JPH07161701A - 六弗化イオウ、臭化水素及び酸素を用いる珪化モリブデンのエッチング - Google Patents
六弗化イオウ、臭化水素及び酸素を用いる珪化モリブデンのエッチングInfo
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- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、チャンバ壁面上の体積物を最小に
し、実質的に異方性のエッチングを与え、側面形状の微
小充填度を小さくでき、且つエッチング速度及びエッチ
ング選択率の高い、珪化モリブデンの選択的エッチング
方法を提供する。 【構成】 珪化モリブデン層２５を有し、その上にレジ
スト材２６を有する基板を装置のエッチング領域に置
き、ＳＦ6 とＨＢｒとを含むプロセスガスを導入する。
好適には、ＳＦ6 ：ＨＢｒ体積流量比が約１：１０〜約
１：１、更に好適にはＯ2 等の酸素含有ガスが添加され
る。エッチング領域内にプラズマを発生させてプロセス
ガスからエッチングガスを生成し、これが、良好な選択
性及び低い微小充填度をもって、ＭｏＳｉX 層２５をエ
ッチングする。
し、実質的に異方性のエッチングを与え、側面形状の微
小充填度を小さくでき、且つエッチング速度及びエッチ
ング選択率の高い、珪化モリブデンの選択的エッチング
方法を提供する。 【構成】 珪化モリブデン層２５を有し、その上にレジ
スト材２６を有する基板を装置のエッチング領域に置
き、ＳＦ6 とＨＢｒとを含むプロセスガスを導入する。
好適には、ＳＦ6 ：ＨＢｒ体積流量比が約１：１０〜約
１：１、更に好適にはＯ2 等の酸素含有ガスが添加され
る。エッチング領域内にプラズマを発生させてプロセス
ガスからエッチングガスを生成し、これが、良好な選択
性及び低い微小充填度をもって、ＭｏＳｉX 層２５をエ
ッチングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体処理における珪
化モリブデン（ＭｏＳｉx ）のエッチングの方法に関す
る。
化モリブデン（ＭｏＳｉx ）のエッチングの方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】反応性イオンエッチングプロセスは、半
導体集積回路チップ等のサブミクロンサイズの造作（ぞ
うさく）(features)を有するディバイスの製造に用いら
れる。このプロセスを用いて、その一部がフォトレジス
トや酸化物ハードマスク等のエッチングに耐性のある
「レジスト」材料をパターン化することにより保護され
ている基板を、選択的にエッチングする。このレジスト
に保護された部分は、基板上で造作を形成し、その後処
理される集積回路の一部となる。エッチングの工程は、
チャンバ内にプロセスガスを導入し、チャンバ内にプラ
ズマを発生させてプロセスガスからエッチングガスを作
り出すことによって、実施される。このエッチングガス
は、基板をエッチングして揮発性のエッチング副生成物
(etch byproduct)組成物を生成するが、このエッチング
副生成物組成物はその後チャンバから除去される。
導体集積回路チップ等のサブミクロンサイズの造作（ぞ
うさく）(features)を有するディバイスの製造に用いら
れる。このプロセスを用いて、その一部がフォトレジス
トや酸化物ハードマスク等のエッチングに耐性のある
「レジスト」材料をパターン化することにより保護され
ている基板を、選択的にエッチングする。このレジスト
に保護された部分は、基板上で造作を形成し、その後処
理される集積回路の一部となる。エッチングの工程は、
チャンバ内にプロセスガスを導入し、チャンバ内にプラ
ズマを発生させてプロセスガスからエッチングガスを作
り出すことによって、実施される。このエッチングガス
は、基板をエッチングして揮発性のエッチング副生成物
(etch byproduct)組成物を生成するが、このエッチング
副生成物組成物はその後チャンバから除去される。
【０００３】典型的にはこのプロセスガスはガスの混合
物であり、例えば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ 4 又は酸素（Ｏ2 ）
とＨｅやＡｒ等の不活性ガスとの混合物等である。プロ
セスガスには、クロロフルオロカーボン(chlorofluoroc
arbon)がよく添加される。しかし、このプロセスガスに
関して種々の問題点がある。問題の１つは、クロロフル
オロカーボンが環境に対して有害であることである。よ
って、これらのガスを用いたプロセスは、厳しい環境基
準に従わねばならない。
物であり、例えば、Ｃｌ2 、ＣＣｌ 4 又は酸素（Ｏ2 ）
とＨｅやＡｒ等の不活性ガスとの混合物等である。プロ
セスガスには、クロロフルオロカーボン(chlorofluoroc
arbon)がよく添加される。しかし、このプロセスガスに
関して種々の問題点がある。問題の１つは、クロロフル
オロカーボンが環境に対して有害であることである。よ
って、これらのガスを用いたプロセスは、厳しい環境基
準に従わねばならない。
【０００４】もう一つの問題は、これらのガスが基板上
のレジストと化学反応を起こし、比較的厚い残留物ない
し堆積物を生じて、これらが（ｉ）チャンバ壁面、（ｉ
ｉ）エッチングされた造作の側面、及び（ｉｉｉ）レジ
スト材、に形成されることである。この堆積物ないし残
留物は剥離することがあり、また、ウエハを汚染する微
粒子を形成する。この汚染物は、ウエハが完全に処理さ
れるまで検出されないため、その結果ウエハの損失を招
き、そのコストは５０００ドル以上にも及ぶ。
のレジストと化学反応を起こし、比較的厚い残留物ない
し堆積物を生じて、これらが（ｉ）チャンバ壁面、（ｉ
ｉ）エッチングされた造作の側面、及び（ｉｉｉ）レジ
スト材、に形成されることである。この堆積物ないし残
留物は剥離することがあり、また、ウエハを汚染する微
粒子を形成する。この汚染物は、ウエハが完全に処理さ
れるまで検出されないため、その結果ウエハの損失を招
き、そのコストは５０００ドル以上にも及ぶ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらのガスに関する
また一つの問題は、これらのガスが「凹曲した」(reent
rant) 側面形状(profile) を有する造作をエッチングす
ることである。ここで凹曲した側面形状とは、造作の側
壁が内側に向かって傾斜し、基板に対して８５゜以下の
角度を成していることをいう。凹曲した側面形状は、等
方性のエッチング又はアンダーカッティングによって生
じ、これらは、エッチングがコーティングがなされてい
ない部分を垂直に進むのではなく、レジスト層の下で水
平に進む場合に生じる。９０゜に近い角度をもった垂直
な側壁を有する造作をもつことが好ましく、それは、プ
ロセスガスが基板を異方的にエッチングしてエッチング
が基板上のコーティングがなされていない部分を垂直に
進む場合に生じる。
また一つの問題は、これらのガスが「凹曲した」(reent
rant) 側面形状(profile) を有する造作をエッチングす
ることである。ここで凹曲した側面形状とは、造作の側
壁が内側に向かって傾斜し、基板に対して８５゜以下の
角度を成していることをいう。凹曲した側面形状は、等
方性のエッチング又はアンダーカッティングによって生
じ、これらは、エッチングがコーティングがなされてい
ない部分を垂直に進むのではなく、レジスト層の下で水
平に進む場合に生じる。９０゜に近い角度をもった垂直
な側壁を有する造作をもつことが好ましく、それは、プ
ロセスガスが基板を異方的にエッチングしてエッチング
が基板上のコーティングがなされていない部分を垂直に
進む場合に生じる。
【０００６】また、代表的な反応性イオンエッチングで
は、微小充填度(microloading)が高くなってしまう。造
作の断面の側面形状が、基板上における造作間の間隔に
関して変化する場合では、微小充填度が高くなってい
る。造作間の距離ないし造作の密度に関係なく均一な断
面を与えるエッチングプロセスが望ましい。
は、微小充填度(microloading)が高くなってしまう。造
作の断面の側面形状が、基板上における造作間の間隔に
関して変化する場合では、微小充填度が高くなってい
る。造作間の距離ないし造作の密度に関係なく均一な断
面を与えるエッチングプロセスが望ましい。
【０００７】また、プロセスが有効であるためには、エ
ッチング速度(etch rates)が高く得られ且つエッチング
選択比(etching selectivity ratio) が高く得られるこ
とが望ましい。エッチング選択比とは、レジストのエッ
チング速度に対するＭｏＳｉX のエッチング速度のこと
である。レジスト層を過剰にエッチングする事は、レジ
スト層の下の基板をエッチングすることをもたらすこと
があり、これを防止するため選択比は高い方が望まし
い。
ッチング速度(etch rates)が高く得られ且つエッチング
選択比(etching selectivity ratio) が高く得られるこ
とが望ましい。エッチング選択比とは、レジストのエッ
チング速度に対するＭｏＳｉX のエッチング速度のこと
である。レジスト層を過剰にエッチングする事は、レジ
スト層の下の基板をエッチングすることをもたらすこと
があり、これを防止するため選択比は高い方が望まし
い。
【０００８】従って、チャンバ壁面上の堆積物を最小に
し；実質的に異方性のエッチングを与え；側面形状の微
小充填度を小さくできる、半導体基板上の珪化モリブデ
ンを選択的にエッチングするための方法が要求される。
また、プロセスが有効であるためには、高いエッチング
速度と、レジストに対する基板の高いエッチング選択比
とを得ることが望ましい。
し；実質的に異方性のエッチングを与え；側面形状の微
小充填度を小さくできる、半導体基板上の珪化モリブデ
ンを選択的にエッチングするための方法が要求される。
また、プロセスが有効であるためには、高いエッチング
速度と、レジストに対する基板の高いエッチング選択比
とを得ることが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの要求
を満足する方法を示すものである。この方法は、実質的
に異方的に基板をエッチングすることと、残留堆積物を
減少させることと、側面形状の微小充填度を減少させる
ことと、高いエッチング速度と、高いエッチング選択比
とを可能にする。
を満足する方法を示すものである。この方法は、実質的
に異方的に基板をエッチングすることと、残留堆積物を
減少させることと、側面形状の微小充填度を減少させる
ことと、高いエッチング速度と、高いエッチング選択比
とを可能にする。
【００１０】本発明の方法は、珪化モリブデン層を有し
珪化モリブデン層の一部の上にレジスト材を有する基板
を、選択的にエッチングする工程を含む。この方法は、
（ａ）基板をエッチング領域(etch zone) に置くステッ
プと、（ｂ）六弗化イオウ（ＳＦ6 ）と臭化水素（ＨＢ
ｒ）とを含むプロセスガスを、ＳＦ6 ：ＨＢｒの体積流
量比を約１：１０〜約１：１で、エッチング領域に導入
するステップと、（ｃ）エッチング領域にプラズマを発
生させてプロセスガスからエッチングガスを生成し、エ
ッチングガスが基板上の珪化モリブデン層を選択的にエ
ッチングするステップとを含む。
珪化モリブデン層の一部の上にレジスト材を有する基板
を、選択的にエッチングする工程を含む。この方法は、
（ａ）基板をエッチング領域(etch zone) に置くステッ
プと、（ｂ）六弗化イオウ（ＳＦ6 ）と臭化水素（ＨＢ
ｒ）とを含むプロセスガスを、ＳＦ6 ：ＨＢｒの体積流
量比を約１：１０〜約１：１で、エッチング領域に導入
するステップと、（ｃ）エッチング領域にプラズマを発
生させてプロセスガスからエッチングガスを生成し、エ
ッチングガスが基板上の珪化モリブデン層を選択的にエ
ッチングするステップとを含む。
【００１１】好適には、プロセスガスは更に、酸素含有
ガス(oxygen containing gas) を含む。好適には、エッ
チングされた造作の側壁が、平滑になり且つ基板に対し
て少なくとも約８５゜の角度をなすよう、ＳＦ6 ：ＨＢ
ｒ：酸素含有ガスの体積流量比が選択される。更に好適
には、珪化モリブデンのレジストに対するエッチング選
択比が約０．６よりも大きくなるように流量比が選択さ
れ、最も好適には珪化モリブデンのエッチング速度が約
５００オングストローム／分よりも大きくなるように流
量比が選択される。
ガス(oxygen containing gas) を含む。好適には、エッ
チングされた造作の側壁が、平滑になり且つ基板に対し
て少なくとも約８５゜の角度をなすよう、ＳＦ6 ：ＨＢ
ｒ：酸素含有ガスの体積流量比が選択される。更に好適
には、珪化モリブデンのレジストに対するエッチング選
択比が約０．６よりも大きくなるように流量比が選択さ
れ、最も好適には珪化モリブデンのエッチング速度が約
５００オングストローム／分よりも大きくなるように流
量比が選択される。
【００１２】
【実施例】本発明の特徴、特色及び利点は、以下に示す
図面及び詳細説明によりさらによく理解されよう。
図面及び詳細説明によりさらによく理解されよう。
【００１３】本発明は、ＳＦ6 とＨＢｒとを含むプロセ
スガスを用いて、珪化モリブデン層と珪化モリブデン層
の一部の上のレジスト材とを有する基板を選択的にエッ
チングするための、反応性イオンエッチングのプロセス
を指示する。好適には、プロセスガスには酸素含有ガス
が添加される。プロセスガスは、基板を収容するエッチ
ング領域内に導入される。プラズマを発生させて、プロ
セスガスからエッチングガスを生成し、これが基板を選
択的にエッチングする。
スガスを用いて、珪化モリブデン層と珪化モリブデン層
の一部の上のレジスト材とを有する基板を選択的にエッ
チングするための、反応性イオンエッチングのプロセス
を指示する。好適には、プロセスガスには酸素含有ガス
が添加される。プロセスガスは、基板を収容するエッチ
ング領域内に導入される。プラズマを発生させて、プロ
セスガスからエッチングガスを生成し、これが基板を選
択的にエッチングする。
【００１４】図１（ａ）及び（ｂ）を参照すれば、基板
２０は金属、ガラスないしはセラミクスのウエハでよ
く、例えば半導体ウエハのごときである。代表的には、
基板２０は、複数の層２４をその上に有するシリコン又
はガリウムヒ素ウエハ２２である。層２４は、金属、酸
化物、窒化物及び珪化物の層を含んでいてもよく、上側
層２５は珪化モリブデン層である。代表的には、珪化モ
リブデン層は、組成ＭｏＳｉX を有し、このＸは約２で
ある。しかし、ＭｏＳｉX 層は、正規組成でなく(nonst
oichiometric) てもよく、他の金属又は合金を含んでい
てもよい。
２０は金属、ガラスないしはセラミクスのウエハでよ
く、例えば半導体ウエハのごときである。代表的には、
基板２０は、複数の層２４をその上に有するシリコン又
はガリウムヒ素ウエハ２２である。層２４は、金属、酸
化物、窒化物及び珪化物の層を含んでいてもよく、上側
層２５は珪化モリブデン層である。代表的には、珪化モ
リブデン層は、組成ＭｏＳｉX を有し、このＸは約２で
ある。しかし、ＭｏＳｉX 層は、正規組成でなく(nonst
oichiometric) てもよく、他の金属又は合金を含んでい
てもよい。
【００１５】フォトレジストや酸化物ハードマスク等の
レジスト材２６は、エッチングに対して実質的に耐性を
示し、基板の層２４の上面(top) に塗布される。レジス
ト２６は、図１（ａ）に示すように、パターン化された
オーバーレイ(overlay) の形態で、塗布されてもよい。
レジスト２６のオーバーレイは基板２０の一部を保護す
るので、基板２０がエッチングされた後には、基板２０
上の保護された部分は造作２８をなし、これがやがて処
理される半導体ディバイスの部分となる。造作２８は、
約０．６〜約１μｍの幅ないし厚さを有する。また、造
作２８は、基板２０の表面に対して角度３２をなす側壁
３０を有する。造作２８は、幅約０．８μｍの造作間の
スパン３４をもって、基板２０上で「ちゅう密」ないし
細密に充填されているか、又は、造作２８は幅約２０の
間隔３４をもって「散在」ないし距離をおいていてもよ
い。
レジスト材２６は、エッチングに対して実質的に耐性を
示し、基板の層２４の上面(top) に塗布される。レジス
ト２６は、図１（ａ）に示すように、パターン化された
オーバーレイ(overlay) の形態で、塗布されてもよい。
レジスト２６のオーバーレイは基板２０の一部を保護す
るので、基板２０がエッチングされた後には、基板２０
上の保護された部分は造作２８をなし、これがやがて処
理される半導体ディバイスの部分となる。造作２８は、
約０．６〜約１μｍの幅ないし厚さを有する。また、造
作２８は、基板２０の表面に対して角度３２をなす側壁
３０を有する。造作２８は、幅約０．８μｍの造作間の
スパン３４をもって、基板２０上で「ちゅう密」ないし
細密に充填されているか、又は、造作２８は幅約２０の
間隔３４をもって「散在」ないし距離をおいていてもよ
い。
【００１６】図２に示されるように、本発明の実施に適
する装置５０は、エッチング領域５４を有するエッチン
グチャンバ５２を備える。代表的には、基板２０はエッ
チングチャンバ５２内でカソードないしはサセプタ５６
の上に置かれる。プロセスガスは、ガス流入口５８を通
ってエッチングチャンバ５２内に導入される。そして、
ガスは、「シャワーヘッド」拡散板６０を通過するが、
そこでプロセスガスはエッチング領域５４内で分散され
る。フォーカスリング６２を、プラズマを実質的にエッ
チング領域内に維持するために用いてもよい。
する装置５０は、エッチング領域５４を有するエッチン
グチャンバ５２を備える。代表的には、基板２０はエッ
チングチャンバ５２内でカソードないしはサセプタ５６
の上に置かれる。プロセスガスは、ガス流入口５８を通
ってエッチングチャンバ５２内に導入される。そして、
ガスは、「シャワーヘッド」拡散板６０を通過するが、
そこでプロセスガスはエッチング領域５４内で分散され
る。フォーカスリング６２を、プラズマを実質的にエッ
チング領域内に維持するために用いてもよい。
【００１７】複数の排気穴７２を有するバリアないしポ
ンピング板７０によって、エッチングチャンバ５２は２
つの領域に区分され、それは、エッチング領域５２と非
エッチング領域７４である。消費されたプロセスガス及
びエッチング副生成物組成物をエッチングチャンバ５２
から回収するために、排気穴７２は、排気穴７６を介し
た真空ポンプにより、流体が流通する状態にある。装置
５０は、磁気的に励起された反応器であってもよく、こ
の場合は、エッチングチャンバ５２の周囲に磁気コイル
８０を有してエッチング領域５４内に形成されたプラズ
マを磁気的に励起する。
ンピング板７０によって、エッチングチャンバ５２は２
つの領域に区分され、それは、エッチング領域５２と非
エッチング領域７４である。消費されたプロセスガス及
びエッチング副生成物組成物をエッチングチャンバ５２
から回収するために、排気穴７２は、排気穴７６を介し
た真空ポンプにより、流体が流通する状態にある。装置
５０は、磁気的に励起された反応器であってもよく、こ
の場合は、エッチングチャンバ５２の周囲に磁気コイル
８０を有してエッチング領域５４内に形成されたプラズ
マを磁気的に励起する。
【００１８】プロセスの条件は、エッチングプロセス中
に変化させてもよい。例えば、基板２０上の複数の層２
４及び２５をエッチングする場合、代表的には、プロセ
スは複数の段階をもつ。各段階におけるプロセス条件
は、エッチングされる層の組成に依存する。更に、複数
の段階をもって基板２０がエッチングされる場合、発光
技術(optical emission technique)を用いてチャンバ内
から回収されるガスの組成をモニタすることにより、エ
ッチングの進行がモニタされる。回収されたガスの組成
が変化した時は、一つの層が全てエッチングされて２番
目の層がエッチングされるようとしていることを示して
いる。この時点で、プロセスガスの組成や他のプロセス
条件を変化させて、エッチングされようとする層に対し
て、より大きなエッチングの効率を与えることができ
る。例えば、シリコン層上に堆積されたＭｏＳｉX をエ
ッチングする場合、「主の」エッチングないしはＭｏＳ
ｉX 層２５のエッチングは、代表的には、ＳｉＦの発光
スペクトルにおいて上昇が観測されてから約ゼロ〜１０
秒後になされた。
に変化させてもよい。例えば、基板２０上の複数の層２
４及び２５をエッチングする場合、代表的には、プロセ
スは複数の段階をもつ。各段階におけるプロセス条件
は、エッチングされる層の組成に依存する。更に、複数
の段階をもって基板２０がエッチングされる場合、発光
技術(optical emission technique)を用いてチャンバ内
から回収されるガスの組成をモニタすることにより、エ
ッチングの進行がモニタされる。回収されたガスの組成
が変化した時は、一つの層が全てエッチングされて２番
目の層がエッチングされるようとしていることを示して
いる。この時点で、プロセスガスの組成や他のプロセス
条件を変化させて、エッチングされようとする層に対し
て、より大きなエッチングの効率を与えることができ
る。例えば、シリコン層上に堆積されたＭｏＳｉX をエ
ッチングする場合、「主の」エッチングないしはＭｏＳ
ｉX 層２５のエッチングは、代表的には、ＳｉＦの発光
スペクトルにおいて上昇が観測されてから約ゼロ〜１０
秒後になされた。
【００１９】装置５０を使用するためには、基板２０は
カソード５６の上に置かれ、ＳＦ6及びＨＢｒを含むプ
ロセスガスがガス流入口５８を通ってエッチング領域５
４内に導入される。プロセスガスは、Ｏ2 、Ｏ3 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ及びこれらの混合物等の、酸素含有
ガスを更に含んでいてもよい。好適には、酸素含有ガス
はＯ2 である。ＳＦ6 は一次エッチャント(primary etc
hant) であり、造作の側面形状、エッチング選択比及び
エッチング速度をさらに良くコントロールするために、
ＨＢｒ及び酸素含有ガスが含まれる。エッチング領域５
４内にはプラズマが発生され、プロセスガスから、基板
２０を選択的にエッチングするエッチングガスを生成す
るエッチングガスの流れは、矢印８２で示される。
カソード５６の上に置かれ、ＳＦ6及びＨＢｒを含むプ
ロセスガスがガス流入口５８を通ってエッチング領域５
４内に導入される。プロセスガスは、Ｏ2 、Ｏ3 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ及びこれらの混合物等の、酸素含有
ガスを更に含んでいてもよい。好適には、酸素含有ガス
はＯ2 である。ＳＦ6 は一次エッチャント(primary etc
hant) であり、造作の側面形状、エッチング選択比及び
エッチング速度をさらに良くコントロールするために、
ＨＢｒ及び酸素含有ガスが含まれる。エッチング領域５
４内にはプラズマが発生され、プロセスガスから、基板
２０を選択的にエッチングするエッチングガスを生成す
るエッチングガスの流れは、矢印８２で示される。
【００２０】プロセスガスの組成は、ＳＦ6 対ＨＢｒ対
酸素含有ガスの体積流量比を調節することでコントロー
ルれる。ここで、体積流量比とは、１のガスの単位時間
当たりの体積の、第２のガスの単位時間当たりの体積と
の比のことである。
酸素含有ガスの体積流量比を調節することでコントロー
ルれる。ここで、体積流量比とは、１のガスの単位時間
当たりの体積の、第２のガスの単位時間当たりの体積と
の比のことである。
【００２１】好適には、造作２８の側壁３０が平滑であ
り凹凸ないし粗いエッジがないように、且つ側壁３０が
ウエハ２２に対して少なくとも約８５゜の角度をなすよ
うに、ＳＦ6 ：ＨＢｒ：酸素含有ガスの体積流量比が選
択される。好適には、側壁３０がウエハ２２に対して少
なくとも８５゜〜９０゜の角度をなすように、この比が
選択される。集積回路のデザイン及び性能が最適になる
ためには、垂直な側壁３０を有する造作２８が好まし
い。更に好適には、珪化モリブデンのエッチング速度が
約５００オングストローム／分より大きくなるように、
ＳＦ6 対ＨＢｒ対酸素含有ガスの体積流量比が選択され
る。最も好適には、珪化モリブデン対レジストのエッチ
ング選択比が約０．６よりも大きくなるように、流量比
が選択される。
り凹凸ないし粗いエッジがないように、且つ側壁３０が
ウエハ２２に対して少なくとも約８５゜の角度をなすよ
うに、ＳＦ6 ：ＨＢｒ：酸素含有ガスの体積流量比が選
択される。好適には、側壁３０がウエハ２２に対して少
なくとも８５゜〜９０゜の角度をなすように、この比が
選択される。集積回路のデザイン及び性能が最適になる
ためには、垂直な側壁３０を有する造作２８が好まし
い。更に好適には、珪化モリブデンのエッチング速度が
約５００オングストローム／分より大きくなるように、
ＳＦ6 対ＨＢｒ対酸素含有ガスの体積流量比が選択され
る。最も好適には、珪化モリブデン対レジストのエッチ
ング選択比が約０．６よりも大きくなるように、流量比
が選択される。
【００２２】以下の実施例に説明されるように、Ｓ
Ｆ6 ：ＨＢｒの体積流量比約１：１０〜約１：１が、適
切なエッチング速度と、良好な造作の側面形状と、良好
なエッチング選択比とを与える。この範囲内において、
ＳＦ6 とＨＢｒの流量比約３：１７〜約７：１３が更に
好適であり、そして、流量比１：３が最も好適であり、
約８５゜〜９０゜の側面形状角３２を有する造作と、
０．６より大きなエッチング選択比とを与える。酸素を
添加することにより、エッチング速度を高め、チャンバ
壁面上及び造作２８の側壁３０上へ形成される残留堆積
物の量を減少させると考えられる。好適には、ＳＦ6 対
酸素含有ガスの体積流量比は約０．１：１〜約１００：
１であり、更に好適には、流量比は約１：１〜約１０：
１、最も好適には、流量比は約１：１〜約３：１であ
る。
Ｆ6 ：ＨＢｒの体積流量比約１：１０〜約１：１が、適
切なエッチング速度と、良好な造作の側面形状と、良好
なエッチング選択比とを与える。この範囲内において、
ＳＦ6 とＨＢｒの流量比約３：１７〜約７：１３が更に
好適であり、そして、流量比１：３が最も好適であり、
約８５゜〜９０゜の側面形状角３２を有する造作と、
０．６より大きなエッチング選択比とを与える。酸素を
添加することにより、エッチング速度を高め、チャンバ
壁面上及び造作２８の側壁３０上へ形成される残留堆積
物の量を減少させると考えられる。好適には、ＳＦ6 対
酸素含有ガスの体積流量比は約０．１：１〜約１００：
１であり、更に好適には、流量比は約１：１〜約１０：
１、最も好適には、流量比は約１：１〜約３：１であ
る。
【００２３】プロセスガスは、基板２０のエッチング速
度が約５００オングストローム／分より大きくなるよう
な充分な速度で、導入されるべきである。装置５０に対
しては、ＳＦ6 及びＨＢｒの全流量は、好適には約５０
ｓｃｃｍ(standard cubic centimeter per minute)〜約
１００ｓｃｃｍであり、更に好適には、約８０ｓｃｃｍ
である。しかし、最適な流量は、反応器のサイズと流れ
の特徴によって変化する。
度が約５００オングストローム／分より大きくなるよう
な充分な速度で、導入されるべきである。装置５０に対
しては、ＳＦ6 及びＨＢｒの全流量は、好適には約５０
ｓｃｃｍ(standard cubic centimeter per minute)〜約
１００ｓｃｃｍであり、更に好適には、約８０ｓｃｃｍ
である。しかし、最適な流量は、反応器のサイズと流れ
の特徴によって変化する。
【００２４】エッチング領域５４内にプロセスガスが導
入された後には、プラズマがエッチング領域内に発生さ
れて、基板２０をエッチングするエッチングガスが、プ
ロセスガスから生成する。プラズマの出力流束(power f
lux)は、約０．２１Ｗ／ｃｍ2 〜約０．５７Ｗ／ｃｍ2
であるべきである。従って、直径６インチ（１５．２５
ｃｍ）のウエハに対しては、プラズマの発生に用いる出
力は、代表的には、約１５０〜約４００ワットであり、
更に好適には、約２５０〜約３００ワットである。
入された後には、プラズマがエッチング領域内に発生さ
れて、基板２０をエッチングするエッチングガスが、プ
ロセスガスから生成する。プラズマの出力流束(power f
lux)は、約０．２１Ｗ／ｃｍ2 〜約０．５７Ｗ／ｃｍ2
であるべきである。従って、直径６インチ（１５．２５
ｃｍ）のウエハに対しては、プラズマの発生に用いる出
力は、代表的には、約１５０〜約４００ワットであり、
更に好適には、約２５０〜約３００ワットである。
【００２５】プラズマは、電子サイクロトロン共鳴、磁
気的励起反応器及び誘導的結合プラズマ等の方法により
励起されてもよい。好適には、磁気的励起イオン反応器
が用いいられる。磁気コイル８０により反応器内に誘導
される磁場は、プラズマ内で発生するイオンの密度を増
加させる程度に充分強力である必要があるが、ＣＭＯＳ
ゲート等の造作を損傷するチャージアップ損傷を誘導す
るほど強力でなくてもよい。代表的には、基板２０の表
面上の磁場は、約１０〜１００ガウスであり、更に好適
には、約２０〜約８０ガウス、最も好適には、約７５ガ
ウスである。
気的励起反応器及び誘導的結合プラズマ等の方法により
励起されてもよい。好適には、磁気的励起イオン反応器
が用いいられる。磁気コイル８０により反応器内に誘導
される磁場は、プラズマ内で発生するイオンの密度を増
加させる程度に充分強力である必要があるが、ＣＭＯＳ
ゲート等の造作を損傷するチャージアップ損傷を誘導す
るほど強力でなくてもよい。代表的には、基板２０の表
面上の磁場は、約１０〜１００ガウスであり、更に好適
には、約２０〜約８０ガウス、最も好適には、約７５ガ
ウスである。
【００２６】チャンバは、代表的には、約１ミリトール
(mTorr) 〜約３００ミリトールの圧力に維持され、好適
にはこの圧力は約５０ミリトール〜約２５０ミリトー
ル、最も好適には約１００ミリトール〜約１６０ミリト
ールである。圧力が低いと、エッチングの均一性は更に
高くなるが、エッチング速度が犠牲となる。
(mTorr) 〜約３００ミリトールの圧力に維持され、好適
にはこの圧力は約５０ミリトール〜約２５０ミリトー
ル、最も好適には約１００ミリトール〜約１６０ミリト
ールである。圧力が低いと、エッチングの均一性は更に
高くなるが、エッチング速度が犠牲となる。
【００２７】また、カソード５６は、ランプ等の、カソ
ード５６の下方の加熱源を用いて加熱される。好適に
は、カソード５６は、エッチング副生成物が揮発する程
度に充分高く、且つ新たにエッチングされてできた造作
２８の側壁３０上に形成された不動態堆積物(passivati
ng deposit) が揮発しない程度に充分低い温度に加熱さ
れる。代表的には、カソード５６は、約２０〜約１００
℃の温度に加熱され、更に好適には、この温度は約６５
℃である。基板２０の温度をコントロールするため、基
板２０の背面には約４トールの圧力でヘリウムガスを流
してもよい。
ード５６の下方の加熱源を用いて加熱される。好適に
は、カソード５６は、エッチング副生成物が揮発する程
度に充分高く、且つ新たにエッチングされてできた造作
２８の側壁３０上に形成された不動態堆積物(passivati
ng deposit) が揮発しない程度に充分低い温度に加熱さ
れる。代表的には、カソード５６は、約２０〜約１００
℃の温度に加熱され、更に好適には、この温度は約６５
℃である。基板２０の温度をコントロールするため、基
板２０の背面には約４トールの圧力でヘリウムガスを流
してもよい。
【００２８】また、チャンバ壁面９６上に堆積物をほぼ
形成させないため、壁面９６は加熱されるべきである。
チャンバ壁面９６は、代表的には、約４５℃〜約１００
℃の温度に加熱され、更に好適には、この温度は約６５
℃である。
形成させないため、壁面９６は加熱されるべきである。
チャンバ壁面９６は、代表的には、約４５℃〜約１００
℃の温度に加熱され、更に好適には、この温度は約６５
℃である。
【００２９】（実施例）以下に説明する実施例で、本発
明の有効性を明らかにする。これらの実施例は、磁気的
励起反応性イオン反応器、特に、アプライドマテリアル
ズ社製の「プレシジョン５０００」システムに「PHASE
II POLYTECH 」チャンバキットを用いて実施された。
明の有効性を明らかにする。これらの実施例は、磁気的
励起反応性イオン反応器、特に、アプライドマテリアル
ズ社製の「プレシジョン５０００」システムに「PHASE
II POLYTECH 」チャンバキットを用いて実施された。
【００３０】これらの実施例では、直径約１５０ｍｍ
（６インチ）、厚さ０．７３ｍｍのシリコンウエハが用
いられた。ウエハ２２は、厚さ３４００オングストロー
ムのＭｏＳｉX の層２５を有していた。珪化モリブデン
層の下には、１０００オングストロームのポリシリコン
の層があり、ポリシリコン層の下は２０００オングスト
ロームの酸化珪素であった。珪化モリブデン層は、ドイ
ツ、ヘキスト社製の「Ｇ−ｌｉｎｅ ＫＡＬＬＥ Ｐ
Ｒ」フォトレジストのパターン化されたオーバーレイで
コーティングされていた。フォトレジストのラインは、
幅約０．８μｍであり、ウエハの全面積の約５０％を占
有していた。
（６インチ）、厚さ０．７３ｍｍのシリコンウエハが用
いられた。ウエハ２２は、厚さ３４００オングストロー
ムのＭｏＳｉX の層２５を有していた。珪化モリブデン
層の下には、１０００オングストロームのポリシリコン
の層があり、ポリシリコン層の下は２０００オングスト
ロームの酸化珪素であった。珪化モリブデン層は、ドイ
ツ、ヘキスト社製の「Ｇ−ｌｉｎｅ ＫＡＬＬＥ Ｐ
Ｒ」フォトレジストのパターン化されたオーバーレイで
コーティングされていた。フォトレジストのラインは、
幅約０．８μｍであり、ウエハの全面積の約５０％を占
有していた。
【００３１】エッチングの後において、基板２２上に残
ったフォトレジスト層の厚さ、側壁３０の平滑度、側壁
３０と基板２２との角度３２及び残った残留物９０の量
は、エッチング後のウエハの走査電子顕微鏡写真により
評価された。エッチング速度は、エッチング後の基板２
０における造作２８の深さを測定することにより算出さ
れた。
ったフォトレジスト層の厚さ、側壁３０の平滑度、側壁
３０と基板２２との角度３２及び残った残留物９０の量
は、エッチング後のウエハの走査電子顕微鏡写真により
評価された。エッチング速度は、エッチング後の基板２
０における造作２８の深さを測定することにより算出さ
れた。
【００３２】残留したレジスト２６及び側壁の堆積物９
０は、乾式ストリッピングの工程をウェットプロセスと
組み合わせて行うことにより、除去された。乾式ストリ
ッピングの工程は、「ＧＡＳＯＮＩＣＳ」レジストスト
リッパ中で２分間、酸素及びＣＦ4 プラズマを用いて行
われた。ウェットストリッピングのプロセスにおいて
は、３０％ｃｏｎｃ．ＮＨ4 ＯＨ１部、３０％ｃｏｎ
ｃ．Ｈ2 Ｏ2 ２部及び水７部を含む溶液を約５０℃〜７
０℃に加熱した中に、基板が約５分間浸漬された。
０は、乾式ストリッピングの工程をウェットプロセスと
組み合わせて行うことにより、除去された。乾式ストリ
ッピングの工程は、「ＧＡＳＯＮＩＣＳ」レジストスト
リッパ中で２分間、酸素及びＣＦ4 プラズマを用いて行
われた。ウェットストリッピングのプロセスにおいて
は、３０％ｃｏｎｃ．ＮＨ4 ＯＨ１部、３０％ｃｏｎ
ｃ．Ｈ2 Ｏ2 ２部及び水７部を含む溶液を約５０℃〜７
０℃に加熱した中に、基板が約５分間浸漬された。
【００３３】以下の実施例では、本発明に従ったプロセ
スが、エッチング速度が高いこと（５００オングストロ
ーム／分以上）、基板のレジスト選択性が良好なこと、
及びレジストの下に形成された造作の側壁側面形状が満
足なことが、明らかにされる。また、このプロセスは、
チャンバ壁面上及び新たにエッチングされたチャネル(c
hannel) の側壁上の堆積物の量を大きく減少させる。更
に、既存の反応性イオンエッチング装置が使用可能であ
る。
スが、エッチング速度が高いこと（５００オングストロ
ーム／分以上）、基板のレジスト選択性が良好なこと、
及びレジストの下に形成された造作の側壁側面形状が満
足なことが、明らかにされる。また、このプロセスは、
チャンバ壁面上及び新たにエッチングされたチャネル(c
hannel) の側壁上の堆積物の量を大きく減少させる。更
に、既存の反応性イオンエッチング装置が使用可能であ
る。
【００３４】（実施例１及び２）実施例１及び２は、Ｍ
ｏＳｉX 層のエッチングのためにＳＦ6 及びＨＢｒを用
いることの実行可能性を確認するために実施された。実
施例１においては、ウエハ（上述した如きの）は、ＳＦ
6 ２５％（２０ｓｃｃｍ）及びＨＢｒ７５％（６０ｓｃ
ｃｍ）を用いて、１段階のプロセスでエッチングされ
た。チャンバ圧力１００ミリトール、出力レベル２００
ワット及び磁場７５ガウスが用いられた。カソード温度
及び壁面温度は、共に６５℃に維持された。ウエハは約
６５２秒間エッチングされてＭｏＳｉX 層が除去され
た。この実施例では、ＭｏＳｉX 層のエッチングのため
にＳＦ6 及びＨＢｒを用いることの実行可能性が明らか
にされた。
ｏＳｉX 層のエッチングのためにＳＦ6 及びＨＢｒを用
いることの実行可能性を確認するために実施された。実
施例１においては、ウエハ（上述した如きの）は、ＳＦ
6 ２５％（２０ｓｃｃｍ）及びＨＢｒ７５％（６０ｓｃ
ｃｍ）を用いて、１段階のプロセスでエッチングされ
た。チャンバ圧力１００ミリトール、出力レベル２００
ワット及び磁場７５ガウスが用いられた。カソード温度
及び壁面温度は、共に６５℃に維持された。ウエハは約
６５２秒間エッチングされてＭｏＳｉX 層が除去され
た。この実施例では、ＭｏＳｉX 層のエッチングのため
にＳＦ6 及びＨＢｒを用いることの実行可能性が明らか
にされた。
【００３５】実施例２においては、ＳＦ6 （２０ｓｃｃ
ｍ）及びＨＢｒ（６０ｓｃｃｍ）の同じ比を用い、加え
て、エッチング速度を向上する目的で酸素８ｓｃｃｍが
プロセスガスに添加された。チャンバ圧力、出力レベ
ル、磁場、カソード温度及び壁温は、実施例１と同様で
あった。この実施例では、ＭｏＳｉX 層は約２３９秒間
でエッチングされた。従って、プロセスガスへの酸素の
添加は、エッチング速度を向上させた。
ｍ）及びＨＢｒ（６０ｓｃｃｍ）の同じ比を用い、加え
て、エッチング速度を向上する目的で酸素８ｓｃｃｍが
プロセスガスに添加された。チャンバ圧力、出力レベ
ル、磁場、カソード温度及び壁温は、実施例１と同様で
あった。この実施例では、ＭｏＳｉX 層は約２３９秒間
でエッチングされた。従って、プロセスガスへの酸素の
添加は、エッチング速度を向上させた。
【００３６】（実施例３〜１２）Ｌ9 （３4 ）直交行列
を伴った要因設計研究を用いて、エッチングプロセス条
件を最適化する目的で、実施例３〜１２が行われた。４
つのプロセス変数、即ち、（ｉ）出力、（ｉｉ）Ｓ
Ｆ6 ：ＨＢｒ比、（ｉｉｉ）Ｏ2 流量、及び（ｉｖ）チ
ャンバ圧力の各変数が、表１に示されるように３段階に
変化された。ＳＦ6 ：ＨＢｒの総体積流量は、約８０ｓ
ｃｃｍに維持された。磁場は、７５ガウスに維持され
た。カソード温度及びチャンバ壁面温度は、共に６５℃
一定に維持され、ウエハの背面にはヘリウムが４トール
の圧力で流されてウエハを冷却した。
を伴った要因設計研究を用いて、エッチングプロセス条
件を最適化する目的で、実施例３〜１２が行われた。４
つのプロセス変数、即ち、（ｉ）出力、（ｉｉ）Ｓ
Ｆ6 ：ＨＢｒ比、（ｉｉｉ）Ｏ2 流量、及び（ｉｖ）チ
ャンバ圧力の各変数が、表１に示されるように３段階に
変化された。ＳＦ6 ：ＨＢｒの総体積流量は、約８０ｓ
ｃｃｍに維持された。磁場は、７５ガウスに維持され
た。カソード温度及びチャンバ壁面温度は、共に６５℃
一定に維持され、ウエハの背面にはヘリウムが４トール
の圧力で流されてウエハを冷却した。
【００３７】
【表１】
【００３８】表２には、実施例３〜１２のプロセス条件
及び結果が示される。実施例３〜１１は、Ｌ9 直交行列
のプロセス条件に基づいて行われた。実施例１２は、実
施例３と同じプロセス条件で行われ、実施例３で得られ
た結果の正当性を確認するために実施された。
及び結果が示される。実施例３〜１１は、Ｌ9 直交行列
のプロセス条件に基づいて行われた。実施例１２は、実
施例３と同じプロセス条件で行われ、実施例３で得られ
た結果の正当性を確認するために実施された。
【００３９】
【表２】
【００４０】図３（ａ）には、ＳＦ6 ：ＨＢｒ体積流量
比が変化した場合における、（ｉ）ＭｏＳｉX とポリシ
リコンのエッチング速度と、（ｉｉ）フォトレジストの
エッチング速度との変化を示す。ＳＦ6 ２５％を用いた
実施例６、７及び８におけるＭｏＳｉX ／ポリシリコン
と、フォトレジストとのエッチング速度を平均し、これ
を当該ＳＦ6 パーセンテージに対してプロットした。Ｓ
Ｆ6 の増加に伴ってエッチングの速度も増加している
が、ＭｏＳｉX エッチング速度はフォトレジストエッチ
ング速度と同じ速度で変化しなかった。
比が変化した場合における、（ｉ）ＭｏＳｉX とポリシ
リコンのエッチング速度と、（ｉｉ）フォトレジストの
エッチング速度との変化を示す。ＳＦ6 ２５％を用いた
実施例６、７及び８におけるＭｏＳｉX ／ポリシリコン
と、フォトレジストとのエッチング速度を平均し、これ
を当該ＳＦ6 パーセンテージに対してプロットした。Ｓ
Ｆ6 の増加に伴ってエッチングの速度も増加している
が、ＭｏＳｉX エッチング速度はフォトレジストエッチ
ング速度と同じ速度で変化しなかった。
【００４１】図３（ｂ）には、エッチング選択比がＳＦ
6 含有量の関数として表される。エッチング選択比は、
ＭｏＳｉX ／ポリシリコンエッチング速度の平均値をレ
ジストエッチング速度の平均値で除して算出された。グ
ラフは、ＳＦ6 含有率２５％において０．７５以上のエ
ッチング選択比の最大値をもつＵ型であった。
6 含有量の関数として表される。エッチング選択比は、
ＭｏＳｉX ／ポリシリコンエッチング速度の平均値をレ
ジストエッチング速度の平均値で除して算出された。グ
ラフは、ＳＦ6 含有率２５％において０．７５以上のエ
ッチング選択比の最大値をもつＵ型であった。
【００４２】図４には、ちゅう密（造作が細密充填され
ている）部分及び散在部分において、並びにウエハ２２
の中心部分及びエッジ部分において、ＳＦ6 のパ−セン
テージの変化に対する造作の側面形状の角度３２の変化
が示される。側面形状の角度の平均値は、表２に示され
る結果の平均値である。概して、角度３２は約８５〜約
９２゜の値が得られた。ＳＦ6 含有量が１５〜２５％で
は、側面形状の角度３２は、ウエハ２２の散在部分にお
いては８４〜８６゜、ウエハのちゅう密部分では８７〜
９０゜であった。ＳＦ6 が３５％の場合、造作２８は、
その側面形状の角度３２が約９０゜であった。また、こ
のグラフは側面形状の微小充填度、即ちウエハ２２のち
ゅう密部分及び散在部分における側面形状の角度３２の
変化を示す。グラフから読み取れるように、ウエハ２２
上の散在した造作とちゅう密な造作との間において、最
も大きな変化が観測された。
ている）部分及び散在部分において、並びにウエハ２２
の中心部分及びエッジ部分において、ＳＦ6 のパ−セン
テージの変化に対する造作の側面形状の角度３２の変化
が示される。側面形状の角度の平均値は、表２に示され
る結果の平均値である。概して、角度３２は約８５〜約
９２゜の値が得られた。ＳＦ6 含有量が１５〜２５％で
は、側面形状の角度３２は、ウエハ２２の散在部分にお
いては８４〜８６゜、ウエハのちゅう密部分では８７〜
９０゜であった。ＳＦ6 が３５％の場合、造作２８は、
その側面形状の角度３２が約９０゜であった。また、こ
のグラフは側面形状の微小充填度、即ちウエハ２２のち
ゅう密部分及び散在部分における側面形状の角度３２の
変化を示す。グラフから読み取れるように、ウエハ２２
上の散在した造作とちゅう密な造作との間において、最
も大きな変化が観測された。
【００４３】表２の結果より、ＳＦ6 ：ＨＢｒ比の最適
値は約１：３であることが確認された。また、酸素の流
量が増加すれば、側面形状の角度３２、エッチング速度
及びエッチング選択比の全てが増加することが確認され
た。出力を上げた場合は、側面形状の角度及びエッチン
グ速度は増加するが選択比は減少し、圧力を上げた場合
は、側面形状の角度及び選択比は共に増加した。これら
の結果を用いて、以下に示される実施例に用いる最適な
プロセス条件が決定された。
値は約１：３であることが確認された。また、酸素の流
量が増加すれば、側面形状の角度３２、エッチング速度
及びエッチング選択比の全てが増加することが確認され
た。出力を上げた場合は、側面形状の角度及びエッチン
グ速度は増加するが選択比は減少し、圧力を上げた場合
は、側面形状の角度及び選択比は共に増加した。これら
の結果を用いて、以下に示される実施例に用いる最適な
プロセス条件が決定された。
【００４４】（実施例１３及び１４）これらの実施例に
おいては、表３に指示されるように、主エッチングのス
テップとオーバーエッチングのステップとによる、２つ
のステップのエッチングプロセスが実施された。主エッ
チングプロセスのパラメータは、設計行列の検討により
決定された。主エッチングのステップでは、ＳＦ6 ：Ｈ
Ｂｒ体積流量比は１：３に維持され、ＳＦ6 ：Ｏ2 体積
流量比は１０：３に維持された。これらのプロセス条件
が最良の結果を与えた。
おいては、表３に指示されるように、主エッチングのス
テップとオーバーエッチングのステップとによる、２つ
のステップのエッチングプロセスが実施された。主エッ
チングプロセスのパラメータは、設計行列の検討により
決定された。主エッチングのステップでは、ＳＦ6 ：Ｈ
Ｂｒ体積流量比は１：３に維持され、ＳＦ6 ：Ｏ2 体積
流量比は１０：３に維持された。これらのプロセス条件
が最良の結果を与えた。
【００４５】
【表３】
【００４６】実施例１３及び１４においては、ＭｏＳｉ
X 層の下のポリシリコン下層をエッチングするために、
オーバーエッチングのステップが実施され、これはシリ
コンスペクトルがピークに達した約１０秒後に開始され
た。実施例１３では、オーバーエッチングの工程は純Ｈ
Ｂｒを用いて実施され、実施例１４においてはＨＢｒ、
Ｃｌ2 、Ｈｅ及びＯ2 を含むガスの混合物が用いられ
た。実施例１４で用いられたガスがレジスト２６のプル
バック(pullback)を引き起こし、ウエハの散在部分でＭ
ｏＳｉX の造作の側面形状がかぎ裂き状になって与えら
れた。純ＨＢｒのみが、造作の側面形状を平滑に与える
ことが可能であった。よって、純ＨＢｒによるオーバー
エッチングが最良の結果を与えた。
X 層の下のポリシリコン下層をエッチングするために、
オーバーエッチングのステップが実施され、これはシリ
コンスペクトルがピークに達した約１０秒後に開始され
た。実施例１３では、オーバーエッチングの工程は純Ｈ
Ｂｒを用いて実施され、実施例１４においてはＨＢｒ、
Ｃｌ2 、Ｈｅ及びＯ2 を含むガスの混合物が用いられ
た。実施例１４で用いられたガスがレジスト２６のプル
バック(pullback)を引き起こし、ウエハの散在部分でＭ
ｏＳｉX の造作の側面形状がかぎ裂き状になって与えら
れた。純ＨＢｒのみが、造作の側面形状を平滑に与える
ことが可能であった。よって、純ＨＢｒによるオーバー
エッチングが最良の結果を与えた。
【００４７】エッチングの後に、エッチングされた造作
２８の典型的な側面形状角度３２がＳＥＭで測定され、
その値は約８７゜であった。ポリシリコン層はわずかに
アンダーカットであり、酸化物下層の最大減少量は約１
３３０オングストローム、レジストの最大減少量は約６
０００オングストロームであった。
２８の典型的な側面形状角度３２がＳＥＭで測定され、
その値は約８７゜であった。ポリシリコン層はわずかに
アンダーカットであり、酸化物下層の最大減少量は約１
３３０オングストローム、レジストの最大減少量は約６
０００オングストロームであった。
【００４８】エッチングの後に、エッチング領域に酸素
が導入され、約２分間残留フォトレジスト層との反応が
行われた。そして、３０％ｃｏｎｃ．ＮＨ4 ＯＨ１部、
３０％ｃｏｎｃ．Ｈ2 Ｏ2 ２部及び水７部を含む溶液を
約５０℃に加熱したものを用いて、５分間ウェットスト
リッピングが行われ、残留フォトレジストが除去され
た。
が導入され、約２分間残留フォトレジスト層との反応が
行われた。そして、３０％ｃｏｎｃ．ＮＨ4 ＯＨ１部、
３０％ｃｏｎｃ．Ｈ2 Ｏ2 ２部及び水７部を含む溶液を
約５０℃に加熱したものを用いて、５分間ウェットスト
リッピングが行われ、残留フォトレジストが除去され
た。
【００４９】尚、本発明においては好適な態様に関する
詳細を述べてきたが、他の態様も可能である。従って、
特許請求の範囲における技術思想及び技術範囲は、ここ
に含まれる好適な態様の詳細な説明に限定されるもので
はない。
詳細を述べてきたが、他の態様も可能である。従って、
特許請求の範囲における技術思想及び技術範囲は、ここ
に含まれる好適な態様の詳細な説明に限定されるもので
はない。
【００５０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、チャンバ壁面上の堆積物を最小にし、実質的に異
方性のエッチングを与え、側面形状の微小充填度を小さ
くできる方法であって、更に、高いエッチング速度とレ
ジストに対する基板の高いエッチング選択比とを満た
す、半導体基板上の珪化モリブデンの選択的エッチング
方法が提供される。
れば、チャンバ壁面上の堆積物を最小にし、実質的に異
方性のエッチングを与え、側面形状の微小充填度を小さ
くできる方法であって、更に、高いエッチング速度とレ
ジストに対する基板の高いエッチング選択比とを満た
す、半導体基板上の珪化モリブデンの選択的エッチング
方法が提供される。
【図１】珪化モリブデン層を有し、珪化モリブデン層の
一部の上にレジスト材を有する基板の縦断面図であり、
（ａ）はエッチング前の基板の、（ｂ）はエッチング後
の基板の状態を示す。
一部の上にレジスト材を有する基板の縦断面図であり、
（ａ）はエッチング前の基板の、（ｂ）はエッチング後
の基板の状態を示す。
【図２】本発明の実施に好適な装置の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例における結果を表すグラフであ
り、（ａ）はＳＦ6 対ＨＢｒの体積流量比の変化に対す
る（ｉ）ＭｏＳｉX 及びポリシリコンの、（ｉｉ）フォ
トレジストの、それぞれエッチング速度の変化を示し、
（ｂ）は、ＳＦ6 対ＨＢｒの体積流量比の変化に対する
エッチング選択比変化を示す。
り、（ａ）はＳＦ6 対ＨＢｒの体積流量比の変化に対す
る（ｉ）ＭｏＳｉX 及びポリシリコンの、（ｉｉ）フォ
トレジストの、それぞれエッチング速度の変化を示し、
（ｂ）は、ＳＦ6 対ＨＢｒの体積流量比の変化に対する
エッチング選択比変化を示す。
【図４】ＳＦ6 対ＨＢｒの体積流量比の変化に対する造
作の側面形状の角度の変化を表すグラフである。
作の側面形状の角度の変化を表すグラフである。
２０…基板、２２…ウエハ、２４ａ，ｂ…層、２５…上
層、２６…レジスト材、２８…造作、３０ａ，ｂ…側
壁、３２…角度、３４…スパン、５０…装置、５２…エ
ッチングチャンバ、５４…エッチング領域、５６…カソ
ードないしサセプタ、５８…ガス流入口、６０…拡散
板、６２…フォーカスリング、７０…バリア、７２ａ，
ｂ…排気穴、７４…非エッチング領域、７６…排気穴、
８０…磁気コイル、８２ａ，ｂ…矢印、９０ａ，ｂ…不
動態堆積物、９６…壁面。
層、２６…レジスト材、２８…造作、３０ａ，ｂ…側
壁、３２…角度、３４…スパン、５０…装置、５２…エ
ッチングチャンバ、５４…エッチング領域、５６…カソ
ードないしサセプタ、５８…ガス流入口、６０…拡散
板、６２…フォーカスリング、７０…バリア、７２ａ，
ｂ…排気穴、７４…非エッチング領域、７６…排気穴、
８０…磁気コイル、８２ａ，ｂ…矢印、９０ａ，ｂ…不
動態堆積物、９６…壁面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パティ フィ−イン ツァイ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95129， サン ノゼ， アマポーラ ド ライヴ 5890
Claims (17)
- 【請求項１】 珪化モリブデン層を有し、該珪化モリブ
デン層の一部(portions)の上のレジスト材を有する基板
を、選択的にエッチングする方法であって、 （ａ）基板をエッチング領域に置くステップと、 （ｂ）ＳＦ6 とＨＢｒとを含むプロセスガスを、Ｓ
Ｆ6 ：ＨＢｒの体積流量比が約１：１０〜約１：１で、
前記エッチング領域に導入するステップと、 （ｃ）前記エッチング領域にプラズマを発生させて、プ
ロセスガスからエッチングガスを生成させ、該エッチン
グガスが前記基板上の珪化モリブデン層を選択的にエッ
チングするステップと を含むエッチング方法。 - 【請求項２】 前記プロセスガスが酸素含有ガスを含む
請求項１に記載のエッチング方法。 - 【請求項３】 前記珪化モリブデン層がエッチングされ
て側壁を有する造作（ぞうさく）を形成し、並びに、前
記側壁が、平滑であり且つ前記基板と少なくとも約８５
゜の角をなすように、ＳＦ6 ：ＨＢｒ：酸素含有ガスの
体積流量比が選択される請求項２に記載のエッチング方
法。 - 【請求項４】 前記側壁が前記基板と約８５゜〜約９０
゜の角をなすように、ＳＦ6 ：ＨＢｒ：酸素含有ガスの
前記体積流量比が選択される請求項３に記載のエッチン
グ方法。 - 【請求項５】 珪化モリブデン対レジストのエッチング
選択比が約０．６よりも大きいようにＳＦ6 ：ＨＢｒ：
酸素含有ガスの前記体積流量比が選択される請求項２に
記載のエッチング方法。 - 【請求項６】 珪化モリブデンのエッチング速度が約５
００オングストローム／分より大きいようにＳＦ6 ：Ｈ
Ｂｒ：酸素含有ガスの前記体積流量比が選択される請求
項２に記載のエッチング方法。 - 【請求項７】 ＳＦ6 ：ＨＢｒの前記体積流量比が約
３：１７〜約７：１３である請求項１に記載のエッチン
グ方法。 - 【請求項８】 ＳＦ6 ：ＨＢｒの前記体積流量比が約
１：３である請求項７に記載のエッチング方法。 - 【請求項９】 前記酸素含有ガスが、Ｏ2 、Ｏ3 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ及びこれらの混合物である請求項２
に記載のエッチング方法。 - 【請求項１０】 ＳＦ6 対酸素含有ガスの体積流量比が
約０．１：１〜約１００：１である請求項２に記載のエ
ッチング方法。 - 【請求項１１】 ＳＦ6 対酸素含有ガスの前記体積流量
比が約１：１〜約１０：１である請求項１０に記載のエ
ッチング方法。 - 【請求項１２】 ＳＦ6 対酸素含有ガスの前記体積流量
比が約１：１〜約３：１である請求項１１に記載のエッ
チング方法。 - 【請求項１３】 前記エッチング領域の圧力が約５０〜
約２５０ミリトールである請求項１に記載のエッチング
方法。 - 【請求項１４】 前記エッチング領域の圧力が約１００
〜約１６０ミリトールである請求項１３に記載のエッチ
ング方法。 - 【請求項１５】 プロセスガスを導入する前記ステップ
が、充分なプロセスガスを導入して基板のエッチング速
度を約５００オングストローム／分以上にする請求項１
に記載のエッチング方法。 - 【請求項１６】 前記基板が、シリコンウエハとガリウ
ムヒ素ウエハとから成る群より選択された半導体ウエハ
を含み、該半導体ウエハは金属と酸化物と窒化物と珪化
物とこれらの混合物とから成る群より選択された複数の
層を該ウエハの上に有する請求項１に記載のエッチング
方法。 - 【請求項１７】 基板を選択的にエッチングする方法で
あって、 （ａ）シリコンウエハとガリウムヒ素ウエハとから成る
群より選択され、（ｉ）金属と酸化物と窒化物と珪化物
とこれらの混合物とから成る群より選択された複数の層
と、（ｉｉ）珪化モリブデン層と、（ｉｉｉ）前記珪化
モリブデン層の一部の上のレジスト材とを有する、基板
を、エッチング領域に置くステップと、 （ｂ）ＳＦ6 とＨＢｒとＯ2 とを含むプロセスガスを、
ＳＦ6 ：ＨＢｒの体積流量比が約１：１０〜約１：１、
ＳＦ6 ：Ｏ2 の体積流量比が約０．１：１〜約１００：
１で、前記エッチング領域に流すステップと、 （ｃ）前記エッチング領域内にプラズマを発生させて前
記プロセスガスからエッチングガスを生成させ、前記エ
ッチングガスが前記基板の層をエッチングして揮発性の
エッチング副生成物組成物を生成させるステップと、 （ｄ）前記揮発性エッチング副生成物組成物を前記エッ
チング領域から除去するステップと を含むエッチング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/135,715 US5354417A (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Etching MoSi2 using SF6, HBr and O2 |
| US08/135715 | 1993-10-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161701A true JPH07161701A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2915807B2 JP2915807B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=22469320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242831A Expired - Lifetime JP2915807B2 (ja) | 1993-10-13 | 1994-10-06 | 六弗化イオウ、臭化水素及び酸素を用いる珪化モリブデンのエッチング |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5354417A (ja) |
| EP (1) | EP0649169A3 (ja) |
| JP (1) | JP2915807B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012146A (ja) |
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