JPH10199865A - ドライエッチング用ガス組成物およびドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング用ガス組成物およびドライエッチング方法Info
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- JPH10199865A JPH10199865A JP31290797A JP31290797A JPH10199865A JP H10199865 A JPH10199865 A JP H10199865A JP 31290797 A JP31290797 A JP 31290797A JP 31290797 A JP31290797 A JP 31290797A JP H10199865 A JPH10199865 A JP H10199865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドライエッチングに際し、フォトレジ
ストおよびポリシリコンなどの保護膜に対し高い選択性
を示し、且つ高速でエッチングでき、基体上に薄膜状重
合体析出物を生成しないドライエッチングを可能にす
る。 【解決手段】 パーフルオロシクロオレフィンと、該
パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜４０％の酸
素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中から選ばれた少
なくとも一種の酸素成分を含むガス組成物を用いてドラ
イエッチングする。
ストおよびポリシリコンなどの保護膜に対し高い選択性
を示し、且つ高速でエッチングでき、基体上に薄膜状重
合体析出物を生成しないドライエッチングを可能にす
る。 【解決手段】 パーフルオロシクロオレフィンと、該
パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜４０％の酸
素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中から選ばれた少
なくとも一種の酸素成分を含むガス組成物を用いてドラ
イエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フルオロカーボン
ガスを含むドライエッチング用ガス組成物、およびそれ
を用いるドライエッチング方法に関する。より詳しく
は、高速エッチングが可能で、且つフォトレジストおよ
びポリシリコンなどの保護膜に対し優れた選択性を示す
ドライエッチング用ガス組成物、およびそれを用いるド
ライエッチング方法に関する。
ガスを含むドライエッチング用ガス組成物、およびそれ
を用いるドライエッチング方法に関する。より詳しく
は、高速エッチングが可能で、且つフォトレジストおよ
びポリシリコンなどの保護膜に対し優れた選択性を示す
ドライエッチング用ガス組成物、およびそれを用いるド
ライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のエレクトロニクスの急速な進歩の
大きな一因として、極めて高集積化された半導体デバイ
スの実用化が挙げられる。ドライエッチング技術は、こ
うした高集積化のための微細なパターンをシリコンウエ
ハー上に形成するうえで極めて重要な技術として日々改
良がなされている。このドライエッチングでは、プラズ
マ放電などによりフッ素を含む反応活性種を生成させる
ため、エッチングガスとしてフッ素原子を多く含むガス
類が用いられてきた。フッ素含有エッチングガスとして
は、例えば、四フッ化炭素、六フッ化硫黄、三フッ化窒
素、三フッ化臭化炭素、トリフルオロメタン、六フッ化
エタン、八フッ化プロパンなどの高度にフッ素化された
化合物が挙げられている。
大きな一因として、極めて高集積化された半導体デバイ
スの実用化が挙げられる。ドライエッチング技術は、こ
うした高集積化のための微細なパターンをシリコンウエ
ハー上に形成するうえで極めて重要な技術として日々改
良がなされている。このドライエッチングでは、プラズ
マ放電などによりフッ素を含む反応活性種を生成させる
ため、エッチングガスとしてフッ素原子を多く含むガス
類が用いられてきた。フッ素含有エッチングガスとして
は、例えば、四フッ化炭素、六フッ化硫黄、三フッ化窒
素、三フッ化臭化炭素、トリフルオロメタン、六フッ化
エタン、八フッ化プロパンなどの高度にフッ素化された
化合物が挙げられている。
【０００３】ところで、地球環境を保全しようという取
り組みが国際的に進められており、特に地球の温暖化防
止策は大きな課題になっている。例えば、ＩＰＣＣ（気
候変動に関する政府間パネル）においては、国際的な合
意事項の中に二酸化炭素の排出量の総量規制が盛り込ま
れている。こうした状況下において、従来利用されてき
た高度にフッ素化された化合物も、その長い大気寿命と
大きな地球温暖化係数のため地球温暖化防止の観点から
代替物の探索の必要性が指摘されるようになってきた。
上記のエッチング用ガスにおいても、四フッ化炭素、六
フッ化エタンおよび六フッ化硫黄の大気寿命はそれぞれ
５０，０００年、１０，０００年および３，２００年と
長いことが示されており、赤外線吸収量も多く、地球温
暖化への影響が大きいことが知られている。こうした地
球温暖化への影響を解決し、しかも従来のエッチング用
ガスの性能と比較して遜色のない新たなエッチング用ガ
スを用いたエッチング方法の開発が望まれている。
り組みが国際的に進められており、特に地球の温暖化防
止策は大きな課題になっている。例えば、ＩＰＣＣ（気
候変動に関する政府間パネル）においては、国際的な合
意事項の中に二酸化炭素の排出量の総量規制が盛り込ま
れている。こうした状況下において、従来利用されてき
た高度にフッ素化された化合物も、その長い大気寿命と
大きな地球温暖化係数のため地球温暖化防止の観点から
代替物の探索の必要性が指摘されるようになってきた。
上記のエッチング用ガスにおいても、四フッ化炭素、六
フッ化エタンおよび六フッ化硫黄の大気寿命はそれぞれ
５０，０００年、１０，０００年および３，２００年と
長いことが示されており、赤外線吸収量も多く、地球温
暖化への影響が大きいことが知られている。こうした地
球温暖化への影響を解決し、しかも従来のエッチング用
ガスの性能と比較して遜色のない新たなエッチング用ガ
スを用いたエッチング方法の開発が望まれている。
【０００４】一方、ドライエッチングにおいて、フォト
レジストおよびポリシリコンなどの保護膜に対する選択
性を高める方法が種々提案されている。例えば、特開平
４−１７００２６号公報には、パーフルオロプロペン、
パーフルオロブテンのような不飽和フルオロカーボンを
含むガスを用いて被エッチング基体の温度を５０℃以下
に制御しながらシリコン化合物をエッチングする技術が
開示されている。さらに、特開平４−２５８１１７号公
報には、パーフルオロシクロプロパン、パーフルオロシ
クロブタン、パーフルオロシクロブテン、パーフルオロ
シクロペンテンなどの環状飽和または環状不飽和フルオ
ロカーボンを含むガスを用いて、同様に被エッチング基
体の温度を５０℃以下に制御しながらエッチングする技
術が開示されている。
レジストおよびポリシリコンなどの保護膜に対する選択
性を高める方法が種々提案されている。例えば、特開平
４−１７００２６号公報には、パーフルオロプロペン、
パーフルオロブテンのような不飽和フルオロカーボンを
含むガスを用いて被エッチング基体の温度を５０℃以下
に制御しながらシリコン化合物をエッチングする技術が
開示されている。さらに、特開平４−２５８１１７号公
報には、パーフルオロシクロプロパン、パーフルオロシ
クロブタン、パーフルオロシクロブテン、パーフルオロ
シクロペンテンなどの環状飽和または環状不飽和フルオ
ロカーボンを含むガスを用いて、同様に被エッチング基
体の温度を５０℃以下に制御しながらエッチングする技
術が開示されている。
【０００５】しかしながら、上記公開公報に記載される
ようなドライエッチング技術では、ドライエッチング条
件によってはエッチングガスがプラズマ放電によって充
分に分解せずに基体上で重合して褐色の薄膜状重合体析
出物を生成させたり、また、エッチング速度やフォトレ
ジストおよびポリシリコンなどの保護膜に対する選択性
が低いという問題点がある。
ようなドライエッチング技術では、ドライエッチング条
件によってはエッチングガスがプラズマ放電によって充
分に分解せずに基体上で重合して褐色の薄膜状重合体析
出物を生成させたり、また、エッチング速度やフォトレ
ジストおよびポリシリコンなどの保護膜に対する選択性
が低いという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来技術の状況に鑑み、フォトレジストおよび
ポリシリコンなどの保護膜に対し高い選択性を示し、且
つ高速でエッチングすることができ、しかも、エッチン
グ工程において基体上に薄膜状重合体析出物を生成する
おそれがない、良好なエッチング効果を達成することが
できるドライエッチング用ガス組成物を提供することに
ある。本発明の他の目的は、そのようなドライエッチン
グ用ガス組成物を用いて工業的有利にドライエッチング
する方法を提供することにある。
のような従来技術の状況に鑑み、フォトレジストおよび
ポリシリコンなどの保護膜に対し高い選択性を示し、且
つ高速でエッチングすることができ、しかも、エッチン
グ工程において基体上に薄膜状重合体析出物を生成する
おそれがない、良好なエッチング効果を達成することが
できるドライエッチング用ガス組成物を提供することに
ある。本発明の他の目的は、そのようなドライエッチン
グ用ガス組成物を用いて工業的有利にドライエッチング
する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の飽
和および不飽和、ならびに直鎖状および環状のフッ素化
合物を含むエッチングガスを用いてシリコン化合物のド
ライエッチングを繰返した結果、意外にも、パーフルオ
ロシクロペンテンのようなパーフルオロシクロオレフィ
ンを含むエッチングガスを用い、且つエッチング用ガス
に少量の酸素ガスまたはガス状酸素含有化合物を含有せ
しめると、好ましからざる薄膜状重合体析出物を生成す
るおそれがなく、高速度で且つ高い対フォトレジスト選
択性および高い対ポリシリコン選択性をもってドライエ
ッチングが達成できることを見出した。
和および不飽和、ならびに直鎖状および環状のフッ素化
合物を含むエッチングガスを用いてシリコン化合物のド
ライエッチングを繰返した結果、意外にも、パーフルオ
ロシクロペンテンのようなパーフルオロシクロオレフィ
ンを含むエッチングガスを用い、且つエッチング用ガス
に少量の酸素ガスまたはガス状酸素含有化合物を含有せ
しめると、好ましからざる薄膜状重合体析出物を生成す
るおそれがなく、高速度で且つ高い対フォトレジスト選
択性および高い対ポリシリコン選択性をもってドライエ
ッチングが達成できることを見出した。
【０００８】かくして、本発明によれば、パーフルオロ
シクロオレフィンと、該パーフルオロシクロオレフィン
に基づき１〜４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含
