JPS6044825B2 - エツチング方法 - Google Patents
エツチング方法Info
- Publication number
- JPS6044825B2 JPS6044825B2 JP4460776A JP4460776A JPS6044825B2 JP S6044825 B2 JPS6044825 B2 JP S6044825B2 JP 4460776 A JP4460776 A JP 4460776A JP 4460776 A JP4460776 A JP 4460776A JP S6044825 B2 JPS6044825 B2 JP S6044825B2
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- JP
- Japan
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- etching
- gas
- plasma
- polycrystalline silicon
- photoresist
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置の製造の際のフォトレジストを
マスクとする選択エッチングに好適なエッチング方法に
関する。
マスクとする選択エッチングに好適なエッチング方法に
関する。
半導体装置の製造工程において、半導体、各種絶縁膜
、金属膜のパターン形成のために、フォトレジストをマ
スクとしてイオンビームエッチングにより選択エッチン
グを行なうことが知られている。
、金属膜のパターン形成のために、フォトレジストをマ
スクとしてイオンビームエッチングにより選択エッチン
グを行なうことが知られている。
イオンビームエッチングは、アルゴンの如き不活性ガス
のイオンビームを照射して行なうもので、サイドエッチ
ング現象が僅少のため微細パターンの形成に好適とされ
ている。しかしながら、イオンビームエッチングでは異
種材料に対するエッチング速度に差がなく、通常エッチ
ングマスクとして使用されるフォトレジストも半導体や
各種絶縁膜等の被エッチング材料と同程度の速さで除去
されてしまう。それ故、エッチング深さが大きい場合は
、それと同程度以上のレジスト膜厚が必要であり、マス
クとするフォトレジストパターンの微細化が困難となる
ため本来の利点を生カル切れない。 従つて、本発明は
、材料によつてエッチング速度に選択性を持たせたイオ
ンビームエッチング方法を提供せんとするものであり、
特にフォトレジストをマスクとして多結晶シリコンの選
択エッチングにより微細パターンを形成するのに好適な
エッチング方法を提供することを目的とする。
のイオンビームを照射して行なうもので、サイドエッチ
ング現象が僅少のため微細パターンの形成に好適とされ
ている。しかしながら、イオンビームエッチングでは異
種材料に対するエッチング速度に差がなく、通常エッチ
ングマスクとして使用されるフォトレジストも半導体や
各種絶縁膜等の被エッチング材料と同程度の速さで除去
されてしまう。それ故、エッチング深さが大きい場合は
、それと同程度以上のレジスト膜厚が必要であり、マス
クとするフォトレジストパターンの微細化が困難となる
ため本来の利点を生カル切れない。 従つて、本発明は
、材料によつてエッチング速度に選択性を持たせたイオ
ンビームエッチング方法を提供せんとするものであり、
特にフォトレジストをマスクとして多結晶シリコンの選
択エッチングにより微細パターンを形成するのに好適な
エッチング方法を提供することを目的とする。
本発明のエッチング方法は、多結晶シリコンを１０−
３〜１０−４Ｔｏｒｒ（７）Ｃｌ２又はＣＦ４ガスプラ
ズマ中に配置し、かつ多結晶シリコンにイオンビームを
照射し、フォトレジストをマスクとしてエッチング処理
を行なうことを特徴とするものであり、以下これを詳細
に説明する。 第１図は本発明のエッチング方法を実施
するためのエッチング装置の１側である。
３〜１０−４Ｔｏｒｒ（７）Ｃｌ２又はＣＦ４ガスプラ
ズマ中に配置し、かつ多結晶シリコンにイオンビームを
照射し、フォトレジストをマスクとしてエッチング処理
を行なうことを特徴とするものであり、以下これを詳細
に説明する。 第１図は本発明のエッチング方法を実施
するためのエッチング装置の１側である。
このエッチング装置は、通常のイオンビームエッチング
装置と同様に真空容器１内に試料支持台３を有し、プラ
ズマ発生用電源４とプラズマ発生用電極５を持つ。プラ
ズマ発生用電極５は容器１の外部に配置してもよく、第
１図に示す誘電型の代わりに誘導型のものとしてもよい
。プラズマ発生用電源４としては、プラズマ発生用電極
５が第１図の如く誘電型の場合は、高周波電源ばかりで
なく直流又は低周波電源であつてよい。 第１図の装置
にてエッチング処理を行なう場合は、被処理基板６を支
持台３上に載置し、真空容器１内を減圧してハロゲンガ
ス或いはハロゲン化合物ガス、又はこれらの混合物をガ
ス導入口７から導入し、プラズマ発生用電源５及び電極
４によりそのガスプラズマを生起させると共に、イオン
銃２からイオンビームを発生させて基板６に照射する。
装置と同様に真空容器１内に試料支持台３を有し、プラ
ズマ発生用電源４とプラズマ発生用電極５を持つ。プラ
ズマ発生用電極５は容器１の外部に配置してもよく、第
１図に示す誘電型の代わりに誘導型のものとしてもよい
。プラズマ発生用電源４としては、プラズマ発生用電極
５が第１図の如く誘電型の場合は、高周波電源ばかりで
なく直流又は低周波電源であつてよい。 第１図の装置
にてエッチング処理を行なう場合は、被処理基板６を支
持台３上に載置し、真空容器１内を減圧してハロゲンガ
ス或いはハロゲン化合物ガス、又はこれらの混合物をガ
ス導入口７から導入し、プラズマ発生用電源５及び電極
４によりそのガスプラズマを生起させると共に、イオン
銃２からイオンビームを発生させて基板６に照射する。
導入するハロゲンガスとしては塩素ガス、又ハロゲン化
合物ガスとしてはＣＦ４、ＣＣｌ４、ＣＣｌ２Ｆ２、の
如きハロゲン化炭素化合物ガスが好適であり、容器１内
での圧力は１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒ或いはそれ以下
とするのが望ましい。このガスはエツチング処理中もガ
ス導入口７より供給し続け、ガス排出口８から排気する
ようにして容器１内を上記の圧力に保つのがよい。イオ
ン源としては任意のものを使用できるが、イオン銃の損
傷を防ぐ目的でアルゴン等の不活性ガスを用いるのがよ
い。イオン銃２から飛来する高エネルギーのアルゴン等
のイオンは、ハロゲン又はハロゲン化合物のプラズマ粒
子に衝突して運動エネルギーを与えるためプラズマ粒子
も方向性をもつて基板６を衝撃する。
合物ガスとしてはＣＦ４、ＣＣｌ４、ＣＣｌ２Ｆ２、の
如きハロゲン化炭素化合物ガスが好適であり、容器１内
での圧力は１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒ或いはそれ以下
とするのが望ましい。このガスはエツチング処理中もガ
ス導入口７より供給し続け、ガス排出口８から排気する
ようにして容器１内を上記の圧力に保つのがよい。イオ
ン源としては任意のものを使用できるが、イオン銃の損
傷を防ぐ目的でアルゴン等の不活性ガスを用いるのがよ
い。イオン銃２から飛来する高エネルギーのアルゴン等
のイオンは、ハロゲン又はハロゲン化合物のプラズマ粒
子に衝突して運動エネルギーを与えるためプラズマ粒子
も方向性をもつて基板６を衝撃する。
従つてマスクとするフオトレジストの端部下へのエツチ
ヤントのまわり込みが少なく、サイドエツチングは極く
僅かしか生じない。しかも、ハロゲン又はハロゲン化合
物のガスプラズマはフオトレジストを緩慢にしかエツチ
ングしないのでマスクとしてのフオトレジストを厚くす
る必要はない。例えば、ガスプラズマとしてＣＦ４プラ
ズマ−を用いて多結晶シリコンの選択エツチングを行な
う楊合、多結晶シリコンのエツチング速度はフオトレジ
ストの１０〜２皓に達する。従つて、薄いフオトレジス
ト膜をマスクとして使用でき、微細パターンの形成が容
易となる。エツチング終了後は。イオンビームの発生を
停止させ、ガス導入口７より酸素を導入して真空容器１
内を１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒの酸素雰囲気とし、酸
素プラズマを生起させることにより半導体基板６やその
表面の絶縁膜、金属膜等をエツチングすることなく、マ
スクとしたフ．オトレジストのみを急速に除去できる。
第２図は本発明のエツチング方法で使用するエツチング
装置の他の例を示し、第１図の装置と同部分は同番号で
示してある。
ヤントのまわり込みが少なく、サイドエツチングは極く
僅かしか生じない。しかも、ハロゲン又はハロゲン化合
物のガスプラズマはフオトレジストを緩慢にしかエツチ
ングしないのでマスクとしてのフオトレジストを厚くす
る必要はない。例えば、ガスプラズマとしてＣＦ４プラ
ズマ−を用いて多結晶シリコンの選択エツチングを行な
う楊合、多結晶シリコンのエツチング速度はフオトレジ
ストの１０〜２皓に達する。従つて、薄いフオトレジス
ト膜をマスクとして使用でき、微細パターンの形成が容
易となる。エツチング終了後は。イオンビームの発生を
停止させ、ガス導入口７より酸素を導入して真空容器１
内を１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒの酸素雰囲気とし、酸
素プラズマを生起させることにより半導体基板６やその
表面の絶縁膜、金属膜等をエツチングすることなく、マ
スクとしたフ．オトレジストのみを急速に除去できる。
第２図は本発明のエツチング方法で使用するエツチング
装置の他の例を示し、第１図の装置と同部分は同番号で
示してある。
この装置が第１図の装置と相違する点は、プラズマ発生
室９を基板配く置部から離して設けたことである。また
この装置ではプラズマ発生に誘導型の発生器を用いてお
り高周波コイル１０にプラズマ発生用電源４から、高周
波電流を通してプラズマを生起させるようにしている。
プラズマ発生室９で生起されたガスプラズマを基板６上
に導くには、図示の如くガス導入口７及びガス排出口８
を配置してハロゲン及び／又はハロゲン化合物ガスを連
続的に導入、排出すればよい。基板６内でのエツチング
の均一性を向上させるには、試料支持台３を回転させる
ことが望ましい。この装置によつても、第１図に示すエ
ツチング装置と同様にしてエツチングを行なうことがで
き、フオトレジストをマスクとする選ｊ択エツチングに
より微細パターンを形成することが可能である。次に本
発明のエツチング方法の効果を実施例により説明する。
室９を基板配く置部から離して設けたことである。また
この装置ではプラズマ発生に誘導型の発生器を用いてお
り高周波コイル１０にプラズマ発生用電源４から、高周
波電流を通してプラズマを生起させるようにしている。
プラズマ発生室９で生起されたガスプラズマを基板６上
に導くには、図示の如くガス導入口７及びガス排出口８
を配置してハロゲン及び／又はハロゲン化合物ガスを連
続的に導入、排出すればよい。基板６内でのエツチング
の均一性を向上させるには、試料支持台３を回転させる
ことが望ましい。この装置によつても、第１図に示すエ
ツチング装置と同様にしてエツチングを行なうことがで
き、フオトレジストをマスクとする選ｊ択エツチングに
より微細パターンを形成することが可能である。次に本
発明のエツチング方法の効果を実施例により説明する。
第３図ａは３インチシリコン基板を４００Ａ熱酸化した
上にノンドープ多結晶シリコン１１を５０００Ａ生長し
、この上にＡＺｌ３５ＯＪレジストを１．８μｍ塗布し
て露光現像して２μｍ幅のレジストパターン１２を得た
ものの断面である。なお露光現像による膜べりにより、
この時点でのレジスト膜厚は１．４μｍであつた。第３
図ａのパターンに対してアルゴンイオンビームエツチン
グ装置で、圧力２×１０−４Ｔ０ｒｒ１イオン電圧５０
０Ｖ１イオン電流密度０．７５ｎ１Ａ／ＣＩＬの条件で
２紛間エツチングしたところ多結晶シリコンはエツチン
グされた。
上にノンドープ多結晶シリコン１１を５０００Ａ生長し
、この上にＡＺｌ３５ＯＪレジストを１．８μｍ塗布し
て露光現像して２μｍ幅のレジストパターン１２を得た
ものの断面である。なお露光現像による膜べりにより、
この時点でのレジスト膜厚は１．４μｍであつた。第３
図ａのパターンに対してアルゴンイオンビームエツチン
グ装置で、圧力２×１０−４Ｔ０ｒｒ１イオン電圧５０
０Ｖ１イオン電流密度０．７５ｎ１Ａ／ＣＩＬの条件で
２紛間エツチングしたところ多結晶シリコンはエツチン
グされた。
この時のレジスト残膜は５０００Ａであり、パターン断
面は第３図ｂのようになつた。レジストの減りが大きい
ため、パターン断面はテーパ状になつている。
面は第３図ｂのようになつた。レジストの減りが大きい
ため、パターン断面はテーパ状になつている。
この時の多結晶シリコンのエツチングレートは２５０Ａ
／７７１．ｉｎ１レジストに対する選択比は０．５６で
あつた。第３図ｃは３インチシリコン基板を４００Ａ熱
酸化した上にノンドープ多結晶シリコン１１を５０００
Ａ生長し、この上にＡＺｌ３５ＯＪレジストを１．２μ
ｍ塗布し、露光現像して１．５μｍ幅のレジストパター
ンを得たものの断面を示す。
／７７１．ｉｎ１レジストに対する選択比は０．５６で
あつた。第３図ｃは３インチシリコン基板を４００Ａ熱
酸化した上にノンドープ多結晶シリコン１１を５０００
Ａ生長し、この上にＡＺｌ３５ＯＪレジストを１．２μ
ｍ塗布し、露光現像して１．５μｍ幅のレジストパター
ンを得たものの断面を示す。
露光現像による膜べりにより、この時点でのレジスト膜
厚は１．１２μｍであつた。
厚は１．１２μｍであつた。
次に第３図Ｃのパターンに対してプラズマエツチング装
置で、ＣＦ４＋０２（１０％）ガス、０．１肝０ｒｒ１
出力２００Ｗの条件で３分間エツチングしたところ、レ
ジスト残膜は１．０μｍでパターン断面は第３図ｄのよ
うになつた。
置で、ＣＦ４＋０２（１０％）ガス、０．１肝０ｒｒ１
出力２００Ｗの条件で３分間エツチングしたところ、レ
ジスト残膜は１．０μｍでパターン断面は第３図ｄのよ
うになつた。
エツチングは等方的でアンダーカツトされている。
この時の多結晶シリコンのエツチングレートは１３００
Ａ／Ｍｉｎで、レジストに対する選択比は４．２であつ
た。
Ａ／Ｍｉｎで、レジストに対する選択比は４．２であつ
た。
第３図Ｅ，ｆは第３図ｃのレジストパターンに対して本
願明細書第２図に示す装置を使用してエツチングを行つ
たものの断面を示す。
願明細書第２図に示す装置を使用してエツチングを行つ
たものの断面を示す。
ウエハ一をアルゴンイオンビームに対して垂直に保持し
導入口よりＣｌ．ガスを導入し、圧力１．５×１０−２
Ｔ０ｒｒ，Ｉ００Ｗでプラズマ放電させつつイオン電圧
５００Ｖ１電流密度０．７５ｍＡ／ＣＩＬのアルゴンイ
オンビームを照射したところ１扮間で多結晶シリコンは
エツチングされた。
導入口よりＣｌ．ガスを導入し、圧力１．５×１０−２
Ｔ０ｒｒ，Ｉ００Ｗでプラズマ放電させつつイオン電圧
５００Ｖ１電流密度０．７５ｍＡ／ＣＩＬのアルゴンイ
オンビームを照射したところ１扮間で多結晶シリコンは
エツチングされた。
この時のレジスト残膜は１．１μｍでパターン断面は第
３図ｅのようになつた。エツチングは等方的でアンダカ
ツトされている。
３図ｅのようになつた。エツチングは等方的でアンダカ
ツトされている。
この時の多結晶シリコンのエツチングレートは５００Ａ
／Ｍｉｎで、レジストに対する選択比は２５であつた。
／Ｍｉｎで、レジストに対する選択比は２５であつた。
第３図ｆは本発明のエツチング法を適用したもののパタ
ーン断面でウエハ一をアルゴンイオンビームに対して垂
直に保持し、導入口よりＣＩ２ガスを導入し圧力８×１
０−４Ｔ０ｒｒ１出力１００Ｗでプラズマ放電させつつ
、イオン電圧５００、電流密度０．７５ＴＴ１Ａ／Ｃｒ
ｌのアルゴンを照射したところ、１２分間で多結晶シリ
コンはエツチングされた。エツチングは異方的で垂直な
断面が得られた。この時のエツチングレートは４２０Ａ
／Ｍｉｎｌレジストに対する選択比は１２．５であつた
。同様に導入口よりＣｌ２ガスを導入し圧力を変化させ
てエツチングを行つた結果をまとめて第１表に示す。
ーン断面でウエハ一をアルゴンイオンビームに対して垂
直に保持し、導入口よりＣＩ２ガスを導入し圧力８×１
０−４Ｔ０ｒｒ１出力１００Ｗでプラズマ放電させつつ
、イオン電圧５００、電流密度０．７５ＴＴ１Ａ／Ｃｒ
ｌのアルゴンを照射したところ、１２分間で多結晶シリ
コンはエツチングされた。エツチングは異方的で垂直な
断面が得られた。この時のエツチングレートは４２０Ａ
／Ｍｉｎｌレジストに対する選択比は１２．５であつた
。同様に導入口よりＣｌ２ガスを導入し圧力を変化させ
てエツチングを行つた結果をまとめて第１表に示す。
８×１０−６Ｔ０ｒｒ，ではイオン電流が十分とれない
ためエツチングレートは小さくなつた。
ためエツチングレートは小さくなつた。
８×１０−４Ｔ０ｒｒ，８×１０−５Ｔ０ｒｒでは垂直
な断面形状で、かつマスクパターン通りのパターンが得
られた。
な断面形状で、かつマスクパターン通りのパターンが得
られた。
次にガスプラズマを形成するガスを塩素かＳＦ６および
ＣＦ４＋０２（１０％）に変更した場合の結果をそれぞ
れ第２表、第３表に示す。
ＣＦ４＋０２（１０％）に変更した場合の結果をそれぞ
れ第２表、第３表に示す。
以上の実施例の中て本発明の方法による第３図ｆがほぼ
垂直な断面形状で、かつマスクパターン通りのパターン
（アスベクト比０．３３）が得られた。
垂直な断面形状で、かつマスクパターン通りのパターン
（アスベクト比０．３３）が得られた。
以上の説明から明らかなように、本発明によればマスク
として厚いフオトレジストを用いることなく選択エツチ
ングを行なうことができ、しかもサイドエツチング現象
は抑制できるため、微細パターンの形成が可能になる利
点が得られる。
として厚いフオトレジストを用いることなく選択エツチ
ングを行なうことができ、しかもサイドエツチング現象
は抑制できるため、微細パターンの形成が可能になる利
点が得られる。
第１図及び第２図は本発明のエツチング方法を実施する
のに使用するエツチング装置の例を示す。 第３図は本発明の効果を示すための説明図を示す。図面
において、２はイオン銃、４はプラズマ発生用電源、５
はプラズマ発生用電極、６は被処理基板、１０はプラズ
マ発生用コイルである。
のに使用するエツチング装置の例を示す。 第３図は本発明の効果を示すための説明図を示す。図面
において、２はイオン銃、４はプラズマ発生用電源、５
はプラズマ発生用電極、６は被処理基板、１０はプラズ
マ発生用コイルである。
Claims (1)
- １ 多結晶シリコンを１０＾−＾３〜１０＾−＾４Ｔｏ
ｒｒのＣｌ＿２又はＣＦ＿４ガスプラズマ中に配置し、
かつ該多結晶シリコンにイオンビームを照射し、フォト
レジストをマスクとしてエッチング処理を行なうことを
特徴とするエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4460776A JPS6044825B2 (ja) | 1976-04-19 | 1976-04-19 | エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4460776A JPS6044825B2 (ja) | 1976-04-19 | 1976-04-19 | エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52127762A JPS52127762A (en) | 1977-10-26 |
| JPS6044825B2 true JPS6044825B2 (ja) | 1985-10-05 |
Family
ID=12696121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4460776A Expired JPS6044825B2 (ja) | 1976-04-19 | 1976-04-19 | エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044825B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320280U (ja) * | 1989-07-08 | 1991-02-27 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5554939U (ja) * | 1978-10-09 | 1980-04-14 | ||
| JPS59165422A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Agency Of Ind Science & Technol | ドライプロセス装置 |
| JPS61136229A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Toshiba Corp | ドライエツチング装置 |
| JP2992596B2 (ja) * | 1992-12-16 | 1999-12-20 | 科学技術庁長官官房会計課長 | ＳｉＣのパターンエッチング方法及びそれを用いたラミナー型ＳｉＣ回折格子の製造方法 |
| JP2004146727A (ja) | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハの搬送方法 |
| KR101151023B1 (ko) | 2002-10-28 | 2012-05-30 | 가부시키가이샤 토쿄 세이미쯔 | 익스팬드방법 및 익스팬드장치 |
-
1976
- 1976-04-19 JP JP4460776A patent/JPS6044825B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320280U (ja) * | 1989-07-08 | 1991-02-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52127762A (en) | 1977-10-26 |
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