JPH0789545B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPH0789545B2 JPH0789545B2 JP61092198A JP9219886A JPH0789545B2 JP H0789545 B2 JPH0789545 B2 JP H0789545B2 JP 61092198 A JP61092198 A JP 61092198A JP 9219886 A JP9219886 A JP 9219886A JP H0789545 B2 JPH0789545 B2 JP H0789545B2
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- etching gas
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エッチング技術、特に、半導体集積回路の製
造において微細パターンの形成に用いられるドライ・エ
ッチングに適用して有効な技術に関する。
造において微細パターンの形成に用いられるドライ・エ
ッチングに適用して有効な技術に関する。
［従来の技術］ ドライ・エッチング技術については、日本エスエスティ
株式会社、昭和60年３月15日発行、「ソリッド ステー
ト テクノロジー 日本版」1985年３月号、P66〜P76に
記載されている。
株式会社、昭和60年３月15日発行、「ソリッド ステー
ト テクノロジー 日本版」1985年３月号、P66〜P76に
記載されている。
従来、SiおよびSiの化合物,Al合金などのドライ・エッ
チングには、電気的に中性なラジカルの化学反応性のみ
を利用したプラズマエッチング方法と、容量を経由した
高周波電源に接続されるカソード電極に試料を載置し、
この電極表面にプラズマシースを発生させ、直流バイア
スが印加されるようにして、プラズマ中のイオンを加速
して試料表面に入射させ、イオンの有する運動エネルギ
をエッチング反応に援用する反応性イオンエッチング法
とが多く採用されいる。
チングには、電気的に中性なラジカルの化学反応性のみ
を利用したプラズマエッチング方法と、容量を経由した
高周波電源に接続されるカソード電極に試料を載置し、
この電極表面にプラズマシースを発生させ、直流バイア
スが印加されるようにして、プラズマ中のイオンを加速
して試料表面に入射させ、イオンの有する運動エネルギ
をエッチング反応に援用する反応性イオンエッチング法
とが多く採用されいる。
そして、これらのドライ・エッチング法に用いられるエ
ッチングガスは、エッチングの対象となる試料がSiおよ
びその化合物の場合には、CF4,CBrF3,CClF3,C2ClF5,CCl
4などであり、これらは炭素化合物である。
ッチングガスは、エッチングの対象となる試料がSiおよ
びその化合物の場合には、CF4,CBrF3,CClF3,C2ClF5,CCl
4などであり、これらは炭素化合物である。
従来の技術において、特に、試料のエッチング断面の横
方向のエッチング、すなわちサイドエッチングまたはア
ンダカット、などを少なくし、異方性エッチングを実現
するためには、上記のような炭素化合物を用いることは
次のよう観点から重要である。
方向のエッチング、すなわちサイドエッチングまたはア
ンダカット、などを少なくし、異方性エッチングを実現
するためには、上記のような炭素化合物を用いることは
次のよう観点から重要である。
すなわち、Siおよびその化合物のエッチング時に、エッ
チング断面の側壁部にＣとＦまたはＣとClとのポリマー
が付着して横方向へのエッチングが阻止または減少され
るからである。
チング断面の側壁部にＣとＦまたはＣとClとのポリマー
が付着して横方向へのエッチングが阻止または減少され
るからである。
ところで、従来でも、NF3やSF6,Cl2などの炭素を含まな
いガスがSiまたはSi化合物のエッチングに用いられては
いるが、エッチングが等方的でサイドエッチングがあ
り、さらにエッチング速度が小さいなどの好ましくない
特性を持っている。このような理由から、SF6やNF3など
のガスを用いる場合には、炭素化合物と混合して使用
し、エッチング断面の側壁部へのポリマーの付着作用を
利用して、サイドエッチングなどを阻止しているのが実
状である。
いガスがSiまたはSi化合物のエッチングに用いられては
いるが、エッチングが等方的でサイドエッチングがあ
り、さらにエッチング速度が小さいなどの好ましくない
特性を持っている。このような理由から、SF6やNF3など
のガスを用いる場合には、炭素化合物と混合して使用
し、エッチング断面の側壁部へのポリマーの付着作用を
利用して、サイドエッチングなどを阻止しているのが実
状である。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のように炭素化合物を用いるエッチ
ングの場合には、炭素化合物の分解などによって形成さ
れるポリマーが、試料のみならず該試料が収容される反
応容器の内部において、プラズマに接するすべての部分
に付着するため、容器の内壁から剥離したポリマーが異
物となって試料に付着し、エッチングによって試料表面
