JP2002367959A - 半導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法 - Google Patents
半導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法Info
- Publication number
- JP2002367959A JP2002367959A JP2001381103A JP2001381103A JP2002367959A JP 2002367959 A JP2002367959 A JP 2002367959A JP 2001381103 A JP2001381103 A JP 2001381103A JP 2001381103 A JP2001381103 A JP 2001381103A JP 2002367959 A JP2002367959 A JP 2002367959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- mask pattern
- pattern density
- change
- semiconductor wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 23
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32139—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/30—Reducing waste in manufacturing processes; Calculations of released waste quantities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング気体の量と密接な関係のある変数
を変化させてマスクパターン密度の変化の影響を最小化
してマスクパターン密度による半導体ウェハのエッチン
グ速度変化を最小化する方法を提供する。 【解決手段】 エッチング工程に形成されるパターンの
面積をエッチング対象層の全体面積で割った値をマスク
パターン密度とする場合、そのマスクパターン密度の基
準値がＸであれば、Ｘより小さいマスクパターン密度の
Ｙを有するエッチング工程時にはエッチング気体の量を
Ｘの場合に比べてＸ−Ｙだけ増加させ、Ｘより大きいマ
スクパターン密度Ｚを有するエッチング工程時にはエッ
チング気体の量をＸの場合に比べてＺ−Ｘだけ減少させ
て行うことを特徴とする。
を変化させてマスクパターン密度の変化の影響を最小化
してマスクパターン密度による半導体ウェハのエッチン
グ速度変化を最小化する方法を提供する。 【解決手段】 エッチング工程に形成されるパターンの
面積をエッチング対象層の全体面積で割った値をマスク
パターン密度とする場合、そのマスクパターン密度の基
準値がＸであれば、Ｘより小さいマスクパターン密度の
Ｙを有するエッチング工程時にはエッチング気体の量を
Ｘの場合に比べてＸ−Ｙだけ増加させ、Ｘより大きいマ
スクパターン密度Ｚを有するエッチング工程時にはエッ
チング気体の量をＸの場合に比べてＺ−Ｘだけ減少させ
て行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子に関す
るもので、特に、プラズマを用いたエッチング工程で半
導体ウェハをエッチングする際のマスクパターン密度に
よって生じるエッチング速度、すなわちエッチング比の
変化を最小にする方法に関する。
るもので、特に、プラズマを用いたエッチング工程で半
導体ウェハをエッチングする際のマスクパターン密度に
よって生じるエッチング速度、すなわちエッチング比の
変化を最小にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製品を生産するために半
導体ウェハに絶縁材やポリシリコンなどを堆積させる工
程、エッチング工程など多数の工程が行われる。エッチ
ング工程は半導体ウェハにフォトレジストを塗布した
後、パターンを有するレチクルを使用してフォトレジス
トを選択的に除去し、半導体ウェハを化学的なエッチン
グを行ったりプラズマを用いてエッチングしてレチクル
のパターンを基板上に形成するものである。
導体ウェハに絶縁材やポリシリコンなどを堆積させる工
程、エッチング工程など多数の工程が行われる。エッチ
ング工程は半導体ウェハにフォトレジストを塗布した
後、パターンを有するレチクルを使用してフォトレジス
トを選択的に除去し、半導体ウェハを化学的なエッチン
グを行ったりプラズマを用いてエッチングしてレチクル
のパターンを基板上に形成するものである。
【０００３】プラズマを用いる半導体ウェハ用プラズマ
エッチング装置の例を図１に示す。この装置は所定の容
積を有する密閉されたチャンバ１が用いられる。そのチ
ャンバ１の底部にはウェハステージ２が形成されている
とともに、エッチングする半導体ウェハＡ１がその上に
設置される。ウェハステージ２にはバイアスＢＩＡＳ電
源６が与えられるようになっている。さらにチャンバ１
の上部にはガスが供給されるガス噴射板３が配置されて
おり、かつソース電源７が与えられるコイル４が取り付
けている。図面の未説明符号５はガスを供給する供給ラ
インである。
エッチング装置の例を図１に示す。この装置は所定の容
積を有する密閉されたチャンバ１が用いられる。そのチ
ャンバ１の底部にはウェハステージ２が形成されている
とともに、エッチングする半導体ウェハＡ１がその上に
設置される。ウェハステージ２にはバイアスＢＩＡＳ電
源６が与えられるようになっている。さらにチャンバ１
の上部にはガスが供給されるガス噴射板３が配置されて
おり、かつソース電源７が与えられるコイル４が取り付
けている。図面の未説明符号５はガスを供給する供給ラ
インである。
【０００４】前記のように構成されている半導体ウェハ
用プラズマエッチング装置はまず、エッチングする半導
体ウェハＡがチャンバ１内に設けられたウェハステージ
２に設置されると共にガス噴射板３を介してガスが供給
される。さらにチャンバ１の上部に設置されたコイル４
に高電圧を有するソース電源７とウェハステージ２にバ
イアス電源６から所定の電圧が加えられ、さらに、ガス
噴射板３を介してガスが供給される。その供給されたガ
スがチャンバ内に強力な酸化力を有するプラズマを形成
して半導体ウェハＡ１をエッチングする。
用プラズマエッチング装置はまず、エッチングする半導
体ウェハＡがチャンバ１内に設けられたウェハステージ
２に設置されると共にガス噴射板３を介してガスが供給
される。さらにチャンバ１の上部に設置されたコイル４
に高電圧を有するソース電源７とウェハステージ２にバ
イアス電源６から所定の電圧が加えられ、さらに、ガス
噴射板３を介してガスが供給される。その供給されたガ
スがチャンバ内に強力な酸化力を有するプラズマを形成
して半導体ウェハＡ１をエッチングする。
【０００５】すなわち、半導体ウェハをプラズマエッチ
ングするときには、半導体ウェハＡ１をプラズマエッチ
ング装備内に挿入、エッチング気体の導入とプラズマ生
成、これらの半導体ウェハへの拡散及び吸着、半導体ウ
ェハＡ１内部への拡散、半導体ウェハＡ１との反応及び
副産物の脱着、脱着された副産物の除去のそれぞれの過
程を順に経て行われる。最近、エッチング気体の全体圧
力を低くする一方、プラズマの密度を高くすることによ
ってエッチング速度を増加させ、工程の制御を容易にす
る方式が使用されている。
ングするときには、半導体ウェハＡ１をプラズマエッチ
ング装備内に挿入、エッチング気体の導入とプラズマ生
成、これらの半導体ウェハへの拡散及び吸着、半導体ウ
ェハＡ１内部への拡散、半導体ウェハＡ１との反応及び
副産物の脱着、脱着された副産物の除去のそれぞれの過
程を順に経て行われる。最近、エッチング気体の全体圧
力を低くする一方、プラズマの密度を高くすることによ
ってエッチング速度を増加させ、工程の制御を容易にす
る方式が使用されている。
【０００６】プラズマを用いたこのようなエッチング工
程ではマスクパターン密度の差異によってエッチング速
度の全体的な変化が発生する。表１は現在開発中の０．
２５μｍＴｅｃｈ級製品別の金属層におけるマスクパタ
ーン密度計算の結果であり、また、図２は同一のエッチ
ング条件（０．２５μｍＴｅｃｈ、Ｂａｓｅｌｉｎｅ
Ｍｅｔａｌ Ｅｔｃｈ Ｒｅｃｉｐｅ；１８０ｍＴ／５
００Ｗｓ／５０Ｇ／６０ｓｃｃｍＢＣ１３／４０ｓｃｃ
ｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ２）でマスクパターン密度に
よるアルミニウムＡ１とフォトレジストＰＲのエッチン
グ速度変化を示したグラフである。
程ではマスクパターン密度の差異によってエッチング速
度の全体的な変化が発生する。表１は現在開発中の０．
２５μｍＴｅｃｈ級製品別の金属層におけるマスクパタ
ーン密度計算の結果であり、また、図２は同一のエッチ
ング条件（０．２５μｍＴｅｃｈ、Ｂａｓｅｌｉｎｅ
Ｍｅｔａｌ Ｅｔｃｈ Ｒｅｃｉｐｅ；１８０ｍＴ／５
００Ｗｓ／５０Ｇ／６０ｓｃｃｍＢＣ１３／４０ｓｃｃ
ｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ２）でマスクパターン密度に
よるアルミニウムＡ１とフォトレジストＰＲのエッチン
グ速度変化を示したグラフである。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１と図２の結果によると、製品別マスク
パターン密度変化によってエッチング速度が変化し、各
々の製品別に発生するエッチング特性が異なることが示
されている。従って、同一の０．２５μｍＴｅｃｈ級製
品を開発しても、同一の工程を製品ごとに別々にセット
しなければならない。
パターン密度変化によってエッチング速度が変化し、各
々の製品別に発生するエッチング特性が異なることが示
されている。従って、同一の０．２５μｍＴｅｃｈ級製
品を開発しても、同一の工程を製品ごとに別々にセット
しなければならない。
【０００９】すなわち、前記のような従来の半導体ウェ
ハのプラズマエッチング方法においては、製品ごとにマ
スクパターンの密度が変化すると、それに応じてエッチ
ング速度が変化するので、各々の製品ごとに発生するエ
ッチング特性の差によって、同一の０．２５μｍＴｅｃ
ｈ級製品を開発しても同一の工程を製品ごとにセットし
直さなければならないという問題があった。
ハのプラズマエッチング方法においては、製品ごとにマ
スクパターンの密度が変化すると、それに応じてエッチ
ング速度が変化するので、各々の製品ごとに発生するエ
ッチング特性の差によって、同一の０．２５μｍＴｅｃ
ｈ級製品を開発しても同一の工程を製品ごとにセットし
直さなければならないという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するためのものでその目的は、エッチ
ング気体の量と密接な関係のある変数を変化させること
で、プラズマエッチング中のマスクパターン密度の影響
を最小にして、マスクパターン密度が変わってもエッチ
ング速度変化があまり変わらないようにする方法を提供
することが目的である。
術の問題点を解決するためのものでその目的は、エッチ
ング気体の量と密接な関係のある変数を変化させること
で、プラズマエッチング中のマスクパターン密度の影響
を最小にして、マスクパターン密度が変わってもエッチ
ング速度変化があまり変わらないようにする方法を提供
することが目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のマスクパターン密度による半導体ウェハのエ
ッチング速度の変化を最小にする方法は、エッチング工
程で形成されるパターンの面積をエッチング対象層の全
体面積で割った値をマスクパターン密度とする場合、マ
スクパターン密度の基準値がＸであれば、Ｘより小さい
マスクパターン密度Ｙを有するエッチング工程時にはエ
ッチング気体の量をＸの場合に比べてＸ−Ｙだけ増加さ
せてエッチングを行い、Ｘより大きいマスクパターン密
度Ｚを有するエッチング工程時にはエッチング気体の量
をＸの場合に比べてＺ−Ｘだけ減少させてエッチングを
行うことを特徴とする。
の本発明のマスクパターン密度による半導体ウェハのエ
ッチング速度の変化を最小にする方法は、エッチング工
程で形成されるパターンの面積をエッチング対象層の全
体面積で割った値をマスクパターン密度とする場合、マ
スクパターン密度の基準値がＸであれば、Ｘより小さい
マスクパターン密度Ｙを有するエッチング工程時にはエ
ッチング気体の量をＸの場合に比べてＸ−Ｙだけ増加さ
せてエッチングを行い、Ｘより大きいマスクパターン密
度Ｚを有するエッチング工程時にはエッチング気体の量
をＸの場合に比べてＺ−Ｘだけ減少させてエッチングを
行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明を更に詳細に説明する。
明を更に詳細に説明する。
【００１３】図２のようにアルミニウムＡｌとフォトレ
ジストＰＲのエッチング速度のマスクパターン密度によ
る変化はそれぞれほぼ線形関係を有する。本明細書にお
けるマスクパターン密度とは、存在するパターンの面積
を全体面積で割った値であって、マスクパターン密度が
低くなればなるほどエッチングされる面積が増加するの
で必要なエッチング気体の量は多くなる。
ジストＰＲのエッチング速度のマスクパターン密度によ
る変化はそれぞれほぼ線形関係を有する。本明細書にお
けるマスクパターン密度とは、存在するパターンの面積
を全体面積で割った値であって、マスクパターン密度が
低くなればなるほどエッチングされる面積が増加するの
で必要なエッチング気体の量は多くなる。
【００１４】反対に、マスクパターン密度が高くなると
エッチングされる面積が減少するので必要なエッチング
気体の量は少なくなる。一定量のエッチング気体が供給
されるとき必要なエッチング気体の差異は直にエッチン
グ速度と密接な関係があるが、図２のような線形関係は
必要なエッチング気体の量も線形的に変化するというこ
とが分かる。従って、エッチングして除去される面積が
増減するとき、それに応じてエッチング気体の量を工程
に影響を及ばさない範囲内で増減させれば、マスクパタ
ーン密度によるアルミニウムとフォトレジストのエッチ
ング比のそれぞれの変化を最小にすることができる。
エッチングされる面積が減少するので必要なエッチング
気体の量は少なくなる。一定量のエッチング気体が供給
されるとき必要なエッチング気体の差異は直にエッチン
グ速度と密接な関係があるが、図２のような線形関係は
必要なエッチング気体の量も線形的に変化するというこ
とが分かる。従って、エッチングして除去される面積が
増減するとき、それに応じてエッチング気体の量を工程
に影響を及ばさない範囲内で増減させれば、マスクパタ
ーン密度によるアルミニウムとフォトレジストのエッチ
ング比のそれぞれの変化を最小にすることができる。
【００１５】本実施形態は図２の結果に基づいてマスク
パターン密度変化によるアルミニウムやフォトレジスト
ＰＲのエッチング速度の変化を最小にしようとするもの
である。例えば、一例としてあげると、マスクパターン
密度を３０％（Ｘ）を基準にして標準のエッチング気体
フロー量とする。マスクパターン密度が１５％（Ｙ）の
場合には供給されるエッチング気体のフロー量を１５％
（Ｘ−Ｙ（３０−１５））だけ増加させて供給し、マス
クパターン密度６５％（Ｚ）の場合には供給されるエッ
チング気体のフロー量を３５％（Ｚ−Ｘ、（６５−３
０））だけ減少させて供給することで、マスクパターン
密度によるアルミニウムＡｌとフォトレジストＰＲのエ
ッチング比の変化を減らすことができる。
パターン密度変化によるアルミニウムやフォトレジスト
ＰＲのエッチング速度の変化を最小にしようとするもの
である。例えば、一例としてあげると、マスクパターン
密度を３０％（Ｘ）を基準にして標準のエッチング気体
フロー量とする。マスクパターン密度が１５％（Ｙ）の
場合には供給されるエッチング気体のフロー量を１５％
（Ｘ−Ｙ（３０−１５））だけ増加させて供給し、マス
クパターン密度６５％（Ｚ）の場合には供給されるエッ
チング気体のフロー量を３５％（Ｚ−Ｘ、（６５−３
０））だけ減少させて供給することで、マスクパターン
密度によるアルミニウムＡｌとフォトレジストＰＲのエ
ッチング比の変化を減らすことができる。
【００１６】本実施形態でエッチング気体の量を調節す
るために使用した変数はチャンバ圧力とエッチング気体
のフロー量である。圧力はチャンバ内におけるエッチン
グ気体及びエッチング副産物の全体量を調節する変数で
ある。エッチング気体のフロー量はエッチング気体の供
給と密接な関係がある。また、各エッチング気体のフロ
ー量の割合はエッチング工程に密接な影響を及ぼすので
各々のフロー量の割合は各段階ごとに決められる。現
在、０．２５μｍＴｅｃｈ、ｍｅｔａｌ ｅｔｃｈ ｂ
ａｓｅｌｉｎｅ ｒｅｃｉｐｅに基づく時、マスクパタ
ーン密度効果を最小にするためのエッチング条件は次の
通りである。この条件を適用した結果を図３に示す。
るために使用した変数はチャンバ圧力とエッチング気体
のフロー量である。圧力はチャンバ内におけるエッチン
グ気体及びエッチング副産物の全体量を調節する変数で
ある。エッチング気体のフロー量はエッチング気体の供
給と密接な関係がある。また、各エッチング気体のフロ
ー量の割合はエッチング工程に密接な影響を及ぼすので
各々のフロー量の割合は各段階ごとに決められる。現
在、０．２５μｍＴｅｃｈ、ｍｅｔａｌ ｅｔｃｈ ｂ
ａｓｅｌｉｎｅ ｒｅｃｉｐｅに基づく時、マスクパタ
ーン密度効果を最小にするためのエッチング条件は次の
通りである。この条件を適用した結果を図３に示す。
【００１７】すなわち、図３は本実施形態のマスクパタ
ーン密度％によるアルミニウムＡｌとフォトレジストＰ
Ｒのエッチング速度Å／ｍｉｍ関係を示すグラフであ
る。図３において点線は一般の０．２５μｍＴｅｃｈ、
ｂａｓｅｌｉｎｅ ｒｅｃｉｐｅを適用した場合であ
り、実線は本実施形態でマスクパターン密度の変化に応
じて圧力とガスフロー量を加減した場合を示している。
先ず、マスクパターン密度が３０％の場合、１８０ｍＴ
／５００Ｗｓ／５０Ｇ／６０ｓｃｃｍＢＣ１３／４０ｓ
ｃｃｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ１２条件でエッチング工
程が行われるとする。マスクパターン密度が１５％に低
くなるとその分エッチングされる面積が増加するので、
圧力とエッチング気体とを増加させる。すなわち、マス
クパターン密度が１５％の場合、２０７ｍＴ／５００Ｗ
ｓ／５０Ｇ／６９ｓｃｃｍＢＣ１３／４６ｓｃｃｍＣ１
２／４６ｓｃｃｍＮ１２条件でエッチング工程を行っ
た。
ーン密度％によるアルミニウムＡｌとフォトレジストＰ
Ｒのエッチング速度Å／ｍｉｍ関係を示すグラフであ
る。図３において点線は一般の０．２５μｍＴｅｃｈ、
ｂａｓｅｌｉｎｅ ｒｅｃｉｐｅを適用した場合であ
り、実線は本実施形態でマスクパターン密度の変化に応
じて圧力とガスフロー量を加減した場合を示している。
先ず、マスクパターン密度が３０％の場合、１８０ｍＴ
／５００Ｗｓ／５０Ｇ／６０ｓｃｃｍＢＣ１３／４０ｓ
ｃｃｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ１２条件でエッチング工
程が行われるとする。マスクパターン密度が１５％に低
くなるとその分エッチングされる面積が増加するので、
圧力とエッチング気体とを増加させる。すなわち、マス
クパターン密度が１５％の場合、２０７ｍＴ／５００Ｗ
ｓ／５０Ｇ／６９ｓｃｃｍＢＣ１３／４６ｓｃｃｍＣ１
２／４６ｓｃｃｍＮ１２条件でエッチング工程を行っ
た。
【００１８】また、マスクパターン密度が６５％である
場合、１１７ｍＴ／５００Ｗｓ／５０Ｇ／３９ｓｃｃｍ
ＢＣ１３／２６ｓｃｃｍＣ１２／２６ｓｃｃｍＮ１２条
件でエッチング工程を行った。詳しく説明すると、マス
クパターン密度が３０％の場合にはチャンバ圧力を１８
０ｍＴとし、マスクパターン密度が１５％の場合にはチ
ャンバ圧力を１５％増加した２０７ｍＴとし、マスクパ
ターン密度が６５％の場合にはチャンバ圧力を３５％減
少した１１７ｍＴとして工程を行う。
場合、１１７ｍＴ／５００Ｗｓ／５０Ｇ／３９ｓｃｃｍ
ＢＣ１３／２６ｓｃｃｍＣ１２／２６ｓｃｃｍＮ１２条
件でエッチング工程を行った。詳しく説明すると、マス
クパターン密度が３０％の場合にはチャンバ圧力を１８
０ｍＴとし、マスクパターン密度が１５％の場合にはチ
ャンバ圧力を１５％増加した２０７ｍＴとし、マスクパ
ターン密度が６５％の場合にはチャンバ圧力を３５％減
少した１１７ｍＴとして工程を行う。
【００１９】また、マスクパターン密度が３０％の場合
には用いられるエッチング気体の量を６０ｓｃｃｍＢＣ
１３／４０ｓｃｃｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ１２で供給
し、マスクパターン密度が１５％の場合には各エッチン
グ気体を１５％増加した６９ｓｃｃｍＢＣ１３／４６ｓ
ｃｃｍＣ１２／４６ｓｃｃｍＮ１２で供給し、マスクパ
ターン密度が６５％の場合には各エッチング気体を３５
％減少した３９ｓｃｃｍＢＣ１３／２６ｓｃｃｍＣ１２
／２６ｓｃｃｍＮ１２でエッチング気体を供給する。
には用いられるエッチング気体の量を６０ｓｃｃｍＢＣ
１３／４０ｓｃｃｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ１２で供給
し、マスクパターン密度が１５％の場合には各エッチン
グ気体を１５％増加した６９ｓｃｃｍＢＣ１３／４６ｓ
ｃｃｍＣ１２／４６ｓｃｃｍＮ１２で供給し、マスクパ
ターン密度が６５％の場合には各エッチング気体を３５
％減少した３９ｓｃｃｍＢＣ１３／２６ｓｃｃｍＣ１２
／２６ｓｃｃｍＮ１２でエッチング気体を供給する。
【００２０】なお、この時各エッチング気体の割合は変
えない。図３の結果によるとマスクパターン密度は変化
してもアルミニウムＡｌとフォトレジストＰＲのエッチ
ング速度はほとんど変わらないことが分かる。
えない。図３の結果によるとマスクパターン密度は変化
してもアルミニウムＡｌとフォトレジストＰＲのエッチ
ング速度はほとんど変わらないことが分かる。
【００２１】図４はマスクパターン密度によって同一の
エッチング方法を適用した場合と本実施形態の条件を適
用した時のエッチングプロファイルを比較したもので、
本方式に従う場合、マスクパターン密度の影響を受けな
いエッチング工程の制御が可能であることが分かる。す
なわち、４ａはマスクパターン密度を３０％でエッチン
グが行われたプロファイルを示しており、図４ｂは従来
のマスクパターン密度を１５％でエッチングを行う場合
プロファイルを示すものでプロファイル不良が発してい
ることがわかる。これに対して図４ｃはマスクパターン
密度を１５％で本発明で圧力とエッチング気体のフロー
量を各々１５％増加してエッチングを行ったプロファイ
ルを示している。
エッチング方法を適用した場合と本実施形態の条件を適
用した時のエッチングプロファイルを比較したもので、
本方式に従う場合、マスクパターン密度の影響を受けな
いエッチング工程の制御が可能であることが分かる。す
なわち、４ａはマスクパターン密度を３０％でエッチン
グが行われたプロファイルを示しており、図４ｂは従来
のマスクパターン密度を１５％でエッチングを行う場合
プロファイルを示すものでプロファイル不良が発してい
ることがわかる。これに対して図４ｃはマスクパターン
密度を１５％で本発明で圧力とエッチング気体のフロー
量を各々１５％増加してエッチングを行ったプロファイ
ルを示している。
【００２２】図２は前記のような本発明によるマスクパ
ターン密度の変化に応じて圧力とガスフロー量を加減す
る方式を更に数値化及び理論的に説明するものである。
ターン密度の変化に応じて圧力とガスフロー量を加減す
る方式を更に数値化及び理論的に説明するものである。
【表２】
【００２３】ここで、マスクパターン密度変数を考慮し
た圧力及びフロー量は与えられた圧力及びフロー量をエ
ッチングされる領域で割った値として定義される。通常
マスクパターン密度が３０％である場合の最適化された
圧力（１８０ｍＴ）及びフロー量（１４０ｓｃｃｍ）を
基準としている。
た圧力及びフロー量は与えられた圧力及びフロー量をエ
ッチングされる領域で割った値として定義される。通常
マスクパターン密度が３０％である場合の最適化された
圧力（１８０ｍＴ）及びフロー量（１４０ｓｃｃｍ）を
基準としている。
【００２４】従来の場合、マスクパターン密度変数を考
慮した圧力及びフロー量は、マスクパターン密度が１５
％（望ましくは１５．２％）の場合には２１２ｍＴ／１
６５ｓｃｃｍ、マスクパターン密度が６５％（望ましく
は６５．２％）の場合には５１７ｍＴ／４０２ｓｃｃｍ
として定義される。マスクパターン密度が３０％（望ま
しくは３０．４％）の最適化された圧力及びフロー量と
差が生じ、最適化された結果を得るためには３０．４％
の値と同じくなるように増減させなければならない。
慮した圧力及びフロー量は、マスクパターン密度が１５
％（望ましくは１５．２％）の場合には２１２ｍＴ／１
６５ｓｃｃｍ、マスクパターン密度が６５％（望ましく
は６５．２％）の場合には５１７ｍＴ／４０２ｓｃｃｍ
として定義される。マスクパターン密度が３０％（望ま
しくは３０．４％）の最適化された圧力及びフロー量と
差が生じ、最適化された結果を得るためには３０．４％
の値と同じくなるように増減させなければならない。
【００２５】従って、本実施形態ではマスクパターン密
度によって与えられる圧力を（１８０ｍＴ×エッチング
される領域）／（基準値のエッチングされる領域（すな
わち、０．６９６））、与えられるエッチング気体のフ
ロー量を（１４０ｍＴ×エッチングされる領域）／（基
準値のエッチングされる領域（すなわち、０．６９
６））によって算出した。
度によって与えられる圧力を（１８０ｍＴ×エッチング
される領域）／（基準値のエッチングされる領域（すな
わち、０．６９６））、与えられるエッチング気体のフ
ロー量を（１４０ｍＴ×エッチングされる領域）／（基
準値のエッチングされる領域（すなわち、０．６９
６））によって算出した。
【００２６】その結果、マスクパターン密度が１５．２
％であるとき、実際の圧力は２１９ｍＴ（与えられる圧
力）を０．８４８で割った２５８ｍＴであり、実際のフ
ロー量は１７１ｓｃｃｍ（与えられるフロー量）を０．
８４８で割った２０１ｓｃｃｍであるい。これらの結果
は、マスクパターン密度が３０％であるときの圧力（２
５９ｍＴ）、フロー量（２０１ｓｃｃｍ）に近似するこ
とができるという結果が得られる。
％であるとき、実際の圧力は２１９ｍＴ（与えられる圧
力）を０．８４８で割った２５８ｍＴであり、実際のフ
ロー量は１７１ｓｃｃｍ（与えられるフロー量）を０．
８４８で割った２０１ｓｃｃｍであるい。これらの結果
は、マスクパターン密度が３０％であるときの圧力（２
５９ｍＴ）、フロー量（２０１ｓｃｃｍ）に近似するこ
とができるという結果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマスクパ
ターン密度による半導体ウェハのエッチング速度の変化
を最小にする方法によると、次のような効果がある。エ
ッチング工程で製品ごとにマスクパターン密度の変化に
よる影響を最小にすることができる。したがって、製品
ごとに工程をセットするための金銭的、物質的、人的損
失を最小にすることができる。さらに、製品の開発日程
を最短期に減らすことができる。
ターン密度による半導体ウェハのエッチング速度の変化
を最小にする方法によると、次のような効果がある。エ
ッチング工程で製品ごとにマスクパターン密度の変化に
よる影響を最小にすることができる。したがって、製品
ごとに工程をセットするための金銭的、物質的、人的損
失を最小にすることができる。さらに、製品の開発日程
を最短期に減らすことができる。
【図１】一般的な半導体ウェハ用プラズマエッチング装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図２】同一のエッチング条件におけるマスクパターン
密度によるアルミニウムＡ１とフォトレジストＰＲのエ
ッチング比の変化を示すグラフである。
密度によるアルミニウムＡ１とフォトレジストＰＲのエ
ッチング比の変化を示すグラフである。
【図３】本発明においてマスクパターン密度によるアル
ミニウムとフォトレジストＰＲのエッチング比変化を示
すグラフである。
ミニウムとフォトレジストＰＲのエッチング比変化を示
すグラフである。
【図４】マスクパターン密度によって同様のエッチング
方法を採用した場合と、本発明の条件を採用した時のエ
ッチングプロファイルを示す図である。
方法を採用した場合と、本発明の条件を採用した時のエ
ッチングプロファイルを示す図である。
１ チャンバ、２ ウェハステージ、３ ガス噴射板、
４ コイル。
４ コイル。
Claims (9)
- 【請求項１】 エッチング気体を所定の量供給してエッ
チングを行うそのエッチング工程で形成されるパターン
の面積をエッチング対象層の全体面積で割った値をマス
クパターン密度とする場合、 マスクパターン密度の基準値がＸであれば、 前記Ｘより小さいマスクパターン密度Ｙを有するエッチ
ング工程時にはエッチング気体の量をＸの場合に比べて
Ｘ−Ｙだけ増加させてエッチングを行い、前記Ｘより大
きいマスクパターン密度Ｚを有するエッチング工程時に
はエッチング気体の量をＸの場合に比べてＺ−Ｘだけ減
少させてエッチングを行うことを特徴とするマスクパタ
ーン密度の変化による半導体ウェハのエッチング速度変
化を最小にする方法。 - 【請求項２】 前記エッチング気体の量を圧力とエッチ
ング気体のフロー量を変化させて調節することを特徴と
する請求項１に記載のマスクパターン密度の変化による
半導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法。 - 【請求項３】 前記チャンバ圧力の変化によってエッチ
ング副産物の全体発生量を調節することを特徴とする請
求項２に記載のマスクパターン密度の変化による半導体
ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法。 - 【請求項４】 前記エッチング工程をプラズマを用いて
行うことを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン
密度の変化による半導体ウェハのエッチング速度変化を
最小にする方法。 - 【請求項５】 前記マスクパターン密度の計算はウェハ
単位でなされ、各々のエッチング工程ステップごとにな
されることを特徴とする請求項１に記載のマスクパター
ン密度の変化による半導体ウェハのエッチング速度変化
を最小にする方法。 - 【請求項６】 前記エッチング対象層がアルミニウムで
ありマスクパターン密度の基準値Ｘが３０％である場合
のチャンバ圧力を１８０ｍＴとし、Ｙ値が１５％である
場合にはチャンバ圧力を２０７ｍＴとし、Ｘ値が６５％
である場合にはチャンバ圧力を１１７ｍＴとしてエッチ
ング工程を行うことを特徴とする請求項１に記載マスク
パターン密度の変化による半導体ウェハのエッチング速
度変化を最小にする方法。 - 【請求項７】 前記Ｘ、Ｙ、Ｚの変化に無関係にエッチ
ング装備に与えられるパワーは５００Ｗｓ／５０Ｇに保
持されることを特徴とする請求項６に記載マスクパター
ン密度の変化による半導体ウェハのエッチング速度変化
を最小にする方法。 - 【請求項８】 前記Ｘ、Ｙ、Ｚの変化に無関係で供給さ
れるエッチング気体間の割合は一定であることを特徴と
する請求項６に記載マスクパターン密度の変化による半
導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法。 - 【請求項９】 前記マスクパターン密度の基準値Ｘが３
０％である場合にはエッチング気体を６０ｓｃｃｍＢＣ
１３／４０ｓｃｃｍＣ１２／４０ｓｃｃｍＮ２で供給
し、Ｙ値が１５％である場合には６９ｓｃｃｍＢＣ１３
／４６ｓｃｃｍＣ１２／４６ｓｃｃｍＮ２で供給し、Ｚ
値が６５％である場合には３９ｓｃｃｍＢＣ１３／２６
ｓｃｃｍＣ１２／２６ｓｃｃｍＮ２で供給することを特
徴とする請求項６に記載のマスクパターン密度による半
導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0032310A KR100393976B1 (ko) | 2001-06-09 | 2001-06-09 | 마스크 패턴밀도에 따른 반도체 웨이퍼의 식각 속도변화를 최소화하는 방법 |
| KR2001-32310 | 2001-06-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367959A true JP2002367959A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19710599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001381103A Pending JP2002367959A (ja) | 2001-06-09 | 2001-12-14 | 半導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6686289B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002367959A (ja) |
| KR (1) | KR100393976B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10310524A1 (de) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Micronas Gmbh | Verfahren zum Ätzen einer Probe sowie Ätzanlage |
| KR100744121B1 (ko) * | 2006-01-11 | 2007-08-01 | 삼성전자주식회사 | 반도체 기판의 처리 방법 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784719A (en) * | 1985-06-28 | 1988-11-15 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Dry etching procedure |
| US4786361A (en) * | 1986-03-05 | 1988-11-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dry etching process |
| US5877032A (en) * | 1995-10-12 | 1999-03-02 | Lucent Technologies Inc. | Process for device fabrication in which the plasma etch is controlled by monitoring optical emission |
| US5514247A (en) | 1994-07-08 | 1996-05-07 | Applied Materials, Inc. | Process for plasma etching of vias |
| US5552996A (en) * | 1995-02-16 | 1996-09-03 | International Business Machines Corporation | Method and system using the design pattern of IC chips in the processing thereof |
| US5667630A (en) * | 1995-04-28 | 1997-09-16 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Low charge-up reactive ion metal etch process |
| US6165907A (en) * | 1996-05-20 | 2000-12-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma etching method and plasma etching apparatus |
| KR100269323B1 (ko) | 1998-01-16 | 2000-10-16 | 윤종용 | 반도체장치의백금막식각방법 |
| US6043001A (en) | 1998-02-20 | 2000-03-28 | Eastman Kodak Company | Dual mask pattern transfer techniques for fabrication of lenslet arrays |
| JP2000031128A (ja) * | 1998-05-06 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | エッチング処理装置及びエッチング処理方法、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| KR20000030956A (ko) * | 1998-10-22 | 2000-06-05 | 윤종용 | 반도체 장치의 게이트 전극 형성을 위한 폴리실리콘 식각 방법 |
| KR20000060960A (ko) * | 1999-03-22 | 2000-10-16 | 윤종용 | 고밀도 플라즈마 식각 설비를 사용한 반도체소자의 알루미늄막식각 방법 |
| JP4437347B2 (ja) * | 1999-10-14 | 2010-03-24 | キヤノンアネルバ株式会社 | 前処理エッチング装置及び薄膜作成装置 |
| US6391788B1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-05-21 | Applied Materials, Inc. | Two etchant etch method |
-
2001
- 2001-06-09 KR KR10-2001-0032310A patent/KR100393976B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-12-14 JP JP2001381103A patent/JP2002367959A/ja active Pending
-
2002
- 2002-01-09 US US10/040,490 patent/US6686289B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020093517A (ko) | 2002-12-16 |
| US6686289B2 (en) | 2004-02-03 |
| KR100393976B1 (ko) | 2003-08-09 |
| US20030013308A1 (en) | 2003-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4351304B2 (ja) | 化学的及び物理的エッチバックを使用してギャップ埋込み能力を改善する方法 | |
| JP5466756B2 (ja) | プラズマエッチング方法、半導体デバイスの製造方法、及びプラズマエッチング装置 | |
| US6806095B2 (en) | Method of plasma etching of high-K dielectric materials with high selectivity to underlying layers | |
| JP6462477B2 (ja) | 被処理体を処理する方法 | |
| US8722547B2 (en) | Etching high K dielectrics with high selectivity to oxide containing layers at elevated temperatures with BC13 based etch chemistries | |
| US7396771B2 (en) | Plasma etching apparatus and plasma etching method | |
| US7094704B2 (en) | Method of plasma etching of high-K dielectric materials | |
| JP2021504974A (ja) | 粗さを低減するための原子層堆積及びエッチング | |
| KR20180051663A (ko) | 원자 레벨 레졸루션 및 플라즈마 프로세싱 제어를 위한 방법들 | |
| JP2010205967A (ja) | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びコンピュータ記憶媒体 | |
| US6855643B2 (en) | Method for fabricating a gate structure | |
| US7667281B2 (en) | Method for hard mask CD trim | |
| JP2018200925A (ja) | エッチング方法およびエッチング装置 | |
| WO2015105622A1 (en) | Carbon film stress relaxation | |
| CN110235227A (zh) | 利用原子层控制各向同性蚀刻膜 | |
| TWI540638B (zh) | 半導體裝置之製造方法 | |
| US7351665B2 (en) | Plasma etching method, plasma etching apparatus, control program, computer recording medium and recording medium having processing recipe recorded thereon | |
| TWI809086B (zh) | 蝕刻方法及電漿處理裝置 | |
| WO2019117130A1 (ja) | プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置 | |
| JPH11135482A (ja) | 半導体装置の製造方法およびドライエッチング装置の反応室環境制御方法 | |
| JP2002367959A (ja) | 半導体ウェハのエッチング速度変化を最小にする方法 | |
| US7883631B2 (en) | Plasma etching method, plasma etching apparatus, control program and computer-readable storage medium | |
| US11367590B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| JP6666601B2 (ja) | 多孔質膜をエッチングする方法 | |
| JPH1140542A (ja) | ポリシリコン層蝕刻用ガス混合物及びこれを用いたポリシリコン電極層の蝕刻方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060201 |
|
| A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20061018 |