JPH09129612A - エッチングガス及びエッチング方法 - Google Patents
エッチングガス及びエッチング方法Info
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- JPH09129612A JPH09129612A JP7302139A JP30213995A JPH09129612A JP H09129612 A JPH09129612 A JP H09129612A JP 7302139 A JP7302139 A JP 7302139A JP 30213995 A JP30213995 A JP 30213995A JP H09129612 A JPH09129612 A JP H09129612A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッ
チングするにあたり、エッチングレート及びアスペクト
比が高く、しかも肩落ちのないエッチング特性を得る。 【解決手段】 下記の構造式で示されるエッチングガス
と、アルゴンガスとを１：１０〜３０の流量比率で処理
室内に導入し、プラズマ雰囲気の下で該処理室内の被処
理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチングする。 【化７】
チングするにあたり、エッチングレート及びアスペクト
比が高く、しかも肩落ちのないエッチング特性を得る。 【解決手段】 下記の構造式で示されるエッチングガス
と、アルゴンガスとを１：１０〜３０の流量比率で処理
室内に導入し、プラズマ雰囲気の下で該処理室内の被処
理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチングする。 【化７】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に対し
てエッチング処理をする際に用いるエッチングガス、及
び当該エッチングガスを用いたエッチング方法に関する
ものである。
てエッチング処理をする際に用いるエッチングガス、及
び当該エッチングガスを用いたエッチング方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、半導体デバイスの高集積化は益々
進み、例えば０．３μｍのコンタクトホールを高いアス
ペクト比で形成するためのエッチング技術が要求されて
おり、とりわけ層間絶縁膜として広く使用されている酸
化シリコン系材料層、例えばシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）を高い選択比でエッチングする技術が重要になっ
てきている。またレジストの後退による僅少な寸法変換
差も歩留まりに大きく影響するため、対レジストの選択
比もまた重要である。
進み、例えば０．３μｍのコンタクトホールを高いアス
ペクト比で形成するためのエッチング技術が要求されて
おり、とりわけ層間絶縁膜として広く使用されている酸
化シリコン系材料層、例えばシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）を高い選択比でエッチングする技術が重要になっ
てきている。またレジストの後退による僅少な寸法変換
差も歩留まりに大きく影響するため、対レジストの選択
比もまた重要である。
【０００３】他方、被処理基板、例えば半導体ウエハも
益々大口径化してきており、それに伴って均一かつ微細
な処理を行うために、枚葉式のエッチング装置が主流と
なってきているが、そうすると高スループットを確保す
るため、高速のエッチングレートも要求されている。か
かる要請に応えるため、今日のエッチング装置は、高密
度プラズマを処理室内に生成して、高速エッチングレー
トを確保するように構成されている。
益々大口径化してきており、それに伴って均一かつ微細
な処理を行うために、枚葉式のエッチング装置が主流と
なってきているが、そうすると高スループットを確保す
るため、高速のエッチングレートも要求されている。か
かる要請に応えるため、今日のエッチング装置は、高密
度プラズマを処理室内に生成して、高速エッチングレー
トを確保するように構成されている。
【０００４】そして前記したシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）のエッチングに用いるエッチングガスとしては、
いわゆるＣｘＦｙ系ガスが一般的であり、その中でも高
い選択比と高速エッチングレートとのバランスが良好な
前記ｘ：ｙが１：２のガス、例えばＣ4Ｆ8ガスが代表的
である。前記ＣとＦの比率が崩れると、カーボンデポが
多く堆積してエッチングレートが低下したり、逆に選択
比が低下したりする。
Ｏ2）のエッチングに用いるエッチングガスとしては、
いわゆるＣｘＦｙ系ガスが一般的であり、その中でも高
い選択比と高速エッチングレートとのバランスが良好な
前記ｘ：ｙが１：２のガス、例えばＣ4Ｆ8ガスが代表的
である。前記ＣとＦの比率が崩れると、カーボンデポが
多く堆積してエッチングレートが低下したり、逆に選択
比が低下したりする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したＣ4
Ｆ8ガスは、一般に１０ｍＴｏｒｒを越えない低圧の下
で使用されるがそうすると解離のコントロールが難し
く、過剰なフッ素ラジカルによって選択比が低下した
り、また逆にデポが付着してエッチングレートが低下す
るという問題があった。またバランスよく解離しても、
今日要求されている高いスループット及び高い集積度を
鑑みると、より高速なエッチングレート及び高いアスペ
クト比が望まれていた。さらに対レジストの選択比が良
好であっても、例えばコンタクトホールを実際に形成し
た場合、クリティカルディメンション・ロス（ＣＤロ
ス）、即ち開口部の「肩落ち」が大きく、実質上の対レ
ジストの選択比はさほど良好ではなかったのである。
Ｆ8ガスは、一般に１０ｍＴｏｒｒを越えない低圧の下
で使用されるがそうすると解離のコントロールが難し
く、過剰なフッ素ラジカルによって選択比が低下した
り、また逆にデポが付着してエッチングレートが低下す
るという問題があった。またバランスよく解離しても、
今日要求されている高いスループット及び高い集積度を
鑑みると、より高速なエッチングレート及び高いアスペ
クト比が望まれていた。さらに対レジストの選択比が良
好であっても、例えばコンタクトホールを実際に形成し
た場合、クリティカルディメンション・ロス（ＣＤロ
ス）、即ち開口部の「肩落ち」が大きく、実質上の対レ
ジストの選択比はさほど良好ではなかったのである。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、比較的高圧（１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒ）での解離コントロールが容易で、しかも
より高速なエッチングレート及び高いアスペクト比が得
られるエッチングガス及び当該エッチングガスを用いた
エッチング方法を提供して、前記問題の解決を図ること
にある。
あり、その目的は、比較的高圧（１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒ）での解離コントロールが容易で、しかも
より高速なエッチングレート及び高いアスペクト比が得
られるエッチングガス及び当該エッチングガスを用いた
エッチング方法を提供して、前記問題の解決を図ること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載されたエッチングガスは、下記の構
造式でされるものである。
め、請求項１に記載されたエッチングガスは、下記の構
造式でされるものである。
【０００８】
【化５】
【０００９】この請求項１のエッチングガスは、化学式
がＣＦ3ＣＯＣＦ3であり、化学名がヘキサフルオロアセ
トン（以下、「ＨＦＡ」という）と称される。無色無臭
の気体であり、沸点は−２６℃、蒸気圧は４５２５．０
ｍｍＨｇ（２１．１℃）、融点は−１２９℃、比重は
１．６５である（「Ｔｈｅ Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃ
ｈ Ｌｉｂｒａｒｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓａｆ
ｅｔｙ Ｄａｔａ Ｅｄｉｔｉｏｎ ＩＩ」参考）。
がＣＦ3ＣＯＣＦ3であり、化学名がヘキサフルオロアセ
トン（以下、「ＨＦＡ」という）と称される。無色無臭
の気体であり、沸点は−２６℃、蒸気圧は４５２５．０
ｍｍＨｇ（２１．１℃）、融点は−１２９℃、比重は
１．６５である（「Ｔｈｅ Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃ
ｈ Ｌｉｂｒａｒｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓａｆ
ｅｔｙ Ｄａｔａ Ｅｄｉｔｉｏｎ ＩＩ」参考）。
【００１０】また請求項２に記載されたエッチングガス
は、下記の構造式で示されるものである。
は、下記の構造式で示されるものである。
【００１１】
【化６】
【００１２】この請求項２のエッチングガスは、化学式
がＣ3Ｆ6Ｏであり、化学名がヘキサフルオロプロペンオ
キシド（以下、「ＨＦＰＯ」という）と称される。無色
無臭の気体であり、沸点は−２７．４℃である。
がＣ3Ｆ6Ｏであり、化学名がヘキサフルオロプロペンオ
キシド（以下、「ＨＦＰＯ」という）と称される。無色
無臭の気体であり、沸点は−２７．４℃である。
【００１３】さらに請求項３のエッチング方法は、前記
ＨＦＡ：希ガスの流量比を、１：１０〜３０の流量比
率、より好ましくは１：１７．５〜２０の流量比率で処
理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下でガス解離させて
処理室内の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッ
チングすることを特徴としている。
ＨＦＡ：希ガスの流量比を、１：１０〜３０の流量比
率、より好ましくは１：１７．５〜２０の流量比率で処
理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下でガス解離させて
処理室内の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッ
チングすることを特徴としている。
【００１４】請求項４のエッチング方法は、被処理基板
上の酸化シリコン系材料層をエッチングする方法であっ
て、前記ＨＦＰＯと希ガスとを１：１０〜３０の流量比
率で処理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下でガス解離
させて該処理室内の被処理基板上の酸化シリコン系材料
層をエッチングすることを特徴とするものである。なお
本願請求項３、４でいう希ガスとしては、例えばアルゴ
ンガス、ヘリウムガス、ネオンガスが挙げられる。
上の酸化シリコン系材料層をエッチングする方法であっ
て、前記ＨＦＰＯと希ガスとを１：１０〜３０の流量比
率で処理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下でガス解離
させて該処理室内の被処理基板上の酸化シリコン系材料
層をエッチングすることを特徴とするものである。なお
本願請求項３、４でいう希ガスとしては、例えばアルゴ
ンガス、ヘリウムガス、ネオンガスが挙げられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、本実施形態に用いたエッチ
ング装置１の断面を示しており、このエッチング装置１
における処理室２は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト
処理されたアルミニウムなどからなる円筒形状の処理容
器３内に形成され、当該処理容器３自体は接地線４を介
して接地されている。前記処理室２内の底部にはセラミ
ックなどの絶縁支持板５が設けられており、この絶縁支
持板５の上部に、被処理基板、例えば半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗを載置するための下部電極を
構成する略円柱状のサセプタ６が、上下動自在に収容さ
れている。
基づいて説明する。図１は、本実施形態に用いたエッチ
ング装置１の断面を示しており、このエッチング装置１
における処理室２は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト
処理されたアルミニウムなどからなる円筒形状の処理容
器３内に形成され、当該処理容器３自体は接地線４を介
して接地されている。前記処理室２内の底部にはセラミ
ックなどの絶縁支持板５が設けられており、この絶縁支
持板５の上部に、被処理基板、例えば半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗを載置するための下部電極を
構成する略円柱状のサセプタ６が、上下動自在に収容さ
れている。
【００１６】前記サセプタ６は、前記絶縁支持板５及び
処理容器３の底部を遊貫する昇降軸７によって支持され
ており、この昇降軸７は、処理容器３外部に設置されて
いる駆動モータ８によって上下動自在となっている。従
ってこの駆動モータ８の作動により、前記サセプタ６
は、図１中の往復矢印に示したように、上下動自在とな
っている。なお処理室２の気密性を確保するため、前記
サセプタ６と絶縁支持板５との間には、前記昇降軸７の
外方を囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ
９が設けられている。
処理容器３の底部を遊貫する昇降軸７によって支持され
ており、この昇降軸７は、処理容器３外部に設置されて
いる駆動モータ８によって上下動自在となっている。従
ってこの駆動モータ８の作動により、前記サセプタ６
は、図１中の往復矢印に示したように、上下動自在とな
っている。なお処理室２の気密性を確保するため、前記
サセプタ６と絶縁支持板５との間には、前記昇降軸７の
外方を囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ
９が設けられている。
【００１７】前記サセプタ６は、表面が酸化処理された
アルミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、
例えばセラミックヒータなどの加熱手段（図示せず）
や、外部の冷媒源（図示せず）との間で冷媒を循環させ
るための冷媒循環路（図示せず）が設けられており、サ
セプタ６上のウエハＷを所定温度に維持することが可能
なように構成されている。またかかる温度は、温度セン
サ（図示せず）、温度制御機構（図示せず）によって自
動的に制御される構成となっている。
アルミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、
例えばセラミックヒータなどの加熱手段（図示せず）
や、外部の冷媒源（図示せず）との間で冷媒を循環させ
るための冷媒循環路（図示せず）が設けられており、サ
セプタ６上のウエハＷを所定温度に維持することが可能
なように構成されている。またかかる温度は、温度セン
サ（図示せず）、温度制御機構（図示せず）によって自
動的に制御される構成となっている。
【００１８】前記サセプタ６上には、ウエハＷを吸着保
持するための静電チャック１１が設けられている。この
静電チャック１１は、図２に示したように、導電性の薄
膜１２をポリイミド系の樹脂１３によって上下から挟持
した構成を有し、処理容器３の外部に設置されている高
圧直流電源１４からの電圧、例えば１．５ｋＶ〜２ｋＶ
の電圧が前記薄膜に印加されると、その際に発生するク
ーロン力によって、ウエハＷは静電チャック１１の上面
に吸着保持されるようになっている。
持するための静電チャック１１が設けられている。この
静電チャック１１は、図２に示したように、導電性の薄
膜１２をポリイミド系の樹脂１３によって上下から挟持
した構成を有し、処理容器３の外部に設置されている高
圧直流電源１４からの電圧、例えば１．５ｋＶ〜２ｋＶ
の電圧が前記薄膜に印加されると、その際に発生するク
ーロン力によって、ウエハＷは静電チャック１１の上面
に吸着保持されるようになっている。
【００１９】また前記サセプタ６内には、図２に示した
ように、サセプタ６内を上下動してウエハＷを静電チャ
ック１１上からリフトアップ自在な、静電チャック１１
上にウエハＷを授受するための支持部材としてのリフタ
ーピン２０が複数本、例えば３本内設されている。
ように、サセプタ６内を上下動してウエハＷを静電チャ
ック１１上からリフトアップ自在な、静電チャック１１
上にウエハＷを授受するための支持部材としてのリフタ
ーピン２０が複数本、例えば３本内設されている。
【００２０】前記サセプタ６上の周辺には、静電チャッ
ク１１を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング２１が設けられている。この内側フォーカスリ
ング２１は導電性を有する単結晶シリコンからなってお
り、プラズマをウエハＷよりも大きく広げ、プラズマ中
のイオンを効果的にウエハＷに入射させる機能を有して
いる。
ク１１を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング２１が設けられている。この内側フォーカスリ
ング２１は導電性を有する単結晶シリコンからなってお
り、プラズマをウエハＷよりも大きく広げ、プラズマ中
のイオンを効果的にウエハＷに入射させる機能を有して
いる。
【００２１】前記内側フォーカスリング２１の外周に
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング２２が
設けられている。この外側フォーカスリング２２は絶縁
性を有する石英からなり、その外周上縁部は外側に凸の
湾曲形状に成形されてガスが澱まず円滑に排出されるよ
うになっている。この外側フォーカスリング２２は、後
述のシールドリング５３と共に、サセプタ６と後述の上
部電極５１との間に発生したプラズマの拡散を抑制する
機能を有している。
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング２２が
設けられている。この外側フォーカスリング２２は絶縁
性を有する石英からなり、その外周上縁部は外側に凸の
湾曲形状に成形されてガスが澱まず円滑に排出されるよ
うになっている。この外側フォーカスリング２２は、後
述のシールドリング５３と共に、サセプタ６と後述の上
部電極５１との間に発生したプラズマの拡散を抑制する
機能を有している。
【００２２】前記サセプタ６の周囲には、例えば絶縁性
の材質からなるバッフル板２３が配され、さらにこのバ
ッフル板２３の内周部は、石英の支持体等を介してボル
ト等の手段によってサセプタ６に固定されている。従っ
て、サセプタ６の上下動に伴ってこのバッフル板２３も
上下動する構成となっている。このバッフル板２３には
多数の透孔２３ａが形成されており、ガスを均一に排出
させる機能を有している。
の材質からなるバッフル板２３が配され、さらにこのバ
ッフル板２３の内周部は、石英の支持体等を介してボル
ト等の手段によってサセプタ６に固定されている。従っ
て、サセプタ６の上下動に伴ってこのバッフル板２３も
上下動する構成となっている。このバッフル板２３には
多数の透孔２３ａが形成されており、ガスを均一に排出
させる機能を有している。
【００２３】前記処理室２の上部には、絶縁支持材３
１、アルミニウムからなる冷却部材３２を介して、エッ
チングガスやその他のガスを処理室２内に導入するため
の拡散部材３３が設けられている。またこの冷却部材３
２内の上部には、冷媒循環路３４が形成されており、外
部から供給されるチラー（冷媒）が循環することによっ
て、後述の上部電極５１を所定温度にまで冷却する機能
を有している。
１、アルミニウムからなる冷却部材３２を介して、エッ
チングガスやその他のガスを処理室２内に導入するため
の拡散部材３３が設けられている。またこの冷却部材３
２内の上部には、冷媒循環路３４が形成されており、外
部から供給されるチラー（冷媒）が循環することによっ
て、後述の上部電極５１を所定温度にまで冷却する機能
を有している。
【００２４】前記拡散部材３３は、図２にも示したよう
に、下面側に上下二段のバッフル板３５を持った中空構
造を有しており、さらにこれら上下二段のバッフル板３
５の各々には、上下に重合しない位置となるように多数
の拡散孔３５ａがそれぞれ形成されている。この拡散部
材３３の中央にはガス導入口３６が設けられ、さらにバ
ルブ３７を介してガス導入管３８が接続されている。そ
してこのガス導入管３８には、バルブ３９、４０及び対
応した流量調節のためのマスフローコントローラ４１、
４２を介して、ガス供給源４３、４４が各々接続されて
いる。
に、下面側に上下二段のバッフル板３５を持った中空構
造を有しており、さらにこれら上下二段のバッフル板３
５の各々には、上下に重合しない位置となるように多数
の拡散孔３５ａがそれぞれ形成されている。この拡散部
材３３の中央にはガス導入口３６が設けられ、さらにバ
ルブ３７を介してガス導入管３８が接続されている。そ
してこのガス導入管３８には、バルブ３９、４０及び対
応した流量調節のためのマスフローコントローラ４１、
４２を介して、ガス供給源４３、４４が各々接続されて
いる。
【００２５】そして前記ガス供給源４３からは本実施形
態にかかるエッチングガスであるＨＦＡが供給自在であ
る。また前記ガス供給源４４からはアルゴン（Ａｒ）ガ
スが供給自在である。
態にかかるエッチングガスであるＨＦＡが供給自在であ
る。また前記ガス供給源４４からはアルゴン（Ａｒ）ガ
スが供給自在である。
【００２６】これらガス供給源４３、４４からの前記ガ
スは、前記ガス導入管３８から前記導入口３６、拡散部
材３３の拡散孔３５ａを通じて処理室２内に導入される
ようになっている。また冷却部材３２の下面には、吐出
口５０ａが多数形成された冷却プレート５０が密着して
おり、図２に示したように、拡散部材３３のバッフル板
３５に形成されたバッフル空間Ｓ内のガスを、下方に均
一に吐出させるようになっている。
スは、前記ガス導入管３８から前記導入口３６、拡散部
材３３の拡散孔３５ａを通じて処理室２内に導入される
ようになっている。また冷却部材３２の下面には、吐出
口５０ａが多数形成された冷却プレート５０が密着して
おり、図２に示したように、拡散部材３３のバッフル板
３５に形成されたバッフル空間Ｓ内のガスを、下方に均
一に吐出させるようになっている。
【００２７】前記冷却プレート５０の下面には、サセプ
タ６と対向するように、上部電極５１が固定されてい
る。この上部電極５１は導電性を有する単結晶シリコン
からなり、図示しないボルトによって前記冷却プレート
５０の下面周辺部に固着され、この冷却プレート５０と
導通している。またこの上部電極５１にも、多数の吐出
口５１ａが形成されており、前記冷却プレート５０の吐
出口５０ａと接続されている。従ってバッフル空間Ｓ内
のガスは、この吐出口５０ａと上部電極５１の吐出口５
１ａを通じて、静電チャック１１上のウエハＷに対して
均一に吐出されるようになっている。
タ６と対向するように、上部電極５１が固定されてい
る。この上部電極５１は導電性を有する単結晶シリコン
からなり、図示しないボルトによって前記冷却プレート
５０の下面周辺部に固着され、この冷却プレート５０と
導通している。またこの上部電極５１にも、多数の吐出
口５１ａが形成されており、前記冷却プレート５０の吐
出口５０ａと接続されている。従ってバッフル空間Ｓ内
のガスは、この吐出口５０ａと上部電極５１の吐出口５
１ａを通じて、静電チャック１１上のウエハＷに対して
均一に吐出されるようになっている。
【００２８】上部電極５１の下端周辺部には、前出の図
示しない固定用のボルトを被うようにして、シールドリ
ング５３が配置されている。このシールドリング５３
は、石英からなり、前出外側フォーカスリング２２と
で、静電チャック１１と上部電極５１との間のギャップ
よりも狭いギャップを形成し、プラズマの拡散を抑制す
る機能を有している。なおこのシールドリング５３の上
端部と処理容器３の天井壁との間には、フッ素系の合成
樹脂からなる絶縁リング５４が設けられている。
示しない固定用のボルトを被うようにして、シールドリ
ング５３が配置されている。このシールドリング５３
は、石英からなり、前出外側フォーカスリング２２と
で、静電チャック１１と上部電極５１との間のギャップ
よりも狭いギャップを形成し、プラズマの拡散を抑制す
る機能を有している。なおこのシールドリング５３の上
端部と処理容器３の天井壁との間には、フッ素系の合成
樹脂からなる絶縁リング５４が設けられている。
【００２９】処理容器３の側面には、処理容器３内の真
空度を検出する圧力センサ５５が装着されている。この
センサ５５で検出された真空度の検出信号は、後述のコ
ントローラ７４に入力され、処理容器３内の真空度は常
時監視されている。
空度を検出する圧力センサ５５が装着されている。この
センサ５５で検出された真空度の検出信号は、後述のコ
ントローラ７４に入力され、処理容器３内の真空度は常
時監視されている。
【００３０】処理容器３の下部には、真空ポンプなどの
真空引き手段６１に通ずる排気管６２が接続されてお
り、サセプタ６の周囲に配置された前出バッフル板２３
を介して、処理室２内は、例えば１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒまでの任意の真空度にまで真空引きするこ
とが可能となっている。
真空引き手段６１に通ずる排気管６２が接続されてお
り、サセプタ６の周囲に配置された前出バッフル板２３
を介して、処理室２内は、例えば１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒまでの任意の真空度にまで真空引きするこ
とが可能となっている。
【００３１】次にこのエッチング装置１の高周波電力の
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ６に対しては、周波数が数百ｋＨｚ程度、例えば８０
０ｋＨｚの高周波電力を出力する高周波電源６３からの
電力が、整合器６４を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極５１に対しては、整合器６５を介し
て、周波数が前記高周波電源６３よりも高い１ＭＨｚ以
上の周波数、例えば２７．１２ＭＨｚの高周波電力を出
力する高周波電源６６からの電力が、前出冷却部材３
２、冷却プレート５０を通じて供給される構成となって
いる。
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ６に対しては、周波数が数百ｋＨｚ程度、例えば８０
０ｋＨｚの高周波電力を出力する高周波電源６３からの
電力が、整合器６４を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極５１に対しては、整合器６５を介し
て、周波数が前記高周波電源６３よりも高い１ＭＨｚ以
上の周波数、例えば２７．１２ＭＨｚの高周波電力を出
力する高周波電源６６からの電力が、前出冷却部材３
２、冷却プレート５０を通じて供給される構成となって
いる。
【００３２】前記処理容器３の側部には、ゲートバルブ
７１を介してロードロック室７２が隣接している。この
ロードロック室７２内には、被処理基板であるウエハＷ
を処理容器３内の処理室２との間で搬送するための、搬
送アームなどの搬送手段７３が設けられている。
７１を介してロードロック室７２が隣接している。この
ロードロック室７２内には、被処理基板であるウエハＷ
を処理容器３内の処理室２との間で搬送するための、搬
送アームなどの搬送手段７３が設けられている。
【００３３】次にこのエッチング装置１の制御系につい
て説明すると、サセプタ６を上下動させる駆動モータ
８、高圧直流電源１４、サセプタ６内のリフターピン２
０、バルブ３９、４０、マスフローコントローラ４１、
４２、真空引き手段６１、高周波電源６３、６６はそれ
ぞれコントローラ７４によって制御されている。
て説明すると、サセプタ６を上下動させる駆動モータ
８、高圧直流電源１４、サセプタ６内のリフターピン２
０、バルブ３９、４０、マスフローコントローラ４１、
４２、真空引き手段６１、高周波電源６３、６６はそれ
ぞれコントローラ７４によって制御されている。
【００３４】本発明の実施の形態にかかるエッチング装
置１の主要部は以上のように構成されており、コントロ
ーラ７４による制御に基づいて例えばシリコンのウエハ
Ｗの酸化膜（ＳｉＯ2）に対してエッチング処理する場
合の作用等について説明すると、まずゲートバルブ７１
が開放された後、搬送手段７３によってウエハＷが処理
室２内に搬入される。このとき駆動モータ８の作動によ
り、サセプタ６は下降し、リフターピン２０が静電チャ
ック１１上に突き出たウエハＷ受け取りの待機状態にあ
る。そして搬送手段７３によって処理室２内に搬入され
たウエハＷは、静電チャック１１上に突き出るリフター
ピン２０上に受け渡される。こうしてウエハＷをリフタ
ーピン２０上に受け渡した後、搬送手段７３は待避して
ゲートバルブ７１は閉鎖される。
置１の主要部は以上のように構成されており、コントロ
ーラ７４による制御に基づいて例えばシリコンのウエハ
Ｗの酸化膜（ＳｉＯ2）に対してエッチング処理する場
合の作用等について説明すると、まずゲートバルブ７１
が開放された後、搬送手段７３によってウエハＷが処理
室２内に搬入される。このとき駆動モータ８の作動によ
り、サセプタ６は下降し、リフターピン２０が静電チャ
ック１１上に突き出たウエハＷ受け取りの待機状態にあ
る。そして搬送手段７３によって処理室２内に搬入され
たウエハＷは、静電チャック１１上に突き出るリフター
ピン２０上に受け渡される。こうしてウエハＷをリフタ
ーピン２０上に受け渡した後、搬送手段７３は待避して
ゲートバルブ７１は閉鎖される。
【００３５】他方、ウエハＷのリフターピン２０上への
受け渡しが終了すると、駆動モータ８の作動によってサ
セプタ６は所定の処理位置、例えば上部電極５１とサセ
プタ６と間のギャップが１０mm〜２０mmの間の所定の位
置まで上昇し、同時にウエハＷを支持しているリフター
ピン２０はサセプタ６内に下降する。こうして、図２に
示すように、ウエハＷが静電チャック１１上に載置され
た状態となる。そして高圧直流電源１４から所定の電圧
が静電チャック１１内の導電性の薄膜１２に印加され
て、ウエハＷは静電チャック１１上に吸着、保持され
る。
受け渡しが終了すると、駆動モータ８の作動によってサ
セプタ６は所定の処理位置、例えば上部電極５１とサセ
プタ６と間のギャップが１０mm〜２０mmの間の所定の位
置まで上昇し、同時にウエハＷを支持しているリフター
ピン２０はサセプタ６内に下降する。こうして、図２に
示すように、ウエハＷが静電チャック１１上に載置され
た状態となる。そして高圧直流電源１４から所定の電圧
が静電チャック１１内の導電性の薄膜１２に印加され
て、ウエハＷは静電チャック１１上に吸着、保持され
る。
【００３６】次いで処理室２内が、真空引き手段６１に
よって真空引きされていき、所定の真空度になった後、
ガス供給源４３、４４からエッチング処理に必要なガス
が所定の流量で供給され、処理室２の圧力が所定の真空
度、例えば２０ｍＴｏｒｒに設定、維持される。
よって真空引きされていき、所定の真空度になった後、
ガス供給源４３、４４からエッチング処理に必要なガス
が所定の流量で供給され、処理室２の圧力が所定の真空
度、例えば２０ｍＴｏｒｒに設定、維持される。
【００３７】次いで上部電極５１に対して高周波電源６
６から周波数が２７．１２ＭＨｚ、パワーが例えば２ｋ
Ｗの高周波電力が供給されると、上部電極５１とサセプ
タ６との間にプラズマが生起される。また同時に、サセ
プタ６に対しては高周波電源６４から周波数が８００ｋ
Ｈｚ、パワーが例えば１ｋＷの高周波電力が供給され
る。
６から周波数が２７．１２ＭＨｚ、パワーが例えば２ｋ
Ｗの高周波電力が供給されると、上部電極５１とサセプ
タ６との間にプラズマが生起される。また同時に、サセ
プタ６に対しては高周波電源６４から周波数が８００ｋ
Ｈｚ、パワーが例えば１ｋＷの高周波電力が供給され
る。
【００３８】そして発生したプラズマによって処理室２
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ６側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハＷ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッ
チングしていく。
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ６側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハＷ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッ
チングしていく。
【００３９】この場合、本実施形態においては、既述し
たようにエッチングガスとしＨＦＡを用いているので、
まず高速なエッチングレートが得られる。また例えばコ
ンタクトホールのエッチングの場合、従来よりも高いア
スペクト比がえられる。
たようにエッチングガスとしＨＦＡを用いているので、
まず高速なエッチングレートが得られる。また例えばコ
ンタクトホールのエッチングの場合、従来よりも高いア
スペクト比がえられる。
【００４０】しかもレジストに対しては、肩落ちのない
好ましいエッチング特性が得られる。即ち従来の代表的
なエッチングガスであるＣ4Ｆ8を用いてＳｉＯ2にコン
タクトホール形成のためのエッチングを行った場合、図
３に示したように、レジスト８１の開口部８２周縁が削
り取られてしまい（図中の破線で囲まれた部分Ｍで示
す）、対レジストの選択比自体の値が高い値を示して
も、実用上はそれより低い値の選択比でしかなかった。
好ましいエッチング特性が得られる。即ち従来の代表的
なエッチングガスであるＣ4Ｆ8を用いてＳｉＯ2にコン
タクトホール形成のためのエッチングを行った場合、図
３に示したように、レジスト８１の開口部８２周縁が削
り取られてしまい（図中の破線で囲まれた部分Ｍで示
す）、対レジストの選択比自体の値が高い値を示して
も、実用上はそれより低い値の選択比でしかなかった。
【００４１】この点、本実施形態にかかるＨＦＡを用い
た場合には、図４に示したように、レジスト８３の開口
部８４の周縁部が削られない良好な形状のエッチング特
性が得られる。従って、ＨＦＡを用いたときの対レジス
トの選択比の見かけ上の値は、例えば従来のＣ4Ｆ8と同
等かあるいはそれより低くても、実用上は従来と同等以
上のものが得られる。
た場合には、図４に示したように、レジスト８３の開口
部８４の周縁部が削られない良好な形状のエッチング特
性が得られる。従って、ＨＦＡを用いたときの対レジス
トの選択比の見かけ上の値は、例えば従来のＣ4Ｆ8と同
等かあるいはそれより低くても、実用上は従来と同等以
上のものが得られる。
【００４２】なお前記実施形態に用いたエッチングガス
は、ＨＦＡであったが、これに代えて既述したＨＦＰＯ
（ヘキサフルオロプロペンオキシド）を用いても、従来
のＣ4Ｆ8よりも高速のエッチングレートが得られ、しか
も前記ＨＦＡの場合と同等な対レジスト選択比、アスペ
クト比、ＣＤロス特性が得られる。
は、ＨＦＡであったが、これに代えて既述したＨＦＰＯ
（ヘキサフルオロプロペンオキシド）を用いても、従来
のＣ4Ｆ8よりも高速のエッチングレートが得られ、しか
も前記ＨＦＡの場合と同等な対レジスト選択比、アスペ
クト比、ＣＤロス特性が得られる。
【００４３】また前記エッチング処理の際には、ＨＦＡ
と共に適宜Ａｒガスを混合して、エッチング処理した
が、この場合の流量比率は、ＨＦＡ：Ａｒガスの比率を
１：１０〜１：３０の流量比率に設定すれば、デポの少
ない良好なエッチング特性が得られる。
と共に適宜Ａｒガスを混合して、エッチング処理した
が、この場合の流量比率は、ＨＦＡ：Ａｒガスの比率を
１：１０〜１：３０の流量比率に設定すれば、デポの少
ない良好なエッチング特性が得られる。
【００４４】
【実施例】前記実施形態で用いたエッチング装置１を用
いて、エッチングガスとして従来のＣ4Ｆ8、ＨＦＡ、Ｈ
ＦＰＡを各々使用した場合のシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）にコンタクトホールを形成するエッチングの際
の、エッチングレート、対レジスト選択比、ＣＤロス比
の特性を表１に示す。なおこれらエッチングガスと混合
ガスであるＡｒガスとの流量比率はいずれも１：１７．
５に設定した。また処理室２内の圧力は、２０ｍＴｏｒ
ｒ、高周波電源６６の周波数は２７．１２ＭＨｚ、パワ
ーは２ｋＷ、高周波電源６３の周波数は８００ｋＨｚ、
パワーは１ｋＷである。なお表１中、ＣＤロスの○印は
肩落としがないことを示し、△印は肩落ちがあったこと
を示す。
いて、エッチングガスとして従来のＣ4Ｆ8、ＨＦＡ、Ｈ
ＦＰＡを各々使用した場合のシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）にコンタクトホールを形成するエッチングの際
の、エッチングレート、対レジスト選択比、ＣＤロス比
の特性を表１に示す。なおこれらエッチングガスと混合
ガスであるＡｒガスとの流量比率はいずれも１：１７．
５に設定した。また処理室２内の圧力は、２０ｍＴｏｒ
ｒ、高周波電源６６の周波数は２７．１２ＭＨｚ、パワ
ーは２ｋＷ、高周波電源６３の周波数は８００ｋＨｚ、
パワーは１ｋＷである。なお表１中、ＣＤロスの○印は
肩落としがないことを示し、△印は肩落ちがあったこと
を示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】これによれば、ＨＦＡ、ＨＦＰＯとも、Ｃ
4Ｆ8よりも高速なエッチングレートを実現しており、し
かもアスペクト比についてもＣ4Ｆ8よりも良好である。
また肩落ちがない良好なエッチング特性を得ていること
が確認できる。対レジスト選択比については、見かけ上
の値についてはＣ4Ｆ8よりも小さいが、前記したよう
に、肩落ちのない良好なエッチング特性であるから、実
用上はＣ4Ｆ8と同等以上を確保している。
4Ｆ8よりも高速なエッチングレートを実現しており、し
かもアスペクト比についてもＣ4Ｆ8よりも良好である。
また肩落ちがない良好なエッチング特性を得ていること
が確認できる。対レジスト選択比については、見かけ上
の値についてはＣ4Ｆ8よりも小さいが、前記したよう
に、肩落ちのない良好なエッチング特性であるから、実
用上はＣ4Ｆ8と同等以上を確保している。
【００４７】
【発明の効果】請求項１、２の発明によれば、１０ｍＴ
ｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒという比較的高圧での解離コ
ントロールが容易であり、しかも従来のＣ4Ｆ8よりも高
速なエッチングレート及び高いアスペクト比が得られ
る。また例えばエッチング形状についてみても、肩落ち
のない良好なエッチングが行える。請求項３、４のエッ
チング方法に従ってエッチングを行えば、前記請求項
１、２の効果に加えて、デポジションが少ないという効
果が得られる。
ｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒという比較的高圧での解離コ
ントロールが容易であり、しかも従来のＣ4Ｆ8よりも高
速なエッチングレート及び高いアスペクト比が得られ
る。また例えばエッチング形状についてみても、肩落ち
のない良好なエッチングが行える。請求項３、４のエッ
チング方法に従ってエッチングを行えば、前記請求項
１、２の効果に加えて、デポジションが少ないという効
果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態に用いたエッチング装置の
断面説明図である。
断面説明図である。
【図２】図１のエッチング装置における上部電極付近の
要部拡大説明図である。
要部拡大説明図である。
【図３】従来のＣ4Ｆ8でウエハ上のシリコン酸化膜にコ
ンタクトホールのエッチングを行った際の拡大縦断面図
である。
ンタクトホールのエッチングを行った際の拡大縦断面図
である。
【図４】本発明の実施形態にかかるＨＦＡでウエハ上の
シリコン酸化膜にコンタクトホールのエッチングを行っ
た際の拡大縦断面図である。
シリコン酸化膜にコンタクトホールのエッチングを行っ
た際の拡大縦断面図である。
１ エッチング装置 ２ 処理室 ３ 処理容器 ６ サセプタ １１ 静電チャック ４３、４４ ガス供給源 ５１ 上部電極 ６１ 真空引き手段 ６３、６６ 高周波電源 Ｗ ウエハ
Claims (4)
- 【請求項１】 下記の構造式で示されるエッチングガ
ス。 【化１】 - 【請求項２】 下記の構造式で示されるエッチングガ
ス。 【化２】 - 【請求項３】 被処理基板上の酸化シリコン系材料層を
エッチングする方法であって、下記の構造式で示される
エッチングガスと、希ガスとを１：１０〜３０の流量比
率で処理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下で該処理室
内の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチング
することを特徴とする、エッチング方法。 【化３】 - 【請求項４】 被処理基板上の酸化シリコン系材料層を
エッチングする方法であって、下記の構造式で示される
エッチングガスと、希ガスとを１：１０〜３０の流量比
率で処理室内に導入し、プラズマ雰囲気の下で該処理室
内の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチング
することを特徴とする、エッチング方法。 【化４】
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302139A JPH09129612A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | エッチングガス及びエッチング方法 |
| TW090201923U TW547488U (en) | 1995-10-26 | 1996-10-22 | Plasma etching apparatus |
| US08/736,428 US5928963A (en) | 1995-10-26 | 1996-10-24 | Plasma etching method |
| KR1019960048029A KR100323598B1 (ko) | 1995-10-19 | 1996-10-24 | 플라즈마에칭방법 |
| DE69635972T DE69635972T2 (de) | 1995-10-26 | 1996-10-25 | Plasma-Ätz-Verfahren |
| EP96117162A EP0776032B1 (en) | 1995-10-26 | 1996-10-25 | Plasma etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302139A JPH09129612A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | エッチングガス及びエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129612A true JPH09129612A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17905384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7302139A Withdrawn JPH09129612A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-26 | エッチングガス及びエッチング方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5928963A (ja) |
| EP (1) | EP0776032B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09129612A (ja) |
| DE (1) | DE69635972T2 (ja) |
| TW (1) | TW547488U (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2000004576A1 (fr) * | 1998-07-16 | 2000-01-27 | Tokyo Electron Yamanashi Limited | Procede et appareil de traitement du plasma |
| JP2001516948A (ja) * | 1997-09-16 | 2001-10-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマチャンバの半導体ワークピースを取り囲むシールド又はリング |
| JP2007189238A (ja) * | 1998-04-20 | 2007-07-26 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置、および半導体検査装置 |
| WO2008063836A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Lam Research Corporation | Reducing twisting in ultra-high aspect ratio dielectric etch |
| KR20220139095A (ko) * | 2021-04-07 | 2022-10-14 | (주)후성 | 플루오르화 시클로프로판 가스의 제조방법 및 이를 포함하는 에칭용 가스 조성물 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5866485A (en) * | 1997-09-29 | 1999-02-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Techniques for etching a silicon dioxide-containing layer |
| US6635185B2 (en) | 1997-12-31 | 2003-10-21 | Alliedsignal Inc. | Method of etching and cleaning using fluorinated carbonyl compounds |
| US6374833B1 (en) * | 1999-05-05 | 2002-04-23 | Mosel Vitelic, Inc. | Method of in situ reactive gas plasma treatment |
| US6749763B1 (en) * | 1999-08-02 | 2004-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing method |
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