JPH0651915B2 - Etching method - Google Patents
Etching methodInfo
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- JPH0651915B2 JPH0651915B2 JP57190970A JP19097082A JPH0651915B2 JP H0651915 B2 JPH0651915 B2 JP H0651915B2 JP 57190970 A JP57190970 A JP 57190970A JP 19097082 A JP19097082 A JP 19097082A JP H0651915 B2 JPH0651915 B2 JP H0651915B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はNF3を用いるエツチング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an etching method using NF 3 .
平行平板電極型反応装置を用いた反応性イオンエツチン
グはLSIプロセスにおいて要求される高精度のエツチン
グを得るために利用されている。そして該エツチングに
おいては高選択性、高エツチング速度及び異方性エツチ
ングが要求され、現在、特にシリコン ゲイト テクノ
ロジーにおけるSiO2上のSiをエツチングの高選択性及び
高エツチング速度が注目されている。Reactive ion etching using a parallel plate electrode type reactor is used to obtain highly accurate etching required in the LSI process. In the etching, high selectivity, high etching speed and anisotropic etching are required. At present, particularly in the silicon gate technology, high selectivity of etching Si on SiO 2 and high etching speed are drawing attention.
NF3によりシリコンをエツチングする研究は1980年
に初めてアイゼル(Eisele)、イアノ(Ianno)等によ
り行われた。アイゼルはNF3がSiに対して強力なエツチ
ング剤であり、一方SiO2を少ししかエツチングしないこ
とを見い出した。またイアノ等はCF3とNF3での放電のエ
ツチング性を比較し、NF3放電によつて生ずる負イオン
に関する反応機構について報告した。The study of etching silicon with NF 3 was first carried out by Eisele, Ianno, etc. in 1980. Eisel has found that NF 3 is a powerful etching agent for Si, while etching a little SiO 2 . The Iano etc. compares the etching of the discharge in CF 3 and NF 3, reported on the reaction mechanism regarding the negative ions occur through cowpea in NF 3 discharge.
最近バウアー(Bower)はSiO2上での多結晶性シリコン
をCCl4及びNF3を用いてエツチングの比較を行い、CCl4
に比較してNF3の場合には高エツチング速度が得られる
がエツチングパターンは殆ど等方性であつたことを報告
している。Bower recently compared the etching of polycrystalline silicon on SiO 2 with CCl 4 and NF 3 to show that CCl 4
It is reported that the etching pattern was almost isotropic in the case of NF 3 as compared with the above, but the etching pattern was almost isotropic.
以上のようにNF3によるSiのエツチングは知られている
が、本発明者等は更により一層SiO2のエツチング速度に
対するSiのエツチング速度を大きくする方法、即ちSiと
SiO2のエツチング速度比をより大とする方法並びに高い
エツチング速度においても優れた異方性のエツチングパ
ターンが得られる方法について鋭意研究を行つた。Although the etching of Si by NF 3 is known as described above, the present inventors have a method of further increasing the etching rate of Si relative to the etching rate of SiO 2 , that is, Si and
We have conducted intensive studies on a method of increasing the etching rate ratio of SiO 2 and a method of obtaining an excellent anisotropic etching pattern even at a high etching rate.
そしてNF3による反応性イオンエツチングを平行平板電
極型反応装置を用いて、種々の圧力及びガス流速の条件
下で行つたところ、特定範囲の圧力及び流速においてエ
ツチングの高選択性、高エツチング速度及び優れた異方
性エツチングが達成されることを見い出した。Then, reactive ion etching with NF 3 was performed under conditions of various pressures and gas flow rates using a parallel plate electrode type reactor.High selectivity of etching, high etching rate and It has been found that excellent anisotropic etching is achieved.
本発明は、平行平板電極放電下でNF3によりSiをエ
ツチングするエツチング方法であつて、NF3の圧力が
20〜130Pa、NF3の流速が0.1〜0.4sccm
/cm2の条件下で行うことを特徴とするエツチング方法に
係る。The present invention is an etching method for etching Si with NF 3 under parallel plate electrode discharge, wherein the pressure of NF 3 is 20 to 130 Pa and the flow rate of NF 3 is 0.1 to 0.4 sccm.
The present invention relates to an etching method characterized by being performed under the condition of / cm 2 .
以下本発明について詳しく説明する。第1図は本発明で
使用した平行平板電極型反応装置(SPF−210B、
NEVA、日電バリアン(株))の系統図である。ステ
ンレス製の電極(1)の直径は10cmである。(1a)が
カソード、(1b)がアノードであり、両電極の間隔は
6cmである。(2)は液体N2を用いたトラツプ、(3)は油拡
散ポンプでエツチング剤を1×10−3Pa(パスカル)
以下の真空にすることができる。(4)はロータリー真空
ポンプである。室内を200℃まで加熱して水分を除去す
ることができる。NF3ガスの導入は電極間のインレツト
を通して行う。ガスの圧力はピラニゲージ(5)及びシユ
ルツゲージ(6)により測定した。(7)は交番高周波電圧発
生装置である。The present invention will be described in detail below. FIG. 1 shows a parallel plate electrode type reaction device (SPF-210B,
It is a system diagram of NEVA and Nichiden Varian Co., Ltd. The diameter of the stainless steel electrode (1) is 10 cm. (1a) is a cathode and (1b) is an anode, and the distance between both electrodes is 6 cm. (2) is a trap using liquid N 2 , (3) is an oil diffusion pump, and the etching agent is 1 × 10 −3 Pa (pascal).
