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、フォトレジストに対す
る高い選択度を有し、かつ調節可能な異方性を与える窒
化物エッチングを提供する。より効率的な窒化物エッチ
ングを可能にするドライ・エッチング方法について説明
する。好ましいエッチャント・ガスは、Ｃ2Ｆ6、ＣＨ3
Ｆ、およびＣＯの混合物である。本発明は、ダイナミッ
ク・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）など半導
体デバイス用の高アスペクト比フィーチャの異方性かつ
高速のエッチングを可能にする。本発明の混合ガスは、
フォトレジストに対する高い選択度を有する。窒化物エ
ッチングのテーパ角度の微妙な制御が達成される。放射
源／バイアス電力の独立した制御によって追加の制御が
実施される。
る高い選択度を有し、かつ調節可能な異方性を与える窒
化物エッチングを提供する。より効率的な窒化物エッチ
ングを可能にするドライ・エッチング方法について説明
する。好ましいエッチャント・ガスは、Ｃ2Ｆ6、ＣＨ3
Ｆ、およびＣＯの混合物である。本発明は、ダイナミッ
ク・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）など半導
体デバイス用の高アスペクト比フィーチャの異方性かつ
高速のエッチングを可能にする。本発明の混合ガスは、
フォトレジストに対する高い選択度を有する。窒化物エ
ッチングのテーパ角度の微妙な制御が達成される。放射
源／バイアス電力の独立した制御によって追加の制御が
実施される。
【００１６】本発明は、パッシベーション層の形成をも
たらすフルオロカーボン・ポリマー前駆体種を使用し、
したがってエッチングは異方性になる。本発明はまた、
酸素含有種を使用して、垂直方向におけるイオン強化エ
ッチングによるパッシベーション層の除去を援助する。
フォトレジストは、フィーチャ中の窒化物の場合のよう
にマイクロローディングを受けないので、酸素を加える
とフォトレジストの選択度が低下する。レジストを保存
するためにポリマー含有量を増加させれば、高アスペク
ト比フィーチャ中でエッチング停止がより起こり易くな
る。
たらすフルオロカーボン・ポリマー前駆体種を使用し、
したがってエッチングは異方性になる。本発明はまた、
酸素含有種を使用して、垂直方向におけるイオン強化エ
ッチングによるパッシベーション層の除去を援助する。
フォトレジストは、フィーチャ中の窒化物の場合のよう
にマイクロローディングを受けないので、酸素を加える
とフォトレジストの選択度が低下する。レジストを保存
するためにポリマー含有量を増加させれば、高アスペク
ト比フィーチャ中でエッチング停止がより起こり易くな
る。
【００１７】本発明によれば、プラズマの方向性を制御
するために使用される電源は、高密度プラズマを形成す
るエッチャント・ガスを励起するために使用される電源
から分離される。したがって、分離された電源は、プラ
ズマ発生機構からのウエハ上のバイアスの独立した制御
を組み込む。イオン衝撃エネルギーは主としてウエハに
対するバイアスによって制御されるが、イオン・フラッ
クス（および密度）は主として発生構造（例えば、誘導
プラズマ放射源中のコイル）に加えられた電力によって
制御されるために「分離」なる語を使用する。この構造
を図２に示す。エッチャント・ガスは（破線で示され
る）チャンバ４０中に導入され、エッチャント・ガス
は、第１の電源４５によって励起されて、イオン５５を
有する高密度プラズマを形成する。ＲＦ電源５０など第
２の電源は、第１の電源４５から分離される。チャンバ
４０の圧力は、チャンバ４０に結合された真空ポンプ４
８を使用して、約１〜２０ミリトルに維持することが好
ましい。
するために使用される電源は、高密度プラズマを形成す
るエッチャント・ガスを励起するために使用される電源
から分離される。したがって、分離された電源は、プラ
ズマ発生機構からのウエハ上のバイアスの独立した制御
を組み込む。イオン衝撃エネルギーは主としてウエハに
対するバイアスによって制御されるが、イオン・フラッ
クス（および密度）は主として発生構造（例えば、誘導
プラズマ放射源中のコイル）に加えられた電力によって
制御されるために「分離」なる語を使用する。この構造
を図２に示す。エッチャント・ガスは（破線で示され
る）チャンバ４０中に導入され、エッチャント・ガス
は、第１の電源４５によって励起されて、イオン５５を
有する高密度プラズマを形成する。ＲＦ電源５０など第
２の電源は、第１の電源４５から分離される。チャンバ
４０の圧力は、チャンバ４０に結合された真空ポンプ４
８を使用して、約１〜２０ミリトルに維持することが好
ましい。
