JPH0831796A - ドライエッチング方法 - Google Patents

ドライエッチング方法

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JPH0831796A
JPH0831796A JP16203394A JP16203394A JPH0831796A JP H0831796 A JPH0831796 A JP H0831796A JP 16203394 A JP16203394 A JP 16203394A JP 16203394 A JP16203394 A JP 16203394A JP H0831796 A JPH0831796 A JP H0831796A
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JP
Japan
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etching
etched
film
resist film
etching rate
Prior art date
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Pending
Application number
JP16203394A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Takeda
秀則 竹田
Ichiro Nakayama
一郎 中山
Masuo Tanno
益男 丹野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造の際に用いられるドライエ
ッチング方法に関し、テーパ形状のエッチング加工を容
易に実現できるドライエッチング方法を提供する。 【構成】 まず、被エッチング膜であるSiO2膜11
のエッチング速度がレジスト膜12のエッチング速度よ
り大となるプラズマ雰囲気13中でSiO2膜11を凹
型にエッチングし、次にレジスト膜12のエッチング速
度がSiO2膜11のエッチング速度より大となるプラ
ズマ雰囲気14中でレジスト膜12をエッチングしてマ
スクを後退させ、更にSiO2膜11のエッチング速度
がレジスト膜12のエッチング速度より大となるプラズ
マ雰囲気13中でSiO2膜11をエッチングしてテー
パ形状の断面を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置を製造する際
に用いられるドライエッチング方法に関し、更に詳しく
はテーパ形状のエッチング加工を容易に実現できるドラ
イエッチング方法を提供する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置における電極、配線の
パターン形成工程等でドライエッチングが行われてい
る。その際、エッチング形状が凹型になることに起因す
る配線、または製膜の断線問題があり、この問題を解決
するためテーパ形状のエッチング加工が要求されてい
た。
【0003】図5はテーパ形状を得るための従来のエッ
チング方法の各工程を示す断面図である。従来方法では
図5(a)に示すように基板21上に被エッチング膜2
2を形成し、レジスト膜23をフォトリソグラフィーに
よりテーパ形状に転写した被エッチング物24を用い
る。
【0004】上記被エッチング物24に対し、反応ガス
のガス混合比を調整することにより被エッチング膜22
とレジスト膜23とのエッチング速度の比が小となる状
態で被エッチング膜22とレジスト膜23を同時にエッ
チングする。その結果、図6(b)の矢印の方向にエッ
チングが進んでいき、同図(c)のようなテーパ形状の
エッチングが行える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のエッ
チング方法では、テーパ形状のレジスト膜を用い、かつ
被エッチング膜とレジスト膜とのエッチング速度の比が
小となるように反応ガスの混合比を調整することにより
テーパ形状の加工を行ってきた。
【0006】しかし、被エッチング物とレジスト膜との
組成の組合せによっては上記混合比の変化によりエッチ
ング速度の比を小とできない場合がある。よって従来の
方法では、製品の多様化に伴いテーパ形状のエッチング
が困難な状況が生じ、この場合上記断線問題により製品
の信頼性は低下する。
【0007】更に、上記従来のエッチング方法では被エ
ッチング物とレジスト膜を同時にエッチングするため、
テーパ形状の制御が困難であった。
【0008】本発明は上記課題を解決するもので、従来
の様にエッチング速度の比を小とすることなくテーパ形
状に加工できるドライエッチング方法を提供し、かつテ
ーパ形状の制御をも可能とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のドライエッチング方法は、被エッチング膜の
エッチング速度がマスクのエッチング速度より大となる
プラズマ雰囲気中で被エッチング膜をエッチングする第
一の工程と、マスクのエッチング速度が被エッチング膜
のエッチング速度より大となるプラズマ雰囲気中でマス
クをエッチングする第二の工程と、被エッチング膜のエ
ッチング速度がマスクのエッチング速度より大となるプ
ラズマ雰囲気中で被エッチング膜をエッチングする第三
の工程からなる。
【0010】
【作用】本発明のエッチング方法においては、第一の工
程で被エッチング膜を凹型にエッチングし、第二の工程
でマスクを後退させ、第三の工程でマスク後退で生じた
被エッチング膜の階段形状の角をエッチングし、テーパ
形状の断面を得る。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0012】まず本実施例に用いるドライエッチング装
置について図1を参照しながら説明する。
【0013】5はガスコントローラであり、エッチング
が行われる金属製チャンバー1中にエッチングに関与す
る反応ガスを所定の混合比に流量制御しながら入気す
る。2は排気系であり、入気を行いながら、金属製チャ
ンバー1の圧力を所定の圧力に制御する。
【0014】金属製チャンバー1の上部にはアノード
(陽極)3が、また下部にはカソード(陰極)4が設け
てあり、カソード4上には被エッチング物8が配置して
ある。また、カソード4にはインピーダンス整合回路6
を介して高周波電源7が接続されている。なお、カソー
ド4の素材はアルミニウムであり、表面はアルマイト処
理が施されている。9は被エッチング物8を運搬する際
に用いる突き上げ機構である。
【0015】金属性チャンバー1中にはガスコントロー
ラ5を通して反応ガスが入気され、排気系2によって所
定の圧力に制御されている。
【0016】高周波電源7からインピーダンス整合回路
6を介して高周波電力がアノード3とカソード4の間に
印加され反応ガスのプラズマが発生し、このプラズマに
より被エッチング物8をエッチングする。
【0017】次に上記装置を用いた本発明のドライエッ
チング方法について説明する。図2は本実施例のエッチ
ング方法における各工程の断面図を示したものである。
図2(a)はエッチングを施す前の被エッチング物8を
示したものであり、厚さ1mmの硝子基板10上にプラ
ズマCVD方法により厚さ800nmのSiO 2膜11
を形成した後、フォトリソグラフィーにより厚さ1.7
μmのテーパ形状のレジスト膜12を転写したものであ
る。
【0018】まず上記被エッチング物8を図1の示す金
属製チャンバー1中のカソード4上に配置した。
【0019】次に金属製チャンバー1の圧力を排気系2
により0.7mTorr程度の真空状態にした後、金属
製チャンバー1中にガスコントローラ5を通してCHF
3対O2を9:1に混合した反応ガスを入気しながら、排
気系2により金属製チャンバー1中の圧力を300mT
orrに制御した。
【0020】次に高周波電源7からインピーダンス整合
回路6を介して300Wの高周波電力をアノード3とカ
ソード4の間に印加して反応ガスのプラズマを発生し、
図2(b)に示すように、プラズマ13によりSiO2
膜11を厚さ方向に600nmエッチングした。この時
のSiO2膜11のエッチング速度は150nm/mi
nであり、レジスト膜12のエッチング速度は30nm
/minであった。
【0021】上記第一の工程においては、被エッチング
膜であるSiO2膜11のエッチング速度がレジスト膜
12のエッチング速度より大となるプラズマ雰囲気中で
エッチングしているため、図2(b)に示すように被エ
ッチング膜が主にエッチングされる。
【0022】次に、前記反応ガスを一旦排気して、排気
系2により0.7mTorr程度の真空状態にした後、
金属製チャンバー1中にガスコントローラ5を通してO
2ガスを入気しながら排気系2により金属製チャンバー
1中の圧力を300mTorrに制御した。
【0023】次に高周波電源7からインピーダンス整合
回路6を介して200Wの高周波電力をアノード3とカ
ソード4の間に印加してO2ガスのプラズマを発生さ
せ、図2(c)に示すようにプラズマ14によりレジス
ト膜を7秒間エッチングして矢印A方向に後退させた。
この時のレジスト膜12のエッチング速度は700nm
/minであり、SiO2膜11はエッチングされなか
った。
【0024】上記第二の工程においては、レジスト膜1
2のエッチング速度が被エッチング膜であるSiO2
11のエッチング速度より大となるプラスマ雰囲気中で
エッチングしているため、図2(c)に示すようにレジ
スト膜12が主にエッチングされる。
【0025】最後に、O2ガスを一旦排気した後、第一
の工程と同じエッチングを3分間行い、図2(d)に示
すテーパ形状を得た。
【0026】この第三の工程も第一の工程と同様に被エ
ッチング膜であるSiO2膜11のエッチング速度がレ
ジスト膜12のエッチング速度より大となるプラズマ雰
囲気中でエッチングしているため、図2(d)に示すよ
うに主に被エッチング膜がエッチングされる。
【0027】図3は上述したエッチング方法において、
エッチング量の変化に伴いエッチング形状がどのように
変化するかを示した図である。
【0028】上記第一の工程においてテーパ部の深さD
1を制御でき、SiO2膜11を深くエッチングするほど
1が大きくなる。また、上記第二の工程においてテー
パ部の広がりD2を制御でき、レジスト膜12の後退量
を大きくするほどD2は大きくなる。
【0029】一方、上記第三の工程ではテーパ部の形状
を制御する。エッチング時間が短ければ図3(a)のよ
うにSiO2膜11の角が取れただけの急勾配のテーパ
形状になり、エッチング時間が長ければ図3(b)のよ
うに全体としてなだらかなテーパ形状となる。但し、エ
ッチング時間を長くすると下地膜露出部D3が大きくな
ることがある。これを防止するためには、上記第一の工
程でエッチング深さD 1を小さくしておけばよい。
【0030】以上のように、本実施例の方法を用いれば
テーパ形状の制御も可能となる。 (実施例2)実施例1では被エッチング膜が単層の場合
について説明したが、本実施例では被エッチング膜が2
層の膜で形成されている場合について説明する。
【0031】図4は本実施例のエッチング方法における
各工程の断面図である。図4(a)は本実施例で用いた
被エッチング物の断面図を示しており、厚さ1mmの石
英基板15上に厚さ100nmのSOG(スピンオング
ラス)方法によるSiO2膜16と厚さ500nmのプ
ラズマCVD方法によるSiO2膜17の2層の被エッ
チング膜を形成した後、フォトリソグラフィーにより厚
さ1.7μmのテーパ形状のレジスト膜18を転写した
ものである。
【0032】本実施例では実施例1と同様のエッチング
装置を用いて、以下の条件の下でエッチングを行った。
なお、明記していない条件、例えば真空状態などは実施
例1と同じ値を用いた。
【0033】まず第一工程において、図4(b)に示す
ように被エッチング膜16、17をCHF3対O2が9:
1の混合ガスにより300mTorrの圧力下で印加電
力300Wのプラズマ19により5分間エッチングを行
った。
【0034】上記条件で被エッチング膜16、17をエ
ッチングすると約4分間で被エッチング膜16、17を
厚さ方向に100%エッチングすることができた。この
時の被エッチング膜16、17のエッチング速度はそれ
ぞれ160nm/minと、150nm/minであ
り、レジスト膜18のエッチング速度は30nm/mi
nであった。本実施例では被エッチング膜16、17を
完全にエッチングするため1分間のオーバーエッチング
時間を取っている。
【0035】上記第一の工程においては、被エッチング
膜であるSiO2膜16、17のエッチング速度がレジ
スト膜18のエッチング速度より大となるプラズマ雰囲
気中でエッチングしているため、図4(b)に示すよう
に被エッチング膜16、17が主にエッチングされる。
【0036】第一の工程によるエッチングが終了した
際、主に被エッチング膜16、17が加工され、図4
(b)に示すような被エッチング膜17が矢印B方向に
窪んだ形状が得られた。これは被エッチング膜17のエ
ッチング速度が被エッチング膜16のエッチング速度よ
り大きいためである。
【0037】次に、第二の工程において図4(c)に示
すようにO2ガスを用い300mTorrの圧力下で印
加電力200Wのプラズマ20によりレジスト膜18を
7秒間エッチングして矢印C方向にレジスト膜を後退さ
せた。この時、被エッチング膜16、17はエッチング
されなかった。そして、レジスト膜18のエッチング速
度は700nm/minであった。
【0038】上記第二の工程においては、レジスト膜1
8のエッチング速度が被エッチング膜であるSiO2
16、17のエッチング速度より大となるプラスマ雰囲
気中でエッチングしているため、図4(c)に示すよう
にレジスト膜18が主にエッチングされる。
【0039】最後に第三の工程において第一の工程と同
じ条件のエッチングを10秒間行い、図のようなテーパ
形状を得た。
【0040】この第三の工程も第一の工程と同様に被エ
ッチング膜であるSiO2膜16、17のエッチング速
度がレジスト膜18のエッチング速度より大となるプラ
ズマ雰囲気中でエッチングしているため、図4(d)に
示すように主に被エッチング膜がエッチングされる。
【0041】なお、本実施例においても実施例1と同様
に各エッチング工程のエッチング量の変化によってテー
パ形状の制御が可能である。
【0042】また、上記各実施例では単層及び2層の被
エッチング膜について説明したが、多層膜の場合でもテ
ーパ形状のエッチングが実施可能であることは言うまで
もない。この場合、本発明によりテーパ形状にしたシリ
コン等の材料がマスクとなり、マスク下の被エッチング
物を本発明の工程を行うことによりテーパ形状のエッチ
ングが実施できる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の様
にエッチング速度の比を小とすることなくテーパ形状に
加工できるドライエッチング方法を提供でき、かつテー
パ形状の制御も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いるエッチング装置の全体構成図
【図2】実施例1のエッチング方法における各工程を説
明する断面図
【図3】実施例1のエッチング方法による被エッチング
物の拡大断面図
【図4】実施例2のエッチング方法における各工程を説
明する断面図
【図5】テーパ形状を得るための従来のエッチング方法
の各工程を示す断面図
【符号の説明】
1 金属製チャンバー 2 排気系 3 アノード(陽極) 4 カソード(陰極) 5 ガスコントローラ 6 インピーダンス整合回路 7 高周波電源 8 被エッチング物 10 硝子基板 11 被エッチング膜(SiO2膜) 12 レジスト膜 13 CHF3対O2が9:1の混合ガスプラズマ 14 酸素ガスプラズマ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された被エッチング膜を一
    層以上のマスクを用いてプラズマ雰囲気中でエッチング
    するドライエッチング方法であって、 被エッチング膜のエッチング速度がマスクのエッチング
    速度より大となるプラズマ雰囲気中で被エッチング膜を
    エッチングする第一の工程と、 マスクのエッチング速度が被エッチング膜のエッチング
    速度より大となるプラズマ雰囲気中でマスクをエッチン
    グする第二の工程と、 被エッチング膜のエッチング速度がマスクのエッチング
    速度より大となるプラズマ雰囲気中で被エッチング膜を
    エッチングする第三の工程よりなることを特徴とするド
    ライエッチング方法。
  2. 【請求項2】 被エッチング膜がSiO2であることを
    特徴とする請求項1記載のドライエッチング方法。
JP16203394A 1994-07-14 1994-07-14 ドライエッチング方法 Pending JPH0831796A (ja)

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JP16203394A JPH0831796A (ja) 1994-07-14 1994-07-14 ドライエッチング方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278154A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278154A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子

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