JPS5964778A - エツチング処理方法 - Google Patents
エツチング処理方法Info
- Publication number
- JPS5964778A JPS5964778A JP17127982A JP17127982A JPS5964778A JP S5964778 A JPS5964778 A JP S5964778A JP 17127982 A JP17127982 A JP 17127982A JP 17127982 A JP17127982 A JP 17127982A JP S5964778 A JPS5964778 A JP S5964778A
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- JP
- Japan
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- etching
- layer
- thickness
- resist mask
- etched
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- Pending
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明はエツチング処理方法に関する。特に、微細パタ
ーンの形成を可能とするように改良されたプラズマエツ
チング法を含む、エツチング処理方法に関する。
ーンの形成を可能とするように改良されたプラズマエツ
チング法を含む、エツチング処理方法に関する。
（２）技術の背景
エツチング処理方法において、種々の材料、例えば、シ
リコン（Ｓｉ ）等の半導体、二酸化シリコン（８１０
２） 、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４ ）等の絶縁物、ア
ルミニウム（Ａ１）等の金属等のエツチングを行なう工
程が必須であり、近年の半導体装置の高集積化に伴い、
これらの工程に対する加工の微細化が要求されている。
リコン（Ｓｉ ）等の半導体、二酸化シリコン（８１０
２） 、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４ ）等の絶縁物、ア
ルミニウム（Ａ１）等の金属等のエツチングを行なう工
程が必須であり、近年の半導体装置の高集積化に伴い、
これらの工程に対する加工の微細化が要求されている。
このエツチング方法は、薬剤を使用してなす湿式（ウェ
ット）エツチング法とイオン、プラスマ等の粒子を使用
してなす乾式（ドライ）エツチングとに大別される。前
者は被エツチング材とエツチング液との選択的な化学反
応を利用したものであるためエツチングの進行の制御が
容易で、簡易であるという長所を有するが、等方的にエ
ツチングが行なわれるのでサイドエッチや、アンダーカ
ット等の問題を生じ微細化には限界がある。一方、後者
は異方性を有するので微細化には有効であるが、粒子の
運動エネルギーを用いて物理的に被エツチング材の表面
の原子をたたき出すイオンエツチング法とプラズマ中の
化学的に活性な粒子と被エツチング材の表面の粒子との
化学反応を利用したプラズマエツチング法とがあり、共
に微細加工に対し有効であるが、最近、この両者の中間
的な方法、すなわち、イオン衝撃のエネルギーを化学反
応の促進に利用する、いわゆる反応性イオンエツチング
法が開シＣされ、低いエネルギーで、高い加工精度が得
られ、上記の微細加工に最適であることが確認されてい
る。本明細書においては、従来のプラズマエツチング法
に加えて反応性イオンエツチング法を含めてプラズマエ
ツチング法と呼ぶ。
ット）エツチング法とイオン、プラスマ等の粒子を使用
してなす乾式（ドライ）エツチングとに大別される。前
者は被エツチング材とエツチング液との選択的な化学反
応を利用したものであるためエツチングの進行の制御が
容易で、簡易であるという長所を有するが、等方的にエ
ツチングが行なわれるのでサイドエッチや、アンダーカ
ット等の問題を生じ微細化には限界がある。一方、後者
は異方性を有するので微細化には有効であるが、粒子の
運動エネルギーを用いて物理的に被エツチング材の表面
の原子をたたき出すイオンエツチング法とプラズマ中の
化学的に活性な粒子と被エツチング材の表面の粒子との
化学反応を利用したプラズマエツチング法とがあり、共
に微細加工に対し有効であるが、最近、この両者の中間
的な方法、すなわち、イオン衝撃のエネルギーを化学反
応の促進に利用する、いわゆる反応性イオンエツチング
法が開シＣされ、低いエネルギーで、高い加工精度が得