【００１８】分離されたプラズマ放射源によって使用さ
れるものなどバイアスされた基板は、ウエハ・プラテン
の電位を一般に数千ボルトだけ振動させる。この電位の
ある部分は、プラズマ電子（シース・キャパシタンス）
およびウエハ／チャック・キャパシタンスによって遮蔽
されるが、ウエハに当たるイオンの加速度ははるかに大
きくなり、一般に５０Ｖから５００Ｖに対応する加速度
である。この追加のエネルギーは、ウエハ表面に対して
直角な方向におけるエッチングを加速し、本発明におけ
る異方性エッチングの原因である。図２に示されるバイ
アスされた基板中で、ＲＦ電源５０は、基板６０の裏
面、すなわち基板６０の（窒化ケイ素層など）エッチン
グされる層に対向する側に適用される。図２において、
基板６０は、シリコン基板上に形成される窒化ケイ素層
を代表することができる。ＲＦ電源５０は、イオン５５
を基板６０の方に加速し、それによりその方向における
エッチング速度が速くなる。フォトレジスト６５上のパ
ターンは、下地の層に直接転写され、したがってパッキ
ング密度が最大になる。図３に示されるバイアスしてい
ない基板７０中で、イオン７５は、基板７０の方に加速
されず、したがってエッチングがあらゆる方向に進行
し、フォトレジスト８０中にアンダーカットが生じ、デ
バイスのパッキング密度が制限される。基板７０は、シ
リコン基板上に形成される窒化ケイ素層を代表すること
ができる。
れるものなどバイアスされた基板は、ウエハ・プラテン
の電位を一般に数千ボルトだけ振動させる。この電位の
ある部分は、プラズマ電子（シース・キャパシタンス）
およびウエハ／チャック・キャパシタンスによって遮蔽
されるが、ウエハに当たるイオンの加速度ははるかに大
きくなり、一般に５０Ｖから５００Ｖに対応する加速度
である。この追加のエネルギーは、ウエハ表面に対して
直角な方向におけるエッチングを加速し、本発明におけ
る異方性エッチングの原因である。図２に示されるバイ
アスされた基板中で、ＲＦ電源５０は、基板６０の裏
面、すなわち基板６０の（窒化ケイ素層など）エッチン
グされる層に対向する側に適用される。図２において、
基板６０は、シリコン基板上に形成される窒化ケイ素層
を代表することができる。ＲＦ電源５０は、イオン５５
を基板６０の方に加速し、それによりその方向における
エッチング速度が速くなる。フォトレジスト６５上のパ
ターンは、下地の層に直接転写され、したがってパッキ
ング密度が最大になる。図３に示されるバイアスしてい
ない基板７０中で、イオン７５は、基板７０の方に加速
されず、したがってエッチングがあらゆる方向に進行
し、フォトレジスト８０中にアンダーカットが生じ、デ
バイスのパッキング密度が制限される。基板７０は、シ
リコン基板上に形成される窒化ケイ素層を代表すること
ができる。
【００１９】高密度プラズマは、プラズマ中の荷電粒子
密度を示す。通常のまたは代表的な密度のプラズマ中で
は、イオン密度は一般に約１０11ｃｍ-3よりも低いが、
高密度放射源中では、分別イオン化は１０11ｃｍ-3より
も大きい。高密度プラズマ放射源はプラズマ電子を反応
器境界に対して直角な方向に加速し、したがって電子の
平均自由行程はプラズマ寸法と比較して長くなる。この
ため動作圧力を低くすることができるが、またより高い
イオン壁フラックスを有するプラズマを維持するために
より高い程度のイオン化が必要になる。
密度を示す。通常のまたは代表的な密度のプラズマ中で
は、イオン密度は一般に約１０11ｃｍ-3よりも低いが、
高密度放射源中では、分別イオン化は１０11ｃｍ-3より
も大きい。高密度プラズマ放射源はプラズマ電子を反応
器境界に対して直角な方向に加速し、したがって電子の
平均自由行程はプラズマ寸法と比較して長くなる。この
ため動作圧力を低くすることができるが、またより高い
イオン壁フラックスを有するプラズマを維持するために
より高い程度のイオン化が必要になる。
【００２０】本発明の方法は、（所要の選択度によって
決定された）１００Å秒-1またはそれ以上の速度で、
６：１よりも高いアスペクト比の高密度プラズマ中での
選択的異方性窒化物エッチングを提供する。従来の容量
性結合ツール中での窒化物の同様のエッチングは、上述
のように反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）ラグを示
し、約１２．５Å秒-1程度の窒化物エッチング速度が得
られる。
決定された）１００Å秒-1またはそれ以上の速度で、
６：１よりも高いアスペクト比の高密度プラズマ中での
選択的異方性窒化物エッチングを提供する。従来の容量
性結合ツール中での窒化物の同様のエッチングは、上述
のように反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）ラグを示
し、約１２．５Å秒-1程度の窒化物エッチング速度が得
られる。
【００２１】本発明の例示的な実施形態では、図１に関
して上記で説明した重合システムＣ 2Ｆ6／ＣＨ3Ｆに弱
いオキシダント、好ましくはＣＯまたはＣＯ2を加え
る。本明細書で使用する「弱いオキシダント」とは、フ
ルオロカーボンと容易に反応して、元のフルオロカーボ
ンよりも揮発性の高い（ＣＯＦxなど）生成物を形成す
る化合物を示す。弱いオキシダントは、２００℃よりも
低い温度、１〜２０ミリトルなどの動作条件において元
のフルオロカーボンよりも揮発性が高いＣＯＦx生成物
を形成する化合物がより好ましい。オキシダントの添加
は、パッシベーション層の除去を助け、気相プラズマ・
ケミストリのＣ／Ｆ比をより小さい値に切り替え、それ
によりエッチング速度がさらに速くなり、パッシベーシ
ョン・ポリマーが減少する。結果を図４に示す。
して上記で説明した重合システムＣ 2Ｆ6／ＣＨ3Ｆに弱
いオキシダント、好ましくはＣＯまたはＣＯ2を加え
る。本明細書で使用する「弱いオキシダント」とは、フ
ルオロカーボンと容易に反応して、元のフルオロカーボ
ンよりも揮発性の高い（ＣＯＦxなど）生成物を形成す
る化合物を示す。弱いオキシダントは、２００℃よりも
低い温度、１〜２０ミリトルなどの動作条件において元
のフルオロカーボンよりも揮発性が高いＣＯＦx生成物
を形成する化合物がより好ましい。オキシダントの添加
は、パッシベーション層の除去を助け、気相プラズマ・
ケミストリのＣ／Ｆ比をより小さい値に切り替え、それ
によりエッチング速度がさらに速くなり、パッシベーシ
ョン・ポリマーが減少する。結果を図４に示す。
【００２２】図４は、エッチング速度が約１００Å秒-1
である理想に近いエッチング・プロファイルを示す。窒
化物層１１０は、側壁がほぼ垂直になるようにエッチン
グされ、酸化物またはフォトレジスト上層１２０はアン
ダーカットされていない。窒化物層１１０はシリコン基
板１０５上に形成される。図示のフィーチャは窒化物層
と基板との境界までエッチングされているが、このフィ
ーチャは、特定の必要に応じて、この境界のわずかに上
または下までエッチングすることができる。ＣＨ3Ｆ
は、水素源の働きをし、（等方性の増大によって示唆さ
れる）窒化物の化学エッチングを増進し、（重合ならび
にフッ素除去によって）フォトレジスト選択度を改善す
る。Ｃ2Ｆ6は、ＣＦxポリマー前駆体のダウンホール供
給体の役目を果たすためにアンダーカットを少なくし、
窒化物のテーパを制御する。図４に示されるプロファイ
ルを得るために使用される好ましいチャンバは、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｏｍｅｇａ Ｃｈａｍ
ｂｅｒ（ＡＳＴＣ Ｈｅｘ２４８）であり、好ましい混
合ガスは、約４容積％〜２０容積％のフルオロカーボン
・ガス、例えばＣ 2 Ｆ 6 、約１０容積％〜３０容積％の水
素源、例えばＣＨ 3 Ｆ、約４０容積％〜７０容積％の弱
いオキシダント、例えばＣＯ、を含有する。Ｃ2Ｆ6、Ｃ
Ｈ3Ｆ、ＣＯの混合ガスを有する同様のチャンバでも所
望の結果が得られることは発明の範囲内に入る。チャン
バの圧力は、約１ミリトルから約２０ミリトルまでが好
ましい。
である理想に近いエッチング・プロファイルを示す。窒
化物層１１０は、側壁がほぼ垂直になるようにエッチン
グされ、酸化物またはフォトレジスト上層１２０はアン
ダーカットされていない。窒化物層１１０はシリコン基
板１０５上に形成される。図示のフィーチャは窒化物層
と基板との境界までエッチングされているが、このフィ
ーチャは、特定の必要に応じて、この境界のわずかに上
または下までエッチングすることができる。ＣＨ3Ｆ
は、水素源の働きをし、（等方性の増大によって示唆さ
れる）窒化物の化学エッチングを増進し、（重合ならび
にフッ素除去によって）フォトレジスト選択度を改善す
る。Ｃ2Ｆ6は、ＣＦxポリマー前駆体のダウンホール供
給体の役目を果たすためにアンダーカットを少なくし、
窒化物のテーパを制御する。図４に示されるプロファイ
ルを得るために使用される好ましいチャンバは、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｏｍｅｇａ Ｃｈａｍ
ｂｅｒ（ＡＳＴＣ Ｈｅｘ２４８）であり、好ましい混
合ガスは、約４容積％〜２０容積％のフルオロカーボン
・ガス、例えばＣ 2 Ｆ 6 、約１０容積％〜３０容積％の水
素源、例えばＣＨ 3 Ｆ、約４０容積％〜７０容積％の弱
いオキシダント、例えばＣＯ、を含有する。Ｃ2Ｆ6、Ｃ
Ｈ3Ｆ、ＣＯの混合ガスを有する同様のチャンバでも所
望の結果が得られることは発明の範囲内に入る。チャン
バの圧力は、約１ミリトルから約２０ミリトルまでが好
ましい。
【００２３】上記の条件の下でＣＨ3ＦならびにＣＯの
含有量を減少した場合、パッシベーション剤（ＣＨ
3Ｆ）の減少が酸化剤（ＣＯ）の減少によって補償され
るので、同様のプロファイル（図示せず）が得られる。
例えば、１０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のＣ
2Ｆ6、２０ｓｃｃｍのＣＨ3Ｆ、および６０ｓｃｃｍの
ＣＯの混合物から所望の結果が得られる。
含有量を減少した場合、パッシベーション剤（ＣＨ
3Ｆ）の減少が酸化剤（ＣＯ）の減少によって補償され
るので、同様のプロファイル（図示せず）が得られる。
例えば、１０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のＣ
2Ｆ6、２０ｓｃｃｍのＣＨ3Ｆ、および６０ｓｃｃｍの
ＣＯの混合物から所望の結果が得られる。
【００２４】例えば、他の成分を一定にして重合剤（Ｃ
2Ｆ6）を１０ｓｃｃｍから２０ｓｃｃｍに増加させる
と、図５に示すように、窒化物層１３０中のテーパ１３
５の程度が増大する。窒化物層１３０は、酸化物層また
はフォトレジスト層１４０の下に位置する。窒化物層１
３０は、シリコン基板１４５上に形成される。高アスペ
クト比窒化物フィーチャ中でテーパ角度を慎重に制御す
ることができるので、後の処理中にホールをより容易に
充填することができる。
2Ｆ6）を１０ｓｃｃｍから２０ｓｃｃｍに増加させる
と、図５に示すように、窒化物層１３０中のテーパ１３
５の程度が増大する。窒化物層１３０は、酸化物層また
はフォトレジスト層１４０の下に位置する。窒化物層１
３０は、シリコン基板１４５上に形成される。高アスペ
クト比窒化物フィーチャ中でテーパ角度を慎重に制御す
ることができるので、後の処理中にホールをより容易に
充填することができる。
【００２５】この機構に一致して、重合剤（Ｃ2Ｆ6）が
少なすぎるとエッチングがより等方性になるが、また低
いエッチング速度（８０Å秒-1）に基づいて重合剤に対
して追加のイオン強化成分があるように見える。本発明
の方法は、０．２μｍグランドルールにおいて６：１よ
りも大きいアスペクト比で適用できるが、さらに拡大す
ることができる。
少なすぎるとエッチングがより等方性になるが、また低
いエッチング速度（８０Å秒-1）に基づいて重合剤に対
して追加のイオン強化成分があるように見える。本発明
の方法は、０．２μｍグランドルールにおいて６：１よ
りも大きいアスペクト比で適用できるが、さらに拡大す
ることができる。
【００２６】本発明の範囲内の例示的な実施形態は、４
％〜２０％のＣ2Ｆ6、１０％〜３０％のＣＨ3Ｆ、およ
び４０％〜７０％のＣＯの混合ガスを含む。本発明によ
る他の実施形態は、ダウンホール・ポリマーを生成する
ためのフルオロカーボン・ガス（例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ
6、Ｃ3Ｆ8）、窒化物エッチング速度およびレジスト選
択度を向上させるための水素源（例えば、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ
Ｈ3Ｆ、希釈Ｈ2混合物）、および垂直表面上のポリマー
を除去するための弱いオキシダント（例えば、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2、希釈Ｏ2）の適用を含む。
％〜２０％のＣ2Ｆ6、１０％〜３０％のＣＨ3Ｆ、およ
び４０％〜７０％のＣＯの混合ガスを含む。本発明によ
る他の実施形態は、ダウンホール・ポリマーを生成する
ためのフルオロカーボン・ガス（例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ
6、Ｃ3Ｆ8）、窒化物エッチング速度およびレジスト選
択度を向上させるための水素源（例えば、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ
Ｈ3Ｆ、希釈Ｈ2混合物）、および垂直表面上のポリマー
を除去するための弱いオキシダント（例えば、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2、希釈Ｏ2）の適用を含む。
【００２７】ここで説明した方法はＡｐｐｌｉｅｄ Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａ
ｓｍａドライ・エッチング・チャンバに関して実証され
たが、他の高密度放射源（例えば、Ｌａｍ ９１００）
も使用できる。
ａｔｅｒｉａｌｓ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａ
ｓｍａドライ・エッチング・チャンバに関して実証され
たが、他の高密度放射源（例えば、Ｌａｍ ９１００）
も使用できる。
【００２８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２９】（１）高密度プラズマを形成するためにフ
ルオロカーボン・ガス、水素源、および弱いオキシダン
トを含むエッチャント・ガスを励起するステップと、前
記多層構造上の前記高密度プラズマの方向性を制御する
ために前記多層構造に電源を適用するステップと、窒化
ケイ素層をエッチングするために前記高密度プラズマを
前記窒化ケイ素層に導入するステップとを含む、多層構
造から窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法。 （２）前記フルオロカーボン・ガスがＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、
およびＣ3Ｆ8からなるグループから選択される、上記
（１）に記載の方法。 （３）前記水素源がＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2から
なるグループから選択される、上記（１）に記載の方
法。 （４）前記弱いオキシダントがＣＯ、ＣＯ2、およびＯ2
からなるグループから選択される、上記（１）に記載の
方法。 （５）前記フルオロカーボン・ガスが約４容積％〜２０
容積％の量で加えられ、前記水素源が約１０容積％〜３
０容積％の量で加えられ、前記弱いオキシダントが約４
０容積％〜７０容積％の量で加えられる、上記（１）に
記載の方法。 （６）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、前
記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントがＣ
Ｏである、上記（１）に記載の方法。 （７）前記エッチャント・ガスを励起するステップでコ
イルを使用し、かつ前記電源が前記コイルから分離され
る、上記（１）に記載の方法。 （８）前記エッチャント・ガスを励起するステップが、
少なくとも１０11ｃｍ-3の密度を有する前記高密度プラ
ズマを形成するステップを含む、上記（１）に記載の方
法。 （９）前記エッチャント・ガスをチャンバ中に導入する
ステップと、真空ポンプを使用し、かつ前記真空ポンプ
を前記チャンバに結合することによって前記チャンバの
圧力を１ないし２０ミリトルに維持するステップとをさ
らに含む、上記（１）に記載の方法。 （１０）電源を適用するステップが、前記窒化ケイ素層
に対向する前記多層構造の側面にＲＦ電源を適用するス
テップを含む、上記（１）に記載の方法。 （１１）高密度プラズマを形成するために前記エッチャ
ント・ガスを第１の電源に当てることによってフルオロ
カーボン・ガス、水素源、および弱いオキシダントを含
むエッチャント・ガスを励起するステップと、前記多層
構造上の前記高密度プラズマの方向性を制御するために
前記第１の電源から分離された第２の電源を前記多層構
造に適用するステップと、前記窒化ケイ素層をエッチン
グするために前記高密度プラズマを前記窒化ケイ素層に
導入するステップとを含む、多層構造から窒化ケイ素層
を異方性エッチングする方法。 （１２）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、
前記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントが
ＣＯである、上記（１１）に記載の方法。 （１３）（ａ）ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、およびＣ3Ｆ8からなる
グループから選択されるフルオロカーボン・ガスと、
（ｂ）ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2からなるグループ
から選択される水素源と、（ｃ）ＣＯ、ＣＯ2、および
Ｏ2からなるグループから選択される弱いオキシダント
とを含むエッチャント・ガスをチャンバ中に導入するス
テップと、高密度プラズマを形成するために前記エッチ
ャント・ガスを第１の電源に当てることによって前記エ
ッチャント・ガスを励起するステップと、前記第１の電
源から分離された第２の電源を前記多層構造に適用する
ことによって前記多層構造上の前記高密度プラズマのバ
イアスを制御するステップと、少なくとも２：１のアス
ペクト比を有するフィーチャを前記窒化ケイ素層中にエ
ッチングするために前記高密度プラズマを前記窒化ケイ
素層に導入するステップとを含む、窒化ケイ素層、基
板、酸化ケイ素層、およびレジスト層を含む多層構造か
ら窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法。 （１４）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、
前記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントが
ＣＯである、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記フィーチャが少なくとも６：１のアスペク
ト比を有する、上記（１３）に記載の方法。
ルオロカーボン・ガス、水素源、および弱いオキシダン
トを含むエッチャント・ガスを励起するステップと、前
記多層構造上の前記高密度プラズマの方向性を制御する
ために前記多層構造に電源を適用するステップと、窒化
ケイ素層をエッチングするために前記高密度プラズマを
前記窒化ケイ素層に導入するステップとを含む、多層構
造から窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法。 （２）前記フルオロカーボン・ガスがＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、
およびＣ3Ｆ8からなるグループから選択される、上記
（１）に記載の方法。 （３）前記水素源がＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2から
なるグループから選択される、上記（１）に記載の方
法。 （４）前記弱いオキシダントがＣＯ、ＣＯ2、およびＯ2
からなるグループから選択される、上記（１）に記載の
方法。 （５）前記フルオロカーボン・ガスが約４容積％〜２０
容積％の量で加えられ、前記水素源が約１０容積％〜３
０容積％の量で加えられ、前記弱いオキシダントが約４
０容積％〜７０容積％の量で加えられる、上記（１）に
記載の方法。 （６）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、前
記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントがＣ
Ｏである、上記（１）に記載の方法。 （７）前記エッチャント・ガスを励起するステップでコ
イルを使用し、かつ前記電源が前記コイルから分離され
る、上記（１）に記載の方法。 （８）前記エッチャント・ガスを励起するステップが、
少なくとも１０11ｃｍ-3の密度を有する前記高密度プラ
ズマを形成するステップを含む、上記（１）に記載の方
法。 （９）前記エッチャント・ガスをチャンバ中に導入する
ステップと、真空ポンプを使用し、かつ前記真空ポンプ
を前記チャンバに結合することによって前記チャンバの
圧力を１ないし２０ミリトルに維持するステップとをさ
らに含む、上記（１）に記載の方法。 （１０）電源を適用するステップが、前記窒化ケイ素層
に対向する前記多層構造の側面にＲＦ電源を適用するス
テップを含む、上記（１）に記載の方法。 （１１）高密度プラズマを形成するために前記エッチャ
ント・ガスを第１の電源に当てることによってフルオロ
カーボン・ガス、水素源、および弱いオキシダントを含
むエッチャント・ガスを励起するステップと、前記多層
構造上の前記高密度プラズマの方向性を制御するために
前記第１の電源から分離された第２の電源を前記多層構
造に適用するステップと、前記窒化ケイ素層をエッチン
グするために前記高密度プラズマを前記窒化ケイ素層に
導入するステップとを含む、多層構造から窒化ケイ素層
を異方性エッチングする方法。 （１２）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、
前記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントが
ＣＯである、上記（１１）に記載の方法。 （１３）（ａ）ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、およびＣ3Ｆ8からなる
グループから選択されるフルオロカーボン・ガスと、
（ｂ）ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2からなるグループ
から選択される水素源と、（ｃ）ＣＯ、ＣＯ2、および
Ｏ2からなるグループから選択される弱いオキシダント
とを含むエッチャント・ガスをチャンバ中に導入するス
テップと、高密度プラズマを形成するために前記エッチ
ャント・ガスを第１の電源に当てることによって前記エ
