JPH09283494A - プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法 - Google Patents

プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法

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JPH09283494A
JPH09283494A JP8090972A JP9097296A JPH09283494A JP H09283494 A JPH09283494 A JP H09283494A JP 8090972 A JP8090972 A JP 8090972A JP 9097296 A JP9097296 A JP 9097296A JP H09283494 A JPH09283494 A JP H09283494A
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silicon
etching
plasma
plasma etching
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Shinji Kubota
紳治 久保田
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ中のフッ素ラジカル濃度が制御でき
るプラズマエッチング装置およびこれを用いた酸化シリ
コン系材料層の高選択比プラズマエッチング方法を提供
する。 【解決手段】 エッチングチャンバ18内壁面に高純度
シリコン等のシリコン材料層21を配設し、プラズマ中
の過剰なフッ素ラジカルをスカベンジする。シリコン材
料層21の加熱手段22や、バイアス印加手段を付加し
てもよい。 【効果】 CO等の特殊ガスを用いることなく、プラズ
マ中のC/F比を任意に制御できる。したがって、対窒
化シリコン系材料層等の高選択比エッチングが可能とな
る。このため、窒化シリコン系材料層をエッチングスト
ッパとするセルフアラインコンタクトホールの開口を信
頼性高く施すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高集積度半導体装置
等の製造分野で適用されるプラズマエッチング装置およ
びプラズマエッチング方法に関し、更に詳しくは、プラ
ズマ中のラジカル量を制御することが可能なプラズマエ
ッチング装置およびこれを用いた高選択比のエッチング
が可能なプラズマエッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI等の半導体装置の高集積度化、高
性能化が進展するに伴い、そのデザインルールはハーフ
ミクロンからサブクォータミクロンへと縮小しつつあ
る。かかる高集積度の半導体装置においては、多層配線
における層間接続においてもレイアウト上あるいはプロ
セス上のさまざまな工夫が採り込まれている。またこれ
に伴い、酸化シリコン系材料層に微細加工を施し、接続
孔等を形成するためのプラズマエッチング装置やプラズ
マエッチング方法に対する技術的要求はますます厳しさ
を増している。
【0003】その一例として、ステッパによる露光時に
おけるマスクアライメントの位置合わせ余裕を緩和でき
るセルフアラインコンタクト(SAC ; Self Aligned Cont
act)がある。セルフアラインコンタクトは、例えばゲー
ト電極の側面にエッチングストッパ層を形成しておき、
ゲート電極上の層間絶縁膜にコンタクトホールを開口す
る際に、このエッチングストッパ層により自己整合的に
コンタクトホールの位置と開口幅を規定する構造であ
る。セルフアラインコンタクト構造の採用により、微細
なコンタクトホール開口用のレジストマスク露光時にお
ける厳密な位置合わせは不要となる。また位置合わせマ
ージンが不要となるので、半導体チップやセルの面積の
縮小も可能となる。エッチングストッパ層としては窒化
シリコン材料層を用いる例が一般的であり、この構造は
一例として日経マイクロデバイス誌1995年2月号
P.54(日経BP社刊)に解説記事が掲載されてい
る。
【0004】かかる構造においては、層間絶縁膜である
酸化シリコン系材料層とエッチングストッパ層である窒
化シリコン材料層との高選択比を達成し、窒化シリコン
材料層の膜減りを防ぐことがセルフアラインコンタクト
ホールの形状を制御性よく形成するためのキーポイント
となる。酸化シリコン系材料膜のプラズマエッチングで
は、強固なSi−O結合(705kJ/mol)を切断
する必要があるため、スパッタリング効果のあるイオン
性の強いエッチングモードが採用されている。一般的な
エッチングガスはCF4やC3 8 を代表とするC
F系ガスを主体とするものであり、CF系ガスから解離
生成するFラジカル(F* )による化学反応、CFx +
の入射イオンエネルギによるスパッタリング作用、構成
元素である炭素の還元性によるSi−O結合の分断作
用、および蒸気圧の大きい反応生成物であるSiFx
生成除去を利用するものである。しかしイオンモードの
プラズマエッチングの特徴として、エッチングレートは
一般に大きくはない。そこで高速エッチングを指向して