られ、上記の微細加工に最適であることが確認されてい
る。本明細書においては、従来のプラズマエツチング法
に加えて反応性イオンエツチング法を含めてプラズマエ
ツチング法と呼ぶ。
ところで、上記のエツチング工程は、被エツチング材の
所望の領域を選択的に除去してなされるので、微細化の
要求に応えるためには、その前段階であるマスクパター
ンの形成が正確に行なわれなければならない。マスクパ
ターンの形成は、通常被エツチング材上に形成されたレ
ジスト膜に紫外線又は電子ビームを照射して露光したの
ち、それを現像するフォトリソグラフィー法によってな
され、残余のレジストをマスクとしてエツチングが行な
われる。
所望の領域を選択的に除去してなされるので、微細化の
要求に応えるためには、その前段階であるマスクパター
ンの形成が正確に行なわれなければならない。マスクパ
ターンの形成は、通常被エツチング材上に形成されたレ
ジスト膜に紫外線又は電子ビームを照射して露光したの
ち、それを現像するフォトリソグラフィー法によってな
され、残余のレジストをマスクとしてエツチングが行な
われる。
（３）従来技術と問題点
従来、上記のレジスト膜の種類とその露光方法の選択、
すなわち、紫外線露光法、電子ビーム露らを様々にｉ１
■み合わせることによりなされている。
すなわち、紫外線露光法、電子ビーム露らを様々にｉ１
■み合わせることによりなされている。
如何なるエツチング法においても、被エツチング材のエ
ツチングレートとマスク利のエツチングレートとの差が
大きいことが望ましいカー乾式（ドライ）エツチング法
においては、このエツチングレートの差すなわぢエツチ
ング選択性が必ずしも大きくないという傾向があり、プ
ラズマエツチング法においてもエツチング選択性は必ず
しも良好とはいえない。換言すれば、被エツチング材が
エッチされると同時にレジストマスクもかなりの程度エ
ッチされるということであり、例えば、アルミニウム（
ＡＩ）のエツチングを行なう場合、アルミニウム（ＡＩ
）のエツチングレートとレジストマスクのエツチング
レートとの比は２：１と極めて近接しており、正確なパ
ターンを得るためには、レジストマスクの厚さをかなり
厚くする必要があるため、上記の微細化の達成が容易で
はないという欠点がある。
ツチングレートとマスク利のエツチングレートとの差が
大きいことが望ましいカー乾式（ドライ）エツチング法
においては、このエツチングレートの差すなわぢエツチ
ング選択性が必ずしも大きくないという傾向があり、プ
ラズマエツチング法においてもエツチング選択性は必ず
しも良好とはいえない。換言すれば、被エツチング材が
エッチされると同時にレジストマスクもかなりの程度エ
ッチされるということであり、例えば、アルミニウム（
ＡＩ）のエツチングを行なう場合、アルミニウム（ＡＩ
）のエツチングレートとレジストマスクのエツチング
レートとの比は２：１と極めて近接しており、正確なパ
ターンを得るためには、レジストマスクの厚さをかなり
厚くする必要があるため、上記の微細化の達成が容易で
はないという欠点がある。
（４）発明の目的
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、被エ
ツチング材に対するエツチングレートとレジストマスク
に対するエツチングレートとの差が非常に大きくされて
おり、マスクはエツチングされず、結果として、レジス
ト膜の厚さを薄くなすことができ、微細パターンの形成
が可能であるプラズマエッチング工程を含む、エツチン
グ処理方法を提供することにある。
ツチング材に対するエツチングレートとレジストマスク
に対するエツチングレートとの差が非常に大きくされて
おり、マスクはエツチングされず、結果として、レジス
ト膜の厚さを薄くなすことができ、微細パターンの形成
が可能であるプラズマエッチング工程を含む、エツチン
グ処理方法を提供することにある。
（５）発明の構成
本発明の構成は、被エツチング層表面に形成されたレジ
スト膜をパターニングし、該パターニングされたレジス
ト膜の表層にイオンを導入した後、０ｉＩ記被工ツチン
グ層をプラズマエツチングする工程を含むことにある。
スト膜をパターニングし、該パターニングされたレジス
ト膜の表層にイオンを導入した後、０ｉＩ記被工ツチン
グ層をプラズマエツチングする工程を含むことにある。
本ツコ明の発明者は、上記の欠点を解消し、プラズマエ
ツチングにおいて被エツチング材に対するエツチングレ
ートとレジストマスクに対するエツチングレートの差を
太き（なすためには、（イ）レジストマスクの密度を増
大し、物理的エツチング効果を減殺し、かつ（ロ）レジ
ストマスクの組成を化学的に反応性物質に対して安定に
すればよいとの着想をｆ４１て、この着想を具体化する
ために種々の方法について実験を試み、検討を重ねた結
果、現像後のレジストマスクに、イオン注入法等を使用
して、イオンを心入したのら、ｊｍ ７’ｌ’ｒのプラ
ズマエッチング工程を美行することとなすと、レジスト
マスクのエツチングレートが著しく低減され、上記の目
的を達成しうることを確認して本発明を完成した。
ツチングにおいて被エツチング材に対するエツチングレ
ートとレジストマスクに対するエツチングレートの差を
太き（なすためには、（イ）レジストマスクの密度を増
大し、物理的エツチング効果を減殺し、かつ（ロ）レジ
ストマスクの組成を化学的に反応性物質に対して安定に
すればよいとの着想をｆ４１て、この着想を具体化する
ために種々の方法について実験を試み、検討を重ねた結
果、現像後のレジストマスクに、イオン注入法等を使用
して、イオンを心入したのら、ｊｍ ７’ｌ’ｒのプラ
ズマエッチング工程を美行することとなすと、レジスト
マスクのエツチングレートが著しく低減され、上記の目
的を達成しうることを確認して本発明を完成した。
上記構成において、レジストマスクに２６１人されるイ
オンは上記の如き物理的化学的効果を元押ずればよいの
であるから、ヒ素（Ａ、ｓ”’） 、！Ｊン（１”）。
オンは上記の如き物理的化学的効果を元押ずればよいの
であるから、ヒ素（Ａ、ｓ”’） 、！Ｊン（１”）。
アルゴン（Ａ、ｒ＋）等が使用可能であり、また、その
量は、選択されたイオンの質もｔによって異なるが、お
およそ１０１４〜１０” ／ ｃａｎ２程度の軸回とす
ることが望ましい。
量は、選択されたイオンの質もｔによって異なるが、お
およそ１０１４〜１０” ／ ｃａｎ２程度の軸回とす
ることが望ましい。
この工程によれば、レジストマスクに及ぼされるプラズ
マエツチングの効果を、物理的７５面と、化学的な面と
の両面から抑制することができ、レジストマスクに対す
るエツチングレートは低減されるために、与えられた厚
さの肢エツチング材のエツチングをなす場合に、レジス
トマスクの厚さは従来に比しこかなり薄くすることが可
能であり、加工の微細化に有効に寄与する。
マエツチングの効果を、物理的７５面と、化学的な面と
の両面から抑制することができ、レジストマスクに対す
るエツチングレートは低減されるために、与えられた厚
さの肢エツチング材のエツチングをなす場合に、レジス
トマスクの厚さは従来に比しこかなり薄くすることが可
能であり、加工の微細化に有効に寄与する。
（６）づｄ明の実施例
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係るエツ
チング処理方法の要旨である反応性イオンエツチング法
を実ｊｊａｊする工程について説明し、本発明の構成と
特有の効果とを明らかにする。
チング処理方法の要旨である反応性イオンエツチング法
を実ｊｊａｊする工程について説明し、本発明の構成と
特有の効果とを明らかにする。
−例として、二酸化シリコン（Ｓｉ０２）よりなる層間
絶縁物層上にプラズマエツチング法を使用してアルミニ
ウム（ＡＩ）よりなる配線パターンを形成する場合につ
いて述べる。
絶縁物層上にプラズマエツチング法を使用してアルミニ
ウム（ＡＩ）よりなる配線パターンを形成する場合につ
いて述べる。
第１図参照
動作領域が形成されている領域以外の領域が二酸化シリ
コン（ＳｉＯ２）よりなるフィールド絶縁物層２をもっ
て覆われたシリコン（Ｓｉ）基板１の全面に真空蒸着法
等を使用してアルミニウム（Ｎ１）層３を１ ｃμ＋ｎ
）程度の厚さに形成する。
コン（ＳｉＯ２）よりなるフィールド絶縁物層２をもっ
て覆われたシリコン（Ｓｉ）基板１の全面に真空蒸着法
等を使用してアルミニウム（Ｎ１）層３を１ ｃμ＋ｎ
）程度の厚さに形成する。
第２図参照
上記のアルミニウム（Ａｔ ）層３の全ハ１１に、例え
ば電子ビーム露光用レジストを５．０００ ［Ａ’、程
度の厚さに形成し、所望の領域に重子ビーム露光を実行
したのち、レジストを現像し、所望のパターンを有する
レジストマスク４を形成する。
ば電子ビーム露光用レジストを５．０００ ［Ａ’、程
度の厚さに形成し、所望の領域に重子ビーム露光を実行
したのち、レジストを現像し、所望のパターンを有する
レジストマスク４を形成する。
第３１１参照
プラズマエツチング工程に先立ち、上記のレノストマス
ク４にイオンを尋人する。この工程は、イオン注入法を
使用することにより実行でき、例えばリンイオン（Ｐ＋
）を１００ （ＫｅＶ：ｌ （７Ｊ ｘネルギーをもっ
て５ Ｘ １０” ／ ｃａｎ２に導入する。
ク４にイオンを尋人する。この工程は、イオン注入法を
使用することにより実行でき、例えばリンイオン（Ｐ＋
）を１００ （ＫｅＶ：ｌ （７Ｊ ｘネルギーをもっ
て５ Ｘ １０” ／ ｃａｎ２に導入する。
この工程により、５．０００ ｒＡ）程度であったレジ
ストマスク４の厚さは、３．５００ ［Ａ）程度となる
が、その密度は増大し、しかも表層から１．５００ （
Ａ）程度までが、リンイオン（Ｐ”）の尋人された領域
４′となるため、反応性物質に対し安定なレジストマス
クが実現される。すなわら、この工程においては、深部
２．０００ （Ａ、）には変化はづｄ生じないが、表層
から３．０００ （Ａ）程度の厚さが１．５００ （Ａ
）程度に減少して、総厚が３．５００ （、Ｋ）程度に
なるとともに上層が炭層（Ｃ）を含む組成物に変質する
ものである。
ストマスク４の厚さは、３．５００ ［Ａ）程度となる
が、その密度は増大し、しかも表層から１．５００ （
Ａ）程度までが、リンイオン（Ｐ”）の尋人された領域
４′となるため、反応性物質に対し安定なレジストマス
クが実現される。すなわら、この工程においては、深部
２．０００ （Ａ、）には変化はづｄ生じないが、表層
から３．０００ （Ａ）程度の厚さが１．５００ （Ａ
）程度に減少して、総厚が３．５００ （、Ｋ）程度に
なるとともに上層が炭層（Ｃ）を含む組成物に変質する
ものである。
なお、当然のことながら、これと同時に、アルミニウム
（ＡＩ）層３のエツチングされるべき領域にも、イオン
注入領域３′が形成されるが、イオン注入の際Ａ１層３
の結、ｉ乙性が物理的に破壊される為続く反応性イオン
エツチング工程においては、この領域のエツチングレー
トが増加し、パターニングは更に有利となる。
（ＡＩ）層３のエツチングされるべき領域にも、イオン
注入領域３′が形成されるが、イオン注入の際Ａ１層３
の結、ｉ乙性が物理的に破壊される為続く反応性イオン
エツチング工程においては、この領域のエツチングレー
トが増加し、パターニングは更に有利となる。
第４図参照
このレジストマスクを使用し、三塩化ホウ素（１（（シ
ｌＡ）、四塩化炭素（ＣＣＩ４）及び塩素（Ｃ１）の混
合ガスを反応性物質としてなす反応性イオンエツチング
法を使用して、アルミニウム（Ａ、ｌ） 層３の所望の
領域のエツチングを行ない、アルミニウム（Ａ１）より
なる配線パターン３″ を形成する。
ｌＡ）、四塩化炭素（ＣＣＩ４）及び塩素（Ｃ１）の混
合ガスを反応性物質としてなす反応性イオンエツチング
法を使用して、アルミニウム（Ａ、ｌ） 層３の所望の
領域のエツチングを行ない、アルミニウム（Ａ１）より
なる配線パターン３″ を形成する。
この工程において、アルミニウム（Ａｌ）層３に対する
エツチングレートとイオン注入されたレジストマスク４
に対するエツチングレートの比は約１：２０となり、変
質した１、 ５００ ［Ａ］程度の層を持つレジストマ
スクを使用して、厚さ２〜２．５〔μｍ〕のアルミニウ
ム（ＡＩ）層を十分エツチングすることができる。従っ
てパターン精度の向上にブイ効に寄与する。
エツチングレートとイオン注入されたレジストマスク４
に対するエツチングレートの比は約１：２０となり、変
質した１、 ５００ ［Ａ］程度の層を持つレジストマ
スクを使用して、厚さ２〜２．５〔μｍ〕のアルミニウ
ム（ＡＩ）層を十分エツチングすることができる。従っ
てパターン精度の向上にブイ効に寄与する。
なお、上記において、注入されるイオン及びレジストの
種類を適宜組み合わせて使用することにより、他の被エ
ツチング材に対しても、同様な効果を元押し、半導体装
置の製造工程に必須である微細なエツチングパターン形
成工程を精度よく、確実に実行することが可能で、装置
の高集積化、歩留りの向上等の利益をもたらす。
種類を適宜組み合わせて使用することにより、他の被エ
ツチング材に対しても、同様な効果を元押し、半導体装
置の製造工程に必須である微細なエツチングパターン形
成工程を精度よく、確実に実行することが可能で、装置
の高集積化、歩留りの向上等の利益をもたらす。
（７）発明の詳細
な説明ぜるとおり、本発明によれば、披エツチング材に
対するエツチングレートとレジストマスクに対するエツ
チングレートとの差が非常に大きくされており、マスク
はエツチングされず、結果として、レジスト膜の厚さを
薄（することができ、微細パターンの形成が可能である
、プラズマエツチング工程を含むエツチング処理方法を
提供することができる。
対するエツチングレートとレジストマスクに対するエツ
チングレートとの差が非常に大きくされており、マスク
はエツチングされず、結果として、レジスト膜の厚さを
薄（することができ、微細パターンの形成が可能である
、プラズマエツチング工程を含むエツチング処理方法を
提供することができる。
第１図乃至第４丙は、本発明の一実施例に係るエツチン
グ処理方法の要旨である反応性イオンエツチング法を実
行した場合の、主要工程完了後の基板断面＋８１である
。 １・・・・・・シリコン（Ｓｉ）基板、２・・・・・・
層間絶縁層（ＳｉＯ２） 、３・・・・・・アルミニウ
ム（Ａｌ） Ｍ、３’・・・・・・アルミニウム（Ａ１
）層のイオン注入された領域、３″・・・・・・アルミ
ニウム（ＡＩ ）配線層、４・・・・・・レジストマス
ク、４・・・・・・レジストマスクのイオン注入すれた
領域。
グ処理方法の要旨である反応性イオンエツチング法を実
行した場合の、主要工程完了後の基板断面＋８１である
。 １・・・・・・シリコン（Ｓｉ）基板、２・・・・・・
層間絶縁層（ＳｉＯ２） 、３・・・・・・アルミニウ
ム（Ａｌ） Ｍ、３’・・・・・・アルミニウム（Ａ１
）層のイオン注入された領域、３″・・・・・・アルミ
ニウム（ＡＩ ）配線層、４・・・・・・レジストマス
ク、４・・・・・・レジストマスクのイオン注入すれた
領域。
Claims (1)
- 被エツチング層表面に形成されたレジスト膜をパターニ
ングし、該パターニングされたレジスト膜の表層にイオ
ンを導入した後、前記被エツチング層をプラズマエツチ
ングする工程を含むことを特徴とする、エツチング処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17127982A JPS5964778A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | エツチング処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17127982A JPS5964778A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | エツチング処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5964778A true JPS5964778A (ja) | 1984-04-12 |
Family
ID=15920376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17127982A Pending JPS5964778A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | エツチング処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5964778A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127085U (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-19 | 株式会社北村製作所 | 貨物自動車用荷箱 |
| US5354583A (en) * | 1992-11-09 | 1994-10-11 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for selective area deposition of thin films on electrically biased substrates |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP17127982A patent/JPS5964778A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127085U (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-19 | 株式会社北村製作所 | 貨物自動車用荷箱 |
| US5354583A (en) * | 1992-11-09 | 1994-10-11 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for selective area deposition of thin films on electrically biased substrates |
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