JPH0373524A - エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 エツチング方法に関し、 エツチングの異方性を高めつつ、制御性の良い均一なエ
ツチングを行うことを目的上し、電極の上にエツチング
対象物をａｒ１１′、するｔεもに、該エツチング対象
物の周囲にフッ素樹鮨又は耐熱性高分子材を設け、エツ
チングガスをプラズマ化して上記エツチング対象物をエ
ツチングすることを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、エツチング方法に関する。

〔従来の技術〕

エツチングガスをプラズマ化して半導体基板の表面の膜
をエツチングする装置においては、第５図に示すように
、支持電極５２の上に半導体基板板ｗｔｔｘｔ、、その
表面の膜をエツチングするようにしているが、エツチン
グの際に支持電極５２がエツチングされると、そのエツ
チングによって生じた不純物によって半導体基板Ｗの表
面が汚染されるために、半導体基板Ｗ［囲の支持電Ｉｆ
ｉ５２を石英板５１によって攬い、エツチングを防止す
るようにしている。

しかし、この装置によれば、石英板５１がエツチングき
れ難いため、半導体基板Ｗ周辺のエッチャント濃度が高
くなって半導体基板Ｗ周辺のエツチングレートが太き（
なるといった不都合がある。

憂こで、半導体基板Ｗを囲む石英板５１の代わりにポリ
オレフィン系樹脂の板を使用し、この板によってエッチ
ャントを消費させ、半導体基板Ｗ表面全体のエンチャン
１度を均一にする公立が特開昭６０−１９８８２１号公
報において提案されている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、ポリオレフィン系樹脂は、支持電極５２の温度
を１４０　’Ｃ前後にすると、プラズマによって気化し
易くなるため、これよりも高い温度でエツチングする場
合には、ポリオレフィン系樹脂の板から出る気化量が多
くなってエツチング室５４が高真空にならず、エツチン
グの等方性、またはエツチングされたものが再付着する
現象が強くなってしまう。

このため、半導体基板Ｗ表面の膜をパターニングした後
に、エツチング残渣を除去すべくオーバエツチングを行
うと、パターンに細りが生じたり、半導体基板Ｗ表面が
荒れるといった問題が生じる。

この場合、支持電極５２に印加する高周波電源Ｒ］のパ
ワーを小さくしてポリオレフィン系樹脂の気化量を減ら
すことも可能であるが、パワーの低減により等方性エツ
チングがすすみ易くなるといった不都合がある。

また、支持電極５１の温度を下げてポリオレフィン系樹
脂の蒸発量を低くすることもできるが、蒸発量の制御が
難しいために再現性がなく、温度管理に手間がかかると
いった不都合がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、エツチングの異方性を高めつつ、制御ｎ性の良い均一
なエツチングを行うことができるエツチング方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、電極の正面にエツチング対象物を載置
するとともに、該エツチング対象物の周囲にフッ素樹脂
又は耐熱性高分子材を設け、エツチング方法をプラズマ
化して上記エツチング対象物をエツチングすることを特
徴とするエツチング方法により解決する。

〔作　用〕

本発明によれば、第１図に示すように、フッ素樹脂又は
耐熱性高分子材をエツチング対象物の周りに載置し、こ
れをエツチング対象物と伴にプラズマエツチングするよ
うにしているので、エッチャントは、エツチング対象物
だけでなくフッ素樹脂や耐熱性高分子材によっても物理
的または化学的に消費されることになり、エツチング対
象物周辺におけるエツチング濃度の偏りをなくすことが
できる。

ところで、フッソ樹脂は耐熱性があり、２５０〜３００
℃に加熱されても、そのエツチング量は急激に増加する
ことはなく、安定しているため、エツチング室内を高真
空にする際の妨げにはならない、このため、エツチング
室を高真空にしてエツチングの異方性を高めることが可
能になり、エツチング残渣を除去する隙にパターン幅が
細ったり、エツチング物の再付着現象により基板が荒れ
たりすることがなくなる。

また、耐熱性高分子も同様な作用が得られる。

この耐熱性高分子としては、ポリイミドやポリベンシイ
稟ダゾール等がある。

なお、エツチングによって膜をバターニングする場合に
は、第４図に示すように、フッ素樹脂から出たフッ素化
合物、又は、耐熱性高分子材の高分子がパターンの側壁
に付着、またはエッチャントを疎外するために、横方向
のエツチングを抑制してパターンシフトのない異方性エ
ツチングを行うことができる。しかも、電極に加える高
周波電圧のパワーや電極の温度、エツチングガス供給量
を変えてエツチング速度を制御したり、パターン側壁の
テーパ角を調整することが容易になる。

〔実施例〕

そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明を実施するために使用するエツチング
装置の一例を示す概要図であって、図中符号１はエツチ
ング室で、この中には、高周波電ｉ！１２に接続される
支持電極３と、この支持電極３に対向する接地された対
向電橋４とが対向配設されている。

そして、支持電極３のうち対向電極４と向かい合う中央
には、半導体基板Ｗを載置する板状の静電チャック５が
取付けられ、また、静電チャック５の周りには支持電極
３を覆う石英板６が！！置され、さらに、対向電極４に
は、静電チャック５中央に対向するガス導入口７が設け
られていて、ガス導入口７から導入されたエツチングガ
スを支持電極３と対向電極４との間でプラズマ化するよ
うに構成されている。

８は、フン素樹脂又は耐熱高分子材により形威されたエ
ツチング補助板で、このエッチング補助板８は、ｌ？％
電チャンク５上の半導体基板Ｗの周りに取付けられてお
り、その表面が半導体基板Ｗ表面の膜と同時にエッチン
グされて気化するように構成されている。ここで、耐熱
性高分子としては、ポリイミドやポリベンゾイミダゾー
ル等がある。

また、エッチング補助板は環状に形成する必然性はなく
、基板Ｗの周りの一部に置くこともできるし、基板Ｗｌ
ｉ！！囲の空間に置くようにしてもよい。

なお、図中符号９は、チャンバ１に設けた排気口、ＩＯ
は支持基板３中に設けた温度調整器を示している。

上記した実施例において、いま、アルミニウムシリコン
膜ａを表面に形威した半導体基板Ｗを静電チャック５上
に載置するとともに、排気口９を通して図示しない真空
ポンプによってチャンバ１内を減圧し、０．０１８〜０
．０５０Ｔｏｒｒ程度にする。

そして、支持電極３に１８０〜３００Ｗ／ｃｄの高周波
電力を印加し、温度調整器１０により支持電極３の温度
を常温〜３００℃に、希望処理条件に合わせ調整する。

また、ガス導入口７を通して塩素及び三塩化硼素を含有
したエツチングガスを各５０〜１５０３ＣＣＭ程度、条
件を選択して供給する。

この条件によれば、半導体基１ｗ上にエチャントが供給
されて、その表面のアルミニウムシリコン１ｌｌａがエ
ツチングされる。

この場合、エチャントは、半導体基ｖｊ、Ｗのみならず
、エツチング補助板８にも供給されて、このエツチング
補助板８を構成するフッ素樹脂又は耐熱性高分子材もエ
ッチングされるために、半導体基板Ｗの周りのエチャン
ト濃度が高くなることはなく、半導体基板Ｗの表面は全
体に渡ってほぼ均一にエツチングされることになるが、
第２図に示すように、ガス導入口７下方にある半導体基
板Ｗの中央とその外周との中間においてエツチング速度
が翳くなる傾向にある。これは、ガス導入口７が対向電
極４中央に設けられているために、電界強度がその周辺
で最も強くなるからと考えられる。

従って、第２図に示すように、エツチングは半導体基板
の中央と外周との２方向に向かってエツチングが進むこ
とになり、エツチング時間短縮に大きな効果があり、処
理能力向上に大きく寄与する。

ところで、フッソ樹脂や耐熱性高分子は耐熱性に優れて
いて、２５０〜３００℃に加熱されても、そのエツチン
グ残は急激に増加することはなく、安定しているため、
エツチング室ｌ内を高真空にする妨げにはならない、こ
のため、エツチング室を高真空にしてエッチングの異方
性を高めることが可能になり、オーバエツチングによっ
て半導体基板ｌ上のエツチング残渣を除去する際に、パ
ターン幅が細ったり半導体基板１表面が荒れたりするこ
とがなくなる。

また、第３図に示すように、レジストマスクＲを使用し
てアルミニウムシリコンルミをバターニングする場合に
は、フッ素樹脂から出たフッ素化合物（図中、Ｆ）、又
は、耐熱性高分子材の高分子（図中、Ｈ）がパターンの
側壁に付着するために、パターン横方向のエツチングを
抑制してパターンシフトの低いエツチングを行うことが
できる。

しかも、支持電極３に加える高周波電圧のパワーや支持
電極３の温度、エツチングガス導入量を変えてエツチン
グ速度を制御することにより、エツチングレートやエツ
チング選択比を変えたり、パターン側壁のテーバ角を調
整することが容易になる。

ここで、第４図に示すように、５０００Ａ厚のアルミニ
ウムシリコンｌｌａの上に２μｍ幅のレジストマスクＲ
を２μｍ間隔で形威し、エッチング残渣ｅなくなるまで
エッチングを行ったところ、レジストパターンがほぼ１
００％転写されることがＶｆＩ認された。

なお、従来のようにエツチング補助板としてポリオレフ
ィン系樹脂を使用して、オーバエツチングによりエツチ
ング残渣を除去すると、パターン幅が約２０％減少し、
エツチング精度が低下していることが確認されている。

また、ポリオレフィン系樹脂は、エツチングの際の揮発
量が多く、エツチング室ｉ内の圧力が０．１５〜０．１
０Ｔｏｒｒ程度となり、同一条件下においては、それよ
りも真空度を上げることが龍しいことが確かめられてい
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、フッ素樹脂又は耐熱
性高分子材をエツチング対象物の周りに１！直し、これ
をエツチング対象物とともにエツチングするようにして
いるので、エッチャントは、エツチング対象物だけでな
くフッ素樹脂や耐熱性高分子材によっても消費されるこ
とになり、エツチング対象物周辺におけるエツチング濃
度の偏りをなくすことができる。

しかも、フッソ樹脂や耐熱性高分子は耐熱性があり、２
５０〜３００°Ｃに加熱されても、そのエツチング量は
急激に増加することはなく、安定しているため、エツチ
ング室内を高真空にする妨げにはならない。このため、
エツチング室を高真空にしてエツチングの異方性を高め
ることが可能になり、エツチング残渣を除去する際にパ
ターン幅が細ったり、基板が荒れたりすることを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の一例を示す概要図、 第２図は、本発明によるエツチング分布図、第３図は、
本発明によるエツチング状態の一例を示す断面図、 第４図（ａ）、　　（ｂ）は、本発明によるエツチング
残渣の除去を示す断面図、 第５図は、従来方法を実施する装置の一例を示す概要図
である。 （符号の説明） ｌ・・・エツチング室、 ２・・・高周波電源、 ３・・・支持電極、 ４・・・対向電極、 ５・・・静電チャック、 ６・・・石英板、 ７・・・ガス供給口、 ８・・・エツチング補助板、 ９・・・排気口。 ５静電チヤソク 本発明を実施する装置の一例を示す概要図ｊ１１図 出　願　人　　富士通株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極の上にエッチング対象物を載置するとともに、該エ
   ッチング対象物の周囲にフッ素樹脂又は耐熱性高分子材
   を設け、 エッチングガスをプラズマ化して上記エッチング対象物
   をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。