JPS61266584A - 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
- JPS61266584A JPS61266584A JP10952785A JP10952785A JPS61266584A JP S61266584 A JPS61266584 A JP S61266584A JP 10952785 A JP10952785 A JP 10952785A JP 10952785 A JP10952785 A JP 10952785A JP S61266584 A JPS61266584 A JP S61266584A
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- Japan
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- wafers
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ドライエツチング方法に関し、特に半導体基
板上に堆積されたシリコン窒化膜や多結晶シリコン躾等
をケミカルドライエツチングする方法の改良に係わる。
板上に堆積されたシリコン窒化膜や多結晶シリコン躾等
をケミカルドライエツチングする方法の改良に係わる。
半導体集積回路の製造においては、シリコン等の半導体
基板上に各種の膜を堆積した後、写真蝕剣法により形成
されたレジストパターン等をマスクとして該層を選択的
にエツチングする工程が行われている。かかる工程での
エツチング方法としては、従来よりウェットエツチング
法が採用されているが、危険な作業を伴うばかりか、エ
ツチング液の廃棄による公害の発生等の問題があった。
基板上に各種の膜を堆積した後、写真蝕剣法により形成
されたレジストパターン等をマスクとして該層を選択的
にエツチングする工程が行われている。かかる工程での
エツチング方法としては、従来よりウェットエツチング
法が採用されているが、危険な作業を伴うばかりか、エ
ツチング液の廃棄による公害の発生等の問題があった。
このようなことから、最近、ガス反応を利用したドライ
エツチング方法に移行しつつある。トライエツチング方
法には、各種の方法が知られているが、中でもケミカル
ドライエツチング法（ＣＤＥ法）は等方的形状で高い選
択性を有する。このＣＤＥ法は、マイクロ波プラズマに
より反応性ガスを励起し、生成した活性種をプラズマ室
と分離された反応室に輸送し、該反応室内の被エツチン
グ材と反応せしめてエツチングするものである。
エツチング方法に移行しつつある。トライエツチング方
法には、各種の方法が知られているが、中でもケミカル
ドライエツチング法（ＣＤＥ法）は等方的形状で高い選
択性を有する。このＣＤＥ法は、マイクロ波プラズマに
より反応性ガスを励起し、生成した活性種をプラズマ室
と分離された反応室に輸送し、該反応室内の被エツチン
グ材と反応せしめてエツチングするものである。
しかしながら、上述したＣＤＥ法により複数枚の被エツ
チング材（例えば大口径のウェハ）を限られた容積の反
応室内で一度に処理しようとすると、ウェハ位置が制約
され、特にウェハ面内でのエツチングの均一性が悪化す
るという問題があった。この主な原因は、エツチング面
積が増大すると、ローディング効果等によりエツチング
反応が供給律速的になり、ウェハ周辺で活性種が消費さ
れ、ウェハ中心部までその活性種が達しないことによる
ものである。
チング材（例えば大口径のウェハ）を限られた容積の反
応室内で一度に処理しようとすると、ウェハ位置が制約
され、特にウェハ面内でのエツチングの均一性が悪化す
るという問題があった。この主な原因は、エツチング面
積が増大すると、ローディング効果等によりエツチング
反応が供給律速的になり、ウェハ周辺で活性種が消費さ
れ、ウェハ中心部までその活性種が達しないことによる
ものである。
本発明は、被エツチング材の面内並びに被エツチング材
間でのエツチングの均一性を向上したドライエツチング
方法を提供しようとするものである。
間でのエツチングの均一性を向上したドライエツチング
方法を提供しようとするものである。
本発明は、マイクロ波プラズマによって反応性ガスを励
起し、生成した活性種をプラズマ室と分離した反応室に
