JPS5928341A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPS5928341A JPS5928341A JP57138039A JP13803982A JPS5928341A JP S5928341 A JPS5928341 A JP S5928341A JP 57138039 A JP57138039 A JP 57138039A JP 13803982 A JP13803982 A JP 13803982A JP S5928341 A JPS5928341 A JP S5928341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gas
- etched
- chamber
- polysilicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、反応性イメンエソヂング方法(・ζ関する。
〔従来技術とその問題点〕
近年、半導体集積回路の高密度化、高性能化が進むにつ
れて微細加工を高い精度で行うことが強く要望されてい
る。而して、微卸1加工の基本技術でを)るエツチング
処理に従来ウェットエツチングが採用され−Cいるが、
ウェットエツチングにより被エツチング休′にエツチン
グ処理を施すと、所謂アンダーカットが発生し易いだめ
、形状精度の高イハターンを形成できない問題がある。 このため、力10ニ鞘度が優れ、月つ下地材料との選択
性を有した反応性イメンエングーング(rL I E
)が、エツチング処理技術の主流を占めつつある。との
反応性イメンエッチングでPO6y −Siをエツチン
グする際、CF、1.3r 、 CF、 、 CC(1
4等のハロゲン化炭素ガスを使用する。 第1図に示す様なPogy −S i 3をllIF5
する場合ンよ1’、 fili ’・11グン化炭素や
(°ら等の単体ハロゲンガスを適当に絹合せることで、
アンダーカットが餌〔いIt・方性エツチングが達成で
きCいる。ここで1は酸化膜72は半梼、体基板、4V
」、レジストである。 然しなから、水子の高密度化に伴い段差が急峻となシ且
つ3次元的な多層構造となυ、側壁段差部OJ P+)
6−8+ 3 + 31 + 32除法(第2図)や二
層構造り七ル部を加工(第3図)する場合オーバエツチ
ングが必要とされる。 メーバエッチング時に加工精度が強く要求されることか
ら、当然アンダーカットが無いことが必須である。 アンダーカットの発生を抑市するためイオン性の反応を
強くすると、下地相別とのエツチング速度の選択比が低
下してしまう欠点がある。 °アンダーカットが無く、且つ他の被エツチング材料と
の高いエツチング選択比を得られるIt、[7,技術は
り一5在のところ充分に満足されていない。 〔発明の目的〕 本発明は、上i’IC欠点を解決した反応性イメンエ即
ち、Pa(Jy−8+を几IEでエツチングする1鳥1
メーバエツチングしても、アンダーカットが1r1cい
、)17%方性エツチング方法を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 被エツチ・フグ4J別を設置したエツチング装置内にハ
ロゲンガスとメゾンとからなる混合ガスを供給し、前記
反応性ガスによって形成された雰囲気中にプラズマを発
生させ、該プラズマ中で前記被エツチング材料をエツチ
ングすることを特徴とする。 アンダーカットを無くすためにイオン性を強くすれはメ
ーバエッチングしてもアンダーカットは軽1λにされる
が、反対にアンダーカットの原因となる活性ラジカルが
多数存在するイオン性の弱い領域においても、エツチン
グガスを適当に選定することでアンダーカットが少い場
合がある。 とれは第4図に示す様にエツチング中、エツチング生成
物や、エツチングカスがポリマー化してエツチング側壁
に伺着し、その旬着物がアンダーカットを1M、l止し
て、異方性エツチング中ングしていると推定される。 本発明者らは十81シ事実を踏まえ、エツチング中にn
mした側壁部の被エツチング利料を上記した再付着物で
被覆すると同時に積極的に08(オゾン)を導入して酸
化反応を進行させ、活性ラジカルによる側壁部のエツチ
ング反応を阻止することを見い出した。 〔発明の効果〕 0、(オゾン)をハロゲン系ガスに添加することで20
0%以上オーバエツチングしてもアンダーカットの無い
異方性エツチングが容易に達成可能であることが明らか
となった。 〔発明の実施例〕 波エツチング拐としては第1図のエツチング形状物、明
図によるようにシリコン基板2を熱酸化し7’?−fI
fA (sio、 ) 1 、にに CV 1)
(Chemica6 Vaporde凹5itio
n )法によυ堆積したリンCP)をドープしたポリシ
リコン3を用い、マスク材としての、レジスト4を用い
た。 次に、本発明者らが使用した装置を第4図に示す。チー
)rンパー:31内には相対向する平行平板電4執32
、33が股りられでいる。上部?a、(執32は接J
llxされ、下部′nv極33には整台器34を介して
13、56 M Ilzの高周波電源35が接続されて
いZ)っまた下部電極33には冷却水Wが流される。下
部電極上には[極月36と、その上に被エツチング材3
7が載置されている。反応性ガスである)・ロゲンガス
(X、)は図示していない流量調整器により所定の流用
に調節されガス導入D 38aからチャンバー31内に
導入される。又添加ガスであるオゾン(Os )lr、
jオゾナイザ−40によシ発生させハロゲンガス同様流
通fil+J節(図示していない)されガス導入口38
bからチャンバー31内に導入される。 チャンバー31内の余剰カスと反応生成物は排気孔39
を通じて、図示していない排気系により排気される。、
仁の反応性イオンエツチング装置に高周波電力を印加し
てチャンバー内に生起させたグロー放電中で、前記被エ
ツチング材37はエツチングされる。 さ−CI”+fl rii:しだ様に9F 7図に示す
段差部構j1°fをイ1したポリシリコンをエツチング
残る場合(第2図;I)、l/シスト4]・のポリシリ
コン3のエツチングを完了しCも、段差部のポリシリコ
ン31社残っている。このエツチング残りII: ′+
lj、気的に7ヨートし除去rる必要があるととt」、
いう才でもない。 従″)で段差部の高さに相当するポリシリコン膜;31
を工ツJ°ングするまでオーバエツチングする必要があ
り、卯、2図Cに見られる様に、オーバエツチング/グ
すると、ポリシリコン:32に°ノ゛ンダ〜カッ1が生
じるととがある。同様に第3図に示すように二層構造の
セル部のポリシリコン:1をエソグーングする場合、二
層目のポリシリコン:33が実質的((オーバエツチン
グされることになり、アンダーカットを生じることがる
る。 さ−C1反応性ガスと[2てCe、単体を用い、オシ゛
ン(011)を添加した場合のエツチング7F:r性に
ついて以下に述べる。 第5図はCd、を40cc/+ninを導入し、電極単
位面In当りの高周波電力’t 0.28 W/Crn
2印力貼 ガス圧を0.11.’o r +にし、オゾ
ン(o、 ) Inに対すリンドープポリシリコン(第
5図a)及びslo、(第5図1))のエツチング速度
の変化を示
れて微細加工を高い精度で行うことが強く要望されてい
る。而して、微卸1加工の基本技術でを)るエツチング
処理に従来ウェットエツチングが採用され−Cいるが、
ウェットエツチングにより被エツチング休′にエツチン
グ処理を施すと、所謂アンダーカットが発生し易いだめ
、形状精度の高イハターンを形成できない問題がある。 このため、力10ニ鞘度が優れ、月つ下地材料との選択
性を有した反応性イメンエングーング(rL I E
)が、エツチング処理技術の主流を占めつつある。との
反応性イメンエッチングでPO6y −Siをエツチン
グする際、CF、1.3r 、 CF、 、 CC(1
4等のハロゲン化炭素ガスを使用する。 第1図に示す様なPogy −S i 3をllIF5
する場合ンよ1’、 fili ’・11グン化炭素や
(°ら等の単体ハロゲンガスを適当に絹合せることで、
アンダーカットが餌〔いIt・方性エツチングが達成で
きCいる。ここで1は酸化膜72は半梼、体基板、4V
」、レジストである。 然しなから、水子の高密度化に伴い段差が急峻となシ且
つ3次元的な多層構造となυ、側壁段差部OJ P+)
6−8+ 3 + 31 + 32除法(第2図)や二
層構造り七ル部を加工(第3図)する場合オーバエツチ
ングが必要とされる。 メーバエッチング時に加工精度が強く要求されることか
ら、当然アンダーカットが無いことが必須である。 アンダーカットの発生を抑市するためイオン性の反応を
強くすると、下地相別とのエツチング速度の選択比が低
下してしまう欠点がある。 °アンダーカットが無く、且つ他の被エツチング材料と
の高いエツチング選択比を得られるIt、[7,技術は
り一5在のところ充分に満足されていない。 〔発明の目的〕 本発明は、上i’IC欠点を解決した反応性イメンエ即
ち、Pa(Jy−8+を几IEでエツチングする1鳥1
メーバエツチングしても、アンダーカットが1r1cい
、)17%方性エツチング方法を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 被エツチ・フグ4J別を設置したエツチング装置内にハ
ロゲンガスとメゾンとからなる混合ガスを供給し、前記
反応性ガスによって形成された雰囲気中にプラズマを発
生させ、該プラズマ中で前記被エツチング材料をエツチ
ングすることを特徴とする。 アンダーカットを無くすためにイオン性を強くすれはメ
ーバエッチングしてもアンダーカットは軽1λにされる
が、反対にアンダーカットの原因となる活性ラジカルが
多数存在するイオン性の弱い領域においても、エツチン
グガスを適当に選定することでアンダーカットが少い場
合がある。 とれは第4図に示す様にエツチング中、エツチング生成
物や、エツチングカスがポリマー化してエツチング側壁
に伺着し、その旬着物がアンダーカットを1M、l止し
て、異方性エツチング中ングしていると推定される。 本発明者らは十81シ事実を踏まえ、エツチング中にn
mした側壁部の被エツチング利料を上記した再付着物で
被覆すると同時に積極的に08(オゾン)を導入して酸
化反応を進行させ、活性ラジカルによる側壁部のエツチ
ング反応を阻止することを見い出した。 〔発明の効果〕 0、(オゾン)をハロゲン系ガスに添加することで20
0%以上オーバエツチングしてもアンダーカットの無い
異方性エツチングが容易に達成可能であることが明らか
となった。 〔発明の実施例〕 波エツチング拐としては第1図のエツチング形状物、明
図によるようにシリコン基板2を熱酸化し7’?−fI
fA (sio、 ) 1 、にに CV 1)
(Chemica6 Vaporde凹5itio
n )法によυ堆積したリンCP)をドープしたポリシ
リコン3を用い、マスク材としての、レジスト4を用い
た。 次に、本発明者らが使用した装置を第4図に示す。チー
)rンパー:31内には相対向する平行平板電4執32
、33が股りられでいる。上部?a、(執32は接J
llxされ、下部′nv極33には整台器34を介して
13、56 M Ilzの高周波電源35が接続されて
いZ)っまた下部電極33には冷却水Wが流される。下
部電極上には[極月36と、その上に被エツチング材3
7が載置されている。反応性ガスである)・ロゲンガス
(X、)は図示していない流量調整器により所定の流用
に調節されガス導入D 38aからチャンバー31内に
導入される。又添加ガスであるオゾン(Os )lr、
jオゾナイザ−40によシ発生させハロゲンガス同様流
通fil+J節(図示していない)されガス導入口38
bからチャンバー31内に導入される。 チャンバー31内の余剰カスと反応生成物は排気孔39
を通じて、図示していない排気系により排気される。、
仁の反応性イオンエツチング装置に高周波電力を印加し
てチャンバー内に生起させたグロー放電中で、前記被エ
ツチング材37はエツチングされる。 さ−CI”+fl rii:しだ様に9F 7図に示す
段差部構j1°fをイ1したポリシリコンをエツチング
残る場合(第2図;I)、l/シスト4]・のポリシリ
コン3のエツチングを完了しCも、段差部のポリシリコ
ン31社残っている。このエツチング残りII: ′+
lj、気的に7ヨートし除去rる必要があるととt」、
いう才でもない。 従″)で段差部の高さに相当するポリシリコン膜;31
を工ツJ°ングするまでオーバエツチングする必要があ
り、卯、2図Cに見られる様に、オーバエツチング/グ
すると、ポリシリコン:32に°ノ゛ンダ〜カッ1が生
じるととがある。同様に第3図に示すように二層構造の
セル部のポリシリコン:1をエソグーングする場合、二
層目のポリシリコン:33が実質的((オーバエツチン
グされることになり、アンダーカットを生じることがる
る。 さ−C1反応性ガスと[2てCe、単体を用い、オシ゛
ン(011)を添加した場合のエツチング7F:r性に
ついて以下に述べる。 第5図はCd、を40cc/+ninを導入し、電極単
位面In当りの高周波電力’t 0.28 W/Crn
2印力貼 ガス圧を0.11.’o r +にし、オゾ
ン(o、 ) Inに対すリンドープポリシリコン(第
5図a)及びslo、(第5図1))のエツチング速度
の変化を示
【7たものである。
メゾンを添加すると、4 cc/lllIn i度′ま
ではポリシリコンのエツチング速度は変化が無いが、そ
の後オゾンMの増加に伴い低下していく。 一方sio、のエツチング速度は極めてわずかでるるが
、オゾン用に対し減少していく。 メゾン世の増加に伴うポリシリコンエッグ゛ング速度の
低下は、ポリシリコンの酸化反応が次第に支配的となる
と思われる。 第6図はリンドーグポリシリコンの膜厚がl/Amの被
エツチング材料のレジスト下の片側のアンダーカット鼠
をメーバエッチング、引の変化に対し7て図示しだもの
である。エツチング条件は第5図に示したものと同様で
ある。 第6図aはCet単体の場合で、オーパエッグーととも
にアンダーカントが生じ、100%オーバエッチでは5
000Xのアンダーカットが生じ第2図C1第3図に示
した形状を呈し、実用上使用不可となる。それに対し、
0、を2 cc/min添加すると第6図すに】」tす
様に100%オーバエッチしてもアンダーカットが生じ
ない。しかし、更にd−バエッグーングするとアンダー
カットが生じ200%オーバエツチングすると、700
0人のアンダーカットが発生する。第2図3.第3図に
示す形状をエツチングするには満足しているが、三層構
造では2()0%以上のオーバエツチングが必要とされ
るため、未だ不充分である。しかし、0.を4 cc/
1nin導入するど第6図Cに示す様に25()チメー
パエッチングしてもアンダーカットは観察されない。 以上、0.を導入することでアンダーカットを阻止する
ことを明らかにした。世し、過剰にO8を導入すると、
5int上にポリシリコンの残渣が生じやすくなり好ま
しくない。 〔発明の他の実施例〕 上記実施例はポリシリコンを例にとったがM。。 W等の高融点金属及びそれらのシリザイド化合物でも全
く同柳な効果が認められた。
ではポリシリコンのエツチング速度は変化が無いが、そ
の後オゾンMの増加に伴い低下していく。 一方sio、のエツチング速度は極めてわずかでるるが
、オゾン用に対し減少していく。 メゾン世の増加に伴うポリシリコンエッグ゛ング速度の
低下は、ポリシリコンの酸化反応が次第に支配的となる
と思われる。 第6図はリンドーグポリシリコンの膜厚がl/Amの被
エツチング材料のレジスト下の片側のアンダーカット鼠
をメーバエッチング、引の変化に対し7て図示しだもの
である。エツチング条件は第5図に示したものと同様で
ある。 第6図aはCet単体の場合で、オーパエッグーととも
にアンダーカントが生じ、100%オーバエッチでは5
000Xのアンダーカットが生じ第2図C1第3図に示
した形状を呈し、実用上使用不可となる。それに対し、
0、を2 cc/min添加すると第6図すに】」tす
様に100%オーバエッチしてもアンダーカットが生じ
ない。しかし、更にd−バエッグーングするとアンダー
カットが生じ200%オーバエツチングすると、700
0人のアンダーカットが発生する。第2図3.第3図に
示す形状をエツチングするには満足しているが、三層構
造では2()0%以上のオーバエツチングが必要とされ
るため、未だ不充分である。しかし、0.を4 cc/
1nin導入するど第6図Cに示す様に25()チメー
パエッチングしてもアンダーカットは観察されない。 以上、0.を導入することでアンダーカットを阻止する
ことを明らかにした。世し、過剰にO8を導入すると、
5int上にポリシリコンの残渣が生じやすくなり好ま
しくない。 〔発明の他の実施例〕 上記実施例はポリシリコンを例にとったがM。。 W等の高融点金属及びそれらのシリザイド化合物でも全
く同柳な効果が認められた。
第1図はレジストをマスクにして、ポリシリコンfジャ
ストコーツチングし、アンダーカッI−の無い、場合の
形状を示す断面図、第2図は段差部]が迎を有1.た場
合のポリシリコンエツヂングの従来形状を示す断面図、
第3図は二層セル構造の従来のポリシリコン形状を示す
断面図、第4図は本発明の実施例に使用した装置の断面
図、第5図は本発明の<:(1,−1−03混合ガスに
よる03並びにエツチング速度の関係を示す特性図、第
6図は本発明の0.添加によるアンダーカッt[Iとオ
ーバエツチングの関係を示す特性図である。 1・・・酸化物 3・・・ポリシリコン32
.33・・平行平板fil :45・・・高周波
電源37・・・被エツチング材料 40・・・メゾナイザー (7317)代狸人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1
名)第1図 第2図 L cL> Lム〕第2
図 (C) 第8図 第4図 第5図 ρ / Z ′3<2 5.< 7 、P
9 11rオゾン1(007分)
ストコーツチングし、アンダーカッI−の無い、場合の
形状を示す断面図、第2図は段差部]が迎を有1.た場
合のポリシリコンエツヂングの従来形状を示す断面図、
第3図は二層セル構造の従来のポリシリコン形状を示す
断面図、第4図は本発明の実施例に使用した装置の断面
図、第5図は本発明の<:(1,−1−03混合ガスに
よる03並びにエツチング速度の関係を示す特性図、第
6図は本発明の0.添加によるアンダーカッt[Iとオ
ーバエツチングの関係を示す特性図である。 1・・・酸化物 3・・・ポリシリコン32
.33・・平行平板fil :45・・・高周波
電源37・・・被エツチング材料 40・・・メゾナイザー (7317)代狸人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1
名)第1図 第2図 L cL> Lム〕第2
図 (C) 第8図 第4図 第5図 ρ / Z ′3<2 5.< 7 、P
9 11rオゾン1(007分)
Claims (3)
- (1)少くともハロゲンガスとオゾンガスとからなる混
合ガスを用い、ハロゲンと反応する被エツチング月利を
、他の材料に対して選択的且つアンダーカットの無いエ
ツチングをすることを特徴とするドライエツチング方法
。 - (2)高周波電力を印加しうる相対向する電極を有I7
、高周波電力の印加によりグロー放電を生起し、上記’
rrt極上に載置せる被エツチング拐をエツチングする
反応性イオンエツチング装商に、混合ガスを導入してエ
ツチングすることを特徴とする特許RII求の範囲第1
、<rt記11i1.のドライエツチング方法。 - (3) 被エツチング材第1がポリシリコン、高融点
金!6及びこれらシリーリ°イド化合物であることを特
徴とする特M’l’ N青求の範囲第1項記載のドライ
エツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138039A JPS5928341A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138039A JPS5928341A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928341A true JPS5928341A (ja) | 1984-02-15 |
Family
ID=15212593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57138039A Pending JPS5928341A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928341A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303085A (ja) * | 1987-06-01 | 1988-12-09 | Tokuda Seisakusho Ltd | ドライエッチング方法 |
| JPH01200630A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Toshiba Corp | ドライエッチング方法 |
| JPH0294520A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Toshiba Corp | ドライエッチング方法 |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP57138039A patent/JPS5928341A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303085A (ja) * | 1987-06-01 | 1988-12-09 | Tokuda Seisakusho Ltd | ドライエッチング方法 |
| JPH01200630A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Toshiba Corp | ドライエッチング方法 |
| JPH0294520A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Toshiba Corp | ドライエッチング方法 |
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