The following vacuum can be applied. (4) is a rotary vacuum pump. Water can be removed by heating the room to 200 ° C. The NF 3 gas is introduced through the inset between the electrodes. The gas pressure was measured with a Pirani gauge (5) and a Schultz gauge (6). (7) is an alternating high frequency voltage generator.
被エツチング体としてSi及びSiO2を用い、Siのサンプル
としては(100)面Siウエハーのp-type、またSiO2の
サンプルとしては直径2インチのSiウエハーを1200
℃で熱酸化して約1μmのSiO2被膜を形成したものを使
用した。試料は陰極(カソード)上に置き、陰極を冷却
水で120℃以下に冷却した。Si and SiO 2 are used as an object to be etched, a p-type of a (100) plane Si wafer is used as a Si sample, and a Si wafer having a diameter of 2 inches is 1200 as a sample of SiO 2.
The one which was thermally oxidized at 0 ° C. to form a SiO 2 film of about 1 μm was used. The sample was placed on the cathode (cathode), and the cathode was cooled to 120 ° C. or lower with cooling water.
次にエツチング特性の圧力依存性を第2図に示す。即ち
内径が25cmの平行平板電極型反応装置を使用してSi及
びSiO2のNF3の種々の圧力下でのエツチング速度を測定
した結果を第2表に示す。NF3の流速及び高周波の周波
数、出力はそれぞれ100sccm(standard cubic centim
eter per minute、単位面積当りでは0.2sccm/cm2)及び
13.56MHz、50Wであり、エツチング時間は約0.5〜2
0分である。第2図よりSiのエツチング速度はNF3の圧
力の増加と共に大きくなり20Paあたりから急激に増大
し、約70Pa付近で最大となり、その後急速に低下す
る。一方SiO2のエツチング速度はNF3の圧力に対して依
存性が遥かに小さい。従つてSiとSiO2の両者のエツチン
グ速度比を考慮すると、好適な圧力範囲は20〜130
Paであり、更に一層好ましい範囲は30〜100Paの範
囲である。Next, FIG. 2 shows the pressure dependence of the etching characteristics. That is, Table 2 shows the results of measuring the etching rate of NF 3 of Si and SiO 2 under various pressures using a parallel plate electrode type reactor having an inner diameter of 25 cm. The flow velocity, high frequency, and output of NF 3 are 100 sccm (standard cubic centim), respectively.
eter per minute, 0.2sccm / cm 2 per unit area) and
13.56MHz, 50W, Etching time is about 0.5-2
0 minutes. From FIG. 2, the etching rate of Si increases with the increase of the pressure of NF 3 , increases sharply from around 20 Pa, reaches its maximum around 70 Pa, and then decreases rapidly. On the other hand, the etching rate of SiO 2 is much less dependent on the pressure of NF 3 . Therefore, considering the etching speed ratio of both Si and SiO 2 , the preferable pressure range is 20 to 130.
Pa, and an even more preferable range is 30 to 100 Pa.
第3図及び第4図にSi及びSiO2のエツチング速度に対す
るNF3ガスの流速依存性を示す。NF3の圧力は40、70
又は130Paとし、高周波の周波数は13.56MHz、出力は
50W、エツチング時間は約0.5〜20分とした。ガス
流速を0.1〜0.8sccm/cm2の範囲で変化させた結果、第3
図よりSiのエツチング速度はNF3の流速の増加に伴い急
激に増加した。しかしながら流速が0.4sccm/cm2を越え
るとエツチングパターンが異方性から等方性に変化し
た。一方SiO2のエツチング速度はガス流速の変化に対し
て余り変化せず、むしろ流速の増加と共に低下する傾向
を示した。従つて両者のエツチング速度比及びエツチン
グパターンの点より、好ましいNF3流速は0.1〜0.4sccm/
cm2の範囲、特に好ましい範囲は0.15〜0.3sccm/cm2であ
り、条件を選択することにより両者のエツチング速度比
の最大値は100以上に達した。3 and 4 show the dependence of the NF 3 gas flow rate on the etching rates of Si and SiO 2 . NF 3 pressure is 40, 70
Alternatively, it was set to 130 Pa, the high frequency was 13.56 MHz, the output was 50 W, and the etching time was about 0.5 to 20 minutes. As a result of changing the gas flow rate in the range of 0.1 to 0.8 sccm / cm 2 ,
From the figure, the etching rate of Si increased rapidly with the increase of the NF 3 flow rate. However, when the flow velocity exceeded 0.4 sccm / cm 2 , the etching pattern changed from anisotropic to isotropic. On the other hand, the etching rate of SiO 2 did not change much with the change of gas flow rate, but rather decreased with the increase of flow rate. Therefore, in view of the etching speed ratio and the etching pattern of both, the preferable NF 3 flow rate is 0.1 to 0.4 sccm /
The range of cm 2 is 0.15 to 0.3 sccm / cm 2 , and the particularly preferable range is 0.15 to 0.3 sccm / cm 2 , and the maximum value of the etching speed ratio of both reached 100 or more by selecting the conditions.