ッチャント・ガスを励起するステップと、前記第１の電
源から分離された第２の電源を前記多層構造に適用する
ことによって前記多層構造上の前記高密度プラズマのバ
イアスを制御するステップと、少なくとも２：１のアス
ペクト比を有するフィーチャを前記窒化ケイ素層中にエ
ッチングするために前記高密度プラズマを前記窒化ケイ
素層に導入するステップとを含む、窒化ケイ素層、基
板、酸化ケイ素層、およびレジスト層を含む多層構造か
ら窒化ケイ素層を異方性エッチングする方法。 （１４）前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6であり、
前記水素源がＣＨ3Ｆであり、前記弱いオキシダントが
ＣＯである、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記フィーチャが少なくとも６：１のアスペク
ト比を有する、上記（１３）に記載の方法。
【図１】従来の方法を使用してエッチングした窒化物の
プロファイルを示す図である。
プロファイルを示す図である。
【図２】本発明によるバイアスした基板を使用してエッ
チングした窒化物のプロファイルを示す図である。
チングした窒化物のプロファイルを示す図である。
【図３】バイアスしていない基板とともに従来の方法を
使用してエッチングした窒化物のプロファイルを示す図
である。
使用してエッチングした窒化物のプロファイルを示す図
である。
【図４】本発明による例示的な方法を使用してエッチン
グした窒化物のプロファイルを示す図である。
グした窒化物のプロファイルを示す図である。
【図５】本発明による他の例示的な方法を使用してエッ
チングした窒化物のプロファイルを示す図である。
チングした窒化物のプロファイルを示す図である。
１０ ブランケット窒化物層 １５ シリコン基板 ２０ 酸化物またはフォトレジスト ３０ アンダーカット ３５ 界面 ４０ チャンバ ４５ 第１の電源 ４８ 真空ポンプ ５０ ＲＦ電源 ５５ イオン ６０ 基板 ６５ フォトレジスト ７０ 基板 ７５ イオン ８０ フォトレジスト １０５ シリコン基板 １１０ 窒化物層 １２０ 上層 １３０ 窒化物層 １３５ テーパ １４０ フォトレジスト層 １４５ シリコン基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ステファン・ワイズ アメリカ合衆国12508 ニューヨーク州 ビーコン ボイス・ストリート 29 (56)参考文献 特開 昭61−142744（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−264510（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−222933（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−267907（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−161702（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065
Claims (13)
- 【請求項１】窒化ケイ素層上の酸化ケイ素物マスク層を
含む多層構造体を支持体上に配置した高密度プラズマ装
置を準備し、該装置内において、フルオロカーボン・ガ
ス、水素源、および、垂直方向におけるイオン強化エッ
チング作用の下に堆積層の除去を助けるための、かつ、
フルオロカーボンとの反応による元のフルオロカーボン
よりも高い揮発性の反応生成物ＣＯＦｘの生成により気
相プラズマ・ケミストリのＣ／Ｆ比を低い値に切り換え
て窒化ケイ素のエッチング速度を増加する作用を達成す
るための弱いオキシダント源の３成分から本質的に成る
エッチャント・ガスを励起して高密度プラズマを生成す
るステップと、 前記多層構造体に所定のバイアス電位を印加し前記窒化
ケイ素層に到達する前記高密度プラズマの方向性を制御
して前記マスク層を介して前記窒化ケイ素層内に高アス
ベスト比フィーチャを高選択比、高速度で異方性プラズ
マ・エッチングするステップと、 を含む高エッチング速度での窒化ケイ素層の異方性プラ
ズマ・エッチング方法。 - 【請求項２】前記フルオロカーボン・ガスがＣＦ4、Ｃ2
Ｆ6、およびＣ3Ｆ8からなるグループから選択される請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記水素源がＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、および