輸送し、被エツチング材と反応せしめてドライエツチン
グを行なう方法において、前記反応性ガスにＨｅを添加
することを特徴とするものである。かかる本発明によれ
ば、反応性ガスにＨｅを添加して、活性種を含むガスの
トータル流量を増大させることによって、被エツチング
材の全面に亙って活性種を均一に供給でき、ひいては均
一なエツチングを遂行できる。
起し、生成した活性種をプラズマ室と分離した反応室に
輸送し、被エツチング材と反応せしめてドライエツチン
グを行なう方法において、前記反応性ガスにＨｅを添加
することを特徴とするものである。かかる本発明によれ
ば、反応性ガスにＨｅを添加して、活性種を含むガスの
トータル流量を増大させることによって、被エツチング
材の全面に亙って活性種を均一に供給でき、ひいては均
一なエツチングを遂行できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
第１図は、本実施例のＣＤＥに使用されるエツチング装
置の断面図、第２図は第１図の真空チャンバ内に装填さ
れるカセットの要部断面図である。
置の断面図、第２図は第１図の真空チャンバ内に装填さ
れるカセットの要部断面図である。
図中の１は、真空チャンバであり、このチャンバ１の中
心には該チャンバ１の下面から貫通されたシャフト２に
軸着された支持台２が回転可能に配置されている。前記
シャフト２のチャンバ１の外に位置する部分には軸受４
が設けられ、かつ該シャフト２の下端はモータ５の駆動
軸６とベルト７を介して枢着されている。また、前記支
持台３上には第２図に示すカセット８が載置される。こ
のカセット８は、−側面が開口され三側面に支持板を有
し、かつ各支持板の内側面には複数の溝９が上下方向に
形成されている。これら溝６には、一段置きにアルミニ
ウム類の遮蔽板１０が設置されている。前記チャンバ１
の左側壁には活性種を含むガスを導入するガス導入管１
１が、同チャンバ１の右側壁にはガス排出管１２が夫々
設けられている。これらガス導入管１１及び排気管１２
のチャンバ１の入口付近には、夫々多数のスリットを有
する第１のの分散板１３．１３が配設されている。また
、前記ガス導入管１１と前記支持台３との間、及び前記
排気管１２と支持台３との間には、夫々多数のスリット
を有する第２の分散板１４．１４が配設されている。
心には該チャンバ１の下面から貫通されたシャフト２に
軸着された支持台２が回転可能に配置されている。前記
シャフト２のチャンバ１の外に位置する部分には軸受４
が設けられ、かつ該シャフト２の下端はモータ５の駆動
軸６とベルト７を介して枢着されている。また、前記支
持台３上には第２図に示すカセット８が載置される。こ
のカセット８は、−側面が開口され三側面に支持板を有
し、かつ各支持板の内側面には複数の溝９が上下方向に
形成されている。これら溝６には、一段置きにアルミニ
ウム類の遮蔽板１０が設置されている。前記チャンバ１
の左側壁には活性種を含むガスを導入するガス導入管１
１が、同チャンバ１の右側壁にはガス排出管１２が夫々
設けられている。これらガス導入管１１及び排気管１２
のチャンバ１の入口付近には、夫々多数のスリットを有
する第１のの分散板１３．１３が配設されている。また
、前記ガス導入管１１と前記支持台３との間、及び前記
排気管１２と支持台３との間には、夫々多数のスリット
を有する第２の分散板１４．１４が配設されている。
次に、前述した第１図及び第２図図示の装置を用いてウ
ェハ上の多結晶シリコン膜をドライエツチングを説明す
る。
ェハ上の多結晶シリコン膜をドライエツチングを説明す
る。
まず、直径６インチの単結晶シリコンウェハ２１を熱酸
化処理して厚さ約２００人のシリコン酸化膜２２を形成
し、更にＣＶＤ法により該酸化膜２２上に厚さ約４００
０人の不純物無添加の多結晶シリコン膜２３を堆積した
後、写真蝕刻法により咳多結晶シリコン膜２３上にレジ
ストパターン２４を形成した（第３図図示）。
化処理して厚さ約２００人のシリコン酸化膜２２を形成
し、更にＣＶＤ法により該酸化膜２２上に厚さ約４００
０人の不純物無添加の多結晶シリコン膜２３を堆積した
後、写真蝕刻法により咳多結晶シリコン膜２３上にレジ
ストパターン２４を形成した（第３図図示）。
次いで、第３図図示のウェハ２１を第２図に示すように
カセット８の遮蔽板１０間の溝９に２５枚水平に挿入設
置した後、該カセット８をチャンバ１の支持台３上に設
置した。つづいて、図示しないプラズマ室にＣＦ４．０
２及びＮ２を夫々１００ ｓｃｃ＋ａ、 ５０ ｓｃｃ
ｍ、 ５０５ｃｃｉ（７） 条件で供給スると共に、Ｈ
ｅを該ＣＦ４．０２に対して所定の比率で供給し、２．
４５ＧＨｚのマイクロ波より該ガス励起した。ひきつづ
き、排気管１２によって圧力を２０Ｐａとした真空チャ
ンバ１内に前記Ｈｅで希釈された活性種をガス導入管１
１を通して導入すると共に、モータ５により支持台３上
のカセット８をゆっくり回転させて、カセット８に設置
した複数枚のウェハ２１上の露出した多結晶シリコン膜
２３をケミカルドライエツチングを行なった。
カセット８の遮蔽板１０間の溝９に２５枚水平に挿入設
置した後、該カセット８をチャンバ１の支持台３上に設
置した。つづいて、図示しないプラズマ室にＣＦ４．０
２及びＮ２を夫々１００ ｓｃｃ＋ａ、 ５０ ｓｃｃ
ｍ、 ５０５ｃｃｉ（７） 条件で供給スると共に、Ｈ
ｅを該ＣＦ４．０２に対して所定の比率で供給し、２．
４５ＧＨｚのマイクロ波より該ガス励起した。ひきつづ
き、排気管１２によって圧力を２０Ｐａとした真空チャ
ンバ１内に前記Ｈｅで希釈された活性種をガス導入管１
１を通して導入すると共に、モータ５により支持台３上
のカセット８をゆっくり回転させて、カセット８に設置
した複数枚のウェハ２１上の露出した多結晶シリコン膜
２３をケミカルドライエツチングを行なった。
しかして、上記実施例によりケミカルドライエツチング
した後、カセット８を真空チャンバ１から取出し、該カ
セット８に設置した２５枚のウェハ２１を取出して前記
エツチング時におけるＨｅ／ （ＣＦ４ ＋０２ ）で
示すＨｅ添加量に対する多結晶シリコン膜のエツチング
の均一性を調べたところ、第４図のＡに示す特性線を得
た。なお、エラチンの均一性はカセット８から取出した
２５枚のウェハでのエツチングの最大値（ＭａＸ）と最
少値（Ｍｉｎ）を求め、［（Ｍａｘ−Ｍｉｎ） ／ （
Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）ＩＸｌｏｏ（％）から算出した。また
、Ｈｅの添加量に対する多結晶シリコン膜のエツチング
レートを調べたところ、第５図のＡに示す特性線を得た
。第４図から明らかなように、Ｈｅを１００％以上添加
した活性種によりケミカルドライエツチングを行なうこ
とにより、ウェハの面内及びウェハ間のエツチング均一
性を向上できることが分る。一方、Ｈｅの添加量の上限
については、第５図に示すようにＨｅの添加量の増大に
伴ってエツチングレート２５０人／鵬１ｎ以下となるこ
とから、そのＨｅ添加量を４００％以下にすることが望
ましい。
した後、カセット８を真空チャンバ１から取出し、該カ
セット８に設置した２５枚のウェハ２１を取出して前記
エツチング時におけるＨｅ／ （ＣＦ４ ＋０２ ）で
示すＨｅ添加量に対する多結晶シリコン膜のエツチング
の均一性を調べたところ、第４図のＡに示す特性線を得
た。なお、エラチンの均一性はカセット８から取出した
２５枚のウェハでのエツチングの最大値（ＭａＸ）と最
少値（Ｍｉｎ）を求め、［（Ｍａｘ−Ｍｉｎ） ／ （
Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）ＩＸｌｏｏ（％）から算出した。また
、Ｈｅの添加量に対する多結晶シリコン膜のエツチング
レートを調べたところ、第５図のＡに示す特性線を得た
。第４図から明らかなように、Ｈｅを１００％以上添加
した活性種によりケミカルドライエツチングを行なうこ
とにより、ウェハの面内及びウェハ間のエツチング均一
性を向上できることが分る。一方、Ｈｅの添加量の上限
については、第５図に示すようにＨｅの添加量の増大に
伴ってエツチングレート２５０人／鵬１ｎ以下となるこ
とから、そのＨｅ添加量を４００％以下にすることが望
ましい。
また、不純物無添加の多結晶シリコン膜の代わりに不純
物（例えばリン）を添加した多結晶シリコン膜について
、実施例と同様な条件でケミカルドライエツチングを行
なってＨｅｗＡ加最に対量るリン添加多結晶シリコン膜
のエツチングの均一性、並びにＨｅの添加量に対するリ
ン添加多結晶シリコン膜のエツチングレートを調べたと
ころ、第４図の８及び第５図のＢに示す特性線を得た。
物（例えばリン）を添加した多結晶シリコン膜について
、実施例と同様な条件でケミカルドライエツチングを行
なってＨｅｗＡ加最に対量るリン添加多結晶シリコン膜
のエツチングの均一性、並びにＨｅの添加量に対するリ
ン添加多結晶シリコン膜のエツチングレートを調べたと
ころ、第４図の８及び第５図のＢに示す特性線を得た。
これら第４図及び第５図より、不純物添加多結晶シリコ
ン膜を被エツチング材とした場合には、エツチングの均
一性の点から、Ｈｅの下限値を２５０％、エツチングレ
ートの点から、その上限値を４００％とすることが望ま
しいことが分る。
ン膜を被エツチング材とした場合には、エツチングの均
一性の点から、Ｈｅの下限値を２５０％、エツチングレ
ートの点から、その上限値を４００％とすることが望ま
しいことが分る。
上記実施例に示すように複数枚のウェハ２１をカセット
８に設置してエツチングを行なう際、それらウェハ２１
間にアルミニウム製の遮蔽板１０を配置することにより
、ウェハ２１から放射される赤外線による輻射熱によっ
て上下に隣接するウェハ２１が相互に加熱されるのを阻
止し、該ウェハの温度上昇に伴うエツチングの不均一化
を防止できる。その結果、複数枚のウェハを一度にエツ
チングできるため、生産性を著しく向上できる。
８に設置してエツチングを行なう際、それらウェハ２１
間にアルミニウム製の遮蔽板１０を配置することにより
、ウェハ２１から放射される赤外線による輻射熱によっ
て上下に隣接するウェハ２１が相互に加熱されるのを阻
止し、該ウェハの温度上昇に伴うエツチングの不均一化
を防止できる。その結果、複数枚のウェハを一度にエツ
チングできるため、生産性を著しく向上できる。
以上詳述した如く、本発明によれば反応性ガスにＨｅを
添加して、活性種を含むガスのトータル流量を増大させ
ることによって、被エツチング材の全面に１って活性種
を均一に供給でき、ひいてはエツチングの均一性を達成
し得るドライエツチング方法を提供できるものである。
添加して、活性種を含むガスのトータル流量を増大させ
ることによって、被エツチング材の全面に１って活性種
を均一に供給でき、ひいてはエツチングの均一性を達成
し得るドライエツチング方法を提供できるものである。
第１図は本発明の実施例で使用したエツチング装置の一
形態を示す断面図、第２図は第１図の真空チャンバ内に
装填されるカセットの要部断面図、第３図は本実施例で
用いるウェハの状態を示す断面図、第４図はＨｅの添加
量に対する不純物無添加の多結晶シリコン膜及び不純物
添加多結晶シリコン膜のエツチングの均一性を示す特性
図、第５図はＨｅの添加量に対する不純物無添加多結晶
シリコン躾及び不純物添加多結晶シリコン膜のエツチン
グレートを示す特性図である。 １・・・真空チャンバ、３・・・支持台、５・・・モー
タ、８・・・カセット、１０・・・アルミニウム製の遮
蔽板、１１・・・ガス導入管、１２・・・排気管、２１
・・・ウェハ、２２・・・シリコン酸化膜、２３・・・
不純物無添加多結晶シリコン膜、２４・・・レジストパ
ターン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図 第４図 コ Ｈｅ添６゜量−」Ｌ−ｘｌｏｏ（−１，）（ＣＦ４争Ｏ
ｚ）
形態を示す断面図、第２図は第１図の真空チャンバ内に
装填されるカセットの要部断面図、第３図は本実施例で
用いるウェハの状態を示す断面図、第４図はＨｅの添加
量に対する不純物無添加の多結晶シリコン膜及び不純物
添加多結晶シリコン膜のエツチングの均一性を示す特性
図、第５図はＨｅの添加量に対する不純物無添加多結晶
シリコン躾及び不純物添加多結晶シリコン膜のエツチン
グレートを示す特性図である。 １・・・真空チャンバ、３・・・支持台、５・・・モー
タ、８・・・カセット、１０・・・アルミニウム製の遮
蔽板、１１・・・ガス導入管、１２・・・排気管、２１
・・・ウェハ、２２・・・シリコン酸化膜、２３・・・
不純物無添加多結晶シリコン膜、２４・・・レジストパ
ターン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第３図 第４図 コ Ｈｅ添６゜量−」Ｌ−ｘｌｏｏ（−１，）（ＣＦ４争Ｏ
ｚ）
Claims (3)
- （１）マイクロ波プラズマによつて反応性ガスを励起し
、生成した活性種をプラズマ室と分離した反応室に輸送
し、被エッチング材と反応せしめてドライエッチングを
行なう方法において、前記反応性ガスにＨｅを添加する
ことを特徴とするドライエッチング方法。 - （２）反応性ガスとしてＣＦ＿４とＯ＿２の混合ガス又
はＣＦ＿４とＯ＿２とＮ＿２の混合ガスを使用すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチ
ング方法。 - （３）被エッチング材がウェハであり、かつ複数枚のウ
ェハを反応室内に多段に配置した状態でドライエッチン
グを行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10952785A JPS61266584A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10952785A JPS61266584A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266584A true JPS61266584A (ja) | 1986-11-26 |
| JPS6341987B2 JPS6341987B2 (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=14512517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10952785A Granted JPS61266584A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266584A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4897171A (en) * | 1985-11-26 | 1990-01-30 | Tadahiro Ohmi | Wafer susceptor |
| WO1990005994A1 (en) * | 1988-11-18 | 1990-05-31 | Kabushiki Kaisha Tokuda Seisakusho | Dry-etching method |
| JPH08186095A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Kawasaki Steel Corp | コンタクトホールの形成方法およびエッチング装置 |
| JP2008085341A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のリセスゲートの製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244989A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ディジタルコンバーゼンス装置 |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP10952785A patent/JPS61266584A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4897171A (en) * | 1985-11-26 | 1990-01-30 | Tadahiro Ohmi | Wafer susceptor |
| WO1990005994A1 (en) * | 1988-11-18 | 1990-05-31 | Kabushiki Kaisha Tokuda Seisakusho | Dry-etching method |
| JPH08186095A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Kawasaki Steel Corp | コンタクトホールの形成方法およびエッチング装置 |
| JP2008085341A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のリセスゲートの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6341987B2 (ja) | 1988-08-19 |
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