JPS6262048B2 - - Google Patents
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- JPS6262048B2 JPS6262048B2 JP53133935A JP13393578A JPS6262048B2 JP S6262048 B2 JPS6262048 B2 JP S6262048B2 JP 53133935 A JP53133935 A JP 53133935A JP 13393578 A JP13393578 A JP 13393578A JP S6262048 B2 JPS6262048 B2 JP S6262048B2
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- silicon
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリコン基板上の酸化シリコン被膜
を食刻する食刻法に関し、さらに詳しくは弗素化
合物を用いたガスプラズマ食刻法に関する。
を食刻する食刻法に関し、さらに詳しくは弗素化
合物を用いたガスプラズマ食刻法に関する。
従来、IC、LSI製造工程において、シリコン基
板上の酸化シリコン被膜を選択的に食刻するに
は、40％弗化アンモニウム液：49％弗酸＝６：１
混合液などによる湿式法が用いられてきたが、微
細加工に対しては食刻マスク裏面への食刻液の廻
り込み等に起因する食刻精度の低下などがあつて
不利である。また、廃液処理法などに起因する薬
品公害の問題も大きな障害となつている。
板上の酸化シリコン被膜を選択的に食刻するに
は、40％弗化アンモニウム液：49％弗酸＝６：１
混合液などによる湿式法が用いられてきたが、微
細加工に対しては食刻マスク裏面への食刻液の廻
り込み等に起因する食刻精度の低下などがあつて
不利である。また、廃液処理法などに起因する薬
品公害の問題も大きな障害となつている。
一方、近年になつて、弗素化合物、例えば四弗
化炭素（CF4）ガスを用いた乾式のプラズマ食刻
法が上記加工精度の点で湿式法よりも有利である
ことが判り、かつ公害の心配もほとんどないこと
などから広くIC、LSI製造工程に採用され始めて
きた。しかし、CF4ガス等を用いたガスプラズマ
食刻法は、一般にシリコン基板の方が酸化シリコ
ン被膜よりも食刻速度が速く、IC、LSI素子作製
上問題があつた。
化炭素（CF4）ガスを用いた乾式のプラズマ食刻
法が上記加工精度の点で湿式法よりも有利である
ことが判り、かつ公害の心配もほとんどないこと
などから広くIC、LSI製造工程に採用され始めて
きた。しかし、CF4ガス等を用いたガスプラズマ
食刻法は、一般にシリコン基板の方が酸化シリコ
ン被膜よりも食刻速度が速く、IC、LSI素子作製
上問題があつた。
文献（Solid State Electronics、vol 18、
pp.1146〜1147、1975）等から推察すれば弗素化
合物のガスはプラズマ状態において弗素ラジカル
（Ｆ*）や三弗化炭素ラジカル（CF3 *）等が解離
されるが、該弗素ラジカルはシリコンとの反応性
が大きく、該三弗化炭素ラジカルは酸化シリコン
との反応性が大きい。従つて弗素ラジカルを何ら
かの方法で反応に関与させなければ、シリコンの
食刻速度を低下せしめることが可能となり、酸化
シリコン被膜の選択食刻が可能となる。
pp.1146〜1147、1975）等から推察すれば弗素化
合物のガスはプラズマ状態において弗素ラジカル
（Ｆ*）や三弗化炭素ラジカル（CF3 *）等が解離
されるが、該弗素ラジカルはシリコンとの反応性
が大きく、該三弗化炭素ラジカルは酸化シリコン
との反応性が大きい。従つて弗素ラジカルを何ら
かの方法で反応に関与させなければ、シリコンの
食刻速度を低下せしめることが可能となり、酸化
シリコン被膜の選択食刻が可能となる。
このような考察のもとに、種々の方法が提案さ
れているが、C4F8ガスのガスプラズマを用いる
方法もその１つである。C4F8ガスには異性体が
幾つかあるが、その１つであるオクタフロロシク
ロブタンは毒性も少なく、フレオンＣ−318（商
品名：デユポン社製）という名称で市販されてお
り入手も容易であることから、広く使用されてい
る。しかし、フレオンＣ−318は、プラズマ状態
において重合反応がおこり易く、いつたんプラズ
マ重合が開始し、被食刻試料表面に反応生成物が
堆積してポリマ被膜が形成されると、シリコン基
板及び酸化シリコン被膜は、もはや食刻されなく
なる。
れているが、C4F8ガスのガスプラズマを用いる
方法もその１つである。C4F8ガスには異性体が
幾つかあるが、その１つであるオクタフロロシク
ロブタンは毒性も少なく、フレオンＣ−318（商
品名：デユポン社製）という名称で市販されてお
り入手も容易であることから、広く使用されてい
る。しかし、フレオンＣ−318は、プラズマ状態
において重合反応がおこり易く、いつたんプラズ
マ重合が開始し、被食刻試料表面に反応生成物が
堆積してポリマ被膜が形成されると、シリコン基
板及び酸化シリコン被膜は、もはや食刻されなく
なる。
本発明は上述のような問題点を解決するために
なされたもので、C4F8ガスに所定の割合で酸素
ガスを混入させ、プラズマ状態で開環、開裂した
C4F8ガスのラジカル部分と該酸素ガスから生成
されたラジカル部分とを反応させることにより、
C4F8ガスのプラズマ重合を防止し、シリコン基
板上の酸化シリコン被膜を選択性よく食刻するガ
スプラズマ食刻法を提供することを目的とする。
なされたもので、C4F8ガスに所定の割合で酸素
ガスを混入させ、プラズマ状態で開環、開裂した
C4F8ガスのラジカル部分と該酸素ガスから生成
されたラジカル部分とを反応させることにより、
C4F8ガスのプラズマ重合を防止し、シリコン基
板上の酸化シリコン被膜を選択性よく食刻するガ
スプラズマ食刻法を提供することを目的とする。
次に、上述した目的を達成するための酸素ガス
の混合割合を求めるための実験例について説明す
る。
の混合割合を求めるための実験例について説明す
る。
第１図にその一例を示した平板状の高周波電極
１，２を有する平板型ガスプラズマエツチング装
置の反応槽３内に、表面に選択的に酸化シリコン
被膜が形成されたシリコン基板である被食刻試料
４を配置し、真空ポンプ５で該反応槽３内を排気
してガス圧を１×10-4Torr以下にした後、C4F8
ガス20c.c.／分に対して酸素ガスをそれぞれ0.5、
7.5、10、15、20、40c.c.／分の割合で混合したガ
スをガス導入管６を通して導入して、0.1Torrに
調整する。次いで、電極１，２間に高周波電源７
により13.56MHzで0.6w／cm2の高周波電力を印加
し、該混合ガスをプラズマ化して食刻処理を行
う。
１，２を有する平板型ガスプラズマエツチング装
置の反応槽３内に、表面に選択的に酸化シリコン
被膜が形成されたシリコン基板である被食刻試料
４を配置し、真空ポンプ５で該反応槽３内を排気
してガス圧を１×10-4Torr以下にした後、C4F8
ガス20c.c.／分に対して酸素ガスをそれぞれ0.5、
7.5、10、15、20、40c.c.／分の割合で混合したガ
スをガス導入管６を通して導入して、0.1Torrに
調整する。次いで、電極１，２間に高周波電源７
により13.56MHzで0.6w／cm2の高周波電力を印加
し、該混合ガスをプラズマ化して食刻処理を行
う。
その結果、食刻試料において、表出しているシ
リコン基板部分及び該シリコン基板上の酸化シリ
コン被膜部分は、それぞれ第２図に示すようなシ
リコンの食刻速度曲線８及び酸化シリコンの食刻
速度曲線９をもつて食刻される。すなわち、該シ
リコン基板及び酸化シリコン被膜の食刻は、とも
に、C4F8ガスに対する酸素ガスの容積比が４：
１以上となるよう混合したときに得られ、かつ酸
素ガス含有量が多くなるほど食刻速度は大きくな
る。しかし、C4F8ガスに対する酸素ガスの容積
比が１：１より大きくなるとシリコン基板の食刻
速度の方が酸化シリコン被膜のそれよりも大きく
なり好ましくない。また、この容積比が４：１以
下の場合には、両者とも食刻はぜんぜんされず、
逆に被食刻試料表面に透明な被膜が形成される。
これはC4F8ガスがプラズマ状態で重合反応をお
こし、被食刻試料表面に堆積したためである。
リコン基板部分及び該シリコン基板上の酸化シリ
コン被膜部分は、それぞれ第２図に示すようなシ
リコンの食刻速度曲線８及び酸化シリコンの食刻
速度曲線９をもつて食刻される。すなわち、該シ
リコン基板及び酸化シリコン被膜の食刻は、とも
に、C4F8ガスに対する酸素ガスの容積比が４：
１以上となるよう混合したときに得られ、かつ酸
素ガス含有量が多くなるほど食刻速度は大きくな
る。しかし、C4F8ガスに対する酸素ガスの容積
比が１：１より大きくなるとシリコン基板の食刻
速度の方が酸化シリコン被膜のそれよりも大きく
なり好ましくない。また、この容積比が４：１以
下の場合には、両者とも食刻はぜんぜんされず、
逆に被食刻試料表面に透明な被膜が形成される。
これはC4F8ガスがプラズマ状態で重合反応をお
こし、被食刻試料表面に堆積したためである。
従つて、本発明は、C4F8ガスに対し酸素ガス
を１：１から４：１の範囲の容積比となるよう混
合し、該混合ガスをガスプラズマとして用いるよ
うにしたものである。
を１：１から４：１の範囲の容積比となるよう混
合し、該混合ガスをガスプラズマとして用いるよ
うにしたものである。
そして、本発明によれば、酸化シリコン被膜の
食刻速度をシリコン基板の食刻速度より大きくで
き、酸化シリコン被膜を選択的に食刻することが
できる効果がある。
食刻速度をシリコン基板の食刻速度より大きくで
き、酸化シリコン被膜を選択的に食刻することが
できる効果がある。
なお、本発明ではC4F8ガスに酸素ガスを混合
したが、これは酸素ガス以外のもの、例えば空
気、オゾン、オキソ酸又はそのほか酸素を放ちや
すい物質のガスであつてもよく、同様の効果を得
ることができる。
したが、これは酸素ガス以外のもの、例えば空
気、オゾン、オキソ酸又はそのほか酸素を放ちや
すい物質のガスであつてもよく、同様の効果を得
ることができる。
第１図は本発明に用いられる平板型ガスプラズ
マエツチング装置を示す概略図、第２図はC4F8
ガスに酸素ガスを種々の割合で混合し、プラズマ
食刻したときのシリコン及び酸化シリコンの食刻
速度曲線を示す図である。 図において、１，２……平板状高周波電極、３
……反応槽、４……被食刻試料、５……真空ポン
プ、６……ガス導入管、７……高周波電源、８…
…シリコンの食刻速度曲線、９……酸化シリコン
の食刻速度曲線。
マエツチング装置を示す概略図、第２図はC4F8
ガスに酸素ガスを種々の割合で混合し、プラズマ
食刻したときのシリコン及び酸化シリコンの食刻
速度曲線を示す図である。 図において、１，２……平板状高周波電極、３
……反応槽、４……被食刻試料、５……真空ポン
プ、６……ガス導入管、７……高周波電源、８…
…シリコンの食刻速度曲線、９……酸化シリコン
の食刻速度曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応槽内に一対の平板状高周波電極を備えた
ガスプラズマ食刻装置を用いて、シリコン基板上
の酸化シリコン被膜を食刻するガスプラズマ食刻
法において、 その容積比が１：１から４：１の範囲内である
C4F8ガスと酸素ガスとの混合ガスをガスプラズ
マとして用いることを特徴とするガスプラズマ食
刻法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13393578A JPS5561027A (en) | 1978-10-30 | 1978-10-30 | Gas plasma etching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13393578A JPS5561027A (en) | 1978-10-30 | 1978-10-30 | Gas plasma etching |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5561027A JPS5561027A (en) | 1980-05-08 |
| JPS6262048B2 true JPS6262048B2 (ja) | 1987-12-24 |
Family
ID=15116502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13393578A Granted JPS5561027A (en) | 1978-10-30 | 1978-10-30 | Gas plasma etching |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5561027A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950104A (en) * | 1997-04-09 | 1999-09-07 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Contact process using Y-contact etching |
| US6033984A (en) * | 1997-12-23 | 2000-03-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Dual damascene with bond pads |
-
1978
- 1978-10-30 JP JP13393578A patent/JPS5561027A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SOLID-STATE ELECTRONICS=1976 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5561027A (en) | 1980-05-08 |
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