Ｈ2からなるグループから選択される請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】前記弱いオキシダントがＣＯ、ＣＯ2、お
よびＯ2からなるグループから選択される請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】前記エッチャント・ガスを励起するステッ
プでコイルを使用し、かつ前記電源が前記コイルから分
離される請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】前記エッチャント・ガスを励起するステッ
プが、少なくとも１０11ｃｍ-3の密度を有する前記高密
度プラズマを形成するステップを含む請求項１に記載の
方法。 - 【請求項７】前記エッチャント・ガスをチャンバ中に導
入するステップと、 真空ポンプを使用し、かつ前記真空ポンプを前記チャン
バに結合することによって前記チャンバの圧力を１ない
し２０ミリトルに維持するステップとをさらに含む請求
項１に記載の方法。 - 【請求項８】前記バイアス電源の印加ステップが、前記
窒化ケイ素層とは反対側の前記多層構造体表面にＲＦ電
源を印加するステップを含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】窒化ケイ素層上の酸化ケイ素物マスク層を
含む多層構造体を支持体上に配置した高密度プラズマ装
置を準備し、フルオロカーボン・ガス、水素源、および
垂直方向におけるイオン強化エッチング作用の下に堆積
層の除去を助けるための、かつ、フルオロカーボンとの
反応による元のフルオロカーボンよりも高い揮発性の反
応生成物ＣＯＦｘの生成により気相プラズマ・ケミスト
リのＣ／Ｆ比を低い値に切り換えて窒化ケイ素のエッチ
ング速度を増加する作用を達成するための弱いオキシダ
ント源の３成分から本質的に成るエッチャント・ガスを
プラズマ発生機構に曝し励起させることにより高密度プ
ラズマを生成するステップと、 前記多層構造体に所定のバイアス電位を印加し前記窒化
ケイ素層に到達する前記高密度プラズマの方向性を制御
して前記マスク層を介して前記窒化ケイ素層内に高アス
ベスト比フィーチャを高選択比、高速度で異方性プラズ
マ・エッチングするステップと、 を含む高アスベスト比フィーチャの窒化ケイ素層内への
異方性プラズマ・エッチング方法。 - 【請求項１０】（ａ）ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、およびＣ3Ｆ8か
らなるグループから選択されるフルオロカーボン・ガス
と、 （ｂ）ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、およびＨ2からなるグループ
から選択される水素源と、 （ｃ）ＣＯ、ＣＯ2、およびＯ2からなるグループから選
択され、垂直方向におけるイオン強化エッチング作用の
下に堆積層の除去を助けるための、かつ、フルオロカー
ボンとの反応による元のフルオロカーボンよりも高い揮
発性の反応生成物ＣＯＦｘの生成により気相プラズマ・
ケミストリのＣ／Ｆ比を低い値に切り換えて窒化ケイ素
のエッチング速度を増加する作用を達成するための弱い
オキシダントと、 の３成分から本質的に成るエッチャント・ガスを窒化ケ
イ素層上の酸化ケイ素物マスク層を含む多層構造体を配
置した高高密度プラズマ・エッチング・チャンバ中に導
入するステップと、 高密度プラズマを形成するために前記エッチャント・ガ
スをプラズマ発生機構に曝すことによって前記エッチャ
ント・ガスを励起するステップと、 前記多層構造体にバイアス電源を印加することによって
前記多層構造体上の前記高密度プラズマのバイアスを制
御するステップと、 少なくとも２：１のアスペクト比を有するフィーチャを
前記窒化ケイ素層内にエッチングするために前記高密度
プラズマを前記窒化ケイ素層に導入するステップと、 を含む窒化ケイ素層、基板、酸化ケイ素層、およびレジ
スト層を含む多層構造体から窒化ケイ素層を異方性エッ
チングする方法。 - 【請求項１１】前記フィーチャが少なくとも６：１のア
スペクト比を有する請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】前記フルオロカーボン・ガスがＣ2Ｆ6で
あり、 前記水素源がＣＨ3Ｆであり、 前記弱いオキシダントがＣＯである請求項１，９または
１０に記載の方法。 - 【請求項１３】前記エッチャント・ガスが実質的に４容
積％〜２０容積％のフルオロカーボン・ガス、実質的に
１０容積％〜３０容積％の水素源および実質的に４０容
積％〜７０容積％の弱いオキシダントから成る請求項
１，９または１０に記載の方法。
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