有化合物の中から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を
含んでなるドライエッチング用ガス組成物が提供され
る。さらに、本発明によれば、パーフルオロシクロオレ
フィンと、該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１
〜４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の
中から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を含んでなる
ガス組成物を用いてドライ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が提供される。
シクロオレフィンと、該パーフルオロシクロオレフィン
に基づき１〜４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含
有化合物の中から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を
含んでなるドライエッチング用ガス組成物が提供され
る。さらに、本発明によれば、パーフルオロシクロオレ
フィンと、該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１
〜４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の
中から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を含んでなる
ガス組成物を用いてドライ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が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において使用するドライエ
ッチング用ガス組成物はパーフルオロシクロオレフィン
を含有することを特徴とする。パーフルオロシクロオレ
フィンとしては、格別限定はないが、炭素数が通常３〜
８、好ましくは４〜６、より好ましくは５であるときに
ドライエッチング速度の選択性に充分に優れ、しかも重
合性や揮発性に問題がなく好適である。かかるパーフル
オロシクロオレフィンとしては、例えば、パーフルオロ
プロペン、パーフルオロシクロブテン、パーフルオロシ
クロペンテン、パーフルオロシクロヘキセン、パーフル
オロシクロヘプテン、パーフルオロシクロオクテン、パ
ーフルオロ−１−メチルシクロブテン、パーフルオロ−
３−メチルシクロブテン、パーフルオロ−１−メチルシ
クロペンテン、パーフルオロ−３−メチルシクロペンテ
ンなどが挙げられる。中でも、パーフルオロシクロブテ
ン、パーフルオロシクロペンテンおよびパーフルオロシ
クロヘキセンが好ましく、パーフルオロシクロペンテン
が最も好ましい。これらのパーフルオロシクロオレフィ
ンは単独でまたは２種以上を組合せて用いることができ
る。
ッチング用ガス組成物はパーフルオロシクロオレフィン
を含有することを特徴とする。パーフルオロシクロオレ
フィンとしては、格別限定はないが、炭素数が通常３〜
８、好ましくは４〜６、より好ましくは５であるときに
ドライエッチング速度の選択性に充分に優れ、しかも重
合性や揮発性に問題がなく好適である。かかるパーフル
オロシクロオレフィンとしては、例えば、パーフルオロ
プロペン、パーフルオロシクロブテン、パーフルオロシ
クロペンテン、パーフルオロシクロヘキセン、パーフル
オロシクロヘプテン、パーフルオロシクロオクテン、パ
ーフルオロ−１−メチルシクロブテン、パーフルオロ−
３−メチルシクロブテン、パーフルオロ−１−メチルシ
クロペンテン、パーフルオロ−３−メチルシクロペンテ
ンなどが挙げられる。中でも、パーフルオロシクロブテ
ン、パーフルオロシクロペンテンおよびパーフルオロシ
クロヘキセンが好ましく、パーフルオロシクロペンテン
が最も好ましい。これらのパーフルオロシクロオレフィ
ンは単独でまたは２種以上を組合せて用いることができ
る。
【００１０】本発明においては、パーフルオロシクロオ
レフィン以外のパーフルオロオレフィン、すなわち、直
鎖状の不飽和パーフルオロカーボン、および／またはパ
ーフルオロアルカンおよび／またはパーフルオロシクロ
アルカンを併用してもよいが、これらの併用されるパー
フルオロカーボン類を多量に使用すると本発明の目的を
達成することはできないので、その量は、通常全フルオ
ロカーボン量の３０重量％以下、好ましくは２０重量％
以下、より好ましくは１０重量％以下とする。
レフィン以外のパーフルオロオレフィン、すなわち、直
鎖状の不飽和パーフルオロカーボン、および／またはパ
ーフルオロアルカンおよび／またはパーフルオロシクロ
アルカンを併用してもよいが、これらの併用されるパー
フルオロカーボン類を多量に使用すると本発明の目的を
達成することはできないので、その量は、通常全フルオ
ロカーボン量の３０重量％以下、好ましくは２０重量％
以下、より好ましくは１０重量％以下とする。
【００１１】本発明で用いるドライエッチング用ガス組
成物には、パーフルオロシクロオレフィンの他に酸素ガ
スおよびガス状酸素含有化合物の中から選ばれた少なく
とも一種の酸素成分が含有せしめられる。ここで、「ガ
ス状酸素含有化合物」とは、エッチング条件下にガス状
である酸素含有化合物を指し、そのような酸素含有化合
物の具体例としては、一酸化炭素、二酸化炭素などの酸
化炭素ガス、酸化窒素ガス、および酸化硫黄ガスなどが
挙げられる。これらの酸素成分の中でも酸素ガスが好ま
しい。酸素ガスおよび／またはガス状酸素含有化合物を
配合することによって、これらを配合しない場合と比較
して、より高い対フォトレジスト選択性および対ポリシ
リコン選択性が得られ、且つより高速度でのエッチング
が可能となる。酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物は
単独で使用してもよく、また２種以上を組合せて使用し
てもよい。
成物には、パーフルオロシクロオレフィンの他に酸素ガ
スおよびガス状酸素含有化合物の中から選ばれた少なく
とも一種の酸素成分が含有せしめられる。ここで、「ガ
ス状酸素含有化合物」とは、エッチング条件下にガス状
である酸素含有化合物を指し、そのような酸素含有化合
物の具体例としては、一酸化炭素、二酸化炭素などの酸
化炭素ガス、酸化窒素ガス、および酸化硫黄ガスなどが
挙げられる。これらの酸素成分の中でも酸素ガスが好ま
しい。酸素ガスおよび／またはガス状酸素含有化合物を
配合することによって、これらを配合しない場合と比較
して、より高い対フォトレジスト選択性および対ポリシ
リコン選択性が得られ、且つより高速度でのエッチング
が可能となる。酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物は
単独で使用してもよく、また２種以上を組合せて使用し
てもよい。
【００１２】酸素成分の量は、パーフルオロシクロオレ
フィン１００モルに対して１〜４０モル、好ましくは３
〜３０モル、より好ましくは５〜１５モルである。酸素
成分の量が過少であると、目的とする高速エッチングお
よび高い対フォトレジスト選択性、対ポリシリコン選択
性が達成困難となる。逆に、その量が過大であるとプラ
ズマ照射下でエッチングガスの酸化反応のみが進行し易
く、目的の被エッチング基体材料へのエッチングが行わ
れ難くなる。
フィン１００モルに対して１〜４０モル、好ましくは３
〜３０モル、より好ましくは５〜１５モルである。酸素
成分の量が過少であると、目的とする高速エッチングお
よび高い対フォトレジスト選択性、対ポリシリコン選択
性が達成困難となる。逆に、その量が過大であるとプラ
ズマ照射下でエッチングガスの酸化反応のみが進行し易
く、目的の被エッチング基体材料へのエッチングが行わ
れ難くなる。
【００１３】なお、所望により、本発明で用いるドライ
エッチング用ガス組成物には、パーフルオロシクロオレ
フィンと酸素ガスおよび／またはガス状酸素含有化合物
の他に種々のガスを含有せしめることができる。そのよ
うなガスとしては、従来のエッチングにおいて用いられ
てきたものを使用することができるが、通常は、被エッ
チング材料に応じた選択や組み合わせが、高いエッチン
グ性能を引き出すうえで重要である。そのようなガスと
しては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス、
塩素ガスなどがあげられる。これらのガスは単独で使用
しても良く、また、２種類以上を組合せて使用すること
もできる。添加するガスの量はガスの被エッチング材料
に及ぼす影響の度合いによって異なるが、通常は、パー
フルオロシクロオレフィン１００重量部に基づき４０重
量部以下、好ましくは３〜２５重量部での範囲で選ばれ
る。
エッチング用ガス組成物には、パーフルオロシクロオレ
フィンと酸素ガスおよび／またはガス状酸素含有化合物
の他に種々のガスを含有せしめることができる。そのよ
うなガスとしては、従来のエッチングにおいて用いられ
てきたものを使用することができるが、通常は、被エッ
チング材料に応じた選択や組み合わせが、高いエッチン
グ性能を引き出すうえで重要である。そのようなガスと
しては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス、
塩素ガスなどがあげられる。これらのガスは単独で使用
しても良く、また、２種類以上を組合せて使用すること
もできる。添加するガスの量はガスの被エッチング材料
に及ぼす影響の度合いによって異なるが、通常は、パー
フルオロシクロオレフィン１００重量部に基づき４０重
量部以下、好ましくは３〜２５重量部での範囲で選ばれ
る。
【００１４】また、本発明で用いるパーフルオロシクロ
オレフィン含有ドライエッチング用ガス組成物にはハイ
ドロフルオロカーボンガスを添加することができる。ハ
イドロフルオロカーボンガスは、フッ素原子と水素原子
の量比を調整する目的で加えるものであり、揮発性を有
するものであれば特に制限はないが、通常は、直鎖状も
しくは分岐鎖状または環状の飽和炭化水素の水素原子の
半数以上をフッ素で置換した化合物の中より選択され
る。かかる飽和ハイドロフルオロカーボンガスとして
は、例えば、トリフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ン、テトラフルオロエタン、ヘプタフルオロプロパン、
ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、ノ
ナフルオロブタン、オクタフルオロブタン、ヘプタフル
オロブタン、ヘキサフルオロブタン、ウンデカフルオロ
ペンタン、デカフルオロペンタン、ノナフルオロペンタ
ン、オクタフルオロペンタン、トリデカフルオロヘキサ
ン、ドデカフルオロヘキサン、ウンデカフルオロヘキサ
ン、ヘプタフルオロシクロブタン、ヘキサフルオロシク
ロブタン、ノナフルオロシクロペンタン、オクタフルオ
ロシクロペンタン、ヘプタフルオロシクロペンタンなど
があげられる。これらの中でもトリフルオロメタン、ペ
ンタフルオロエタンおよびテトラフルオロエタンが好ま
しい。ハイドロフルオロカーボンガスは単独で用いても
よく、または２種類以上を組合せて用いてもよい。
オレフィン含有ドライエッチング用ガス組成物にはハイ
ドロフルオロカーボンガスを添加することができる。ハ
イドロフルオロカーボンガスは、フッ素原子と水素原子
の量比を調整する目的で加えるものであり、揮発性を有
するものであれば特に制限はないが、通常は、直鎖状も
しくは分岐鎖状または環状の飽和炭化水素の水素原子の
半数以上をフッ素で置換した化合物の中より選択され
る。かかる飽和ハイドロフルオロカーボンガスとして
は、例えば、トリフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ン、テトラフルオロエタン、ヘプタフルオロプロパン、
ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、ノ
ナフルオロブタン、オクタフルオロブタン、ヘプタフル
オロブタン、ヘキサフルオロブタン、ウンデカフルオロ
ペンタン、デカフルオロペンタン、ノナフルオロペンタ
ン、オクタフルオロペンタン、トリデカフルオロヘキサ
ン、ドデカフルオロヘキサン、ウンデカフルオロヘキサ
ン、ヘプタフルオロシクロブタン、ヘキサフルオロシク
ロブタン、ノナフルオロシクロペンタン、オクタフルオ
ロシクロペンタン、ヘプタフルオロシクロペンタンなど
があげられる。これらの中でもトリフルオロメタン、ペ
ンタフルオロエタンおよびテトラフルオロエタンが好ま
しい。ハイドロフルオロカーボンガスは単独で用いても
よく、または２種類以上を組合せて用いてもよい。
【００１５】添加するハイドロフルオロカーボンガスの
量はガスの被エッチング材料に及ぼす影響の度合いによ
って異なるが、通常はパーフルオロシクロオレフィンを
含むドライエッチング用ガス組成物全体の５０モル％以
下、好ましくは３０モル％以下である。
量はガスの被エッチング材料に及ぼす影響の度合いによ
って異なるが、通常はパーフルオロシクロオレフィンを
含むドライエッチング用ガス組成物全体の５０モル％以
下、好ましくは３０モル％以下である。
【００１６】被エッチング基体とは、ガラス基板、シリ
コン単結晶ウエハー、ガリウム−ヒ素などの基板上に被
エッチング材料の薄膜層を備えたものである。被エッチ
ング材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、チタン、クロム、酸化クロム、金などがあげられ
る。被エッチング基体としては、酸化シリコンまたはア
ルミニウム薄膜を備えたウエハーが好適に用いられる。
被エッチング材料が酸化シリコンの場合、その上に設け
る保護膜の好ましい例としてはフォトレジストおよびポ
リシリコンが挙げられる。
コン単結晶ウエハー、ガリウム−ヒ素などの基板上に被
エッチング材料の薄膜層を備えたものである。被エッチ
ング材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、チタン、クロム、酸化クロム、金などがあげられ
る。被エッチング基体としては、酸化シリコンまたはア
ルミニウム薄膜を備えたウエハーが好適に用いられる。
被エッチング材料が酸化シリコンの場合、その上に設け
る保護膜の好ましい例としてはフォトレジストおよびポ
リシリコンが挙げられる。
【００１７】ドライエッチング方法において、エッチン
グ用ガス組成物のエッチングの際の圧力は、特別な範囲
を選択する必要はなく、一般的には、真空に脱気したエ
ッチング装置内にガス組成物を１０ｔｏｒｒ〜１０-5ｔ
ｏｒｒ程度の圧力になるように導入する。好ましくは１
０-2ｔｏｒｒ〜１０-3ｔｏｒｒである。
グ用ガス組成物のエッチングの際の圧力は、特別な範囲
を選択する必要はなく、一般的には、真空に脱気したエ
ッチング装置内にガス組成物を１０ｔｏｒｒ〜１０-5ｔ
ｏｒｒ程度の圧力になるように導入する。好ましくは１
０-2ｔｏｒｒ〜１０-3ｔｏｒｒである。
【００１８】本発明のドライエッチング方法は常法に従
って行うことができる。被エッチング基体の到達温度
は、通常、０℃〜約３００℃、好ましくは６０℃〜２５
０℃、より好ましくは８０℃〜２００℃の範囲である。
エッチング処理の時間は１０秒〜１０分程度であるが、
本発明の方法によれば、高速エッチングが可能なので、
生産性向上の見地からも１０秒〜３分が好ましい。エッ
チングの際に照射するプラズマの密度は格別限定される
ことはなく、低密度ないし高密度領域、すなわち、１０
8〜１０12ｃｍ-3の範囲で適宜選択することができる。
って行うことができる。被エッチング基体の到達温度
は、通常、０℃〜約３００℃、好ましくは６０℃〜２５
０℃、より好ましくは８０℃〜２００℃の範囲である。
エッチング処理の時間は１０秒〜１０分程度であるが、
本発明の方法によれば、高速エッチングが可能なので、
生産性向上の見地からも１０秒〜３分が好ましい。エッ
チングの際に照射するプラズマの密度は格別限定される
ことはなく、低密度ないし高密度領域、すなわち、１０
8〜１０12ｃｍ-3の範囲で適宜選択することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例について、より具体的
に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって
その範囲を限定されるものではない。実施例１、２ 平行平板型プラズマエッチング装置（ＴＵＥ型、東京応
化社製）中に、酸化シリコン膜を表面に形成した直径１
５０ｍｍのシリコンウエハーをセットし、系内を真空に
した後、パーフルオロシクロオレフィンと表１記載量の
酸素ガスを含有するエッチング用ガス組成物を５０ｍｌ
／分（ガス温２０℃）にて導入した。パーフルオロシク
ロオレフィンとしてオクタフルオロシクロペンテンを使
用した。系内の圧力を３００ｍｍＴｏｒｒに且つ当初の
シリコンウエハー温度を２０℃として、プラズマ密度１
０9ｃｍ-3のプラズマを６０秒間照射してエッチング実
験を行った。エッチング速度の測定は酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）のウエハー中心、およびウエハーの直径に沿っ
た中心から両側へ３５ｍｍおよび６５ｍｍの測定点の計
５点で行った。
に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって
その範囲を限定されるものではない。実施例１、２ 平行平板型プラズマエッチング装置（ＴＵＥ型、東京応
化社製）中に、酸化シリコン膜を表面に形成した直径１
５０ｍｍのシリコンウエハーをセットし、系内を真空に
した後、パーフルオロシクロオレフィンと表１記載量の
酸素ガスを含有するエッチング用ガス組成物を５０ｍｌ
／分（ガス温２０℃）にて導入した。パーフルオロシク
ロオレフィンとしてオクタフルオロシクロペンテンを使
用した。系内の圧力を３００ｍｍＴｏｒｒに且つ当初の
シリコンウエハー温度を２０℃として、プラズマ密度１
０9ｃｍ-3のプラズマを６０秒間照射してエッチング実
験を行った。エッチング速度の測定は酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）のウエハー中心、およびウエハーの直径に沿っ
た中心から両側へ３５ｍｍおよび６５ｍｍの測定点の計
５点で行った。
【００２０】このときの各条件での各測定ポイントでの
エッチング速度（ウエハー直径上の上記５つの測定点に
おけるエッチング速度を順次エッチング速度−１〜エッ
チング速度−５とした）を測定し、結果を表１に示し
た。さらに、プラズマの照射時間を変えた他は上記と同
一のエッチング条件にてフォトレジスト（ＰＲ）および
ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）のそれぞれエッチング
速度を測定し、これらと上記酸化シリコンのエッチング
速度との比較により、エッチングの対フォトレジスト選
択性および対ポリシリコン選択性を評価した（プラズマ
照射時間：フォトレジスト＝６０秒、ポリシリコン＝１
５秒）。選択性は以下の式より算出し、結果を表１に示
した。 選択性＝（酸化シリコンの平均エッチング速度）／（フ
ォトレジストまたはポリシリコンの平均エッチング速
度）
エッチング速度（ウエハー直径上の上記５つの測定点に
おけるエッチング速度を順次エッチング速度−１〜エッ
チング速度−５とした）を測定し、結果を表１に示し
た。さらに、プラズマの照射時間を変えた他は上記と同
一のエッチング条件にてフォトレジスト（ＰＲ）および
ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）のそれぞれエッチング
速度を測定し、これらと上記酸化シリコンのエッチング
速度との比較により、エッチングの対フォトレジスト選
択性および対ポリシリコン選択性を評価した（プラズマ
照射時間：フォトレジスト＝６０秒、ポリシリコン＝１
５秒）。選択性は以下の式より算出し、結果を表１に示
した。 選択性＝（酸化シリコンの平均エッチング速度）／（フ
ォトレジストまたはポリシリコンの平均エッチング速
度）
【００２１】なお、エッチング用ガスとして使用したパ
ーフルオロシクロオレフィンであるオクタフルオロシク
ロペンテンについて、水酸化ラジカルとの反応速度の実
測に基づき求めた大気寿命は１．０年であった。この事
実から、地球温暖化への影響は極めて低いことが確認さ
れた。また、文献（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｅｎｖｉ
ｒｏｎｍｅｎｔ，Ｖｏｌ．２６Ａ，Ｎｏ７，Ｐ１３３１
（１９９２））に準じて分子のＨＯＭＯエネルギーを計
算し、大気寿命の推算を行った結果、大気寿命は０．３
年となった。
ーフルオロシクロオレフィンであるオクタフルオロシク
ロペンテンについて、水酸化ラジカルとの反応速度の実
測に基づき求めた大気寿命は１．０年であった。この事
実から、地球温暖化への影響は極めて低いことが確認さ
れた。また、文献（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｅｎｖｉ
ｒｏｎｍｅｎｔ，Ｖｏｌ．２６Ａ，Ｎｏ７，Ｐ１３３１
（１９９２））に準じて分子のＨＯＭＯエネルギーを計
算し、大気寿命の推算を行った結果、大気寿命は０．３
年となった。
【００２２】
【表１】
【００２３】比較例１ エッチング用ガスとしてオクタフルオロシクロペンテン
に酸素ガスを含有せしめなかった他は実施例１と同様に
エッチング実験を行った。しかしながら、酸素を添加し
ないとこの条件では全くエッチング反応が進まず、シリ
コンウエハー上にデポジションが起り、黄かっ色のポリ
マー膜が生成していた。
に酸素ガスを含有せしめなかった他は実施例１と同様に
エッチング実験を行った。しかしながら、酸素を添加し
ないとこの条件では全くエッチング反応が進まず、シリ
コンウエハー上にデポジションが起り、黄かっ色のポリ
マー膜が生成していた。
【００２４】比較例２、３ エッチング用ガス組成物に含まれるパーフルオロシクロ
オレフィンを従来よりエッチング用ガスとして使用され
てきた四フッ化炭素に変えた他は実施例１、２と同様に
ドライエッチングを行った。その結果を表１に示す。
オレフィンを従来よりエッチング用ガスとして使用され
てきた四フッ化炭素に変えた他は実施例１、２と同様に
ドライエッチングを行った。その結果を表１に示す。
【００２５】
【発明の効果】本発明に従って、パーフルオロシクロオ
レフィンと特定量の酸素ガスおよび／またはガス状酸素
含有化合物を含有するエッチング用ガスを用いてドライ
エッチングすることによって、高速エッチングが可能と
なり、且つ高い対ポリシリコン選択性および高い対フォ
トレジスト選択性が達成される。また、エッチングに際
し、好ましからざる薄膜状重合体析出物の生成を完全に
回避することができる。さらに、ウエハーを冷却する必
要がないので、外部冷却装置に接続された内部冷却手段
を具えた特殊なエッチング装置を用いることが必要でな
く、工業的に著しく有利である。
レフィンと特定量の酸素ガスおよび／またはガス状酸素
含有化合物を含有するエッチング用ガスを用いてドライ
エッチングすることによって、高速エッチングが可能と
なり、且つ高い対ポリシリコン選択性および高い対フォ
トレジスト選択性が達成される。また、エッチングに際
し、好ましからざる薄膜状重合体析出物の生成を完全に
回避することができる。さらに、ウエハーを冷却する必
要がないので、外部冷却装置に接続された内部冷却手段
を具えた特殊なエッチング装置を用いることが必要でな
く、工業的に著しく有利である。
【００２６】
【発明の好ましい実施態様】パーフルオロシクロオレフ
ィンと、該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜
４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中
から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を含んでなるこ
とを特徴とする本発明のドライエッチング用ガス組成
物；およびそのようなガス組成物を用いてドライエッチ
ングを行うことを特徴とする本発明のドライエッチング
方法の好ましい実施態様をまとめると以下のとおりであ
る。 １．ガス組成物中の酸素成分の含有量が、パーフルオロ
シクロオレフィンに基づき３〜３０モル％、より好まし
くは５〜１５モル％である。 ２．パーフルオロシクロオレフィンが３〜８個、より好
ましくは４〜６個の炭素原子を有する。 ３．パーフルオロシクロオレフィンがパーフルオロシク
ロブテン、パーフルオロシクロペンテンおよびパーフル
オロシクロヘキセンの中から選ばれる。 ４．酸素成分が酸素ガス、酸化炭素ガス、酸化窒素ガス
および酸化硫黄ガスの中から選ばれ、より好ましくは酸
素ガスである。 ５．ガス組成物が、さらに、ガス組成物合計重量に基づ
き５０モル％以下、より好ましくは３０モル％以下の飽
和ハイドロフルオロカーボンを含む。 ６．上記５項の飽和ハイドロフルオロカーボンが、直鎖
状もしくは分岐鎖状または環状の飽和炭化水素の水素原
子の半数以上をフッ素原子で置換した化合物である。
ィンと、該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜
４０モル％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中
から選ばれた少なくとも一種の酸素成分を含んでなるこ
とを特徴とする本発明のドライエッチング用ガス組成
物；およびそのようなガス組成物を用いてドライエッチ
ングを行うことを特徴とする本発明のドライエッチング
方法の好ましい実施態様をまとめると以下のとおりであ
る。 １．ガス組成物中の酸素成分の含有量が、パーフルオロ
シクロオレフィンに基づき３〜３０モル％、より好まし
くは５〜１５モル％である。 ２．パーフルオロシクロオレフィンが３〜８個、より好
ましくは４〜６個の炭素原子を有する。 ３．パーフルオロシクロオレフィンがパーフルオロシク
ロブテン、パーフルオロシクロペンテンおよびパーフル
オロシクロヘキセンの中から選ばれる。 ４．酸素成分が酸素ガス、酸化炭素ガス、酸化窒素ガス
および酸化硫黄ガスの中から選ばれ、より好ましくは酸
素ガスである。 ５．ガス組成物が、さらに、ガス組成物合計重量に基づ
き５０モル％以下、より好ましくは３０モル％以下の飽
和ハイドロフルオロカーボンを含む。 ６．上記５項の飽和ハイドロフルオロカーボンが、直鎖
状もしくは分岐鎖状または環状の飽和炭化水素の水素原
子の半数以上をフッ素原子で置換した化合物である。
【００２７】７．被エッチング基体の到達温度が０〜３
００℃、ガス組成物の圧力が１０ｔｏｒｒ〜１０-5ｔｏ
ｒｒにてプラズマを照射してドライエッチングを行う。 ８．上記７項の照射するプラズマの密度が１０8〜１０
12ｃｍ-3の範囲である。
００℃、ガス組成物の圧力が１０ｔｏｒｒ〜１０-5ｔｏ
ｒｒにてプラズマを照射してドライエッチングを行う。 ８．上記７項の照射するプラズマの密度が１０8〜１０
12ｃｍ-3の範囲である。
フロントページの続き (71)出願人 000229117 日本ゼオン株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 (74)上記３名の代理人 弁理士 内田 幸男 (72)発明者 関屋 章 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 山田 俊郎 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目２番１号 日本ゼオン株式会社総合開発センター内 (72)発明者 後藤 邦明 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 日 本ゼオン株式会社内 (72)発明者 高垣 哲也 東京都千代田区丸の内三丁目２番２号 社 団法人 日本電子機械工業会内
Claims (2)
- 【請求項１】 パーフルオロシクロオレフィンと、
該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜４０モル
％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中から選ば
れた少なくとも一種の酸素成分を含んでなるドライエッ
チング用ガス組成物。 - 【請求項２】 パーフルオロシクロオレフィンと、
該パーフルオロシクロオレフィンに基づき１〜４０モル
％の酸素ガスおよびガス状酸素含有化合物の中から選ば
れた少なくとも一種の酸素成分を含んでなるガス組成物
を用いてドライ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 |
|---|---|---|---|
| JP31290797A JPH10199865A (ja) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | ドライエッチング用ガス組成物およびドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30581996 | 1996-10-30 | ||
| JP8-305819 | 1997-10-30 | ||
| JP31290797A JPH10199865A (ja) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | ドライエッチング用ガス組成物およびドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199865A true JPH10199865A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=26564468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31290797A Pending JPH10199865A (ja) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | ドライエッチング用ガス組成物およびドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10199865A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999034419A1 (fr) * | 1997-12-27 | 1999-07-08 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque |
| JP2002533951A (ja) * | 1998-12-29 | 2002-10-08 | ラム リサーチ コーポレーション | 誘導結合プラズマ処理システムにおける高アスペクト比サブミクロンコンタクトエッチング工程 |
| JP2020043239A (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | キオクシア株式会社 | 半導体装置の製造方法およびエッチングガス |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP31290797A patent/JPH10199865A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999034419A1 (fr) * | 1997-12-27 | 1999-07-08 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque |
| US6602435B1 (en) | 1997-12-27 | 2003-08-05 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| JP2002533951A (ja) * | 1998-12-29 | 2002-10-08 | ラム リサーチ コーポレーション | 誘導結合プラズマ処理システムにおける高アスペクト比サブミクロンコンタクトエッチング工程 |
| JP2020043239A (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | キオクシア株式会社 | 半導体装置の製造方法およびエッチングガス |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
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| A521 | Written amendment |
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| A521 | Written amendment |
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Effective date: 20060726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20061124 |
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