JPH05226297A - エッチング方法 - Google Patents
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- JPH05226297A JPH05226297A JP4180963A JP18096392A JPH05226297A JP H05226297 A JPH05226297 A JP H05226297A JP 4180963 A JP4180963 A JP 4180963A JP 18096392 A JP18096392 A JP 18096392A JP H05226297 A JPH05226297 A JP H05226297A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
- H01L21/32137—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas of silicon-containing layers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温エッチングを行うことなく、ポリシリコ
ンの良好な異方性エッチングを行うことのできるエッチ
ング方法を提供する。 【構成】 下部電極５上に半導体ウエハ１１を載置し、
排気機構２３によって真空排気を実施しつつ、ＨＢｒ供
給源１５からＨＢｒガスを供給し、高周波源８から高周
波電力を供給するとともに、マグネット２５を２０ rpm
で回転させ、エッチング処理を行う。
ンの良好な異方性エッチングを行うことのできるエッチ
ング方法を提供する。 【構成】 下部電極５上に半導体ウエハ１１を載置し、
排気機構２３によって真空排気を実施しつつ、ＨＢｒ供
給源１５からＨＢｒガスを供給し、高周波源８から高周
波電力を供給するとともに、マグネット２５を２０ rpm
で回転させ、エッチング処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体デバイスの微細な回路
パターンの形成等に用いるドライエッチング装置とし
て、例えば円筒型プラズマエッチング装置、マイクロ波
プラズマエッチング装置、平行平板型の反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）装置が知られている。また、近年で
は、高周波電場と磁場によるマグネトロン放電によって
処理ガスをプラズマ化するマグネトロンエッチング装置
も開発されている。
パターンの形成等に用いるドライエッチング装置とし
て、例えば円筒型プラズマエッチング装置、マイクロ波
プラズマエッチング装置、平行平板型の反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）装置が知られている。また、近年で
は、高周波電場と磁場によるマグネトロン放電によって
処理ガスをプラズマ化するマグネトロンエッチング装置
も開発されている。
【０００３】上記マグネトロンエッチング装置では、内
部を気密に閉塞可能に構成された処理チャンバ内に、上
下に対向する如く上部電極と下部電極とからなる平行平
板電極が設けられており、例えば下部電極上に被処理基
板（例えば半導体ウエハ）を載置するよう構成されてい
る。また、例えば上部電極の上部外側等には、磁石が設
けられており、上部電極と下部電極との間に形成される
電場と直行する如く磁場を形成するよう構成されてい
る。そして、真空排気を行いつつ処理チャンバ内に所定
の処理ガスを供給し、これとともに上部電極と下部電極
との間に高周波電力を供給して、高周波電場と磁場とに
よりマグネトロン放電によって処理ガスをプラズマ化
し、このプラズマを半導体ウエハに作用させてエッチン
グ処理を行うよう構成されている。
部を気密に閉塞可能に構成された処理チャンバ内に、上
下に対向する如く上部電極と下部電極とからなる平行平
板電極が設けられており、例えば下部電極上に被処理基
板（例えば半導体ウエハ）を載置するよう構成されてい
る。また、例えば上部電極の上部外側等には、磁石が設
けられており、上部電極と下部電極との間に形成される
電場と直行する如く磁場を形成するよう構成されてい
る。そして、真空排気を行いつつ処理チャンバ内に所定
の処理ガスを供給し、これとともに上部電極と下部電極
との間に高周波電力を供給して、高周波電場と磁場とに
よりマグネトロン放電によって処理ガスをプラズマ化
し、このプラズマを半導体ウエハに作用させてエッチン
グ処理を行うよう構成されている。
【０００４】このように構成されたマグネトロンエッチ
ング装置では、例えば100mTorr以下等の低圧でプラズマ
を発生させることができ、低圧プロセスを実施すること
ができるという特徴を有する。
ング装置では、例えば100mTorr以下等の低圧でプラズマ
を発生させることができ、低圧プロセスを実施すること
ができるという特徴を有する。
【０００５】このようなマグネトロンエッチング装置を
用いてポリシリコンのエッチングを行う場合、従来は、
処理ガスとしてＣｌ2 ガス、またはＨＣｌガスの単ガ
ス、またはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス、またはＨＣｌとＯ
2 の混合ガスを用いている。
用いてポリシリコンのエッチングを行う場合、従来は、
処理ガスとしてＣｌ2 ガス、またはＨＣｌガスの単ガ
ス、またはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス、またはＨＣｌとＯ
2 の混合ガスを用いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように処理ガスとしてＣｌ2 ガス、またはＨＣｌガス
の単ガス、またはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス、またはＨＣ
ｌとＯ2 の混合ガスを使用し、マグネトロンエッチング
装置によりポリシリコンのエッチングを行う従来のエッ
チング方法では、半導体ウエハ温度を室温から100 ℃程
度の温度範囲に保つ常温プロセスでは、ラジカルによる
パターン側部のエッチング、いわゆるサイドエッチが多
くなり、良好な異方性エッチングを行うことができな
い。
たように処理ガスとしてＣｌ2 ガス、またはＨＣｌガス
の単ガス、またはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス、またはＨＣ
ｌとＯ2 の混合ガスを使用し、マグネトロンエッチング
装置によりポリシリコンのエッチングを行う従来のエッ
チング方法では、半導体ウエハ温度を室温から100 ℃程
度の温度範囲に保つ常温プロセスでは、ラジカルによる
パターン側部のエッチング、いわゆるサイドエッチが多
くなり、良好な異方性エッチングを行うことができな
い。
【０００７】このため、従来は、半導体ウエハを低温例
えば-30 ℃程度に冷却する低温エッチングを行わなけれ
ばならず、低温用の冷媒が必要となったり、装置に対し
て結露対策等の低温対策を行わなければならず、製造コ
ストの増大を招くという問題があった。
えば-30 ℃程度に冷却する低温エッチングを行わなけれ
ばならず、低温用の冷媒が必要となったり、装置に対し
て結露対策等の低温対策を行わなければならず、製造コ
ストの増大を招くという問題があった。
【０００８】また、エッチング処理終了後は、低温に冷
却された半導体ウエハを処理チャンバから常温の室内に
搬出するため、低温の半導体ウエハに吸着されたＣｌ2
ガスが半導体ウエハの温度上昇にともなって室内に放出
され、人体や装置類に悪影響を及ぼす危険性があるとい
う問題や、半導体ウエハに結露が生じる等の問題もあっ
た。
却された半導体ウエハを処理チャンバから常温の室内に
搬出するため、低温の半導体ウエハに吸着されたＣｌ2
ガスが半導体ウエハの温度上昇にともなって室内に放出
され、人体や装置類に悪影響を及ぼす危険性があるとい
う問題や、半導体ウエハに結露が生じる等の問題もあっ
た。
【０００９】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、低温エッチングを行うことなく、ポリシ
リコンの良好な異方性エッチングを行うことのできるエ
ッチング方法を提供しようとするものである。
されたもので、低温エッチングを行うことなく、ポリシ
リコンの良好な異方性エッチングを行うことのできるエ
ッチング方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のエッ
チング方法は、高周波電場と磁場によるマグネトロン放
電によって処理ガスをプラズマ化し、被処理基板のエッ
チングを行うにあたり、前記処理ガスとして、ＨＢｒガ
ス、またはＨＢｒとＣｌ2 の混合ガス、またはＨＢｒと
ＨＣｌの混合ガス、またはＨＢｒとＯ2 の混合ガス、ま
たはＨＢｒとＣｌ2 とＯ2 との混合ガス、またはＨＢｒ
とＨＣｌとＯ2 の混合ガスを用いたことを特徴とする。
チング方法は、高周波電場と磁場によるマグネトロン放
電によって処理ガスをプラズマ化し、被処理基板のエッ
チングを行うにあたり、前記処理ガスとして、ＨＢｒガ
ス、またはＨＢｒとＣｌ2 の混合ガス、またはＨＢｒと
ＨＣｌの混合ガス、またはＨＢｒとＯ2 の混合ガス、ま
たはＨＢｒとＣｌ2 とＯ2 との混合ガス、またはＨＢｒ
とＨＣｌとＯ2 の混合ガスを用いたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明のエッチング方法では、処理ガスとし
て、ＨＢｒガス、またはＨＢｒとＣｌ2 の混合ガス、ま
たはＨＢｒとＨＣｌの混合ガス、またはＨＢｒとＯ2 の
混合ガス、またはＨＢｒとＣｌ2 とＯ2 との混合ガス、
またはＨＢｒとＨＣｌとＯ2 の混合ガスを用いることに
より、低温エッチングを行うことなく、ポリシリコンの
良好な異方性エッチングを行うことができる。
て、ＨＢｒガス、またはＨＢｒとＣｌ2 の混合ガス、ま
たはＨＢｒとＨＣｌの混合ガス、またはＨＢｒとＯ2 の
混合ガス、またはＨＢｒとＣｌ2 とＯ2 との混合ガス、
またはＨＢｒとＨＣｌとＯ2 の混合ガスを用いることに
より、低温エッチングを行うことなく、ポリシリコンの
良好な異方性エッチングを行うことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１３】図１は、本実施例に用いたマグネトロンエ
ッチング装置の構成を示すもので、マグネトロンエッチ
ング装置１には、材質例えばアルマイト処理を施したア
ルミニウムからなり、内部を気密に閉塞可能に構成され
た処理チャンバ２が設けられている。この処理チャンバ
２は、例えば配線３を経由して電気的にアースされてお
り、その内部には、処理チャンバ２の壁面と絶縁体４に
より電気的に絶縁された下部電極５が設けられている。
この下部電極５は、導体例えばアルミニウムから構成さ
れ、配線６を介してマッチング回路７に接続され、更に
高周波例えば１３．５６ＭＨｚを発生する高周波源８に
接続されている。この高周波源８は図示しないコンピュ
ータによって制御される高周波源コントローラ９によ
り、電力、周波数が制御されるように構成されている。
前記下部電極５の上部には、静電チャック１０が設けら
れ、更にこの静電チャック１０上に載置した被処理体例
えば半導体ウエハ１１を静電力により吸着保持するよう
に設けられている。前記静電チャック１０の静電力は、
直流電源１２より供給される直流電圧例えば２ＫＶによ
り発生するように構成されている。
ッチング装置の構成を示すもので、マグネトロンエッチ
ング装置１には、材質例えばアルマイト処理を施したア
ルミニウムからなり、内部を気密に閉塞可能に構成され
た処理チャンバ２が設けられている。この処理チャンバ
２は、例えば配線３を経由して電気的にアースされてお
り、その内部には、処理チャンバ２の壁面と絶縁体４に
より電気的に絶縁された下部電極５が設けられている。
この下部電極５は、導体例えばアルミニウムから構成さ
れ、配線６を介してマッチング回路７に接続され、更に
高周波例えば１３．５６ＭＨｚを発生する高周波源８に
接続されている。この高周波源８は図示しないコンピュ
ータによって制御される高周波源コントローラ９によ
り、電力、周波数が制御されるように構成されている。
前記下部電極５の上部には、静電チャック１０が設けら
れ、更にこの静電チャック１０上に載置した被処理体例
えば半導体ウエハ１１を静電力により吸着保持するよう
に設けられている。前記静電チャック１０の静電力は、
直流電源１２より供給される直流電圧例えば２ＫＶによ
り発生するように構成されている。
【００１４】エッチング処理中は、プラズマにより前記
半導体ウエハ１１が加熱されるため、前記下部電極５に
は、図示しない温度調節機構が設けられており、例えば
循環冷却水等により半導体ウエハ１１を室温乃至１００
℃程度の温度範囲に保持することができるように構成さ
れている。
半導体ウエハ１１が加熱されるため、前記下部電極５に
は、図示しない温度調節機構が設けられており、例えば
循環冷却水等により半導体ウエハ１１を室温乃至１００
℃程度の温度範囲に保持することができるように構成さ
れている。
【００１５】一方、電気的にアースに落とされて上部電
極１３となる処理チャンバ２の天井部には、ガス送出用
の供給口１４が設けられており、ＨＢｒ供給源１５、Ｃ
ｌ2供給源１６、ＨＣｌ供給源１７、およびＯ2 供給源
１８から供給されるＨＢｒガス、Ｃｌ2 ガス、ＨＣｌガ
ス、およびＯ2 ガスをマスフローコントローラ１９で個
別に流量制御しつつ、この供給口１４から半導体ウエハ
１１に向けて送出するように構成されている。
極１３となる処理チャンバ２の天井部には、ガス送出用
の供給口１４が設けられており、ＨＢｒ供給源１５、Ｃ
ｌ2供給源１６、ＨＣｌ供給源１７、およびＯ2 供給源
１８から供給されるＨＢｒガス、Ｃｌ2 ガス、ＨＣｌガ
ス、およびＯ2 ガスをマスフローコントローラ１９で個
別に流量制御しつつ、この供給口１４から半導体ウエハ
１１に向けて送出するように構成されている。
【００１６】また、処理チャンバ２の側壁２０には、反
応生成物が付着し堆積することを防止する加熱手段とし
て例えばセラミックヒータ２１が設けられ、温度を例え
ば５０〜１２０℃に設定できるように設けられている。
また、処理チャンバ２の側壁２０には、上部電極１３と
下部電極５との間に生起されるプラズマの発光スペクト
ルをモニタするためののぞき窓２２が石英で構成されて
おり、ここで得られた光を図示しない発光スペクトル分
析器へと導き、発光スペクトルの分析を行うように構成
されている。
応生成物が付着し堆積することを防止する加熱手段とし
て例えばセラミックヒータ２１が設けられ、温度を例え
ば５０〜１２０℃に設定できるように設けられている。
また、処理チャンバ２の側壁２０には、上部電極１３と
下部電極５との間に生起されるプラズマの発光スペクト
ルをモニタするためののぞき窓２２が石英で構成されて
おり、ここで得られた光を図示しない発光スペクトル分
析器へと導き、発光スペクトルの分析を行うように構成
されている。
【００１７】また、下部電極５の下部には、排気機構２
３に接続された排気配管２４が接続されており、下部電
極５の周囲から排気して、処理チャンバ２内を所定の真
空度に設定することができるよう構成されている。
３に接続された排気配管２４が接続されており、下部電
極５の周囲から排気して、処理チャンバ２内を所定の真
空度に設定することができるよう構成されている。
【００１８】また、上部電極１３の上部には、両端部の
磁極が上部電極１３側に突出する如く断面凹状に形成さ
れた直方体形状のマグネット２５が設けられている。こ
のマグネット２５は、駆動機構２６に接続された回転軸
２７によって、図示矢印の如く回転可能に構成されてお
り、上部電極１３と下部電極５との間に、これらの間に
形成される電場とほぼ直行する磁場を形成し、この領域
にプラズマを閉じ込めて、高密度なプラズマを生成する
ことができるよう構成されている。
磁極が上部電極１３側に突出する如く断面凹状に形成さ
れた直方体形状のマグネット２５が設けられている。こ
のマグネット２５は、駆動機構２６に接続された回転軸
２７によって、図示矢印の如く回転可能に構成されてお
り、上部電極１３と下部電極５との間に、これらの間に
形成される電場とほぼ直行する磁場を形成し、この領域
にプラズマを閉じ込めて、高密度なプラズマを生成する
ことができるよう構成されている。
【００１９】本実施例では、図２に示すように、表面に
ＳｉＯ2 層３０、ポリシリコン層３１が順次形成されて
いる半導体ウエハ１１の上に、パターニングしたレジス
ト層３２を形成し、このレジスト層３２をマスクとし
て、ポリシリコン層３１のエッチングを次のようにして
行った。
ＳｉＯ2 層３０、ポリシリコン層３１が順次形成されて
いる半導体ウエハ１１の上に、パターニングしたレジス
ト層３２を形成し、このレジスト層３２をマスクとし
て、ポリシリコン層３１のエッチングを次のようにして
行った。
【００２０】すなわち、下部電極５上に半導体ウエハ１
１を載置し、排気機構２３によって真空排気を実施する
ことにより、処理チャンバ２内を５ｍTorr〜１００ｍTo
rr（本実施例では７５ｍTorr）の真空度に保持しつつ、
ＨＢｒ供給源１５から所定流量（本実施例では１００SC
CM）でＨＢｒガスを供給し、高周波源８から周波数１
３．５６ＭＨｚ（あるいは１３．５６ＭＨｚの整数倍の
周波数）、電力数百ワット（本実施例では２００Ｗ、即
ちパワー密度０．５２６Ｗ／平方センチ）の高周波電力
を供給するとともに、マグネット２５を所定回転数（本
実施例では２０ｒｐｍ）で回転させ、エッチング処理を
行った。なお、この時Ｃｌ2 ガスは使用せず、半導体ウ
エハ１１の冷却設定温度は７０℃である。
１を載置し、排気機構２３によって真空排気を実施する
ことにより、処理チャンバ２内を５ｍTorr〜１００ｍTo
rr（本実施例では７５ｍTorr）の真空度に保持しつつ、
ＨＢｒ供給源１５から所定流量（本実施例では１００SC
CM）でＨＢｒガスを供給し、高周波源８から周波数１
３．５６ＭＨｚ（あるいは１３．５６ＭＨｚの整数倍の
周波数）、電力数百ワット（本実施例では２００Ｗ、即
ちパワー密度０．５２６Ｗ／平方センチ）の高周波電力
を供給するとともに、マグネット２５を所定回転数（本
実施例では２０ｒｐｍ）で回転させ、エッチング処理を
行った。なお、この時Ｃｌ2 ガスは使用せず、半導体ウ
エハ１１の冷却設定温度は７０℃である。
【００２１】そして、このようにしてエッチング処理を
行った半導体ウエハ１１を顕微鏡にて観察したところ、
図３に示すように、ポリシリコン層３１にサイドエッチ
のない良好な異方性エッチングが行われていることが確
認できた。
行った半導体ウエハ１１を顕微鏡にて観察したところ、
図３に示すように、ポリシリコン層３１にサイドエッチ
のない良好な異方性エッチングが行われていることが確
認できた。
【００２２】次に、ＨＢｒガスの流量とＣｌ2 ガスの流
量が合計１００SCCMとなるようにしてＨＢｒガスとＣｌ
2 ガスの流量を２０SCCMずつ変化させ、これらの混合比
の異なる混合ガスを使用し、他は上記条件と同じ条件で
エッチング処理を行ったところ、ＨＢｒガス流量２０SC
CM、Ｃｌ2 ガス流量８０SCCMとＨＢｒガスの混合比を減
少させても上記ＨＢｒガス単ガスの場合と同様に、良好
な異方性エッチングを行うことができた。
量が合計１００SCCMとなるようにしてＨＢｒガスとＣｌ
2 ガスの流量を２０SCCMずつ変化させ、これらの混合比
の異なる混合ガスを使用し、他は上記条件と同じ条件で
エッチング処理を行ったところ、ＨＢｒガス流量２０SC
CM、Ｃｌ2 ガス流量８０SCCMとＨＢｒガスの混合比を減
少させても上記ＨＢｒガス単ガスの場合と同様に、良好
な異方性エッチングを行うことができた。
【００２３】また、ＨＢｒガスを使用せず、Ｃｌ2 ガス
単ガス（流量１００SCCM）で同様にエッチングを行った
ところ、図４に示すように、ポリシリコン層３１の側壁
部にサイドエッチ３１ａが生じていることが確認され
た。
単ガス（流量１００SCCM）で同様にエッチングを行った
ところ、図４に示すように、ポリシリコン層３１の側壁
部にサイドエッチ３１ａが生じていることが確認され
た。
【００２４】なお、図５のグラフに上記実施例のエッチ
ング処理における選択比の測定結果を示す。このグラフ
において縦軸は選択比、横軸はＣｌ2 ガスの流量（１０
０−Ｃｌ2 ガス流量＝ＨＢｒガス流量）を示しており、
曲線ＡはＳｉＯ2 層３０に対する選択比（ポリシリコン
のエッチング速度／ＳｉＯ2 のエッチング速度）、曲線
Ｂはポリシリコンに対する選択比（ポリシリコンのエッ
チング速度／フォトレジストのエッチング速度）であ
る。
ング処理における選択比の測定結果を示す。このグラフ
において縦軸は選択比、横軸はＣｌ2 ガスの流量（１０
０−Ｃｌ2 ガス流量＝ＨＢｒガス流量）を示しており、
曲線ＡはＳｉＯ2 層３０に対する選択比（ポリシリコン
のエッチング速度／ＳｉＯ2 のエッチング速度）、曲線
Ｂはポリシリコンに対する選択比（ポリシリコンのエッ
チング速度／フォトレジストのエッチング速度）であ
る。
【００２５】このグラフに示されるように、ＨＢｒガス
を使用した場合、例えばＨＢｒガスを４０％以上程度の
濃度とすると、Ｃｌ2 ガス単ガスの場合に較べてＳｉＯ
2 層３０に対する選択比およびフォトレジストに対する
選択比を高めることができるので、ＨＢｒガス濃度を４
０％以上とすることが好ましい。
を使用した場合、例えばＨＢｒガスを４０％以上程度の
濃度とすると、Ｃｌ2 ガス単ガスの場合に較べてＳｉＯ
2 層３０に対する選択比およびフォトレジストに対する
選択比を高めることができるので、ＨＢｒガス濃度を４
０％以上とすることが好ましい。
【００２６】なお、上記実施例では、ＨＢｒガス単ガス
の場合およびＨＢｒガスとＣｌ2 ガスの混合ガスを用い
た場合について説明したが、ＨＢｒガスとＨＣｌガスの
混合ガスを用いることもできる。
の場合およびＨＢｒガスとＣｌ2 ガスの混合ガスを用い
た場合について説明したが、ＨＢｒガスとＨＣｌガスの
混合ガスを用いることもできる。
【００２７】次に、図１に示したマグネトロンエッチン
グ装置を用い、プロセスガスとしてＨＢｒガスにＯ2 ガ
スを添加したガスを用いて、図２に示した半導体ウエハ
１１にエッチング処理を行った結果について図６を参照
して説明する。なお、その他の処理条件は、処理チャン
バ２内圧力７５ｍTorr、ＨＢｒ流量１００SCCM、高周波
の周波数１３．５６ＭＨｚ、電力２００Ｗ、マグネット
回転数２０ｒｐｍである。
グ装置を用い、プロセスガスとしてＨＢｒガスにＯ2 ガ
スを添加したガスを用いて、図２に示した半導体ウエハ
１１にエッチング処理を行った結果について図６を参照
して説明する。なお、その他の処理条件は、処理チャン
バ２内圧力７５ｍTorr、ＨＢｒ流量１００SCCM、高周波
の周波数１３．５６ＭＨｚ、電力２００Ｗ、マグネット
回転数２０ｒｐｍである。
【００２８】図６において、Ｏ2 ガスの添加量とポリシ
リコン対ＳｉＯ2 の選択比を示すグラフに着目すると、
Ｏ2 ガスの添加量が１〜２SCCMの間において、この選択
比が７２〜９０のピークを示し、この同じ条件下でポリ
シリコンのエッチングレートは２００nm／min 以上の高
い値を示し、ＳｉＯ2 のエッチングレートは４０nm／mi
n 以下の低い値を示し、ポリシリコンの面内均一性は７
〜１２％という良い値を示している。
リコン対ＳｉＯ2 の選択比を示すグラフに着目すると、
Ｏ2 ガスの添加量が１〜２SCCMの間において、この選択
比が７２〜９０のピークを示し、この同じ条件下でポリ
シリコンのエッチングレートは２００nm／min 以上の高
い値を示し、ＳｉＯ2 のエッチングレートは４０nm／mi
n 以下の低い値を示し、ポリシリコンの面内均一性は７
〜１２％という良い値を示している。
【００２９】この結果は、ＨＢｒガスにＯ2 ガスを添加
するエッチング処理方法が、ポリシリコンのＳｉＯ2 に
対する高い選択比を維持しつつ、ポリシリコンの高いエ
ッチングレートを得ることができることを示している。
特に、Ｏ2 ガス添加を行わない０SCCMの場合と、上記Ｏ
2 ガスを１SCCM添加した場合を比較してみると、ポリシ
リコンのＳｉＯ2 に対する選択比が、５０から９２へと
大きく向上し、ポリシリコンのエッチングレートが２７
０nm／min から２７５nm／min へと高めに改善され、更
にＳｉＯ2 のエッチングレートが５４nm／min から３０
nm／min へと低く改善され、一方、ポリシリコンの面内
均一性は約４％から７％とそれほど大きく変わっていな
い。
するエッチング処理方法が、ポリシリコンのＳｉＯ2 に
対する高い選択比を維持しつつ、ポリシリコンの高いエ
ッチングレートを得ることができることを示している。
特に、Ｏ2 ガス添加を行わない０SCCMの場合と、上記Ｏ
2 ガスを１SCCM添加した場合を比較してみると、ポリシ
リコンのＳｉＯ2 に対する選択比が、５０から９２へと
大きく向上し、ポリシリコンのエッチングレートが２７
０nm／min から２７５nm／min へと高めに改善され、更
にＳｉＯ2 のエッチングレートが５４nm／min から３０
nm／min へと低く改善され、一方、ポリシリコンの面内
均一性は約４％から７％とそれほど大きく変わっていな
い。
【００３０】以上の測定結果より、ＨＢｒガスへのＯ2
ガスの添加量としては、１〜２SCCMがエッチング処理に
有効であり、望ましい。なお、上記実施例では、ＨＢｒ
ガスへのＯ2 ガスの添加について述べたが、ＨＢｒとＣ
ｌ2 にＯ2 を添加してもよく、また、ＨＢｒとＨＣｌに
Ｏ2 を添加してもよい。
ガスの添加量としては、１〜２SCCMがエッチング処理に
有効であり、望ましい。なお、上記実施例では、ＨＢｒ
ガスへのＯ2 ガスの添加について述べたが、ＨＢｒとＣ
ｌ2 にＯ2 を添加してもよく、また、ＨＢｒとＨＣｌに
Ｏ2 を添加してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエッチン
グ方法によれば、サイドエッチングの少ない良好な形状
の異方性エッチングを行うことができる。
グ方法によれば、サイドエッチングの少ない良好な形状
の異方性エッチングを行うことができる。
【００３２】また、半導体ウエハからのＣｌ2 ガスの放
出、半導体ウエハの結露等の低温エッチングに伴う問題
も生じることがない。
出、半導体ウエハの結露等の低温エッチングに伴う問題
も生じることがない。
【図１】本発明の一実施例に用いたマグネトロンエッチ
ング装置の構成を示す図である。
ング装置の構成を示す図である。
【図２】エッチング工程を説明するための図である。
【図３】エッチング状態を説明するための図である。
【図４】エッチング状態を説明するための図である。
【図５】ガス混合比と選択比との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】本発明の一実施例であるＨＢｒプロセスＯ2 添
加によるＯ2 添加量とポリシリコンのエッチングレート
及び選択性との関係を示すグラフである。
加によるＯ2 添加量とポリシリコンのエッチングレート
及び選択性との関係を示すグラフである。
１ マグネトロンエッチング装置 ２ 処理チャンバ ５ 下部電極 ８ 高周波源 １１ 半導体ウエハ １３ 上部電極 １５ ＨＢｒ供給源 １６ Ｃｌ2 供給源 １７ ＨＣｌ供給源 １８ Ｏ2 供給源 １９ マスフローコントローラ ２３ 排気機構 ２４ 排気配管 ２５ マグネット
フロントページの続き (72)発明者 平塚 正人 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波電場と磁場によるマグネトロン放
電によって処理ガスをプラズマ化し、被処理基板のエッ
チングを行うにあたり、 前記処理ガスとして、ＨＢｒガス、またはＨＢｒとＣｌ
2 の混合ガス、またはＨＢｒとＨＣｌの混合ガスを用い
たことを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】 高周波電場と磁場によるマグネトロン放
電によって処理ガスをプラズマ化し、被処理基板のエッ
チングを行うにあたり、 前記処理ガスとして、ＨＢｒとＯ2 の混合ガス、または
ＨＢｒとＣｌ2 とＯ2との混合ガス、またはＨＢｒとＨ
ＣｌとＯ2 の混合ガスを用いたことを特徴とするエッチ
ング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18096392A JP3179872B2 (ja) | 1991-12-19 | 1992-07-08 | エッチング方法 |
| US07/993,063 US5368684A (en) | 1991-12-19 | 1992-12-18 | Etching method for a silicon-containing layer using hydrogen bromide |
| KR1019920024811A KR0179384B1 (ko) | 1991-12-19 | 1992-12-19 | 에칭방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33676891 | 1991-12-19 | ||
| JP3-336768 | 1991-12-19 | ||
| JP18096392A JP3179872B2 (ja) | 1991-12-19 | 1992-07-08 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226297A true JPH05226297A (ja) | 1993-09-03 |
| JP3179872B2 JP3179872B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=26500314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18096392A Expired - Lifetime JP3179872B2 (ja) | 1991-12-19 | 1992-07-08 | エッチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5368684A (ja) |
| JP (1) | JP3179872B2 (ja) |
| KR (1) | KR0179384B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7972469B2 (en) | 2007-04-22 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing apparatus |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770098A (en) * | 1993-03-19 | 1998-06-23 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Etching process |
| TW255839B (ja) * | 1993-05-20 | 1995-09-01 | Hitachi Seisakusyo Kk | |
| JP3172758B2 (ja) * | 1993-11-20 | 2001-06-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法 |
| JP3351183B2 (ja) * | 1995-06-19 | 2002-11-25 | 株式会社デンソー | シリコン基板のドライエッチング方法及びトレンチ形成方法 |
| KR100230981B1 (ko) * | 1996-05-08 | 1999-11-15 | 김광호 | 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 |
| US5910452A (en) * | 1996-05-13 | 1999-06-08 | Winbond Electronics Corporation | Method for reducing antenna effect during plasma etching procedure for semiconductor device fabrication |
| TW358228B (en) * | 1996-06-08 | 1999-05-11 | Winbond Electronics Corp | Method of minimizing damage to gate dielectric layer during gate electrode plasma etching |
| US6159794A (en) * | 1998-05-12 | 2000-12-12 | Advanced Micro Devices, Inc. | Methods for removing silicide residue in a semiconductor device |
| JPH11330262A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US6515751B1 (en) | 1999-03-11 | 2003-02-04 | Cornell Research Foundation Inc. | Mechanically resonant nanostructures |
| US6514378B1 (en) | 2000-03-31 | 2003-02-04 | Lam Research Corporation | Method for improving uniformity and reducing etch rate variation of etching polysilicon |
| JP6498022B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2019-04-10 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング処理方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4450042A (en) * | 1982-07-06 | 1984-05-22 | Texas Instruments Incorporated | Plasma etch chemistry for anisotropic etching of silicon |
| US4490209B2 (en) * | 1983-12-27 | 2000-12-19 | Texas Instruments Inc | Plasma etching using hydrogen bromide addition |
| US4799991A (en) * | 1987-11-02 | 1989-01-24 | Motorola, Inc. | Process for preferentially etching polycrystalline silicon |
| US4983253A (en) * | 1988-05-27 | 1991-01-08 | University Of Houston-University Park | Magnetically enhanced RIE process and apparatus |
| US5007982A (en) * | 1988-07-11 | 1991-04-16 | North American Philips Corporation | Reactive ion etching of silicon with hydrogen bromide |
| JPH03241829A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5106767A (en) * | 1990-12-07 | 1992-04-21 | International Business Machines Corporation | Process for fabricating low capacitance bipolar junction transistor |
| US5242536A (en) * | 1990-12-20 | 1993-09-07 | Lsi Logic Corporation | Anisotropic polysilicon etching process |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP18096392A patent/JP3179872B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-18 US US07/993,063 patent/US5368684A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-19 KR KR1019920024811A patent/KR0179384B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7972469B2 (en) | 2007-04-22 | 2011-07-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930014829A (ko) | 1993-07-23 |
| US5368684A (en) | 1994-11-29 |
| JP3179872B2 (ja) | 2001-06-25 |
| KR0179384B1 (ko) | 1999-10-01 |
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