JPH05304122A - ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング方法およびドライエッチング装置Info
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- JPH05304122A JPH05304122A JP10966792A JP10966792A JPH05304122A JP H05304122 A JPH05304122 A JP H05304122A JP 10966792 A JP10966792 A JP 10966792A JP 10966792 A JP10966792 A JP 10966792A JP H05304122 A JPH05304122 A JP H05304122A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 真空領域でＨＦガスに曝すことで表面の自然
酸化膜１４を除去した後、連続的に、高いエッチング選
択性をもったエッチング条件で、ポリシリコン膜１３を
エッチングする。 【効果】 ポリシリコン膜１３が膜減りせず完全に自然
酸化膜１４を除去できるため、高いエッチング選択性を
もったエッチングだけでポリシリコン膜１３がエッチン
グでき、しかも制御性のよい安定なエッチングができ
る。
酸化膜１４を除去した後、連続的に、高いエッチング選
択性をもったエッチング条件で、ポリシリコン膜１３を
エッチングする。 【効果】 ポリシリコン膜１３が膜減りせず完全に自然
酸化膜１４を除去できるため、高いエッチング選択性を
もったエッチングだけでポリシリコン膜１３がエッチン
グでき、しかも制御性のよい安定なエッチングができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン半導体装置の製
造工程におけるドライエッチング技術に関するもので、
とくに、薄膜のポリシリコン膜やシリコン基板のエッチ
ング方法に関するものである。
造工程におけるドライエッチング技術に関するもので、
とくに、薄膜のポリシリコン膜やシリコン基板のエッチ
ング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のドライエッチング方法を図面を用
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【０００３】図４および図５は、この従来のドライエッ
チング方法を説明するための基板の概略断面図を示すも
のであり、３１はシリコン基板、３２はシリコン基板３
１上に形成された酸化膜、３３は酸化膜３２上にＣＶＤ
により堆積したポリシリコン膜、３４はポリシリコン膜
３４を大気（あるいは酸素を含む雰囲気）に曝すことで
生成される自然酸化膜、３５はフォトリソグラフィー技
術により所望領域に形成されたレジストパタ−ンであ
る。
チング方法を説明するための基板の概略断面図を示すも
のであり、３１はシリコン基板、３２はシリコン基板３
１上に形成された酸化膜、３３は酸化膜３２上にＣＶＤ
により堆積したポリシリコン膜、３４はポリシリコン膜
３４を大気（あるいは酸素を含む雰囲気）に曝すことで
生成される自然酸化膜、３５はフォトリソグラフィー技
術により所望領域に形成されたレジストパタ−ンであ
る。
【０００４】図４、５の（ａ）の状態で開始されてる従
来のドライエッチング方法では、レジストパタ−ン３５
のない領域のポリシリコン膜３３を異方性でほぼ垂直に
エッチングし、かつ、ポリシリコン膜３３下の酸化膜３
２をエッチングしないようにするためには、塩素系や臭
素系のエッチングガスによる反応性ドライエッチング
（通常ＲＩＥやマグネトロンＲＩＥやＥＣＲエッチング
によるドライエッチング技術）を用いて、ポリシリコン
膜３３のエッチング速度に対し酸化膜３２のエッチング
速度を小さく（エッチング選択性を大きく）なるような
条件下で、ポリシリコン膜３３をエッチングしている。
しかし、実際には、ポリシリコン膜３３表面には自然酸
化膜３４があるために、エッチング選択性が大きな条件
でポリシリコン膜３３をエッチングしてもがエッチング
できなかったり、自然酸化膜３４の膜厚のばらつきによ
り、図４（ｂ）に示すように自然酸化膜３４が早くなく
なった領域のポリシリコンのエッチングが促進されるた
め、図４（ｃ）に示すように多少（ポリシリコン膜３３
膜厚の２０％から５０％程度）のオーバーエッチングを
行ってもエッチング残り３３Ａが生じてしまうという問
題を生じてしまう。そこで、これまでは、図５（ｂ）に
示すように、エッチング選択性の高いポリシリコンエッ
チングを行う前に、エッチング選択性の低いポリシリコ
ンエッチング条件を用いて、ポリシリコン膜３３と同時
に自然酸化膜３４をおよそ５０ｎｍほどエッチングし
て、自然酸化膜３４がなくなった後、エッチング選択性
の高いポリシリコンエッチングで残りのポリシリコン膜
３３をエッチングする方法を用いて、図５（ｃ）に示す
ように、良好なエッチング特性を得ていた。
来のドライエッチング方法では、レジストパタ−ン３５
のない領域のポリシリコン膜３３を異方性でほぼ垂直に
エッチングし、かつ、ポリシリコン膜３３下の酸化膜３
２をエッチングしないようにするためには、塩素系や臭
素系のエッチングガスによる反応性ドライエッチング
（通常ＲＩＥやマグネトロンＲＩＥやＥＣＲエッチング
によるドライエッチング技術）を用いて、ポリシリコン
膜３３のエッチング速度に対し酸化膜３２のエッチング
速度を小さく（エッチング選択性を大きく）なるような
条件下で、ポリシリコン膜３３をエッチングしている。
しかし、実際には、ポリシリコン膜３３表面には自然酸
化膜３４があるために、エッチング選択性が大きな条件
でポリシリコン膜３３をエッチングしてもがエッチング
できなかったり、自然酸化膜３４の膜厚のばらつきによ
り、図４（ｂ）に示すように自然酸化膜３４が早くなく
なった領域のポリシリコンのエッチングが促進されるた
め、図４（ｃ）に示すように多少（ポリシリコン膜３３
膜厚の２０％から５０％程度）のオーバーエッチングを
行ってもエッチング残り３３Ａが生じてしまうという問
題を生じてしまう。そこで、これまでは、図５（ｂ）に
示すように、エッチング選択性の高いポリシリコンエッ
チングを行う前に、エッチング選択性の低いポリシリコ
ンエッチング条件を用いて、ポリシリコン膜３３と同時
に自然酸化膜３４をおよそ５０ｎｍほどエッチングし
て、自然酸化膜３４がなくなった後、エッチング選択性
の高いポリシリコンエッチングで残りのポリシリコン膜
３３をエッチングする方法を用いて、図５（ｃ）に示す
ように、良好なエッチング特性を得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな方法では、自然酸化膜３４を除去するために、エッ
チング選択性の低いポリシリコンエッチング条件を用い
ているため、ポリシリコン膜３４の膜厚が非常に薄い
（５０ｎｍ以下）場合には、自然酸化膜３４のエッチン
グ時にポリシリコン膜３３までもがなくなってしまい、
下地の酸化膜３２が露出してしう。その上、酸化膜３２
も薄い場合には酸化膜３２もエッチングされるため、シ
リコン基板３１がエッチングされてしまうという問題が
ある。
うな方法では、自然酸化膜３４を除去するために、エッ
チング選択性の低いポリシリコンエッチング条件を用い
ているため、ポリシリコン膜３４の膜厚が非常に薄い
（５０ｎｍ以下）場合には、自然酸化膜３４のエッチン
グ時にポリシリコン膜３３までもがなくなってしまい、
下地の酸化膜３２が露出してしう。その上、酸化膜３２
も薄い場合には酸化膜３２もエッチングされるため、シ
リコン基板３１がエッチングされてしまうという問題が
ある。
【０００６】また、ポリシリコン膜３３がエッチングさ
れず、酸化膜のみがエッチングされる条件を用いて自然
酸化膜３４をエッチングする場合、通常、ポリシリコン
がエッチングされない酸化膜ドライエッチングは、炭
素、フッ素、水素系ガス（代表的にはＣＨＦ3やＣＦ4ガ
ス）を用いており、この系でのエッチング選択性を高く
すると、エッチング副生成物（炭素系物質）が多くな
り、ポリシリコン膜３３表面の凹凸に付着して、この付
着したエッチング副生成物が次のポリシリコン膜３３エ
ッチング時のマスクになってエッチング残りを生じてし
まうという問題点を有していた。
れず、酸化膜のみがエッチングされる条件を用いて自然
酸化膜３４をエッチングする場合、通常、ポリシリコン
がエッチングされない酸化膜ドライエッチングは、炭
素、フッ素、水素系ガス（代表的にはＣＨＦ3やＣＦ4ガ
ス）を用いており、この系でのエッチング選択性を高く
すると、エッチング副生成物（炭素系物質）が多くな
り、ポリシリコン膜３３表面の凹凸に付着して、この付
着したエッチング副生成物が次のポリシリコン膜３３エ
ッチング時のマスクになってエッチング残りを生じてし
まうという問題点を有していた。
【０００７】本発明はかかる点に鑑み、非常に薄い酸化
膜上に形成された薄いポリシリコン膜を制御性よくエッ
チングできるドライエッチング方法を提供することを目
的とする。
膜上に形成された薄いポリシリコン膜を制御性よくエッ
チングできるドライエッチング方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空反応室内
に基板を設置し真空排気する工程と、前記基板を第１の
温度にする工程と、前記反応室内にフッ化水素ガスを導
入する工程と、前記反応室内のガス圧力を第１の圧力に
する工程と、所望の時間状態を保持する工程と、前記フ
ッ化水素ガスの供給を止め前記反応室内を真空にする工
程と、前記基板を酸素ガスあるいは酸素を含むガスに曝
すことなく、前記基板を第２の温度にする工程と、前記
反応室内にハロゲン系原子を含む反応性ガスを導入する
工程と、前記反応室内のガス圧力を第２の圧力にする工
程と、前記反応性ガスのプラズマを生成する工程によ
り、前記基板の一主面を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である。
に基板を設置し真空排気する工程と、前記基板を第１の
温度にする工程と、前記反応室内にフッ化水素ガスを導
入する工程と、前記反応室内のガス圧力を第１の圧力に
する工程と、所望の時間状態を保持する工程と、前記フ
ッ化水素ガスの供給を止め前記反応室内を真空にする工
程と、前記基板を酸素ガスあるいは酸素を含むガスに曝
すことなく、前記基板を第２の温度にする工程と、前記
反応室内にハロゲン系原子を含む反応性ガスを導入する
工程と、前記反応室内のガス圧力を第２の圧力にする工
程と、前記反応性ガスのプラズマを生成する工程によ
り、前記基板の一主面を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である。
【０００９】また、本発明は、基板を第１の温度にする
機構と、少なくともフッ化水素ガスを導入する機構と、
前記フッ化水素ガスを第１の圧力にする機構を有する第
１の真空反応容器と、基板を第２の温度にする機構と、
少なくともハロゲン系原子を含む反応性ガスを導入する
機構と、前記反応性ガスを第２の圧力にする機構と、前
記反応性ガスのプラズマを生成する機構を有する第２の
真空反応容器と、基板を第１の真空反応容器から酸素ガ
スあるいは酸素を含むガスに曝すことなく第２の真空反
応容器へ移動する機構を有するドライエッチング装置を
提供する。
機構と、少なくともフッ化水素ガスを導入する機構と、
前記フッ化水素ガスを第１の圧力にする機構を有する第
１の真空反応容器と、基板を第２の温度にする機構と、
少なくともハロゲン系原子を含む反応性ガスを導入する
機構と、前記反応性ガスを第２の圧力にする機構と、前
記反応性ガスのプラズマを生成する機構を有する第２の
真空反応容器と、基板を第１の真空反応容器から酸素ガ
スあるいは酸素を含むガスに曝すことなく第２の真空反
応容器へ移動する機構を有するドライエッチング装置を
提供する。
【００１０】
【作用】本発明は前記した構成により、まず、基板を反
応室内に導入した後真空に排気することで、基板表面に
自然付着している水分を排除する。次にフッ化水素ガス
を導入することで、フッ化水素を表面の自然酸化膜と反
応させ、ウェットエッチングと同じようにシリコン（ま
たはポリシリコン）にダメージを与えずに、かつ、完全
に自然酸化膜を除去し、シリコン（またはポリシリコ
ン）表面の不要なものを取り除いた後、シリコン（また
はポリシリコン）をエッチングＳｉＯ2と反応し表面層
の酸化膜を除去できる。ここで、フッ化水素と酸化膜の
反応はＳｉＯ2＋４ＨＦ→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏであり、常
温以上の真空領域ではＳｉＦ4もＨ2Ｏも気体であるため
十分に排気（基板表面から除去）することができ、酸化
膜のエッチングは進行する。しかし、水分が存在する場
合にはＳｉＯ2＋６ＨＦ→Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏの反応に
なってしまい、Ｈ2ＳｉＦ6は排気されにくいために、酸
化膜のエッチングは進行しにくくなる。そこで、反応中
に生成されるＨ2Ｏを除去するために、基板温度とフッ
化水素ガス流量と圧力を制御して、吸着するフッ化水素
分子層の量や反応速度や生成されるＨ2Ｏの表面からの
離脱を制御する必要がある。
応室内に導入した後真空に排気することで、基板表面に
自然付着している水分を排除する。次にフッ化水素ガス
を導入することで、フッ化水素を表面の自然酸化膜と反
応させ、ウェットエッチングと同じようにシリコン（ま
たはポリシリコン）にダメージを与えずに、かつ、完全
に自然酸化膜を除去し、シリコン（またはポリシリコ
ン）表面の不要なものを取り除いた後、シリコン（また
はポリシリコン）をエッチングＳｉＯ2と反応し表面層
の酸化膜を除去できる。ここで、フッ化水素と酸化膜の
反応はＳｉＯ2＋４ＨＦ→ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏであり、常
温以上の真空領域ではＳｉＦ4もＨ2Ｏも気体であるため
十分に排気（基板表面から除去）することができ、酸化
膜のエッチングは進行する。しかし、水分が存在する場
合にはＳｉＯ2＋６ＨＦ→Ｈ2ＳｉＦ6＋２Ｈ2Ｏの反応に
なってしまい、Ｈ2ＳｉＦ6は排気されにくいために、酸
化膜のエッチングは進行しにくくなる。そこで、反応中
に生成されるＨ2Ｏを除去するために、基板温度とフッ
化水素ガス流量と圧力を制御して、吸着するフッ化水素
分子層の量や反応速度や生成されるＨ2Ｏの表面からの
離脱を制御する必要がある。
【００１１】このフッ化水素による反応はＳｉＯ2に対
しておこるため、酸化膜はエッチングされるがシリコン
（またはポリシリコン）はエッチングされない。また、
表面の凹凸に対しても等方的に反応するために酸化膜を
完全に除去することが可能であり、シリコン（またはポ
リシリコン）表面の自然酸化膜の除去ができる。
しておこるため、酸化膜はエッチングされるがシリコン
（またはポリシリコン）はエッチングされない。また、
表面の凹凸に対しても等方的に反応するために酸化膜を
完全に除去することが可能であり、シリコン（またはポ
リシリコン）表面の自然酸化膜の除去ができる。
【００１２】しかる後に、（酸素を含むガスに曝さなけ
れば表面に自然酸化膜は出来ないので）シリコン（また
はポリシリコン）のエッチングを行えば、自然酸化膜の
影響がないために、高いエッチング選択性をもった条件
を用いても、エッチング残りを生じることがない。ま
た、自然酸化膜の除去時にシリコン（またはポリシリコ
ン）はエッチングされないため制御性のよいエッチング
が可能である（下地の酸化膜をエッチングしない）。
れば表面に自然酸化膜は出来ないので）シリコン（また
はポリシリコン）のエッチングを行えば、自然酸化膜の
影響がないために、高いエッチング選択性をもった条件
を用いても、エッチング残りを生じることがない。ま
た、自然酸化膜の除去時にシリコン（またはポリシリコ
ン）はエッチングされないため制御性のよいエッチング
が可能である（下地の酸化膜をエッチングしない）。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。
する。
【００１４】図１は、本発明のドライエッチング方法の
実施例を説明するための基板の概略断面図を示すもので
あり、図２および図３は、本発明のドライエッチング装
置の実施例を説明するための装置の概略断面図である。
実施例を説明するための基板の概略断面図を示すもので
あり、図２および図３は、本発明のドライエッチング装
置の実施例を説明するための装置の概略断面図である。
【００１５】図１において、１１はシリコン基板、１２
はシリコン基板１１上に形成された酸化膜、１３は酸化
膜１２上にＣＶＤにより堆積したポリシリコン膜、１４
はポリシリコン膜１４を大気（あるいは酸素を含む雰囲
気）に曝すことで生成される自然酸化膜、１５はフォト
リソグラフィー技術により所望領域に形成されたレジス
トパタ−ンである。
はシリコン基板１１上に形成された酸化膜、１３は酸化
膜１２上にＣＶＤにより堆積したポリシリコン膜、１４
はポリシリコン膜１４を大気（あるいは酸素を含む雰囲
気）に曝すことで生成される自然酸化膜、１５はフォト
リソグラフィー技術により所望領域に形成されたレジス
トパタ−ンである。
【００１６】図２および図３において、２０は第１の真
空反応容器としてのチャンバーａ、２１は第２の真空反
応容器としてのチャンバーｂ、２２は基板を支持するた
めのカソード電極、２３は基板としてのシリコン基板、
２４および２４’は基板温度制御装置ａおよびｂ、２５
のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄはガス流量制御機、２６および２６’
はチャンバー内の圧力を制御する圧力制御機ａおよび
ｂ、２７は基板支持台、２８はプラズマを生成するため
の高周波電源である。
空反応容器としてのチャンバーａ、２１は第２の真空反
応容器としてのチャンバーｂ、２２は基板を支持するた
めのカソード電極、２３は基板としてのシリコン基板、
２４および２４’は基板温度制御装置ａおよびｂ、２５
のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄはガス流量制御機、２６および２６’
はチャンバー内の圧力を制御する圧力制御機ａおよび
ｂ、２７は基板支持台、２８はプラズマを生成するため
の高周波電源である。
【００１７】まず、図１（ａ）に示すようなシリコン基
板１１を図２左の様に、チャンバーａ２０内の支持台２
７に設置した後、排気してチャンバー内を真空にする。
この時、シリコン基板２３上に吸着されていた水分は除
去される。同時に、基板温度制御装置ａ２４により支持
台２７の温度を制御してシリコン基板の温度を第１の温
度として、１００゜Ｃに保持する。次に、ガス流量制御
装置２５のＡよりフッ化水素（以降、ＨＦと記す）ガス
を１００ｃｃ／ｍｉｎの割合でチャンバーａ２０内に導
入する。チャンバー内は圧力制御機ａ２６により第１の
圧力として１５ｐａにする。真空領域では前述のように
図１の（ｂ）に示すようにポリシリコン膜１３上の自然
酸化膜１４とＨＦが反応しＳｉＦ4とＨ2Ｏになり排出さ
れるため、フォトレジスト１５の開口部分の自然酸化膜
１４が徐々にエッチングされ除去できる。しかる後、ガ
ス流量制御装置２５ＡのＨＦガスを止めて、チャンバー
内を一度真空にする。
板１１を図２左の様に、チャンバーａ２０内の支持台２
７に設置した後、排気してチャンバー内を真空にする。
この時、シリコン基板２３上に吸着されていた水分は除
去される。同時に、基板温度制御装置ａ２４により支持
台２７の温度を制御してシリコン基板の温度を第１の温
度として、１００゜Ｃに保持する。次に、ガス流量制御
装置２５のＡよりフッ化水素（以降、ＨＦと記す）ガス
を１００ｃｃ／ｍｉｎの割合でチャンバーａ２０内に導
入する。チャンバー内は圧力制御機ａ２６により第１の
圧力として１５ｐａにする。真空領域では前述のように
図１の（ｂ）に示すようにポリシリコン膜１３上の自然
酸化膜１４とＨＦが反応しＳｉＦ4とＨ2Ｏになり排出さ
れるため、フォトレジスト１５の開口部分の自然酸化膜
１４が徐々にエッチングされ除去できる。しかる後、ガ
ス流量制御装置２５ＡのＨＦガスを止めて、チャンバー
内を一度真空にする。
【００１８】次に、基板移動装置２９のアーム３０によ
りシリコン基板をチャンバーａ２０よりチャンバーｂ２
１に移動する。この時、基板移動装置のある室は真空に
排気されているため、シリコン基板２３表面に自然酸化
膜ができることはない。
りシリコン基板をチャンバーａ２０よりチャンバーｂ２
１に移動する。この時、基板移動装置のある室は真空に
排気されているため、シリコン基板２３表面に自然酸化
膜ができることはない。
【００１９】次に、基板温度制御装置ｂ２４’によりシ
リコン基板温度を第２の温度として２０゜Ｃに保持す
る。そして、ガス流量制御装置２５のＣにより塩素（以
降、Ｃｌ2と記す）ガスを２０ｃｃ／ｍｉｎの割合でチ
ャンバーｂ２１内に導入する。チャンバーｂ２１内は圧
力制御機ｂ２６’により第２の圧力として５ｐａにす
る。その後、容量接続された高周波電源２８により１
３．５６ＭＨｚの高周波電力２００Ｗをカソード電極２
２に印加してプラズマを発生させる。Ｃｌ2によるこの
プラズマは、周知のＲＩＥ（リアクティブイオンエッチ
ング）であり、図１に示すポリシリコン膜１３をエッチ
ングすることができる。
リコン基板温度を第２の温度として２０゜Ｃに保持す
る。そして、ガス流量制御装置２５のＣにより塩素（以
降、Ｃｌ2と記す）ガスを２０ｃｃ／ｍｉｎの割合でチ
ャンバーｂ２１内に導入する。チャンバーｂ２１内は圧
力制御機ｂ２６’により第２の圧力として５ｐａにす
る。その後、容量接続された高周波電源２８により１
３．５６ＭＨｚの高周波電力２００Ｗをカソード電極２
２に印加してプラズマを発生させる。Ｃｌ2によるこの
プラズマは、周知のＲＩＥ（リアクティブイオンエッチ
ング）であり、図１に示すポリシリコン膜１３をエッチ
ングすることができる。
【００２０】また、このＲＩＥにおいて、下地の酸化膜
１２とのエッチング選択性を高めても、ポリシリコン膜
１３上の自然酸化膜１４は既に除去されており、なんら
問題を生じることがない。さらに、ポリシリコン膜１４
のエッチング途中でエッチング条件を変更する必要がな
く、エッチング選択性の高い条件のみでエッチングでき
るため、非常に薄い（例えば５０ｎｍ以下）のポリシリ
コン膜１４であっても制御性のよい安定したエッチング
が可能である。
１２とのエッチング選択性を高めても、ポリシリコン膜
１３上の自然酸化膜１４は既に除去されており、なんら
問題を生じることがない。さらに、ポリシリコン膜１４
のエッチング途中でエッチング条件を変更する必要がな
く、エッチング選択性の高い条件のみでエッチングでき
るため、非常に薄い（例えば５０ｎｍ以下）のポリシリ
コン膜１４であっても制御性のよい安定したエッチング
が可能である。
【００２１】なお、上記実施例では、第１の温度として
基板温度を１００゜Ｃと記載したが、これは、ＨＦによ
る反応速度や反応により生成されたＨ2Ｏの除去速度
は、基板温度が高いほど速いが、反応の圧力によっても
反応速度とＨ2Ｏの除去速度が異なることや、目的の場
所のみをエッチングするために、一般にフォトレジスト
パタ−ンを用いてエッチング阻止領域を作っているた
め、フォトレジストパタ−ンの使用上基板温度は２００
゜Ｃ以下にする必要がある。逆に、基板温度が低いと反
応が促進されず効率の低下を招くため、基板温度は５０
゜Ｃ以上が好ましい。よって、基板温度は５０〜２００
゜Ｃの範囲であればよい。
基板温度を１００゜Ｃと記載したが、これは、ＨＦによ
る反応速度や反応により生成されたＨ2Ｏの除去速度
は、基板温度が高いほど速いが、反応の圧力によっても
反応速度とＨ2Ｏの除去速度が異なることや、目的の場
所のみをエッチングするために、一般にフォトレジスト
パタ−ンを用いてエッチング阻止領域を作っているた
め、フォトレジストパタ−ンの使用上基板温度は２００
゜Ｃ以下にする必要がある。逆に、基板温度が低いと反
応が促進されず効率の低下を招くため、基板温度は５０
゜Ｃ以上が好ましい。よって、基板温度は５０〜２００
゜Ｃの範囲であればよい。
【００２２】また、ＨＦによる自然酸化膜１４のエッチ
ングの際、ＨＦを流すとともに、図２のガス流量制御機
２５のＢより窒素（以降，Ｎ2と記す）ガスを導入する
ことで、ＨＦ濃度を低下させることができ、反応速度が
制御しやすくなる。さらに、反応生成物のＨ2Ｏの除去
効果も高まるので、より安定した自然酸化膜除去が可能
となる。また、これはＮ2の代わりにヘリウム（Ｈｅ）
やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いても同様で
ある。
ングの際、ＨＦを流すとともに、図２のガス流量制御機
２５のＢより窒素（以降，Ｎ2と記す）ガスを導入する
ことで、ＨＦ濃度を低下させることができ、反応速度が
制御しやすくなる。さらに、反応生成物のＨ2Ｏの除去
効果も高まるので、より安定した自然酸化膜除去が可能
となる。また、これはＮ2の代わりにヘリウム（Ｈｅ）
やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いても同様で
ある。
【００２３】また、ＨＦによる自然酸化膜１４のエッチ
ングの際、水分を含まないアルコール（例えば無水メタ
ノールや無水エタノール等）ガスを導入することで、Ｈ
Ｆの反応を促進できるとともに、反応生成物のＨ2Ｏの
除去効果も高まり、効率のよい自然酸化膜除去が可能と
なる。
ングの際、水分を含まないアルコール（例えば無水メタ
ノールや無水エタノール等）ガスを導入することで、Ｈ
Ｆの反応を促進できるとともに、反応生成物のＨ2Ｏの
除去効果も高まり、効率のよい自然酸化膜除去が可能と
なる。
【００２４】また、上記実施例では、Ｃｌ2ガスによる
ＲＩＥを用いたポリシリコン膜１３のドライエッチング
方法だけを記述したが、これは、他のガスや混合ガスを
用いた場合であっても同じことであり、ＲＩＥに限らず
マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエッチングの場合でも、全
く同様の効果が得られる。
ＲＩＥを用いたポリシリコン膜１３のドライエッチング
方法だけを記述したが、これは、他のガスや混合ガスを
用いた場合であっても同じことであり、ＲＩＥに限らず
マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエッチングの場合でも、全
く同様の効果が得られる。
【００２５】また、エッチングする膜をポリシリコン膜
に限定して説明したが、これはアモルファスシリコン膜
や、シリコン基板であっても同様である。
に限定して説明したが、これはアモルファスシリコン膜
や、シリコン基板であっても同様である。
【００２６】さらに、上記実施例では、ＨＦによる自然
酸化膜除去とＣｌ2によるポリシリコン膜１３のエッチ
ングを２つのチャンバー（チャンバーａ２０とチャンバ
ーｂ２１）に分けて行ったが、これは、図３に示すよう
な１つのチャンバーの装置で連続的に同様の処理をして
も効果は同じである。しかし、第１の基板温度と第２の
基板温度が異なる場合には、効率が悪くなってしまうた
め、基板温度制御装置の応答性を向上させる必要があ
る。
酸化膜除去とＣｌ2によるポリシリコン膜１３のエッチ
ングを２つのチャンバー（チャンバーａ２０とチャンバ
ーｂ２１）に分けて行ったが、これは、図３に示すよう
な１つのチャンバーの装置で連続的に同様の処理をして
も効果は同じである。しかし、第１の基板温度と第２の
基板温度が異なる場合には、効率が悪くなってしまうた
め、基板温度制御装置の応答性を向上させる必要があ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明して明らかなように、本発明
は、非常に薄いポリシリコン膜のエッチングに有効であ
り、容易に実施できるためその効果は大きい。
は、非常に薄いポリシリコン膜のエッチングに有効であ
り、容易に実施できるためその効果は大きい。
【図１】本発明の実施例を説明するための基板の概略断
面図
面図
【図２】本発明の実施例を説明するためのドライエッチ
ング装置の概略断面図
ング装置の概略断面図
【図３】本発明の実施例を説明するためのドライエッチ
ング装置の概略断面図
ング装置の概略断面図
【図４】従来のドライエッチング方法を説明するための
基板の概略断面図
基板の概略断面図
【図５】従来のドライエッチング方法を説明するための
基板の概略断面図
基板の概略断面図
１１ シリコン基板 １２ 酸化膜 １３ ポリシリコン膜 １４ 自然酸化膜 １５ レジストパタ−ン ２１ チャンバー ２２ カソード電極 ２３ シリコン基板 ２４，２４’ 基板温度制御装置 ２５ ガス流量制御機 ２６，２６’ 圧力制御機 ２７ 支持台 ２８ 高周波電源 ２９ 基板移動装置 ３０ アーム
Claims (7)
- 【請求項１】真空反応室内に基板を設置し真空排気する
工程と、前記基板を第１の温度にする工程と、前記反応
室内にフッ化水素ガスを導入する工程と、前記反応室内
のガス圧力を第１の圧力にする工程と、所望の時間状態
を保持する工程と、前記フッ化水素ガスの供給を止め前
記反応室内を真空にする工程と、前記基板を酸素ガスあ
るいは酸素を含むガスに曝すことなく、前記基板を第２
の温度にする工程と、前記反応室内にハロゲン系原子を
含む反応性ガスを導入する工程と、前記反応室内のガス
圧力を第２の圧力にする工程と、前記反応性ガスのプラ
ズマを生成する工程により、前記基板をエッチングする
ことを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】反応室内にフッ化水素ガスを導入する工程
と、前記反応室内のガス圧力を第１の圧力にする工程
と、所望の時間状態を保持する工程と、前記フッ化水素
ガスの供給を止め前記反応室内を真空にする工程からな
る工程を、複数回繰り返す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。 - 【請求項３】第１の温度を５０〜２００゜Ｃの範囲とす
る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。 - 【請求項４】第２の温度を０〜５０゜Ｃの範囲とするこ
とを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】反応室内にフッ化水素ガスと同時に窒素ガ
スまたは不活性ガス（Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ）
を導入する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。 - 【請求項６】反応室内にフッ化水素ガスと同時に水分を
含まないアルコール類を導入する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。 - 【請求項７】基板を第１の温度にする機構と、少なくと
もフッ化水素ガスを導入する機構と、前記フッ化水素ガ
スを第１の圧力にする機構を有する第１の真空反応容器
と、基板を第２の温度にする機構と、少なくともハロゲ
ン系原子を含む反応性ガスを導入する機構と、前記反応
性ガスを第２の圧力にする機構と、前記反応性ガスのプ
ラズマを生成する機構を有する第２の真空反応容器と、
基板を第１の真空反応容器から酸素ガスあるいは酸素を
含むガスに曝すことなく第２の真空反応容器へ移動する
機構を有するドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10966792A JPH05304122A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10966792A JPH05304122A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304122A true JPH05304122A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14516116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10966792A Pending JPH05304122A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05304122A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113700A (ja) * | 2000-10-05 | 2002-04-16 | Sony Corp | マイクロマシン製造装置、マイクロマシンの製造方法、回折格子ライトバルブの製造方法および表示装置の製造方法 |
| JP2006253726A (ja) * | 2006-06-13 | 2006-09-21 | Kyocera Corp | 半導体基板の粗面化法 |
| US7547642B2 (en) | 2004-12-15 | 2009-06-16 | Denso Corporation | Micro-structure manufacturing method |
| JP2012521075A (ja) * | 2009-03-17 | 2012-09-10 | ロート ウント ラウ アーゲー | 基板処理装置および基板処理方法 |
| US9126229B2 (en) | 2011-05-11 | 2015-09-08 | Tokyo Electron Limited | Deposit removal method |
| US9177816B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-11-03 | Tokyo Electron Limited | Deposit removal method |
| WO2021182189A1 (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP10966792A patent/JPH05304122A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012521075A (ja) * | 2009-03-17 | 2012-09-10 | ロート ウント ラウ アーゲー | 基板処理装置および基板処理方法 |
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| US9177816B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-11-03 | Tokyo Electron Limited | Deposit removal method |
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| JP2021145030A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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