JPH04255217A - 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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- JPH04255217A JPH04255217A JP3814991A JP3814991A JPH04255217A JP H04255217 A JPH04255217 A JP H04255217A JP 3814991 A JP3814991 A JP 3814991A JP 3814991 A JP3814991 A JP 3814991A JP H04255217 A JPH04255217 A JP H04255217A
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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】この発明は、平行平板型ドライエ
ッチャのポリマーデポジション制御法に関し、平行平板
状の２電極のうち被処理品をセットする一方の電極の温
度を他方の電極の温度より高く設定することによりポリ
マーデポジションの制御を可能にしたものである。
ッチャのポリマーデポジション制御法に関し、平行平板
状の２電極のうち被処理品をセットする一方の電極の温
度を他方の電極の温度より高く設定することによりポリ
マーデポジションの制御を可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩ等の半導体装置の製造プロ
セスにあっては、シリコンオキサイド、ＳＯＧ（スピン
オンガラス）等の絶縁膜にコンタクト孔を設けるなどの
目的で平行平板型ドライエッチャが使用されている。こ
の種のドライエッチャでは、エッチング処理中に平行平
板状の２電極を温度上昇防止のために冷却水等により冷
却することが知られている。また、コンタクト孔の形状
制御や対レジスト又は対シリコンの選択比の増大等の目
的で２電極のうち半導体ウエハをセットする１電極のみ
を冷却することも知られている。
セスにあっては、シリコンオキサイド、ＳＯＧ（スピン
オンガラス）等の絶縁膜にコンタクト孔を設けるなどの
目的で平行平板型ドライエッチャが使用されている。こ
の種のドライエッチャでは、エッチング処理中に平行平
板状の２電極を温度上昇防止のために冷却水等により冷
却することが知られている。また、コンタクト孔の形状
制御や対レジスト又は対シリコンの選択比の増大等の目
的で２電極のうち半導体ウエハをセットする１電極のみ
を冷却することも知られている。
【０００３】ところで、ＬＳＩ等の配線形成に際しては
、半導体ウエハ上で配線段差等に基づく非平坦面を平坦
化処理してからその処理面上に次層の配線を形成するこ
とにより断線等を防止して高信頼化を図っている。この
種の平坦化処理法としては、図７〜９に示すような方法
が知られている。
、半導体ウエハ上で配線段差等に基づく非平坦面を平坦
化処理してからその処理面上に次層の配線を形成するこ
とにより断線等を防止して高信頼化を図っている。この
種の平坦化処理法としては、図７〜９に示すような方法
が知られている。
【０００４】図７の工程では、シリコン等の半導体ウエ
ハ１０上にシリコンオキサイド等の絶縁膜１２を介して
Ａｌ又はＡｌ合金等の配線層１４Ａ，１４Ｂを形成した
後、これらの配線層を覆って絶縁膜１２上にプラズマＣ
ＶＤ（ケミカル・ベーパー・デポジション）法等により
シリコンオキサイド等からなる絶縁膜１６を形成する。 そして、周知の回転塗布法によりウエハ上面に有機ＳＯ
Ｇを被着した後ベーキングするなどして有機ＳＯＧ膜１
８を形成する。
ハ１０上にシリコンオキサイド等の絶縁膜１２を介して
Ａｌ又はＡｌ合金等の配線層１４Ａ，１４Ｂを形成した
後、これらの配線層を覆って絶縁膜１２上にプラズマＣ
ＶＤ（ケミカル・ベーパー・デポジション）法等により
シリコンオキサイド等からなる絶縁膜１６を形成する。 そして、周知の回転塗布法によりウエハ上面に有機ＳＯ
Ｇを被着した後ベーキングするなどして有機ＳＯＧ膜１
８を形成する。
【０００５】次に、図８の工程では、前述の冷却系を有
する平行平板型ドライエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜１
８をエッチバックすることにより絶縁膜１６において配
線層１４Ａ，１４Ｂに対応した部分が露呈されるように
する。この場合、図７のように平坦化されたウエハ上面
の平坦性を損わないように、エッチング前後の溝の深さ
ｄ１及びｄ２が互いに等しくなるような条件でエッチン
グを行なう。
する平行平板型ドライエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜１
８をエッチバックすることにより絶縁膜１６において配
線層１４Ａ，１４Ｂに対応した部分が露呈されるように
する。この場合、図７のように平坦化されたウエハ上面
の平坦性を損わないように、エッチング前後の溝の深さ
