JPH03248530A - 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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- JPH03248530A JPH03248530A JP4676690A JP4676690A JPH03248530A JP H03248530 A JPH03248530 A JP H03248530A JP 4676690 A JP4676690 A JP 4676690A JP 4676690 A JP4676690 A JP 4676690A JP H03248530 A JPH03248530 A JP H03248530A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野）
本発明は、タングステン膜をドライエツチングするドラ
イエツチング方法に関する。
イエツチング方法に関する。
〈従来の技術）
シンクロトロン放射リソグラフィー技術の進展に伴い、
高精度なパターンを有するＸ線マスクの要求が高まって
いる。
高精度なパターンを有するＸ線マスクの要求が高まって
いる。
従来のＸ線マスクは、メンブレンに窒化ケイ素［Ｓｉ３
Ｎ４］または炭化ケイ素［Ｓ ｉ Ｃｌ等を用いるとと
もに、メンブレン上に形成するパターンにタングステン
［Ｗ］やタンタル［Ｔａ１等のＸ線吸収体を用いていた
。
Ｎ４］または炭化ケイ素［Ｓ ｉ Ｃｌ等を用いるとと
もに、メンブレン上に形成するパターンにタングステン
［Ｗ］やタンタル［Ｔａ１等のＸ線吸収体を用いていた
。
前記Ｘ線吸収体にタングステンを用いてＸ線マスクのパ
ターンを形成するには、スパッタ法等により前記メンブ
レン上にタングステン膜を形成する。さらにタングステ
ン膜上にエツチングマスクパターンを形成する。エツチ
ングマスクパターンはケイ素酸化物等を用いる。次に四
塩化炭素［ＣＣ１ａ］等に塩素系エツチングガスまたは
六フッ化イオウ［ＳＦ６］等のフッ素系エツチングガス
でタングステン膜をドライエツチングして、Ｘ線マスク
のパターンを形成した。
ターンを形成するには、スパッタ法等により前記メンブ
レン上にタングステン膜を形成する。さらにタングステ
ン膜上にエツチングマスクパターンを形成する。エツチ
ングマスクパターンはケイ素酸化物等を用いる。次に四
塩化炭素［ＣＣ１ａ］等に塩素系エツチングガスまたは
六フッ化イオウ［ＳＦ６］等のフッ素系エツチングガス
でタングステン膜をドライエツチングして、Ｘ線マスク
のパターンを形成した。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、従来の塩素系エツチングガスでタングス
テン膜をドライエツチングした場合には、選択比（＝［
タングステンのエツチング速度］／［エツチングマスク
パターンのエツチング速度］）がおよそ２になる。よっ
て、エツチングマスクパターンがエツチングされて細っ
てしまうので、タングステン膜を高精度にエツチング加
工することが困難であった。
テン膜をドライエツチングした場合には、選択比（＝［
タングステンのエツチング速度］／［エツチングマスク
パターンのエツチング速度］）がおよそ２になる。よっ
て、エツチングマスクパターンがエツチングされて細っ
てしまうので、タングステン膜を高精度にエツチング加
工することが困難であった。
またフッ素系エツチングガスでタングステン膜をエツチ
ングした場合には、エツチングしたタングステン膜にア
ンダーカットが生じるので、タングステン膜を高精度に
寸法制御してエツチングすることが困難であった。
ングした場合には、エツチングしたタングステン膜にア
ンダーカットが生じるので、タングステン膜を高精度に
寸法制御してエツチングすることが困難であった。
本発明は、上記した課題を解決する為に成されたもので
、寸法制御性に優れたドライエツチング方法を提供する
ことを目的とする。
、寸法制御性に優れたドライエツチング方法を提供する
ことを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、上記目的を達成する為に成された方法で、塩
素と酸素とにより成る混合気体をエツチングガスに用い
て、タングステン膜をドライエツチングする方法である
。
素と酸素とにより成る混合気体をエツチングガスに用い
て、タングステン膜をドライエツチングする方法である
。
また、前記ドライエツチングにおいて、ケイ素酸化物で
形成したエツチングマスクを用いる方法である。
形成したエツチングマスクを用いる方法である。
く作用〉
上記したドライエツチング方法は、塩素と酸素とにより
成る混合気体をエツチングガスに用いたことにより、塩
素がイオン化してタングステン膜と反応し、タングステ
ン膜を異方性エツチングする。それとともに、酸素が塩
素イオンによるエツチングマスクのエツチングを抑制す
る。よって、ドライエツチング時のエツチングマスクの
膜減りを低減する。
成る混合気体をエツチングガスに用いたことにより、塩
素がイオン化してタングステン膜と反応し、タングステ
ン膜を異方性エツチングする。それとともに、酸素が塩
素イオンによるエツチングマスクのエツチングを抑制す
る。よって、ドライエツチング時のエツチングマスクの
膜減りを低減する。
また、エツチングマスクをケイ素酸化物で形成したこと
により、前記エツチングガスに対するエツチング耐性が
向上して、選択比を高める。
により、前記エツチングガスに対するエツチング耐性が
向上して、選択比を高める。
〈実施例〉
本発明のドライエツチング方法の一実施例を説明する。
このドライエツチング方法は、エツチング装置に反応性
イオンエツチング装置または反応性イオンビームエツチ
ング装置等を用いる。エツチングガスは、塩素［ＣＩ２
］と酸素［０２］との混合気体を用いる。またタングス
テン［Ｗ］膜のエツチングマスクは、ケイ素酸化物［５
ｉ０２］膜で形成する。５ｉ０２膜はエツチング耐性を
高める為に高密度に形成することが望ましい。
イオンエツチング装置または反応性イオンビームエツチ
ング装置等を用いる。エツチングガスは、塩素［ＣＩ２
］と酸素［０２］との混合気体を用いる。またタングス
テン［Ｗ］膜のエツチングマスクは、ケイ素酸化物［５
ｉ０２］膜で形成する。５ｉ０２膜はエツチング耐性を
高める為に高密度に形成することが望ましい。
そして、前記装置に前記エツチングガスを導入して活性
化し、Ｗ！Ｉをドライエツチングする。
化し、Ｗ！Ｉをドライエツチングする。
次に前記ドライエツチング方法により、平行平板電極型
反応性イオンエツチング装置でＷ膜をドライエツチング
する場合を第１図により説明する。
反応性イオンエツチング装置でＷ膜をドライエツチング
する場合を第１図により説明する。
図に示す平行平板電極型反応性イオンエツチング装置１
１は、ガス導入口１２より前記エツチングガス［Ｃ１２
＋０２ ］を反応室１３に導入して所定圧力に保つ。
１は、ガス導入口１２より前記エツチングガス［Ｃ１２
＋０２ ］を反応室１３に導入して所定圧力に保つ。
次に、前記反応室１３内の平行平板電極１４．１５に高
周波電力を印加し、エツチングガス中の塩素を活性化し
て塩素イオンビームする。塩素イオンＣ１は、平行平板
電極１５側に引き寄せられて、平行平板電極１５上の試
料２１の表面に衝突する。この時試料２１のＷ膜２２の
表面温度が上昇し、塩素イオンＣ１とＷ膜２２とが反応
してタングステン塩化物［Ｗ Ｃ１ｘ ］を生成する。
周波電力を印加し、エツチングガス中の塩素を活性化し
て塩素イオンビームする。塩素イオンＣ１は、平行平板
電極１５側に引き寄せられて、平行平板電極１５上の試
料２１の表面に衝突する。この時試料２１のＷ膜２２の
表面温度が上昇し、塩素イオンＣ１とＷ膜２２とが反応
してタングステン塩化物［Ｗ Ｃ１ｘ ］を生成する。
そしてＷＣＩＸがＷＷＩ２２より脱離して、Ｗ膜２２を
エツチングする。
エツチングする。
一方、エツチングガス中に含まれる酸素は、その容積混
合比によって、前記塩素イオンＣ１−と酸素０２との衝
突頻度を調節して、塩素イオンＣＩ−の衝突エネルギー
を調節する。
合比によって、前記塩素イオンＣ１−と酸素０２との衝
突頻度を調節して、塩素イオンＣＩ−の衝突エネルギー
を調節する。
即ち、塩素イオンＣ１の衝突エネルギーは、Ｗ膜２２の
Ｗ原子間の結合エネルギーより大きく、５ｉ０２膜２３
のケイ素原子と酸素原子との結合エネルギーより小さく
なる様にする。
Ｗ原子間の結合エネルギーより大きく、５ｉ０２膜２３
のケイ素原子と酸素原子との結合エネルギーより小さく
なる様にする。
よって、塩素イオンＣＩは５ｉ０２膜２３に衝突しても
はじき飛ばされて、反応しない、よって塩素イオンＣＩ
−による５ｉ０２膜の膜減りを防止する。
はじき飛ばされて、反応しない、よって塩素イオンＣＩ
−による５ｉ０２膜の膜減りを防止する。
次に前記平行平板電極型イオンエツチング装置１１を用
いて、高選択比（例えば選択比が８以上）エツチングを
行う０２の容積混合比を検討する。
いて、高選択比（例えば選択比が８以上）エツチングを
行う０２の容積混合比を検討する。
試料は、Ｗ膜試料と５ｉ０２膜試料とを用いる。
次にＷ膜試料の製作方法を説明する。
まず、タングステンスパッタ法を用いて、シリコン基板
上にＷ膜を十分な厚さに形成する。この時のタングステ
ンスパッタ条件は、アルゴン［Ａｒｌガスを用いて、ス
パッタ室圧力が０．６７ｋＰａ、ＲＦパワーが２．５ｋ
ｉｌである。さらに酸化膜スパッタ法を用いて、前記Ｗ
膜上にＳ ｉ ０２膜を十分な厚さに形成する。この時
の酸化膜スパッタ条件は、Ａｒガスを用いて、スパッタ
室圧力が０．６７ｋＰａ、ＲＦパワーが０．６に−であ
る。次にホトリソグラフィー技術とエツチング技術とを
用いて、前記５ｉＯｚ膜でエッチングマスクパターンヲ
形成し、Ｗ膜試料を製作する。
上にＷ膜を十分な厚さに形成する。この時のタングステ
ンスパッタ条件は、アルゴン［Ａｒｌガスを用いて、ス
パッタ室圧力が０．６７ｋＰａ、ＲＦパワーが２．５ｋ
ｉｌである。さらに酸化膜スパッタ法を用いて、前記Ｗ
膜上にＳ ｉ ０２膜を十分な厚さに形成する。この時
の酸化膜スパッタ条件は、Ａｒガスを用いて、スパッタ
室圧力が０．６７ｋＰａ、ＲＦパワーが０．６に−であ
る。次にホトリソグラフィー技術とエツチング技術とを
用いて、前記５ｉＯｚ膜でエッチングマスクパターンヲ
形成し、Ｗ膜試料を製作する。
また、５ｉＯｚ膜試料は、酸化膜スパッタ法により、シ
リコン基板上に５ｉ０２膜を十分な厚さに形成して製作
する。
リコン基板上に５ｉ０２膜を十分な厚さに形成して製作
する。
そして光学式膜厚測定機（大日本スクリーン社製ナノス
ペック）により５ｉ０２膜の膜厚を測定する。
ペック）により５ｉ０２膜の膜厚を測定する。
次に、前記平行平板電極型反応性イオンエツチング装置
１１を用いて、前記Ｗ膜試料と前記Ｓ ｉ ０２ サン
プルとを夫々にエツチングする。
１１を用いて、前記Ｗ膜試料と前記Ｓ ｉ ０２ サン
プルとを夫々にエツチングする。
エツチング条件は、エツチングガスが塩素と酸素との混
合気体で、エツチングガス流量を１９ｓｃｃｍにする。
合気体で、エツチングガス流量を１９ｓｃｃｍにする。
また電極は、直径２０ｃ■の平行平板型電極で、電極間
距離を１０ｃ脂にして、ＲＦパワーを２００Ｗにする。
距離を１０ｃ脂にして、ＲＦパワーを２００Ｗにする。
さらに反応室１３の圧力は２．５Ｐａにする。
また、エツチングガス中に占める酸素の容積混合比は、
０％より７０％まで１０％ずつ変えて、夫々の酸素の容
積混合比でエツチングを行う。
０％より７０％まで１０％ずつ変えて、夫々の酸素の容
積混合比でエツチングを行う。
エツチングしたＷ膜試料は、５％フッ化水素酸水溶液で
、５ｉ０２膜で形成したエツチングマスクパターンを除
去する。その後、エツチングされたＷ膜とエツチングさ
れないＷ膜との段差を触針式表面形状測定機（ランクテ
ーラーホブソン社製タリステップ）により測定し、その
値をエツチング時間で除してエツチング速度を求めた。
、５ｉ０２膜で形成したエツチングマスクパターンを除
去する。その後、エツチングされたＷ膜とエツチングさ
れないＷ膜との段差を触針式表面形状測定機（ランクテ
ーラーホブソン社製タリステップ）により測定し、その
値をエツチング時間で除してエツチング速度を求めた。
それを第２図中Ｏ印で示す。
一方、エツチングしたＳ ｉ ０２膜試料は、エツチン
グ後のＳｉＯ２膜を光学式膜厚測定機により測定する。
グ後のＳｉＯ２膜を光学式膜厚測定機により測定する。
そして、エツチング前の５ｉＯｚの膜厚測定値とエツチ
ング後のＳｉＯ２の膜厚測定値との差をエツチング時間
で除して、エツチング速度を求めた。それを第２図中Δ
印で示す。
ング後のＳｉＯ２の膜厚測定値との差をエツチング時間
で除して、エツチング速度を求めた。それを第２図中Δ
印で示す。
また、選択比は、各酸素の容積混合比における、Ｗ膜の
エツチング速度をＳｉＯ２膜のエツチング速度で除して
求めた。それを第２図中口印で示す。
エツチング速度をＳｉＯ２膜のエツチング速度で除して
求めた。それを第２図中口印で示す。
第２図は、左縦軸がエツチング速度を示し、右縦軸が選
択比を示す、また横軸がエツチングガスに占める酸素の
容積混合比を示す。
択比を示す、また横軸がエツチングガスに占める酸素の
容積混合比を示す。
第２図に示す如く、酸素の容積混合比が４８％以上６５
％以下のときに選択比が８％以上になる。そして、酸素
の容積混合比が６０％のときに選択比は１４になり最大
になる。
％以下のときに選択比が８％以上になる。そして、酸素
の容積混合比が６０％のときに選択比は１４になり最大
になる。
一方、酸素の容積混合比が４８％より少なくなると、塩
素イオンの衝突エネルギーが大きくなって、５ｉ０２膜
のエツチング速度が大きくなる。
素イオンの衝突エネルギーが大きくなって、５ｉ０２膜
のエツチング速度が大きくなる。
またＷ膜のエツチング速度は５ｉ０２膜のエツチング速
度の変化より小さい。よって選択比は小さくなる。
度の変化より小さい。よって選択比は小さくなる。
また、酸素の容積混合比が６５％より大きくなると、塩
素イオンは酸素と衝突し易くなるので、Ｗ膜に到達した
ときにはエネルギーが小さくなる。
素イオンは酸素と衝突し易くなるので、Ｗ膜に到達した
ときにはエネルギーが小さくなる。
よってＷ膜のエツチング速度が大きく低下するので選択
比が小さくなる。
比が小さくなる。
従って、Ｗ膜のエツチング寸法を高精度に形成するには
、酸素の容積混合比を４８％以上６５％以下にすること
が良い。
、酸素の容積混合比を４８％以上６５％以下にすること
が良い。
上記説明では、平行平板電極型反応性イオンエツチング
装置の場合について説明したが、ヘキソード型、三電極
型、マグネトロン型等の反応性イオンエツチング装置お
よび反応性イオンビームエツチング装置にも同様にして
、塩素と酸素との混合気体より成るエツチングガスを用
いることにより、Ｗ膜を高選択比にエツチングできる。
装置の場合について説明したが、ヘキソード型、三電極
型、マグネトロン型等の反応性イオンエツチング装置お
よび反応性イオンビームエツチング装置にも同様にして
、塩素と酸素との混合気体より成るエツチングガスを用
いることにより、Ｗ膜を高選択比にエツチングできる。
〈発明の効果〉
以上、説明したように本発明によれば、塩素と酸素との
混合気体をエツチングガスに用い、エツチングマスクを
ケイ素酸化物で形成して、タングステン膜をドライエツ
チングしたので、高選択比エツチングができる。よって
、寸法精度に極めて優れたタングステン膜のエツチング
加工ができる。
混合気体をエツチングガスに用い、エツチングマスクを
ケイ素酸化物で形成して、タングステン膜をドライエツ
チングしたので、高選択比エツチングができる。よって
、寸法精度に極めて優れたタングステン膜のエツチング
加工ができる。
第１図は、ドライエツチング方法の説明図、第２図は、
エツチングガスの特性説明図である。 ２２・・・タングステン［Ｗ］膜。 ２３・・・ケイ素酸化物［ＳｉＯ２］膜。 Ｃ１２・・・塩素、 ＣＩ・・・塩素イオン。 ＷＣＩＸ・・・タングステン塩化物。 ０２・・・酸素。
エツチングガスの特性説明図である。 ２２・・・タングステン［Ｗ］膜。 ２３・・・ケイ素酸化物［ＳｉＯ２］膜。 Ｃ１２・・・塩素、 ＣＩ・・・塩素イオン。 ＷＣＩＸ・・・タングステン塩化物。 ０２・・・酸素。
Claims (2)
- （１）ドライエッチング方法であって、 塩素と酸素とにより成る混合気体をエッチングガスに用
いて、タングステン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。 - （２）前記タングステン膜をドライエッチングする際に
形成するエッチングマスクは、ケイ素酸化物で形成した
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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4676690A JPH03248530A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4676690A JPH03248530A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248530A true JPH03248530A (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=12756457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4676690A Pending JPH03248530A (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03248530A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005191182A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2016139792A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-08-04 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 異方性タングステンエッチングのための方法および装置 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP4676690A patent/JPH03248530A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005191182A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2016139792A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-08-04 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 異方性タングステンエッチングのための方法および装置 |
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