本発明のエツチング方法は以上のように特定のNF3ガス
の圧力及び流速の条件下に行うことを特徴とする。尚、
エツチングの方法は通常のNF3によるエツチング方法に
準じて行うことができ、例えば平行平板電極型反応装置
の陰極の上に試料を置き、NF3の圧力及び流速を調節し
て両電極に高周波電解を印加することにより行うことが
できる。高周波の周波数は約0.1〜100MHzの範囲が好
ましく、また出力は約0.1〜1W/cm2の範囲が好ましい。The etching method of the present invention is characterized in that it is carried out under the conditions of the pressure and flow velocity of the specific NF 3 gas as described above. still,
The etching method can be carried out according to the usual etching method using NF 3 , for example, placing a sample on the cathode of a parallel plate electrode type reactor and adjusting the pressure and flow rate of NF 3 for high frequency electrolysis on both electrodes. Can be applied. The high frequency is preferably in the range of about 0.1 to 100 MHz, and the output is preferably in the range of about 0.1 to 1 W / cm 2 .
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例1 NF3の圧力70Pa、流速0.20sccm/cm2及び高周波の周波
数を13.56MHz、出力50Wの条件下で、Alの蒸着膜をラ
インアンドスペースパターンのマスク材として用いて、
Siのエツチングを5分間行つたところ、0.2μm/minのエ
ツチング速度が得られた。このときのエツチングパター
ンを第5図に示すが、きれいな異方性のパターンであつ
た。Example 1 Under conditions of a pressure of NF 3 of 70 Pa, a flow rate of 0.20 sccm / cm 2, a high frequency of 13.56 MHz, and an output of 50 W, an Al vapor deposition film was used as a mask material for a line and space pattern.
When etching of Si was carried out for 5 minutes, an etching rate of 0.2 μm / min was obtained. The etching pattern at this time is shown in FIG. 5, and it was a clean anisotropic pattern.
比較例1 NF3の圧力70Pa、流速0.82sccm/cm2及び高周波の周波
数13.56MHz、出力50Wの条件下で実施例1と同様にし
てSiのエツチングを1分間行つたところ、エツチング速
度は2.3μm/minに達したが、エツチングパターンは第6
図に示すように等方性のパターンであつた。Comparative Example 1 Etching of Si was carried out for 1 minute in the same manner as in Example 1 under the conditions of a pressure of NF 3 of 70 Pa, a flow rate of 0.82 sccm / cm 2, a high frequency of 13.56 MHz and an output of 50 W, and the etching speed was 2.3 μm. / min, but the etching pattern is the sixth
As shown in the figure, the pattern was isotropic.
第1図は平行平板電極型反応装置の系統図、第2図はエ
ツチング速度のNF3圧力依存性を示すグラフ、第3〜4
図はエツチング速度のNF3流速依存性を示すグラフ、第
5〜6図はそれぞれ実施例1及び比較例1で得られたエ
ツチングパターンの断面図である。FIG. 1 is a system diagram of a parallel plate electrode type reactor, FIG. 2 is a graph showing NF 3 pressure dependence of etching speed, and 3 to 4
The figure is a graph showing the dependency of the etching speed on the NF 3 flow rate, and FIGS. 5 to 6 are sectional views of the etching patterns obtained in Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
Claims (1)
のSiをエッチングするエッチング方法であって、NF
3の圧力が20〜130Pa、NF3の流速が0.1〜
0.4sccm/cm2の条件下で行うことを特徴とするエッチ
ング方法。1. An etching method for etching Si on SiO 2 by NF 3 under parallel plate electrode discharge, comprising:
3 pressure is 20 ~ 130Pa, NF 3 flow rate is 0.1 ~.
An etching method characterized in that the etching is performed under a condition of 0.4 sccm / cm 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190970A JPH0651915B2 (en) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190970A JPH0651915B2 (en) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | Etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980778A JPS5980778A (en) | 1984-05-10 |
| JPH0651915B2 true JPH0651915B2 (en) | 1994-07-06 |
Family
ID=16266701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57190970A Expired - Lifetime JPH0651915B2 (en) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | Etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651915B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61272379A (en) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Fujitsu Ltd | Cvd method for aluminum |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5749234A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Plasma etching method |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP57190970A patent/JPH0651915B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5980778A (en) | 1984-05-10 |
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