ｄ１及びｄ２が互いに等しくなるような条件でエッチン
グを行なう。
【０００６】この後、図９の工程では、ＣＶＤ法等によ
り絶縁膜１６の露呈部分及び有機ＳＯＧ膜１８を覆って
シリコンオキサイド等の絶縁膜２０を形成する。そして
、例えば配線層１４Ａに対応したコンタクト孔ＣＨを設
け、絶縁膜２０上にはコンタクト孔ＣＨを介して配線層
１４Ａとオーミック接触するＡｌ又はＡｌ合金等の上層
配線層（図示せず）を形成することができる。
り絶縁膜１６の露呈部分及び有機ＳＯＧ膜１８を覆って
シリコンオキサイド等の絶縁膜２０を形成する。そして
、例えば配線層１４Ａに対応したコンタクト孔ＣＨを設
け、絶縁膜２０上にはコンタクト孔ＣＨを介して配線層
１４Ａとオーミック接触するＡｌ又はＡｌ合金等の上層
配線層（図示せず）を形成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように平行平板
型ドライエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜１８及びシリコ
ンオキサイドからなる絶縁膜１６をエッチする場合、エ
ッチングガスとしては、フッ素を含んだガス（例えばＣ
Ｆ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＨＦ３等）が使用される。一般に、
ＳＯＧは、ＣＶＤ法又は熱酸化法によるシリコンオキサ
イドに比べて緻密性に欠ける。このため、デポジション
性の弱いガス（Ｈを含まず、Ｆ／Ｃ比の大きなガス）を
使用するドライエッチングでは、ＳＯＧのエッチ速度が
シリコンオキサイドのエッチ速度より速くなり、特にＳ
ＯＧ膜厚の薄い個所やオーバーエッチとなる個所で平坦
性が悪化する。
型ドライエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜１８及びシリコ
ンオキサイドからなる絶縁膜１６をエッチする場合、エ
ッチングガスとしては、フッ素を含んだガス（例えばＣ
Ｆ４，Ｃ２Ｆ６，ＣＨＦ３等）が使用される。一般に、
ＳＯＧは、ＣＶＤ法又は熱酸化法によるシリコンオキサ
イドに比べて緻密性に欠ける。このため、デポジション
性の弱いガス（Ｈを含まず、Ｆ／Ｃ比の大きなガス）を
使用するドライエッチングでは、ＳＯＧのエッチ速度が
シリコンオキサイドのエッチ速度より速くなり、特にＳ
ＯＧ膜厚の薄い個所やオーバーエッチとなる個所で平坦
性が悪化する。
【０００８】このような平坦性の悪化を防ぐため、ｄ１
＝ｄ２となるようにエッチング条件を設定するが、これ
は、ＳＯＧ膜１８とシリコンオキサイド膜１６とでエッ
チ速度比を１にすることを意味する。ＳＯＧ及びシリコ
ンオキサイドのエッチ速度比を１にする方法としては、
前述のＨを含まないガスに対してデポジション性の強い
ガス（例えばＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ４等）を混合
する方法が提案されている。この方法では、次のような
メカニズムで有機ＳＯＧ及びシリコンオキサイドのエッ
チ速度比が１に近づく。
＝ｄ２となるようにエッチング条件を設定するが、これ
は、ＳＯＧ膜１８とシリコンオキサイド膜１６とでエッ
チ速度比を１にすることを意味する。ＳＯＧ及びシリコ
ンオキサイドのエッチ速度比を１にする方法としては、
前述のＨを含まないガスに対してデポジション性の強い
ガス（例えばＣＨＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ４等）を混合
する方法が提案されている。この方法では、次のような
メカニズムで有機ＳＯＧ及びシリコンオキサイドのエッ
チ速度比が１に近づく。
【０００９】すなわち、有機ＳＯＧ膜は、−ＣＨ３基を
多く含んでいる（Ｈ濃度が高い）ために、−ＣＨ３基を
含まないシリコンオキサイド膜と比べて、デポジション
性のガスを用いてエッチングしたときに膜表面にＣＦ系
のポリマーが堆積しやすい。ポリマーの堆積のため有機
ＳＯＧ膜のエッチ速度が低下する一方、ポリマー堆積の
少ないシリコンオキサイド膜ではそれほどエッチ速度が
低下せず、この結果として、有機ＳＯＧ膜及びシリコン
オキサイド膜のエッチ速度比は１に近づいてゆく。
多く含んでいる（Ｈ濃度が高い）ために、−ＣＨ３基を
含まないシリコンオキサイド膜と比べて、デポジション
性のガスを用いてエッチングしたときに膜表面にＣＦ系
のポリマーが堆積しやすい。ポリマーの堆積のため有機
ＳＯＧ膜のエッチ速度が低下する一方、ポリマー堆積の
少ないシリコンオキサイド膜ではそれほどエッチ速度が
低下せず、この結果として、有機ＳＯＧ膜及びシリコン
オキサイド膜のエッチ速度比は１に近づいてゆく。
【００１０】図１０は、エッチ速度比制御の一例を示す
もので、低圧ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置に
エッチングガスとしてＣＦ４及びＣＨＦ３の混合ガスを
供給することにより有機ＳＯＧ膜又はプラズマＣＶＤ法
によるシリコンオキサイド（以下ＰＳＯと略記する）膜
をエッチした場合におけるエッチング特性のガス流量比
依存性を示している。
もので、低圧ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置に
エッチングガスとしてＣＦ４及びＣＨＦ３の混合ガスを
供給することにより有機ＳＯＧ膜又はプラズマＣＶＤ法
によるシリコンオキサイド（以下ＰＳＯと略記する）膜
をエッチした場合におけるエッチング特性のガス流量比
依存性を示している。
【００１１】図１０において、実線ＳＯＧ（Ａ）及びＰ
ＳＯ（Ａ）は、それぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエ
ッチ速度を示し、破線ＳＯＧ（Ｂ）及びＰＳＯ（Ｂ）は
、それぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度均一
性を示し、１点鎖線Ｒ（Ｃ）は、有機ＳＯＧ膜のエッチ
速度に対するＰＳＯ膜のエッチ速度の比（ＳＯＧ／ＰＳ
Ｏ）を示す。図１０によれば、ＣＦ４／ＣＨＦ３＝３３
［％］／６７［％］のときエッチ速度比がほぼ１になる
こと、及びＣＨＦ３流量比の増大（ＣＦ４流量比の減少
，デポジション性の強化）に伴いエッチ速度が低下し且
つエッチ速度均一性も悪化することがわかる。
ＳＯ（Ａ）は、それぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエ
ッチ速度を示し、破線ＳＯＧ（Ｂ）及びＰＳＯ（Ｂ）は
、それぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度均一
性を示し、１点鎖線Ｒ（Ｃ）は、有機ＳＯＧ膜のエッチ
速度に対するＰＳＯ膜のエッチ速度の比（ＳＯＧ／ＰＳ
Ｏ）を示す。図１０によれば、ＣＦ４／ＣＨＦ３＝３３
［％］／６７［％］のときエッチ速度比がほぼ１になる
こと、及びＣＨＦ３流量比の増大（ＣＦ４流量比の減少
，デポジション性の強化）に伴いエッチ速度が低下し且
つエッチ速度均一性も悪化することがわかる。
【００１２】エッチ速度比制御は、デポジション性ガス
とＯ２とを混合したガス系でも可能である。図３は、図
１について後述するような枚葉式の高圧ナローギャップ
平行平板型ドライエッチャ（ＲＩＥ装置）にエッチング
ガスとしてＣＨＦ３、Ｈｅ及びＯ２を供給することによ
り有機ＳＯＧ膜又はＰＳＯ膜をエッチした場合における
Ｏ２流量依存性を示すものである。この場合のエッチン
グ条件は、Ｏ２流量をｘとしたときのガス流量がＣＨＦ
３／Ｈｅ／Ｏ２＝２０／８８／ｘ［ｓｃｃｍ］、圧力が
２６０Ｐａ、高周波電力が３００Ｗ、アノード温度ＴＡ
及びカソード温度ＴＣがいずれも１０℃であった。
とＯ２とを混合したガス系でも可能である。図３は、図
１について後述するような枚葉式の高圧ナローギャップ
平行平板型ドライエッチャ（ＲＩＥ装置）にエッチング
ガスとしてＣＨＦ３、Ｈｅ及びＯ２を供給することによ
り有機ＳＯＧ膜又はＰＳＯ膜をエッチした場合における
Ｏ２流量依存性を示すものである。この場合のエッチン
グ条件は、Ｏ２流量をｘとしたときのガス流量がＣＨＦ
３／Ｈｅ／Ｏ２＝２０／８８／ｘ［ｓｃｃｍ］、圧力が
２６０Ｐａ、高周波電力が３００Ｗ、アノード温度ＴＡ
及びカソード温度ＴＣがいずれも１０℃であった。
【００１３】図３において、破線Ｒ１（Ｂ）は、エッチ
速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、破線ＳＯＧ１（Ｃ）
は有機ＳＯＧ膜のエッチ速度均一性を示す。図３によれ
ば、Ｏ２流量の減少（デポジション性の強化）に伴いエ
ッチ速度が減少し且つエッチ速度の均一性も悪化するこ
とがわかる。
速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、破線ＳＯＧ１（Ｃ）
は有機ＳＯＧ膜のエッチ速度均一性を示す。図３によれ
ば、Ｏ２流量の減少（デポジション性の強化）に伴いエ
ッチ速度が減少し且つエッチ速度の均一性も悪化するこ
とがわかる。
【００１４】従来のエッチバック処理では、図１０に示
したようにＣＨＦ３等のデポジション性の強いガスの流
量を増やしたり、図３に示したようにＯ２の流量を減ら
したりすることによってエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ
）を１に近づけ、平坦性を改善していたが、このように
すると、ウエハ上のポリマー堆積が過剰となり、エッチ
速度の均一性が図１０又は図３に示したように悪化する
不都合があった。
したようにＣＨＦ３等のデポジション性の強いガスの流
量を増やしたり、図３に示したようにＯ２の流量を減ら
したりすることによってエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ
）を１に近づけ、平坦性を改善していたが、このように
すると、ウエハ上のポリマー堆積が過剰となり、エッチ
速度の均一性が図１０又は図３に示したように悪化する
不都合があった。
【００１５】ところで、枚葉式の高圧ナローギャップ平
行平板型ドライエッチャでは、電極材料としてカーボン
又はＳｉＣを使用することが多い。この場合、デポジシ
ョン性の弱いガス系（Ｈを含まず、Ｆ／Ｃ比の大きなガ
ス系）を使用したり、Ｏ２を多く含むガス系でエッチン
グを行なうと、カーボン又はＳｉＣからなる電極がエッ
チされ、その結果として、炭素粉がウエハ上にパーティ
クルとして付着して歩留り低下を招く不都合があった。
行平板型ドライエッチャでは、電極材料としてカーボン
又はＳｉＣを使用することが多い。この場合、デポジシ
ョン性の弱いガス系（Ｈを含まず、Ｆ／Ｃ比の大きなガ
ス系）を使用したり、Ｏ２を多く含むガス系でエッチン
グを行なうと、カーボン又はＳｉＣからなる電極がエッ
チされ、その結果として、炭素粉がウエハ上にパーティ
クルとして付着して歩留り低下を招く不都合があった。
【００１６】このような不都合をなくすため、電極表面
をＣＦ系のポリマーで覆って電極エッチングを防止する
方法が提案されている。また、ＣＦ系ポリマーがエッチ
ング中に形成されにくい場合は、エッチング前に電極表
面にポリマーを付着させる処理（エージング）を行なう
ことも提案されている。
をＣＦ系のポリマーで覆って電極エッチングを防止する
方法が提案されている。また、ＣＦ系ポリマーがエッチ
ング中に形成されにくい場合は、エッチング前に電極表
面にポリマーを付着させる処理（エージング）を行なう
ことも提案されている。
【００１７】安定したエッチングを行なうためには、電
極表面にポリマーをうまく形成すること、あるいはポリ
マーを長持ちさせることが重要であるが、そのためには
、デポジション性の強いガスの流量を増やしたり、Ｏ２
流量を減らしたりすることによってデポジション性を強
化する必要がある。しかし、このようにしてデポジショ
ン性を強化すると、前述したようにエッチ速度の均一性
が悪化する不都合がある。
極表面にポリマーをうまく形成すること、あるいはポリ
マーを長持ちさせることが重要であるが、そのためには
、デポジション性の強いガスの流量を増やしたり、Ｏ２
流量を減らしたりすることによってデポジション性を強
化する必要がある。しかし、このようにしてデポジショ
ン性を強化すると、前述したようにエッチ速度の均一性
が悪化する不都合がある。
【００１８】この発明の目的は、ガス成分調整とは別の
方法でポリマーデポジションの制御を可能にすることに
ある。
方法でポリマーデポジションの制御を可能にすることに
ある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明によるポリマー
デポジション制御法は、平行平板状の２電極を有するド
ライエッチャでデポジション性のガスを用いてエージン
グ又はエッチングを行なう際に該２電極のうち被処理品
をセットする一方の電極の温度を他方の電極の温度より
高く設定することを特徴とするものである。
デポジション制御法は、平行平板状の２電極を有するド
ライエッチャでデポジション性のガスを用いてエージン
グ又はエッチングを行なう際に該２電極のうち被処理品
をセットする一方の電極の温度を他方の電極の温度より
高く設定することを特徴とするものである。
【００２０】
【作用】この発明の方法によると、ウエハ等の被処理品
をセットする一方の電極の温度を他方の電極の温度より
高くしたので、一方の電極側ではポリマーデポジション
が抑制されると共に他方の電極側ではポリマーデポジシ
ョンが促進される。
をセットする一方の電極の温度を他方の電極の温度より
高くしたので、一方の電極側ではポリマーデポジション
が抑制されると共に他方の電極側ではポリマーデポジシ
ョンが促進される。
【００２１】一方の電極側でポリマーデポジションが抑
制されると、ウエハ上の有機ＳＯＧ等のエッチ速度が増
大すると共にエッチ速度の均一性も良好となる。また、
他方の電極側でポリマーデポジションが促進されると、
電極エッチングの防止が容易となる。
制されると、ウエハ上の有機ＳＯＧ等のエッチ速度が増
大すると共にエッチ速度の均一性も良好となる。また、
他方の電極側でポリマーデポジションが促進されると、
電極エッチングの防止が容易となる。
【００２２】
【実施例】図１は、この発明の実施に用いられる枚葉式
の高圧ナローギャップ平行平板型ドライエッチャ（ＲＩ
Ｅ装置）を示すものである。
の高圧ナローギャップ平行平板型ドライエッチャ（ＲＩ
Ｅ装置）を示すものである。
【００２３】図１において、処理室１０内には、平行平
板状の２電極２Ａ，２ＣがナローギャップＤ＝５〜１０
ｍｍを隔てて対向配置される。電極２Ａ及び２Ｃは、そ
れぞれアノード及びカソードであり、いずれもカーボン
又はＳｉＣからなっている。アノード２Ａ及びカソード
２Ｃには、それぞれ通水管３Ａ及び３Ｃが設けられてお
り、通水管３Ａに通す水Ｗａ又は通水管３Ｃに通す水Ｗ
ｃの温度を制御することにより電極２Ａ又は２Ｃの温度
を制御可能になっている。
板状の２電極２Ａ，２ＣがナローギャップＤ＝５〜１０
ｍｍを隔てて対向配置される。電極２Ａ及び２Ｃは、そ
れぞれアノード及びカソードであり、いずれもカーボン
又はＳｉＣからなっている。アノード２Ａ及びカソード
２Ｃには、それぞれ通水管３Ａ及び３Ｃが設けられてお
り、通水管３Ａに通す水Ｗａ又は通水管３Ｃに通す水Ｗ
ｃの温度を制御することにより電極２Ａ又は２Ｃの温度
を制御可能になっている。
【００２４】アノード２Ａは接地される一方、カソード
２Ｃと接地点との間には高周波電力源５が接続される。 高周波電力源５は、アノード２Ａと接地点との間に接続
してもよい。
２Ｃと接地点との間には高周波電力源５が接続される。 高周波電力源５は、アノード２Ａと接地点との間に接続
してもよい。
【００２５】処理室１には、処理用のガスＧを供給可能
であると共に、排気系６が接続されている。アノード２
Ａの表面には、エージングにより又はエッチング中にポ
リマー膜４が形成され、電極をエッチングから保護する
。ウエハ１０等の被処理品は、カソード２Ｃ上にセット
される。
であると共に、排気系６が接続されている。アノード２
Ａの表面には、エージングにより又はエッチング中にポ
リマー膜４が形成され、電極をエッチングから保護する
。ウエハ１０等の被処理品は、カソード２Ｃ上にセット
される。
【００２６】図１のエッチャでデポジション性のガスを
用いてウエハ１０上の有機ＳＯＧ又はＰＳＯをエッチす
る際には、（イ）ウエハ１０上に過剰なデポジションを
生じさせないこと、（ロ）アノード２Ａ又はその表面の
ポリマー膜４のエッチングを最少限に抑えることの２条
件を同時に満足させる必要があるが、この発明の教示に
よれば、（イ）及び（ロ）の条件は、アノード２Ａの温
度ＴＡよりカソード２Ｃの温度ＴＣを高く設定すること
により満足させることができる。
用いてウエハ１０上の有機ＳＯＧ又はＰＳＯをエッチす
る際には、（イ）ウエハ１０上に過剰なデポジションを
生じさせないこと、（ロ）アノード２Ａ又はその表面の
ポリマー膜４のエッチングを最少限に抑えることの２条
件を同時に満足させる必要があるが、この発明の教示に
よれば、（イ）及び（ロ）の条件は、アノード２Ａの温
度ＴＡよりカソード２Ｃの温度ＴＣを高く設定すること
により満足させることができる。
【００２７】すなわち、カソード温度ＴＣをアノード温
度ＴＡより高めていくことによりウエハ上のポリマーデ
ポジションの速度は低下し、ポリマーデポジションも均
一に行なわれるようになる。図２は、図１のエッチャの
エージングにおいてカソード温度ＴＣの上昇に伴ってウ
エハ上のポリマーデポジションが抑制される様子を示し
たものである。
度ＴＡより高めていくことによりウエハ上のポリマーデ
ポジションの速度は低下し、ポリマーデポジションも均
一に行なわれるようになる。図２は、図１のエッチャの
エージングにおいてカソード温度ＴＣの上昇に伴ってウ
エハ上のポリマーデポジションが抑制される様子を示し
たものである。
【００２８】図２において、実線ＰＳはポリマー堆積速
度を示し、１点鎖線ＰＮはエージング２０分後にウエハ
内に存在する０．２９μｍ２より大のパーティクルの数
を示し、破線ＰＵはポリマー堆積速度の均一性を示す。 このときのエージングは、カソード２Ｃ上にウエハ１０
をセットした状態で、ガス流量がＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２
＝２０／８８／１ｓｃｃｍ、圧力が２６０Ｐａ、高周波
電力が３００Ｗ、アノード温度が１０℃、処理時間が２
０分の条件で行なわれた。
度を示し、１点鎖線ＰＮはエージング２０分後にウエハ
内に存在する０．２９μｍ２より大のパーティクルの数
を示し、破線ＰＵはポリマー堆積速度の均一性を示す。 このときのエージングは、カソード２Ｃ上にウエハ１０
をセットした状態で、ガス流量がＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２
＝２０／８８／１ｓｃｃｍ、圧力が２６０Ｐａ、高周波
電力が３００Ｗ、アノード温度が１０℃、処理時間が２
０分の条件で行なわれた。
【００２９】図３において、実線ＳＯＧ（Ａ）、ＰＳＯ
（Ａ）、Ｒ２（Ｂ）、ＳＯＧ２（Ｃ）、ＰＳＯ（Ｃ）は
、いずれもアノード温度ＴＡ＝１０℃、カソード温度Ｔ
Ｃ＝３０℃とした以外は図３に関して前述したと同様の
エッチング条件で有機ＳＯＧ膜又はＰＳＯ膜をエッチし
た場合におけるエッチング特性のＯ２流量依存性を示す
もので、ＳＯＧ（Ａ）及びＰＳＯ（Ａ）はそれぞれ有機
ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度を示し、Ｒ２（Ｂ）
はエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、ＳＯＧ２（
Ｃ）及びＰＳＯ（Ｃ）はそれぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳ
Ｏ膜のエッチ速度均一性を示す。
（Ａ）、Ｒ２（Ｂ）、ＳＯＧ２（Ｃ）、ＰＳＯ（Ｃ）は
、いずれもアノード温度ＴＡ＝１０℃、カソード温度Ｔ
Ｃ＝３０℃とした以外は図３に関して前述したと同様の
エッチング条件で有機ＳＯＧ膜又はＰＳＯ膜をエッチし
た場合におけるエッチング特性のＯ２流量依存性を示す
もので、ＳＯＧ（Ａ）及びＰＳＯ（Ａ）はそれぞれ有機
ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度を示し、Ｒ２（Ｂ）
はエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、ＳＯＧ２（
Ｃ）及びＰＳＯ（Ｃ）はそれぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰＳ
Ｏ膜のエッチ速度均一性を示す。
【００３０】図３によれば、有機ＳＯＧ膜については、
カソード温度ＴＣを３０℃にした場合の方がＴＣ＝１０
℃の場合よりもエッチ速度が速くなると共にエッチ速度
の均一性も良好となることがわかる。また、ＴＡ＝一定
とした場合、ＴＣの高い方が同一のＯ２流量で大きなエ
ッチ速度比が得られることもわかる。換言すれば、同一
のエッチ速度比を得るのにＴＣが高い方がＯ２流量が少
なくて済むものである。例えば、エッチ速度比が１．２
となるＯ２流量は、ＴＡ／ＴＣ＝１０／１０℃では４ｓ
ｃｃｍであるのに対し、ＴＡ／ＴＣ＝１０／３０℃では
３．５ｓｃｃｍである。
カソード温度ＴＣを３０℃にした場合の方がＴＣ＝１０
℃の場合よりもエッチ速度が速くなると共にエッチ速度
の均一性も良好となることがわかる。また、ＴＡ＝一定
とした場合、ＴＣの高い方が同一のＯ２流量で大きなエ
ッチ速度比が得られることもわかる。換言すれば、同一
のエッチ速度比を得るのにＴＣが高い方がＯ２流量が少
なくて済むものである。例えば、エッチ速度比が１．２
となるＯ２流量は、ＴＡ／ＴＣ＝１０／１０℃では４ｓ
ｃｃｍであるのに対し、ＴＡ／ＴＣ＝１０／３０℃では
３．５ｓｃｃｍである。
【００３１】図４は、有機ＳＯＧ膜及びＰＳＯ膜につい
てエッチング特性のカソード温度依存性を示したもので
、実線ＳＯＧ（Ａ）及びＰＳＯ（Ａ）はそれぞれ有機Ｓ
ＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度を示し、実線Ｒ（Ｂ）
はエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、実線ＳＯＧ
（Ｃ）及びＰＳＯ（Ｃ）はそれぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰ
ＳＯ膜のエッチ速度均一性を示している。このときのエ
ッチング条件は、ガス流量がＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２＝２
０／８８／４．３ｓｃｃｍ、圧力が２６０Ｐａ、高周波
電力が３００Ｗ、アノード温度が１０℃、処理時間が４
５秒であった。
てエッチング特性のカソード温度依存性を示したもので
、実線ＳＯＧ（Ａ）及びＰＳＯ（Ａ）はそれぞれ有機Ｓ
ＯＧ膜及びＰＳＯ膜のエッチ速度を示し、実線Ｒ（Ｂ）
はエッチ速度比（ＳＯＧ／ＰＳＯ）を示し、実線ＳＯＧ
（Ｃ）及びＰＳＯ（Ｃ）はそれぞれ有機ＳＯＧ膜及びＰ
ＳＯ膜のエッチ速度均一性を示している。このときのエ
ッチング条件は、ガス流量がＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２＝２
０／８８／４．３ｓｃｃｍ、圧力が２６０Ｐａ、高周波
電力が３００Ｗ、アノード温度が１０℃、処理時間が４
５秒であった。
【００３２】図４によれば、ＴＡ＜ＴＣとしたことによ
り、有機ＳＯＧ膜についてはエッチ速度が増大すると共
にエッチ速度の均一性も改善されることがわかる。これ
は、図２で示したようにカソード温度ＴＣの上昇に伴い
ポリマー堆積速度が低下すると共に堆積速度均一性が改
善されたためであると考えられる。
り、有機ＳＯＧ膜についてはエッチ速度が増大すると共
にエッチ速度の均一性も改善されることがわかる。これ
は、図２で示したようにカソード温度ＴＣの上昇に伴い
ポリマー堆積速度が低下すると共に堆積速度均一性が改
善されたためであると考えられる。
【００３３】一方、ポリマーのデポジションは、カソー
ド温度ＴＣをアノード温度ＴＡより高くすることにより
アノード表面で促進されるようになる。図５は、図１の
エッチャのエージングにおいてアノード温度ＴＡの上昇
に伴ってポリマー堆積速度が実線Ａに示すように増大し
且つポリマー堆積速度の均一性が破線Ｂに示すように改
善される様子を示したものであり、エージング条件は、
ＴＣを１０℃、処理時間を５分とした以外は図２の場合
と同様であった。
ド温度ＴＣをアノード温度ＴＡより高くすることにより
アノード表面で促進されるようになる。図５は、図１の
エッチャのエージングにおいてアノード温度ＴＡの上昇
に伴ってポリマー堆積速度が実線Ａに示すように増大し
且つポリマー堆積速度の均一性が破線Ｂに示すように改
善される様子を示したものであり、エージング条件は、
ＴＣを１０℃、処理時間を５分とした以外は図２の場合
と同様であった。
【００３４】図５によれば、ＴＡ＞ＴＣのときカソード
のウエハ上でデポジションが増加したことがわかる。従
って、この反対にＴＡ＜ＴＣとしたときは、アノード上
でデポジションが増大することが推察できる。このよう
に、アノード側でポリマーデポジションが促進されると
、エージング時間の短縮が可能になる他、アノードのエ
ッチング防止が容易になり、歩留り向上のために有益で
ある。
のウエハ上でデポジションが増加したことがわかる。従
って、この反対にＴＡ＜ＴＣとしたときは、アノード上
でデポジションが増大することが推察できる。このよう
に、アノード側でポリマーデポジションが促進されると
、エージング時間の短縮が可能になる他、アノードのエ
ッチング防止が容易になり、歩留り向上のために有益で
ある。
【００３５】図６は、電極２Ａ，２ＣをＳｉＣで構成し
た図１のエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜をエッチバック
処理した場合におけるウエハ処理枚数とウエハ内パーテ
ィクル数との関係を示したもので、実線ＰＮ１は、ガス
流量ＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２＝２０／８８／３．５ｓｃｃ
ｍ、圧力２６０Ｐａ、高周波電力３００Ｗ、カソード温
度ＴＣ＝１０℃、処理時間４０秒の条件でエッチングを
行なった場合を示し、実線ＰＮ２は、Ｏ２流量を４．３
ｓｃｃｍ、ＴＣを３０℃、処理時間を３６秒とした以外
はＰＮ１と同様の条件でエッチングを行なった場合を示
す。また、矢印付き実線ＡＧ１，ＡＧ２は、エージング
によりパーティクル数が減少する様子を示している。
た図１のエッチャを用いて有機ＳＯＧ膜をエッチバック
処理した場合におけるウエハ処理枚数とウエハ内パーテ
ィクル数との関係を示したもので、実線ＰＮ１は、ガス
流量ＣＨＦ３／Ｈｅ／Ｏ２＝２０／８８／３．５ｓｃｃ
ｍ、圧力２６０Ｐａ、高周波電力３００Ｗ、カソード温
度ＴＣ＝１０℃、処理時間４０秒の条件でエッチングを
行なった場合を示し、実線ＰＮ２は、Ｏ２流量を４．３
ｓｃｃｍ、ＴＣを３０℃、処理時間を３６秒とした以外
はＰＮ１と同様の条件でエッチングを行なった場合を示
す。また、矢印付き実線ＡＧ１，ＡＧ２は、エージング
によりパーティクル数が減少する様子を示している。
【００３６】図６によれば、ＴＣ＝３０℃とした場合に
は、ＴＣ＝１０℃の場合に比べて処理枚数を増加しても
パーティクル数の増加が少ないことがわかる。従って、
処理枚数が例えば１０枚以上のときはＴＣを高く設定す
ることで歩留りを向上させることができる。
は、ＴＣ＝１０℃の場合に比べて処理枚数を増加しても
パーティクル数の増加が少ないことがわかる。従って、
処理枚数が例えば１０枚以上のときはＴＣを高く設定す
ることで歩留りを向上させることができる。
【００３７】なお、カソード温度は１０〜３０℃の範囲
に限定されず、カソード側でのポリマーデポジションを
促進したければ更に低温にしてもよく、あるいはヒータ
等を設けて積極的に加熱してポリマーデポジションが起
こらないようにする（有機ＳＯＧのエッチ速度は増大す
る）ことも可能である。アノード又はカソードの電極温
度は、エッチング材料、ガス系に応じて最適の温度を選
定すればよい。
に限定されず、カソード側でのポリマーデポジションを
促進したければ更に低温にしてもよく、あるいはヒータ
等を設けて積極的に加熱してポリマーデポジションが起
こらないようにする（有機ＳＯＧのエッチ速度は増大す
る）ことも可能である。アノード又はカソードの電極温
度は、エッチング材料、ガス系に応じて最適の温度を選
定すればよい。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ウエ
ハ等の被処理品をセットする一方の電極の温度を他方の
電極の温度より高く設定してポリマーデポジションの制
御を可能としたので、電極エッチングの防止が容易にな
ると共に、エッチ速度、エッチ速度均一性等のエッチン
グ特性の制御が容易になり、歩留りが向上する効果が得
られる。
ハ等の被処理品をセットする一方の電極の温度を他方の
電極の温度より高く設定してポリマーデポジションの制
御を可能としたので、電極エッチングの防止が容易にな
ると共に、エッチ速度、エッチ速度均一性等のエッチン
グ特性の制御が容易になり、歩留りが向上する効果が得
られる。
【００３９】その上、ウエハ上の有機ＳＯＧ膜をドライ
エッチする場合には、エッチ速度が向上すると共にエッ
チ速度の均一性が改善される利点もある。
エッチする場合には、エッチ速度が向上すると共にエッ
チ速度の均一性が改善される利点もある。
【図１】 この発明の実施に用いられる平行平板型ド
ライエッチャを示す断面図である。
ライエッチャを示す断面図である。
【図２】 エージングによるポリマーデポジションの
カソード温度依存性を示すグラフである。
カソード温度依存性を示すグラフである。
【図３】 電極温度をパラメータとして有機ＳＯＧ及
びＰＳＯのエッチング特性のＯ２流量依存性を示すグラ
フである。
びＰＳＯのエッチング特性のＯ２流量依存性を示すグラ
フである。
【図４】 有機ＳＯＧ及びＰＳＯのエッチング特性の
カソード温度依存性を示すグラフである。
カソード温度依存性を示すグラフである。
【図５】 エージングによるポリマーデポジションの
アノード温度依存性を示すグラフである。
アノード温度依存性を示すグラフである。
【図６】 有機ＳＯＧエッチバック処理におけるウエ
ハ処理枚数とウエハ内パーティクル数との関係を示すグ
ラフである。
ハ処理枚数とウエハ内パーティクル数との関係を示すグ
ラフである。
【図７】 有機ＳＯＧ膜形成工程を示すウエハ断面図
である。
である。
【図８】 有機ＳＯＧ膜エッチバック工程を示すウエ
ハ断面図である。
ハ断面図である。
【図９】 絶縁膜形成工程を示すウエハ断面図である
。
。
【図１０】 低圧ＲＩＥ装置を使用した場合の有機Ｓ
ＯＧ及びＰＳＯのエッチング特性のガス流量比依存性を
示すグラフである。
ＯＧ及びＰＳＯのエッチング特性のガス流量比依存性を
示すグラフである。
１：処理室、２Ａ，２Ｃ：平行平板状電極、３Ａ，３Ｃ
：通水管、４：ポリマー膜、５：高周波電力源、６：排
気系、１０：半導体ウエハ、１２，１６，２０：絶縁膜
、１４Ａ，１４Ｂ：電極層、１８：有機ＳＯＧ膜。
：通水管、４：ポリマー膜、５：高周波電力源、６：排
気系、１０：半導体ウエハ、１２，１６，２０：絶縁膜
、１４Ａ，１４Ｂ：電極層、１８：有機ＳＯＧ膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 平行平板状の２電極を有するドライエ
ッチャでデポジション性のガスを用いてエージング又は
エッチングを行なう際に該２電極のうち被処理品をセッ
トする一方の電極の温度を他方の電極の温度より高く設
定することを特徴とするポリマーデポジション制御法。 - 【請求項２】 平行平板状の２電極を有するドライエ
ッチャでデポジション性のガスを用いてウエハ上の有機
スピンオンガラス膜をエッチバックする際に該２電極の
うち該ウエハをセットする一方の電極の温度を他方の電
極の温度より高く設定することを特徴とするポリマーデ
ポジション制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038149A JPH0828348B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038149A JPH0828348B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255217A true JPH04255217A (ja) | 1992-09-10 |
| JPH0828348B2 JPH0828348B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=12517364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038149A Expired - Fee Related JPH0828348B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828348B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505490A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理システムにおけるエッチング耐性を最適にする方法および装置 |
| JP2014138027A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163030A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-04-01 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマエッチング装置の電極温度制御方法 |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3038149A patent/JPH0828348B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163030A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-04-01 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマエッチング装置の電極温度制御方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505490A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理システムにおけるエッチング耐性を最適にする方法および装置 |
| JP2014138027A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828348B2 (ja) | 1996-03-21 |
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