に形成されるパターン欠陥の原因となるという問題があ
る。
ングの場合には、炭素化合物の分解などによって形成さ
れるポリマーが、試料のみならず該試料が収容される反
応容器の内部において、プラズマに接するすべての部分
に付着するため、容器の内壁から剥離したポリマーが異
物となって試料に付着し、エッチングによって試料表面
に形成されるパターン欠陥の原因となるという問題があ
る。
さらに、試料表面に付着するポリマーは該試料表面に入
射するラジカルやイオと試料表面との反応を妨げエッチ
ング速度を低下させるという欠点もある。
射するラジカルやイオと試料表面との反応を妨げエッチ
ング速度を低下させるという欠点もある。
本発明の目的は、試料に対する異物の付着を低減すると
ともに、エッチング速度およびエッチングの異方性を向
上させることが可能なエッチング技術を提供することに
ある。
ともに、エッチング速度およびエッチングの異方性を向
上させることが可能なエッチング技術を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、試料に対してエッチング使用をなすハロゲン
を含むエッチングガスを試料表面に吸着させ、放電プラ
ズマによって形成されるベースガスのイオンを電解によ
って試料にほぼ垂直に衝突する方向に加速し、イオンの
運動エネルギによって試料表面に吸着しているエッチン
グガスの該試料に対するエッチング作用を促進させるよ
うにしたものである。
を含むエッチングガスを試料表面に吸着させ、放電プラ
ズマによって形成されるベースガスのイオンを電解によ
って試料にほぼ垂直に衝突する方向に加速し、イオンの
運動エネルギによって試料表面に吸着しているエッチン
グガスの該試料に対するエッチング作用を促進させるよ
うにしたものである。
［作用］ 上記した手段によれば、たとえばエッチングガスとして
SF6やCl2などの炭素原子を含まないハロゲン化合物を使
用し、ベースガスとして比較的質量数の大きな元素を用
いることにより、炭素原子の存在によるポリマーの形成
に起因する異物の発生やエッチング速度の低下が防止さ
れるとともに、試料表面に垂直に入射されるベースガス
のイオンの運動エネルギにより、試料表面に吸着したエ
ッチングガスに含まれるハロゲンの試料平面に垂直な方
向のエッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物
の付着の低減、さらにはエッチング速度およびエッチン
グの異方性の向上を実現することができる。
SF6やCl2などの炭素原子を含まないハロゲン化合物を使
用し、ベースガスとして比較的質量数の大きな元素を用
いることにより、炭素原子の存在によるポリマーの形成
に起因する異物の発生やエッチング速度の低下が防止さ
れるとともに、試料表面に垂直に入射されるベースガス
のイオンの運動エネルギにより、試料表面に吸着したエ
ッチングガスに含まれるハロゲンの試料平面に垂直な方
向のエッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物
の付着の低減、さらにはエッチング速度およびエッチン
グの異方性の向上を実現することができる。
［実施例１］ 第１図は、本発明の一実施例であるエッチング装置の要
部を示す説明図である。
部を示す説明図である。
反応容器１の一端には、導体からなる試料台２が設けら
れ、この試料台２の上には、たとえば半導体ウエハなど
の試料３が載置されている。
れ、この試料台２の上には、たとえば半導体ウエハなど
の試料３が載置されている。
試料台２の周辺部近傍には、接地電極４が設けられてお
り、試料台２に容量５を介して接続される高周波電源６
によって、該試料台２と接地電極４との間に高周波電力
が印加されるように構成されている。
り、試料台２に容量５を介して接続される高周波電源６
によって、該試料台２と接地電極４との間に高周波電力
が印加されるように構成されている。
また、反応容器１の他端部には、放電管７が設けられ、
この放電管７の外周部には、ソレノイド・コイル８（磁
力印加手段）が配設され放電管７の内部に所定の磁場が
形成されるとともに、導波管９（マイクロ波導入手段）
を介してマグネトロン10からマイクロ波が導入されるこ
とにより、放電管７の内部に放電プラズマ発生部7aが形
成される構造とされている。
この放電管７の外周部には、ソレノイド・コイル８（磁
力印加手段）が配設され放電管７の内部に所定の磁場が
形成されるとともに、導波管９（マイクロ波導入手段）
を介してマグネトロン10からマイクロ波が導入されるこ
とにより、放電管７の内部に放電プラズマ発生部7aが形
成される構造とされている。
この場合、反応容器１において、試料台２の側方部近傍
および放電プラズマ発生部7aの近傍には、それぞれエッ
チングガス供給口11（第１のガス供給口）およびベース
ガス供給口12（第２のガス供給口）が個別に設けられて
いる。
および放電プラズマ発生部7aの近傍には、それぞれエッ
チングガス供給口11（第１のガス供給口）およびベース
ガス供給口12（第２のガス供給口）が個別に設けられて
いる。
そして、試料台２に載置される試料３には、エッチング
ガス供給口11を通じて、該試料２に対してエッチング作
用をなすハロゲンを含むエッチングガス13が供給される
とともに、放電プラズマ発生部7aにはマイクロ波と磁場
との相互作用によってイオンを形成するベースガス14が
供給されるものである。
ガス供給口11を通じて、該試料２に対してエッチング作
用をなすハロゲンを含むエッチングガス13が供給される
とともに、放電プラズマ発生部7aにはマイクロ波と磁場
との相互作用によってイオンを形成するベースガス14が
供給されるものである。
さらに、試料台２に載置される試料３を介して放電プラ
ズマ発生部7aと反対の位置に、排気口15（第１の排気
口）が設けられており、反応容器１の内部が所定の真空
度に排気されるとともに、放電プラズマ発生部7aに供給
されるベースガス14から形成されるイオンが圧力差によ
って試料３の方向の移動されるように構成されている。
ズマ発生部7aと反対の位置に、排気口15（第１の排気
口）が設けられており、反応容器１の内部が所定の真空
度に排気されるとともに、放電プラズマ発生部7aに供給
されるベースガス14から形成されるイオンが圧力差によ
って試料３の方向の移動されるように構成されている。
また、反応容器１において試料台２と放電プラズマ発生
部7aとの間には、中間排気口16および網体17が設けられ
ており、試料３の近傍に供給されるエッチングガス13が
放電プラズマ発生部7aの方向に逆拡散することが阻止さ
れる構造とされている。
部7aとの間には、中間排気口16および網体17が設けられ
ており、試料３の近傍に供給されるエッチングガス13が
放電プラズマ発生部7aの方向に逆拡散することが阻止さ
れる構造とされている。
以下、本実施例の作用について説明する。
本実施例においては、試料３が、たとえばシリコン，多
結晶シリコン，遷移金属とシリコンとの化合物，遷移金
属のいずれか、またはこれらの物質の多層膜からなる場
合について説明する。
結晶シリコン，遷移金属とシリコンとの化合物，遷移金
属のいずれか、またはこれらの物質の多層膜からなる場
合について説明する。
まず、反応容器１の内部は、排気口15および中間排気口
16を通じて所定の真空度に排気されるとともに、試料台
２に載置される試料３の近傍には、エッチングガス供給
口11を通じて、たとえばSF6,NF3,HFなど、ハロゲンとし
てフッ素（Ｆ）を含むガスからなるエッチングガス13が
供給され、試料３の表面に吸着される。同時に、放電管
７の内部における放電プラズマ発生部7aには、ベースガ
ス供給口12を通じて、たとえばCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeな
ど、シリコとの化学反応性がフッ素（Ｆ）よりも乏し
く、かつ質量数の比較的大きなガスからなるベースガス
14が供給され、このベースガス14はソレノイド・コイル
８の磁場と導波管９を介して作用されるマイクロ波との
相互作用によって放電プラズマを形成しイオン化され
る。
16を通じて所定の真空度に排気されるとともに、試料台
２に載置される試料３の近傍には、エッチングガス供給
口11を通じて、たとえばSF6,NF3,HFなど、ハロゲンとし
てフッ素（Ｆ）を含むガスからなるエッチングガス13が
供給され、試料３の表面に吸着される。同時に、放電管
７の内部における放電プラズマ発生部7aには、ベースガ
ス供給口12を通じて、たとえばCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeな
ど、シリコとの化学反応性がフッ素（Ｆ）よりも乏し
く、かつ質量数の比較的大きなガスからなるベースガス
14が供給され、このベースガス14はソレノイド・コイル
８の磁場と導波管９を介して作用されるマイクロ波との
相互作用によって放電プラズマを形成しイオン化され
る。
そして、放電プラズマ発生部7aにおいて形成されたベー
スガス14のイオンは、圧力差によって排気口15の方向、
すなわち試料台２の方向に移動され、さらに、該試料台
２に容量５を介して印加される高周波電力の作用により
試料３の表面近傍に形成される自己バイアスの電界によ
って加速され、試料３にほぼ垂直に入射する。
スガス14のイオンは、圧力差によって排気口15の方向、
すなわち試料台２の方向に移動され、さらに、該試料台
２に容量５を介して印加される高周波電力の作用により
試料３の表面近傍に形成される自己バイアスの電界によ
って加速され、試料３にほぼ垂直に入射する。
その時、試料３の表面に吸着しているSF6などを含むエ
ッチングガス13は前記イオンの運動エネルギによって励
起され、エッチングガス13に含まれるＦなどのハロゲン
による試料３に対するエッチング作用が、イオンの入射
方向、すなわち該試料３の平面に垂直な方向に優勢とな
るように促進される。
ッチングガス13は前記イオンの運動エネルギによって励
起され、エッチングガス13に含まれるＦなどのハロゲン
による試料３に対するエッチング作用が、イオンの入射
方向、すなわち該試料３の平面に垂直な方向に優勢とな
るように促進される。
この場合、エッチングガス13およびベースガス14など
に、炭素原子を含む物質が存在しないため、反応容器１
の内壁や試料３の表面において、炭素原子の存在による
ポリマーの付着などがなく、反応容器１の内壁面から剥
落したポリマーが異物となって試料３に付着したり、試
料の表面がポリマーによって隠蔽されることに起因して
エッチング速度が低下されることなどが回避される。
に、炭素原子を含む物質が存在しないため、反応容器１
の内壁や試料３の表面において、炭素原子の存在による
ポリマーの付着などがなく、反応容器１の内壁面から剥
落したポリマーが異物となって試料３に付着したり、試
料の表面がポリマーによって隠蔽されることに起因して
エッチング速度が低下されることなどが回避される。
また、ベースガス14に、たとえばO2,N2O,NO,NO2などの
酸化剤を微量添加することにより、シリコなどからなる
試料３の表面に薄い酸化膜が形成され、エッチング断面
の側壁部の侵食を防止してエッチングの異方性が良好と
なるとともに、エッチングガス13を構成するSF6などと
の反応により、SO,SOF2などの揮発性の物質を生成して
エッチングガス13に含まれるイオウ（Ｓ）の除去をすみ
やかに行わせることができる。
酸化剤を微量添加することにより、シリコなどからなる
試料３の表面に薄い酸化膜が形成され、エッチング断面
の側壁部の侵食を防止してエッチングの異方性が良好と
なるとともに、エッチングガス13を構成するSF6などと
の反応により、SO,SOF2などの揮発性の物質を生成して
エッチングガス13に含まれるイオウ（Ｓ）の除去をすみ
やかに行わせることができる。
ここで、ベースガス14のイオンを加速する自己バイアス
による電解の強度、すなわちイオンの運動エネルギは、
マグネトロン10などとは独立に設けられた高周波電源６
を適宜制御することにより、放電プラズマの形成とは独
立に制御可能であり、イオンに賦与される運動エネルギ
の値は、エッチングガス13に含まれるフッ素（Ｆ）など
のハロゲンと試料３を構成するシリコンなどとの反応を
促進すること、および試料３の表面に形成された薄い酸
化膜を除去できる程度でよく、たとえば試料３の表面に
おける欠陥の増大を促す150eV以上は不要で、100eV以下
に制御される。
による電解の強度、すなわちイオンの運動エネルギは、
マグネトロン10などとは独立に設けられた高周波電源６
を適宜制御することにより、放電プラズマの形成とは独
立に制御可能であり、イオンに賦与される運動エネルギ
の値は、エッチングガス13に含まれるフッ素（Ｆ）など
のハロゲンと試料３を構成するシリコンなどとの反応を
促進すること、および試料３の表面に形成された薄い酸
化膜を除去できる程度でよく、たとえば試料３の表面に
おける欠陥の増大を促す150eV以上は不要で、100eV以下
に制御される。
また、試料台２と放電プラズマ発生部7aとの間に中間排
気口16および網体17が設けられていることにより、試料
台２の近傍に供給されるエッチングガス13が放電プラズ
マ発生部7aの方向に移動することが阻止され、たとえば
該エッチングガス13が放電プラズマ発生部7aに到達し励
起されて発生されるハロゲンのラジカルなどによって、
試料３に対して化学的で等方的なエッチングが行われる
ことが回避でき、エッチングの異方性が損なわれること
が防止される。
気口16および網体17が設けられていることにより、試料
台２の近傍に供給されるエッチングガス13が放電プラズ
マ発生部7aの方向に移動することが阻止され、たとえば
該エッチングガス13が放電プラズマ発生部7aに到達し励
起されて発生されるハロゲンのラジカルなどによって、
試料３に対して化学的で等方的なエッチングが行われる
ことが回避でき、エッチングの異方性が損なわれること
が防止される。
このように、本実施例においては、以下の効果を得るこ
とができる。
とができる。
（１）．シリコン，多結晶シリコン，遷移金属とシリコ
ンとの化合物，遷移金属のいずれか、またはこれらの物
質の多層膜からなる試料３に対して、たとえばSF6,NF3,
HFなどのエッチングガス13を吸着させ、放電プラズマに
よって形成されるCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどの比較的質
量数の大きな物質からなるベースガス14のイオンを電界
によって試料３にほぼ垂直に入射する方向に加速し、該
イオンの運動エネルギによって試料３の表面に吸着して
いるエッチングガス13のハロゲンによる該試料３に対す
るエッチング作用を促進させることによってエッチング
が行われるため、エッチングガス13に炭素原子を含む化
合物が使用されず、炭素原子の存在によるポリマーの形
成に起因する異物の発生やエッチング速度の低下が防止
されるとともに、試料表面に垂直に入射されるベースガ
ス14のイオンの運動エネルギにより、試料３の表面に吸
着したエッチングガス13に含まれるハロゲンによる試料
３の平面に垂直な方向へのエッチング作用が優勢に行わ
れ、試料に対する異物の付着が低減されるとともに、エ
ッチング速度およびエッチングの異方性を向上させるこ
とができる。
ンとの化合物，遷移金属のいずれか、またはこれらの物
質の多層膜からなる試料３に対して、たとえばSF6,NF3,
HFなどのエッチングガス13を吸着させ、放電プラズマに
よって形成されるCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどの比較的質
量数の大きな物質からなるベースガス14のイオンを電界
によって試料３にほぼ垂直に入射する方向に加速し、該
イオンの運動エネルギによって試料３の表面に吸着して
いるエッチングガス13のハロゲンによる該試料３に対す
るエッチング作用を促進させることによってエッチング
が行われるため、エッチングガス13に炭素原子を含む化
合物が使用されず、炭素原子の存在によるポリマーの形
成に起因する異物の発生やエッチング速度の低下が防止
されるとともに、試料表面に垂直に入射されるベースガ
ス14のイオンの運動エネルギにより、試料３の表面に吸
着したエッチングガス13に含まれるハロゲンによる試料
３の平面に垂直な方向へのエッチング作用が優勢に行わ
れ、試料に対する異物の付着が低減されるとともに、エ
ッチング速度およびエッチングの異方性を向上させるこ
とができる。
（２）．ベースガス14に、たとえばO2,N2O,NO,NO2など
の酸化剤を微量添加することにより、シリコンなどから
なる試料３の表面に薄い酸化膜が形成され、エッチング
断面の側壁部の侵食を防止してエッチングの異方性が良
好となるとともに、エッチングガス13を構成するSF6な
どとの反応により、SO,SOF2などの揮発性の物質を生成
し、エッチングガス13に含まれるイオウ（Ｓ）の除去が
すみやかに行われる。
の酸化剤を微量添加することにより、シリコンなどから
なる試料３の表面に薄い酸化膜が形成され、エッチング
断面の側壁部の侵食を防止してエッチングの異方性が良
好となるとともに、エッチングガス13を構成するSF6な
どとの反応により、SO,SOF2などの揮発性の物質を生成
し、エッチングガス13に含まれるイオウ（Ｓ）の除去が
すみやかに行われる。
（３）．試料台２と放電プラズマ発生部7aとの間に中間
排気口16および網体17が設けられていることにより、試
料台２の近傍に供給されるエッチングガス13が放電プラ
ズマ発生部7aの方向に移動することが阻止され、たとえ
ば該エッチングガス13が放電プラズマ発生部7aに到達し
励起されて発生されるハロゲンのラジカルなどによっ
て、試料３に対して化学的で等方的なエッチングが行わ
れることが回避でき、エッチングの異方性が損なわれる
ことが防止される。
排気口16および網体17が設けられていることにより、試
料台２の近傍に供給されるエッチングガス13が放電プラ
ズマ発生部7aの方向に移動することが阻止され、たとえ
ば該エッチングガス13が放電プラズマ発生部7aに到達し
励起されて発生されるハロゲンのラジカルなどによっ
て、試料３に対して化学的で等方的なエッチングが行わ
れることが回避でき、エッチングの異方性が損なわれる
ことが防止される。
（４）．試料３に入射されるイオンの運動エネルギを10
0eV以下にすることにより、イオンの試料に対する衝突
に起因する欠陥の誘発が回避される。
0eV以下にすることにより、イオンの試料に対する衝突
に起因する欠陥の誘発が回避される。
（５）．前記（１）〜（４）の結果、エッチングによっ
て試料３の表面に形成されるパターンの寸法精度が向上
および欠陥の低減などが可能となり、半導体装置の製造
における歩留りが向上される。
て試料３の表面に形成されるパターンの寸法精度が向上
および欠陥の低減などが可能となり、半導体装置の製造
における歩留りが向上される。
［実施例２］ 次に、本発明の多の実施例として、試料３が、たとえば
アルミニウムおよびアルミニウム合金膜などで構成され
る場合について説明する。
アルミニウムおよびアルミニウム合金膜などで構成され
る場合について説明する。
エッチング装置の構成は、前記実施例１の場合と同様で
ある。
ある。
この場合、試料３の表面に吸着されるエッチングガス13
としては、たとえばCl2を使用し、放電プラズマ発生部7
aによってイオンが形成されるベースガス14としては、
たとえばCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどを用いるものであ
る。
としては、たとえばCl2を使用し、放電プラズマ発生部7
aによってイオンが形成されるベースガス14としては、
たとえばCl2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどを用いるものであ
る。
そして、ベースガス14に、たとえばO2,N2,N2O,NO,NO2な
どの酸化剤を添加してエッチング断面側壁部などに薄い
Al酸化膜を形成させることにより、Cl2などのエッチン
グガス13によるエッチングの異方性を持たせることがで
き、さらに、エッチングガス13にBCl3またはSiCl4を添
加することにより、Al酸化膜の還元反応が容易にされ、
試料３の表面に垂直な方向におけるエッチングガス13に
よるエッチング速度が向上されるものである。
どの酸化剤を添加してエッチング断面側壁部などに薄い
Al酸化膜を形成させることにより、Cl2などのエッチン
グガス13によるエッチングの異方性を持たせることがで
き、さらに、エッチングガス13にBCl3またはSiCl4を添
加することにより、Al酸化膜の還元反応が容易にされ、
試料３の表面に垂直な方向におけるエッチングガス13に
よるエッチング速度が向上されるものである。
また、Cl2などのエッチングガス13によるAlのエッチン
グでは、エッチング速度のイオンの運動エネルギに対す
る依存度が比較的小さいため、ベースガス14から形成さ
れるイオンの運動エネルギは、Al合金中に含有されるT
i,Si,Cuなどの合金元素をエッチング除去することを目
標に決定され、たとえば、Cuを合金元素として含有する
Al合金膜の場合には、300eV程度に設定される。
グでは、エッチング速度のイオンの運動エネルギに対す
る依存度が比較的小さいため、ベースガス14から形成さ
れるイオンの運動エネルギは、Al合金中に含有されるT
i,Si,Cuなどの合金元素をエッチング除去することを目
標に決定され、たとえば、Cuを合金元素として含有する
Al合金膜の場合には、300eV程度に設定される。
このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。
ができる。
（１）．アルミニウムおよびアルミニウム合金膜などか
らなる試料３に対して、たとえばCl2などのエッチング
ガス13を吸着させ、放電プラズマによって形成されるCl
2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどの比較的質量数の大きな物質か
らなるベースガス14のイオンを電解によって試料３にほ
ぼ垂直に入射する方向に加速し、該イオンの運動エネル
ギによって試料３の表面に吸着しているエッチングガス
13のハロゲンによる該試料３に対するエッチング作用を
促進させることによってエッチングが行われるため、エ
ッチングガス13に炭素原子を含む化合物が使用されず、
炭素原子の存在によるポリマーの形成に起因する異物の
発生やエッチング速度の低下が防止されるとともに、試
料表面に垂直に入射されるベースガス14のイオンの運動
エネルギにより、試料３の表面に吸着したエッチングガ
ス13に含まれるハロゲンによる試料３の平面に垂直な方
向のエッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物
の付着が低減されるとともに、エッチング速度およびエ
ッチングの異方性を向上させることができる。
らなる試料３に対して、たとえばCl2などのエッチング
ガス13を吸着させ、放電プラズマによって形成されるCl
2,Br2,I2,Ar,Kr,Xeなどの比較的質量数の大きな物質か
らなるベースガス14のイオンを電解によって試料３にほ
ぼ垂直に入射する方向に加速し、該イオンの運動エネル
ギによって試料３の表面に吸着しているエッチングガス
13のハロゲンによる該試料３に対するエッチング作用を
促進させることによってエッチングが行われるため、エ
ッチングガス13に炭素原子を含む化合物が使用されず、
炭素原子の存在によるポリマーの形成に起因する異物の
発生やエッチング速度の低下が防止されるとともに、試
料表面に垂直に入射されるベースガス14のイオンの運動
エネルギにより、試料３の表面に吸着したエッチングガ
ス13に含まれるハロゲンによる試料３の平面に垂直な方
向のエッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物
の付着が低減されるとともに、エッチング速度およびエ
ッチングの異方性を向上させることができる。
（２）．ベースガス14に、たとえばO2,N2,N2O,NO,NO2な
どの酸化剤を添加してエッチング断面側壁部などに薄い
Al酸化膜を形成させることにより、Cl2などのエッチン
グガス13によるエッチングの異方性を持たせることがで
き、さらに、エッチングガス13にBCl3またはSiCl4を添
加することにより、Al酸化膜の還元反応が容易にされ、
試料３の表面に垂直な方向におけるエッチングガス13に
よるエッチング速度が向上される。
どの酸化剤を添加してエッチング断面側壁部などに薄い
Al酸化膜を形成させることにより、Cl2などのエッチン
グガス13によるエッチングの異方性を持たせることがで
き、さらに、エッチングガス13にBCl3またはSiCl4を添
加することにより、Al酸化膜の還元反応が容易にされ、
試料３の表面に垂直な方向におけるエッチングガス13に
よるエッチング速度が向上される。
（３）．前記（１）〜（２）の結果、エッチングによっ
て試料３の表面に形成されるパターンの寸法精度が向上
および欠陥の低減などが可能となり、半導体装置の製造
における歩留りが向上される。
て試料３の表面に形成されるパターンの寸法精度が向上
および欠陥の低減などが可能となり、半導体装置の製造
における歩留りが向上される。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、ベースガスお
よびエッチングガスとしては、前記実施例に示されたも
のに限らず、炭素原子を含まないものであれば、いかな
るものであってもよい。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、ベースガスお
よびエッチングガスとしては、前記実施例に示されたも
のに限らず、炭素原子を含まないものであれば、いかな
るものであってもよい。
また、プラズマ発生部7aのイオンを有効に試料３まで移
動させるために、反応容器１の外側に磁界形成用電磁コ
イルを設定してもよい。
動させるために、反応容器１の外側に磁界形成用電磁コ
イルを設定してもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
おけるドライ・エッチング技術に適用した場合について
説明したが、それに限定されるものではなく、エッチン
グによる微細加工が必要とされる技術に広く適用でき
る。
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
おけるドライ・エッチング技術に適用した場合について
説明したが、それに限定されるものではなく、エッチン
グによる微細加工が必要とされる技術に広く適用でき
る。
［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。
すなわち、試料に対してエッチング作用をなすハロゲン
を含むエッチングガスを該試料表面に吸着させ、放電プ
ラズマによって形成されるベースガスのイオンを電解に
よって前記試料にほぼ垂直に入射する方向に加速し、該
イオンの運動エネルギによって前記試料表面に吸着して
いるエッチングガスの該試料に対するエッチング作用を
促進させるため、たとえばエッチングガスとしてSF6やC
l2などの炭素原子を含まないハロゲン化合物を使用し、
ベースガスとして比較的質量数の大きな元素を用いるこ
とにより、炭素原子の存在によりポリマーの形成に起因
する異物の発生やエッチング速度の低下が防止されると
ともに、試料表面に垂直に入射されるベースガスのイオ
ンの運動エネルギにより、試料表面に吸着したエッチン
グガスに含まれるハロゲンの試料平面に垂直な方向のエ
ッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物の付着
の低減、さらにはエッチング速度およびエッチングの異
方性の向上を実現することができる。
を含むエッチングガスを該試料表面に吸着させ、放電プ
ラズマによって形成されるベースガスのイオンを電解に
よって前記試料にほぼ垂直に入射する方向に加速し、該
イオンの運動エネルギによって前記試料表面に吸着して
いるエッチングガスの該試料に対するエッチング作用を
促進させるため、たとえばエッチングガスとしてSF6やC
l2などの炭素原子を含まないハロゲン化合物を使用し、
ベースガスとして比較的質量数の大きな元素を用いるこ
とにより、炭素原子の存在によりポリマーの形成に起因
する異物の発生やエッチング速度の低下が防止されると
ともに、試料表面に垂直に入射されるベースガスのイオ
ンの運動エネルギにより、試料表面に吸着したエッチン
グガスに含まれるハロゲンの試料平面に垂直な方向のエ
ッチング作用が優勢に行われ、試料に対する異物の付着
の低減、さらにはエッチング速度およびエッチングの異
方性の向上を実現することができる。
第１図は、本発明の一実施例であるエッチング装置の要
部を示す説明図である。 １……反応容器、２……試料台、３……試料、４……接
地電極、５……容量、６……高周波電源、７……放電
管、7a……放電プラズマ発生部、８……ソレノイド・コ
イル（磁力印加手段）、９……導波管（マイクロ波導入
手段）、10……マグネトロン、11……エッチングガス供
給口（第１のガス供給口）、12……ベースガス供給口
（第２のガス供給口）、13……エッチングガス、14……
ベースガス、15……排気口（第１の排気口）、16……中
間排気口（第２の排気口）、17……網体。
部を示す説明図である。 １……反応容器、２……試料台、３……試料、４……接
地電極、５……容量、６……高周波電源、７……放電
管、7a……放電プラズマ発生部、８……ソレノイド・コ
イル（磁力印加手段）、９……導波管（マイクロ波導入
手段）、10……マグネトロン、11……エッチングガス供
給口（第１のガス供給口）、12……ベースガス供給口
（第２のガス供給口）、13……エッチングガス、14……
ベースガス、15……排気口（第１の排気口）、16……中
間排気口（第２の排気口）、17……網体。
フロントページの続き (72)発明者 河村 光一郎 東京都小平市上水本町1479番地 日立マイ クロコンピュータエンジニアリング株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭61−136229（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−76521（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】試料に対してエッチング作用を成し、炭素
原子を含まないハロゲンが選択されたエッチングガスを
該試料表面に吸着させ、放電プラズマによって前記試料
にほぼ垂直に入射する方向に加速し、該イオンの運動エ
ネルギによって前記試料表面に吸着しているエッチング
ガスの該試料に対するエンチング作用を促進させること
を特徴とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】前記試料がシリコン、多結晶シリコン、遷
移金属とシリコンとの化合物、遷移金属のいずれか、ま
たはこれらの物質の多層膜からなり、、前記エッチング
ガスとしてSF6、NF3、HFから選択された少なくとも一つ
を用い、前記ベースガスとしてCl2、Br2、I2、Ar、Kr、
Xeから選択された少なくとも一つを用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項３】前記試料がアルミニウムおよびアルミニウ
ム合金膜からなり、前記エッチングガスとしてCl2を用
い、前記ベースガスとしてCl2、Br2、I2、Ar、Kr、Xeか
ら選択された少なくとも一つを用いることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092198A JPH0789545B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092198A JPH0789545B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249421A JPS62249421A (ja) | 1987-10-30 |
| JPH0789545B2 true JPH0789545B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=14047747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61092198A Expired - Lifetime JPH0789545B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789545B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260133A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Anelva Corp | ドライエツチング方法 |
| JPH01212778A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-25 | Applied Materials Japan Kk | Ｓｉのエッチングガスおよびエッチング方法 |
| JPH0817169B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1996-02-21 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング方法 |
| JP2607276B2 (ja) * | 1988-06-24 | 1997-05-07 | 東京エレクトロン株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP2673380B2 (ja) * | 1990-02-20 | 1997-11-05 | 三菱電機株式会社 | プラズマエッチングの方法 |
| JPH0425022A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-28 | Nec Corp | マイクロ波プラズマエッチング装置及びその方法 |
| JP2754966B2 (ja) * | 1991-07-30 | 1998-05-20 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング方法 |
| WO1999046810A1 (fr) * | 1998-03-12 | 1999-09-16 | Hitachi, Ltd. | Procede permettant de traiter la surface d'un echantillon |
| CN111477549B (zh) * | 2020-04-26 | 2023-06-13 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 采用应力记忆技术的半导体器件的制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136229A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Toshiba Corp | ドライエツチング装置 |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61092198A patent/JPH0789545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62249421A (ja) | 1987-10-30 |
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