CN102906864A - 等离子体蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可防止弯曲形状而形成表面平滑的锥形的蚀刻结构（孔或槽）的等离子体蚀刻方法。实施第一步骤，即，使用氟系气体及氮气，使该些气体同时等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氮气而在硅基板K形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体而对硅基板K进行蚀刻，之后，实施第二步骤，即，使用氟系气体及氧系气体，使该些气体同时等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氧系气体而在硅基板K形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对硅基板K进行蚀刻，从而在硅基板K形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构H（孔或槽）。
Description
技术领域
本发明是关于一种使特定的处理气体等离子体化而对硅基板进行蚀刻，在该硅基板形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形（前端渐细状）的蚀刻结构（锥形蚀刻结构）的等离子体蚀刻方法。
背景技术
存在如下情形，即藉由对硅基板进行蚀刻而形成的蚀刻结构（孔或槽）的侧壁如图3（b）所示般，并非垂直而为带有倾斜地形成上部开口宽度变宽且底部宽度变窄的锥形。
而且，作为在硅基板上形成此种锥形蚀刻结构的蚀刻方法，先前已知有例如日本专利特开平2-89310号公报中所揭示者。该蚀刻方法是使用溴化氢及氧的混合气体作为蚀刻气体，使该混合气体等离子体化而对硅基板进行蚀刻。
该蚀刻方法中，藉由氧气的等离子体化而在硅基板形成作为抗蚀刻层的氧化膜，并藉由溴化氢气体的等离子体化而对硅基板进行蚀刻，故而一面藉由氧化膜保护蚀刻结构的侧壁，一面进行蚀刻，藉此，藉由蚀刻而形成的蚀刻结构成为锥形。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本公开公报日本专利特开平2-89310号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
然而，若如所述先前的蚀刻方法般，利用藉由使氧气等离子体化而在硅基板上形成的氧化膜保护侧壁，则在硅基板的深度方向上易于进行蚀刻，相对于此，在如对屏蔽正下部基蚀般的硅基板的宽度方向上难以进行蚀刻。因此，若使氧气等离子体化，则侧壁上部易成为呈圆弧状凹陷的形状（弯曲形状）（参照图8），而无法获得良好的蚀刻形状。
而且，若形成呈弯曲形状的蚀刻结构，则在例如形成锥形的蚀刻结构之后以CVD（chemical vapor deposition，化学气相沈积）处理进行成膜的情形时，弯曲形状成为均质沈积的障碍，因此会产生在弯曲形状的部分难以形成薄膜的问题。因此，较佳为呈锥形地对硅基板进行蚀刻以不形成弯曲形状。
再者，抗蚀刻层也可藉由使例如C4F8气体等氟碳气体等离子体化形成聚合膜而形成。因此，也可使用氟碳气体代替所述氧气，将藉由氟碳气体而形成的聚合膜作为抗蚀刻层，或者使用所述氧气及氟碳气体，将藉由氧气而形成的氧化膜、及藉由氟碳气体而形成的聚合膜作为抗蚀刻层对硅基板进行蚀刻。
然而，在使氟碳气体等离子体化形成聚合膜的情形时，侧壁的表面易成为粗糙的状态（表面粗糙度较粗的状态）（参照图6），而无法获得高精度的蚀刻结构。可认为其原因在于：利用等离子体化的氟碳气体而形成的抗蚀刻层为沈积在硅基板表面的聚合膜，例如，难以如藉由等离子体化的氧气与硅原子的化学反应而形成在硅基板表面的氧化膜般均一地形成。即，在聚合膜较薄的部分（聚合物的沈积较少的部分）易于进行蚀刻，在聚合膜较厚的部分（聚合物的沈积较多的部分）难以进行蚀刻，因此，在蚀刻易于进行的部分与难以进行的部分会产生凹凸。众所周知的是，由于该凹凸成为残渣（微屏蔽）而导致蚀刻状态产生不均，从而经蚀刻的膜表面成为粗糙的状态（表面粗糙度较高的状态）。
而且，若表面粗糙度较粗，则在例如形成锥形的蚀刻结构之后以CVD处理进行成膜的情形时，存在无法形成均一膜厚的薄膜等问题。因此，较佳为以使表面粗糙度不变粗的方式对硅基板进行蚀刻。
本发明是鉴于以上的实际情况而完成者，且其目的在于提供一种可防止弯曲形状而形成表面平滑的锥形的蚀刻结构的等离子体蚀刻方法。
[解决问题的技术手段]
用以达成所述目的的本发明是一种等离子体蚀刻方法，其特征在于：使处理气体等离子体化而对硅基板进行蚀刻，在该硅基板上形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的孔或槽者，且，
使用氟系气体及氮气作为所述处理气体，使该些气体等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氮气在所述硅基板形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对所述硅基板进行蚀刻。氟系气体与氮气的等离子体化既可同时，也可不同时。
根据本发明，使用氟系气体及氮气作为处理气体，使该些气体等离子体化而对硅基板进行蚀刻。具体而言，一面藉由使氮气等离子体化而在硅基板形成抗蚀刻层（例如，包含SiN的氮化膜），一面藉由使氟系气体等离子体化而对硅基板进行蚀刻。
在藉由等离子体化的氮气而形成抗蚀刻层的情形时，与藉由等离子体化的氧气而形成抗蚀刻层的情形相比，在对屏蔽正下部基蚀的方向上易于进行蚀刻。因此，在藉由等离子体化的氮气而形成抗蚀刻层的情形时，难以形成弯曲形状。
又，在藉由等离子体化的氮气而形成抗蚀刻层的情形时，藉由等离子体化的氮气与硅原子的化学反应而形成在硅基板表面的抗蚀刻层难以如沈积在硅基板表面的聚合膜般抗蚀刻层的层厚变得不均一，藉此，藉由蚀刻而形成的蚀刻结构的表面的凹凸较少而较为平滑。又，一般而言，使用藉由氮气而形成的抗蚀刻层，相较于使用藉由氧气而形成的抗蚀刻层，表面的凹凸较少而较为平滑。
以如此方式对硅基板进行蚀刻，从而在该硅基板形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构。
从而，根据本发明的等离子体蚀刻方法，可形成无弯曲形状且表面平滑的锥形的蚀刻结构。
又，在所述的构成中，亦较佳为藉由调整蚀刻时的氮气的供给流量或蚀刻时的腔室内的压力而控制所形成的蚀刻结构的锥状态。此处，蚀刻结构的锥状态除所形成的锥形状以外，也包括其表面粗糙度。
再者，所谓表面粗糙度是依据JIS标准而由「自对象物的表面随机地抽取的各部分的表示表面粗糙度的参数即算术平均粗糙度（Ra）、最大高度（Ry）、十点平均粗糙度（Rz）、凹凸的平均间隔（Sm）、局部山顶的平均间隔（S）及负荷长度率（tp）」的一或其组合所表示的概念。
根据所述的构成，可藉由变更相对易调整的制程条件而简便地控制锥状态。藉此，可形成无弯曲形状且表面平滑的锥形的蚀刻结构。
且说，在藉由等离子体化的氮气而形成抗蚀刻层的情形时，与藉由等离子体化的氧气而形成抗蚀刻层的情形相比，抗蚀刻层的强度较低，因此，易于向蚀刻结构的宽度方向进行蚀刻，而难以向蚀刻结构的深度方向进行蚀刻。因此，有时朝向蚀刻结构的深度方向的蚀刻速度变慢，而无法获得固定水平以上的蚀刻速度。
因此，在该情形时，优选在实施使所述氟系气体及氮气等离子体化而对所述硅基板进行蚀刻的步骤即第一步骤之后，实施第二步骤，即，使用氟系气体及氧系气体作为所述处理气体，使该些气体等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氧系气体在所述硅基板形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对所述硅基板进行蚀刻。氟系气体与氧系气体的等离子体化既可同时，也可不同时。
如此一来，在藉由等离子体化的氧系气体而形成抗蚀刻层时，相较在藉由等离子体化的氮气而形成抗蚀刻层时，抗蚀刻层的强度变高，因此，相较于蚀刻结构的宽度方向，易于向蚀刻结构的深度方向进行蚀刻，就该情况而言，可更高效地进行朝向深度方向的蚀刻。
此时，第一步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁是利用藉由氮气的等离子体化而形成的抗蚀刻层进行保护，以防止成为弯曲形状，又，第二步骤中的藉由蚀刻而新形成的侧壁是一面利用藉由氧系气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层（例如，包含SiO2的氧化膜）进行保护，一面进行蚀刻。又，藉由等离子体化的氧系气体与硅原子的化学反应而在硅基板表面形成抗蚀刻层，故而难以如沈积在硅基板表面的聚合膜般抗蚀刻层的层厚变得不均一，藉此，第二步骤中所形成的蚀刻结构的表面也成为凹凸较少而较为平滑者。
若如此般以两个阶段进行蚀刻，对第一步骤中所形成的蚀刻结构，在第二步骤中进一步向深度方向进行蚀刻，则如上所述，除可形成无弯曲形状而表面平滑的锥形的蚀刻结构以外，也可获得更快的蚀刻速度，就该情况而言，即便为深度较深的蚀刻结构，也可在更短时间内结束蚀刻。
又，藉由氮气的等离子体化而形成抗蚀刻层的第一步骤，相较于藉由氧系气体的等离子体化而形成抗蚀刻层的第二步骤，易于向蚀刻结构的宽度方向进行蚀刻，就该情况而言，在依序实施所述第一步骤及第二步骤的情形时，若第一步骤的处理时间较长，则在蚀刻结构的宽度方向进行相应程度的蚀刻，在第一步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁、与第二步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁的边界易产生阶差。
因此，较佳为将所述第一步骤的处理时间设为4秒以上。如此一来，则可在第一步骤中充分地进行朝向宽度方向的蚀刻，而获得防止弯曲形状的锥形的蚀刻结构。而且，较佳为将所述第一步骤的处理时间设为10秒以下。如此一来，则可将第一步骤中所形成的蚀刻结构的朝向宽度方向的蚀刻抑制在固定范围内，从而使其侧壁与第二步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁的阶差难以产生（即便产生，也为极微小）。
再者，作为所述氟系气体，例如可列举SF6气体或CF4气体，作为所述氧系气体，例如可列举O2气体。
[发明的效果]
如上所述，根据本发明的等离子体蚀刻方法，在硅基板形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的孔或槽时，使氟系气体及氮气等离子体化，一面藉由等离子体化的氮气在硅基板形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对硅基板进行蚀刻，因此，可防止弯曲形状而形成表面平滑的锥形的蚀刻结构（锥形蚀刻结构）。
附图说明
图1是表示用以实施本发明的一实施形态的等离子体蚀刻方法的蚀刻装置的概略构成的剖面图。
图2是用以说明本实施形态的表面粗糙度的测定方法的说明图。
图3是用以说明本实施形态的等离子体蚀刻方法的说明图。
图4是用以说明第一蚀刻步骤的处理时间较长的情形时产生的问题点的剖面图。
图5（a）是表示实施例1的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图5（b）是表示实施例1的锥形蚀刻结构的上部的显微镜照片。
图5（c）是表示实施例1的锥形蚀刻结构的底部的显微镜照片。
图6（a）是表示比较例1的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图6（b）是表示比较例1的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图6（c）是表示比较例1的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图7是表示实施例2的锥形蚀刻结构的剖面的显微镜照片。
图8是表示比较例2的蚀刻结构的剖面的显微镜照片。
图9是汇总实施例1及2、比较例1及2的实验条件的表。
图10（a）是表示变更所供给的氮气的流量的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图10（b）是放大图10（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图11（a）是表示变更所供给的氮气的流量的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图11（b）是放大图11（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图12（a）是表示变更所供给的氮气的流量的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图12（b）是放大图12（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图13（a）是表示变更所供给的氮气的流量的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图13（b）是放大图13（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图14（a）是表示变更所供给的氮气的流量的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图14（b）是放大图14（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图15是汇总图10～图14的实验结果的表。
图16（a）是表示变更腔室内的压力的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图16（b）是放大图16（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图16（c）是放大图16（b）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图17（a）是表示变更腔室内的压力的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图17（b）是放大图17（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图17（c）是放大图17（b）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图18（a）是表示变更腔室内的压力的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图18（b）是放大图18（a）的锥形蚀刻结构的上部侧面的显微镜照片。
图18（c）是放大图18（b）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图19是汇总图16～图18的实验结果的表。
图20是用以说明锥形蚀刻结构剖面的锥角度的确定方法的示意图。
图21（a）是表示变更平台功率的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图21（b）是放大图21（a）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图22（a）是表示变更平台功率的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图22（b）是放大图22（a）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图23（a）是表示变更平台功率的实验中的锥形蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片。
图23（b）是放大图23（a）的锥形蚀刻结构的侧面的显微镜照片。
图24是汇总图21～图23的实验结果的表。
具体实施方式
[1.装置的构成]
以下，根据随附图式对本发明的具体实施形态进行说明。
首先，根据图1对用以实施本发明的一实施形态的等离子体蚀刻方法的蚀刻装置1进行说明。如图1所示，该蚀刻装置1包含：处理腔室11，其具有封闭空间；基台15，其升降自如地配设在处理腔室11内，且载置有硅基板K；升降气缸18，其使基台15升降；排气装置20，其对处理腔室11内的压力进行减压；气体供给装置25，其将处理气体供给至处理腔室11内；等离子体生成装置30，其使供给至处理腔室11内的处理气体等离子体化；及电源35，其将高频或低频电力供给至基台15。
所述处理腔室11是由具有相互连通的内部空间的下腔室12及上腔室13所构成，上腔室13是较下腔室12更小地形成。所述基台15是由载置有硅基板K的上构件16、及连接有升降气缸18的下构件17所构成，且配置在下腔室12内。
所述排气装置20包含连接在下腔室12的侧面的排气管21，经由排气管21对处理腔室11内的气体进行排气而使处理腔室11的内部为特定压力。
所述气体供给装置25包含：气体供给部26，其供给SF6气体；气体供给部27，其供给N2气体；气体供给部28，其供给O2气体；及供给管29，其一端连接在上腔室13的上表面，另一端分支而分别连接在各气体供给部26、27、28；且，将SF6气体、N2气体、O2气体自各气体供给部26、27、28经由供给管29分别供给至处理腔室11内。
所述SF6气体、N2气体、O2气体是分别作为所述处理气体而供给至处理腔室11内者，也可供给例如CF4气体等氟系气体以代替所述SF6气体。
所述等离子体生成装置30是由沿上下并排设置在上腔室13的外周部的呈数个环状的线圈31、及将高频电力供给至各线圈31的高频电源32所构成，藉由利用高频电源32将高频电力供给至线圈31而使供给至上腔室13内的SF6气体、N2气体及O2气体等离子体化。
所述电源35是藉由将高频电力供给至基台15而在基台15与等离子体之间产生电位差（偏压电位），使藉由SF6气体的等离子体化而生成的离子入射至硅基板K。
[2.蚀刻结构的形成]
其次，对使用以所述方式构成的蚀刻装置1而在硅基板K形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构的等离子体蚀刻方法进行说明。
首先，在实施将硅基板K搬入至蚀刻装置1内并载置于基台15上的搬入步骤后，以例如4秒以上且10秒以下的时间实施使SF6气体及N2气体的混合气体等离子体化而对基台15上的硅基板K进行蚀刻的第一蚀刻步骤。
在该第一蚀刻步骤中，将SF6气体及N2气体自气体供给部26、27分别供给至处理腔室11内，藉由排气装置20使处理腔室11内为特定压力，并藉由高频电源32、35而将高频电力分别供给至线圈31及基台15。再者，作为N2气体的较佳供给流量，例如为SF6气体的供给流量的0.75倍以上且1倍以下。又，如根据下述的实验结果所获得般，为使锥形蚀刻结构的表面粗糙度变得良好，较佳为将N2气体的供给流量设为100～400sccm的范围内。
供给至处理腔室11内的SF6气体及N2气体被等离子体化，藉由等离子体化的SF6气体对硅基板K进行蚀刻，且藉由等离子体化的N2气体在硅基板K形成抗蚀刻层。又，如根据下述的实验结果所获得般，为使锥形蚀刻结构的表面粗糙度变得良好，较佳为将处理腔室11内的压力设为12Pa～25Pa的范围内。
在以下的实施例中，在计算表面粗糙度时，如图2所示，根据显微镜的剖面照片，依据JIS定义的最大高度Ry，测定适当的基准长度内的山顶线与谷底线的间隔并进行评价。其中，权利要求书中的「表面粗糙度」并不限定在利用该实施例中的评价方法所获得者，而可采用遵循所述JIS标准的任意者。
具体而言，使自SF6气体所生成的自由基与硅原子进行化学反应，或者同样地自SF6气体所生成的离子藉由偏压电位而入射至硅基板K，藉此对硅基板K进行蚀刻，藉由自N2气体所生成的离子与硅原子进行化学反应，而使例如包含SiN的氮化膜作为抗蚀刻层形成在硅基板K的表面。如此，同时进行硅基板K的蚀刻与抗蚀刻层的形成，一面藉由抗蚀刻层而进行保护，一面进行硅基板K的蚀刻。
此处，在藉由等离子体化的N2气体而形成抗蚀刻层的情形时，与藉由等离子体化的O2气体而形成抗蚀刻层的情形相比，抗蚀刻层的强度较低，因此，在对屏蔽正下部基蚀的方向易于进行蚀刻。其结果为，弯曲形状难以形成而容易地获得良好的形状的锥形蚀刻结构。
又，由于藉由等离子体化的N2气体与硅原子的化学反应而形成抗蚀刻层，故而难以如沈积在硅基板K表面的聚合膜般抗蚀刻层的层厚变得不均一，藉此，藉由蚀刻而形成的蚀刻结构的表面的凹凸较少而较为平滑。
而且，当该第一蚀刻步骤结束时，硅基板K成为例如图3（a）所示的形状。再者，在该图3（a）中，符号M表示屏蔽，符号H表示蚀刻结构。
其后，实施使SF6气体及O2气体的混合气体等离子体化而对基台15上的硅基板K进行蚀刻的第二蚀刻步骤，对第一蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构，在第二蚀刻步骤中进一步在深度方向进行蚀刻。
在该第二蚀刻步骤中，将SF6气体及O2气体自气体供给部26、28分别供给至处理腔室11内，藉由排气装置20使处理腔室11内为特定压力，并藉由高频电源32、35将高频电力分别供给至线圈31及基台15。再者，作为O2气体的较佳供给流量，例如为SF6气体的供给流量的0.75倍以上且1倍以下。
供给至处理腔室11内的SF6气体及O2气体等离子体化，藉由等离子体化的SF6气体对硅基板K进行蚀刻，且藉由等离子体化的O2气体在硅基板K形成抗蚀刻层。
具体而言，如上所述般，使自SF6气体所生成的自由基与硅原子进行化学反应，或者同样地自SF6气体所生成的离子藉由偏压电位而入射至硅基板K，藉此对硅基板K进行蚀刻，藉由自O2气体生成的离子与硅原子进行化学反应，而使例如包含SiO2的氧化膜作为抗蚀刻层形成在硅基板K的表面。如此，在第二蚀刻步骤中，硅基板K的蚀刻与抗蚀刻层的形成也同时进行，一面藉由抗蚀刻层进行保护，一面进行硅基板K的蚀刻。
此处，在第二蚀刻步骤中，使用O2气体代替N2气体的理由如下。即，其理由在于：在藉由等离子体化的N2气体而形成抗蚀刻层的情形时，与藉由等离子体化的O2气体而形成抗蚀刻层的情形相比，易于向蚀刻结构的宽度方向进行蚀刻，而难以向蚀刻结构的深度方向进行蚀刻，因此，有时朝向蚀刻结构的深度方向的蚀刻速度会变慢，而无法获得固定水平以上的蚀刻速度。
因此，若使用O2气体，则可更高效地在深度方向进行蚀刻。此时，第一蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁受到藉由N2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护，从而可预防成为弯曲形状。
而且，第二蚀刻步骤中的藉由蚀刻而新形成的侧壁是一面受到藉由O2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护，一面进行蚀刻。又，由于进而藉由等离子体化的O2气体与硅原子的化学反应而在硅基板K形成抗蚀刻层的表面，故而难以如沈积在硅基板K表面的聚合膜般抗蚀刻层的层厚变得不均一，藉此，第二蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构的表面也为凹凸较少且较为平滑者。
而且，当该第二蚀刻步骤结束时，硅基板K成为例如图3（b）所示的形状。再者，在该图3（b）中，符号M表示屏蔽，符号H表示蚀刻结构。
如此般依序实施第一蚀刻步骤及第二蚀刻步骤，当在硅基板K形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构时，实施将硅基板K搬出至外部的搬出步骤。
如此，根据本例的等离子体蚀刻方法，当在硅基板K形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构时，依序实施使SF6气体及N2气体的混合气体等离子体化而对硅基板K进行蚀刻的第一蚀刻步骤、及使SF6气体及O2气体的混合气体等离子体化而对硅基板K进行蚀刻的第二蚀刻步骤，因此，可形成无弯曲形状且表面平滑的锥形的蚀刻结构。
又，在第二蚀刻步骤中，由于可在蚀刻结构的深度方向以较快的蚀刻速度进行蚀刻，故而，即便为深度较深的蚀刻结构，也可在更短时间内结束蚀刻。
又，由于将第一蚀刻步骤的处理时间设为4秒以上且10秒以下的范围，故而可防止第一蚀刻步骤的处理时间变长。其原因在于：藉由N2气体的等离子体化而形成抗蚀刻层的第一蚀刻步骤，相较于藉由O2气体的等离子体化而形成抗蚀刻层的第二蚀刻步骤，难以向蚀刻结构H的深度方向进行蚀刻，而易于向蚀刻结构H的宽度方向进行蚀刻，就该情况而言，若第一蚀刻步骤的处理时间较长，则会产生如下问题：向蚀刻结构H的宽度方向进行相应程度的蚀刻，在第一蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构H的侧壁、与第二蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构H的侧壁的边界易产生阶差S（参照图4）。因此，藉由所述方式，可将向蚀刻结构H的宽度方向的蚀刻抑制在固定范围内，从而可使阶差S难以产生（即便产生，也为极微小）。
顺带而言，作为实施例1，应用本例的等离子体蚀刻方法对硅基板K进行蚀刻，在该硅基板K形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的孔，此时如图5的显微镜照片所示，未形成弯曲形状且表面不粗糙，而形成平滑的表面的锥形蚀刻结构。具体而言，侧壁的表面粗糙度为0.15μm，且锥角度为84°。再者，第一蚀刻步骤的处理条件是将处理时间设为0.08分钟，将处理腔室11内的压力设为12Pa，将供给至线圈31的高频电力设为2500W，将供给至基台15的电力设为85W，将SF6气体的供给流量设为200sccm，将N2气体的供给流量设为150sccm；第二蚀刻步骤的处理条件是将处理时间设为3分钟，将处理腔室11内的压力设为12Pa，将供给至线圈31的高频电力设为2500W，将供给至基台15的电力设为85W，将SF6气体的供给流量设为200sccm，将O2气体的供给流量设为150sccm。又，图5（a）是表示所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图5（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的上部的显微镜照片，图5（c）是放大而表示所形成的蚀刻结构的底部的显微镜照片。
又，作为比较例1，依序实施将处理时间设为3.5分钟、将处理腔室11内的压力设为12Pa、将供给至线圈31的高频电力设为2500W、将供给至基台15的电力设为15W、将SF6气体的供给流量设为240sccm、将O2气体的供给流量设为120sccm、将C4F8气体的供给流量设为180sccm的处理条件的第一蚀刻步骤，与将处理时间设为5.5分钟、将处理腔室11内的压力设为12Pa、将供给至线圈31的高频电力设为2500W、将供给至基台15的电力设为85W～140W、将SF6气体的供给流量设为200sccm、将O2气体的供给流量设为150sccm的处理条件的第二蚀刻步骤，此时如图6所示，形成有开口部（上部）表面粗糙的孔。具体而言，侧壁上部的表面粗糙度为0.3μm。再者，图6（a）是表示所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图6（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的上部的显微镜照片，图6（c）是放大而表示所形成的蚀刻结构的底部的显微镜照片。
又，作为实施例2，在将处理时间设为3分钟、将处理腔室11内的压力设为12Pa、将供给至线圈31的高频电力设为2500W、将供给至基台15的电力设为85W、将SF6气体的供给流量设为200sccm、将N2气体的供给流量设为150sccm的处理条件下对硅基板K进行蚀刻，此时如图7的显微镜照片所示，表面并不粗糙，而形成有平滑的表面的孔。
另一方面，作为比较例2，在将处理时间设为6.5分钟、将处理腔室11内的压力设为12Pa、将供给至线圈31的高频电力设为3500W、将供给至基台15的电力设为100W、将SF6气体的供给流量设为180sccm、将O2气体的供给流量设为80sccm的处理条件下对硅基板K进行蚀刻，此时如图8的显微镜照片所示，在孔的侧壁形成有弯曲形状。
如根据所述比较例1所知，若利用藉由C4F8气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，则使用C4F8气体的第一蚀刻步骤中所形成的蚀刻结构的侧壁表面（孔的上部侧壁表面）粗糙。如根据所述比较例2所知，若自当初便利用藉由O2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，则会形成弯曲形状。
另一方面，如根据所述实施例1及2所知，若利用藉由N2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，则可形成无弯曲形状且表面平滑的锥形蚀刻结构（所谓锥，若为上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的形状，则包括碗状等所有前端渐细形态）。又，根据所述实施例2可知，若利用藉由N2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，则可形成表面平滑的蚀刻结构。
根据该些实施例1及2、比较例1及比较例2也为明确的是，若利用藉由N2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，则不会形成弯曲形状且表面不粗糙，而形成平滑的表面的锥形蚀刻结构。为便于参照，给出实施例1及2、比较例1及2的条件表以作为图9。
[3.N2气体蚀刻时的制程条件的合理化]
所述说明了利用藉由N2气体的等离子体化而形成的抗蚀刻层保护侧壁，可藉此而形成无弯曲形状且表面平滑的锥形蚀刻结构的方法，本案发明者等人进行进一步锐意研究的结果为，藉由实验发现，所形成的锥形蚀刻结构的状态（包括形状及其表面粗糙度）也会根据藉由N2气体的流量或反应腔室的压力而变化较大。该情形意味着，在使用N2气体的蚀刻时，可藉由使该些制程条件合理化而控制锥状态。以下，对该实验结果进行说明。
[3-1.第3实施例]
首先，作为实施例3，本案发明者等人藉由使N2气体蚀刻时所供给的N2的量发生变化，而实验锥状态如何变化。
图10～图14是表示将其它制程条件设为相同且逐渐增加N2气体的流量时蚀刻结构的情况如何变化的显微镜照片。各图（b）是放大各图（a）的侧壁部分的显微镜照片，表面粗糙的情况相对容易看清。各图所共通的制程条件，是蚀刻处理时间为7分钟，处理腔室11内的压力为12Pa，基台温度为10℃，供给至线圈31的高频电力为2500W，供给至基台15的电力为50W，SF6气体的供给流量为300sccm。而且，本案发明者等人是使N2气体的供给流量在50～400sccm的范围内变化。
图10（a）是表示将N2气体的供给流量设为50sccm时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图10（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片。根据图10（b）的情况，可看清蚀刻结构侧部的表面粗糙。该图中的表面粗糙度的测量结果为154nm，且蚀刻速率为16.2μm/min。
图11（a）是表示将N2气体的供给流量设为100sccm时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图11（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为75nm，且蚀刻速率为14.6μm/min。
图12（a）是表示将N2气体的供给流量设为200sccm时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图12（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为71nm，且蚀刻速率为12.3μm/min。
图13（a）是表示将N2气体的供给流量设为300sccm时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图13（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为54nm，蚀刻速率为12.1μm/min。
图14（a）是表示将N2气体的供给流量设为400sccm时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图14（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为60nm，蚀刻速率为12.7μm/min。
将图10至图14的实验结果汇总于表中而成者为图15。若观察图15，则可知随着N2气体的供给流量增加，表面粗糙度大致减小。考虑其原因在于：藉由更多的N2气体的等离子体化而形成抗蚀刻层，藉此而进行蚀刻结构的侧壁保护。若在100～400sccm的范围内调整N2气体的供给流量，则与将N2气体的流量设为50sccm的情形相比，可获得一半以下的良好的表面粗糙度的值，从而较佳。再者，考虑随着N2气体的供给流量增加，蚀刻速率存在下降的倾向的原因在于SF6气体稀释于N2气体中。
[3-2.第4实施例]
其次，作为实施例4，本案发明者等人是藉由在N2气体蚀刻时使腔室内的压力变化，而实验锥状态如何变化。
图16～图18是表示将其它制程条件设为相同且逐渐增加N2气体蚀刻时的腔室内压力时蚀刻结构的情况如何变化的显微镜照片。各图（a）是表示所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，各图（b）是放大所形成的蚀刻结构的上部的显微镜照片，各图（c）是放大而表示所形成的蚀刻结构的底部的显微镜照片。
图16～图18中共通的制程条件是蚀刻处理时间设为4分钟，基台温度设为10℃，供给至线圈31的高频电力设为2500W，供给至基台15的电力设为10W，SF6气体的供给流量设为200sccm，N2气体的供给流量设为300sccm。而且，本案发明者等人使处理腔室11内的压力于12～25Pa之间变化。
图16（a）是表示将处理腔室11内的压力设为12Pa时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图16（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片，图16（c）是进一步放大而表示图16（b）的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为44nm，蚀刻速率为10.1μm/min。
图17（a）是表示将处理腔室11内的压力设为16Pa时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图17（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片，图17（c）是进一步放大而表示图17（b）的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为67nm，蚀刻速率为10.4μm/min。
图18（a）是表示将处理腔室11内的压力设为25Pa时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图18（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的侧壁的显微镜照片，图18（c）是进一步放大而表示图18（b）的侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为83nm，蚀刻速率为10.9μm/min。
将图16至图18的实验结果汇总于表中而成者为图19。若观察图19，则可知，在将处理腔室11内的压力设为12Pa～25Pa时，随着压力增高，表面粗糙度的值变大，但在任意压力下，均可获得未达100nm的相对良好的表面粗糙度。
再者，难以根据各图的显微镜照片直接看清微妙的锥形状，但自图16至图18，随着腔室内压力增高，锥的形状是变得更为直线性，因此就其进行说明。作为其前提，是预先使用图20而说明锥角度的确定方法。
图20是表示蚀刻结构（锥形蚀刻结构）的剖面的示意图。如该图所示，蚀刻结构的侧壁部（锥部）通常是画弧线，在该锥部划切线L，分别由ΔX定义蚀刻结构的端部（上端部与下端部即底部的两处）自该切线L离开何种程度。而且，调整切线L的角度以使蚀刻结构物的上端的ΔX1与下端（底部）的ΔX2相等，将该切线L与水平线所成的角度称为θ，并将其定义为锥角度。
若就图16～图18验证如此般定义的锥角度，则在图16的情形时为57.4度（ΔX＝11μm），在图17的情形时为56.8度（ΔX＝8μm），在图18的情形时为54.1度（ΔX＝7μm）。即，可看清，自图16至图18，随着腔室内压力增高，切线L与蚀刻结构物的上端及下端（底部）的距离变小。
考虑自图16至图18藉由增加腔室内压力而使锥角度θ的角度变小的原因在于：由于是藉由增高腔室内压力而全方位地进行蚀刻，故而，相对而言，相较蚀刻结构的深度方向，朝向宽度方向的蚀刻速度有所提升。
再者，在本说明书中，所谓锥，若为上部开口宽度较宽、底部宽度较窄的形状，则包括碗状等所有前端渐细形态，较佳的锥角度根据实施态样或用途而为多种。在半导体制造制程等中，就典型性而言，较佳为锥角度具有50～60度左右且尽可能接近直线状的锥。如此，在较佳为直线状锥的情形时，若在图16～图18之中进行比较，则较佳为ΔX的值较小且具有更为直线性的锥形状的图18者。
[3-3.第5实施例]
接着，作为实施例5，本案发明者等人是对如下情形进行了实验：在逐渐增加N2气体蚀刻时供给至基台15的电力（平台功率）时，锥状态如何变化。
图21～图23是表示将其它制程条件设为相同且逐渐增加供给至基台15的电力（平台功率）时蚀刻结构的情况如何变化的显微镜照片。各图（a）是表示所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，各图（b）是放大所形成的蚀刻结构的上部的显微镜照片。
各图中共通的制程条件是蚀刻处理时间设为7分钟，处理腔室11内的压力设为12Pa，基台温度设为10℃，供给至线圈31的高频电力设为2500W，SF6气体的供给流量设为200sccm，N2气体的供给流量设为300sccm。而且，本案发明者等人是使供给至基台15的电力在30～70W为止发生变化。
图21（a）是表示将供给至基台15的电力设为30W时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图21（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的上部侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为76nm，蚀刻速率为18.0μm/min。
图22（a）是表示将供给至基台15的电力设为50W时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图22（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的上部侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为54nm，蚀刻速率为12.1μm/min。
图23（a）是表示将供给至基台15的电力设为70W时所形成的蚀刻结构的剖面整体的显微镜照片，图23（b）是放大而表示所形成的蚀刻结构的上部侧壁的显微镜照片。该图中的表面粗糙度的测量结果为54nm，蚀刻速率为12.0μm/min。
将图21至图23的实验结果汇总于表中而成者为图24。在所述实施例4的实验中，是将供给至基台15的电力（平台功率）设为10W，但如图21～图23所示可知，如本实施例，即便在30～70W的范围内，也可获得表面粗糙度、形状均良好的锥形蚀刻结构。
如上所述，本案发明者等人藉由实验发现，所形成的锥形蚀刻结构的状态（包括形状及其表面粗糙度）也根据N2气体的流量或反应腔室的压力而变化较大。该情形意味着，在使用N2气体的蚀刻时，可藉由使该些制程条件合理化而控制锥状态。
以上，对本发明的一实施形态进行了说明，但本发明中可采取的具体态样丝毫不限定在此。
在上例中，依序实施所述第一蚀刻步骤及第二蚀刻步骤，但并不限定在此，在应形成的蚀刻结构的深度较浅时，可仅实施所述第一蚀刻步骤，并省略所述第二蚀刻步骤。
又，在上例中，表示了N2气体的流量及反应腔室的压力等在N2气体蚀刻时合理化较佳的制程条件，合理化的制程条件并不限定于该些，也可为平台功率或其它制程条件、或者数个制程条件的任意的组合。
又，使用所述蚀刻装置1而实施本发明的等离子体蚀刻方法，但在该等离子体蚀刻方法的实施时，也可使用包含其它结构的蚀刻装置。
[符号的说明]
1：蚀刻装置
11：处理腔室
15：基台
20：排气装置
25：气体供给装置
26、27、28：气体供给部
30：等离子体生成装置
31：线圈
32：线圈用高频电源
35：电源
K：硅基板
M：屏蔽
H：蚀刻结构
Claims (9)
1.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于：使处理气体等离子体化对硅基板进行蚀刻，而在该硅基板上形成上部开口宽度较宽且底部宽度较窄的锥形的蚀刻结构者，且，
使用氟系气体及氮气作为所述处理气体，使该些气体等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氮气在所述硅基板形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对所述硅基板进行蚀刻。
2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，藉由调整所述蚀刻时的氮气的供给流量而控制所形成的蚀刻结构的锥状态。
3.根据权利要求2所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所谓所述锥状态是指该锥区域的表面粗糙度。
4.根据权利要求2所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所述氮气的供给流量处于100～400sccm的范围内。
5.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，藉由调整所述蚀刻时的腔室内的压力而控制所形成的蚀刻结构的锥状态。
6.根据权利要求5所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所谓所述锥状态是指该锥区域的表面粗糙度。
7.根据权利要求5所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所述腔室内的压力为12Pa～25Pa。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，在实施使所述氟系气体及氮气等离子体化而对所述硅基板进行蚀刻的步骤即第一步骤之后，
实施如下第二步骤，即，使用氟系气体及氧系气体作为所述处理气体，使该些气体等离子体化，并且一面藉由等离子体化的氧系气体而在所述硅基板形成抗蚀刻层，一面藉由等离子体化的氟系气体对所述硅基板进行蚀刻。
9.根据权利要求8所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，将所述第一步骤的处理时间设为4秒以上且10秒以下的范围。
Applications Claiming Priority (3)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105047514A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-11 | 郑州大学 | 在玻璃表面等离子体刻蚀形成纹理结构的方法 |
| CN110491831A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 福建省福联集成电路有限公司 | 一种制作通孔的方法及制得的器件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5522966A (en) * | 1992-11-18 | 1996-06-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Dry etching process for semiconductor |
| US6303513B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-10-16 | Applied Materials, Inc. | Method for controlling a profile of a structure formed on a substrate |
| JP2006173293A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007266056A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050923A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-22 | Hitachi Ltd | プラズマ表面処理方法 |
| FR2616030A1 (fr) * | 1987-06-01 | 1988-12-02 | Commissariat Energie Atomique | Procede de gravure ou de depot par plasma et dispositif pour la mise en oeuvre du procede |
| JPH0289310A (ja) | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Fujitsu Ltd | シリコン層のエッチング方法 |
| US5015330A (en) * | 1989-02-28 | 1991-05-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Film forming method and film forming device |
| JP2995762B2 (ja) | 1989-10-26 | 1999-12-27 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP3024317B2 (ja) * | 1991-10-25 | 2000-03-21 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP3342412B2 (ja) * | 1997-08-08 | 2002-11-11 | 三洋電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6372151B1 (en) * | 1999-07-27 | 2002-04-16 | Applied Materials, Inc. | Storage poly process without carbon contamination |
| US6440870B1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method of etching tungsten or tungsten nitride electrode gates in semiconductor structures |
| US6589879B2 (en) * | 2001-01-18 | 2003-07-08 | Applied Materials, Inc. | Nitride open etch process based on trifluoromethane and sulfur hexafluoride |
| US6551941B2 (en) * | 2001-02-22 | 2003-04-22 | Applied Materials, Inc. | Method of forming a notched silicon-containing gate structure |
| JP4374823B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2009-12-02 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド単結晶の製造方法およびダイヤモンド単結晶基板の製造方法 |
| US6924235B2 (en) * | 2002-08-16 | 2005-08-02 | Unaxis Usa Inc. | Sidewall smoothing in high aspect ratio/deep etching using a discrete gas switching method |
| JP5041696B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2012-10-03 | パナソニック株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP5050743B2 (ja) | 2006-11-01 | 2012-10-17 | セイコーエプソン株式会社 | ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
| JP2009259863A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング処理装置及びドライエッチング方法 |
| JP2010021442A (ja) | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US20110207323A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | Robert Ditizio | Method of forming and patterning conformal insulation layer in vias and etched structures |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5522966A (en) * | 1992-11-18 | 1996-06-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Dry etching process for semiconductor |
| US6303513B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-10-16 | Applied Materials, Inc. | Method for controlling a profile of a structure formed on a substrate |
| JP2006173293A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007266056A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105047514A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-11 | 郑州大学 | 在玻璃表面等离子体刻蚀形成纹理结构的方法 |
| CN110491831A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 福建省福联集成电路有限公司 | 一种制作通孔的方法及制得的器件 |
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