JPH07263408A - Plasma etching method - Google Patents
Plasma etching methodInfo
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- JPH07263408A JPH07263408A JP4681794A JP4681794A JPH07263408A JP H07263408 A JPH07263408 A JP H07263408A JP 4681794 A JP4681794 A JP 4681794A JP 4681794 A JP4681794 A JP 4681794A JP H07263408 A JPH07263408 A JP H07263408A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素を含むガスプラ
ズマによりクリーニングを行うものに係り、特に、クリ
ーニング後のシリコン及び下地膜である酸化膜(SiO
2)のエッチング速度の変化を抑制しウエハ間の均一性
を向上させるのに好適なプラズマエッチング方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cleaning with a gas plasma containing fluorine, and in particular to silicon after cleaning and an oxide film (SiO 2) which is a base film.
The present invention relates to a plasma etching method suitable for suppressing the change in the etching rate of 2 ) and improving the uniformity between wafers.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、エッチングを含めたプラズマプロ
セスではウエハの粒子汚染を防止するためにクリーニン
グを行いクリーニング後の処理室内の残留物をなくすた
めにポストクリーニングを行っている。SF6,NF3ガ
スをクリーニングに用いた場合にはN2,Ar,H2,O
2ガスプラズマがポストクリーニングに用いられてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in a plasma process including etching, cleaning is performed to prevent particle contamination of a wafer, and post cleaning is performed to remove a residue in a processing chamber after cleaning. When SF 6 and NF 3 gases are used for cleaning, N 2 , Ar, H 2 and O
2 Gas plasma is used for post cleaning.
【0003】なお、本技術に関するものとして、例え
ば、文献:平塚豊著,洗浄設計P41−53,199
2.Summerが挙げられる。Note that, as a technique related to the present technology, for example, reference: Yutaka Hiratsuka, Cleaning Design P41-53, 199.
2. Summer is mentioned.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のエッチング方法
では、クリーニング後の処理室内の残留物のエッチング
特性に及ぼす影響について考慮されておらず、クリーニ
ング後処理枚数とともにシリコン及び下地膜の酸化膜の
エッチング速度が減少し、下地酸化膜の残膜が変動する
という問題点があった。In the conventional etching method, the influence of the residue in the processing chamber after cleaning on the etching characteristics is not taken into consideration. There is a problem that the speed decreases and the residual film of the underlying oxide film fluctuates.
【0005】本発明は、クリーニング後のシリコン及び
酸化膜のエッチング速度の減少を抑制し下地酸化膜の残
膜の変動を防止し良好なウエハ間の均一性が得られるエ
ッチング方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide an etching method capable of obtaining a good wafer-to-wafer uniformity by suppressing a decrease in the etching rate of silicon and an oxide film after cleaning, preventing a fluctuation of a residual film of an underlying oxide film. is there.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、クリーニング後HCl,BCl3ガスプラズマによ
るシーズニングとエッチングガスであるCl2あるいは
Cl2とO2の混合ガスプラズマによるプレエッチングを
行い、クリーニング後の処理室内の残留物の影響を減少
させようとしたものである。In order to solve the above-mentioned problems, after cleaning, seasoning with HCl, BCl 3 gas plasma and pre-etching with etching gas Cl 2 or Cl 2 and O 2 mixed gas plasma are performed. It is intended to reduce the influence of residues in the processing chamber after cleaning.
【0007】[0007]
【作用】図1に、SF6ガスプラズマでクリーニングを
行った後、Cl2ガスプラズマでシリコンをエッチング
した場合におけるSiF(波長441nm)の発光スペ
クトルの処理枚数による変化を示す。シリコンとフッ素
の反応によって生成するSiFの発光スペクトルの強度
は処理枚数とともに減少しほぼ一定となる。このことか
らフッ素を含むガスによるクリーニング後、処理室内に
はフッ素が残留していることが分かった。図2、図3
に、Cl2ガスにSF6ガスを添加した場合のSiFの発
光スペクトルとシリコン及び酸化膜のエッチング速度の
変化を示す。図2、図3に示すようにSF6の添加量の
増加とともにシリコン及び酸化膜のエッチング速度は増
加する。また、SF6の添加量の増加とともにSiF
(波長441nm)の発光スペクトルの強度は増加す
る。このことから残留フッ素によりシリコン及び酸化膜
のエッチング速度は変動し、残留フッ素の減少とともに
シリコン及び酸化膜のエッチング速度が低下することを
見出した。したがって、クリーニングの後残留フッ素の
除去のためHCl,BCl3ガスプラズマによるシーズ
ニングを行い、SiFの発光スペクトルの強度の時間変
化が一定値以下になった時点でシーズニングを終了し、
シーズニング後エッチングガスであるCl2あるいはC
l2とO2の混合ガスプラズマでプレエッチングを行う。
シーズニング及びプレエッチングの後、エッチングを開
始することによりシリコン及び酸化膜のエッチング速度
の変動を抑制できる。また、図4に示すように、Clに
比べFとの結合エネルギが大きいHあるいはBを含むH
Cl,BCl3ガスプラズマを用いることにより残留フ
ッ素の除去時間を短縮できることを見出した。FIG. 1 shows the change in the emission spectrum of SiF (wavelength 441 nm) depending on the number of processed wafers when the silicon is etched by Cl 2 gas plasma after cleaning by SF 6 gas plasma. The intensity of the emission spectrum of SiF produced by the reaction of silicon and fluorine decreases with the number of processed wafers and becomes almost constant. From this, it was found that after cleaning with a gas containing fluorine, fluorine remained in the processing chamber. 2 and 3
