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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Landscapes
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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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