JPH04343423A - ダメージフリードライエッチング方法 - Google Patents
ダメージフリードライエッチング方法Info
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- JPH04343423A JPH04343423A JP3145641A JP14564191A JPH04343423A JP H04343423 A JPH04343423 A JP H04343423A JP 3145641 A JP3145641 A JP 3145641A JP 14564191 A JP14564191 A JP 14564191A JP H04343423 A JPH04343423 A JP H04343423A
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- etching
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Lasers (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、半導体装置等の製造
の際に利用されるドライエッチング方法に関し、特にイ
オン照射を使用しないダメージフリーのドライエッチン
グ方法に関する。
の際に利用されるドライエッチング方法に関し、特にイ
オン照射を使用しないダメージフリーのドライエッチン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでのドライエッチング技術に主流
は、反応ガスを低温プラズマ化し生成したイオン種、電
子、ラジカルで被エッチング基板をエッチングするとい
うものであった。
は、反応ガスを低温プラズマ化し生成したイオン種、電
子、ラジカルで被エッチング基板をエッチングするとい
うものであった。
【０００３】しかしながら、このような荷電粒子により
エッチングを行うと、被エッチング基板に結晶欠陥が発
生したり、また、被エッチング基板のチャージアップが
生じ、ゲート絶縁膜の絶縁破壊が生ずる等の種々の基板
のダメージが発生するという問題がある。今後も半導体
素子の微細化、高集積化という技術の流れにおいては、
この問題がますます顕在化するものと考えられる。
エッチングを行うと、被エッチング基板に結晶欠陥が発
生したり、また、被エッチング基板のチャージアップが
生じ、ゲート絶縁膜の絶縁破壊が生ずる等の種々の基板
のダメージが発生するという問題がある。今後も半導体
素子の微細化、高集積化という技術の流れにおいては、
この問題がますます顕在化するものと考えられる。
【０００４】このため、基板にダメージを与えないドラ
イエッチング方法として、荷電粒子を利用しない方法が
考えられる。このような方法として光エッチング技術が
ある。この技術は、電気的に中性のラジカルだけをエッ
チャントとしてエッチング室に輸送して光照射し、被エ
ッチング基板のエッチングを行うものである。また、こ
の光エッチング技術においては、良好な異方性エッチン
グ加工を実現するために、エッチャントの他にメタクリ
ル酸メチルのポリマーを基板の全面に堆積し、次いで被
エッチング領域にエキシマレーザーを照射することによ
り被エッチング領域のポリマーを分解除去する一方で、
光が照射されない側壁に堆積したポリマーを側壁保護膜
として利用することにより異方性エッチング加工を実現
することも提案されている。
イエッチング方法として、荷電粒子を利用しない方法が
考えられる。このような方法として光エッチング技術が
ある。この技術は、電気的に中性のラジカルだけをエッ
チャントとしてエッチング室に輸送して光照射し、被エ
ッチング基板のエッチングを行うものである。また、こ
の光エッチング技術においては、良好な異方性エッチン
グ加工を実現するために、エッチャントの他にメタクリ
ル酸メチルのポリマーを基板の全面に堆積し、次いで被
エッチング領域にエキシマレーザーを照射することによ
り被エッチング領域のポリマーを分解除去する一方で、
光が照射されない側壁に堆積したポリマーを側壁保護膜
として利用することにより異方性エッチング加工を実現
することも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光エッチング技術においては、側壁保護膜としてメタク
リル酸メチルポリマーを使用しているので、エッチング
終了後に側壁をカバーしていたポリマーを完全に除去す
ることが困難であり、ダストが生じるという問題があっ
た。
光エッチング技術においては、側壁保護膜としてメタク
リル酸メチルポリマーを使用しているので、エッチング
終了後に側壁をカバーしていたポリマーを完全に除去す
ることが困難であり、ダストが生じるという問題があっ
た。
【０００６】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、容易に除去できる側壁保
護膜を利用し、異方性エッチングが可能なダメージフリ
ーのドライエッチング方法を提供することを目的とする
。
解決しようとするものであり、容易に除去できる側壁保
護膜を利用し、異方性エッチングが可能なダメージフリ
ーのドライエッチング方法を提供することを目的とする
。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、ハロゲン化イオウを含む反応ガスの
プラズマを生成する工程；該プラズマ中の荷電粒子を除
去し、残余のハロゲンラジカル及びイオウラジカルをエ
ッチング室に導入し、表面にフォトレジストパターンが
形成された被エッチング基板上にイオウ層を形成する工
程；被エッチング基板に光を照射することにより少なく
ともその被エッチング領域のイオウ層を昇華除去する工
程；及びイオウ層が除去された被エッチング領域をハロ
ゲンラジカルでエッチングする工程を含むことを特徴と
するダメージフリードライエッチング方法を提供する。
めに、この発明は、ハロゲン化イオウを含む反応ガスの
プラズマを生成する工程；該プラズマ中の荷電粒子を除
去し、残余のハロゲンラジカル及びイオウラジカルをエ
ッチング室に導入し、表面にフォトレジストパターンが
形成された被エッチング基板上にイオウ層を形成する工
程；被エッチング基板に光を照射することにより少なく
ともその被エッチング領域のイオウ層を昇華除去する工
程；及びイオウ層が除去された被エッチング領域をハロ
ゲンラジカルでエッチングする工程を含むことを特徴と
するダメージフリードライエッチング方法を提供する。
【０００８】この発明においては、反応ガスとしてハロ
ゲン化イオウを用い、それを低温プラズマ化する。プラ
ズマ化により生じたイオウラジカルは低温、好ましくは
０℃以下に冷却された被エッチング基板に容易に堆積し
、また、常温以上の温度では容易に昇華する性質を有す
るものである。この発明においては、このような性質を
有するイオウを、異方性エッチング加工を実現するため
の側壁保護膜として利用する。なお、ハロゲン化イオウ
の低温プラズマ化で同時に生じたイオン等の荷電粒子お
よび電気的に中性のハロゲンラジカルの内、ハロゲンラ
ジカルをエッチャントとして利用する。そして、異方性
エッチング加工を実現するためには、側壁に堆積したイ
オウ層は保護膜として残存させ、被エッチング領域に堆
積したイオウ層を除去することにより、被エッチング領
域表面の分子のみとエッチャントとが反応できるように
しなければならないが、この発明においては、被エッチ
ング領域に形成されたイオウ層に光を照射することによ
り加熱して昇華除去し、これにより異方性エッチング加
工を可能としている。
ゲン化イオウを用い、それを低温プラズマ化する。プラ
ズマ化により生じたイオウラジカルは低温、好ましくは
０℃以下に冷却された被エッチング基板に容易に堆積し
、また、常温以上の温度では容易に昇華する性質を有す
るものである。この発明においては、このような性質を
有するイオウを、異方性エッチング加工を実現するため
の側壁保護膜として利用する。なお、ハロゲン化イオウ
の低温プラズマ化で同時に生じたイオン等の荷電粒子お
よび電気的に中性のハロゲンラジカルの内、ハロゲンラ
ジカルをエッチャントとして利用する。そして、異方性
エッチング加工を実現するためには、側壁に堆積したイ
オウ層は保護膜として残存させ、被エッチング領域に堆
積したイオウ層を除去することにより、被エッチング領
域表面の分子のみとエッチャントとが反応できるように
しなければならないが、この発明においては、被エッチ
ング領域に形成されたイオウ層に光を照射することによ
り加熱して昇華除去し、これにより異方性エッチング加
工を可能としている。
【０００９】また、この発明のダメージフリードライエ
ッチング方法は、被エッチング基板にダメージを与える
ような荷電粒子を用いてエッチングしていないのでダメ
ージフリーのエッチングが可能となる。
ッチング方法は、被エッチング基板にダメージを与える
ような荷電粒子を用いてエッチングしていないのでダメ
ージフリーのエッチングが可能となる。
【００１０】以下、この発明のダメージフリードライエ
ッチング方法を図面を参照しながら説明する。
ッチング方法を図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１は、この発明のダメージフリードライ
エッチング方法を実施するための装置としてマイクロ波
プラズマエッチング装置を使用した例である。まず、反
応ガスとしてのハロゲン化イオウをガスソース（図示せ
ず）からＭＦＣ１を通して予備放電室２に導入する。こ
こで、ハロゲン化イオウとしては、プラズマ化されるこ
とにより、堆積性のイオウラジカルとエッチャントとな
るハロゲンラジカルを生成するものを使用する。このよ
うなハロゲン化イオウとしては、好ましくはＳ２Ｆ２、
ＳＦ２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２
、ＳＣｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃｌ１０、ＳＯ
Ｃｌ２などがある。これらは単独でも或いは混合物とし
て使用してもよい。その他に、水素、アルゴン、窒素等
のガスを適宜混合してもよい。
エッチング方法を実施するための装置としてマイクロ波
プラズマエッチング装置を使用した例である。まず、反
応ガスとしてのハロゲン化イオウをガスソース（図示せ
ず）からＭＦＣ１を通して予備放電室２に導入する。こ
こで、ハロゲン化イオウとしては、プラズマ化されるこ
とにより、堆積性のイオウラジカルとエッチャントとな
るハロゲンラジカルを生成するものを使用する。このよ
うなハロゲン化イオウとしては、好ましくはＳ２Ｆ２、
ＳＦ２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２
、ＳＣｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃｌ１０、ＳＯ
Ｃｌ２などがある。これらは単独でも或いは混合物とし
て使用してもよい。その他に、水素、アルゴン、窒素等
のガスを適宜混合してもよい。
【００１２】予備放電室２に導入したハロゲン化ガスを
、マイクロ波発生装置１２からの２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波で放電させプラズマ３を生成させる。これにより
、種々のイオン種とイオウラジカルやハロゲンラジカル
とが生成する。これらを、図中破線矢印で示すようにガ
ス流に乗せ輸送管４を通して、排気手段５で排気された
エッチング室６に移送する。荷電粒子はこの輸送中に消
滅する。その他に、輸送管３に代えて、荷電粒子トラッ
プ用電極等の荷電粒子を除去する手段を適宜選択して使
用することができる。
、マイクロ波発生装置１２からの２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波で放電させプラズマ３を生成させる。これにより
、種々のイオン種とイオウラジカルやハロゲンラジカル
とが生成する。これらを、図中破線矢印で示すようにガ
ス流に乗せ輸送管４を通して、排気手段５で排気された
エッチング室６に移送する。荷電粒子はこの輸送中に消
滅する。その他に、輸送管３に代えて、荷電粒子トラッ
プ用電極等の荷電粒子を除去する手段を適宜選択して使
用することができる。
【００１３】エッチング室６には、サセプター７が設け
られ、そのうえに被エッチング基板８が載置されている
。サセプター７は必要に応じて冷却手段９により冷却す
る。特にイオウを堆積させる場合に冷却する必要がある
。また、エッチング室６の被エッチング基板８の真上に
は、光透過窓１０が設けられている。この光透過窓１０
の外側には外部光源１１が設けられている。この外部光
源１１から光透過窓１０を通して、被エッチング基板８
の被エッチング領域にコーリーメートした光（図中ｈν
で示す）を照射する。外部光源１１としては、照射によ
りイオウを加熱して昇華除去できる光源を使用する。 このような光源として、例えばＡｒＦエキシマレーザ−
などを使用することができる。
られ、そのうえに被エッチング基板８が載置されている
。サセプター７は必要に応じて冷却手段９により冷却す
る。特にイオウを堆積させる場合に冷却する必要がある
。また、エッチング室６の被エッチング基板８の真上に
は、光透過窓１０が設けられている。この光透過窓１０
の外側には外部光源１１が設けられている。この外部光
源１１から光透過窓１０を通して、被エッチング基板８
の被エッチング領域にコーリーメートした光（図中ｈν
で示す）を照射する。外部光源１１としては、照射によ
りイオウを加熱して昇華除去できる光源を使用する。 このような光源として、例えばＡｒＦエキシマレーザ−
などを使用することができる。
【００１４】
【作用】図２は、レジストマスク２５が形成された被エ
ッチング基板８を異方性エッチングする場合の作用を示
す図である。図１で説明したように、外部光源１１から
光を照射された被エッチング基板８において、被エッチ
ング領域２６上に堆積していたイオウ２１が加熱される
ことにより昇華除去されて、被エッチング領域２６表面
の分子がエッチャントであるハロゲンラジカル２２と反
応できるようになる。反応後の反応生成物２３は、被エ
ッチング基板表面から脱離する。
ッチング基板８を異方性エッチングする場合の作用を示
す図である。図１で説明したように、外部光源１１から
光を照射された被エッチング基板８において、被エッチ
ング領域２６上に堆積していたイオウ２１が加熱される
ことにより昇華除去されて、被エッチング領域２６表面
の分子がエッチャントであるハロゲンラジカル２２と反
応できるようになる。反応後の反応生成物２３は、被エ
ッチング基板表面から脱離する。
【００１５】一方、光が照射されない側壁部にはイオウ
が堆積するので、イオウからなる側壁保護膜２４で保護
された状態となる。これにより、異方性エッチング加工
が可能となる。
が堆積するので、イオウからなる側壁保護膜２４で保護
された状態となる。これにより、異方性エッチング加工
が可能となる。
【００１６】なお、この発明のダメージフリードライエ
ッチング方法は、マイクロ波プラズマエッチング装置の
他、マグネトロンＲＩＥ装置等の低温プラズマを利用す
るドライエッチング装置に適用できる。
ッチング方法は、マイクロ波プラズマエッチング装置の
他、マグネトロンＲＩＥ装置等の低温プラズマを利用す
るドライエッチング装置に適用できる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づき具体的に説
明する。しかしこの発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
明する。しかしこの発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【００１８】実施例１
ＳｉＯ２上に形成されたポリシリコン層を有する半導体
基板を、図１に示した有磁場マイクロ波プラズマエッチ
ング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧０
．２Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、基板温度−３
０℃、ＡｒＦエキシマレーザー照射という条件で、ポリ
シリコン層のドライエッチングをおこなった。
基板を、図１に示した有磁場マイクロ波プラズマエッチ
ング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量３０ＳＣＣＭ、ガス圧０
．２Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、基板温度−３
０℃、ＡｒＦエキシマレーザー照射という条件で、ポリ
シリコン層のドライエッチングをおこなった。
【００１９】その結果、下地ＳｉＯ２との選択比が無限
大で、基板の損傷がない異方性エッチングができた。
大で、基板の損傷がない異方性エッチングができた。
【００２０】実施例２
ＳｉＯ２上に形成されたアルミニウム配線層を有する半
導体基板を、図１に示した有磁場マイクロ波プラズマエ
ッチング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量１００ＳＣＣＭ、
ガス圧０．２Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、基板
温度−１０℃、ＡｒＦエキシマレーザー照射という条件
で、アルミニウム配線層のドライエッチングをおこなっ
た。
導体基板を、図１に示した有磁場マイクロ波プラズマエ
ッチング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量１００ＳＣＣＭ、
ガス圧０．２Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、基板
温度−１０℃、ＡｒＦエキシマレーザー照射という条件
で、アルミニウム配線層のドライエッチングをおこなっ
た。
【００２１】その結果、下地ＳｉＯ２との選択比が無限
大で、基板の損傷がない異方性エッチングができた。
大で、基板の損傷がない異方性エッチングができた。
【００２２】
【発明の効果】この発明のダメージフリードライエッチ
ング方法によれば、エッチング終了後に容易に除去でき
る側壁保護膜を使用しているので、ダストのない異方性
エッチング加工ができる。しかも荷電粒子を利用してい
ないので、被エッチング基板にダメージを与えることな
くエッチングできる。
ング方法によれば、エッチング終了後に容易に除去でき
る側壁保護膜を使用しているので、ダストのない異方性
エッチング加工ができる。しかも荷電粒子を利用してい
ないので、被エッチング基板にダメージを与えることな
くエッチングできる。
【図１】図１は、この発明のダメージフリードライエッ
チング方法を実施するための装置を示す図である。
チング方法を実施するための装置を示す図である。
【図２】図２は、この発明のダメージフリードライエッ
チング方法によって被エッチング基板が異方性エッチン
グされる様子を示す図である。
チング方法によって被エッチング基板が異方性エッチン
グされる様子を示す図である。
３ プラズマ
６ エッチング室
８ 被エッチング基板
１１ 外部光源
２１ イオウ
２２ ハロゲンラジカル
２３ 反応生成物
２４ 側壁保護膜
２５ レジストマスク
２６ 被エッチング領域
Claims (2)
- 【請求項１】 ハロゲン化イオウを含む反応ガスのプ
ラズマを生成する工程；該プラズマ中の荷電粒子を除去
し、残余のハロゲンラジカル及びイオウラジカルをエッ
チング室に導入し、表面にフォトレジストパターンが形
成された被エッチング基板上にイオウ層を形成する工程
；被エッチング基板に光を照射することにより少なくと
もその被エッチング領域のイオウ層を昇華除去する工程
；及びイオウ層が除去された被エッチング領域をハロゲ
ンラジカルでエッチングする工程を含むことを特徴とす
るダメージフリードライエッチング方法。 - 【請求項２】 ハロゲン化イオウが、Ｓ２Ｆ２、ＳＦ
２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、Ｓ
Ｃｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃｌ１０及びＳＯＣ
ｌ２からなる群より選択される少なくとも１種の化合物
を含むものである請求項１記載のダメージフリードライ
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145641A JPH04343423A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ダメージフリードライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145641A JPH04343423A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ダメージフリードライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343423A true JPH04343423A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15389712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3145641A Pending JPH04343423A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ダメージフリードライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04343423A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378653A (en) * | 1992-04-08 | 1995-01-03 | Sony Corporation | Method of forming aluminum based pattern |
| WO2021230109A1 (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 株式会社クリエイティブコーティングス | Ａｌｄ方法及びａｌｄ装置 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3145641A patent/JPH04343423A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378653A (en) * | 1992-04-08 | 1995-01-03 | Sony Corporation | Method of forming aluminum based pattern |
| WO2021230109A1 (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 株式会社クリエイティブコーティングス | Ａｌｄ方法及びａｌｄ装置 |
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