JPH0834204B2 - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPH0834204B2 JPH0834204B2 JP61154167A JP15416786A JPH0834204B2 JP H0834204 B2 JPH0834204 B2 JP H0834204B2 JP 61154167 A JP61154167 A JP 61154167A JP 15416786 A JP15416786 A JP 15416786A JP H0834204 B2 JPH0834204 B2 JP H0834204B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- insulating film
- upper electrode
- dry etching
- temperature
- 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.)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドライエッチング方法に関する。本発明は
例えば半導体集積回路の製造におけるドライエッチング
方法として利用することができる。例えば特にSi系絶縁
膜をエッチングする際、多量のO2を加えても残渣のない
平滑なエッチング面を得ることができるドライエッチン
グ方法を提供し得るものである。
例えば半導体集積回路の製造におけるドライエッチング
方法として利用することができる。例えば特にSi系絶縁
膜をエッチングする際、多量のO2を加えても残渣のない
平滑なエッチング面を得ることができるドライエッチン
グ方法を提供し得るものである。
本発明は、フッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチ
ングガスとして用い、かつ平行平板型の装置を用いたド
ライエッチング方法において、ウェハを載置した下部電
極を冷却し、かつ該下部電極に対向する上部電極を加熱
することでこの上部電極の温度を上記下部電極の温度よ
りも高くした状態で、該ウェハ上に形成されたSi系絶縁
膜、及び該Si系絶縁膜上に形成された平坦化膜から成る
被エッチング部を、上記弗素系のガスと酸素を含むエッ
チングガスによりドライエッチングをすることによっ
て、上記上部電極からの間接的な加熱により被エッチン
グ部のエッチングレートを局部的にあげることにより、
該Si系絶縁膜の表面に発生するマイクロマスクによるエ
ッチング残渣を減少させたエッチングを行うことによ
り、多量のO2を添加しても残渣のない平滑なエッチング
面を得ることができるようにしたものである。
ングガスとして用い、かつ平行平板型の装置を用いたド
ライエッチング方法において、ウェハを載置した下部電
極を冷却し、かつ該下部電極に対向する上部電極を加熱
することでこの上部電極の温度を上記下部電極の温度よ
りも高くした状態で、該ウェハ上に形成されたSi系絶縁
膜、及び該Si系絶縁膜上に形成された平坦化膜から成る
被エッチング部を、上記弗素系のガスと酸素を含むエッ
チングガスによりドライエッチングをすることによっ
て、上記上部電極からの間接的な加熱により被エッチン
グ部のエッチングレートを局部的にあげることにより、
該Si系絶縁膜の表面に発生するマイクロマスクによるエ
ッチング残渣を減少させたエッチングを行うことによ
り、多量のO2を添加しても残渣のない平滑なエッチング
面を得ることができるようにしたものである。
ドライエッチングにおいてSi系絶縁膜を層間膜として
使用する際、次に配線層を形成した後の信頼性を確保す
るために該Si系絶縁膜の平滑化を充分に行うことが必要
となる。従来、このSi系絶縁膜の平滑化技術としては、
通常、フレオン23の様なフッ素系のガスにO2を多量添加
したものを用いて、平滑化に用いたレジスト膜の様な有
機膜とのエッチレートの比を１に近い値にしてエッチン
グを行うことが知られている。
使用する際、次に配線層を形成した後の信頼性を確保す
るために該Si系絶縁膜の平滑化を充分に行うことが必要
となる。従来、このSi系絶縁膜の平滑化技術としては、
通常、フレオン23の様なフッ素系のガスにO2を多量添加
したものを用いて、平滑化に用いたレジスト膜の様な有
機膜とのエッチレートの比を１に近い値にしてエッチン
グを行うことが知られている。
その際、該Si系絶縁膜の表面がプラズマ中で酸化さ
れ、それがエッチングのマイクロマスクとなって、最終
的にはエッチング残渣となる場合があった。これはエッ
チングガス中に多量のO2が添加されているためではない
かと推定される。特に、Si系絶縁膜としてプラズマナイ
トライド（以下Ｐ−SiNと略す。）が用いられると、そ
の傾向が顕著である。
れ、それがエッチングのマイクロマスクとなって、最終
的にはエッチング残渣となる場合があった。これはエッ
チングガス中に多量のO2が添加されているためではない
かと推定される。特に、Si系絶縁膜としてプラズマナイ
トライド（以下Ｐ−SiNと略す。）が用いられると、そ
の傾向が顕著である。
また、平行平板型のアノードカップル型ドライエッチ
ング装置において、アノード側及びカソード側の両電極
を冷却した従来技術が知られている。しかしこの従来技
術では、運転中にアノード側の温度上昇のために両電極
の温度バランスがくずれて被エッチング部にデポジショ
ン現象が起こり、エッチング残渣が発生することがあっ
た。このため、温度上昇の激しいアノード側電極の冷却
機構の冷却効率を他方の電極の冷却機構の冷却効率より
高めることにより、常にアノード側電極の温度がカソー
ド側電極の温度より低くなるようにコントロールしてデ
ポジション膜残渣量を減少させた例があるが、これによ
ってもエッチング残渣が全くなくなったわけではない。
ング装置において、アノード側及びカソード側の両電極
を冷却した従来技術が知られている。しかしこの従来技
術では、運転中にアノード側の温度上昇のために両電極
の温度バランスがくずれて被エッチング部にデポジショ
ン現象が起こり、エッチング残渣が発生することがあっ
た。このため、温度上昇の激しいアノード側電極の冷却
機構の冷却効率を他方の電極の冷却機構の冷却効率より
高めることにより、常にアノード側電極の温度がカソー
ド側電極の温度より低くなるようにコントロールしてデ
ポジション膜残渣量を減少させた例があるが、これによ
ってもエッチング残渣が全くなくなったわけではない。
上述したように、従来のドライエッチング方法におい
ては、O2を多量添加してレジストとの選択比を１に近づ
けて、Si系絶縁膜をエッチバックする際に、多量のO2を
加えたが為に、逆に該絶縁膜上におそらく酸化物が形成
され、それがマイクロマスクとなって残渣が残るという
問題点があった。またそのほかの技術を採用しても、エ
ッチング残渣を充分になくすことはできなかった。
ては、O2を多量添加してレジストとの選択比を１に近づ
けて、Si系絶縁膜をエッチバックする際に、多量のO2を
加えたが為に、逆に該絶縁膜上におそらく酸化物が形成
され、それがマイクロマスクとなって残渣が残るという
問題点があった。またそのほかの技術を採用しても、エ
ッチング残渣を充分になくすことはできなかった。
本発明の目的は上記問題を解決して、残渣のない滑ら
かなエッチング面を得ることのできるドライエッチング
方法を提供することであり、かつこれを通常のエッチン
グ条件を変えることなく達成できる技術を提供すること
である。
かなエッチング面を得ることのできるドライエッチング
方法を提供することであり、かつこれを通常のエッチン
グ条件を変えることなく達成できる技術を提供すること
である。
上記目的は、下記の構成をとることにより達成され
る。即ち、フッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチン
グガスとして用い、かつ平行平板型の装置を用いたドラ
イエッチング方法において、ウェハを載置した下部電極
を冷却し、かつ該下部電極に対向する上部電極を加熱す
ることでこの上部電極の温度を上記下部電極の温度より
も高くした状態で、該ウェハ上に形成されたSi系絶縁
膜、及び該Si系絶縁膜上に形成された平坦化膜から成る
被エッチング部を、上記弗素系のガスと酸素を含むエッ
チングガスによりドライエッチングをすることによっ
て、上記上部電極からの間接的な加熱により被エッチン
グ部のエッチングレートを局部的にあげることにより、
該Si系絶縁膜の表面に発生するマイクロマスクによるエ
ッチング残渣を減少させたエッチングを行う構成とする
ことで、達成される。
る。即ち、フッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチン
グガスとして用い、かつ平行平板型の装置を用いたドラ
イエッチング方法において、ウェハを載置した下部電極
を冷却し、かつ該下部電極に対向する上部電極を加熱す
ることでこの上部電極の温度を上記下部電極の温度より
も高くした状態で、該ウェハ上に形成されたSi系絶縁
膜、及び該Si系絶縁膜上に形成された平坦化膜から成る
被エッチング部を、上記弗素系のガスと酸素を含むエッ
チングガスによりドライエッチングをすることによっ
て、上記上部電極からの間接的な加熱により被エッチン
グ部のエッチングレートを局部的にあげることにより、
該Si系絶縁膜の表面に発生するマイクロマスクによるエ
ッチング残渣を減少させたエッチングを行う構成とする
ことで、達成される。
本発明は、例えば次の様に具体化することができる。
即ちフッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチングガス
として用い、通常の平行平板型ドライエッチング装置に
Si系絶縁膜のエッチングサンプルを入れ、ウェハを載置
した下部電極を冷却し、該下部電極に対向する上部電極
を例えば熱交換器等を通して加熱することにより該上部
電極の温度を上記下部電極の温度よりも高くした状態で
エッチングを行う。
即ちフッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチングガス
として用い、通常の平行平板型ドライエッチング装置に
Si系絶縁膜のエッチングサンプルを入れ、ウェハを載置
した下部電極を冷却し、該下部電極に対向する上部電極
を例えば熱交換器等を通して加熱することにより該上部
電極の温度を上記下部電極の温度よりも高くした状態で
エッチングを行う。
上記構成の結果、従来の同様なエッチング条件下にお
いても、平滑なエッチング面が得られる。これは、Si系
絶縁膜をエッチングする場合に、たとえO2を多量添加し
ても、下部電極の冷却と上部電極の加熱とにより、上部
電極側の温度を上げてやることによって、被エッチング
部の表面に形成される酸化物のエッチングレートが上が
り、マイクロマスク効果が抑制される為と考えられる。
本発明によれば滑らかなエッチング面を得ることが可能
となったものであり、しかもエッチング条件を変えると
なくこの効果を得ることができる。
いても、平滑なエッチング面が得られる。これは、Si系
絶縁膜をエッチングする場合に、たとえO2を多量添加し
ても、下部電極の冷却と上部電極の加熱とにより、上部
電極側の温度を上げてやることによって、被エッチング
部の表面に形成される酸化物のエッチングレートが上が
り、マイクロマスク効果が抑制される為と考えられる。
本発明によれば滑らかなエッチング面を得ることが可能
となったものであり、しかもエッチング条件を変えると
なくこの効果を得ることができる。
以下に本発明の具体的な実施例を詳述する。但し当然
のことではあるが本発明は以下述べる実施例に限定され
るものではない。
のことではあるが本発明は以下述べる実施例に限定され
るものではない。
第１図に示す様にAl配線１上にプラズマナイトライド
（Ｐ−SiN）膜２を約12000Åつけ、平滑化のためのレジ
スト３を4000Å塗布した。
（Ｐ−SiN）膜２を約12000Åつけ、平滑化のためのレジ
スト３を4000Å塗布した。
次に第１図のサンプルを通常のRIE装置に入れ、エッ
チング条件NF3/O2＝20/25SCCM,5.3Pa,0.2W/cm2でエッチ
ングした。この時、ウェハを載置した下部電極（カソー
ド側）は、そのまま水道水で冷却し、上部電極（アノー
ド側）に流す水を熱交換器を通して50℃に加熱して行っ
たところ、非常に滑らかで、残渣のないエッチング面が
得られた。これは、アノード側に負荷した熱の間接的な
効果（輻射）で、プラズマナイトライド上の酸化物のレ
ートをあげ、マイクロマスク効果をなくしたものと考え
られる。
チング条件NF3/O2＝20/25SCCM,5.3Pa,0.2W/cm2でエッチ
ングした。この時、ウェハを載置した下部電極（カソー
ド側）は、そのまま水道水で冷却し、上部電極（アノー
ド側）に流す水を熱交換器を通して50℃に加熱して行っ
たところ、非常に滑らかで、残渣のないエッチング面が
得られた。これは、アノード側に負荷した熱の間接的な
効果（輻射）で、プラズマナイトライド上の酸化物のレ
ートをあげ、マイクロマスク効果をなくしたものと考え
られる。
次に、上記実施例を種々のNF3及びO2流量で行い、ま
た上部電極に流す水を35℃に加熱しNF3及びO2流量を変
える以外は上記実施例と同様に同じサンプルのエッチン
グを行い、これらの条件でのＰ−SiN残渣発生状況を第
２図に示した。第２図は縦軸にNF3流量、横軸にO2流量
をとっており、△Ｔ＝Ｔベルジャー−Ｔヘキソード（25
℃）であり、これは上部電極温度と下部電極温度の差を
示すものである。また、図中破線ａ及び一転鎖線ｂはそ
れぞれ△Ｔ＝25℃及び△Ｔ＝10℃の残渣発生の有無のタ
ーニングポイントを示す。第２図より、△Ｔ＝10℃（上
部電極温度35℃）では、O2流量が15SCCMで残渣が発生し
たが、△Ｔ＝25℃（上部電極温度50℃）ではO2流量が25
SCCMでも残渣は発生せず、△Ｔを10℃から25℃にするこ
とでターニングポイントが右へ移動することがわかる。
た上部電極に流す水を35℃に加熱しNF3及びO2流量を変
える以外は上記実施例と同様に同じサンプルのエッチン
グを行い、これらの条件でのＰ−SiN残渣発生状況を第
２図に示した。第２図は縦軸にNF3流量、横軸にO2流量
をとっており、△Ｔ＝Ｔベルジャー−Ｔヘキソード（25
℃）であり、これは上部電極温度と下部電極温度の差を
示すものである。また、図中破線ａ及び一転鎖線ｂはそ
れぞれ△Ｔ＝25℃及び△Ｔ＝10℃の残渣発生の有無のタ
ーニングポイントを示す。第２図より、△Ｔ＝10℃（上
部電極温度35℃）では、O2流量が15SCCMで残渣が発生し
たが、△Ｔ＝25℃（上部電極温度50℃）ではO2流量が25
SCCMでも残渣は発生せず、△Ｔを10℃から25℃にするこ
とでターニングポイントが右へ移動することがわかる。
更に、比較例として通常のRIEで行う様に、ウェハを
載置したカソード側とアノード側の電極をそれぞれ、20
℃〜25℃の水道水を冷却水として流した所、エッチング
終了時に、O2添加に伴って形成された酸化物がマスクと
なった残渣が発生した。
載置したカソード側とアノード側の電極をそれぞれ、20
℃〜25℃の水道水を冷却水として流した所、エッチング
終了時に、O2添加に伴って形成された酸化物がマスクと
なった残渣が発生した。
なお、カソード側を直接加熱することは、レジストの
耐熱性から実用的でない。本発明の様に上部電極の温度
を高くする構成により、本実施例の如くアノード側から
の加熱で具体化でき、これによって実用的なプロセスと
なる。
耐熱性から実用的でない。本発明の様に上部電極の温度
を高くする構成により、本実施例の如くアノード側から
の加熱で具体化でき、これによって実用的なプロセスと
なる。
また、本実施例ではアノード側の加熱を熱交換器を通
した水で行っているが、趣旨に反しない限りそれ以外の
方法でも良い。
した水で行っているが、趣旨に反しない限りそれ以外の
方法でも良い。
また、エッチング条件及び絶縁膜（ここではSi系絶縁
膜）も本実施例で用いたものに限るものではない。
膜）も本実施例で用いたものに限るものではない。
上述のように、本発明によれば通常のエッチング条件
を変えることなく、残渣のない滑らかなエッチング面を
得ることができるという作用効果がある。
を変えることなく、残渣のない滑らかなエッチング面を
得ることができるという作用効果がある。
第１図は本実施例のエッチングサンプルを示す図であ
る。第２図は種々のNF3及びO2流量でエッチングした時
のＰ−SiN残渣発生状況を示す図である。 １……Al、２……プラズマナイトライド膜、３……レジ
スト、ａ……△Ｔ＝25℃におけるターニングポイント、
ｂ……△Ｔ＝10℃におけるターニングポイント
る。第２図は種々のNF3及びO2流量でエッチングした時
のＰ−SiN残渣発生状況を示す図である。 １……Al、２……プラズマナイトライド膜、３……レジ
スト、ａ……△Ｔ＝25℃におけるターニングポイント、
ｂ……△Ｔ＝10℃におけるターニングポイント
Claims (1)
- 【請求項１】フッ素系のガスと酸素を含むガスをエッチ
ングガスとして用い、かつ平行平板型の装置を用いたド
ライエッチング方法において、 ウェハを載置した下部電極を冷却し、かつ該下部電極に
対向する上部電極を加熱することでこの上部電極の温度
を上記下部電極の温度よりも高くした状態で、該ウェハ
上に形成されたSi系絶縁膜、及び該Si系絶縁膜上に形成
された平坦化膜から成る被エッチング部を、上記弗素系
のガスと酸素を含むエッチングガスによりドライエッチ
ングをすることによって、 上記上部電極からの間接的な加熱により被エッチング部
のエッチングレートを局部的にあげることにより、該Si
系絶縁膜の表面に発生するマイクロマスクによるエッチ
ング残渣を減少させたエッチングを行うことを特徴とす
るドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154167A JPH0834204B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154167A JPH0834204B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310522A JPS6310522A (ja) | 1988-01-18 |
| JPH0834204B2 true JPH0834204B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=15578295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154167A Expired - Fee Related JPH0834204B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834204B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04180222A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Anelva Corp | エッチング方法および装置 |
| DE10216786C5 (de) * | 2002-04-15 | 2009-10-15 | Ers Electronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden |
| US8591755B2 (en) * | 2010-09-15 | 2013-11-26 | Lam Research Corporation | Methods for controlling plasma constituent flux and deposition during semiconductor fabrication and apparatus for implementing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5749234A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Plasma etching method |
| JPS58153332A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | ドライエツチング装置 |
| JPS60140723A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法 |
-
1986
- 1986-07-02 JP JP61154167A patent/JPH0834204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310522A (ja) | 1988-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |