JPH0445528A

JPH0445528A - 反応性ドライエッチング法

Info

Publication number: JPH0445528A
Application number: JP15469390A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yamada; 裕明山田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-14
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2734748B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は反応性ドライエツチング法に関し、特に反応ガ
スとして六フッ化硫黄（ＳＦ６）と窒素（Ｎ２）と塩素
を含むガス（ＣＣＤ２Ｆ２．　ＣＤ２等）の混合ガスに
よるタングステン（Ｗ）の反応性ドライエツチング法に
関する。

［従来の技術］従来のタングステン（Ｗ）エツチング法では第５図（ａ
）に示すように、シリコン基板２１に拡散工程により酸
化膜２２を形成し、その上にスパッタ等によりタングス
テン膜２３を蒸着した後、フォ・トレジスト２４を塗布
し、露光現像処理を行い、パターンを形成している。そ
の後、このパターンをマスクとし、エツチングガスとし
てＳＦ６のみを用いて、エツチングを行うと、第５図（
ｂ）に示すようにフォトレジスト２４の下にタングステ
ン膜２３のアンダーカットが入る。しかし、エツチング
ガスとして、ＳＦ６にＣＣｌ２Ｆ３等のフレオン系ガス
を加えることにより、エツチング形状は第５図（ｃ）に
示すように、異方的な形状を得るが、ＳＦ６のみのとき
に較べて工ッチング速度が遅くなる。この理由は、次の
ように考えられる。すなわち、反応ガスであるＳＦ６と
ともにＣＣＲ２Ｆ２等のフレオン系ガスを加えると、フ
レオン系ガス中の塩素原子（ＣＱ）とＷとが反応し、不
揮発性物質ＷＣＱ６が生成し、エツチングＷ表面上に付
着する。このＷＣＱＧにより基板面に水平方向のエツチ
ングは妨げられるが、垂直方向にはイオンの衝撃により
ＷＣＱＧが取り除かれ、遅い速度でエツチングは進行す
る。このよう′にしてＳＦ６にＣＣｆ１２Ｆ２等のフレ
オン系ガスを加えた時には速度は遅いが、異方性形状の
エツチングが進行する。

［発明が解決しようとする課題］上述のようにドライエツチング過程において、反応ガス
である六フッ化硫黄（ＳＦ６）にニフツ化二塩化炭素（
ＣＣＲ２Ｆ２）を加えた場合法こは、異方性は向上する
が、エツチング速度が遅くなるという問題点があった。

本発明の目的は、異方性Ｗエツチング形状を維持しなが
ら、エツチング速度を増大させることにより、前記課題
を解決した反応性ドライエツチング法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため、本発明に係る反応性ドライエ
ツチング法においては、反応ガスをプラズマ化させてエ
ツチングを行う反応性ドライエ・ソチング法であって、前記反応ガスとして、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスに、
塩素原子を含むガスと、窒素（Ｎ２）ガスとを混合させ
てなる混合ガスを用いるものである。

また、本発明においては、前記反応ガスとして、六フッ
化硫黄（ＳＦＧ）ガスに、ニフツ化二塩化炭素（ＣＣＲ
２Ｆ２）ガスと、窒素（Ｎ２）ガスとを混合させてなる
混合ガスを用いるものであり、また前記反応ガスとして
、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスに、塩素（ＣＱ２）ガス
と、窒素（Ｎ２）ガスとを混合させてなる混合ガスを用
いるものである。

（作用）本発明では、六フッ化硫黄（ＳＦ６）に塩素原子を含む
ガス（ＣＣＲ２Ｆ２等）を混合させたものを用し１て異
カ性エツチング形状を維持しつつ、さらにＮ２ガスを加
えることにより、エツチング速度を増大させるものであ
る。

［実施例〕以下、本発明の実施例を図面により説明する。

（実施例１）第２図は本発明を実施するのに適した反応性ドライエツ
チング装置を示す断面図である。

図において、真空排気系３６を用いて反応室４１を圧力
を１Ｏ−３Ｐａ以下まで下げた後、ガス導入バルブ３８
を開いて、反応ガスである六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス
、ニフッ化二塩化炭素（ＣＣＲ２Ｆ２）ガス、窒素（Ｎ
２）ガスを反応室４１内に導入し、反応室４１内の圧力
を１２Ｐａにする。その後、試料３５が設置されている
電極３７と対向電極３９との間に高周波電源４０を用い
て１３．５６ＭＨｚの周波数をもつ高周波電圧をかける
ことにより、プラズマを発生させ、電極３７上の試料３
５に対してエツチングを行う。この操作を、Ｎ２ガスを
流さずに、総流量を５０ＳＣＣＭとし、ＳＦ６とＣＣＲ
２Ｆ２との比率を変えて行った場合と、ＣＣＲ２Ｆ２流
量分率と、タングステンの試料面に垂直な方向と水平な
方向でのエツチング速度比γとの関係を示したのが第３
図である。これより、ＣＣＲ２Ｆ２流量分率１０％以上
で、試料面に水平方向のエツチング速度がほとんどＯに
なることがわかったので、これ以降はエツチング速度の
低下を最小限にとどめ、かつ、異方性を保つために、Ｓ
Ｆ６とＣＣＲ２Ｆ２の合計流量に対するＣＣ１１２Ｆ２
の流量分率を１０％に固定して実験を行った。次に、Ｓ
Ｆ６の流量を４５ＳＣＣＭ、　ＣＣＲ２Ｆ２の流量を５
３Ｃ門に固定し、ＳＦ６とＣ（Ｊ２Ｆ２の合計流量に対
するＮ２の流量分率を変化させたときの被エツチング試
料であるタングステン（Ｗ）のエツチング速度の変化を
示したのが第４図である。これより、Ｎ２流量分率が５
％のところでＷエツチング速度は最大値となり、Ｎ２を
加えずにエツチングした場合に較べてエツチング速度は
１割はど上昇し、かつ、第１図に示す異方性の形状が得
られた。図において、１１はシリコン基板、１２は酸化
膜、１３はタングステン膜、１４はフォトレジストであ
る。

（実施例２）次に本発明の実施例２について説明する。

本実施例では、実施例１と同じ装置を用い、試料として
チタンタングステン膜をもつものを用い、反応ガスとし
て、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス、塩素（ＣＱｚ）ガス
、窒素（Ｎ２）ガスの混合ガスを用い、実施例１と同様
な操作により実験を行った。その結果、反応室４１内の
圧力を１０パスカル、高周波８力４００ワット、　ＳＦ
６ガス４０ＳＣＣＭ、　ｃＱ２ガスＩＯＳＣＣＭ、　Ｎ
　２ガスＩＯＳＣＣＭの条件下において、第１図に示す
異方性エツチング形状が得られ、エツチング速度はＮ２
を加えない場合に較べ、１．５割はど向上した。本実施
例では、環境破壊に関連して規制対象であるフロン１２
を使わないで済むという利点を有する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は反応ガスとして、ＳＦＧと
塩素系ガスとに加えてＮ２ガスを用いたので、エツチン
グ形状の異方性を保ちながら、エツチング速度を増大で
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の反応性エツチング法によりエツチング
を行った状態を示す断面図、第２図は本発明を実施する
反応性ドライエツチング装置を示す断面図、第３図はＣ
Ｃ０２Ｆ２流量分率と異方性指数γとの関係を示す図、
第４図はＮ２流量分率とＷエツチング速度との関係を示
す図、第５図（ａ）、　（ｂ）。（ｃ）はＷエツチング試料を示す断面図である。】１・・・シリコン基板　　　　　１２・・・酸化膜１
３・・・タングステン膜　　　　１４・・・フォトレジ
スト３５・・・試料　　　　　　　　　３６・・・真空
排気系３７・・・電極　　　　　　　　　３８・・・ガ
ス導入バルブ３９・・・対向電極　　　　　　　４０・
・・高周波電源４１・・・反応室

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応ガスをプラズマ化させてエッチングを行う反
応性ドライエッチング法であって、前記反応ガスとして、六フッ化硫黄（ＳＦ＿６）ガスに
、塩素原子を含むガスと、窒素（Ｎ＿２）ガスとを混合
させてなる混合ガスを用いることを特徴とする反応性ド
ライエッチング法。
（２）前記反応ガスとして、六フッ化硫黄（ＳＦ＿６）
ガスに、二フッ化二塩化炭素（ＣＣｌ＿２Ｆ＿２）ガス
と、窒素（Ｎ＿２）ガスとを混合させてなる混合ガスを
用いることを特徴とする請求項第（１）項記載の反応性
ドライエッチング法。
（３）前記反応ガスとして、六フッ化硫黄（ＳＦ＿６）
ガスに、塩素（Ｃｌ＿２）ガスと、窒素（Ｎ＿２）ガス
とを混合させてなる混合ガスを用いることを特徴とする
請求項第（１）項記載の反応性ドライエッチング法。