JP2001144081A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対レジスト選択比を向上させるとともに，エ
ッチング形状を改善することの可能なエッチング方法を
提供する。 【解決手段】 気密な処理室１０４内に処理ガスを導入
し，処理室内に配置されたウェハＷに形成されたＳｉＯ
２層に対するエッチング方法は，処理ガスは少なくとも
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含み，処理ガスのＣ５Ｆ８と
ＣＨ２Ｆ2の流量比は実質的に，１／４≦（Ｃ５Ｆ８の
流量／ＣＨ２Ｆ２の流量）≦１／２であることを特徴と
する。Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いて
いるので，対レジスト選択比を向上させることができ
る。さらに，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に
１／４以上であると，形成される溝の縦筋やうねりによ
る形状異常をなくすことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２
の流量比が実質的に１／２以下であると，形成される溝
のボーイングによる形状異常をなくすことができる。
ッチング形状を改善することの可能なエッチング方法を
提供する。 【解決手段】 気密な処理室１０４内に処理ガスを導入
し，処理室内に配置されたウェハＷに形成されたＳｉＯ
２層に対するエッチング方法は，処理ガスは少なくとも
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含み，処理ガスのＣ５Ｆ８と
ＣＨ２Ｆ2の流量比は実質的に，１／４≦（Ｃ５Ｆ８の
流量／ＣＨ２Ｆ２の流量）≦１／２であることを特徴と
する。Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いて
いるので，対レジスト選択比を向上させることができ
る。さらに，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に
１／４以上であると，形成される溝の縦筋やうねりによ
る形状異常をなくすことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２
の流量比が実質的に１／２以下であると，形成される溝
のボーイングによる形状異常をなくすことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，エッチング方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】コンタクトホール等の溝を形成するドラ
イエッチングプロセスにおいては，プラズマ放電等によ
りフッ素を含む反応活性種を生成させるため，エッチン
グガスとしてフッ素原子を多く含有するガス，例えば，
ＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ８等が用いられ
ている。そしてこれらフッ素含有ガスに，主にガス流量
比制御のために用いられるＡｒや，主にぬけ性の向上，
すなわち，深さ方向のエッチングを促進するために用い
られるＯ２を混合させた処理ガスを用いてエッチング処
理が行われている。従来の処理ガスの組み合わせの代表
的なものには，ＣＨＦ３＋Ａｒ＋Ｏ２，ＣＨ２Ｆ２＋Ｃ
Ｆ４＋Ａｒ，Ｃ４Ｆ８＋ＣＨ２Ｆ２＋Ａｒ＋Ｏ２等が挙
げられる。
イエッチングプロセスにおいては，プラズマ放電等によ
りフッ素を含む反応活性種を生成させるため，エッチン
グガスとしてフッ素原子を多く含有するガス，例えば，
ＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ８等が用いられ
ている。そしてこれらフッ素含有ガスに，主にガス流量
比制御のために用いられるＡｒや，主にぬけ性の向上，
すなわち，深さ方向のエッチングを促進するために用い
られるＯ２を混合させた処理ガスを用いてエッチング処
理が行われている。従来の処理ガスの組み合わせの代表
的なものには，ＣＨＦ３＋Ａｒ＋Ｏ２，ＣＨ２Ｆ２＋Ｃ
Ｆ４＋Ａｒ，Ｃ４Ｆ８＋ＣＨ２Ｆ２＋Ａｒ＋Ｏ２等が挙
げられる。
【０００３】エッチング処理に用いられる上記フッ素含
有ガスのうち，ＣＨ２Ｆ２はもっとも頻繁に用いられる
ガスの一つである。これはＣＨ２Ｆ２の対レジスト選択
比が高いことに起因するものである。なお本明細書中，
対レジスト選択比とは，（エッチング対象膜の平均エッ
チング速度）／（フォトレジストのエッチング速度）で
表される値をいう。対レジスト選択比が低い処理ガスを
用いると，溝の開口部が広がるため好ましくない。
有ガスのうち，ＣＨ２Ｆ２はもっとも頻繁に用いられる
ガスの一つである。これはＣＨ２Ｆ２の対レジスト選択
比が高いことに起因するものである。なお本明細書中，
対レジスト選択比とは，（エッチング対象膜の平均エッ
チング速度）／（フォトレジストのエッチング速度）で
表される値をいう。対レジスト選択比が低い処理ガスを
用いると，溝の開口部が広がるため好ましくない。
【０００４】しかしながら，処理ガスにおけるＣＨ２Ｆ
２の流量比を高くすればその分対レジスト選択比も向上
するが，その反面，形成される溝の形状異常を生じてし
まうという問題があった。これは，プラズマ処理中にＣ
Ｈ２Ｆ２が解離してＨやＨＦが生成され，これらＨやＨ
Ｆによりホール近辺で等方性エッチングが行われてしま
うためであると考えられている。そこで，従来は，上述
のように，ＣＨ２Ｆ２にＣ４Ｆ８，Ａｒ，Ｏ２を混合さ
せた処理ガスを用いることでＣＨ２Ｆ２の流量比を調整
していた。
２の流量比を高くすればその分対レジスト選択比も向上
するが，その反面，形成される溝の形状異常を生じてし
まうという問題があった。これは，プラズマ処理中にＣ
Ｈ２Ｆ２が解離してＨやＨＦが生成され，これらＨやＨ
Ｆによりホール近辺で等方性エッチングが行われてしま
うためであると考えられている。そこで，従来は，上述
のように，ＣＨ２Ｆ２にＣ４Ｆ８，Ａｒ，Ｏ２を混合さ
せた処理ガスを用いることでＣＨ２Ｆ２の流量比を調整
していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで，ＣＨ２Ｆ２
の流量比を制御するためにＣ４Ｆ８を用いた場合には，
以下の問題点があった。まず第一に，形成される溝の形
状はある程度改善されるものの，依然としてボーイン
グ，縦筋，うねりといった形状異常が生じ，形状異常の
改善が十分ではないという問題点があった。また第二
に，溝の形状の改善という利点以上に，対レジスト選択
比の低下という欠点が大きいという問題点があった。実
際には，対レジスト選択比が３．０〜４．０程度と低く
なってしまい，溝の開口部が広がるという問題点があっ
た。
の流量比を制御するためにＣ４Ｆ８を用いた場合には，
以下の問題点があった。まず第一に，形成される溝の形
状はある程度改善されるものの，依然としてボーイン
グ，縦筋，うねりといった形状異常が生じ，形状異常の
改善が十分ではないという問題点があった。また第二
に，溝の形状の改善という利点以上に，対レジスト選択
比の低下という欠点が大きいという問題点があった。実
際には，対レジスト選択比が３．０〜４．０程度と低く
なってしまい，溝の開口部が広がるという問題点があっ
た。
【０００６】本発明は，従来のエッチング方法が有する
上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の第１
の目的は，対レジスト選択比を向上させることの可能
な，新規かつ改良されたエッチング方法を提供すること
である。さらに本発明の第２の目的は，エッチング形状
を改善することの可能な，新規かつ改良されたエッチン
グ方法を提供することである。
上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の第１
の目的は，対レジスト選択比を向上させることの可能
な，新規かつ改良されたエッチング方法を提供すること
である。さらに本発明の第２の目的は，エッチング形状
を改善することの可能な，新規かつ改良されたエッチン
グ方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，請求項１によれば，気密な処理室内に処理ガスを導
入し，処理室内に配置された被処理体に形成されたＳｉ
Ｏ２層に対するエッチング方法において，処理ガスは少
なくともＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含み，処理ガスのＣ
５Ｆ８とＣＨ２Ｆ2の流量比は実質的に，１／４≦（Ｃ
５Ｆ８の流量／ＣＨ２Ｆ２の流量）≦１／２であること
を特徴とするエッチング方法が提供される。
め，請求項１によれば，気密な処理室内に処理ガスを導
入し，処理室内に配置された被処理体に形成されたＳｉ
Ｏ２層に対するエッチング方法において，処理ガスは少
なくともＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含み，処理ガスのＣ
５Ｆ８とＣＨ２Ｆ2の流量比は実質的に，１／４≦（Ｃ
５Ｆ８の流量／ＣＨ２Ｆ２の流量）≦１／２であること
を特徴とするエッチング方法が提供される。
【０００８】かかるエッチング方法によれば，Ｃ５Ｆ８
とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いているので，対レ
ジスト選択比を向上させることが可能である。さらに，
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に１／４以上で
あると，形成される溝の縦筋やうねりによる形状異常を
なくすことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実
質的に１／２以下であると，形成される溝のボーイング
による形状異常をなくすことが可能である。
とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いているので，対レ
ジスト選択比を向上させることが可能である。さらに，
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に１／４以上で
あると，形成される溝の縦筋やうねりによる形状異常を
なくすことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実
質的に１／２以下であると，形成される溝のボーイング
による形状異常をなくすことが可能である。
【０００９】また，請求項２に記載のように，処理ガス
にＯ２を含むようにすれば，ぬけ性の向上，すなわち，
深さ方向のエッチングの促進を図ることが可能である。
にＯ２を含むようにすれば，ぬけ性の向上，すなわち，
深さ方向のエッチングの促進を図ることが可能である。
【００１０】なお，この場合，請求項３に記載のよう
に，処理ガスのＣ５Ｆ８の流量と，ＣＨ２Ｆ２の流量
と，Ｏ２の流量との関係は実質的に，（（Ｃ５Ｆ８の流
量＋ＣＨ ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の流量）＝１．５／１で
あることが最も望ましく，許容範囲は，請求項４に記載
のように，０．５／１≦（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ
２の流量）／Ｏ２の流量）≦３／１である。Ｏ２の流量
に対する（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）の比率
は，大きいほど抜け性が低下し，小さいほど向上する
が，小さくなるとボーイングが生じる。
に，処理ガスのＣ５Ｆ８の流量と，ＣＨ２Ｆ２の流量
と，Ｏ２の流量との関係は実質的に，（（Ｃ５Ｆ８の流
量＋ＣＨ ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の流量）＝１．５／１で
あることが最も望ましく，許容範囲は，請求項４に記載
のように，０．５／１≦（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ
２の流量）／Ｏ２の流量）≦３／１である。Ｏ２の流量
に対する（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）の比率
は，大きいほど抜け性が低下し，小さいほど向上する
が，小さくなるとボーイングが生じる。
【００１１】また，請求項５に記載のように，処理ガス
にＡｒを含むようにすれば，エッチング条件を容易に制
御できるため，溝の形状制御を容易に行うことができ
る。
にＡｒを含むようにすれば，エッチング条件を容易に制
御できるため，溝の形状制御を容易に行うことができ
る。
【００１２】また，請求項６に記載のように，（ＳｉＯ
２層の平均エッチング速度／フォトレジストのエッチン
グ速度）≧１０の条件，すなわち，対レジスト選択比が
１０以上となる条件範囲に限定してエッチングを行うこ
ともできる。
２層の平均エッチング速度／フォトレジストのエッチン
グ速度）≧１０の条件，すなわち，対レジスト選択比が
１０以上となる条件範囲に限定してエッチングを行うこ
ともできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかるエッチング方法の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
本発明にかかるエッチング方法の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
【００１４】（１）エッチング装置の構成 まず，図１を参照しながら，本実施の形態のエッチング
方法が適用されるエッチング装置１００について説明す
る。同図に示すエッチング装置１００の処理容器１０２
内には，処理室１０４が形成されており，この処理室１
０４内には，上下動自在なサセプタを構成する下部電極
１０６が配置されている。下部電極１０６の上部には，
高圧直流電源１０８に接続された静電チャック１１０が
設けられており，この静電チャック１１０の上面に被処
理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称す
る。）Ｗが載置される。さらに，下部電極１０６上に載
置されたウェハＷの周囲には，絶縁性のフォーカスリン
グ１１２が配置されている。また，下部電極１０６に
は，整合器１１８を介して高周波電源１２０が接続され
ている。
方法が適用されるエッチング装置１００について説明す
る。同図に示すエッチング装置１００の処理容器１０２
内には，処理室１０４が形成されており，この処理室１
０４内には，上下動自在なサセプタを構成する下部電極
１０６が配置されている。下部電極１０６の上部には，
高圧直流電源１０８に接続された静電チャック１１０が
設けられており，この静電チャック１１０の上面に被処
理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称す
る。）Ｗが載置される。さらに，下部電極１０６上に載
置されたウェハＷの周囲には，絶縁性のフォーカスリン
グ１１２が配置されている。また，下部電極１０６に
は，整合器１１８を介して高周波電源１２０が接続され
ている。
【００１５】また，下部電極１０６の載置面と対向する
処理室１０４の天井部には，多数のガス吐出孔１２２ａ
を備えた上部電極１２２が配置されている。上部電極１
２２と処理容器１０２との間には絶縁体１２３が設けら
れている。また，上部電極１２２には，整合器１１９を
介してプラズマ生成高周波電力を出力する高周波電源１
２１が接続されている。また，ガス吐出孔１２２ａに
は，ガス供給管１２４が接続され，さらにそのガス供給
管１２４には，図示の例では第１〜第４分岐管１２６，
１２８，１３０，１３１が接続されている。
処理室１０４の天井部には，多数のガス吐出孔１２２ａ
を備えた上部電極１２２が配置されている。上部電極１
２２と処理容器１０２との間には絶縁体１２３が設けら
れている。また，上部電極１２２には，整合器１１９を
介してプラズマ生成高周波電力を出力する高周波電源１
２１が接続されている。また，ガス吐出孔１２２ａに
は，ガス供給管１２４が接続され，さらにそのガス供給
管１２４には，図示の例では第１〜第４分岐管１２６，
１２８，１３０，１３１が接続されている。
【００１６】第１分岐管１２６には，開閉バルブ１３２
と流量調整バルブ１３４を介して，Ｃ５Ｆ８を供給する
ガス供給源１３６が接続されている。また，第２分岐管
１２８には，開閉バルブ１３８と流量調整バルブ１４０
を介して，ＣＨ２Ｆ２を供給するガス供給源１４２が接
続されている。さらに，第３分岐管１３０には，開閉バ
ルブ１４４と流量調整バルブ１４６を介して，Ａｒを供
給するガス供給源１４８が接続されている。さらに，第
４分岐管１３１には，開閉バルブ１５２と流量調整バル
ブ１５４を介して，Ｏ２を供給するガス供給源１５６が
接続されている。処理ガスに添加される不活性ガスは，
上記Ａｒに限定されず，処理室１０４内に励起されるプ
ラズマを調整することができるガスであればいかなる不
活性ガス，例えばＨｅ，Ｋｒなどでも採用することがで
きる。
と流量調整バルブ１３４を介して，Ｃ５Ｆ８を供給する
ガス供給源１３６が接続されている。また，第２分岐管
１２８には，開閉バルブ１３８と流量調整バルブ１４０
を介して，ＣＨ２Ｆ２を供給するガス供給源１４２が接
続されている。さらに，第３分岐管１３０には，開閉バ
ルブ１４４と流量調整バルブ１４６を介して，Ａｒを供
給するガス供給源１４８が接続されている。さらに，第
４分岐管１３１には，開閉バルブ１５２と流量調整バル
ブ１５４を介して，Ｏ２を供給するガス供給源１５６が
接続されている。処理ガスに添加される不活性ガスは，
上記Ａｒに限定されず，処理室１０４内に励起されるプ
ラズマを調整することができるガスであればいかなる不
活性ガス，例えばＨｅ，Ｋｒなどでも採用することがで
きる。
【００１７】また，処理容器１０２の下方には，不図示
の真空引き機構と連通する排気管１５０が接続されてお
り，その真空引き機構の作動により，処理室１０４内を
所定の減圧雰囲気に維持することができる。
の真空引き機構と連通する排気管１５０が接続されてお
り，その真空引き機構の作動により，処理室１０４内を
所定の減圧雰囲気に維持することができる。
【００１８】（２）ウェハの構成 次に，本実施の形態にかかるエッチング方法によりエッ
チング処理を施すウェハＷの構成について説明する。
チング処理を施すウェハＷの構成について説明する。
【００１９】本実施の形態で使用するウェハＷは，Ｓｉ
（シリコン）基板上に，エッチング対象である絶縁膜を
構成するシリコン系酸化膜，例えばＳｉＯ２膜が形成さ
れている。なお，ＳｉＯ２膜に代えて，ＢＰＳＧ（ボロ
ンとリンのシリケートグラス）や，ＰＳＧ（リンのシリ
ケートグラス）や，ＴＥＯＳ（テトラエトキシオルトシ
ラン）や，Ｔｈ−ＯＸ（サーマルオキサイド）や，ＳＯ
Ｇ（スピオングラス）などから成る絶縁膜を採用しても
良い。
（シリコン）基板上に，エッチング対象である絶縁膜を
構成するシリコン系酸化膜，例えばＳｉＯ２膜が形成さ
れている。なお，ＳｉＯ２膜に代えて，ＢＰＳＧ（ボロ
ンとリンのシリケートグラス）や，ＰＳＧ（リンのシリ
ケートグラス）や，ＴＥＯＳ（テトラエトキシオルトシ
ラン）や，Ｔｈ−ＯＸ（サーマルオキサイド）や，ＳＯ
Ｇ（スピオングラス）などから成る絶縁膜を採用しても
良い。
【００２０】また，ＳｉＯ２膜上には，所定のパターン
を有するエッチングマスクが形成されている。このエッ
チングマスクには，例えば，フォトレジスト膜層から成
るマスクを採用することができる。
を有するエッチングマスクが形成されている。このエッ
チングマスクには，例えば，フォトレジスト膜層から成
るマスクを採用することができる。
【００２１】次に，上述したエッチング装置１００を用
いて，本実施の形態にかかるエッチング方法によりウェ
ハＷにコンタクトホールを形成する場合のエッチング工
程について説明する。まず，予め所定温度に調整された
下部電極１０６上にウェハＷを載置し，該ウェハＷの温
度を処理に応じて−２０℃〜５０℃程度に維持する。例
えば，コンタクトホールの底部を−２０℃程度，開口部
を３０℃程度，側壁部を５０℃程度に維持する。また，
処理室１０４内の圧力雰囲気を処理に応じた所定の圧
力，例えば１０ｍＴｏｒｒ程度になるように，処理室１
０４内を真空引きする。
いて，本実施の形態にかかるエッチング方法によりウェ
ハＷにコンタクトホールを形成する場合のエッチング工
程について説明する。まず，予め所定温度に調整された
下部電極１０６上にウェハＷを載置し，該ウェハＷの温
度を処理に応じて−２０℃〜５０℃程度に維持する。例
えば，コンタクトホールの底部を−２０℃程度，開口部
を３０℃程度，側壁部を５０℃程度に維持する。また，
処理室１０４内の圧力雰囲気を処理に応じた所定の圧
力，例えば１０ｍＴｏｒｒ程度になるように，処理室１
０４内を真空引きする。
【００２２】次いで，本実施の形態にかかる処理ガス，
すなわちＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とＡｒとＯ２とを混合し
た処理ガスを，ガス供給管１２４に介挿された流量調整
バルブ１３４，１４０，１４６，１５４により上記各ガ
スの流量を調整しながら処理室１０４内に導入する。こ
の際，処理ガスのＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ2の流量比は，実
質的に１／４以上１／２以下になるように，さらに好ま
しくは実質的に１／２になるようにガス流量を調整す
る。また，処理ガスのＣ５Ｆ８の流量と，ＣＨ２Ｆ２の
流量と，Ｏ２の流量との関係は実質的に，０．５／１≦
（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の流
量）≦３／１になるように，さらに好ましくは，実質的
に，（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の
流量）＝１．５／１になるようにガス流量を調整する。
例えば，Ｃ５Ｆ８を１０ｓｃｃｍ程度，ＣＨ２Ｆ２を２
０ｓｃｃｍ程度，Ａｒを１５０ｓｃｃｍ程度，Ｏ２を２
０ｓｃｃｍ程度に調整する。
すなわちＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とＡｒとＯ２とを混合し
た処理ガスを，ガス供給管１２４に介挿された流量調整
バルブ１３４，１４０，１４６，１５４により上記各ガ
スの流量を調整しながら処理室１０４内に導入する。こ
の際，処理ガスのＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ2の流量比は，実
質的に１／４以上１／２以下になるように，さらに好ま
しくは実質的に１／２になるようにガス流量を調整す
る。また，処理ガスのＣ５Ｆ８の流量と，ＣＨ２Ｆ２の
流量と，Ｏ２の流量との関係は実質的に，０．５／１≦
（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の流
量）≦３／１になるように，さらに好ましくは，実質的
に，（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の
流量）＝１．５／１になるようにガス流量を調整する。
例えば，Ｃ５Ｆ８を１０ｓｃｃｍ程度，ＣＨ２Ｆ２を２
０ｓｃｃｍ程度，Ａｒを１５０ｓｃｃｍ程度，Ｏ２を２
０ｓｃｃｍ程度に調整する。
【００２３】次いで，下部電極１０６に対して，例えば
周波数が２ＭＨｚで，電力が１９００Ｗ程度の高周波電
力を印加する。また，上部電極１２２に対して，例えば
周波数が６０ＭＨｚ程度で，電力が１５００Ｗ程度の高
周波電力を印加する。これにより，処理室１０２内に高
密度プラズマが生成され，かかるプラズマによってウェ
ハＷの層間絶縁膜に，所定形状のコンタクトホールが形
成される。
周波数が２ＭＨｚで，電力が１９００Ｗ程度の高周波電
力を印加する。また，上部電極１２２に対して，例えば
周波数が６０ＭＨｚ程度で，電力が１５００Ｗ程度の高
周波電力を印加する。これにより，処理室１０２内に高
密度プラズマが生成され，かかるプラズマによってウェ
ハＷの層間絶縁膜に，所定形状のコンタクトホールが形
成される。
【００２４】本実施の形態は，以上のように構成されて
おり，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いて
いるので，対レジスト選択比を向上させることが可能で
ある。
おり，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含む処理ガスを用いて
いるので，対レジスト選択比を向上させることが可能で
ある。
【００２５】さらに，処理ガスのＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２
の流量比が実質的に１／４以上であると，形成されるコ
ンタクトホールの縦筋やうねりによる形状異常をなくす
ことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に
１／２以下であると，形成されるコンタクトホールのボ
ーイングによる形状異常をなくすことが可能である。
の流量比が実質的に１／４以上であると，形成されるコ
ンタクトホールの縦筋やうねりによる形状異常をなくす
ことができ，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比が実質的に
１／２以下であると，形成されるコンタクトホールのボ
ーイングによる形状異常をなくすことが可能である。
【００２６】さらに，処理ガスにＯ２を含むようにした
ので，ぬけ性の向上を図ることができる。さらにまた，
処理ガスにＡｒを含むようにしたので，エッチング条件
を容易に制御でき，コンタクトホールの形状制御を容易
に行うことができる。
ので，ぬけ性の向上を図ることができる。さらにまた，
処理ガスにＡｒを含むようにしたので，エッチング条件
を容易に制御でき，コンタクトホールの形状制御を容易
に行うことができる。
【００２７】
【実施例】次に，図２〜図３を参照しながら本発明にか
かるエッチング方法の実施例について説明する。なお，
本実施例は，上記実施の形態で説明したエッチング装置
１００を用いて，ウェハＷの層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを形成したものであるので，上記エッチング装置１
００及びウェハＷと略同一の機能及び構成を有する構成
要素については，同一の符号を付することにより重複説
明を省略する。また，エッチングプロセス条件は，以下
で特に示さない限り，上述した実施の形態と略同一に設
定されている。
かるエッチング方法の実施例について説明する。なお，
本実施例は，上記実施の形態で説明したエッチング装置
１００を用いて，ウェハＷの層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを形成したものであるので，上記エッチング装置１
００及びウェハＷと略同一の機能及び構成を有する構成
要素については，同一の符号を付することにより重複説
明を省略する。また，エッチングプロセス条件は，以下
で特に示さない限り，上述した実施の形態と略同一に設
定されている。
【００２８】図２を参照しながら，処理ガスを構成する
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比を変化させた場合の実施
例について説明する。本実施例（ａ）〜実施例（ｄ）
は，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比を，（ａ）１：５，
（ｂ）１：４，（ｃ）１：２，（ｄ）１：１，に調整し
てエッチング処理を行い，上述したウェハＷの層間絶縁
膜にコンタクトホールを形成した。本実施例の結果は，
図２及び次の表１に示した通りである。
Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比を変化させた場合の実施
例について説明する。本実施例（ａ）〜実施例（ｄ）
は，Ｃ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の流量比を，（ａ）１：５，
（ｂ）１：４，（ｃ）１：２，（ｄ）１：１，に調整し
てエッチング処理を行い，上述したウェハＷの層間絶縁
膜にコンタクトホールを形成した。本実施例の結果は，
図２及び次の表１に示した通りである。
【００２９】
【表１】
【００３０】（ａ）Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：５で
は，うねりＸ及び縦筋Ｙが生じており，好ましい形状と
は言えない。
は，うねりＸ及び縦筋Ｙが生じており，好ましい形状と
は言えない。
【００３１】（ｂ）Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：４で
は，縦筋Ｙが若干生じているがあまり問題ない。また，
対レジスト比も高く，良好である。
は，縦筋Ｙが若干生じているがあまり問題ない。また，
対レジスト比も高く，良好である。
【００３２】（ｃ）Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ８＝１：２で
は，ボーイング，縦筋，うねり等の形状異常が生じず好
ましい形状である。なお，同条件においては，図３に示
したように，（ｃ１）ウェハＷの中央部（センター），
（ｃ２）ウェハＷの中央部と端部の中間部（ミドル），
（ｃ３）ウェハＷの端部（エッジ）のいずれの箇所にお
いても良好な形状のコンタクトホールが形成されてい
る。
は，ボーイング，縦筋，うねり等の形状異常が生じず好
ましい形状である。なお，同条件においては，図３に示
したように，（ｃ１）ウェハＷの中央部（センター），
（ｃ２）ウェハＷの中央部と端部の中間部（ミドル），
（ｃ３）ウェハＷの端部（エッジ）のいずれの箇所にお
いても良好な形状のコンタクトホールが形成されてい
る。
【００３３】（ｄ）Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ８＝１：１で
は，開口部が広がってボーイングＺが生じている。ボー
イングＺは，配線の微細化が進む半導体素子においては
悪影響が大きいため形成されない方が好ましい。さら
に，対レジスト選択比も低くなってしまうため，この流
量比は好ましいとは言えない。
は，開口部が広がってボーイングＺが生じている。ボー
イングＺは，配線の微細化が進む半導体素子においては
悪影響が大きいため形成されない方が好ましい。さら
に，対レジスト選択比も低くなってしまうため，この流
量比は好ましいとは言えない。
【００３４】従って，本実施例における流量比の例の中
では，Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：４〜１：２（Ｃ５Ｆ
８とＣＨ２Ｆ２の流量比＝１／４〜１／２）が好まし
く，この流量比の範囲において，対レジスト選択比が１
０以上と大きく，同時にテーパー角が８８度以上と直角
に近い，所望形状のコンタクトホールが形成される。な
お，Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：２（Ｃ５Ｆ８とＣＨ２
Ｆ２の流量比＝１／２）の場合が最も好ましいと言え
る。
では，Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：４〜１：２（Ｃ５Ｆ
８とＣＨ２Ｆ２の流量比＝１／４〜１／２）が好まし
く，この流量比の範囲において，対レジスト選択比が１
０以上と大きく，同時にテーパー角が８８度以上と直角
に近い，所望形状のコンタクトホールが形成される。な
お，Ｃ５Ｆ８：ＣＨ２Ｆ２＝１：２（Ｃ５Ｆ８とＣＨ２
Ｆ２の流量比＝１／２）の場合が最も好ましいと言え
る。
【００３５】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かるエッチング方法の好適な実施形態について説明した
が，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
かるエッチング方法の好適な実施形態について説明した
が，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
【００３６】例えば，上記実施の形態において，Ｃ５Ｆ
８とＣＨ２Ｆ２とＡｒとＯ２とを混合した処理ガスを採
用した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構
成に限定されるものではない。例えば，ＡｒやＯ２を処
理ガスに採用しない場合や，Ａｒの代わりに他の不活性
ガスを添付した場合であっても，本発明を実施すること
ができる。すなわち，処理ガス中に少なくともＣ５Ｆ８
とＣＨ２Ｆ２が含まれていれば，本発明を実施すること
が可能である。
８とＣＨ２Ｆ２とＡｒとＯ２とを混合した処理ガスを採
用した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構
成に限定されるものではない。例えば，ＡｒやＯ２を処
理ガスに採用しない場合や，Ａｒの代わりに他の不活性
ガスを添付した場合であっても，本発明を実施すること
ができる。すなわち，処理ガス中に少なくともＣ５Ｆ８
とＣＨ２Ｆ２が含まれていれば，本発明を実施すること
が可能である。
【００３７】また，上記実施の形態および実施例におい
て，平行平板型エッチング装置を例に挙げて説明した
が，本発明はかかる構成に限定されるものではない。処
理室内に磁界を形成するエッチング装置や，静電シール
ドを設けた誘導結合型のエッチング装置，あるいは，マ
イクロ波型エッチング装置などの各種プラズマエッチン
グ装置等にも，本発明を適用することができる。
て，平行平板型エッチング装置を例に挙げて説明した
が，本発明はかかる構成に限定されるものではない。処
理室内に磁界を形成するエッチング装置や，静電シール
ドを設けた誘導結合型のエッチング装置，あるいは，マ
イクロ波型エッチング装置などの各種プラズマエッチン
グ装置等にも，本発明を適用することができる。
【００３８】さらに，上記実施の形態において，ウェハ
に形成された層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する
構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限
定されるものではなく，被処理体に形成された層間絶縁
膜にいかなるエッチング処理を施す場合にも適用するこ
とができる。
に形成された層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する
構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限
定されるものではなく，被処理体に形成された層間絶縁
膜にいかなるエッチング処理を施す場合にも適用するこ
とができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
対レジスト選択比を向上させることができると同時に，
エッチング形状の異常をなくすことが可能となる。
対レジスト選択比を向上させることができると同時に，
エッチング形状の異常をなくすことが可能となる。
【００４０】また特に請求項２に記載の発明によれば，
ぬけ性の向上，すなわち，深さ方向のエッチングの促進
を図ることができる。
ぬけ性の向上，すなわち，深さ方向のエッチングの促進
を図ることができる。
【００４１】また請求項５に記載の発明によれば，エッ
チング条件を容易に制御できるため，溝の形状制御を容
易に行うことができる。
チング条件を容易に制御できるため，溝の形状制御を容
易に行うことができる。
【図１】本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略
的な断面図である。
的な断面図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための概略的な説明
図である。
図である。
【図３】本発明の実施例を説明するための概略的な説明
図である。
図である。
１００ エッチング装置 １０２ 処理容器 １０４ 処理室 １０６ 下部電極 １０８ 高圧電流電源 １１０ 静電チャック １１２ フォーカスリング １１８ 整合器 １１９ 整合器 １２０ 高周波電源 １２１ 高周波電源 １２２ 上部電極 １２２ａ ガス供給孔 １２３ 絶縁体 １２４ ガス供給管 １２６，１２８，１３０，１３１ 分岐管（第１分岐
管，第２分岐管，第３分岐管，第４分岐管） １３２，１３８，１４４，１５２ 開閉バルブ １３４，１４０，１４６，１５４ 流量調整バルブ １２６，１４２，１４８，１５６ ガス供給源 １５０ 排気管 Ｗ ウェハ
管，第２分岐管，第３分岐管，第４分岐管） １３２，１３８，１４４，１５２ 開閉バルブ １３４，１４０，１４６，１５４ 流量調整バルブ １２６，１４２，１４８，１５６ ガス供給源 １５０ 排気管 Ｗ ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA02 BA09 BB18 BB22 BB25 BB26 CA02 DA00 DA15 DA23 DA26 DB03 DB04 DB06 EB01 5F033 QQ09 QQ15 QQ37 RR04 RR09 RR14 RR15 SS04 WW06 XX00
Claims (6)
- 【請求項１】 気密な処理室内に処理ガスを導入し，前
記処理室内に配置された被処理体に形成されたＳｉＯ２
層に対するエッチング方法において，前記処理ガスは少
なくともＣ５Ｆ８とＣＨ２Ｆ２とを含み，前記処理ガス
の前記Ｃ５Ｆ８と前記ＣＨ２Ｆ2の流量比は実質的に， １／４≦（Ｃ５Ｆ８の流量／ＣＨ２Ｆ２の流量）≦１／
２ であることを特徴とする，エッチング方法。 - 【請求項２】 前記処理ガスは，Ｏ２をさらに含むこと
を特徴とする，請求項１に記載のエッチング方法。 - 【請求項３】 前記処理ガスの前記Ｃ５Ｆ８の流量と，
前記ＣＨ２Ｆ２の流量と，前記Ｏ２の流量との関係は実
質的に， （（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）／Ｏ２の流
量）＝１．５／１ であることを特徴とする，請求項２に記載のエッチング
方法。 - 【請求項４】 前記処理ガスの前記Ｃ５Ｆ８の流量と，
前記ＣＨ２Ｆ２の流量と，前記Ｏ２の流量との関係は実
質的に， ０．５／１≦（（Ｃ５Ｆ８の流量＋ＣＨ２Ｆ２の流量）
／Ｏ２の流量）≦３／１ であることを特徴とする，請求項２に記載のエッチング
方法。 - 【請求項５】 前記処理ガスは，Ａｒをさらに含むこと
を特徴とする，請求項１，２，３または４のいずれかに
記載のエッチング方法。 - 【請求項６】 （前記ＳｉＯ２層の平均エッチング速度
／フォトレジストのエッチング速度）≧１０の条件でエ
ッチングを行うことを特徴とする，請求項１，２，３，
４または５のいずれかに記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265131A JP4550981B2 (ja) | 1999-09-01 | 2000-09-01 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-247485 | 1999-09-01 | ||
| JP24748599 | 1999-09-01 | ||
| JP2000265131A JP4550981B2 (ja) | 1999-09-01 | 2000-09-01 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001144081A true JP2001144081A (ja) | 2001-05-25 |
| JP4550981B2 JP4550981B2 (ja) | 2010-09-22 |
Family
ID=26538289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000265131A Expired - Fee Related JP4550981B2 (ja) | 1999-09-01 | 2000-09-01 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4550981B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017208387A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173993A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびエッチング方法 |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000265131A patent/JP4550981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173993A (ja) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびエッチング方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017208387A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4550981B2 (ja) | 2010-09-22 |
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