JP4890025B2 - エッチング方法及び記録媒体 - Google Patents
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Description
また,本発明によれば,BPSG膜とバイアス高密度プラズマCVD法を用いて形成されるCVD系のシリコン酸化膜が形成されたウェハ表面のBPSG膜をエッチングする方法であって,前記ウェハ表面に,フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し,前記BPSG膜と前記混合ガスとを化学反応させ,前記BPSG膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と,前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し,前記変質工程において,前記混合ガス中の前記アンモニアガスの分圧を前記フッ化水素ガスの分圧よりも小さくし,且つ前記BPSG膜の温度範囲を35℃以上100℃以下とすることを特徴とする,エッチング方法が提供される。
本発明者らは,シリコン酸化膜に対するエッチングを行う場合の,COR処理工程における条件を検討する実験1を行った。エッチングを施す対象物は,熱酸化法により形成された熱酸化膜(SiO2)とした。そして,ウェハWの温度を25℃,30℃,35℃,40℃としたときの,フッ化水素ガスの分圧とエッチング量との関係をそれぞれ測定した。フッ化水素ガスの分圧は,5mTorr(約0.67Pa)〜35mTorr(約4.67Pa)の間で変化させた。その結果を図9のグラフに示す。図10に示すように,ウェハWの温度を25℃にした場合,エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約10mTorr(約1.33Pa)にしたときであり,そのときのエッチング量は約35nm程度であった。そして,フッ化水素ガスの分圧を約10mTorrより低くするほどエッチング量が減少し,また高くするほどエッチング量が減少する結果となった。ウェハWの温度を30℃にした場合は,エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約30mTorr(約4.00Pa)にしたときであり,そのときのエッチング量は約40nm程度であった。ウェハWの温度を35℃にした場合は,フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が20mTorr(約2.67Pa)程度までは,ウェハWの温度を25℃,30℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが,フッ化水素ガスの分圧が25mTorr(約3.33Pa)程度以上になると,ウェハWの温度を25℃,30℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約35mTorrにしたときであり,そのときのエッチング量は約50nm程度であった。ウェハWの温度を40℃にした場合も,35℃にしたときと同様に,フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が30mTorr程度までは,ウェハWの温度を25℃,30℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが,フッ化水素ガスの分圧が30mTorr程度以上になると,ウェハWの温度を25℃,30℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約35mTorrにしたときであり,そのときのエッチング量は約40nm程度であった。以上の結果より,約35nm程度以上のエッチング量が得られることが分かった。
本発明者らは,シリコン酸化膜に対するエッチングを行う場合の,COR処理工程における条件を検討する実験2を行った。エッチングを施す対象物は,プラズマCVD法により形成されたプラズマCVD酸化膜(SiO2)とした。そして,ウェハWの温度を25℃,30℃,35℃,40℃としたときの,フッ化水素ガスの分圧とエッチング量との関係をそれぞれ測定した。フッ化水素ガスの分圧は,5mTorr〜35mTorrの間で変化させた。その結果を図11のグラフに示す。図11に示すように,ウェハWの温度を25℃にした場合,エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約20mTorrにしたときであり,そのときのエッチング量は約30nm程度であった。そして,フッ化水素ガスの分圧を約20mTorrより低くするほどエッチング量が減少し,また高くするほどエッチング量が減少する結果となった。ウェハWの温度を30℃にした場合は,エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約30mTorrにしたときであり,そのときのエッチング量は約35nm程度であった。ウェハWの温度を35℃にした場合は,フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が25mTorr程度までは,ウェハWの温度を25℃又は30℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが,フッ化水素ガスの分圧が30mTorr程度以上になると,ウェハWの温度を25℃,30℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約35mTorrにしたときであり,そのときのエッチング量は約40nm以上であった。ウェハWの温度を40℃にした場合も,35℃にしたときと同様に,フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。エッチング量が最も多かったのは,フッ化水素ガスの分圧を約35mTorrにしたときであった。
本発明者らは,COR処理における混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧とを変化させたときの,各種の材料に対するエッチング量を比較する実験3を行った。エッチングを行う対象物は,Poly−Si,SiN,プラズマCVD酸化膜,熱酸化膜の4種類とした。混合ガスとしては,フッ化水素ガス,アンモニアガス,アルゴンガスの3種類を混合したガスを用いた。そして,各対象物に対し,以下の4つの条件A,B,C,D(図12参照)において,それぞれCOR処理を行い,その後,PHT処理を行った。そして,PHT処理後の反応生成物の除去量,即ちエッチング量を測定した。さらに,エッチング量の平均値,標準偏差等を算出した。
(条件A)
混合ガス全体の圧力(Press)を40mTorr(約5.33Pa)とし,フッ化水素ガスの分圧及びアンモニアガスの分圧をそれぞれ18mTorr(約2.40Pa)とした。即ち,フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧を同じ値にした。
(条件B)
混合ガス全体の圧力を80mTorr(約10.7Pa)とし,フッ化水素ガスの分圧は26.7mTorr(約3.56Pa),アンモニアガスの分圧は15.2mTorr(約2.03Pa)とした。即ち,アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧より低くした。
(条件C)
混合ガス全体の圧力を80mTorrとし,フッ化水素ガスの分圧及びアンモニアガスの分圧はそれぞれ26.7mTorrとした。即ち,混合ガス全体の圧力及びフッ化水素ガスの分圧を条件Bと同じにしながら,アルゴンガスの分圧を減少させ,アンモニアガスの分圧を上昇させることで,フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧を同じ値にした。
(条件D)
混合ガス全体の圧力を80mTorrとし,フッ化水素ガスの分圧は32.9mTorr(約4.39Pa),アンモニアガスの分圧は18.8mTorr(約2.51Pa)とした。即ち,アルゴンガスの分圧を条件Bより減少させ,フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧をそれぞれ条件Bより上昇させ,かつ,アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧より小さくした。
1 処理システム
4 PHT処理装置
5 COR処理装置
8 制御コンピュータ
40 チャンバー
41 処理室
61 フッ化水素ガス供給路
62 アンモニアガス供給路
85 排気路
Claims (4)
- BPSG膜からなるシリコン酸化膜をエッチングする方法であって,
前記シリコン酸化膜の表面に,フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し,前記シリコン酸化膜と前記混合ガスとを化学反応させ,前記シリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と,
前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し,
前記変質工程において,前記混合ガス中の前記フッ化水素ガスの分圧を15mTorr以上にし,且つ前記シリコン酸化膜の温度範囲を35℃以上100℃以下とすることを特徴とする,エッチング方法。 - BPSG膜とバイアス高密度プラズマCVD法を用いて形成されるCVD系のシリコン酸化膜が形成されたウェハ表面のBPSG膜をエッチングする方法であって,
前記ウェハ表面に,フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し,前記BPSG膜と前記混合ガスとを化学反応させ,前記BPSG膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と,
前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し,
前記変質工程において,前記混合ガス中の前記アンモニアガスの分圧を前記フッ化水素ガスの分圧よりも小さくし,且つ前記BPSG膜の温度範囲を35℃以上100℃以下とすることを特徴とする,エッチング方法。 - 前記反応生成物のエッチング量が30ナノメートル以上であることを特徴とする,請求項1又は2に記載のエッチング方法。
- 処理システムの制御コンピュータによって実行することが可能なプログラムが記録された記録媒体であって,
前記プログラムは,前記制御コンピュータによって実行されることにより,前記処理システムに,請求項1〜3のいずれかに記載のエッチング方法を行わせるものであることを特徴とする,記録媒体。
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