JP3260044B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング方法
に係わり、特にクロム、モリブデン、タングステン系膜
のドライエッチング方法に関する。
に係わり、特にクロム、モリブデン、タングステン系膜
のドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、透明なガラス基板上、或い
は、石英基板上にクロム系膜を堆積して、これをパタ−
ニングしたフォトマスクが用いられている。クロム系膜
は、光の遮光性が高く、硬く、基板に対して密着性が良
いためにマスク材に使用した場合、耐久性があり、繰り
返し洗って使えるなど優れた特性を持つことが知られて
いる。しかし、ドライエッチングによるパタ−ン形成が
難しく、主にウェットエッチングによるパタ−ン形成が
用いられてきた。
は、石英基板上にクロム系膜を堆積して、これをパタ−
ニングしたフォトマスクが用いられている。クロム系膜
は、光の遮光性が高く、硬く、基板に対して密着性が良
いためにマスク材に使用した場合、耐久性があり、繰り
返し洗って使えるなど優れた特性を持つことが知られて
いる。しかし、ドライエッチングによるパタ−ン形成が
難しく、主にウェットエッチングによるパタ−ン形成が
用いられてきた。
【０００３】次にこの方法と問題点について説明する。
通常のリソグラフィ−技術を用いてクロム系膜上に所望
のパタ−ンのレジスト膜を形成し、そのレジストをマス
クに第二硝酸セリウムアンモニウム溶液等のエッチング
液を用いてクロム系膜のパタ−ン形成を行う。ところが
ウェットエッチングによるパタ−ン形成の場合、基板に
気泡が付着することよりパタ−ンの欠損が発生する問題
や、エッチングが等方的に進むためにレジストパタ−ン
と出来上がったクロム系膜のパタ−ンの間に変換差が生
じ、サブミクロン以下の微細なパタ−ンを形成するのが
非常に難しい問題があった。また、パタ−ンの角部が丸
くなる問題が存在した。
通常のリソグラフィ−技術を用いてクロム系膜上に所望
のパタ−ンのレジスト膜を形成し、そのレジストをマス
クに第二硝酸セリウムアンモニウム溶液等のエッチング
液を用いてクロム系膜のパタ−ン形成を行う。ところが
ウェットエッチングによるパタ−ン形成の場合、基板に
気泡が付着することよりパタ−ンの欠損が発生する問題
や、エッチングが等方的に進むためにレジストパタ−ン
と出来上がったクロム系膜のパタ−ンの間に変換差が生
じ、サブミクロン以下の微細なパタ−ンを形成するのが
非常に難しい問題があった。また、パタ−ンの角部が丸
くなる問題が存在した。
【０００４】そこで、塩素系ガスを用いたドライエッチ
ングによるパタ−ン形成（特開昭５８−１６８２３５、
特開昭５８−１５３３３３、特開平３−３３８４８）が
試みられているが、十分なエッチングレ−トは得られな
いという問題があった。また、塩素、二酸化窒素、一酸
化炭素等のガスは腐食性があり、毒性があるため、これ
らのガスを使用する際、取扱いが厄介であるという問題
もあった。さらに、クロム膜を十分な選択比で選択エッ
チングすることができない等の問題があった。
ングによるパタ−ン形成（特開昭５８−１６８２３５、
特開昭５８−１５３３３３、特開平３−３３８４８）が
試みられているが、十分なエッチングレ−トは得られな
いという問題があった。また、塩素、二酸化窒素、一酸
化炭素等のガスは腐食性があり、毒性があるため、これ
らのガスを使用する際、取扱いが厄介であるという問題
もあった。さらに、クロム膜を十分な選択比で選択エッ
チングすることができない等の問題があった。
【０００５】また、シリコン酸化膜上に堆積したモリブ
デン、タングステン等のドライエッチングに関しても、
塩素系、弗素系ガスを用いたドライエッチングが検討さ
れているが、モリブデン、タングステンの酸化シリコン
に対するエッチング選択比が小さいという問題があっ
た。
デン、タングステン等のドライエッチングに関しても、
塩素系、弗素系ガスを用いたドライエッチングが検討さ
れているが、モリブデン、タングステンの酸化シリコン
に対するエッチング選択比が小さいという問題があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のウェットエッチングによるパタ−ン形成方法におい
ては、気泡の付着によるパタ−ン欠陥が発生する問題
や、パタ−ン変換差が生じるためにサブミクロン以下の
微細なパタ−ンを形成することが難しい問題があった。
来のウェットエッチングによるパタ−ン形成方法におい
ては、気泡の付着によるパタ−ン欠陥が発生する問題
や、パタ−ン変換差が生じるためにサブミクロン以下の
微細なパタ−ンを形成することが難しい問題があった。
【０００７】また、従来のドライエッチングによるパタ
−ン形成方法においては、十分なエッチング速度やエッ
チング選択比が得られない問題や、塩素、二酸化窒素、
一酸化炭素等の腐食性があり、毒性があるガスを使用す
るために取扱いが厄介である問題があった。
−ン形成方法においては、十分なエッチング速度やエッ
チング選択比が得られない問題や、塩素、二酸化窒素、
一酸化炭素等の腐食性があり、毒性があるガスを使用す
るために取扱いが厄介である問題があった。
【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、上記エッチング速度やエッチング選択比等の問
題点を解決した周期律表第６Ａ族元素を主成分とする膜
のドライエッチング方法を提供することを目的とする。
であり、上記エッチング速度やエッチング選択比等の問
題点を解決した周期律表第６Ａ族元素を主成分とする膜
のドライエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために本発明は、基板上に周期律表第６Ａ族の元素を主
成分とする膜を形成する工程と、窒素と酸素の化合物及
び酸素と水素の化合物を含むガスを用いて、前記周期律
表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をドライエッチング
することを特徴とするドライエッチング方法を提供す
る。
ために本発明は、基板上に周期律表第６Ａ族の元素を主
成分とする膜を形成する工程と、窒素と酸素の化合物及
び酸素と水素の化合物を含むガスを用いて、前記周期律
表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をドライエッチング
することを特徴とするドライエッチング方法を提供す
る。
【００１０】また本発明は、基板上に周期律表第６Ａ族
の元素を主成分とする膜を形成する工程と、窒素、酸
素、水素を含み、かつハロゲンを含まないガスを用い
て、前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をド
ライエッチングすることを特徴とするドライエッチング
方法を提供する。
の元素を主成分とする膜を形成する工程と、窒素、酸
素、水素を含み、かつハロゲンを含まないガスを用い
て、前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をド
ライエッチングすることを特徴とするドライエッチング
方法を提供する。
【００１１】また本発明は、基板上に周期律表第６Ａ族
の元素を主成分とする膜を形成する工程と、窒素、酸素
を含むガスを前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とす
る膜に供給し、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒素、及
び酸素からなる化合物を形成して、前記周期律表第６Ａ
族の元素を主成分とする膜をドライエッチングすること
を特徴とするドライエッチング方法を提供する。
の元素を主成分とする膜を形成する工程と、窒素、酸素
を含むガスを前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とす
る膜に供給し、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒素、及
び酸素からなる化合物を形成して、前記周期律表第６Ａ
族の元素を主成分とする膜をドライエッチングすること
を特徴とするドライエッチング方法を提供する。
【００１２】ここで、上記した本発明の好ましい態様は
以下の通りである。 （１）前記窒素と酸素の化合物はＮＯ2 であること。 （２）前記窒素と酸素の化合物を、Ｏ2 とＮ2 の混合ガ
スをプラズマ化して形成すること。
以下の通りである。 （１）前記窒素と酸素の化合物はＮＯ2 であること。 （２）前記窒素と酸素の化合物を、Ｏ2 とＮ2 の混合ガ
スをプラズマ化して形成すること。
【００１３】（３）前記酸素と水素の化合物は水（Ｈ2
Ｏ）であること。 （４）前記窒素、酸素を含み、かつハロゲンを含まない
ガスに対してさらに水素を含ませること。
Ｏ）であること。 （４）前記窒素、酸素を含み、かつハロゲンを含まない
ガスに対してさらに水素を含ませること。
【００１４】（５）前記窒素、酸素を含むガスに対して
さらに水素を含ませ、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒
素、及び酸素からなる化合物を水和物として形成するこ
と。 （６）前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜
は、クロム膜若しくはクロム酸化膜であること。
さらに水素を含ませ、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒
素、及び酸素からなる化合物を水和物として形成するこ
と。 （６）前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜
は、クロム膜若しくはクロム酸化膜であること。
【００１５】（７）前記周期律表第６Ａ族の元素を主成
分とする膜は、タングステン膜若しくはモリブデン膜で
あること。 （８）前記窒素、酸素を含み、かつハロゲンを含まない
ガスは、窒素と酸素の化合物及び酸素と水素の化合物を
含むガスであること。 （９）前記窒素、酸素を含むガスに対してさらに水素を
含ませたガスは、窒素と酸素の化合物及び酸素と水素の
化合物を含むガスであること。
分とする膜は、タングステン膜若しくはモリブデン膜で
あること。 （８）前記窒素、酸素を含み、かつハロゲンを含まない
ガスは、窒素と酸素の化合物及び酸素と水素の化合物を
含むガスであること。 （９）前記窒素、酸素を含むガスに対してさらに水素を
含ませたガスは、窒素と酸素の化合物及び酸素と水素の
化合物を含むガスであること。
【００１６】
【作用】従来、周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする
膜、特にクロム系膜は蒸気圧が高い化合物を作りにくい
ことからドライエッチングにおけるエッチング速度が低
い問題があったが、本発明者らが鋭意検討を重ねたとこ
ろ、上記族の元素を主成分とする膜、特にクロム系膜の
窒素酸化物は蒸気圧が高く、塩素系ガスを使用しなくて
も十分高いエッチングレ−トが得られることを見出だし
た。
膜、特にクロム系膜は蒸気圧が高い化合物を作りにくい
ことからドライエッチングにおけるエッチング速度が低
い問題があったが、本発明者らが鋭意検討を重ねたとこ
ろ、上記族の元素を主成分とする膜、特にクロム系膜の
窒素酸化物は蒸気圧が高く、塩素系ガスを使用しなくて
も十分高いエッチングレ−トが得られることを見出だし
た。
【００１７】そこで、本発明のドライエッチング方法に
よれば、窒素、酸素を含むガスを上記族の元素を主成分
とする膜、特にクロム系膜に供給し、上記族の元素、窒
素、及び酸素からなる化合物を形成することにより、該
膜をドライエッチングすることができる。これにより、
エッチング速度が高く、欠陥がないクロム系膜等のパタ
−ン形成が可能となる。
よれば、窒素、酸素を含むガスを上記族の元素を主成分
とする膜、特にクロム系膜に供給し、上記族の元素、窒
素、及び酸素からなる化合物を形成することにより、該
膜をドライエッチングすることができる。これにより、
エッチング速度が高く、欠陥がないクロム系膜等のパタ
−ン形成が可能となる。
【００１８】また、本発明によるドライエッチング方法
を、クロム系膜以外の周期律表第６Ａ族の元素を主成分
とする膜、例えばモリブデン、タングステン系膜等のエ
ッチングに用いた場合、下地膜、例えばシリコン酸化膜
とモリブデン、タングステン膜との間のエッチング選択
比を非常に大きくとることが可能である。
を、クロム系膜以外の周期律表第６Ａ族の元素を主成分
とする膜、例えばモリブデン、タングステン系膜等のエ
ッチングに用いた場合、下地膜、例えばシリコン酸化膜
とモリブデン、タングステン膜との間のエッチング選択
比を非常に大きくとることが可能である。
【００１９】さらにまた、上記した窒素、酸素を含むガ
スに対してさらに水素を含ませることにより、上記周期
律表第６Ａ族の元素、窒素、及び酸素からなる化合物を
水和物として形成すれば、よりエッチング速度を高くし
て上記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をパタ
−ン形成することが可能となる。
スに対してさらに水素を含ませることにより、上記周期
律表第６Ａ族の元素、窒素、及び酸素からなる化合物を
水和物として形成すれば、よりエッチング速度を高くし
て上記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜をパタ
−ン形成することが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明によるドライエッチング方法の
実施例を図面を参照しながら説明する。 （実施例１）まず、図１（ａ）に示すように、石英基板
１１上にスパッタ法によりクロム膜１２を５００Ａ（オ
ングストロ−ム。以下も同じ。）、クロム等のタ−ゲッ
トとＯ2 ガスを用いた反応性スパッタ法によりクロム酸
化膜１３を５００Ａを形成する。この上に通常のレジス
ト１４を約１μｍ形成し、これを選択的に露光、現像し
て図１（ｂ）に示すレジストパタ−ン１４を形成する。
ここで、クロムの酸化膜１２は、レジストを露光する
時、クロム膜１１からの反射光を抑制して高い精度のパ
タ−ニングを行うための反射防止膜の役割をする。
実施例を図面を参照しながら説明する。 （実施例１）まず、図１（ａ）に示すように、石英基板
１１上にスパッタ法によりクロム膜１２を５００Ａ（オ
ングストロ−ム。以下も同じ。）、クロム等のタ−ゲッ
トとＯ2 ガスを用いた反応性スパッタ法によりクロム酸
化膜１３を５００Ａを形成する。この上に通常のレジス
ト１４を約１μｍ形成し、これを選択的に露光、現像し
て図１（ｂ）に示すレジストパタ−ン１４を形成する。
ここで、クロムの酸化膜１２は、レジストを露光する
時、クロム膜１１からの反射光を抑制して高い精度のパ
タ−ニングを行うための反射防止膜の役割をする。
【００２１】次に、図２に示したエッチング装置に上記
基板１１をセットして、クロム膜１２とクロム酸化膜１
３のエッチングを行う。図２に示すように、このエッチ
ング装置の反応容器（エッチング室）２０の内部には試
料台２１が設置され、この試料台２１の上に試料２２
（ここでは石英基板１１。）がセットされる。
基板１１をセットして、クロム膜１２とクロム酸化膜１
３のエッチングを行う。図２に示すように、このエッチ
ング装置の反応容器（エッチング室）２０の内部には試
料台２１が設置され、この試料台２１の上に試料２２
（ここでは石英基板１１。）がセットされる。
【００２２】また、２３はオゾナイザ−（ガス励起部）
であり、このオゾナイザ−２３の中の電極（図示せ
ず。）に高電圧が印加されることにより、酸素ガスと窒
素ガス等が励起されてオゾンと窒素酸化物が生ずる。２
４ａ、２４ｂはガス導入管であり、これらのガス導入管
２４ａ、２４ｂの中をそれぞれ酸素ガスと窒素ガスが流
れ、オゾナイザ−２３の中で混合される。
であり、このオゾナイザ−２３の中の電極（図示せ
