JPS6115156B2 - - Google Patents
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- JPS6115156B2 JPS6115156B2 JP12462478A JP12462478A JPS6115156B2 JP S6115156 B2 JPS6115156 B2 JP S6115156B2 JP 12462478 A JP12462478 A JP 12462478A JP 12462478 A JP12462478 A JP 12462478A JP S6115156 B2 JPS6115156 B2 JP S6115156B2
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Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造工程に用いられるエ
ツチング方法に係り、特に被加工物断面がテーパ
ーを有するようにするエツチング方法に関する。
ツチング方法に係り、特に被加工物断面がテーパ
ーを有するようにするエツチング方法に関する。
従来半導体装置の製造方法において、被加工物
である半導体層の断面がテーパーを有するように
するエツチング方法所謂るテーパーエツチング法
として、G.I.Parisi等の報告“J.of Electro−
chemical Society、Vol.124、No.6、June
（1977）p.917〜921”があり、この方法はエツチ
ング液の組成比を変化させたり、エツチング液の
温度上昇を効果に着目したものである。またその
他に被加工物である半導体層表面にArイオンを
イオン注入して該Arイオン注入層の増速エツチ
ング効果を利用する技術も知られ、例えばJ.C.
North等の報告“I.E.D.M、Washington、Dec.
（1977）、Technical Digert、P.8〜10”に記載さ
れている。
である半導体層の断面がテーパーを有するように
するエツチング方法所謂るテーパーエツチング法
として、G.I.Parisi等の報告“J.of Electro−
chemical Society、Vol.124、No.6、June
（1977）p.917〜921”があり、この方法はエツチ
ング液の組成比を変化させたり、エツチング液の
温度上昇を効果に着目したものである。またその
他に被加工物である半導体層表面にArイオンを
イオン注入して該Arイオン注入層の増速エツチ
ング効果を利用する技術も知られ、例えばJ.C.
North等の報告“I.E.D.M、Washington、Dec.
（1977）、Technical Digert、P.8〜10”に記載さ
れている。
しかし、これらの技術は被加工物の対象やエツ
チング条件が極めて限定されたもので、且つ工程
も複雑である為に、工業的には一部で行なわれて
いるものにすぎない。
チング条件が極めて限定されたもので、且つ工程
も複雑である為に、工業的には一部で行なわれて
いるものにすぎない。
本発明はこの様な欠点を克服した、簡便ながら
も実用化し得る、新規なるテーパーエツチング法
を提供するものである。
も実用化し得る、新規なるテーパーエツチング法
を提供するものである。
即ち、本発明は被加工物上にエツチングマスク
を被着する前に、被加工物表面を活性化ガスのガ
スプラズマを介して表面処理を施すことにより、
後の被加工物のエツチング時にエツチングマスク
下に滑らかな傾斜を有するエツチング断面が形成
されるという本発明者の得た実験結果に基づくエ
ツチング方法である。
を被着する前に、被加工物表面を活性化ガスのガ
スプラズマを介して表面処理を施すことにより、
後の被加工物のエツチング時にエツチングマスク
下に滑らかな傾斜を有するエツチング断面が形成
されるという本発明者の得た実験結果に基づくエ
ツチング方法である。
以下本発明を一実施につき図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図ａ〜ｄは本発明のテーパーエツチング方
法を半導体集積回路の製造工程に適用した場合の
工程断面図である。
法を半導体集積回路の製造工程に適用した場合の
工程断面図である。
先ず例えばシリコン半導体基板１１表面に被加
工物として厚さ約１μの熱酸化膜１２を成長させ
る。次に0.05Torr.、0.26W/cm2にて四塩化炭素
（CCl4）ガスをイオン化し、リアクテイプイオン
エツチング装置により前記熱酸化膜１２に３分間
表面処理１３を与えた（第１図ａ）。このリアク
テイプイオンエツチング法については、例えば
“イオンエツチング技術”、電子材料1978年３月号
p.67〜71に記載されている。続いて表面処理した
熱酸化膜１２上にフオトレジスト膜１４を約8000
Åの厚さに塗布した（第１図ｂ）。尚、レジスト
膜１４のパターニングの前に85℃、20分間プレベ
ーキング（Pre−baking）を行なつた。続くこの
フオトレジスト膜１４をマスクとして、下地の熱
酸化膜１２のエツチングは130℃、20分間ポスト
ベーキング（Post baking）ののち弗酸系のエツ
チング液により行なつた（第１図ｃ）。こののち
このレジスト膜１４は除去したが熱酸化膜１２に
は10度程度の滑らかな直線的傾斜をもつたエツチ
ング断面が形成された（第１図ｄ）。
工物として厚さ約１μの熱酸化膜１２を成長させ
る。次に0.05Torr.、0.26W/cm2にて四塩化炭素
（CCl4）ガスをイオン化し、リアクテイプイオン
エツチング装置により前記熱酸化膜１２に３分間
表面処理１３を与えた（第１図ａ）。このリアク
テイプイオンエツチング法については、例えば
“イオンエツチング技術”、電子材料1978年３月号
p.67〜71に記載されている。続いて表面処理した
熱酸化膜１２上にフオトレジスト膜１４を約8000
Åの厚さに塗布した（第１図ｂ）。尚、レジスト
膜１４のパターニングの前に85℃、20分間プレベ
ーキング（Pre−baking）を行なつた。続くこの
フオトレジスト膜１４をマスクとして、下地の熱
酸化膜１２のエツチングは130℃、20分間ポスト
ベーキング（Post baking）ののち弗酸系のエツ
チング液により行なつた（第１図ｃ）。こののち
このレジスト膜１４は除去したが熱酸化膜１２に
は10度程度の滑らかな直線的傾斜をもつたエツチ
ング断面が形成された（第１図ｄ）。
さらに他の実施例について本発明者は試みた。
即ち、熱酸化膜の代わりに被加工物として1.2μ
厚、リン濃度2.0×1021個／cm2のリン添化ガラス
（PSG）膜を用意した。このPSG膜への表面処理
はプラズマ化させたフレオン（OF4）ガスの雰囲
気中で行なわれた。表面処理条件は
0.5Torr.150Wで５分間であつた。尚、プラズマ
エツチングについては上記電子材料1978年３月号
p.54〜49“プラズマエツチング”に記載がある。
この表面処理ののち、PSG膜上には約１μ厚のフ
オトレジストをパターニングして被着した。先の
実施例と同様に弗酸系のエツチングを施したとこ
ろPSG膜にはおよそ45゜の直線的テーパーが得ら
れた。
即ち、熱酸化膜の代わりに被加工物として1.2μ
厚、リン濃度2.0×1021個／cm2のリン添化ガラス
（PSG）膜を用意した。このPSG膜への表面処理
はプラズマ化させたフレオン（OF4）ガスの雰囲
気中で行なわれた。表面処理条件は
0.5Torr.150Wで５分間であつた。尚、プラズマ
エツチングについては上記電子材料1978年３月号
p.54〜49“プラズマエツチング”に記載がある。
この表面処理ののち、PSG膜上には約１μ厚のフ
オトレジストをパターニングして被着した。先の
実施例と同様に弗酸系のエツチングを施したとこ
ろPSG膜にはおよそ45゜の直線的テーパーが得ら
れた。
上記した２つの実施例及びこれらと共に行なわ
れた一連の実験によれば、表面処理はフレオンガ
スよりも四塩化炭素ガスの方が滑らかなテーパー
が得られた。活性化ガスのガスプラズマを介して
表面処理を行なうことにより滑らかなテーパーが
得られることについては未だ理論的に解明されて
いないが、この表面処理が被加工物表面の活性化
エネルギーを減じて、被加工物の親水性、即ちフ
オトレジストに対する密着性を低めることも一因
であると推測される。この様な解釈に立てば、上
記フレオンガスに対する四塩化炭素ガスの滑らか
なテーパーを形成するに於ける優位性も当該ガス
中の炭素（Ｃ）が反応生成物として被加工物上に
量的により推積され易いものである故として解釈
出来る。加えて表面処理時間が長い程テーパーが
滑らかになるという結果も解釈できる。尚、無害
性の観点に立てば、フレオンガスの方がより工業
化に適する。また表面の極く薄い層にダメージを
与えることも一因であると考えられる。
れた一連の実験によれば、表面処理はフレオンガ
スよりも四塩化炭素ガスの方が滑らかなテーパー
が得られた。活性化ガスのガスプラズマを介して
表面処理を行なうことにより滑らかなテーパーが
得られることについては未だ理論的に解明されて
いないが、この表面処理が被加工物表面の活性化
エネルギーを減じて、被加工物の親水性、即ちフ
オトレジストに対する密着性を低めることも一因
であると推測される。この様な解釈に立てば、上
記フレオンガスに対する四塩化炭素ガスの滑らか
なテーパーを形成するに於ける優位性も当該ガス
中の炭素（Ｃ）が反応生成物として被加工物上に
量的により推積され易いものである故として解釈
出来る。加えて表面処理時間が長い程テーパーが
滑らかになるという結果も解釈できる。尚、無害
性の観点に立てば、フレオンガスの方がより工業
化に適する。また表面の極く薄い層にダメージを
与えることも一因であると考えられる。
活性化ガスのガスプラズマを介して表面処理す
る手段としては、上記したものの他、CDE
（Chemical Dry Etching）、スパツタエツチング
等においても実現できた。またイオンエツチング
でも効果があつた。
る手段としては、上記したものの他、CDE
（Chemical Dry Etching）、スパツタエツチング
等においても実現できた。またイオンエツチング
でも効果があつた。
この様に本発明に依れば短時間で滑らかな直線
的テーパーを有するエツチングを行なうことが出
来る。これは従来のArイオン注入法で50゜の比
較的急なテーパーを得るのに数時間もの長時間を
要することに比較して工業上極めて有利である。
的テーパーを有するエツチングを行なうことが出
来る。これは従来のArイオン注入法で50゜の比
較的急なテーパーを得るのに数時間もの長時間を
要することに比較して工業上極めて有利である。
エツチングマスクとしては上記レジストの他
SiO2、窒化シリコン等の絶縁膜、ポリシリコン
膜、PSG膜、モリブデンシリサイド膜、またAl
等の導電膜を用いることが出来る。
SiO2、窒化シリコン等の絶縁膜、ポリシリコン
膜、PSG膜、モリブデンシリサイド膜、またAl
等の導電膜を用いることが出来る。
さらに活性化ガスとしてCFCl2、CF3Cl、
COF2、C2F5Cl、C2F6、CHF3、CClF5、
CCl2F4、CF3、CCl4F2、CCl3F、CCl2F3、
CClF3、CF4、CCl4の他SiF4、BCl3、HF等のフ
レオン系、塩素系ガス、若しくはこれらの成分を
一部含むガス、また酸素、窒素、二酸化炭素、エ
チレン、空気等のいずれかを添加した混合ガスが
掲げられる。その他塩素、塩化水素も充分使用出
来ることが確められた。
COF2、C2F5Cl、C2F6、CHF3、CClF5、
CCl2F4、CF3、CCl4F2、CCl3F、CCl2F3、
CClF3、CF4、CCl4の他SiF4、BCl3、HF等のフ
レオン系、塩素系ガス、若しくはこれらの成分を
一部含むガス、また酸素、窒素、二酸化炭素、エ
チレン、空気等のいずれかを添加した混合ガスが
掲げられる。その他塩素、塩化水素も充分使用出
来ることが確められた。
テーパー形成が可能な被加工物の種類は特に限
定されないが、一般に半導体素子製造に広く用い
られている材料、例えば酸化シリコン膜、ガラス
膜、多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜、或いは
これらにリン（Ｐ）、ポロン（Ｂ）、砒素（As）
等のいずれか若しくは２種類以上の不純物を添加
した膜、その他Al、Al2O3、Mo、Mosi2、Ｗ、
TiO2、V2O5、Cr、CrO、Cr2O3、Au等の金属膜
が掲げられる。
定されないが、一般に半導体素子製造に広く用い
られている材料、例えば酸化シリコン膜、ガラス
膜、多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜、或いは
これらにリン（Ｐ）、ポロン（Ｂ）、砒素（As）
等のいずれか若しくは２種類以上の不純物を添加
した膜、その他Al、Al2O3、Mo、Mosi2、Ｗ、
TiO2、V2O5、Cr、CrO、Cr2O3、Au等の金属膜
が掲げられる。
さらに被加工物のエツチングはドライエツチン
グ、ウエツトエツチング等公知の適当なエツチン
グ法がいずれでも用いられるが、傾斜のゆるやか
なテーパーを得るにはウエツト方式の方がより好
ましいものである。
グ、ウエツトエツチング等公知の適当なエツチン
グ法がいずれでも用いられるが、傾斜のゆるやか
なテーパーを得るにはウエツト方式の方がより好
ましいものである。
本発明によるテーパーエツチング方法は従来に
比して滑らかなテーパーを容易に形成出来、第２
図に概略的に示す様にエツチング段差部における
配線２１の断切れ防止に用いて好適であることを
利用して特にコンタクトホール部に用いる等、半
導体装置の製造に際し有用な技術である。又、半
導体装置の製造工程の改良、短縮化にも寄与する
ことは勿論である。
比して滑らかなテーパーを容易に形成出来、第２
図に概略的に示す様にエツチング段差部における
配線２１の断切れ防止に用いて好適であることを
利用して特にコンタクトホール部に用いる等、半
導体装置の製造に際し有用な技術である。又、半
導体装置の製造工程の改良、短縮化にも寄与する
ことは勿論である。
第１図ａ〜ｄは本発明のエツチング方法を半導
体集積回路の製造工程に適用した際の一実施例を
説明する為の工程断面図、第２図はエツチングさ
れた被加工物上に配線を形成した場合を説明する
為の断面図である。 図において、１１……シリコン半導体基板、１
２……熱酸化膜、１３……表面処理、１４……フ
オトレジスト膜、２１……配線。
体集積回路の製造工程に適用した際の一実施例を
説明する為の工程断面図、第２図はエツチングさ
れた被加工物上に配線を形成した場合を説明する
為の断面図である。 図において、１１……シリコン半導体基板、１
２……熱酸化膜、１３……表面処理、１４……フ
オトレジスト膜、２１……配線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被加工物表面を活性化ガスのガスプラズマを
介して表面処理する工程と、該工程により表面処
理した被加工物表面上にパターニングされたエツ
チングマスクを被着する工程と、該工程後に前記
被加工物をエツチングする工程とを具備したこと
を特徴とするエツチング方法。 ２ 活性化ガスとして四塩化炭素ガスを用いたこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
エツチング方法。 ３ 活性化ガスとしてフレオンガスを用いたこと
を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のエ
ツチング方法。 ４ エツチングマスクはフオトレジスト膜である
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
のエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12462478A JPS5554572A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12462478A JPS5554572A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5554572A JPS5554572A (en) | 1980-04-21 |
| JPS6115156B2 true JPS6115156B2 (ja) | 1986-04-22 |
Family
ID=14890018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12462478A Granted JPS5554572A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5554572A (ja) |
-
1978
- 1978-10-12 JP JP12462478A patent/JPS5554572A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5554572A (en) | 1980-04-21 |
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