JPH0253513B2 - - Google Patents
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- JPH0253513B2 JPH0253513B2 JP62160425A JP16042587A JPH0253513B2 JP H0253513 B2 JPH0253513 B2 JP H0253513B2 JP 62160425 A JP62160425 A JP 62160425A JP 16042587 A JP16042587 A JP 16042587A JP H0253513 B2 JPH0253513 B2 JP H0253513B2
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- Japan
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- oxide film
- etching
- sccm
- silicon
- chf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/28—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
- H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
- H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はシリコンはたはポリシリコンに対する
酸化膜の高選択比が得られるドライエツチング方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a dry etching method capable of obtaining a high selectivity of an oxide film to silicon or polysilicon.
（従来の技術）
半導体デバイスにおける高密度集積化が進むに
つれ、パターンが微細化し、また拡散層の深さも
減少している。このため酸化膜のドライエツチン
グ工程において、シリコンおよびポリシリコンに
対する酸化膜の一層の高選択比（酸化膜のエツチ
レート／シリコンまたはポリシリコンのエツチレ
ート）が得られる処理方法が望まれている。(Prior Art) As the density of integration in semiconductor devices progresses, patterns become finer and the depth of diffusion layers also decreases. Therefore, in the dry etching process of the oxide film, there is a need for a processing method that can provide an even higher selectivity of the oxide film to silicon and polysilicon (etch rate of oxide film/etch rate of silicon or polysilicon).
この種のドライエツチングにおいては、反応室
にガスを流入して、高周波によりプラズマを発生
させて反応させることによつて行う。従来、ガス
としてはCF4、あるいはCHF3とO2の混合ガスな
どが用いられ、プラズマ中の励起フツ素原子と
SiO2とを反応させて酸化膜のドライエツチング
を行うものであつた。 This type of dry etching is carried out by flowing gas into a reaction chamber and generating plasma using high frequency waves to cause a reaction. Conventionally, gases such as CF 4 or a mixture of CHF 3 and O 2 have been used, and the excited fluorine atoms in the plasma and
The method was to dry-etch the oxide film by reacting it with SiO 2 .
この種のドライエツチングはサイドエツチング
が少なく、微細パターンの加工に有利である。 This type of dry etching causes less side etching and is advantageous for processing fine patterns.
（発明が解決しようとする問題点）
しかし従来の上記ドライエツチング方法に次の
ような問題点がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above conventional dry etching method has the following problems.
すなわち、CF4、あるいはCHF3とO2の混合ガ
スによる従来のガス系にあつては、プラズマ中の
遊離した励起フツ素原子数が多く、これら遊離フ
ツ素原子がシリコンまたはポリシリコンをエツチ
ングするため、シリコンまたはポリシリコンに対
する酸化膜の選択比が低いという問題点がある。 In other words, in conventional gas systems using CF 4 or a mixed gas of CHF 3 and O 2 , the number of free and excited fluorine atoms in the plasma is large, and these free fluorine atoms can etch silicon or polysilicon. Therefore, there is a problem that the selectivity of the oxide film to silicon or polysilicon is low.
そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされ
たものであり、その目的とするところは、酸化膜
のエツチレートを大きく減少させずに、シリコン
またはポリシリコンに対する酸化膜の高選択比を
得ることができるドライエツチング方法を提供す
るにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to obtain a high selectivity of oxide film to silicon or polysilicon without significantly reducing the etch rate of the oxide film. The purpose is to provide a dry etching method that can be used.
（発明の概要）
上記目的を達成するため本発明では次の構成を
備える。(Summary of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention includes the following configuration.
すなわち、反応室にガスを流入して、高周波に
よりプラズマを発生させて、プラズマ中の励起フ
ツ素原子と反応させて酸化膜のエツチングをおこ
なうドライエツチング方法において、エツチング
ガスとして、CHF3とCH2F2との比が１：１にな
るように、CHF3とCH2F2とO2との混合ガスを用
いることを特徴とする。 That is, in a dry etching method in which gas is introduced into a reaction chamber, plasma is generated by high frequency, and the oxide film is etched by reacting with excited fluorine atoms in the plasma, CHF 3 and CH 2 are used as etching gases. It is characterized by using a mixed gas of CHF 3 , CH 2 F 2 and O 2 so that the ratio with F 2 is 1:1.
本発明で上記のように、CHF3、CH2F2、O2の
混合ガス系を用い、またCHF3とCE2F2とが略同
量となるようにする。これによりCHF3とO2との
混合ガス系に比して、ガス量が同じとすると、水
素原子が２→３（1.5倍）に増加し、フツ素原子が
６→５（83％）に減少する。このことにより、増
量した水素原子はプラズマ中で容易に遊離するた
め、〔−CF2−〕oポリマー生成を促進する。また上
記のようにフツ素原子自体が減少していることか
ら、全体として励起フツ素原子が減少し、シリコ
ンまたはポリシリコンに対するアタツクが減少す
る。これによりシリコンまたはポリシリコンに対
する酸化膜の高選択比が得られるのである。なお
この場合において、酸化膜のエツチレートは従来
に比してそれ程低下せず、生産性において問題は
ない。 In the present invention, as described above, a mixed gas system of CHF 3 , CH 2 F 2 , and O 2 is used, and the amounts of CHF 3 and CE 2 F 2 are approximately the same. As a result, compared to a mixed gas system of CHF 3 and O 2 , assuming the same amount of gas, the number of hydrogen atoms increases from 2 to 3 (1.5 times), and the number of fluorine atoms increases from 6 to 5 (83%). Decrease. As a result, the increased amount of hydrogen atoms is easily liberated in the plasma, thereby promoting [ -CF2- ] o polymer formation. Furthermore, since the fluorine atoms themselves are reduced as described above, the number of excited fluorine atoms is reduced as a whole, and the attack on silicon or polysilicon is reduced. This provides a high selectivity of the oxide film to silicon or polysilicon. In this case, the etch rate of the oxide film does not decrease much compared to the conventional method, and there is no problem in productivity.
酸素量は少ない程シリコンまたはポリシリコン
に対する酸化膜の高選択比が得られる傾向にあ
る。例えば、CHF3：CH2F2：O2の流量比が25
（SCCM）：25（SCCM）：12（SCCM）の場合には
約26の高い選択比が得られるのに対し、25
（SCCM）：25（SCCM）：20（SCCM）の場合には
約10程度の選択比となつた。 The smaller the amount of oxygen, the higher the selectivity of the oxide film to silicon or polysilicon tends to be. For example, the flow rate ratio of CHF 3 :CH 2 F 2 :O 2 is 25
(SCCM): 25 (SCCM): 12 (SCCM) gives a high selectivity of about 26;
(SCCM):25(SCCM):20(SCCM), the selection ratio was about 10.
なお酸素量の多少は酸化時のエツチレート均一
性には影響を与えず、酸素量が変化してもエツチ
レート均一性はほぼ均一であつた。 It should be noted that the amount of oxygen did not affect the uniformity of the etching rate during oxidation, and the uniformity of the etching rate remained almost uniform even if the amount of oxygen changed.
また反応室内圧力は50ｍtorr程度の低圧に設定
するのがよい。 Further, the pressure in the reaction chamber is preferably set to a low pressure of about 50 mtorr.
本発明方法に使用するエツチング装置は特に限
定されないが、アノード対カソードの面積比比が
２程度と高くかつアノード・カソード両電極間距
離が十分に大きく設定されている装置が望まし
い。このようにアノード・カソード間距離を大き
く設定することによつて、電極に付着する遊離炭
素等のポリマによる電極間距離の変化が無視で
き、再現性のよいエツチングが実現できる。また
ウエハーを垂直に支持できる装置を用いることに
より、パーテイクルの物理的付着を低減でき、低
パーテイクルが実現できる。 Although the etching apparatus used in the method of the present invention is not particularly limited, it is preferable to use an apparatus in which the anode to cathode area ratio is as high as about 2 and the distance between the anode and cathode electrodes is set to be sufficiently large. By setting the distance between the anode and the cathode to be large in this manner, changes in the distance between the electrodes due to polymers such as free carbon adhering to the electrodes can be ignored, and etching with good reproducibility can be realized. Furthermore, by using a device that can vertically support the wafer, physical adhesion of particles can be reduced, and low particle size can be achieved.
なお酸化膜としては、NSG、PSG、BPSG、
BSG等に適用しうる。 In addition, as the oxide film, NSG, PSG, BPSG,
Can be applied to BSG etc.
（実施例）
以下に実施例を示す。なお本発明では以下の実
施例に限定されないのはもちろんである。(Example) Examples are shown below. Note that the present invention is of course not limited to the following examples.
実施例 １
エツチングガス流量、CHF3：CH2F2：O2＝25
（SCCM）：25（SCCM）：12（SCCM）で反応管内
圧力45ｍtorr、DCバイアス610Vでプラズマエツ
チングを行つた。エツチング装置はApplied
materials Inc.製Ｐ：E8310を用いた。Example 1 Etching gas flow rate, CHF 3 :CH 2 F 2 :O 2 =25
(SCCM): 25 (SCCM): 12 (SCCM), plasma etching was performed at a reaction tube internal pressure of 45 mtorr and a DC bias of 610 V. Etching equipment is Applied
P:E8310 manufactured by materials Inc. was used.
実施例 ２
エツチングガス流量、CHF3：CH2F2：O2＝25
（SCCM）：25（SCCM）：15（SCCM）で実施例１
と同様の条件でプラズマエツチングを行つた。Example 2 Etching gas flow rate, CHF 3 :CH 2 F 2 :O 2 =25
(SCCM): 25 (SCCM): Example 1 with 15 (SCCM)
Plasma etching was performed under the same conditions.
実施例 ３
エツチングガス流量、CHF3：CH2F2：O2＝25
（SCCM）：25（SCCM）：20（SCCM）で実施例１
と同様の条件でプラズマエツチングを行つた。Example 3 Etching gas flow rate, CHF 3 :CH 2 F 2 :O 2 =25
Example 1 with (SCCM): 25 (SCCM): 20 (SCCM)
Plasma etching was performed under the same conditions.
第１図に実施例１〜３における、単結晶シリコ
ンに対する酸化膜の選択比を示す。各実施例とも
サンプル数５である。同図から明らかなように、
実施例１では、選択比が17.9〜36.2の範囲で、平
均値が26.1であつた。実施例２では選択比が14.5
〜18.2の範囲であり、平均値が16.8であつた。実
施例３では選択比9.4〜12.1の範囲で、平均値は
10.6であつた。これから明らかなように、10以上
の選択比が得られており、特に酸素量の少ない程
高選択比が得られている。 FIG. 1 shows the selectivity ratio of oxide film to single crystal silicon in Examples 1 to 3. The number of samples was 5 in each example. As is clear from the figure,
In Example 1, the selectivity was in the range of 17.9 to 36.2, with an average value of 26.1. In Example 2, the selection ratio was 14.5.
~18.2, with an average value of 16.8. In Example 3, the selection ratio was in the range of 9.4 to 12.1, and the average value was
It was 10.6. As is clear from this, a selectivity of 10 or more was obtained, and in particular, the smaller the amount of oxygen, the higher the selectivity was obtained.
第２図に上記実施例１〜３における、酸素膜の
エツチレートを示す。同図から明らかなように酸
素流量の多少によらずエツチレート均一性はほぼ
均一であつた。 FIG. 2 shows the etching rate of the oxygen film in Examples 1 to 3 above. As is clear from the figure, the etching rate uniformity was almost uniform regardless of the amount of oxygen flow rate.
（発明の効果）
以上から明らかなように、本発明方法によれ
ば、酸化膜のエツチレートを大きく減少させず
に、シリコンまたはポリシリコンに対する酸化膜
の高選択比が達成できるという著効を奏する。(Effects of the Invention) As is clear from the above, the method of the present invention has the remarkable effect of achieving a high selectivity of the oxide film to silicon or polysilicon without greatly reducing the etching rate of the oxide film.
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々
説明したが、本発明はこの実施例に限定されるも
のではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多
くの改変を施し得るのはもちろんのことである。 The present invention has been variously explained above with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That's true.
第１図は、酸素流量を変化させた際の、シリコ
ンまたはポリシリコンに対する選択比の変化を示
すグラフである。第２図は、酸素流量を変化させ
た際の、酸化膜のエツチレートの均一性変化を示
すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the change in selectivity to silicon or polysilicon when the oxygen flow rate is changed. FIG. 2 is a graph showing changes in the uniformity of etching rate of the oxide film when the oxygen flow rate is changed.
Claims (1)
ズマを発生させて、プラズマ中の励起フツ素原子
と反応させて酸化膜のエツチングを行うドライエ
ツチング方法において、 エツチングガスとして、CHF3とCH2F2とO2と
の混合ガスを用いることを特徴とするシリコンに
対する酸化膜の高選択比ドライエツチング方法。[Scope of Claims] 1. In a dry etching method in which a gas is flowed into a reaction chamber, plasma is generated by high frequency, and the oxide film is etched by reacting with excited fluorine atoms in the plasma, as an etching gas: A method for dry etching an oxide film with high selectivity to silicon, characterized by using a mixed gas of CHF 3 , CH 2 F 2 and O 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160425A JPS644482A (en) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | High-selectivity dry etching method for oxide film on silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160425A JPS644482A (en) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | High-selectivity dry etching method for oxide film on silicon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS644482A JPS644482A (en) | 1989-01-09 |
| JPH0253513B2 true JPH0253513B2 (en) | 1990-11-16 |
Family
ID=15714649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62160425A Granted JPS644482A (en) | 1987-06-26 | 1987-06-26 | High-selectivity dry etching method for oxide film on silicon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS644482A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69733962T2 (en) * | 1996-10-11 | 2006-05-24 | Tokyo Electron Ltd. | PLASMA-etching method |
-
1987
- 1987-06-26 JP JP62160425A patent/JPS644482A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644482A (en) | 1989-01-09 |
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