FIG. 4 shows changes in the emission spectrum of SiF and the etching rate of silicon and an oxide film when SF 6 gas is added to Cl 2 gas. As shown in FIGS. 2 and 3, the etching rate of silicon and the oxide film increases as the amount of SF 6 added increases. Also, as the amount of SF 6 added increases, SiF
The intensity of the emission spectrum (wavelength 441 nm) increases. From this, it was found that the etching rates of the silicon and the oxide film fluctuate due to the residual fluorine, and the etching rates of the silicon and the oxide film decrease as the residual fluorine decreases. Therefore, after cleaning, to remove residual fluorine, seasoning with HCl and BCl 3 gas plasma is performed, and when the time change of the intensity of the emission spectrum of SiF becomes a certain value or less, the seasoning is finished,
After seasoning, the etching gas is Cl 2 or C
Pre-etching is performed with a mixed gas plasma of l 2 and O 2 .
By starting the etching after the seasoning and pre-etching, fluctuations in the etching rate of the silicon and the oxide film can be suppressed. Further, as shown in FIG. 4, H or B containing B, which has a larger binding energy with F than Cl.
It was found that the removal time of residual fluorine can be shortened by using Cl and BCl 3 gas plasma.
【0008】[0008]
【実施例】本発明の一実施例を図5により説明する。図
5は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。図5において、マグネトロン1から発
振したマイクロ波は導波管2を伝播しマイクロ波導入窓
3を介して処理室4に導かれる。磁界発生用直流電源5
からソレノイドコイル6,7に供給される直流電流によ
って形成される磁界とマイクロ波電界によってエッチン
グガス供給装置8から供給されるクリーニングガス(S
F6),シーズニングガス(BCl3)及びエッチングガ
ス(Cl2ガス)はプラズマ化される。SF6ガスプラズ
マにより処理室4のクリーニングが行われる。処理室4
のシーズニング及びプレエッチングが、BCl3ガスプ
ラズマとCl2ガスプラズマにより行われる。Cl2ガス
により載置電極9に載置されているウエハ10がエッチ
ングされる。クリーニング、エッチング時の圧力は真空
排気装置11によって制御される。また、ウエハに入射
するイオンのエネルギは載置電極9に高周波電源12か
ら供給される高周波電力によって制御される。図6、図
7にシーズニングの有無によるシリコン及び酸化膜のエ
ッチング速度の変化の違いを示す。シーズニング及びプ
レエッチングはBCl3ガスプラズマとCl2ガスプラズ
マにより行い、SiFの発光スペクトルを10秒毎にモ
ニタし時間tnと時間tn‐1に測定したスペクトルの
発光強度比が1±0.002になった時点でシーズニン
グを停止した。クリーニング後にシーズニングを行うこ
とによりクリーニング時に生成されるフッ素の残留の影
響を抑制しエッチング速度の変動を防止できる。EXAMPLE An example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a schematic diagram of a microwave plasma etching apparatus. In FIG. 5, the microwave oscillated from the magnetron 1 propagates through the waveguide 2 and is guided to the processing chamber 4 through the microwave introduction window 3. DC power supply for magnetic field generation 5
The cleaning gas (S) supplied from the etching gas supply device 8 by the magnetic field and the microwave electric field formed by the direct current supplied to the solenoid coils 6, 7 from
F 6 ), seasoning gas (BCl 3 ) and etching gas (Cl 2 gas) are turned into plasma. The processing chamber 4 is cleaned by SF 6 gas plasma. Processing room 4
The seasoning and pre-etching are performed by BCl 3 gas plasma and Cl 2 gas plasma. The wafer 10 mounted on the mounting electrode 9 is etched by the Cl 2 gas. The pressure during cleaning and etching is controlled by the vacuum exhaust device 11. The energy of the ions incident on the wafer is controlled by the high frequency power supplied from the high frequency power supply 12 to the mounting electrode 9. 6 and 7 show the difference in the change in the etching rate of silicon and the oxide film depending on the presence or absence of seasoning. The seasoning and pre-etching are performed by BCl 3 gas plasma and Cl 2 gas plasma, and the emission spectrum of SiF is monitored every 10 seconds, and the emission intensity ratio of the spectrum measured at time tn and time tn- 1 becomes 1 ± 0.002. The seasoning was stopped when it became. By performing the seasoning after the cleaning, it is possible to suppress the influence of the residual fluorine generated during the cleaning and prevent the fluctuation of the etching rate.
【0009】本一実施例によれば、クリーニング後の残
留フッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチン
グ速度の変動を防止することができる。According to this embodiment, it is possible to suppress the influence of residual fluorine after cleaning and prevent fluctuations in the etching rate of silicon and oxide films.
【0010】本一実施例ではマイクロ波プラズマエッチ
ング装置についてその効果を説明したが、他の放電方式
例えば反応性イオンエッチング(RIE),プラズマモ
ードエッチング(PE)、マグネトロンRIE,ヘリコ
ン、TCPにおいても同様な効果が得られる。Although the effect of the microwave plasma etching apparatus has been described in the present embodiment, the same applies to other discharge methods such as reactive ion etching (RIE), plasma mode etching (PE), magnetron RIE, helicon, and TCP. Can be obtained.
【0011】[0011]
【発明の効果】本発明によれば、クリーニング後の残留
フッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチング
速度の変動を防止することができる。According to the present invention, the influence of residual fluorine after cleaning can be suppressed and fluctuations in the etching rate of silicon and oxide films can be prevented.
【図1】SiF発光強度の処理枚数依存性示す説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the dependency of SiF emission intensity on the number of processed sheets.
【図2】SiF発光強度のSF6添加量依存性を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing dependency of SiF emission intensity on SF 6 addition amount.
【図3】Si及びSiO2エッチング速度のSF6添加量
依存性を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the dependence of Si and SiO 2 etching rates on the SF 6 addition amount.
【図4】SiF発光強度の処理時間依存性示す説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram showing processing time dependence of SiF emission intensity.
【図5】マイクロ波プラズマエッチング装置の構成図で
ある。FIG. 5 is a configuration diagram of a microwave plasma etching apparatus.
【図6】本発明の一実施例での効果を説明するためのS
iO2エッチング速度の処理枚数依存性示す説明図であ
る。FIG. 6 is an S diagram for explaining an effect in one embodiment of the present invention.
iO 2 is an explanatory diagram showing processing number dependency of the etching rate.
【図7】本発明の一実施例での効果を説明するためのS
iエッチング速度の処理枚数依存性示す説明図である。FIG. 7 is an S diagram for explaining an effect in one embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing which shows the number of processed i of etching rate.
2…導波管、3…マイクロ波導入窓、4…処理室、6…
ソレノイドコイル。2 ... Waveguide, 3 ... Microwave introduction window, 4 ... Processing chamber, 6 ...
Solenoid coil.
Claims (3)
ングを行い、クリーニング後、塩素ガスの単独ガスある
いは塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスをエッチングガス
として用いてシリコン、多結晶シリコン、シリサイドの
エッチングを行うエッチング装置において、 前記クリーニング後に塩化水素ガス、三弗化硼素ガスの
単独ガスあるいは塩化水素ガス,三弗化硼素ガス,塩素
ガスの少なくとも2種類以上の混合ガスのプラズマによ
るシーズニングとエッチングガスのプラズマによるプレ
エッチングを行った後エッチングを開始することを特徴
とするプラズマエッチング方法。1. Cleaning is performed with a gas plasma containing fluorine, and after cleaning, etching of silicon, polycrystalline silicon, or silicide is performed by using a single gas of chlorine gas or a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas as an etching gas. In the etching apparatus, after the cleaning, seasoning by plasma of hydrogen chloride gas, boron trifluoride gas alone or mixed gas of at least two kinds of hydrogen chloride gas, boron trifluoride gas, chlorine gas and plasma of etching gas A plasma etching method characterized by starting etching after performing pre-etching.
フッ化窒素,二フッ化キセノン,フッ素,三フッ化塩素
の単独ガスあるいは混合ガスであることを特徴とする請
求項1記載のプラズマエッチング方法。2. The gas containing fluorine is a single gas or a mixed gas of sulfur hexafluoride, nitrogen trifluoride, xenon difluoride, fluorine and chlorine trifluoride. Plasma etching method.
ペクトルをモニターし発光スペクトルの強度の時間変化
が一定値以下になった時点でシーズニングを終了しエッ
チングを開始することを特徴とする請求項1記載のプラ
ズマエッチング方法。3. The plasma according to claim 1, wherein the emission spectrum of SiF is monitored during the seasoning, and the seasoning is terminated and etching is started when the time change of the intensity of the emission spectrum becomes a certain value or less. Etching method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4681794A JPH07263408A (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Plasma etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4681794A JPH07263408A (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Plasma etching method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07263408A true JPH07263408A (en) | 1995-10-13 |
Family
ID=12757898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4681794A Pending JPH07263408A (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Plasma etching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07263408A (en) |
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-
1994
- 1994-03-17 JP JP4681794A patent/JPH07263408A/en active Pending
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