入射イオンエネルギを高めると、エッチング反応は物理
的なスパッタリングを主体とする形となり、選択性は低
下する。また同じく高エッチングレートを意図してラジ
カルモード主体のプラズマエッチングを施すと、等方的
な反応によるサイドエッチングが発生する。すなわち、
CF系ガスによる酸化シリコン系材料層のプラズマエッ
チングは、高速性、選択性と異方性とは並立しがたいも
のであった。
【0005】また従来技術により高い選択比を得るため
には、CF系ガスからの反応生成物を主体とするフッ化
炭素系ポリマを厚く堆積する必要があり、このようなガ
スケミストリで同一エッチングチャンバ内でプラズマエ
ッチングを重ねると、エッチングレートの低下やパーテ
ィクルレベルの悪化を招く。エッチングレートの低下は
微細パターンほど顕著に表れ、いわゆるマイクロローデ
ィング効果による接続孔の抜け不良が発生する。
【0006】このような背景から、SiO2 /Si3
4 間のエッチング選択比を高める方法としては、例えば
第41回応用物理学関係連合講演会(1994年春季年
会)講演予稿集p537、講演番号29p−ZF−2
や、Symposium onDry Process
予稿集、講演番号VI−1(Nov.1994)に報告
されているように、CF系のエッチングガスにCOガス
を添加した混合ガスを用いる方法がある。これは、プラ
ズマ中の過剰なF* をスカベンジ(捕捉)し、COFx
の形でエッチングチャンバ外へ除去することにより、プ
ラズマ中のC/F比(炭素原子とフッ素原子の比率)を
高め、炭素リッチの強固なポリマを被エッチング基板上
に堆積するものである。これらC/F比の概念や高選択
性が達成される機構については、例えばJ.Vac.S
cience.Tech,16(2),391(197
9)に報告されている。このポリマ堆積物は、被エッチ
ング膜である酸化シリコン系絶縁膜上ではその表面から
スパッタアウトされるO原子と反応して酸化除去される
ので実質的には堆積せず、エッチングレートを低下する
ことはない。しかしSi3 4 上では厚く堆積するので
Si3 4 のエッチングレートが下がり、この結果Si
2 /Si3 4 間のエッチング選択比が向上するもの
と思われる。例えばマグネトロンRIE型のSiO2
ッチング装置では、C4 8 /CO/Ar混合ガス系を
用いて15程度の選択比が得られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ化
炭素系ガスにCOを添加して下地材料層との選択比を向
上する手法においては、これら添加ガスの引火性や安全
性について充分な配慮が必要である。とりわけクリーン
ルーム等の閉鎖空間での取り扱いには、検討の余地が大
きい。また実用化に当たってはガス漏洩検知器や排気ガ
スの処理設備を新たに設ける必要がある。本発明は、酸
化シリコン系材料層をプラズマエッチングするにあた
り、下地の窒化シリコン材料層等との選択比が充分に採
れ、また安全性にも優れたプラズマエッチング装置およ
びこれを用いたプラズマエッチング方法を提供すること
をその課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマエッチ
ング装置は、上述した課題を達成するために提案するも
のであり、エッチングチャンバ内壁面の少なくとも一部
に、プラズマとの接触が可能なごとくシリコン材料層を
配設したことを特徴とする。本発明のプラズマエッチン
グ装置の一態様としては、このシリコン材料層の加熱手
段を有することが好ましい。また本発明のプラズマエッ
チング装置の別の一態様としては、このシリコン材料層
へのバイアス印加手段を有することが好ましい。さらに
本発明のプラズマエッチング装置の別の一態様として
は、このシリコン材料層を、エッチングチャンバ内壁面
から着脱可能なごとく配設することが望ましい。
【0009】つぎに本発明のプラズマエッチング方法
は、エッチングチャンバ内壁面の少なくとも一部に、プ
ラズマとの接触が可能なごとくシリコン材料層を配設し
たプラズマエッチング装置を用い、このエッチングチャ
ンバ内にフッ素系ガスを導入しつつ、被エッチング基板
上の酸化シリコン系材料層をエッチングするプラズマエ
ッチング方法であって、このプラズマ中のフッ素ラジカ
ルを前記シリコン材料層との反応により消費しつつ、被
エッチング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。本発明のプラズマエッチング方
法の一態様として、この酸化シリコン系材料層の下層に
は窒化系シリコン材料層を有し、この窒化シリコン系材
料層に対し、この酸化シリコン系材料層を選択的にエッ
チングする際に好ましく適用することができる。さらに
具体的には、この窒化シリコン系材料層は、酸化シリコ
ン系材料層にセルフアラインコンタクトホールを開口す
る際のエッチングストッパであるときに好ましく適用す
ることができる。
【0010】本発明においてエッチングチャンバ内壁面
に配設するシリコン材料層としては、高純度シリコンあ
るいは高純度シリコンカーバイド等を例示することがで
きる。金属汚染等のコンタミネーションを防止するため
には、シリコン材料層の純度はファイブナイン(99.
999%)以上であることをとが好ましい。
【0011】つぎに作用の説明に移る。エッチングチャ
ンバ内壁面に配設したシリコン材料層と、プラズマ中に
解離生成したF* やF+ 等のフッ素活性種とは下式
(1)の形で反応する。 4F + Si → SiF4 (1) このためプラズマ中に過剰に存在する反応活性なF*
不活性なSiF4 としてエッチングチャンバ外へ排除
し、プラズマ中のC/F比を高めることができる。した
がって下地材料層の窒化シリコン材料層等とのエッチン
グ選択比を高めることが可能となる。式(1)の反応
は、シリコン材料層を加熱、あるいはバイアス電圧を印
加することにより促進することができる。またこのシリ
コン材料層を着脱可能にすることで、シリコン材料層上
にポリマ等が堆積した場合のクリーニングや、シリコン
材料層が消耗した場合の交換等のメンテナンスを容易に
施すことができる。このため、例えばセルフアラインコ
ンタクトホール開口において下地の薄い窒化シリコン材
料層との間に求められる15程度以上の選択比を信頼性
高く達成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態例
を図面を参照しつつ説明する。
【0013】実施の形態例1 本形態例は、本発明のプラズマエッチング装置をECR
プラズマエッチング装置に適用した例であり、これを図
1を参照して説明する。図1に示す装置の基本構成は一
般的な基板バイアス印加型ECRプラズマエッチング装
置である。すなわち、図示しないマグネトロンで励起さ
れた2.45GHzのマイクロ波は、マイクロ波導波管
15内を伝播し、共振チャンバ16で共振モードを変換
後、石英やアルミナ等の誘電体材料からなるマイクロ波
導入窓17を介してAl系合金からなるエッチングチャ
ンバ18に導入される。エッチングチャンバ18には図
示しないガス導入孔よりエッチングガスが導入され、エ
ッチング済みの排気ガスは真空ポンプ20から排気され
る。エッチングチャンバ18内の圧力は、図示しないコ
ンダクタンスバルブにより所望の値に制御される。一
方、エッチングチャンバ18の外周にはソレノイドコイ
ルアッセンブリ19が配設されており、このソレノイド
コイルアッセンブリ19によりエッチングチャンバ17
内には0.0875Tの磁界が印加される。この磁界と
マイクロ波の相互作用により、エッチングチャンバ18
内にはECRプラズマが生成する。エッチングチャンバ
18内のマイクロ波導入窓17と対向する側には、基板
ステージ12が配設され、基板ステージ12上にはクラ
ンパ13により保持された被エッチング基板11が載置
されている。そしてこの基板ステージ12には、ブロッ
キングコンデンサを介して基板バイアス電源14が接続
されている。以上の装置構成は通常のECRプラズマエ
ッチング装置であり、1×1011〜1×1013/cm3
の高密度プラズマにより、被エッチング基板11にプラ
ズマエッチングを施すことが可能である。
【0014】図1に示すプラズマエッチング装置の特徴
的な構成は、エッチングチャンバ18内壁面に配設した
シリコン材料層21およびこのシリコン材料層21の加
熱手段22である。このうち、シリコン材料層21は9
9.999%の高純度シリコンインゴットから切り出し
た厚さ例えば5mmのシリコン板を、治具やガイド等に
よりエッチングチャンバ18内壁面に着脱可能に装着し
たものである。シリコン材料層21は、無機系接着剤等
により、エッチングチャンバ18内壁面に固着して配設
してもよい。このシリコン材料層21は、エッチングチ
ャンバ18内壁面の全面に渡り配設するか、あるいはそ
の一部のみを覆うように配設してもよい。一方加熱手段
22は、例えば抵抗加熱ヒータをエッチングチャンバ1
8外壁に接して設けたものであり、図示しない温度セン
サと温度制御装置を有するものである。この加熱手段2
2としてはは、他にエッチングチャンバ18壁内に流路
を形成し、ここにシリコーンオイル等の熱媒体を循環す
ることにより構成してもよい。
【0015】本プラズマエッチング装置によれば、エッ
チングチャンバ18内に生成したプラズマ内の過剰なF
* をシリコン材料層21により捕捉し、任意のC/F比
のプラズマにより被エッチング基板11に対するプラズ
マエッチングを施すことが可能である。このC/F比の
制御は、シリコン材料層の温度制御によりおこなうこと
ができる。
【0016】実施の形態例2 本形態例は、本発明のプラズマエッチング装置を同じく
ECRプラズマエッチング装置に適用した例でありこれ
を図2を参照して説明する。図2に示す装置の基本構成
は前実施の形態例1と同様であるので、共通部分の重複
する説明は省略し、本装置の特徴構成部分のみを説明す
る。図2に示すプラズマエッチング装置の特徴的な構成
は、エッチングチャンバ18内壁面に配設したシリコン
材料層21へバイアス電圧を印加するシリコン材料層バ
イアス電源24、シリコン材料層21とエッチングチャ
ンバ18との絶縁を確保する石英等の絶縁材24であ
る。シリコン材料層が例えば99.999%の高純度シ
リコンの場合には、シリコン材料層21に直接バイアス
電位を与えることが困難であるので、シリコン材料層2
1と絶縁材24との間に例えばAlやCu等の金属から
なる導電板25を介在させる。
【0017】本プラズマエッチング装置によっても、エ
ッチングチャンバ18内に生成したプラズマ内の過剰な
* をシリコン材料層21により捕捉し、任意のC/F
比のプラズマにより被エッチング基板11に対するプラ
ズマエッチングを施すことが可能である。このC/F比
の制御は、シリコン材料層バイアス電源26の出力およ
びシリコン材料層21の温度制御によりおこなうことが
できる。また本プラズマエッチング装置によれば、シリ
コン材料層21の表面は常時イオン種によりスパッタリ
ングされるので、表面にポリマが堆積する懸念がなく、
安定なF* 供給による高選択比エッチングを再現性良く
施すことができる。
【0018】実施の形態例3 本実施の形態例は、本発明のプラズマエッチング方法を
セルフアラインコンタクトホールの開口工程を例にと
り、図3を参照して説明する。本実施の形態例で採用し
た被エッチング基板は、図3(a)に示すようにシリコ
ン等の半導体基板1上に形成されたゲート絶縁膜2、多
結晶シリコン層3および高融点金属シリサイド層4から
なるゲート電極、ゲート電極上に形成されたオフセット
絶縁膜5、ゲート電極およびオフセット絶縁膜5の側面
に形成されたLDDサイドウォールスペーサ6、全面に
薄く形成された窒化シリコン系材料層7、さらに全面に
厚く平坦に形成された酸化シリコン系材料層8、および
セルフアラインコンタクト開口用のレジストマスク9が
各々形成されたものである。各層は一例として、ゲート
絶縁膜2は半導体基板1の熱酸化により10nmの厚さ
に形成したもの、多結晶シリコン層3およびWSi2
らなる高融点金属シリサイド層4は減圧CVDによりそ
れぞれ100nmの厚さに形成したもの、オフセット絶
縁膜5はこれも減圧CVDによりSiO2 を200nm
の厚さに形成後、これを0.25μmのゲート電極形状
にパターニングしたものである。このオフセット絶縁膜
5をエッチングマスクとして多結晶シリコン層3および
高融点金属シリサイド層4をパターニング後、再び減圧
CVDによりSiO2 を200nmの厚さに形成後、全
面エッチバックによりLDDサイドウォールスペーサ6
を形成する。この後、減圧CVDにより窒化シリコン系
材料層7を30nm、BPSGからなる酸化シリコン系
材料層8からなる層間絶縁膜を800nmの厚さに形成
し、リフローによりその表面を平坦化した。平坦化はC
MP(Chemical Mechanical Polishing) によりおこなっ
てもよい。この後化学増幅レジストのスピンコーティン
グとエキシマレーザリソグラフィにより、セルフアライ
ンコンタクトホール開口用の0.25μmの開口幅を有
するレジストマスク9を形成した。この際、本実施例に
おいてはレジストマスク9の開口部がLDDサイドウォ
ールスペーサ6にかかるごとく形成された。
【0019】図3(a)に示す被エッチング基板を、前
実施の形態例1で説明した基板バイアス印加型ECRプ
ラズマエッチング装置の基板ステージ上にセッティング
し、一例として下記プラズマエッチング条件によりセル
フアラインコンタクトホール10を開口した。開口後の
被エッチング基板の状態を図3(b)に示す。 C4 8 50 sccm ガス圧力 0.4 Pa マイクロ波パワー 1200 W(2.45GHz) 基板バイアスパワー 400 W(800KHz) 被エッチング基板温度 20 ℃ シリコン材料層温度 20 ℃ 本プラズマエッチング工程においては、C4 8 の高密
度プラズマ中での解離により大量のF* が生成するが、
このF* の一部はエッチングチャンバ内壁面のシリコン
材料層によりスカベンジされるのでプラズマ中のC/F
比は高まる。したがって、下地の窒化シリコン材料層7
が露出した時点でこの表面にカーボンリッチなポリマが
堆積し、オーバーエッチング期間中も窒化シリコン材料
層7のエッチングが防止される。このため、LDDサイ
ドウォールスペーサ6のエッチングが確実に防止され、
後工程でセルフアラインコンタクトホール10内に埋め
込まれるコンタクトプラグや上層配線と、ゲート電極と
の耐圧不良や短絡が発生する虞れはない。酸化シリコン
系材料層8のエッチングレートは600nm/min、
対窒化シリコン材料層7選択比は80であった。
【0020】この後、レジストマスク9のアッシング、
窒化シリコン系材料層7の例えばウェットエッチング等
による除去の工程を経て、例えばブランケットCVDに
よりWを全面に形成後エッチバックしてセルフアライン
コンタクトホール内にコンタクトプラグ(図示せず)を
埋め込む。本実施の形態例によれば、酸化シリコン系材
料層を薄い窒化シリコン系材料層に対して高選択比にプ
ラズマエッチングすることができ、窒化シリコン系材料
層をエッチングストッパとして用いるセルフアラインコ
ンタクトホール開口プロセスを信頼性高く実施すること
が可能である。
【0021】実施の形態例4 本実施の形態例は、前実施の形態例3においてエッチン
グチャンバ内壁のシリコン材料層の温度を変化した場合
のエッチング特性について検討を加えたものである。す
なわち、前実施の形態例3と同様の条件でBPSGから
なる酸化シリコン系材料層と窒化シリコン系材料層を被
エッチング基板上に形成し、シリコン材料層温度を0℃
から300℃まで変化させた場合のエッチングレートと
選択比を調べた。プラズマエッチング条件はシリコン材
料層温度以外は前実施の形態例3と同様である。この結
果を図4のグラフに示す。同図から明らかなように、シ
リコン材料層の温度が上昇するに伴い、F* のスカベン
ジ効果が高まるので、酸化シリコン系材料層のエッチン
グレートは緩やかに減少するが、それ以上に窒化シリコ
ン系材料層のエッチングレートの減少量が大きいため、
エッチング選択比は急速に高まる。かかるエッチング特
性変化は、図2に示したプラズマエッチング装置におい
てシリコン材料層21やシリコン材料層電極23に印加
するシリコン材料層バイアス電源26の電圧や周波数を
制御することによっても同様に得ることができる。この
場合には、シリコン材料層表面が常にスパッタリングさ
れてポリマの堆積を防止するので、プラズマエッチング
のバッチ数を重ねてもエッチング特性が変化しないメリ
ットがある。なおシリコン材料層21はスパッタリング
されて消耗するので、交換やクリーニング等のメンテナ
ンスのために着脱可能に配設しておくことが望ましい。
【0022】以上、本発明のプラズマエッチング装置お
よびプラズマエッチング方法につき、各々2例の実施形
態例により説明したが、本発明はこれら実施形態例に何
ら限定されるものではない。
【0023】例えばプラズマエッチング装置としてEC
Rプラズマエッチング装置を例示したが、通常の平行平
板型RIE装置やマグネトロンRIE装置であってもよ
い。ただしフッ素系ガスの解離が高度に進みF* が大量
に生成しやすい高密度プラズマエッチング装置に本発明
を適用する場合にはその効果は大きい。かかるプラズマ
エッチング装置としてはECRプラズマエッチング装置
の他に、誘導結合プラズマエッチング装置、ヘリコン波
プラズマエッチング装置等がある。エッチングチャンバ
内壁面に配設するシリコン材料層として、高純度シリコ
ンの他に高純度SiCがある。SiCは必ずしもストイ
キオメトリの組成でなくてよく、100%シリコンから
100%カーボン迄の間の各組成にわたり採用すること
ができる。
【0024】酸化シリコン系材料層としてBPSGを例
示したが、PSG、BSG、AsSG等の各種シリケー
トガラスやSiO2 、SiON、SiOF等を用いてよ
い。低誘電率酸化シリコン系材料層であるSiOFの場
合は、エッチング中にSiOFから継続的にフッ素原子
が放出されるので、プラズマ中のC/F比が低くなりエ
ッチング選択比は低下しがちであるが、本発明の採用に
よりかかる問題点の解決を図ることができる。かかる酸
化シリコン系材料層との高選択比がえられる下地材料層
としては、LP−Si3 4 やp−Si3 4 等の窒化
シリコン系材料層の他に、単結晶シリコン、多結晶シリ
コン、非晶質シリコン等を挙げることができる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラズマエッチング装置によれば、CO等の特殊ガス
を採用することなくプラズマ中のF* の濃度を任意に制
御することができる。また本発明のプラズマエッチング
方法によれば、CO等の特殊ガスを採用することなく高
選択比の酸化シリコン系材料層のプラズマエッチングが
可能となり、特に高集積度半導体装置のセルフアライン
コンタクトホールを信頼性高く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマエッチング装置の概略断面図
である。
【図2】本発明の別のプラズマエッチング装置の概略断
面図である。
【図3】本発明のプラズマエッチング方法をその工程順
に説明する概略断面図である。
【図4】シリコン材料層の温度と、プラズマエッチング
特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1…半導体基板、2…ゲート絶縁膜、3…多結晶シリコ
ン層、4…高融点金属シリサイド層、5…オフセット絶
縁膜、6…LDDサイドウォールスペーサ、7…窒化シ
リコン系材料層、8…酸化シリコン系材料層、9…レジ
ストマスク、10セルフアラインコンタクトホール 11…被エッチング基板、12基板ステージ、13…ク
ランパ、14…基板バイアス電源、15…マイクロ波導
波管、16…共振チャンバ、17…マイクロ波導入窓、
18…エッチングチャンバ、19…ソレノイドコイルア
ッセンブリ、20…真空ポンプ、21…シリコン材料
層、22…加熱手段、23…シリコン材料層電極、24
…絶縁材、25…導電板、26…シリコン材料層バイア
ス電源

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチングチャンバ内壁面の少なくとも
    一部に、プラズマとの接触が可能なごとくシリコン材料
    層を配設したことを特徴とするプラズマエッチング装
    置。
  2. 【請求項2】 前記シリコン材料層の加熱手段を有する
    ことを特徴とする請求項1記載のプラズマエッチング装
    置。
  3. 【請求項3】 前記シリコン材料層へのバイアス印加手
    段を有することを特徴とする請求項1記載のプラズマエ
    ッチング装置。
  4. 【請求項4】 前記シリコン材料層を、エッチングチャ
    ンバ内壁面から着脱可能なごとく配設したことを特徴と
    する請求項1記載のプラズマエッチング装置。
  5. 【請求項5】 前記シリコン材料層は、高純度シリコン
    および高純度シリコンカーバイドのうちのいずれか少な
    くとも一種であることを特徴とする請求項1記載のプラ
    ズマエッチング装置。
  6. 【請求項6】 エッチングチャンバ内壁面の少なくとも
    一部に、プラズマとの接触が可能なごとくシリコン材料
    層を配設したプラズマエッチングを用い、 前記エッチングチャンバ内にフッ素系ガスを導入しつ
    つ、被エッチング基板上の酸化シリコン系材料層をエッ
    チングするプラズマエッチング方法であって、 前記プラズマ中のフッ素ラジカルを前記シリコン材料層
    との反応により消費しつつ、 被エッチング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プラズマエッチング方法。
  7. 【請求項7】 前記酸化シリコン系材料層の下層には窒
    化シリコン系材料層を有し、 前記窒化シリコン系材料層に対し、前記酸化シリコン系
    材料層を選択的にエッチングすることを特徴とする請求
    項6記載のプラズマエッチング方法。
  8. 【請求項8】 前記窒化シリコン系材料層は、前記酸化
    シリコン系材料層にセルフアラインコンタクトホールを
    開口する際のエッチングストッパであることを特徴とす
    る請求項6記載のプラズマエッチング方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387288B1 (en) * 1998-02-09 2002-05-14 Applied Materials, Inc. High selectivity etch using an external plasma discharge
US20190259578A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Tokyo Electron Limited Cleaning method and plasma processing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387288B1 (en) * 1998-02-09 2002-05-14 Applied Materials, Inc. High selectivity etch using an external plasma discharge
US20190259578A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Tokyo Electron Limited Cleaning method and plasma processing apparatus
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