ず。）に高電圧が印加されることにより、酸素ガスと窒
素ガス等が励起されてオゾンと窒素酸化物が生ずる。２
４ａ、２４ｂはガス導入管であり、これらのガス導入管
２４ａ、２４ｂの中をそれぞれ酸素ガスと窒素ガスが流
れ、オゾナイザ−２３の中で混合される。
【００２３】オゾナイザ−２３と反応容器２０との間に
はガス導入管２５が設けられ、オゾナイザ−２３におい
て生じたオゾンと窒素酸化物がガス導入管２５を通っ
て、シャワ−ヘッド２６から反応容器２０の内部に供給
される。２７は反応容器２０の内部のガスを排気する排
気管である。
はガス導入管２５が設けられ、オゾナイザ−２３におい
て生じたオゾンと窒素酸化物がガス導入管２５を通っ
て、シャワ−ヘッド２６から反応容器２０の内部に供給
される。２７は反応容器２０の内部のガスを排気する排
気管である。
【００２４】図３は、上記エッチング装置を用いて、原
料ガスである酸素と窒素の混合比を変化させた場合のク
ロム膜、クロム酸化膜のエッチング速度を示す特性図で
ある。反応容器２０内の圧力は１０１．３×１０3 Ｐａ
で、オゾンガス濃度が８ｖｏｌ％になるようにオゾナイ
ザ−２３の電極に印加するパワ−を調整した。この時の
窒素酸化物濃度は、イオンクロマトグラフにより定量し
た。クロム膜、クロム酸化膜のエッチング速度は、窒素
混入量が０の時にはエッチングが起こらないが、窒素混
入量が０．６％以上の場合には、５００Ａ／ｍｉｎのエ
ッチングレ−トでそれぞれエッチングできた。また、こ
の時、窒素ガスを水の中でバブリングし、バブリングガ
スを励起せずに直接反応容器２０内に供給することによ
り、水を５００ｐｐｍ供給すると、窒素混入量が０．６
％以上の場合に、クロム膜、クロム酸化膜のエッチング
速度が７００Ａ／ｍｉｎになった。
料ガスである酸素と窒素の混合比を変化させた場合のク
ロム膜、クロム酸化膜のエッチング速度を示す特性図で
ある。反応容器２０内の圧力は１０１．３×１０3 Ｐａ
で、オゾンガス濃度が８ｖｏｌ％になるようにオゾナイ
ザ−２３の電極に印加するパワ−を調整した。この時の
窒素酸化物濃度は、イオンクロマトグラフにより定量し
た。クロム膜、クロム酸化膜のエッチング速度は、窒素
混入量が０の時にはエッチングが起こらないが、窒素混
入量が０．６％以上の場合には、５００Ａ／ｍｉｎのエ
ッチングレ−トでそれぞれエッチングできた。また、こ
の時、窒素ガスを水の中でバブリングし、バブリングガ
スを励起せずに直接反応容器２０内に供給することによ
り、水を５００ｐｐｍ供給すると、窒素混入量が０．６
％以上の場合に、クロム膜、クロム酸化膜のエッチング
速度が７００Ａ／ｍｉｎになった。
【００２５】このようなエッチングのメカニズムは明ら
かでないが、クロム、クロム酸化物は、硝酸クロム、硝
酸クロムの水和物（例えば、９水和物）等としてエッチ
ングされていると考えられる。
かでないが、クロム、クロム酸化物は、硝酸クロム、硝
酸クロムの水和物（例えば、９水和物）等としてエッチ
ングされていると考えられる。
【００２６】以上述べたエッチング方法により、クロム
膜１２とクロム酸化膜１３は等方的にエッチングされ、
図１（ｃ）に示すような形状に加工される。その後、レ
ジストパタ−ン１４を除去すると、パタ−ン変換差はあ
るが、図１（ｄ）に示すようにパタ−ン欠損のない信頼
性の高いクロム系膜のパタ−ンを形成することができ
た。
膜１２とクロム酸化膜１３は等方的にエッチングされ、
図１（ｃ）に示すような形状に加工される。その後、レ
ジストパタ−ン１４を除去すると、パタ−ン変換差はあ
るが、図１（ｄ）に示すようにパタ−ン欠損のない信頼
性の高いクロム系膜のパタ−ンを形成することができ
た。
【００２７】なお、上記したように、反応容器２０内に
水をオゾンと窒素酸化物とともに供給すれば、クロム膜
１２とクロム酸化膜１３のエッチング速度が向上し、よ
り高速なパタ−ニングが可能となる。
水をオゾンと窒素酸化物とともに供給すれば、クロム膜
１２とクロム酸化膜１３のエッチング速度が向上し、よ
り高速なパタ−ニングが可能となる。
【００２８】また、上記実施例において、オゾナイザ−
２３の代わりにマイクロ波等によるプラズマ発生装置を
用い、酸素ガスと窒素ガスを原料ガスとして用いて、こ
れらのガスを該プラズマ発生装置により励起して反応容
器２０内に供給した場合にも、同様にクロム、クロム酸
化物をエッチングすることができた。
２３の代わりにマイクロ波等によるプラズマ発生装置を
用い、酸素ガスと窒素ガスを原料ガスとして用いて、こ
れらのガスを該プラズマ発生装置により励起して反応容
器２０内に供給した場合にも、同様にクロム、クロム酸
化物をエッチングすることができた。
【００２９】（実施例２）まず、図４（ａ）に示すよう
に、石英基板１１上にクロム膜１２、クロム酸化膜１
３、レジスト１４を順次形成し、レジスト１４をリソグ
ラフィ−技術を用いてパタ−ニングする。ここまでは、
上記実施例１の図１（ａ）、（ｂ）に示した工程と同様
の工程である。
に、石英基板１１上にクロム膜１２、クロム酸化膜１
３、レジスト１４を順次形成し、レジスト１４をリソグ
ラフィ−技術を用いてパタ−ニングする。ここまでは、
上記実施例１の図１（ａ）、（ｂ）に示した工程と同様
の工程である。
【００３０】次に、図５に示した平行平板型エッチング
装置に上記基板１１をセットして、レジストパタ−ン１
４をマスクとしてクロム膜１２、クロム酸化膜１３をエ
ッチングする。
装置に上記基板１１をセットして、レジストパタ−ン１
４をマスクとしてクロム膜１２、クロム酸化膜１３をエ
ッチングする。
【００３１】図５に示すように、このエッチング装置の
反応容器（エッチング室）３０の内部には陰極を兼ねた
試料台３１が設置され、この試料台３１の上に試料３４
（ここでは石英基板１１。）がセットされる。
反応容器（エッチング室）３０の内部には陰極を兼ねた
試料台３１が設置され、この試料台３１の上に試料３４
（ここでは石英基板１１。）がセットされる。
【００３２】また、３２は１３．５６ＭＨｚの高周波電
源であり、陰極を兼ねた試料台３１に電気的に接続され
て、試料台３１に対して高周波電力を印加できる構成と
なっている。一方、反応容器３０は接地されており、後
述する陽極を兼ねたシャワ−ヘッド３７も同様に接地さ
れた状態となっている。３３は、陰極を兼ねた試料台３
１と反応容器３０との間を絶縁するために設けられたス
ペーサーである。
源であり、陰極を兼ねた試料台３１に電気的に接続され
て、試料台３１に対して高周波電力を印加できる構成と
なっている。一方、反応容器３０は接地されており、後
述する陽極を兼ねたシャワ−ヘッド３７も同様に接地さ
れた状態となっている。３３は、陰極を兼ねた試料台３
１と反応容器３０との間を絶縁するために設けられたス
ペーサーである。
【００３３】３５ａ及び３５ｂは、それぞれ二酸化窒素
（ＮＯ2 ）ガス2 及び窒素（Ｎ2 ）ガスを通すガス導入
管であり、これらのガス導入管３５ａ、３５ｂは合流し
て、ガス導入管３６を介して反応容器３０に接続されて
いる。ガス導入管３６から供給されるガスはシャワ−ヘ
ッド３７を通じて反応容器３０の内部に供給される。３
８は反応容器２０の内部のガスを排気する排気管であ
る。
（ＮＯ2 ）ガス2 及び窒素（Ｎ2 ）ガスを通すガス導入
管であり、これらのガス導入管３５ａ、３５ｂは合流し
て、ガス導入管３６を介して反応容器３０に接続されて
いる。ガス導入管３６から供給されるガスはシャワ−ヘ
ッド３７を通じて反応容器３０の内部に供給される。３
８は反応容器２０の内部のガスを排気する排気管であ
る。
【００３４】以上のように構成されたエッチング装置に
おいて、ＮＯ2 ガス2 及びＮ2 ガスを反応容器３０の内
部に供給し、これらのガスを高周波電源３２からの高周
波電力による放電によってプラズマ化する。このように
プラズマ化されたガスによりクロム膜、クロム酸化膜は
エッチングされる。
おいて、ＮＯ2 ガス2 及びＮ2 ガスを反応容器３０の内
部に供給し、これらのガスを高周波電源３２からの高周
波電力による放電によってプラズマ化する。このように
プラズマ化されたガスによりクロム膜、クロム酸化膜は
エッチングされる。
【００３５】本実施例では、エッチング条件としてＮＯ
2 ガス流量を１００ｓｃｃｍ、Ｎ2ガス流量を１００ｓ
ｃｃｍ、圧力を１Ｐａ、高周波印加電力を５００ワット
に設定して、クロム膜１２、クロム酸化膜１３をエッチ
ングした。クロム膜１２とクロム酸化膜１３のエッチン
グ速度は、それぞれ１５００Ａ／ｍｉｎ、１７００Ａ／
ｍｉｎであった。この結果、図４（ａ）に示すような形
状にクロム膜１２とクロム酸化膜１３はエッチングされ
た。その後、レジストパタ−ン１４を除去すると、パタ
−ン変換差のない微細なクロム系膜のパタ−ンを形成す
ることができた（図４（ｂ））。
2 ガス流量を１００ｓｃｃｍ、Ｎ2ガス流量を１００ｓ
ｃｃｍ、圧力を１Ｐａ、高周波印加電力を５００ワット
に設定して、クロム膜１２、クロム酸化膜１３をエッチ
ングした。クロム膜１２とクロム酸化膜１３のエッチン
グ速度は、それぞれ１５００Ａ／ｍｉｎ、１７００Ａ／
ｍｉｎであった。この結果、図４（ａ）に示すような形
状にクロム膜１２とクロム酸化膜１３はエッチングされ
た。その後、レジストパタ−ン１４を除去すると、パタ
−ン変換差のない微細なクロム系膜のパタ−ンを形成す
ることができた（図４（ｂ））。
【００３６】ここでは、ＮＯ2 ガスとＮ2 ガスによるエ
ッチングについて述べたが、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスを用い
ても同様な効果が得られた。また、上記実施例において
はレジストをマスクにクロム系膜をエッチングしたが、
上記エッチング方法によるクロム系膜とレジストとのエ
ッチング選択比は小さく、このためレジストの代わりに
シリコン酸化膜をエッチングマスクとして用いるとより
好ましい。この場合、クロム膜、クロム酸化膜上にスパ
ッタ法によりシリコン酸化膜を堆積し、このシリコン酸
化膜上にレジストパタ−ンを設け、このレジストパタ−
ンをマスクとして弗素系ガスにより上記シリコン酸化膜
をエッチングし、この後、該シリコン酸化膜をマスクと
して上記方法によりクロム系膜をエッチングすると良
い。
ッチングについて述べたが、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスを用い
ても同様な効果が得られた。また、上記実施例において
はレジストをマスクにクロム系膜をエッチングしたが、
上記エッチング方法によるクロム系膜とレジストとのエ
ッチング選択比は小さく、このためレジストの代わりに
シリコン酸化膜をエッチングマスクとして用いるとより
好ましい。この場合、クロム膜、クロム酸化膜上にスパ
ッタ法によりシリコン酸化膜を堆積し、このシリコン酸
化膜上にレジストパタ−ンを設け、このレジストパタ−
ンをマスクとして弗素系ガスにより上記シリコン酸化膜
をエッチングし、この後、該シリコン酸化膜をマスクと
して上記方法によりクロム系膜をエッチングすると良
い。
【００３７】（実施例３）まず、図６（ａ）に示すよう
に、Ｓｉ基板６１の表面にソ−ス、ドレインとなる拡散
層６１ａを形成し、この拡散層６１ａを含むＳｉ基板６
１上にプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６２を形
成する。次に、このシリコン酸化膜５２に上記ソ−ス、
ドレインとなる拡散層６１ａに通ずるコンタクトホ−ル
６３を形成し、このコンタクトホ−ル６３底部の拡散層
６１ａ表面にチタンシリサイド膜６４を選択的に形成す
る。チタンシリサイド膜６４は、公知のスパッタ法やＣ
ＶＤ法等により形成する。
に、Ｓｉ基板６１の表面にソ−ス、ドレインとなる拡散
層６１ａを形成し、この拡散層６１ａを含むＳｉ基板６
１上にプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜６２を形
成する。次に、このシリコン酸化膜５２に上記ソ−ス、
ドレインとなる拡散層６１ａに通ずるコンタクトホ−ル
６３を形成し、このコンタクトホ−ル６３底部の拡散層
６１ａ表面にチタンシリサイド膜６４を選択的に形成す
る。チタンシリサイド膜６４は、公知のスパッタ法やＣ
ＶＤ法等により形成する。
【００３８】次に、図６（ｂ）に示すように、コンタク
トホ−ル６３の内部にタングステン膜６５を選択成長さ
せる。原料ガスとしてはＷＦ6 とＳｉＨ4 を用い、堆積
条件は、堆積温度を２００℃、圧力を２０Ｐａに設定し
た。この時、コンタクトホ−ル６３以外のシリコン酸化
膜６２上にも部分的にタングステン粒６５ａが成長し
た。
トホ−ル６３の内部にタングステン膜６５を選択成長さ
せる。原料ガスとしてはＷＦ6 とＳｉＨ4 を用い、堆積
条件は、堆積温度を２００℃、圧力を２０Ｐａに設定し
た。この時、コンタクトホ−ル６３以外のシリコン酸化
膜６２上にも部分的にタングステン粒６５ａが成長し
た。
【００３９】引き続き、図６（ｃ）に示すように、この
試料を図２に示すエッチング装置を用いてエッチングし
た結果、シリコン酸化膜６２上に部分的に成長したタン
グステン粒６５ａをエッチング除去することができた。
原料ガスとしては窒素混入量１％の酸素ガスを用い、エ
ッチング条件は、圧力を１０１．３×１０3 Ｐａに設定
した。また、オゾンガス濃度が８ｖｏｌ％になるように
オゾナイザ−２３の電極に印加するパワ−を調整した。
この条件で１分間行った。タングステン粒６５ａとシリ
コン酸化膜６２との選択比は、１００以上あった。
試料を図２に示すエッチング装置を用いてエッチングし
た結果、シリコン酸化膜６２上に部分的に成長したタン
グステン粒６５ａをエッチング除去することができた。
原料ガスとしては窒素混入量１％の酸素ガスを用い、エ
ッチング条件は、圧力を１０１．３×１０3 Ｐａに設定
した。また、オゾンガス濃度が８ｖｏｌ％になるように
オゾナイザ−２３の電極に印加するパワ−を調整した。
この条件で１分間行った。タングステン粒６５ａとシリ
コン酸化膜６２との選択比は、１００以上あった。
【００４０】比較例として、従来の弗素系ガス（ＳＦ6
又はＣＦ4 ）を用いてプラズマエッチングした時の状態
を図７（ａ）に示す。タングステン粒６５ａとシリコン
酸化膜６２との選択比が１と小さいために、タングステ
ン粒６５ａはエッチング除去できるが、タングステン粒
６５ａ周囲のシリコン酸化膜６２がえぐれ、その表面に
凹凸部６２ａが生じてしまう。このため、その上に、第
１層目の配線となるＡｌ膜を形成し、このＡｌ膜を配線
形状にパタ−ニングする場合、凹凸部６２ａにＡｌのエ
ッチング残りが生じる問題があった。
又はＣＦ4 ）を用いてプラズマエッチングした時の状態
を図７（ａ）に示す。タングステン粒６５ａとシリコン
酸化膜６２との選択比が１と小さいために、タングステ
ン粒６５ａはエッチング除去できるが、タングステン粒
６５ａ周囲のシリコン酸化膜６２がえぐれ、その表面に
凹凸部６２ａが生じてしまう。このため、その上に、第
１層目の配線となるＡｌ膜を形成し、このＡｌ膜を配線
形状にパタ−ニングする場合、凹凸部６２ａにＡｌのエ
ッチング残りが生じる問題があった。
【００４１】最後に、図６（ｃ）の工程で残置せしめた
タングステン膜６５上に第１層目の配線となるＡｌ膜を
形成し、このＡｌ膜を配線形状にパタ−ニングすること
により、図７（ｂ）に示すように、第１層目のＡｌ配線
６６を形成する。
タングステン膜６５上に第１層目の配線となるＡｌ膜を
形成し、このＡｌ膜を配線形状にパタ−ニングすること
により、図７（ｂ）に示すように、第１層目のＡｌ配線
６６を形成する。
【００４２】以上のように、本発明によるドライエッチ
ング方法を用いれば、タングステン粒をシリコン酸化膜
に対して高選択比でエッチングできるために、高い信頼
性の配線を形成することができる。
ング方法を用いれば、タングステン粒をシリコン酸化膜
に対して高選択比でエッチングできるために、高い信頼
性の配線を形成することができる。
【００４３】なお、本実施例においては、ソ−ス、ドレ
イン拡散層に通ずるコンタクトホ−ル内部に選択的にタ
ングステン膜を形成する方法について述べたが、第１層
目のＡｌ配線と第２層目のＡｌ配線を接続するビアホ−
ル内部に選択的にタングステン膜を形成する場合にも、
本発明は適用できることは言うまでもない。
イン拡散層に通ずるコンタクトホ−ル内部に選択的にタ
ングステン膜を形成する方法について述べたが、第１層
目のＡｌ配線と第２層目のＡｌ配線を接続するビアホ−
ル内部に選択的にタングステン膜を形成する場合にも、
本発明は適用できることは言うまでもない。
【００４４】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されることはない。例えば、上記
実施例においては、クロム、酸化クロム、及びタングス
テンのエッチングについて述べたが、これに限られるこ
とはなく、酸化タングステン、モリブデン、酸化モリブ
デンのエッチングに関しても、本発明は同様の効果があ
る。
明は上記実施例に限定されることはない。例えば、上記
実施例においては、クロム、酸化クロム、及びタングス
テンのエッチングについて述べたが、これに限られるこ
とはなく、酸化タングステン、モリブデン、酸化モリブ
デンのエッチングに関しても、本発明は同様の効果があ
る。
【００４５】また、窒素と酸素の化合物として、ＮＯ2
の他にＮＯ、Ｎ2 Ｏ、Ｎ2 Ｏ5 等を用いることが可能で
ある。さらに、窒素と酸素の化合物を形成する方法は、
上記実施例に限られず、他のプラズマソ−ス、例えばＥ
ＣＲ、ヘリコン等を用いることができる。さらにまた、
光や電子ビ−ム等による励起方法も用いることができ
る。
の他にＮＯ、Ｎ2 Ｏ、Ｎ2 Ｏ5 等を用いることが可能で
ある。さらに、窒素と酸素の化合物を形成する方法は、
上記実施例に限られず、他のプラズマソ−ス、例えばＥ
ＣＲ、ヘリコン等を用いることができる。さらにまた、
光や電子ビ−ム等による励起方法も用いることができ
る。
【００４６】さらに、酸素と水素の化合物として、Ｈ2
Ｏの他にＨ2 Ｏ2 等を用いることが可能である。また、
これらの化合物はＨ2 とＯ2 の混合ガスを反応させて形
成することも可能である。さらに、上記実施例において
は、上記ガスを励起せずに直接反応容器に導入したが、
上記各実施例に示した励起方法により励起して、励起し
たガスを上記反応容器に導入することも可能である。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することが可能である。
Ｏの他にＨ2 Ｏ2 等を用いることが可能である。また、
これらの化合物はＨ2 とＯ2 の混合ガスを反応させて形
成することも可能である。さらに、上記実施例において
は、上記ガスを励起せずに直接反応容器に導入したが、
上記各実施例に示した励起方法により励起して、励起し
たガスを上記反応容器に導入することも可能である。そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によるドライエッチング方法によ
れば、周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜を、高
いエッチング速度、高いエッチング選択比でエッチング
することが可能であり、欠陥のないパタ−ンを容易に形
成することが可能となる。
れば、周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜を、高
いエッチング速度、高いエッチング選択比でエッチング
することが可能であり、欠陥のないパタ−ンを容易に形
成することが可能となる。
【図１】 本発明によるドライエッチング方法の一実施
例を示す工程断面図。
例を示す工程断面図。
【図２】 図１に係わる実施例方法に用いたエッチング
装置の概略断面図。
装置の概略断面図。
【図３】 酸素と窒素の混合比を変化させた場合のクロ
ム膜、クロム酸化膜のエッチング速度を示す特性図。
ム膜、クロム酸化膜のエッチング速度を示す特性図。
【図４】 本発明によるドライエッチング方法の他の実
施例を示す工程断面図。
施例を示す工程断面図。
【図５】 図４に係わる実施例方法に用いたエッチング
装置の概略断面図。
装置の概略断面図。
【図６】 本発明によるドライエッチング方法のさらに
他の実施例を示す工程断面図。
他の実施例を示す工程断面図。
【図７】 図６に係わる実施例方法に対する比較例及び
図６に続く工程断面図。
図６に続く工程断面図。
１１：石英基板 １２：クロム膜 １３：クロム酸化膜 １４：レジスト ２０：反応容器（エッチング室） ２１：試料台 ２２：試料 ２３：オゾナイザ− ２４ａ、２４ｂ、２５：ガス導入管 ２６：シャワ−ヘッド ２７：排気管 ３０：反応容器（エッチング室） ３１：試料台（陰極） ３２：高周波電源 ３３：スペーサー ３４：試料 ３５ａ、３５ｂ、３６：ガス導入管 ３７：シャワ−ヘッド（陽極） ３８：排気管 ６１：Ｓｉ基板 ６１ａ：ソ−ス、ドレインとなる拡散層 ６２：シリコン酸化膜 ６２ａ：凹凸部 ６３：コンタクトホ−ル ６４：チタンシリサイド膜 ６５：タングステン膜 ６５ａ：タングステン粒 ６６：Ａｌ配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−196828（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−174705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−136966（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−295232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に周期律表第６Ａ族の元素を主成
分とする膜を形成する工程と、窒素と酸素の化合物及び
酸素と水素の化合物を含むガスを用いて、前記周期律表
第６Ａ族の元素を主成分とする膜をドライエッチングす
ることを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】 前記窒素と酸素の化合物はＮＯ2 である
ことを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方
法。 - 【請求項３】 前記窒素と酸素の化合物を、Ｏ2 とＮ2
の混合ガスをプラズマ化して形成することを特徴とする
請求項１記載のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記酸素と水素の化合物は水（Ｈ2 Ｏ）
であることを特徴とする請求項１記載のドライエッチン
グ方法。 - 【請求項５】 基板上に周期律表第６Ａ族の元素を主成
分とする膜を形成する工程と、窒素、酸素を含み、かつ
ハロゲンを含まないガスを用いて、前記周期律表第６Ａ
族の元素を主成分とする膜をドライエッチングすること
を特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項６】 前記窒素、酸素を含み、かつハロゲンを
含まないガスに対してさらに水素を含ませることを特徴
とする請求項５記載のドライエッチング方法。 - 【請求項７】 基板上に周期律表第６Ａ族の元素を主成
分とする膜を形成する工程と、窒素、酸素を含むガスを
前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分とする膜に供給
し、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒素、及び酸素から
なる化合物を形成して、前記周期律表第６Ａ族の元素を
主成分とする膜をドライエッチングすることを特徴とす
るドライエッチング方法。 - 【請求項８】 前記窒素、酸素を含むガスに対してさら
に水素を含ませ、前記周期律表第６Ａ族の元素、窒素、
及び酸素からなる化合物を水和物として形成することを
特徴とする請求項７記載のドライエッチング方法。 - 【請求項９】 前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分と
する膜は、クロム膜若しくはクロム酸化膜であることを
特徴とする請求項１、５、又は７記載のドライエッチン
グ方法。 - 【請求項１０】 前記周期律表第６Ａ族の元素を主成分
とする膜は、タングステン膜若しくはモリブデン膜であ
ることを特徴とする請求項１、５、又は７記載のドライ
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23392994A JP3260044B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23392994A JP3260044B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892769A JPH0892769A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3260044B2 true JP3260044B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16962823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23392994A Expired - Fee Related JP3260044B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260044B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7887637B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-02-15 | Tokyo Electron Limited | Method for cleaning treatment chamber in substrate treating apparatus and method for detecting endpoint of cleaning |
| JP5282512B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-09-04 | 大日本印刷株式会社 | クロム膜のパターニング方法 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23392994A patent/JP3260044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0892769A (ja) | 1996-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |