JPS5846638A - 反応性イオンエツチング装置 - Google Patents

反応性イオンエツチング装置

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JPS5846638A
JPS5846638A JP56143795A JP14379581A JPS5846638A JP S5846638 A JPS5846638 A JP S5846638A JP 56143795 A JP56143795 A JP 56143795A JP 14379581 A JP14379581 A JP 14379581A JP S5846638 A JPS5846638 A JP S5846638A
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JP
Japan
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anode
cathode
reactive ion
etching
ion etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP56143795A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Takeuchi
寛 竹内
Toru Watanabe
徹 渡辺
Masahiro Shibagaki
柴垣 正弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5846638A publication Critical patent/JPS5846638A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 本発明は半導体素子等のパターン形成に用いる反応性イ
オンエツチング装置に関する。    ゛近年半導体素
子特にLSIや超L8Iの製造プロセスでは反応性イオ
ンを用いてパターンを形成する方法が注目され41}κ
高精度なパターンを形成する装置自体についても研究開
発がなされている。中でもパターンを形成すべき材料が
置かれた電極に高周波電力を印加することにより加工室
内に導入し九滅圧状態の反応性ガスをグロー放電(低温
プラズマ放電とも盲う)させる方法がある。この時高周
波電極にはプラズマ放電により生じた電子とイオンの易
動度の差に基づき、電位が隣下し負の自己バイアスが生
じる.この負の自己バイアスは基4ii降下電圧と呼ば
れ接地電位から計測してVdcで示され装置の電極形状
等によっても変化する。
エッチャントであるプラズマ中の正イオンはこのMac
により加速され被エッチング園を照射し、これと反応し
てガス化され系外に排気される。
従来用いられている反応性イオンエツチング装置の断面
図を示す。エツチング装置反応容器(1)には為周波電
極が設けられこれを以下陽極(2)と称す。
この陰極{2}には13.56MHzの高周波電源(3
)がマツチング回路(4)を介して接続されている。前
記嬢* (2)とで平行平板電極を為すように対向して
接地された陽極(5)が設けられている。陰極(2)表
面にはカーボン板(6)を載置して、その上に被エツチ
ング物が設置される。反応家(1)内に設けたガス尋人
口(8)から反応性ガスを尋人し排気口(9)から排気
して乍ら陽極(2)に高周波電力を印加することによ!
ll均一なグロー放電(プラズマ放電) (11が発生
し反応性イオ/ニップ/グが行なわれる。
酸化シリコン(SiOx)をエツチングし、コンタクト
孔を開ける場合にはCF4+ )I、 、 CHF、を
用いる事により良好なエツチングが出来る。
単結晶シリコン(Si)や多結晶シリコン(poly 
−S i )特に不純物が絵加されたpoly −8i
を他の材料、例えば810.に対してパターン精度良く
藺いエツチング選択性を以ってエツチングするのは峻か
ったが、CBrF烏十C1,ガスを用いる事によシこれ
らの問題は一応解決された。
然しなからpoly−8i特に燐(P)等の不純物が添
加されたpoly −S i特有のエツチング残渣も時
々発生し、これを除去するには、CF、Brに対しCj
m流量比を増加することで軽減可屈となったが、新たK
mテーパーヤアンダーカットが生じる問題が生じ九、こ
の様な理由によシ加工精度を保持するたメニ、少々のエ
ツチング残渣は犠牲にしていたが、近年LSI素子に見
られる^密度化した素子では、わずかなエツチング残渣
が電子の欠陥の原因となシ大きな問題となってきた。
本発明は上記事情に繊みて為されたもので、反応性イオ
ンニップフグにおけるpoly−8iのエツチング残渣
がエツチング装置構造に起因するプラズマ放電状緒に関
係することを見出し鋭意研究を重ね九緒釆、平行平板電
極の一万で6る接地1iIl電極に凹部もしくは貫通口
による開口Sを設はプラズマ放電にホロー効果を持たせ
ることにより解離度を良くすることにより、残渣の全く
生じないpoly−8i等の^精度なパターン形成を可
能にした反応性イオンエツチング装置を提供するもので
ある。
以下、本発明を実施例により図面を参照して説明する。
@211は本発明の実施例を示し、反応容器+1)には
陰極(2)が設けられ、13.56MHzの高周波電源
(3)がマツチング回路(4)を介して接続されている
。対向して平行平板電極を構成する陽極(5)は接地さ
れ、陰極(2)表面にはカーボン板(6)を載置してそ
の上に被加工物が設置される。向、容器(1)もアース
される。陰極(2)はウヱハー内、ウニI・−関の均一
性を得る丸めにエツチング中回転するようにされている
。陽極(5)を回転するようにしても良い。(8)はガ
ス導入口、(9)は排気口、Uυは冷媒パイプである。
陽極(5)は501極で、その中央に16E径6關、深
さ12鵡の凹部(5)が設けられている。
ココで、Ck’@に3rと(j、の全流量を30110
0Mとし、Cjffi流量比60騒、全圧力Q、ITo
rr 、高周波電力o、3w/ctAで第3図(a)の
シリコンウェハー(至)上に熱酸化シリコン膜Q1を介
してCVD形成したリンドープpoly−8+膜(60
00λ厚)を7オトレジストをマスクにしてエツチング
すると、第3図(b)に示す如く、残渣やアンダーカッ
トのないエツチングプロファイルが得られえ。
第3図(C)は全流量30aOOMで、C’wa量比6
0%。
0.1Torr 、 0.3w/d テ、従来tafl
 K ヨb 工y f /fした断面図である。アンダ
ーカットはないが柱状の*dl@が生じた。
又、第3図(d)は同じ〈従来fj置でC12流量比8
0鴨で同様にパターン形成した時の断面図で、第3図(
C)の残渣(2)は−められないが、逆テーパ状のアン
ダ グーカット(2)が生じている。
第3図(−では、被加工物は4インチウェハーであり、
陰極(2)中央から201の位置に円形に並べられ九、
この様に、陽極(5)に凹部を設ける事により、ホロー
効果が生じプラズマの解離度が増し、残渣の発生が防止
出来る。凹部Fi陽極(5)の中央に設ける昼餐はなく
、ウェハーの対向部に設けても構わないものである。
又、CFiBrとC1,の曹りにCFIBr + fi
r、を用いた場合に一同様に良好な結果が得られ友。
上記実施例では接置倒電極に1つの凹部を設は九例につ
いて述べ九が反応室の大自さ及び被エツチング物の面積
及び数量により数多くの凹部を設けても良く、また接地
電極に貫通口を開は真空的に封じ九反応装置においても
本発明は有効であった。この場合数個の貫通口を設けた
場合にも同様の結果が帰られたことは言うまでもない。
又本発明の変形例として凹部又は貫通口の10部形状は
円形のみでなく第3図(a)〜(e)に示す様な形状で
も良い。
開口部の径D+Fi開口央行きDlに対し、D、≦D。
の関係にあることが解離度を尚める上で好ましく、関口
は#i極のどこに設けても良いが平行平板電極母稀襦径
D3に対し50D、≦D3である番がエツチングむらを
防止する上で良い。
又、開口部はガス導入口を兼ねても同等の結果に加えて
より一層残虐の発生を防ぐ為のものであるが、カーボン
板の他炭化水素系の有機フィルム例えばポリエステルフ
ィルム又はポリプロピレン。
イソポリプロピレン、ポリスチレン等の高分子フィルム
でも良く、これらカーボンを含むシートが有効である。
実用化に際して、さらに好遣しくは装置内壁からの金属
材料による汚染を防ぐため、CF4. C,F・等C−
FガスにHlを加え九ガスを予めプラズマ放電させるこ
とにより、テフロン系高分子膜を陽極全体に堆積させ九
−置とするとさらに良い。この高分子膜を第1図に番号
α罎で示す。
以上説明したように本発明はエツチング残渣を防止する
場合に有効で、単結晶シリコン、多結晶シリコンの他非
晶質シリコン、シリコン基板上に形成されたMo、Ta
、W等の′を極配線に用いられる高融点金属又はそれら
高融点金属硅化物、中でも不純物を添加したものをエツ
チングするに有効であり、反応性ガスとしてCFIBr
 +(j、)他、CF’sBr+Srt、 OF、ij
r +I、 、 CF、CI−+ Mrt、 CF、C
j+CJ、 、 CF、Cj+I、。
OF@l−41r、、 (J、l−4−(j!、 CF
、I+I、さらにはCF、8r 1CBr、、 011
相方を用いても本発明の効果は変らない。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の反応性イオンエツチング装置の#面図、
#I2図は本発明の実施例に使用した反応性イオンエツ
チング装置断面図、第3図(荀〜(d)は本発明の詳細
な説明する断面図、第4図は本°発すJの凹部又は貫通
口の平面図である。 図において、 l・・・反応容器、    2・・・陰 極、3・・・
高Mll波電源、     4・・・マツチングボック
ス、5・・・接地電極、     5・・・凹 部、6
・・・カーボン板、    7・・・被加工智、8・・
・ガス導入口、     9・・・排気口、lO・・・
プラズマ放電、lO・・・ホロー効果、11・・・冷媒
バ・イ4プ、12・・・絶縁材、13・・・高分子膜、 14・・・ダークスペースシール)’(M縁体)、加・
・・シリコン基板、   4・・・シリコン酸化膜、4
・・・多結晶シリコン、  ム・・・フォトレジスト。 代壇人 弁理士  則 近 愈 佑 他1名 第  1  図 第2図 第3図 第4 一19′;

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互い゛に対向して配置さ゛れ九陽極及び高周波電
    力が印加筋れる陽極から成る平行子VL1を極を偏え、
    高周波電力が印加される前記陽極に被加工物が設置され
    、上記電極間にプラズマを発生させる反応性イオンエツ
    チング装置に於いて、陽極に対向する陽極面に凹部又は
    貫通孔が設けられ、陽極又は陽極の少なくとも一方が回
    転可能にされて成る事を%黴とする反応性イオンエツチ
    ング装置。
  2. (2)凹部又は貫通孔−の開口径Dh開口の奥行龜DI
    +平行平板電極径Dsは、へ≦鳥、  50D+≦L)
    、である事を特徴とする特許 載の反応性イオンエツチング装置。
JP56143795A 1981-09-14 1981-09-14 反応性イオンエツチング装置 Pending JPS5846638A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159833A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPS6226821A (ja) * 1985-07-29 1987-02-04 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Rfスパツタ/エツチング装置
JPH06302548A (ja) * 1993-04-14 1994-10-28 Nec Corp 半導体装置の製造装置
US5439524A (en) * 1993-04-05 1995-08-08 Vlsi Technology, Inc. Plasma processing apparatus

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