JPH01134929A

JPH01134929A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH01134929A
Application number: JP29267187A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nonaka; 幹男野中
Original assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1989-05-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はレジストの灰化方法を改良したドライエツチン
グ方法に関する。

（従来の技術）半導体集積回路の製造に際しては、ドライエツチング装
置が使用されている。このドライエツチング装置のうち
プラズマ分離形マイクロ波プラズマエツチング装置とし
て第１図に示されたものが知られている。この装置にお
いて、真空容器１内には、被処理物２を収容する回転可
能な載置棚３が設けられ、載置棚３は下面にシャフト４
が取付けられた支持台５の上に載置されている。シャフ
ト４の下端は真空容器１の下面を貫通し、支持台５を回
転させるモータ６に連結されている。上記真空容器１の
側壁にはガス導入管１０が接続され、その途中には、プ
ラズマ発生装置１１が介挿されている。このプラズマ発
生装置１１は、放電管１２と、その外側に配置した導波
管１３からなり、この導波管１３を介してマイクロ波が
供給され、放電管１２内を流れるガスをプラズマ化させ
る。

また、真空容器１の反対側にはガス排出管１４が接続さ
れており、その先端には真空ポンプが連結されている。

このような構成のエツチング装置において、ガス導入管
１０を介して反応性ガスとして酸素ガスを供給すると、
プラズマ発生装置１１によりガスプラズマが発生し、反
応性ガス中に酸素ラジカルが生成され、真空容器１内の
被処理物に対してエツチングが行われる。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように反応性ガスに酸素ガスだけを用いた場合
には、レヂストのエツチング速度が低くなり、第９図に
示したように、被処理物２０のパ・ターン２１の中央部
に残留物２２が残るという難点があった。また、ボデ形
レジストのエツチング速度の増加および残留物の除去を
するために反応性ガスにフレオンガスを添加した場合に
は、ポジ形レジストの下地がエツチングされてしまうと
いう問題があった。

そこで、本発明の目的は、エツチング速度の向上を図か
れるとともに被処理物の残留物を除去できるようにした
ドライエツチング方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の骨子は、酸素ガスから成る第１のガスと、炭素
原子、酸素原子および水素原子のうち２種類以上の原子
を含む第２のガスとを混合し、これを活性化させてプラ
ズマを誘起させ、そのプラズマを被処理物に作用させる
ことを特徴とするものである。

（作　用）本発明においては上記のように第１ガスとして酸素ガス
を用い、第２ガスとして炭素原子、酸素原子および水素
原子のうち２種類以上の原子を含むガスを用い、これら
を混合して使用しているので、エツチングしようとする
レジストに残留物が生ずることなく、しかも高速のエツ
チング速度が得られる。また、被処理物の下地がエツチ
ングされることはない。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明において使用されるドライエツチング装
置を例示したもので、真空容器１内には多数枚の被処理
物（ウェハ）２が載置棚３上に載置されている。載置棚
３は下面にシャフト４が取付けられた支持台５上に載置
されている。シャフト４の下端は真空容器１の下面を貫
通し、支持台５を回転させるモータ６に連結されている
。

載置棚３には熱板７が組込まれ、そのリード線は支持台
５およびシャフト４を通して電源８に接続されている。

真空容器１の側壁に開口するガス導入管１０の途中には
、プラズマ発生装置１１が介挿されている。このプラズ
マ発生装置１１は放電管１２と、その外側に配置した導
波管１３からなり、この導波管１３を介して高周波電力
が供給され、放電管１２内に流れるガスをプラズマ化さ
せる。また、真空容器１には、ガス導入管１０の反対側
に、ガス排出管１４が接続されており、その先端には真
空ポンプ（図示せず）が連結されている。

このような構成のエツチング装置において、第１ガスと
第２ガスは、混合ガスとしてガス導入管１０より矢符Ａ
のように導入され、石英製の放電管１２内で導波管１３
からのマイクロ波Ｂを印加されることによりプラズマを
発生させる。発生したプラズマはガス導入管１０を通し
て被処理物２の表面に導かれる。

次に、被処理物２として、第２図に例示するように、シ
リコン基板２３の上面に熱酸化法により１．０００オン
グストロ一ム程度の熱酸化膜２４を形成し、この熱酸化
膜の表面に減圧気相成長法により多結晶シリコン２５を
約４，０００オングストローム堆積させ、ポジ型レジス
ト２６で膜厚１．２μ程度のマスクを形成した後、平行
平板型プラズマエツチング装置で多結晶シリコン２５を
エツチングしたものを用いた例につき説明する。

まず、載置棚５に被処理物２を載置し、真空ポンプを作
動させてガス排気管１４より真空容器１内の真空排気を
行う。続いて、載置棚３をモータ６により６ｒｐｍで回
転させながら、圧力１００ｐａ１マイクロ波出力８００
Ｗの条件下でポジ型レジスト２６のエツチング（アッシ
ング）を行った。

この際、ガス導入管１０からは、第１ガスとして酸素ガ
スを、また第２ガスとしてアルコールを矢符Ａのように
プラズマ発生装置１１の放電管１２内に導入し、導波管
１３からマイクロ波Ｂを照射してガスプラズマを発生さ
せた。このガスプラズマを真空容器１内に導入し、被処
理物２上のレジスト２６のエツチングを行った。

その結果、第３図〜第４図に示す実験結果が得られた。

第３図は酸素ガス（第１ガス）に対し、アルコール（第
２ガス）が占める割合い（分圧）を変化させた場合のポ
ジ型レジストのエツチング速度を示したものである。こ
の図より、アルコールの占める割合いが０％つまり酸素
ガスだけのときのエツチング速度に対して、アルコール
を含有することによってエツチング速度が大幅に増加す
ることが明らかであり、アルコールの占める割合が約５
％のとき、エツチング速度は極大値を示す。

反応性ガスとして酸素ガスだけを使用したときには、ポ
ジ型レジスト２６が完全に除去できないことが認められ
ているが、第１ガスにアルコールを添加した本発明の場
合には、レジストは完全に除去された。

また、本発明では反応性ガスにフレオンを用いていない
ので、レジストの下地である熱酸化膜２４および多結晶
シリコン２５は全くエツチングされなかった。

第４図は酸素ガスに対するアルコール含有量を５％とし
、被処理物２の加熱温度を変化させた場合のエツチング
速度を示したものである。同図より、加熱温度が上がる
ほどエツチング速度が上昇することが認められる。

このように本発明によれば、酸素ガスとアルコールとを
混合した反応性ガスを用いることによって、レジスト２
６のエツチング速度の増加および完全除去が達成される
。また、被処理物２を加熱することによってエツチング
速度を更に増加させることができる。

なお、本発明方法において使用されるドライエツチング
装置は前記実施例に限定されるものではなく、例えば第
５図ないし第８図に示す装置でもよい。

第５図において、真空容器３０の上部にはガス分散管３
１が設けられ、エツチングガスを真空容器３０内に均一
に導入する。このガス分散管３１の他端側にはガス導入
管１０を介してプラズマ発生装置１１が連結されている
。また、真空容器３０の底部にはマニホールド３２を介
してガス排気管１４が接続されている。

第６図に示す例では、放電室３４は真空容器３５に直結
されており、この放電室には導波管３６を通してマイク
ロ波Ｂが照射され、プラズマを発生させる。放電室３４
の外側には２個のコイル３７．３８が配置され、また被
処理物２の下方には永久磁石３９が配置されてミラー磁
場を形成している。

第７図の例では、真空容器４０内に、被処理物２の上下
に一対の電極４１．４２が配置されており、これらの電
極には高周波電源４３が接続されている。

第８図の例では、真空容器４５内に、被処理物２を垂直
に多段に載置する載置棚３が設けられており、また、真
空容器４５の外側には上下に電極４１．４２が設けられ
、これらの電極には高周波電源４３が接続されている。

なお、上記実施例においては、アルコールを反応性ガス
を使用する例について述べたが、これに限らずケトン、
エーテル、アセトン、エステル、水等に対しても同様な
効果が得られる。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明のドライエツチング方法によれば
、を機高分子膜からなるレジストの灰化を迅速に、かつ
完全に行うことができる。また、フッ素をふくむガスを
使用していないので、下地のエツチングは防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用されるエツチング装置の概
略構成図、第２図は被処理物の拡大断面図、第３図はエ
ツチングガス混合比とエツチング速度の関係を示すグラ
フ、第４図は加熱温度に対するエツチング速度の関係を
示すグラフ、第５図ないし第８図は本発明において使用
されるエツチング装置の他の実施例を示す概略構成図、
第９図は従来の方法を説明する被処理物の拡大断面図で
ある。１．３０．４０・・・真空容器、２，２０・・・被処理
物（ウェハ）、３・・・載置棚、４・・・シャフト、５
・・・支持台、６・・・モータ、７・・・熱板、８・・
・電源、１０・・・ガス導入管、１１・・・プラズマ発
生装置、１２・・・放電管、１３．３６・・・導波管、
１４・・・ガス排出管、２２・・・残留物、２３・・・
シリコン基板、２４・・・熱酸化膜、２５・・・多結晶
シリコン、２６・・・レジスト、３１・・・ガス分散管
、３２・・・マニホールド、３４・・・放電室、３７．
３８・・・コイル、３９・・・永久磁石、４１．４２・
・・電極、４３・・・高周波電源。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄活　ｌ　図孔２図酸＃か−スに対マロアルコールの分圧（％）処３図活４図

Claims

【特許請求の範囲】１、反応性ガスを活性化する手段を有する真空容器内の
載置棚上に被処理物を載置し、活性化されたガスで前記
被処理物をエッチングする方法において、第１のガスと
して酸素ガスを使用し、第２のガスとして炭素原子、酸
素原子および水素原子のうち２種類以上の原子を含有す
るガスを使用し、これらのガスを混合して被処理物に作
用させることを特徴とするドライエッチング方法。２、ガスを活性化する手段が放電室分離型ケミカルドラ
イエッチング装置であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のドライエッチング方法。３、ガスを活性化する手段が高周波励起によるバレルタ
イプのプラズマエッチング装置であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のドライエッチング方法。４、ガスを活性化する手段が高周波励起による平行平板
型のプラズマエッチング装置であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のドライエッチング方法。５、被処理物を加熱した状態で反応ガスに接触させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
ずれかに記載のドライエッチング方法。６、第２のガスが水蒸気、アセトン、アルコール、ケト
ン、エーテル、エステルのうちのいずれかであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
かに記載のドライエッチング方法。７、第２のガスがアルコールであり、第１のガスに対す
る第２のガスの分圧がほぼ５％であることを特徴とする
特許請求の範囲第６項記載のドライエッチング方法。