JP2001237232A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP2001237232A JP2001237232A JP2000048814A JP2000048814A JP2001237232A JP 2001237232 A JP2001237232 A JP 2001237232A JP 2000048814 A JP2000048814 A JP 2000048814A JP 2000048814 A JP2000048814 A JP 2000048814A JP 2001237232 A JP2001237232 A JP 2001237232A
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- tungsten
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タングステン膜またはタングステンを主成分
とする膜をエッチングするに際して、下地膜とのエッチ
ング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生じない
エッチング方法を提供する。 【解決手段】 高周波電力をアンテナ５に供給すると、
真空容器１内にプラズマが発生し、基板電極８上に載置
された基板９に対してエッチング、堆積、表面改質等の
プラズマ処理を行うことができる。このプラズマ処理装
置を用いて、塩化水素ガス及び酸素ガスを用いたプラズ
マを発生させて基板を処理することにより、下地膜との
エッチング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生
じないタングステン膜エッチングを行うことができた。
とする膜をエッチングするに際して、下地膜とのエッチ
ング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生じない
エッチング方法を提供する。 【解決手段】 高周波電力をアンテナ５に供給すると、
真空容器１内にプラズマが発生し、基板電極８上に載置
された基板９に対してエッチング、堆積、表面改質等の
プラズマ処理を行うことができる。このプラズマ処理装
置を用いて、塩化水素ガス及び酸素ガスを用いたプラズ
マを発生させて基板を処理することにより、下地膜との
エッチング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生
じないタングステン膜エッチングを行うことができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体等の電子
デバイスの製造に利用されるドライエッチング方法に関
し、特にタングステン膜またはタングステンを主成分と
する膜をエッチングする方法に関するものである。
デバイスの製造に利用されるドライエッチング方法に関
し、特にタングステン膜またはタングステンを主成分と
する膜をエッチングする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ゲート材料として主流となってい
る多結晶シリコンに代わり、低抵抗化のためにタングス
テン膜またはタングステンを主成分とする膜が導入され
つつある。タングステン膜またはタングステンを主成分
とする膜で構成されたゲート電極のエッチングにおい
て、ドライエッチング技術が利用されている。
る多結晶シリコンに代わり、低抵抗化のためにタングス
テン膜またはタングステンを主成分とする膜が導入され
つつある。タングステン膜またはタングステンを主成分
とする膜で構成されたゲート電極のエッチングにおい
て、ドライエッチング技術が利用されている。
【０００３】図１は、われわれが既に提案している板状
アンテナ式プラズマ処理装置の断面図である。図１にお
いて、真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを
導入しつつ排気装置としてのポンプ３により排気を行
い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ
用高周波電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、ア
ンテナ５と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ
５と外形寸法がほぼ等しい誘電板６に設けられた貫通穴
７を介してアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプ
ラズマが発生し、基板電極８上に載置された基板９に対
してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行
うことができる。このとき、基板電極８にも基板電極用
高周波電源１０により高周波電力を供給することで、基
板９に到達するイオンエネルギーを制御することができ
る。また、アンテナ５の表面は、絶縁カバー１１により
覆われている。また、誘電板６と誘電板６の周辺部に設
けられた誘電体リング１２との間の溝状の空間と、アン
テナ５とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１
３との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ１４が
設けられている。このような構成により、アンテナ５か
ら放射された電磁波がプラズマトラップ１４で強めら
れ、また、低電子温度プラズマではホローカソード放電
が起きやすい傾向があるため、固体表面で囲まれたプラ
ズマトラップ１４で高密度のプラズマ（ホローカソード
放電）が生成しやすくなる。したがって、真空容器１内
では、プラズマ密度がプラズマトラップ１４で最も高く
なり、拡散によって基板９近傍までプラズマが輸送され
ることで、より均一なプラズマが得られる。
アンテナ式プラズマ処理装置の断面図である。図１にお
いて、真空容器１内にガス供給装置２から所定のガスを
導入しつつ排気装置としてのポンプ３により排気を行
い、真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ
用高周波電源４により１００ＭＨｚの高周波電力を、ア
ンテナ５と真空容器１との間に挟まれ、かつ、アンテナ
５と外形寸法がほぼ等しい誘電板６に設けられた貫通穴
７を介してアンテナ５に供給すると、真空容器１内にプ
ラズマが発生し、基板電極８上に載置された基板９に対
してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行
うことができる。このとき、基板電極８にも基板電極用
高周波電源１０により高周波電力を供給することで、基
板９に到達するイオンエネルギーを制御することができ
る。また、アンテナ５の表面は、絶縁カバー１１により
覆われている。また、誘電板６と誘電板６の周辺部に設
けられた誘電体リング１２との間の溝状の空間と、アン
テナ５とアンテナ５の周辺部に設けられた導体リング１
３との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ１４が
設けられている。このような構成により、アンテナ５か
ら放射された電磁波がプラズマトラップ１４で強めら
れ、また、低電子温度プラズマではホローカソード放電
が起きやすい傾向があるため、固体表面で囲まれたプラ
ズマトラップ１４で高密度のプラズマ（ホローカソード
放電）が生成しやすくなる。したがって、真空容器１内
では、プラズマ密度がプラズマトラップ１４で最も高く
なり、拡散によって基板９近傍までプラズマが輸送され
ることで、より均一なプラズマが得られる。
【０００４】図１に示すエッチング装置を用いてタング
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜で構成さ
れたゲート電極を加工する場合、タングステン膜または
タングステンを主成分とする膜の最表面に形成された自
然酸化膜をエッチングする工程（ブレークスルー工程）
と、タングステン膜またはタングステンを主成分とする
膜をエッチングする工程（メインエッチング工程）と、
オーバーエッチング処理する工程が必要である。まず、
ブレークスルー工程においては、エッチングガスとして
塩素ガスのみを用い、メインエッチング工程及びオーバ
ーエッチング工程において、エッチングガスとして塩素
ガス及び酸素ガスが用いられる。
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜で構成さ
れたゲート電極を加工する場合、タングステン膜または
タングステンを主成分とする膜の最表面に形成された自
然酸化膜をエッチングする工程（ブレークスルー工程）
と、タングステン膜またはタングステンを主成分とする
膜をエッチングする工程（メインエッチング工程）と、
オーバーエッチング処理する工程が必要である。まず、
ブレークスルー工程においては、エッチングガスとして
塩素ガスのみを用い、メインエッチング工程及びオーバ
ーエッチング工程において、エッチングガスとして塩素
ガス及び酸素ガスが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式では、タングステン膜またはタングステンを主成分
とする膜と、下地膜（ゲート絶縁膜）であるシリコン酸
化膜、シリコン窒化膜またはシリコン酸窒化膜とのエッ
チング選択比が十分でないという問題点があった。ま
た、エッチング後のゲート絶縁膜表面が荒れてしまうと
いう問題点があった。例えば、メインエッチング工程及
びオーバーエッチング工程において、塩素ガス流量＝４
０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧力＝０．
５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極電力＝５
０Ｗというエッチング条件でタングステン膜をエッチン
グした場合、タングステン膜のエッチング速度は６８ｎ
ｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比は
１４．５であった。このときのエッチング断面形状を図
６に示す。マスクはシリコン窒化膜である。酸素流量を
増したり、基板電極電力を減らしたりすれば、選択比を
増すことができるが、エッチングテーパー角が悪くなる
ため、これ以上高い選択比を得ることは極めて困難であ
った。また、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図７
に示す。表面荒れが発生しており、従来技術ではこれを
無くすことができなかった。
方式では、タングステン膜またはタングステンを主成分
とする膜と、下地膜（ゲート絶縁膜）であるシリコン酸
化膜、シリコン窒化膜またはシリコン酸窒化膜とのエッ
チング選択比が十分でないという問題点があった。ま
た、エッチング後のゲート絶縁膜表面が荒れてしまうと
いう問題点があった。例えば、メインエッチング工程及
びオーバーエッチング工程において、塩素ガス流量＝４
０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧力＝０．
５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極電力＝５
０Ｗというエッチング条件でタングステン膜をエッチン
グした場合、タングステン膜のエッチング速度は６８ｎ
ｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比は
１４．５であった。このときのエッチング断面形状を図
６に示す。マスクはシリコン窒化膜である。酸素流量を
増したり、基板電極電力を減らしたりすれば、選択比を
増すことができるが、エッチングテーパー角が悪くなる
ため、これ以上高い選択比を得ることは極めて困難であ
った。また、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図７
に示す。表面荒れが発生しており、従来技術ではこれを
無くすことができなかった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、エッ
チング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生じな
いエッチング方法を提供することを目的としている。
チング選択比が高く、かつ、下地膜の表面荒れが生じな
いエッチング方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明のエッチ
ング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器内
の基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置され
た基板に形成されたタングステン膜またはタングステン
を主成分とする膜をエッチングするエッチング方法であ
って、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングする
工程と、塩素ガスまたは塩化水素ガスを含む混合ガスを
真空容器内に供給してタングステン膜またはタングステ
ンを主成分とする膜をエッチングする工程と、塩化水素
ガスと酸素ガスを含む混合ガスを真空容器内に供給して
オーバーエッチング処理する工程とを含むことを特徴と
する。
ング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内
を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真
空容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器内
の基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置され
た基板に形成されたタングステン膜またはタングステン
を主成分とする膜をエッチングするエッチング方法であ
って、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングする
工程と、塩素ガスまたは塩化水素ガスを含む混合ガスを
真空容器内に供給してタングステン膜またはタングステ
ンを主成分とする膜をエッチングする工程と、塩化水素
ガスと酸素ガスを含む混合ガスを真空容器内に供給して
オーバーエッチング処理する工程とを含むことを特徴と
する。
【０００８】本願の第２発明のエッチング方法は、真空
容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容
器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズ
マを発生させるとともに、真空容器内の基板電極に高周
波電力を印加し、基板電極に載置された基板に形成され
たタングステン膜またはタングステンを主成分とする膜
をエッチングするエッチング方法であって、タングステ
ン膜またはタングステンを主成分とする膜の最表面に形
成された自然酸化膜をエッチングする工程と、フッ素を
含むガスを真空容器内に供給してタングステン膜または
タングステンを主成分とする膜をエッチングする工程
と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガスを真空容器
内に供給してオーバーエッチング処理する工程とを含む
ことを特徴とする。
容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容
器内を所定の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズ
マを発生させるとともに、真空容器内の基板電極に高周
波電力を印加し、基板電極に載置された基板に形成され
たタングステン膜またはタングステンを主成分とする膜
をエッチングするエッチング方法であって、タングステ
ン膜またはタングステンを主成分とする膜の最表面に形
成された自然酸化膜をエッチングする工程と、フッ素を
含むガスを真空容器内に供給してタングステン膜または
タングステンを主成分とする膜をエッチングする工程
と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガスを真空容器
内に供給してオーバーエッチング処理する工程とを含む
ことを特徴とする。
【０００９】本願の第１または第２発明のエッチング方
法において、好適には、タングステン膜またはタングス
テンを主成分とする膜をエッチングする工程において、
酸素ガスを真空容器内に供給することが望ましい。
法において、好適には、タングステン膜またはタングス
テンを主成分とする膜をエッチングする工程において、
酸素ガスを真空容器内に供給することが望ましい。
【００１０】また、好適には、高密度プラズマ源を用い
てプラズマを発生させることが望ましい。この場合、高
密度プラズマ源は、誘導結合型プラズマ源、アンテナ式
プラズマ源、２周波励起プラズマ源、電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマ源、表面波プラズマ源のいずれかであっ
てもよい。
てプラズマを発生させることが望ましい。この場合、高
密度プラズマ源は、誘導結合型プラズマ源、アンテナ式
プラズマ源、２周波励起プラズマ源、電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマ源、表面波プラズマ源のいずれかであっ
てもよい。
【００１１】また、好適には、オーバーエッチング処理
する工程において、塩化水素と酸素の流量比が２：１乃
至２０：１であることが望ましい。
する工程において、塩化水素と酸素の流量比が２：１乃
至２０：１であることが望ましい。
【００１２】本願の第１または第２発明のエッチング方
法は、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の下地膜が、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シ
リコン酸窒化膜である場合に特に効果的なエッチング方
法である。
法は、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の下地膜が、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シ
リコン酸窒化膜である場合に特に効果的なエッチング方
法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１乃至図３を参照して説明する。
いて、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１４】図１に、本発明の第１実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図１に示すプラ
ズマ処理装置の基本動作については、従来例で既に説明
したので、ここでは省略する。
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図１に示すプラ
ズマ処理装置の基本動作については、従来例で既に説明
したので、ここでは省略する。
【００１５】図１に示す本発明の第１実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、メインエッチング工
程及びオーバーエッチング工程において、塩化水素ガス
流量＝９０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧
力＝０．５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極
電力＝５０Ｗというエッチング条件でタングステン膜を
エッチングした場合、タングステン膜のエッチング速度
は６６ｎｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との
選択比は３３０であった。このときのエッチング断面形
状を図２に示す。マスクはシリコン窒化膜である。従来
例に比べて飛躍的に高い選択比を得ることができた。ま
た、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図３に示す。
表面荒れは全く発生していない。
用いたプラズマ処理装置において、メインエッチング工
程及びオーバーエッチング工程において、塩化水素ガス
流量＝９０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧
力＝０．５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極
電力＝５０Ｗというエッチング条件でタングステン膜を
エッチングした場合、タングステン膜のエッチング速度
は６６ｎｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との
選択比は３３０であった。このときのエッチング断面形
状を図２に示す。マスクはシリコン窒化膜である。従来
例に比べて飛躍的に高い選択比を得ることができた。ま
た、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図３に示す。
表面荒れは全く発生していない。
【００１６】このように、従来例に比べて飛躍的にエッ
チング特性が向上した理由については、現在のところま
だよくわかっていないが、水素ラジカルまたは塩化水素
ラジカルの存在により、シリコン酸化膜表面に効率よく
オキシクロライドが形成されたためであると推察され
る。
チング特性が向上した理由については、現在のところま
だよくわかっていないが、水素ラジカルまたは塩化水素
ラジカルの存在により、シリコン酸化膜表面に効率よく
オキシクロライドが形成されたためであると推察され
る。
【００１７】以上述べた本発明の第１実施形態におい
て、メインエッチング工程において塩化水素ガスを用い
る方法について説明したが、オーバーエッチング工程で
十分な選択比が得られるならば、メインエッチング工程
において塩素ガスを用いてもよい。
て、メインエッチング工程において塩化水素ガスを用い
る方法について説明したが、オーバーエッチング工程で
十分な選択比が得られるならば、メインエッチング工程
において塩素ガスを用いてもよい。
【００１８】次に、本発明の第２実施形態について、図
１、図４及び図５を参照して説明する。
１、図４及び図５を参照して説明する。
【００１９】図１に、本発明の第２実施形態において用
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図２に示すプラ
ズマ処理装置の基本動作については、従来例で既に説明
したので、ここでは省略する。
いたプラズマ処理装置の断面図を示す。図２に示すプラ
ズマ処理装置の基本動作については、従来例で既に説明
したので、ここでは省略する。
【００２０】図１に示す本発明の第２実施形態において
用いたプラズマ処理装置において、メインエッチング工
程において、６フッ化硫黄ガス流量＝２００ｓｃｃｍ、
酸素ガス流量＝５０ｓｃｃｍ、窒素ガス流量＝５０ｓｃ
ｃｍ、圧力＝０．５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、
基板電極電力＝５０Ｗというエッチング条件でタングス
テン膜をエッチングした場合、タングステン膜のエッチ
ング速度は３４２ｎｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン
酸化膜との選択比は２．４であった。また、オーバーエ
ッチング工程において、塩化水素ガス流量＝９０ｓｃｃ
ｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧力＝０．５Ｐａ、
アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極電力＝５０Ｗとい
うエッチング条件でタングステン膜をエッチングした場
合、タングステン膜のエッチング速度は６６ｎｍ／ｍｉ
ｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比は３３０で
あった。このときのエッチング断面形状を図４に示す。
従来例に比べて飛躍的に高い選択比を得ることができ
た。また、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図５に
示す。表面荒れは全く発生していない。
用いたプラズマ処理装置において、メインエッチング工
程において、６フッ化硫黄ガス流量＝２００ｓｃｃｍ、
酸素ガス流量＝５０ｓｃｃｍ、窒素ガス流量＝５０ｓｃ
ｃｍ、圧力＝０．５Ｐａ、アンテナ電力＝１０００Ｗ、
基板電極電力＝５０Ｗというエッチング条件でタングス
テン膜をエッチングした場合、タングステン膜のエッチ
ング速度は３４２ｎｍ／ｍｉｎ、下地膜であるシリコン
酸化膜との選択比は２．４であった。また、オーバーエ
ッチング工程において、塩化水素ガス流量＝９０ｓｃｃ
ｍ、酸素ガス流量＝１０ｓｃｃｍ、圧力＝０．５Ｐａ、
アンテナ電力＝１０００Ｗ、基板電極電力＝５０Ｗとい
うエッチング条件でタングステン膜をエッチングした場
合、タングステン膜のエッチング速度は６６ｎｍ／ｍｉ
ｎ、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比は３３０で
あった。このときのエッチング断面形状を図４に示す。
従来例に比べて飛躍的に高い選択比を得ることができ
た。また、エッチング後のシリコン酸化膜表面を図５に
示す。表面荒れは全く発生していない。
【００２１】本発明の第２実施形態においては、メイン
エッチング工程においてフッ素を含むガスを用いること
によって、塩素ガスまたは塩化水素ガスを用いる場合に
比べて飛躍的にエッチング速度を高めることができた。
しかしながら、このメインエッチング工程におけるエッ
チング条件は、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比
が低いため、塩化水素ガス及び酸素ガスを用いるオーバ
ーエッチング工程を用いて、シリコン酸化膜のエッチン
グを防ぐことができた。
エッチング工程においてフッ素を含むガスを用いること
によって、塩素ガスまたは塩化水素ガスを用いる場合に
比べて飛躍的にエッチング速度を高めることができた。
しかしながら、このメインエッチング工程におけるエッ
チング条件は、下地膜であるシリコン酸化膜との選択比
が低いため、塩化水素ガス及び酸素ガスを用いるオーバ
ーエッチング工程を用いて、シリコン酸化膜のエッチン
グを防ぐことができた。
【００２２】以上述べた本発明の第２実施形態におい
て、メインエッチング工程において６フッ化硫黄ガスを
用いる方法について説明したが、その他のフッ素を含む
ガス、例えば４フッ化炭素ガス、８フッ化４炭素ガスな
どのパーフロロカーボンガスや、水素を含むハイドロフ
ロロカーボンガスなどを用いてもよい。
て、メインエッチング工程において６フッ化硫黄ガスを
用いる方法について説明したが、その他のフッ素を含む
ガス、例えば４フッ化炭素ガス、８フッ化４炭素ガスな
どのパーフロロカーボンガスや、水素を含むハイドロフ
ロロカーボンガスなどを用いてもよい。
【００２３】以上述べた本発明の実施形態においては、
本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、プラズマ発
生装置の形態及び配置等に関して様々なバリエーション
のうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあ
たり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが
考えられることは、いうまでもない。例えば、高密度プ
ラズマ源を用いない方法や、高密度プラズマ源として、
誘導結合型プラズマ源、アンテナ式プラズマ源、２周波
励起プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴プラズマ源、
表面波プラズマ源等を用いる方法なども、本発明の適用
範囲であると考えることができる。
本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、プラズマ発
生装置の形態及び配置等に関して様々なバリエーション
のうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあ
たり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが
考えられることは、いうまでもない。例えば、高密度プ
ラズマ源を用いない方法や、高密度プラズマ源として、
誘導結合型プラズマ源、アンテナ式プラズマ源、２周波
励起プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴プラズマ源、
表面波プラズマ源等を用いる方法なども、本発明の適用
範囲であると考えることができる。
【００２４】また、以上述べた本発明の実施形態におい
ては、タングステン膜をエッチングする方法について説
明したが、タングステンを主成分とする膜、例えば、タ
ングステンシリサイド、タングステン窒化膜、チタンタ
ングステン合金膜などのエッチング方法においても、本
発明を適用することができる。
ては、タングステン膜をエッチングする方法について説
明したが、タングステンを主成分とする膜、例えば、タ
ングステンシリサイド、タングステン窒化膜、チタンタ
ングステン合金膜などのエッチング方法においても、本
発明を適用することができる。
【００２５】また、以上述べた本発明の実施形態におい
ては、メインエッチング工程において、酸素ガスを真空
容器内に供給する方法について説明したが、オーバーエ
ッチング工程において十分な選択比が得られる場合に
は、酸素ガスを用いずにメインエッチング工程を行って
もよい。
ては、メインエッチング工程において、酸素ガスを真空
容器内に供給する方法について説明したが、オーバーエ
ッチング工程において十分な選択比が得られる場合に
は、酸素ガスを用いずにメインエッチング工程を行って
もよい。
【００２６】また、以上述べた本発明の実施形態におい
ては、オーバーエッチング処理する工程において、塩化
水素と酸素の流量比が９：１である場合について説明し
たが、流量比が大きすぎると十分な選択比が得られず、
逆に流量比が小さすぎるとエッチングテーパー角が悪く
なるため、流量比は２：１乃至２０：１であることが望
ましい。
ては、オーバーエッチング処理する工程において、塩化
水素と酸素の流量比が９：１である場合について説明し
たが、流量比が大きすぎると十分な選択比が得られず、
逆に流量比が小さすぎるとエッチングテーパー角が悪く
なるため、流量比は２：１乃至２０：１であることが望
ましい。
【００２７】また、以上述べた本発明の実施形態におい
ては、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の下地膜が、シリコン酸化膜である場合について説
明したが、本発明は、下地膜が、シリコン窒化膜やシリ
コン酸窒化膜である場合にも適用することが可能であ
る。
ては、タングステン膜またはタングステンを主成分とす
る膜の下地膜が、シリコン酸化膜である場合について説
明したが、本発明は、下地膜が、シリコン窒化膜やシリ
コン酸窒化膜である場合にも適用することが可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
第１発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガ
スを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定
の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生さ
せるとともに、真空容器内の基板電極に高周波電力を印
加し、基板電極に載置された基板に形成されたタングス
テン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチン
グするエッチング方法であって、タングステン膜または
タングステンを主成分とする膜の最表面に形成された自
然酸化膜をエッチングする工程と、塩素ガスまたは塩化
水素ガスを含む混合ガスを真空容器内に供給してタング
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチ
ングする工程と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガ
スを真空容器内に供給してオーバーエッチング処理する
工程とを含むため、エッチング選択比が高く、かつ、下
地膜の表面荒れが生じないエッチング方法を提供するこ
とができる。
第１発明のプラズマ処理方法によれば、真空容器内にガ
スを供給しつつ真空容器内を排気し、真空容器内を所定
の圧力に制御しながら、真空容器内にプラズマを発生さ
せるとともに、真空容器内の基板電極に高周波電力を印
加し、基板電極に載置された基板に形成されたタングス
テン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチン
グするエッチング方法であって、タングステン膜または
タングステンを主成分とする膜の最表面に形成された自
然酸化膜をエッチングする工程と、塩素ガスまたは塩化
水素ガスを含む混合ガスを真空容器内に供給してタング
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチ
ングする工程と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガ
スを真空容器内に供給してオーバーエッチング処理する
工程とを含むため、エッチング選択比が高く、かつ、下
地膜の表面荒れが生じないエッチング方法を提供するこ
とができる。
【００２９】また、本願の第２発明のプラズマ処理方法
によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空
容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器内の
基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置された
基板に形成されたタングステン膜またはタングステンを
主成分とする膜をエッチングするエッチング方法であっ
て、タングステン膜またはタングステンを主成分とする
膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングする工
程と、フッ素を含むガスを真空容器内に供給してタング
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチ
ングする工程と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガ
スを真空容器内に供給してオーバーエッチング処理する
工程とを含むため、エッチング選択比が高く、かつ、下
地膜の表面荒れが生じないエッチング方法を提供するこ
とができる。
によれば、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、真空
容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器内の
基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置された
基板に形成されたタングステン膜またはタングステンを
主成分とする膜をエッチングするエッチング方法であっ
て、タングステン膜またはタングステンを主成分とする
膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングする工
程と、フッ素を含むガスを真空容器内に供給してタング
ステン膜またはタングステンを主成分とする膜をエッチ
ングする工程と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混合ガ
スを真空容器内に供給してオーバーエッチング処理する
工程とを含むため、エッチング選択比が高く、かつ、下
地膜の表面荒れが生じないエッチング方法を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の実施形態及び従来例で用いたプラズマ
処理装置の構成を示す断面図
処理装置の構成を示す断面図
【図２】本発明の第１実施形態におけるエッチング断面
形状を示す写真
形状を示す写真
【図３】本発明の第１実施形態における下地シリコン酸
化膜表面を示す写真
化膜表面を示す写真
【図４】本発明の第２実施形態におけるエッチング断面
形状を示す図
形状を示す図
【図５】本発明の第２実施形態における下地シリコン酸
化膜表面を示す図
化膜表面を示す図
【図６】従来例におけるエッチング断面形状を示す図
【図７】従来例における下地シリコン酸化膜表面を示す
図
図
１ 真空容器 ２ ガス供給装置 ３ ポンプ ４ アンテナ用高周波電源 ５ アンテナ ６ 誘電板 ７ 貫通穴 ８ 基板電極 ９ 基板 １０ 基板電極用高周波電源 １１ 絶縁カバー １２ 誘電体リング １３ 導体リング １４ プラズマトラップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｍ Ｆターム(参考） 4K057 DA04 DA13 DB08 DE01 DE06 DE20 DM29 4M104 BB18 CC05 DD67 HH20 5F004 AA05 AA16 BA14 BA20 BB13 CA01 DA00 DA01 DA04 DA15 DA16 DA18 DA25 DA26 DA29 DB00 DB03 DB10 DB12 EA28 5F033 HH19 QQ08 QQ12 QQ15 RR04 RR06 RR08 XX00
Claims (7)
- 【請求項１】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器
内の基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置さ
れた基板に形成されたタングステン膜またはタングステ
ンを主成分とする膜をエッチングするエッチング方法で
あって、タングステン膜またはタングステンを主成分と
する膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングす
る工程と、塩素ガスまたは塩化水素ガスを含む混合ガス
を真空容器内に供給してタングステン膜またはタングス
テンを主成分とする膜をエッチングする工程と、塩化水
素ガスと酸素ガスを含む混合ガスを真空容器内に供給し
てオーバーエッチング処理する工程とを含むことを特徴
とするエッチング方法。 - 【請求項２】 真空容器内にガスを供給しつつ真空容器
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
真空容器内にプラズマを発生させるとともに、真空容器
内の基板電極に高周波電力を印加し、基板電極に載置さ
れた基板に形成されたタングステン膜またはタングステ
ンを主成分とする膜をエッチングするエッチング方法で
あって、タングステン膜またはタングステンを主成分と
する膜の最表面に形成された自然酸化膜をエッチングす
る工程と、フッ素を含むガスを真空容器内に供給してタ
ングステン膜またはタングステンを主成分とする膜をエ
ッチングする工程と、塩化水素ガスと酸素ガスを含む混
合ガスを真空容器内に供給してオーバーエッチング処理
する工程とを含むことを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項３】 タングステン膜またはタングステンを主
成分とする膜をエッチングする工程において、酸素ガス
を真空容器内に供給することを特徴とする、請求項１ま
たは２記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項４】 高密度プラズマ源を用いてプラズマを発
生させることを特徴とする、請求項１または２記載のプ
ラズマ処理方法。 - 【請求項５】 高密度プラズマ源が誘導結合型プラズマ
源、アンテナ式プラズマ源、２周波励起プラズマ源、電
子サイクロトロン共鳴プラズマ源、表面波プラズマ源の
いずれかであることを特徴とする、請求項４記載のプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項６】 オーバーエッチング処理する工程におい
て、塩化水素と酸素の流量比が２：１乃至２０：１であ
ることを特徴とする、請求項１または２記載のプラズマ
処理方法。 - 【請求項７】 タングステン膜またはタングステンを主
成分とする膜の下地膜が、シリコン酸化膜、シリコン窒
化膜、シリコン酸窒化膜であることを特徴とする、請求
項１または２記載のプラズマ処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000048814A JP3565127B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | エッチング方法 |
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| JP2000048814A JP3565127B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | エッチング方法 |
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|---|---|
| JP2001237232A true JP2001237232A (ja) | 2001-08-31 |
| JP3565127B2 JP3565127B2 (ja) | 2004-09-15 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007266466A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、コンピュータ記憶媒体及び処理レシピが記憶された記憶媒体 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000048814A patent/JP3565127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007266466A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、コンピュータ記憶媒体及び処理レシピが記憶された記憶媒体 |
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| JP3565127B2 (ja) | 2004-09-15 |
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