JP3233835B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP3233835B2
JP3233835B2 JP24471495A JP24471495A JP3233835B2 JP 3233835 B2 JP3233835 B2 JP 3233835B2 JP 24471495 A JP24471495 A JP 24471495A JP 24471495 A JP24471495 A JP 24471495A JP 3233835 B2 JP3233835 B2 JP 3233835B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いた
ドライエッチング方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method using plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドライエッチング加工方法としては、プ
ラズマ発生装置のチャンバーの内部にカソード電極であ
る試料台を設置し、該試料台に高周波電力を印加して自
己DCバイアスを形成し、これらにより、イオンを試料
台に向かうように加速誘導させることを主として又は補
助的に用いて、基板や基板上に形成された膜等よりなる
被エッチング試料をドライエッチング加工するものが知
られている。このように、高周波放電を用いたプラズマ
は、微細加工のドライエッチング加工に適用されてい
る。
2. Description of the Related Art As a dry etching method, a sample stage, which is a cathode electrode, is set inside a chamber of a plasma generator, and a high-frequency power is applied to the sample stage to form a self-DC bias. 2. Description of the Related Art There is known a method in which a sample to be etched formed of a substrate, a film formed on a substrate, or the like is dry-etched by mainly or additionally using acceleration induction of ions toward a sample stage. As described above, the plasma using the high-frequency discharge is applied to dry etching of fine processing.

【0003】現代の高密度半導体集積回路の進歩は産業
革命にも比較される変革をもたらしつつある。高密度化
は素子寸法の微細化、デバイスの改良、チップサイズの
大面積化等により実現されてきた。素子寸法の微細化は
光の波長程度まで進んで来ており、リソグラフィにはエ
キシマレーザや軟エックス線の使用が検討されている。
微細パターンの実現には、リソグラフィと並んでドライ
エッチングや薄膜形成が重要な役割を果たしている。
[0003] Advances in modern high-density semiconductor integrated circuits are bringing about changes that are comparable to the industrial revolution. Higher density has been realized by miniaturization of element dimensions, improvement of devices, enlargement of chip size, and the like. The miniaturization of device dimensions has been progressing to the order of the wavelength of light, and the use of excimer lasers and soft X-rays for lithography is being studied.
In order to realize a fine pattern, dry etching and thin film formation play an important role together with lithography.

【0004】以下、微細加工に適用されるドライエッチ
ングについて説明する。ドライエッチングとは、プラズ
マにより生成されたラジカルやイオン等と被エッチング
試料の固相表面との化学的又は物理的反応を利用し、被
エッチング試料の不要な部分を除去する技術である。ド
ライエッチング技術として最も広く用いられている反応
性イオンエッチング(RIE)は、適当なガスの高周波
放電プラズマ中に被エッチング試料を曝すと、エッチン
グ反応により被エッチング試料の不要部分が除去される
というものである。必要な部分は、通常、マスクとして
用いたフォトレジストパターンにより保護されている。
[0004] Dry etching applied to fine processing will be described below. Dry etching is a technique for removing unnecessary portions of a sample to be etched by utilizing a chemical or physical reaction between radicals, ions, or the like generated by plasma and the solid surface of the sample to be etched. Reactive ion etching (RIE), which is most widely used as a dry etching technique, is such that when a sample to be etched is exposed to a high-frequency discharge plasma of an appropriate gas, an unnecessary portion of the sample to be etched is removed by an etching reaction. It is. The necessary parts are usually protected by the photoresist pattern used as a mask.

【0005】尚、以下の説明においては、レジストパタ
ーンをマスクとして被エッチング試料に対してドライエ
ッチング行なったときに被エッチング試料に形成される
パターンを特にラインパターンと称する。
In the following description, a pattern formed on a sample to be etched when dry etching is performed on the sample to be etched using a resist pattern as a mask is particularly called a line pattern.

【0006】ドライエッチング技術においては、微細な
寸法のマスクパターン通りのほぼ垂直なエッチング形状
の形成を、互いに接近して形成される複数のラインパタ
ーンよりなるラインパターン群における内側に位置する
ラインパターン(以後、内部ラインパターンと称す
る。)、ラインパターン群における最も外側に位置する
ラインパターン(以後、外部ラインパターンと称す
る。)及びラインパターン群から孤立して形成される孤
立ラインパターンに対しても実現すると共に、孤立ライ
ンパターン(若しくは外部ラインパターン)と内部ライ
ンパターンとの間の寸法差をできるだけ減少させること
が求められる。
[0006] In the dry etching technique, the formation of a substantially vertical etching shape in accordance with a mask pattern of a fine dimension is performed by using a line pattern (a plurality of line patterns formed close to each other) located inside a line pattern group. This will be hereinafter also referred to as an internal line pattern), an outermost line pattern in a line pattern group (hereinafter referred to as an external line pattern), and an isolated line pattern formed independently of the line pattern group. In addition, it is required to reduce the dimensional difference between the isolated line pattern (or the external line pattern) and the internal line pattern as much as possible.

【0007】これらの要求に対する対策として、従来
は、チャンバー内部のガス圧力を低くして真空度を上げ
ることにより、イオンが試料近傍に形成されたシース領
域において加速されながら試料台に輸送される間に、イ
オンと中性粒子との衝突による散乱をできるだけ少なく
する一方、ある割合で必ず存在する斜め入射イオンによ
るラインパターン側壁に対するエッチングを防ぐため、
側壁保護を担うラジカルを発生する側壁保護用ガスを添
加する方法が採られてきた。
As a countermeasure against these requirements, conventionally, the gas pressure in the chamber is lowered to increase the degree of vacuum, so that ions are transported to the sample stage while being accelerated in a sheath region formed near the sample. In order to minimize the scattering due to collisions between ions and neutral particles as much as possible, in order to prevent etching on the line pattern side wall due to obliquely incident ions always present at a certain ratio,
A method of adding a gas for protecting the side wall which generates a radical for protecting the side wall has been adopted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、低真空
度化や側壁保護用ガスの添加を採用したエッチング方法
は、(1) イオンの入射角度分布の試料面に対する、より
高い垂直性を得ること、(2) 斜め入射イオンによるライ
ンパターン側壁のエッチング防御をある程度、制御で
き、マスクパターン寸法どおりのほぼ垂直なエッチング
形状の形成を、孤立ラインパターン(若しくは外部ライ
ンパターン)又は内部ラインパターンに対して、(それ
ぞれ個別には実現できるが)同時に実現すること、及
び、(3) 孤立ラインパターン(若しくは外部ラインパタ
ーン)と内部ラインパターンとの間の寸法差を十分に小
さくすることは困難であった。
As described above, the etching method employing low vacuum and addition of a gas for protecting the side walls has the following problems. (1) The ion incident angle distribution has higher perpendicularity to the sample surface. (2) The etching protection of the side wall of the line pattern by obliquely incident ions can be controlled to some extent, and the formation of a substantially vertical etching shape according to the mask pattern dimension can be changed to an isolated line pattern (or an external line pattern) or an internal line pattern. On the other hand, it is difficult to realize them simultaneously (although they can be realized individually) and (3) to make the dimensional difference between an isolated line pattern (or an external line pattern) and an internal line pattern sufficiently small. there were.

【0009】前記に鑑み、本発明は、プラズマによるド
ライエッチング加工において、チャンバー内部のガス圧
力、ガス比、ガス排気量、試料台の温度及びバイアス・
パワーの組合せを最適化することにより、試料台表面近
傍のイオンのエネルギー及び角度分布、側壁保護を担う
ラジカルの割合を制御し、これらにより、孤立ラインパ
ターン、外部ラインパターン及び内部ラインパターンの
いずれに対しても垂直なエッチング形状の形成と、孤立
ラインパターン(若しくは外部ラインパターン)と内部
ラインパターンとの間の寸法差の十分な縮小を実現する
ことを目的とする。
In view of the above, according to the present invention, in a dry etching process using plasma, gas pressure, gas ratio, gas exhaust amount, temperature of a sample stage, bias and
By optimizing the power combination, the energy and angular distribution of ions near the surface of the sample stage and the ratio of radicals responsible for side wall protection are controlled, and as a result, any of isolated line patterns, external line patterns, and internal line patterns can be controlled. An object of the present invention is to realize formation of an etched shape that is perpendicular to the other, and sufficiently reduce a dimensional difference between an isolated line pattern (or an external line pattern) and an internal line pattern.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、真空チャンバ
ー内に導入する原料ガスのガス圧力、真空チャンバーか
ら排出するガスの排出量、真空チャンバー内に自己バイ
アス形成のために印加する高周波電力の周波数、前記高
周波電力の電力、前記原料ガスに占める側壁保護用ガス
の割合及び試料台の温度からなるパラメーター群のうち
の少なくとも1つのパラメーターを変化させると、ライ
ンパターンの側壁における側壁保護ラジカルの堆積量及
び堆積した側壁保護膜のイオンによるエッチング量が、
孤立ラインパターン、外部ラインパターン及び内部ライ
ンパターンにおいて独立して変化することを見出し、該
知見について成されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a gas pressure of a raw material gas introduced into a vacuum chamber, a discharge amount of a gas discharged from the vacuum chamber, and a high-frequency power applied for forming a self-bias in the vacuum chamber. When at least one parameter of a parameter group consisting of a frequency, a power of the high frequency power, a ratio of the side wall protecting gas in the source gas, and a temperature of the sample stage is changed, the deposition of the side wall protecting radical on the side wall of the line pattern is performed. The amount and the amount of etching of the deposited sidewall protective film by ions are
The inventors have found that the isolated line pattern, the outer line pattern, and the inner line pattern change independently, and have made this finding.

【0011】以下、ドライエッチング方法において、
(1) ガス圧力、ガス比、ガス排気量、バイアス・パワ
ー、高周波電力の周波数及び試料台温度という外部運転
パラメーター群の値と、試料台上の被エッチング試料の
孤立ラインパターン、内部ラインパターン側壁及び外部
ラインパターンの各側壁に飛来する側壁保護ラジカルの
割合、側壁保護ラジカル吸着率、イオン束、イオンの角
度分布、イオンのエネルギー分布というプラズマ内部パ
ラメーターの値との関係、並びに(2) 孤立ラインパター
ン(若しくは外部ラインパターン)及び内部ラインパタ
ーンの各側壁に堆積する側壁保護膜の堆積量とエッチン
グ量との関係について説明する。
Hereinafter, in the dry etching method,
(1) Values of external operation parameters such as gas pressure, gas ratio, gas displacement, bias power, frequency of high frequency power, and sample stage temperature, isolated line pattern of sample to be etched on sample stage, and internal line pattern sidewall And the relationship with the values of the plasma internal parameters such as the ratio of the side wall protecting radicals flying on each side wall of the outer line pattern, the side wall protecting radical adsorption rate, ion flux, ion angle distribution, ion energy distribution, and (2) isolated line The relationship between the deposition amount and the etching amount of the side wall protective film deposited on each side wall of the pattern (or the outer line pattern) and the inner line pattern will be described.

【0012】尚、以下の説明において、孤立ラインパタ
ーンと内部ラインパターンとを比較する内容について
は、外部ラインパターンの外面と内部ラインパターンと
の比較においても当てはまるものである。 (A)まず、ガス圧力という外部運転パラメーターの値
を中心とする前記の関係について説明する。 (a) チャンバー内に存在する反応生成物ラジカルや側壁
保護用添加ガスから生成されるラジカル等のように側壁
保護の役割を担う側壁保護ラジカルによって、ラインパ
ターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量は、チャンバー
内のガス圧力に関係なく、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも多い。この理由は、被エッチン
グ試料の上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラ
ジカル束の見込み立体角が、孤立ラインパターン側壁の
場合にはほぼπ/2であるのに対して、内部ラインパタ
ーン側壁の場合にはπ/2よりも小さく、特にパターン
アスペクト比(ライン・アンド・スペース・パターンの
ラインの高さをスペース幅で割った値)が大きい場合に
はπ/2よりもかなり小さくなるからである。
In the following description, the content of comparing the isolated line pattern with the internal line pattern also applies to the comparison between the external surface of the external line pattern and the internal line pattern. (A) First, the above-described relationship centered on the value of the external operation parameter called gas pressure will be described. (a) The amount of the sidewall protection film deposited on the sidewall of the line pattern by the sidewall protection radical which plays a role of the sidewall protection such as a reaction product radical existing in the chamber or a radical generated from the sidewall protection additive gas. , The isolated line pattern is greater than the internal line pattern, regardless of the gas pressure in the chamber. The reason for this is that the expected solid angle of the side wall protecting radical flux that is incident almost isotropically from above the sample to be etched is almost π / 2 in the case of the isolated line pattern side wall, while the internal line angle is about π / 2. It is smaller than π / 2 in the case of the pattern side wall, and is considerably smaller than π / 2 particularly when the pattern aspect ratio (the value obtained by dividing the line height of the line and space pattern by the space width) is large. Because it becomes.

【0013】側壁保護ラジカルの割合を減らしていく
と、孤立ラインパターン側壁に堆積する側壁保護膜の量
及び内部ラインパターン側壁に堆積する側壁保護膜の量
は、一定の比を保ったまま減少する。しかしながら、側
壁保護ラジカルの割合の減少量に対する側壁保護膜の減
少量は、孤立ラインパターン側壁の方が内部ラインパタ
ーン側壁よりも大きい。すなわち、孤立ラインパターン
側壁における側壁保護膜の膜厚の変化量は、内部ライン
パターン側壁における側壁保護膜の膜厚の変化量よりも
大きい。 (b) 次に、入射イオンの振る舞いについて説明する。
As the ratio of the side wall protective radical is reduced, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the isolated line pattern and the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the internal line pattern decrease while maintaining a constant ratio. . However, the reduction amount of the sidewall protection film with respect to the reduction amount of the ratio of the sidewall protection radical is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. That is, the amount of change in the thickness of the sidewall protective film on the side wall of the isolated line pattern is larger than the amount of change in the thickness of the sidewall protective film on the side wall of the internal line pattern. (b) Next, the behavior of the incident ions will be described.

【0014】入射イオンは、シース領域に設けられてい
る試料台の表面に対して垂直な方向の電界により、試料
台表面に対してほぼ垂直な方向に加速されながら、試料
の表面に入射してくるが、シース領域の中性粒子との衝
突によって、ある程度散乱された角度成分を持って試料
の表面に入射してくる。
The incident ions are incident on the surface of the sample while being accelerated in a direction substantially perpendicular to the surface of the sample table by an electric field in a direction perpendicular to the surface of the sample table provided in the sheath region. However, due to collision with the neutral particles in the sheath region, the light enters the sample surface with an angle component scattered to some extent.

【0015】試料の表面に対して斜めに入射するイオン
は、試料表面に対して垂直に立っているラインパターン
の側壁に対しては、ラインパターンの側壁の側壁保護膜
を削りとり、エッチング後のパターン・プロファイルを
順テーパーから垂直にしたり、垂直から逆テーパーにし
たりする効果がある。イオンの入射角度が、ラインパタ
ーン側壁に対して垂直になればなるほど、つまり、イオ
ンの散乱角が大きい程、側壁保護膜に対するエッチング
能力は大きい。逆に、試料表面に対して垂直に入射する
イオンは、入射角がラインパターンの側壁に対してほぼ
平行になるため、側壁保護膜に対するエッチング能力は
小さい。
The ions obliquely incident on the surface of the sample scrape off the side wall protective film on the side wall of the line pattern on the side wall of the line pattern standing perpendicular to the surface of the sample, and after etching. This has the effect of changing the pattern profile from a forward taper to a vertical one or from a vertical one to a reverse taper. The more the incident angle of the ions becomes perpendicular to the side wall of the line pattern, that is, the larger the scattering angle of the ions, the larger the etching ability with respect to the side wall protective film. Conversely, ions incident perpendicularly to the sample surface have an incident angle substantially parallel to the side wall of the line pattern, and therefore have a small etching ability with respect to the side wall protective film.

【0016】以上の現象は、孤立ラインパターン側壁に
おいては、斜め入射イオンの見込み立体角が大きいた
め、入射イオンが側壁に直接に衝突するので特に著し
い。一方、内部ラインパターン側壁においては、斜め入
射イオンの見込み立体角が小さく、特にラインパターン
のアスペクト比の大きい場合において相当小さくなる。
このため、ある大きさ以上の散乱角を持つ入射イオン
は、ライン・アンド・スペース・パターンのスペース部
に入らず反射されてしまう。言い換えると、大きな散乱
角を持つ入射イオンのイオン角度分布成分は、内部ライ
ンパターン側壁の下部 には直接に飛来できず、試料表
面に対してより垂直な、比較的小さな散乱角を持つ入射
イオンのイオン角度分布成分のみが選択的に飛来するこ
とができる。すなわち、広いイオン角度分布成分を持つ
イオン束のうち、ある散乱角度以下の成分のみをコリメ
ートして、内部ラインパターン側壁下部への飛来を許す
効果がある。以後、この効果を「イオンコリメーション
効果」と呼ぶことにする。
The above phenomenon is particularly remarkable on the side wall of the isolated line pattern because the expected solid angle of obliquely incident ions is large, and the incident ions directly collide with the side wall. On the other hand, on the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle of the obliquely incident ions is small, particularly when the aspect ratio of the line pattern is large.
Therefore, incident ions having a scattering angle of a certain size or more are reflected without entering the space portion of the line-and-space pattern. In other words, the ion angle distribution component of the incident ion having a large scattering angle cannot fly directly to the lower part of the side wall of the internal line pattern, but is more perpendicular to the sample surface and has a relatively small scattering angle. Only the ion angle distribution component can fly selectively. That is, of the ion flux having a wide ion angle distribution component, only a component having a certain scattering angle or less is collimated, and there is an effect of allowing the ion beam to fly below the side wall of the internal line pattern. Hereinafter, this effect will be referred to as an “ion collimation effect”.

【0017】内部ラインパターン側壁の上部付近に、な
んとか入射した大きな散乱角を持つ入射イオンは、ライ
ンパターン群の内部ラインパターン側壁と対向するライ
ンパターン側壁との間で幾度か反射されないと、内部ラ
インパターン側壁の下部に侵入できない。この間に入射
イオンのエネルギーは減少し、堆積保護膜をエッチング
する能力は減ってくる。また、孤立ラインパターンに比
べて入射イオン束も減少する。 (c) 以上の現象をまとめて説明すると次のようになる。
すなわち、(1) 孤立ラインパターン側壁は内部ラインパ
ターン側壁よりも、チャンバー内における側壁保護ラジ
カルの割合の変化に対する側壁保護膜堆積量の変化量は
大きい。(2) イオンコリメーション効果により、孤立ラ
インパターンにおいては内部ラインパターン側壁より
も、斜め入射イオンによる側壁保護膜を削りとる効果が
大きい。(3)イオン入射角の変化は、孤立ラインパター
ン側壁において、大きな側壁保護膜エッチング量変化と
して現れる。
In the vicinity of the upper part of the side wall of the internal line pattern, incident ions having a large scattering angle which are incident on the internal line pattern are not reflected several times between the internal line pattern side wall of the line pattern group and the opposing line pattern side wall. It cannot penetrate into the lower part of the pattern side wall. During this time, the energy of the incident ions decreases and the ability to etch the deposited protective film decreases. Also, the incident ion flux is reduced as compared with the isolated line pattern. (c) The above phenomena can be summarized as follows.
That is, (1) the side wall of the isolated line pattern has a larger change in the deposition amount of the side wall protective film with respect to the change of the ratio of the side wall protecting radical in the chamber than the inner line pattern side wall. (2) Due to the ion collimation effect, the effect of shaving the side wall protective film by obliquely incident ions is greater in the isolated line pattern than in the inner line pattern. (3) The change in the ion incident angle appears as a large change in the etching amount of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern.

【0018】以上説明したように、孤立ラインパターン
は、側壁保護ラジカルの割合変化及びイオン入射角の変
化に対して比較的敏感であり、内部ラインパターンは比
較的鈍感である。 (d) イオンは、前述のように、シース領域における中性
粒子との衝突により、ある程度散乱された角度成分を持
って試料表面に入射してくるが、ガス圧力が十分に低い
高真空領域においては、入射イオンは、シース領域にお
ける中性粒子との衝突が少なく、比較的垂直に入射して
くる成分が多く、且つ全体的に比較的散乱角度が小さい
状態で試料表面へ入射してくる。すなわち、高真空領域
の場合には、入射イオンはラインパターン側壁に沿って
ほぼ揃った形で入射してくる成分が多い。この効果を
「擬パラレルビーム効果」と呼ぶことにする。
As described above, the isolated line pattern is relatively sensitive to the change in the ratio of the sidewall protecting radical and the ion incident angle, and the internal line pattern is relatively insensitive. (d) As described above, ions enter the sample surface with an angle component scattered to some extent due to collision with neutral particles in the sheath region, but in a high vacuum region where the gas pressure is sufficiently low. The incident ions are incident on the sample surface with little collision with neutral particles in the sheath region, many components that are incident relatively vertically, and a relatively small scattering angle as a whole. That is, in the case of a high vacuum region, many incident ions are incident in a substantially uniform shape along the side wall of the line pattern. This effect will be referred to as a “pseudo-parallel beam effect”.

【0019】このような入射イオン角度分布の場合にお
いては、孤立ラインパターン側壁に入射するイオン束
は、内部ラインパターン側壁に入射するイオン束よりも
多いものの、その差は中真空領域の場合程大きくはな
い。すなわち、孤立ラインパターン及び内部ラインパタ
ーンに対する堆積保護膜のエッチング能力の差は、中真
空 領域の場合程大きな差異はない。また、入射するイ
オンの側壁に対する角度が比較的小さく、ラインパター
ン側壁に大きな角度で入射するイオンの割合は少ない。
このため、堆積保護膜をエッチングする能力は、中真空
領域の場合に比べて小さく、孤立ラインパターン側壁に
おいて特に小さくなる。 (e) 以上の説明においては、側壁保護膜の堆積量と該堆
積保護膜における斜め入射イオンによるエッチング量と
の関連について説明したが、堆積保護膜の量が少なく、
斜め入射イオンによる保護膜のエッチング量が保護膜の
堆積量よりも多い場合には、被エッチング試料のライン
パターンのプロファイルが逆テーパーとなり、ラインパ
ターンの寸法がレジストマスク寸法よりも小さくなる。
この場合には、ガス圧力を低減して斜め入射イオンの割
合を減少させると、逆テーパーから垂直になり、また、
被エッチング試料のラインパターン寸法の減少量も緩和
される。 (B)次に、ガス圧力Pと排気量Qという2つの外部運
転パラメーターの組合せを中心とした前記の関係につい
て説明する。
In the case of such an incident ion angle distribution, the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is larger as in the case of the medium vacuum region. There is no. That is, the difference in the etching ability of the deposited protective film with respect to the isolated line pattern and the internal line pattern is not so different as in the case of the medium vacuum region. Further, the angle of the incident ions with respect to the side wall is relatively small, and the ratio of ions incident at a large angle on the line pattern side wall is small.
For this reason, the ability to etch the deposited protective film is smaller than that in the case of the medium vacuum region, and is particularly small on the side wall of the isolated line pattern. (e) In the above description, the relationship between the deposition amount of the sidewall protective film and the etching amount of the deposited protective film by obliquely incident ions has been described, but the amount of the deposited protective film is small,
When the amount of etching of the protective film due to obliquely incident ions is larger than the amount of deposition of the protective film, the profile of the line pattern of the sample to be etched has an inverse taper, and the size of the line pattern is smaller than the size of the resist mask.
In this case, when the gas pressure is reduced to reduce the ratio of obliquely incident ions, the angle becomes perpendicular from the reverse taper, and
The decrease in the line pattern dimension of the sample to be etched is also reduced. (B) Next, the above relationship centering on the combination of the two external operating parameters of the gas pressure P and the displacement Q will be described.

【0020】ガス圧力Pを増加させると、以下のような
プラズマ内部パラメータの変化が生じる。前述のように
入射イオン角度分布の広がりをあらわすイオン散乱角の
標準偏差σが増加し、また試料表面に入射するイオンの
イオンエネルギーEi は減少する。ガス圧力Pの増加
は、原料ガスの増加を意味するので、入力パワーが原料
ガスを十分に電離励起する能力がある限りにおいて、反
応性ラジカル束FR 及びイオン束Fi の増加をもたら
す。その結果として、チャンバー内の反応生成物やスパ
ッタされたレジスト等の側壁保護ラジカルの割合が増
え、側壁保護ラジカル束FRPの増加をもたらす。
When the gas pressure P is increased, the following changes occur in the plasma internal parameters. The standard deviation of ion scattering angle representing the spread of the incident ion angular distribution σ increases as mentioned above, also the ion energy E i of the ions incident on the sample surface is reduced. Since an increase in the gas pressure P means an increase in the source gas, the reactive radical flux F R and the ion flux Fi are increased as long as the input power is capable of sufficiently ionizing and exciting the source gas. As a result, the ratio of sidewall protection radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber increases, resulting in an increase in the sidewall protection radical bundle F RP .

【0021】イオンエネルギーEi 及び正規分布を仮定
した場合のイオン散乱角の標準偏差σは、側壁保護膜堆
積量のエッチング能力に関連した内部パラメータであ
り、イオンエネルギーEi の減少はエッチング能力の低
下をもたらし、イオン散乱角の標準偏差σの増加はエッ
チング能力の向上をもたらすので、ガス圧力Pの増加が
エッチング能力の向上をもたらすのか低下をもたらす
のかは単純には判定できない。一方、側壁保護ラジカル
束FRPの増加は明らかに側壁保護膜堆積量の増加をもた
らす。よって、ガス圧力Pの増加が側壁保護膜堆積量の
増加をもたらすのか 減少をもたらすのかも単純には判
定できない。
[0021] The standard deviation σ of ion scattering angles assuming a ion energy E i and normal distribution, an internal parameter related to the etching ability of the side wall protective film deposited amount, a decrease in ion energy E i is the etching ability Since the decrease causes the increase in the standard deviation σ of the ion scattering angle, the etching capability is improved. Therefore, it cannot be simply determined whether the increase in the gas pressure P results in the improvement or the reduction in the etching capability. On the other hand, an increase in the side wall protecting radical bundle F RP clearly leads to an increase in the amount of side wall protecting film deposition. Therefore, it cannot be simply determined whether an increase in the gas pressure P causes an increase or a decrease in the deposition amount of the sidewall protective film.

【0022】しかしながら、ガス圧力Pを一定に保った
状態で、排気量を増加させ、チャンバー内の側壁保護ラ
ジカルの割合の減少を図ったならば、側壁保護膜のエッ
チングが膜堆積量の増加に優るようになる。すなわち、
排気量の制御によって側壁保護膜厚の制御を行なうこと
ができる。 (C)次に、バイアスパワーWB と排気量Qという2つ
の外部運転パラメーターの組合せを中心とした前記の関
係について説明する。
However, if the gas exhaust amount is increased while the gas pressure P is kept constant to reduce the ratio of the sidewall protecting radicals in the chamber, the etching of the sidewall protecting film increases the film deposition amount. Become better. That is,
By controlling the displacement, the thickness of the sidewall protective film can be controlled. (C) will be described the relationship around the combination of the two external operating parameters of the bias power W B and the exhaust amount Q.

【0023】バイアスパワーWB を増加させると、以下
のようなプラズマ内部パラメータの変化が考えられる。
まず、試料表面に入射するイオンのエネルギーEi は増
加する。イオン散乱角標準偏差σは減少する。また、バ
イアスパワーWB の増加は、試料表面近傍の原料ガスの
電離励起の増加を意味するので、イオン束Fi 及び反応
性ラジカル束FR の増加をもたらす。その結果として、
チャンバー内の反応生成物やスパッタされたレジスト等
の側壁保護ラジカルの割合が増え、側壁保護ラジカル束
RPの増加をもたらす。
[0023] Increasing the bias power W B, can be considered a change in internal plasma parameters such as:.
First, the energy E i of the ions incident on the sample surface is increased. The ion scattering angle standard deviation σ decreases. Also, an increase in the bias power W B, since means an increase of the ionization excitation of the raw material gas in the vicinity of the sample surface, resulting in increased ion flux F i and the reactive radical flux F R. As a result,
The ratio of side wall protecting radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber increases, resulting in an increase in the side wall protecting radical bundle F RP .

【0024】イオンのエネルギーEi 、イオン束Fi
びイオン散乱角標準偏差σは側壁保護堆積膜のエッチン
グ能力に関連した内部パラメータである。イオンエネル
ギーEi 及びイオン束Fi の増加はエッチング能力の向
上をもたらす。一方、イオン散乱角標準偏差σの減少及
び側壁保護ラジカル束FRPの増加は側壁保護膜堆積量の
増加をもたらす。よって、バイアスパワーWB の増加が
側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか減少をもたらす
のかは単純には判定できない。
The ion energy E i , the ion flux F i and the ion scattering angle standard deviation σ are internal parameters related to the etching ability of the sidewall protective deposition film. An increase in the ion energy E i and the ion flux F i leads to an improvement in the etching ability. On the other hand, a decrease in the ion scattering angle standard deviation σ and an increase in the sidewall protection radical flux F RP result in an increase in the sidewall protection film deposition amount. Therefore, increase in the bias power W B can not be determined in simple what results in a decrease or bring an increase in the side wall protective film deposited amount.

【0025】しかしながら、バイアスパワーWB を一定
に保った状態で、排気量を増加させて側壁保護ラジカル
の割合の減少を図ったならば、側壁保護膜のエッチング
が側壁保護膜の堆積量の増加に優るようになる。すなわ
ち、排気量の制御により側壁保護膜の膜厚の制御を行な
うことができる。 (D)次に、高周波電力の周波数fとガス圧力Pという
2つの外部運転パラメーターの組合せを中心とした前記
の関係について説明する。
[0025] However, while maintaining a bias power W B constant, if tried to decrease the percentage of the allowed and sidewall protection radical increase emissions, increased etching of the sidewall protection film is deposited amount of the side wall protective film Will be better than That is, the thickness of the sidewall protection film can be controlled by controlling the exhaust amount. (D) Next, the above-described relationship centering on a combination of two external operating parameters, ie, the frequency f of the high frequency power and the gas pressure P will be described.

【0026】すなわち、試料台近傍に形成されるカソー
ド側のシース幅dは次のようになる。
That is, the cathode-side sheath width d formed near the sample stage is as follows.

【0027】d=K1 /(Pm ・fn )…(1) 但し、Pはガス圧力、fは周波数、mは正の実数であっ
てほぼ1/3よりも大きく且つほぼ1/2よりも小さ
い。nは正の実数であってほぼ1/2よりも大きく且つ
ほぼ1よりも小さい。このことは、K.Harafuji, A.Yama
no and M.Kubota:Jpn. J. Appl. Phys. vol.33 (1994)
p2212,及びN.Mutsukura, K.Kobayashi and Y.Machi:
J. Appl. Phys. vol.68 (1990) p.2657において、既に
説明されている。
D = K 1 / (P m · f n ) (1) where P is a gas pressure, f is a frequency, and m is a positive real number, which is larger than approximately 1/3 and approximately 1/2. Less than. n is a positive real number that is greater than approximately 2 and less than approximately 1. This is because K. Harafuji, A. Yama
no and M. Kubota: Jpn. J. Appl. Phys. vol.33 (1994)
p2212, and N.Mutsukura, K.Kobayashi and Y.Machi:
This is already described in J. Appl. Phys. Vol. 68 (1990) p.2657.

【0028】また、イオンと中性粒子との間の弾性衝突
散乱及び荷電交換散乱に主に由来するイオンの平均自由
行程λは、ガス圧力Pに逆比例するので次のように表す
ことができる。
The mean free path λ of ions mainly derived from elastic collision scattering and charge exchange scattering between ions and neutral particles is inversely proportional to the gas pressure P and can be expressed as follows. .

【0029】λ=K2 /P…(2) バルクプラズマ領域とシース領域との境界を出発したイ
オンが試料台のあるカソード上へ輸送される間にシース
領域の中性粒子との衝突によって散乱される確率に比例
する量ηは次式のようになる。
Λ = K 2 / P (2) While ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are transported onto the cathode having the sample stage, they are scattered by collision with neutral particles in the sheath region. The quantity η, which is proportional to the probability, is

【0030】η=d/λ…(3) (1) 式及び(2) 式を(3) 式に代入することにより、 η=d/λ=(K1 /(Pm ・fn ))×(P/K2 ) =(K1 /K2 )×(P1-m /fn ) 〜(K1 /K2 )×(P/f)1/2 の関係式が得られる。ここで、K1 、K2 はそれぞれ定
数であり、〜はほぼ等しいことを意味する。以上の各式
から次のような結論が得られる。
Η = d / λ (3) By substituting equations (1) and (2) into equation (3), η = d / λ = (K 1 / (P m · f n )) × (P / K 2 ) = (K 1 / K 2 ) × (P 1 -m / f n ) to (K 1 / K 2 ) × (P / f) 1/2 Here, K 1 and K 2 are constants, respectively, and means that they are almost equal. The following conclusions are obtained from the above equations.

【0031】ガス圧力P及び周波数fを高くすると、
(1) 式より、バルクプラズマ領域とシース領域との境界
を出発したイオンが試料台上へ輸送される間に走行する
距離であるシース幅dは短くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さく
なる。
When the gas pressure P and the frequency f are increased,
From equation (1), the sheath width d, which is the distance traveled while the ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region travel while being transported onto the sample stage, becomes shorter. The probability of scattering due to collision with the conductive particles is reduced.

【0032】ガス圧力Pを高くすると、(2) 式より、イ
オンの平均自由行程λが短くなるため、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は大きく
なる。
When the gas pressure P is increased, the mean free path λ of the ions is shortened according to the equation (2), and from this viewpoint, the scattering probability due to the collision of the ions with the neutral particles is increased.

【0033】ガス圧力Pを低く且つ周波数fを高くして
P/fを小さくすると、(3) 式より、イオンのシース領
域の中性粒子との衝突による散乱確率を減らすことがで
きる。このため、ガス圧力Pを低く且つ周波数fを高く
すると、イオンのエネルギー減衰を抑え、イオンの方向
性を揃えて試料に対してほぼ垂直に入射するようにし、
さらに試料に到達するイオン束密度の減衰を抑えて、エ
ッチングスループットの向上及び十分なエッチング異方
性を実現できる。
When the gas pressure P is reduced and the frequency f is increased to reduce P / f, the probability of scattering of ions due to collision with neutral particles in the sheath region can be reduced according to the equation (3). For this reason, when the gas pressure P is low and the frequency f is high, the energy attenuation of the ions is suppressed, and the direction of the ions is made uniform so that the ions enter the sample almost perpendicularly.
Further, it is possible to suppress the attenuation of the ion flux density reaching the sample, thereby improving the etching throughput and achieving sufficient etching anisotropy.

【0034】ガス圧力P及び周波数fを低くすると、
(1) 式より、シース幅dは長くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は大きく
なる。
When the gas pressure P and the frequency f are reduced,
From equation (1), the sheath width d is longer, and from this viewpoint, the probability of scattering of ions due to collision with neutral particles increases.

【0035】ガス圧力Pを低くすると、(2) 式より、イ
オンの平均自由行程λが長くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さく
なる。
When the gas pressure P is reduced, the mean free path λ of the ion is increased from the equation (2), and from this viewpoint, the scattering probability due to the collision of the ion with the neutral particles is reduced.

【0036】ガス圧力Pを高く且つ周波数fを低くして
P/fを大きくすると、(3) 式より、イオンのシース領
域の中性粒子との衝突による散乱確率を増加させること
ができる。このため、ガス圧力Pを高く且つ周波数fを
低くすると、イオンのエネルギーを減衰をさせ、イオン
の方向性をやや乱雑にして試料に入射させるようにし、
さらに試料に到達するイオン束密度を減衰させて、これ
によりエッチング能力を緩和することができる。 (E)次に、試料台温度という外部運転パラメーターを
中心とする前記の関係について説明する。
When the gas pressure P is increased and the frequency f is decreased to increase P / f, the probability of scattering of ions due to collision with neutral particles in the sheath region can be increased from the equation (3). Therefore, when the gas pressure P is increased and the frequency f is decreased, the energy of the ions is attenuated, and the directionality of the ions is slightly disordered so that the ions are incident on the sample.
Further, the ion flux density reaching the sample can be attenuated, thereby reducing the etching ability. (E) Next, the above-mentioned relationship centered on the external operation parameter of the sample stage temperature will be described.

【0037】チャンバー内に存在する反応生成物ラジカ
ルや側壁保護用添加ガスから生成される側壁保護ラジカ
ルのラインパターン側壁における吸着率は、一般にライ
ンパターン側壁の温度(すなわち、試料温度)が増加す
るほど小さくなる。
The adsorption rate of the reaction product radicals present in the chamber and the side wall protecting radicals generated from the side wall protecting additive gas on the side wall of the line pattern generally increases as the temperature of the side wall of the line pattern (ie, the sample temperature) increases. Become smaller.

【0038】孤立ラインパターン側壁においては、試料
上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカル束
に対する見込み立体角がほぼπ/2であって十分に大き
いので、側壁保護ラジカルは孤立ラインパターン下部の
側壁に十分に到達する。
On the side wall of the isolated line pattern, the expected solid angle with respect to the side wall protecting radical bundle incident almost isotropically from above the sample is approximately π / 2, which is sufficiently large. Fully reaches the lower sidewall.

【0039】しかしながら、内部ラインパターン側壁に
おいては、見込み立体角が小さく、特にパターンアスペ
クト比が大きい場合には見込み立体角がかなり小さいの
で、側壁保護ラジカルが内部ラインパターン下部の側壁
に到達するためには、内部ラインパターン側壁における
吸着及び再放出を幾度か繰り返さなければならない。
However, on the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle is small, and especially when the pattern aspect ratio is large, the expected solid angle is considerably small. Must repeat the adsorption and re-emission on the side wall of the internal line pattern several times.

【0040】この場合、ラインパターン側壁の温度(す
なわち、試料温度)が低いと、吸着率が大きくなり、側
壁保護ラジカルの大部分は、内部ラインパターンの上側
のレジスト・マスク側壁に付着し、内部ラインパターン
下部の側壁に側壁保護ラジカルが十分に到達しない。一
方、ラインパターン側壁の温度が高いと、吸着率が小さ
くなり、側壁保護ラジカルは内部ラインパターン下部の
側壁にも十分に到達する 。
In this case, when the temperature of the side wall of the line pattern (that is, the sample temperature) is low, the adsorption rate increases, and most of the side wall protecting radicals adhere to the resist mask side wall above the internal line pattern, and the inner side. The sidewall protecting radical does not sufficiently reach the sidewall below the line pattern. On the other hand, if the temperature of the side wall of the line pattern is high, the adsorption rate becomes small, and the side wall protecting radical sufficiently reaches the side wall below the internal line pattern.

【0041】プラズマ中の側壁保護の役割を担う側壁保
護ラジカルの割合を評価する検出器、堆積した側壁保護
膜のエッチングの役割を担うイオンのイオン束及びエネ
ルギー分布を評価する検出器、及びイオンの角度分布を
評価するシース幅検出器等から出力される信号を用い
て、前述の複数の外部制御パラメーターを最適化でき
る。
A detector for evaluating the ratio of a sidewall protecting radical which plays a role of protecting the sidewall in the plasma, a detector for evaluating an ion flux and energy distribution of an ion which plays a role of etching the deposited sidewall protecting film, and The above-mentioned plurality of external control parameters can be optimized by using a signal output from a sheath width detector or the like for evaluating the angular distribution.

【0042】さらに、プラズマ発生チャンバーに設置さ
れているエッチング終点検出器の信号を用いて主エッチ
ングの完了を判断し、主エッチング完了までは主エッチ
ング条件でエッチングを行い、それ以後は、オーバーエ
ッチング条件でエッチングを行うように、自動的な2段
階エッチングが行なえるようプログラムしている。
Further, the completion of the main etching is determined using the signal of the etching end point detector installed in the plasma generation chamber, the etching is performed under the main etching condition until the main etching is completed, and thereafter, the over etching condition is performed. Is programmed so that an automatic two-stage etching can be performed.

【0043】以下、本発明が具体的に講じた解決手段に
ついて説明する。
Hereinafter, the solution means specifically taken by the present invention will be described.

【0044】本発明に係る第1のドライエッチング方法
は、下部に試料台を有する真空チャンバー内に、前記試
料台の上に載置され且つ表面にレジストパターンが形成
されている被エッチング試料をエッチングするエッチン
グ用ガスと前記被エッチング試料がエッチングされるこ
とにより形成されるラインパターンの側壁を保護する側
壁保護用ラジカルを生成する側壁保護用ガスとからなる
原料ガスを導入して該原料ガスよりなるイオンを発生さ
せると共に、前記試料台に高周波電力を印加して自己D
Cバイアスを形成することにより前記イオンを前記試料
台に誘導し、これにより、前記被エッチング試料に対し
てエッチングを行なうドライエッチング方法を対象と
し、互いに接近して形成される複数の前記ラインパター
ンよりなるラインパターン群における内側に位置する前
記ラインパターンよりなる第1のラインパターンのライ
ン幅が、前記ラインパターン群における最も外側に位置
する前記ラインパターン又は前記ラインパターン群から
孤立して形成される前記ラインパターンよりなる第2の
ラインパターンのライン幅よりも細くなり、且つ前記第
1及び第2のラインパターンのライン幅が前記レジスト
パターンのライン幅よりも太くなる場合に、前記第1及
び第2のラインパターンの側壁に対するエッチング量が
増加すると共に前記第1のラインパターンの側壁に対す
るエッチング量が前記第2のラインパターンの側壁に対
するエッチング量よりも相対的に減少するように、前記
真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記
真空チャンバーから排出するガスの排出量、前記高周波
電力の周波数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに
占める前記側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度
からなるパラメーター群のうちの少なくとも1つのパラ
メーターを変化させるパラメーター制御工程を備えてい
る。
In a first dry etching method according to the present invention, a sample to be etched placed on the sample stage and having a resist pattern formed on the surface is etched in a vacuum chamber having a sample stage below. And a source gas composed of an etching gas to be etched and a sidewall protecting gas for generating sidewall protecting radicals for protecting sidewalls of a line pattern formed by etching the sample to be etched. Generate ions and apply high-frequency power to the sample stage to
A dry etching method for guiding the ions to the sample stage by forming a C bias and thereby performing etching on the sample to be etched is intended for a plurality of the line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern composed of the line patterns located inside in the line pattern group is formed in isolation from the line pattern located outmost in the line pattern group or the line pattern group. When the line width of the second line pattern made of a line pattern is smaller than the line width of the second line pattern, and the line width of the first and second line patterns is larger than the line width of the resist pattern, the first and second lines are formed. The etching amount with respect to the side wall of the line pattern increases and The gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber and the exhaustion from the vacuum chamber are performed so that the etching amount on the side wall of the first line pattern is relatively smaller than the etching amount on the side wall of the second line pattern. A parameter for changing at least one parameter of a parameter group consisting of a gas discharge amount, a frequency of the high-frequency power, a power of the high-frequency power, a ratio of the side wall protecting gas to the source gas, and a temperature of the sample stage. It has a control step.

【0045】第1のドライエッチング方法により、パラ
メーター制御工程において、第1及び第2のラインパタ
ーンに対するエッチング量が増加すると共に第1のライ
ンパターンに対するエッチング量が第2のラインパター
ンに対するエッチング量よりも相対的に減少するように
制御するため、第1のラインパターンのライン幅が第2
のラインパターンのライン幅に近づくと共に、第1及び
第2のラインパターンのライン幅がレジストパターンの
ライン幅に近づくので、第1及び第2のラインパターン
のライン幅が最適化される。
According to the first dry etching method, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns increases, and the etching amount for the first line pattern is smaller than the etching amount for the second line pattern. The line width of the first line pattern is set to the second
And the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern, so that the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0046】第1のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量を増加させる工程を有していること
が好ましい。
In the first dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing a discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber.

【0047】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが減少し、特に第2のラインパターンの
側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少するので、第2の
ラインパターン側壁に対する斜め入射イオンによるエッ
チング効果が相対的に増大する。従って、第2のライン
パターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減
少量よりも増大する。
By doing so, the side wall protection radical in the vacuum chamber is reduced, and in particular, the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the second line pattern is reduced. The etching effect is relatively increased. Therefore, the dimension reduction amount of the second line pattern is larger than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0048】第1のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記原料ガスに占める前記
側壁保護用ガスの割合を減少させる工程を有しているこ
とが好ましい。
In the first dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a ratio of the side wall protecting gas to the source gas.

【0049】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが減少し、特に第2のラインパターンの
側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少するため、第2の
ラインパターン側壁に対する斜め入射イオンによるエッ
チング効果が相対的に増大する。従って、第2のライン
パターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減
少量よりも増大する。
By doing so, the side wall protection radical in the vacuum chamber is reduced, and in particular, the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the second line pattern is reduced. The etching effect is relatively increased. Therefore, the dimension reduction amount of the second line pattern is larger than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0050】第1のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を増大させる工程と、前記高
周波電力の電力を増大させる工程とを有していることが
好ましい。
In the first dry etching method, the parameter control step includes a step of increasing a gas pressure of a source gas introduced into the vacuum chamber, and a step of increasing power of the high frequency power. Is preferred.

【0051】このようにすると、ガス圧力の増加に伴う
イオンエネルギーの減少が高周波電力の電力増加によっ
て補われ、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエ
ッチング効果が増大すると共に、入射イオンの角度分布
の拡がりが大きくなって第1のラインパターンの側壁保
護膜に対するエッチング効果が相対的に低減する。従っ
て、第1及び第2のラインパターンにおける寸法減少量
が増大すると共に、入射イオンの角度分布の拡がりが大
きくなって第2のラインパターンに比べて第1のライン
パターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的
に低減するので第1のラインパターンの寸法減少量が第
2のラインパターンの寸法減少量よりも低減する。
In this manner, the decrease in ion energy due to the increase in gas pressure is compensated for by the increase in high-frequency power, the effect of obliquely incident ions on the sidewall protective film is increased, and the angular distribution of incident ions is expanded. And the etching effect of the first line pattern on the sidewall protection film is relatively reduced. Therefore, the dimension reduction amount in the first and second line patterns increases, and the spread of the angle distribution of the incident ions increases, so that the etching effect of the first line pattern on the sidewall protection film is larger than that of the second line pattern. Are relatively reduced, the dimension reduction amount of the first line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the second line pattern.

【0052】第1のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を増大させる工程と、前記真
空チャンバーから排出するガスの排出量を増加させる工
程とを有していることが好ましい。
In the first dry etching method, the parameter control step includes a step of increasing a gas pressure of a source gas introduced into the vacuum chamber, and a step of increasing a discharge amount of a gas discharged from the vacuum chamber. It is preferable to have

【0053】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が減少するため第1及び第2のライ
ンパターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入射
イオンの角度分布の拡がりが大きくなって第1のライン
パターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的
に減少するので、第1のラインパターンの寸法減少量が
第2のラインパターンの寸法減少量よりも低減する。
By doing so, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is reduced by reducing the side wall protective radical in the vacuum chamber, so that the dimension reduction amount in the first and second line patterns is increased. At the same time, the spread of the angle distribution of the incident ions becomes large and the etching effect of the first line pattern on the side wall protective film is relatively reduced. Therefore, the dimension reduction amount of the first line pattern is reduced by the dimension of the second line pattern. It is smaller than the reduction amount.

【0054】第1のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を高くす
る工程を有していることが好ましい。
[0054] In the first dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.

【0055】このようにすると、特に第2のラインパタ
ーンの側壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少して、第
1及び第2のラインパターンにおける寸法減少量が増加
すると共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対する
エッチング効果が増大するので第2のラインパターンの
寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも
増大する。
By doing so, especially the side wall protection radicals deposited on the side walls of the second line pattern are reduced, the size reduction in the first and second line patterns is increased, and the side wall protection by obliquely incident ions is performed. Since the etching effect on the film is increased, the dimension reduction amount of the second line pattern is larger than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0056】本発明に係る第2のドライエッチング方法
は、第1のドライエッチング方法と同様のドライエッチ
ング方法を対象とし、互いに接近して形成される複数の
前記ラインパターンよりなるラインパターン群における
内側に位置する前記ラインパターンよりなる第1のライ
ンパターンのライン幅が、前記ラインパターン群におけ
る最も外側に位置する前記ラインパターン又は前記ライ
ンパターン群から孤立して形成される前記ラインパター
ンよりなる第2のラインパターンのライン幅よりも細く
なり、且つ前記第1及び第2のラインパターンのライン
幅が前記レジストパターンのライン幅よりも細くなる場
合に、前記第1及び第2のラインパターンの側壁に対す
るエッチング量が減少すると共に前記第1のラインパタ
ーンの側壁に対するエッチング量が前記第2のラインパ
ターンの側壁に対するエッチング量よりも相対的に減少
するように、前記真空チャンバー内に導入する原料ガス
のガス圧力、前記真空チャンバーから排出するガスの排
出量、前記高周波電力の周波数、前記高周波電力の電
力、前記原料ガスに占める前記側壁保護用ガスの割合及
び前記試料台の温度からなるパラメーター群のうちの少
なくとも1つのパラメーターを変化させるパラメーター
制御工程を備えている。
The second dry etching method according to the present invention is directed to the same dry etching method as the first dry etching method, and is directed to the inside of a line pattern group consisting of a plurality of line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern composed of the line patterns located in the line pattern group is the outermost one of the line patterns in the line pattern group or the second line pattern composed of the line patterns formed separately from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is smaller than the line width of the first and second line patterns, and the line width of the first and second line patterns is smaller than the line width of the resist pattern, The etching amount is reduced and the side wall of the first line pattern is The gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber, the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber, the high-frequency wave, so that the etching amount is relatively smaller than the etching amount on the side wall of the second line pattern. A parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of a power frequency, a power of the high-frequency power, a ratio of the sidewall protecting gas to the source gas, and a temperature of the sample stage.

【0057】第2のドライエッチング方法によると、パ
ラメーター制御工程において、第1及び第2のラインパ
ターンに対するエッチング量が減少すると共に第1のラ
インパターンに対するエッチング量が第2のラインパタ
ーンに対するエッチング量よりも相対的に減少するよう
に制御するため、第1のラインパターンのライン幅が第
2のラインパターンのライン幅に近づくと共に、第1及
び第2のラインパターンのライン幅がレジストパターン
のライン幅に近づくので、第1及び第2のラインパター
ンのライン幅が最適化される。
According to the second dry etching method, in the parameter control step, the amount of etching for the first and second line patterns is reduced, and the amount of etching for the first line pattern is smaller than the amount of etching for the second line pattern. Is controlled so as to relatively decrease, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line width of the first and second line patterns is changed to the line width of the resist pattern. , The line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0058】第2のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を低減する工程を有している
ことが好ましい。
In the second dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a gas pressure of a source gas introduced into the vacuum chamber.

【0059】このようにすると、斜め入射イオンが低減
して斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチン
グ効果が低減するので、第1及び第2のラインパターン
における寸法減少量が低減する。
By doing so, the obliquely incident ions are reduced, and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is reduced, so that the amount of dimensional reduction in the first and second line patterns is reduced.

【0060】第2のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量を減少させる工程を有していること
が好ましい。
[0060] In the second dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber.

【0061】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが増加してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が増加してラインパターンの側壁に
堆積する側壁保護膜の量が増加するので、第1及び第2
のラインパターンにおける寸法減少量が低減すると共
に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチン
グ効果の低減は第2のラインパターンにおいて顕著に現
れるので、第2のラインパターンの寸法減少量が第1の
ラインパターンの寸法減少量よりも低減する。
In this way, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern increases due to an increase in the side wall protective radical in the vacuum chamber, and the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern increases. So the first and second
Since the reduction in the dimension of the second line pattern is significantly reduced in the second line pattern as well as the reduction in the etching effect on the sidewall protective film due to the obliquely incident ions, the reduction in the dimension of the second line pattern is reduced. It is smaller than the dimension reduction amount of the pattern.

【0062】第2のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を高くす
る工程を有していることが好ましい。
[0062] In the second dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.

【0063】このようにすると、ラインパターンの側壁
に堆積する側壁保護ラジカルが減少第1及び第2のライ
ンパターンにおける寸法減少量が増加すると共に、斜め
入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果が
増大するので第2のラインパターンの寸法減少量が第1
のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
In this manner, the side wall protection radicals deposited on the side walls of the line pattern are reduced, the size reduction amount in the first and second line patterns is increased, and the etching effect on the side wall protection film by obliquely incident ions is increased. Therefore, the dimension reduction amount of the second line pattern is equal to the first line pattern.
Is larger than the dimension reduction amount of the line pattern.

【0064】本発明に係る第3のドライエッチング方法
は、第1のドライエッチング方法と同様のドライエッチ
ング方法を対象とし、互いに接近して形成される複数の
前記ラインパターンよりなるラインパターン群における
内側に位置する前記ラインパターンよりなる第1のライ
ンパターンのライン幅が、前記ラインパターン群におけ
る最も外側に位置する前記ラインパターン又は前記ライ
ンパターン群から孤立して形成される前記ラインパター
ンよりなる第2のラインパターンのライン幅よりも太く
なり、且つ前記第1及び第2のラインパターンのライン
幅が前記レジストパターンのライン幅よりも太くなる場
合に、前記第1及び第2のラインパターンの側壁に対す
るエッチング量が増加すると共に前記第1のラインパタ
ーンの側壁に対するエッチング量が前記第2のラインパ
ターンの側壁に対するエッチング量よりも相対的に増加
するように、前記真空チャンバー内に導入する原料ガス
のガス圧力、前記真空チャンバーから排出するガスの排
出量、前記高周波電力の周波数、前記高周波電力の電
力、前記原料ガスに占める前記側壁保護用ガスの割合及
び前記試料台の温度からなるパラメーター群のうちの少
なくとも1つのパラメーターを変化させるパラメーター
制御工程を備えている。
The third dry etching method according to the present invention is directed to the same dry etching method as the first dry etching method, and is directed to the inside of a line pattern group consisting of a plurality of line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern composed of the line patterns located in the line pattern group is the outermost one of the line patterns in the line pattern group or the second line pattern composed of the line patterns formed separately from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is larger than the line width of the first and second line patterns, and the line width of the first and second line patterns is larger than the line width of the resist pattern, As the etching amount increases, the side wall of the first line pattern The gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber, and the high-frequency wave so that the etching amount is relatively larger than the etching amount on the side wall of the second line pattern. A parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of a power frequency, a power of the high-frequency power, a ratio of the sidewall protecting gas to the source gas, and a temperature of the sample stage.

【0065】第3のドライエッチング方法によると、パ
ラメーター制御工程において、第1及び第2のラインパ
ターンに対するエッチング量が増加すると共に第1のラ
インパターンに対するエッチング量が第2のラインパタ
ーンに対するエッチング量よりも相対的に増加するよう
に制御するため、第1のラインパターンのライン幅が第
2のラインパターンのライン幅に近づくと共に、第1及
び第2のラインパターンのライン幅がレジストパターン
のライン幅に近づくので、第1及び第2のラインパター
ンのライン幅が最適化される。
According to the third dry etching method, in the parameter control step, the amount of etching for the first and second line patterns increases and the amount of etching for the first line pattern is smaller than the amount of etching for the second line pattern. Is controlled so as to relatively increase, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns are changed to the line width of the resist pattern. , The line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0066】第3のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の電力を増
大させる工程と、前記真空チャンバーから排出するガス
の排出量を増加させる工程とを有していることが好まし
い。
[0066] In the third dry etching method, the parameter control step may include a step of increasing the power of the high-frequency power and a step of increasing a discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber. preferable.

【0067】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が減少するので、第1及び第2のラ
インパターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入
射イオンの角度分布の拡がりが小さくなって第1のライ
ンパターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対
的に増大するので、第1のラインパターンの寸法減少量
が第2のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
In this way, the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the line pattern is reduced by reducing the side wall protection radical in the vacuum chamber, so that the dimension reduction amount in the first and second line patterns is increased. At the same time, the spread of the angle distribution of the incident ions becomes smaller, and the etching effect of the first line pattern on the side wall protective film is relatively increased. Therefore, the dimensional reduction amount of the first line pattern becomes smaller than that of the second line pattern. It increases more than the dimension reduction.

【0068】第3のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を低減させる工程を有してい
ることが好ましい。
In the third dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a gas pressure of a source gas introduced into the vacuum chamber.

【0069】このようにすると、斜め入射イオンが低減
し、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチン
グ効果の低減は第2のラインパターンにおいて顕著に現
れるので、第2のラインパターンの寸法減少量が相対的
に低減する。
By doing so, the obliquely incident ions are reduced, and the reduction of the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions appears remarkably in the second line pattern. To be reduced.

【0070】この場合、前記パラメーター制御工程は、
前記真空チャンバーから排出するガスの排出量を増加さ
せる工程をさらに有していることが好ましい。
In this case, the parameter control step includes:
It is preferable that the method further includes a step of increasing a discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber.

【0071】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が減少するので、第1及び第2のラ
インパターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入
射イオンの角度分布の拡がりが小さくなって第1のライ
ンパターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対
的に増大するので、第1のラインパターンの寸法減少量
が第2のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
By doing so, the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the line pattern decreases due to the reduction of the side wall protection radical in the vacuum chamber, and the dimension reduction amount in the first and second line patterns increases. At the same time, the spread of the angle distribution of the incident ions becomes smaller, and the etching effect of the first line pattern on the side wall protective film is relatively increased. Therefore, the dimensional reduction amount of the first line pattern becomes smaller than that of the second line pattern. It increases more than the dimension reduction.

【0072】第3のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の周波数を
高くする工程を有していることが好ましい。
In the third dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing a frequency of the high frequency power.

【0073】このようにすると、シース幅が減少して斜
め入射イオンの割合が減少し、斜め入射イオンによる側
壁保護膜に対するエッチング効果の低減が第2のライン
パターンにおいて顕著に現れるので、第2のラインパタ
ーンの寸法減少量が相対的に低減する。
In this manner, the sheath width is reduced, the ratio of obliquely incident ions is reduced, and the reduction of the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions is noticeable in the second line pattern. The dimension reduction amount of the line pattern is relatively reduced.

【0074】第3のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を高くす
る工程を有していることが好ましい。
In the third dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.

【0075】このようにすると、ラインパターンの側壁
に堆積する側壁保護ラジカルが減少して第1及び第2の
ラインパターンにおける寸法減少量が増加すると共に、
斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効
果が増大するので第2のラインパターンの寸法減少量が
第1のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
By doing so, the sidewall protecting radicals deposited on the sidewalls of the line pattern are reduced, and the amount of dimensional reduction in the first and second line patterns is increased.
Since the etching effect on the sidewall protective film by the obliquely incident ions is increased, the dimension reduction amount of the second line pattern is larger than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0076】本発明に係る第4のドライエッチング方法
は、第1のドライエッチング方法と同様のドライエッチ
ング方法を対象とし、互いに接近して形成される複数の
前記ラインパターンよりなるラインパターン群における
内側に位置する前記ラインパターンよりなる第1のライ
ンパターンのライン幅が、前記ラインパターン群におけ
る最も外側に位置する前記ラインパターン又は前記ライ
ンパターン群から孤立して形成される前記ラインパター
ンよりなる第2のラインパターンのライン幅よりも太く
なり、且つ前記第1及び第2のラインパターンのライン
幅が前記レジストパターンのライン幅よりも細くなる場
合に、前記第1及び第2のラインパターンの側壁に対す
るエッチング量が減少すると共に前記第1のラインパタ
ーンの側壁に対するエッチング量が前記第2のラインパ
ターンの側壁に対するエッチング量よりも相対的に増加
するように、前記真空チャンバー内に導入する原料ガス
のガス圧力、前記真空チャンバーから排出するガスの排
出量、前記高周波電力の周波数、前記高周波電力の電
力、前記原料ガスに占める前記側壁保護用ガスの割合及
び前記試料台の温度からなるパラメーター群のうちの少
なくとも1つのパラメーターを変化させるパラメーター
制御工程を備えている。
The fourth dry etching method according to the present invention is directed to the same dry etching method as the first dry etching method, and is directed to the inside of a line pattern group consisting of a plurality of line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern composed of the line patterns located in the line pattern group is the outermost one of the line patterns in the line pattern group or the second line pattern composed of the line patterns formed separately from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is larger than the line width of the first and second line patterns, and the line width of the first and second line patterns is smaller than the line width of the resist pattern, The etching amount is reduced and the side wall of the first line pattern is The gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber, and the high-frequency wave so that the etching amount is relatively larger than the etching amount on the side wall of the second line pattern. A parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of a power frequency, a power of the high-frequency power, a ratio of the sidewall protecting gas to the source gas, and a temperature of the sample stage.

【0077】第4のドライエッチング方法によると、パ
ラメーター制御工程において、第1及び第2のラインパ
ターンに対するエッチング量が減少すると共に第1のラ
インパターンに対するエッチング量が第2のラインパタ
ーンに対するエッチング量よりも相対的に増加するよう
に制御するため、第1のラインパターンのライン幅が第
2のラインパターンのライン幅に近づくと共に、第1及
び第2のラインパターンのライン幅がレジストパターン
のライン幅に近づくので、第1及び第2のラインパター
ンのライン幅が最適化される。
According to the fourth dry etching method, in the parameter control step, the amount of etching for the first and second line patterns is reduced, and the amount of etching for the first line pattern is smaller than the amount of etching for the second line pattern. Is controlled so as to relatively increase, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns are changed to the line width of the resist pattern. , The line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0078】第4のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量を減少させる工程を有していること
が好ましい。
[0078] In the fourth dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber.

【0079】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが増加してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が特に第2のラインパターンにおい
て相対的に増加するので、第1及び第2のラインパター
ンにおける寸法減少量が低減すると共に、斜め入射イオ
ンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第
2のラインパターンにおいて顕著に現れるので、第2の
ラインパターンの寸法減少量が第1のラインパターンの
寸法減少量よりも低減する。
In this case, the amount of the side wall protection radical in the vacuum chamber increases and the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the line pattern relatively increases particularly in the second line pattern. In addition to the reduction in the dimension of the second line pattern, the reduction in the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions significantly appears in the second line pattern. It is smaller than the dimension reduction amount of the line pattern.

【0080】第4のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記原料ガスに占める前記
側壁保護用ガスの割合を増加させる工程を有しているこ
とが好ましい。
In the fourth dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing a ratio of the side wall protecting gas to the source gas.

【0081】このようにすると、真空チャンバー内の側
壁保護ラジカルが増加してラインパターンの側壁に堆積
する側壁保護膜の量が増加するので、第1及び第2のラ
インパターンにおける寸法減少量が低減すると共に、斜
め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果
の低減は第2のラインパターンにおいて顕著に現れるの
で、第2のラインパターンの寸法減少量が第1のライン
パターンの寸法減少量よりも低減する。
In this way, the amount of the side wall protection film deposited on the side wall of the line pattern increases due to an increase in the side wall protection radicals in the vacuum chamber, so that the dimension reduction amount in the first and second line patterns is reduced. At the same time, the reduction of the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions appears remarkably in the second line pattern. Therefore, the dimension reduction of the second line pattern is smaller than the dimension reduction of the first line pattern. .

【0082】第4のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の周波数を
高くする工程を有していることが好ましい。
[0082] In the fourth dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of increasing a frequency of the high frequency power.

【0083】このようにすると、シース幅が減少して斜
め入射イオンの割合が減少し、斜め入射イオンによる側
壁保護膜に対するエッチング効果の低減が第2のライン
パターンにおいて顕著に現れるので、第2のラインパタ
ーンの寸法減少量が相対的に低減する。
In this manner, the sheath width is reduced, the ratio of obliquely incident ions is reduced, and the reduction of the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions is noticeable in the second line pattern. The dimension reduction amount of the line pattern is relatively reduced.

【0084】この場合、前記パラメーター制御工程は、
前記真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を
低減する工程をさらに有していることが好ましい。
In this case, the parameter control step includes:
It is preferable that the method further includes a step of reducing the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber.

【0085】このようにすると、斜め入射イオンが大き
く低減して斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエ
ッチング効果が低減すると共に、斜め入射イオンによる
側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2のライ
ンパターンにおいて顕著に現れるので、第2のラインパ
ターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減少
量よりも低減する。
In this manner, obliquely incident ions are greatly reduced, and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is reduced, and the reduction of the obliquely incident ions on the side wall protective film is reduced in the second line pattern. Since it appears remarkably, the dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0086】第4のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は前記試料台の温度を低くする
工程を有していることが好ましい。
[0086] In the fourth dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of lowering the temperature of the sample stage.

【0087】このようにすると、ラインパターンの側壁
に堆積する側壁保護膜の量が増加するので、第1及び第
2のラインパターンにおける寸法減少量が低減すると共
に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチン
グ効果が低減して第2のラインパターンの寸法減少量が
第1のラインパターンの寸法減少量よりも低減する。
In this way, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is increased, so that the dimensional reduction in the first and second line patterns is reduced, and the side wall protective film due to obliquely incident ions is reduced. The etching effect is reduced, and the dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0088】第4のドライエッチング方法において、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を低減する工程を有している
ことが好ましい。
In the fourth dry etching method, it is preferable that the parameter control step includes a step of reducing a gas pressure of a source gas introduced into the vacuum chamber.

【0089】このようにすると、真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を低減するため、斜め入射イ
オンが低減して斜め入射イオンによる側壁保護膜に対す
るエッチング効果が低減すると共に、斜め入射イオンに
よる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2の
ラインパターンにおいて顕著に現れるので、第2のライ
ンパターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法
減少量よりも低減する。
In this way, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, obliquely incident ions are reduced, and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is reduced. Since the reduction of the etching effect on the sidewall protection film is remarkable in the second line pattern, the dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0090】[0090]

【発明の実施の形態】以下、本発明に用いるドライエッ
チング装置の一例である平行平板型反応性イオンドライ
エッチング装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A parallel plate type reactive ion dry etching apparatus as an example of a dry etching apparatus used in the present invention will be described below.

【0091】図1は平行平板型反応性イオンドライエッ
チング装置の概略構成を示しており、図1に示すよう
に、金属製のチャンバー11内にはガスコントローラ1
2を介して反応性ガスが導入され、該チャンバー11の
内部は排気系13によって適切な圧力に制御される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a parallel plate type reactive ion dry etching apparatus. As shown in FIG.
A reactive gas is introduced through the chamber 2, and the inside of the chamber 11 is controlled to an appropriate pressure by an exhaust system 13.

【0092】チャンバー11の上部にはアノード(陽
極)14が設けられ、下部にはカソード(陰極)となる
試料台15が設けられている。試料台15にはインピー
ダンス整合回路16を介して高周波電力を供給する高周
波電力供給源17が接続されており、試料台15とアノ
ード電極14との間で高周波放電を起こすことができ
る。高周波電力供給源17から供給される高周波の周波
数は周波数制御回路21により変化させることができ
る。
An anode (anode) 14 is provided at the upper part of the chamber 11, and a sample stage 15 serving as a cathode (cathode) is provided at the lower part. The sample table 15 is connected to a high-frequency power supply source 17 for supplying high-frequency power via an impedance matching circuit 16, so that high-frequency discharge can be generated between the sample table 15 and the anode electrode 14. The frequency of the high frequency supplied from the high frequency power supply 17 can be changed by the frequency control circuit 21.

【0093】イオンのエネルギー分布及び試料台15近
傍のシース領域の幅はプラズマパラメータ検出器26に
より判断することができ、エッチングの終点はスペクト
ル法を用いたエッチング終点検出器20により判断する
ことができる。また、エッチング終点検出器20からの
信号によりガスコントローラ12及び排気系13が制御
され、チャンバー11内のガス圧力及び排気量が適切に
制御される。さらに、エッチング終点検出器20からの
信号により、周波数制御回路21を介して高周波電力源
17の周波数が制御される。
The ion energy distribution and the width of the sheath region near the sample table 15 can be determined by the plasma parameter detector 26, and the end point of the etching can be determined by the etching end point detector 20 using a spectral method. . Further, the gas controller 12 and the exhaust system 13 are controlled by a signal from the etching end point detector 20, and the gas pressure and the exhaust amount in the chamber 11 are appropriately controlled. Further, the frequency of the high-frequency power source 17 is controlled via a frequency control circuit 21 by a signal from the etching end point detector 20.

【0094】温度制御回路24を介してヒーター23を
制御することにより試料台15の温度を調整することが
できる。また、外部パラメータ制御装置22は、プラズ
マパラメータ検出器26からの信号及びエッチング終点
検出器20からの信号、又はこれらの信号と周波数、ガ
ス圧力、高周波電力パワー及び試料台温度等の外部パラ
メータの値と組み合わせ、又はこれらの信号と予めプロ
グラムされた処理流れとの組み合わせに基づき、ガスコ
ントローラ12、排気系13、周波数制御回路21及び
温度制御回路24を制御することができる。
By controlling the heater 23 through the temperature control circuit 24, the temperature of the sample table 15 can be adjusted. Further, the external parameter control device 22 controls the signal from the plasma parameter detector 26 and the signal from the etching end point detector 20, or the values of these signals and the external parameters such as frequency, gas pressure, high frequency power, and sample stage temperature. The gas controller 12, the exhaust system 13, the frequency control circuit 21, and the temperature control circuit 24 can be controlled on the basis of a combination of the above-described signals or a combination of these signals and a previously programmed processing flow.

【0095】尚、アノード電極14と試料台15とによ
って囲まれたプラズマ発生領域のうちアノード電極14
及び試料台15近傍のシース領域を除いた領域は一般に
バルクプラズマ領域と呼ばれる。
In the plasma generation region surrounded by the anode electrode 14 and the sample table 15, the anode electrode 14
The region excluding the sheath region near the sample table 15 is generally called a bulk plasma region.

【0096】図2は、図1に示した平行平板型反応性イ
オンエッチング装置において、バルクプラズマ領域とシ
ース領域との境界から出発したイオンが、シース幅dの
間を試料台15に向かって加速されながら試料台15上
に輸送される間に、イオンが中性粒子との衝突により散
乱され、イオンの方向性が乱雑になると共にイオンのエ
ネルギーが減衰する様子を示したものである。
FIG. 2 shows that in the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. 1, ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are accelerated toward the sample table 15 between the sheath width d. While the ions are being transported onto the sample stage 15 while they are being scattered, the ions are scattered by collision with neutral particles, so that the directionality of the ions is disordered and the energy of the ions is attenuated.

【0097】同一の周波数に対しては、ガス圧力が高い
低真空の場合よりもガス圧力が低い高真空の場合の方
が、イオンと中性粒子との衝突散乱が少なくなるので、
高いイオン束が高いエネルギーにより試料台15に対し
てより垂直に入射する。一方、ガス圧力が低い高真空の
場合よりもガス圧力が高い低真空の場合の方が、イオン
と中性粒子との衝突散乱が頻繁に起こるため、イオン束
密度が小さくなると共にイオンのエネルギーが減少し、
試料台15に対するイオンの入射角度分布は拡がる。
For the same frequency, collision scattering between ions and neutral particles is smaller in a high vacuum where the gas pressure is low than in a low vacuum where the gas pressure is high.
The high ion flux is more perpendicularly incident on the sample stage 15 due to the high energy. On the other hand, collision and scattering of ions and neutral particles occur more frequently in a low vacuum where the gas pressure is high than in a high vacuum where the gas pressure is low, so that the ion flux density is reduced and the ion energy is reduced. Decreased,
The distribution of the angle of incidence of ions on the sample table 15 is widened.

【0098】同一のガス圧力に対しては、シース幅dが
長くなる比較的低い周波数の場合よりもシース幅dが短
くなる比較的高い周波数の場合の方が、イオンと中性粒
子との衝突散乱が少なくなるため、高いイオン束が高い
エネルギーにより試料台15に対してより垂直に入射す
る。一方、シース幅dが短くなる比較的高い周波数の場
合よりもシース幅dが長くなる比較的低い周波数の場合
の方が、イオンと中性粒子との衝突散乱が頻繁に起こる
ため、イオン束密度が小さくなると共にイオンのエネル
ギーが減少し、試料台15に対するイオンの入射角度分
布は拡がる。
At the same gas pressure, the collision between ions and neutral particles occurs at a relatively high frequency where the sheath width d is shorter than at a relatively low frequency where the sheath width d is long. Since scattering is reduced, a high ion flux is more perpendicularly incident on the sample stage 15 with high energy. On the other hand, collision and scattering of ions and neutral particles occur more frequently at a relatively low frequency where the sheath width d is long than at a relatively high frequency where the sheath width d is short. Is reduced, the energy of the ions is reduced, and the distribution of the incident angles of the ions on the sample stage 15 is widened.

【0099】図3〜図10は、図1に示した平行平板型
反応性イオンエッチング装置において、バルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発し、シース領域の電
界によって加速され且つ中性粒子と衝突しながら、試料
台15上のウエハー面に到達した塩素イオンCl+ のエ
ネルギーEi 及び角度θの関数としてのイオンの角度エ
ネルギー分布f(θ,Ei )をエネルギー方向について
積分したイオン角度分布g(θ)、及びイオンの角度エ
ネルギー分布fを角度方向について積分したイオンエネ
ルギー分布h(Ei )を実線で示している。尚、イオン
の角度θはウエハー面に垂直な方向から測った角度であ
る。図3〜図10において、(a)はイオン角度分布を
示し、(b)はイオンエネルギー分布を示している。但
し、シース幅Lsh=1cm、シース間電圧=200V、
ガス圧力P=0.1〜10Paである。
FIGS. 3 to 10 show the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. 1, starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region, being accelerated by the electric field in the sheath region and having neutral particles. The ion angle distribution obtained by integrating the energy Ei and the angular energy distribution f ([theta], Ei ) of the ions as a function of the angle [theta ] and the energy [theta] of the chlorine ions Cl <+> arriving at the wafer surface on the sample stage 15 during the collision. The solid line represents the ion energy distribution h (E i ) obtained by integrating g (θ) and the angular energy distribution f of the ions in the angular direction. The ion angle θ is an angle measured from a direction perpendicular to the wafer surface. 3A to 10, (a) shows an ion angle distribution, and (b) shows an ion energy distribution. However, sheath width Lsh = 1 cm, voltage between sheaths = 200 V,
Gas pressure P = 0.1 to 10 Pa.

【0100】図3〜図10から分かるように、ガス圧力
が0.1Pa又は0.2Paの場合には、角度分布は殆
ど0度付近つまり垂直入射状態に集中しており、0度以
外の散乱成分は非常に少なく、エネルギー分布は殆どシ
ース間電圧である200V付近に集中しており、散乱に
より減速した低エネルギー成分は非常に少ない。
As can be seen from FIGS. 3 to 10, when the gas pressure is 0.1 Pa or 0.2 Pa, the angular distribution is almost concentrated around 0 degrees, that is, in the vertical incidence state, and the scattering other than 0 degrees is scattered. The components are very small, and the energy distribution is almost concentrated around the sheath-to-sheath voltage of 200 V, and the low-energy components decelerated by scattering are very few.

【0101】ガス圧力を0.5Paから2Paへと上げ
ていくと、散乱成分が急激に増加してくる。シース間電
圧に相当する200V付近のピークが段々と減少してい
き、逆に散乱により減速した低エネルギー成分が相対的
に増加してくる。
As the gas pressure is increased from 0.5 Pa to 2 Pa, the scattering component rapidly increases. The peak near 200 V corresponding to the voltage between the sheaths gradually decreases, and conversely, the low energy component decelerated by scattering increases relatively.

【0102】ガス圧力を5Paから10Paへと上げて
いくと、イオン角度分布において散乱成分は確かに大き
くなるが、該散乱成分はガス圧力が2Paの場合と比べ
てそれ程大きな違いはない。一方、イオンエネルギー分
布においては、200V付近のピークが消えエネルギー
分布の中心が低エネルギー側へ移動していく。
When the gas pressure is increased from 5 Pa to 10 Pa, the scattering component in the ion angle distribution certainly increases, but the scattering component is not so different from the case where the gas pressure is 2 Pa. On the other hand, in the ion energy distribution, the peak around 200 V disappears, and the center of the energy distribution moves to the lower energy side.

【0103】図3〜図10において、破線で示す角度分
布曲線g*(θ)は、エネルギーに依存したCl+ ビー
ムによる反応収率y(スパッタされるSi原子個数/入
射イオン数)の重みをイオン角度エネルギー分布fに乗
じてエネルギー方向について積分したものである。すな
わち、角度分布曲線は、同一の角度θでウエハーへ入射
したイオンであっても、50eVのエネルギーを持った
イオンと100eVのエネルギーを持ったイオンとで
は、エッチングに及ぼす影響は異なってくるので、その
影響を取り入れた実効的な角度分布曲線を描こうとする
ものである。ここで、ビームの入射エネルギーEi はe
V単位である。具体的には、該入射エネルギーEi(e
V)はシース間電圧Vs(V)に相当する。
In FIG. 3 to FIG. 10, the angle distribution curve g * (θ) shown by a broken line is a weight of the reaction yield y (number of sputtered Si atoms / number of incident ions) by Cl + beam depending on the energy. This is obtained by multiplying the ion angular energy distribution f and integrating the result in the energy direction. That is, the angle distribution curve shows that even if the ions are incident on the wafer at the same angle θ, the effect on the etching is different between the ions having the energy of 50 eV and the ions having the energy of 100 eV. An attempt is made to draw an effective angle distribution curve incorporating the influence. Here, the incident energy E i of the beam is e
It is in V units. Specifically, the incident energy E i (e
V) corresponds to the inter-sheath voltage Vs (V).

【0104】図3〜図10から分かるように、一般に大
きな散乱角度成分を持つイオンは、エネルギーEi が減
衰しているため、反応収率の重みy(Ei )も小さくな
る。この結果、反応収率yの重みを考慮した破線により
示すイオン角度分布は、単純にエネルギーについて積分
しただけのイオン角度分布gよりも角度分布の拡がりは
小さい。
As can be seen from FIGS. 3 to 10, ions having a large scattering angle component generally have a reduced reaction yield weight y (E i ) because the energy Ei is attenuated. As a result, the spread of the angle distribution of the ion angle distribution indicated by the broken line in consideration of the weight of the reaction yield y is smaller than that of the ion angle distribution g which is simply integrated with respect to energy.

【0105】図11は、図3〜図10に示したイオン角
度分布における散乱角の拡がりを表す正規分布を仮定し
た場合の標準偏差σをガス圧力を横軸にとってまとめた
ものである。イオン角度分布の標準偏差σはガス圧力の
増加とともに増加する。すなわち、イオン角度分布は、
ガス圧力の増加とともに垂直方向の入射から次第に拡が
りを持つようになる。ガス圧力が2Pa以下になると、
ガス圧力の減少とともに標準偏差σはほぼ対数的に急激
に減少する。一方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、
ガス圧力が増加しても標準偏差σはほぼ飽和し、その増
加割合は緩やかである。これらの変化は、同時に示すイ
オンの平均自由行程λの変化と対応する。標準偏差σ
は、ガス圧力が0.1Paのときにおよそ10度であ
り、ガス圧力が1Paのときにおよそ24度であり、ガ
ス圧力が10Paのときにおよそ27度であることが読
み取れる。
FIG. 11 summarizes the standard deviation σ assuming a normal distribution representing the spread of the scattering angle in the ion angle distribution shown in FIGS. The standard deviation σ of the ion angle distribution increases as the gas pressure increases. That is, the ion angle distribution is
As the gas pressure increases, it gradually expands from vertical incidence. When the gas pressure becomes 2Pa or less,
As the gas pressure decreases, the standard deviation σ sharply decreases almost logarithmically. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more,
Even when the gas pressure increases, the standard deviation σ is almost saturated, and the rate of increase is gentle. These changes correspond to changes in the mean free path λ of the ions shown at the same time. Standard deviation σ
Is approximately 10 degrees when the gas pressure is 0.1 Pa, approximately 24 degrees when the gas pressure is 1 Pa, and approximately 27 degrees when the gas pressure is 10 Pa.

【0106】ガス圧力以外のプラズマ内部パラメーター
を一定にした場合には、1Pa前後でガス圧力を変化さ
せることにより、イオン角度分布の拡がりをある程度ま
で制御できることが理解できる。
It can be understood that when the plasma internal parameters other than the gas pressure are kept constant, the spread of the ion angle distribution can be controlled to some extent by changing the gas pressure at around 1 Pa.

【0107】イオン角度分布の標準偏差σを評価した
が、図3〜図10からも理解できるように、イオン角度
分布はいわゆる正規分布曲線とは違った分布になってい
る。この意味で、もっと直観的にイオン角度分布の特徴
を把握するため、ある有限の散乱角幅Δ(度)を考え、
該散乱角幅Δよりも小さい散乱角となるイオンの個数の
全イオンの個数に対する割合であるピーキング比R
(Δ)を評価してみる。
The standard deviation σ of the ion angle distribution was evaluated. As can be understood from FIGS. 3 to 10, the ion angle distribution is different from a so-called normal distribution curve. In this sense, in order to more intuitively grasp the characteristics of the ion angle distribution, consider a certain finite scattering angle width Δ (degree),
A peaking ratio R which is a ratio of the number of ions having a scattering angle smaller than the scattering angle width Δ to the number of all ions.
Evaluate (Δ).

【0108】図12は、図3〜図10に示したイオン角
度分布におけるピーキング比R(Δ)をガス圧力を横軸
にとってまとめたものである。ガス圧力の低下とともに
イオンの散乱が減少する結果、ピーキング比R(Δ)は
増加する。標準偏差σの変化同様、特にガス圧力が2P
a以下の場合には、ガス圧力の低下に伴うピーキング比
R(Δ)の増加は著しい。一方、ガス圧力が2Pa以上
の場合では、ピーキング比R(Δ)はほぼ飽和し、ガス
圧力の増加に伴うピーキング比R(Δ)の減少は緩やか
である。図12において、黒シンボルは反応収率yの重
みを考慮した場合であり、白シンボルは反応収率yの重
みを考慮しない場合である。以下、反応収率yの重みを
考慮した場合について検討する。
FIG. 12 summarizes the peaking ratio R (Δ) in the ion angle distribution shown in FIGS. 3 to 10 with the gas pressure as the horizontal axis. The peaking ratio R (Δ) increases as a result of reduced ion scattering with decreasing gas pressure. As with the change in standard deviation σ, especially when the gas pressure is 2P
In the case of a or less, the peaking ratio R (Δ) increases significantly with a decrease in the gas pressure. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the peaking ratio R (Δ) is substantially saturated, and the peaking ratio R (Δ) decreases gradually with an increase in the gas pressure. In FIG. 12, a black symbol is a case where the weight of the reaction yield y is considered, and a white symbol is a case where the weight of the reaction yield y is not considered. Hereinafter, a case in which the weight of the reaction yield y is considered will be described.

【0109】ガス圧力が1Paの場合を考える。例え
ば、散乱角幅Δ=±1度の範囲に入っているイオンの相
対的な割合、つまりイオンが中性粒子と殆ど衝突するこ
となくウエハーに到達するピーキング比R(Δ=1°)
は約17%となり、散乱角幅Δ=±5度の範囲に入って
いるイオンの相対的なピーキング比R(Δ=5°)は約
30%となる。これが、ガス圧力が0.1Paの場合に
は、散乱角幅Δ=±1度の範囲に入っているイオンの相
対的なピーキング比R(1°)は約82%となり、散乱
角幅Δ=±5度の範囲に入っているイオンの相対的なピ
ーキング比R(5°)は約86%と急激に増加する。
Consider a case where the gas pressure is 1 Pa. For example, the relative ratio of ions within the range of the scattering angle width Δ = ± 1 degree, that is, the peaking ratio R (Δ = 1 °) at which the ions reach the wafer with almost no collision with neutral particles
Is about 17%, and the relative peaking ratio R (Δ = 5 °) of ions in the range of the scattering angle width Δ = ± 5 degrees is about 30%. When the gas pressure is 0.1 Pa, the relative peaking ratio R (1 °) of the ions in the range of the scattering angle width Δ = ± 1 degree is about 82%, and the scattering angle width Δ = The relative peaking ratio R (5 °) of the ions falling within the range of ± 5 degrees sharply increases to about 86%.

【0110】ガス圧力Pが0.2Pa以下の場合には、
イオン角度分布はほぼ垂直入射状態であり、0度以外の
散乱成分は非常に少ない。ガス圧力を0.5Paから2
Paへと上げていくと、散乱成分が非常に増加してく
る。ガス圧力Pを5Paから10Paへと上げていく
と、散乱成分は確かに増加するが、P=2Paの場合と
比べてそれ程大きな違いはない。
If the gas pressure P is 0.2 Pa or less,
The ion angle distribution is in a substantially normal incidence state, and the scattering components other than 0 degree are very small. Gas pressure from 0.5Pa to 2
As the pressure is increased to Pa, the scattering component increases significantly. When the gas pressure P is increased from 5 Pa to 10 Pa, the scattering component certainly increases, but there is not much difference as compared with the case where P = 2 Pa.

【0111】ガス圧力Pが0.2Pa以下の場合には、
イオンエネルギー分布はシース間電圧に相当する200
V付近に殆ど集中しており、散乱により減速した低エネ
ルギー成分は非常に少ない。ガス圧力を0.5Paから
2Paへと上げていくと、シース間電圧に相当する20
0V付近のピークが段々と減少していき、逆に散乱によ
り減速した低エネルギー成分が相対的に増加してくる。
ガス圧力を5Paから10Paへと上げていくと、20
0V付近のピークが消え、エネルギー分布の中心が低エ
ネルギー側へどんどん移動していく。
If the gas pressure P is 0.2 Pa or less,
The ion energy distribution is 200 corresponding to the voltage between the sheaths.
It is almost concentrated near V, and the low energy component decelerated by scattering is very small. When the gas pressure is increased from 0.5 Pa to 2 Pa, 20
The peak near 0 V gradually decreases, and conversely, the low energy component decelerated by scattering relatively increases.
When the gas pressure is increased from 5 Pa to 10 Pa, 20
The peak near 0 V disappears, and the center of the energy distribution moves steadily toward the lower energy side.

【0112】一般に大きな散乱角度成分を持つ入射イオ
ンは、エネルギーEi も減衰しているので、反応収率y
も小さくなる。この結果、反応収率yの重みを考慮した
イオン角度分布は、単純にエネルギー方向について積分
しただけのイオン角度分布よりも角度分布の拡がりは小
さい。エッチングに与える影響を考えたとき、反応収率
yの重みを考慮したイオン角度分布の方が意味を持って
いる。
In general, incident ions having a large scattering angle component also have attenuated energy E i, so that the reaction yield y
Is also smaller. As a result, the spread of the angle distribution of the ion angle distribution in consideration of the weight of the reaction yield y is smaller than that of the ion angle distribution simply integrated in the energy direction. When considering the influence on the etching, the ion angle distribution in consideration of the weight of the reaction yield y has more significance.

【0113】角度分布の標準偏差σは、ガス圧力の増加
とともに増加する。すなわち、角度分布は、ガス圧力の
増加とともに垂直入射状態から次第に拡がりを持つよう
になる。ガス圧力が2Pa以下の場合では、ガス圧力の
増加とともに標準偏差σはほぼ対数的に増加する。一
方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、標準偏差σはほ
ぼ飽和し、その増加割合は緩やかである。これらの変化
は、イオンの平均自由行程λの変化と対応する。標準偏
差σは、ガス圧力が0.1Paの場合でおよそ10度で
あり、ガス圧力が1Paの場合でおよそ24度であり、
ガス圧力が10Paの場合でおよそ27度であることが
読み取れる。
The standard deviation σ of the angular distribution increases as the gas pressure increases. That is, the angle distribution gradually expands from the normal incidence state as the gas pressure increases. When the gas pressure is 2 Pa or less, the standard deviation σ increases almost logarithmically as the gas pressure increases. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the standard deviation σ is substantially saturated, and the rate of increase is moderate. These changes correspond to changes in the mean free path λ of the ions. The standard deviation σ is about 10 degrees when the gas pressure is 0.1 Pa, and is about 24 degrees when the gas pressure is 1 Pa,
It can be seen that the gas pressure is about 27 degrees when the pressure is 10 Pa.

【0114】以上の結果をまとめると、シース幅を1c
mにした場合、ガス圧力が2Paになる点をほぼ境目に
して、それ以下ではイオンの中性粒子との衝突頻度が急
激に減少するため、イオンエネルギー分布hはシース間
電圧に相当する値に集中し、イオン角度分布gは0度以
外の散乱成分が非常に少ないほぼ垂直入射状態になる。
一方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、減速した低エ
ネルギー成分が相対的に増加し、垂直入射成分が相対的
に減少する。
To summarize the above results, the sheath width was set to 1c
When the gas pressure is set to m, the point at which the gas pressure becomes 2 Pa is almost at the boundary, and below that point, the collision frequency with the neutral particles of the ions sharply decreases, so that the ion energy distribution h becomes a value corresponding to the voltage between the sheaths. As a result, the ion angle distribution g is in a substantially perpendicular incident state in which the scattering components other than 0 degrees are very small.
On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the decelerated low-energy component relatively increases, and the normal incidence component relatively decreases.

【0115】ガス圧力以外のプラズマ内部のパラメータ
を一定にした条件の下で、1Paの前後でガス圧力を変
化させることにより、イオン角度分布の拡がりをある程
度制御できることに注目すべきである。このことは、こ
のガス圧力の領域における柔軟なエッチング形状の制御
に対する可能性を示唆するものである。
It should be noted that the spread of the ion angle distribution can be controlled to some extent by changing the gas pressure around 1 Pa under the condition that the parameters inside the plasma other than the gas pressure are kept constant. This suggests a possibility for control of a flexible etching shape in this gas pressure region.

【0116】以上示した図3〜図12の結果は、電極に
印加する電圧、壁等の境界条件及び用いるガス種等を変
更すれば、定量的には異なった値となる。しかし、定性
的には以上示した傾向はほぼ再現される。
The results shown in FIGS. 3 to 12 are quantitatively different if the voltage applied to the electrodes, boundary conditions such as walls, and the type of gas used are changed. However, qualitatively, the above tendency is almost reproduced.

【0117】次に、高周波電力の周波数fとガス圧力P
という2つの外部運転パラメーターの組合せを中心とし
た前記の関係について説明する。
Next, the frequency f of the high-frequency power and the gas pressure P
The above relationship centering on the combination of the two external operating parameters will be described.

【0118】すなわち、試料台15の近傍に形成される
カソード側のシース幅dは、 d=K1 /(Pm ・fn ) (但し、K1 は定数である。) 但し、mは正の実数であってほぼ1/3よりも大きく且
つほぼ1/2よりも小さく、nは正の実数であってほぼ
1/2よりも大きく且つほぼ1よりも小さい。このこと
は、K.Harafuji, A.Yamano and M.Kubota: Jpn. J. App
l. Phys. vol.33 (1994) p2212, 及びN.Mutsukura, K.K
obayashi and Y.Machi: J. Appl. Phys.vol.68 (1990)
p.2657 において、既に説明されている。
That is, the sheath width d on the cathode side formed in the vicinity of the sample table 15 is as follows: d = K 1 / (P m · f n ) (where K 1 is a constant) where m is positive. Where n is a positive real number that is greater than approximately 1/3 and less than approximately 1/2, and n is a positive real number that is greater than approximately 1/2 and less than approximately 1. This is because K. Harafuji, A. Yamano and M. Kubota: Jpn. J. App
l. Phys. vol.33 (1994) p2212, and N. Mutsukura, KK
obayashi and Y. Machi: J. Appl. Phys. vol. 68 (1990)
This has already been explained on p.2657.

【0119】また、イオンと中性粒子との間の主として
弾性衝突散乱及び荷電交換散乱に由来するイオンの平均
自由行程λは、ガス圧力Pに逆比例するので、以下のよ
うに表現できる。すなわち、λ=K2 /P (但し、K
2 は定数である。)さらに、バルクプラズマ領域とシー
ス領域との境界を出発したイオンが、カソード電極であ
る試料台15上へ輸送される間に、シース領域の中性粒
子との衝突により散乱される確率に比例する量ηは、η
=d/λとなる。よって、d及びλの表式をηの式に代
入することにより、 η=d/λ=(K1 /(Pm ・fn ))×(P/K2 ) =(K1 /K2 )×(P1-m/fn ) 〜(K1 /K2 )×(P/f)1/2 の関係式が得られる。
Further, the mean free path λ of ions mainly derived from elastic collision scattering and charge exchange scattering between ions and neutral particles is inversely proportional to the gas pressure P, and can be expressed as follows. That is, λ = K 2 / P (where K
2 is a constant. Further, the probability that ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are scattered by collision with neutral particles in the sheath region while being transported onto the sample stage 15 serving as the cathode electrode. The quantity η is η
= D / λ. Therefore, by substituting the expressions of d and λ into the expression of η, η = d / λ = (K 1 / (P m · f n )) × (P / K 2 ) = (K 1 / K 2 ) × (P 1−m / f n ) to (K 1 / K 2 ) × (P / f) 1/2

【0120】すなわち、ガス圧力P及び周波数fを高く
すると、バルクプラズマ領域とシース領域との境界を出
発したイオンが試料台15上へ輸送される間に走行する
距離であるシース幅dは短くなる。この観点からは、イ
オンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さくなる。
That is, when the gas pressure P and the frequency f are increased, the sheath width d, which is the distance traveled while the ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region travel while being transported onto the sample table 15, becomes shorter. . From this viewpoint, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles is reduced.

【0121】ガス圧力Pを高くすると、イオンの平均自
由行程λが短くなるため、イオンの中性粒子との衝突に
よる散乱確率は大きくなる。従って、ガス圧力Pを低く
し且つ周波数fを高くしてP/fを小さくすることによ
り、シース領域におけるイオンの中性粒子との衝突によ
る散乱確率を減らすことができる。これにより、イオン
のエネルギー減衰を抑制すると共に、イオンの方向性を
揃えて試料台15に対してほぼ垂直に入射させることに
より、試料台15に到達するイオン束密度の減衰を抑え
ることができるので、エッチングスループットの向上と
十分なエッチング異方性とを実現できる。
When the gas pressure P is increased, the mean free path λ of ions is shortened, so that the probability of scattering of ions by collision with neutral particles is increased. Accordingly, by lowering the gas pressure P and increasing the frequency f to reduce P / f, the probability of scattering of ions in the sheath region due to collision with neutral particles can be reduced. Accordingly, the ion energy can be suppressed from being attenuated, and the ions can be made to be almost perpendicular to the sample stage 15 with uniform directionality, so that the attenuation of the ion flux density reaching the sample stage 15 can be suppressed. In addition, it is possible to improve the etching throughput and achieve sufficient etching anisotropy.

【0122】ガス圧力P及び周波数fを低くすると、シ
ース幅dは長くなるので、イオンの中性粒子との衝突に
よる散乱確率は大きくなる。また、ガス圧力Pを低くす
るとイオンの平均自由行程λは長くなる。このため、イ
オンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さくなる。
従って、ガス圧力Pを高くし且つ周波数fを低くしてP
/fを大きくすることにより、シース領域におけるイオ
ンの中性粒子との衝突による散乱確率を増加させること
ができる。これにより、イオンのエネルギー減衰をさせ
ると共に、イオンの方向性をやや乱雑にして試料台15
に入射させるようにすることにより、試料台15に到達
するイオン束密度を減衰させることができるので、エッ
チング能力を緩和することができる。
When the gas pressure P and the frequency f are reduced, the sheath width d is increased, so that the probability of scattering of ions due to collision with neutral particles is increased. When the gas pressure P is lowered, the mean free path λ of ions becomes longer. For this reason, the scattering probability due to the collision of ions with neutral particles is reduced.
Therefore, by increasing the gas pressure P and decreasing the frequency f, P
By increasing / f, the probability of scattering of ions in the sheath region due to collision with neutral particles can be increased. As a result, the ion energy is attenuated, and the directionality of the ions is made slightly disordered, so that the sample stage 15
, The ion flux density reaching the sample stage 15 can be attenuated, so that the etching ability can be reduced.

【0123】チャンバー内の反応生成物ラジカルによ
り、パターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量は、チャ
ンバー内のガス圧力に拘らず、孤立ラインパターン(若
しくは外部ラインパターン)の方が内部ラインパターン
よりも多い。また、チャンバー内における反応生成物ラ
ジカルの割合変化に対する側壁保護膜堆積量の変化量
は、孤立ラインパターンの側壁の方が内部ラインパター
ンの側壁よりも大きい。
The amount of the side wall protective film deposited on the side walls of the pattern due to the reaction product radicals in the chamber is larger in the isolated line pattern (or the outer line pattern) than in the inner line pattern regardless of the gas pressure in the chamber. There are many. Further, the change amount of the deposited amount of the side wall protective film with respect to the change in the ratio of the reaction product radical in the chamber is larger in the side wall of the isolated line pattern than in the inner line pattern.

【0124】中真空領域の場合には、イオンコリメーシ
ョン効果により、斜め入射イオンによる側壁保護膜の削
り取り効果は、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターン側壁よりも大きい。イオン入射角の変化は、孤立
ラインパターン側壁において、側壁保護膜のエッチング
量のより大きな変化として表れてくる。すなわち、反応
生成物ラジカルの割合やイオン入射角の変化に対して、
孤立ラインパターンは比較的敏感であり、内部ラインパ
ターンは比較的鈍感である。
In the middle vacuum region, the effect of scraping the side wall protective film by obliquely incident ions due to the ion collimation effect is larger in the isolated line pattern than in the inner line pattern. The change in the ion incident angle appears as a larger change in the etching amount of the side wall protective film on the isolated line pattern side wall. That is, with respect to the change of the ratio of the reaction product radical and the ion incident angle,
Isolated line patterns are relatively sensitive, and internal line patterns are relatively insensitive.

【0125】高真空領域の場合には、イオンは比較的散
乱角度が小さい状態でウエハー表面へ入射してくる。こ
の「擬パラレルビーム効果」により、孤立ラインパター
ン側壁に入射するイオン束は、内部ラインパターン側壁
に入射するイオン束よりも多いが、その差は中真空領域
の場合程には著しくはない。特に孤立ラインパターンと
内部ラインパターンとに対する堆積保護膜のエッチング
能力の差は、中真空領域の場合程には大きな違いはな
い。また、高真空領域の場合には、入射するイオンのパ
ターン側壁に対する角度が比較的小さく、パターン側壁
に大きな角度で入射するイオンの割合も少なくなる。こ
のため、孤立ラインパターン側壁においては、堆積保護
膜をエッチングする能力は、高真空の場合は中真空の場
合に比べて小さくなる。
In the high vacuum region, ions enter the wafer surface with a relatively small scattering angle. Due to this "pseudo-parallel beam effect", the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is not so remarkable as in the medium vacuum region. In particular, the difference in etching ability of the deposited protective film between the isolated line pattern and the internal line pattern is not so different from that in the medium vacuum region. In the case of a high vacuum region, the angle of the incident ions with respect to the pattern side wall is relatively small, and the ratio of ions incident at a large angle on the pattern side wall is also small. For this reason, the ability to etch the deposited protective film on the side wall of the isolated line pattern is smaller in a high vacuum than in a medium vacuum.

【0126】以上の説明により、中真空であっても高真
空であっても、そのメカニズムは異なるものの、パター
ンのプロファイルを垂直にし且つラインアンドスペース
内部のラインパターンと孤立ラインパターンにおける寸
法変化の違いを小さくするためには、排気量を制御して
チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合を制御し、側
壁保護膜の堆積量の大きさを制御することが、1つの有
効な方策であることが理解できる。
As described above, the mechanism is different between medium vacuum and high vacuum, but the profile of the pattern is made vertical and the difference in dimensional change between the line pattern inside the line and space and the isolated line pattern is different. It is one effective measure to control the amount of exhaust gas by controlling the rate of reaction product radicals in the chamber and controlling the amount of deposition of the sidewall protective film. It can be understood.

【0127】次に、試料台15の温度という外部運転パ
ラメーターを中心とした前述の関係について説明する。
Next, the above-mentioned relationship centering on the external operation parameter of the temperature of the sample stage 15 will be described.

【0128】チャンバー11内に存在する反応生成物ラ
ジカルや側壁保護用添加ガスから生成されるラジカル等
のように側壁保護の役割を担うラジカルのパターン側壁
における吸着率は、一般にパターン側壁の温度(すなわ
ち、試料温度)が大きくなるほど小さくなる。孤立ライ
ンパターン側壁の場合には、ウエハー上方からほぼ等方
的に入射してくる側壁保護ラジカル束に対する見込み立
体角はほぼπ/2であり十分に大きいので、孤立ライン
パターン下側の被エッチング試料の側壁に側壁保護ラジ
カルが十分に到達する。しかしながら、内部ラインパタ
ーン側壁の場合には、見込み立体角が相当小さくなり、
特にパターンアスペクト比(ライン・アンド・スペース
・パターンのラインの高さをスペース幅で割った値)が
大きい場合には見込み立体角は相当小さくなる。この結
果、内部ラインパターン下側の被エッチング試料の側壁
に側壁保護ラジカルが到達するためには、内部ラインパ
ターン側壁において吸着と再放出とを数度繰り返さなけ
ればならない。この際、パターン側壁の温度(すなわ
ち、試料温度)が低いと、吸着率が大きくなるため、側
壁保護の役割を担うラジカルの大部分が内部ラインパタ
ーン上側のレジストマスクの側壁に付着し、側壁保護ラ
ジカルは内部ラインパターン下側の被エッチング試料の
側壁に十分に到達しない。一方、パターン側壁の温度
(すなわち、試料温度)が高いと、吸着率が小さくなる
ため、側壁保護ラジカルは内部ラインパターン下側の被
エッチング試料の側壁にも十分に到達する。
The adsorption rate of radicals that play a role of protecting the side wall, such as reaction product radicals existing in the chamber 11 and radicals generated from the side wall protecting additive gas, on the pattern side wall is generally determined by the temperature of the pattern side wall (that is, the temperature of the pattern side wall). , The sample temperature) becomes larger. In the case of the isolated line pattern side wall, the expected solid angle with respect to the side wall protecting radical flux which is incident almost isotropically from above the wafer is approximately π / 2, which is sufficiently large. The side wall protecting radical sufficiently reaches the side wall. However, in the case of the inner line pattern side wall, the expected solid angle is considerably smaller,
In particular, when the pattern aspect ratio (the value obtained by dividing the line height of the line and space pattern by the space width) is large, the expected solid angle becomes considerably small. As a result, in order for the sidewall protecting radical to reach the sidewall of the sample to be etched below the internal line pattern, the adsorption and re-emission must be repeated several times on the sidewall of the internal line pattern. At this time, if the temperature of the pattern side wall (that is, the sample temperature) is low, the adsorption rate increases, so that most of the radicals that play the role of protecting the side wall adhere to the side wall of the resist mask on the upper side of the internal line pattern. The radicals do not sufficiently reach the side wall of the sample to be etched below the internal line pattern. On the other hand, if the temperature of the pattern side wall (that is, the sample temperature) is high, the adsorption rate decreases, so that the side wall protecting radical sufficiently reaches the side wall of the sample to be etched below the internal line pattern.

【0129】図13は、ライン・アンド・スペース・パ
ターンの上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラ
ジカル40の動きを、孤立ラインパターンと等価な環境
が成立する外部ラインパターンと、内部ラインパターン
とを比較する形で説明したものである。尚、図13にお
いて、30はフォトレジストパターン、31はリンドー
プした多結晶シリコン膜、32は熱酸化膜、33はシリ
コン基板である。
FIG. 13 shows the movement of the side wall protecting radicals 40 which are almost isotropically incident from above the line and space pattern, by comparing the movement of the side wall protection radical 40 with the outer line pattern in which an environment equivalent to the isolated line pattern is established, This is explained by comparing with a line pattern. In FIG. 13, reference numeral 30 denotes a photoresist pattern, 31 denotes a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 32 denotes a thermal oxide film, and 33 denotes a silicon substrate.

【0130】主エッチング時には、イオン又はラジカル
と被エッチング材料とが反応して反応生成物が生成さ
れ、反応性生物の割合が増加する。オーバーエッチング
時には、反応性生物の割合が減少する。すなわち、チャ
ンバー内の側壁保護ラジカルの割合が変化するので、寸
法及びプロファイルの制御方法が異なる。
At the time of main etching, ions or radicals react with the material to be etched to produce a reaction product, and the ratio of reactive products increases. During over-etching, the proportion of reactive products decreases. That is, since the ratio of the side wall protecting radical in the chamber changes, the method of controlling the size and profile is different.

【0131】本実施例においては、プラズマ中の側壁保
護の役割を担うラジカルの割合を評価する検出器、堆積
した側壁保護膜のエッチングの役割を担うイオンのイオ
ン束及びイオンエネルギー分布を評価する検出器、及び
イオンの角度分布の評価手段となるシース幅検出器の信
号を用いて、前述の複数の外部制御パラメーターを最適
化できるようにしている。
In this embodiment, a detector for evaluating the ratio of radicals that play the role of protecting the side wall in the plasma, and a detection for evaluating the ion flux and ion energy distribution of the ions that play the role of etching the deposited side wall protective film. A plurality of external control parameters described above can be optimized using signals from a detector and a sheath width detector serving as an evaluation means of an angular distribution of ions.

【0132】また、プラズマを発生させるチャンバー1
1に付設されているエッチング終点検出器20の信号を
用いて、主エッチングの終了を判断し、主エッチング終
了までは前述の主エッチング条件でエッチングを行な
い、主エッチングの終了後は、前述のオーバーエッチン
グ条件でエッチングを行うように、自動的に2段階エッ
チングが行なえるようプログラムしている。
The chamber 1 for generating plasma
1 is used to determine the end of the main etching, the etching is performed under the above-described main etching conditions until the main etching is completed, and after the main etching is completed, the over-etching is performed. It is programmed so that two-stage etching can be performed automatically so that etching is performed under etching conditions.

【0133】次に、孤立ラインパターンも内部ラインパ
ターンも垂直プロファイルとなり、レジストマスクに対
する両者の寸法シフトが小さくなり、これにより、両者
の寸法シフト差が小さくなるような方法について説明す
る。
Next, a method will be described in which both the isolated line pattern and the internal line pattern have a vertical profile, and the dimensional shift between them with respect to the resist mask is reduced, thereby reducing the dimensional shift difference between the two.

【0134】図14は、図1に示した平行平板型反応性
イオンエッチング装置において、ライン・アンド・スペ
ース・パターンにおける内部ラインパターンと孤立ライ
ンパターンとにおけるプロファイル及び寸法変化の違い
のメカニズム概念を中真空領域と高真空領域とに分けて
説明している。図14において、34は反応性生物等の
側壁保護堆積膜であり、35はイオンであり、36はイ
オン35によりエッチングされた反応生成物等の側壁保
護堆積膜の膜厚減少量を示したものである。
FIG. 14 is a schematic view showing the mechanism of the difference in profile and dimensional change between an internal line pattern and an isolated line pattern in a line-and-space pattern in the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. The description is divided into a vacuum region and a high vacuum region. In FIG. 14, reference numeral 34 denotes a sidewall protective deposition film of a reaction product or the like, 35 denotes ions, and 36 denotes a decrease in the thickness of the sidewall protective deposition film such as a reaction product etched by the ions 35. It is.

【0135】結論から先に説明すると、プロファイルを
垂直にし且つライン・アンド・スペース・パターンにお
ける内部ラインパターンと孤立ラインパターンとにおけ
る寸法変化の違いを小さくするためには、排気量を制御
して、チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合を制御
することが1つの有効な方策である。尚、以下において
は、中真空及び高真空は、具体的な圧力を指しているの
ではなく、前述したイオン角度分布の違いを表す表現と
して用いる。
As will be described first from the conclusion, in order to make the profile vertical and to reduce the difference in dimensional change between the internal line pattern and the isolated line pattern in the line and space pattern, the displacement is controlled by: Controlling the proportion of reaction product radicals in the chamber is one effective strategy. In the following, the medium vacuum and the high vacuum do not indicate specific pressures, but are used as expressions expressing the above-described difference in ion angle distribution.

【0136】さて、チャンバー内の反応生成物ラジカル
等の側壁保護ラジカルにより、パターンの側壁に堆積す
る側壁保護膜量は、チャンバー内のガス圧力に拘らず、
孤立ラインパターン(若しくは外部ラインパターン)の
方が内部ラインパターンよりも多い。その理由は、前述
したように、孤立ラインパターン側壁の場合には、ウエ
ハー上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカ
ル束に対する見込み立体角がほぼπ/2であるのに対し
て、内部ラインパターン側壁の場合には、見込み立体角
が相当小さくなるからである。
By the way, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the pattern due to the side wall protective radicals such as reaction product radicals in the chamber is irrespective of the gas pressure in the chamber.
There are more isolated line patterns (or external line patterns) than internal line patterns. The reason is that, as described above, in the case of the isolated line pattern side wall, the expected solid angle with respect to the side wall protecting radical flux incident almost isotropically from above the wafer is approximately π / 2, This is because in the case of the inner line pattern side wall, the expected solid angle is considerably reduced.

【0137】チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合
を減らしていくと、孤立ラインパターン側壁に堆積する
側壁保護膜量と内部ラインパターン側壁の側壁保護膜量
とは一定の比を保ったまま減少する。しかしながら、側
壁保護ラジカルの割合の減少に対する側壁保護膜の減少
の割合は、孤立ラインパターン側壁の方が内部ラインパ
ターン側壁よりも大きい。すなわち、孤立ラインパター
ン側壁における側壁保護膜の変化量は内部ラインパター
ン側壁における側壁保護膜の変化量よりも大きい。
As the ratio of the reaction product radicals in the chamber is reduced, the amount of the side wall protective film deposited on the isolated line pattern side wall and the amount of the side wall protective film on the inner line pattern side wall decrease while maintaining a constant ratio. . However, the ratio of the decrease of the sidewall protective film to the decrease of the ratio of the sidewall protective radical is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. That is, the amount of change of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern is larger than the amount of change of the side wall protective film on the side wall of the internal line pattern.

【0138】以下、中真空領域の場合において入射イオ
ンの動きについて検討する。中真空領域においては、イ
オンは、シース領域の中性粒子との衝突により、比較的
大きな散乱角成分を多く有する状態でウエハー表面へ入
射してくる。このような斜め入射イオンは、保護膜の堆
積量の多いパターン側壁に対しては、側壁保護膜を削り
とり、プロファイルを順テーパーから垂直にする効果が
ある。イオンの入射角度が、パターン側壁に対してより
垂直になればなるほど、側壁保護膜のエッチング能力は
大きい。逆に、ウエハー表面に対して垂直に入射するイ
オンは、パターン側壁に対して入射角がほぼ平行になる
ため、側壁保護膜エッチング能力は小さい。一方、斜め
入射イオンは、保護膜の堆積量の少ないパターン側壁に
対しては、側壁保護膜を削り取り、保護効果が無くなっ
てしまう結果、プロファイルを垂直から逆テーパーにし
てしまう。
Hereinafter, the movement of the incident ions in the case of the medium vacuum region will be discussed. In the medium vacuum region, ions enter the wafer surface in a state having a relatively large scattering angle component due to collision with neutral particles in the sheath region. Such obliquely incident ions have an effect of shaving the side wall protective film on the pattern side wall where the amount of the deposited protective film is large, and changing the profile from a forward taper to a vertical one. As the incident angle of ions becomes more perpendicular to the pattern side wall, the etching ability of the side wall protective film increases. Conversely, ions incident perpendicularly to the wafer surface have an incident angle substantially parallel to the pattern side wall, and thus have a small etching capability for the side wall protective film. On the other hand, the obliquely incident ions scrape off the side wall protective film on the pattern side wall with a small deposition amount of the protective film, and lose the protection effect. As a result, the profile is tapered from vertical to reverse.

【0139】以上の現象は、孤立ラインパターン側壁に
おいては、斜め入射イオンに対する入射見込み立体角が
大きいため、イオンが側壁に直接に衝突する結果、特に
著しい。一方、内部ラインパターン側壁においては、斜
め入射イオンに対する入射見込み立体角が相当小さくな
るため、ある大きさ以上の散乱角を有する入射イオン
は、ライン・アンド・スペース・パターンの内部スペー
スに入らずに反射されてしまう。すなわち、大きな散乱
角を有するイオン角度分布成分は、直接には内部ライン
パターンパターン側壁の下部に飛来できず、ウエハー表
面に対してより垂直である比較的小さな散乱角を有する
イオン角度分布成分のみが、選択的に飛来入射すること
ができる。すなわち、広いイオン角度分布成分を持つイ
オン束のうち、ある角度以下の成分のみをコリメートし
て、ライン・アンド・スペース・パターンにおける内部
パターンの側壁下部への飛来を許す効果がある。この効
果が、前述した「イオンコリメーション効果」である。
The above phenomenon is particularly remarkable as a result of the direct collision of the ions with the side walls of the isolated line pattern because the expected solid angle for the obliquely incident ions is large on the side walls of the isolated line pattern. On the other hand, on the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle of incidence for obliquely incident ions becomes considerably small, so that incident ions having a scattering angle of a certain size or more do not enter the internal space of the line-and-space pattern. It will be reflected. That is, the ion angle distribution component having a large scattering angle cannot directly fly below the inner line pattern pattern side wall, and only the ion angle distribution component having a relatively small scattering angle that is more perpendicular to the wafer surface. , Can be selectively incident. That is, of the ion flux having a wide ion angle distribution component, only a component at a certain angle or less is collimated, and there is an effect of allowing the internal pattern in the line and space pattern to fly to the lower part of the side wall. This effect is the above-mentioned “ion collimation effect”.

【0140】内部ラインパターン側壁の上部付近に、な
んとか入射した大きな散乱角を有するイオンは、その
後、側壁との数度の反射を経ないと、内部ラインパター
ン側壁の下部に侵入できない。この間にイオンのエネル
ギーは減少し、堆積保護膜をエッチングする能力は減っ
てくるであろう。また、当然、孤立ラインパターンに比
べて入射イオン束も減少する。
The ions having a large scattering angle which have entered the vicinity of the upper part of the side wall of the internal line pattern cannot enter the lower part of the side wall of the internal line pattern without being reflected several times with the side wall. During this time, the energy of the ions will decrease and the ability to etch the deposited overcoat will decrease. In addition, the incident ion flux naturally decreases as compared with the isolated line pattern.

【0141】以下、前述した内容をまとめて説明する。Hereinafter, the contents described above will be described together.

【0142】まず、チャンバー内における側壁保護ラジ
カルの割合の変化に対する側壁保護膜堆積量の変化量は
内部ラインパターン側壁よりも孤立ラインパターン側壁
の方が大きい。また、斜め入射イオンによる側壁保護膜
を削りとる効果は、イオンコリメーション効果により、
内部パターン側壁よりも孤立ラインパターン側壁の方が
大きい。そして、イオン入射角の変化は、孤立ラインパ
ターン側壁において、より大きな側壁保護膜エッチング
量の変化として表れてくる。すなわち、孤立ラインパタ
ーンにおいては、反応生成物ラジカルの割合やイオン入
射角の変化に対して比較的敏感であり、内部ラインパタ
ーンにおいては、反応生成物ラジカルの割合やイオン入
射角の変化に対して比較的鈍感である。
First, the amount of change in the deposition amount of the side wall protective film with respect to the change in the ratio of the side wall protective radicals in the chamber is larger on the isolated line pattern side wall than on the internal line pattern side wall. In addition, the effect of shaving the side wall protective film by obliquely incident ions is due to the ion collimation effect.
The isolated line pattern side wall is larger than the internal pattern side wall. Then, the change in the ion incident angle appears as a larger change in the etching amount of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern. That is, the isolated line pattern is relatively sensitive to changes in the ratio of reaction product radicals and the angle of incidence of ions, and the internal line pattern is relatively sensitive to changes in the ratio of reaction product radicals and changes in the angle of incidence of ions. Relatively insensitive.

【0143】次に、高真空領域の場合における入射イオ
ンの動きについて説明する。高真空となるガス圧力領域
においては、イオンは、シース領域の中性粒子との衝突
が少なく、比較的垂直に入射してくる成分が多く且つ全
体的に比較的散乱角度が小さい状態でウエハー表面へ入
射してくる。すなわち、高真空領域の場合には、イオン
はパターン側壁に沿ってほぼ揃った形で入射してくる成
分が多い。
Next, the movement of the incident ions in the high vacuum region will be described. In a gas pressure region where a high vacuum is applied, ions collide with neutral particles in the sheath region less, many components are incident relatively perpendicularly, and the scattering angle is generally relatively small on the wafer surface. Incident. In other words, in the case of a high vacuum region, many ions are incident in a substantially uniform shape along the pattern side wall.

【0144】このような入射イオン角度分布の場合に
は、孤立ラインパターン側壁に入射するイオン束は、内
部ラインパターン側壁に入射するイオン束よりも多い
が、その差は中真空領域の場合程には著しくはない。す
なわち、孤立ラインパターンと内部ラインパターンとに
対する堆積保護膜のエッチング能力の差は、中真空領域
の場合程には大きな違いはない。また、入射するイオン
の側壁に対する角度は比較的小さく、側壁に大きな角度
で入射するイオンの割合も少ない。このため、堆積保護
膜をエッチングする能力は、中真空領域の場合に比べて
小さく、孤立ラインパターン側壁においては特に小さく
なる。一方、側壁保護膜堆積量の大きさは、孤立ライン
パターン側壁においては内部ラインパターン側壁よりも
大きい。これは前述した「擬パラレルビーム効果」であ
る。
In the case of such an incident ion angle distribution, the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is as large as in the middle vacuum region. Is not significant. That is, the difference in the etching ability of the deposited protective film between the isolated line pattern and the internal line pattern is not so large as in the case of the middle vacuum region. Further, the angle of the incident ions with respect to the side wall is relatively small, and the ratio of ions incident at a large angle on the side wall is small. For this reason, the ability to etch the deposited protective film is smaller than that in the case of the middle vacuum region, and particularly small on the side wall of the isolated line pattern. On the other hand, the magnitude of the deposited amount of the side wall protective film is larger on the isolated line pattern side wall than on the internal line pattern side wall. This is the "quasi-parallel beam effect" described above.

【0145】以上の説明により、プロファイルを垂直に
し且つ内部パターンと孤立ラインパターンと間の寸法の
違いを小さくするためには、排気量を大きくして、チャ
ンバー内の反応生成物ラジカルの割合を減らし、側壁保
護膜堆積量の大きさを減らすことが、1つの有効な方策
であることが理解できる。これは、斜め入射イオンの成
分が少なく、イオンによる側壁保護膜のエッチングがあ
まり期待できないからである。
As described above, in order to make the profile vertical and to reduce the dimensional difference between the internal pattern and the isolated line pattern, the amount of exhaust is increased and the ratio of reaction product radicals in the chamber is reduced. It can be understood that reducing the amount of the deposited side wall protective film is one effective measure. This is because the components of the obliquely incident ions are small and etching of the sidewall protective film by the ions cannot be expected much.

【0146】図15は、ガス圧力Pと排気量Qという外
部制御パラメータを変化させた際、各種の内部パラメー
タがどのように変化するかを示したものである。
FIG. 15 shows how various internal parameters change when external control parameters such as gas pressure P and displacement Q are changed.

【0147】ガス圧力Pを増加させると、以下の内部パ
ラメータの変化が生じる。まず、ウエハー表面に入射す
るイオンのエネルギーEi は減少する。入射するイオン
のイオン角度分布gの拡がりを表すイオン散乱角の標準
偏差σは増加する。ガス圧力Pの増加は原料ガスの増加
を意味するので、入力パワーがその原料ガスを十分に電
離励起する能力がある限りにおいて、反応性ラジカル束
R 及びイオン束Fiの増加をもたらす。その結果とし
て、チャンバー内の反応生成物やスパッタされたレジス
ト等の側壁保護ラジカルの割合が増え、側壁保護ラジカ
ル束FRPの増加をもたらす。
When the gas pressure P is increased, the following internal parameters change. First, the energy Ei of ions incident on the wafer surface decreases. The standard deviation σ of the ion scattering angle, which indicates the spread of the ion angle distribution g of the incident ions, increases. Since an increase in the gas pressure P means an increase in the source gas, as long as the input power is capable of sufficiently ionizing and exciting the source gas, the reactive radical flux F R and the ion flux Fi are increased. As a result, the ratio of sidewall protection radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber increases, resulting in an increase in the sidewall protection radical bundle F RP .

【0148】イオンエネルギーEi 及びイオン散乱角の
標準偏差σは、側壁保護膜堆積量のエッチング能力に関
連する内部パラメータであり、イオンエネルギーEi
減少はエッチング能力の低下をもたらし、イオン散乱角
の標準偏差σの増加はエッチング能力の向上をもたらす
ので、ガス圧力Pの増加が、エッチング能力の向上をも
たらすのか又は低下をもたらすのかは、単純には判定で
きない。一方、側壁保護ラジカル束FRPの増加は明らか
に側壁保護膜堆積量の増加をもたらす。よって、ガス圧
力Pの増加が、側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか
又は減少をもたらすのかも単純には判定できない。しか
しながら、ガス圧力Pを一定に保った状態で、排気量を
増加させ、チャンバー内の側壁保護ラジカルの割合の減
少を図ったならば、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量
の増加に優るようになる。すなわち、排気量の制御によ
り、側壁保護膜厚の制御を行なうことができる。
The ion energy E i and the standard deviation σ of the ion scattering angle are internal parameters related to the etching ability of the deposited amount of the side wall protective film, and a decrease in the ion energy E i results in a decrease in the etching ability and an ion scattering angle. Since the increase in the standard deviation σ of the above results in an improvement in the etching capacity, it cannot be simply determined whether the increase in the gas pressure P results in the improvement or the decrease in the etching capacity. On the other hand, an increase in the side wall protecting radical bundle F RP clearly leads to an increase in the amount of side wall protecting film deposition. Therefore, it cannot be simply determined whether an increase in the gas pressure P causes an increase or a decrease in the deposition amount of the sidewall protective film. However, if the gas exhaust amount is increased while the gas pressure P is kept constant, and the ratio of the sidewall protection radical in the chamber is reduced, the etching of the sidewall protection film is superior to the increase in the film deposition amount. Become. That is, by controlling the displacement, the thickness of the sidewall protective film can be controlled.

【0149】孤立ラインパターンのプロファイルも内部
ラインパターンのプロファイルも、あるプロセス条件に
対して共に順テーパーである場合を考えよう。チャンバ
ー内の側壁保護ラジカルが多い場合、一般に、孤立ライ
ンパターンの方が内部ラインパターンよりも強い順テー
パーになる。このような状態にあるとき、両者のプロフ
ァイルをより垂直にし且つ両者の寸法差を小さくするた
めの方策を説明する。
Let us consider a case where both the profile of the isolated line pattern and the profile of the internal line pattern are forward-tapered under certain process conditions. When there are many side wall protecting radicals in the chamber, generally, the isolated line pattern has a stronger forward taper than the internal line pattern. In such a state, a measure for making the profiles of both of them more vertical and reducing the dimensional difference between them will be described.

【0150】排気量Qを増加させ、側壁保護膜のエッチ
ングが、膜堆積量の増加に優る条件をつくる。この条件
において側壁保護膜堆積量が比較的大きい場合を考え
る。孤立ラインパターンにおいては、排気量が小さいと
きに強い順テーパーだったプロファイルは、垂直プロフ
ァイルへ比較的大きく変化し、また内部ラインパターン
においては、排気量が小さいときに順テーパーだったプ
ロファイルは、比較的ゆっくりと弱順テーパーから垂直
プロファイルへ変化する。
By increasing the exhaust amount Q, the etching of the side wall protective film creates a condition that is superior to the increase in the film deposition amount. Consider a case where the deposition amount of the sidewall protective film is relatively large under this condition. In the isolated line pattern, the profile that had a strong forward taper when the displacement was small changed relatively significantly to the vertical profile. In the internal line pattern, the profile that was forward tapered when the displacement was small was compared with the profile. It gradually changes from a weak taper to a vertical profile.

【0151】一方、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量
の増加に優る条件において側壁保護膜堆積量が比較的小
さい場合を考える。孤立ラインパターンにおいては、排
気量が小さいときに順テーパーだったプロファイルは逆
テーパーへ変化し、内部ラインパターンにおいては、排
気量が小さいときに順テーパーだったプロファイルは弱
順テーパーから垂直プロファイルへ比較的ゆっくりと変
化する。
On the other hand, let us consider a case where the deposition amount of the side wall protective film is relatively small under the condition that the etching of the side wall protective film is superior to the increase of the film deposition amount. In the isolated line pattern, the profile that was forward-tapered when the displacement was small changed to reverse taper, and in the internal line pattern, the profile that was forward-tapered when the displacement was small compared to the weak taper to the vertical profile It changes slowly.

【0152】すなわち、前述のように、孤立ラインパタ
ーン側壁においては、内部ラインパターン側壁よりも、
排気量の増加に伴ったチャンバー内の側壁保護ラジカル
の割合の減少に対する側壁保護膜堆積量の減少量が大き
いため、有限の標準偏差σの増加による側壁保護膜エッ
チング効果が大きくあらわれる。これらの効果により、
排気量が小さいときに孤立ラインパターンと内部ライン
パターンとの間にあった寸法差を小さくすることができ
る。
That is, as described above, the side wall of the isolated line pattern is more than the side wall of the internal line pattern.
Since the amount of deposition of the sidewall protective film decreases greatly with respect to the decrease in the ratio of the sidewall protective radicals in the chamber with the increase in the exhaust amount, the etching effect of the sidewall protective film due to an increase in the finite standard deviation σ appears significantly. With these effects,
When the displacement is small, the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern can be reduced.

【0153】以下、チャンバー内のガス圧力を一定にし
て排気量Qを増加させた場合の効果をまとめる。まず、
排気量Qを増加させても、イオンエネルギーEi 及びイ
オン散乱角の標準偏差σは変化しないので、側壁保護膜
をエッチングする能力は変化しない。一方、側壁保護ラ
ジカルは減少するため、膜堆積量が減少するので、有限
のイオン散乱角の標準偏差σの増加による側壁保護膜エ
ッチング効果が大きくあらわれる。
The effects of increasing the exhaust amount Q while keeping the gas pressure in the chamber constant will be summarized below. First,
Even if the displacement Q is increased, the ion energy E i and the standard deviation σ of the ion scattering angle do not change, so that the ability to etch the sidewall protective film does not change. On the other hand, since the amount of sidewall protection radicals decreases, the amount of film deposition decreases, and the sidewall protection film etching effect due to an increase in the standard deviation σ of the finite ion scattering angle greatly appears.

【0154】図16は、バイアスパワーWB という外部
運転パラメータを変化させた際に各種の内部パラメータ
がどのように変化するかを示したものである。
[0154] Figure 16 is a various internal parameters when changing the external operating parameters of the bias power W B showed how the changes.

【0155】バイアスパワーWB を増加させると、以下
のような内部パラメータの変化が考えられる。まず、ウ
エハー表面に入射するイオンのエネルギーEi は増加す
るであろう。さらに、バイアスパワーWB の増加は、ウ
エハー表面近傍の原料ガスの電離励起の増加を意味する
ので、イオン束Fi 及び反応性ラジカル束FR の増加を
もたらすであろう。その結果として、チャンバー内の反
応生成物やスパッタされたレジスト等の側壁保護ラジカ
ルの割合が増え、側壁保護ラジカル束FRPの増加をもた
らす。
[0155] Increasing the bias power W B, can be considered a change in internal parameters such as the following. First, the energy E i of the ions incident on the wafer surface will increase. Furthermore, an increase in the bias power W B, since means an increase of the ionization excitation of the raw material gas in the vicinity of the wafer surface, would result in an increase in ion flux F i and the reactive radical flux F R. As a result, the ratio of sidewall protection radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber increases, resulting in an increase in the sidewall protection radical bundle F RP .

【0156】イオンのエネルギーEi 、イオン束Fi
びイオン散乱角の標準偏差σは、側壁保護膜堆積量のエ
ッチング能力に関連した内部パラメータである。イオン
エネルギーEi 及びイオン束Fi の増加はエッチング能
力の向上をもたらす。一方、イオン散乱角の標準偏差σ
の減少及び側壁保護ラジカル束FRPの増加は側壁保護膜
堆積量の増加をもたらす。よって、バイアスパワーWB
の増加が、側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか又は
減少をもたらすのかは単純には判定できない。しかしな
がら、バイアスパワーWB を一定に保った状態で、排気
量を増加させ、側壁保護ラジカルの割合の減少を図った
ならば、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量の増加に優
るようになる。すなわち、排気量の制御により側壁保護
膜厚の制御を行なうことができる。
The ion energy E i , the ion flux F i, and the standard deviation σ of the ion scattering angle are internal parameters related to the etching ability of the deposited amount of the sidewall protective film. An increase in the ion energy E i and the ion flux F i leads to an improvement in the etching ability. On the other hand, the standard deviation σ of the ion scattering angle
And the increase in the sidewall protection radical flux F RP results in an increase in the sidewall protection film deposition amount. Therefore, the bias power W B
It cannot be simply determined whether the increase in the amount results in an increase or decrease in the amount of deposited sidewall protective film. However, while maintaining a bias power W B constant, the exhaust amount increases, if tried to decrease the proportion of the side wall protective radicals, etching of the sidewall protective film comes to over the increase in the film deposition amount. That is, the sidewall protective film thickness can be controlled by controlling the displacement.

【0157】あるプロセス条件において、チャンバー内
の側壁保護ラジカルが多く、孤立ラインパターンのプロ
ファイルも内部ラインパターンのプロファイルも共に順
テーパーである場合を考える。一般に、孤立ラインパタ
ーンの方が内部ラインパターンよりも強い順テーパーに
なる。このような状態にあるとき、両者のプロファイル
をより垂直にし且つ両者の寸法差を小さくするための方
策を考えよう。
It is assumed that, under certain process conditions, there are many side wall protecting radicals in the chamber, and both the profile of the isolated line pattern and the profile of the internal line pattern are forward tapered. Generally, an isolated line pattern has a stronger forward taper than an internal line pattern. In such a state, a measure for making the profiles of both of them more vertical and reducing the dimensional difference between them will be considered.

【0158】図16における表に示すような、低排気量
の場合と高排気量の場合および中真空の場合と高真空の
場合という2×2のマトリックスを考え、それぞれの場
合にバイアスパワーWB を増加させたとき、孤立ライン
パターン及び内部ラインパターンのプロファイルがどの
ように変化するかを考えてみる。
Considering a 2 × 2 matrix as shown in the table of FIG. 16 for the case of low displacement and high displacement, and for the case of medium vacuum and high vacuum, the bias power W B in each case is considered. Let us consider how the profile of the isolated line pattern and the internal line pattern changes when is increased.

【0159】中真空で低排気量の場合には、孤立ライン
パターンのプロファイルが順テーパーになるか逆テーパ
ーになるかは、相互に競合関係にあってはっきりしな
い。すなわち、バイアスパワーWB が増加すると、側壁
保護膜エッチングの増加をもたらすイオンエネルギーE
i 及びイオン束Fi は増加するが、側壁保護膜堆積量の
増加も大きいと考えられる。内部ラインパターンのプロ
ファイルは、孤立ラインパターンに比べてエッチング能
力が小さいので、順テーパーから弱順テーパーになる程
度である。
In the case of a medium vacuum and a low pumping amount, it is not clear whether the profile of the isolated line pattern has a forward taper or a reverse taper because of the mutual competition. That is, when the bias power W B is increased, the ion energy E result in an increase in the sidewall protective film etching
Although i and the ion flux F i increase, it is considered that the increase in the deposition amount of the sidewall protective film is also large. The profile of the internal line pattern has a smaller etching ability than that of the isolated line pattern.

【0160】中真空で高排気量の場合には、いわゆる
「イオンコリメーション効果」が働く。孤立ラインパタ
ーンにおいては、側壁保護膜がより多くエッチングされ
る結果、順テーパーから逆テーパーへと変化していく。
一方、内部ラインパターンにおいては、側壁保護膜のエ
ッチング量はそれ程大きくなく、例えば順テーパーから
弱順テーパーになる程度である。すなわち、バイアスパ
ワーWB の増加により、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも寸法減少量が大きくてパターンは
細ってくる。
In the case of a medium vacuum and a high displacement, a so-called "ion collimation effect" works. In the isolated line pattern, as a result of the sidewall protection film being etched more, the taper changes from a forward taper to a reverse taper.
On the other hand, in the internal line pattern, the etching amount of the side wall protective film is not so large, for example, it changes from a forward taper to a weak forward taper. That is, by increasing the bias power W B, towards the isolated line pattern having a large size reduction amount than the internal line pattern pattern comes thinned.

【0161】高真空で低排気量の場合には、いわゆる
「擬パラレルビーム効果」が働き、側壁保護膜のエッチ
ング能力は小さくなり、また孤立ラインパターンと内部
パターンとの間のエッチング能力差も小さくなる。しか
しながら、側壁保護膜堆積量そのものは、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きい。従っ
て、孤立ラインパターンが順テーパーであるとすると、
内部ラインパターンは弱順テーパーになる。すなわち、
バイアスパワーWB の増加により、チャンバー内の側壁
保護ラジカルが増加して、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも太ってくる。
In the case of a high vacuum and a low pumping amount, the so-called “pseudo parallel beam effect” works, so that the etching ability of the sidewall protective film becomes small, and the difference in etching ability between the isolated line pattern and the internal pattern becomes small. Become. However, the deposited amount of the sidewall protective film itself is larger in the isolated line pattern than in the internal line pattern. Therefore, if the isolated line pattern has a forward taper,
The internal line pattern has a weak forward taper. That is,
The increase in the bias power W B, increasing the sidewall protection radicals in the chamber, towards the isolated line pattern comes fatter than the internal line pattern.

【0162】高真空で高排気量の場合にも、「擬パラレ
ルビーム効果」が働く。側壁保護膜のエッチング能力
は、低排気量の場合よりも大きくなる。孤立ラインパタ
ーンと内部パターンとの間のエッチング能力差は小さ
い。側壁保護膜堆積量そのものは、高排気量のために薄
く、また孤立ラインパターンの方が、内部ラインパター
ンよりも堆積量が大きい。従って、バイアスパワーWB
の増加により、孤立ラインパターンが順テーパーから弱
順テーパーになるとすると、内部ラインパターンは弱順
テーパーから逆テーパーへと変化する。バイアスパワー
B の増加により、内部ラインパターンの方が孤立ライ
ンパターンよりも細ってくる。
The "pseudo-parallel beam effect" also works in the case of a high vacuum and a high displacement. The etching ability of the side wall protective film is larger than that in the case of a low displacement. The difference in etching ability between the isolated line pattern and the internal pattern is small. The deposition amount of the sidewall protective film itself is thin due to the high exhaustion amount, and the deposition amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern. Therefore, the bias power W B
If the isolated line pattern changes from a forward taper to a weak forward taper due to the increase in the number, the internal line pattern changes from a weak forward taper to a reverse taper. By an increase in bias power W B, towards the inside line pattern comes thinned than the isolated line pattern.

【0163】図17は、中真空の場合について、孤立ラ
インパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差を減
少させる方法、すなわち寸法の開口率依存性を減少させ
る方法について、まとめたものである。
FIG. 17 summarizes the method of reducing the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern, that is, the method of reducing the dependence of the size on the aperture ratio, in the case of medium vacuum.

【0164】この場合には、イオン角度分布の標準偏差
σの有限効果による側壁保護膜のエッチング能力は、孤
立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも大き
い、という「イオンコリメーション効果」を積極的に用
いる。孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも強い順テーパープロファイルとなり、かつ寸法が太
る場合には、排気量を増加するか又は側壁保護ラジカル
を生成するガスの割合を減少させる。これにより、チャ
ンバー内の側壁保護ラジカルが減少し、側壁保護膜量が
減少する。そして、イオン角度分布の標準偏差σの有限
効果による側壁保護膜のエッチング効果を相対的に大き
くする。このようにして、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも寸法減少量が大きくなり、所期
の目的を達することができる。
In this case, the etching ability of the sidewall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution positively exerts the “ion collimation effect” that the isolated line pattern is larger than the internal line pattern. Used. When the isolated line pattern has a stronger forward taper profile than the internal line pattern and has a larger size, the amount of exhaust gas is increased or the ratio of gas generating the sidewall protecting radical is reduced. Thereby, the side wall protection radical in the chamber decreases, and the amount of the side wall protection film decreases. Then, the etching effect of the sidewall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution is relatively increased. In this manner, the isolated line pattern has a larger dimension reduction than the internal line pattern, and the intended purpose can be achieved.

【0165】次に、孤立ラインパターンの方が内部ライ
ンパターンよりも寸法が細る場合には、排気量を減少さ
せるか又は側壁保護ラジカルを生成するガスの割合を増
加させる。これにより、チャンバー内の側壁保護ラジカ
ルが増加し、側壁保護膜量が増加する。側壁保護ラジカ
ル割合の増加に伴い、「側壁保護膜の増加量が、イオン
角度分布の標準偏差σの有限効果によって側壁保護膜を
エッチングする量に勝る」という現象は、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きいので、孤
立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸法
増加量が大きくなり、所期の目的を達することができ
る。
Next, when the size of the isolated line pattern is smaller than that of the internal line pattern, the amount of exhaust gas is reduced or the ratio of the gas generating the sidewall protecting radical is increased. Thereby, the side wall protection radical in the chamber increases, and the amount of the side wall protection film increases. The phenomenon that the increase in the sidewall protective film exceeds the amount of etching the sidewall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution with the increase in the sidewall protective radical ratio is due to the fact that the isolated line pattern has Since the line pattern is larger than the line pattern, the isolated line pattern has a larger dimension increase than the internal line pattern, and the intended purpose can be achieved.

【0166】イオン角度分布の標準偏差σの有限効果を
さらに大きくするためには、ガス圧力を少し大きくしな
がら、バイアスパワーWB を少し大きくするとよい。こ
れは、ガス圧力を加させるとイオンのエネルギーEi
減少するので、これを補償するためである。
[0166] To further increase the finite effect of the standard deviation of the ion angular distribution σ, while slightly increasing the gas pressure, may a little larger bias power W B. This is because when is pressurized the gas pressure energy E i of the ions is reduced, in order to compensate for this.

【0167】図18は、高真空の場合について、寸法の
開口率依存性を減少させる方法についてまとめたもので
ある。この場合には、わずかに斜め入射するイオン束
は、孤立ラインパターンに対しても内部ラインパターン
に対しても、側壁保護膜のエッチング能力にあまり違い
がないこと、及び側壁保護膜の堆積量は、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きい、という
「擬パラレルビーム効果」を積極的に用いる。
FIG. 18 summarizes a method of reducing the dependence of the size on the aperture ratio in the case of high vacuum. In this case, the slightly obliquely incident ion flux has little difference in the etching ability of the sidewall protective film for the isolated line pattern and the internal line pattern, and the deposition amount of the sidewall protective film is small. The "pseudo-parallel beam effect" that the isolated line pattern is larger than the internal line pattern is positively used.

【0168】まず、孤立ラインパターンの方が内部ライ
ンパターンよりも強い順テーパープロファイルとなり且
つ寸法が太る場合には、排気量を増加するか又は側壁保
護ラジカルを生成するガスの割合を減少させる。これに
より、チャンバー内の側壁保護ラジカルが減少し、側壁
保護膜量が減少する。側壁保護膜の減少割合は、孤立ラ
インパターンの方が内部ラインパターンよりも大きいと
いうことを利用して、所期の目的を達することができ
る。逆に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパター
ンよりも細る場合には、排気量を減少するか又は側壁保
護ラジカルを生成するガスの割合を増加させる。
First, when the isolated line pattern has a stronger forward taper profile and a larger dimension than the internal line pattern, the amount of exhaust gas is increased or the ratio of the gas generating the sidewall protecting radical is reduced. Thereby, the side wall protection radical in the chamber decreases, and the amount of the side wall protection film decreases. By utilizing the fact that the reduction rate of the sidewall protective film is larger in the isolated line pattern than in the internal line pattern, the intended purpose can be achieved. Conversely, when the isolated line pattern is thinner than the internal line pattern, the amount of exhaust gas is reduced or the ratio of the gas that generates the sidewall protecting radical is increased.

【0169】図19は、孤立ラインパターン及び内部ラ
インパターンについて、中真空及び高真空の場合を考
え、この2×2のマトリックスの中のそれぞれの場合に
おいて、寸法の開口率依存性を減少させる方法につい
て、最初にとるべき手段をまとめたものである。孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンが、あるプロセス
条件に対して、順テーパーになる場合及び逆テーパーに
なる場合について、(A)−(H)の8種類に分けて示
してある。
FIG. 19 shows a method of reducing the dependence of the size on the aperture ratio in each case in the 2 × 2 matrix in consideration of the case of medium vacuum and high vacuum for the isolated line pattern and the internal line pattern. Is a summary of the first steps to take. The case where the isolated line pattern and the internal line pattern have a forward taper and a reverse taper with respect to a certain process condition are shown as being divided into eight types (A) to (H).

【0170】図20は、図19の(E)−(H)のそれ
ぞれの場合について、その後どのような対処を行なう
と、孤立ラインパターンと内部パターンの寸法差が条件
を満たすようになるかをケーススタデイという形で示し
たものである。
FIG. 20 shows what measures should be taken thereafter in each of the cases (E)-(H) in FIG. 19 to make the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal pattern satisfy the condition. It is shown in the form of a case study.

【0171】例えば、ケース(H)の高真空の条件で、
内部ラインパターンがあるプロセス条件で逆テーパーに
なる場合について説明する。この場合、孤立ラインパタ
ーンは垂直プロファイルであると過程する。ケース
(H)に示す処理を行なった結果、内部ラインパターン
は垂直になり、孤立ラインパターンはやや順テーパーに
なるかもしれない((H−1)で示される状態)。この
状態が寸法差要求基準を満たすならば、OKの判断をし
て処理を終了する。もし、順テーパーの度合い、すなわ
ち孤立ラインパターンの寸法が大きすぎるならば、排気
量Qを若干増加してみる((H−2)で示される方
策)。そうしたならば、内部ラインパターンは若干逆テ
ーパーになり、孤立ラインパターンの順テーパーの度合
いは減少し、寸法差要求基準を満たすかもしれない
((H−3)で示される状態)。これでも寸法差要求基
準を満たさない場合には、今度はガス圧力Pを若干増加
させながら排気量を増加させ、これにより孤立ラインパ
ターンの順テーパーをもたらす側壁保護膜エッチング効
果を高める((H−4)で示される方策)。このような
処理を繰り返すうちに、寸法差要求基準を満たすプロセ
ス条件が決定される。
For example, under the high vacuum condition of the case (H),
The case where the internal line pattern becomes reverse tapered under a certain process condition will be described. In this case, it is assumed that the isolated line pattern has a vertical profile. As a result of performing the processing shown in case (H), the internal line pattern may become vertical and the isolated line pattern may become slightly tapered (the state shown by (H-1)). If this state satisfies the dimensional difference requirement standard, the determination is OK and the processing is terminated. If the degree of the forward taper, that is, the dimension of the isolated line pattern is too large, the displacement Q is slightly increased (the measure indicated by (H-2)). If so, the internal line pattern will have a slight reverse taper, the degree of forward taper of the isolated line pattern will decrease, and may meet the dimensional difference requirements (state indicated by (H-3)). If the dimensional difference requirement standard is still not satisfied, the displacement is increased while the gas pressure P is slightly increased, thereby increasing the etching effect of the sidewall protective film which causes the forward taper of the isolated line pattern ((H− 4)). By repeating such a process, a process condition satisfying the dimensional difference requirement standard is determined.

【0172】以下、前記の方法により、平行平板型反応
性イオンエッチング装置を用いて、主エッチング運転モ
ードにおいてエッチング・プロセス条件の改善を実施し
た場合の例をリンドープした多結晶シリコンゲート形成
について模式的に示す。
Hereinafter, an example of the case where the etching process conditions are improved in the main etching operation mode using the parallel plate type reactive ion etching apparatus by the above-described method is schematically described for forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon gate. Shown in

【0173】図21は、エッチング前のパターン構成図
であって、図21において、30はフォトレジストパタ
ーン、31はリンドープした多結晶シリコン膜、32は
熱酸化膜、33はシリコン基板である。図21に示すよ
うに、0.4μmのライン・アンド・スペース・パター
ンであって、その断面は「1.0μm厚のレジストマス
ク+0.3μm厚ポリシリコン膜+下地酸化膜」の構造
であり、レジストマスク・プロファイルはやや順テーパ
を持たしている。ここでは、レジスト自身のエッチング
は考えない。便宜的にレジストのトップ表面をy=0面
としている。
FIG. 21 is a diagram showing a pattern configuration before etching. In FIG. 21, reference numeral 30 denotes a photoresist pattern, 31 denotes a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 32 denotes a thermal oxide film, and 33 denotes a silicon substrate. As shown in FIG. 21, it is a 0.4 μm line and space pattern, and its cross section has a structure of “1.0 μm thick resist mask + 0.3 μm thick polysilicon film + underlying oxide film”. The resist mask profile has a slight forward taper. Here, etching of the resist itself is not considered. For convenience, the top surface of the resist is a y = 0 plane.

【0174】特に断わらない限り、以下の条件でエッチ
ングを行なった。プラズマ発生装置チャンバー内に導入
するガスとして、Cl2 を40sccmだけ導入し、エ
ッチング加工装置内のガス圧力Pは10Pa、高周波電
力の周波数fは13.56MHz、ガス排気量は100
0リットル/秒で行なった。以下に示す各例において
は、バイアス・パワーすなわち高周波電力のパワーは適
宜変更して運用している。HBr、SF6 等の他のハロ
ゲン系ガスをベースにしたガスを用いることも十分に効
果がある。
Unless otherwise specified, etching was performed under the following conditions. As a gas to be introduced into the plasma generator chamber, Cl 2 is introduced by only 40 sccm, the gas pressure P in the etching apparatus is 10 Pa, the frequency f of the high-frequency power is 13.56 MHz, and the gas displacement is 100.
Performed at 0 liter / sec. In each of the examples described below, the bias power, that is, the power of the high-frequency power is appropriately changed for operation. Use of a gas based on another halogen-based gas such as HBr or SF 6 is also sufficiently effective.

【0175】図22〜図35は具体的な実施例を示して
いる。図22〜図35において、30はフォトレジスト
パターン、31はリンドープした多結晶シリコン膜、3
4はスパッタされたフォトレジスト又はシリコンとハロ
ゲン系ガスとの反応生成物の堆積膜である。
FIGS. 22 to 35 show specific embodiments. 22 to 35, 30 is a photoresist pattern, 31 is a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 3
Reference numeral 4 denotes a deposited film of a sputtered photoresist or a reaction product of silicon and a halogen-based gas.

【0176】図22〜図35は、条件を種々変えて、2
秒ステップで15回分、合計30秒分のエッチングを行
なった多結晶シリコン膜31の表面の構造を示してい
る。すなわち、図22〜図35においては、1つの表面
ストリングは、ある時間における表面形状を表す。表面
ストリングは15層あり、各層は時間の経過に伴う表面
形状の変化を表している。また、フォトレジストパター
ンの表面の高さを0にして表示しており、単位はμmで
ある。図22〜図35において(a)は改善前の状態を
示し、(b)は改善後の状態を示している。
FIG. 22 to FIG.
The structure of the surface of the polycrystalline silicon film 31 which has been etched for 15 times in a second step for a total of 30 seconds is shown. That is, in FIGS. 22 to 35, one surface string represents the surface shape at a certain time. There are 15 surface strings, each representing the change in surface shape over time. In addition, the height of the surface of the photoresist pattern is set to 0, and the unit is μm. 22A to 35A show the state before the improvement, and FIG. 22B shows the state after the improvement.

【0177】図22(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力が10Paの中真空の条件で、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多
くなり、エッチング後のパターン・プロファイルが順テ
ーパーとなり且つ寸法が太っている。図22(b)は、
ガス圧力を10Paで一定に保ったまま、排気量を20
00リットル/秒に増加させた結果を示し、チャンバー
内の側壁保護ラジカルが減少してパターン側壁の保護膜
量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチン
グ効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよ
うに、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び
内部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、
孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
FIG. 22 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 10 Pa and medium vacuum, and an exhaust rate of 1000 liter / sec. As described above, the isolated line pattern has a larger deposition amount of the side wall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and a larger size. FIG. 22 (b)
With the gas pressure kept constant at 10 Pa,
The result shows that the amount of the protective film on the side wall of the pattern is reduced due to a decrease in the protective radical on the side wall in the chamber, and the etching effect of the protective film on the side wall by obliquely incident ions is relatively increased. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger dimension reduction amount than the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical,
The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0178】図23(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に側壁保護ラジカルであるSiCl4
20sccmだけ導入し、ガス圧力を10Paの中真空
の条件で、排気量を1500リットル/秒にしてエッチ
ングを行なった結果を示し、同図に示すように、孤立ラ
インパターンの方が内部ラインパターンよりも、側壁保
護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太っている。図
23(b)は、ガス圧力を10Pa、排気量を1500
リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を10s
ccmに減少させた結果を示し、チャンバー内の側壁保
護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜量が減り、
斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効果が相
対的に大きくなることにより、同図に示すように、孤立
ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸法減
少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ライン
パターンのプロファイルがより垂直になり、孤立ライン
パターンと内部ラインパターンとの間の寸法差が減少し
ている。
FIG. 23A shows that Cl 2 is introduced at a rate of 40 sccm, SiCl 4 as a side wall protecting radical is introduced at a rate of 20 sccm, the gas pressure is set to 10 Pa and the vacuum is increased to 1500 liter / second. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, the pattern profile after etching has a forward taper, and the dimensions are smaller. Is fat. FIG. 23 (b) shows a gas pressure of 10 Pa and a displacement of 1500
While maintaining a constant rate of 1 liter / sec, 10 seconds of SiCl 4
shows the result of the reduction to ccm, the side wall protection radical in the chamber is reduced, the amount of protection film on the pattern side wall is reduced,
Since the etching effect of the side wall protective film by the obliquely incident ions becomes relatively large, as shown in the same figure, the dimensional reduction amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern. The profile of the pattern has become more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0179】図24(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を8Paの中真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細って
いる。図24(b)は、ガス圧力を8Paで一定に保っ
たまま、排気量を500リットル/秒に減少させた結果
を示し、チャンバー内の側壁保護ラジカルが増加し、パ
ターン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側
壁保護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることに
より、同図に示すように、内部ラインパターンよりも孤
立ラインパターンの方が寸法増加量が大きくなり、孤立
ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファイル
がより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパ
ターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 24 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 8 Pa, medium vacuum, and an exhaust rate of 1000 l / sec. As described above, the isolated line pattern has an inversely tapered pattern profile after etching and a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 24 (b) shows the result of reducing the exhaust volume to 500 liter / sec while keeping the gas pressure constant at 8 Pa. As the etching effect of the sidewall protective film due to the obliquely incident ions becomes relatively small, as shown in FIG. The profile of the internal line pattern has become more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0180】図25(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共にSiCl4 を15sccmだけ導入
し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排気量を
1000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果
を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が
内部ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・
プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図25(b)は、ガス圧力を10Pa、排気量を1
000リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4
25sccmに増加させた結果を示し、チャンバー内の
側壁保護ラジカルが増加し、パターン側壁の保護膜量が
増え、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効
果が相対的に小さくなることにより、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も寸法増加量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内
部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、孤
立ラインパターン及び内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
FIG. 25 (a) shows that etching was carried out by introducing Cl 2 at only 40 sccm and SiCl 4 at only 15 sccm, setting the gas pressure at 10 Pa and a medium vacuum, and exhausting at a rate of 1000 liter / second. The results show that, as shown in the figure, the isolated line pattern has a pattern / etch
The profile is reverse tapered and narrow in size. FIG. 25 (b) shows a gas pressure of 10 Pa and a displacement of 1
The result shows that the SiCl 4 was increased to 25 sccm while keeping constant at 2,000 liters / sec., The side wall protection radical in the chamber increased, the amount of the protection film on the pattern side wall increased, and the side wall protection film by obliquely incident ions increased. Since the etching effect is relatively small, as shown in the figure, the size increase of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical. , The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0181】図26(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多
くなり、エッチング後のパターン・プロファイルが順テ
ーパーとなり且つ寸法が太っている。図26(b)は、
ガス圧力を4Paで一定に保ったまま、排気量を200
0リットル/秒に増加させた結果を示し、チャンバー内
の側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜量
が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング
効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内
部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、孤
立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差
が減少している。
FIG. 26 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 4 Pa, a high vacuum, and an exhaust rate of 1000 l / sec. As described above, the isolated line pattern has a larger deposition amount of the side wall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and a larger size. FIG. 26 (b)
With the gas pressure kept constant at 4 Pa,
The result of the increase to 0 liter / sec shows that the side wall protection radical in the chamber is reduced, the amount of the protection film on the pattern side wall is reduced, and the etching effect of the side wall protection film by obliquely incident ions is relatively increased. As shown in the drawing, the size reduction of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the distance between the isolated line pattern and the internal line pattern is larger. Dimensional difference has decreased.

【0182】図27(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に、SiCl4 を20sccmだけ導入
し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気量を1
000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果を
示し、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパ
ターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太
っている。図27(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量
を1000リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl
4 を10sccmに減少させた結果を示し、チャンバー
内の側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜
量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチン
グ効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよ
うに、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び
内部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、
孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
FIG. 27 (a) shows that Cl 2 is introduced only at 40 sccm, SiCl 4 is introduced at only 20 sccm, the gas pressure is set at a high vacuum of 4 Pa, and the exhaust amount is set at 1.
The result of etching at 000 liters / sec shows that the isolated line pattern has a larger deposition amount of the side wall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and a large size. I have. FIG. 27 (b) shows that the SiCl was kept at a constant gas pressure of 4 Pa and a constant displacement of 1000 liter / sec.
4 was reduced to 10 sccm, and the side wall protection radical in the chamber was reduced, the amount of protection film on the pattern side wall was reduced, and the etching effect of the side wall protection film by obliquely incident ions became relatively large. As shown in the drawing, the size reduction amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical,
The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0183】図28(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細って
いる。図28(b)は、ガス圧力を4Paで一定に保っ
たまま、排気量を500リットル/秒に減少させた結果
を示し、チャンバー内の側壁保護ラジカルが増加し、パ
ターン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側
壁保護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることに
より、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立
ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファイル
がより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパ
ターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 28 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 4 Pa, a high vacuum, and an exhaust rate of 1000 l / sec. As described above, the isolated line pattern has an inversely tapered pattern profile after etching and a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 28 (b) shows the result of reducing the exhaust rate to 500 liter / sec while keeping the gas pressure constant at 4 Pa. The side wall protecting radical in the chamber increases, and the amount of the protective film on the pattern side wall decreases. As the etching effect of the sidewall protective film due to the obliquely incident ions becomes relatively small, the isolated line pattern has a larger dimensional increase than the internal line pattern as shown in FIG. The profile of the internal line pattern has become more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0184】図29(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に、SiCl4 を15sccmだけ導入
し、ガス圧力を4Paの高真空の条件でにし、排気量を
1000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果
を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が
内部ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・
プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図29(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を2
5sccmに増加させた結果を示し、チャンバー内の側
壁保護ラジカルが増加し、パターン側壁の保護膜量が増
え、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効果
が相対的に小さくなることにより、同図に示すように、
孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸
法増加量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ラ
インパターンのプロファイルがより垂直になり、孤立ラ
インパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差が減
少している。
FIG. 29 (a) shows that the etching is carried out by introducing Cl 2 at only 40 sccm, introducing SiCl 4 at only 15 sccm, setting the gas pressure to a high vacuum of 4 Pa, and evacuating the gas at a rate of 1000 liter / sec. As shown in the figure, the isolated line pattern has a pattern and an etched pattern which are better than the internal line pattern.
The profile is reverse tapered and narrow in size. FIG. 29 (b) shows a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 10
00 while maintaining constant in liters / sec., The SiCl 4 2
The result of the increase to 5 sccm shows that the side wall protection radical in the chamber increases, the amount of the protection film on the pattern side wall increases, and the etching effect of the side wall protection film by obliquely incident ions becomes relatively small. As shown,
The size increase of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced. I have.

【0185】図30(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、バイアス・パワーを30
0ワットにしてエッチングを行なった結果を示し、同図
に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太っている。図30(b)は、排気量を1000
リットル/秒で一定に保ったまま、ガス圧力を15Pa
に増加させると共にバイアス・パワーを400ワットに
増加させた結果を示し、同図に示すように、イオンの角
度分布の拡がりが大きくなり、ガス圧力の増加に伴うイ
オン・エネルギーの減少がバイアス・パワーの増加によ
って補われ、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチ
ング効果が相対的に大きくなることにより、孤立ライン
パターンの方が内部ラインパターンよりも寸法減少量が
大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ラインパター
ンのプロファイルがより垂直になり、孤立ラインパター
ンと内部ラインパターンとの間の寸法差を減少してい
る。
FIG. 30 (a) shows that Cl 2 was introduced at a flow rate of 40 sccm, the gas pressure was set at a medium vacuum condition of 10 Pa, the exhaust amount was 1000 liter / second, and the bias power was 30.
The result of etching at 0 watts is shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper. And the dimensions are fat. FIG. 30B shows that the displacement is 1000
The gas pressure is maintained at 15 Pa while maintaining a constant
And the bias power was increased to 400 watts, as shown in the figure. As shown in the figure, the spread of the angular distribution of ions became large, and the decrease in ion energy with the increase in gas pressure was caused by the bias power. And the etching effect of the sidewall protective film by the obliquely incident ions becomes relatively large, so that the isolated line pattern has a larger dimensional reduction than the internal line pattern, and the isolated line pattern and the internal line pattern Has become more vertical, reducing the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern.

【0186】図31(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、バイアス・パワーを30
0ワットにしてエッチングを行なった結果を示し、同図
に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太っている。図31(b)は、バイアス・パワー
を300ワットで一定に保ったまま、ガス圧力を15P
aに増加させると共に排気量を2000リットル/秒に
増加させた結果を示し、イオンの角度分布の拡がりが大
きくなり、側壁保護膜堆積量が少なくなり、斜め入射イ
オンによる側壁保護膜のエッチング効果が相対的に大き
くなることにより、同図に示すように、孤立ラインパタ
ーンの方が内部ラインパターンよりも寸法減少量が大き
くなり、孤立ラインパターン及び内部ラインパターンの
プロファイルがより垂直になり、孤立ラインパターンと
内部ラインパターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 31 (a) shows that Cl 2 was introduced at a flow rate of 40 sccm, the gas pressure was set at a medium vacuum of 10 Pa, the exhaust amount was 1000 liter / second, and the bias power was 30.
The result of etching at 0 watts is shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper. And the dimensions are fat. FIG. 31 (b) shows a gas pressure of 15 P while keeping the bias power constant at 300 watts.
The results show that the exhaust gas volume was increased to 2000 liters / sec along with the increase in the ion beam width, and the spread of the angular distribution of ions increased, the amount of deposited sidewall protective film decreased, and the etching effect of the sidewall protective film due to obliquely incident ions was reduced. Due to the relative increase, as shown in the drawing, the isolated line pattern has a larger dimension reduction than the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, and the isolated line pattern becomes The dimensional difference between the pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0187】図32(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒、高周波電力の周波数を1
3.56MHzにしてエッチングを行なった結果を示
し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細っている。図
32(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を1000リ
ットル/秒で一定に保ったまま、高周波電力の周波数を
50MHzに増加させた結果を示し、シース幅が減少
し、斜め入射イオンの割合が小さくなることにより、特
に孤立ラインパターン側壁の保護膜エッチング量が少な
くなる結果、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも寸法増加量が大きくな
り、孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロ
ファイルがより垂直になり、孤立ラインパターンと内部
ラインパターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 32 (a) shows that Cl 2 was introduced at a flow rate of 40 sccm, the gas pressure was set to a high vacuum of 4 Pa, the displacement was 1000 l / sec, and the frequency of the high-frequency power was 1
The result of etching at 3.56 MHz is shown. As shown in the figure, the pattern profile after etching has an inverse taper and a smaller dimension in the isolated line pattern than in the internal line pattern. FIG. 32 (b) shows the result of increasing the frequency of the high-frequency power to 50 MHz while keeping the gas pressure constant at 4 Pa and the displacement at 1000 l / sec. As the ratio becomes smaller, the amount of etching of the protective film particularly on the side wall of the isolated line pattern becomes smaller. As a result, as shown in the figure, the size increase of the isolated line pattern becomes larger than that of the internal line pattern, and the isolated line pattern becomes larger. In addition, the profile of the internal line pattern becomes more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0188】図33(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を800リットル/秒、高周波電力の周波数を50M
Hzにしてエッチングを行なった結果を示し、同図に示
すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパター
ンよりもエッチング後のパターン・プロファイルが逆テ
ーパーとなり且つ寸法が細っている。図33(b)は、
排気量を800リットル/秒で一定に保ったまま、高周
波電力の周波数を100MHzに増加させた結果を示
し、安定にプラズマが発生するガス圧力を0.5Paに
まで下げることができ、これによって斜め入射イオンの
割合が小さくなることにより、特に孤立ラインパターン
側壁の保護膜エッチング量が少なくなる結果、図33
(b)に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラ
インパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立ライ
ンパターン及び内部ラインパターンのプロファイルがよ
り垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパター
ンとの間の寸法差が減少している。また、周波数を50
MHzで一定にしたまま、ガス圧力を2Paに下げても
十分な効果が得られた。
FIG. 33 (a) shows that Cl 2 was introduced at a flow rate of 40 sccm, the gas pressure was set to a high vacuum of 4 Pa, the displacement was 800 liter / second, and the frequency of the high-frequency power was 50M.
The results of etching at Hz are shown. As shown in the figure, the pattern profile after etching has a reverse taper and a smaller dimension in the isolated line pattern than in the internal line pattern. FIG. 33 (b)
This shows the result of increasing the frequency of the high-frequency power to 100 MHz while keeping the exhaust rate constant at 800 liters / second, and it is possible to stably reduce the gas pressure at which plasma is generated to 0.5 Pa. As the proportion of incident ions decreases, the etching amount of the protective film particularly on the side wall of the isolated line pattern decreases.
As shown in (b), the size increase of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical. The dimensional difference between them has been reduced. Also, set the frequency to 50
Even if the gas pressure was reduced to 2 Pa while keeping the frequency constant at MHz, a sufficient effect was obtained.

【0189】図34(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒、試料台温度を30度にして
エッチングを行なった結果を示し、同図に示すように、
孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも、
側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパターン
・プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太ってい
る。図34(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、試料台温度を8
0度に増加させた結果を示し、孤立ラインパターンの側
壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁
の保護膜量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜の
エッチング効果が相対的に大きくなることにより、同図
に示すように、内部ラインパターンよりも孤立ラインパ
ターンの方が寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパタ
ーン及び内部ラインパターンのプロファイルがより垂直
になり、孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの
間の寸法差が減少している。
FIG. 34 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 4 Pa, a high vacuum condition, an exhaust rate of 1000 l / sec, and a sample stage temperature of 30 ° C. And, as shown in FIG.
Isolated line patterns are better than internal line patterns,
The deposition amount of the side wall protective film is increased, and the pattern profile after etching has a forward taper and the size is large. FIG. 34 (b) shows a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 10 Pa.
The sample stage temperature was set at 8
The result of the increase to 0 degrees shows that the side wall protection radicals deposited on the side wall of the isolated line pattern are reduced, the amount of the protection film on the pattern side wall is reduced, and the effect of etching the side wall protection film by obliquely incident ions is relatively increased. As a result, as shown in the drawing, the size reduction amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern The dimensional difference between is reduced.

【0190】図35(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、試料台温度を30度にし
てエッチングを行なった結果を示し、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も、側壁保護膜堆積量が少なくなり、エッチング後のパ
ターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細
っている。図35(b)は、ガス圧力を10Pa、排気
量を1000リットル/秒で一定に保ったまま、試料台
温度を0度に低下させた結果を示し、孤立ラインパター
ンの側壁に堆積する側壁保護ラジカルが増加し、パター
ン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側壁保
護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることによ
り、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンのプロファイルが
より垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパタ
ーンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 35 (a) shows the result of etching with Cl 2 introduced at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 10 Pa, medium vacuum, an exhaust rate of 1000 liter / sec, and a sample stage temperature of 30 ° C. As shown in the figure, the isolated line pattern has a smaller deposition amount of the side wall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after the etching has an inverse taper and a smaller size. FIG. 35 (b) shows the result of lowering the temperature of the sample stage to 0 ° C. while keeping the gas pressure constant at 10 Pa and the exhaust volume at 1000 liter / sec. As the radical increases, the amount of protective film on the pattern side wall increases, and the etching effect of the side wall protective film due to obliquely incident ions becomes relatively small, as shown in the figure, the isolated line pattern is larger than the internal line pattern. Also, the dimension increase amount becomes large, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0191】また、他の実施例として、Cl2 を40s
ccm導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件で、
排気量を2000リットル/秒、試料台温度を0度にし
てエッチングを行なった際、内部ラインパターンの方が
孤立ラインパターンよりも側壁保護膜堆積量が少なくな
り、エッチング後のパターンプロファイルが逆テーパー
となり且つ寸法が細ったが、ガス圧力を3Paにした結
果、斜め入射イオンの成分が小さくなり、孤立ラインパ
ターンと内部ラインパターンのプロファイルがより垂直
になり且つ孤立ラインパターンと内部ラインパターンと
の寸法差を減少させることができた。
In another embodiment, Cl 2 is added for 40 seconds.
ccm, and the gas pressure is set to 10 Pa under a medium vacuum condition.
When etching was performed at an exhaust rate of 2000 liters / second and the sample stage temperature was 0 ° C., the deposition amount of the side wall protective film was smaller in the internal line pattern than in the isolated line pattern, and the pattern profile after the etching was reverse-tapered. And the dimensions were small, but as a result of setting the gas pressure to 3 Pa, the components of the obliquely incident ions became small, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern became more vertical, and the dimensions of the isolated line pattern and the internal line pattern were reduced. The difference could be reduced.

【0192】図22〜図35に示す実施例は、あるプロ
セス条件で行なった際の問題点を解決するために、その
プロセス条件を改善する方策を実施した例である。とこ
ろが、エッチング・プロセス中においては、内部のプラ
ズマ状態は常に一定ではなく、時間的にある程度変化し
ている。このために、試料台近傍のイオン束密度、イオ
ンのエネルギー、イオンの入射角度分布、側壁保護ラジ
カル束も時間的にある程度変化している。このような時
間的な変化を補償するように、外部パラメータを外部パ
ラメータ制御装置により変化させることにより、孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンのプロファイルを
より垂直にすると共に、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差を減少させることができた。
The embodiment shown in FIGS. 22 to 35 is an example in which a measure for improving the process condition is implemented in order to solve the problem when the process is performed under a certain process condition. However, during the etching process, the internal plasma state is not always constant but changes to some extent with time. For this reason, the ion flux density, ion energy, ion incident angle distribution, and side wall protecting radical flux near the sample stage also change to some extent with time. By changing the external parameters by the external parameter control device so as to compensate for such a temporal change, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are made more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern are changed. Could be reduced.

【0193】また、図22〜図35に示す実施例は、主
エッチング運転モードについて実施したものであるが、
下地の酸化膜が現れ始めるオーバーエッチング運転モー
ドにおいては、反応生成物の割合が減るので、側壁保護
ラジカルの割合も減る。
The embodiments shown in FIGS. 22 to 35 are performed in the main etching operation mode.
In the over-etching operation mode in which the underlying oxide film starts to appear, the proportion of the reaction product is reduced, and the proportion of the sidewall protecting radical is also reduced.

【0194】図36は、平行平板型反応性イオンドライ
エッチング装置を用い、主エッチング運転モードとオー
バーエッチング運転モードとの切り替えを行なって、エ
ッチングを実施した場合の様子を、前記同様に、リンド
ープした多結晶シリコン膜に対して行なったエッチング
の状態を示している。
FIG. 36 shows a state where etching is performed by switching between the main etching operation mode and the over-etching operation mode using a parallel plate type reactive ion dry etching apparatus in the same manner as described above. The state of the etching performed on the polycrystalline silicon film is shown.

【0195】図36(a)は、主エッチング運転モード
において、Cl2 を40sccmだけ導入し、ガス圧力
を4Paの高真空の条件にし、排気量を1000リット
ル/秒、高周波電力の周波数を13.56MHzにして
エッチングを行なった結果を示し、同図に示すように、
孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファ
イルがほぼ垂直になり、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差が小さくなっている。図36
(b)は、前記の条件でオーバーエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりもエッチング後のパターン
・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図36(c)は、図36(b)の状態を改善するた
め、ガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル/秒
で一定に保ったまま、高周波電力の周波数を50MHz
に増加させた結果を示し、シース幅が減少し、斜め入射
イオンの割合が小さくなり、同図に示すように、孤立ラ
インパターン側壁の保護膜エッチング量が少なくなり、
孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファ
イルがより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差が減少している。尚、この場
合、シリコン酸化膜に対するエッチング選択比を大きく
するために、高周波電力のパワーを200Wに下げ、こ
れによりシース間電圧を小さくして、イオンのエネルギ
ーを低くしている。
FIG. 36 (a) shows that, in the main etching operation mode, Cl 2 is introduced by only 40 sccm, the gas pressure is set to a high vacuum of 4 Pa, the displacement is 1000 liter / sec, and the frequency of the high frequency power is 13. The result of etching at 56 MHz is shown. As shown in FIG.
The profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are substantially vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced. FIG.
(B) shows the result of performing over-etching under the above conditions. As shown in the figure, the isolated line pattern has a reverse tapered pattern profile and smaller dimensions than the internal line pattern after etching. ing. FIG. 36 (c) shows a case where the frequency of the high frequency power is set to 50 MHz while the gas pressure is kept constant at 4 Pa and the displacement is kept at 1000 liter / second in order to improve the state of FIG. 36 (b).
The result shows that the sheath width decreases, the ratio of obliquely incident ions decreases, and as shown in the figure, the protective film etching amount on the isolated line pattern side wall decreases,
The profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced. In this case, in order to increase the etching selectivity with respect to the silicon oxide film, the power of the high frequency power is reduced to 200 W, whereby the voltage between the sheaths is reduced and the energy of ions is reduced.

【0196】エッチングプロセスにおいては、前記のよ
うな運転モードの切り替えを次のようにして行なう。す
なわち、プラズマを発生させるチャンバー11にエッチ
ング終点検出器20を付設し該エッチング終点検出器2
0からの信号を用いることにより、又は、時間の経過に
従った運転モードの切り替えを予めプログラムできる制
御装置を設置し、この制御装置の信号を用いることによ
り、主エッチング時の終了を判断し、主エッチング終了
までは前述の主エッチング条件でエッチングを行ない、
主エッチング終了後は前述のオーバーエッチング条件で
エッチングを行なうようにする。
In the etching process, the operation modes are switched as described above as follows. That is, an etching end point detector 20 is attached to a chamber 11 for generating plasma, and the etching end point detector 2
By using a signal from 0, or by installing a control device capable of pre-programming the switching of the operation mode according to the passage of time, by using the signal of this control device, to determine the end of the main etching, Until the main etching is completed, etching is performed under the above main etching conditions,
After completion of the main etching, the etching is performed under the above-mentioned over-etching conditions.

【0197】尚、前記各実施例では多結晶シリコン膜に
対するエッチングの場合であったが、酸化膜、Si化合
物、アルミニウム等のメタル又は多層レジストにおける
レジストに対するエッチング等に本発明を用いても高い
効果が得られる。アルミニウムに対するエッチングに本
発明を適用する場合には、BCl3 +Cl2 、又は、S
iCl4 +Cl2 +CHCl3 等のように、塩素をベー
スにしたガスを用い、ガス圧力は0.1Pa〜20Pa
とすることが好ましい。実験によると、この場合のエッ
チングレートとしては400〜900nm/minが得
られた。
In each of the above embodiments, the etching is performed on the polycrystalline silicon film. However, the present invention can be applied to etching of a metal such as an oxide film, a Si compound, aluminum or the like or a resist of a multilayer resist. Is obtained. When the present invention is applied to etching of aluminum, BCl 3 + Cl 2 or S
A chlorine-based gas such as iCl 4 + Cl 2 + CHCl 3 is used, and the gas pressure is 0.1 Pa to 20 Pa.
It is preferable that According to an experiment, an etching rate of 400 to 900 nm / min was obtained in this case.

【0198】また、前記実施例においては、プラズマを
発生させる装置として、平行平板反応性イオンエッチン
グ装置を用いたが、これに代えて、電子サイクロトロン
プラズマ発生装置や電磁誘導型プラズマ発生装置等のよ
うに、プラズマの発生パワーとバイアスのパワーとが独
立に制御できるプラズマ発生装置においても満足できる
効果が得られる。
In the above-described embodiment, a parallel plate reactive ion etching apparatus is used as an apparatus for generating plasma. Instead, an electron cyclotron plasma generation apparatus or an electromagnetic induction type plasma generation apparatus may be used. In addition, a satisfactory effect can be obtained even in a plasma generator in which the power for generating plasma and the power for bias can be independently controlled.

【0199】以下、本発明の他の実施例である電磁誘導
型プラズマ・エッチング装置、及び該装置を用いて行な
うドライエッチング方法について、図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, an electromagnetic induction type plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention and a dry etching method performed by using the apparatus will be described with reference to the drawings.

【0200】図37は、本発明に係るプラズマ発生方法
に用いる電磁誘導型プラズマ・エッチング装置の概略構
成を示している。図37に示すように、金属製のチャン
バー11内にはガスコントローラ12を介して反応性ガ
スが導入され、該チャンバー11の内部は排気系13に
よって適切な圧力に制御されている。
FIG. 37 shows a schematic configuration of an electromagnetic induction type plasma etching apparatus used in the plasma generating method according to the present invention. As shown in FIG. 37, a reactive gas is introduced into a metal chamber 11 via a gas controller 12, and the inside of the chamber 11 is controlled to an appropriate pressure by an exhaust system 13.

【0201】チャンバー11の上部にはらせん状コイル
25が設けられ、下部にはカソード(陰極)となる試料
台15が設けられている。試料台15には、自己DCバ
イアスを形成するために、インピーダンス整合回路16
を介して第1の高周波電力源17が接続されている。ら
せん状コイル25には、プラズマを発生させるために、
インピーダンス整合回路27を介して第2の高周波電力
源28が接続されている。第1の高周波電力源17の周
波数は周波数制御回路21により変化させることがで
き、第2の高周波電力源28の周波数は周波数制御回路
29により変化させることができる。
A spiral coil 25 is provided at the upper part of the chamber 11, and a sample stage 15 serving as a cathode (cathode) is provided at the lower part. The sample stage 15 has an impedance matching circuit 16 for forming a self-DC bias.
The first high-frequency power source 17 is connected via the. In order to generate plasma in the spiral coil 25,
A second high-frequency power source 28 is connected via an impedance matching circuit 27. The frequency of the first high-frequency power source 17 can be changed by the frequency control circuit 21, and the frequency of the second high-frequency power source 28 can be changed by the frequency control circuit 29.

【0202】イオンのエネルギー分布及び試料台15近
傍のシース領域の幅はプラズマパラメータ検出器26に
より判断することができ、エッチング終点はスペクトル
法を用いたエッチング終点検出器20により判断するこ
とができる。また、エッチング終点検出器20からの信
号によりガスコントローラ12及び排気系13が制御さ
れ、チャンバー11内のガス圧力及び排気量が適切に制
御される。さらに、エッチング終点検出器20からの信
号により、周波数制御回路21を介して第1の高周波電
力源17の周波数が制御できる。
The ion energy distribution and the width of the sheath region near the sample table 15 can be determined by the plasma parameter detector 26, and the etching end point can be determined by the etching end point detector 20 using a spectral method. Further, the gas controller 12 and the exhaust system 13 are controlled by a signal from the etching end point detector 20, and the gas pressure and the exhaust amount in the chamber 11 are appropriately controlled. Further, the frequency of the first high frequency power source 17 can be controlled via the frequency control circuit 21 by a signal from the etching end point detector 20.

【0203】温度制御回路24を介してヒーター23を
制御することにより試料台15の温度を調整することが
できる。また、外部パラメータ制御装置22は、プラズ
マパラメータ検出器26からの信号及びエッチング終点
検出器20からの信号、又はこれらの信号と周波数、ガ
ス圧力、高周波電力パワー及び試料台温度等の外部パラ
メータの値と組み合わせ、又はこれらの信号と予めプロ
グラムされた処理流れとの組み合わせに基づき、ガスコ
ントローラ12、排気系13、周波数制御回路21及び
温度制御回路24を制御することができる。
The temperature of the sample stage 15 can be adjusted by controlling the heater 23 via the temperature control circuit 24. Further, the external parameter control device 22 controls the signal from the plasma parameter detector 26 and the signal from the etching end point detector 20, or the values of these signals and the external parameters such as frequency, gas pressure, high frequency power, and sample stage temperature. The gas controller 12, the exhaust system 13, the frequency control circuit 21, and the temperature control circuit 24 can be controlled on the basis of a combination of the above-described signals or a combination of these signals and a previously programmed processing flow.

【0204】以下、図38に基づき、前記の電磁誘導型
プラズマ・エッチング装置を用いて行なうドライエッチ
ング方法の具体的な実施例について説明する。すなわ
ち、図38(a)は、Cl2 を40sccmだけ導入
し、プラズマ発生用のらせんコイル26に対して300
ワットを印加し、バイアスパワーを100ワットにし、
ガス圧力を3Paの高真空の条件にし、排気量を100
0リットル/秒にしてエッチングを行なった結果を示
し、同図に示すように、内部ラインパターンの方が孤立
ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くなり、
エッチング後のパターン・プロファイルが順テーパーと
なり且つ寸法が太っている。図38(b)は、ガス圧力
を3Paで一定に保ったまま、バイアスパワーを150
ワット、排気量を2000リットル/秒に増加させた結
果を示し、イオンの入射分布がより垂直になり、パター
ンの側壁に到達する側壁保護ラジカルが減少した結果、
同図に示すように、パターン側壁の保護膜量が減り、内
部ラインパターンの方が孤立ラインパターンよりも寸法
減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ライ
ンパターンのプロファイルがより垂直になり、孤立ライ
ンパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差が減少
している。
Referring to FIG. 38, a specific embodiment of a dry etching method using the above-described electromagnetic induction type plasma etching apparatus will be described. That is, FIG. 38 (a) shows that Cl 2 is introduced by only 40 sccm, and 300
Watts, bias power to 100 watts,
The gas pressure was set to a high vacuum of 3 Pa, and the exhaust amount was set to 100.
The result of etching at 0 liter / sec is shown. As shown in the figure, the deposition amount of the sidewall protective film is larger in the internal line pattern than in the isolated line pattern.
The pattern profile after the etching has a forward taper and the size is thick. FIG. 38B shows that the bias power is set to 150 while the gas pressure is kept constant at 3 Pa.
The results show that the wattage and the displacement were increased to 2000 liters / sec, the ion incidence distribution became more vertical, and the sidewall protection radicals reaching the pattern sidewalls decreased.
As shown in the figure, the amount of the protective film on the pattern side wall is reduced, the dimension reduction amount of the internal line pattern is larger than that of the isolated line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, The dimensional difference between the line pattern and the internal line pattern has been reduced.

【0205】さらに、ガス圧力を0.5Paに下げて
も、バイアスパワーの高周波電力を13.56MHzか
ら50MHzに増加させても、又は、ガス圧力を3Pa
から1Paに下げるとと共に排気量を200リットル/
秒に増加させても、同様の効果が認められた。
Further, the gas pressure may be reduced to 0.5 Pa, the high frequency power of the bias power may be increased from 13.56 MHz to 50 MHz, or the gas pressure may be reduced to 3 Pa.
To 1 Pa and the displacement is 200 liters /
A similar effect was observed when increasing to seconds.

【0206】[0206]

【発明の効果】第1、第2、第3、第4のドライエッチ
ング方法によると、第1のラインパターンのライン幅が
第2のラインパターンのライン幅に近づくと共に、第1
及び第2のラインパターンのライン幅がレジストパター
ンのライン幅に近づくので、第1及び第2のラインパタ
ーンのライン幅が最適化される。
According to the first, second, third, and fourth dry etching methods, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern,
And the line width of the second line pattern approaches the line width of the resist pattern, so that the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の各実施例に係るドライエッチング方法
に用いるドライエッチング装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a dry etching apparatus used in a dry etching method according to each embodiment of the present invention.

【図2】バルクプラズマ領域とシース領域との境界から
出発したイオンがシース領域を中性粒子と衝突しながら
試料台に向かって輸送される様子を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which ions starting from a boundary between a bulk plasma region and a sheath region are transported toward a sample stage while colliding with neutral particles in the sheath region.

【図3】ガス圧力が0.1Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 3 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.1 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図4】ガス圧力が0.2Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 4 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.2 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図5】ガス圧力が0.5Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 5 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.5 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図6】ガス圧力が1.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 6 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 1.0 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図7】ガス圧力が2.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 7 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 2.0 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図8】ガス圧力が3.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 8 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 3.0 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図9】ガス圧力が5.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
9A and 9B show characteristics of an incident distribution of ions starting from a boundary between a bulk plasma region and a sheath region when a gas pressure is 5.0 Pa, and FIG. 9A shows an ion angle distribution;
(B) shows the ion energy distribution.

【図10】ガス圧力が10Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 10 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 10 Pa, (a) showing the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図11】バルクプラズマ領域とシース領域との境界か
ら出発したイオンの入射角度分布における散乱角の拡が
りを表す標準偏差σ及びイオンの平均自由工程λのガス
圧力依存性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the gas pressure dependence of the standard deviation σ representing the spread of the scattering angle in the incident angle distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region, and the ion mean free path λ.

【図12】バルクプラズマ領域とシース領域との境界か
ら出発したイオンの角度分布において、有限の散乱角±
Δ°内で入射するイオンの全入射イオン数に対する割合
のガス圧力依存性を示す図である。
FIG. 12 shows a finite scattering angle ± in the angular distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region.
It is a figure which shows the gas pressure dependence of the ratio with respect to the total number of incident ions of the ion which injects in (DELTA) degree.

【図13】ライン・アンド・スペース・パターンの上方
からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカルの振舞
いを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the behavior of a sidewall protecting radical which is incident almost isotropically from above a line and space pattern.

【図14】ライン・アンド・スペース・パターンの内部
ラインパターン及び孤立ラインパターンにおけるプロフ
ァイル及び寸法変化の違いのメカニズムを示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a mechanism of a difference in profile and dimensional change between an internal line pattern and an isolated line pattern of a line-and-space pattern.

【図15】ガス圧力及び排気量からなる外部運転パラメ
ータを変化させた際の真空チャンバーにおける内部パラ
メータの変化の様子を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a state of a change in an internal parameter in a vacuum chamber when an external operation parameter including a gas pressure and a displacement is changed.

【図16】バイアス・パワーからなる外部運転パラメー
タを変化させた際の真空チャンバーにおける内部パラメ
ータの変化の様子を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a state of a change in an internal parameter in a vacuum chamber when an external operation parameter including a bias power is changed.

【図17】中真空の場合において、内部ラインパターン
と孤立ラインパターンとの間の寸法差を減少させる方法
を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a method for reducing a dimensional difference between an internal line pattern and an isolated line pattern in a case of a medium vacuum.

【図18】高真空の場合において、内部ラインパターン
と孤立ラインパターンとの間の寸法差を減少させる方法
を説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a method of reducing a dimensional difference between an internal line pattern and an isolated line pattern in a case of high vacuum.

【図19】中真空及び高真空の場合において、内部ライ
ンパターンと孤立ラインパターンとの寸法差を減少させ
るために最初にとるべき手段を説明する図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining means to be taken first to reduce a dimensional difference between an internal line pattern and an isolated line pattern in the case of medium vacuum and high vacuum.

【図20】図19に示した(E)ー(H)の各場合につ
いて、内部ラインパターンと孤立ラインパターンとの寸
法差を減少させるために、その後にどのような対処を行
なうかを説明する図である。
20A to 20E show what measures to be taken thereafter to reduce the dimensional difference between the internal line pattern and the isolated line pattern in each of the cases (E) to (H) shown in FIG. FIG.

【図21】ドライエッチング前のラインパターンを示す
断面図である。
FIG. 21 is a sectional view showing a line pattern before dry etching.

【図22】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチ
ング後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且
つ寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を10P
aで一定に保ったまま、排気量を2000リットル/秒
に増加させてパターン・プロファイルを改善した状態を
示す図である。
FIG. 22 (a) shows the case where Cl 2 is introduced at a flow rate of 40 sccm, the gas pressure is 10 Pa, medium vacuum,
When etching was performed at a rate of 1 liter / sec, the pattern profile after the etching showed a forward tapered state and a large size, and FIG.
FIG. 7B is a diagram showing a state in which the exhaust rate is increased to 2000 liter / second and the pattern profile is improved while maintaining the constant at a.

【図23】(a)はCl2 を40sccm、側壁保護ラ
ジカルであるSiCl4 を20sccmを導入し、ガス
圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1500リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を10P
a、排気量を1500リットル/秒で一定に保ったま
ま、SiCl4 を10sccmに減少させてパターン・
プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 23 (a) shows an etching process in which 40 sccm of Cl 2 and 20 sccm of SiCl 4 which is a side wall protecting radical are introduced, the gas pressure is 10 Pa and the vacuum is 1,500 liter / sec. In this case, the pattern profile after etching has a forward tapered shape and a large dimension, and FIG.
a, while keeping the exhaust rate constant at 1500 liters / sec, reduce the SiCl 4 to 10 sccm
It is a figure showing the state where the profile was improved.

【図24】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を8Paの中真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ
寸法が細った状態を示し、(b)はガス圧力を8Paで
一定に保ったまま、排気量を500リットル/秒に減少
させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図
である。
FIG. 24 (a) shows a pattern profile after etching when etching is performed under the conditions of a gas pressure of 8 Pa, a medium vacuum, and an exhaust amount of 1000 liter / second, with Cl 2 introduced at 40 sccm. (B) is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by reducing the exhaust volume to 500 l / sec while maintaining the gas pressure constant at 8 Pa. .

【図25】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を15sccmを導入し、ガス圧力を10Paの中真空
の条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチ
ングを行なった際に、エッチング後のパターン・プロフ
ァイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示
し、(b)はガス圧力を10Pa、排気量を1000リ
ットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を25sc
cmに増加させてパターン・プロファイルを改善した状
態を示す図である。
FIG. 25 (a) shows Cl 2 of 40 sccm, SiCl 4
Was introduced at a gas pressure of 10 Pa, medium vacuum, and an etching rate of 1000 liter / sec., The pattern profile after the etching became an inverse taper and the size was reduced. (B), 25 sc of SiCl 4 while keeping the gas pressure constant at 10 Pa and the displacement at 1000 liter / sec.
It is a figure which shows the state which improved the pattern profile by increasing to cm.

【図26】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を4Paで
一定に保ったまま、排気量を2000リットル/秒に増
加させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す
図である。
FIG. 26 (a) shows a pattern profile after etching when etching is performed under the conditions of high vacuum of 4 Pa at a gas pressure of 4 Pa at a gas discharge of 1000 liter / second under the introduction of 40 sccm of Cl 2. FIG. 7B is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by increasing the evacuation volume to 2000 liter / second while maintaining the gas pressure constant at 4 Pa while forming a forward tapered and thick dimension.

【図27】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を20sccmを導入し、ガス圧力を4Paの高真空の
条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチン
グを行なった際に、エッチング後のパターン・プロファ
イルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態を示し、
(b)はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル
/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を10sccmに
減少させてパターン・プロファイルを改善した状態を示
す図である。
FIG. 27 (a) shows Cl 2 of 40 sccm, SiCl 4
When the etching was performed under a high vacuum of 4 Pa at a gas pressure of 4 Pa, the pattern profile after the etching became a forward taper and the dimensions became thicker. ,
(B) is a diagram showing a state in which SiCl 4 is reduced to 10 sccm and the pattern profile is improved while the gas pressure is kept constant at 4 Pa and the displacement is kept constant at 1000 liter / second.

【図28】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ
寸法が細った状態を示し、(b)はガス圧力を4Paで
一定に保ったまま、排気量を500リットル/秒に減少
させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図
である。
FIG. 28 (a) shows a pattern profile after etching when etching is performed under the conditions of high vacuum of 4 Pa at a gas pressure of 4 Pa and Cl 2 introduced at a flow rate of 40 liters / sec. FIG. 4B shows a state in which the taper is reverse tapered and the dimensions are thin, and FIG. 4B shows a state in which the exhaust gas volume is reduced to 500 liter / sec and the pattern profile is improved while the gas pressure is kept constant at 4 Pa. .

【図29】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を15sccmを導入し、ガス圧力を4Paの高真空の
条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチン
グを行なった際に、エッチング後のパターン・プロファ
イルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示し、
(b)はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル
/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を25sccmに
増加させてパターン・プロファイルを改善した状態を示
す図である。
FIG. 29 (a) shows Cl 2 of 40 sccm, SiCl 4
Is introduced, the etching is performed at a gas pressure of 4 Pa under high vacuum conditions with an exhaust rate of 1000 liter / sec. Show,
(B) is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by increasing SiCl 4 to 25 sccm while keeping the gas pressure constant at 4 Pa and the displacement at 1000 liter / sec.

【図30】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、バイアス・パワーを300ワットにして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)は排気量を1000リットル/秒で一定
に保ったまま、ガス圧力を15Paに増加させるとと共
にバイアス・パワーを400ワットに増加させてパター
ン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 30 (a) shows an introduction of Cl 2 at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 10 Pa and a medium vacuum, and
When etching was performed with a liter / second and a bias power of 300 watts, the pattern
The profile shows a forward tapered and thickened state, and (b) shows that the gas pressure is increased to 15 Pa and the bias power is increased to 400 watts while the displacement is kept constant at 1000 l / sec. It is a figure showing the state where pattern profile was improved.

【図31】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、バイアス・パワーを300ワットにして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)はバイアス・パワーを300ワットで一
定に保ったまま、ガス圧力を15Paに増加させるとと
共に排気量を2000リットル/秒に増加させてパター
ン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 31 (a) shows an introduction of Cl 2 at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 10 Pa and a medium vacuum, and
When etching was performed with a liter / second and a bias power of 300 watts, the pattern
The profile shows a forward tapered and thickened state. (B) With the bias power kept constant at 300 watts, the gas pressure was increased to 15 Pa and the displacement was increased to 2000 l / sec. It is a figure showing the state where pattern profile was improved.

【図32】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒、高周波電力の周波数を13.56MHzに
してエッチングを行なった際に、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った
状態を示し、(b)はガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、高周波電力の周
波数を50MHzに増加させてパターン・プロファイル
を改善した状態を示す図である。
FIG. 32 (a) shows a case where etching is performed by introducing Cl 2 at a flow rate of 40 sccm, a gas pressure of 4 Pa, a high vacuum, a pumping amount of 1000 liter / second, and a high frequency power frequency of 13.56 MHz. FIG. 3B shows a state in which the pattern profile after the etching has an inverse taper and the dimensions are small, and (b) shows a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 10
FIG. 11 is a diagram showing a state in which the frequency of the high-frequency power is increased to 50 MHz and the pattern profile is improved while being kept constant at 00 liter / second.

【図33】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を800リッ
トル/秒、高周波電力の周波数を50MHzにしてエッ
チングを行なった際に、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示
し、(b)は排気量を800リットル/秒で一定に保っ
たまま、高周波電力の周波数を100MHzに増加させ
てパターン・プロファイルを改善した状態を示す図であ
る。
FIG. 33 (a) shows a case where etching is performed by introducing 40 sccm of Cl 2, setting a gas pressure to 4 Pa, and performing a vacuum at a displacement of 800 liters / second and a high frequency power of 50 MHz. The pattern profile after etching has an inversely tapered and narrow dimension. (B) The pattern profile is obtained by increasing the frequency of the high-frequency power to 100 MHz while keeping the displacement at 800 l / sec. FIG. 6 is a diagram showing a state in which is improved.

【図34】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒、試料台温度を30度にしてエッチングを行
なった際に、エッチング後のパターン・プロファイルが
順テーパーとなり且つ寸法が太った状態を示し、(b)
はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル/秒で
一定に保ったまま、試料台温度を80度に増加させてパ
ターン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 34 (a) shows a case where etching is performed by introducing 40 sccm of Cl 2 , applying a gas pressure of 4 Pa, and a high vacuum at a gas exhaust rate of 1000 liter / second and a sample stage temperature of 30 ° C. (B) shows a state in which the pattern profile after etching has a forward taper and the dimensions are thick;
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the sample profile temperature is increased to 80 ° C. and the pattern profile is improved while the gas pressure is kept constant at 4 Pa and the displacement is kept constant at 1000 liter / second.

【図35】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、試料台温度を30度にしてエッチングを
行なった際に、エッチング後のパターン・プロファイル
が逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示し、
(b)はガス圧力を10Pa、排気量を1000リット
ル/秒で一定に保ったまま、試料台温度を0度に低下さ
せてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図で
ある。
FIG. 35 (a) shows the case where Cl 2 is introduced at 40 sccm, the gas pressure is 10 Pa, medium vacuum, and the displacement is 1000.
Liter / sec, when the sample stage temperature was set to 30 degrees and the etching was performed, the pattern profile after the etching was reverse tapered and the size was small,
(B) is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by lowering the sample stage temperature to 0 ° while keeping the gas pressure constant at 10 Pa and the exhaust volume at 1000 liter / sec.

【図36】平行平板型反応性イオンドライエッチング装
置を用いてリンドープした多結晶シリコンゲート形成に
際して、主エッチング運転モードとオーバーエッチング
運転モードとの切り替えをしてエッチングを行なった状
態を示し、(a)主エッチング条件におけるエッチング
の状態を示し、(b)オーバーエッチング条件における
エッチングの状態を示し、(c)改善したオーバーエッ
チング条件におけるエッチングの状態を示している。
FIG. 36 shows a state in which, when forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon gate using a parallel plate reactive ion dry etching apparatus, etching is performed by switching between a main etching operation mode and an over etching operation mode, 3) shows the state of etching under the main etching conditions, (b) shows the state of etching under over-etching conditions, and (c) shows the state of etching under improved over-etching conditions.

【図37】本発明に係るプラズマ発生方法に用いる他の
ドライエッチング装置の概略図である。
FIG. 37 is a schematic view of another dry etching apparatus used for the plasma generation method according to the present invention.

【図38】図37に示すドライエッチング装置を用いて
リンドープした多結晶シリコンゲートを形成したときの
状態であって、(a)はCl2 を40sccmを導入
し、プラズマ発生用らせん状コイルに対し300ワッ
ト、バイアスパワー1000ワット、ガス圧力を3Pa
の高真空の条件で、排気量を100リットル/秒にして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)はガス圧力を3Paで一定に保ったま
ま、バイアスパワーを150ワット、排気量を2000
リットル/秒に増加させてパターン・プロファイルを改
善した状態を示す図である。
[Figure 38] A state in which the formation of the polysilicon gate that is phosphorus-doped using a dry etching apparatus shown in FIG. 37, (a) is a Cl 2 introduced 40 sccm, to the plasma generation helical coil 300 watts, bias power 1000 watts, gas pressure 3 Pa
When etching was performed under high vacuum conditions with an exhaust volume of 100 liters / sec, the pattern
The profile shows a state in which the profile has a forward taper and the dimensions are wide.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by increasing the volume to 1 liter / second.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 金属性チャンバー 12 ガスコントローラ 13 排気系 14 アノード(陽極) 15 試料台(カソード) 16 インピーダンス整合回路 17 高周波電源(第1の高周波電源) 20 エッチング終点検出器 21 周波数制御回路 22 外部運転パラメータ制御装置 23 ヒーター 24 試料台温度制御装置 25 らせん状コイル 26 プラズマパラメータ検出器 27 インピーダンス整合回路 28 第2の高周波電源 29 周波数制御回路 30 フォトレジストパターン 31 リンドープした多結晶シリコン膜 32 熱酸化膜 33 シリコン基板 34 反応生成物等の側壁保護堆積膜 35 イオン 36 エッチングされた反応生成物等の側壁保護堆積膜 40 側壁保護ラジカル Reference Signs List 11 metal chamber 12 gas controller 13 exhaust system 14 anode (anode) 15 sample stage (cathode) 16 impedance matching circuit 17 high-frequency power supply (first high-frequency power supply) 20 etching end point detector 21 frequency control circuit 22 external operation parameter control device Reference Signs List 23 heater 24 sample stage temperature controller 25 spiral coil 26 plasma parameter detector 27 impedance matching circuit 28 second high frequency power supply 29 frequency control circuit 30 photoresist pattern 31 phosphorus-doped polycrystalline silicon film 32 thermal oxide film 33 silicon substrate 34 Sidewall protective deposition film such as reaction product 35 Ions 36 Sidewall protective deposition film such as etched reaction product 40 Sidewall protective radical

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
大きいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小さい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも高い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
1. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising: an etching step of performing dry etching on a film to be etched using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is larger than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is larger than the mask width. Smaller than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
When the amount is smaller than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first sidewall protection film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under the second pressure condition higher than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項2】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチン グ膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも大きいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小
さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも多い第2の排出量条
件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライン
パターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、か
つ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅と
ほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とする
ドライエッチング方法。
2. A plasma processing method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Performing dry etching to be etching grayed film with Ma
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is smaller than the pattern width of the second line pattern.
In this case, the sidewall protection pattern is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
When the amount is smaller than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first sidewall protection film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission condition that is greater than the first emission condition of the exhaust gas;
The first line by etching
If the pattern width of the pattern is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them substantially equal .
【請求項3】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群における最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも大きいと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも小さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも高い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
3. A plasma processing method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Perform dry etching on the film to be etched using a mask
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
Pattern width and outermost in the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Each of the widths is larger than the mask width, and the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width is smaller than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
When the amount is smaller than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first sidewall protection film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
At a second temperature condition higher than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern by performing
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項4】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
大きいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大きい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも低い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
4. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising an etching step of performing dry etching on a film to be etched using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is larger than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is larger than the mask width. Greater than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
In the case where the amount is larger than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under a second pressure condition lower than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項5】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン 幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも大きいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大
きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも多い第2の排出量条
件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライン
パターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、か
つ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅と
ほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とする
ドライエッチング方法。
5. A plasma processing method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Perform dry etching on the film to be etched using a mask
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is larger than the pattern width of the second line pattern.
In this case, a sidewall protection gas is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
In the case where the amount is larger than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission condition that is greater than the first emission condition of the exhaust gas;
The first line by etching
If the pattern width of the pattern is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them substantially equal .
【請求項6】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群における最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも大き いと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも大きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多く、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量か
ら前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保護
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量か
ら前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保護
膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも高い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
6. A plasma processing apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Perform dry etching on the film to be etched using a mask
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
Pattern width and outermost in the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Width with not larger than either the mask width, the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width of the first line pattern is larger than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Larger than the amount of the first side wall protective film.
First sidewall protection obtained by subtracting the first etching amount from the first sidewall
Whether the effective amount of the film is the amount of the second side wall protective film
Second sidewall protection obtained by subtracting the second etching amount from the second sidewall
In the case where the amount is larger than the effective adhesion amount of the film, the adhesion amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
At a second temperature condition higher than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern by performing
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項7】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
小さいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大きい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも低い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
7. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising: an etching step of performing dry etching on a film to be etched using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is smaller than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is smaller than the mask width. Greater than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
If the amount is larger than the amount, the amount of the first sidewall protective film deposited and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under a second pressure condition lower than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項8】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも小さいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大
きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパタ ーン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも多い第2の排出量条
件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライン
パターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、か
つ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅と
ほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とする
ドライエッチング方法。
8. A plasma processing method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Perform dry etching on the film to be etched using a mask
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is larger than the pattern width of the second line pattern.
In this case, a sidewall protection gas is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Second etching patterns sidewalls of emissions is etched
If the amount is larger than the amount, the amount of the first sidewall protective film deposited and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission condition that is greater than the first emission condition of the exhaust gas;
The first line by etching
If the pattern width of the pattern is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them substantially equal .
【請求項9】 半導体集積回路を製造するため、プラズ
マを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行なう
エッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群における最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも小さいと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも大きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも高い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1 のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
9. A plasma processing method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
Perform dry etching on the film to be etched using a mask
A dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
Pattern width and outermost in the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Each of the widths is smaller than the mask width, and the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width of the first line pattern is larger than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
If the amount is larger than the amount, the amount of the first sidewall protective film deposited and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
At a second temperature condition higher than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項10】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
大きいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小さい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも低い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
10. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising: an etching step of performing dry etching on a film to be etched using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is larger than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is larger than the mask width. Smaller than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
If the amount is smaller than the amount, the amount of adhesion of the first sidewall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under a second pressure condition lower than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項11】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方 法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも大きいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小
さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも少ない第2の排出量
条件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライ
ンパターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、
かつ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅
とほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とす
ドライエッチング方法。
11. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
A dry etching how having the cormorants etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is smaller than the pattern width of the second line pattern.
In this case, the sidewall protection pattern is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
If the amount is smaller than the amount, the amount of adhesion of the first sidewall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission that is less than the first emission condition of the exhaust gas
By performing etching under the conditions, the first line
Pattern width is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also the mask width.
Characterized by including a step of substantially equal to
Dry etching method that.
【請求項12】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群に おける最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも大きいと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも小さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも多
く、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に側
壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも低い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
12. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
Dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
The outermost of definitive pattern width and the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Each of the widths is larger than the mask width, and the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width is smaller than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
More than the first etching amount where the sidewalls are etched.
And on the side wall of the pattern of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by wall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
If the amount is smaller than the amount, the amount of adhesion of the first sidewall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
In a second temperature condition lower than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern by performing
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項13】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
小さいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大きい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
護膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも低い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
13. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising an etching step of performing dry etching on a film to be etched by using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is smaller than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is smaller than the mask width. Greater than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
The effective amount of the protective film is the amount of the second sidewall protective film.
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount of the first protective film is larger than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under a second pressure condition lower than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項14】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも小さいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも大
きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記 第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
護膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも少ない第2の排出量
条件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライ
ンパターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、
かつ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅
とほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とす
ドライエッチング方法。
14. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
Dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is larger than the pattern width of the second line pattern.
In this case, a sidewall protection gas is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
The effective amount of the protective film is the amount of the second sidewall protective film.
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount of the first protective film is larger than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission that is less than the first emission condition of the exhaust gas
By performing etching under the conditions, the first line
Pattern width is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also the mask width.
Characterized by including a step of substantially equal to
Dry etching method that.
【請求項15】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群における最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも小さいと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも大きい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパタ ーン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
護膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも多い場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも低い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
15. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
Dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
Pattern width and outermost in the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Each of the widths is smaller than the mask width, and the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width of the first line pattern is larger than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Second etching patterns sidewalls of emissions is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
The effective amount of the protective film is the amount of the second sidewall protective film.
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount of the first protective film is larger than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
In a second temperature condition lower than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern by performing
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項16】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記エッチング膜に対して、前
記エッチング膜が収納されている真空チャンバー内に導
入する原料ガスの第1の圧力条件によりエッチングを行
なった際に、互いに接近して形成される複数のラインパ
ターンよりなるラインパターン群における内側に位置す
る第1のラインパターンのパターン幅及び前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置するラインパターン又
は前記ラインパターン群から孤立して形成される第2の
ラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よりも
小さいと共に、前記第1のラインパターンのパターン幅
が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小さい
場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
原料ガスの第1の圧力条件よりも低い第2の圧力条件で
エッチングを行なうことにより、前記第1のラインパタ
ーンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前
記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ
等しくなるようにする工程を含む ことを特徴とするドラ
イエッチング方法。
16. A dry etching method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising an etching step of performing dry etching on a film to be etched using plasma, wherein the etching step is performed before the etching film.
Into the vacuum chamber containing the etching film.
When the etching is performed under the first pressure condition of the incoming raw material gas, the pattern width of the first line pattern located inside the line pattern group including a plurality of line patterns formed close to each other and the line The pattern width of each of the outermost line patterns in the pattern group or the second line pattern formed separately from the line pattern group is smaller than the mask width, and the pattern width of the first line pattern is smaller than the mask width. Smaller than the pattern width of the second line pattern
In this case, the amount of the first sidewall protection film deposited on the pattern sidewall of the first line pattern by the sidewall protection gas is flat.
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
Effective adhesion amount of protection film, the adhesion amount of the second sidewall protective film
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount is smaller than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
Under a second pressure condition lower than the first pressure condition of the raw material gas
The first line pattern is etched by performing etching.
Pattern width is almost equal to the mask width and
The pattern width of the second line pattern is also substantially equal to the mask width.
A dry etching method characterized by including a step of making them equal .
【請求項17】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記エッチング膜が収納されている真空チャンバーから
排出する排出ガスの第1の排出量条件によりエッチング
を行なった際に、互いに接近して形成される複数のライ
ンパターンよりなるラインパターン群における内側に位
置する第1のラインパターンのパターン幅及び前記ライ
ンパターン群における最も外側に位置するラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される第
2のラインパターンのパターン幅がいずれもマスク幅よ
りも小さいと共に、前記第1のラインパターンのパター
ン幅が前記第2のラインパターンのパターン幅よりも小
さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
護膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等しくなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
排出ガスの第1の排出量条件よりも少ない第2の排出量
条件でエッチングを行なうことにより、前記第1のライ
ンパターンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、
かつ前記第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅
とほぼ等しくなるようにする工程を含むことを特徴とす
ドライエッチング方法。
17. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
Dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
From the vacuum chamber where the etching film is stored
Etching according to the first emission condition of exhaust gas to be exhausted
Multiple lines formed close to each other
In the line pattern group consisting of
The pattern width of the first line pattern to be
Outermost line pattern in the pattern group
Or a line formed in isolation from the line pattern group
The pattern width of both line patterns is the mask width
And the pattern of the first line pattern
Pattern width is smaller than the pattern width of the second line pattern.
In this case, the sidewall protection pattern is provided on the pattern sidewall of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
The effective amount of the protective film is the amount of the second sidewall protective film.
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount is smaller than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
The adhering amount and the second etching amount are almost equal.
As described above, for the film to be etched,
A second emission that is less than the first emission condition of the exhaust gas
By performing etching under the conditions, the first line
Pattern width is almost equal to the mask width,
The pattern width of the second line pattern is also the mask width.
Characterized by including a step of substantially equal to
Dry etching method that.
【請求項18】 半導体集積回路を製造するため、プラ
ズマを用いて被エッチング膜にドライエッチングを行な
うエッチング工程を備えたドライエッチング方法であっ
て、 前記エッチング工程は、前記被エッチング膜に対して、
前記被エッチング膜が保持されている試料台の第1の温
度条件によりエッチングを行なった際に、互いに接近し
て形成される複数のラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する第1のラインパターンの
パターン幅及び前記ラインパターン群における最も外側
に位置するラインパターン又は前記ラインパターン群か
ら孤立して形成される第2のラインパターンのパターン
幅がいずれもマスク幅よりも小さいと共に、前記第1の
ラインパターンのパターン幅が前記第2のラインパター
ンのパターン幅よりも小さい場合であって、 前記第1のラインパターンのパターン側壁に側壁保護ガ
スにより付着する第1の側壁保護膜の付着量が、プラズ
マ中のイオンにより前記第1のラインパターンのパター
ン側壁がエッチングされる第1のエッチング量よりも少
なく、かつ前記第2のラインパターンのパターン側壁に
側壁保護ガスにより付着する第2の側壁保護膜の付着量
が、プラズマ中のイオンにより前記第2のラインパター
ンのパターン側壁がエッチングされる第2のエッチング
量よりも少なく、さらに前記第1の側壁保護膜の付着量
から前記第1のエッチング量を差し引いた第1の側壁保
護膜の実効的付着量が、前記第2の側壁保護膜の付着量
から前記第2のエッチング量を差し引いた第2の側壁保
護膜の実効的付着量よりも少ない場合には、 前記第1の側壁保護膜の付着量と前記第1のエッチング
量とがほぼ等しくなると共に、前記第2の側壁保護膜の
付着量と前記第2のエッチング量とがほぼ等し くなるよ
うに、前記被エッチング膜に対して、あらためて、前記
試料台の第1の温度条件よりも高い第2の温度条件でエ
ッチングを行なうことにより、前記第1のラインパター
ンのパターン幅がマスク幅とほぼ等しくなり、かつ前記
第2のラインパターンのパターン幅もマスク幅とほぼ等
しくなるようにする工程を含むことを特徴とする ドライ
エッチング方法。
18. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising :
Perform dry etching on the film to be etched using
Dry etching method with an etching process
In the etching step, the film to be etched is
The first temperature of the sample stage on which the film to be etched is held
When etching is performed under different conditions,
Pattern consisting of multiple line patterns formed by
Of the first line pattern located inside the
Pattern width and outermost in the line pattern group
Line pattern or the line pattern group
Of the second line pattern formed in isolation from the
Each of the widths is smaller than the mask width, and the first
The pattern width of the line pattern is the second line pattern.
The width is smaller than the pattern width of the first line pattern.
The amount of the first sidewall protective film adhered by the
A pattern of the first line pattern by ions in the mask
Less than the first etching amount in which the sidewalls are etched.
And on the pattern side wall of the second line pattern
Amount of second sidewall protective film deposited by sidewall protective gas
Is the second line pattern due to ions in the plasma.
Etching in which the pattern sidewall of the pattern is etched
Less than the amount of the first sidewall protection film.
The first side wall thickness obtained by subtracting the first etching amount from
The effective amount of the protective film is the amount of the second sidewall protective film.
The second side wall thickness obtained by subtracting the second etching amount from the second side wall.
If the amount is smaller than the effective amount of the protective film, the amount of the first side wall protective film and the first etching
And the amount of the second side wall protective film is substantially equal.
Approximately equal Kunar deposition amount and the second amount of etching is
As described above, for the film to be etched,
At a second temperature condition higher than the first temperature condition of the sample stage,
The first line pattern by performing
Pattern width is substantially equal to the mask width, and
The pattern width of the second line pattern is also approximately equal to the mask width
A dry etching method comprising a step of making the etching easier.
【請求項19】 前記エッチング工程は、前記被エッチ
ング膜が保持されている試料台の近傍に形成されるシー
ス領域を前記試料台に向かって輸送されるプラズマ中の
イオンが前記シース領域の中性粒子との衝突により散乱
する確率が、前記原料ガスの圧力の平方根にほぼ比例す
るという関係を用いて、前記原料ガスの第2の圧力条件
を設定することにより、前記第1の側壁保護膜及び第2
の側壁保護膜がプラズマ中のイオンによりエッチングさ
れる量を制御する工程を含むことを特徴とする請求項
1、4、7、10、13又は16に記載のドライエッチ
ング方法。
19. The method according to claim 19, wherein the etching step comprises :
The probability that ions in plasma transported toward the sample stage in a sheath region formed in the vicinity of the sample stage in which the sealing film is held are scattered by collision with neutral particles in the sheath region, Almost proportional to the square root of gas pressure
Using the relationship of that, a second pressure condition of the raw material gas
By setting the first side wall protective film and the second side wall protective film,
Claims sidewall protective film is characterized in that it comprises a step of controlling the amount to be etched by the ions in the plasma
The dry etching method according to 1, 4, 7, 10, 13 or 16 .
【請求項20】 前記エッチング工程は、前記被エッチ
ング膜が保持されている試料台の近傍に形成されるシー
ス領域の幅が、前記原料ガスの圧力の1/3乗〜1/2
乗に逆比例するという関係、及び、プラズマ中のイオン
の前記試料台への入射エネルギーが前記シース領域の幅
の増加に伴って減少するという関係を用いて、前記原料
ガスの第2の圧力条件を設定することにより、前記第1
の側壁保護膜及び第2の側壁保護膜がプラズマ中のイオ
ンによりエッチングされる量を制御する工程を含むこと
を特徴とする請求項1、4、7、10、13又は16
記載のドライエッチング方法。
20. The etching step, wherein the etching is
The width of the sheath region formed in the vicinity of the sample stage where the film is held is 1/3 to 1/2 of the pressure of the source gas.
The second pressure condition of the source gas is obtained by using a relationship that the ratio is inversely proportional to the power and a relationship that the incident energy of ions in the plasma on the sample stage decreases as the width of the sheath region increases. By setting
17. The dry etching according to claim 1 , further comprising the step of controlling the amount of etching of the side wall protective film and the second side wall protective film by ions in the plasma. Method.
【請求項21】 前記エッチング工程は、前記試料台の
温度が高くなると、前記第1の側壁保護膜及び第2の側
壁保護膜を形成する側壁保護ラジカルの吸着率が低減す
るという関係を用いて、前記試料台の第2の温度条件を
設定することにより、前記第1の側壁保護膜及び第2の
側壁保護膜の付着量を制御する工程を含むことを特徴と
する請求項3、6、9、12、15又は18に記載のド
ライエッチング方法。
21. The etching step, comprising:
At higher temperatures, using the relationship that the adsorption rate of the side wall protective radicals for forming the first sidewall protective film and the second sidewall protective film is reduced, the sample stage of the second temperature condition
19. The method according to claim 3 , further comprising the step of controlling the amount of adhesion of the first side wall protective film and the second side wall protective film by setting. Etching method.
【請求項22】 前記被エッチング膜はリンがドーピン
グされた多結晶シリコン膜であり、前記原料ガスは塩素
ガスを含み、前記原料ガスの第2の圧力条件は 4〜10
Paであり、前記真空チャンバーから排出する排出ガス
の排出量は2000リットル/秒以上であることを特徴
とする請求項1、4、7、10、13又は16に記載の
ドライエッチング方法。
22. The film to be etched wherein phosphorus is doped.
The source gas is chlorine.
Gas, and the second pressure condition of the source gas is 4 to 10
Exhaust gas discharged from the vacuum chamber
Discharge rate is over 2000 liters / sec.
The dry etching method according to claim 1, 4, 7, 10, 13 , or 16 .
【請求項23】 前記被エッチング膜はリンがドーピン
グされた多結晶シリコン膜であり、前記原料ガスは塩素
ガスを含み、前記真空チャンバー内にはSiCl 4 から
なる側壁保護ラジカルが10〜25sccm導入され、
前記原料ガスの第2の圧力条件は0.5〜10Paであ
り、前記真空チャンバーから排出する排出ガスの排出量
は800〜2000リットル/秒であることを特徴とす
る請求項1、4、7、10、13又は16に記載のドラ
イエッチング方法。
23. The film to be etched wherein phosphorus is doped.
The source gas is chlorine.
It includes a gas, in the vacuum chamber from SiCl 4
10-25 sccm are introduced,
The second pressure condition of the source gas is 0.5 to 10 Pa.
Of the exhaust gas discharged from the vacuum chamber
Is characterized in that it is 800-2000 liters / sec.
17. The dry etching method according to claim 1, 4, 7, 10, 13 , or 16 .
【請求項24】 前記被エッチング膜はリンがドーピン
グされた多結晶シリコン膜であり、前記原料ガスは塩素
ガスを含み、前記試料台の第2の温度条件は前記第2の
側壁保護膜の付着量に応じて0〜80℃の間で変化させ
ることを特徴とする請求項3、6、9、12、15又は
18に記載のドライエッチング方法。
24. The film to be etched is doped with phosphorus.
The source gas is chlorine.
Gas, and the second temperature condition of the sample stage is the second temperature condition.
Change between 0 and 80 ° C according to the amount of the sidewall protective film deposited
Claims 3, 6, 9, 12, 15 or
19. The dry etching method according to 18 .
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