JP2656500B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低温ドライエッチング方法に関し、詳しく
は、高精度ドライエッチングに好適なエッチすべき固体
の表面の温度を制御して行なわれる低温ドライエッチン
グ方法に関するものである。
は、高精度ドライエッチングに好適なエッチすべき固体
の表面の温度を制御して行なわれる低温ドライエッチン
グ方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来のドライエッチング法では、サイドエッチが極め
て少ない垂直エッチングを行うためにたとえば特開昭60
−126835に記載されるように、エッチングされたパター
ンの側壁に保護膜を形成してサイドエッチングを防止
し、エッチングの精度を向上させていた。また、ウェー
ハ表面に中性粒子を吸着させてイオンを照射してエッチ
ングを行なう、いわゆるイオンアシストエッチングを強
めるために、エッチングガスを表面に吸着させる方法と
して、特開昭60−158627号に記載のように、エッチング
における反応生成物の蒸気圧が大気圧の1/10になるよう
に固体表面温度を決め、該固体表面温度以下の温度でエ
ッチングすることにより、エッチング速度を高くしてい
た。
て少ない垂直エッチングを行うためにたとえば特開昭60
−126835に記載されるように、エッチングされたパター
ンの側壁に保護膜を形成してサイドエッチングを防止
し、エッチングの精度を向上させていた。また、ウェー
ハ表面に中性粒子を吸着させてイオンを照射してエッチ
ングを行なう、いわゆるイオンアシストエッチングを強
めるために、エッチングガスを表面に吸着させる方法と
して、特開昭60−158627号に記載のように、エッチング
における反応生成物の蒸気圧が大気圧の1/10になるよう
に固体表面温度を決め、該固体表面温度以下の温度でエ
ッチングすることにより、エッチング速度を高くしてい
た。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術のうち、側壁上保護膜を形成して側面が
垂直になるようにエッチングする技術は、反応生成物も
しくはエッチングガスの重合物によるデポジションを利
用しているため、エッチング反応が原理的に低速とな
り、エッチング時間が長くなること、およびデポジショ
ン膜はエッチすべきウェーハの側面ばかりでなく、装置
内壁のいたるところに被着されるため、剥離して発塵源
になり、ウェーハを汚染すること、さらにパターンを形
成した後、パターンの側壁上にデポジションされた膜を
除去する必要があるが、この除去が実際には困難である
ことなど多くの問題がある。そのため、実際の半導体デ
バイス製造においては、スループットが低いことやウエ
ハ表面に付着する異物による不良発生などのため、実用
に供するのは困難であった。また、イオンアシスト効果
を強めるためにウェーハを冷却する方法は、反応ガスを
表面に吸着させることが目的であり、温度によるエッチ
ングガスおよび反応生成物の蒸気圧の変化を考慮してい
ないため、温度が低すぎてエッチング速度が低下してし
ますなどの問題があった。
垂直になるようにエッチングする技術は、反応生成物も
しくはエッチングガスの重合物によるデポジションを利
用しているため、エッチング反応が原理的に低速とな
り、エッチング時間が長くなること、およびデポジショ
ン膜はエッチすべきウェーハの側面ばかりでなく、装置
内壁のいたるところに被着されるため、剥離して発塵源
になり、ウェーハを汚染すること、さらにパターンを形
成した後、パターンの側壁上にデポジションされた膜を
除去する必要があるが、この除去が実際には困難である
ことなど多くの問題がある。そのため、実際の半導体デ
バイス製造においては、スループットが低いことやウエ
ハ表面に付着する異物による不良発生などのため、実用
に供するのは困難であった。また、イオンアシスト効果
を強めるためにウェーハを冷却する方法は、反応ガスを
表面に吸着させることが目的であり、温度によるエッチ
ングガスおよび反応生成物の蒸気圧の変化を考慮してい
ないため、温度が低すぎてエッチング速度が低下してし
ますなどの問題があった。
本発明の目的は、従来のドライエッチング方法の有す
る上記問題を解決し、エッチング速度を低下させること
なしに、側面が実質的に垂直な微細パターンを、極めて
高い精度で、かつ、発塵源となる上記エッチングガスの
重合物や反応生成物のデポジションなしに形成すること
のできるドライエッチング方法を提供することである。
る上記問題を解決し、エッチング速度を低下させること
なしに、側面が実質的に垂直な微細パターンを、極めて
高い精度で、かつ、発塵源となる上記エッチングガスの
重合物や反応生成物のデポジションなしに形成すること
のできるドライエッチング方法を提供することである。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、反応容器内にお
けるエッチングガスの圧力よりも該エッチングのガス分
子の有する蒸気圧が高くなり、かつ、上記固体表面と上
記エッチングガスのプラズマの接触によって生ずる反応
生成物の蒸気圧と、上記エッチングガスの圧力との差が
所定の値よりも小さくなる温度に上記固体表面を保って
上記固体表面のエッチングを行なう。
けるエッチングガスの圧力よりも該エッチングのガス分
子の有する蒸気圧が高くなり、かつ、上記固体表面と上
記エッチングガスのプラズマの接触によって生ずる反応
生成物の蒸気圧と、上記エッチングガスの圧力との差が
所定の値よりも小さくなる温度に上記固体表面を保って
上記固体表面のエッチングを行なう。
特に、反応ガスの圧力を制御してレジスト膜の寸法細
りが実質的に防止できる温度以下となるように被加工物
の温度を制御してエッチングする。
りが実質的に防止できる温度以下となるように被加工物
の温度を制御してエッチングする。
［作用］ 上記のようにすることにより側面が実質的に垂直なエ
ッチングを、極めて小さな寸法シフトで正確に行なうこ
とが可能になる。
ッチングを、極めて小さな寸法シフトで正確に行なうこ
とが可能になる。
さらに、上記エッチングガスとしては、たとえば、
F2,Cl2,SF6もしくはNF3のように、エッチングの際にデ
ポジットしやすい炭素，ホウ素もしくはシリコンを含ま
れないガスを単独もしくは混合して用いることにより、
これらのガスから形成された重合物、あるいはこれらの
ガスと上記固体などとの反応生成物のデポジションを防
止し、汚染による不良の発生は効果的に防止される。
F2,Cl2,SF6もしくはNF3のように、エッチングの際にデ
ポジットしやすい炭素，ホウ素もしくはシリコンを含ま
れないガスを単独もしくは混合して用いることにより、
これらのガスから形成された重合物、あるいはこれらの
ガスと上記固体などとの反応生成物のデポジションを防
止し、汚染による不良の発生は効果的に防止される。
すなわち、プラズマを用いたエッチングにおいては、
プラズマ中にイオンと中性ラジカルが存在する。イオン
は固体表面に垂直に入射するように制御することが可能
であるが、中性ラジカルは等方的に飛躍するばかりでな
く、電荷を有さないので方向性を与えるのが困難であ
る。また、中性ラジカルの量は、通常のプラズマでは、
イオン量よりも多く存在するのでエッチング反応速度に
占める割合が高い、したがって、中性ラジカルのように
固体表面に入射する反応種の入射方向は等方的であるも
のが多いため、マスクの下部もエッチングされてしま
い、いわゆるアンダカット現象が生じる。同時に、プラ
ズマ中に含まれるふっ素や、残留ガス中に微量含まれる
ことが多い酸素などが、マスクとして用いられたレジス
トと反応してマスク寸法を細くしてしまうこともあり、
エッチング前に形成したレジスト膜の寸法どおりにエッ
チングしてパタンを形成することができなくなることが
多い。
プラズマ中にイオンと中性ラジカルが存在する。イオン
は固体表面に垂直に入射するように制御することが可能
であるが、中性ラジカルは等方的に飛躍するばかりでな
く、電荷を有さないので方向性を与えるのが困難であ
る。また、中性ラジカルの量は、通常のプラズマでは、
イオン量よりも多く存在するのでエッチング反応速度に
占める割合が高い、したがって、中性ラジカルのように
固体表面に入射する反応種の入射方向は等方的であるも
のが多いため、マスクの下部もエッチングされてしま
い、いわゆるアンダカット現象が生じる。同時に、プラ
ズマ中に含まれるふっ素や、残留ガス中に微量含まれる
ことが多い酸素などが、マスクとして用いられたレジス
トと反応してマスク寸法を細くしてしまうこともあり、
エッチング前に形成したレジスト膜の寸法どおりにエッ
チングしてパタンを形成することができなくなることが
多い。
ここで、中性ラジカルとの反応速度を低くすること
や、中性ラジカル反応生成物の脱離速度を低くすること
ができれば、パターン側壁上に保護膜を形成させなくて
も等方的なエッチングを防止することができる。上記中
性ラジカル反応生成物の脱離速度を低くするために固体
表面温度を反応による生成物の蒸気圧を考慮に入れて低
くすると中性ラジカルとの反応速度および中性ラジカル
との反応で生じた反応生成物の脱離速度の両者をともに
低下させることができる。低温にしたことによってレジ
ストマスクの反応も低減し、寸法の細りが極めて小さく
なる。特にレジスト膜のエッチング速度は温度依存性が
非常に高く、低温になると急減する。
や、中性ラジカル反応生成物の脱離速度を低くすること
ができれば、パターン側壁上に保護膜を形成させなくて
も等方的なエッチングを防止することができる。上記中
性ラジカル反応生成物の脱離速度を低くするために固体
表面温度を反応による生成物の蒸気圧を考慮に入れて低
くすると中性ラジカルとの反応速度および中性ラジカル
との反応で生じた反応生成物の脱離速度の両者をともに
低下させることができる。低温にしたことによってレジ
ストマスクの反応も低減し、寸法の細りが極めて小さく
なる。特にレジスト膜のエッチング速度は温度依存性が
非常に高く、低温になると急減する。
中性ラジカルににるエッチング反応は上記のように抑
止しても、パターニングのためのエッチングは行わなけ
ればならない。通常のプラズマエッチングにおいては、
イオンあるいは光，レーザのように固体表面へ垂直に入
射するエネルギ束があり、入射した固体表面部分は入射
エネルギによって局所的に加熱される。たとえば固体全
体が冷却されていても、極く薄い表面層では高温にな
り、冷却していなかったときと比べて、反応面での温度
はほとんど変らない。この場合、局所的に加熱された面
に同時に上記エッチングガスが入射したり、エッチング
ガスが吸着しているところへイオンが入射すれば、イオ
ンアシスト反応が起こり従来と同程度の反応速度および
反応生成物の脱離速度が維持される。すなわち、本低温
エッチングにおいてはイオンアシスト反応，光，レーザ
アシスト反応を有効に利用するものである。上記のよう
に、イオンなどのエネルギ束が固体表面にほぼ垂直に入
射している。ときには、マスクに覆われていない部分だ
けが垂直方向にエッチングされ、マスクの下部はエッチ
ングされず、マスク寸法に忠実なエッチングが行われ
る。
止しても、パターニングのためのエッチングは行わなけ
ればならない。通常のプラズマエッチングにおいては、
イオンあるいは光，レーザのように固体表面へ垂直に入
射するエネルギ束があり、入射した固体表面部分は入射
エネルギによって局所的に加熱される。たとえば固体全
体が冷却されていても、極く薄い表面層では高温にな
り、冷却していなかったときと比べて、反応面での温度
はほとんど変らない。この場合、局所的に加熱された面
に同時に上記エッチングガスが入射したり、エッチング
ガスが吸着しているところへイオンが入射すれば、イオ
ンアシスト反応が起こり従来と同程度の反応速度および
反応生成物の脱離速度が維持される。すなわち、本低温
エッチングにおいてはイオンアシスト反応，光，レーザ
アシスト反応を有効に利用するものである。上記のよう
に、イオンなどのエネルギ束が固体表面にほぼ垂直に入
射している。ときには、マスクに覆われていない部分だ
けが垂直方向にエッチングされ、マスクの下部はエッチ
ングされず、マスク寸法に忠実なエッチングが行われ
る。
本発明において、固体の温度は、上記のように、エッ
チングガスのガス分子の蒸気圧が、エッチングを行なう
際における反応容器内のエッチングガスの圧力より高く
なりかつ、中性ラジカルと固体との反応によって生じた
反応生成物の蒸気圧と、上記エッチングガスの圧力との
差が所定の値より小さくなる温度に保つ必要がある。
チングガスのガス分子の蒸気圧が、エッチングを行なう
際における反応容器内のエッチングガスの圧力より高く
なりかつ、中性ラジカルと固体との反応によって生じた
反応生成物の蒸気圧と、上記エッチングガスの圧力との
差が所定の値より小さくなる温度に保つ必要がある。
エッチングガスのガス分子の蒸気圧がエッチングの際
反応容器内のエッチングガスの圧力より低くなる温度で
は、エッチングガスの分子が固体状または液体上で固体
の表面上に吸着され、エッチングの進行が妨げられる。
したがって、上記固体の温度は、上記温度以上に保ち、
上記エッチングガスの分子が固体表面に固体状または液
体状で吸着して、エッチングの進行を妨げるのを防止す
る必要がある。
反応容器内のエッチングガスの圧力より低くなる温度で
は、エッチングガスの分子が固体状または液体上で固体
の表面上に吸着され、エッチングの進行が妨げられる。
したがって、上記固体の温度は、上記温度以上に保ち、
上記エッチングガスの分子が固体表面に固体状または液
体状で吸着して、エッチングの進行を妨げるのを防止す
る必要がある。
また、中性ラジカルと固体の反応によって生じた反応
生成物の蒸気圧が、上記エッチングガスの圧力よりも低
くなれば、パターンの側壁上に形成された反応生成物は
脱離されず、その結果サイドエッチが実質的に生じない
ため、側面が実質的に垂直なパターンが形成される。し
たがって、中性ラジカルと固体の反応による反応生成物
の蒸気圧が、上記エッチングガスの圧力と等しくなる温
度以下に固体の温度を保ってエッチングを行なえば、側
壁上に形成された中性ラジカルとの反応生成物によっ
て、サイドエッチは防止され、マスク寸法との寸法シフ
トがほとんどないパターンが形成される。
生成物の蒸気圧が、上記エッチングガスの圧力よりも低
くなれば、パターンの側壁上に形成された反応生成物は
脱離されず、その結果サイドエッチが実質的に生じない
ため、側面が実質的に垂直なパターンが形成される。し
たがって、中性ラジカルと固体の反応による反応生成物
の蒸気圧が、上記エッチングガスの圧力と等しくなる温
度以下に固体の温度を保ってエッチングを行なえば、側
壁上に形成された中性ラジカルとの反応生成物によっ
て、サイドエッチは防止され、マスク寸法との寸法シフ
トがほとんどないパターンが形成される。
実際には、上記寸法シフトは必ずしもゼロではなくて
もよく、若干の寸法シフトは許容される。本発明におい
て、上記のように、中性ラジカルとの反応生成物の圧力
がエッチングガスの圧力以下になれば、寸法シフトはほ
とんどゼロになる。しかし、上記反応生成物の蒸気圧
が、エッチングガスの圧力よりも若干高くなる温度でエ
ッチングを行なっても、寸法シフトは十分小さくなり、
実用上十分満足できる結果が得られる。たとえば、上記
反応生成物の蒸気圧がエッチングガスの104倍,103倍お
よび102倍となったときのマスクの寸法との寸法シフト
（サイドエッチの２倍）は、それぞれ0.2μm,0.15μｍ
および0.1μｍであった。これらの値は、従来のドライ
エッチングによって得られた値よりはるかに小さく、実
用上十分満足できる値である。
もよく、若干の寸法シフトは許容される。本発明におい
て、上記のように、中性ラジカルとの反応生成物の圧力
がエッチングガスの圧力以下になれば、寸法シフトはほ
とんどゼロになる。しかし、上記反応生成物の蒸気圧
が、エッチングガスの圧力よりも若干高くなる温度でエ
ッチングを行なっても、寸法シフトは十分小さくなり、
実用上十分満足できる結果が得られる。たとえば、上記
反応生成物の蒸気圧がエッチングガスの104倍,103倍お
よび102倍となったときのマスクの寸法との寸法シフト
（サイドエッチの２倍）は、それぞれ0.2μm,0.15μｍ
および0.1μｍであった。これらの値は、従来のドライ
エッチングによって得られた値よりはるかに小さく、実
用上十分満足できる値である。
すなわち、本発明における固体温度は中性ラジカルと
の反応生成物の蒸気圧がエッチングガスの圧力の104倍
以下とすればよい。この温度は使用されるエッチングガ
スおよびエッチングされる固体の種類によって異なるこ
とはいうまでもない。
の反応生成物の蒸気圧がエッチングガスの圧力の104倍
以下とすればよい。この温度は使用されるエッチングガ
スおよびエッチングされる固体の種類によって異なるこ
とはいうまでもない。
本発明における固体の温度の下限は、上記のようにエ
ッチングガスのガス分子が固体上に吸着しない最低の温
度であるが、この温度が、使用されるエッチングガスに
よってそれぞれ異なるのは当然であり、たとえば、エッ
チングガスとしてSF6を用いてシリコンをエッチすると
きの下限温度は−145℃であり、CF4を用いてシリコンを
エッチするときの下限の温度は−190℃である。
ッチングガスのガス分子が固体上に吸着しない最低の温
度であるが、この温度が、使用されるエッチングガスに
よってそれぞれ異なるのは当然であり、たとえば、エッ
チングガスとしてSF6を用いてシリコンをエッチすると
きの下限温度は−145℃であり、CF4を用いてシリコンを
エッチするときの下限の温度は−190℃である。
ドライエッチングにおいて、被エッチング物質は一般
にプラズマに晒される。または特定のガス雰囲気に置か
れているところでイオンビームあるいは光レーザ等のエ
ネルギ束に照射されることもある。いずれの場合も分解
したガス成分のうち、イオンあるいは中性であるが反応
性が高い活性種（中性ラジカル）が固体表面材料と反応
し、蒸気圧が高い反応生成物となって固定表面から脱離
してエッチングが進行する。ここで、反応性が低いガス
成分は固体表面へ特有の吸着確率で吸着するが、ほとん
ど気層に戻り排気される。しかし、デポジション性の高
い成分を含むガス、例えば炭素C,ホウ素B,シリコンSi,
その他金属元素を含む化合物ガスの場合には、固体表面
に吸着したまま残在し、除去できない場合が多い。ま
た、たとえ固体表面との反応性が高くても、反応性成物
の蒸気圧が著しく低いと表面から脱離せず固体表面に残
ってしまう。上記蒸気圧は固体表面の温度に依存するの
で、エッチング時の試料温度およびガス種が重要な因子
になる。
にプラズマに晒される。または特定のガス雰囲気に置か
れているところでイオンビームあるいは光レーザ等のエ
ネルギ束に照射されることもある。いずれの場合も分解
したガス成分のうち、イオンあるいは中性であるが反応
性が高い活性種（中性ラジカル）が固体表面材料と反応
し、蒸気圧が高い反応生成物となって固定表面から脱離
してエッチングが進行する。ここで、反応性が低いガス
成分は固体表面へ特有の吸着確率で吸着するが、ほとん
ど気層に戻り排気される。しかし、デポジション性の高
い成分を含むガス、例えば炭素C,ホウ素B,シリコンSi,
その他金属元素を含む化合物ガスの場合には、固体表面
に吸着したまま残在し、除去できない場合が多い。ま
た、たとえ固体表面との反応性が高くても、反応性成物
の蒸気圧が著しく低いと表面から脱離せず固体表面に残
ってしまう。上記蒸気圧は固体表面の温度に依存するの
で、エッチング時の試料温度およびガス種が重要な因子
になる。
本発明では、デポジション性が強いガス（例えば（CC
l4,C2F6,C3F8,C4F8など）を用いてサイドウォールデポ
ジション（側壁保護膜）効果により、垂直エッチングし
ていた従来の方法とは異なり、通常ではアンダーカット
を起こすデポジション性が弱いガス（例えばF2,Cl2,S
F6,NF3など）を用いても、マスク寸法に忠実な垂直エッ
チングが実現される。低温であることにより、ホトレジ
ストなどのようにエッチング速度の温度依存性が大きな
材料のエッチング速度が非常に小さくなり、マスクの膜
減りが著しく低減されるので、マスク寸法がエッチング
前の寸法に維持される。したがって、従来必要悪であっ
たサイドヴォールデポジションを形成する必要がなく、
それらの膜の除去に苦慮する必要がなくなった。従来は
サイドウォール上にデポジットした膜を除去するとき
に、新たに寸法細りを起こすこともあったが、本発明で
はこのような工程は不要なため除去工程による寸法細り
もなくなる。また、デポジション性が強いガスを使用し
ないので装置内壁を汚す度合も著しく減少させることが
できるので、装置内における発塵を低減させることにな
り、素子の配線の断線や短絡などの欠陥発生率を著しく
低下させることができる。
l4,C2F6,C3F8,C4F8など）を用いてサイドウォールデポ
ジション（側壁保護膜）効果により、垂直エッチングし
ていた従来の方法とは異なり、通常ではアンダーカット
を起こすデポジション性が弱いガス（例えばF2,Cl2,S
F6,NF3など）を用いても、マスク寸法に忠実な垂直エッ
チングが実現される。低温であることにより、ホトレジ
ストなどのようにエッチング速度の温度依存性が大きな
材料のエッチング速度が非常に小さくなり、マスクの膜
減りが著しく低減されるので、マスク寸法がエッチング
前の寸法に維持される。したがって、従来必要悪であっ
たサイドヴォールデポジションを形成する必要がなく、
それらの膜の除去に苦慮する必要がなくなった。従来は
サイドウォール上にデポジットした膜を除去するとき
に、新たに寸法細りを起こすこともあったが、本発明で
はこのような工程は不要なため除去工程による寸法細り
もなくなる。また、デポジション性が強いガスを使用し
ないので装置内壁を汚す度合も著しく減少させることが
できるので、装置内における発塵を低減させることにな
り、素子の配線の断線や短絡などの欠陥発生率を著しく
低下させることができる。
［実施例］ 実施例１ 反応性イオンエッチング（RIE）およびマイクロ波プ
ラズマを利用したエッチング装置、いずれの装置の場合
でも、反応容器内の試料台は重要な構成要の１つであ
る。第１図はRIE装置の反応容器１内に設けた液体窒素
のような冷媒を用いることのできる低温制御用の試料台
を示し、第２図は同じくマイクロ波プラズマを利用した
反応容器１内に設けた低温制御用の試料台を示す。エッ
チング装置の構成によっては反応容器の上面あるいは側
面に試料台を取りつけるものもあるが、第１図，第２図
では底面に試料台をとりつけた場合を例として示した。
ラズマを利用したエッチング装置、いずれの装置の場合
でも、反応容器内の試料台は重要な構成要の１つであ
る。第１図はRIE装置の反応容器１内に設けた液体窒素
のような冷媒を用いることのできる低温制御用の試料台
を示し、第２図は同じくマイクロ波プラズマを利用した
反応容器１内に設けた低温制御用の試料台を示す。エッ
チング装置の構成によっては反応容器の上面あるいは側
面に試料台を取りつけるものもあるが、第１図，第２図
では底面に試料台をとりつけた場合を例として示した。
被エッチング材料（以下ウェハという）２は、冷却台
３の上の熱接触板４を挾んでウェハおさえ５により固定
される。上記冷却台３には各種冷媒６が入れられ、場合
によっては加熱用ヒータ７が取付けることもできる。上
記冷却台３は高電圧あるいは高周波電圧を印加すること
がしばしばあるので、電気絶縁材料８によって装置の反
応容器９と絶縁されている。ウェハ２の温度はプラズマ
あるいはイオン・レーザ等のエネルギ束の流入量と、熱
接触板４を経て流出する熱量のバランスにより変化す
る。本実施例では、熱電対10によりウェハ表面温度を測
定したが、上記熱電対10に直接入射するイオン等もあり
高度に正確な温度とはいえないけれど、通常必要な精度
での測定は可能であり、相対的な温度変化を読み取りこ
とはできる。実際のプロセス装置においては熱電対10が
不純物汚源になりやすいため、非接触温度計を用いるの
がよいが、本実施例においては温度測定場所を他の位置
に移し、間接的にウェハ１の温度を計測するという対策
を行った。この場合、熱接触板４による熱接触の度合が
ウェハによって異ると、温度のばらつきが問題になる。
熱接触板４の材料としては、熱伝導性がよい金属の箔を
複数枚重ねる方式や、低温に耐えるグリースなどを用い
るのがよいが、ウェハを何枚も処理していると、どうし
ても熱接触の更現性が悪くなる。第３図は上記熱接触板
の代りに、ウェハ２と試料台３との間に生じる僅かな空
隙に、ガスを導入するための冷却ガス配管11を設けたこ
とを特徴とする試料台のみを示す。上記冷却ガスは冷媒
温度になっても液化しないことが条件である。例えば、
Heガスあるいはエッチングガスのうち蒸気圧が高いもの
を選べばよい。冷却ガスのガス圧力は高ければ高い程効
果があるが、高すぎるとウェハおさえ５があってもウェ
ハ２が押されて試料台３から浮いてしまうことがあるの
で、約1Torr以上であって、上記ウェハおさえ５の重畳
が異常に重くならない圧力以下の範囲を選ぶのがよい。
冷媒６として液体窒素を用いたときに、ウェハ２の温度
を上記液体窒素温度より高く設定するには上記冷却ガス
（He,あるいはエッチングガスのうち蒸気圧の高いガ
ス）の圧力を低くすれば熱接触効果が低減し、高い温度
側に変化させることができる。このようにガス冷却の場
合には熱接触効率の制御ができ、再現性にもすぐれてい
る。
３の上の熱接触板４を挾んでウェハおさえ５により固定
される。上記冷却台３には各種冷媒６が入れられ、場合
によっては加熱用ヒータ７が取付けることもできる。上
記冷却台３は高電圧あるいは高周波電圧を印加すること
がしばしばあるので、電気絶縁材料８によって装置の反
応容器９と絶縁されている。ウェハ２の温度はプラズマ
あるいはイオン・レーザ等のエネルギ束の流入量と、熱
接触板４を経て流出する熱量のバランスにより変化す
る。本実施例では、熱電対10によりウェハ表面温度を測
定したが、上記熱電対10に直接入射するイオン等もあり
高度に正確な温度とはいえないけれど、通常必要な精度
での測定は可能であり、相対的な温度変化を読み取りこ
とはできる。実際のプロセス装置においては熱電対10が
不純物汚源になりやすいため、非接触温度計を用いるの
がよいが、本実施例においては温度測定場所を他の位置
に移し、間接的にウェハ１の温度を計測するという対策
を行った。この場合、熱接触板４による熱接触の度合が
ウェハによって異ると、温度のばらつきが問題になる。
熱接触板４の材料としては、熱伝導性がよい金属の箔を
複数枚重ねる方式や、低温に耐えるグリースなどを用い
るのがよいが、ウェハを何枚も処理していると、どうし
ても熱接触の更現性が悪くなる。第３図は上記熱接触板
の代りに、ウェハ２と試料台３との間に生じる僅かな空
隙に、ガスを導入するための冷却ガス配管11を設けたこ
とを特徴とする試料台のみを示す。上記冷却ガスは冷媒
温度になっても液化しないことが条件である。例えば、
Heガスあるいはエッチングガスのうち蒸気圧が高いもの
を選べばよい。冷却ガスのガス圧力は高ければ高い程効
果があるが、高すぎるとウェハおさえ５があってもウェ
ハ２が押されて試料台３から浮いてしまうことがあるの
で、約1Torr以上であって、上記ウェハおさえ５の重畳
が異常に重くならない圧力以下の範囲を選ぶのがよい。
冷媒６として液体窒素を用いたときに、ウェハ２の温度
を上記液体窒素温度より高く設定するには上記冷却ガス
（He,あるいはエッチングガスのうち蒸気圧の高いガ
ス）の圧力を低くすれば熱接触効果が低減し、高い温度
側に変化させることができる。このようにガス冷却の場
合には熱接触効率の制御ができ、再現性にもすぐれてい
る。
つぎに本実施例で得られたエッチング形状について説
明する。ここではプラズマを用いたエッチングについて
だけ記すが、イオンビームエッチング，光，もしくはレ
ーザを用いたエッチングでも効果は同じである。第４図
は13.56MHzの高周波電圧を用いた反応性イオンエッチン
グ（RIE）、もしくは2.45GHzのマイクロ波プラズマエッ
チングを用い、従来の方法によってエッチングしたとき
の、エッチング断面形状の一例を示したものである。い
ずれの場合も、試料台は水冷（約15℃）としウェハは上
記試料台に乗せただけであり、ウェハ温度はエッチング
中に50〜130℃の範囲になっていた。エッチング用ガス
はSF4,CF4とした。第４図において、破線12はエッチン
グ前のレジストマスクを示し、エッチング後においては
実線13で示す形状のように、膜厚も寸法もともに減少し
ていた。被エッチング材料として、ここではPoly Siお
よびＷを用いたが、いずれも同様な形状14が得られた。
形状14で示したPoly SiおよびＷのパタン寸法は、レジ
スト形状13の寸法より0.3μｍ以上細く、レジスト寸法
もエッチング前より0.2μｍ程度細くなっていた。この
時のエッチング条件は、SF6ガス圧力を100mTorrとし、
オーバエッチングを約20％行い、エッチング速度は300n
m/minであった。なお、ガス圧力をさらに高くしたりオ
ーバエッチング時間を長くすると、上記寸法シフトがさ
らに増大することが確認された。
明する。ここではプラズマを用いたエッチングについて
だけ記すが、イオンビームエッチング，光，もしくはレ
ーザを用いたエッチングでも効果は同じである。第４図
は13.56MHzの高周波電圧を用いた反応性イオンエッチン
グ（RIE）、もしくは2.45GHzのマイクロ波プラズマエッ
チングを用い、従来の方法によってエッチングしたとき
の、エッチング断面形状の一例を示したものである。い
ずれの場合も、試料台は水冷（約15℃）としウェハは上
記試料台に乗せただけであり、ウェハ温度はエッチング
中に50〜130℃の範囲になっていた。エッチング用ガス
はSF4,CF4とした。第４図において、破線12はエッチン
グ前のレジストマスクを示し、エッチング後においては
実線13で示す形状のように、膜厚も寸法もともに減少し
ていた。被エッチング材料として、ここではPoly Siお
よびＷを用いたが、いずれも同様な形状14が得られた。
形状14で示したPoly SiおよびＷのパタン寸法は、レジ
スト形状13の寸法より0.3μｍ以上細く、レジスト寸法
もエッチング前より0.2μｍ程度細くなっていた。この
時のエッチング条件は、SF6ガス圧力を100mTorrとし、
オーバエッチングを約20％行い、エッチング速度は300n
m/minであった。なお、ガス圧力をさらに高くしたりオ
ーバエッチング時間を長くすると、上記寸法シフトがさ
らに増大することが確認された。
つぎに本発明によって得られた結果について説明す
る。SF6ガスを用いてＷのエッチングを行う。SF6ガス圧
力が10mTorrのとき−90〜−150℃で、100mTorrのとき−
80〜−140℃,1Torrのとき−60〜−130℃と条件で変えて
行なった。その結果第５図に示した断面図のようにエッ
チング後のレジスト膜の形状13′はエッチング前の形状
12とほとんど変らず、しかも寸法シフトの生ずることな
しにＷ膜14′のパターンが形成できた。
る。SF6ガスを用いてＷのエッチングを行う。SF6ガス圧
力が10mTorrのとき−90〜−150℃で、100mTorrのとき−
80〜−140℃,1Torrのとき−60〜−130℃と条件で変えて
行なった。その結果第５図に示した断面図のようにエッ
チング後のレジスト膜の形状13′はエッチング前の形状
12とほとんど変らず、しかも寸法シフトの生ずることな
しにＷ膜14′のパターンが形成できた。
本実施例の結果を第７図に示すエッチングガスSF6と
反応生成物ガスWF6の蒸気圧と温度の関係から考察する
と、両者の曲線に挾まれた範囲の温度領域15において第
５図のような垂直なエッチングが行われていることがわ
かった。ここでエッチングガス圧力を高くした範囲を調
べるために、第１図で示したRIE装置では電極間隔を狭
くすると10Torr近傍まで放電可能とすることがわかっ
た。一般に10Torr以上でドライエッチングしている例は
ほとんどないので、SF6ガスを用いてＷをエッチングす
る場合には温度領域15の最高温度は10Torrのときで、−
50℃となる。低い方の温度は放電ガス圧力に設定するた
めに必要なSF6ガスの蒸気圧に応じて温度領域15の下端
温度になる。実際には第７図に示したSF6の曲線により
少し高い温度側にシフトしたところが、SF6ガス圧力制
御上好ましい。またエッチング断面形状は第５図に示し
たほどマスク寸法に忠実な垂直エッチングでなく、第６
図に示すように少しのアンダーカットによる寸法シフト
（ここでは0.1μｍ以下）を認めてもよい場合には、温
度範囲の上限をWF6の曲線より高い温度側にシフトした
領域16とすることができる。たとえば100mTorrのSF6ガ
ス圧力のとき、−50℃以下であれば、Ｗの寸法シフトは
0.1μｍ以下にすることができた。この場合、反応生成
物WF6の−50℃における蒸気圧は10Torrであり，エッチ
ングガス圧力（100mTorr）の100倍に相当している。す
なわち、寸法シフトを0.1μｍ以下にしてプロセスを組
み立てればよい場合にはエッチングガス圧力の約100倍
高い反応生成物蒸気圧となる温度まで許容できる。また
100mTorrのとき下限温度を前記した−145℃とすると、S
F6ガス圧力の設定に時間がかかることや、エッチ速度を
維持するためにRFパワーを高くしなければならなくなる
ことがあり、少し高い約−140℃が適値であった。した
がって0.1μｍ程度までの寸法シフトを許容する場合に
は−50〜−140℃（100mTorrの場合）の温度領域がよ
く、ガス圧力の設定を変えると第７図の温度領域16が良
好なエッチングを得るための領域となる。寸法シフトを
0.2μｍまで許容すると、温度の上限値は−５℃であ
り、反応生成物蒸気圧がエッチング動作ガス圧力の約３
×103倍に相当した。この場合温度範囲は−５℃〜−140
℃となった。蒸気温度領域の低温度側よりさらに低い温
度にすると、エッチ速度が次第に低下し、例えば100mTo
rrの場合では−150℃にしたとき全くエッチングできな
くなった。第４図，第５図，第６図に示した断面形状か
ら−50℃以下の温度であれば、ホトレジストのマスク寸
法細りが著しく減少したことがわかる。
反応生成物ガスWF6の蒸気圧と温度の関係から考察する
と、両者の曲線に挾まれた範囲の温度領域15において第
５図のような垂直なエッチングが行われていることがわ
かった。ここでエッチングガス圧力を高くした範囲を調
べるために、第１図で示したRIE装置では電極間隔を狭
くすると10Torr近傍まで放電可能とすることがわかっ
た。一般に10Torr以上でドライエッチングしている例は
ほとんどないので、SF6ガスを用いてＷをエッチングす
る場合には温度領域15の最高温度は10Torrのときで、−
50℃となる。低い方の温度は放電ガス圧力に設定するた
めに必要なSF6ガスの蒸気圧に応じて温度領域15の下端
温度になる。実際には第７図に示したSF6の曲線により
少し高い温度側にシフトしたところが、SF6ガス圧力制
御上好ましい。またエッチング断面形状は第５図に示し
たほどマスク寸法に忠実な垂直エッチングでなく、第６
図に示すように少しのアンダーカットによる寸法シフト
（ここでは0.1μｍ以下）を認めてもよい場合には、温
度範囲の上限をWF6の曲線より高い温度側にシフトした
領域16とすることができる。たとえば100mTorrのSF6ガ
ス圧力のとき、−50℃以下であれば、Ｗの寸法シフトは
0.1μｍ以下にすることができた。この場合、反応生成
物WF6の−50℃における蒸気圧は10Torrであり，エッチ
ングガス圧力（100mTorr）の100倍に相当している。す
なわち、寸法シフトを0.1μｍ以下にしてプロセスを組
み立てればよい場合にはエッチングガス圧力の約100倍
高い反応生成物蒸気圧となる温度まで許容できる。また
100mTorrのとき下限温度を前記した−145℃とすると、S
F6ガス圧力の設定に時間がかかることや、エッチ速度を
維持するためにRFパワーを高くしなければならなくなる
ことがあり、少し高い約−140℃が適値であった。した
がって0.1μｍ程度までの寸法シフトを許容する場合に
は−50〜−140℃（100mTorrの場合）の温度領域がよ
く、ガス圧力の設定を変えると第７図の温度領域16が良
好なエッチングを得るための領域となる。寸法シフトを
0.2μｍまで許容すると、温度の上限値は−５℃であ
り、反応生成物蒸気圧がエッチング動作ガス圧力の約３
×103倍に相当した。この場合温度範囲は−５℃〜−140
℃となった。蒸気温度領域の低温度側よりさらに低い温
度にすると、エッチ速度が次第に低下し、例えば100mTo
rrの場合では−150℃にしたとき全くエッチングできな
くなった。第４図，第５図，第６図に示した断面形状か
ら−50℃以下の温度であれば、ホトレジストのマスク寸
法細りが著しく減少したことがわかる。
同様にしてCF4によってＷをエッチングする場合では1
00mTorrのとき−50℃〜−160℃、また100mTorrのSF6に
よってPoly Siをエッチングする場合では−130℃〜−14
5℃、100mTorrのCF4によってPoly Siをエッチングする
場合は−130℃〜−190℃の温度範囲で、寸法シフトが0.
1μｍ以下の垂直エッチングが実現できた。寸法シフト
を0.2μｍ以下とすると、上記温度範囲は、CF4とＷで−
５〜−160℃、SF6とSiでは−95℃〜−145℃CF4とSiでは
−95℃〜−190℃となった。なお100mTorr以外のガス圧
力でのエッチングについては、第７図に示した蒸気圧と
温度の特性曲線から平行移動した温度範囲を設定すれば
良好なエッチング形状が得られる。SF6によるSiのエッ
チングでは寸法シフトを0.1μｍまで許容すれば、上記
−130〜145℃の範囲で所定の加工が実現でき、反応生成
物SiF4の蒸気圧がエッチングガス圧力の約100倍に相当
する蒸気圧になる温度まで許容できることを裏付けてい
る。また0.2μｍまで寸法シフトを許容すると反応生成
物の蒸気力がエッチング動作ガス圧力の104倍以下とな
る温度範囲であった。
00mTorrのとき−50℃〜−160℃、また100mTorrのSF6に
よってPoly Siをエッチングする場合では−130℃〜−14
5℃、100mTorrのCF4によってPoly Siをエッチングする
場合は−130℃〜−190℃の温度範囲で、寸法シフトが0.
1μｍ以下の垂直エッチングが実現できた。寸法シフト
を0.2μｍ以下とすると、上記温度範囲は、CF4とＷで−
５〜−160℃、SF6とSiでは−95℃〜−145℃CF4とSiでは
−95℃〜−190℃となった。なお100mTorr以外のガス圧
力でのエッチングについては、第７図に示した蒸気圧と
温度の特性曲線から平行移動した温度範囲を設定すれば
良好なエッチング形状が得られる。SF6によるSiのエッ
チングでは寸法シフトを0.1μｍまで許容すれば、上記
−130〜145℃の範囲で所定の加工が実現でき、反応生成
物SiF4の蒸気圧がエッチングガス圧力の約100倍に相当
する蒸気圧になる温度まで許容できることを裏付けてい
る。また0.2μｍまで寸法シフトを許容すると反応生成
物の蒸気力がエッチング動作ガス圧力の104倍以下とな
る温度範囲であった。
エッチングガスとしてＣを含む化合物ガス、例えばCC
l4,C2Cl3F3などはデポジションする傾向が強く側面上に
デポジットした膜の効果によって上記温度範囲より高い
通常のエッチング（30〜130℃）でもPoly SiもしくはSi
の垂直エッチングが行われる。しかし、Cl2ガスだけの
場合にはアンダカットが起り、寸法シフトが大きく、Ｆ
を含むガスの場合と似た傾向となる。Cl2ガスによって
Ｗをエッチングする場合では、反応生成物であるWCl6の
蒸気圧が＋100℃程度では非常に低いために、従来のエ
ッチング方法では垂直方向のエッチングも進行しなかっ
た。Cl2ガスによるPoly SiもしくはSiのエッチングでは
−120℃〜−160℃で、第５図に示したものと類似した良
好なエッチング断面形状が得られた。この場合もエッチ
ングガス圧力は約100mTorrであった。
l4,C2Cl3F3などはデポジションする傾向が強く側面上に
デポジットした膜の効果によって上記温度範囲より高い
通常のエッチング（30〜130℃）でもPoly SiもしくはSi
の垂直エッチングが行われる。しかし、Cl2ガスだけの
場合にはアンダカットが起り、寸法シフトが大きく、Ｆ
を含むガスの場合と似た傾向となる。Cl2ガスによって
Ｗをエッチングする場合では、反応生成物であるWCl6の
蒸気圧が＋100℃程度では非常に低いために、従来のエ
ッチング方法では垂直方向のエッチングも進行しなかっ
た。Cl2ガスによるPoly SiもしくはSiのエッチングでは
−120℃〜−160℃で、第５図に示したものと類似した良
好なエッチング断面形状が得られた。この場合もエッチ
ングガス圧力は約100mTorrであった。
上記結果は、固体表面と中性ラジカルの反応速度ある
いは反応生成物の脱離速度が、固体表面温度に依存する
ことを表わしている。上記温度範囲では、イオンが入射
する垂直方向のエッチング速度に差がほとんどなかっ
た。すなわち、固体温度にほとんど関係なく一定の速度
でエッチングされており、入射した表面のごとく近傍に
おける温度は、冷却温度に比べて非常に高くなっている
と推測される。例えば1eVのイオンエネルギが表面で急
に停止したとすれば、約10000度のエネルギが表面近分
に分散されて表面温度が上昇することになる。イオンア
シストエッチングのように、イオンだけでなく、表面に
吸着していたガス分子がエッチング反応に有効に加わる
現象は、まさに上記イオンエネルギの分散を受けている
現象である。
いは反応生成物の脱離速度が、固体表面温度に依存する
ことを表わしている。上記温度範囲では、イオンが入射
する垂直方向のエッチング速度に差がほとんどなかっ
た。すなわち、固体温度にほとんど関係なく一定の速度
でエッチングされており、入射した表面のごとく近傍に
おける温度は、冷却温度に比べて非常に高くなっている
と推測される。例えば1eVのイオンエネルギが表面で急
に停止したとすれば、約10000度のエネルギが表面近分
に分散されて表面温度が上昇することになる。イオンア
シストエッチングのように、イオンだけでなく、表面に
吸着していたガス分子がエッチング反応に有効に加わる
現象は、まさに上記イオンエネルギの分散を受けている
現象である。
上記温度範囲ではエッチングが良好に行われたが、試
料温度をさらに低下させた場合には導入されたエッチン
グガスの蒸気圧が極端に低下し、固体表面に堆積が始ま
り、たとえイオンが入射しても堆積層が少し除去される
だけで、固体自身のエッチングは進行しなくなると考え
られる。エッチングガスの堆積速度と、イオン入射量や
エネルギの相対的な大きさによって、エッチングされる
場合とエッチングされない場合とが生じるものと考えら
れる。いずれにしても極端に低温になり、エッチングガ
スの蒸気圧に著しく低くなる状態は実用的に好ましくな
い。したがって、試料温度はエッチングガスの蒸気圧が
ある程度高い状態に保ち、反応生成物の蒸気圧が低くな
る範囲内で、設定される。
料温度をさらに低下させた場合には導入されたエッチン
グガスの蒸気圧が極端に低下し、固体表面に堆積が始ま
り、たとえイオンが入射しても堆積層が少し除去される
だけで、固体自身のエッチングは進行しなくなると考え
られる。エッチングガスの堆積速度と、イオン入射量や
エネルギの相対的な大きさによって、エッチングされる
場合とエッチングされない場合とが生じるものと考えら
れる。いずれにしても極端に低温になり、エッチングガ
スの蒸気圧に著しく低くなる状態は実用的に好ましくな
い。したがって、試料温度はエッチングガスの蒸気圧が
ある程度高い状態に保ち、反応生成物の蒸気圧が低くな
る範囲内で、設定される。
上記Poly Si,W以外にAlのエッチングについて説明す
る。Alの反応生成物AlCl3の蒸気圧はWF6などよりも低
く、150℃でも100Torr以下であり、冷却を特に行わなく
ても垂直エッチングが達成されるはずである。しかし、
通常の水冷試料台にウェハを乗せてCl2プラズマによる
エッチングをするとアンダカットが大きく、固体温度を
約−50℃にして同様のエッチングを行なうとアンダカッ
トが低減することが確認された。ドライエッチングは発
熱反応するため、厳密にはエッチングされてできた溝や
孔の底面と側面との表面温度を所定の温度に設定した方
がよい。しかし、通常の場合は、シリコンやタングステ
ンなどをエッチする場合と同様に、固体の温度を所定温
度に設定してエッチングを行なえば、実用上十分であ
る。すなわち、溝側面の温度が反応速度あるいは脱離速
度を小さくできる程十分に低く、溝底面の温度がイオン
入射エネルギを得て十分に高くなっていればよい。底面
部と側面部は距離的に非常に近いので、イオン入射によ
って得られた熱が反応後に急速に裏面へ逃げるように熱
勾配を大きくすればよい。
る。Alの反応生成物AlCl3の蒸気圧はWF6などよりも低
く、150℃でも100Torr以下であり、冷却を特に行わなく
ても垂直エッチングが達成されるはずである。しかし、
通常の水冷試料台にウェハを乗せてCl2プラズマによる
エッチングをするとアンダカットが大きく、固体温度を
約−50℃にして同様のエッチングを行なうとアンダカッ
トが低減することが確認された。ドライエッチングは発
熱反応するため、厳密にはエッチングされてできた溝や
孔の底面と側面との表面温度を所定の温度に設定した方
がよい。しかし、通常の場合は、シリコンやタングステ
ンなどをエッチする場合と同様に、固体の温度を所定温
度に設定してエッチングを行なえば、実用上十分であ
る。すなわち、溝側面の温度が反応速度あるいは脱離速
度を小さくできる程十分に低く、溝底面の温度がイオン
入射エネルギを得て十分に高くなっていればよい。底面
部と側面部は距離的に非常に近いので、イオン入射によ
って得られた熱が反応後に急速に裏面へ逃げるように熱
勾配を大きくすればよい。
［発明の効果］ 上記のように本発明によれば、活性ガスプラズマを用
いて固体表面をエッチングするエッチング方法におい
て、エッチングガスの蒸囲気が反応容器内の全ガス圧よ
り高く、かつ固体表面を中性ラジカルとの反応によって
生じた反応生成物の蒸気圧と上記反応容器内の全ガス圧
よりとの差が所定の値より小さくなるように、固体表面
温度を保ってエッチングする。それにより、従来、サイ
ドウォールデポジションを利用して垂直エッチングして
いたのが、上記サイドウォールを特別に形成することな
して垂直エッチングができ、さらに、レジストマスクの
寸法変化も従来より著るしく低減できるため、エッチン
グ加工寸法精度が向上するとともに、サイドウォールを
除去する工程が削減でき、装置内壁の汚れを低減する効
果がある。すなわち、その結果、エッチング前のマスク
寸法に忠実な高精度ドライエッチングが可能となり、か
つ、素子特性劣化の原因になる汚染や塵埃の低減および
工程削減によるスループットを向上させ、装置内の掃除
などのメンテナンスを減らすことができる。さらに、従
来耐ドライエッチング特性が悪く、使用できないとされ
ていたレジスト材料も使用することが可能である。
いて固体表面をエッチングするエッチング方法におい
て、エッチングガスの蒸囲気が反応容器内の全ガス圧よ
り高く、かつ固体表面を中性ラジカルとの反応によって
生じた反応生成物の蒸気圧と上記反応容器内の全ガス圧
よりとの差が所定の値より小さくなるように、固体表面
温度を保ってエッチングする。それにより、従来、サイ
ドウォールデポジションを利用して垂直エッチングして
いたのが、上記サイドウォールを特別に形成することな
して垂直エッチングができ、さらに、レジストマスクの
寸法変化も従来より著るしく低減できるため、エッチン
グ加工寸法精度が向上するとともに、サイドウォールを
除去する工程が削減でき、装置内壁の汚れを低減する効
果がある。すなわち、その結果、エッチング前のマスク
寸法に忠実な高精度ドライエッチングが可能となり、か
つ、素子特性劣化の原因になる汚染や塵埃の低減および
工程削減によるスループットを向上させ、装置内の掃除
などのメンテナンスを減らすことができる。さらに、従
来耐ドライエッチング特性が悪く、使用できないとされ
ていたレジスト材料も使用することが可能である。
第１図および第２図は、それぞれ本発明の実施に用いら
れる反応性イオンエッチング装置および、マイクロ波プ
ラズマエッチング装置の一例を示す模式図、第３図は本
発明の実施に用いられるエッチング装置の他の例を示す
図、第４図は従来のエッチング方法で形成されたパター
ンの断面形状を示す図、第５図および第６図は、それぞ
れ本発明によって形成されたパターンの断面形状の例を
示す図、第７図はWF6とSF6における蒸気圧と温度の関係
を示す曲線図である。 １……反応容器、２……ウェハ、３……冷却試料台、４
……熱接触板、５……ウェハおさえ、６……冷媒、７…
…加熱ヒータ、８……電気絶縁材料、９……エッチング
装置の容器の一部分、10……熱電対、11……冷却用ガス
配管、12……エッチ前レジスト形状、13……エッチ後レ
ジスト形状、14……被エッチング材料の形状、15……蒸
気圧および温度領域を示す範囲、16……寸法シフトが0.
1μｍ以下になる領域。
れる反応性イオンエッチング装置および、マイクロ波プ
ラズマエッチング装置の一例を示す模式図、第３図は本
発明の実施に用いられるエッチング装置の他の例を示す
図、第４図は従来のエッチング方法で形成されたパター
ンの断面形状を示す図、第５図および第６図は、それぞ
れ本発明によって形成されたパターンの断面形状の例を
示す図、第７図はWF6とSF6における蒸気圧と温度の関係
を示す曲線図である。 １……反応容器、２……ウェハ、３……冷却試料台、４
……熱接触板、５……ウェハおさえ、６……冷媒、７…
…加熱ヒータ、８……電気絶縁材料、９……エッチング
装置の容器の一部分、10……熱電対、11……冷却用ガス
配管、12……エッチ前レジスト形状、13……エッチ後レ
ジスト形状、14……被エッチング材料の形状、15……蒸
気圧および温度領域を示す範囲、16……寸法シフトが0.
1μｍ以下になる領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙ Ｖｏｌ．21，Ｎｏ．２ Ｊｕｌ ｙ／Ａｕｇ．1982 ＰＰ．672−676“Ｈ ｉｇｈ ｒｅｓｏｌｎｔｉｏｎ ｔｒｉ ｌｅｖｅｌｒｅｓｉｓｔ” Ｈ．Ｎａｍ ａｔｓｕ，Ｙ．Ｏｚａｋｉ，ａｎｄ Ｋ．Ｈｉｒａｔａ.
Claims (3)
- 【請求項１】所望の領域にホトレジスト膜が形成された
被加工物を容器内の所定の位置に配置する工程と、 前記被加工物の温度を、反応ガスのガス分子の蒸気圧が
前記容器内のガス圧力と等しくなる温度以上、−60℃以
下として、かつ前記反応ガスの圧力を1Torr以下とし
て、前記被加工物に前記反応ガスのプラズマを接触さ
せ、前記ホトレジスト膜をマスクとして前記被加工物を
エッチングする工程とを有することを特徴とするドライ
エッチング方法。 - 【請求項２】前記被加工物はタングステンであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のドライエッチ
ング方法。 - 【請求項３】前記反応ガスはSF6であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のドライエッチング方
法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20783286 | 1986-09-05 | ||
| JP61-207832 | 1986-09-05 | ||
| JP62-99739 | 1987-04-24 | ||
| JP9973987 | 1987-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6432628A JPS6432628A (en) | 1989-02-02 |
| JP2656500B2 true JP2656500B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=26440846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62206305A Expired - Fee Related JP2656500B2 (ja) | 1986-09-05 | 1987-08-21 | ドライエッチング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5705029A (ja) |
| EP (1) | EP0258698B1 (ja) |
| JP (1) | JP2656500B2 (ja) |
| DE (1) | DE3752140T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238288A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Fujitsu Ltd | ドライエツチング方法 |
| EP0297898B1 (en) * | 1987-07-02 | 1995-10-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of dry etching |
| JPS6432633A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Taper etching method |
| EP0353719A3 (de) * | 1988-08-05 | 1991-04-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Metallkontakt mit überhängenden Kanten und Herstellungsverfahren |
| JPH02210826A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Hitachi Ltd | プラズマエッチング方法及び装置 |
| JPH02247390A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-03 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH0327522A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-05 | Hitachi Ltd | 半導体基板への薄膜加工方法及びその装置並びに薄膜加工装置 |
| US5002631A (en) * | 1990-03-09 | 1991-03-26 | At&T Bell Laboratories | Plasma etching apparatus and method |
| KR0165898B1 (ko) * | 1990-07-02 | 1999-02-01 | 미다 가쓰시게 | 진공처리방법 및 장치 |
| JP3220992B2 (ja) * | 1991-01-22 | 2001-10-22 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| US5427670A (en) * | 1992-12-10 | 1995-06-27 | U.S. Philips Corporation | Device for the treatment of substrates at low temperature |
| DE19841964B4 (de) * | 1998-09-14 | 2004-08-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Einstellung der Ätzgeschwindigkeit beim anisotropen Plasmaätzen von lateralen Strukturen |
| US7098143B2 (en) | 2003-04-25 | 2006-08-29 | Texas Instruments Incorporated | Etching method using an at least semi-solid media |
| US6956308B2 (en) * | 2003-07-15 | 2005-10-18 | Nikon Corporation | Dual flow circulation system for a mover |
| US20050016467A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-01-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System and method for dry chamber temperature control |
| US7355308B2 (en) * | 2003-08-21 | 2008-04-08 | Nikon Corporation | Mover combination with two circulation flows |
| US7749400B2 (en) * | 2005-12-16 | 2010-07-06 | Jason Plumhoff | Method for etching photolithographic substrates |
| US20080073563A1 (en) * | 2006-07-01 | 2008-03-27 | Nikon Corporation | Exposure apparatus that includes a phase change circulation system for movers |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4383885A (en) * | 1980-02-06 | 1983-05-17 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Reactive sputter etching of polysilicon utilizing a chlorine etch gas |
| US4367114A (en) * | 1981-05-06 | 1983-01-04 | The Perkin-Elmer Corporation | High speed plasma etching system |
| JPS59124135A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-18 | Toshiba Corp | 反応性イオンエツチング方法 |
| US4445966A (en) * | 1983-06-20 | 1984-05-01 | Honeywell Inc. | Method of plasma etching of films containing chromium |
| JPS607728A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| DE3376186D1 (en) * | 1983-08-02 | 1988-05-05 | Ibm Deutschland | Dry-etching process and its use |
| JPS6060060A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-06 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の扉開閉装置 |
| US4468285A (en) * | 1983-12-22 | 1984-08-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Plasma etch process for single-crystal silicon with improved selectivity to silicon dioxide |
| US4490209B2 (en) * | 1983-12-27 | 2000-12-19 | Texas Instruments Inc | Plasma etching using hydrogen bromide addition |
| JPH0614518B2 (ja) * | 1984-01-27 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | 表面反応の制御方法 |
| JPS6148924A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高融点金属のドライエツチング法 |
| JPH0626208B2 (ja) * | 1985-02-14 | 1994-04-06 | 株式会社東芝 | ドライエツチング方法 |
| GB2171360A (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-28 | Oerlikon Buehrle Inc | Etching aluminum/copper alloy films |
| US4615755A (en) * | 1985-08-07 | 1986-10-07 | The Perkin-Elmer Corporation | Wafer cooling and temperature control for a plasma etching system |
-
1987
- 1987-08-12 DE DE3752140T patent/DE3752140T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-12 EP EP87111690A patent/EP0258698B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-21 JP JP62206305A patent/JP2656500B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-01 US US08/457,748 patent/US5705029A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．２ Ｊｕｌｙ／Ａｕｇ．１９８２ ＰＰ．６７２−６７６"Ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｎｔｉｏｎ ｔｒｉｌｅｖｅｌｒｅｓｉｓｔ" Ｈ．Ｎａｍａｔｓｕ，Ｙ．Ｏｚａｋｉ，ａｎｄ Ｋ．Ｈｉｒａｔａ． |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0258698B1 (en) | 1997-11-12 |
| US5705029A (en) | 1998-01-06 |
| DE3752140D1 (de) | 1997-12-18 |
| DE3752140T2 (de) | 1998-03-05 |
| JPS6432628A (en) | 1989-02-02 |
| EP0258698A2 (en) | 1988-03-09 |
| EP0258698A3 (en) | 1989-02-08 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |