JPH04214625A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH04214625A JPH04214625A JP40181090A JP40181090A JPH04214625A JP H04214625 A JPH04214625 A JP H04214625A JP 40181090 A JP40181090 A JP 40181090A JP 40181090 A JP40181090 A JP 40181090A JP H04214625 A JPH04214625 A JP H04214625A
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Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置等の製造工程
における二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜のドライエッチ
ング方法に関する。
における二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜のドライエッチ
ング方法に関する。
【０００２】本発明は磁場供給型（マグネトロン）エッ
チャを用いてＳｉＯ２膜をエッチングする方法として，
反応生成物の堆積の少ない， かつエッチング量の分
布のよいエッチング方法として利用できる。
チャを用いてＳｉＯ２膜をエッチングする方法として，
反応生成物の堆積の少ない， かつエッチング量の分
布のよいエッチング方法として利用できる。
【０００３】
【従来の技術】従来のＳｉＯ２膜のエッチング条件は，
例えばつぎのようである。 従来例では，反応生成物の堆積量がエッチング量よ
り大きくなるプロセスであり，１．０ μｍ以下のコン
タクトホールのエッチングにおいては急激にエッチング
レートが低下し，エッチングが進まなくなる。いわゆる
マイクロローディング効果が顕著となる。
例えばつぎのようである。 従来例では，反応生成物の堆積量がエッチング量よ
り大きくなるプロセスであり，１．０ μｍ以下のコン
タクトホールのエッチングにおいては急激にエッチング
レートが低下し，エッチングが進まなくなる。いわゆる
マイクロローディング効果が顕著となる。
【０００４】図３（Ａ），（Ｂ） はマイクロローディ
ング効果を説明する図である。図はコンタクトホール径
（μｍ）に対するエッチングレート（任意単位）の関係
を示す図である。この時のエッチング条件は以下のよう
である。
ング効果を説明する図である。図はコンタクトホール径
（μｍ）に対するエッチングレート（任意単位）の関係
を示す図である。この時のエッチング条件は以下のよう
である。
【０００５】
エッチングガス：Ａｒ／ＣＨＦ３，
９０／６０ ＳＣＣＭ 〔図３（Ａ） 〕
エッチングガス：Ａｒ／ＣＨＦ３／ＣＦ４，
９０／６０／４ ＳＣＣＭ 〔図３（Ｂ） 〕
ガス圧力： ２０， ６０， １００
ｍＴｏｒｒ ＲＦ 電力： ７
５０ Ｗ ウエハ冷却温度： １５℃ 磁 場： ７５ Ｇａｕ
ｓｓ エッチング時間： １２０秒 図３（Ａ），（Ｂ） ともガス圧力をパラメータと
して３通りに変化させた場合のデータで，図３（Ｂ）
のようにＣＦ４ を添加するとマイクロローディング効
果か緩和されて改善されていることが分かる。
９０／６０ ＳＣＣＭ 〔図３（Ａ） 〕
エッチングガス：Ａｒ／ＣＨＦ３／ＣＦ４，
９０／６０／４ ＳＣＣＭ 〔図３（Ｂ） 〕
ガス圧力： ２０， ６０， １００
ｍＴｏｒｒ ＲＦ 電力： ７
５０ Ｗ ウエハ冷却温度： １５℃ 磁 場： ７５ Ｇａｕ
ｓｓ エッチング時間： １２０秒 図３（Ａ），（Ｂ） ともガス圧力をパラメータと
して３通りに変化させた場合のデータで，図３（Ｂ）
のようにＣＦ４ を添加するとマイクロローディング効
果か緩和されて改善されていることが分かる。
【０００６】図４はガス圧力を ２００ ｍＴｏｒｒに
上げたときのマイクロローディング効果を説明する図で
ある。この図は， ＣＦ４ の流量を一定にして， Ａ
ｒとＣＨＦ３の流量を変化させたときのコンタクトホー
ル径（μｍ）に対するエッチングレート（任意単位）の
関係を示す図である。この時のエッチング条件は以下の
ようである。
上げたときのマイクロローディング効果を説明する図で
ある。この図は， ＣＦ４ の流量を一定にして， Ａ
ｒとＣＨＦ３の流量を変化させたときのコンタクトホー
ル径（μｍ）に対するエッチングレート（任意単位）の
関係を示す図である。この時のエッチング条件は以下の
ようである。
【０００７】
図４の縦軸のエッチングレートは図３より拡大され
ており，ガス圧力を ２００ｍＴｏｒｒに上げたときの
方がさらにマイクロローディング効果が緩和されている
ことが分かる。
ており，ガス圧力を ２００ｍＴｏｒｒに上げたときの
方がさらにマイクロローディング効果が緩和されている
ことが分かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，近年の
デバイスの超微細化の進展にともない，マイクロローデ
ィング効果の緩和が一層重要となってくる。
デバイスの超微細化の進展にともない，マイクロローデ
ィング効果の緩和が一層重要となってくる。
【０００９】本発明は超微細孔のＳｉＯ２エッチングに
際し反応生成物の堆積が増えてエッチングレートが低下
するいわゆるマイクロローディング効果を緩和して，
微細加工を可能にするエッチング方法の提供を目的とす
る。
際し反応生成物の堆積が増えてエッチングレートが低下
するいわゆるマイクロローディング効果を緩和して，
微細加工を可能にするエッチング方法の提供を目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，反応
室内にエッチングガスを導入しかつ磁場を供給して二酸
化シリコン（ＳｉＯ２）膜のドライエッチングを行う際
に， エッチングガスに三弗化窒素（ＮＦ３） を添加
して行うエッチング方法により達成される。
室内にエッチングガスを導入しかつ磁場を供給して二酸
化シリコン（ＳｉＯ２）膜のドライエッチングを行う際
に， エッチングガスに三弗化窒素（ＮＦ３） を添加
して行うエッチング方法により達成される。
【００１１】
【作用】本発明は以下の作用を利用している。（Ａ）
ＮＦ３ の添加により反応生成物の除去をはかると同時
に， ＳｉＯ２膜のエッチングレートも向上させる。
ＮＦ３ の添加により反応生成物の除去をはかると同時
に， ＳｉＯ２膜のエッチングレートも向上させる。
【００１２】この場合， 下地のシリコン（Ｓｉ）ウエ
ハやポリシリコンのエッチングレートも上がるが， こ
れは後記の（Ｃ） により対策する。なお，ＮＦ３ の
反応式を次に示す。
ハやポリシリコンのエッチングレートも上がるが， こ
れは後記の（Ｃ） により対策する。なお，ＮＦ３ の
反応式を次に示す。
【００１３】
（Ｂ） 圧力を２００ ｍＴｏｒｒ に上げることによ
り， エッチングガスの反応室内の残留時間を増やす。 これによりエッチングガス分子の解離を促進させ，発生
した陽イオンが被エッチング膜上の堆積物を除去する。 （Ｃ） 上記（Ａ） のＮＦ３ の添加により下地との
選択比 （ＳｉＯ２膜のエッチングレート／下地のエッ
チングレート）の低下が見られる。下地は陽イオンのス
パッタ等の物理現象よりも，主に化学的にエッチングさ
れるので，被エッチング物を低温にすることにより，下
地のエッチングレートのみを低下させることができ，選
択比を上げることが可能となる。
り， エッチングガスの反応室内の残留時間を増やす。 これによりエッチングガス分子の解離を促進させ，発生
した陽イオンが被エッチング膜上の堆積物を除去する。 （Ｃ） 上記（Ａ） のＮＦ３ の添加により下地との
選択比 （ＳｉＯ２膜のエッチングレート／下地のエッ
チングレート）の低下が見られる。下地は陽イオンのス
パッタ等の物理現象よりも，主に化学的にエッチングさ
れるので，被エッチング物を低温にすることにより，下
地のエッチングレートのみを低下させることができ，選
択比を上げることが可能となる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の一実施例による効果を説明す
る図である。この図は添加ガスとしてＮＦ３ を用い，
ＮＦ３ の流量を変化させた場合のエッチングレート
（Å／分）と， ウエハ内のエッチング量の一様性（±
％）と， ポリシリコンおよびレジストに対する選択比
のばらつき（±％）を示す図である。
る図である。この図は添加ガスとしてＮＦ３ を用い，
ＮＦ３ の流量を変化させた場合のエッチングレート
（Å／分）と， ウエハ内のエッチング量の一様性（±
％）と， ポリシリコンおよびレジストに対する選択比
のばらつき（±％）を示す図である。
【００１５】この例のエッチング条件はつぎの通りであ
る。 この場合，ウエハの冷却は ８ Ｔｏｒｒ に減圧
したＨｅをウエハホルダに流して行った。
る。 この場合，ウエハの冷却は ８ Ｔｏｒｒ に減圧
したＨｅをウエハホルダに流して行った。
【００１６】図より，ＮＦ３ の流量は ４ ＳＣＣＭ
程度流すと効果があることが分かる。なお，図２に比
較例として実施例と同一エッチング条件で添加ガスに従
来例のＣＦ４ を用いた場合を示す。
程度流すと効果があることが分かる。なお，図２に比
較例として実施例と同一エッチング条件で添加ガスに従
来例のＣＦ４ を用いた場合を示す。
【００１７】図２は比較例の効果を説明する図である。
図１，２を比較するとエッチングレート，一様性，選択
比とも向上していることが分かり，実施例が従来例より
超微細加工に適しているといえる。
比とも向上していることが分かり，実施例が従来例より
超微細加工に適しているといえる。
【００１８】図５は実施例等に使用した磁気供給型エッ
チャを説明する構成図である。図において，１，２は平
行平板電極，３はＲＦ電源， ４，５は電極間に磁場を
与えるためのコイル，６は被エッチングウエハである。
チャを説明する構成図である。図において，１，２は平
行平板電極，３はＲＦ電源， ４，５は電極間に磁場を
与えるためのコイル，６は被エッチングウエハである。
【００１９】パターンの粗密に関係なくエッチングを行
うためには，ウエハに垂直に入射する陽イオンのみでエ
ッチングすればよい。そのためにはエッチングガスの圧
力を１Ｔｏｒｒ以下に低くすれば，ガスの平均自由行程
が長くなり垂直方向の陽イオンでエッチングできる。こ
れに対して１Ｔｏｒｒ以上の高い圧力では平均自由行程
が短く， 物理的なエッチングよりラジカルによる化学
反応が優位になり， 広い間口の開口部の方がラジカル
の入る量が増え， 横方向のエッチングが促進され，
パターンの粗密に依存することになる。
うためには，ウエハに垂直に入射する陽イオンのみでエ
ッチングすればよい。そのためにはエッチングガスの圧
力を１Ｔｏｒｒ以下に低くすれば，ガスの平均自由行程
が長くなり垂直方向の陽イオンでエッチングできる。こ
れに対して１Ｔｏｒｒ以上の高い圧力では平均自由行程
が短く， 物理的なエッチングよりラジカルによる化学
反応が優位になり， 広い間口の開口部の方がラジカル
の入る量が増え， 横方向のエッチングが促進され，
パターンの粗密に依存することになる。
【００２０】ところが， ガス圧力が低いと， ガスの
分子密度が減りプラズマ密度が低下し， エッチングレ
ートが低下する。磁気供給型エッチャは磁場の印加によ
りエネルギーを与え， 低い圧力でも高いプラズマ密度
が得られるようにしている。
分子密度が減りプラズマ密度が低下し， エッチングレ
ートが低下する。磁気供給型エッチャは磁場の印加によ
りエネルギーを与え， 低い圧力でも高いプラズマ密度
が得られるようにしている。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，超
微細孔のＳｉＯ２エッチングに際し反応生成物の堆積が
増えてエッチングレートが低下するいわゆるマイクロロ
ーディング効果を緩和して， 微細加工を可能にするエ
ッチング方法が得られた。
微細孔のＳｉＯ２エッチングに際し反応生成物の堆積が
増えてエッチングレートが低下するいわゆるマイクロロ
ーディング効果を緩和して， 微細加工を可能にするエ
ッチング方法が得られた。
【００２２】また， エッチング量のウエハ内分布も向
上した。
上した。
【図１】 本発明の一実施例による効果を説明する図
【図２】 比較例の効果を説明する図
【図３】 マ
イクロローディング効果を説明する図
イクロローディング効果を説明する図
【図４】 ガス
圧力を ２００ ｍＴｏｒｒに上げたときのマイクロロ
ーディング効果を説明する図
圧力を ２００ ｍＴｏｒｒに上げたときのマイクロロ
ーディング効果を説明する図
【図５】 実施例等に使用した磁気供給型エッチャを
説明する構成図
説明する構成図
１，２ 平行平板電極
３ ＲＦ電源
４，５ 電極間に磁場を与えるためのコイル６は被エ
ッチングウエハ
ッチングウエハ
Claims (1)
- 【請求項１】 反応室内にエッチングガスを導入しか
つ磁場を供給して二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜のドラ
イエッチングを行う際に， エッチングガスに三弗化窒
素（ＮＦ３） を添加して行うことを特徴とするエッチ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40181090A JPH04214625A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40181090A JPH04214625A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214625A true JPH04214625A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18511639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40181090A Withdrawn JPH04214625A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04214625A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08293487A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nec Corp | エッチング方法 |
| US6555166B2 (en) | 2001-06-29 | 2003-04-29 | International Business Machines | Method for reducing the microloading effect in a chemical vapor deposition reactor |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP40181090A patent/JPH04214625A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08293487A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nec Corp | エッチング方法 |
| US6555166B2 (en) | 2001-06-29 | 2003-04-29 | International Business Machines | Method for reducing the microloading effect in a chemical vapor deposition reactor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |