JPH06349782A - 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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- JPH06349782A JPH06349782A JP13555393A JP13555393A JPH06349782A JP H06349782 A JPH06349782 A JP H06349782A JP 13555393 A JP13555393 A JP 13555393A JP 13555393 A JP13555393 A JP 13555393A JP H06349782 A JPH06349782 A JP H06349782A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 β−ＳｉＣ（シリコンカーバイド）膜２、ダ
イヤモンド膜３、ａ−Ｃ：Ｈ（アモルファス・カーボ
ン）等の炭素系無機材料膜を、実用的なプロセスで異方
性エッチングする。 【構成】 放電解離条件下でＦ* （フッ素ラジカル）と
遊離のＳ（イオウ）を生成できるエッチング・ガスを用
いる。炭素系無機材料膜はＣＦx ，ＳｉＦx 等の形で除
去される。遊離のＳが形成するＳ堆積層６によりトレン
チ５の側壁面が保護され、異方性加工が実現する。エッ
チング・ガスに窒素系化合物を添加し、窒化イオウ系堆
積層７を側壁保護に利用しても良い。 【効果】 主エッチング種としてＯ* （酸素ラジカル）
を用いないので、レジスト・マスク４をエッチング・マ
スクとして使える。また、側壁保護に炭素系ポリマーを
用いないので、パーティクル汚染を防止できる。
イヤモンド膜３、ａ−Ｃ：Ｈ（アモルファス・カーボ
ン）等の炭素系無機材料膜を、実用的なプロセスで異方
性エッチングする。 【構成】 放電解離条件下でＦ* （フッ素ラジカル）と
遊離のＳ（イオウ）を生成できるエッチング・ガスを用
いる。炭素系無機材料膜はＣＦx ，ＳｉＦx 等の形で除
去される。遊離のＳが形成するＳ堆積層６によりトレン
チ５の側壁面が保護され、異方性加工が実現する。エッ
チング・ガスに窒素系化合物を添加し、窒化イオウ系堆
積層７を側壁保護に利用しても良い。 【効果】 主エッチング種としてＯ* （酸素ラジカル）
を用いないので、レジスト・マスク４をエッチング・マ
スクとして使える。また、側壁保護に炭素系ポリマーを
用いないので、パーティクル汚染を防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置等の加工に適
用されるドライエッチング方法に関し、特にアモルファ
ス・カーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）薄膜、シリコン・カーバイ
ド（ＳｉＣ）系薄膜、ダイヤモンド系薄膜等の炭素系無
機材料膜を、レジスト・マスクを用いた実用的なドライ
・プロセスで異方的にエッチングする方法に関する。
用されるドライエッチング方法に関し、特にアモルファ
ス・カーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）薄膜、シリコン・カーバイ
ド（ＳｉＣ）系薄膜、ダイヤモンド系薄膜等の炭素系無
機材料膜を、レジスト・マスクを用いた実用的なドライ
・プロセスで異方的にエッチングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置の開発分野には、シリ
コン・デバイスの微細加工技術を物理的限界まで追求す
る方向と、シリコンとは物性の異なる材料を用いた新し
いデバイスを追求する方向とが共存している。
コン・デバイスの微細加工技術を物理的限界まで追求す
る方向と、シリコンとは物性の異なる材料を用いた新し
いデバイスを追求する方向とが共存している。
【０００３】微細加工技術を物理的限界まで追求する技
術のひとつに、フォトリソグラフィにおける解像度の向
上を目的とした反射防止膜の使用が挙げられる。特に、
高圧水銀ランプのｉ線（３６５ｎｍ）やＫｒＦ（２４９
ｎｍ）を露光光源として使用し、線幅０．４μｍ以下の
微細なレジスト・マスクを形成する遠紫外リソグラフィ
においては、反射防止膜はほぼ必須である。かかる遠紫
外領域において良好な吸光特性を示す反射防止膜材料と
して、第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年
春季年会）講演予稿集ｐ．５５９，演題番号３０ａ−Ｌ
−２に、ａ−Ｃ：Ｈが提案されている。
術のひとつに、フォトリソグラフィにおける解像度の向
上を目的とした反射防止膜の使用が挙げられる。特に、
高圧水銀ランプのｉ線（３６５ｎｍ）やＫｒＦ（２４９
ｎｍ）を露光光源として使用し、線幅０．４μｍ以下の
微細なレジスト・マスクを形成する遠紫外リソグラフィ
においては、反射防止膜はほぼ必須である。かかる遠紫
外領域において良好な吸光特性を示す反射防止膜材料と
して、第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年
春季年会）講演予稿集ｐ．５５９，演題番号３０ａ−Ｌ
−２に、ａ−Ｃ：Ｈが提案されている。
【０００４】一方、シリコン・デバイスやＧａＡｓデバ
イス等の既存の半導体デバイスの動作限界を打ち破る可
能性を秘めた半導体デバイス用新材料として、ｐ型また
はｎ型の不純物を含むシリコン・カーバイド（Ｓｉ
Ｃ）、およびｐ型不純物を含むダイヤモンドが提案され
ている。これらは、バンド・ギャップ（β−ＳｉＣは
２．２ｅＶ，ダイヤモンドは５．５ｅＶ）がＳｉ（１．
１ｅＶ）およびＧａＡｓ（１．４ｅＶ）のいずれよりも
大きいため、６００〜７００℃もの高温下で動作が可能
であり、かつ放射線耐性にも優れている。したがって、
強い放射線や高温に曝される宇宙空間や原子炉周辺とい
った過酷な環境下でも信頼性の高い動作を行う半導体装
置を実現する材料として、期待が大きい。
イス等の既存の半導体デバイスの動作限界を打ち破る可
能性を秘めた半導体デバイス用新材料として、ｐ型また
はｎ型の不純物を含むシリコン・カーバイド（Ｓｉ
Ｃ）、およびｐ型不純物を含むダイヤモンドが提案され
ている。これらは、バンド・ギャップ（β−ＳｉＣは
２．２ｅＶ，ダイヤモンドは５．５ｅＶ）がＳｉ（１．
１ｅＶ）およびＧａＡｓ（１．４ｅＶ）のいずれよりも
大きいため、６００〜７００℃もの高温下で動作が可能
であり、かつ放射線耐性にも優れている。したがって、
強い放射線や高温に曝される宇宙空間や原子炉周辺とい
った過酷な環境下でも信頼性の高い動作を行う半導体装
置を実現する材料として、期待が大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のａ−
Ｃ：Ｈ、ＳｉＣ、およびダイヤモンドについては、適切
なドライエッチング方法を確立することが、これらを半
導体デバイス用の材料として実用化する上での鍵とな
る。しかし、従来知られているドライエッチング方法
は、いずれも満足できるものではない。
Ｃ：Ｈ、ＳｉＣ、およびダイヤモンドについては、適切
なドライエッチング方法を確立することが、これらを半
導体デバイス用の材料として実用化する上での鍵とな
る。しかし、従来知られているドライエッチング方法
は、いずれも満足できるものではない。
【０００６】まず、ａ−Ｃ：Ｈ薄膜については、米国特
許第４，９７５，１４４号に、ＮＦ 3 を用いたドライエ
ッチング方法が開示されている。このときのエッチング
はＦ * による化学的機構にもとづいているため、等方的
に進行する。ＮＦ3 に替えてＨ2 を用いれば、微細加工
に不可欠な異方性エッチングが可能となることも示され
ているが、このためには基板側の自己バイアス電位を高
めることが必要となり、基板へのダメージ発生が懸念さ
れる。
許第４，９７５，１４４号に、ＮＦ 3 を用いたドライエ
ッチング方法が開示されている。このときのエッチング
はＦ * による化学的機構にもとづいているため、等方的
に進行する。ＮＦ3 に替えてＨ2 を用いれば、微細加工
に不可欠な異方性エッチングが可能となることも示され
ているが、このためには基板側の自己バイアス電位を高
めることが必要となり、基板へのダメージ発生が懸念さ
れる。
【０００７】ＳｉＣ薄膜については、これまでにフッ素
系ガスを用いた方法が知られており、たとえば特開平４
−２９３２３４号公報にＡｒ／ＣＨＦ3 混合ガスを用い
る方法が、またＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．，Ｂ４（１）ｐ．３４９〜３５４にＣＦ4 ／Ｏ2 混
合ガス、ＳＦ6 ／Ｈｅ混合ガス等を用いる方法が開示さ
れている。
系ガスを用いた方法が知られており、たとえば特開平４
−２９３２３４号公報にＡｒ／ＣＨＦ3 混合ガスを用い
る方法が、またＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．，Ｂ４（１）ｐ．３４９〜３５４にＣＦ4 ／Ｏ2 混
合ガス、ＳＦ6 ／Ｈｅ混合ガス等を用いる方法が開示さ
れている。
【０００８】しかし、これらフッ素系のエッチング種を
用いるエッチング方法には、安定したエッチング速度、
優れた異方性形状、高いレジスト選択性を同時に達成す
ることが困難であるという、共通した問題がある。つま
り、エッチング反応系のＣ／Ｆ比（炭素原子数とフッ素
原子数の比）が高すぎると、エッチング反応生成物の中
のＣＦx の堆積が過剰となり、安定したエッチング速度
が得られなくなる。そこで、Ｆ* の供給量を増大させて
Ｃ／Ｆ比を下げようとすると、エッチング機構が等方的
となってしまう。あるいは、Ｏ* を添加してＣを燃焼除
去することでＣ／Ｆ比を下げようとすると、今度はレジ
スト・マスクに対する選択性が低下してしまう。
用いるエッチング方法には、安定したエッチング速度、
優れた異方性形状、高いレジスト選択性を同時に達成す
ることが困難であるという、共通した問題がある。つま
り、エッチング反応系のＣ／Ｆ比（炭素原子数とフッ素
原子数の比）が高すぎると、エッチング反応生成物の中
のＣＦx の堆積が過剰となり、安定したエッチング速度
が得られなくなる。そこで、Ｆ* の供給量を増大させて
Ｃ／Ｆ比を下げようとすると、エッチング機構が等方的
となってしまう。あるいは、Ｏ* を添加してＣを燃焼除
去することでＣ／Ｆ比を下げようとすると、今度はレジ
スト・マスクに対する選択性が低下してしまう。
【０００９】ダイヤモンド系薄膜については、少量の不
純物を除けば炭素原子のみで構成される材料であるか
ら、原理的にはＯ* （酸素ラジカル）をエッチング種と
して用いれば容易にエッチングすることができる。この
場合、表面吸着能に優れるＮＯ 2 を用いると、Ｏ2 を用
いた場合よりもエッチング速度が大幅に向上することも
知られているが、いずれにしてもそのエッチング機構の
基本は、Ｏ* による燃焼反応である。したがって、かか
るプロセスにおいてレジスト・マスクに対して高選択性
を維持することは、やはり極めて困難である。
純物を除けば炭素原子のみで構成される材料であるか
ら、原理的にはＯ* （酸素ラジカル）をエッチング種と
して用いれば容易にエッチングすることができる。この
場合、表面吸着能に優れるＮＯ 2 を用いると、Ｏ2 を用
いた場合よりもエッチング速度が大幅に向上することも
知られているが、いずれにしてもそのエッチング機構の
基本は、Ｏ* による燃焼反応である。したがって、かか
るプロセスにおいてレジスト・マスクに対して高選択性
を維持することは、やはり極めて困難である。
【００１０】そこで、本発明は従来のａ−Ｃ：Ｈ、Ｓｉ
Ｃ、およびダイヤモンドのドライエッチングにおける上
述の問題点を解決し、これらを実用的なプロセスにより
異方的にエッチングすることが可能な技術を提供するこ
とを目的とする。
Ｃ、およびダイヤモンドのドライエッチングにおける上
述の問題点を解決し、これらを実用的なプロセスにより
異方的にエッチングすることが可能な技術を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の目的
を達するために鋭意検討を行う過程で、次のような解決
方針を立てた。まず、対レジスト選択性の低下を克服す
る手段としては、ＳｉＯ2 等の無機材料からなるエッチ
ング・マスクの使用も考えられるが、これでは無機材料
層の堆積とエッチングに余分の工程を要することになる
ので、スループットや経済性の低下を免れない。そこ
で、エッチング・マスクとしてはやはり、フォトリソグ
ラフィで形成可能なレジスト・マスクを使用する。
を達するために鋭意検討を行う過程で、次のような解決
方針を立てた。まず、対レジスト選択性の低下を克服す
る手段としては、ＳｉＯ2 等の無機材料からなるエッチ
ング・マスクの使用も考えられるが、これでは無機材料
層の堆積とエッチングに余分の工程を要することになる
ので、スループットや経済性の低下を免れない。そこ
で、エッチング・マスクとしてはやはり、フォトリソグ
ラフィで形成可能なレジスト・マスクを使用する。
【００１２】次に、レジスト・マスクに対する選択性を
向上させるためには、Ｏ* の使用を避けるべきであり、
そのためにはエッチング種としてハロゲン・ラジカルが
必要である。しかも、被エッチング材料分子とエッチン
グ反応生成物分子の原子間結合エネルギーの大小関係を
考慮すると、フッ素ラジカルが必要である。さらに、実
用的なエッチング速度を維持しながら異方性形状も達成
するためには、何らかの堆積物を利用して側壁保護を行
うことが有効である。ただし、この堆積物として炭素系
ポリマーを大量に堆積させることは、パーティクル汚染
を防止する上で好ましくない。この観点から、昇華性ま
たは加熱分解性を有するイオウ系堆積物を用いることが
有効であると考え、本発明を提案するに至った。
向上させるためには、Ｏ* の使用を避けるべきであり、
そのためにはエッチング種としてハロゲン・ラジカルが
必要である。しかも、被エッチング材料分子とエッチン
グ反応生成物分子の原子間結合エネルギーの大小関係を
考慮すると、フッ素ラジカルが必要である。さらに、実
用的なエッチング速度を維持しながら異方性形状も達成
するためには、何らかの堆積物を利用して側壁保護を行
うことが有効である。ただし、この堆積物として炭素系
ポリマーを大量に堆積させることは、パーティクル汚染
を防止する上で好ましくない。この観点から、昇華性ま
たは加熱分解性を有するイオウ系堆積物を用いることが
有効であると考え、本発明を提案するに至った。
【００１３】本発明のドライエッチング方法は、上述の
方針にしたがって提案されるものであり、放電解離条件
下で少なくともフッ素ラジカルと遊離のイオウとを生成
し得るエッチング・ガスを用い、被エッチング領域上に
イオウ系堆積物を堆積させながら炭素系無機材料膜をエ
ッチングするものである。
方針にしたがって提案されるものであり、放電解離条件
下で少なくともフッ素ラジカルと遊離のイオウとを生成
し得るエッチング・ガスを用い、被エッチング領域上に
イオウ系堆積物を堆積させながら炭素系無機材料膜をエ
ッチングするものである。
【００１４】この場合のエッチング・ガスとしては、Ｓ
2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10，Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2
Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2 ，Ｓ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2
から選ばれる少なくとも１種類のハロゲン化イオウを含
むものが用いられる。ここで、上記ハロゲン化イオウの
うち塩化イオウと臭化イオウを用いる場合には、エッチ
ング・ガスが他にフッ素ラジカルを供給し得るフッ素系
化合物を含んでいることが必要である。
2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10，Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2
Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2 ，Ｓ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2
から選ばれる少なくとも１種類のハロゲン化イオウを含
むものが用いられる。ここで、上記ハロゲン化イオウの
うち塩化イオウと臭化イオウを用いる場合には、エッチ
ング・ガスが他にフッ素ラジカルを供給し得るフッ素系
化合物を含んでいることが必要である。
【００１５】また、上記エッチング・ガスとしてさらに
窒素系化合物を含むガスを用い、前記イオウ系堆積物と
して窒化イオウ系化合物を堆積させるようにしても良
い。上記窒素系化合物としては、Ｎ2 ，ＮＦ3 ，ＮＣｌ
3 ，ＮＢｒ3 等を用いることができる。
窒素系化合物を含むガスを用い、前記イオウ系堆積物と
して窒化イオウ系化合物を堆積させるようにしても良
い。上記窒素系化合物としては、Ｎ2 ，ＮＦ3 ，ＮＣｌ
3 ，ＮＢｒ3 等を用いることができる。
【００１６】あるいは、上記エッチング・ガスとしてＨ
2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン系化合物から選ばれる少なくとも１
種類のハロゲン・ラジカル消費性化合物を含むガスを用
い、前記イオウ系堆積物の堆積を促進することができ
る。
2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン系化合物から選ばれる少なくとも１
種類のハロゲン・ラジカル消費性化合物を含むガスを用
い、前記イオウ系堆積物の堆積を促進することができ
る。
【００１７】なお本発明は、上記炭素系無機材料膜がａ
−Ｃ：Ｈ薄膜、ＳｉＣ系薄膜、ダイヤモンド系薄膜の少
なくともいずれかである場合に特に好適である。ここ
で、ＳｉＣ系薄膜の構成材料としては、純粋なＳｉＣの
他、ｎ型不純物としてのＮ、あるいはｐ型不純物として
のＢ，Ａｌ，Ｇａ等を含むＳｉＣ半導体を用いることが
できる。
−Ｃ：Ｈ薄膜、ＳｉＣ系薄膜、ダイヤモンド系薄膜の少
なくともいずれかである場合に特に好適である。ここ
で、ＳｉＣ系薄膜の構成材料としては、純粋なＳｉＣの
他、ｎ型不純物としてのＮ、あるいはｐ型不純物として
のＢ，Ａｌ，Ｇａ等を含むＳｉＣ半導体を用いることが
できる。
【００１８】また、ダイヤモンド系薄膜の構成材料とし
ては、純粋なダイヤモンドの他、ｐ型不純物としてのＢ
を含むダイヤモンド半導体を用いることができる。
ては、純粋なダイヤモンドの他、ｐ型不純物としてのＢ
を含むダイヤモンド半導体を用いることができる。
【００１９】
【作用】被エッチング材料層のエッチングの可能性は、
被エッチング材料層分子とエッチング反応生成物分子の
原子間結合エネルギーの大小関係からある程度推測する
ことができる。本発明の炭素系無機材料膜のドライエッ
チングでは、Ｏ* ではなくＦ* を主エッチング種として
用いるが、これは次のような化学結合エネルギーの大小
関係から考えて可能である。
被エッチング材料層分子とエッチング反応生成物分子の
原子間結合エネルギーの大小関係からある程度推測する
ことができる。本発明の炭素系無機材料膜のドライエッ
チングでは、Ｏ* ではなくＦ* を主エッチング種として
用いるが、これは次のような化学結合エネルギーの大小
関係から考えて可能である。
【００２０】Ｃ−Ｏ（799 kJ/mol) ＞Ｃ−Ｆ (484 kJ/m
ol) ＞Ｃ−Ｃ(354 kJ/mol) ただし、上記Ｃ−Ｏ結合はＣＯ2 分子、Ｃ−Ｆ結合はＣ
Ｆ4 分子、Ｃ−Ｃ結合はダイヤモンド結晶における計算
値である。ａ−Ｃ：ＨやＳｉＣについても、同様の考え
方でＦ* によるエッチングが可能である。
ol) ＞Ｃ−Ｃ(354 kJ/mol) ただし、上記Ｃ−Ｏ結合はＣＯ2 分子、Ｃ−Ｆ結合はＣ
Ｆ4 分子、Ｃ−Ｃ結合はダイヤモンド結晶における計算
値である。ａ−Ｃ：ＨやＳｉＣについても、同様の考え
方でＦ* によるエッチングが可能である。
【００２１】本発明のドライエッチング方法では、エッ
チング反応系において遊離のイオウ（Ｓ）が上記フッ素
ラジカルと共存している。このＳは、昇華性物質であ
り、ウェハが昇華温度より低い温度域（おおよそ９０℃
未満）に維持されていれば、被エッチング領域上に堆積
する。特に、イオンの垂直入射が原理的に起こらないパ
ターンの側壁面上に堆積したＳは、側壁保護膜として機
能する。したがって、実用的なエッチング速度と形状異
方性とを両立させることができる。しかも、Ｓはウェハ
を昇華温度以上の温度に加熱すれば容易に昇華するた
め、炭素系ポリマーのようにパーティクル汚染の原因と
なる虞れがない。
チング反応系において遊離のイオウ（Ｓ）が上記フッ素
ラジカルと共存している。このＳは、昇華性物質であ
り、ウェハが昇華温度より低い温度域（おおよそ９０℃
未満）に維持されていれば、被エッチング領域上に堆積
する。特に、イオンの垂直入射が原理的に起こらないパ
ターンの側壁面上に堆積したＳは、側壁保護膜として機
能する。したがって、実用的なエッチング速度と形状異
方性とを両立させることができる。しかも、Ｓはウェハ
を昇華温度以上の温度に加熱すれば容易に昇華するた
め、炭素系ポリマーのようにパーティクル汚染の原因と
なる虞れがない。
【００２２】ここで、Ｓ2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2
Ｆ10，Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2 ，Ｓ3 Ｂ
ｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2 の各ハロゲン化イオウは、
放電解離条件下で効率良く遊離のイオウを放出すること
ができる化合物である。上記ハロゲン化イオウに窒素系
化合物が添加されていると、上記遊離のＳが窒素系化合
物から解離生成した窒素系化学種と反応し、ポリチアジ
ル（ＳＮ）x を始めとする種々の窒化イオウ系化合物を
生成する。この窒化イオウ系化合物は単体のＳよりも昇
華温度もしくは分解温度が低い。つまり、エッチング反
応系においてはより蒸気圧が低く、堆積性が強い。この
ため、単体のＳよりも一層優れた側壁保護効果を発揮す
る。
Ｆ10，Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2 ，Ｓ3 Ｂ
ｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2 の各ハロゲン化イオウは、
放電解離条件下で効率良く遊離のイオウを放出すること
ができる化合物である。上記ハロゲン化イオウに窒素系
化合物が添加されていると、上記遊離のＳが窒素系化合
物から解離生成した窒素系化学種と反応し、ポリチアジ
ル（ＳＮ）x を始めとする種々の窒化イオウ系化合物を
生成する。この窒化イオウ系化合物は単体のＳよりも昇
華温度もしくは分解温度が低い。つまり、エッチング反
応系においてはより蒸気圧が低く、堆積性が強い。この
ため、単体のＳよりも一層優れた側壁保護効果を発揮す
る。
【００２３】上記ハロゲン化イオウ、あるいはこれに窒
素系化合物を添加したエッチング・ガス系にさらにハロ
ゲン・ラジカル消費性化合物としてＨ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラ
ン系化合物の少なくともいずれかを添加すると、上記Ｓ
または窒化イオウ系化合物の堆積を促進することができ
る。これは、上記ハロゲン・ラジカル消費性化合物から
生成するＨ* やＳｉ* にエッチング反応系内のハロゲン
・ラジカルＸ* が捕捉され、これらがＨＸ（ハロゲン化
水素）やＳｉＸ4 等の揮発性物質の形で系外へ除去され
ることにより、エッチング反応系のＳ／Ｘ比〔Ｓ原子数
とハロゲン（Ｘ）原子数の比〕が増大するからである。
素系化合物を添加したエッチング・ガス系にさらにハロ
ゲン・ラジカル消費性化合物としてＨ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラ
ン系化合物の少なくともいずれかを添加すると、上記Ｓ
または窒化イオウ系化合物の堆積を促進することができ
る。これは、上記ハロゲン・ラジカル消費性化合物から
生成するＨ* やＳｉ* にエッチング反応系内のハロゲン
・ラジカルＸ* が捕捉され、これらがＨＸ（ハロゲン化
水素）やＳｉＸ4 等の揮発性物質の形で系外へ除去され
ることにより、エッチング反応系のＳ／Ｘ比〔Ｓ原子数
とハロゲン（Ｘ）原子数の比〕が増大するからである。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２５】実施例１ 本実施例では、Ｓ2 Ｆ2 ガスを用いてβ−ＳｉＣ膜のト
レンチ・エッチングを行った。このプロセスを、図１を
参照しながら説明する。本実施例でエッチング・サンプ
ルとして用いたウェハは、図１（ａ）に示されるよう
に、単結晶シリコン基板１上に厚さ約２μｍのβ−Ｓｉ
Ｃ膜２をヘテロエピタキシャル成長させ、さらにこの上
に所定のパターンを有する厚さ約１μｍのレジスト・マ
スク４を形成したものである。ここで、上記単結晶シリ
コン基板１としては、結晶面方位（１００）または（１
１１）の基板を用いた。またβ−ＳｉＣ膜２は、たとえ
ばＳｉＨ4 ／Ｃ2 Ｈ4 ／Ｈ2 混合ガスを用い、ウェハ温
度１０００〜１３００℃にてＣＶＤ法により成膜された
ものである。
レンチ・エッチングを行った。このプロセスを、図１を
参照しながら説明する。本実施例でエッチング・サンプ
ルとして用いたウェハは、図１（ａ）に示されるよう
に、単結晶シリコン基板１上に厚さ約２μｍのβ−Ｓｉ
Ｃ膜２をヘテロエピタキシャル成長させ、さらにこの上
に所定のパターンを有する厚さ約１μｍのレジスト・マ
スク４を形成したものである。ここで、上記単結晶シリ
コン基板１としては、結晶面方位（１００）または（１
１１）の基板を用いた。またβ−ＳｉＣ膜２は、たとえ
ばＳｉＨ4 ／Ｃ2 Ｈ4 ／Ｈ2 混合ガスを用い、ウェハ温
度１０００〜１３００℃にてＣＶＤ法により成膜された
ものである。
【００２６】このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件でβ−ＳｉＣ膜２をエッチングした。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 −１０ ℃ このエッチングにより、β−ＳｉＣ膜２はＳｉＦx 、Ｃ
Ｆx の形で除去された。また、Ｓ2 Ｆ2 からは遊離のＳ
が生成してパターンの側壁面上に堆積し、図１（ｂ）に
示されるようなＳ堆積層６を形成した。このＳ堆積層６
が側壁保護効果を示すこと、ＳＦx + によるイオン・ス
パッタ作用が利用できること、エッチング反応系のＳ／
Ｆ比が元来大きいこと、およびウェハの冷却によりラジ
カル反応性が抑制されていること、等の理由により、異
方性形状を有するトレンチ５を形成することができた。
このトレンチ５は、埋め込みゲート電極、素子分離領
域、キャパシタの形成等に利用できるものである。
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件でβ−ＳｉＣ膜２をエッチングした。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 −１０ ℃ このエッチングにより、β−ＳｉＣ膜２はＳｉＦx 、Ｃ
Ｆx の形で除去された。また、Ｓ2 Ｆ2 からは遊離のＳ
が生成してパターンの側壁面上に堆積し、図１（ｂ）に
示されるようなＳ堆積層６を形成した。このＳ堆積層６
が側壁保護効果を示すこと、ＳＦx + によるイオン・ス
パッタ作用が利用できること、エッチング反応系のＳ／
Ｆ比が元来大きいこと、およびウェハの冷却によりラジ
カル反応性が抑制されていること、等の理由により、異
方性形状を有するトレンチ５を形成することができた。
このトレンチ５は、埋め込みゲート電極、素子分離領
域、キャパシタの形成等に利用できるものである。
【００２７】上記プロセスでは、エッチング反応系にＯ
* が関与しておらず、また側壁保護効果が期待できる分
だけ異方性の確保に必要なＲＦバイアス・パワーが低減
されているので、レジスト・マスク４の後退もほとんど
生じなかった。エッチング終了後に通常の条件でＯ2 プ
ラズマ・アッシングを行ったところ、図１（ｃ）に示さ
れるように、レジスト・マスク４と共にＳ堆積層６も除
去され、ウェハ上に何らパーティクル汚染が発生するこ
とはなかった。なお、上記アッシングは入射イオン・エ
ネルギーの極めて低い条件で行われるため、β−ＳｉＣ
膜２がエッチングされることもなかった。
* が関与しておらず、また側壁保護効果が期待できる分
だけ異方性の確保に必要なＲＦバイアス・パワーが低減
されているので、レジスト・マスク４の後退もほとんど
生じなかった。エッチング終了後に通常の条件でＯ2 プ
ラズマ・アッシングを行ったところ、図１（ｃ）に示さ
れるように、レジスト・マスク４と共にＳ堆積層６も除
去され、ウェハ上に何らパーティクル汚染が発生するこ
とはなかった。なお、上記アッシングは入射イオン・エ
ネルギーの極めて低い条件で行われるため、β−ＳｉＣ
膜２がエッチングされることもなかった。
【００２８】実施例２ 本実施例では、同じβ−ＳｉＣ膜２のトレンチ・エッチ
ングを、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｈ 2 混合ガスを用いて行った。エッ
チング条件の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ Ｈ2 流量 ５ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃
ングを、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｈ 2 混合ガスを用いて行った。エッ
チング条件の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ Ｈ2 流量 ５ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃
【００２９】本実施例では、Ｈ2 の添加によりエッチン
グ反応系のＳ／Ｆ比が上昇し、Ｓ堆積層６の形成が促進
されて効率的な側壁保護が行われるため、実施例１に比
べてウェハ温度が高いにもかかわらず、良好な異方性形
状を有するトレンチ５を形成することができた。
グ反応系のＳ／Ｆ比が上昇し、Ｓ堆積層６の形成が促進
されて効率的な側壁保護が行われるため、実施例１に比
べてウェハ温度が高いにもかかわらず、良好な異方性形
状を有するトレンチ５を形成することができた。
【００３０】実施例３ 本実施例では、同じβ−ＳｉＣ膜２のトレンチ・エッチ
ングを、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｎ 2 混合ガスを用いて行った。エッ
チング条件の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ５ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 ３０ ℃
ングを、Ｓ2 Ｆ2 ／Ｎ 2 混合ガスを用いて行った。エッ
チング条件の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２５ ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ５ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー １０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 ３０ ℃
【００３１】本実施例では、Ｎ2 の添加によりポリチア
ジル（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系堆積層７が形
成された。この窒化イオウ系堆積層７は前述のＳ堆積層
６よりも蒸気圧が低いため、ウェハ温度を実施例２より
もさらに高めているにもかかわらず、良好な異方性加工
を行うことができた。
ジル（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系堆積層７が形
成された。この窒化イオウ系堆積層７は前述のＳ堆積層
６よりも蒸気圧が低いため、ウェハ温度を実施例２より
もさらに高めているにもかかわらず、良好な異方性加工
を行うことができた。
【００３２】実施例４ 本実施例では、Ｓ2 Ｆ2 ガスを用いてダイヤモンド膜を
エッチングした。本実施例でエッチング・サンプルとし
て用いたウェハは、図１（ａ）に示されるように、単結
晶シリコン基板１上に低圧合成法によりダイヤモンド膜
３を成膜し、さらに、所定のパターンを有するレジスト
・マスク４を形成したものである。
エッチングした。本実施例でエッチング・サンプルとし
て用いたウェハは、図１（ａ）に示されるように、単結
晶シリコン基板１上に低圧合成法によりダイヤモンド膜
３を成膜し、さらに、所定のパターンを有するレジスト
・マスク４を形成したものである。
【００３３】このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記ダイヤモンド膜３をエッチング
した。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃ このエッチングにより、図１（ｂ）に示されるように、
パターン側壁面にＳ堆積層６が形成されながら、異方性
形状を有するトレンチ５を形成することができた。
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記ダイヤモンド膜３をエッチング
した。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃ このエッチングにより、図１（ｂ）に示されるように、
パターン側壁面にＳ堆積層６が形成されながら、異方性
形状を有するトレンチ５を形成することができた。
【００３４】本実施例では、従来プロセスのようにＯ*
をエッチング種として用いていないため、レジスト・マ
スク４に対する選択性は良好であった。エッチング終了
後にはＯ2 プラズマ・アッシングを行ってレジスト・マ
スク４とＳ堆積層６を除去した。この過程でパーティク
ル汚染は発生しなかった。また、Ｏ2 ガスはダイヤモン
ド表面には吸着され難いため、アッシング時にダイヤモ
ンド膜３が何らエッチングされることはなかった。
をエッチング種として用いていないため、レジスト・マ
スク４に対する選択性は良好であった。エッチング終了
後にはＯ2 プラズマ・アッシングを行ってレジスト・マ
スク４とＳ堆積層６を除去した。この過程でパーティク
ル汚染は発生しなかった。また、Ｏ2 ガスはダイヤモン
ド表面には吸着され難いため、アッシング時にダイヤモ
ンド膜３が何らエッチングされることはなかった。
【００３５】なお、上記Ｓ2 Ｆ2 に替えてＳ2 Ｆ2 （２
５ＳＣＣＭ）／Ｈ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場
合には、ウェハ載置電極温度を３０℃としても異方性加
工を実現することができた。さらに、Ｓ2 Ｆ2 （２５Ｓ
ＣＣＭ）／Ｎ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場合に
は、Ｓ堆積層６よりも蒸気圧の低い窒化イオウ系堆積層
７を形成することができるので、ウェハ載置電極温度を
５０℃としても異方性加工を実現することができた。
５ＳＣＣＭ）／Ｈ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場
合には、ウェハ載置電極温度を３０℃としても異方性加
工を実現することができた。さらに、Ｓ2 Ｆ2 （２５Ｓ
ＣＣＭ）／Ｎ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場合に
は、Ｓ堆積層６よりも蒸気圧の低い窒化イオウ系堆積層
７を形成することができるので、ウェハ載置電極温度を
５０℃としても異方性加工を実現することができた。
【００３６】実施例５ 本実施例では、Ｓ2 Ｆ2 ガスを用い、タングステン・ポ
リサイド（Ｗ−ポリサイド）膜上のａ−Ｃ：Ｈ反射防止
膜をエッチングした。このプロセスを、図２を参照しな
がら説明する。本実施例でエッチング・サンプルとして
用いたウェハは、図２（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１１上にＷ−ポリサイド膜１４とａ−Ｃ：
Ｈ反射防止膜１５が順次積層され、さらにこの上に所定
のパターンにレジスト・マスク１６が形成されたもので
ある。
リサイド（Ｗ−ポリサイド）膜上のａ−Ｃ：Ｈ反射防止
膜をエッチングした。このプロセスを、図２を参照しな
がら説明する。本実施例でエッチング・サンプルとして
用いたウェハは、図２（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１１上にＷ−ポリサイド膜１４とａ−Ｃ：
Ｈ反射防止膜１５が順次積層され、さらにこの上に所定
のパターンにレジスト・マスク１６が形成されたもので
ある。
【００３７】ここで、上記Ｗ−ポリサイド膜１４は、不
純物を含有する厚さ約１００ｎｍのポリシリコン層１２
と厚さ約１００ｎｍのタングステン・シリサイド（ＷＳ
ｉx）層１３とが順次積層されたものである。
純物を含有する厚さ約１００ｎｍのポリシリコン層１２
と厚さ約１００ｎｍのタングステン・シリサイド（ＷＳ
ｉx）層１３とが順次積層されたものである。
【００３８】上記のウェハをＲＦバイアス印加型の有磁
場マイクロ波プラズマ・エッチングを用い、一例として
下記の条件でａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜１５をエッチングし
た。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃ このエッチングにより、図２（ｂ）に示されるように、
側壁面にＳ堆積層１７が形成されながら、ａ−Ｃ：Ｈ反
射防止膜パターン１５ａが形成された。この過程は、従
来プロセスのように自己バイアス電位を高めなくとも、
異方的に進行した。レジスト・マスク１６に対する選択
性も良好であった。
場マイクロ波プラズマ・エッチングを用い、一例として
下記の条件でａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜１５をエッチングし
た。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 １０ ℃ このエッチングにより、図２（ｂ）に示されるように、
側壁面にＳ堆積層１７が形成されながら、ａ−Ｃ：Ｈ反
射防止膜パターン１５ａが形成された。この過程は、従
来プロセスのように自己バイアス電位を高めなくとも、
異方的に進行した。レジスト・マスク１６に対する選択
性も良好であった。
【００３９】なお、上記Ｓ2 Ｆ2 に替えてＳ2 Ｆ2 （２
５ＳＣＣＭ）／Ｈ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場
合には、ウェハ載置電極温度を３０℃としても異方性加
工を実現することができた。さらに、Ｓ2 Ｆ2 （２５Ｓ
ＣＣＭ）／Ｎ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場合に
は、Ｓ堆積層１７よりも蒸気圧の低い窒化イオウ系堆積
層１８を形成することができるので、ウェハ載置電極温
度を５０℃としても異方性加工を実現することができ
た。
５ＳＣＣＭ）／Ｈ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場
合には、ウェハ載置電極温度を３０℃としても異方性加
工を実現することができた。さらに、Ｓ2 Ｆ2 （２５Ｓ
ＣＣＭ）／Ｎ2 （５ＳＣＣＭ）混合ガスを用いた場合に
は、Ｓ堆積層１７よりも蒸気圧の低い窒化イオウ系堆積
層１８を形成することができるので、ウェハ載置電極温
度を５０℃としても異方性加工を実現することができ
た。
【００４０】ところで、上述のガス系のいずれかを用い
てａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜１５のエッチングを行った後に
は、Ｗ−ポリサイド膜１４のエッチングを連続的に行う
ことができる。たとえば、Ｓ2 Ｆ2 ガスを用いて引き続
きＷ−ポリサイド膜１４のエッチングを行う場合の条件
の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 −１０ ℃
てａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜１５のエッチングを行った後に
は、Ｗ−ポリサイド膜１４のエッチングを連続的に行う
ことができる。たとえば、Ｓ2 Ｆ2 ガスを用いて引き続
きＷ−ポリサイド膜１４のエッチングを行う場合の条件
の一例を、以下に示す。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ ＳＣＣＭ ガス圧 １．３３ Ｐａ マイクロ波パワー ８５０ Ｗ（２．４５ Ｇ
Ｈｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０ Ｗ（２ ＭＨｚ） ウェハ載置電極温度 −１０ ℃
【００４１】ここでウェハ温度を下げているのは、Ｆ*
によるＷ−ポリサイド膜１４のエッチング速度がａ−
Ｃ：Ｈ反射防止膜１５よりも大きく、したがってＷ−ポ
リサイド膜１４にサイドエッチが入るのを防止するため
である。このエッチングにより、図２（ｃ）に示される
ように、パターン側壁面上にＳ堆積層１７が形成されな
がら、異方性形状を有するＷ−ポリサイド配線１４ａが
形成された。図中、エッチング後の各材料層には、元の
符号に添字ａを付して表してある。
によるＷ−ポリサイド膜１４のエッチング速度がａ−
Ｃ：Ｈ反射防止膜１５よりも大きく、したがってＷ−ポ
リサイド膜１４にサイドエッチが入るのを防止するため
である。このエッチングにより、図２（ｃ）に示される
ように、パターン側壁面上にＳ堆積層１７が形成されな
がら、異方性形状を有するＷ−ポリサイド配線１４ａが
形成された。図中、エッチング後の各材料層には、元の
符号に添字ａを付して表してある。
【００４２】なお、このときのガス系にＮ2 が添加され
ていれば、パターン側壁面上には窒化イオウ系堆積層１
８が形成される。これらＳ堆積層１７または窒化イオウ
系堆積層１８は、エッチング終了後にＯ 2 プラズマ・ア
ッシングを行った際に、レジスト・マスク１６と共に除
去することができた。
ていれば、パターン側壁面上には窒化イオウ系堆積層１
８が形成される。これらＳ堆積層１７または窒化イオウ
系堆積層１８は、エッチング終了後にＯ 2 プラズマ・ア
ッシングを行った際に、レジスト・マスク１６と共に除
去することができた。
【００４３】以上、本発明を５例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の各実施例では半導体装
置の製造を前提としたトレンチ・エッチングや配線加工
について説明したが、ＳｉＣについては、その優れた耐
熱性や熱伝導性を利用してシンクロトロン放射光や短波
長レーザ用の回折格子としての用途が知られている。本
発明は、かかる回折格子の微細な溝をエッチングする手
法としても有効である。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の各実施例では半導体装
置の製造を前提としたトレンチ・エッチングや配線加工
について説明したが、ＳｉＣについては、その優れた耐
熱性や熱伝導性を利用してシンクロトロン放射光や短波
長レーザ用の回折格子としての用途が知られている。本
発明は、かかる回折格子の微細な溝をエッチングする手
法としても有効である。
【００４４】この他、サンプル・ウェハの構成、使用す
るエッチング装置の種類、エッチング・ガスの組成、エ
ッチング条件等が適宜変更可能であることは、言うまで
もない。
るエッチング装置の種類、エッチング・ガスの組成、エ
ッチング条件等が適宜変更可能であることは、言うまで
もない。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば従来困難であった炭素系無機材料層の異
方性エッチングを、レジスト・マスクを用いて制御性良
く行うことが可能となる。したがって本発明は、炭素系
無機材料層の用途を拡大する上で大きな貢献をなすもの
である。特に半導体デバイスの分野においては、シリコ
ン基板やＧａＡｓ基板上に作成される半導体デバイスの
高性能化を押し進めることはもちろん、これら既存の半
導体デバイスの性能を超えるＳｉＣ半導体デバイスやダ
イヤモンド半導体デバイス等の実現にも道を開くもので
ある。
明を適用すれば従来困難であった炭素系無機材料層の異
方性エッチングを、レジスト・マスクを用いて制御性良
く行うことが可能となる。したがって本発明は、炭素系
無機材料層の用途を拡大する上で大きな貢献をなすもの
である。特に半導体デバイスの分野においては、シリコ
ン基板やＧａＡｓ基板上に作成される半導体デバイスの
高性能化を押し進めることはもちろん、これら既存の半
導体デバイスの性能を超えるＳｉＣ半導体デバイスやダ
イヤモンド半導体デバイス等の実現にも道を開くもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してトレンチ・エッチングを行う
プロセス例をその工程順にしたがって示す模式的断面図
であり、（ａ）はβ−ＳｉＣ膜またはダイヤモンド膜上
にレジスト・マスクを形成した状態、（ｂ）はＳ堆積層
または窒化イオウ系堆積層を堆積させながらトレンチを
形成した状態、（ｃ）はアッシングによりレジスト・マ
スクとＳ堆積層または窒化イオウ系堆積層とを除去した
状態をそれぞれ表す。
プロセス例をその工程順にしたがって示す模式的断面図
であり、（ａ）はβ−ＳｉＣ膜またはダイヤモンド膜上
にレジスト・マスクを形成した状態、（ｂ）はＳ堆積層
または窒化イオウ系堆積層を堆積させながらトレンチを
形成した状態、（ｃ）はアッシングによりレジスト・マ
スクとＳ堆積層または窒化イオウ系堆積層とを除去した
状態をそれぞれ表す。
【図２】本発明を適用してａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜とその
下のＷ−ポリサイド膜の連続エッチングを行うプロセス
例をその工程順にしたがって示す模式的断面図であり、
（ａ）はａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜上にレジスト・マスクを
形成した状態、（ｂ）はＳ堆積層または窒化イオウ系堆
積層を堆積させながらａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜をエッチン
グした状態、（ｃ）はさらにエッチングを続けてＷ−ポ
リサイド配線を形成した状態、（ｄ）はアッシングによ
りレジスト・マスクとＳ堆積層または窒化イオウ系堆積
層とを除去した状態をそれぞれ表す。
下のＷ−ポリサイド膜の連続エッチングを行うプロセス
例をその工程順にしたがって示す模式的断面図であり、
（ａ）はａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜上にレジスト・マスクを
形成した状態、（ｂ）はＳ堆積層または窒化イオウ系堆
積層を堆積させながらａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜をエッチン
グした状態、（ｃ）はさらにエッチングを続けてＷ−ポ
リサイド配線を形成した状態、（ｄ）はアッシングによ
りレジスト・マスクとＳ堆積層または窒化イオウ系堆積
層とを除去した状態をそれぞれ表す。
１ ・・・単結晶シリコン基板 ２ ・・・β−ＳｉＣ膜 ３ ・・・ダイヤモンド膜 ４，１６・・・レジスト・マスク ５ ・・・トレンチ ６，１７・・・Ｓ堆積層 ７，１８・・・窒化イオウ系堆積層 １１ ・・・ＳｉＯ2 層間絶縁膜 １４ ・・・Ｗ−ポリサイド膜 １５ ・・・ａ−Ｃ：Ｈ反射防止膜
Claims (5)
- 【請求項１】 放電解離条件下で少なくともフッ素ラジ
カルと遊離のイオウとを生成し得るエッチング・ガスを
用い、被エッチング領域上にイオウ系堆積物を堆積させ
ながら炭素系無機材料膜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】 前記エッチング・ガスとして、Ｓ
2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ 2 Ｆ10，Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2
Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2 ，Ｓ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ 2
から選ばれる少なくとも１種類のハロゲン化イオウを含
むガスを用い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３】 前記エッチング・ガスが窒素系化合物を
含み、前記イオウ系堆積物として窒化イオウ系化合物を
堆積させることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記エッチング・ガスがＨ2 ，Ｈ2 Ｓ，
シラン系化合物から選ばれる少なくとも１種類のハロゲ
ン・ラジカル消費性化合物を含み、前記イオウ系堆積物
の堆積を促進させることを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】 前記炭素系無機材料膜は、アモルファス
・カーボン薄膜、シリコン・カーバイド系薄膜、ダイヤ
モンド系薄膜の少なくともいずれかであることを特徴と
する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のド
ライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555393A JP3282292B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555393A JP3282292B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349782A true JPH06349782A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3282292B2 JP3282292B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=15154493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13555393A Expired - Fee Related JP3282292B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3282292B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5186041A (en) * | 1990-11-28 | 1993-02-16 | International Business Machines Corporation | Microprobe-based CD measurement tool |
| JP2001188115A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Fujitsu Ltd | 回折格子マスク |
| JP2002110644A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Nec Corp | エッチング方法 |
| KR100480580B1 (ko) * | 1998-02-09 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 질소가스를사용하여반도체소자의비아홀을형성하는방법 |
| KR100780944B1 (ko) * | 2005-10-12 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 탄소함유막 식각 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
| JP2019067832A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 豊田合成株式会社 | 発光素子の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP13555393A patent/JP3282292B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5186041A (en) * | 1990-11-28 | 1993-02-16 | International Business Machines Corporation | Microprobe-based CD measurement tool |
| KR100480580B1 (ko) * | 1998-02-09 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 질소가스를사용하여반도체소자의비아홀을형성하는방법 |
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| JP4535542B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2010-09-01 | 富士通株式会社 | 回折格子マスク |
| JP2002110644A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Nec Corp | エッチング方法 |
| KR100780944B1 (ko) * | 2005-10-12 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 탄소함유막 식각 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
| US7494934B2 (en) | 2005-10-12 | 2009-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of etching carbon-containing layer and method of fabricating semiconductor device |
| JP2019067832A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 豊田合成株式会社 | 発光素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3282292B2 (ja) | 2002-05-13 |
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