JPS6365628A - 微細加工法 - Google Patents
微細加工法Info
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- JPS6365628A JPS6365628A JP20794386A JP20794386A JPS6365628A JP S6365628 A JPS6365628 A JP S6365628A JP 20794386 A JP20794386 A JP 20794386A JP 20794386 A JP20794386 A JP 20794386A JP S6365628 A JPS6365628 A JP S6365628A
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- Japan
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- etching
- film
- processed
- base
- steps
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路の微細パターンの加工法に係
り、特に高い段差を横切るパターンの形成に好適な微細
加工法に関する。
り、特に高い段差を横切るパターンの形成に好適な微細
加工法に関する。
半導体集積回路用微細パターンの加工法として。
プラズマを利用したドライエツチングが広く用いられて
いる。この方法では、被加工材に向かって加速されたイ
オン等の働きによってマスク寸法通りの異方性エッチが
可能であり、また化学的に活性なラジカル等により等方
性エッチを行うことも可能である。最近では、このよう
なドライエツチングの種々の条件を組合せ、さらにはウ
ェットエツチング法、堆積膜による加工面の部分的保護
法を組合せて、例えば特開昭58−31531.特開昭
60−50923に記載されているように、エツチング
形状を制御する方法も知られている。
いる。この方法では、被加工材に向かって加速されたイ
オン等の働きによってマスク寸法通りの異方性エッチが
可能であり、また化学的に活性なラジカル等により等方
性エッチを行うことも可能である。最近では、このよう
なドライエツチングの種々の条件を組合せ、さらにはウ
ェットエツチング法、堆積膜による加工面の部分的保護
法を組合せて、例えば特開昭58−31531.特開昭
60−50923に記載されているように、エツチング
形状を制御する方法も知られている。
一方、半導体集積回路の素子構造においては、高集積化
のために立体化・三次元化が進みつつある。これと、素
子寸法の微細化が相まって、最近の微細加工には急峻で
高い段差形状になった下地の上で高精度加工を行う技術
が望まれるようになった。上記従来の加工法においては
、このような急峻段差上の加工については特に配慮され
ていなり)。
のために立体化・三次元化が進みつつある。これと、素
子寸法の微細化が相まって、最近の微細加工には急峻で
高い段差形状になった下地の上で高精度加工を行う技術
が望まれるようになった。上記従来の加工法においては
、このような急峻段差上の加工については特に配慮され
ていなり)。
従来技術の間麗点について第3図を用いて説明する。急
峻な段差を有する下地1上に被着した膜を異方性エッチ
により高精度に加工しようとすると(1)に示すように
段差側壁にエッチ残り4が生じる。これは、下地主面に
向かって異方的に加工しようとすると、段差側壁に被着
した膜は段差部だけ他よりも厚くなるためである。この
ような段差部エッチ残りを等方性エッチによって取り去
ろうとすると、第3図(2)に示すようにマスク2の下
部へもエツチングが進みマスク寸法通りの高精度加工が
できない。また、異方性エツチングを続けて段差部エッ
チ残りを取り去ろうとすると、一般に異方性エッチでは
下地材料との選択性が悪いため、第4図のように下地削
れ7が大きく、下地の状態を劣化させてしまう。さらに
、異方性エッチのみでは逆テーパ段差8においてはエッ
チ残り4を取り切れないという問題がある。
峻な段差を有する下地1上に被着した膜を異方性エッチ
により高精度に加工しようとすると(1)に示すように
段差側壁にエッチ残り4が生じる。これは、下地主面に
向かって異方的に加工しようとすると、段差側壁に被着
した膜は段差部だけ他よりも厚くなるためである。この
ような段差部エッチ残りを等方性エッチによって取り去
ろうとすると、第3図(2)に示すようにマスク2の下
部へもエツチングが進みマスク寸法通りの高精度加工が
できない。また、異方性エツチングを続けて段差部エッ
チ残りを取り去ろうとすると、一般に異方性エッチでは
下地材料との選択性が悪いため、第4図のように下地削
れ7が大きく、下地の状態を劣化させてしまう。さらに
、異方性エッチのみでは逆テーパ段差8においてはエッ
チ残り4を取り切れないという問題がある。
そこで本発明の目的は、上記のごとく急峻な段差部にお
いてもエッチ残りを生じず、かつパターンの細りゃ下地
削れを抑止した加工法を提供することにある。
いてもエッチ残りを生じず、かつパターンの細りゃ下地
削れを抑止した加工法を提供することにある。
上記目的は、エツチングの進行段階に応じてエツチング
条件を切替えることと、いったん形成した加工側面を極
薄膜によって選択的に保護することによって達成される
。
条件を切替えることと、いったん形成した加工側面を極
薄膜によって選択的に保護することによって達成される
。
側面を保護しつつエツチング条件を切替える上記手段に
よれば、既に形成された加工側面形状を維持した上で、
エツチングの進行による加工面の変化に応じた最適エツ
チング条件を用いることができるので、個々のエツチン
グ条件だけでは達成できない、制御性の高い高精度加工
が可能となる。
よれば、既に形成された加工側面形状を維持した上で、
エツチングの進行による加工面の変化に応じた最適エツ
チング条件を用いることができるので、個々のエツチン
グ条件だけでは達成できない、制御性の高い高精度加工
が可能となる。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の加工法を示す工程図である。
ここでは、下地基板上に多結晶シリコン(以下Po1y
Siと記す)パターンを形成する場合を例にとる。下
地の状態は、半導体基板上に種々のパターンが形成され
ることによって1μm程の垂直な段差ができており、少
なくともその表面が5iftで覆われているものである
。(第1図においては下地構造の詳細は省略した。)
Po1y SiはCVD(化学蒸着)法で堆積した膜で
、不純物としてリンが添加されている。ホトリソグラフ
ィ法によりレジストパターンを形成し、これをマスクと
してPo1y Siをエツチングする。
Siと記す)パターンを形成する場合を例にとる。下
地の状態は、半導体基板上に種々のパターンが形成され
ることによって1μm程の垂直な段差ができており、少
なくともその表面が5iftで覆われているものである
。(第1図においては下地構造の詳細は省略した。)
Po1y SiはCVD(化学蒸着)法で堆積した膜で
、不純物としてリンが添加されている。ホトリソグラフ
ィ法によりレジストパターンを形成し、これをマスクと
してPo1y Siをエツチングする。
エツチング手段として周知の反応性スパッタ装置を用い
、CCn aガスを0.01Torr、高周波電力を3
00W(it力重密度015 W/ai)の条件で放電
させて、CCQ 4ガスプラズマによりPo1y Si
の異方性エツチングを行い、第1図(1)の形状を得る
。異方性エツチング法としては、基板面に向って加速さ
れた反応性イオンを用いる方法、例えばイオンビームエ
ツチング法、マイクロ波プラズマエツチング法など各種
のドライエツチング法を用いることができる。エツチン
グガスには、F、CPI、Brを含む各種ガス(例えば
CF 4 l5Fe、CBrF5など)が適用でき、特
にCCQ aを始めそのCQの一部がFと置換したCF
mCl (4−)(mは1,2.3のいずれか)または
同類のCzFnCQ(a−J (nは0〜5のいずれ
か)が異方性加工及び下地5iftに対するPo1y
Siの選択エツチングの点で優れていた。
、CCn aガスを0.01Torr、高周波電力を3
00W(it力重密度015 W/ai)の条件で放電
させて、CCQ 4ガスプラズマによりPo1y Si
の異方性エツチングを行い、第1図(1)の形状を得る
。異方性エツチング法としては、基板面に向って加速さ
れた反応性イオンを用いる方法、例えばイオンビームエ
ツチング法、マイクロ波プラズマエツチング法など各種
のドライエツチング法を用いることができる。エツチン
グガスには、F、CPI、Brを含む各種ガス(例えば
CF 4 l5Fe、CBrF5など)が適用でき、特
にCCQ aを始めそのCQの一部がFと置換したCF
mCl (4−)(mは1,2.3のいずれか)または
同類のCzFnCQ(a−J (nは0〜5のいずれ
か)が異方性加工及び下地5iftに対するPo1y
Siの選択エツチングの点で優れていた。
第1図(1)の段階ではレジストマスク2の寸法通りに
被加工膜3 (Poly Si )のパターンが形成さ
れているが、下地1の段差部にはエッチ残り4が存在す
る。そこで、第1図(2)に示すように。
被加工膜3 (Poly Si )のパターンが形成さ
れているが、下地1の段差部にはエッチ残り4が存在す
る。そこで、第1図(2)に示すように。
側壁保護膜5を形成した後に高選択なPo1y Siエ
ツチングを行い、エッチ残り4を取り去ってゆく。
ツチングを行い、エッチ残り4を取り去ってゆく。
このようなエツチングは別個の装置で行ってもよいが、
同一装置内でエツチング条件を切替えて行うと加工を迅
速にできる。側壁保護膜の形成条件は、CCflaガス
0.0ITorrの異方性エツチングと同じ雰囲気のも
とで、高周波電力を50Wに下げて放電することによっ
て達成でき九* CCU aガスによるエツチングでは
、C,CQ及びエツチングによって生じたSiや0など
を含む堆積物がエツチング面上に生じ、これがイオンの
衝撃をほとんど受けない垂直な側壁部に蓄積される。高
周波電力を低くしたエツチング条件では下地表面をほと
んど削ることなくCCQ4の重合物を主成分とする被膜
を側壁にのみ形成できた。高選択エツチング条件は、C
CL番にOzガスを約20%添加し、ガス圧力0.01
〜0 、1 Torrの範囲で高周波電力を100〜3
00Wとすることによって得られ、Po1y Si対S
i○2選択比20〜1oO倍を達成した。また、CCI
t 4 + Oz混合ガスではサイドエツチングを伴っ
てPo1y Siのエツチングが進行するので、下地段
差が逆テーパー形状になっていでもその下へまわり込ん
でエッチ残りを取り去ることができる。CC124+
Ozと同様の特性はCFmCl (4−II)p Ca
FnCQ (8−n)のガスに02を添加することによ
っても得られ、またこれらのガスは重合被膜を形成する
点でもCC1と似た特性を示した。したがって、本エツ
チング工程にはこれらいずれのガスを用いても良好な結
果が得られる。
同一装置内でエツチング条件を切替えて行うと加工を迅
速にできる。側壁保護膜の形成条件は、CCflaガス
0.0ITorrの異方性エツチングと同じ雰囲気のも
とで、高周波電力を50Wに下げて放電することによっ
て達成でき九* CCU aガスによるエツチングでは
、C,CQ及びエツチングによって生じたSiや0など
を含む堆積物がエツチング面上に生じ、これがイオンの
衝撃をほとんど受けない垂直な側壁部に蓄積される。高
周波電力を低くしたエツチング条件では下地表面をほと
んど削ることなくCCQ4の重合物を主成分とする被膜
を側壁にのみ形成できた。高選択エツチング条件は、C
CL番にOzガスを約20%添加し、ガス圧力0.01
〜0 、1 Torrの範囲で高周波電力を100〜3
00Wとすることによって得られ、Po1y Si対S
i○2選択比20〜1oO倍を達成した。また、CCI
t 4 + Oz混合ガスではサイドエツチングを伴っ
てPo1y Siのエツチングが進行するので、下地段
差が逆テーパー形状になっていでもその下へまわり込ん
でエッチ残りを取り去ることができる。CC124+
Ozと同様の特性はCFmCl (4−II)p Ca
FnCQ (8−n)のガスに02を添加することによ
っても得られ、またこれらのガスは重合被膜を形成する
点でもCC1と似た特性を示した。したがって、本エツ
チング工程にはこれらいずれのガスを用いても良好な結
果が得られる。
エッチ残りを完全に取り去るまで高選択エツチングを行
った後にレジストを除去して第1図(3)の形状となり
加工を完了した。形成されたPo1ySiパターンは側
壁保護膜によりサイドエッチなく仕上っており、また下
地は高選択エツチングのためほとんど削られることがな
い、側壁保護膜はCを主とする膜であり、レジスト除去
工程で容易に取り去ることができた。
った後にレジストを除去して第1図(3)の形状となり
加工を完了した。形成されたPo1ySiパターンは側
壁保護膜によりサイドエッチなく仕上っており、また下
地は高選択エツチングのためほとんど削られることがな
い、側壁保護膜はCを主とする膜であり、レジスト除去
工程で容易に取り去ることができた。
第2図(1)は本発明によって加工した、段差を横切る
パターン形状であり、第2図(2)および(3)はA−
A’およびB−B’断面図である。このようなパターン
では段差側壁のエッチ残りを等力性エッチで除去すると
、エッチ残りが除去されることによって新たに現われた
側面(保護膜を形成していない側面)からサイドエツチ
ングが進行し、段差部でパターン細りが生じてしまう、
そこで、エッチ残り除去の工程を何回かに分けて、等方
性・高選択エツチングと側壁保護膜形成を繰返し行う。
パターン形状であり、第2図(2)および(3)はA−
A’およびB−B’断面図である。このようなパターン
では段差側壁のエッチ残りを等力性エッチで除去すると
、エッチ残りが除去されることによって新たに現われた
側面(保護膜を形成していない側面)からサイドエツチ
ングが進行し、段差部でパターン細りが生じてしまう、
そこで、エッチ残り除去の工程を何回かに分けて、等方
性・高選択エツチングと側壁保護膜形成を繰返し行う。
第2図の例では各4回繰返しており、段差部のパターン
側面には4つのサイドエツチングの痕跡が残っている。
側面には4つのサイドエツチングの痕跡が残っている。
すなわち、上記加工においては、平坦面上のパターン寸
法はマスク寸法通りであり1段差部にのみ若干のサイド
エツチングが起る。しかし、このサイドエツチングは、
側壁保護膜を何回も形成することに°より微小に留める
ことができる。
法はマスク寸法通りであり1段差部にのみ若干のサイド
エツチングが起る。しかし、このサイドエツチングは、
側壁保護膜を何回も形成することに°より微小に留める
ことができる。
以上の実施例ではPo1y Si [の加工について述
べたが、その他AQ、Wなどの金属配線やM o 。
べたが、その他AQ、Wなどの金属配線やM o 。
Ti、Wのシリサイド配線などの段差上加工においても
同様の方法を用いることができる。一般に異方性エツチ
ングはイオンエネルギの高いエツチング条件を用いて、
側壁保護膜はCを含むガスを用いることによって、また
高選択エツチングはFや0塁のラジカルやエネルギの低
いイオンを用いる条件によって達成できる。
同様の方法を用いることができる。一般に異方性エツチ
ングはイオンエネルギの高いエツチング条件を用いて、
側壁保護膜はCを含むガスを用いることによって、また
高選択エツチングはFや0塁のラジカルやエネルギの低
いイオンを用いる条件によって達成できる。
本発明によtcば、異方性エツチングによる高精度加工
形状を保ったままサイドエッチを伴う高選択エツチング
を追加できるので、急峻で高い段差さらには逆テーパー
状の段差があってもエッチ残りを生じることなく、また
下地をほとんど削ることなくマスク寸法通りの加工が実
現できるという効果がある。
形状を保ったままサイドエッチを伴う高選択エツチング
を追加できるので、急峻で高い段差さらには逆テーパー
状の段差があってもエッチ残りを生じることなく、また
下地をほとんど削ることなくマスク寸法通りの加工が実
現できるという効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す工程図、第2図は本発
明の加工形状を示す模式図、第3図および第4図は従来
の加工形状を示す模式図である。 1・・・下地、3・・・被加工膜、4・・・段差部エッ
チ残り、第 l 目 5・・・側壁保護環 第 2 目 A′ I・・・下t 3・・・複加工順
明の加工形状を示す模式図、第3図および第4図は従来
の加工形状を示す模式図である。 1・・・下地、3・・・被加工膜、4・・・段差部エッ
チ残り、第 l 目 5・・・側壁保護環 第 2 目 A′ I・・・下t 3・・・複加工順
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、段差を有する下地の上に被着した膜を微細なパター
ンに加工する方法において、少なくとも次の3つの工程
を含むことを特徴とする微細加工法。 (1)被加工膜の膜厚分だけ、マスクパターン通りに垂
直に異方性エッチする工程。 (2)(1)で形成された垂直な側壁に耐エッチ性の薄
膜を形成する工程。 (3)下地段差部に残つた被加工膜を高選択エッチで除
去する工程。 2、上記工程(2)、(3)を複数回繰返すことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の微細加工法。 3、上記被加工膜はシリコンであり、上記工程(1)、
(2)、(3)はCF_mCl_4_−_mまたはC_
2F_nCl_6_−_n(mは0から3、nは0から
5の整数)のいずれかを少なくとも含むガスプラズマに
より行われることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の微細加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20794386A JPS6365628A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 微細加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20794386A JPS6365628A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 微細加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365628A true JPS6365628A (ja) | 1988-03-24 |
Family
ID=16548104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20794386A Pending JPS6365628A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 微細加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6365628A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4212494A1 (de) * | 1991-04-17 | 1992-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren zur bildung einer seitenwandisolierschicht und halbleitereinrichtung |
| US5318667A (en) * | 1991-04-04 | 1994-06-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US5368685A (en) * | 1992-03-24 | 1994-11-29 | Hitachi, Ltd. | Dry etching apparatus and method |
| US5474650A (en) * | 1991-04-04 | 1995-12-12 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US6008133A (en) * | 1991-04-04 | 1999-12-28 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP20794386A patent/JPS6365628A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318667A (en) * | 1991-04-04 | 1994-06-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US5354418A (en) * | 1991-04-04 | 1994-10-11 | Hitachi, Ltd. | Method for dry etching |
| US5474650A (en) * | 1991-04-04 | 1995-12-12 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US5650038A (en) * | 1991-04-04 | 1997-07-22 | Hitachi, Ltd. | Method for dry etching |
| US5795832A (en) * | 1991-04-04 | 1998-08-18 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US6008133A (en) * | 1991-04-04 | 1999-12-28 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US6136721A (en) * | 1991-04-04 | 2000-10-24 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US6333273B1 (en) | 1991-04-04 | 2001-12-25 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US7071114B2 (en) | 1991-04-04 | 2006-07-04 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| DE4212494A1 (de) * | 1991-04-17 | 1992-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | Verfahren zur bildung einer seitenwandisolierschicht und halbleitereinrichtung |
| US5368685A (en) * | 1992-03-24 | 1994-11-29 | Hitachi, Ltd. | Dry etching apparatus and method |
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