JPH08195385A - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

Info

Publication number
JPH08195385A
JPH08195385A JP7244714A JP24471495A JPH08195385A JP H08195385 A JPH08195385 A JP H08195385A JP 7244714 A JP7244714 A JP 7244714A JP 24471495 A JP24471495 A JP 24471495A JP H08195385 A JPH08195385 A JP H08195385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line pattern
etching
line
side wall
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7244714A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3233835B2 (en
Inventor
Kenji Fukuto
憲司 服藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP24471495A priority Critical patent/JP3233835B2/en
Publication of JPH08195385A publication Critical patent/JPH08195385A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3233835B2 publication Critical patent/JP3233835B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To realize a vertically etched form and to lessen an isolated line pattern and an inner line pattern in dimensional difference between them by a method wherein the gas pressure, the gas ratio, the gas discharge, the temperature of a specimen stage, and a bias power are set optimal in combination in a chamber. CONSTITUTION: When an inner line pattern is smaller than an isolated line pattern, and a line pattern is larger than a resist pattern in line width, at least one of the gas pressure, the gas discharge amount of the vacuum chamber, the frequency and power of the high-frequency electric power, the side wall protecting gas ratio, and the temperature of the specimen stage is changed. By this setup, the line pattern is enhanced in etching rate, and the inner line pattern is set lower than the isolated line pattern in etching rate. Therefore, the inner line pattern approximates to the isolated line pattern in line width, and the line pattern approximates to the resist pattern in line width.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いた
ドライエッチング方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method using plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドライエッチング加工方法としては、プ
ラズマ発生装置のチャンバーの内部にカソード電極であ
る試料台を設置し、該試料台に高周波電力を印加して自
己DCバイアスを形成し、これらにより、イオンを試料
台に向かうように加速誘導させることを主として又は補
助的に用いて、基板や基板上に形成された膜等よりなる
被エッチング試料をドライエッチング加工するものが知
られている。このように、高周波放電を用いたプラズマ
は、微細加工のドライエッチング加工に適用されてい
る。
2. Description of the Related Art As a dry etching method, a sample stage which is a cathode electrode is installed inside a chamber of a plasma generator, and high frequency power is applied to the sample stage to form a self DC bias. It is known that a sample to be etched formed of a substrate or a film formed on the substrate is dry-etched mainly or auxiliaryly by accelerating and inducing ions toward a sample stage. As described above, the plasma using the high frequency discharge is applied to the dry etching process for fine processing.

【0003】現代の高密度半導体集積回路の進歩は産業
革命にも比較される変革をもたらしつつある。高密度化
は素子寸法の微細化、デバイスの改良、チップサイズの
大面積化等により実現されてきた。素子寸法の微細化は
光の波長程度まで進んで来ており、リソグラフィにはエ
キシマレーザや軟エックス線の使用が検討されている。
微細パターンの実現には、リソグラフィと並んでドライ
エッチングや薄膜形成が重要な役割を果たしている。
Advances in modern high-density semiconductor integrated circuits are bringing about changes comparable to the industrial revolution. Higher densities have been realized by miniaturization of device dimensions, improvement of devices, and enlargement of chip size. The miniaturization of device dimensions has advanced to about the wavelength of light, and the use of excimer lasers and soft X-rays is being considered for lithography.
Along with lithography, dry etching and thin film formation play an important role in realizing fine patterns.

【0004】以下、微細加工に適用されるドライエッチ
ングについて説明する。ドライエッチングとは、プラズ
マにより生成されたラジカルやイオン等と被エッチング
試料の固相表面との化学的又は物理的反応を利用し、被
エッチング試料の不要な部分を除去する技術である。ド
ライエッチング技術として最も広く用いられている反応
性イオンエッチング(RIE)は、適当なガスの高周波
放電プラズマ中に被エッチング試料を曝すと、エッチン
グ反応により被エッチング試料の不要部分が除去される
というものである。必要な部分は、通常、マスクとして
用いたフォトレジストパターンにより保護されている。
Dry etching applied to fine processing will be described below. The dry etching is a technique of removing an unnecessary portion of the sample to be etched by utilizing a chemical or physical reaction between radicals and ions generated by plasma and a solid phase surface of the sample to be etched. Reactive ion etching (RIE), which is the most widely used dry etching technique, is that when an etching target sample is exposed to a high-frequency discharge plasma of an appropriate gas, unnecessary parts of the etching target sample are removed by the etching reaction. Is. The required portion is usually protected by the photoresist pattern used as a mask.

【0005】尚、以下の説明においては、レジストパタ
ーンをマスクとして被エッチング試料に対してドライエ
ッチング行なったときに被エッチング試料に形成される
パターンを特にラインパターンと称する。
In the following description, the pattern formed on the sample to be etched when the sample to be etched is dry-etched using the resist pattern as a mask is particularly called a line pattern.

【0006】ドライエッチング技術においては、微細な
寸法のマスクパターン通りのほぼ垂直なエッチング形状
の形成を、互いに接近して形成される複数のラインパタ
ーンよりなるラインパターン群における内側に位置する
ラインパターン(以後、内部ラインパターンと称す
る。)、ラインパターン群における最も外側に位置する
ラインパターン(以後、外部ラインパターンと称す
る。)及びラインパターン群から孤立して形成される孤
立ラインパターンに対しても実現すると共に、孤立ライ
ンパターン(若しくは外部ラインパターン)と内部ライ
ンパターンとの間の寸法差をできるだけ減少させること
が求められる。
In the dry etching technique, formation of a substantially vertical etching shape according to a mask pattern of fine dimensions is performed by forming a line pattern (which is located inside of a line pattern group consisting of a plurality of line patterns formed close to each other). Hereinafter, it is also realized for an internal line pattern), an outermost line pattern in the line pattern group (hereinafter referred to as an external line pattern), and an isolated line pattern formed separately from the line pattern group. In addition, it is required to reduce the dimensional difference between the isolated line pattern (or the external line pattern) and the internal line pattern as much as possible.

【0007】これらの要求に対する対策として、従来
は、チャンバー内部のガス圧力を低くして真空度を上げ
ることにより、イオンが試料近傍に形成されたシース領
域において加速されながら試料台に輸送される間に、イ
オンと中性粒子との衝突による散乱をできるだけ少なく
する一方、ある割合で必ず存在する斜め入射イオンによ
るラインパターン側壁に対するエッチングを防ぐため、
側壁保護を担うラジカルを発生する側壁保護用ガスを添
加する方法が採られてきた。
As a countermeasure against these requirements, conventionally, by lowering the gas pressure inside the chamber and increasing the degree of vacuum, ions are transported to the sample stage while being accelerated in the sheath region formed near the sample. In addition, while minimizing the scattering due to the collision between the ions and neutral particles, in order to prevent the etching to the side wall of the line pattern due to obliquely incident ions that always exist in a certain proportion,
A method of adding a sidewall protecting gas that generates radicals responsible for sidewall protection has been adopted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、低真空
度化や側壁保護用ガスの添加を採用したエッチング方法
は、イオンの入射角度分布の試料面に対する、より高
い垂直性を得ること、斜め入射イオンによるラインパ
ターン側壁のエッチング防御をある程度、制御でき、マ
スクパターン寸法どおりのほぼ垂直なエッチング形状の
形成を、孤立ラインパターン(若しくは外部ラインパタ
ーン)又は内部ラインパターンに対して、それぞれ個別
には実現できる。しかしながら、孤立ラインパターン、
外部ラインパターン及び内部ラインパターンのいずれに
対しても垂直なエッチング形状の形成を同時に実現する
こと、及び、孤立ラインパターン(若しくは外部ライン
パターン)と内部ラインパターンとの間の寸法差を十分
に小さくすることは困難であった。
As described above, the etching method adopting a low degree of vacuum and the addition of a gas for protecting the sidewall can obtain higher perpendicularity of the incident angle distribution of ions to the sample surface, To some extent, it is possible to control the etching protection of the side wall of the line pattern by obliquely incident ions, and the formation of a substantially vertical etching shape according to the mask pattern size is individually performed for the isolated line pattern (or the external line pattern) or the internal line pattern. Can be realized. However, the isolated line pattern,
Simultaneously realize the formation of an etching shape perpendicular to both the external line pattern and the internal line pattern, and sufficiently reduce the dimensional difference between the isolated line pattern (or external line pattern) and the internal line pattern. It was difficult to do.

【0009】前記に鑑み、本発明は、プラズマによるド
ライエッチング加工において、チャンバー内部のガス圧
力、ガス比、ガス排気量、試料台の温度及びバイアス・
パワーの組合せを最適化することにより、試料台表面近
傍のイオンのエネルギー及び角度分布、側壁保護を担う
ラジカルの割合を制御し、これらにより、孤立ラインパ
ターン、外部ラインパターン及び内部ラインパターンの
いずれに対しても垂直なエッチング形状の形成と、孤立
ラインパターン(若しくは外部ラインパターン)と内部
ラインパターンとの間の寸法差の十分な縮小を実現する
ことを目的とする。
In view of the above, according to the present invention, the gas pressure inside the chamber, the gas ratio, the gas exhaust amount, the temperature of the sample stage and the bias.
By optimizing the combination of powers, the energy and angular distribution of ions near the surface of the sample stage and the ratio of radicals that play a role in sidewall protection can be controlled, and these can be used for isolated line patterns, external line patterns, and internal line patterns. The object of the present invention is to realize the formation of a vertical etching shape and to sufficiently reduce the dimensional difference between the isolated line pattern (or the external line pattern) and the internal line pattern.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、真空チャンバ
ー内に導入する原料ガスのガス圧力、真空チャンバーか
ら排出するガスの排出量、真空チャンバー内に自己バイ
アス形成のために印加する高周波電力の周波数、前記高
周波電力の電力、前記原料ガスに占める側壁保護用ガス
の割合及び試料台の温度からなるパラメーター群のうち
の少なくとも1つのパラメーターを変化させると、ライ
ンパターンの側壁における側壁保護ラジカルの堆積量及
び堆積した側壁保護膜のイオンによるエッチング量が、
孤立ラインパターン、外部ラインパターン及び内部ライ
ンパターンにおいて独立して変化することを見出し、該
知見について成されたものである。
The present invention is directed to the gas pressure of a raw material gas introduced into a vacuum chamber, the discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber, and the high frequency power applied for forming a self-bias in the vacuum chamber. When at least one parameter of the parameter group consisting of the frequency, the power of the high frequency power, the ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage is changed, the sidewall protecting radicals are deposited on the sidewall of the line pattern. And the amount of etching of the deposited side wall protective film due to the ions,
This finding was made based on the finding that the isolated line pattern, the external line pattern, and the internal line pattern change independently.

【0011】以下、ドライエッチング方法において、
ガス圧力、ガス比、ガス排気量、バイアス・パワー、高
周波電力の周波数及び試料台温度という外部運転パラメ
ーター群の値と、試料台上の被エッチング試料の孤立ラ
インパターン、内部ラインパターン側壁及び外部ライン
パターンの各側壁に飛来する側壁保護ラジカルの割合、
側壁保護ラジカル吸着率、イオン束、イオンの角度分
布、イオンのエネルギー分布というプラズマ内部パラメ
ーターの値との関係、並びに孤立ラインパターン(若
しくは外部ラインパターン)及び内部ラインパターンの
各側壁に堆積する側壁保護膜の堆積量とエッチング量と
の関係について説明する。
Hereinafter, in the dry etching method,
Values of external operating parameters such as gas pressure, gas ratio, gas exhaust rate, bias power, frequency of high frequency power, and sample stage temperature, and isolated line pattern of the sample to be etched on the sample stage, internal line pattern sidewall and external line Percentage of side wall protective radicals flying to each side wall of the pattern,
Side wall protection Relation between radical adsorption rate, ion flux, ion angular distribution, ion energy distribution and plasma internal parameter values, and side wall protection deposited on each side wall of isolated line pattern (or external line pattern) and internal line pattern The relationship between the film deposition amount and the etching amount will be described.

【0012】尚、以下の説明において、孤立ラインパタ
ーンと内部ラインパターンとを比較する内容について
は、外部ラインパターンの外面と内部ラインパターンと
の比較においても当てはまるものである。
In the following description, the contents of comparing the isolated line pattern and the internal line pattern also apply to the comparison of the outer surface of the external line pattern and the internal line pattern.

【0013】(A)まず、ガス圧力という外部運転パラ
メーターの値を中心とする前記の関係について説明す
る。
(A) First, the above-mentioned relationship centered on the value of an external operating parameter called gas pressure will be described.

【0014】(1) チャンバー内に存在する反応生成物ラ
ジカルや側壁保護用添加ガスから生成されるラジカル等
のように側壁保護の役割を担う側壁保護ラジカルによっ
て、ラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量
は、チャンバー内のガス圧力に関係なく、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも多い。この理由
は、被エッチング試料の上方からほぼ等方的に入射して
くる側壁保護ラジカル束の見込み立体角が、孤立ライン
パターン側壁の場合にはほぼπ/2であるのに対して、
内部ラインパターン側壁の場合にはπ/2よりも小さ
く、特にパターンアスペクト比(ライン・アンド・スペ
ース・パターンのラインの高さをスペース幅で割った
値)が大きい場合にはπ/2よりもかなり小さくなるか
らである。
(1) Side wall protection deposited on the side wall of the line pattern by the side wall protection radicals that play a role of side wall protection such as reaction product radicals existing in the chamber and radicals generated from the side wall protection additive gas. The amount of film is larger in the isolated line pattern than in the internal line pattern regardless of the gas pressure in the chamber. The reason for this is that the expected solid angle of the side wall protective radical flux that is incident isotropically from above the sample to be etched is approximately π / 2 in the case of the isolated line pattern side wall.
It is smaller than π / 2 in the case of the inner line pattern side wall, and is smaller than π / 2 especially when the pattern aspect ratio (the height of the line of the line-and-space pattern divided by the space width) is large. This is because it will be considerably smaller.

【0015】側壁保護ラジカルの割合を減らしていく
と、孤立ラインパターン側壁に堆積する側壁保護膜の量
及び内部ラインパターン側壁に堆積する側壁保護膜の量
は、一定の比を保ったまま減少する。しかしながら、側
壁保護ラジカルの割合の減少量に対する側壁保護膜の減
少量は、孤立ラインパターン側壁の方が内部ラインパタ
ーン側壁よりも大きい。すなわち、孤立ラインパターン
側壁における側壁保護膜の膜厚の変化量は、内部ライン
パターン側壁における側壁保護膜の膜厚の変化量よりも
大きい。
When the ratio of the side wall protective radicals is reduced, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the isolated line pattern and the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the internal line pattern decrease while maintaining a constant ratio. . However, the reduction amount of the sidewall protection film with respect to the reduction amount of the sidewall protection radical is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. That is, the amount of change in the film thickness of the sidewall protective film on the sidewall of the isolated line pattern is larger than the amount of change in the film thickness of the sidewall protective film on the sidewall of the internal line pattern.

【0016】(2) 次に、入射イオンの振る舞いについて
説明する。
(2) Next, the behavior of incident ions will be described.

【0017】入射イオンは、シース領域に設けられてい
る試料台の表面に対して垂直な方向の電界により、試料
台表面に対してほぼ垂直な方向に加速されながら、試料
の表面に入射してくるが、シース領域の中性粒子との衝
突によって、ある程度散乱された角度成分を持って試料
の表面に入射してくる。
The incident ions are incident on the surface of the sample while being accelerated in a direction substantially perpendicular to the surface of the sample table by the electric field in the direction perpendicular to the surface of the sample table provided in the sheath region. However, due to the collision with the neutral particles in the sheath region, the angular component is scattered to some extent and enters the surface of the sample.

【0018】試料の表面に対して斜めに入射するイオン
は、試料表面に対して垂直に立っているラインパターン
の側壁に対しては、ラインパターンの側壁の側壁保護膜
を削りとり、エッチング後のパターン・プロファイルを
順テーパーから垂直にしたり、垂直から逆テーパーにし
たりする効果がある。イオンの入射角度が、ラインパタ
ーン側壁に対して垂直になればなるほど、つまり、イオ
ンの散乱角が大きい程、側壁保護膜に対するエッチング
能力は大きい。逆に、試料表面に対して垂直に入射する
イオンは、入射角がラインパターンの側壁に対してほぼ
平行になるため、側壁保護膜に対するエッチング能力は
小さい。
Ions obliquely incident on the surface of the sample, after removing the side wall protective film on the side wall of the line pattern from the side wall of the line pattern standing perpendicular to the surface of the sample, after etching. This has the effect of changing the pattern profile from forward taper to vertical or from vertical to inverse taper. The more perpendicular the incident angle of the ions is to the side wall of the line pattern, that is, the larger the scattering angle of the ions, the greater the etching ability with respect to the side wall protective film. On the contrary, ions incident perpendicularly to the sample surface have an incident angle substantially parallel to the side wall of the line pattern, so that the etching ability for the side wall protective film is small.

【0019】以上の現象は、孤立ラインパターン側壁に
おいては、斜め入射イオンの見込み立体角が大きいた
め、入射イオンが側壁に直接に衝突するので特に著し
い。一方、内部ラインパターン側壁においては、斜め入
射イオンの見込み立体角が小さく、特にラインパターン
のアスペクト比の大きい場合において相当小さくなる。
このため、ある大きさ以上の散乱角を持つ入射イオン
は、ライン・アンド・スペース・パターンのスペース部
に入らず反射されてしまう。言い換えると、大きな散乱
角を持つ入射イオンのイオン角度分布成分は、内部ライ
ンパターン側壁の下部には直接に飛来できず、試料表面
に対してより垂直な、比較的小さな散乱角を持つ入射イ
オンのイオン角度分布成分のみが選択的に飛来すること
ができる。すなわち、広いイオン角度分布成分を持つイ
オン束のうち、ある散乱角度以下の成分のみをコリメー
トして、内部ラインパターン側壁下部への飛来を許す効
果がある。以後、この効果を「イオンコリメーション効
果」と呼ぶことにする。
The above phenomenon is particularly remarkable on the side wall of the isolated line pattern because the oblique incident ion has a large expected solid angle and the incident ion directly collides with the side wall. On the other hand, on the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle of the obliquely incident ions is small, and is particularly small when the aspect ratio of the line pattern is large.
Therefore, incident ions having a scattering angle of a certain size or more are reflected without entering the space portion of the line and space pattern. In other words, the ion angle distribution component of the incident ion having a large scattering angle cannot directly fly to the lower part of the side wall of the internal line pattern, and is more perpendicular to the sample surface and has a relatively smaller scattering angle. Only the ion angle distribution component can selectively fly. That is, of the ion flux having a wide ion angle distribution component, only the component having a certain scattering angle or less is collimated, and there is an effect that it is allowed to fly to the lower portion of the sidewall of the internal line pattern. Hereinafter, this effect will be referred to as "ion collimation effect".

【0020】内部ラインパターン側壁の上部付近に、な
んとか入射した大きな散乱角を持つ入射イオンは、ライ
ンパターン群の内部ラインパターン側壁と対向するライ
ンパターン側壁との間で幾度か反射されないと、内部ラ
インパターン側壁の下部に侵入できない。この間に入射
イオンのエネルギーは減少し、堆積保護膜をエッチング
する能力は減ってくる。また、孤立ラインパターンに比
べて入射イオン束も減少する。
Incident ions having a large scattering angle, which are somehow incident near the upper portion of the inner line pattern side wall, must be reflected several times between the inner line pattern side wall of the line pattern group and the opposite line pattern side wall, and the inner line pattern side wall is not reflected. Cannot penetrate into the bottom of the pattern side wall. During this time, the energy of incident ions is reduced and the ability to etch the deposited protective film is reduced. Also, the incident ion flux is reduced as compared with the isolated line pattern.

【0021】(3) 以上の現象をまとめて説明すると次の
ようになる。すなわち、孤立ラインパターン側壁は内
部ラインパターン側壁よりも、チャンバー内における側
壁保護ラジカルの割合の変化に対する側壁保護膜堆積量
の変化量は大きい。イオンコリメーション効果によ
り、孤立ラインパターンにおいては内部ラインパターン
側壁よりも、斜め入射イオンによる側壁保護膜を削りと
る効果が大きい。イオン入射角の変化は、孤立ライン
パターン側壁において、大きな側壁保護膜エッチング量
変化として現れる。
(3) The above phenomena will be summarized as follows. That is, the amount of change in the amount of deposited side wall protective film with respect to the change in the ratio of the side wall protective radicals in the chamber is greater in the isolated line pattern side wall than in the internal line pattern side wall. Due to the ion collimation effect, in the isolated line pattern, the effect of removing the side wall protective film by obliquely incident ions is greater than that in the side wall of the internal line pattern. The change in the ion incident angle appears as a large change in the etching amount of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern.

【0022】以上説明したように、孤立ラインパターン
は、側壁保護ラジカルの割合変化及びイオン入射角の変
化に対して比較的敏感であり、内部ラインパターンは比
較的鈍感である。
As described above, the isolated line pattern is relatively sensitive to changes in the proportion of side wall protecting radicals and changes in the ion incident angle, and the internal line pattern is relatively insensitive.

【0023】(4) イオンは、前述のように、シース領域
における中性粒子との衝突により、ある程度散乱された
角度成分を持って試料表面に入射してくるが、ガス圧力
が十分に低い高真空領域においては、入射イオンは、シ
ース領域における中性粒子との衝突が少なく、比較的垂
直に入射してくる成分が多く、且つ全体的に比較的散乱
角度が小さい状態で試料表面へ入射してくる。すなわ
ち、高真空領域の場合には、入射イオンはラインパター
ン側壁に沿ってほぼ揃った形で入射してくる成分が多
い。この効果を「擬パラレルビーム効果」と呼ぶことに
する。
(4) As described above, ions collide with neutral particles in the sheath region and enter the sample surface with angular components scattered to some extent, but the gas pressure is sufficiently low and high. In the vacuum region, the incident ions are less likely to collide with neutral particles in the sheath region, have many components that are incident relatively vertically, and are incident on the sample surface with a relatively small scattering angle overall. Come on. That is, in the high vacuum region, many incident ions are incident in a substantially uniform manner along the side wall of the line pattern. This effect will be called the "pseudo parallel beam effect".

【0024】このような入射イオン角度分布の場合にお
いては、孤立ラインパターン側壁に入射するイオン束
は、内部ラインパターン側壁に入射するイオン束よりも
多いものの、その差は中真空領域の場合程大きくはな
い。すなわち、孤立ラインパターン及び内部ラインパタ
ーンに対する堆積保護膜のエッチング能力の差は、中真
空領域の場合程大きな差異はない。また、入射するイオ
ンの側壁に対する角度が比較的小さく、ラインパターン
側壁に大きな角度で入射するイオンの割合は少ない。こ
のため、堆積保護膜をエッチングする能力は、中真空領
域の場合に比べて小さく、孤立ラインパターン側壁にお
いて特に小さくなる。
In the case of such an incident ion angle distribution, the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is larger than in the medium vacuum region. There is no. That is, the difference in etching ability of the deposition protection film with respect to the isolated line pattern and the internal line pattern is not so different as in the medium vacuum region. Further, the angle of incident ions with respect to the side wall is relatively small, and the proportion of ions incident on the side wall of the line pattern at a large angle is small. Therefore, the ability to etch the deposition protection film is smaller than that in the medium vacuum region, and is particularly small on the side wall of the isolated line pattern.

【0025】(5) 以上の説明においては、側壁保護膜の
堆積量と該堆積保護膜における斜め入射イオンによるエ
ッチング量との関連について説明したが、堆積保護膜の
量が少なく、斜め入射イオンによる保護膜のエッチング
量が保護膜の堆積量よりも多い場合には、被エッチング
試料のラインパターンのプロファイルが逆テーパーとな
り、ラインパターンの寸法がレジストマスク寸法よりも
小さくなる。この場合には、ガス圧力を低減して斜め入
射イオンの割合を減少させると、逆テーパーから垂直に
なり、また、被エッチング試料のラインパターン寸法の
減少量も緩和される。
(5) In the above description, the relation between the deposition amount of the side wall protection film and the etching amount of the obliquely incident ions in the deposition protection film has been described. When the etching amount of the protective film is larger than the deposition amount of the protective film, the profile of the line pattern of the sample to be etched becomes an inverse taper, and the dimension of the line pattern becomes smaller than the resist mask dimension. In this case, when the gas pressure is reduced to reduce the proportion of obliquely incident ions, the taper is changed from the inverse taper to vertical, and the reduction amount of the line pattern dimension of the sample to be etched is also alleviated.

【0026】(B)次に、ガス圧力Pと排気量Qという
2つの外部運転パラメーターの組合せを中心とした前記
の関係について説明する。
(B) Next, the above-mentioned relationship centering on the combination of two external operating parameters of the gas pressure P and the exhaust amount Q will be described.

【0027】ガス圧力Pを増加させると、以下のような
プラズマ内部パラメータの変化が生じる。前述のように
入射イオン角度分布の広がりをあらわすイオン散乱角の
標準偏差σが増加し、また試料表面に入射するイオンの
イオンエネルギーEiは減少する。ガス圧力Pの増加
は、原料ガスの増加を意味するので、入力パワーが原料
ガスを十分に電離励起する能力がある限りにおいて、反
応性ラジカル束FR 及びイオン束Fi の増加をもたら
す。その結果として、チャンバー内の反応生成物やスパ
ッタされたレジスト等の側壁保護ラジカルの割合が増
え、側壁保護ラジカル束FRPの増加をもたらす。
When the gas pressure P is increased, the following internal plasma parameter changes occur. As described above, the standard deviation σ of the ion scattering angle representing the spread of the incident ion angle distribution increases, and the ion energy E i of the ions incident on the sample surface decreases. Since the increase of the gas pressure P means the increase of the raw material gas, the reactive radical flux F R and the ion flux F i are increased as long as the input power has the ability to sufficiently ionize and excite the raw material gas. As a result, the proportion of side wall protective radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber is increased, and the side wall protective radical flux F RP is increased.

【0028】イオンエネルギーEi 及び正規分布を仮定
した場合のイオン散乱角の標準偏差σは、側壁保護膜堆
積量のエッチング能力に関連した内部パラメータであ
り、イオンエネルギーEi の減少はエッチング能力の低
下をもたらし、イオン散乱角の標準偏差σの増加はエッ
チング能力の向上をもたらすので、ガス圧力Pの増加が
エッチング能力の向上をもたらすのか低下をもたらすの
かは単純には判定できない。一方、側壁保護ラジカル束
RPの増加は明らかに側壁保護膜堆積量の増加をもたら
す。よって、ガス圧力Pの増加が側壁保護膜堆積量の増
加をもたらすのか減少をもたらすのかも単純には判定で
きない。
The ion energy E i and the standard deviation σ of the ion scattering angle under the assumption of a normal distribution are internal parameters related to the etching ability of the sidewall protective film deposition amount, and the decrease of the ion energy E i indicates the etching ability. Since the decrease and the increase in the standard deviation σ of the ion scattering angle result in the improvement in the etching ability, it cannot be simply determined whether the increase in the gas pressure P results in the improvement or the decrease in the etching ability. On the other hand, an increase in the side wall protective radical flux F RP obviously causes an increase in the side wall protective film deposition amount. Therefore, it cannot be simply determined whether the increase of the gas pressure P causes the increase of the sidewall protective film deposition amount or the decrease thereof.

【0029】しかしながら、ガス圧力Pを一定に保った
状態で、排気量を増加させ、チャンバー内の側壁保護ラ
ジカルの割合の減少を図ったならば、側壁保護膜のエッ
チングが膜堆積量の増加に優るようになる。すなわち、
排気量の制御によって側壁保護膜厚の制御を行なうこと
ができる。
However, if the exhaust amount is increased and the ratio of the side wall protective radicals in the chamber is reduced with the gas pressure P kept constant, etching of the side wall protective film causes an increase in the film deposition amount. Be superior. That is,
The side wall protective film thickness can be controlled by controlling the exhaust amount.

【0030】(C)次に、バイアスパワーWB と排気量
Qという2つの外部運転パラメーターの組合せを中心と
した前記の関係について説明する。
(C) Next, the above-mentioned relationship centering on the combination of the two external operating parameters of the bias power W B and the displacement Q will be described.

【0031】バイアスパワーWB を増加させると、以下
のようなプラズマ内部パラメータの変化が考えられる。
まず、試料表面に入射するイオンのエネルギーEi は増
加する。イオン散乱角標準偏差σは減少する。また、バ
イアスパワーWB の増加は、試料表面近傍の原料ガスの
電離励起の増加を意味するので、イオン束Fi 及び反応
性ラジカル束FR の増加をもたらす。その結果として、
チャンバー内の反応生成物やスパッタされたレジスト等
の側壁保護ラジカルの割合が増え、側壁保護ラジカル束
RPの増加をもたらす。
When the bias power W B is increased, the following plasma internal parameter changes can be considered.
First, the energy E i of the ions incident on the sample surface increases. The ion scattering angle standard deviation σ decreases. Further, an increase in the bias power W B means an increase in ionization excitation of the raw material gas near the sample surface, and therefore an increase in the ion flux F i and the reactive radical flux F R. As a result,
The ratio of side wall protective radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber increases, and the side wall protective radical flux F RP increases.

【0032】イオンのエネルギーEi 、イオン束Fi
びイオン散乱角標準偏差σは側壁保護堆積膜のエッチン
グ能力に関連した内部パラメータである。イオンエネル
ギーEi 及びイオン束Fi の増加はエッチング能力の向
上をもたらす。一方、イオン散乱角標準偏差σの減少及
び側壁保護ラジカル束FRPの増加は側壁保護膜堆積量の
増加をもたらす。よって、バイアスパワーWB の増加が
側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか減少をもたらす
のかは単純には判定できない。
The ion energy E i , the ion flux F i and the ion scattering angle standard deviation σ are internal parameters related to the etching ability of the sidewall protection deposited film. The increase of the ion energy E i and the ion flux F i brings about the improvement of the etching ability. On the other hand, a decrease in the ion scattering angle standard deviation σ and an increase in the sidewall protection radical flux F RP result in an increase in the sidewall protection film deposition amount. Therefore, it cannot be simply determined whether the increase of the bias power W B causes the increase of the sidewall protection film deposition amount or the decrease thereof.

【0033】しかしながら、バイアスパワーWB を一定
に保った状態で、排気量を増加させて側壁保護ラジカル
の割合の減少を図ったならば、側壁保護膜のエッチング
が側壁保護膜の堆積量の増加に優るようになる。すなわ
ち、排気量の制御により側壁保護膜の膜厚の制御を行な
うことができる。
However, if the exhaust amount is increased and the ratio of the side wall protective radicals is reduced with the bias power W B kept constant, etching of the side wall protective film increases the deposition amount of the side wall protective film. Will be superior to. That is, the thickness of the sidewall protective film can be controlled by controlling the exhaust amount.

【0034】(D)次に、高周波電力の周波数fとガス
圧力Pという2つの外部運転パラメーターの組合せを中
心とした前記の関係について説明する。
(D) Next, the above-mentioned relationship centering on the combination of two external operating parameters of the frequency f of the high frequency power and the gas pressure P will be described.

【0035】すなわち、試料台近傍に形成されるカソー
ド側のシース幅dは次のようになる。
That is, the sheath width d on the cathode side formed in the vicinity of the sample table is as follows.

【0036】d=K1 /(Pm ・fn )…(1) 但し、Pはガス圧力、fは周波数、mは正の実数であっ
てほぼ1/3よりも大きく且つほぼ1/2よりも小さ
い。nは正の実数であってほぼ1/2よりも大きく且つ
ほぼ1よりも小さい。このことは、K.Harafuji, A.Yama
no and M.Kubota: Jpn. J. Appl. Phys. vol.33 (1994)
p2212, 及びN.Mutsukura, K.Kobayashi and Y.Machi:
J. Appl. Phys. vol.68 (1990) p.2657 において、既に
説明されている。
D = K 1 / (P m · f n ) ... (1) where P is gas pressure, f is frequency, and m is a positive real number, which is larger than about 1/3 and about 1/2. Smaller than. n is a positive real number, which is larger than about 1/2 and smaller than about 1. This is K. Harafuji, A. Yama
no and M. Kubota: Jpn. J. Appl. Phys. vol.33 (1994)
p2212, and N. Mutsukura, K. Kobayashi and Y. Machi:
Vol.68 (1990) p.2657, J. Appl. Phys.

【0037】また、イオンと中性粒子との間の弾性衝突
散乱及び荷電交換散乱に主に由来するイオンの平均自由
行程λは、ガス圧力Pに逆比例するので次のように表す
ことができる。
The mean free path λ of the ions, which is mainly derived from the elastic collision scattering and the charge exchange scattering between the ions and the neutral particles, is inversely proportional to the gas pressure P and can be expressed as follows. .

【0038】λ=K2 /P…(2) バルクプラズマ領域とシース領域との境界を出発したイ
オンが試料台のあるカソード上へ輸送される間にシース
領域の中性粒子との衝突によって散乱される確率に比例
する量ηは次式のようになる。
Λ = K 2 / P (2) Ions that have left the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are scattered by collision with neutral particles in the sheath region while being transported to the cathode with the sample stage. The quantity η proportional to the probability of being

【0039】η=d/λ…(3) (1) 式及び(2) 式を(3) 式に代入することにより、 η=d/λ=(K1 /(Pm ・fn ))×(P/K2 ) =(K1 /K2 )×(P1-m /fn ) 〜(K1 /K2 )×(P/f)1/2 の関係式が得られる。ここで、K1 、K2 はそれぞれ定
数であり、〜はほぼ等しいことを意味する。以上の各式
から次のような結論が得られる。
Η = d / λ (3) By substituting the equations (1) and (2) into the equation (3), η = d / λ = (K 1 / (P m · f n )) × (P / K 2) = (K 1 / K 2) × (P 1-m / f n) ~ (K 1 / K 2) × (P / f) 1/2 relationship is obtained. Here, K 1 and K 2 are constants, and means that they are almost equal. The following conclusions can be obtained from the above equations.

【0040】ガス圧力P及び周波数fを高くすると、
(1) 式より、バルクプラズマ領域とシース領域との境界
を出発したイオンが試料台上へ輸送される間に走行する
距離であるシース幅dは短くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さく
なる。
When the gas pressure P and the frequency f are increased,
From equation (1), the sheath width d, which is the distance traveled while the ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are transported to the sample stage, becomes shorter. Scattering probability due to collisions with volatile particles becomes small.

【0041】ガス圧力Pを高くすると、(2) 式より、イ
オンの平均自由行程λが短くなるため、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は大きく
なる。
When the gas pressure P is increased, the mean free path λ of the ions is shortened according to the equation (2). From this point of view, the scattering probability due to collision of the ions with neutral particles increases.

【0042】ガス圧力Pを低く且つ周波数fを高くして
P/fを小さくすると、(3) 式より、イオンのシース領
域の中性粒子との衝突による散乱確率を減らすことがで
きる。このため、ガス圧力Pを低く且つ周波数fを高く
すると、イオンのエネルギー減衰を抑え、イオンの方向
性を揃えて試料に対してほぼ垂直に入射するようにし、
さらに試料に到達するイオン束密度の減衰を抑えて、エ
ッチングスループットの向上及び十分なエッチング異方
性を実現できる。
When the gas pressure P is low and the frequency f is high and P / f is small, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles in the sheath region can be reduced from the equation (3). For this reason, when the gas pressure P is low and the frequency f is high, the energy attenuation of the ions is suppressed, the directionality of the ions is aligned, and the ions are made to enter the sample substantially perpendicularly.
Further, it is possible to suppress the attenuation of the ion flux density reaching the sample, and improve the etching throughput and realize sufficient etching anisotropy.

【0043】ガス圧力P及び周波数fを低くすると、
(1) 式より、シース幅dは長くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は大きく
なる。
When the gas pressure P and the frequency f are lowered,
From equation (1), the sheath width d becomes long, and from this point of view, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles becomes large.

【0044】ガス圧力Pを低くすると、(2) 式より、イ
オンの平均自由行程λが長くなるので、この観点から
は、イオンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さく
なる。
When the gas pressure P is lowered, the mean free path λ of the ions becomes longer according to the equation (2), so from this viewpoint, the scattering probability due to collision of the ions with neutral particles becomes small.

【0045】ガス圧力Pを高く且つ周波数fを低くして
P/fを大きくすると、(3) 式より、イオンのシース領
域の中性粒子との衝突による散乱確率を増加させること
ができる。このため、ガス圧力Pを高く且つ周波数fを
低くすると、イオンのエネルギーを減衰をさせ、イオン
の方向性をやや乱雑にして試料に入射させるようにし、
さらに試料に到達するイオン束密度を減衰させて、これ
によりエッチング能力を緩和することができる。
When the gas pressure P is high and the frequency f is low and P / f is large, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles in the sheath region can be increased from equation (3). Therefore, when the gas pressure P is high and the frequency f is low, the energy of the ions is attenuated, the directionality of the ions is made slightly disordered, and the ions are made incident on the sample.
Further, the ion flux density reaching the sample can be attenuated, and thereby the etching ability can be relaxed.

【0046】(E)次に、試料台温度という外部運転パ
ラメーターを中心とする前記の関係について説明する。
(E) Next, the above-mentioned relationship centering on the external operating parameter called the sample stage temperature will be described.

【0047】チャンバー内に存在する反応生成物ラジカ
ルや側壁保護用添加ガスから生成される側壁保護ラジカ
ルのラインパターン側壁における吸着率は、一般にライ
ンパターン側壁の温度(すなわち、試料温度)が増加す
るほど小さくなる。
The adsorption rate of the reaction product radicals existing in the chamber and the side wall protection radicals generated from the side wall protection additive gas on the side wall of the line pattern generally increases as the temperature of the side wall of the line pattern (that is, the sample temperature) increases. Get smaller.

【0048】孤立ラインパターン側壁においては、試料
上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカル束
に対する見込み立体角がほぼπ/2であって十分に大き
いので、側壁保護ラジカルは孤立ラインパターン下部の
側壁に十分に到達する。
On the side wall of the isolated line pattern, the expected solid angle for the side wall protective radical flux incident isotropically from above the sample is approximately π / 2, which is sufficiently large, so that the side wall protective radical is isolated line pattern. Reach the bottom sidewall well.

【0049】しかしながら、内部ラインパターン側壁に
おいては、見込み立体角が小さく、特にパターンアスペ
クト比が大きい場合には見込み立体角がかなり小さいの
で、側壁保護ラジカルが内部ラインパターン下部の側壁
に到達するためには、内部ラインパターン側壁における
吸着及び再放出を幾度か繰り返さなければならない。こ
の場合、ラインパターン側壁の温度(すなわち、試料温
度)が低いと、吸着率が大きくなり、側壁保護ラジカル
の大部分は、内部ラインパターンの上側のレジスト・マ
スク側壁に付着し、内部ラインパターン下部の側壁に側
壁保護ラジカルが十分に到達しない。一方、ラインパタ
ーン側壁の温度が高いと、吸着率が小さくなり、側壁保
護ラジカルは内部ラインパターン下部の側壁にも十分に
到達する。
However, in the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle is small, and particularly when the pattern aspect ratio is large, the expected solid angle is considerably small, so that the side wall protecting radical reaches the side wall below the inner line pattern. Must repeat adsorption and re-emission on the sidewalls of the inner line pattern several times. In this case, if the temperature of the line pattern side wall (that is, the sample temperature) is low, the adsorption rate becomes large, and most of the side wall protecting radicals adhere to the resist mask side wall on the upper side of the internal line pattern, and the lower portion of the internal line pattern The side wall protecting radicals do not reach the side walls sufficiently. On the other hand, when the temperature of the side wall of the line pattern is high, the adsorption rate becomes small, and the side wall protecting radical reaches the side wall below the inner line pattern sufficiently.

【0050】プラズマ中の側壁保護の役割を担う側壁保
護ラジカルの割合を評価する検出器、堆積した側壁保護
膜のエッチングの役割を担うイオンのイオン束及びエネ
ルギー分布を評価する検出器、及びイオンの角度分布を
評価するシース幅検出器等から出力される信号を用い
て、前述の複数の外部制御パラメーターを最適化でき
る。
A detector that evaluates the ratio of side wall protective radicals that play a role of side wall protection in plasma, a detector that evaluates the ion flux and energy distribution of ions that play a role of etching the deposited side wall protective film, and The plurality of external control parameters described above can be optimized using signals output from a sheath width detector or the like that evaluates the angular distribution.

【0051】さらに、プラズマ発生チャンバーに設置さ
れているエッチング終点検出器の信号を用いて主エッチ
ングの完了を判断し、主エッチング完了までは主エッチ
ング条件でエッチングを行い、それ以後は、オーバーエ
ッチング条件でエッチングを行うように、自動的な2段
階エッチングが行なえるようプログラムしている。
Further, the completion of the main etching is judged by using the signal of the etching end point detector installed in the plasma generation chamber, etching is performed under the main etching conditions until the main etching is completed, and thereafter, the over etching conditions are used. It is programmed so that automatic two-step etching can be performed, as in the case of etching.

【0052】以下、本発明が具体的に講じた解決手段に
ついて説明する。
The solving means specifically taken by the present invention will be described below.

【0053】請求項1の発明が講じた解決手段は、下部
に試料台を有する真空チャンバー内に、前記試料台の上
に載置され且つ表面にレジストパターンが形成されてい
る被エッチング試料をエッチングするエッチング用ガス
と前記被エッチング試料がエッチングされることにより
形成されるラインパターンの側壁を保護する側壁保護用
ラジカルを生成する側壁保護用ガスとからなる原料ガス
を導入して該原料ガスよりなるイオンを発生させると共
に、前記試料台に高周波電力を印加して自己DCバイア
スを形成することにより前記イオンを前記試料台に誘導
し、これにより、前記被エッチング試料に対してエッチ
ングを行なうドライエッチング方法を対象とし、互いに
接近して形成される複数の前記ラインパターンよりなる
ラインパターン群における内側に位置する前記ラインパ
ターンよりなる第1のラインパターンのライン幅が、前
記ラインパターン群における最も外側に位置する前記ラ
インパターン又は前記ラインパターン群から孤立して形
成される前記ラインパターンよりなる第2のラインパタ
ーンのライン幅よりも細くなり、且つ前記第1及び第2
のラインパターンのライン幅が前記レジストパターンの
ライン幅よりも太くなる場合に、前記第1及び第2のラ
インパターンの側壁に対するエッチング量が増加すると
共に前記第1のラインパターンの側壁に対するエッチン
グ量が前記第2のラインパターンの側壁に対するエッチ
ング量よりも相対的に減少するように、前記真空チャン
バー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記真空チャン
バーから排出するガスの排出量、前記高周波電力の周波
数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに占める前記
側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度からなるパ
ラメーター群のうちの少なくとも1つのパラメーターを
変化させるパラメーター制御工程を備えている構成とす
るものである。
According to the first aspect of the present invention, the means for solving the problems is to etch a sample to be etched, which is placed on the sample table and has a resist pattern formed on the surface thereof in a vacuum chamber having a sample table at the bottom. A raw material gas comprising an etching gas for etching and a sidewall protecting gas for generating sidewall protecting radicals for protecting the sidewall of the line pattern formed by etching the sample to be etched A dry etching method in which ions are generated and high-frequency power is applied to the sample stage to form a self-DC bias to guide the ions to the sample stage, thereby etching the sample to be etched. , A line pattern group consisting of a plurality of the line patterns formed close to each other The line width of the first line pattern formed of the line pattern located on the inner side is formed of the line pattern located on the outermost side of the line pattern group or the line pattern formed isolated from the line pattern group. The line width is narrower than the line width of the second line pattern, and the first and second line patterns are formed.
When the line width of the line pattern is thicker than the line width of the resist pattern, the etching amount on the sidewalls of the first and second line patterns increases and the etching amount on the sidewalls of the first line pattern increases. The gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber, and the frequency of the high frequency power so that the etching amount relative to the sidewall of the second line pattern is relatively reduced. And a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of the power of the high-frequency power, the ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage. Is.

【0054】請求項1の構成により、パラメーター制御
工程において、第1及び第2のラインパターンに対する
エッチング量が増加すると共に第1のラインパターンに
対するエッチング量が第2のラインパターンに対するエ
ッチング量よりも相対的に減少するように制御するた
め、第1のラインパターンのライン幅が第2のラインパ
ターンのライン幅に近づくと共に、第1及び第2のライ
ンパターンのライン幅がレジストパターンのライン幅に
近づく。
According to the structure of claim 1, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is increased, and the etching amount for the first line pattern is relative to the etching amount for the second line pattern. The line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern in order to control so that the line width of the first line pattern decreases. .

【0055】請求項2の発明は、請求項1の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量を増加させる工程を有しているとい
う構成を付加するものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the parameter control step includes a step of increasing the amount of gas discharged from the vacuum chamber. .

【0056】請求項2の構成により、真空チャンバーか
ら排出するガスの排出量を増加させるため、真空チャン
バー内の側壁保護ラジカルが減少して、特に第2のライ
ンパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少する
ので、第2のラインパターン側壁に対する斜め入射イオ
ンによるエッチング効果が相対的に増大する。
According to the second aspect of the present invention, since the amount of gas discharged from the vacuum chamber is increased, the number of side wall protective radicals in the vacuum chamber is reduced, and particularly the side wall protective film deposited on the side wall of the second line pattern. Is decreased, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall of the second line pattern is relatively increased.

【0057】請求項3の発明は、請求項1の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記原料ガスに占める前記
側壁保護用ガスの割合を減少させる工程を有してという
構成を付加するものである。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the parameter control step includes a step of reducing the proportion of the sidewall protecting gas in the raw material gas. is there.

【0058】請求項3の構成により、原料ガスに占める
側壁保護用ガスの割合を減少させるため、真空チャンバ
ー内の側壁保護ラジカルが減少して、特に第2のライン
パターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少するの
で、第2のラインパターン側壁に対する斜め入射イオン
によるエッチング効果が相対的に増大する。
According to the third aspect of the present invention, since the ratio of the side wall protecting gas to the source gas is reduced, the side wall protecting radicals in the vacuum chamber are reduced, and particularly the side wall protecting deposited on the side wall of the second line pattern. Since the amount of the film is reduced, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall of the second line pattern is relatively increased.

【0059】請求項4の発明は、請求項1の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を増大させる工程と、前記高
周波電力の電力を増大させる工程とを有しているという
構成を付加するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the structure of the first aspect, the parameter control step increases the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, and increases the high-frequency power. And a configuration having "and" is added.

【0060】請求項4の構成により、真空チャンバー内
に導入する原料ガスのガス圧力を増大させると共に高周
波電力の電力を増大させるため、ガス圧力の増加に伴う
イオンエネルギーの減少が高周波電力の電力増加によっ
て補われ、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエ
ッチング効果が増大すると共に、入射イオンの角度分布
の拡がりが大きくなって第1のラインパターンの側壁保
護膜に対するエッチング効果が相対的に低減する。
According to the structure of claim 4, since the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is increased and the electric power of the high frequency power is increased, the decrease of the ion energy with the increase of the gas pressure increases the electric power of the high frequency power. Is compensated for by the obliquely incident ions, and the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is increased, and the spread of the angular distribution of the incident ions is increased, and the etching effect on the side wall protective film of the first line pattern is relatively reduced.

【0061】請求項5の発明は、請求項1の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を増大させる工程と、前記真
空チャンバーから排出するガスの排出量を増加させる工
程とを有しているという構成を付加するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the structure of the first aspect, the parameter control step includes a step of increasing the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, and the discharge of gas discharged from the vacuum chamber. And the step of increasing the amount.

【0062】請求項5の構成により、真空チャンバー内
に導入する原料ガスのガス圧力を増大させると共に真空
チャンバーから排出するガスの排出量を増加させるた
め、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが減少してラ
インパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少す
ると共に、入射イオンの角度分布の拡がりが大きくなっ
て第1のラインパターンの側壁保護膜に対するエッチン
グ効果が相対的に減少する。
According to the structure of claim 5, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is increased and the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber is increased, the side wall protecting radicals in the vacuum chamber are reduced. As the amount of the sidewall protection film deposited on the sidewalls of the line pattern decreases, the spread of the angle distribution of the incident ions increases, and the etching effect on the sidewall protection film of the first line pattern relatively decreases.

【0063】請求項6の発明は、請求項1の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を高くす
る工程を有しているという構成を付加するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.

【0064】請求項6の構成により、試料台の温度を高
くするため、特に第2のラインパターンの側壁に堆積す
る側壁保護ラジカルが減少する。
According to the structure of claim 6, since the temperature of the sample stage is raised, the side wall protecting radicals particularly deposited on the side wall of the second line pattern are reduced.

【0065】請求項7の発明は、請求項1の発明と同様
のドライエッチング方法を対象とし、互いに接近して形
成される複数の前記ラインパターンよりなるラインパタ
ーン群における内側に位置する前記ラインパターンより
なる第1のラインパターンのライン幅が、前記ラインパ
ターン群における最も外側に位置する前記ラインパター
ン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される前
記ラインパターンよりなる第2のラインパターンのライ
ン幅よりも細くなり、且つ前記第1及び第2のラインパ
ターンのライン幅が前記レジストパターンのライン幅よ
りも細くなる場合に、前記第1及び第2のラインパター
ンの側壁に対するエッチング量が減少すると共に前記第
1のラインパターンの側壁に対するエッチング量が前記
第2のラインパターンの側壁に対するエッチング量より
も相対的に減少するように、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量、前記高周波電力の周波数、前記高
周波電力の電力、前記原料ガスに占める前記側壁保護用
ガスの割合及び前記試料台の温度からなるパラメーター
群のうちの少なくとも1つのパラメーターを変化させる
パラメーター制御工程を備えている構成とするものであ
る。
The invention of claim 7 is directed to the same dry etching method as that of the invention of claim 1, wherein the line patterns located inside of a line pattern group consisting of a plurality of the line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern formed of the line pattern is the outermost line pattern in the line pattern group, or the line width of the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is smaller than that of the resist pattern, the etching amount of the sidewalls of the first and second line patterns is reduced. The etching amount on the sidewall of the first line pattern is equal to the second line pattern. Of the source gas introduced into the vacuum chamber, the amount of gas exhausted from the vacuum chamber, the frequency of the high-frequency power, A parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of electric power, the ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage is provided.

【0066】請求項7の構成により、パラメーター制御
工程において、第1及び第2のラインパターンに対する
エッチング量が減少すると共に第1のラインパターンに
対するエッチング量が第2のラインパターンに対するエ
ッチング量よりも相対的に減少するように制御するた
め、第1のラインパターンのライン幅が第2のラインパ
ターンのライン幅に近づくと共に、第1及び第2のライ
ンパターンのライン幅がレジストパターンのライン幅に
近づくので、第1及び第2のラインパターンのライン幅
が最適化される。
According to the structure of claim 7, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is reduced, and the etching amount for the first line pattern is relative to the etching amount for the second line pattern. The line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern in order to control so that the line width of the first line pattern decreases. Therefore, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0067】請求項8の発明は、請求項7の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー内に導
入する原料ガスのガス圧力を低減する工程を有している
という構成を付加するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventh aspect, the parameter control step includes a step of reducing the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber. Is.

【0068】請求項8の構成により、真空チャンバー内
に導入する原料ガスのガス圧力を低減するため、斜め入
射イオンが低減して斜め入射イオンによる側壁保護膜に
対するエッチング効果が低減するので、第1及び第2の
ラインパターンにおける寸法減少量が低減する。
According to the structure of claim 8, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are reduced and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is reduced. And the amount of dimensional reduction in the second line pattern is reduced.

【0069】請求項9の発明は、請求項7の構成に、前
記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバーから排
出するガスの排出量を減少させる工程を有しているとい
う構成を付加するものである。
According to a ninth aspect of the invention, in addition to the configuration of the seventh aspect, the parameter control step includes a step of reducing the amount of gas discharged from the vacuum chamber. .

【0070】請求項9の構成により、真空チャンバーか
ら排出するガスの排出量を減少させるため、真空チャン
バー内の側壁保護ラジカルが増加してラインパターンの
側壁に堆積する側壁保護膜の量が増加すると共に、斜め
入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の
低減は第2のラインパターンにおいて顕著に現れる。
According to the ninth aspect, since the amount of gas discharged from the vacuum chamber is reduced, the number of side wall protective radicals in the vacuum chamber increases and the amount of side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern increases. At the same time, the reduction of the etching effect on the side wall protective film due to the obliquely incident ions appears remarkably in the second line pattern.

【0071】請求項10の発明は、請求項7の構成に、
前記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を高く
する工程を有しているという構成を付加するものであ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the structure of the seventh aspect.
The parameter control step adds a configuration including a step of raising the temperature of the sample stage.

【0072】請求項10の構成により、試料台の温度を
高くするため、ラインパターンの側壁に堆積する側壁保
護ラジカルが減少する。
According to the structure of the tenth aspect, since the temperature of the sample stage is increased, the side wall protecting radicals deposited on the side wall of the line pattern are reduced.

【0073】請求項11の発明は、請求項1の発明と同
様のドライエッチング方法を対象とし、互いに接近して
形成される複数の前記ラインパターンよりなるラインパ
ターン群における内側に位置する前記ラインパターンよ
りなる第1のラインパターンのライン幅が、前記ライン
パターン群における最も外側に位置する前記ラインパタ
ーン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される
前記ラインパターンよりなる第2のラインパターンのラ
イン幅よりも太くなり、且つ前記第1及び第2のライン
パターンのライン幅が前記レジストパターンのライン幅
よりも太くなる場合に、前記第1及び第2のラインパタ
ーンの側壁に対するエッチング量が増加すると共に前記
第1のラインパターンの側壁に対するエッチング量が前
記第2のラインパターンの側壁に対するエッチング量よ
りも相対的に増加するように、前記真空チャンバー内に
導入する原料ガスのガス圧力、前記真空チャンバーから
排出するガスの排出量、前記高周波電力の周波数、前記
高周波電力の電力、前記原料ガスに占める前記側壁保護
用ガスの割合及び前記試料台の温度からなるパラメータ
ー群のうちの少なくとも1つのパラメーターを変化させ
るパラメーター制御工程を備えている構成とするもので
ある。
The invention of claim 11 is directed to the same dry etching method as that of the invention of claim 1, and the line patterns located inside of a line pattern group consisting of a plurality of the line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern formed of the line pattern is the outermost line pattern in the line pattern group, or the line width of the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns becomes thicker than the line width of the resist pattern, the etching amount of the sidewalls of the first and second line patterns increases. The etching amount on the side wall of the first line pattern is equal to that of the second line pattern. Gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber, the amount of gas exhausted from the vacuum chamber, the frequency of the high frequency power, the high frequency power so that the etching amount relative to the side wall of the furnace increases. And a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of the power, the ratio of the side wall protection gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage.

【0074】請求項11の構成により、パラメーター制
御工程において、第1及び第2のラインパターンに対す
るエッチング量が増加すると共に第1のラインパターン
に対するエッチング量が第2のラインパターンに対する
エッチング量よりも相対的に増加するように制御するた
め、第1のラインパターンのライン幅が第2のラインパ
ターンのライン幅に近づくと共に、第1及び第2のライ
ンパターンのライン幅がレジストパターンのライン幅に
近づくので、第1及び第2のラインパターンのライン幅
が最適化される。
According to the eleventh aspect, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is increased, and the etching amount for the first line pattern is relative to the etching amount for the second line pattern. The line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern in order to control so that the line width of the first line pattern increases. Therefore, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0075】請求項12の発明は、請求項11の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の電
力を増大させる工程と、前記真空チャンバーから排出す
るガスの排出量を増加させる工程とを有しているという
構成を付加するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the configuration of the eleventh aspect, the parameter control step includes a step of increasing the power of the high frequency power and a step of increasing the amount of gas discharged from the vacuum chamber. The configuration of having is added.

【0076】請求項12の構成により、高周波電力の電
力を増大させると共に真空チャンバーから排出するガス
の排出量を増加させるため、真空チャンバー内の側壁保
護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積する
側壁保護膜の量が減少するので、第1及び第2のライン
パターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入射イ
オンの角度分布の拡がりが小さくなって第1のラインパ
ターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的に
増大するので、第1のラインパターンの寸法減少量が第
2のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
According to the twelfth aspect, since the high frequency power is increased and the amount of gas discharged from the vacuum chamber is increased, the side wall protecting radicals in the vacuum chamber are reduced and deposited on the side wall of the line pattern. Since the amount of the side wall protective film is reduced, the size reduction amount of the first and second line patterns is increased, and the spread of the angular distribution of incident ions is reduced, so that the etching effect on the side wall protective film of the first line pattern is reduced. Is relatively increased, the dimension reduction amount of the first line pattern is greater than the dimension reduction amount of the second line pattern.

【0077】請求項13の発明は、請求項11の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減させる工程を有
しているという構成を付加するものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the eleventh aspect, the parameter control step includes a step of reducing the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber. Is.

【0078】請求項13の構成により、真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減させるため、斜
め入射イオンが低減し、斜め入射イオンによる側壁保護
膜に対するエッチング効果の低減は第2のラインパター
ンにおいて顕著に現れる。
According to the thirteenth aspect, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are reduced, and the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is reduced by the second line. Remarkably appears in the pattern.

【0079】請求項14の発明は、請求項13の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー
から排出するガスの排出量を増加させる工程をさらに有
しているという構成を付加するものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the thirteenth aspect, the parameter control step further includes a step of increasing a discharge amount of gas discharged from the vacuum chamber. is there.

【0080】請求項14の構成により、真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減させると共に真
空チャンバーから排出するガスの排出量を増加させるた
め、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが減少してラ
インパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が減少す
ると共に、入射イオンの角度分布の拡がりが小さくなっ
て第1のラインパターンの側壁保護膜に対するエッチン
グ効果が相対的に増大する。
According to the structure of claim 14, since the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is reduced and the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber is increased, the side wall protective radicals in the vacuum chamber are reduced. As the amount of the sidewall protection film deposited on the sidewalls of the line pattern decreases, the spread of the angle distribution of the incident ions becomes small, and the etching effect on the sidewall protection film of the first line pattern relatively increases.

【0081】請求項15の発明は、請求項11の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の周
波数を高くする工程を有しているという構成を付加する
ものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the eleventh aspect, the parameter control step includes a step of increasing the frequency of the high frequency power.

【0082】請求項15の構成により、高周波電力の周
波数を高くするため、シース幅が減少して斜め入射イオ
ンの割合が減少し、斜め入射イオンによる側壁保護膜に
対するエッチング効果の低減が第2のラインパターンに
おいて顕著に現れる。
According to the fifteenth aspect, since the frequency of the high frequency power is increased, the sheath width is reduced, the ratio of obliquely incident ions is decreased, and the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is secondly reduced. Remarkably appears in the line pattern.

【0083】請求項16の発明は、請求項11の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記試料台の温度を
高くする工程を有しているという構成を付加するもので
ある。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the eleventh aspect, the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.

【0084】請求項16の構成により、試料台の温度を
高くするため、ラインパターンの側壁に堆積する側壁保
護ラジカルが減少する。
According to the sixteenth aspect, since the temperature of the sample stage is raised, the side wall protecting radicals deposited on the side wall of the line pattern are reduced.

【0085】請求項17の発明は、請求項1の発明と同
様のドライエッチング方法を対象とし、互いに接近して
形成される複数の前記ラインパターンよりなるラインパ
ターン群における内側に位置する前記ラインパターンよ
りなる第1のラインパターンのライン幅が、前記ライン
パターン群における最も外側に位置する前記ラインパタ
ーン又は前記ラインパターン群から孤立して形成される
前記ラインパターンよりなる第2のラインパターンのラ
イン幅よりも太くなり、且つ前記第1及び第2のライン
パターンのライン幅が前記レジストパターンのライン幅
よりも細くなる場合に、前記第1及び第2のラインパタ
ーンの側壁に対するエッチング量が減少すると共に前記
第1のラインパターンの側壁に対するエッチング量が前
記第2のラインパターンの側壁に対するエッチング量よ
りも相対的に増加するように、前記真空チャンバー内に
導入する原料ガスのガス圧力、前記真空チャンバーから
排出するガスの排出量、前記高周波電力の周波数、前記
高周波電力の電力、前記原料ガスに占める前記側壁保護
用ガスの割合及び前記試料台の温度からなるパラメータ
ー群のうちの少なくとも1つのパラメーターを変化させ
るパラメーター制御工程を備えている構成とするもので
ある。
The invention of claim 17 is directed to the same dry etching method as that of the invention of claim 1, and the line patterns located inside of a line pattern group consisting of a plurality of the line patterns formed close to each other. The line width of the first line pattern formed of the line pattern is the outermost line pattern in the line pattern group, or the line width of the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is smaller than the line width of the resist pattern, the etching amount on the sidewalls of the first and second line patterns is reduced and The etching amount on the side wall of the first line pattern is equal to that of the second line pattern. Gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber, the amount of gas exhausted from the vacuum chamber, the frequency of the high frequency power, the high frequency power so that the etching amount relative to the side wall of the furnace increases. And a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of the power, the ratio of the side wall protection gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage.

【0086】請求項17の構成により、パラメーター制
御工程において、第1及び第2のラインパターンに対す
るエッチング量が減少すると共に第1のラインパターン
に対するエッチング量が第2のラインパターンに対する
エッチング量よりも相対的に増加するように制御するた
め、第1のラインパターンのライン幅が第2のラインパ
ターンのライン幅に近づくと共に、第1及び第2のライ
ンパターンのライン幅がレジストパターンのライン幅に
近づく。
According to the seventeenth aspect, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is reduced, and the etching amount for the first line pattern is relative to the etching amount for the second line pattern. The line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern in order to control so that the line width of the first line pattern increases. .

【0087】請求項18の発明は、請求項17の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー
から排出するガスの排出量を減少させる工程を有してい
るという構成を付加するものである。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventeenth aspect, the parameter control step includes a step of reducing the amount of gas discharged from the vacuum chamber. .

【0088】請求項18の構成により、真空チャンバー
から排出するガスの排出量を減少させるため、真空チャ
ンバー内の側壁保護ラジカルが増加してラインパターン
の側壁に堆積する側壁保護膜の量が特に第2のラインパ
ターンにおいて相対的に増加するので、斜め入射イオン
による側壁保護膜に対するエッチング効果を考慮して
も、第1及び第2のラインパターンのライン幅がレジス
トパターンのライン幅に近づく。
According to the eighteenth aspect of the present invention, since the amount of gas discharged from the vacuum chamber is reduced, the amount of side wall protective radicals in the vacuum chamber increases and the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is particularly reduced. The line width of the second line pattern relatively increases, so that the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern even when the etching effect of the obliquely incident ions on the sidewall protection film is taken into consideration.

【0089】請求項19の発明は、請求項17の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記原料ガスに占め
る前記側壁保護用ガスの割合を増加させる工程を有して
いるという構成を付加するものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventeenth aspect, the parameter control step includes a step of increasing the proportion of the sidewall protecting gas in the raw material gas. Is.

【0090】請求項19の構成により、原料ガスに占め
る側壁保護用ガスの割合を増加させるため、真空チャン
バー内の側壁保護ラジカルが増加してラインパターンの
側壁に堆積する側壁保護膜の量が特に第2のラインパタ
ーンにおいて相対的に増加するので、斜め入射イオンに
よる側壁保護膜に対するエッチング効果を考慮しても、
第1及び第2のラインパターンのライン幅がレジストパ
ターンのライン幅に近づく。
According to the nineteenth aspect of the present invention, since the ratio of the side wall protective gas to the source gas is increased, the side wall protective radicals in the vacuum chamber increase and the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is particularly increased. Since it increases relatively in the second line pattern, even if the etching effect on the side wall protection film by obliquely incident ions is considered,
The line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern.

【0091】請求項20の発明は、請求項17の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記高周波電力の周
波数を高くする工程を有しているという構成を付加する
ものである。
The invention of claim 20 is the addition of the structure of claim 17, wherein the parameter control step includes a step of increasing the frequency of the high frequency power.

【0092】請求項20の構成により、高周波電力の周
波数を高くするため、シース幅が減少して斜め入射イオ
ンの割合が減少し、斜め入射イオンによる側壁保護膜に
対するエッチング効果の低減が第2のラインパターンに
おいて顕著に現れる。
According to the twentieth aspect, since the frequency of the high frequency power is increased, the sheath width is reduced, the ratio of obliquely incident ions is reduced, and the second effect is to reduce the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film. Remarkably appears in the line pattern.

【0093】請求項21の発明は、請求項20の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減する工程をさら
に有しているという構成を付加するものである。
According to a twenty-first aspect of the invention, the parameter control step further includes a step of reducing the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber, in addition to the configuration of the twentieth aspect. It is a thing.

【0094】請求項21の構成により、高周波電力の周
波数を高くすると共に真空チャンバー内に導入する原料
ガスのガス圧力を低減するため、斜め入射イオンが大き
く低減して斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエ
ッチング効果が低減すると共に、斜め入射イオンによる
側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2のライ
ンパターンにおいて顕著に現れる。
According to the twenty-first aspect, since the frequency of the high frequency power is increased and the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are greatly reduced and the side wall protection film by the obliquely incident ions is reduced. While the etching effect is reduced, the reduction of the etching effect on the side wall protection film due to the obliquely incident ions remarkably appears in the second line pattern.

【0095】請求項22の発明は、請求項17の構成
に、前記パラメーター制御工程は前記試料台の温度を低
くする工程を有しているという構成を付加するものであ
る。
The invention of claim 22 is the addition of the structure of claim 17, wherein the parameter control step includes a step of lowering the temperature of the sample stage.

【0096】請求項22の構成により、試料台の温度を
低くするため、ラインパターンの側壁に堆積する側壁保
護膜の量が特に第2のラインパターンにおいて相対的に
増加するので、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対す
るエッチング効果を考慮しても、第1及び第2のライン
パターンのライン幅がレジストパターンのライン幅に近
づく。
According to the structure of claim 22, since the temperature of the sample stage is lowered, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern relatively increases, especially in the second line pattern. Even considering the etching effect on the sidewall protective film, the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern.

【0097】請求項23の発明は、請求項17の構成
に、前記パラメーター制御工程は、前記真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減する工程を有し
ているという構成を付加するものである。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the seventeenth aspect, the parameter control step includes a step of reducing the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber. Is.

【0098】請求項23の構成により、真空チャンバー
内に導入する原料ガスのガス圧力を低減するため、斜め
入射イオンが低減して斜め入射イオンによる側壁保護膜
に対するエッチング効果が低減すると共に、斜め入射イ
オンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は
第2のラインパターンにおいて顕著に現れる。
According to the twenty-third aspect, since the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are reduced, the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is reduced, and the oblique incidence is performed. The reduction of the etching effect on the side wall protection film due to the ions remarkably appears in the second line pattern.

【0099】[0099]

【発明の実施の形態】以下、本発明に用いるドライエッ
チング装置の一例である平行平板型反応性イオンドライ
エッチング装置について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A parallel plate type reactive ion dry etching apparatus which is an example of the dry etching apparatus used in the present invention will be described below.

【0100】図1は平行平板型反応性イオンドライエッ
チング装置の概略構成を示しており、図1に示すよう
に、金属製のチャンバー11内にはガスコントローラ1
2を介して反応性ガスが導入され、該チャンバー11の
内部は排気系13によって適切な圧力に制御される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a parallel plate type reactive ion dry etching apparatus. As shown in FIG. 1, a gas controller 1 is provided in a metal chamber 11.
A reactive gas is introduced through the inside of the chamber 11, and the inside of the chamber 11 is controlled to an appropriate pressure by the exhaust system 13.

【0101】チャンバー11の上部にはアノード(陽
極)14が設けられ、下部にはカソード(陰極)となる
試料台15が設けられている。試料台15にはインピー
ダンス整合回路16を介して高周波電力を供給する高周
波電力供給源17が接続されており、試料台15とアノ
ード電極14との間で高周波放電を起こすことができ
る。高周波電力供給源17から供給される高周波の周波
数は周波数制御回路21により変化させることができ
る。
An anode (anode) 14 is provided on the upper portion of the chamber 11, and a sample table 15 serving as a cathode (cathode) is provided on the lower portion. A high-frequency power supply source 17 for supplying high-frequency power is connected to the sample stage 15 via an impedance matching circuit 16, and high-frequency discharge can be generated between the sample stage 15 and the anode electrode 14. The frequency of the high frequency supplied from the high frequency power supply source 17 can be changed by the frequency control circuit 21.

【0102】イオンのエネルギー分布及び試料台15近
傍のシース領域の幅はプラズマパラメータ検出器26に
より判断することができ、エッチングの終点はスペクト
ル法を用いたエッチング終点検出器20により判断する
ことができる。また、エッチング終点検出器20からの
信号によりガスコントローラ12及び排気系13が制御
され、チャンバー11内のガス圧力及び排気量が適切に
制御される。さらに、エッチング終点検出器20からの
信号により、周波数制御回路21を介して高周波電力源
17の周波数が制御される。
The energy distribution of ions and the width of the sheath region near the sample stage 15 can be judged by the plasma parameter detector 26, and the etching end point can be judged by the etching end point detector 20 using the spectral method. . Further, the gas controller 12 and the exhaust system 13 are controlled by a signal from the etching end point detector 20, and the gas pressure and the exhaust amount in the chamber 11 are appropriately controlled. Further, the frequency of the high frequency power source 17 is controlled via the frequency control circuit 21 by the signal from the etching end point detector 20.

【0103】温度制御回路24を介してヒーター23を
制御することにより試料台15の温度を調整することが
できる。また、外部パラメータ制御装置22は、プラズ
マパラメータ検出器26からの信号及びエッチング終点
検出器20からの信号、又はこれらの信号と周波数、ガ
ス圧力、高周波電力パワー及び試料台温度等の外部パラ
メータの値と組み合わせ、又はこれらの信号と予めプロ
グラムされた処理流れとの組み合わせに基づき、ガスコ
ントローラ12、排気系13、周波数制御回路21及び
温度制御回路24を制御することができる。
The temperature of the sample stage 15 can be adjusted by controlling the heater 23 via the temperature control circuit 24. In addition, the external parameter control device 22 controls the signal from the plasma parameter detector 26 and the signal from the etching end point detector 20, or the value of these signals and the external parameters such as frequency, gas pressure, high frequency power power, and sample stage temperature. It is possible to control the gas controller 12, the exhaust system 13, the frequency control circuit 21, and the temperature control circuit 24 based on a combination of the above, or a combination of these signals and a pre-programmed processing flow.

【0104】尚、アノード電極14と試料台15とによ
って囲まれたプラズマ発生領域のうちアノード電極14
及び試料台15近傍のシース領域を除いた領域は一般に
バルクプラズマ領域と呼ばれる。
In the plasma generation region surrounded by the anode electrode 14 and the sample table 15, the anode electrode 14
The region except the sheath region near the sample table 15 is generally called a bulk plasma region.

【0105】図2は、図1に示した平行平板型反応性イ
オンエッチング装置において、バルクプラズマ領域とシ
ース領域との境界から出発したイオンが、シース幅dの
間を試料台15に向かって加速されながら試料台15上
に輸送される間に、イオンが中性粒子との衝突により散
乱され、イオンの方向性が乱雑になると共にイオンのエ
ネルギーが減衰する様子を示したものである。
FIG. 2 shows that in the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. 1, ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are accelerated toward the sample stage 15 between the sheath widths d. While being transported to the sample table 15 while being transported, the ions are scattered by collision with neutral particles, the directionality of the ions becomes disordered, and the energy of the ions is attenuated.

【0106】同一の周波数に対しては、ガス圧力が高い
低真空の場合よりもガス圧力が低い高真空の場合の方
が、イオンと中性粒子との衝突散乱が少なくなるので、
高いイオン束が高いエネルギーにより試料台15に対し
てより垂直に入射する。一方、ガス圧力が低い高真空の
場合よりもガス圧力が高い低真空の場合の方が、イオン
と中性粒子との衝突散乱が頻繁に起こるため、イオン束
密度が小さくなると共にイオンのエネルギーが減少し、
試料台15に対するイオンの入射角度分布は拡がる。
For the same frequency, collision scattering between ions and neutral particles is smaller in the high vacuum where the gas pressure is low than in the low vacuum where the gas pressure is high.
Due to the high energy, the high ion flux enters the sample stage 15 more vertically. On the other hand, collisions and scattering of ions and neutral particles occur more frequently in the case of low vacuum with high gas pressure than in the case of high vacuum with low gas pressure, so the ion flux density decreases and the energy of ions decreases. Decreased,
The incident angle distribution of the ions on the sample table 15 is widened.

【0107】同一のガス圧力に対しては、シース幅dが
長くなる比較的低い周波数の場合よりもシース幅dが短
くなる比較的高い周波数の場合の方が、イオンと中性粒
子との衝突散乱が少なくなるため、高いイオン束が高い
エネルギーにより試料台15に対してより垂直に入射す
る。一方、シース幅dが短くなる比較的高い周波数の場
合よりもシース幅dが長くなる比較的低い周波数の場合
の方が、イオンと中性粒子との衝突散乱が頻繁に起こる
ため、イオン束密度が小さくなると共にイオンのエネル
ギーが減少し、試料台15に対するイオンの入射角度分
布は拡がる。
For the same gas pressure, ions and neutral particles collide at a relatively high frequency where the sheath width d becomes shorter than at a relatively low frequency where the sheath width d becomes longer. Since the scattering is reduced, the high ion flux enters the sample stage 15 more vertically due to the high energy. On the other hand, when the sheath width d is relatively low and the sheath frequency d is relatively low, the collision scattering between the ions and the neutral particles occurs more frequently than the case where the sheath width d is relatively high and the ion flux density is high. Becomes smaller, the ion energy decreases, and the incident angle distribution of the ions on the sample table 15 expands.

【0108】図3〜図10は、図1に示した平行平板型
反応性イオンエッチング装置において、バルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発し、シース領域の電
界によって加速され且つ中性粒子と衝突しながら、試料
台15上のウエハー面に到達した塩素イオンCl+ のエ
ネルギーEi 及び角度θの関数としてのイオンの角度エ
ネルギー分布f(θ,Ei )をエネルギー方向について
積分したイオン角度分布g(θ)、及びイオンの角度エ
ネルギー分布fを角度方向について積分したイオンエネ
ルギー分布h(Ei )を実線で示している。尚、イオン
の角度θはウエハー面に垂直な方向から測った角度であ
る。図3〜図10において、(a)はイオン角度分布を
示し、(b)はイオンエネルギー分布を示している。但
し、シース幅Lsh=1cm、シース間電圧=200V、
ガス圧力P=0.1〜10Paである。
3 to 10 show, in the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. 1, starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region, being accelerated by the electric field in the sheath region, and being neutral particles. Ion angular distribution f (θ, E i ) integrated as a function of the energy E i of chlorine ions Cl + and the angle θ reaching the wafer surface on the sample stage 15 while colliding and in the energy direction. The solid line indicates the ion energy distribution h (E i ) obtained by integrating g (θ) and the ion angular energy distribution f in the angular direction. The ion angle θ is an angle measured from a direction perpendicular to the wafer surface. 3 to 10, (a) shows the ion angle distribution, and (b) shows the ion energy distribution. However, sheath width L sh = 1 cm, voltage between sheaths = 200 V,
The gas pressure P is 0.1 to 10 Pa.

【0109】図3〜図10から分かるように、ガス圧力
が0.1Pa又は0.2Paの場合には、角度分布は殆
ど0度付近つまり垂直入射状態に集中しており、0度以
外の散乱成分は非常に少なく、エネルギー分布は殆どシ
ース間電圧である200V付近に集中しており、散乱に
より減速した低エネルギー成分は非常に少ない。
As can be seen from FIGS. 3 to 10, when the gas pressure is 0.1 Pa or 0.2 Pa, the angular distribution is concentrated near 0 degrees, that is, in the vertically incident state, and scattering other than 0 degrees is observed. The component is very small, the energy distribution is mostly concentrated near the sheath-to-sheath voltage of 200 V, and the low energy component decelerated by scattering is very small.

【0110】ガス圧力を0.5Paから2Paへと上げ
ていくと、散乱成分が急激に増加してくる。シース間電
圧に相当する200V付近のピークが段々と減少してい
き、逆に散乱により減速した低エネルギー成分が相対的
に増加してくる。
When the gas pressure is increased from 0.5 Pa to 2 Pa, the scattered component sharply increases. The peak near 200 V corresponding to the inter-sheath voltage gradually decreases, and conversely, the low energy component decelerated by scattering relatively increases.

【0111】ガス圧力を5Paから10Paへと上げて
いくと、イオン角度分布において散乱成分は確かに大き
くなるが、該散乱成分はガス圧力が2Paの場合と比べ
てそれ程大きな違いはない。一方、イオンエネルギー分
布においては、200V付近のピークが消えエネルギー
分布の中心が低エネルギー側へ移動していく。
When the gas pressure is increased from 5 Pa to 10 Pa, the scattering component certainly increases in the ion angle distribution, but the scattering component is not so different from the case where the gas pressure is 2 Pa. On the other hand, in the ion energy distribution, the peak near 200 V disappears and the center of the energy distribution moves to the low energy side.

【0112】図3〜図10において、破線で示す角度分
布曲線g* (θ)は、エネルギーに依存したCl+ ビー
ムによる反応収率y(スパッタされるSi原子個数/入
射イオン数)の重みをイオン角度エネルギー分布fに乗
じてエネルギー方向について積分したものである。すな
わち、角度分布曲線は、同一の角度θでウエハーへ入射
したイオンであっても、50eVのエネルギーを持った
イオンと100eVのエネルギーを持ったイオンとで
は、エッチングに及ぼす影響は異なってくるので、その
影響を取り入れた実効的な角度分布曲線を描こうとする
ものである。ここで、ビームの入射エネルギーEi はe
V単位である。具体的には、該入射エネルギーE(e
V)はシース間電圧Vs(V)に相当する。
In FIGS. 3 to 10, the angular distribution curve g * (θ) shown by the broken line represents the weight of the reaction yield y (the number of Si atoms sputtered / the number of incident ions) due to the energy-dependent Cl + beam. It is obtained by multiplying the ion angular energy distribution f and integrating it in the energy direction. That is, the angle distribution curve has different effects on etching between ions having an energy of 50 eV and ions having an energy of 100 eV even if the ions are incident on the wafer at the same angle θ. The aim is to draw an effective angle distribution curve that incorporates this effect. Here, the incident energy E i of the beam is e
It is a unit of V. Specifically, the incident energy E i (e
V) corresponds to the inter-sheath voltage Vs (V).

【0113】図3〜図10から分かるように、一般に大
きな散乱角度成分を持つイオンは、エネルギーEi が減
衰しているため、反応収率の重みy(Ei )も小さくな
る。この結果、反応収率yの重みを考慮した破線により
示すイオン角度分布は、単純にエネルギーについて積分
しただけのイオン角度分布gよりも角度分布の拡がりは
小さい。
As can be seen from FIGS. 3 to 10, the ion E having a large scattering angle component generally has a reduced energy E i , and therefore the weight y (E i ) of the reaction yield also becomes small. As a result, the spread of the ion angle distribution shown by the broken line in consideration of the weight of the reaction yield y is smaller than the ion angle distribution g obtained by simply integrating the energy.

【0114】図11は、図3〜図10に示したイオン角
度分布における散乱角の拡がりを表す正規分布を仮定し
た場合の標準偏差σをガス圧力を横軸にとってまとめた
ものである。イオン角度分布の標準偏差σはガス圧力の
増加とともに増加する。すなわち、イオン角度分布は、
ガス圧力の増加とともに垂直方向の入射から次第に拡が
りを持つようになる。ガス圧力が2Pa以下になると、
ガス圧力の減少とともに標準偏差σはほぼ対数的に急激
に減少する。一方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、
ガス圧力が増加しても標準偏差σはほぼ飽和し、その増
加割合は緩やかである。これらの変化は、同時に示すイ
オンの平均自由行程λの変化と対応する。標準偏差σ
は、ガス圧力が0.1Paのときにおよそ10度であ
り、ガス圧力が1Paのときにおよそ24度であり、ガ
ス圧力が10Paのときにおよそ27度であることが読
み取れる。
FIG. 11 shows the standard deviation σ when the normal distribution representing the spread of the scattering angles in the ion angle distributions shown in FIGS. 3 to 10 is assumed with the gas pressure as the horizontal axis. The standard deviation σ of the ion angle distribution increases as the gas pressure increases. That is, the ion angle distribution is
As the gas pressure increases, it gradually expands from vertical incidence. When the gas pressure becomes 2 Pa or less,
The standard deviation σ decreases almost logarithmically with decreasing gas pressure. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more,
Even if the gas pressure increases, the standard deviation σ is almost saturated, and the increasing rate is gentle. These changes correspond to the changes in the mean free path λ of the ions which are simultaneously shown. Standard deviation σ
Can be read to be approximately 10 degrees when the gas pressure is 0.1 Pa, approximately 24 degrees when the gas pressure is 1 Pa, and approximately 27 degrees when the gas pressure is 10 Pa.

【0115】ガス圧力以外のプラズマ内部パラメーター
を一定にした場合には、1Pa前後でガス圧力を変化さ
せることにより、イオン角度分布の拡がりをある程度ま
で制御できることが理解できる。
It can be understood that when the plasma internal parameters other than the gas pressure are made constant, the spread of the ion angle distribution can be controlled to some extent by changing the gas pressure around 1 Pa.

【0116】イオン角度分布の標準偏差σを評価した
が、図3〜図10からも理解できるように、イオン角度
分布はいわゆる正規分布曲線とは違った分布になってい
る。この意味で、もっと直観的にイオン角度分布の特徴
を把握するため、ある有限の散乱角幅Δ(度)を考え、
該散乱角幅Δよりも小さい散乱角となるイオンの個数の
全イオンの個数に対する割合であるピーキング比R
(Δ)を評価してみる。
The standard deviation σ of the ion angle distribution was evaluated, but as can be understood from FIGS. 3 to 10, the ion angle distribution is different from the so-called normal distribution curve. In this sense, in order to grasp the features of the ion angle distribution more intuitively, consider a certain finite scattering angle width Δ (degrees),
The peaking ratio R, which is the ratio of the number of ions having a scattering angle smaller than the scattering angle width Δ to the number of all ions
Evaluate (Δ).

【0117】図12は、図3〜図10に示したイオン角
度分布におけるピーキング比R(Δ)をガス圧力を横軸
にとってまとめたものである。ガス圧力の低下とともに
イオンの散乱が減少する結果、ピーキング比R(Δ)は
増加する。標準偏差σの変化同様、特にガス圧力が2P
a以下の場合には、ガス圧力の低下に伴うピーキング比
R(Δ)の増加は著しい。一方、ガス圧力が2Pa以上
の場合では、ピーキング比R(Δ)はほぼ飽和し、ガス
圧力の増加に伴うピーキング比R(Δ)の減少は緩やか
である。図12において、黒シンボルは反応収率yの重
みを考慮した場合であり、白シンボルは反応収率yの重
みを考慮しない場合である。以下、反応収率yの重みを
考慮した場合について検討する。
FIG. 12 shows the peaking ratio R (Δ) in the ion angle distributions shown in FIGS. 3 to 10 with the gas pressure as the horizontal axis. The peaking ratio R (Δ) increases as a result of a decrease in ion scattering with a decrease in gas pressure. As with the change in standard deviation σ, especially gas pressure is 2P
In the case of a or less, the peaking ratio R (Δ) increases remarkably as the gas pressure decreases. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the peaking ratio R (Δ) is almost saturated, and the peaking ratio R (Δ) decreases gradually with the increase of the gas pressure. In FIG. 12, a black symbol is a case where the weight of the reaction yield y is taken into consideration, and a white symbol is a case where the weight of the reaction yield y is not taken into consideration. Hereinafter, the case where the weight of the reaction yield y is taken into consideration will be examined.

【0118】ガス圧力が1Paの場合を考える。例え
ば、散乱角幅Δ=±1度の範囲に入っているイオンの相
対的な割合、つまりイオンが中性粒子と殆ど衝突するこ
となくウエハーに到達するピーキング比R(Δ=1°)
は約17%となり、散乱角幅Δ=±5度の範囲に入って
いるイオンの相対的なピーキング比R(Δ=5°)は約
30%となる。これが、ガス圧力が0.1Paの場合に
は、散乱角幅Δ=±1度の範囲に入っているイオンの相
対的なピーキング比R(1°)は約82%となり、散乱
角幅Δ=±5度の範囲に入っているイオンの相対的なピ
ーキング比R(5°)は約86%と急激に増加する。
Consider the case where the gas pressure is 1 Pa. For example, the relative proportion of ions within the scattering angle width Δ = ± 1 degree, that is, the peaking ratio R (Δ = 1 °) at which the ions reach the wafer with almost no collision with neutral particles.
Is about 17%, and the relative peaking ratio R (Δ = 5 °) of the ions within the scattering angle width Δ = ± 5 degrees is about 30%. This means that when the gas pressure is 0.1 Pa, the relative peaking ratio R (1 °) of the ions within the scattering angle width Δ = ± 1 degree is about 82%, and the scattering angle width Δ = The relative peaking ratio R (5 °) of the ions in the range of ± 5 degrees sharply increases to about 86%.

【0119】ガス圧力Pが0.2Pa以下の場合には、
イオン角度分布はほぼ垂直入射状態であり、0度以外の
散乱成分は非常に少ない。ガス圧力を0.5Paから2
Paへと上げていくと、散乱成分が非常に増加してく
る。ガス圧力Pを5Paから10Paへと上げていく
と、散乱成分は確かに増加するが、P=2Paの場合と
比べてそれ程大きな違いはない。
When the gas pressure P is 0.2 Pa or less,
The ion angle distribution is in a state of almost vertical incidence, and the scattered components other than 0 degree are very small. Gas pressure from 0.5 Pa to 2
When the pressure is increased to Pa, the scattered component increases significantly. When the gas pressure P is increased from 5 Pa to 10 Pa, the scattered component is certainly increased, but there is not much difference as compared with the case of P = 2 Pa.

【0120】ガス圧力Pが0.2Pa以下の場合には、
イオンエネルギー分布はシース間電圧に相当する200
V付近に殆ど集中しており、散乱により減速した低エネ
ルギー成分は非常に少ない。ガス圧力を0.5Paから
2Paへと上げていくと、シース間電圧に相当する20
0V付近のピークが段々と減少していき、逆に散乱によ
り減速した低エネルギー成分が相対的に増加してくる。
ガス圧力を5Paから10Paへと上げていくと、20
0V付近のピークが消え、エネルギー分布の中心が低エ
ネルギー側へどんどん移動していく。
When the gas pressure P is 0.2 Pa or less,
The ion energy distribution is equivalent to the inter-sheath voltage of 200
Almost concentrated in the vicinity of V, there are very few low energy components decelerated by scattering. When the gas pressure is increased from 0.5 Pa to 2 Pa, the voltage corresponding to the sheath-to-sheath voltage becomes 20.
The peak near 0 V gradually decreases, and conversely, the low energy component decelerated by scattering relatively increases.
If the gas pressure is increased from 5 Pa to 10 Pa,
The peak near 0 V disappears, and the center of the energy distribution gradually moves toward the low energy side.

【0121】一般に大きな散乱角度成分を持つ入射イオ
ンは、エネルギーEi も減衰しているので、反応収率y
も小さくなる。この結果、反応収率yの重みを考慮した
イオン角度分布は、単純にエネルギー方向について積分
しただけのイオン角度分布よりも角度分布の拡がりは小
さい。エッチングに与える影響を考えたとき、反応収率
yの重みを考慮したイオン角度分布の方が意味を持って
いる。
In general, the incident ion having a large scattering angle component also attenuates the energy E i, so that the reaction yield y
Also becomes smaller. As a result, the spread of the ion angle distribution considering the weight of the reaction yield y is smaller than that of the ion angle distribution simply integrated in the energy direction. When considering the effect on etching, the ion angle distribution in which the weight of the reaction yield y is taken into consideration is more significant.

【0122】角度分布の標準偏差σは、ガス圧力の増加
とともに増加する。すなわち、角度分布は、ガス圧力の
増加とともに垂直入射状態から次第に拡がりを持つよう
になる。ガス圧力が2Pa以下の場合では、ガス圧力の
増加とともに標準偏差σはほぼ対数的に増加する。一
方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、標準偏差σはほ
ぼ飽和し、その増加割合は緩やかである。これらの変化
は、イオンの平均自由行程λの変化と対応する。標準偏
差σは、ガス圧力が0.1Paの場合でおよそ10度で
あり、ガス圧力が1Paの場合でおよそ24度であり、
ガス圧力が10Paの場合でおよそ27度であることが
読み取れる。
The standard deviation σ of the angular distribution increases as the gas pressure increases. That is, the angular distribution gradually expands from the vertically incident state as the gas pressure increases. When the gas pressure is 2 Pa or less, the standard deviation σ increases almost logarithmically as the gas pressure increases. On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the standard deviation σ is almost saturated, and the increasing rate is moderate. These changes correspond to changes in the mean free path λ of the ions. The standard deviation σ is about 10 degrees when the gas pressure is 0.1 Pa, and is about 24 degrees when the gas pressure is 1 Pa,
It can be read that it is about 27 degrees when the gas pressure is 10 Pa.

【0123】以上の結果をまとめると、シース幅を1c
mにした場合、ガス圧力が2Paになる点をほぼ境目に
して、それ以下ではイオンの中性粒子との衝突頻度が急
激に減少するため、イオンエネルギー分布hはシース間
電圧に相当する値に集中し、イオン角度分布gは0度以
外の散乱成分が非常に少ないほぼ垂直入射状態になる。
一方、ガス圧力が2Pa以上の場合では、減速した低エ
ネルギー成分が相対的に増加し、垂直入射成分が相対的
に減少する。
Summarizing the above results, the sheath width is 1c.
When m is set, the frequency of collision with the neutral particles of ions is sharply reduced below the point where the gas pressure becomes 2 Pa, and the ion energy distribution h becomes a value corresponding to the voltage between the sheaths. The ion angle distribution g is concentrated and is in a state of almost vertical incidence in which scattering components other than 0 degree are very small.
On the other hand, when the gas pressure is 2 Pa or more, the decelerated low energy component relatively increases and the vertically incident component relatively decreases.

【0124】ガス圧力以外のプラズマ内部のパラメータ
を一定にした条件の下で、1Paの前後でガス圧力を変
化させることにより、イオン角度分布の拡がりをある程
度制御できることに注目すべきである。このことは、こ
のガス圧力の領域における柔軟なエッチング形状の制御
に対する可能性を示唆するものである。
It should be noted that the spread of the ion angle distribution can be controlled to some extent by changing the gas pressure before and after 1 Pa under the condition that the parameters inside the plasma other than the gas pressure are constant. This suggests a possibility for flexible etching shape control in this gas pressure region.

【0125】以上示した図3〜図12の結果は、電極に
印加する電圧、壁等の境界条件及び用いるガス種等を変
更すれば、定量的には異なった値となる。しかし、定性
的には以上示した傾向はほぼ再現される。
The results of FIGS. 3 to 12 shown above have different values quantitatively if the voltage applied to the electrodes, the boundary conditions such as walls and the gas species used are changed. However, qualitatively, the above-mentioned tendencies are almost reproduced.

【0126】次に、高周波電力の周波数fとガス圧力P
という2つの外部運転パラメーターの組合せを中心とし
た前記の関係について説明する。
Next, the frequency f of the high frequency power and the gas pressure P
The above-mentioned relationship centered on the combination of the two external operating parameters will be described.

【0127】すなわち、試料台15の近傍に形成される
カソード側のシース幅dは、 d=K1 /(Pm ・fn ) (但し、K1 は定数であ
る。) 但し、mは正の実数であってほぼ1/3よりも大きく且
つほぼ1/2よりも小さく、nは正の実数であってほぼ
1/2よりも大きく且つほぼ1よりも小さい。このこと
は、K.Harafuji, A.Yamano and M.Kubota: Jpn. J. App
l. Phys. vol.33 (1994) p2212, 及びN.Mutsukura, K.K
obayashi and Y.Machi: J. Appl. Phys.vol.68 (1990)
p.2657 において、既に説明されている。
That is, the cathode-side sheath width d formed in the vicinity of the sample table 15 is d = K 1 / (P m · f n ) (where K 1 is a constant), where m is positive. Is a real number greater than approximately 1/3 and less than approximately 1/2, and n is a positive real number greater than approximately 1/2 and less than approximately 1. This is K. Harafuji, A. Yamano and M. Kubota: Jpn. J. App.
l. Phys. vol.33 (1994) p2212, and N. Mutsukura, KK
obayashi and Y.Machi: J. Appl. Phys.vol.68 (1990)
It has already been explained on p.2657.

【0128】また、イオンと中性粒子との間の主として
弾性衝突散乱及び荷電交換散乱に由来するイオンの平均
自由行程λは、ガス圧力Pに逆比例するので、以下のよ
うに表現できる。すなわち、λ=K2 /P (但し、K
2 は定数である。) さらに、バルクプラズマ領域とシース領域との境界を出
発したイオンが、カソード電極である試料台15上へ輸
送される間に、シース領域の中性粒子との衝突により散
乱される確率に比例する量ηは、η=d/λとなる。よ
って、d及びλの表式をηの式に代入することにより、 η=d/λ=(K1 /(Pm ・fn ))×(P/K2 ) =(K1 /K2 )×(P1-m /fn ) 〜(K1 /K2 )×(P/f)1/2 の関係式が得られ
る。
Further, the mean free path λ of ions mainly derived from elastic collision scattering and charge exchange scattering between ions and neutral particles is inversely proportional to the gas pressure P and can be expressed as follows. That is, λ = K 2 / P (where K
2 is a constant. ) Further, it is proportional to the probability that ions that have left the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are scattered by collision with neutral particles in the sheath region while being transported to the sample stage 15 that is the cathode electrode. The quantity η is η = d / λ. Therefore, by substituting the expressions of d and λ into the expression of η, η = d / λ = (K 1 / (P m · f n )) × (P / K 2 ) = (K 1 / K 2 ) × (P 1-m / f n )-(K 1 / K 2 ) × (P / f) 1/2 .

【0129】すなわち、ガス圧力P及び周波数fを高く
すると、バルクプラズマ領域とシース領域との境界を出
発したイオンが試料台15上へ輸送される間に走行する
距離であるシース幅dは短くなる。この観点からは、イ
オンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さくなる。
That is, when the gas pressure P and the frequency f are increased, the sheath width d, which is the distance traveled while the ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region are transported onto the sample stage 15, becomes shorter. . From this point of view, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles is small.

【0130】ガス圧力Pを高くすると、イオンの平均自
由行程λが短くなるため、イオンの中性粒子との衝突に
よる散乱確率は大きくなる。従って、ガス圧力Pを低く
し且つ周波数fを高くしてP/fを小さくすることによ
り、シース領域におけるイオンの中性粒子との衝突によ
る散乱確率を減らすことができる。これにより、イオン
のエネルギー減衰を抑制すると共に、イオンの方向性を
揃えて試料台15に対してほぼ垂直に入射させることに
より、試料台15に到達するイオン束密度の減衰を抑え
ることができるので、エッチングスループットの向上と
十分なエッチング異方性とを実現できる。
When the gas pressure P is increased, the mean free path λ of ions is shortened, so that the scattering probability due to collision of ions with neutral particles increases. Therefore, by lowering the gas pressure P and increasing the frequency f to reduce P / f, it is possible to reduce the scattering probability due to collision of ions with neutral particles in the sheath region. As a result, the energy attenuation of the ions can be suppressed, and the ion flux density reaching the sample table 15 can be suppressed by making the ions have the same directionality and being incident substantially perpendicularly to the sample table 15. It is possible to improve the etching throughput and achieve sufficient etching anisotropy.

【0131】ガス圧力P及び周波数fを低くすると、シ
ース幅dは長くなるので、イオンの中性粒子との衝突に
よる散乱確率は大きくなる。また、ガス圧力Pを低くす
るとイオンの平均自由行程λは長くなる。このため、イ
オンの中性粒子との衝突による散乱確率は小さくなる。
従って、ガス圧力Pを高くし且つ周波数fを低くしてP
/fを大きくすることにより、シース領域におけるイオ
ンの中性粒子との衝突による散乱確率を増加させること
ができる。これにより、イオンのエネルギー減衰をさせ
ると共に、イオンの方向性をやや乱雑にして試料台15
に入射させるようにすることにより、試料台15に到達
するイオン束密度を減衰させることができるので、エッ
チング能力を緩和することができる。
When the gas pressure P and the frequency f are lowered, the sheath width d becomes longer, so that the probability of scattering due to collision of ions with neutral particles increases. Further, when the gas pressure P is lowered, the mean free path λ of ions becomes longer. For this reason, the scattering probability due to collision of ions with neutral particles becomes small.
Therefore, by increasing the gas pressure P and decreasing the frequency f, P
By increasing / f, it is possible to increase the scattering probability due to collision of ions with neutral particles in the sheath region. As a result, the energy of the ions is attenuated, and the directionality of the ions is slightly disturbed, so that the sample stage 15
Since the ion flux density reaching the sample stage 15 can be attenuated by making the light incident on the substrate, the etching ability can be relaxed.

【0132】チャンバー内の反応生成物ラジカルによ
り、パターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量は、チャ
ンバー内のガス圧力に拘らず、孤立ラインパターン(若
しくは外部ラインパターン)の方が内部ラインパターン
よりも多い。また、チャンバー内における反応生成物ラ
ジカルの割合変化に対する側壁保護膜堆積量の変化量
は、孤立ラインパターンの側壁の方が内部ラインパター
ンの側壁よりも大きい。
The amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the pattern due to the reaction product radicals in the chamber is larger in the isolated line pattern (or the outer line pattern) than in the inner line pattern, regardless of the gas pressure in the chamber. There are also many. Further, the amount of change in the sidewall protective film deposition amount with respect to the change in the ratio of reaction product radicals in the chamber is larger in the side wall of the isolated line pattern than in the side wall of the internal line pattern.

【0133】中真空領域の場合には、イオンコリメーシ
ョン効果により、斜め入射イオンによる側壁保護膜の削
り取り効果は、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターン側壁よりも大きい。イオン入射角の変化は、孤立
ラインパターン側壁において、側壁保護膜のエッチング
量のより大きな変化として表れてくる。すなわち、反応
生成物ラジカルの割合やイオン入射角の変化に対して、
孤立ラインパターンは比較的敏感であり、内部ラインパ
ターンは比較的鈍感である。
In the medium vacuum region, the shaving effect of the side wall protective film by obliquely incident ions is larger in the isolated line pattern than in the inner line pattern side wall due to the ion collimation effect. The change in the ion incident angle appears as a larger change in the etching amount of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern. That is, with respect to the ratio of reaction product radicals and changes in the ion incident angle,
The isolated line pattern is relatively sensitive and the inner line pattern is relatively insensitive.

【0134】高真空領域の場合には、イオンは比較的散
乱角度が小さい状態でウエハー表面へ入射してくる。こ
の「擬パラレルビーム効果」により、孤立ラインパター
ン側壁に入射するイオン束は、内部ラインパターン側壁
に入射するイオン束よりも多いが、その差は中真空領域
の場合程には著しくはない。特に孤立ラインパターンと
内部ラインパターンとに対する堆積保護膜のエッチング
能力の差は、中真空領域の場合程には大きな違いはな
い。また、高真空領域の場合には、入射するイオンのパ
ターン側壁に対する角度が比較的小さく、パターン側壁
に大きな角度で入射するイオンの割合も少なくなる。こ
のため、孤立ラインパターン側壁においては、堆積保護
膜をエッチングする能力は、高真空の場合は中真空の場
合に比べて小さくなる。
In the high vacuum region, the ions are incident on the wafer surface with a relatively small scattering angle. Due to this "quasi-parallel beam effect", the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is not as remarkable as in the medium vacuum region. In particular, the difference in etching ability of the deposition protection film between the isolated line pattern and the internal line pattern is not so different as in the medium vacuum region. Further, in the high vacuum region, the angle of incident ions with respect to the pattern side wall is relatively small, and the proportion of ions incident on the pattern side wall at a large angle is small. Therefore, on the side wall of the isolated line pattern, the ability to etch the deposition protection film is smaller in the high vacuum than in the medium vacuum.

【0135】以上の説明により、中真空であっても高真
空であっても、そのメカニズムは異なるものの、パター
ンのプロファイルを垂直にし且つラインアンドスペース
内部のラインパターンと孤立ラインパターンにおける寸
法変化の違いを小さくするためには、排気量を制御して
チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合を制御し、側
壁保護膜の堆積量の大きさを制御することが、1つの有
効な方策であることが理解できる。
According to the above description, the mechanism is different regardless of whether it is a medium vacuum or a high vacuum, but the profile of the pattern is made vertical and the dimensional change between the line pattern inside the line and space and the isolated line pattern is different. In order to reduce the amount of exhaust gas, controlling the amount of exhaust gas to control the proportion of reaction product radicals in the chamber and controlling the amount of deposition of the sidewall protective film is one effective measure. Understandable.

【0136】次に、試料台15の温度という外部運転パ
ラメーターを中心とした前述の関係について説明する。
Next, the above-mentioned relationship centering on the external operating parameter of the temperature of the sample table 15 will be described.

【0137】チャンバー11内に存在する反応生成物ラ
ジカルや側壁保護用添加ガスから生成されるラジカル等
のように側壁保護の役割を担うラジカルのパターン側壁
における吸着率は、一般にパターン側壁の温度(すなわ
ち、試料温度)が大きくなるほど小さくなる。孤立ライ
ンパターン側壁の場合には、ウエハー上方からほぼ等方
的に入射してくる側壁保護ラジカル束に対する見込み立
体角はほぼπ/2であり十分に大きいので、孤立ライン
パターン下側の被エッチング試料の側壁に側壁保護ラジ
カルが十分に到達する。しかしながら、内部ラインパタ
ーン側壁の場合には、見込み立体角が相当小さくなり、
特にパターンアスペクト比(ライン・アンド・スペース
・パターンのラインの高さをスペース幅で割った値)が
大きい場合には見込み立体角は相当小さくなる。この結
果、内部ラインパターン下側の被エッチング試料の側壁
に側壁保護ラジカルが到達するためには、内部ラインパ
ターン側壁において吸着と再放出とを数度繰り返さなけ
ればならない。この際、パターン側壁の温度(すなわ
ち、試料温度)が低いと、吸着率が大きくなるため、側
壁保護の役割を担うラジカルの大部分が内部ラインパタ
ーン上側のレジストマスクの側壁に付着し、側壁保護ラ
ジカルは内部ラインパターン下側の被エッチング試料の
側壁に十分に到達しない。一方、パターン側壁の温度
(すなわち、試料温度)が高いと、吸着率が小さくなる
ため、側壁保護ラジカルは内部ラインパターン下側の被
エッチング試料の側壁にも十分に到達する。
The adsorption rate of radicals, such as reaction product radicals existing in the chamber 11 and radicals generated from the sidewall protection additive gas, which play a role of sidewall protection on the pattern sidewall is generally the temperature of the pattern sidewall (ie , Sample temperature) becomes smaller. In the case of the isolated line pattern side wall, the estimated solid angle for the side wall protective radical flux that is incident isotropically from above the wafer is about π / 2, which is sufficiently large. The side wall protecting radicals fully reach the side walls of. However, in the case of the inner line pattern side wall, the expected solid angle becomes considerably small,
Particularly, when the pattern aspect ratio (the value obtained by dividing the line height of the line-and-space pattern by the space width) is large, the expected solid angle becomes considerably small. As a result, in order for the side wall protective radicals to reach the side wall of the sample to be etched below the inner line pattern, adsorption and re-emission must be repeated several times on the side wall of the inner line pattern. At this time, if the temperature of the pattern side wall (that is, the sample temperature) is low, the adsorption rate becomes large. Therefore, most of the radicals that play a role of protecting the side wall adhere to the side wall of the resist mask above the internal line pattern and protect the side wall. Radicals do not fully reach the sidewall of the sample to be etched below the internal line pattern. On the other hand, when the temperature of the pattern side wall (that is, the sample temperature) is high, the adsorption rate becomes small, so that the side wall protecting radicals sufficiently reach the side wall of the sample to be etched below the internal line pattern.

【0138】図13は、ライン・アンド・スペース・パ
ターンの上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラ
ジカル40の動きを、孤立ラインパターンと等価な環境
が成立する外部ラインパターンと、内部ラインパターン
とを比較する形で説明したものである。尚、図13にお
いて、30はフォトレジストパターン、31はリンドー
プした多結晶シリコン膜、32は熱酸化膜、33はシリ
コン基板である。
FIG. 13 shows the movement of the side wall protecting radicals 40 incident isotropically from above the line-and-space pattern in an external line pattern in which an environment equivalent to the isolated line pattern is established, and in the inside. This is explained in the form of comparison with the line pattern. In FIG. 13, 30 is a photoresist pattern, 31 is a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 32 is a thermal oxide film, and 33 is a silicon substrate.

【0139】主エッチング時には、イオン又はラジカル
と被エッチング材料とが反応して反応生成物が生成さ
れ、反応性生物の割合が増加する。オーバーエッチング
時には、反応性生物の割合が減少する。すなわち、チャ
ンバー内の側壁保護ラジカルの割合が変化するので、寸
法及びプロファイルの制御方法が異なる。
During the main etching, the ions or radicals react with the material to be etched to generate reaction products, and the proportion of reactive organisms increases. During overetching, the proportion of reactive products decreases. That is, since the ratio of the side wall protecting radicals in the chamber changes, the dimension and profile control methods differ.

【0140】本実施例においては、プラズマ中の側壁保
護の役割を担うラジカルの割合を評価する検出器、堆積
した側壁保護膜のエッチングの役割を担うイオンのイオ
ン束及びイオンエネルギー分布を評価する検出器、及び
イオンの角度分布の評価手段となるシース幅検出器の信
号を用いて、前述の複数の外部制御パラメーターを最適
化できるようにしている。
In this example, a detector for evaluating the proportion of radicals in the plasma which plays a role of protecting the sidewall, a detector for evaluating the ion flux and ion energy distribution of ions which play the role of etching the deposited sidewall protecting film. A plurality of external control parameters described above can be optimized by using the signals of the chamber width detector and the sheath width detector that is a means for evaluating the angular distribution of ions.

【0141】また、プラズマを発生させるチャンバ11
に付設されているエッチング終点検出器20の信号を用
いて、主エッチングの終了を判断し、主エッチング終了
までは前述の主エッチング条件でエッチングを行ない、
主エッチングの終了後は、前述のオーバーエッチング条
件でエッチングを行うように、自動的に2段階エッチン
グが行なえるようプログラムしている。
Also, the chamber 11 for generating plasma
The end of the main etching is determined by using the signal of the etching end point detector 20 attached to, and etching is performed under the above-mentioned main etching conditions until the main etching is completed.
After completion of the main etching, it is programmed to automatically perform two-step etching so that the etching is performed under the above-mentioned over-etching conditions.

【0142】次に、孤立ラインパターンも内部ラインパ
ターンも垂直プロファイルとなり、レジストマスクに対
する両者の寸法シフトが小さくなり、これにより、両者
の寸法シフト差が小さくなるような方法について説明す
る。
Next, a method will be described in which both the isolated line pattern and the internal line pattern have vertical profiles, and the dimensional shift between the two is small with respect to the resist mask, whereby the dimensional shift difference between the two is small.

【0143】図14は、図1に示した平行平板型反応性
イオンエッチング装置において、ライン・アンド・スペ
ース・パターンにおける内部ラインパターンと孤立ライ
ンパターンとにおけるプロファイル及び寸法変化の違い
のメカニズム概念を中真空領域と高真空領域とに分けて
説明している。図14において、34は反応性生物等の
側壁保護堆積膜であり、35はイオンであり、36はイ
オン35によりエッチングされた反応生成物等の側壁保
護堆積膜の膜厚減少量を示したものである。
FIG. 14 shows the mechanism concept of the difference in profile and dimensional change between the internal line pattern and the isolated line pattern in the line-and-space pattern in the parallel plate type reactive ion etching apparatus shown in FIG. The description is divided into a vacuum region and a high vacuum region. In FIG. 14, 34 is a side wall protective deposition film such as a reactive organism, 35 is an ion, and 36 is a film thickness reduction amount of the side wall protective deposition film such as a reaction product etched by the ion 35. Is.

【0144】結論から先に説明すると、プロファイルを
垂直にし且つライン・アンド・スペース・パターンにお
ける内部ラインパターンと孤立ラインパターンとにおけ
る寸法変化の違いを小さくするためには、排気量を制御
して、チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合を制御
することが1つの有効な方策である。尚、以下において
は、中真空及び高真空は、具体的な圧力を指しているの
ではなく、前述したイオン角度分布の違いを表す表現と
して用いる。
In conclusion, in order to make the profile vertical and reduce the difference in dimensional change between the internal line pattern and the isolated line pattern in the line-and-space pattern, the displacement is controlled by Controlling the proportion of reaction product radicals in the chamber is one effective strategy. In the following, the medium vacuum and the high vacuum do not refer to specific pressures but are used as expressions expressing the difference in the ion angle distribution described above.

【0145】さて、チャンバー内の反応生成物ラジカル
等の側壁保護ラジカルにより、パターンの側壁に堆積す
る側壁保護膜量は、チャンバー内のガス圧力に拘らず、
孤立ラインパターン(若しくは外部ラインパターン)の
方が内部ラインパターンよりも多い。その理由は、前述
したように、孤立ラインパターン側壁の場合には、ウエ
ハー上方からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカ
ル束に対する見込み立体角がほぼπ/2であるのに対し
て、内部ラインパターン側壁の場合には、見込み立体角
が相当小さくなるからである。
Now, regardless of the gas pressure in the chamber, the amount of the sidewall protection film deposited on the sidewall of the pattern by the sidewall protection radicals such as reaction product radicals in the chamber is
There are more isolated line patterns (or external line patterns) than internal line patterns. The reason is that, as described above, in the case of the isolated line pattern side wall, the expected solid angle for the side wall protective radical flux that is incident isotropically from above the wafer is approximately π / 2. This is because the expected solid angle becomes considerably small in the case of the inner line pattern side wall.

【0146】チャンバー内の反応生成物ラジカルの割合
を減らしていくと、孤立ラインパターン側壁に堆積する
側壁保護膜量と内部ラインパターン側壁の側壁保護膜量
とは一定の比を保ったまま減少する。しかしながら、側
壁保護ラジカルの割合の減少に対する側壁保護膜の減少
の割合は、孤立ラインパターン側壁の方が内部ラインパ
ターン側壁よりも大きい。すなわち、孤立ラインパター
ン側壁における側壁保護膜の変化量は内部ラインパター
ン側壁における側壁保護膜の変化量よりも大きい。
When the ratio of reaction product radicals in the chamber is reduced, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the isolated line pattern and the amount of side wall protective film on the side wall of the internal line pattern decrease while maintaining a constant ratio. . However, the reduction rate of the sidewall protection film with respect to the reduction of the sidewall protection radical is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. That is, the amount of change in the sidewall protective film on the sidewall of the isolated line pattern is larger than the amount of change in the sidewall protective film on the sidewall of the internal line pattern.

【0147】以下、中真空領域の場合において入射イオ
ンの動きについて検討する。中真空領域においては、イ
オンは、シース領域の中性粒子との衝突により、比較的
大きな散乱角成分を多く有する状態でウエハー表面へ入
射してくる。このような斜め入射イオンは、保護膜の堆
積量の多いパターン側壁に対しては、側壁保護膜を削り
とり、プロファイルを順テーパーから垂直にする効果が
ある。イオンの入射角度が、パターン側壁に対してより
垂直になればなるほど、側壁保護膜のエッチング能力は
大きい。逆に、ウエハー表面に対して垂直に入射するイ
オンは、パターン側壁に対して入射角がほぼ平行になる
ため、側壁保護膜エッチング能力は小さい。一方、斜め
入射イオンは、保護膜の堆積量の少ないパターン側壁に
対しては、側壁保護膜を削り取り、保護効果が無くなっ
てしまう結果、プロファイルを垂直から逆テーパーにし
てしまう。
The movement of incident ions in the medium vacuum region will be examined below. In the medium vacuum region, the ions impinge on the wafer surface in a state having many relatively large scattering angle components due to collision with neutral particles in the sheath region. Such obliquely incident ions have an effect of removing the side wall protective film and making the profile vertical from the forward taper to the pattern side wall where the amount of the protective film deposited is large. The more perpendicular the ion incident angle is to the pattern sidewall, the greater the etching ability of the sidewall protective film. On the contrary, ions incident perpendicularly to the surface of the wafer have an incident angle substantially parallel to the pattern side wall, so that the side wall protective film etching ability is small. On the other hand, the obliquely incident ions scrape off the side wall protective film on the pattern side wall where the amount of the protective film deposited is small, and the protective effect is lost. As a result, the profile changes from vertical to reverse taper.

【0148】以上の現象は、孤立ラインパターン側壁に
おいては、斜め入射イオンに対する入射見込み立体角が
大きいため、イオンが側壁に直接に衝突する結果、特に
著しい。一方、内部ラインパターン側壁においては、斜
め入射イオンに対する入射見込み立体角が相当小さくな
るため、ある大きさ以上の散乱角を有する入射イオン
は、ライン・アンド・スペース・パターンの内部スペー
スに入らずに反射されてしまう。すなわち、大きな散乱
角を有するイオン角度分布成分は、直接には内部ライン
パターンパターン側壁の下部に飛来できず、ウエハー表
面に対してより垂直である比較的小さな散乱角を有する
イオン角度分布成分のみが、選択的に飛来入射すること
ができる。すなわち、広いイオン角度分布成分を持つイ
オン束のうち、ある角度以下の成分のみをコリメートし
て、ライン・アンド・スペース・パターンにおける内部
パターンの側壁下部への飛来を許す効果がある。この効
果が、前述した「イオンコリメーション効果」である。
The above phenomenon is particularly remarkable as a result of direct collision of the ions with the side wall on the side wall of the isolated line pattern because the projected solid angle for obliquely incident ions is large. On the other hand, on the side wall of the internal line pattern, the expected solid angle of incidence for obliquely incident ions is considerably small, so incident ions having a scattering angle of a certain size or more do not enter the internal space of the line-and-space pattern. It will be reflected. That is, the ion angle distribution component having a large scattering angle cannot directly fly to the lower part of the side wall of the internal line pattern pattern, and only the ion angle distribution component having a relatively small scattering angle which is more perpendicular to the wafer surface. , Can be selectively incident on the surface. That is, of the ion flux having a wide ion angle distribution component, there is an effect of collimating only a component having a certain angle or less and allowing the internal pattern in the line-and-space pattern to fly to the lower side wall. This effect is the “ion collimation effect” described above.

【0149】内部ラインパターン側壁の上部付近に、な
んとか入射した大きな散乱角を有するイオンは、その
後、側壁との数度の反射を経ないと、内部ラインパター
ン側壁の下部に侵入できない。この間にイオンのエネル
ギーは減少し、堆積保護膜をエッチングする能力は減っ
てくるであろう。また、当然、孤立ラインパターンに比
べて入射イオン束も減少する。
Ions having a large scattering angle, which are somehow incident near the upper portion of the inner line pattern side wall, cannot penetrate into the lower portion of the inner line pattern side wall without being reflected several times from the side wall. During this time, the energy of the ions will decrease and the ability to etch the overcoat will decrease. In addition, the incident ion flux is naturally reduced as compared with the isolated line pattern.

【0150】以下、前述した内容をまとめて説明する。The above contents will be collectively described below.

【0151】まず、チャンバー内における側壁保護ラジ
カルの割合の変化に対する側壁保護膜堆積量の変化量は
内部ラインパターン側壁よりも孤立ラインパターン側壁
の方が大きい。また、斜め入射イオンによる側壁保護膜
を削りとる効果は、イオンコリメーション効果により、
内部パターン側壁よりも孤立ラインパターン側壁の方が
大きい。そして、イオン入射角の変化は、孤立ラインパ
ターン側壁において、より大きな側壁保護膜エッチング
量の変化として表れてくる。すなわち、孤立ラインパタ
ーンにおいては、反応生成物ラジカルの割合やイオン入
射角の変化に対して比較的敏感であり、内部ラインパタ
ーンにおいては、反応生成物ラジカルの割合やイオン入
射角の変化に対して比較的鈍感である。
First, the change amount of the sidewall protective film deposition amount with respect to the change of the ratio of the side wall protective radicals in the chamber is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. In addition, the effect of removing the sidewall protection film by obliquely incident ions is due to the ion collimation effect.
The isolated line pattern sidewall is larger than the internal pattern sidewall. Then, the change in the ion incident angle appears as a larger change in the etching amount of the side wall protective film on the side wall of the isolated line pattern. That is, the isolated line pattern is relatively sensitive to changes in the ratio of reaction product radicals and the incident angle of ions, and the internal line pattern is relatively sensitive to changes in the ratio of reaction product radicals and the changed incident angle of ions. Relatively insensitive.

【0152】次に、高真空領域の場合における入射イオ
ンの動きについて説明する。高真空となるガス圧力領域
においては、イオンは、シース領域の中性粒子との衝突
が少なく、比較的垂直に入射してくる成分が多く且つ全
体的に比較的散乱角度が小さい状態でウエハー表面へ入
射してくる。すなわち、高真空領域の場合には、イオン
はパターン側壁に沿ってほぼ揃った形で入射してくる成
分が多い。
Next, the movement of incident ions in the high vacuum region will be described. In the high vacuum gas pressure region, the ions are less likely to collide with the neutral particles in the sheath region, have a relatively large number of vertically incident components, and have a relatively small scattering angle as a whole. Is incident on. That is, in the high vacuum region, most of the ions are incident along the side wall of the pattern in a substantially uniform manner.

【0153】このような入射イオン角度分布の場合に
は、孤立ラインパターン側壁に入射するイオン束は、内
部ラインパターン側壁に入射するイオン束よりも多い
が、その差は中真空領域の場合程には著しくはない。す
なわち、孤立ラインパターンと内部ラインパターンとに
対する堆積保護膜のエッチング能力の差は、中真空領域
の場合程には大きな違いはない。また、入射するイオン
の側壁に対する角度は比較的小さく、側壁に大きな角度
で入射するイオンの割合も少ない。このため、堆積保護
膜をエッチングする能力は、中真空領域の場合に比べて
小さく、孤立ラインパターン側壁においては特に小さく
なる。一方、側壁保護膜堆積量の大きさは、孤立ライン
パターン側壁においては内部ラインパターン側壁よりも
大きい。これは前述した「擬パラレルビーム効果」であ
る。
In the case of such an incident ion angle distribution, the ion flux incident on the side wall of the isolated line pattern is larger than the ion flux incident on the side wall of the internal line pattern, but the difference is about the same as in the medium vacuum region. Is not noticeable. That is, the difference in the etching ability of the deposition protection film between the isolated line pattern and the internal line pattern is not so different as in the medium vacuum region. Further, the angle of incident ions with respect to the side wall is relatively small, and the proportion of ions incident on the side wall at a large angle is small. Therefore, the ability to etch the deposition protection film is smaller than that in the medium vacuum region, and is particularly small on the side wall of the isolated line pattern. On the other hand, the size of the sidewall protective film deposition amount is larger in the isolated line pattern sidewall than in the internal line pattern sidewall. This is the "quasi-parallel beam effect" described above.

【0154】以上の説明により、プロファイルを垂直に
し且つ内部パターンと孤立ラインパターンと間の寸法の
違いを小さくするためには、排気量を大きくして、チャ
ンバー内の反応生成物ラジカルの割合を減らし、側壁保
護膜堆積量の大きさを減らすことが、1つの有効な方策
であることが理解できる。これは、斜め入射イオンの成
分が少なく、イオンによる側壁保護膜のエッチングがあ
まり期待できないからである。
From the above description, in order to make the profile vertical and to reduce the size difference between the internal pattern and the isolated line pattern, the exhaust amount is increased and the ratio of reaction product radicals in the chamber is reduced. It can be understood that reducing the size of the sidewall protective film deposition amount is one effective measure. This is because there are few components of obliquely incident ions, and etching of the side wall protective film by ions cannot be expected so much.

【0155】図15は、ガス圧力Pと排気量Qという外
部制御パラメータを変化させた際、各種の内部パラメー
タがどのように変化するかを示したものである。
FIG. 15 shows how various internal parameters change when the external control parameters such as the gas pressure P and the exhaust amount Q are changed.

【0156】ガス圧力Pを増加させると、以下の内部パ
ラメータの変化が生じる。まず、ウエハー表面に入射す
るイオンのエネルギーEi は減少する。入射するイオン
のイオン角度分布gの拡がりを表すイオン散乱角の標準
偏差σは増加する。ガス圧力Pの増加は原料ガスの増加
を意味するので、入力パワーがその原料ガスを十分に電
離励起する能力がある限りにおいて、反応性ラジカル束
R 及びイオン束Fiの増加をもたらす。その結果とし
て、チャンバー内の反応生成物やスパッタされたレジス
ト等の側壁保護ラジカルの割合が増え、側壁保護ラジカ
ル束FRPの増加をもたらす。
When the gas pressure P is increased, the following internal parameter changes occur. First, the energy E i of the ions incident on the wafer surface decreases. The standard deviation σ of the ion scattering angle representing the spread of the ion angle distribution g of the incident ions increases. Since the increase of the gas pressure P means the increase of the source gas, the reactive radical flux F R and the ion flux F i are increased as long as the input power has the ability to sufficiently ionize and excite the source gas. As a result, the proportion of side wall protective radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber is increased, and the side wall protective radical flux F RP is increased.

【0157】イオンエネルギーEi 及びイオン散乱角の
標準偏差σは、側壁保護膜堆積量のエッチング能力に関
連する内部パラメータであり、イオンエネルギーEi
減少はエッチング能力の低下をもたらし、イオン散乱角
の標準偏差σの増加はエッチング能力の向上をもたらす
ので、ガス圧力Pの増加が、エッチング能力の向上をも
たらすのか又は低下をもたらすのかは、単純には判定で
きない。一方、側壁保護ラジカル束FRPの増加は明らか
に側壁保護膜堆積量の増加をもたらす。よって、ガス圧
力Pの増加が、側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか
又は減少をもたらすのかも単純には判定できない。しか
しながら、ガス圧力Pを一定に保った状態で、排気量を
増加させ、チャンバー内の側壁保護ラジカルの割合の減
少を図ったならば、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量
の増加に優るようになる。すなわち、排気量の制御によ
り、側壁保護膜厚の制御を行なうことができる。
The standard deviation σ of the ion energy E i and the ion scattering angle is an internal parameter related to the etching ability of the deposited amount of the side wall protective film, and the decrease of the ion energy E i causes the lowering of the etching ability and the ion scattering angle. Since the increase of the standard deviation σ of γ results in the improvement of the etching performance, it cannot be simply determined whether the increase of the gas pressure P results in the improvement or the decrease of the etching performance. On the other hand, an increase in the side wall protective radical flux F RP obviously causes an increase in the side wall protective film deposition amount. Therefore, it cannot be simply determined whether the increase of the gas pressure P causes the increase or decrease of the sidewall protective film deposition amount. However, if the exhaust amount is increased and the ratio of the side wall protective radicals in the chamber is reduced with the gas pressure P kept constant, the etching of the side wall protective film is superior to the increase in the film deposition amount. Become. That is, the side wall protective film thickness can be controlled by controlling the exhaust amount.

【0158】孤立ラインパターンのプロファイルも内部
ラインパターンのプロファイルも、あるプロセス条件に
対して共に順テーパーである場合を考えよう。チャンバ
ー内の側壁保護ラジカルが多い場合、一般に、孤立ライ
ンパターンの方が内部ラインパターンよりも強い順テー
パーになる。このような状態にあるとき、両者のプロフ
ァイルをより垂直にし且つ両者の寸法差を小さくするた
めの方策を説明する。
Let us consider the case where both the profile of the isolated line pattern and the profile of the internal line pattern are forward tapered under a certain process condition. When there are many side wall protecting radicals in the chamber, the isolated line pattern generally has a stronger forward taper than the internal line pattern. In such a state, a method for making the profiles of the two more vertical and reducing the dimensional difference between the two will be described.

【0159】排気量Qを増加させ、側壁保護膜のエッチ
ングが、膜堆積量の増加に優る条件をつくる。この条件
において側壁保護膜堆積量が比較的大きい場合を考え
る。孤立ラインパターンにおいては、排気量が小さいと
きに強い順テーパーだったプロファイルは、垂直プロフ
ァイルへ比較的大きく変化し、また内部ラインパターン
においては、排気量が小さいときに順テーパーだったプ
ロファイルは、比較的ゆっくりと弱順テーパーから垂直
プロファイルへ変化する。
The amount Q of exhaust gas is increased and the etching of the side wall protective film makes a condition superior to the increase in the amount of film deposition. Consider a case where the sidewall protection film deposition amount is relatively large under these conditions. In the isolated line pattern, the profile that had a strong forward taper when the displacement was small changed to a vertical profile relatively greatly, and in the internal line pattern, the profile that had a forward taper when the displacement was small was compared. Slowly changes from a weak forward taper to a vertical profile.

【0160】一方、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量
の増加に優る条件において側壁保護膜堆積量が比較的小
さい場合を考える。孤立ラインパターンにおいては、排
気量が小さいときに順テーパーだったプロファイルは逆
テーパーへ変化し、内部ラインパターンにおいては、排
気量が小さいときに順テーパーだったプロファイルは弱
順テーパーから垂直プロファイルへ比較的ゆっくりと変
化する。
On the other hand, consider the case where the sidewall protection film deposition amount is relatively small under the condition that the etching of the sidewall protection film is superior to the increase of the film deposition amount. In the isolated line pattern, the forward-tapered profile changes to a reverse taper when the displacement is small, and in the internal line pattern, the forward-tapered profile when the displacement is small is compared to the weak forward taper to the vertical profile. Change slowly.

【0161】すなわち、前述のように、孤立ラインパタ
ーン側壁においては、内部ラインパターン側壁よりも、
排気量の増加に伴ったチャンバー内の側壁保護ラジカル
の割合の減少に対する側壁保護膜堆積量の減少量が大き
いため、有限の標準偏差σの増加による側壁保護膜エッ
チング効果が大きくあらわれる。これらの効果により、
排気量が小さいときに孤立ラインパターンと内部ライン
パターンとの間にあった寸法差を小さくすることができ
る。
That is, as described above, in the isolated line pattern side wall,
Since the amount of deposition of the side wall protective film with respect to the decrease of the ratio of the side wall protective radicals in the chamber with the increase of the exhaust amount is large, the side wall protective film etching effect is significantly exhibited by the increase of the finite standard deviation σ. Due to these effects,
It is possible to reduce the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern when the displacement is small.

【0162】以下、チャンバー内のガス圧力を一定にし
て排気量Qを増加させた場合の効果をまとめる。まず、
排気量Qを増加させても、イオンエネルギーEi 及びイ
オン散乱角の標準偏差σは変化しないので、側壁保護膜
をエッチングする能力は変化しない。一方、側壁保護ラ
ジカルは減少するため、膜堆積量が減少するので、有限
のイオン散乱角の標準偏差σの増加による側壁保護膜エ
ッチング効果が大きくあらわれる。
The effects of increasing the exhaust amount Q while keeping the gas pressure in the chamber constant will be summarized below. First,
Even if the exhaust amount Q is increased, the ion energy E i and the standard deviation σ of the ion scattering angle do not change, so that the ability to etch the sidewall protective film does not change. On the other hand, since the side wall protective radicals are reduced, the film deposition amount is reduced, so that the side wall protective film etching effect is significantly exhibited by the increase of the standard deviation σ of the finite ion scattering angle.

【0163】図16は、バイアスパワーWB という外部
運転パラメータを変化させた際に各種の内部パラメータ
がどのように変化するかを示したものである。
FIG. 16 shows how various internal parameters change when the external operating parameter of the bias power W B is changed.

【0164】バイアスパワーWB を増加させると、以下
のような内部パラメータの変化が考えられる。まず、ウ
エハー表面に入射するイオンのエネルギーEi は増加す
るであろう。さらに、バイアスパワーWB の増加は、ウ
エハー表面近傍の原料ガスの電離励起の増加を意味する
ので、イオン束Fi 及び反応性ラジカル束FR の増加を
もたらすであろう。その結果として、チャンバー内の反
応生成物やスパッタされたレジスト等の側壁保護ラジカ
ルの割合が増え、側壁保護ラジカル束FRPの増加をもた
らす。
When the bias power W B is increased, the following internal parameter changes can be considered. First, the energy E i of the ions incident on the wafer surface will increase. Furthermore, an increase in bias power W B means an increase in ionization excitation of the source gas near the wafer surface, and therefore will result in an increase in ion flux F i and reactive radical flux F R. As a result, the proportion of side wall protective radicals such as reaction products and sputtered resist in the chamber is increased, and the side wall protective radical flux F RP is increased.

【0165】イオンのエネルギーEi 、イオン束Fi
びイオン散乱角の標準偏差σは、側壁保護膜堆積量のエ
ッチング能力に関連した内部パラメータである。イオン
エネルギーEi 及びイオン束Fi の増加はエッチング能
力の向上をもたらす。一方、イオン散乱角の標準偏差σ
の減少及び側壁保護ラジカル束FRPの増加は側壁保護膜
堆積量の増加をもたらす。よって、バイアスパワーWB
の増加が、側壁保護膜堆積量の増加をもたらすのか又は
減少をもたらすのかは単純には判定できない。しかしな
がら、バイアスパワーWB を一定に保った状態で、排気
量を増加させ、側壁保護ラジカルの割合の減少を図った
ならば、側壁保護膜のエッチングが膜堆積量の増加に優
るようになる。すなわち、排気量の制御により側壁保護
膜厚の制御を行なうことができる。
The ion energy E i , the ion flux F i, and the standard deviation σ of the ion scattering angle are internal parameters related to the etching ability of the sidewall protective film deposition amount. The increase of the ion energy E i and the ion flux F i brings about the improvement of the etching ability. On the other hand, the standard deviation σ of the ion scattering angle
And the increase in the side wall protective radical flux F RP result in an increase in the side wall protective film deposition amount. Therefore, the bias power W B
It cannot be simply judged whether the increase in the amount of increase causes an increase or decrease in the amount of deposited side wall protective film. However, if the exhaust amount is increased and the ratio of the side wall protective radicals is reduced with the bias power W B kept constant, the etching of the side wall protective film is superior to the increase in the film deposition amount. That is, the side wall protective film thickness can be controlled by controlling the exhaust amount.

【0166】あるプロセス条件において、チャンバー内
の側壁保護ラジカルが多く、孤立ラインパターンのプロ
ファイルも内部ラインパターンのプロファイルも共に順
テーパーである場合を考える。一般に、孤立ラインパタ
ーンの方が内部ラインパターンよりも強い順テーパーに
なる。このような状態にあるとき、両者のプロファイル
をより垂直にし且つ両者の寸法差を小さくするための方
策を考えよう。
Consider a case where, under certain process conditions, there are many side wall protecting radicals in the chamber, and both the profile of the isolated line pattern and the profile of the internal line pattern are forward tapered. In general, the isolated line pattern has a stronger forward taper than the internal line pattern. In such a state, let us consider a method for making the profiles of the two more vertical and reducing the dimensional difference between the two.

【0167】図16における表に示すような、低排気量
の場合と高排気量の場合および中真空の場合と高真空の
場合という2×2のマトリックスを考え、それぞれの場
合にバイアスパワーWB を増加させたとき、孤立ライン
パターン及び内部ラインパターンのプロファイルがどの
ように変化するかを考えてみる。
As shown in the table of FIG. 16, a 2 × 2 matrix of low displacement, high displacement, medium vacuum and high vacuum is considered, and the bias power W B is set in each case. Consider how the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern change when is increased.

【0168】中真空で低排気量の場合には、孤立ライン
パターンのプロファイルが順テーパーになるか逆テーパ
ーになるかは、相互に競合関係にあってはっきりしな
い。すなわち、バイアスパワーWB が増加すると、側壁
保護膜エッチングの増加をもたらすイオンエネルギーE
i 及びイオン束Fi は増加するが、側壁保護膜堆積量の
増加も大きいと考えられる。内部ラインパターンのプロ
ファイルは、孤立ラインパターンに比べてエッチング能
力が小さいので、順テーパーから弱順テーパーになる程
度である。
It is not clear whether the profile of the isolated line pattern is forward taper or reverse taper in the case of medium vacuum and low displacement, because of mutual competition. That is, when the bias power W B is increased, the ion energy E that increases the sidewall protective film etching is increased.
Although i and the ion flux F i increase, it is considered that the increase in the amount of deposited side wall protective film is also large. Since the profile of the internal line pattern has a smaller etching ability than the isolated line pattern, the profile is from a forward taper to a weak forward taper.

【0169】中真空で高排気量の場合には、いわゆる
「イオンコリメーション効果」が働く。孤立ラインパタ
ーンにおいては、側壁保護膜がより多くエッチングされ
る結果、順テーパーから逆テーパーへと変化していく。
一方、内部ラインパターンにおいては、側壁保護膜のエ
ッチング量はそれ程大きくなく、例えば順テーパーから
弱順テーパーになる程度である。すなわち、バイアスパ
ワーWB の増加により、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも寸法減少量が大きくてパターンは
細ってくる。
When the medium vacuum is high and the displacement is high, the so-called "ion collimation effect" works. In the isolated line pattern, the side wall protective film is etched more, resulting in a change from a forward taper to an inverse taper.
On the other hand, in the internal line pattern, the etching amount of the side wall protective film is not so large, for example, from the forward taper to the weak forward taper. That is, as the bias power W B increases, the isolated line pattern has a larger dimension reduction amount than the internal line pattern, and the pattern becomes thinner.

【0170】高真空で低排気量の場合には、いわゆる
「擬パラレルビーム効果」が働き、側壁保護膜のエッチ
ング能力は小さくなり、また孤立ラインパターンと内部
パターンとの間のエッチング能力差も小さくなる。しか
しながら、側壁保護膜堆積量そのものは、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きい。従っ
て、孤立ラインパターンが順テーパーであるとすると、
内部ラインパターンは弱順テーパーになる。すなわち、
バイアスパワーWB の増加により、チャンバー内の側壁
保護ラジカルが増加して、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも太ってくる。
In the case of high vacuum and low displacement, the so-called "pseudo-parallel beam effect" works, the etching ability of the side wall protective film becomes small, and the etching ability difference between the isolated line pattern and the internal pattern becomes small. Become. However, the amount of deposited side wall protective film itself is larger in the isolated line pattern than in the internal line pattern. Therefore, if the isolated line pattern has a forward taper,
The internal line pattern has a weak forward taper. That is,
As the bias power W B increases, the sidewall protecting radicals in the chamber increase, and the isolated line pattern becomes thicker than the internal line pattern.

【0171】高真空で高排気量の場合にも、「擬パラレ
ルビーム効果」が働く。側壁保護膜のエッチング能力
は、低排気量の場合よりも大きくなる。孤立ラインパタ
ーンと内部パターンとの間のエッチング能力差は小さ
い。側壁保護膜堆積量そのものは、高排気量のために薄
く、また孤立ラインパターンの方が、内部ラインパター
ンよりも堆積量が大きい。従って、バイアスパワーWB
の増加により、孤立ラインパターンが順テーパーから弱
順テーパーになるとすると、内部ラインパターンは弱順
テーパーから逆テーパーへと変化する。バイアスパワー
B の増加により、内部ラインパターンの方が孤立ライ
ンパターンよりも細ってくる。
The "quasi-parallel beam effect" works even when the vacuum is high and the displacement is high. The etching ability of the side wall protective film is larger than that in the case of low displacement. The difference in etching ability between the isolated line pattern and the internal pattern is small. The sidewall protective film deposition amount itself is thin due to the high exhaust amount, and the isolated line pattern has a larger deposition amount than the internal line pattern. Therefore, the bias power W B
Assuming that the isolated line pattern changes from a forward taper to a weak forward taper due to the increase of, the internal line pattern changes from the weak forward taper to the reverse taper. Due to the increase of the bias power W B , the internal line pattern becomes thinner than the isolated line pattern.

【0172】図17は、中真空の場合について、孤立ラ
インパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差を減
少させる方法、すなわち寸法の開口率依存性を減少させ
る方法について、まとめたものである。
FIG. 17 is a summary of a method for reducing the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern, that is, a method for reducing the aperture ratio dependence of the dimension in the case of medium vacuum.

【0173】この場合には、イオン角度分布の標準偏差
σの有限効果による側壁保護膜のエッチング能力は、孤
立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも大き
い、という「イオンコリメーション効果」を積極的に用
いる。孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも強い順テーパープロファイルとなり、かつ寸法が太
る場合には、排気量を増加するか又は側壁保護ラジカル
を生成するガスの割合を減少させる。これにより、チャ
ンバー内の側壁保護ラジカルが減少し、側壁保護膜量が
減少する。そして、イオン角度分布の標準偏差σの有限
効果による側壁保護膜のエッチング効果を相対的に大き
くする。このようにして、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも寸法減少量が大きくなり、所期
の目的を達することができる。
In this case, the etching ability of the side wall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution is positively the “ion collimation effect” that the isolated line pattern is larger than the internal line pattern. To use. When the isolated line pattern has a stronger forward taper profile than the internal line pattern and the dimension is thick, the exhaust amount is increased or the ratio of the gas that generates the sidewall protecting radicals is decreased. As a result, the side wall protective radicals in the chamber are reduced, and the side wall protective film amount is reduced. Then, the etching effect of the sidewall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution is relatively increased. In this way, the isolated line pattern has a larger size reduction amount than the internal line pattern, and the intended purpose can be achieved.

【0174】次に、孤立ラインパターンの方が内部ライ
ンパターンよりも寸法が細る場合には、排気量を減少さ
せるか又は側壁保護ラジカルを生成するガスの割合を増
加させる。これにより、チャンバー内の側壁保護ラジカ
ルが増加し、側壁保護膜量が増加する。側壁保護ラジカ
ル割合の増加に伴い、「側壁保護膜の増加量が、イオン
角度分布の標準偏差σの有限効果によって側壁保護膜を
エッチングする量に勝る」という現象は、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きいので、孤
立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸法
増加量が大きくなり、所期の目的を達することができ
る。
Next, when the size of the isolated line pattern is smaller than that of the internal line pattern, the exhaust amount is reduced or the ratio of the gas that produces the side wall protecting radicals is increased. As a result, the number of side wall protective radicals in the chamber increases, and the amount of side wall protective film increases. With the increase of the side wall protective radical ratio, the phenomenon that "the amount of increase of the side wall protective film exceeds the amount of etching the side wall protective film due to the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution" is more likely to occur in the isolated line pattern. Since the line pattern is larger than the line pattern, the dimensional increase amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, and the intended purpose can be achieved.

【0175】イオン角度分布の標準偏差σの有限効果を
さらに大きくするためには、ガス圧力を少し大きくしな
がら、バイアスパワーWB を少し大きくするとよい。こ
れは、ガス圧力を加させるとイオンのエネルギーEi
減少するので、これを補償するためである。
In order to further increase the finite effect of the standard deviation σ of the ion angle distribution, the bias power W B may be increased a little while the gas pressure is increased a little. This is for compensating for the ion energy E i which decreases when the gas pressure is applied.

【0176】図18は、高真空の場合について、寸法の
開口率依存性を減少させる方法についてまとめたもので
ある。この場合には、わずかに斜め入射するイオン束
は、孤立ラインパターンに対しても内部ラインパターン
に対しても、側壁保護膜のエッチング能力にあまり違い
がないこと、及び側壁保護膜の堆積量は、孤立ラインパ
ターンの方が内部ラインパターンよりも大きい、という
「擬パラレルビーム効果」を積極的に用いる。
FIG. 18 is a summary of methods for reducing the aperture ratio dependence of dimensions in the case of high vacuum. In this case, the ion flux that is slightly obliquely incident has little difference in the etching ability of the sidewall protective film between the isolated line pattern and the internal line pattern, and the deposition amount of the sidewall protective film is , "Pseudo parallel beam effect" that an isolated line pattern is larger than an internal line pattern is positively used.

【0177】まず、孤立ラインパターンの方が内部ライ
ンパターンよりも強い順テーパープロファイルとなり且
つ寸法が太る場合には、排気量を増加するか又は側壁保
護ラジカルを生成するガスの割合を減少させる。これに
より、チャンバー内の側壁保護ラジカルが減少し、側壁
保護膜量が減少する。側壁保護膜の減少割合は、孤立ラ
インパターンの方が内部ラインパターンよりも大きいと
いうことを利用して、所期の目的を達することができ
る。逆に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパター
ンよりも細る場合には、排気量を減少するか又は側壁保
護ラジカルを生成するガスの割合を増加させる。
First, when the isolated line pattern has a stronger forward taper profile than the internal line pattern and the dimension is thicker, the exhaust amount is increased or the ratio of the gas that produces the side wall protecting radicals is decreased. As a result, the side wall protective radicals in the chamber are reduced, and the side wall protective film amount is reduced. The reduction ratio of the sidewall protection film can be achieved by utilizing the fact that the isolated line pattern is larger than the internal line pattern. On the contrary, when the isolated line pattern is thinner than the internal line pattern, the exhaust amount is decreased or the ratio of the gas that generates the side wall protecting radicals is increased.

【0178】図19は、孤立ラインパターン及び内部ラ
インパターンについて、中真空及び高真空の場合を考
え、この2×2のマトリックスの中のそれぞれの場合に
おいて、寸法の開口率依存性を減少させる方法につい
て、最初にとるべき手段をまとめたものである。孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンが、あるプロセス
条件に対して、順テーパーになる場合及び逆テーパーに
なる場合について、(A)−(H)の8種類に分けて示
してある。
FIG. 19 shows a method of reducing the aperture ratio dependence of the dimension in each case in this 2 × 2 matrix, considering the case of medium vacuum and high vacuum for the isolated line pattern and the internal line pattern. Is a summary of the first steps to be taken. The isolated line pattern and the internal line pattern are shown as being divided into eight types of (A)-(H) in the case of a forward taper and the case of a reverse taper under a certain process condition.

【0179】図20は、図19の(E)−(H)のそれ
ぞれの場合について、その後どのような対処を行なう
と、孤立ラインパターンと内部パターンの寸法差が条件
を満たすようになるかをケーススタデイという形で示し
たものである。
FIG. 20 shows how to deal with each of the cases (E) to (H) of FIG. 19 after that, the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal pattern satisfies the condition. It is shown in the form of a case study.

【0180】例えば、ケース(H)の高真空の条件で、
内部ラインパターンがあるプロセス条件で逆テーパーに
なる場合について説明する。この場合、孤立ラインパタ
ーンは垂直プロファイルであると過程する。ケース
(H)に示す処理を行なった結果、内部ラインパターン
は垂直になり、孤立ラインパターンはやや順テーパーに
なるかもしれない((H−1)で示される状態)。この
状態が寸法差要求基準を満たすならば、OKの判断をし
て処理を終了する。もし、順テーパーの度合い、すなわ
ち孤立ラインパターンの寸法が大きすぎるならば、排気
量Qを若干増加してみる((H−2)で示される方
策)。そうしたならば、内部ラインパターンは若干逆テ
ーパーになり、孤立ラインパターンの順テーパーの度合
いは減少し、寸法差要求基準を満たすかもしれない
((H−3)で示される状態)。これでも寸法差要求基
準を満たさない場合には、今度はガス圧力Pを若干増加
させながら排気量を増加させ、これにより孤立ラインパ
ターンの順テーパーをもたらす側壁保護膜エッチング効
果を高める((H−4)で示される方策)。このような
処理を繰り返すうちに、寸法差要求基準を満たすプロセ
ス条件が決定される。
For example, under the high vacuum condition of the case (H),
The case where the internal line pattern is inversely tapered under certain process conditions will be described. In this case, the isolated line pattern is processed as a vertical profile. As a result of performing the processing shown in case (H), the internal line pattern may become vertical and the isolated line pattern may become slightly forward tapered (state shown by (H-1)). If this condition satisfies the dimensional difference request standard, it is judged as OK and the process is terminated. If the degree of forward taper, that is, the size of the isolated line pattern is too large, try increasing the displacement Q a little (measure shown by (H-2)). If so, the inner line pattern may be slightly inversely tapered, the degree of forward taper of the isolated line pattern may be reduced, and the dimensional difference requirement may be satisfied (state indicated by (H-3)). If the dimensional difference requirement is still not satisfied, the gas pressure P is slightly increased to increase the exhaust amount, which enhances the sidewall protective film etching effect that causes the forward taper of the isolated line pattern ((H- Measures shown in 4)). By repeating such processing, the process conditions satisfying the dimensional difference requirement standard are determined.

【0181】以下、前記の方法により、平行平板型反応
性イオンエッチング装置を用いて、主エッチング運転モ
ードにおいてエッチング・プロセス条件の改善を実施し
た場合の例をリンドープした多結晶シリコンゲート形成
について模式的に示す。
Hereinafter, an example in which the etching process conditions are improved in the main etching operation mode by using the parallel plate type reactive ion etching apparatus according to the above-described method is schematically shown for forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon gate. Shown in.

【0182】図21は、エッチング前のパターン構成図
であって、図21において、30はフォトレジストパタ
ーン、31はリンドープした多結晶シリコン膜、32は
熱酸化膜、33はシリコン基板である。図21に示すよ
うに、0.4μmのライン・アンド・スペース・パター
ンであって、その断面は「1.0μm厚のレジストマス
ク+0.3μm厚ポリシリコン膜+下地酸化膜」の構造
であり、レジストマスク・プロファイルはやや順テーパ
を持たしている。ここでは、レジスト自身のエッチング
は考えない。便宜的にレジストのトップ表面をy=0面
としている。
FIG. 21 is a pattern diagram before etching. In FIG. 21, 30 is a photoresist pattern, 31 is a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 32 is a thermal oxide film, and 33 is a silicon substrate. As shown in FIG. 21, the line and space pattern is 0.4 μm, and its cross section is a structure of “1.0 μm thick resist mask + 0.3 μm thick polysilicon film + underlying oxide film”, The resist mask profile has a slight forward taper. Here, etching of the resist itself is not considered. For convenience, the top surface of the resist is y = 0.

【0183】特に断わらない限り、以下の条件でエッチ
ングを行なった。プラズマ発生装置チャンバー内に導入
するガスとして、Cl2 を40sccmだけ導入し、エ
ッチング加工装置内のガス圧力Pは10Pa、高周波電
力の周波数fは13.56MHz、ガス排気量は100
0リットル/秒で行なった。以下に示す各例において
は、バイアス・パワーすなわち高周波電力のパワーは適
宜変更して運用している。HBr、SF6 等の他のハロ
ゲン系ガスをベースにしたガスを用いることも十分に効
果がある。
Unless otherwise specified, etching was performed under the following conditions. As the gas to be introduced into the plasma generator chamber, Cl 2 was introduced at 40 sccm, the gas pressure P in the etching apparatus was 10 Pa, the frequency f of the high frequency power was 13.56 MHz, and the gas exhaust amount was 100.
It was performed at 0 liter / sec. In each of the following examples, the bias power, that is, the power of the high frequency power is appropriately changed and used. It is also sufficiently effective to use a gas based on another halogen-based gas such as HBr or SF 6 .

【0184】図22〜図35は具体的な実施例を示して
いる。図22〜図35において、30はフォトレジスト
パターン、31はリンドープした多結晶シリコン膜、3
4はスパッタされたフォトレジスト又はシリコンとハロ
ゲン系ガスとの反応生成物の堆積膜である。
22 to 35 show a concrete embodiment. 22 to 35, 30 is a photoresist pattern, 31 is a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, 3
Reference numeral 4 is a sputtered photoresist or a deposited film of a reaction product of silicon and a halogen-based gas.

【0185】図22〜図35は、条件を種々変えて、2
秒ステップで15回分、合計30秒分のエッチングを行
なった多結晶シリコン膜31の表面の構造を示してい
る。すなわち、図22〜図35においては、1つの表面
ストリングは、ある時間における表面形状を表す。表面
ストリングは15層あり、各層は時間の経過に伴う表面
形状の変化を表している。また、フォトレジストパター
ンの表面の高さを0にして表示しており、単位はμmで
ある。図22〜図35において(a)は改善前の状態を
示し、(b)は改善後の状態を示している。
22 to 35, the conditions are variously changed to 2
The structure of the surface of the polycrystalline silicon film 31 which has been etched 15 times in the second step for a total of 30 seconds is shown. That is, in FIGS. 22 to 35, one surface string represents the surface shape at a certain time. The surface string has 15 layers, and each layer represents the change of the surface shape with the passage of time. Further, the height of the surface of the photoresist pattern is displayed as 0, and the unit is μm. 22 to 35, (a) shows a state before improvement, and (b) shows a state after improvement.

【0186】図22(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力が10Paの中真空の条件で、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多
くなり、エッチング後のパターン・プロファイルが順テ
ーパーとなり且つ寸法が太っている。図22(b)は、
ガス圧力を10Paで一定に保ったまま、排気量を20
00リットル/秒に増加させた結果を示し、チャンバー
内の側壁保護ラジカルが減少してパターン側壁の保護膜
量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチン
グ効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよ
うに、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び
内部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、
孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
FIG. 22A shows the result of etching with Cl 2 introduced at 40 sccm and a gas pressure of 10 Pa in a medium vacuum with an evacuation rate of 1000 liters / sec. As described above, the isolated line pattern has a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and is thicker. FIG.22 (b) is
With the gas pressure kept constant at 10 Pa, the displacement is 20
The result was increased to 00 liters / sec. The side wall protective radicals in the chamber decreased, the amount of the protective film on the side wall of the pattern decreased, and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film was relatively increased. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger size reduction amount than the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical,
The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0187】図23(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に側壁保護ラジカルであるSiCl4
20sccmだけ導入し、ガス圧力を10Paの中真空
の条件で、排気量を1500リットル/秒にしてエッチ
ングを行なった結果を示し、同図に示すように、孤立ラ
インパターンの方が内部ラインパターンよりも、側壁保
護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太っている。図
23(b)は、ガス圧力を10Pa、排気量を1500
リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を10s
ccmに減少させた結果を示し、チャンバー内の側壁保
護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜量が減り、
斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効果が相
対的に大きくなることにより、同図に示すように、孤立
ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸法減
少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ライン
パターンのプロファイルがより垂直になり、孤立ライン
パターンと内部ラインパターンとの間の寸法差が減少し
ている。
In FIG. 23 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm, sidewall protecting radical SiCl 4 is introduced at 20 sccm, the gas pressure is set to 10 Pa and the exhaust volume is set to 1500 liters / second. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger deposition amount of the side wall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and has a size. Are fat. FIG. 23B shows a gas pressure of 10 Pa and a displacement of 1500.
While keeping constant at l / sec, add SiCl 4 for 10 s
The result shows that the side wall protective radicals in the chamber are reduced and the protective film amount on the pattern side wall is reduced.
Due to the relative increase in the effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film, the isolated line pattern has a larger size reduction amount than the internal line pattern, as shown in FIG. The profile of the pattern is more vertical and the dimensional difference between the isolated line pattern and the inner line pattern is reduced.

【0188】図24(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を8Paの中真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細って
いる。図24(b)は、ガス圧力を8Paで一定に保っ
たまま、排気量を500リットル/秒に減少させた結果
を示し、チャンバー内の側壁保護ラジカルが増加し、パ
ターン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側
壁保護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることに
より、同図に示すように、内部ラインパターンよりも孤
立ラインパターンの方が寸法増加量が大きくなり、孤立
ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファイル
がより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパ
ターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 24A shows the results of etching in which Cl 2 was introduced at 40 sccm, the gas pressure was set to a medium vacuum of 8 Pa, and the exhaust amount was set to 1000 liters / second. As described above, the isolated line pattern has an inversely tapered pattern profile after etching and has a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 24B shows the result of reducing the exhaust amount to 500 liters / sec while keeping the gas pressure constant at 8 Pa. The number of side wall protective radicals in the chamber increases and the amount of protective film on the pattern side wall increases. As the etching effect of the side wall protective film due to the obliquely incident ions is relatively decreased, the dimensional increase amount of the isolated line pattern becomes larger than that of the internal line pattern as shown in FIG. The profile of the inner line pattern becomes more vertical and the dimensional difference between the isolated line pattern and the inner line pattern is reduced.

【0189】図25(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共にSiCl4 を15sccmだけ導入
し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排気量を
1000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果
を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が
内部ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・
プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図25(b)は、ガス圧力を10Pa、排気量を1
000リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4
25sccmに増加させた結果を示し、チャンバー内の
側壁保護ラジカルが増加し、パターン側壁の保護膜量が
増え、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効
果が相対的に小さくなることにより、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も寸法増加量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内
部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、孤
立ラインパターン及び内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
In FIG. 25 (a), Cl 2 was introduced at 40 sccm and SiCl 4 was introduced at 15 sccm, the gas pressure was set to a medium vacuum condition of 10 Pa, and the exhaust amount was set to 1000 l / sec. The results are shown in the figure. As shown in the figure, the isolated line pattern is more
The profile is inversely tapered and the dimensions are narrow. In FIG. 25B, the gas pressure is 10 Pa and the displacement is 1
It shows the result of increasing SiCl 4 to 25 sccm while keeping it constant at 000 liters / sec. The number of side wall protective radicals in the chamber increases, the amount of protective film on the side wall of the pattern increases, and the side wall protective film by obliquely incident ions is increased. Since the etching effect is relatively small, as shown in the same figure, the isolated line pattern has a larger size increase than the internal line pattern, and the isolated line pattern and the internal line pattern have more vertical profiles. The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0190】図26(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多
くなり、エッチング後のパターン・プロファイルが順テ
ーパーとなり且つ寸法が太っている。図26(b)は、
ガス圧力を4Paで一定に保ったまま、排気量を200
0リットル/秒に増加させた結果を示し、チャンバー内
の側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜量
が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング
効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内
部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、孤
立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差
が減少している。
FIG. 26 (a) shows the results obtained by introducing Cl 2 in an amount of 40 sccm, setting the gas pressure at a high vacuum of 4 Pa, and performing an evacuation at 1000 liters / sec. As described above, the isolated line pattern has a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper and is thicker. FIG. 26 (b) shows
With the gas pressure kept constant at 4 Pa, the displacement is 200
The result was increased to 0 liters / second, the side wall protective radicals in the chamber were decreased, the amount of the protective film on the pattern side wall was decreased, and the etching effect of the side wall protective film by obliquely incident ions was relatively increased. As shown in the figure, the size reduction of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the space between the isolated line pattern and the internal line pattern is increased. The dimensional difference is reduced.

【0191】図27(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に、SiCl4 を20sccmだけ導入
し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気量を1
000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果を
示し、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパ
ターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太
っている。図27(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量
を1000リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl
4 を10sccmに減少させた結果を示し、チャンバー
内の側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁の保護膜
量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチン
グ効果が相対的に大きくなることにより、同図に示すよ
うに、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよ
りも寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び
内部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、
孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法
差が減少している。
In FIG. 27 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm and SiCl 4 is introduced at 20 sccm, the gas pressure is set to a high vacuum condition of 4 Pa, and the exhaust amount is set to 1
The result of etching was performed at 000 liters / sec. The isolated line pattern showed a larger amount of deposited sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching became a forward taper and the dimension was thick. There is. FIG. 27 (b) shows SiCl while keeping the gas pressure at 4 Pa and the displacement at 1000 l / sec.
The result of reducing 4 to 10 sccm shows that the number of side wall protective radicals in the chamber is decreased, the amount of protective film on the pattern side wall is reduced, and the effect of obliquely incident ions on the side wall protective film is relatively increased. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger dimension reduction amount than the internal line pattern, and the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical,
The dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0192】図28(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒にしてエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細って
いる。図28(b)は、ガス圧力を4Paで一定に保っ
たまま、排気量を500リットル/秒に減少させた結果
を示し、チャンバー内の側壁保護ラジカルが増加し、パ
ターン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側
壁保護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることに
より、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内
部ラインパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立
ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファイル
がより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパ
ターンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 28 (a) shows a result obtained by introducing Cl 2 by 40 sccm, setting the gas pressure to a high vacuum condition of 4 Pa, and performing an evacuation at 1000 liters / sec. As described above, the isolated line pattern has an inversely tapered pattern profile after etching and has a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 28B shows the result of reducing the exhaust amount to 500 liters / sec while keeping the gas pressure constant at 4 Pa. The number of side wall protective radicals in the chamber increases and the amount of protective film on the pattern side wall increases. As the etching effect of the side wall protective film due to the obliquely incident ions is relatively decreased, the isolated line pattern has a larger size increase than the internal line pattern as shown in FIG. The profile of the inner line pattern becomes more vertical and the dimensional difference between the isolated line pattern and the inner line pattern is reduced.

【0193】図29(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入すると共に、SiCl4 を15sccmだけ導入
し、ガス圧力を4Paの高真空の条件でにし、排気量を
1000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果
を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が
内部ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・
プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図29(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を2
5sccmに増加させた結果を示し、チャンバー内の側
壁保護ラジカルが増加し、パターン側壁の保護膜量が増
え、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチング効果
が相対的に小さくなることにより、同図に示すように、
孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも寸
法増加量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ラ
インパターンのプロファイルがより垂直になり、孤立ラ
インパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差が減
少している。
In FIG. 29 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm and SiCl 4 is introduced at 15 sccm, the gas pressure is set to a high vacuum condition of 4 Pa, and the exhaust amount is set to 1000 l / sec. The results of the etching are shown. As shown in the figure, the isolated line pattern is more
The profile is inversely tapered and the dimensions are narrow. FIG. 29B shows a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 10
00 while maintaining constant in liters / sec., The SiCl 4 2
The results are shown in FIG. 5 where the number of side wall protective radicals in the chamber is increased, the amount of protective film on the pattern side wall is increased, and the etching effect of the side wall protective film by obliquely incident ions is relatively reduced. As shown
The dimensional increase of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced. There is.

【0194】図30(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、バイアス・パワーを30
0ワットにしてエッチングを行なった結果を示し、同図
に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太っている。図30(b)は、排気量を1000
リットル/秒で一定に保ったまま、ガス圧力を15Pa
に増加させると共にバイアス・パワーを400ワットに
増加させた結果を示し、同図に示すように、イオンの角
度分布の拡がりが大きくなり、ガス圧力の増加に伴うイ
オン・エネルギーの減少がバイアス・パワーの増加によ
って補われ、斜め入射イオンによる側壁保護膜のエッチ
ング効果が相対的に大きくなることにより、孤立ライン
パターンの方が内部ラインパターンよりも寸法減少量が
大きくなり、孤立ラインパターン及び内部ラインパター
ンのプロファイルがより垂直になり、孤立ラインパター
ンと内部ラインパターンとの間の寸法差を減少してい
る。
In FIG. 30 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm, the gas pressure is set to a medium vacuum condition of 10 Pa, the exhaust amount is 1000 liter / sec, and the bias power is 30.
The results of etching with 0 watt are shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger deposition amount of the sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper. And the dimensions are fat. FIG. 30B shows a displacement of 1000
Keeping the gas pressure at 15 Pa while keeping constant at liter / sec.
The result shows that the bias power is increased to 400 watts and the bias power is increased to 400 watts. As shown in the figure, the spread of the angular distribution of the ions increases, and the decrease of the ion energy with the increase of the gas pressure is This is compensated for by the increase in the number of lines, and the etching effect of the side wall protective film by obliquely incident ions becomes relatively large, so that the isolated line pattern has a larger size reduction amount than the internal line pattern. Profile is more vertical, reducing the dimensional difference between isolated line patterns and internal line patterns.

【0195】図31(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、バイアス・パワーを30
0ワットにしてエッチングを行なった結果を示し、同図
に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパ
ターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太っている。図31(b)は、バイアス・パワー
を300ワットで一定に保ったまま、ガス圧力を15P
aに増加させると共に排気量を2000リットル/秒に
増加させた結果を示し、イオンの角度分布の拡がりが大
きくなり、側壁保護膜堆積量が少なくなり、斜め入射イ
オンによる側壁保護膜のエッチング効果が相対的に大き
くなることにより、同図に示すように、孤立ラインパタ
ーンの方が内部ラインパターンよりも寸法減少量が大き
くなり、孤立ラインパターン及び内部ラインパターンの
プロファイルがより垂直になり、孤立ラインパターンと
内部ラインパターンとの間の寸法差が減少している。
In FIG. 31 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm, the gas pressure is set to a medium vacuum condition of 10 Pa, the displacement is 1000 liters / sec, and the bias power is 30.
The results of etching with 0 watt are shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has a larger deposition amount of the sidewall protective film than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a forward taper. And the dimensions are fat. FIG. 31 (b) shows a gas pressure of 15 P with the bias power kept constant at 300 watts.
The results of increasing the exhaust volume to 2000 liters / sec with increasing to a are shown. The spread of the angular distribution of ions becomes large, the amount of deposition of the side wall protective film decreases, and the effect of etching the side wall protective film by obliquely incident ions is increased. As shown in the same figure, the size of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, and the isolated line pattern and the profile of the internal line pattern are more vertical as shown in FIG. The dimensional difference between the pattern and the inner line pattern is reduced.

【0196】図32(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒、高周波電力の周波数を1
3.56MHzにしてエッチングを行なった結果を示
し、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細っている。図
32(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を1000リ
ットル/秒で一定に保ったまま、高周波電力の周波数を
50MHzに増加させた結果を示し、シース幅が減少
し、斜め入射イオンの割合が小さくなることにより、特
に孤立ラインパターン側壁の保護膜エッチング量が少な
くなる結果、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりも寸法増加量が大きくな
り、孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロ
ファイルがより垂直になり、孤立ラインパターンと内部
ラインパターンとの間の寸法差が減少している。
In FIG. 32 (a), Cl 2 is introduced at 40 sccm, the gas pressure is set to a high vacuum condition of 4 Pa, the exhaust amount is 1000 liter / sec, and the frequency of the high frequency power is 1
The result of etching at 3.56 MHz is shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has an inversely tapered pattern profile after etching and a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 32 (b) shows the result of increasing the frequency of the high-frequency power to 50 MHz while keeping the gas pressure at 4 Pa and the displacement at 1000 liters / sec. As the ratio becomes smaller, the protective film etching amount especially on the side wall of the isolated line pattern decreases. As a result, as shown in the figure, the isolated line pattern has a larger dimension increase amount than the internal line pattern, and the isolated line pattern Also, the profile of the internal line pattern becomes more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0197】図33(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を800リットル/秒、高周波電力の周波数を50M
Hzにしてエッチングを行なった結果を示し、同図に示
すように、孤立ラインパターンの方が内部ラインパター
ンよりもエッチング後のパターン・プロファイルが逆テ
ーパーとなり且つ寸法が細っている。図33(b)は、
排気量を800リットル/秒で一定に保ったまま、高周
波電力の周波数を100MHzに増加させた結果を示
し、安定にプラズマが発生するガス圧力を0.5Paに
まで下げることができ、これによって斜め入射イオンの
割合が小さくなることにより、特に孤立ラインパターン
側壁の保護膜エッチング量が少なくなる結果、図33
(b)に示すように、孤立ラインパターンの方が内部ラ
インパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立ライ
ンパターン及び内部ラインパターンのプロファイルがよ
り垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパター
ンとの間の寸法差が減少している。また、周波数を50
MHzで一定にしたまま、ガス圧力を2Paに下げても
十分な効果が得られた。
In FIG. 33 (a), Cl 2 was introduced at 40 sccm, the gas pressure was set to a high vacuum condition of 4 Pa, the exhaust amount was 800 liters / sec, and the frequency of the high frequency power was 50 M.
The results of etching performed at a frequency of Hz are shown. As shown in the figure, the isolated line pattern has a reverse taper pattern profile after etching and a smaller dimension than the internal line pattern. FIG. 33 (b) shows
It shows the result of increasing the frequency of high frequency power to 100MHz while keeping the displacement constant at 800 liters / second, and the gas pressure at which plasma is generated can be stably lowered to 0.5 Pa. As the ratio of incident ions is reduced, the etching amount of the protective film on the side wall of the isolated line pattern is particularly reduced.
As shown in (b), the dimensional increase amount of the isolated line pattern is larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern are The dimensional difference between them is decreasing. Also, set the frequency to 50
A sufficient effect was obtained even if the gas pressure was lowered to 2 Pa while the frequency was kept constant at MHz.

【0198】図34(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を4Paの高真空の条件にし、排気
量を1000リットル/秒、試料台温度を30度にして
エッチングを行なった結果を示し、同図に示すように、
孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンよりも、
側壁保護膜堆積量が多くなり、エッチング後のパターン
・プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太ってい
る。図34(b)は、ガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、試料台温度を8
0度に増加させた結果を示し、孤立ラインパターンの側
壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少し、パターン側壁
の保護膜量が減り、斜め入射イオンによる側壁保護膜の
エッチング効果が相対的に大きくなることにより、同図
に示すように、内部ラインパターンよりも孤立ラインパ
ターンの方が寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパタ
ーン及び内部ラインパターンのプロファイルがより垂直
になり、孤立ラインパターンと内部ラインパターンとの
間の寸法差が減少している。
FIG. 34 (a) shows the results obtained by introducing Cl 2 in an amount of 40 sccm, setting the gas pressure to a high vacuum of 4 Pa, evacuation rate of 1000 liters / sec, and sample stage temperature of 30 degrees. , And as shown in the figure,
The isolated line pattern is better than the internal line pattern
The deposition amount of the side wall protective film is large, the pattern profile after etching is forward tapered, and the dimension is thick. In FIG. 34 (b), the gas pressure is 4 Pa and the displacement is 10
While keeping constant at 00 liter / sec, set the sample stage temperature to 8
The result shows that the side wall protective radicals deposited on the side wall of the isolated line pattern are reduced, the protective film amount on the pattern side wall is reduced, and the etching effect of the side wall protective film by obliquely incident ions is relatively increased. As a result, as shown in the figure, the dimension reduction amount of the isolated line pattern becomes larger than that of the internal line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern The dimensional difference between and is decreasing.

【0199】図35(a)は、Cl2 を40sccmだ
け導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件にし、排
気量を1000リットル/秒、試料台温度を30度にし
てエッチングを行なった結果を示し、同図に示すよう
に、孤立ラインパターンの方が内部ラインパターンより
も、側壁保護膜堆積量が少なくなり、エッチング後のパ
ターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細
っている。図35(b)は、ガス圧力を10Pa、排気
量を1000リットル/秒で一定に保ったまま、試料台
温度を0度に低下させた結果を示し、孤立ラインパター
ンの側壁に堆積する側壁保護ラジカルが増加し、パター
ン側壁の保護膜量が増え、斜め入射イオンによる側壁保
護膜のエッチング効果が相対的に小さくなることによ
り、同図に示すように、孤立ラインパターンの方が内部
ラインパターンよりも寸法増加量が大きくなり、孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンのプロファイルが
より垂直になり、孤立ラインパターンと内部ラインパタ
ーンとの間の寸法差が減少している。
FIG. 35 (a) shows a result obtained by introducing Cl 2 in an amount of 40 sccm, setting a gas pressure at a medium vacuum of 10 Pa, an exhaust rate of 1000 liter / sec, and a sample stage temperature of 30 ° C. As shown in the figure, the isolated line pattern has a smaller sidewall protective film deposition amount than the internal line pattern, and the pattern profile after etching has a reverse taper and a smaller dimension. FIG. 35B shows the result of lowering the sample stage temperature to 0 degrees while keeping the gas pressure constant at 10 Pa and the exhaust amount constant at 1000 l / sec. As the number of radicals increases, the amount of protective film on the side wall of the pattern increases, and the effect of etching the side wall protective film by obliquely incident ions becomes relatively small, as shown in the figure, the isolated line pattern is better than the internal line pattern. Also, the dimensional increase amount is large, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced.

【0200】また、他の実施例として、Cl2 を40s
ccm導入し、ガス圧力を10Paの中真空の条件で、
排気量を2000リットル/秒、試料台温度を0度にし
てエッチングを行なった際、内部ラインパターンの方が
孤立ラインパターンよりも側壁保護膜堆積量が少なくな
り、エッチング後のパターンプロファイルが逆テーパー
となり且つ寸法が細ったが、ガス圧力を3Paにした結
果、斜め入射イオンの成分が小さくなり、孤立ラインパ
ターンと内部ラインパターンのプロファイルがより垂直
になり且つ孤立ラインパターンと内部ラインパターンと
の寸法差を減少させることができた。
As another embodiment, Cl 2 is added for 40 seconds.
ccm is introduced, the gas pressure is 10 Pa under a medium vacuum condition,
When etching was performed at an exhaust rate of 2000 liters / sec and the sample stage temperature of 0 ° C., the amount of deposition of the sidewall protective film on the internal line pattern was smaller than that on the isolated line pattern, and the pattern profile after etching was inversely tapered. However, as a result of setting the gas pressure to 3 Pa, the components of obliquely incident ions become smaller, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern become more vertical, and the size of the isolated line pattern and the internal line pattern The difference could be reduced.

【0201】図22〜図35に示す実施例は、あるプロ
セス条件で行なった際の問題点を解決するために、その
プロセス条件を改善する方策を実施した例である。とこ
ろが、エッチング・プロセス中においては、内部のプラ
ズマ状態は常に一定ではなく、時間的にある程度変化し
ている。このために、試料台近傍のイオン束密度、イオ
ンのエネルギー、イオンの入射角度分布、側壁保護ラジ
カル束も時間的にある程度変化している。このような時
間的な変化を補償するように、外部パラメータを外部パ
ラメータ制御装置により変化させることにより、孤立ラ
インパターン及び内部ラインパターンのプロファイルを
より垂直にすると共に、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差を減少させることができた。
The embodiment shown in FIGS. 22 to 35 is an example in which a measure for improving the process condition is implemented in order to solve the problem when the process is performed under a certain process condition. However, during the etching process, the internal plasma state is not always constant but changes to some extent with time. For this reason, the ion flux density near the sample stage, the energy of the ions, the incident angle distribution of the ions, and the side wall protecting radical flux also change to some extent with time. By changing the external parameter by the external parameter control device so as to compensate for such a temporal change, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are made more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern are It was possible to reduce the dimensional difference between.

【0202】また、図22〜図35に示す実施例は、主
エッチング運転モードについて実施したものであるが、
下地の酸化膜が現れ始めるオーバーエッチング運転モー
ドにおいては、反応生成物の割合が減るので、側壁保護
ラジカルの割合も減る。
Although the embodiment shown in FIGS. 22 to 35 is carried out in the main etching operation mode,
In the over-etching operation mode in which the underlying oxide film begins to appear, the proportion of reaction products decreases, so the proportion of side wall protecting radicals also decreases.

【0203】図36は、平行平板型反応性イオンドライ
エッチング装置を用い、主エッチング運転モードとオー
バーエッチング運転モードとの切り替えを行なって、エ
ッチングを実施した場合の様子を、前記同様に、リンド
ープした多結晶シリコン膜に対して行なったエッチング
の状態を示している。
FIG. 36 shows a state in which etching was carried out by switching between the main etching operation mode and the overetching operation mode using a parallel plate type reactive ion dry etching apparatus, and phosphorus was doped in the same manner as described above. The state of etching performed on the polycrystalline silicon film is shown.

【0204】図36(a)は、主エッチング運転モード
において、Cl2 を40sccmだけ導入し、ガス圧力
を4Paの高真空の条件にし、排気量を1000リット
ル/秒、高周波電力の周波数を13.56MHzにして
エッチングを行なった結果を示し、同図に示すように、
孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファ
イルがほぼ垂直になり、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差が小さくなっている。図36
(b)は、前記の条件でオーバーエッチングを行なった
結果を示し、同図に示すように、孤立ラインパターンの
方が内部ラインパターンよりもエッチング後のパターン
・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細ってい
る。図36(c)は、図36(b)の状態を改善するた
め、ガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル/秒
で一定に保ったまま、高周波電力の周波数を50MHz
に増加させた結果を示し、シース幅が減少し、斜め入射
イオンの割合が小さくなり、同図に示すように、孤立ラ
インパターン側壁の保護膜エッチング量が少なくなり、
孤立ラインパターン及び内部ラインパターンのプロファ
イルがより垂直になり、孤立ラインパターンと内部ライ
ンパターンとの間の寸法差が減少している。尚、この場
合、シリコン酸化膜に対するエッチング選択比を大きく
するために、高周波電力のパワーを200Wに下げ、こ
れによりシース間電圧を小さくして、イオンのエネルギ
ーを低くしている。
FIG. 36 (a) shows that in the main etching operation mode, Cl 2 was introduced at 40 sccm, the gas pressure was set to a high vacuum condition of 4 Pa, the exhaust amount was 1000 liter / sec, and the frequency of the high frequency power was 13. The results of etching at 56 MHz are shown below.
The profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are substantially vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is small. Fig. 36
(B) shows the result of over-etching under the above conditions. As shown in the figure, the isolated line pattern has a reverse taper pattern profile after etching and a smaller dimension than the internal line pattern. ing. In order to improve the state of FIG. 36 (b), FIG. 36 (c) shows that the frequency of the high frequency power is 50 MHz while keeping the gas pressure at 4 Pa and the displacement at 1000 liters / sec.
The result shows that the sheath width decreases, the proportion of obliquely incident ions decreases, and as shown in the figure, the protective film etching amount on the side wall of the isolated line pattern decreases.
The profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the dimensional difference between the isolated line pattern and the internal line pattern is reduced. In this case, in order to increase the etching selection ratio with respect to the silicon oxide film, the power of the high frequency power is reduced to 200 W, thereby reducing the inter-sheath voltage and lowering the ion energy.

【0205】エッチングプロセスにおいては、前記のよ
うな運転モードの切り替えを次のようにして行なう。す
なわち、プラズマを発生させるチャンバ11にエッチン
グ終点検出器20を付設し該エッチング終点検出器20
からの信号を用いることにより、又は、時間の経過に従
った運転モードの切り替えを予めプログラムできる制御
装置を設置し、この制御装置の信号を用いることによ
り、主エッチング時の終了を判断し、主エッチング終了
までは前述の主エッチング条件でエッチングを行ない、
主エッチング終了後は前述のオーバーエッチング条件で
エッチングを行なうようにする。
In the etching process, the operation mode switching as described above is performed as follows. That is, the etching end point detector 20 is attached to the chamber 11 for generating plasma, and the etching end point detector 20 is attached.
Or a controller capable of pre-programming the switching of the operation mode according to the passage of time is installed, and the signal of this controller is used to determine the end of the main etching. Until the end of etching, perform the etching under the main etching conditions described above,
After the main etching is completed, the etching is performed under the above-mentioned over-etching conditions.

【0206】尚、前記各実施例では多結晶シリコン膜に
対するエッチングの場合であったが、酸化膜、Si化合
物、アルミニウム等のメタル又は多層レジストにおける
レジストに対するエッチング等に本発明を用いても高い
効果が得られる。アルミニウムに対するエッチングに本
発明を適用する場合には、BCl3 +Cl2 、又は、S
iCl4 +Cl2 +CHCl3 等のように、塩素をベー
スにしたガスを用い、ガス圧力は0.1Pa〜20Pa
とすることが好ましい。実験によると、この場合のエッ
チングレートとしては400〜900nm/minが得
られた。
In each of the above-mentioned embodiments, the polycrystalline silicon film is etched. However, even if the present invention is used for etching a metal such as an oxide film, a Si compound or aluminum, or a resist in a multi-layer resist, a high effect can be obtained. Is obtained. When the present invention is applied to etching for aluminum, BCl 3 + Cl 2 or S
A gas based on chlorine such as iCl 4 + Cl 2 + CHCl 3 is used, and the gas pressure is 0.1 Pa to 20 Pa.
It is preferable that According to the experiment, the etching rate in this case was 400 to 900 nm / min.

【0207】また、前記実施例においては、プラズマを
発生させる装置として、平行平板反応性イオンエッチン
グ装置を用いたが、これに代えて、電子サイクロトロン
プラズマ発生装置や電磁誘導型プラズマ発生装置等のよ
うに、プラズマの発生パワーとバイアスのパワーとが独
立に制御できるプラズマ発生装置においても満足できる
効果が得られる。
Further, in the above embodiment, the parallel plate reactive ion etching apparatus was used as the apparatus for generating plasma, but instead of this, an electron cyclotron plasma generating apparatus, an electromagnetic induction type plasma generating apparatus or the like is used. In addition, a satisfactory effect can be obtained even in a plasma generator in which the plasma generation power and the bias power can be controlled independently.

【0208】以下、本発明の他の実施例である電磁誘導
型プラズマ・エッチング装置、及び該装置を用いて行な
うドライエッチング方法について、図面を参照しながら
説明する。
An electromagnetic induction type plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention and a dry etching method using the apparatus will be described below with reference to the drawings.

【0209】図37は、本発明に係るプラズマ発生方法
に用いる電磁誘導型プラズマ・エッチング装置の概略構
成を示している。図37に示すように、金属製のチャン
バー11内にはガスコントローラ12を介して反応性ガ
スが導入され、該チャンバー11の内部は排気系13に
よって適切な圧力に制御されている。
FIG. 37 shows a schematic structure of an electromagnetic induction type plasma etching apparatus used in the plasma generating method according to the present invention. As shown in FIG. 37, a reactive gas is introduced into the metal chamber 11 through the gas controller 12, and the inside of the chamber 11 is controlled to an appropriate pressure by the exhaust system 13.

【0210】チャンバー11の上部にはらせん状コイル
25が設けられ、下部にはカソード(陰極)となる試料
台15が設けられている。試料台15には、自己DCバ
イアスを形成するために、インピーダンス整合回路16
を介して第1の高周波電力源17が接続されている。ら
せん状コイル25には、プラズマを発生させるために、
インピーダンス整合回路27を介して第2の高周波電力
源28が接続されている。第1の高周波電力源17の周
波数は周波数制御回路21により変化させることがで
き、第2の高周波電力源28の周波数は周波数制御回路
29により変化させることができる。
A spiral coil 25 is provided in the upper part of the chamber 11, and a sample table 15 serving as a cathode is provided in the lower part. The sample stage 15 includes an impedance matching circuit 16 for forming a self DC bias.
The first high frequency power source 17 is connected via. In order to generate plasma in the spiral coil 25,
A second high frequency power source 28 is connected via an impedance matching circuit 27. The frequency of the first high-frequency power source 17 can be changed by the frequency control circuit 21, and the frequency of the second high-frequency power source 28 can be changed by the frequency control circuit 29.

【0211】イオンのエネルギー分布及び試料台15近
傍のシース領域の幅はプラズマパラメータ検出器26に
より判断することができ、エッチング終点はスペクトル
法を用いたエッチング終点検出器20により判断するこ
とができる。また、エッチング終点検出器20からの信
号によりガスコントローラ12及び排気系13が制御さ
れ、チャンバー11内のガス圧力及び排気量が適切に制
御される。さらに、エッチング終点検出器20からの信
号により、周波数制御回路21を介して第1の高周波電
力源17の周波数が制御できる。
The energy distribution of ions and the width of the sheath region near the sample stage 15 can be determined by the plasma parameter detector 26, and the etching end point can be determined by the etching end point detector 20 using the spectral method. Further, the gas controller 12 and the exhaust system 13 are controlled by a signal from the etching end point detector 20, and the gas pressure and the exhaust amount in the chamber 11 are appropriately controlled. Further, the frequency of the first high frequency power source 17 can be controlled via the frequency control circuit 21 by the signal from the etching end point detector 20.

【0212】温度制御回路24を介してヒーター23を
制御することにより試料台15の温度を調整することが
できる。また、外部パラメータ制御装置22は、プラズ
マパラメータ検出器26からの信号及びエッチング終点
検出器20からの信号、又はこれらの信号と周波数、ガ
ス圧力、高周波電力パワー及び試料台温度等の外部パラ
メータの値と組み合わせ、又はこれらの信号と予めプロ
グラムされた処理流れとの組み合わせに基づき、ガスコ
ントローラ12、排気系13、周波数制御回路21及び
温度制御回路24を制御することができる。
The temperature of the sample table 15 can be adjusted by controlling the heater 23 via the temperature control circuit 24. In addition, the external parameter control device 22 controls the signal from the plasma parameter detector 26 and the signal from the etching end point detector 20, or the value of these signals and the external parameters such as frequency, gas pressure, high frequency power power, and sample stage temperature. It is possible to control the gas controller 12, the exhaust system 13, the frequency control circuit 21, and the temperature control circuit 24 based on a combination of the above, or a combination of these signals and a pre-programmed processing flow.

【0213】以下、図38に基づき、前記の電磁誘導型
プラズマ・エッチング装置を用いて行なうドライエッチ
ング方法の具体的な実施例について説明する。すなわ
ち、図38(a)は、Cl2 を40sccmだけ導入
し、プラズマ発生用のらせん状コイル26に対して30
0ワットを印加し、バイアスパワーを100ワットに
し、ガス圧力を3Paの高真空の条件にし、排気量を1
000リットル/秒にしてエッチングを行なった結果を
示し、同図に示すように、内部ラインパターンの方が孤
立ラインパターンよりも、側壁保護膜堆積量が多くな
り、エッチング後のパターン・プロファイルが順テーパ
ーとなり且つ寸法が太っている。図38(b)は、ガス
圧力を3Paで一定に保ったまま、バイアスパワーを1
50ワット、排気量を2000リットル/秒に増加させ
た結果を示し、イオンの入射分布がより垂直になり、パ
ターンの側壁に到達する側壁保護ラジカルが減少した結
果、同図に示すように、パターン側壁の保護膜量が減
り、内部ラインパターンの方が孤立ラインパターンより
も寸法減少量が大きくなり、孤立ラインパターン及び内
部ラインパターンのプロファイルがより垂直になり、孤
立ラインパターンと内部ラインパターンとの間の寸法差
が減少している。
A concrete example of the dry etching method performed by using the above-mentioned electromagnetic induction type plasma etching apparatus will be described below with reference to FIG. That is, in FIG. 38 (a), Cl 2 is introduced by 40 sccm, and 30 is applied to the spiral coil 26 for plasma generation.
0 watt was applied, bias power was 100 watts, gas pressure was high vacuum condition of 3 Pa, and displacement was 1
The results of etching at 000 liters / second are shown. As shown in the figure, the internal line pattern has a larger sidewall protection film deposition amount than the isolated line pattern, and the pattern profile after etching is in order. Tapered and fat. In FIG. 38 (b), the bias power is 1 while the gas pressure is kept constant at 3 Pa.
The result of increasing the displacement to 50 watts and 2000 liters / sec shows that the incident distribution of ions becomes more vertical and the number of side wall protective radicals reaching the side wall of the pattern decreases. As a result, as shown in FIG. The amount of the protective film on the side wall is reduced, the dimension reduction amount of the internal line pattern is larger than that of the isolated line pattern, the profiles of the isolated line pattern and the internal line pattern are more vertical, and the isolated line pattern and the internal line pattern are The dimensional difference between them is decreasing.

【0214】さらに、ガス圧力を0.5Paに下げて
も、バイアスパワーの高周波電力を13.56MHzか
ら50MHzに増加させても、又は、ガス圧力を3Pa
から1Paに下げるとと共に排気量を200リットル/
秒に増加させても、同様の効果が認められた。
Furthermore, even if the gas pressure is reduced to 0.5 Pa, the high frequency power of the bias power is increased from 13.56 MHz to 50 MHz, or the gas pressure is 3 Pa.
From 1 to 1 Pa and the displacement is 200 liters /
The same effect was observed even if it was increased to seconds.

【0215】[0215]

【発明の効果】請求項1の発明に係るプラズマ発生方法
によると、第1及び第2のラインパターンに対するエッ
チング量が増加すると共に第1のラインパターンに対す
るエッチング量が第2のラインパターンに対するエッチ
ング量よりも相対的に減少するように制御するため、第
1のラインパターンのライン幅が第2のラインパターン
のライン幅に近づくと共に、第1及び第2のラインパタ
ーンのライン幅がレジストパターンのライン幅に近づく
ので、第1及び第2のラインパターンのライン幅が最適
化される。
According to the plasma generation method of the first aspect of the present invention, the etching amount for the first and second line patterns is increased and the etching amount for the first line pattern is increased for the second line pattern. Since the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, the line widths of the first and second line patterns are controlled so that the line width of the first line pattern becomes smaller than that of the resist pattern. Since the width approaches the width, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0216】請求項2の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、真空チャンバーから排出するガスの排出量を増
加させるため、ラインパターンの側壁に堆積する側壁保
護膜の量が減少するので第1及び第2のラインパターン
における寸法減少量が増大すると共に、斜め入射イオン
による側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的に増
大するので、第2のラインパターンの寸法減少量が第1
のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
According to the plasma generating method of the second aspect of the present invention, since the amount of gas discharged from the vacuum chamber is increased, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is reduced. As the size reduction amount of the second line pattern increases, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protection film relatively increases.
It is larger than the size reduction of the line pattern.

【0217】請求項3の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、原料ガスに占める側壁保護用ガスの割合を減少
させるため、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが減
少してラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量
が減少するので第1及び第2のラインパターンにおける
寸法減少量が増大すると共に、斜め入射イオンによる側
壁保護膜に対するエッチング効果が相対的に増大するの
で第2のラインパターンの寸法減少量が第1のラインパ
ターンの寸法減少量よりも増大する。
According to the plasma generating method of the third aspect of the present invention, since the proportion of the sidewall protecting gas in the source gas is reduced, the sidewall protecting radicals in the vacuum chamber are reduced and the sidewalls deposited on the sidewalls of the line pattern. Since the amount of the protective film is reduced, the size reduction amount of the first and second line patterns is increased, and the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is relatively increased, so that the size reduction of the second line pattern is reduced. The amount is larger than the size reduction amount of the first line pattern.

【0218】請求項4の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧
力を増大させると共に高周波電力の電力を増大させるた
め、ガス圧力の増加に伴うイオンエネルギーの減少が高
周波電力の電力増加によって補われ斜め入射イオンによ
る側壁保護膜に対するエッチング効果が増大するので第
1及び第2のラインパターンにおける寸法減少量が増大
すると共に、入射イオンの角度分布の拡がりが大きくな
って第2のラインパターンに比べて第1のラインパター
ンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的に低減
するので第1のラインパターンの寸法減少量が第2のラ
インパターンの寸法減少量よりも低減する。
According to the plasma generating method of the fourth aspect of the present invention, since the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is increased and the power of the high frequency power is increased, the ion energy is reduced as the gas pressure is increased. Is compensated by the increase of the high frequency power and the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is increased, so that the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is increased and the spread of the angle distribution of the incident ions is increased. As compared with the second line pattern, the etching effect of the first line pattern on the sidewall protection film is relatively reduced, so that the size reduction amount of the first line pattern is smaller than the size reduction amount of the second line pattern. To do.

【0219】請求項5の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧
力を増大させると共に真空チャンバーから排出するガス
の排出量を増加させるため、真空チャンバー内の側壁保
護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積する
側壁保護膜の量が減少するので第1及び第2のラインパ
ターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入射イオ
ンの角度分布の拡がりが大きくなって第2のラインパタ
ーンに比べて第1のラインパターンの側壁保護膜に対す
るエッチング効果が相対的に減少するので第1のライン
パターンの寸法減少量が第2のラインパターンの寸法減
少量よりも低減する。
According to the plasma generating method of the fifth aspect of the present invention, since the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is increased and the discharge amount of the gas exhausted from the vacuum chamber is increased, the side wall inside the vacuum chamber is increased. Since the protective radicals are reduced and the amount of the sidewall protective film deposited on the sidewalls of the line pattern is reduced, the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is increased and the spread of the angle distribution of incident ions is increased. Since the etching effect of the first line pattern on the sidewall protection film is relatively reduced as compared with the second line pattern, the dimension reduction amount of the first line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the second line pattern. .

【0220】請求項6の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、試料台の温度を高くするため、ラインパターン
の側壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少して第1及び
第2のラインパターンにおける寸法減少量が増加すると
共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチ
ング効果が増大するので第2のラインパターンの寸法減
少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも増大す
る。
According to the plasma generating method of the sixth aspect of the present invention, since the temperature of the sample stage is raised, the side wall protecting radicals deposited on the side wall of the line pattern are reduced, and the size reduction in the first and second line patterns is reduced. As the amount increases, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protection film increases, so that the dimension reduction amount of the second line pattern increases more than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0221】請求項7の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、パラメーター制御工程において、第1及び第2
のラインパターンに対するエッチング量が減少すると共
に第1のラインパターンに対するエッチング量が第2の
ラインパターンに対するエッチング量よりも相対的に減
少するように制御するため、第1のラインパターンのラ
イン幅が第2のラインパターンのライン幅に近づくと共
に、第1及び第2のラインパターンのライン幅がレジス
トパターンのライン幅に近づくので、第1及び第2のラ
インパターンのライン幅が最適化される。
According to the plasma generating method of the seventh aspect of the present invention, the first and second parameters are controlled in the parameter control step.
The line width of the first line pattern is controlled to be smaller than the line width of the first line pattern because the etching amount for the first line pattern is controlled to be relatively smaller than the etching amount for the first line pattern. Since the line widths of the first and second line patterns approach the line width of the resist pattern while approaching the line width of the second line pattern, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0222】請求項8の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧
力を低減するため、斜め入射イオンが低減して斜め入射
イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果が低減
するので第1及び第2のラインパターンにおける寸法減
少量が低減する。
According to the plasma generating method of the eighth aspect of the present invention, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are reduced and the effect of etching the side wall protective film by the obliquely incident ions is reduced. Since it is reduced, the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is reduced.

【0223】請求項9の発明に係るプラズマ発生方法に
よると、真空チャンバーから排出するガスの排出量を減
少させるため、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが
増加してラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の
量が増加するので、第1及び第2のラインパターンにお
ける寸法減少量が低減すると共に、斜め入射イオンによ
る側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2のラ
インパターンにおいて顕著に現れるので、第2のライン
パターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減
少量よりも低減する。
According to the plasma generation method of the ninth aspect of the present invention, since the amount of gas discharged from the vacuum chamber is reduced, the side wall protection radicals in the vacuum chamber increase and the side wall protection deposited on the side wall of the line pattern. Since the amount of the film is increased, the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is reduced, and the reduction of the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is remarkable in the second line pattern. The dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0224】請求項10の発明に係るプラズマ発生方法
によると、試料台の温度を高くするため、ラインパター
ンの側壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少して第1及
び第2のラインパターンにおける寸法減少量が増加する
と共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッ
チング効果が増大するので第2のラインパターンの寸法
減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも増大
する。
According to the plasma generating method of the tenth aspect of the present invention, since the temperature of the sample stage is raised, the side wall protecting radicals deposited on the side walls of the line pattern are reduced, and the size reduction in the first and second line patterns is reduced. As the amount increases, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protection film increases, so that the dimension reduction amount of the second line pattern increases more than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0225】請求項11の発明に係るプラズマ発生方法
によると、パラメーター制御工程において、第1及び第
2のラインパターンに対するエッチング量が増加すると
共に第1のラインパターンに対するエッチング量が第2
のラインパターンに対するエッチング量よりも相対的に
増加するように制御するため、第1のラインパターンの
ライン幅が第2のラインパターンのライン幅に近づくと
共に、第1及び第2のラインパターンのライン幅がレジ
ストパターンのライン幅に近づくので第1及び第2のラ
インパターンのライン幅が最適化される。
According to the plasma generating method of the eleventh aspect of the present invention, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is increased and the etching amount for the first line pattern is set to the second amount.
Since the etching amount is controlled to be increased relative to the line pattern of the first line pattern, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the lines of the first and second line patterns are Since the width approaches the line width of the resist pattern, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0226】請求項12の発明に係る発明に係るプラズ
マ発生方法によると、高周波電力の電力を増大させると
共に真空チャンバーから排出するガスの排出量を増加さ
せるため、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが減少
してラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が
減少するので、第1及び第2のラインパターンにおける
寸法減少量が増大すると共に、入射イオンの角度分布の
拡がりが小さくなって第1のラインパターンの側壁保護
膜に対するエッチング効果が相対的に増大するので、第
1のラインパターンの寸法減少量が第2のラインパター
ンの寸法減少量よりも増大する。
According to the plasma generating method of the invention of claim 12, since the high frequency power is increased and the amount of gas discharged from the vacuum chamber is increased, the sidewall protective radicals in the vacuum chamber are reduced. As a result, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern is reduced, so that the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is increased and the spread of the angular distribution of the incident ions is reduced, and the first Since the etching effect of the line pattern on the sidewall protection film is relatively increased, the size reduction amount of the first line pattern is larger than the size reduction amount of the second line pattern.

【0227】請求項13の発明に係るプラズマ発生方法
によると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス
圧力を低減させるため、斜め入射イオンが低減し、斜め
入射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の
低減は第2のラインパターンにおいて顕著に現れるの
で、第2のラインパターンの寸法減少量が相対的に低減
する。
According to the plasma generating method of the thirteenth aspect of the invention, the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, so that the obliquely incident ions are reduced and the effect of etching the side wall protective film by the obliquely incident ions is reduced. Since the reduction remarkably appears in the second line pattern, the dimensional reduction amount of the second line pattern is relatively reduced.

【0228】請求項14の発明に係るプラズマ発生方法
によると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス
圧力を低減させると共に真空チャンバーから排出するガ
スの排出量を増加させるため、真空チャンバー内の側壁
保護ラジカルが減少してラインパターンの側壁に堆積す
る側壁保護膜の量が減少するので、第1及び第2のライ
ンパターンにおける寸法減少量が増大すると共に、入射
イオンの角度分布の拡がりが小さくなって第1のライン
パターンの側壁保護膜に対するエッチング効果が相対的
に増大するので、第1のラインパターンの寸法減少量が
第2のラインパターンの寸法減少量よりも増大する。
According to the plasma generating method of the fourteenth aspect of the present invention, the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is reduced and the amount of the gas exhausted from the vacuum chamber is increased. Since the protective radicals are reduced and the amount of the sidewall protective film deposited on the sidewalls of the line pattern is reduced, the size reduction amount in the first and second line patterns is increased and the spread of the angular distribution of incident ions is reduced. As a result, the etching effect of the first line pattern on the side wall protection film is relatively increased, so that the size reduction amount of the first line pattern is larger than the size reduction amount of the second line pattern.

【0229】請求項15の発明に係るプラズマ発生方法
によると、高周波電力の周波数を高くするため、シース
幅が減少して斜め入射イオンの割合が減少し斜め入射イ
オンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減が
第2のラインパターンにおいて顕著に現れるので第2の
ラインパターンの寸法減少量が相対的に低減する。
According to the plasma generating method of the fifteenth aspect of the present invention, since the frequency of the high frequency power is increased, the sheath width is reduced and the ratio of obliquely incident ions is decreased, so that the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protective film is improved. Since the reduction significantly appears in the second line pattern, the dimension reduction amount of the second line pattern is relatively reduced.

【0230】請求項16の発明に係るプラズマ発生方法
によると、試料台の温度を高くするため、ラインパター
ンの側壁に堆積する側壁保護ラジカルが減少して第1及
び第2のラインパターンにおける寸法減少量が増加する
と共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対するエッ
チング効果が増大するので第2のラインパターンの寸法
減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも増大
する。
According to the plasma generating method of the sixteenth aspect of the present invention, since the temperature of the sample stage is raised, the side wall protecting radicals deposited on the side walls of the line pattern are reduced, and the size of the first and second line patterns is reduced. As the amount increases, the etching effect of the obliquely incident ions on the side wall protection film increases, so that the dimension reduction amount of the second line pattern increases more than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0231】請求項17の発明に係るプラズマ発生方法
によると、パラメーター制御工程において、第1及び第
2のラインパターンに対するエッチング量が減少すると
共に第1のラインパターンに対するエッチング量が第2
のラインパターンに対するエッチング量よりも相対的に
増加するように制御するため、第1のラインパターンの
ライン幅が第2のラインパターンのライン幅に近づくと
共に、第1及び第2のラインパターンのライン幅がレジ
ストパターンのライン幅に近づくので、第1及び第2の
ラインパターンのライン幅が最適化される。
According to the plasma generating method of the seventeenth aspect, in the parameter control step, the etching amount for the first and second line patterns is reduced and the etching amount for the first line pattern is set to the second amount.
Since the etching amount is controlled to be increased relative to the line pattern of the first line pattern, the line width of the first line pattern approaches the line width of the second line pattern, and the lines of the first and second line patterns are Since the width approaches the line width of the resist pattern, the line widths of the first and second line patterns are optimized.

【0232】請求項18の発明に係るプラズマ発生方法
によると、真空チャンバーから排出するガスの排出量を
低減させるため、真空チャンバー内の側壁保護ラジカル
が増加してラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜
の量が増加するので、第1及び第2のラインパターンに
おける寸法減少量が低減すると共に、斜め入射イオンに
よる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2の
ラインパターンにおいて顕著に現れるので、第2のライ
ンパターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法
減少量よりも低減する。
According to the plasma generating method of the eighteenth aspect of the present invention, in order to reduce the discharge amount of the gas discharged from the vacuum chamber, the side wall protective radicals in the vacuum chamber increase and the side wall protective deposits on the side wall of the line pattern. Since the amount of the film is increased, the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is reduced, and the reduction of the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions is remarkable in the second line pattern. The dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0233】請求項19の発明に係るプラズマ発生方法
によると、原料ガスに占める側壁保護用ガスの割合を増
加させるため、真空チャンバー内の側壁保護ラジカルが
増加してラインパターンの側壁に堆積する側壁保護膜の
量が増加するので、第1及び第2のラインパターンにお
ける寸法減少量が低減すると共に、斜め入射イオンによ
る側壁保護膜に対するエッチング効果の低減は第2のラ
インパターンにおいて顕著に現れるので、第2のライン
パターンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減
少量よりも低減する。
According to the plasma generating method of the nineteenth aspect of the present invention, since the ratio of the side wall protecting gas in the source gas is increased, the side wall protecting radicals in the vacuum chamber are increased and the side walls are deposited on the side walls of the line pattern. Since the amount of the protective film increases, the dimensional reduction amount in the first and second line patterns is reduced, and the reduction of the etching effect on the sidewall protective film due to the obliquely incident ions remarkably appears in the second line pattern. The dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0234】請求項20の発明に係るプラズマ発生方法
によると、高周波電力の周波数を高くするため、シース
幅が減少して斜め入射イオンの割合が減少し、斜め入射
イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果の低減
が第2のラインパターンにおいて顕著に現れるので、第
2のラインパターンの寸法減少量が相対的に低減する。
According to the plasma generating method of the twentieth aspect of the present invention, since the frequency of the high frequency power is increased, the sheath width is reduced and the ratio of obliquely incident ions is decreased. Is significantly exhibited in the second line pattern, so that the dimensional reduction amount of the second line pattern is relatively reduced.

【0235】請求項21の発明に係るプラズマ発生方法
によると、高周波電力の周波数を高くすると共に真空チ
ャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を低減するた
め、斜め入射イオンが大きく低減して斜め入射イオンに
よる側壁保護膜に対するエッチング効果が低減するの
で、第1及び第2のラインパターンにおける寸法減少量
が低減すると共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に
対するエッチング効果の低減は第2のラインパターンに
おいて顕著に現れるので、第2のラインパターンの寸法
減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも低減
する。
According to the plasma generating method of the twenty-first aspect of the present invention, since the frequency of the high frequency power is increased and the gas pressure of the raw material gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are greatly reduced and the oblique incidence is performed. Since the etching effect on the sidewall protection film by the ions is reduced, the size reduction amount in the first and second line patterns is reduced, and the etching effect on the sidewall protection film by the obliquely incident ions is significantly reduced in the second line pattern. , The dimension reduction amount of the second line pattern is smaller than the dimension reduction amount of the first line pattern.

【0236】請求項22の発明に係るプラズマ発生方法
によると、試料台の温度を低くするため、ラインパター
ンの側壁に堆積する側壁保護膜の量が増加するので、第
1及び第2のラインパターンにおける寸法減少量が低減
すると共に、斜め入射イオンによる側壁保護膜に対する
エッチング効果が低減して第2のラインパターンの寸法
減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よりも低減
する。
According to the plasma generating method of the twenty-second aspect of the invention, since the temperature of the sample stage is lowered, the amount of the side wall protective film deposited on the side wall of the line pattern increases, so that the first and second line patterns are formed. In addition to reducing the size reduction amount of the second line pattern, the size reduction amount of the second line pattern is smaller than that of the first line pattern.

【0237】請求項23の発明に係るプラズマ発生方法
によると、真空チャンバー内に導入する原料ガスのガス
圧力を低減するため、斜め入射イオンが低減して斜め入
射イオンによる側壁保護膜に対するエッチング効果が低
減するので、第1及び第2のラインパターンにおける寸
法減少量が低減すると共に、斜め入射イオンによる側壁
保護膜に対するエッチング効果の低減は第2のラインパ
ターンにおいて顕著に現れるので、第2のラインパター
ンの寸法減少量が第1のラインパターンの寸法減少量よ
りも低減する。
According to the plasma generating method of the twenty-third aspect of the present invention, since the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber is reduced, the obliquely incident ions are reduced, and the effect of etching the side wall protective film by the obliquely incident ions is reduced. Since the amount of reduction in the size of the first and second line patterns is reduced, the reduction of the etching effect on the side wall protective film by the obliquely incident ions appears remarkably in the second line pattern. Of the first line pattern is smaller than that of the first line pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の各実施例に係るドライエッチング方法
に用いるドライエッチング装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a dry etching apparatus used in a dry etching method according to each embodiment of the present invention.

【図2】バルクプラズマ領域とシース領域との境界から
出発したイオンがシース領域を中性粒子と衝突しながら
試料台に向かって輸送される様子を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which ions starting from a boundary between a bulk plasma region and a sheath region are transported toward a sample stage while colliding with neutral particles in the sheath region.

【図3】ガス圧力が0.1Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 3 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.1 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図4】ガス圧力が0.2Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 4 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.2 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図5】ガス圧力が0.5Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 5 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 0.5 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図6】ガス圧力が1.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 6 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 1.0 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図7】ガス圧力が2.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 7 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 2.0 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図8】ガス圧力が3.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 8 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 3.0 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図9】ガス圧力が5.0Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 9 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 5.0 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図10】ガス圧力が10Paのときのバルクプラズマ
領域とシース領域との境界から出発したイオンの入射分
布の特性を示し、(a)はイオン角度分布を示し、
(b)はイオンエネルギー分布を示している。
FIG. 10 shows the characteristics of the incident distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region when the gas pressure is 10 Pa, (a) shows the ion angle distribution,
(B) shows the ion energy distribution.

【図11】バルクプラズマ領域とシース領域との境界か
ら出発したイオンの入射角度分布における散乱角の拡が
りを表す標準偏差σ及びイオンの平均自由工程λのガス
圧力依存性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the gas pressure dependence of the standard deviation σ representing the spread of the scattering angle in the incident angle distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region and the mean free path λ of the ions.

【図12】バルクプラズマ領域とシース領域との境界か
ら出発したイオンの角度分布において、有限の散乱角±
Δ°内で入射するイオンの全入射イオン数に対する割合
のガス圧力依存性を示す図である。
FIG. 12 shows a finite scattering angle ± in the angular distribution of ions starting from the boundary between the bulk plasma region and the sheath region.
It is a figure which shows the gas pressure dependence of the ratio with respect to the number of all the incident ions which inject within Δ (degree).

【図13】ライン・アンド・スペース・パターンの上方
からほぼ等方的に入射してくる側壁保護ラジカルの振舞
いを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the behavior of sidewall protecting radicals that are isotropically incident from above the line-and-space pattern.

【図14】ライン・アンド・スペース・パターンの内部
ラインパターン及び孤立ラインパターンにおけるプロフ
ァイル及び寸法変化の違いのメカニズムを示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a mechanism of a difference in profile and dimensional change in an internal line pattern and an isolated line pattern of a line and space pattern.

【図15】ガス圧力及び排気量からなる外部運転パラメ
ータを変化させた際の真空チャンバーにおける内部パラ
メータの変化の様子を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating how internal parameters change in a vacuum chamber when external operating parameters including gas pressure and exhaust amount are changed.

【図16】バイアス・パワーからなる外部運転パラメー
タを変化させた際の真空チャンバーにおける内部パラメ
ータの変化の様子を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining how the internal parameters in the vacuum chamber change when the external operating parameters including bias power are changed.

【図17】中真空の場合において、内部ラインパターン
と孤立ラインパターンとの間の寸法差を減少させる方法
を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a method of reducing the dimensional difference between an internal line pattern and an isolated line pattern in the case of medium vacuum.

【図18】高真空の場合において、内部ラインパターン
と孤立ラインパターンとの間の寸法差を減少させる方法
を説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a method of reducing a dimensional difference between an internal line pattern and an isolated line pattern in the case of high vacuum.

【図19】中真空及び高真空の場合において、内部ライ
ンパターンと孤立ラインパターンとの寸法差を減少させ
るために最初にとるべき手段を説明する図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining first means to reduce the dimensional difference between the internal line pattern and the isolated line pattern in the case of medium vacuum and high vacuum.

【図20】図19に示した(E)ー(H)の各場合につ
いて、内部ラインパターンと孤立ラインパターンとの寸
法差を減少させるために、その後にどのような対処を行
なうかを説明する図である。
FIG. 20 illustrates how to deal with the cases (E) to (H) shown in FIG. 19 after that in order to reduce the dimensional difference between the internal line pattern and the isolated line pattern. It is a figure.

【図21】ドライエッチング前のラインパターンを示す
断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a line pattern before dry etching.

【図22】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチ
ング後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且
つ寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を10P
aで一定に保ったまま、排気量を2000リットル/秒
に増加させてパターン・プロファイルを改善した状態を
示す図である。
FIG. 22 (a) shows that Cl 2 is introduced at 40 sccm, the gas pressure is 10 Pa, and the exhaust pressure is 1000 Pa.
When etching is performed at a rate of 1 liter / sec, the pattern profile after etching shows a forward taper and the dimension is thick, and (b) shows a gas pressure of 10P.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by increasing the exhaust amount to 2000 liters / sec while keeping constant at a.

【図23】(a)はCl2 を40sccm、側壁保護ラ
ジカルであるSiCl4 を20sccmを導入し、ガス
圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1500リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を10P
a、排気量を1500リットル/秒で一定に保ったま
ま、SiCl4 を10sccmに減少させてパターン・
プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 23 (a) shows that etching was performed under the conditions of Cl 2 of 40 sccm and sidewall protecting radicals of SiCl 4 of 20 sccm, a gas pressure of 10 Pa and a vacuum of 1500 liter / sec. At this time, the pattern profile after etching shows a forward taper and the dimension is thick, and (b) shows a gas pressure of 10P.
a, SiCl 4 was reduced to 10 sccm while keeping the displacement at 1500 liters / sec.
It is a figure which shows the state which improved the profile.

【図24】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を8Paの中真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ
寸法が細った状態を示し、(b)はガス圧力を8Paで
一定に保ったまま、排気量を500リットル/秒に減少
させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図
である。
FIG. 24 (a) shows a pattern profile after etching when etching was performed with Cl 2 of 40 sccm introduced, a gas pressure of 8 Pa and a medium vacuum, and a displacement of 1000 l / sec. FIG. 6B is a diagram showing a state in which the taper is inversely tapered and the dimensions are thin, and FIG. 7B is a diagram showing a state where the pattern profile is improved by reducing the exhaust amount to 500 liters / sec while keeping the gas pressure constant at 8 Pa. .

【図25】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を15sccmを導入し、ガス圧力を10Paの中真空
の条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチ
ングを行なった際に、エッチング後のパターン・プロフ
ァイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示
し、(b)はガス圧力を10Pa、排気量を1000リ
ットル/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を25sc
cmに増加させてパターン・プロファイルを改善した状
態を示す図である。
FIG. 25 (a) shows Cl 2 at 40 sccm and SiCl 4
Of 15 sccm and a gas pressure of 10 Pa and a vacuum of 10 liters / second, the pattern profile after etching becomes a reverse taper and the dimension is thin. (B) shows 25 sc of SiCl 4 with the gas pressure kept at 10 Pa and the displacement at 1000 l / sec.
It is a figure which shows the state which increased to cm and improved the pattern profile.

【図26】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが順テーパーとなり且つ
寸法が太った状態を示し、(b)はガス圧力を4Paで
一定に保ったまま、排気量を2000リットル/秒に増
加させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す
図である。
FIG. 26 (a) shows a pattern profile after etching when etching was performed under the conditions of a high vacuum of Cl 2 at a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 1000 l / sec. FIG. 3B is a diagram showing a state in which the pattern is forward tapered and the size is thick, and FIG. 6B is a diagram showing a state where the pattern profile is improved by increasing the exhaust amount to 2000 liters / sec while keeping the gas pressure constant at 4 Pa.

【図27】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を20sccmを導入し、ガス圧力を4Paの高真空の
条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチン
グを行なった際に、エッチング後のパターン・プロファ
イルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態を示し、
(b)はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル
/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を10sccmに
減少させてパターン・プロファイルを改善した状態を示
す図である。
FIG. 27 (a) shows Cl 2 at 40 sccm and SiCl 4
20 sccm was introduced, and when the etching was performed at a gas pressure of 4 Pa and a high vacuum of 4 Pa and an evacuation rate of 1000 liters / second, the pattern profile after etching became a forward taper and the dimension was thick. ,
(B) is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by reducing SiCl 4 to 10 sccm while keeping the gas pressure at 4 Pa and the exhaust amount at 1000 liter / sec.

【図28】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒にしてエッチングを行なった際に、エッチン
グ後のパターン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ
寸法が細った状態を示し、(b)はガス圧力を4Paで
一定に保ったまま、排気量を500リットル/秒に減少
させてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図
である。
FIG. 28 (a) shows a pattern profile after etching when etching was performed under the conditions of a high vacuum of 4 Pa of Cl 2 and a gas pressure of 4 Pa and a displacement of 1000 liter / sec. FIG. 6B is a diagram showing a state in which the taper is inversely tapered and the dimensions are narrowed, and FIG. 6B is a diagram showing a state in which the gas displacement is reduced to 500 liters / sec and the pattern profile is improved while the gas pressure is kept constant at 4 Pa. .

【図29】(a)はCl2 を40sccm,SiCl4
を15sccmを導入し、ガス圧力を4Paの高真空の
条件で、排気量を1000リットル/秒にしてエッチン
グを行なった際に、エッチング後のパターン・プロファ
イルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示し、
(b)はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル
/秒で一定に保ったまま、SiCl4 を25sccmに
増加させてパターン・プロファイルを改善した状態を示
す図である。
FIG. 29 (a) shows Cl 2 at 40 sccm and SiCl 4
Of 15 sccm and a gas pressure of 4 Pa under a high vacuum condition and an evacuation rate of 1000 liters / second. When etching is performed, the pattern profile after etching becomes a reverse taper and the dimension becomes small. Shows,
(B) is a diagram showing a state where the pattern profile is improved by increasing SiCl 4 to 25 sccm while keeping the gas pressure at 4 Pa and the exhaust amount at 1000 l / sec.

【図30】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、バイアス・パワーを300ワットにして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)は排気量を1000リットル/秒で一定
に保ったまま、ガス圧力を15Paに増加させるとと共
にバイアス・パワーを400ワットに増加させてパター
ン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 30 (a) shows that Cl 2 of 40 sccm is introduced, the gas pressure is 10 Pa, and the exhaust pressure is 1000 Pa.
When etching was performed with a bias power of 300 watts per liter / second, the pattern after etching
The profile shows a forward taper and a large size. (B) shows that the gas pressure is increased to 15 Pa and the bias power is increased to 400 watts while keeping the displacement constant at 1000 liter / sec. It is a figure which shows the state which improved the pattern profile.

【図31】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、バイアス・パワーを300ワットにして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)はバイアス・パワーを300ワットで一
定に保ったまま、ガス圧力を15Paに増加させるとと
共に排気量を2000リットル/秒に増加させてパター
ン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 31 (a) shows that Cl 2 of 40 sccm is introduced, the gas pressure is 10 Pa, and the exhaust pressure is 1000 Pa.
When etching was performed with a bias power of 300 watts per liter / second, the pattern after etching
The profile shows a forward taper and a large size. (B) shows that the gas pressure is increased to 15 Pa and the displacement is increased to 2000 liters / sec while the bias power is kept constant at 300 watts. It is a figure which shows the state which improved the pattern profile.

【図32】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒、高周波電力の周波数を13.56MHzに
してエッチングを行なった際に、エッチング後のパター
ン・プロファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った
状態を示し、(b)はガス圧力を4Pa、排気量を10
00リットル/秒で一定に保ったまま、高周波電力の周
波数を50MHzに増加させてパターン・プロファイル
を改善した状態を示す図である。
FIG. 32 (a) shows the case where 40 sccm of Cl 2 is introduced, the gas pressure is 4 Pa, and the exhaust pressure is 1000 liter / sec, and the frequency of the high frequency power is 13.56 MHz when the etching is performed. The pattern profile after etching shows an inverse taper and the dimensions are thin. (B) shows a gas pressure of 4 Pa and an exhaust amount of 10
It is a figure which shows the state which improved the pattern profile by increasing the frequency of high frequency electric power to 50 MHz, keeping it constant at 00 liters / second.

【図33】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を800リッ
トル/秒、高周波電力の周波数を50MHzにしてエッ
チングを行なった際に、エッチング後のパターン・プロ
ファイルが逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示
し、(b)は排気量を800リットル/秒で一定に保っ
たまま、高周波電力の周波数を100MHzに増加させ
てパターン・プロファイルを改善した状態を示す図であ
る。
FIG. 33 (a) shows that when etching is performed with Cl 2 of 40 sccm introduced, a gas pressure of 4 Pa and a high vacuum, a displacement of 800 liters / sec and a high-frequency power frequency of 50 MHz. The pattern profile after etching shows an inverse taper and the dimension is small. (B) shows the pattern profile by increasing the frequency of the high frequency power to 100 MHz while keeping the displacement at 800 liters / sec. It is a figure which shows the state which improved.

【図34】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を4Paの高真空の条件で、排気量を1000リ
ットル/秒、試料台温度を30度にしてエッチングを行
なった際に、エッチング後のパターン・プロファイルが
順テーパーとなり且つ寸法が太った状態を示し、(b)
はガス圧力を4Pa、排気量を1000リットル/秒で
一定に保ったまま、試料台温度を80度に増加させてパ
ターン・プロファイルを改善した状態を示す図である。
FIG. 34 (a) shows that when etching is performed with Cl 2 of 40 sccm introduced, a gas pressure of 4 Pa and a high vacuum, a pumping rate of 1000 liters / sec and a sample stage temperature of 30 ° C. The pattern profile after etching shows a forward taper and the dimension is thick, (b)
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by increasing the sample stage temperature to 80 degrees while keeping the gas pressure constant at 4 Pa and the exhaust volume constant at 1000 l / sec.

【図35】(a)はCl2 を40sccmを導入し、ガ
ス圧力を10Paの中真空の条件で、排気量を1000
リットル/秒、試料台温度を30度にしてエッチングを
行なった際に、エッチング後のパターン・プロファイル
が逆テーパーとなり且つ寸法が細った状態を示し、
(b)はガス圧力を10Pa、排気量を1000リット
ル/秒で一定に保ったまま、試料台温度を0度に低下さ
せてパターン・プロファイルを改善した状態を示す図で
ある。
FIG. 35 (a) shows that Cl 2 of 40 sccm is introduced, the gas pressure is 10 Pa, and the exhaust pressure is 1000 Pa.
When etching was carried out at a sample stage temperature of 30 ° C. in liters / second, the pattern profile after etching shows a reverse taper and the dimension is narrow,
FIG. 6B is a diagram showing a state in which the pattern profile is improved by decreasing the sample stage temperature to 0 degrees while keeping the gas pressure at 10 Pa and the displacement at 1000 liters / sec.

【図36】平行平板型反応性イオンドライエッチング装
置を用いてリンドープした多結晶シリコンゲート形成に
際して、主エッチング運転モードとオーバーエッチング
運転モードとの切り替えをしてエッチングを行なった状
態を示し、(a)主エッチング条件におけるエッチング
の状態を示し、(b)オーバーエッチング条件における
エッチングの状態を示し、(c)改善したオーバーエッ
チング条件におけるエッチングの状態を示している。
FIG. 36 shows a state in which etching is performed by switching between a main etching operation mode and an overetching operation mode in forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon gate by using a parallel plate type reactive ion dry etching apparatus. ) Shows the etching state under the main etching conditions, (b) shows the etching state under the over-etching conditions, and (c) shows the etching state under the improved over-etching conditions.

【図37】本発明に係るプラズマ発生方法に用いる他の
ドライエッチング装置の概略図である。
FIG. 37 is a schematic view of another dry etching apparatus used in the plasma generating method according to the present invention.

【図38】図37に示すドライエッチング装置を用いて
リンドープした多結晶シリコンゲートを形成したときの
状態であって、(a)はCl2 を40sccmを導入
し、プラズマ発生用らせん状コイルに対し300ワッ
ト、バイアスパワー1000ワット、ガス圧力を3Pa
の高真空の条件で、排気量を100リットル/秒にして
エッチングを行なった際に、エッチング後のパターン・
プロファイルが順テーパーとなり且つ寸法が太った状態
を示し、(b)はガス圧力を3Paで一定に保ったま
ま、バイアスパワーを150ワット、排気量を2000
リットル/秒に増加させてパターン・プロファイルを改
善した状態を示す図である。
38 is a state when a phosphorus-doped polycrystalline silicon gate is formed by using the dry etching apparatus shown in FIG. 37, (a) introducing Cl 2 of 40 sccm, with respect to a spiral coil for plasma generation. 300 watts, bias power 1000 watts, gas pressure 3 Pa
When etching was performed under the conditions of high vacuum of 100 liter / sec.
The profile shows a forward taper and the dimension is thick. (B) shows a bias power of 150 watts and a displacement of 2000 with the gas pressure kept constant at 3 Pa.
It is a figure which shows the state which increased to 1 liter / second and improved the pattern profile.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 金属性チャンバー 12 ガスコントローラ 13 排気系 14 アノード(陽極) 15 試料台(カソード) 16 インピーダンス整合回路 17 高周波電源(第1の高周波電源) 20 エッチング終点検出器 21 周波数制御回路 22 外部運転パラメータ制御装置 23 ヒーター 24 試料台温度制御装置 25 らせん状コイル 26 プラズマパラメータ検出器 27 インピーダンス整合回路 28 第2の高周波電源 29 周波数制御回路 30 フォトレジストパターン 31 リンドープした多結晶シリコン膜 32 熱酸化膜 33 シリコン基板 34 反応生成物等の側壁保護堆積膜 35 イオン 36 エッチングされた反応生成物等の側壁保護堆積膜 40 側壁保護ラジカル 11 Metallic Chamber 12 Gas Controller 13 Exhaust System 14 Anode (Anode) 15 Sample Stage (Cathode) 16 Impedance Matching Circuit 17 High Frequency Power Supply (First High Frequency Power Supply) 20 Etching End Point Detector 21 Frequency Control Circuit 22 External Operating Parameter Control Device 23 heater 24 sample stage temperature control device 25 spiral coil 26 plasma parameter detector 27 impedance matching circuit 28 second high frequency power supply 29 frequency control circuit 30 photoresist pattern 31 phosphorus-doped polycrystalline silicon film 32 thermal oxide film 33 silicon substrate 34 Side wall protective deposited film such as reaction product 35 Ion 36 Side wall protective deposited film such as etched reaction product 40 Side wall protected radical

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部に試料台を有する真空チャンバー内
に、前記試料台の上に載置され且つ表面にレジストパタ
ーンが形成されている被エッチング試料をエッチングす
るエッチング用ガスと前記被エッチング試料がエッチン
グされることにより形成されるラインパターンの側壁を
保護する側壁保護用ラジカルを生成する側壁保護用ガス
とからなる原料ガスを導入して該原料ガスよりなるイオ
ンを発生させると共に、前記試料台に高周波電力を印加
して自己DCバイアスを形成することにより前記イオン
を前記試料台に誘導し、これにより、前記被エッチング
試料に対してエッチングを行なうドライエッチング方法
であって、 互いに接近して形成される複数の前記ラインパターンよ
りなるラインパターン群における内側に位置する前記ラ
インパターンよりなる第1のラインパターンのライン幅
が、前記ラインパターン群における最も外側に位置する
前記ラインパターン又は前記ラインパターン群から孤立
して形成される前記ラインパターンよりなる第2のライ
ンパターンのライン幅よりも細くなり、且つ前記第1及
び第2のラインパターンのライン幅が前記レジストパタ
ーンのライン幅よりも太くなる場合に、前記第1及び第
2のラインパターンの側壁に対するエッチング量が増加
すると共に前記第1のラインパターンの側壁に対するエ
ッチング量が前記第2のラインパターンの側壁に対する
エッチング量よりも相対的に減少するように、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量、前記高周波電力
の周波数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに占め
る前記側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度から
なるパラメーター群のうちの少なくとも1つのパラメー
ターを変化させるパラメーター制御工程を備えているこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
1. An etching gas for etching a sample to be etched placed on the sample table and having a resist pattern formed on the surface thereof in a vacuum chamber having a sample table at the bottom and the sample to be etched. Introduce a raw material gas consisting of a sidewall protecting gas that generates sidewall protecting radicals that protect the sidewalls of the line pattern formed by etching, and generate ions of the source gas, and at the same time, to the sample stage. A dry etching method of inducing the ions to the sample stage by applying high frequency power to form a self DC bias, thereby performing etching on the sample to be etched, which are formed close to each other. The line pattern located inside the line pattern group consisting of the plurality of line patterns The line width of the first line pattern formed of a line is the outermost line pattern in the line pattern group or the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns is thinner than the line width of the resist pattern, the etching amount on the sidewalls of the first and second line patterns is increased. And the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber and the vacuum so that the etching amount on the side wall of the first line pattern is relatively reduced compared to the etching amount on the side wall of the second line pattern. Amount of gas discharged from the chamber, frequency of the high frequency power, high frequency power Dry etching method, which comprises a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of the electric power, the ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage. .
【請求項2】 前記パラメーター制御工程は、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量を増加させる工程
を有していることを特徴とする請求項1に記載のドライ
エッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the parameter control step includes a step of increasing an exhaust amount of gas exhausted from the vacuum chamber.
【請求項3】 前記パラメーター制御工程は、前記原料
ガスに占める前記側壁保護用ガスの割合を減少させる工
程を有していることを特徴とする請求項1に記載のドラ
イエッチング方法。
3. The dry etching method according to claim 1, wherein the parameter controlling step includes a step of reducing a ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas.
【請求項4】 前記パラメーター制御工程は、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を増大させ
る工程と、前記高周波電力の電力を増大させる工程とを
有していることを特徴とする請求項1に記載のドライエ
ッチング方法。
4. The parameter controlling step includes a step of increasing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber and a step of increasing power of the high frequency power. Item 3. The dry etching method according to item 1.
【請求項5】 前記パラメーター制御工程は、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を増大させ
る工程と、前記真空チャンバーから排出するガスの排出
量を増加させる工程とを有していることを特徴とする請
求項1に記載のドライエッチング方法。
5. The parameter control step includes a step of increasing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber, and a step of increasing a discharge amount of a gas discharged from the vacuum chamber. The dry etching method according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記パラメーター制御工程は、前記試料
台の温度を高くする工程を有していることを特徴とする
請求項1に記載のドライエッチング方法。
6. The dry etching method according to claim 1, wherein the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.
【請求項7】 下部に試料台を有する真空チャンバー内
に、前記試料台の上に載置され且つ表面にレジストパタ
ーンが形成されている被エッチング試料をエッチングす
るエッチング用ガスと前記被エッチング試料がエッチン
グされることにより形成されるラインパターンの側壁を
保護する側壁保護用ラジカルを生成する側壁保護用ガス
とからなる原料ガスを導入して該原料ガスよりなるイオ
ンを発生させると共に、前記試料台に高周波電力を印加
して自己DCバイアスを形成することにより前記イオン
を前記試料台に誘導し、これにより、前記被エッチング
試料に対してエッチングを行なうドライエッチング方法
であって、 互いに接近して形成される複数の前記ラインパターンよ
りなるラインパターン群における内側に位置する前記ラ
インパターンよりなる第1のラインパターンのライン幅
が、前記ラインパターン群における最も外側に位置する
前記ラインパターン又は前記ラインパターン群から孤立
して形成される前記ラインパターンよりなる第2のライ
ンパターンのライン幅よりも細くなり、且つ前記第1及
び第2のラインパターンのライン幅が前記レジストパタ
ーンのライン幅よりも細くなる場合に、前記第1及び第
2のラインパターンの側壁に対するエッチング量が減少
すると共に前記第1のラインパターンの側壁に対するエ
ッチング量が前記第2のラインパターンの側壁に対する
エッチング量よりも相対的に減少するように、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量、前記高周波電力
の周波数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに占め
る前記側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度から
なるパラメーター群のうちの少なくとも1つのパラメー
ターを変化させるパラメーター制御工程を備えているこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
7. An etching gas for etching a sample to be etched placed on the sample table and having a resist pattern formed on the surface thereof in a vacuum chamber having a sample table at the bottom and the sample to be etched. Introduce a raw material gas consisting of a sidewall protecting gas that generates sidewall protecting radicals that protect the sidewalls of the line pattern formed by etching, and generate ions of the source gas, and at the same time, to the sample stage. A dry etching method of inducing the ions to the sample stage by applying high frequency power to form a self DC bias, thereby performing etching on the sample to be etched, which are formed close to each other. The line pattern located inside the line pattern group consisting of the plurality of line patterns The line width of the first line pattern formed of a line is the outermost line pattern in the line pattern group or the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line widths of the first and second line patterns are narrower than the line widths of the resist patterns, the etching amount of the sidewalls of the first and second line patterns is reduced. And the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber and the vacuum so that the etching amount on the side wall of the first line pattern is relatively reduced compared to the etching amount on the side wall of the second line pattern. Amount of gas discharged from the chamber, frequency of the high frequency power, high frequency power Dry etching method, which comprises a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of the electric power, the ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and the temperature of the sample stage. .
【請求項8】 前記パラメーター制御工程は、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を低減する
工程を有していることを特徴とする請求項7に記載のド
ライエッチング方法。
8. The dry etching method according to claim 7, wherein the parameter control step includes a step of reducing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber.
【請求項9】 前記パラメーター制御工程は、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量を減少させる工程
を有していることを特徴とする請求項7に記載のドライ
エッチング方法。
9. The dry etching method according to claim 7, wherein the parameter control step includes a step of reducing the amount of gas discharged from the vacuum chamber.
【請求項10】 前記パラメーター制御工程は、前記試
料台の温度を高くする工程を有していることを特徴とす
る請求項7に記載のドライエッチング方法。
10. The dry etching method according to claim 7, wherein the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.
【請求項11】 下部に試料台を有する真空チャンバー
内に、前記試料台の上に載置され且つ表面にレジストパ
ターンが形成されている被エッチング試料をエッチング
するエッチング用ガスと前記被エッチング試料がエッチ
ングされることにより形成されるラインパターンの側壁
を保護する側壁保護用ラジカルを生成する側壁保護用ガ
スとからなる原料ガスを導入して該原料ガスよりなるイ
オンを発生させると共に、前記試料台に高周波電力を印
加して自己DCバイアスを形成することにより前記イオ
ンを前記試料台に誘導し、これにより、前記被エッチン
グ試料に対してエッチングを行なうドライエッチング方
法であって、 互いに接近して形成される複数の前記ラインパターンよ
りなるラインパターン群における内側に位置する前記ラ
インパターンよりなる第1のラインパターンのライン幅
が、前記ラインパターン群における最も外側に位置する
前記ラインパターン又は前記ラインパターン群から孤立
して形成される前記ラインパターンよりなる第2のライ
ンパターンのライン幅よりも太くなり、且つ前記第1及
び第2のラインパターンのライン幅が前記レジストパタ
ーンのライン幅よりも太くなる場合に、前記第1及び第
2のラインパターンの側壁に対するエッチング量が増加
すると共に前記第1のラインパターンの側壁に対するエ
ッチング量が前記第2のラインパターンの側壁に対する
エッチング量よりも相対的に増加するように、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量、前記高周波電力
の周波数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに占め
る前記側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度から
なるパラメーター群のうちの少なくとも1つのパラメー
ターを変化させるパラメーター制御工程を備えているこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
11. An etching gas for etching a sample to be etched placed on the sample table and having a resist pattern formed on the surface thereof in a vacuum chamber having a sample table at the bottom and the sample to be etched are Introduce a raw material gas consisting of a sidewall protecting gas that generates sidewall protecting radicals that protect the sidewalls of the line pattern formed by etching, and generate ions of the source gas, and at the same time, to the sample stage. A dry etching method of inducing the ions to the sample stage by applying high frequency power to form a self DC bias, thereby performing etching on the sample to be etched, which are formed close to each other. The line located inside the line pattern group consisting of the plurality of line patterns The line width of the first line pattern formed of turns is the outermost line pattern in the line pattern group or the line of the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns becomes thicker than the width and the line width of the first and second line patterns becomes thicker than the line width of the resist pattern, the etching amount on the sidewalls of the first and second line patterns increases. At the same time, the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber and the vacuum chamber so that the etching amount on the side wall of the first line pattern is relatively increased compared to the etching amount on the side wall of the second line pattern. Amount of gas discharged from the, the frequency of the high frequency power, the high frequency power Dry etching, comprising a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of power of power, ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and temperature of the sample stage Method.
【請求項12】 前記パラメーター制御工程は、前記高
周波電力の電力を増大させる工程と、前記真空チャンバ
ーから排出するガスの排出量を増加させる工程とを有し
ていることを特徴とする請求項11に記載のドライエッ
チング方法。
12. The parameter controlling step includes a step of increasing the electric power of the high frequency power and a step of increasing an exhaust amount of gas exhausted from the vacuum chamber. The dry etching method described in.
【請求項13】 前記パラメーター制御工程は、前記真
空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を低減さ
せる工程を有していることを特徴とする請求項11に記
載のドライエッチング方法。
13. The dry etching method according to claim 11, wherein the parameter controlling step includes a step of reducing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber.
【請求項14】 前記パラメーター制御工程は、前記真
空チャンバーから排出するガスの排出量を増加させる工
程をさらに有していることを特徴とする請求項13に記
載のドライエッチング方法。
14. The dry etching method according to claim 13, wherein the parameter controlling step further includes a step of increasing an exhaust amount of gas exhausted from the vacuum chamber.
【請求項15】 前記パラメーター制御工程は、前記高
周波電力の周波数を高くする工程を有していることを特
徴とする請求項11に記載のドライエッチング方法。
15. The dry etching method according to claim 11, wherein the parameter controlling step includes a step of increasing a frequency of the high frequency power.
【請求項16】 前記パラメーター制御工程は、前記試
料台の温度を高くする工程を有していることを特徴とす
る請求項11に記載のドライエッチング方法。
16. The dry etching method according to claim 11, wherein the parameter control step includes a step of increasing the temperature of the sample stage.
【請求項17】 下部に試料台を有する真空チャンバー
内に、前記試料台の上に載置され且つ表面にレジストパ
ターンが形成されている被エッチング試料をエッチング
するエッチング用ガスと前記被エッチング試料がエッチ
ングされることにより形成されるラインパターンの側壁
を保護する側壁保護用ラジカルを生成する側壁保護用ガ
スとからなる原料ガスを導入して該原料ガスよりなるイ
オンを発生させると共に、前記試料台に高周波電力を印
加して自己DCバイアスを形成することにより前記イオ
ンを前記試料台に誘導し、これにより、前記被エッチン
グ試料に対してエッチングを行なうドライエッチング方
法であって、 互いに接近して形成される複数の前記ラインパターンよ
りなるラインパターン群における内側に位置する前記ラ
インパターンよりなる第1のラインパターンのライン幅
が、前記ラインパターン群における最も外側に位置する
前記ラインパターン又は前記ラインパターン群から孤立
して形成される前記ラインパターンよりなる第2のライ
ンパターンのライン幅よりも太くなり、且つ前記第1及
び第2のラインパターンのライン幅が前記レジストパタ
ーンのライン幅よりも細くなる場合に、前記第1及び第
2のラインパターンの側壁に対するエッチング量が減少
すると共に前記第1のラインパターンの側壁に対するエ
ッチング量が前記第2のラインパターンの側壁に対する
エッチング量よりも相対的に増加するように、前記真空
チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力、前記真空
チャンバーから排出するガスの排出量、前記高周波電力
の周波数、前記高周波電力の電力、前記原料ガスに占め
る前記側壁保護用ガスの割合及び前記試料台の温度から
なるパラメーター群のうちの少なくとも1つのパラメー
ターを変化させるパラメーター制御工程を備えているこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
17. An etching gas for etching a sample to be etched placed on the sample table and having a resist pattern formed on the surface thereof in a vacuum chamber having a sample table at the bottom and the sample to be etched. Introduce a raw material gas consisting of a sidewall protecting gas that generates sidewall protecting radicals that protect the sidewalls of the line pattern formed by etching, and generate ions of the source gas, and at the same time, to the sample stage. A dry etching method of inducing the ions to the sample stage by applying high frequency power to form a self DC bias, thereby performing etching on the sample to be etched, which are formed close to each other. The line located inside the line pattern group consisting of the plurality of line patterns The line width of the first line pattern formed of turns is the outermost line pattern in the line pattern group or the line of the second line pattern formed of the line pattern isolated from the line pattern group. When the line width of the first and second line patterns becomes narrower than the width and the line width of the first and second line patterns becomes narrower than the line width of the resist pattern, the etching amount on the sidewalls of the first and second line patterns decreases. At the same time, the gas pressure of the source gas introduced into the vacuum chamber and the vacuum chamber so that the etching amount on the side wall of the first line pattern is relatively increased compared to the etching amount on the side wall of the second line pattern. Amount of gas discharged from the, the frequency of the high frequency power, the high frequency power Dry etching, comprising a parameter control step of changing at least one parameter of a parameter group consisting of power of power, ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas, and temperature of the sample stage Method.
【請求項18】 前記パラメーター制御工程は、前記真
空チャンバーから排出するガスの排出量を減少させる工
程を有していることを特徴とする請求項17に記載のド
ライエッチング方法。
18. The dry etching method according to claim 17, wherein the parameter control step includes a step of reducing the amount of gas discharged from the vacuum chamber.
【請求項19】 前記パラメーター制御工程は、前記原
料ガスに占める前記側壁保護用ガスの割合を増加させる
工程を有していることを特徴とする請求項17に記載の
ドライエッチング方法。
19. The dry etching method according to claim 17, wherein the parameter controlling step includes a step of increasing a ratio of the sidewall protecting gas in the raw material gas.
【請求項20】 前記パラメーター制御工程は、前記高
周波電力の周波数を高くする工程を有していることを特
徴とする請求項17に記載のドライエッチング方法。
20. The dry etching method according to claim 17, wherein the parameter controlling step includes a step of increasing a frequency of the high frequency power.
【請求項21】 前記パラメーター制御工程は、前記真
空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を低減す
る工程をさらに有していることを特徴とする請求項20
に記載のドライエッチング方法。
21. The parameter controlling step further comprises a step of reducing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber.
The dry etching method described in.
【請求項22】 前記パラメーター制御工程は、前記試
料台の温度を低くする工程を有していることを特徴とす
る請求項17に記載のドライエッチング方法。
22. The dry etching method according to claim 17, wherein the parameter control step includes a step of lowering the temperature of the sample stage.
【請求項23】 前記パラメーター制御工程は、前記真
空チャンバー内に導入する原料ガスのガス圧力を低減す
る工程を有していることを特徴とする請求項17に記載
のドライエッチング方法。
23. The dry etching method according to claim 17, wherein the parameter control step includes a step of reducing a gas pressure of a raw material gas introduced into the vacuum chamber.
JP24471495A 1994-11-18 1995-09-22 Dry etching method Expired - Fee Related JP3233835B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24471495A JP3233835B2 (en) 1994-11-18 1995-09-22 Dry etching method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28482794 1994-11-18
JP6-284827 1994-11-18
JP24471495A JP3233835B2 (en) 1994-11-18 1995-09-22 Dry etching method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08195385A true JPH08195385A (en) 1996-07-30
JP3233835B2 JP3233835B2 (en) 2001-12-04

Family

ID=26536870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24471495A Expired - Fee Related JP3233835B2 (en) 1994-11-18 1995-09-22 Dry etching method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3233835B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417013B1 (en) 1999-01-29 2002-07-09 Plasma-Therm, Inc. Morphed processing of semiconductor devices
JP2002353194A (en) * 2001-05-22 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2010251768A (en) * 1999-03-31 2010-11-04 Lam Res Corp Plasma processing method and apparatus with control of high-frequency bias

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417013B1 (en) 1999-01-29 2002-07-09 Plasma-Therm, Inc. Morphed processing of semiconductor devices
JP2010251768A (en) * 1999-03-31 2010-11-04 Lam Res Corp Plasma processing method and apparatus with control of high-frequency bias
JP2002353194A (en) * 2001-05-22 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3233835B2 (en) 2001-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2915807B2 (en) Etching of molybdenum silicide using sulfur hexafluoride, hydrogen bromide and oxygen
US5474650A (en) Method and apparatus for dry etching
KR20070091673A (en) Methods and apparatus for sequentially alternating among plasma processes in order to optimize a substrate
JP2002503029A (en) Method for reducing mask corrosion during plasma etching
JP3213803B2 (en) Method for forming slope contact hole in semiconductor using high-density plasma etching equipment
JP2000208488A (en) Etching method
US6008133A (en) Method and apparatus for dry etching
US6410451B2 (en) Techniques for improving etching in a plasma processing chamber
KR0157536B1 (en) Method of dry etching
WO1998001900A1 (en) Method for etching layers on semiconductor wafers
US6506687B1 (en) Dry etching device and method of producing semiconductor devices
JPH08195385A (en) Dry etching method
Cho et al. More vertical etch profile using a Faraday cage in plasma etching
US5869402A (en) Plasma generating and processing method and apparatus thereof
US6228774B1 (en) High aspect ratio sub-micron contact etch process in an inductively-coupled plasma processing system
US20070218696A1 (en) Dry etching method
JP3347909B2 (en) Plasma generation processing method and apparatus therefor
JPH0774147A (en) Method and apparatus for dry etching
JP4484110B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
EP0512677B1 (en) Plasma treatment method and apparatus
JPH07335623A (en) Plasma etching method
JP3109059B2 (en) Dry etching method
JP3172340B2 (en) Plasma processing equipment
JP3002033B2 (en) Dry etching method
JPH0817796A (en) Method and apparatus for dry etching and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010213

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010904

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees