JPH04298035A - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPH04298035A JPH04298035A JP6233891A JP6233891A JPH04298035A JP H04298035 A JPH04298035 A JP H04298035A JP 6233891 A JP6233891 A JP 6233891A JP 6233891 A JP6233891 A JP 6233891A JP H04298035 A JPH04298035 A JP H04298035A
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- JP
- Japan
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- gas
- etching
- hbr
- oxide film
- thickness
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- Pending
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン含有体の高選
択性および均一性の優れたプラズマエッチング方法に関
するものである。
択性および均一性の優れたプラズマエッチング方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】１６Ｍ以降のポリシリコンエッチャーと
して様々なコンセプトのエッチング装置が提案されてい
る。とりわけ、ＥＣＲ、マグネトロンＲＩＥといった新
コンセプトのエッチャーが多数発表されてきている。そ
れと同時に、ポリシリコンエッチングに要求される諸性
能のアップも急速である。特に線幅が細くなっていくこ
とから、対酸化膜選択比とＣＤコントロール（異方性）
との両立に主眼を置かざるを得なくなってきた。
して様々なコンセプトのエッチング装置が提案されてい
る。とりわけ、ＥＣＲ、マグネトロンＲＩＥといった新
コンセプトのエッチャーが多数発表されてきている。そ
れと同時に、ポリシリコンエッチングに要求される諸性
能のアップも急速である。特に線幅が細くなっていくこ
とから、対酸化膜選択比とＣＤコントロール（異方性）
との両立に主眼を置かざるを得なくなってきた。
【０００３】現在までに発表されているポリシリコンエ
ッチャーは中庸な耐酸化膜選択化を実現して、ストリン
ガーケーパビリティの向上とＣＤコントロール、Ｏ／Ｅ
（オーバーエッチング）時の形状変化を相達成せざるも
のとして問題をかかえてきた。マイクロ波アシストをと
もなうＲＩＥエッチャーは極めて優れたストリンガーケ
ーパビリティを持つが、Ｏ／Ｅを行うと形状が変化しや
すい。
ッチャーは中庸な耐酸化膜選択化を実現して、ストリン
ガーケーパビリティの向上とＣＤコントロール、Ｏ／Ｅ
（オーバーエッチング）時の形状変化を相達成せざるも
のとして問題をかかえてきた。マイクロ波アシストをと
もなうＲＩＥエッチャーは極めて優れたストリンガーケ
ーパビリティを持つが、Ｏ／Ｅを行うと形状が変化しや
すい。
【０００４】こうした問題を改善する開発されたプロセ
スがＨＢｒプロセスであり、極めて高い対酸化膜選択性
がある。
スがＨＢｒプロセスであり、極めて高い対酸化膜選択性
がある。
【０００５】ＨＢｒガスを用いた公知技術には以下のも
のがある。
のがある。
【０００６】米国特許第４４９０２０９号には、シリコ
ンのプラズマガスとしてＨＢｒとＨＣｌ、ＢＣｌ３ 等
の塩素系化合物との混合ガスを用いることが記載されて
いる。また、タングステンのプラズマガスに関して米国
特許第４８４９０６７号には少なくともＳＦ６ とＨＢ
ｒを含むガスを用いることが記載されている。
ンのプラズマガスとしてＨＢｒとＨＣｌ、ＢＣｌ３ 等
の塩素系化合物との混合ガスを用いることが記載されて
いる。また、タングステンのプラズマガスに関して米国
特許第４８４９０６７号には少なくともＳＦ６ とＨＢ
ｒを含むガスを用いることが記載されている。
【０００７】しかし、これらのガスを用いてポリシリコ
ン、Ｗ−Ｓｉ２ またはタングステンシリサイドをエッ
チングする場合、均一性および異方性形状が十分でない
。
ン、Ｗ−Ｓｉ２ またはタングステンシリサイドをエッ
チングする場合、均一性および異方性形状が十分でない
。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ポリシリコン、Ｗ−Ｓ
ｉ２ またはタングステンシリサイド等の被エッチング
処理体のエッチングのさいに、均一性および異方性形状
の優れたエッチングパターンを得ることにある。
ｉ２ またはタングステンシリサイド等の被エッチング
処理体のエッチングのさいに、均一性および異方性形状
の優れたエッチングパターンを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマエッチ
ング方法は、基板上に堆積したシリコン含有体のプラズ
マエッチング方法において、前記シリコン含有体をＨＢ
ｒガスと不活性ガスとの混合ガスによってエッチングす
る手段によって、上記課題を解決している。
ング方法は、基板上に堆積したシリコン含有体のプラズ
マエッチング方法において、前記シリコン含有体をＨＢ
ｒガスと不活性ガスとの混合ガスによってエッチングす
る手段によって、上記課題を解決している。
【００１０】前記不活性ガスはＨｅ、Ａｒ、Ｎ２ の１
種であることが好ましい。
種であることが好ましい。
【００１１】前記ＨＢｒガスは、前記不活性ガスの他に
さらにＯ２ 、Ｃｌ２ 、ＳＦ６ 、またはＮＦ３ の
うちの少なくとも１つとの組合せからなることが好まし
い。例えば、ＨＢｒ−Ｏ２ −Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｃｌ２
−Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｏ２ −Ｃｌ２ −Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｃ
ｌ２ −Ｏ２ −ＳＦ６ −Ｈｅ等である。
さらにＯ２ 、Ｃｌ２ 、ＳＦ６ 、またはＮＦ３ の
うちの少なくとも１つとの組合せからなることが好まし
い。例えば、ＨＢｒ−Ｏ２ −Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｃｌ２
−Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｏ２ −Ｃｌ２ −Ｈｅ、ＨＢｒ−Ｃ
ｌ２ −Ｏ２ −ＳＦ６ −Ｈｅ等である。
【００１２】シリコン含有体としては、ポリシリコン、
タングステンシリサイド、チタンシリサイド、またはＷ
−Ｓｉ２ 、Ｔｉ−Ｓｉ２ 等である。
タングステンシリサイド、チタンシリサイド、またはＷ
−Ｓｉ２ 、Ｔｉ−Ｓｉ２ 等である。
【００１３】
【実施例】図１から図４までを参照して、発明のプラズ
マエッチング方法の実施例について説明する。
マエッチング方法の実施例について説明する。
【００１４】まず、本発明の第１実施例について説明す
る。
る。
【００１５】図１に示した平行平板状の高周波上部およ
び下部電極２，３を有するガスプラズマエッチング装置
の反応室４内に、シリコン基板表面に厚さ８０００オン
グストロームの酸化膜を形成し、パターニングした後、
ポリシリコンを厚さ４０００オングストローム堆積した
被エッチング試料を配置した。
び下部電極２，３を有するガスプラズマエッチング装置
の反応室４内に、シリコン基板表面に厚さ８０００オン
グストロームの酸化膜を形成し、パターニングした後、
ポリシリコンを厚さ４０００オングストローム堆積した
被エッチング試料を配置した。
【００１６】反応室４内にＨＢｒガス１２５ｓｃｃｍ、
Ｈｅガス１００ｓｃｃｍの混合ガスを導入し、圧力を３
００〜３７５ｍＴｏｒｒ とした。そして、電極２，３
の距離を１．１ｃｍとし、高周波電源６に２５０Ｗを印
加して該ガスをプラズマ化してポリシリコンをエッチグ
した。このときの上部および下部電極温度はそれぞれ４
０〜８０℃であり、かつ下部電極下の冷却室７のＨｅ冷
却圧力は１０〜２０Ｔｏｒｒとした。
Ｈｅガス１００ｓｃｃｍの混合ガスを導入し、圧力を３
００〜３７５ｍＴｏｒｒ とした。そして、電極２，３
の距離を１．１ｃｍとし、高周波電源６に２５０Ｗを印
加して該ガスをプラズマ化してポリシリコンをエッチグ
した。このときの上部および下部電極温度はそれぞれ４
０〜８０℃であり、かつ下部電極下の冷却室７のＨｅ冷
却圧力は１０〜２０Ｔｏｒｒとした。
【００１７】この実施例におけるポリシリコンエッチン
グ特性における圧力依存性の関係を図２に示す。この図
より圧力３５０ｍＴｏｒｒ でポリシリコンのエッチン
グレートは、約４５００オングストローム／ｍｉｎ 、
均一性±３〜５％、対酸化膜選択比９０、対レジスト選
択比２０〜３０が得られる。
グ特性における圧力依存性の関係を図２に示す。この図
より圧力３５０ｍＴｏｒｒ でポリシリコンのエッチン
グレートは、約４５００オングストローム／ｍｉｎ 、
均一性±３〜５％、対酸化膜選択比９０、対レジスト選
択比２０〜３０が得られる。
【００１８】この実施例におけるポリシリコンエッチン
グ特性におけるＨｅの流量依存性の関係を図３に示す。
グ特性におけるＨｅの流量依存性の関係を図３に示す。
【００１９】結果として、ポリシリコンのエッチングに
おいて異方性形状および良好な均一性のエッチングパタ
ーンを達成した。
おいて異方性形状および良好な均一性のエッチングパタ
ーンを達成した。
【００２０】また、エッチング条件は、上記第１実施例
と同じにして、エッチングガスとして、（１） ＨＢｒ
１２５ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００ｓ
ｃｃｍ、（２） ＨＢｒ１２５ｓｃｃｍとＣｌ２ ２０
ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００ｓｃｃｍ、（３）ＨＢｒ１２５
ｓｃｃｍと、Ｃｌ２ ２０ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃ
ｍと、Ｈｅ１００ｓｃｃｍを用いた場合にも、上記第１
実施例と同じ効果が得られた。
と同じにして、エッチングガスとして、（１） ＨＢｒ
１２５ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００ｓ
ｃｃｍ、（２） ＨＢｒ１２５ｓｃｃｍとＣｌ２ ２０
ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００ｓｃｃｍ、（３）ＨＢｒ１２５
ｓｃｃｍと、Ｃｌ２ ２０ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃ
ｍと、Ｈｅ１００ｓｃｃｍを用いた場合にも、上記第１
実施例と同じ効果が得られた。
【００２１】次に、第２の実施例について説明する。
【００２２】図１に示すプラズマエッチング装置の反応
室４にシリコン基板表面に厚さ１５０オングストローム
の酸化膜を形成し、その上にポリシリコン厚さ２０００
オングストロームを堆積し、その上に形成される酸化膜
上にタングステンシリサイド厚さ２０００オングストロ
ームを堆積した被エッチング試料を配置し、真空ポンプ
で反応室４内を排気してガス圧を１ｍＴｏｒｒ にした
後、ガス導入管５を通してＨＢｒガス１２５ｓｃｃｍ、
Ｈｅガス１００ｓｃｃｍ、ＳＦ６ ガス５０ｓｃｃｍの
混合ガスを導入し、圧力を３５０ｍＴｏｒｒ とした。 そして、電極２，３間の距離を１．１ｃｍとして高周波
電源６に２５０Ｗを印加して該ガスをプラズマ化して、
タングステンシリサイドをエッチング除去した。
室４にシリコン基板表面に厚さ１５０オングストローム
の酸化膜を形成し、その上にポリシリコン厚さ２０００
オングストロームを堆積し、その上に形成される酸化膜
上にタングステンシリサイド厚さ２０００オングストロ
ームを堆積した被エッチング試料を配置し、真空ポンプ
で反応室４内を排気してガス圧を１ｍＴｏｒｒ にした
後、ガス導入管５を通してＨＢｒガス１２５ｓｃｃｍ、
Ｈｅガス１００ｓｃｃｍ、ＳＦ６ ガス５０ｓｃｃｍの
混合ガスを導入し、圧力を３５０ｍＴｏｒｒ とした。 そして、電極２，３間の距離を１．１ｃｍとして高周波
電源６に２５０Ｗを印加して該ガスをプラズマ化して、
タングステンシリサイドをエッチング除去した。
【００２３】次に、室内の圧力を２５０ｍＴｏｒｒ と
して、ＨＢｒ１２５ｓｃｃｍとＨｅ１００ｓｃｃｍの混
合ガスでタングステンシリサイド下のポリＳｉをエッチ
ングし除去した。このときの上部および下部電極温度は
それぞれ４０℃であり、かつ下部電極下のＨｅ冷却圧力
は０〜２０Ｔｏｒｒとした。
して、ＨＢｒ１２５ｓｃｃｍとＨｅ１００ｓｃｃｍの混
合ガスでタングステンシリサイド下のポリＳｉをエッチ
ングし除去した。このときの上部および下部電極温度は
それぞれ４０℃であり、かつ下部電極下のＨｅ冷却圧力
は０〜２０Ｔｏｒｒとした。
【００２４】このときのタングステンシリサイドのエッ
チレートは３０００オングストローム／ｍｉｎ 、ポリ
シリコンのそれは３０００オングストローム／ｍｉｎ
、酸化膜のそれは９０オングストローム／ｍｉｎ であ
った。このときのマスク材として多層レジストを用いた
。ＳＦ６ の代に、ＮＦ３ も使用できる。
チレートは３０００オングストローム／ｍｉｎ 、ポリ
シリコンのそれは３０００オングストローム／ｍｉｎ
、酸化膜のそれは９０オングストローム／ｍｉｎ であ
った。このときのマスク材として多層レジストを用いた
。ＳＦ６ の代に、ＮＦ３ も使用できる。
【００２５】次に、第３の実施例について説明する。マ
イクロ波プラズマ装置の代表的な構造を図４に示し、そ
の概要を詳述する。プラズマ生成室２１及び試料室２５
は排気系２９により１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒの圧力
に保持されている。マイクロ波導入窓２０はプラズマ生
成室２１との気密を保持できると共にマイクロ波導放管
２３から伝播されてくるマイクロ波を透過できる材質、
例えば石英板等で形成される。電磁コイル２４は電子サ
イクロトロン共鳴を発生させるための磁場発生用コイル
である。 この電磁コイル２４によって生じる磁場強度をプラズマ
発生室から被処理基板２８へ向かって徐々に弱める発散
磁場分布とすることにより、ガス導入管２７より導入さ
れたプラズマ発生用ガスで発生したプラズマ流が、反応
ガス導入管２７から導入された反応性ガスを電離し、そ
の結果、イオン成分やラジカル成分となって被処理基板
２８に到達し、表面の所望のポリシリコンエッチャーの
エッチングパターンが形成される。
イクロ波プラズマ装置の代表的な構造を図４に示し、そ
の概要を詳述する。プラズマ生成室２１及び試料室２５
は排気系２９により１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒの圧力
に保持されている。マイクロ波導入窓２０はプラズマ生
成室２１との気密を保持できると共にマイクロ波導放管
２３から伝播されてくるマイクロ波を透過できる材質、
例えば石英板等で形成される。電磁コイル２４は電子サ
イクロトロン共鳴を発生させるための磁場発生用コイル
である。 この電磁コイル２４によって生じる磁場強度をプラズマ
発生室から被処理基板２８へ向かって徐々に弱める発散
磁場分布とすることにより、ガス導入管２７より導入さ
れたプラズマ発生用ガスで発生したプラズマ流が、反応
ガス導入管２７から導入された反応性ガスを電離し、そ
の結果、イオン成分やラジカル成分となって被処理基板
２８に到達し、表面の所望のポリシリコンエッチャーの
エッチングパターンが形成される。
【００２６】ガス導入管２７から導入されるガスは、Ｈ
Ｂｒ６０ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００
ｓｃｃｍとからできている。
Ｂｒ６０ｓｃｃｍと、Ｏ２ ６ｓｃｃｍと、Ｈｅ１００
ｓｃｃｍとからできている。
【００２７】上記第１，２，３実施例において、不活性
ガスとしてＨｅを用いたが、それ以外のガスとしてＡｒ
、Ｎ２ ガスを用いることもできる。
ガスとしてＨｅを用いたが、それ以外のガスとしてＡｒ
、Ｎ２ ガスを用いることもできる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、下地酸化膜に高段差が
ある場合でも、高選択比と異方性形状を同時にかつ均一
性の優れたエッチングパターンを達成できる。
ある場合でも、高選択比と異方性形状を同時にかつ均一
性の優れたエッチングパターンを達成できる。
【図１】本発明のプラズマ・エッチング方法を実施する
平行平板型プラズマ・エッチング装置の断面図である。
平行平板型プラズマ・エッチング装置の断面図である。
【図２】ＨＢｒプロセスにおける圧力依存性を示すグラ
フである。
フである。
【図３】ＨＢｒプロセスにおけるＨｅ流量依存性を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】ＥＣＲプラズマ装置の断面図である。
２，３：電極、 ４：反応
室、７：冷却室、 ５
：ガス導入管、６：高周波電源。
室、７：冷却室、 ５
：ガス導入管、６：高周波電源。
Claims (3)
- 【請求項１】 基材上に堆積したシリコン含有体のプ
ラズマエッチング方法において、前記シリコン含有体を
ＨＢｒガスと不活性ガスとの混合ガスによってエッチン
グすることを特徴としたプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】 前記不活性ガスがＨｅ、Ａｒ、Ｎ２
ガス等の１種であることを特徴とした請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記ＨＢｒガスは、前記不活性ガスの
他にさらにＯ２ 、Ｃｌ２ 、ＳＦ６ 、またはＮＦ３
のうちの少なくとも１つとの組合せからなることを特
徴とした請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6233891A JPH04298035A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6233891A JPH04298035A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | プラズマエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298035A true JPH04298035A (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=13197243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6233891A Pending JPH04298035A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298035A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318665A (en) * | 1991-04-22 | 1994-06-07 | Nec Corporation | Method for etching polysilicon film |
| JPH06163478A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-10 | Nippondenso Co Ltd | 半導体のドライエッチング方法 |
| US5756401A (en) * | 1992-03-23 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Process for the etching of polycide film |
| WO2001045154A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
| US6583065B1 (en) * | 1999-08-03 | 2003-06-24 | Applied Materials Inc. | Sidewall polymer forming gas additives for etching processes |
| JP2006253626A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子のフローティングゲート電極形成方法 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP6233891A patent/JPH04298035A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318665A (en) * | 1991-04-22 | 1994-06-07 | Nec Corporation | Method for etching polysilicon film |
| US5756401A (en) * | 1992-03-23 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Process for the etching of polycide film |
| JPH06163478A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-10 | Nippondenso Co Ltd | 半導体のドライエッチング方法 |
| US6583065B1 (en) * | 1999-08-03 | 2003-06-24 | Applied Materials Inc. | Sidewall polymer forming gas additives for etching processes |
| WO2001045154A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
| US6869885B1 (en) | 1999-12-17 | 2005-03-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for a tungsten silicide etch |
| JP2006253626A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子のフローティングゲート電極形成方法 |
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