JP2003007684A - 有機膜のエッチング方法 - Google Patents
有機膜のエッチング方法Info
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- JP2003007684A JP2003007684A JP2001191144A JP2001191144A JP2003007684A JP 2003007684 A JP2003007684 A JP 2003007684A JP 2001191144 A JP2001191144 A JP 2001191144A JP 2001191144 A JP2001191144 A JP 2001191144A JP 2003007684 A JP2003007684 A JP 2003007684A
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- film
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、ＳＯ2とＮ2との混合ガスを用いて有機
膜をエッチングする第１ステップにおいてＳＯ2の分解
物であり、Ｓを主成分とする被膜が発生していた。この
被膜をＮ2とＨ2との混合ガスを用いて第２ステップにお
いてエッチング除去していたが、その除去時間に長時間
を要し、有機膜エッチング装置のスループット低下の要
因となっていた。 【解決手段】 被膜をエッチング除去する第２ステップ
（Ｔ3〜Ｔ4）において、Ｎ2とＨ2の混合ガスのプラズマ
によりこの被膜を除去することにより、Ｈ2が被膜中の
Ｓと反応して揮発性のＨ2Ｓを生成するので、被膜の除
去時間（Ｔ3〜Ｔ4）を短縮することができる。その結
果、有機膜エッチング装置のスループットの低下を改善
することができる。
膜をエッチングする第１ステップにおいてＳＯ2の分解
物であり、Ｓを主成分とする被膜が発生していた。この
被膜をＮ2とＨ2との混合ガスを用いて第２ステップにお
いてエッチング除去していたが、その除去時間に長時間
を要し、有機膜エッチング装置のスループット低下の要
因となっていた。 【解決手段】 被膜をエッチング除去する第２ステップ
（Ｔ3〜Ｔ4）において、Ｎ2とＨ2の混合ガスのプラズマ
によりこの被膜を除去することにより、Ｈ2が被膜中の
Ｓと反応して揮発性のＨ2Ｓを生成するので、被膜の除
去時間（Ｔ3〜Ｔ4）を短縮することができる。その結
果、有機膜エッチング装置のスループットの低下を改善
することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子製造工程
における有機膜のエッチング方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の有機膜エッチング方法を半導体素
子のゲートエッチング工程を例に図面を用いて説明す
る。 【０００３】図１はゲートエッチング工程の工程断面図
を示す。図１において１はシリコン基板、２はゲート酸
化膜、３はポリシリコン膜、４は有機膜、５はレジスト
パターン、６はＳを主成分とする被膜である。 【０００４】図３は有機膜エッチング装置でのエッチン
グシーケンスを示している。図３において時点Ｔ1から
時点Ｔ2を第１のステップ、時点Ｔ3から時点Ｔ4を第２
のステップと呼称する。 【０００５】シリコン基板１上には熱酸化によりゲート
酸化膜２が形成され、ゲート酸化膜２上には減圧ＣＶＤ
法によるポリシリコン膜３が形成されている。ポリシリ
コン膜３上には有機膜４とエッチングのマスクとなるレ
ジストパターン５とが形成されている（図１（ａ））。 【０００６】有機膜４はレジストパターン５をフォトリ
ソ工程で形成する際に、ポリシリコン膜３表面からの反
射光を防止するために形成される。なぜなら、このよう
な反射光はフォトレジストパターン５に局所的な寸法細
りを生じる原因となるからである。 【０００７】まず、図３の第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）
においてＳＯ2とＯ2との混合ガスのプラズマによって有
機膜４をエッチングする。このとき、露出したポリシリ
コン３表面とレジストパターン５表面にはエッチングガ
スであるＳＯ2が分解して、硫黄（Ｓ）を主成分とする
被膜６が形成される（図１（ｂ））。 【０００８】次にポリシリコン膜３をエッチングするた
めに有機膜エッチング装置からポリシリコンエッチング
装置までウェハを大気中で搬送しなければならないが、
被膜６を残したままウェハを大気に暴露すると、被膜６
が吸湿し、その際、異物が混入する。この異物はポリシ
リコン膜３をエッチングする際にマスクとなって、パタ
ーン異常を誘発する原因となるので、あらかじめ除去す
る必要がある。 【０００９】このために、図３の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）において被膜６をエッチング除去する。このス
テップは第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）に引き続き有機膜
エッチング装置で実施され、Ｎ2プラズマによるイオン
衝撃によって被膜６が除去される（図１（ｃ））。 【００１０】次にポリシリコンエッチング装置でＣｌ2
とＨＢｒの混合ガスのプラズマによりポリシリコン膜３
をエッチングする（図１（ｄ））。 【００１１】最後にゲートパターン上の有機膜４とレジ
ストパターン５をアッシング除去してポリシリコンゲー
トは完成する（図１（ｅ））。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、従
来の有機膜エッチング方法では被膜６を除去するために
Ｎ2プラズマのイオン衝撃により被膜６をスパッタ除去
するが、その際、すなわち図３の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）に長時間を要し、有機膜エッチング装置のスル
ープットを低下させる要因となっていた。 【００１３】この課題を解決するため、本発明は、被膜
を除去する時間を短縮し、有機膜エッチング装置のスル
ープットの低下を改善することのできる有機膜のエッチ
ング方法を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載された有機膜のエッチング方
法は、ＳＯ2ガスまたはＳＯ2を含むガスを用いて素子上
に形成された有機膜をエッチングする第１の工程と、第
１の工程により素子上に形成されＳを含有する被膜を、
Ｈ2ガスまたはＨ2を含むガスを用いてエッチング除去す
る第２の工程とを含んでいる。 【００１５】請求項１記載の有機膜のエッチング方法に
よれば、素子上の被膜をエッチングする第２の工程にお
いてＨ2ガスまたはＨ2を含むガスをエッチングガスに用
いることにより、Ｈ2が被膜の主成分であるＳと反応し
て、揮発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被膜
を速やかに除去することができ、有機膜エッチング装置
のスループットの低下を大幅に改善できる。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明における有機膜エッチング
方法をＭＯＳＬＳＩのゲートエッチング工程を例に図面
を用いて説明する。 【００１７】図１は、ゲートエッチング工程の工程断面
図を示す。図１において、１はシリコン基板、２はゲー
ト酸化膜、３はポリシリコン膜、４は有機膜、５はレジ
ストパターン、６はＳを主成分とする被膜である。 【００１８】図２は、本発明における有機膜エッチング
のエッチングシーケンスを示している。図２において時
点Ｔ1から時点Ｔ2を第１のステップ、時点Ｔ3から時点
Ｔ4を第２のステップと呼称する。 【００１９】シリコン基板１上には熱酸化によりゲート
酸化膜２が形成され、ゲート酸化膜２上には減圧ＣＶＤ
法によるポリシリコン膜３が形成されている。ポリシリ
コン膜３上には有機膜４とレジストパターン５とが形成
されている（図１（ａ））。 【００２０】有機膜４はレジストパターン５をフォトリ
ソ工程で形成する際に、ポリシリコン膜３表面からの反
射光を防止するために形成される。 【００２１】まず、図２の第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）
においてＳＯ2とＯ2の混合ガスのプラズマにより有機膜
４をエッチング除去する。このとき、露出したポリシリ
コン３表面とレジストパターン５表面にはエッチングガ
スであるＳＯ2が分解して、硫黄（Ｓ）を主成分とする
被膜６が形成される（図１（ｂ））。 【００２２】次にポリシリコン膜３をエッチングするた
めに有機膜エッチング装置からポリシリコンエッチング
装置までウェハを大気中で搬送しなければならないが、
被膜６を残したままウェハを大気に暴露すると、被膜６
が吸湿し、その際、異物が成長する。この異物はポリシ
リコン膜３をエッチングする際にマスクとなって、パタ
ーン異常を誘発する原因となるので、あらかじめ除去す
る必要がある。 【００２３】この被膜６を図２の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）によりエッチング除去する。第２のステップ
（Ｔ3〜Ｔ4）は有機膜エッチング装置で引き続き実施さ
れる。本実施の形態においては第２のステップ（Ｔ3〜
Ｔ4）にＮ2とＨ2の混合ガスによるプラズマを用いる。
このときＨ2が被膜６の主成分であるＳと反応して、揮
発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被膜６を速
やかに除去することができる（図１（ｃ））。 【００２４】次にポリシリコンエッチング装置でＣｌ2
とＨＢｒとの混合ガスのプラズマによりポリシリコン膜
３をエッチングする（図１（ｄ））。 【００２５】最後にゲートパターン上の有機膜４とレジ
ストパターン５とをアッシング除去してポリシリコンゲ
ートパターンは完成する（図１（ｅ））。 【００２６】本実施の形態によれば、有機膜４のエッチ
ング除去に要する時間と比較して、被膜６の除去時間を
０．２５倍から０．５倍に短縮でき、従来の有機膜エッ
チング方法に比べて有機膜エッチング装置のスループッ
トを大幅に改善できる。具体的には、従来の被膜６のエ
ッチング除去時間が６０秒〜１２０秒であるのに対し、
本実施の形態では、１５秒〜３０秒に短縮できる。 【００２７】なお、本実施の形態において、有機膜４の
エッチングガスにＳＯ2とＯ2との混合ガスを用いたが、
ＳＯ2のみのエッチングガスを用いてもよい。 【００２８】また、被膜６のエッチングガスにＨ2とＮ2
との混合ガスを用いたが、Ｈ2のみのエッチングガスを
用いてもよい。また、ＮＨ3，ＣＨ3，ＣＨＦ3，ＨＣ
ｌ，ＨＢｒ等の水素を含むガスを用いてもよい。 【００２９】 【発明の効果】請求項１記載の有機膜のエッチング方法
によれば、素子上の被膜をエッチングする第２の工程に
おいてＨ2ガスまたはＨ2を含むガスをエッチングガスに
用いることにより、Ｈ2が被膜の主成分であるＳと反応
して、揮発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被
膜を速やかに除去することができ、有機膜エッチング装
置のスループットの低下を大幅に改善できる。
における有機膜のエッチング方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の有機膜エッチング方法を半導体素
子のゲートエッチング工程を例に図面を用いて説明す
る。 【０００３】図１はゲートエッチング工程の工程断面図
を示す。図１において１はシリコン基板、２はゲート酸
化膜、３はポリシリコン膜、４は有機膜、５はレジスト
パターン、６はＳを主成分とする被膜である。 【０００４】図３は有機膜エッチング装置でのエッチン
グシーケンスを示している。図３において時点Ｔ1から
時点Ｔ2を第１のステップ、時点Ｔ3から時点Ｔ4を第２
のステップと呼称する。 【０００５】シリコン基板１上には熱酸化によりゲート
酸化膜２が形成され、ゲート酸化膜２上には減圧ＣＶＤ
法によるポリシリコン膜３が形成されている。ポリシリ
コン膜３上には有機膜４とエッチングのマスクとなるレ
ジストパターン５とが形成されている（図１（ａ））。 【０００６】有機膜４はレジストパターン５をフォトリ
ソ工程で形成する際に、ポリシリコン膜３表面からの反
射光を防止するために形成される。なぜなら、このよう
な反射光はフォトレジストパターン５に局所的な寸法細
りを生じる原因となるからである。 【０００７】まず、図３の第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）
においてＳＯ2とＯ2との混合ガスのプラズマによって有
機膜４をエッチングする。このとき、露出したポリシリ
コン３表面とレジストパターン５表面にはエッチングガ
スであるＳＯ2が分解して、硫黄（Ｓ）を主成分とする
被膜６が形成される（図１（ｂ））。 【０００８】次にポリシリコン膜３をエッチングするた
めに有機膜エッチング装置からポリシリコンエッチング
装置までウェハを大気中で搬送しなければならないが、
被膜６を残したままウェハを大気に暴露すると、被膜６
が吸湿し、その際、異物が混入する。この異物はポリシ
リコン膜３をエッチングする際にマスクとなって、パタ
ーン異常を誘発する原因となるので、あらかじめ除去す
る必要がある。 【０００９】このために、図３の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）において被膜６をエッチング除去する。このス
テップは第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）に引き続き有機膜
エッチング装置で実施され、Ｎ2プラズマによるイオン
衝撃によって被膜６が除去される（図１（ｃ））。 【００１０】次にポリシリコンエッチング装置でＣｌ2
とＨＢｒの混合ガスのプラズマによりポリシリコン膜３
をエッチングする（図１（ｄ））。 【００１１】最後にゲートパターン上の有機膜４とレジ
ストパターン５をアッシング除去してポリシリコンゲー
トは完成する（図１（ｅ））。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、従
来の有機膜エッチング方法では被膜６を除去するために
Ｎ2プラズマのイオン衝撃により被膜６をスパッタ除去
するが、その際、すなわち図３の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）に長時間を要し、有機膜エッチング装置のスル
ープットを低下させる要因となっていた。 【００１３】この課題を解決するため、本発明は、被膜
を除去する時間を短縮し、有機膜エッチング装置のスル
ープットの低下を改善することのできる有機膜のエッチ
ング方法を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載された有機膜のエッチング方
法は、ＳＯ2ガスまたはＳＯ2を含むガスを用いて素子上
に形成された有機膜をエッチングする第１の工程と、第
１の工程により素子上に形成されＳを含有する被膜を、
Ｈ2ガスまたはＨ2を含むガスを用いてエッチング除去す
る第２の工程とを含んでいる。 【００１５】請求項１記載の有機膜のエッチング方法に
よれば、素子上の被膜をエッチングする第２の工程にお
いてＨ2ガスまたはＨ2を含むガスをエッチングガスに用
いることにより、Ｈ2が被膜の主成分であるＳと反応し
て、揮発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被膜
を速やかに除去することができ、有機膜エッチング装置
のスループットの低下を大幅に改善できる。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明における有機膜エッチング
方法をＭＯＳＬＳＩのゲートエッチング工程を例に図面
を用いて説明する。 【００１７】図１は、ゲートエッチング工程の工程断面
図を示す。図１において、１はシリコン基板、２はゲー
ト酸化膜、３はポリシリコン膜、４は有機膜、５はレジ
ストパターン、６はＳを主成分とする被膜である。 【００１８】図２は、本発明における有機膜エッチング
のエッチングシーケンスを示している。図２において時
点Ｔ1から時点Ｔ2を第１のステップ、時点Ｔ3から時点
Ｔ4を第２のステップと呼称する。 【００１９】シリコン基板１上には熱酸化によりゲート
酸化膜２が形成され、ゲート酸化膜２上には減圧ＣＶＤ
法によるポリシリコン膜３が形成されている。ポリシリ
コン膜３上には有機膜４とレジストパターン５とが形成
されている（図１（ａ））。 【００２０】有機膜４はレジストパターン５をフォトリ
ソ工程で形成する際に、ポリシリコン膜３表面からの反
射光を防止するために形成される。 【００２１】まず、図２の第１のステップ（Ｔ1〜Ｔ2）
においてＳＯ2とＯ2の混合ガスのプラズマにより有機膜
４をエッチング除去する。このとき、露出したポリシリ
コン３表面とレジストパターン５表面にはエッチングガ
スであるＳＯ2が分解して、硫黄（Ｓ）を主成分とする
被膜６が形成される（図１（ｂ））。 【００２２】次にポリシリコン膜３をエッチングするた
めに有機膜エッチング装置からポリシリコンエッチング
装置までウェハを大気中で搬送しなければならないが、
被膜６を残したままウェハを大気に暴露すると、被膜６
が吸湿し、その際、異物が成長する。この異物はポリシ
リコン膜３をエッチングする際にマスクとなって、パタ
ーン異常を誘発する原因となるので、あらかじめ除去す
る必要がある。 【００２３】この被膜６を図２の第２のステップ（Ｔ3
〜Ｔ4）によりエッチング除去する。第２のステップ
（Ｔ3〜Ｔ4）は有機膜エッチング装置で引き続き実施さ
れる。本実施の形態においては第２のステップ（Ｔ3〜
Ｔ4）にＮ2とＨ2の混合ガスによるプラズマを用いる。
このときＨ2が被膜６の主成分であるＳと反応して、揮
発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被膜６を速
やかに除去することができる（図１（ｃ））。 【００２４】次にポリシリコンエッチング装置でＣｌ2
とＨＢｒとの混合ガスのプラズマによりポリシリコン膜
３をエッチングする（図１（ｄ））。 【００２５】最後にゲートパターン上の有機膜４とレジ
ストパターン５とをアッシング除去してポリシリコンゲ
ートパターンは完成する（図１（ｅ））。 【００２６】本実施の形態によれば、有機膜４のエッチ
ング除去に要する時間と比較して、被膜６の除去時間を
０．２５倍から０．５倍に短縮でき、従来の有機膜エッ
チング方法に比べて有機膜エッチング装置のスループッ
トを大幅に改善できる。具体的には、従来の被膜６のエ
ッチング除去時間が６０秒〜１２０秒であるのに対し、
本実施の形態では、１５秒〜３０秒に短縮できる。 【００２７】なお、本実施の形態において、有機膜４の
エッチングガスにＳＯ2とＯ2との混合ガスを用いたが、
ＳＯ2のみのエッチングガスを用いてもよい。 【００２８】また、被膜６のエッチングガスにＨ2とＮ2
との混合ガスを用いたが、Ｈ2のみのエッチングガスを
用いてもよい。また、ＮＨ3，ＣＨ3，ＣＨＦ3，ＨＣ
ｌ，ＨＢｒ等の水素を含むガスを用いてもよい。 【００２９】 【発明の効果】請求項１記載の有機膜のエッチング方法
によれば、素子上の被膜をエッチングする第２の工程に
おいてＨ2ガスまたはＨ2を含むガスをエッチングガスに
用いることにより、Ｈ2が被膜の主成分であるＳと反応
して、揮発性の硫化水素（Ｈ2Ｓ）を形成するので、被
膜を速やかに除去することができ、有機膜エッチング装
置のスループットの低下を大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＯＳＬＳＩのゲート形成の工程断面図
【図２】本発明の実施の形態における有機膜のエッチン
グシーケンス 【図３】従来の有機膜エッチングシーケンス 【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ ゲート酸化膜 ３ ポリシリコン膜 ４ 有機膜 ５ フォトレジストパターン ６ 被膜
グシーケンス 【図３】従来の有機膜エッチングシーケンス 【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ ゲート酸化膜 ３ ポリシリコン膜 ４ 有機膜 ５ フォトレジストパターン ６ 被膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H096 AA25 HA23 HA24 JA04
4M104 AA01 BB01 CC05 DD43 DD65
GG09 GG10 GG14 HH20
5F004 AA16 DA00 DA04 DA24 DA25
DA26 DB02 DB23 EA26
5F046 MA11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＳＯ2ガスまたはＳＯ2を含むガスを用い
て素子上に形成された有機膜をエッチングする第１の工
程と、前記第１の工程により前記素子上に形成されＳを
含有する被膜を、Ｈ2ガスまたはＨ2を含むガスを用いて
エッチング除去する第２の工程とを含む有機膜のエッチ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191144A JP2003007684A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 有機膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191144A JP2003007684A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 有機膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003007684A true JP2003007684A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19029815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191144A Pending JP2003007684A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 有機膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003007684A (ja) |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191144A patent/JP2003007684A/ja active Pending
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