JP2000200772A - Plasma processing method - Google Patents

Plasma processing method

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JP2000200772A
JP2000200772A JP10377510A JP37751098A JP2000200772A JP 2000200772 A JP2000200772 A JP 2000200772A JP 10377510 A JP10377510 A JP 10377510A JP 37751098 A JP37751098 A JP 37751098A JP 2000200772 A JP2000200772 A JP 2000200772A
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contact hole
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貴一 浜
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博之 石原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing method capable of preventing the generation of an etching stop without causing damage to a photoresist film layer. SOLUTION: A processing gas including C4F8, CO, and Ar is introduced into the processing chamber 102 of an etching device 300 and then plasma is produced to etch a SiO2 film layer formed on a wafer W on a bottom electrode 106. An analyzer 302 measures the amounts of the etchant and the by- products in the plasma from infrared laser beams passing the plasma by an infrared laser absorption analyzing method. A controller 156 controls the dose of O2 gas so that the amounts of the etchant and the by-product measured are equal to those previously set according to an increase in the aspect ratio of the contact hole to dope the processing gas with the O2 gas, wherein the dose of the O2 gas is increased according to an increase in the aspect ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,プラズマ処理方法
に関する。
[0001] The present invention relates to a plasma processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,気密な処理室内に被処理体,例え
ば半導体ウェハ(以下,「ウェハ」と称する。)の載置
台を兼ねた下部電極と,接地された上部電極とを対向配
置したプラズマエッチング装置が提案されている。当該
装置では,まず下部電極上にウェハを載置した後,処理
室内に所定の処理ガスを導入すると共に,処理室内を真
空引きして所定の減圧雰囲気に維持する。次いで,下部
電極に高周波電力を印加することにより,処理ガスを解
離させてプラズマを生成し,該プラズマにより,例えば
ウェハの被処理面に形成されたSiO2膜層にエッチン
グ処理を施し,所定のコンタクトホールを形成してい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma in which a lower electrode also serving as a mounting table for an object to be processed, for example, a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a "wafer"), and a grounded upper electrode are arranged in an airtight processing chamber. An etching apparatus has been proposed. In this apparatus, a wafer is first placed on the lower electrode, and then a predetermined processing gas is introduced into the processing chamber, and the processing chamber is evacuated to maintain a predetermined reduced-pressure atmosphere. Next, by applying a high-frequency power to the lower electrode, the processing gas is dissociated to generate plasma, and the plasma is used to perform etching on, for example, a SiO 2 film layer formed on the surface to be processed of the wafer, thereby forming a plasma. A contact hole is formed.

【0003】また,上記SiO2膜層にコンタクトホー
ルを形成する場合には,処理ガスとして少なくともCF
(フルオロカーボン)系ガスとO2を含むガス,例えば
48とCOとArとO2との混合ガスが用いられてい
る。C48は,解離するとF*(フッ素ラジカル)やC
*(フルオロカーボンラジカル)などのラジカル,イ
オンおよび電子が生じ,その中のラジカルとイオンの競
合反応によってSiO2膜層がエッチングされる。ま
た,C48は,カーボン(C)を含むガスであるため,
処理時にはカーボンやCF系化合物など反応生成物が生
成される。従って,その反応生成物がSiO2膜層上に
形成されたフォトレジスト膜層,特にエッチングパター
ン開口部の肩部に付着,堆積すると,上記反応生成物に
よって肩部がイオンの衝突から保護されるために,パタ
ーンの開口部が広がらず,所定の狭小なコンタクトホー
ルが形成される。
When a contact hole is formed in the SiO 2 film layer, at least CF 3 is used as a processing gas.
A gas containing (fluorocarbon) -based gas and O 2 , for example, a mixed gas of C 4 F 8 , CO, Ar and O 2 is used. When C 4 F 8 dissociates, F * (fluorine radical) and C
Radicals such as F * (fluorocarbon radical), ions and electrons are generated, and the SiO 2 film layer is etched by a competitive reaction between the radicals and ions therein. Since C 4 F 8 is a gas containing carbon (C),
During the treatment, reaction products such as carbon and CF-based compounds are generated. Therefore, when the reaction product adheres to and deposits on the photoresist film layer formed on the SiO 2 film layer, particularly on the shoulder of the opening of the etching pattern, the shoulder is protected from ion bombardment by the reaction product. Therefore, the opening of the pattern does not widen, and a predetermined narrow contact hole is formed.

【0004】また,上記O2は,エッチストップの発生
を抑制するために処理ガスに添加されている。すなわ
ち,O2を処理ガスに添加すると,少なくとも上記反応
生成物を除去する作用があることが経験的に見出されて
おり,そのO2を処理ガスに適量添加すれば,コンタク
トホールの底部への上記反応生成物の堆積が軽減され,
エッチストップの発生を防止することができる。ただ
し,O2を処理ガスに過剰に添加すると,コンタクトホ
ール底部に堆積した反応生成物のみ成らず,フォトレジ
スト膜層に堆積した反応生成物も除去されてしまい,上
記肩部がエッチングされてパターンの開口径が広がって
しまう。従って,上記処理ガスには,エッチストップの
発生を防止し,かつフォトレジスト膜層の肩部の削れ量
が比較的少量になるように,例えばC48とCOとAr
の流量がそれぞれ10sccmと50sccmと200
sccmである場合には,5sccmのO2を常時添加
して,エッチング処理を行っている。
The above-mentioned O 2 is added to the processing gas in order to suppress the occurrence of the etch stop. That is, it has been empirically found that adding O 2 to the processing gas has at least an action of removing the above reaction products, and adding an appropriate amount of O 2 to the processing gas causes the bottom of the contact hole to be removed. Of the above reaction products is reduced,
The occurrence of etch stop can be prevented. However, if O 2 is excessively added to the processing gas, not only the reaction products deposited on the bottom of the contact hole but also the reaction products deposited on the photoresist film layer are removed, and the shoulder is etched and the pattern is removed. The opening diameter of is widened. Therefore, for example, C 4 F 8 , CO and Ar are added to the processing gas so as to prevent the occurrence of an etch stop and to reduce the amount of shaving of the shoulder portion of the photoresist film layer.
Flow rates of 10 sccm, 50 sccm and 200 sccm, respectively.
In the case of sccm, the etching process is performed by constantly adding 5 sccm of O 2 .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,最近の
半導体素子の超微細化および超高集積化傾向に伴って,
コンタクトホールの深さに対して内径が相対的に小さ
い,いわゆる高アスペクト比のコンタクトホールを形成
する場合に,上述の如く処理ガスにO2を添加しても,
エッチストップが発生することがある。また,そのエッ
チストップを解消するべく,O2の添加量を増加させる
と,上述の如くフォトレジスト膜層およびその肩部が削
られてしまい,コンタクトホールの内径が広がっていわ
ゆるCDロス(critical dimension loss)が生じたり,
SiO2膜層を必要量エッチングする前にフォトレジス
ト膜層が全てなくなってしまうために,狭小なコンタク
トホールを形成することができない。
However, with the recent trend toward ultra-miniaturization and ultra-high integration of semiconductor devices,
When forming a contact hole having a so-called high aspect ratio having a relatively small inner diameter with respect to the depth of the contact hole, even if O 2 is added to the processing gas as described above,
An etch stop may occur. Also, if the added amount of O 2 is increased in order to eliminate the etch stop, the photoresist film layer and the shoulder are eroded as described above, so that the inner diameter of the contact hole is widened and so-called CD loss (critical dimension). loss) occurs,
Before the required amount of etching of the SiO 2 film layer, the photoresist film layer is completely removed, so that a narrow contact hole cannot be formed.

【0006】本発明は,従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑みて成されたものであり,その目的は,マ
スクパターンに損傷を与えることなく,エッチストップ
の発生を防止し,高アスペクト比のコンタクトホールを
形成することが可能な新規かつ改良されたプラズマ処理
方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to prevent the occurrence of an etch stop without damaging a mask pattern, and to achieve a high level of performance. An object of the present invention is to provide a new and improved plasma processing method capable of forming a contact hole having an aspect ratio.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,本発明の第1の観点によれば,請求項1に記載の発
明のように,処理室内に導入された少なくともフルオロ
カーボンを含む処理ガスをプラズマ化して,処理室内に
配置された被処理体に形成された酸化シリコン膜層に対
してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において,処
理ガスには,酸素が間欠的に添加されることを特徴とす
る,プラズマ処理方法が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus including at least a fluorocarbon introduced into a processing chamber according to the first aspect of the present invention. In a plasma processing method in which a gas is converted into plasma and a plasma processing is performed on a silicon oxide film layer formed on an object to be processed disposed in a processing chamber, oxygen is intermittently added to the processing gas. A plasma processing method is provided.

【0008】かかる構成によれば,酸素を処理ガスに間
欠的に添加するので,例えば,SiO2膜層に対してプ
ラズマエッチング処理を施してコンタクトホールを形成
する際に,エッチストップの発生を防止できる量のO2
を処理ガスに添加しても,SiO2膜層上に形成された
フォトレジスト膜層およびその肩部が損傷し難くなる。
例えばC48を含む処理ガスでエッチング処理を行う場
合には,O2の添加時にエッチストップの発生を防止す
るために上記従来のエッチング方法よりも多くのO2
添加しても,O2の無添加時にフォトレジスト膜層に反
応生成物を堆積させることができるため,該フォトレジ
スト膜層およびその肩部を保護できる。その結果,フォ
トレジスト膜層に形成されたパターンの開口径が広がら
ず,かつエッチストップが起こらないので,高アスペク
ト比のコンタクトホールを形成することができる。
According to this configuration, since oxygen is intermittently added to the processing gas, the occurrence of an etch stop can be prevented when, for example, a plasma etching process is performed on the SiO 2 film layer to form a contact hole. Amount of O 2
Is added to the processing gas, the photoresist film layer formed on the SiO 2 film layer and the shoulder thereof are hardly damaged.
For example, when etching is performed with a process gas containing C 4 F 8, even with the addition of the conventional number of O 2 than the etching method in order to prevent the occurrence of an etch stop during the addition of O 2, O Since reaction products can be deposited on the photoresist film layer when 2 is not added, the photoresist film layer and its shoulder can be protected. As a result, since the opening diameter of the pattern formed in the photoresist film layer does not increase and no etch stop occurs, a contact hole having a high aspect ratio can be formed.

【0009】また,酸素を,例えば請求項2に記載の発
明のように,周期的(パルス的)に処理ガスに添加すれ
ば,上記エッチストップの発生の防止と,反応生成物の
堆積をより確実に行うことができると共に,O2の添加
制御を容易に行うことができる。
Further, when oxygen is added to the processing gas periodically (pulse-wise), for example, as in the second aspect of the present invention, the occurrence of the etch stop and the deposition of the reaction product can be improved. This can be performed reliably, and the addition control of O 2 can be easily performed.

【0010】さらに,酸素の添加時間を,例えば請求項
3に記載の発明のように,酸素の無添加時間よりも相対
的に短くすれば,O2の全導入量(投入量)を従来のよ
うな連続導入の場合の全導入量以下にしても,フォトレ
ジスト膜層およびその肩部の損傷を最小限に止めながら
エッチストップの発生を防止することができる。
Further, if the time for adding oxygen is relatively shorter than the time for not adding oxygen, for example, as in the third aspect of the present invention, the total amount of O 2 introduced (input amount) can be reduced. Even if the total amount is less than the total amount in the case of the continuous introduction, it is possible to prevent the etch stop from occurring while minimizing the damage to the photoresist film layer and its shoulder.

【0011】また,酸化シリコン膜層にコンタクトホー
ルを形成する処理においては,エッチストップはアスペ
クト比の増加に比例して起こりやすくなる。そこで,例
えば請求項4に記載の発明のように,プラズマ処理によ
って酸化シリコン膜層にコンタクトホールを形成する場
合に,酸素の添加量をコンタクトホールのアスペクト比
の増加に応じて増加させれば,エッチングの進行に伴っ
てアスペクト比が大きくなっても,エッチストップの発
生を確実に防止できる。また,アスペクト比が小さい処
理初期には,O2の添加量を少なくできるので,フォト
レジスト膜層の損傷を防止できる。なお,本明細書中に
おいて,アスペクト比とは,コンタクトホールの内径
(幅)aと深さ(高さ)bとの比(b/a)をいう。
In the process of forming a contact hole in a silicon oxide film layer, an etch stop tends to occur in proportion to an increase in the aspect ratio. Therefore, for example, when a contact hole is formed in a silicon oxide film layer by plasma treatment as in the invention of claim 4, if the amount of added oxygen is increased in accordance with the increase in the aspect ratio of the contact hole, Even if the aspect ratio increases with the progress of etching, the occurrence of etch stop can be reliably prevented. In addition, in the initial stage of processing having a small aspect ratio, the amount of added O 2 can be reduced, so that damage to the photoresist film layer can be prevented. In this specification, the aspect ratio refers to the ratio (b / a) between the inner diameter (width) a and the depth (height) b of the contact hole.

【0012】さらに,例えば請求項5に記載の発明によ
れば,アスペクト比の変化とプラズマの成分変化との関
係を予め求め,プラズマの成分変化に応じて酸素の添加
量を調整することができる。アスペクト比の変化は,処
理中には測定することが困難であるが,本発明を採用す
ればアスペクト比の変化に対応するプラズマの成分変化
に基づいてO2の添加量を調整できるので,上記アスペ
クト比の変化に応じたO2の添加量調整を容易かつ確実
に行うことができる。
Further, according to the invention, for example, the relationship between the change in the aspect ratio and the change in the plasma component can be determined in advance, and the amount of oxygen added can be adjusted according to the change in the plasma component. . The change in the aspect ratio is difficult to measure during processing, but the present invention can adjust the amount of added O 2 based on the change in the plasma component corresponding to the change in the aspect ratio. the amount adjustment of the O 2 in response to changes in aspect ratio can be easily and reliably.

【0013】また,一般に,例えば請求項6に記載の発
明のように,O2をプラズマ安定化後から添加しても,
上記エッチストップは,エッチングがある程度進行した
後に起こるので,処理に影響を及ぼすことがない。
In general, even if O 2 is added after plasma stabilization as in the invention of claim 6,
Since the above-mentioned etch stop occurs after the etching has progressed to some extent, it does not affect the processing.

【0014】また,本発明の第2の観点によれば,請求
項7に記載の発明のように,処理室内に導入された少な
くともフルオロカーボンを含む処理ガスをプラズマ化し
て,処理室内に配置された被処理体に形成された酸化シ
リコン膜層に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方
法において,処理ガスには,酸素が添加されると共に,
酸素の添加量を相対的に増減させることを特徴とする,
プラズマ処理方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, as in the invention according to claim 7, the processing gas containing at least fluorocarbon introduced into the processing chamber is turned into plasma and placed in the processing chamber. In a plasma processing method for performing plasma processing on a silicon oxide film layer formed on a processing object, oxygen is added to a processing gas,
Characterized by relatively increasing or decreasing the amount of oxygen added,
A plasma processing method is provided.

【0015】かかる構成によれば,処理ガスに添加する
2の添加量を相対的に増減させるので,上記請求項1
に記載の発明と同様に,そのO2の添加量が相対的に多
いときにエッチストップの発生を防止し,またO2の添
加量が相対的に少ないときにフォトレジスト膜層に反応
生成物を堆積させて,そのフォトレジスト膜層を保護す
ることができるため,高アスペクト比のコンタクトホー
ルを形成することができる。
According to this configuration, the amount of O 2 added to the processing gas is relatively increased or decreased.
Similarly to the invention described in (1), the occurrence of etch stop is prevented when the O 2 addition amount is relatively large, and the reaction product is added to the photoresist film layer when the O 2 addition amount is relatively small. Can be deposited to protect the photoresist film layer, so that a contact hole with a high aspect ratio can be formed.

【0016】また,酸素の添加量の増減を,例えば請求
項8に記載の発明のように,周期的に行えば,上記請求
項2に記載の発明と同様に,エッチストップの発生の防
止と,フォトレジスト膜層の保護を確実に行うことがで
きると共に,O2の添加量制御を容易に行うことができ
る。
If the amount of added oxygen is increased or decreased periodically, for example, as in the eighth aspect of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of an etch stop in the same manner as in the second aspect of the present invention. In addition, the protection of the photoresist film layer can be reliably performed, and the addition amount of O 2 can be easily controlled.

【0017】さらに,酸素の添加量の増加時間を,例え
ば請求項9に記載の発明のように,酸素の添加量の減少
時間よりも相対的に短くすれば,上記請求項3に記載の
発明と同様に,フォトレジスト膜層の損傷を最小限に止
めながら,エッチストップの発生を防止することができ
る。
Further, if the increasing time of the added amount of oxygen is set to be relatively shorter than the decreasing time of the added amount of oxygen, for example, as in the ninth aspect of the present invention, the invention according to the third aspect is provided. Similarly to the above, it is possible to prevent an etch stop from occurring while minimizing damage to the photoresist film layer.

【0018】また,例えば請求項10に記載の発明のよ
うに,プラズマ処理によって酸化シリコン膜層にコンタ
クトホールを形成する場合に,酸素の添加量を,コンタ
クトホールのアスペクト比の増加に応じて増加させれ
ば,上記請求項4に記載の発明と同様に,処理に伴って
アスペクト比が大きくなっても,フォトレジスト膜を損
傷させずにエッチストップの発生を確実に防止できる。
In the case where a contact hole is formed in a silicon oxide film layer by plasma treatment, for example, according to the present invention, the amount of added oxygen is increased in accordance with an increase in the aspect ratio of the contact hole. In this way, even when the aspect ratio increases with the processing, the occurrence of the etch stop can be reliably prevented without damaging the photoresist film, similarly to the invention of the fourth aspect.

【0019】さらに,例えば請求項11に記載の発明の
ように,アスペクト比の変化とプラズマの成分変化との
関係を予め求め,プラズマの成分変化に応じて酸素の添
加量を調整すれば,上記請求項5に記載の発明と同様
に,上記アスペクト比に応じたO2の添加量調整を容易
かつ確実に行うことができる。
Furthermore, if the relationship between the change in the aspect ratio and the change in the plasma component is determined in advance and the amount of added oxygen is adjusted in accordance with the change in the plasma component as in the invention of the eleventh aspect, Similarly to the fifth aspect, the addition amount of O 2 can be easily and reliably adjusted according to the aspect ratio.

【0020】また,添加量の増減を,例えば請求項12
に記載の発明のように,プラズマの安定化後に行えば,
上記請求項6に記載の発明と同様に,プラズマを確実に
生成することができると共に,プラズマの不安定性に起
因するプロセスへの悪影響を生じさせることなく,エッ
チストップの発生を確実に防止することができる。
Further, the increase or decrease of the amount of addition may be determined by, for example,
If performed after stabilization of the plasma, as in the invention described in
Similarly to the above-described invention, it is possible to reliably generate plasma and to reliably prevent the occurrence of etch stop without causing adverse effects on the process due to instability of plasma. Can be.

【0021】また,本発明の第3の観点によれば,請求
項13に記載の発明のように,処理室内に導入された少
なくともフルオロカーボンを含む処理ガスをプラズマ化
して,処理室内に配置された被処理体に形成された酸化
シリコン膜層に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理
方法において,処理ガスには,酸素が添加されると共
に,酸素の添加量は,酸化シリコン膜層に形成されたコ
ンタクトホールのアスペクト比の増加に応じて増加され
ることを特徴とする,プラズマ処理方法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, the processing gas containing at least fluorocarbon introduced into the processing chamber is turned into plasma and disposed in the processing chamber, as in the invention according to claim 13. In a plasma processing method for performing plasma processing on a silicon oxide film layer formed on an object to be processed, oxygen is added to a processing gas, and the amount of oxygen added depends on a contact amount formed on the silicon oxide film layer. A plasma processing method is provided, which is increased as the aspect ratio of a hole is increased.

【0022】かかる構成によれば,アスペクト比の増加
に応じてO2の添加量が増加され,コンタクトホール底
部に導入されるO2量を増やすことができるので,アス
ペクト比の増加に伴うエッチストップの発生を確実に防
止できる。また,アスペクト比が小さい時にはO2の添
加量が少なく,さらにO2の全投入量を従来よりも少な
くできるので,フォトレジスト膜層およびその肩部の損
傷を防止できる。
According to this structure, the amount of O 2 added is increased in accordance with the increase in the aspect ratio, and the amount of O 2 introduced into the bottom of the contact hole can be increased. Can be reliably prevented. Further, when the aspect ratio is small, the amount of O 2 added is small, and the total amount of O 2 can be reduced as compared with the conventional case, so that the photoresist film layer and the shoulder thereof can be prevented from being damaged.

【0023】また,例えば請求項14に記載の発明のよ
うに,アスペクト比の変化とプラズマの成分変化との関
係を予め求め,プラズマの成分変化に応じて酸素の添加
量を調整すれば,上記請求項5や請求項11に記載の発
明と同様に,アスペクト比の増加に応じたO2の添加量
調整を容易かつ確実に行うことができる。
Further, the relationship between the change in the aspect ratio and the change in the plasma component is determined in advance and the amount of added oxygen is adjusted according to the change in the plasma component. Similarly to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the addition amount of O 2 can be easily and reliably adjusted according to the increase in the aspect ratio.

【0024】また,酸素の添加量を,例えば請求項15
に記載の発明のように,連続的に増加させたり,あるい
は例えば請求項16に記載の発明のように,段階的に増
加させれば,アスペクト比の増加に応じて所望の状態で
2を処理ガスに添加することができる。
Further, the amount of oxygen to be added is, for example,
When the aspect ratio is increased continuously as in the invention described in the above, or in a stepwise manner as in the invention according to the sixteenth aspect, the O 2 is increased in a desired state according to the increase in the aspect ratio. It can be added to the processing gas.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下に,添付図面を参照しながら
本発明にかかるプラズマ処理方法をエッチング方法に適
用した実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a plasma processing method according to the present invention is applied to an etching method will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】(第1の実施の形態) (1)エッチング装置の全体構成 まず,図1を参照しながら,第1の実施の形態のエッチ
ング方法が適用されるエッチング装置100について説
明する。同図に示すエッチング装置100の処理室10
2は,導電性の気密な処理容器104内に形成されてお
り,この処理室102内には,ウェハWの載置台を兼ね
た導電性の下部電極106が配置されている。また,下
部電極106上には,ウェハWを吸着保持する静電チャ
ック108が設けられており,この静電チャック108
には,高圧直流電圧を出力する高圧直流電源110が接
続されている。さらに,下部電極106上には,静電チ
ャック108上に載置されたウェハWの周囲を囲むよう
にフォーカスリング112が設けられている。
First Embodiment (1) Overall Configuration of Etching Apparatus First, an etching apparatus 100 to which the etching method of the first embodiment is applied will be described with reference to FIG. Processing chamber 10 of etching apparatus 100 shown in FIG.
2 is formed in a conductive airtight processing vessel 104, in which a conductive lower electrode 106 also serving as a mounting table for the wafer W is disposed. Further, on the lower electrode 106, an electrostatic chuck 108 for sucking and holding the wafer W is provided.
Is connected to a high-voltage DC power supply 110 that outputs a high-voltage DC voltage. Further, on the lower electrode 106, a focus ring 112 is provided so as to surround the periphery of the wafer W mounted on the electrostatic chuck 108.

【0027】また,下部電極106には,その周囲を囲
むようにバッフル板114が取り付けられており,この
バッフル板114に形成された複数の貫通孔114aを
介して処理室102と,処理容器104内下方に接続さ
れている排気管116とが連通している。さらに,排気
管116には,不図示の真空ポンプが接続されている。
また,下部電極106には,整合器118を介して高周
波電力を出力する高周波電源120が接続されている。
さらに,処理容器102の外部には,処理室102内に
磁界を形成する磁石122が設けられている。
A baffle plate 114 is attached to the lower electrode 106 so as to surround the periphery of the lower electrode 106. The processing chamber 102 and the processing vessel 104 are formed through a plurality of through holes 114a formed in the baffle plate 114. An exhaust pipe 116 connected inward and downward communicates. Further, a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust pipe 116.
Further, a high-frequency power supply 120 that outputs high-frequency power via a matching unit 118 is connected to the lower electrode 106.
Further, a magnet 122 that forms a magnetic field in the processing chamber 102 is provided outside the processing chamber 102.

【0028】また,下部電極106の載置面に対向する
処理室102の天井部には,導電性の上部電極124が
配置されており,図示の例では,処理容器104を介し
て接地されている。さらに,上部電極124には,多数
のガス吐出孔124aが形成されており,それらガス吐
出孔124aは,第1ガス供給管126と第2ガス供給
管128に接続されたガス拡散室130と連通してい
る。また,第1ガス供給管126には,第1開閉バルブ
132および第1流量調整バルブ(マスフローコントロ
ーラ)134を介して第1ガス供給源136と,第2開
閉バルブ138および第2流量調整バルブ140を介し
て第2ガス供給源142と,第3開閉バルブ144およ
び第3流量調整バルブ146を介して第3ガス供給源1
48がそれぞれ接続されている。さらに,図示の例で
は,第1ガス供給源136からはC48が供給され,第
2ガス供給源142からはCOが供給され,第3ガス供
給源148からはArが供給される。
A conductive upper electrode 124 is disposed on the ceiling of the processing chamber 102 facing the mounting surface of the lower electrode 106. In the example shown in FIG. I have. Further, a number of gas discharge holes 124 a are formed in the upper electrode 124, and the gas discharge holes 124 a communicate with a gas diffusion chamber 130 connected to the first gas supply pipe 126 and the second gas supply pipe 128. are doing. The first gas supply pipe 126 has a first gas supply source 136 via a first open / close valve 132 and a first flow control valve (mass flow controller) 134, a second open / close valve 138, and a second flow control valve 140. Through the second gas supply source 142 and the third gas supply source 1 through the third opening / closing valve 144 and the third flow control valve 146.
48 are connected. Further, in the illustrated example, C 4 F 8 is supplied from the first gas supply source 136, CO is supplied from the second gas supply source 142, and Ar is supplied from the third gas supply source 148.

【0029】また,第2ガス供給管128には,第4開
閉バルブ150および第4流量調整バルブ152を介し
て,O2を供給する第4ガス供給源154が接続されて
いる。さらに,第1〜第4流量調整バルブ134,14
0,146,152には,上記各ガスの流量を制御する
制御器156が接続されている。
Further, a fourth gas supply source 154 for supplying O 2 is connected to the second gas supply pipe 128 via a fourth opening / closing valve 150 and a fourth flow control valve 152. Further, the first to fourth flow control valves 134, 14
Controllers 156 for controlling the flow rates of the respective gases are connected to 0, 146, and 152.

【0030】(2)O2の添加によるエッチストップの
解消現象 次に,図2を参照しながら,処理ガスへのO2の添加に
よってエッチストップが起こらなくなる現象について説
明する。発明者らの知見によれば,O2の添加によって
エッチストップが解消される理由としては,主に以下の
2つの説が考えられる。
(2) Phenomenon of Elimination of Etch Stop by Addition of O 2 Next, referring to FIG. 2, a description will be given of a phenomenon that the etch stop does not occur by the addition of O 2 to the processing gas. According to the findings of the inventors, the following two theories can be considered as the main reasons why the etch stop is eliminated by the addition of O 2 .

【0031】(a)第1説 例えば,O2が添加されていないC48とCOとArの
混合ガスを用いて,図2(a)に示すように,Si(シ
リコン)基板200上に形成されたSiO2膜層202
に対してエッチング処理を施し,コンタクトホール20
4を形成する。この際,正イオン(I+)は,シースに
より加速され,コンタクトホール204内に入るが,電
子(e-)は等方的に入射するため,コンタクトホール
204のホール径(内径)が小さくなると,コンタクト
ホール204内に入るものと入らないものとが生じ,コ
ンタクトホール204内の下部側壁が正(プラス)の電
荷に帯電する。
(A) First theory For example, using a mixed gas of C 4 F 8 , CO and Ar to which O 2 is not added, as shown in FIG. SiO 2 film layer 202 formed on
To the contact hole 20
4 is formed. At this time, the positive ions (I + ) are accelerated by the sheath and enter the contact holes 204, but the electrons (e ) are isotropically incident. Therefore, when the hole diameter (inner diameter) of the contact holes 204 is reduced. Some of the contact holes 204 may or may not enter the contact hole 204, and the lower side wall of the contact hole 204 is charged to a positive (plus) charge.

【0032】正電荷のチャージ量がある程度以上になる
と,イオンがコンタクトホール204内に入り込めなく
なり,そのイオンがコンタクトホール204底面に到達
しなくなる。その結果,ラジカルとイオンのバランスが
崩れてしまい,エッチストップが生じる。ただし,アス
ペクト比が小さい場合は,ほとんど正電荷に帯電しない
のでラジカルとイオンのバランスも崩れず,エッチスト
ップは生じない。これに対して,アスペクト比が大きい
場合は,上述の如くイオンがコンタクトホール204底
部に到達できず,イオンとラジカルの比が変わり,エッ
チストップが生じる。
When the amount of positive charge exceeds a certain level, ions cannot enter the contact hole 204 and the ions cannot reach the bottom of the contact hole 204. As a result, the balance between radicals and ions is lost, and an etch stop occurs. However, when the aspect ratio is small, the charge is hardly charged to a positive charge, so that the balance between radicals and ions is not broken, and no etch stop occurs. On the other hand, when the aspect ratio is large, ions cannot reach the bottom of the contact hole 204 as described above, the ratio of ions to radicals changes, and an etch stop occurs.

【0033】そこで,上記処理ガスにO2を添加する
と,O2が解離してO*(酸素ラジカル)および負イオン
が生じ,このOの負イオンがコンタクトホール204内
に侵入すると,Oの負イオンやO*の作用によって上記
正電荷の帯電が解消する。従って,内径が略0.18μ
m以下のような非常に狭小なコンタクトホール204を
形成する場合でも,イオンがコンタクトホール204底
部に到達する。そして,イオンとCxyラジカルとSi
2とが適度なバランスで反応して,コンタクトホール
204底部のSiO2膜層202が適度にエッチングさ
れ,エッチストップの発生が防がれる。
Therefore, when O 2 is added to the processing gas, O 2 is dissociated to generate O * (oxygen radical) and negative ions. When the negative ions of O enter the contact hole 204, the negative ions of O are generated. The positive charge is eliminated by the action of ions and O * . Therefore, the inner diameter is approximately 0.18μ.
Even when a very narrow contact hole 204 of not more than m is formed, ions reach the bottom of the contact hole 204. Then, ions, C x F y radicals and Si
O 2 reacts with an appropriate balance, and the SiO 2 film layer 202 at the bottom of the contact hole 204 is appropriately etched, thereby preventing the occurrence of an etch stop.

【0034】(b)第2説 堆積種は,入射の立体角が大きく,図2(b)に示すよ
うに,コンタクトホール204内の側壁上部に堆積しや
すく,CFxポリマー(堆積物)210が形成される。
さらに,このCFxポリマー210にイオン(I+)が衝
突し,C/F比の高い成分がコンタクトホール204内
下方にスパッタリングされていく。つまり,CFxポリ
マー210がスパッタと再堆積を繰り返し,Cリッチな
堆積物(反応生成物)212が形成される。そして,こ
の堆積物212は,微細コンタクトホール204でのS
iO2膜層202のエッチング速度低下の主な原因とな
る。従って,かかる原因を踏まえて,コンタクトホール
204側壁を垂直に形成することが重要となる。
[0034] (b) a second theory deposition species is greater solid angle of incidence, as shown in FIG. 2 (b), easily deposited on the upper portion of the side wall of the contact hole 204, CF x polymer (sediment) 210 Is formed.
Further, ions (I + ) collide with the CF x polymer 210, and a component having a high C / F ratio is sputtered downward in the contact hole 204. That, CF x polymer 210 repeats sputter and redeposit, C-rich sediments (reaction product) 212 is formed. Then, this deposit 212 is deposited in the fine contact hole 204 by S
This is a main cause of a decrease in the etching rate of the iO 2 film layer 202. Therefore, it is important to form the side wall of the contact hole 204 vertically in consideration of such a cause.

【0035】そこで,処理ガスにO2を添加すれば,上
述の如くO2が解離して生成されるO*と,コンタクトホ
ール204底部の堆積物212とが反応し,例えばC
O,CO2,COFxなどとなってコンタクトホール20
4の外部に排出される。その結果,コンタクトホール2
04底部に堆積していた難エッチング性の堆積物212
が除去されるため,イオン210とラジカルとの比のエ
ッチングバランスが適切になり,エッチストップの発生
を防止することができる。
Therefore, if O 2 is added to the processing gas, O * generated by dissociation of O 2 as described above reacts with the deposit 212 at the bottom of the contact hole 204, for example, C 2
It becomes O, CO 2 , COF x, etc. to form a contact hole 20.
4 is discharged outside. As a result, contact hole 2
04 Difficult-to-etch deposit 212 deposited on bottom
Is removed, the etching balance of the ratio between the ions 210 and the radicals becomes appropriate, and the occurrence of an etch stop can be prevented.

【0036】以上説明したように,いずれの説を採用す
るにせよ,処理ガスへO2を添加することによりエッチ
ストップを防止できる。しかしながら,上記エッチスト
ップの発生を確実に防止するためには,コンタクトホー
ル204のアスペクト比が大きくなる(狭小化)に伴っ
て,O2の添加量を増加させなければならないが,上述
した従来のエッチング方法のように,O2を処理ガスに
常時一定量添加したのでは,SiO2膜層202上に形
成されているフォトレジスト膜層206およびその肩部
もエッチングされてしまう。そこで,本実施の形態は,
後述の如く所定の間隔でO2の添加および無添加を交互
に切り替えながら処理ガスにO2を添加することで,エ
ッチストップの発生を確実に防止できる量のO2を処理
ガスに添加して,フォトレジスト膜層206およびその
肩部が損傷することなく,高アスペクト比のコンタクト
ホール204を形成する。
As described above, regardless of which theory is employed, etch stop can be prevented by adding O 2 to the processing gas. However, in order to reliably prevent the occurrence of the etch stop, it is necessary to increase the amount of added O 2 with the increase (narrowing) of the aspect ratio of the contact hole 204. If O 2 is constantly added to the processing gas in a constant amount as in the etching method, the photoresist film layer 206 formed on the SiO 2 film layer 202 and its shoulder are also etched. Therefore, this embodiment is
As will be described later, by adding O 2 to the processing gas while alternately switching between adding and not adding O 2 at predetermined intervals, an amount of O 2 that can reliably prevent the occurrence of an etch stop is added to the processing gas. The contact hole 204 having a high aspect ratio is formed without damaging the photoresist film layer 206 and its shoulder.

【0037】(3)エッチング工程およびO2の添加量
制御構成 次に,図1〜図3を参照しながら,エッチング工程およ
びO2の添加量(流量)制御構成について説明する。ま
ず,図1に示すように,ウェハWを,例えば20℃に設
定された下部電極106の静電チャック108上に載置
して吸着保持する。このウェハWは,図2に示すよう
に,Si基板200上にSiO2膜層202が形成され
ていると共に,そのSiO2膜層202の上面が所定の
パターンが形成されたフォトレジスト膜層206によっ
て覆われている。また,図1に示す処理室102の内壁
面および上部電極124の温度は,例えば60℃に設定
されている。
(3) Structure for Controlling Etching Step and Addition of O 2 Next, the structure for controlling the etching step and the addition amount (flow rate) of O 2 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1, the wafer W is placed on the electrostatic chuck 108 of the lower electrode 106 set at, for example, 20 ° C. and held by suction. As shown in FIG. 2, this wafer W has a SiO 2 film layer 202 formed on a Si substrate 200 and a photoresist film layer 206 on which the upper surface of the SiO 2 film layer 202 has a predetermined pattern. Covered by The temperature of the inner wall surface of the processing chamber 102 and the temperature of the upper electrode 124 shown in FIG. 1 are set to, for example, 60 ° C.

【0038】次いで,制御器156により第1〜第3流
量調整バルブ134,140,146を適宜調整して,
例えばC48とCOとArから成る混合ガスをそれぞれ
10sccmと50sccmと200sccmの流量で
処理室102内に導入する。この際,第4流量調整バル
ブ152は閉じられており,O2の供給は停止されてい
る。また,処理室102内は,バッフル板114の貫通
孔114aと排気管116を介して真空引きされ,例え
ば40mTorrの圧力に維持されている。その後,下
部電極106に対して,例えば13.56MHzで17
00Wの高周波電力を印加すると,上部電極124と下
部電極106との間にプラズマが生成され,該プラズマ
中のイオンやラジカルによってSiO2膜層202に所
定のエッチング処理が施される。
Next, the controller 156 appropriately adjusts the first to third flow control valves 134, 140, and 146,
For example, a mixed gas composed of C 4 F 8 , CO and Ar is introduced into the processing chamber 102 at flow rates of 10 sccm, 50 sccm and 200 sccm, respectively. At this time, the fourth flow control valve 152 is closed, and the supply of O 2 is stopped. The inside of the processing chamber 102 is evacuated through the through hole 114a of the baffle plate 114 and the exhaust pipe 116, and is maintained at a pressure of, for example, 40 mTorr. Then, for example, 13.56 MHz at 17
When a high-frequency power of 00 W is applied, plasma is generated between the upper electrode 124 and the lower electrode 106, and a predetermined etching process is performed on the SiO 2 film layer 202 by ions and radicals in the plasma.

【0039】また,上記プラズマの生成状態は,例えば
プラズマの発光スペクトルを検出するセンサによって監
視されており,このセンサからの情報が制御器156に
伝達されている。そして,制御器156は,プラズマが
安定化し,SiO2膜層202に安定したエッチング処
理が施されていると判断すると,所定のパルス電圧を第
4流量調整バルブ152に印加する。第4流量調整バル
ブ152は,上記パルス電圧のオンの時にはバルブを開
放して,O2をガス拡散室130内に供給し,上記パル
ス電圧のオフの時には,バルブを閉じてO2の供給を停
止する。その結果,O2は,図3に示すように,上記パ
ルス電圧のオン,オフに同期してガス拡散室130内に
滞在する処理ガスに添加され,該処理ガスがガス吐出孔
124aを介して,処理室102内に供給される。
The generation state of the plasma is monitored by, for example, a sensor that detects the emission spectrum of the plasma, and information from this sensor is transmitted to the controller 156. If the controller 156 determines that the plasma has been stabilized and the SiO 2 film layer 202 has been subjected to a stable etching process, the controller 156 applies a predetermined pulse voltage to the fourth flow control valve 152. The fourth flow control valve 152 opens the valve when the pulse voltage is on to supply O 2 into the gas diffusion chamber 130, and closes the valve when the pulse voltage is off to supply O 2 . Stop. As a result, as shown in FIG. 3, O 2 is added to the processing gas staying in the gas diffusion chamber 130 in synchronization with the on / off of the pulse voltage, and the processing gas is supplied through the gas discharge holes 124a. , Are supplied into the processing chamber 102.

【0040】また,O2の添加時の最大流量は,上記従
来のエッチング方法でのO2の流量よりも多く設定さ
れ,本実施の形態では,例えば10sccmに設定され
ている。さらに,1周期当たりのO2の添加時間は,数
m秒〜数10m秒,例えば5m秒〜10m秒に設定さ
れ,またO2の無添加時間は,そのO2の添加時間よりも
長く設定されている。従って,O2の添加時間が無添加
時間に比べて非常に少ないので,常時O2を添加したな
らばフォトレジスト膜層206が削られてしまう量のO
2を処理ガスに添加しても,フォトレジスト膜層206
にCF系化合物などの反応生成物(保護膜)を形成する
ことができ,損傷されやすいフォトレジスト膜層206
の肩部が削られることがない。さらに,O2の全導入量
は,従来の連続導入の場合の全導入量以下なので,上記
損傷の発生を確実に防止できる。
The maximum flow rate at the time of adding O 2 is set to be higher than the flow rate of O 2 in the above-mentioned conventional etching method, and is set to, for example, 10 sccm in the present embodiment. Further, 1 addition time of O 2 of per period, the number m of seconds to several 10m seconds, is set to, for example, 5m sec ~10m seconds, also without addition time of O 2 is set to be longer than the addition time of the O 2 Have been. Therefore, since the addition time of the O 2 is very small in comparison with the additive-free time, the amount would photoresist layer 206 is shaved if added at all times O 2 O
2 is added to the processing gas,
A reaction product (protective film) such as a CF-based compound can be formed on the photoresist film layer 206 which is easily damaged.
The shoulders are not cut off. Furthermore, since the total amount of O 2 introduced is less than the total amount of conventional continuous introduction, the above-mentioned damage can be reliably prevented.

【0041】本実施の形態は,以上のように構成されて
おり,処理ガスに添加するO2の添加および無添加を所
定周期で切り替えるので,フォトレジスト膜層206に
形成されているパターンを初期の状態に維持しながら,
コンタクトホール204内部側壁部のチャージ現象を防
止し,かつコンタクトホール底部204への反応生成物
(堆積物)208,212の堆積を抑制して,エッチス
トップの発生を防止することができる。
The present embodiment is configured as described above. Since the addition and the non-addition of O 2 added to the processing gas are switched at a predetermined period, the pattern formed on the photoresist film layer 206 is initialized. While maintaining the state of
It is possible to prevent the charging phenomenon on the inner side wall of the contact hole 204 and suppress the deposition of the reaction products (deposits) 208 and 212 on the bottom 204 of the contact hole, thereby preventing the occurrence of the etch stop.

【0042】(第2の実施の形態)次に,第2の実施の
形態のエッチング方法について説明する。なお,本実施
の形態を適用可能なエッチング装置は,上記第1の実施
の形態で説明したエッチング装置100と同一なので,
略同一の機能および構成を有する構成要素については,
同一の符号を付することにより重複説明を省略する。た
だし,上記第1の実施の形態では,O2を処理ガスに断
続的に添加するのに対して,本実施の形態では,O2
添加量を相対的に増減させることを特徴としている。
(Second Embodiment) Next, an etching method according to a second embodiment will be described. Since the etching apparatus to which this embodiment can be applied is the same as the etching apparatus 100 described in the first embodiment,
For components having almost the same function and configuration,
Repetitive description will be omitted by giving the same reference numerals. However, in the first embodiment, O 2 is intermittently added to the processing gas, whereas in the present embodiment, the amount of O 2 added is relatively increased or decreased.

【0043】すなわち,本実施の形態では,プラズマ生
成前の処理室102内に,C48とCOとArから成る
混合ガスを,それぞれ例えば10sccmと50scc
mと200sccmの流量で導入すると共に,例えば流
量が5sccmのO2も同時に導入する。この際,それ
ら各ガスの流量は,上記第1の実施の形態と同様に,制
御器156から第1〜第4流量調整バルブ134,14
0,146,152に印加する電圧によって調整されて
いる。なお,本実施の形態の場合には,プラズマ生成前
からO2を処理ガスに添加しているが,O2の添加量は微
量なのでプラズマの生成やフォトレジスト膜層206に
影響を及ぼすことはない。
That is, in the present embodiment, a mixed gas composed of C 4 F 8 , CO and Ar is supplied into the processing chamber 102 before plasma generation, for example, at 10 sccm and 50 sccc, respectively.
In addition to the introduction of m and a flow rate of 200 sccm, for example, O 2 having a flow rate of 5 sccm is simultaneously introduced. At this time, the flow rate of each gas is controlled by the controller 156 from the controller 156 as in the first embodiment.
It is adjusted by the voltage applied to 0,146,152. In the case of this embodiment, although the addition before the plasma generating the O 2 in the process gas, the amount of O 2 not affect because trace the generation and photoresist layer 206 of the plasma Absent.

【0044】次いで,下部電極106に対して所定の高
周波電力を印加し,処理室102内にプラズマを生成す
る。そして,制御器156は,上記第1の実施の形態と
同様に,プラズマが安定化したことを確認すると,制御
器156から第4流量調整バルブ152の開度を調整し
て,ガス拡散室130内に導入されるO2の流量,すな
わち図4に示すように処理ガスへのO2の添加量を増減
する。本実施の形態の場合には,O2の流量は5scc
mと10sccmとの間で増減を反復するように構成さ
れている。なお,本実施の形態においては,ガス拡散室
130内に高い流量,例えば10sccmでO2を供給
する時間は,数m秒〜数10m秒,例えば5m秒〜10
m秒に設定されている。これに対して,ガス拡散室13
0内に低い流量,例えば5sccmでO2を供給する時
間は,高い流量でO2を供給する時間よりも長く設定さ
れている。
Next, a predetermined high frequency power is applied to the lower electrode 106 to generate plasma in the processing chamber 102. When the controller 156 confirms that the plasma has stabilized, similarly to the first embodiment, the controller 156 adjusts the opening degree of the fourth flow control valve 152 from the controller 156 to thereby control the gas diffusion chamber 130. The flow rate of O 2 introduced into the chamber, that is, the amount of O 2 added to the processing gas is increased or decreased as shown in FIG. In the case of this embodiment, the flow rate of O 2 is 5 scc
It is configured to repeat the increase and decrease between m and 10 sccm. In this embodiment, the time for supplying O 2 at a high flow rate, for example, 10 sccm, into the gas diffusion chamber 130 is several milliseconds to several tens of milliseconds, for example, 5 milliseconds to 10 milliseconds.
It is set to m seconds. In contrast, the gas diffusion chamber 13
The time for supplying O 2 at a low flow rate within 0, for example, 5 sccm, is set longer than the time for supplying O 2 at a high flow rate.

【0045】本実施の形態は,以上のように構成されて
おり,処理ガスに添加するO2の添加量を所定周期で増
減させるので,O2が処理ガス中に常時多く含まれるこ
とがない。その結果,フォトレジスト膜層206に形成
されたパターンを初期の状態に維持しながら,エッチス
トップが発生することなく,所定の高アスペクト比のコ
ンタクトホール204を形成することができる。また,
2をプラズマ生成前後を通して処理ガスに添加するの
で,従来の処理プロセスと略同一の条件で処理を行うこ
とができる。さらに,処理中には,O2が処理ガスに常
時添加されるので,エッチストップの発生をより確実に
防止することができる。
The present embodiment is configured as described above, and the amount of O 2 added to the processing gas is increased or decreased in a predetermined cycle, so that the processing gas does not always contain a large amount of O 2. . As a result, the contact hole 204 having a predetermined high aspect ratio can be formed without generating an etch stop while maintaining the pattern formed in the photoresist film layer 206 in the initial state. Also,
Since O 2 is added to the processing gas before and after the plasma generation, the processing can be performed under substantially the same conditions as in the conventional processing process. Furthermore, since O 2 is constantly added to the processing gas during processing, the occurrence of etch stop can be more reliably prevented.

【0046】(第3の実施の形態)次に,第3の実施の
形態のエッチング方法について説明する。なお,本実施
の形態は,コンタクトホール204のアスペクト比の変
化に対応するプラズマの成分変化に応じてO2の添加量
を調整する点が,上記第1および第2の実施の形態と異
なる。
(Third Embodiment) Next, an etching method according to a third embodiment will be described. Note that the present embodiment is different from the first and second embodiments in that the addition amount of O 2 is adjusted according to the change in the plasma component corresponding to the change in the aspect ratio of the contact hole 204.

【0047】(1)エッチング装置の全体構成 まず,図5を参照しながら,本実施の形態のエッチング
方法が適用されるエッチング装置300について説明す
る。なお,上述したエッチング装置100と略同一の機
能および構成を有する構成要素については,同一の符号
を付することにより重複説明を省略する。図5に示すエ
ッチング装置300の制御器156には,例えば赤外レ
ーザ吸収分光法(IR−LAS)により処理室102内
のプラズマの成分変化を測定する分析器302が接続さ
れている。この分析器302は,不図示の光源から出力
され,処理室102内に生成されたプラズマ中を通過し
た赤外レーザ光が,処理室102側壁に設けられた光透
過性の検出窓304と,磁石122に設けられた貫通口
306とを介して分光器302の受光部に入力されるよ
うに配置されている。
(1) Overall Configuration of Etching Apparatus First, an etching apparatus 300 to which the etching method of the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. Note that components having substantially the same functions and configurations as those of the above-described etching apparatus 100 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. An analyzer 302 that measures a change in plasma component in the processing chamber 102 by, for example, infrared laser absorption spectroscopy (IR-LAS) is connected to the controller 156 of the etching apparatus 300 shown in FIG. The analyzer 302 transmits an infrared laser beam, which is output from a light source (not shown) and passes through the plasma generated in the processing chamber 102, to a light-transmissive detection window 304 provided on the side wall of the processing chamber 102. It is arranged so that it is inputted to the light receiving section of the spectroscope 302 through the through hole 306 provided in the magnet 122.

【0048】(2)コンタクトホールのアスペクト比の
変化とプラズマの成分変化との関係 次に,図6および図7を参照しながら,コンタクトホー
ル204のアスペクト比の変化とプラズマの成分変化と
の関係について説明する。O2が添加されていないC4
8とCOとArから成る処理ガスを用いてウェハWのS
iO2膜層202にエッチング処理を行うと,図6
(a)に示すように,所定のエッチング時間経過後,す
なわちSiO2膜層202に形成されるコンタクトホー
ル204のアスペクト比が所定の大きさ以上になるとエ
ッチングレートが低下し,最終的にはエッチングが進行
しなくなる。
(2) Relationship between Change in Aspect Ratio of Contact Hole and Change in Plasma Component Next, referring to FIGS. 6 and 7, the relationship between change in the aspect ratio of the contact hole 204 and change in plasma component will be described. Will be described. C 4 F without O 2 added
8 and the processing gas composed of CO and Ar
When the etching process is performed on the iO 2 film layer 202, FIG.
As shown in FIG. 3A, when a predetermined etching time has elapsed, that is, when the aspect ratio of the contact hole 204 formed in the SiO 2 film layer 202 has exceeded a predetermined size, the etching rate decreases, and finally the etching rate decreases. Stops progressing.

【0049】この際,図6に示すように,実質的に一定
のエッチングレートが確保される区間(A)には,Si
2膜層202に図7(a)に示すいわゆるμトレンチ
のコンタクトホール204が形成される。エッチングが
進行し,エッチングレートが低下する区間(B)には,
SiO2膜層202のエッチング状態が不安定となっ
て,図7(b)に示すようにコンタクトホール204の
底部が凸凹形状になる。さらに,エッチングレートが実
質的に0になる区間(C)には,図7(c)に示すよう
にコンタクトホール204底部に上述した反応生成物2
08や堆積物212(以下,「反応生成物等208,2
12」という。)が堆積し,かつコンタクトホール20
4内部側壁部のチャージ現象によりエッチストップが起
こる。
At this time, as shown in FIG. 6, in the section (A) where a substantially constant etching rate is secured,
A contact hole 204 of a so-called μ-trench shown in FIG. 7A is formed in the O 2 film layer 202. In the section (B) where the etching proceeds and the etching rate decreases,
The etching state of the SiO 2 film layer 202 becomes unstable, and the bottom of the contact hole 204 becomes uneven as shown in FIG. 7B. Further, in the section (C) where the etching rate becomes substantially zero, as shown in FIG.
08 and the sediment 212 (hereinafter referred to as “reaction products 208, 2
12 ". ) Is deposited and the contact hole 20
4 Etch stop occurs due to the charging phenomenon of the inner side wall.

【0050】次に,エッチング時間(アスペクト比)と
コンタクトホール204底部の反応生成物等208,2
12の堆積量との関係について着目すると,図6(b)
に示すように,反応生成物等208,212は,エッチ
ング初期の段階,すなわちアスペクト比が小さい段階か
らコンタクトホール204底部に堆積するが,区間
(A)内での堆積量であれば図7(a)に示すように所
定のエッチングが行われる。また,反応生成物等20
8,212が区間(B)内の堆積量になると,図7
(b)に示すようにエッチングに影響を及ぼす。さら
に,区間(C)内の堆積量,すなわち区間(B)と区間
(C)との境のエッチストップ境界量以上になると,図
7(c)に示すようにエッチストップを引き起こす。
Next, the etching time (aspect ratio) and the reaction products 208 and 2 at the bottom of the contact hole 204 are determined.
Focusing on the relationship with the accumulation amount of No. 12, FIG.
As shown in FIG. 7, the reaction products 208 and 212 are deposited on the bottom of the contact hole 204 from the initial stage of etching, that is, the stage with a small aspect ratio. A predetermined etching is performed as shown in a). In addition, reaction products and the like 20
FIG. 7 shows that the accumulation amount in the section (B) is 8,212.
It affects the etching as shown in FIG. Further, when the deposition amount in the section (C), that is, the etch stop boundary amount at the boundary between the section (B) and the section (C), is exceeded, an etch stop is caused as shown in FIG.

【0051】このように,アスペクト比(エッチング時
間)の増加と,エッチングレート,エッチング形状およ
びコンタクトホール204底部の反応生成物等208,
212の堆積量とは,密接な関係にある。従って,アス
ペクト比の増加に応じてO2の添加量を増加させれば,
エッチストップの発生を防止できるだけではなく,所望
のエッチングレートおよびエッチング形状を得ることが
できる。また,アスペクト比が小さい処理初期には,O
2の添加量を少なくできるので,フォトレジスト膜層2
06およびパターン肩部の損傷を最小限に止めることが
できる。さらに,O2の全導入量(投入量)は,従来の
ような連続導入の場合の全導入量以下にできるので,上
記フォトレジスト膜層206の肩部の削れを確実に防止
できる。また,処理初期でO2の添加量を少なくした分
だけ,その後にO2を上記よりもさらに多く添加するこ
とができるので,エッチストップの発生を確実に防止で
きる。
As described above, the increase of the aspect ratio (etching time), the etching rate, the etching shape, the reaction product 208 at the bottom of the contact hole 204, etc.
There is a close relationship with the amount of 212 deposited. Therefore, if the addition amount of O 2 is increased according to the increase of the aspect ratio,
In addition to preventing the occurrence of an etch stop, a desired etching rate and a desired etching shape can be obtained. In the early stage of processing with a small aspect ratio, O
2 can reduce the amount of photoresist film layer 2
06 and pattern shoulder damage can be minimized. Further, since the total amount of O 2 introduced (input amount) can be made equal to or less than the total amount of conventional continuous introduction, the shoulder portion of the photoresist film layer 206 can be reliably prevented from being scraped. Further, since the amount of O 2 added in the initial stage of the treatment is reduced, the amount of O 2 can be further added later than that described above, so that the occurrence of etch stop can be reliably prevented.

【0052】ただし,エッチング処理中には,実際のコ
ンタクトホール204のアスペクト比を測定することは
非常に困難である。そこで,本実施の形態では,アスペ
クト比の増加に対応して変化するプラズマの成分変化に
基づいてO2の添加量を調整する。ここで,アスペクト
比の増加とプラズマの成分変化との関係について説明す
ると,図6(c)に示すように,上述した所定のエッチ
ングが行われる区間(A)内では,プラズマ中のエッチ
ャントであるCF,CF2およびCF3の総含有量(以
下,「CF類総含有量」という。)は,一定である。ま
た,SiO2膜層202のエッチングにより生じた副生
成物(バイプロダクト)の1つであるSiF2の含有量
も一定である。また,エッチングが進行し難くなる区間
(B)内では,CF類総含有量が増加すると共に,Si
2の含有量が減少する。さらに,実質的にエッチング
が進行しない区間(C)内では,CF類総含有量は一定
となり,SiF2の含有量はほぼゼロになる。
However, it is very difficult to measure the actual aspect ratio of the contact hole 204 during the etching process. Therefore, in the present embodiment, the addition amount of O 2 is adjusted based on the change in the component of the plasma that changes in accordance with the increase in the aspect ratio. Here, the relationship between the increase in the aspect ratio and the change in the component of the plasma will be described. As shown in FIG. 6C, in the section (A) where the above-described predetermined etching is performed, the etchant is in the plasma. The total content of CF, CF 2 and CF 3 (hereinafter, referred to as “CF total content”) is constant. Further, the content of SiF 2 , which is one of the by-products (biproducts) generated by etching the SiO 2 film layer 202, is constant. Further, in the section (B) where the etching does not easily proceed, the total content of CFs increases and the Si content increases.
The content of F 2 is reduced. Further, in the section (C) where the etching does not substantially proceed, the total content of CFs becomes constant, and the content of SiF 2 becomes almost zero.

【0053】このように,コンタクトホール204のア
スペクト比およびエッチング形状の変化と,処理室10
2内のプラズマ中のCF類総含有量およびSiF2の含
有量の変化とは,相関関係にあるので,実際の処理時に
は上記プラズマの成分変化を測定し,該成分変化に応じ
て処理ガスに添加するO2の添加量を調整すれば,アス
ペクト比およびエッチング形状に応じてO2の添加量を
調整した場合とほぼ同様の制御を行うことができる。
As described above, the change in the aspect ratio and the etching shape of the contact hole 204 and the change in the etching
The change in CF acids total content and the content of SiF 2 in the plasma in 2, because the correlation, at the time of actual processing to measure the components change in the plasma, the process gas in accordance with the components change by adjusting the amount of O 2 to be added, it is possible to perform substantially the same control as when adjustment of quantity added of O 2 in accordance with the aspect ratio and the etching shape.

【0054】(3)エッチング工程およびO2の添加量
制御構成 次に,図5,図6(c)および図8を参照しながら,エ
ッチング工程およびO2の添加量制御構成について説明
する。なお,上記第1の実施の形態と同一の工程につい
ては,重複説明を省略する。分析器302には,不図示
の光源から出力された赤外レーザ光が入力されており,
エッチング処理の開始により処理室102内にプラズマ
が生成されると,上記赤外レーザ光がプラズマ中を通過
する。分析器302は,プラズマ中を通過した赤外レー
ザ光から赤外レーザ吸収分光法によりプラズマに含まれ
る成分のうち,上述したCF,CF2およびCF3の各含
有量と,SiF2の含有量を求め,それら各含有量情報
を制御器156に出力する。
(3) Configuration for Controlling Etching Step and Addition of O 2 Next, the configuration for controlling the etching step and the addition of O 2 will be described with reference to FIGS. 5, 6C, and 8. The same steps as in the first embodiment will not be described. An infrared laser beam output from a light source (not shown) is input to the analyzer 302.
When plasma is generated in the processing chamber 102 by the start of the etching process, the infrared laser light passes through the plasma. The analyzer 302 calculates the above-mentioned contents of CF, CF 2 and CF 3 and the content of SiF 2 among the components contained in the plasma by infrared laser absorption spectroscopy from the infrared laser light passing through the plasma. And outputs the respective content information to the controller 156.

【0055】また,制御器156には,図6(c)に示
すアスペクト比の増加に応じたプラズマ中のCF類総含
有量およびSiF2の含有量の変化情報が予め設定され
ている。従って,制御器156は,分析器302から入
力されたCF,CF2,CF3の総含有量(CF類総含有
量)およびSiF2の含有量の変化時,すなわちCF類
総含有量が増加し,SiF2の含有量が減少する時にO2
の流量を調整する。かかる構成により,図8に示すよう
に,実質的にコンタクトホール204のアスペクト比の
増加に応じてO2の添加量が連続的に増加され,コンタ
クトホール204底部へのO2の導入量が増加されるの
で,フォトレジスト膜層206およびその肩部が損傷せ
ずにエッチストップが発生することなく,高アスペクト
比のコンタクトホール204を形成することができる。
In the controller 156, change information of the total content of CFs and the content of SiF 2 in the plasma according to the increase of the aspect ratio shown in FIG. 6C is set in advance. Therefore, the controller 156 increases the total content of CF, CF 2 , CF 3 (total content of CFs) and the content of SiF 2 input from the analyzer 302, that is, the total content of CFs increases. When the content of SiF 2 decreases, O 2
Adjust the flow rate. With this configuration, as shown in FIG. 8, the addition amount of O 2 is continuously increased substantially as the aspect ratio of the contact hole 204 is increased, and the introduction amount of O 2 into the bottom of the contact hole 204 is increased. Thus, the contact hole 204 having a high aspect ratio can be formed without damaging the photoresist film layer 206 and its shoulder and without causing an etch stop.

【0056】以上,本発明の好適な実施の形態につい
て,添付図面を参照しながら説明したが,本発明はかか
る構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇において,当業者であれば,
各種の変更例および修正例に想到し得るものであり,そ
れら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲
に属するものと了解される。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such configurations. In the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art
Various changes and modifications can be conceived, and it is understood that these changes and modifications also belong to the technical scope of the present invention.

【0057】例えば,上記第1および第2の実施の形態
において,所定の周期ごとに一定量のO2を間欠的に,
あるは増減させながら処理ガスに添加する構成を例に挙
げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるもの
ではない。例えば,上記第3の実施の形態と同様にアス
ペクト比の増加,すなわちプラズマの成分変化に応じて
2の添加量を増加させながら,図9に示すようにO2
間欠的(パルス的)に添加したり,あるいは図10に示
すようにO2をパルス的に増減させて添加したり,図1
1に示すようにO2を曲線的に増減させて添加すれば,
上記第3の実施の形態と同様の効果を奏することができ
る。さらに,上記プラズマの成分変化に応じて,図13
に示すようにO2の添加量を連続的かつ直線的に増加さ
せても,上記と同様の効果を奏することができる。
For example, in the first and second embodiments, a fixed amount of O 2 is intermittently provided at predetermined intervals.
Although an example has been described in which the configuration is added to the processing gas while increasing or decreasing it, the present invention is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 9, O 2 is intermittently (pulsed) as shown in FIG. 9 while increasing the aspect ratio, that is, increasing the amount of O 2 added in accordance with a change in the plasma component, as in the third embodiment. or or or added pulsed manner to increase or decrease the O 2 as shown in FIG. 10 added, FIG. 1
As shown in Fig. 1, if O 2 is added in a curved manner,
The same effects as in the third embodiment can be obtained. Further, according to the change of the component of the plasma, FIG.
As shown in ( 2) , the same effect as described above can be obtained even if the amount of added O 2 is continuously and linearly increased.

【0058】また,上記第3の実施の形態において,O
2の添加量を連続的に増加させる構成を例に挙げて説明
したが,本発明はかかる構成に限定されるものではな
く,例えば図12に示すように,プラズマの成分変化に
応じてO2の添加量を段階(多段階)的に増加させる構
成を採用しても同様の効果を奏することができる。
In the third embodiment, O
While continuously configured to increase the amount of 2 has been described, the present invention is not limited to such a configuration, for example, as shown in FIG. 12, O 2 in accordance with the component change of the plasma The same effect can be obtained by employing a configuration in which the addition amount of is increased stepwise (multiple steps).

【0059】さらに,上記第3の実施の形態において,
プラズマの成分変化に基づいてO2の添加量を調整する
構成を例に挙げて説明したが,O2以外の処理ガスの流
量や,処理室内の圧力や,電極に印加する高周波電力
や,電極や処理室内壁の温度などもプラズマの成分変化
に応じて調整することができる。
Further, in the third embodiment,
The configuration in which the addition amount of O 2 is adjusted based on the change in the composition of the plasma has been described as an example. However, the flow rate of the processing gas other than O 2 , the pressure in the processing chamber, the high-frequency power applied to the electrode, the electrode Also, the temperature of the inner wall of the processing chamber can be adjusted according to the change in the component of the plasma.

【0060】また,上記第3の実施の形態において,プ
ラズマの成分変化を赤外レーザ吸収分析法により測定す
る構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に
限定されるものではなく,例えばレーザ誘起蛍光法(L
IF)や,発光分光法(OES)や,四重極質量分析法
などによりプラズマ成分の含有量を求めても,本発明を
実施することができる,さらに,プラズマの電位や温度
の変化に基づいてO2の添加量を調整することもでき
る。
Further, in the third embodiment, a configuration for measuring a change in plasma components by infrared laser absorption analysis has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration. , For example, laser-induced fluorescence (L
IF), emission spectroscopy (OES), quadrupole mass spectrometry, etc., the present invention can be implemented even if the content of the plasma component is determined. It is also possible to adjust the amount of O 2 to be added.

【0061】さらに,上記第3の実施の形態において,
実測したプラズマの成分変化に応じてO2の添加量を調
整する構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構
成に限定されるものではなく,コンタクトホールのアス
ペクト比の増加とエッチング時間との関係を予め求めて
おき,該エッチング時間の経過に応じてO2の添加量を
増加させる構成を採用しても本発明を実施することがで
きる。
Further, in the third embodiment,
Although the configuration in which the addition amount of O 2 is adjusted according to the measured change in the composition of the plasma has been described as an example, the present invention is not limited to such a configuration, and the aspect ratio of the contact hole is increased and the etching time is increased. The present invention can also be implemented by adopting a configuration in which the relationship is determined in advance and the addition amount of O 2 is increased as the etching time elapses.

【0062】また,上記第1〜第3の実施の形態におい
て,処理ガスとしてC48とCOとArの混合ガスにO
2を添加する構成を例に挙げ説明したが,本発明はかか
る構成に限定されるものではなく,少なくともフルオロ
カーボンを含む処理ガスであれば,他の処理ガスを採用
しても本発明を実施することができる。
In the first to third embodiments, the mixed gas of C 4 F 8 , CO and Ar is used as the processing gas.
Although the configuration in which 2 is added has been described as an example, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention can be implemented even if another processing gas is used as long as it is a processing gas containing at least fluorocarbon. be able to.

【0063】さらに,上記第1〜第3の実施の形態にお
いて,O2とその他の処理ガスをガス拡散室に導入した
後,ガス吐出孔を介して処理室内に供給する構成を例に
挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるも
のではなく,O2を処理室内に直接供給しても本発明を
実施することができる。
Further, in the above-described first to third embodiments, an example in which O 2 and other processing gases are introduced into the gas diffusion chamber and then supplied into the processing chamber through the gas discharge holes will be described. As described above, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention can be implemented by directly supplying O 2 into the processing chamber.

【0064】また,上記第1〜第3の実施の形態におい
て,O2の流量(添加量)を,電圧で開度を調整する流
量調整バルブで行う構成を例に挙げて説明したが,本発
明はかかる構成に限定されるのもではなく,O2の流量
を適宜調整できれば,他の流量調整手段を用いても本発
明を実施することができる。
In the first to third embodiments, the flow rate (addition amount) of O 2 has been described by taking as an example a configuration in which the flow rate adjusting valve for adjusting the opening degree by the voltage is used. The present invention is not limited to such a configuration, and the present invention can be implemented using other flow rate adjusting means as long as the flow rate of O 2 can be appropriately adjusted.

【0065】さらに,上記第1〜第3の実施の形態にお
いて,プラズマの状態を光学センサで検出する構成を例
に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定される
ものではなく,例えば予めプラズマが安定する時間を求
めておき,実際の処理時にはその時間に基づいてO2
添加量制御を行う構成を採用しても本発明を実施するこ
とができる。
Further, in the first to third embodiments, the configuration in which the state of plasma is detected by the optical sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can also be implemented by adopting a configuration in which the time during which the plasma is stabilized is determined in advance, and the amount of O 2 added is controlled based on the time during actual processing.

【0066】また,上記第1〜第3の実施の形態におい
て,下部電極のみに高周波電力を印加するエッチング装
置を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定
されるものではなく,例えば上部電極と下部電極の両方
や,上部電極のみに高周波電力を印加する構成を有する
プラズマ処理装置にも本発明を適用することができる。
また,本発明は,上記磁石を備えたエッチング装置のみ
ならず,その様な磁石を備えていないプラズマ処理装置
にも適用することができる。
In the first to third embodiments, the etching apparatus for applying high-frequency power only to the lower electrode has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the present invention can be applied to a plasma processing apparatus having a configuration in which high-frequency power is applied to both the upper electrode and the lower electrode or only the upper electrode.
Further, the present invention can be applied not only to the etching apparatus having the above-described magnet but also to a plasma processing apparatus not having such a magnet.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明によれば,O2を間欠的に処理ガ
スに添加しながら,あるいはO2の添加量を相対的に増
減させながら処理を行うので,エッチングマスクの損傷
を最小限に止めることができると共に,例えばコンタク
トホール底部に堆積した反応生成物を除去し,コンタク
トホール内壁面のチャージング現象の発生を防止して,
エッチストップの発生を防止することができる。その結
果,超微細な高アスペクト比のコンタクトホールを,所
望の形状で形成することができる。また,アスペクト比
の増加に応じてO2の添加量を増加させながら処理を行
えるので,エッチストップの発生をより確実に防止で
き,さらにO2の全投入量を削減できるのでエッチング
マスクが損傷することがない。
According to the present invention, with the addition of O 2 to intermittently process gas, or because the amount of O 2 performs processing while relatively decreasing, minimizing damage to the etching mask It can be stopped and, for example, the reaction products deposited on the bottom of the contact hole can be removed to prevent the occurrence of charging phenomenon on the inner wall surface of the contact hole.
The occurrence of etch stop can be prevented. As a result, it is possible to form an ultrafine contact hole having a high aspect ratio in a desired shape. In addition, since the processing can be performed while increasing the amount of added O 2 according to the increase in the aspect ratio, the occurrence of an etch stop can be more reliably prevented, and the total input amount of O 2 can be reduced, thereby damaging the etching mask. Nothing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略
的な断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an etching apparatus to which the present invention can be applied.

【図2】(a)はO2の添加によるエッチストップの解
消現象の第1説を説明するための概略的な説明図であ
り,(b)はO2の添加によるエッチストップの解消現
象の第2説を説明するための概略的な説明図である。
FIG. 2A is a schematic explanatory view for explaining a first theory of a phenomenon of eliminating an etch stop by adding O 2 , and FIG. 2B is a diagram schematically illustrating a phenomenon of eliminating an etch stop by adding O 2 ; It is a schematic explanatory view for explaining the second theory.

【図3】図1に示すエッチング装置に適用されるO2
添加量の制御構成を説明するための概略的な説明図であ
る。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram for explaining a control configuration of an added amount of O 2 applied to the etching apparatus shown in FIG. 1;

【図4】他のO2の添加量の制御構成を説明するための
概略的な説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【図5】本発明を適用可能な他のエッチング装置を示す
概略的な断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another etching apparatus to which the present invention can be applied.

【図6】(a)はエッチング時間(コンタクトホールの
アスペクト比)とエッチングレートとの関係を説明する
ための概略的な説明図であり,(b)はエッチング時間
(コンタクトホールのアスペクト比)とコンタクトホー
ル底部の反応生成物等の堆積量との関係を説明するため
の概略的な説明図であり,(c)はエッチング時間(コ
ンタクトホールのアスペクト比)とプラズマ成分の含有
量との関係を説明するための概略的な説明図である。
6A is a schematic explanatory view for explaining a relationship between an etching time (aspect ratio of a contact hole) and an etching rate, and FIG. 6B is a diagram schematically illustrating an etching time (aspect ratio of a contact hole); It is a schematic explanatory view for explaining the relation between the deposition amount of reaction products and the like at the bottom of the contact hole, and (c) shows the relation between the etching time (aspect ratio of the contact hole) and the content of the plasma component. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for describing.

【図7】(a)は図6(a)〜図6(c)に示す区間
(A)でのコンタクトホールの形状を示す概略的な断面
図であり,(b)は図6(a)〜図6(c)に示す区間
(B)でのコンタクトホールの形状を示す概略的な断面
図であり,(c)は図6(a)〜図6(c)に示す区間
(C)でのコンタクトホールの形状を示す概略的な断面
図である。
7A is a schematic cross-sectional view showing a shape of a contact hole in a section (A) shown in FIGS. 6A to 6C, and FIG. 7B is a sectional view of FIG. 6A to 6C are schematic cross-sectional views showing the shapes of contact holes in a section (B) shown in FIG. 6C, and FIG. 6C is a sectional view in a section (C) shown in FIGS. 6A to 6C. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the contact hole of FIG.

【図8】図5に示すエッチング装置に適用されるO2
添加量の制御構成を説明するための概略的な説明図であ
る。
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram for explaining a control configuration of an added amount of O 2 applied to the etching apparatus shown in FIG. 5;

【図9】他のO2の添加量の制御構成を説明するための
概略的な説明図である。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【図10】他のO2の添加量の制御構成を説明するため
の概略的な説明図である。
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【図11】他のO2の添加量の制御構成を説明するため
の概略的な説明図である。
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【図12】他のO2の添加量の制御構成を説明するため
の概略的な説明図である。
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【図13】他のO2の添加量の制御構成を説明するため
の概略的な説明図である。
FIG. 13 is a schematic explanatory diagram for explaining another control configuration of the added amount of O 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,300 エッチング装置 102 処理室 106 下部電極 124 上部電極 124a ガス吐出孔 126,128 第1および第2ガス供給管 130 ガス拡散室 134,140,146,152 第1〜第4流量
調整バルブ 136,142,148,154 第1〜第4ガス
供給源 156 制御器 202 SiO2膜層 204 コンタクトホール 206 フォトレジスト膜層 302 分析器 W ウェハ
100, 300 Etching apparatus 102 Processing chamber 106 Lower electrode 124 Upper electrode 124a Gas discharge holes 126, 128 First and second gas supply pipes 130 Gas diffusion chambers 134, 140, 146, 152 First to fourth flow control valves 136, 142, 148, 154 First to fourth gas supply sources 156 Controller 202 SiO 2 film layer 204 Contact hole 206 Photoresist film layer 302 Analyzer W Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 博之 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 (72)発明者 北村 彰規 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 Fターム(参考) 4K057 DA11 DA12 DA20 DB20 DD03 DD08 DE06 DE14 DE20 DG07 DJ02 DJ03 DJ06 DM02 DM03 DM08 DM22 DM23 DM35 DN01 5F004 AA00 AA01 BA04 BA08 BA09 BA13 BB11 BB18 BB22 BB28 CA02 CB02 CB03 DA00 DA23 DB03 EB01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Ishihara 2381 Kita Shimojo, Fujii-machi, Nirasaki City, Yamanashi Prefecture Inside Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. 1 F term in Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. (Reference) 4K057 DA11 DA12 DA20 DB20 DD03 DD08 DE06 DE14 DE20 DG07 DJ02 DJ03 DJ06 DM02 DM03 DM08 DM22 DM23 DM35 DN01 5F004 AA00 AA01 BA04 BA08 BA09 BA13 BB11 BB18 BB22 BB28 DA03 DB03 DA03 EB01

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 処理室内に導入された少なくともフルオ
ロカーボンを含む処理ガスをプラズマ化して,前記処理
室内に配置された被処理体に形成された酸化シリコン膜
層に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法におい
て,前記処理ガスには,酸素が間欠的に添加されること
を特徴とする,プラズマ処理方法。
1. A plasma processing method for converting a processing gas containing at least fluorocarbon introduced into a processing chamber into plasma and performing a plasma processing on a silicon oxide film layer formed on an object to be processed disposed in the processing chamber. 3. The plasma processing method according to claim 1, wherein oxygen is intermittently added to the processing gas.
【請求項2】 前記酸素は,周期的に前記処理ガスに添
加されることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマ
処理方法。
2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the oxygen is periodically added to the processing gas.
【請求項3】 前記酸素の添加時間は,前記酸素の無添
加時間よりも相対的に短いことを特徴とする,請求項1
または2のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
3. The method of claim 1, wherein the time of adding oxygen is relatively shorter than the time of not adding oxygen.
Or the plasma processing method according to any one of 2.
【請求項4】 前記酸化シリコン膜層には,コンタクト
ホールが形成され,前記酸素の添加量は,前記コンタク
トホールのアスペクト比の増加に応じて増加されること
を特徴とする,請求項1,2または3のいずれかに記載
のプラズマ処理方法。
4. The method according to claim 1, wherein a contact hole is formed in the silicon oxide film layer, and an amount of the oxygen added increases as an aspect ratio of the contact hole increases. 4. The plasma processing method according to any one of 2 and 3.
【請求項5】 前記アスペクト比の変化と前記プラズマ
の成分変化との関係を予め求め,前記プラズマの成分変
化に応じて前記酸素の添加量を調整することを特徴とす
る,請求項4に記載のプラズマ処理方法。
5. The method according to claim 4, wherein the relationship between the change in the aspect ratio and the change in the component of the plasma is obtained in advance, and the amount of the oxygen added is adjusted according to the change in the component of the plasma. Plasma processing method.
【請求項6】 前記酸素の添加は,前記プラズマの安定
化後に行われることを特徴とする,請求項1,2,3,
4または5のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
6. The method according to claim 1, wherein the oxygen is added after the plasma is stabilized.
6. The plasma processing method according to any one of 4 and 5.
【請求項7】 処理室内に導入された少なくともフルオ
ロカーボンを含む処理ガスをプラズマ化して,前記処理
室内に配置された被処理体に形成された酸化シリコン膜
層に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法におい
て,前記処理ガスには,酸素が添加されると共に,前記
酸素の添加量を相対的に増減させることを特徴とする,
プラズマ処理方法。
7. A plasma processing method for converting a processing gas containing at least fluorocarbon introduced into a processing chamber into plasma and performing a plasma processing on a silicon oxide film layer formed on an object to be processed disposed in the processing chamber. Wherein oxygen is added to the processing gas and the amount of oxygen is relatively increased or decreased.
Plasma treatment method.
【請求項8】 前記酸素の添加量の増減は,周期的に行
われることを特徴とする,請求項7に記載のプラズマ処
理方法。
8. The plasma processing method according to claim 7, wherein the increase or decrease in the amount of added oxygen is performed periodically.
【請求項9】 前記酸素の添加量の増加時間は,前記酸
素の添加量の減少時間よりも相対的に短いことを特徴と
する,請求項7または8のいずれかに記載のプラズマ処
理方法。
9. The plasma processing method according to claim 7, wherein the increasing time of the added amount of oxygen is relatively shorter than the decreasing time of the added amount of oxygen.
【請求項10】 前記酸化シリコン膜層には,コンタク
トホールが形成され,前記酸素の添加量は,前記コンタ
クトホールのアスペクト比の増加に応じて増加されるこ
とを特徴とする,請求項7,8または9のいずれかに記
載のプラズマ処理方法。
10. The method according to claim 7, wherein a contact hole is formed in the silicon oxide film layer, and an amount of the oxygen added is increased according to an increase in an aspect ratio of the contact hole. 10. The plasma processing method according to any one of 8 and 9.
【請求項11】 前記アスペクト比の変化と前記プラズ
マの成分変化との関係を予め求め,前記プラズマの成分
変化に応じて前記酸素の添加量を調整することを特徴と
する,請求項10に記載のプラズマ処理方法。
11. The method according to claim 10, wherein the relationship between the change in the aspect ratio and the change in the component of the plasma is obtained in advance, and the amount of the oxygen added is adjusted according to the change in the component of the plasma. Plasma processing method.
【請求項12】 前記添加量の増減は,前記プラズマの
安定化後に行われることを特徴とする,請求項7,8,
9,10または11のいずれかに記載のプラズマ処理方
法。
12. The method according to claim 7, wherein the increase or decrease of the addition amount is performed after stabilization of the plasma.
12. The plasma processing method according to any one of 9, 10, and 11.
【請求項13】 処理室内に導入された少なくともフル
オロカーボンを含む処理ガスをプラズマ化して,前記処
理室内に配置された被処理体に形成された酸化シリコン
膜層に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法にお
いて,前記処理ガスには,酸素が添加されると共に,前
記酸素の添加量は,前記酸化シリコン膜層に形成された
コンタクトホールのアスペクト比の増加に応じて増加さ
れることを特徴とする,プラズマ処理方法。
13. A plasma processing method in which a processing gas containing at least fluorocarbon introduced into a processing chamber is turned into plasma, and plasma processing is performed on a silicon oxide film layer formed on an object to be processed placed in the processing chamber. In the method, oxygen is added to the processing gas, and an amount of the oxygen added is increased according to an increase in an aspect ratio of a contact hole formed in the silicon oxide film layer. Plasma treatment method.
【請求項14】 前記アスペクト比の変化と前記プラズ
マの成分変化との関係を予め求め,前記プラズマの成分
変化に応じて前記酸素の添加量を調整することを特徴と
する,請求項13に記載のプラズマ処理方法。
14. The method according to claim 13, wherein a relationship between the change in the aspect ratio and the change in the component of the plasma is obtained in advance, and the amount of the oxygen added is adjusted according to the change in the component of the plasma. Plasma processing method.
【請求項15】 前記酸素の添加量は,連続的に増加さ
れることを特徴とする,請求項13または14のいずれ
かに記載のプラズマ処理方法。
15. The plasma processing method according to claim 13, wherein the amount of added oxygen is continuously increased.
【請求項16】 前記酸素の添加量は,段階的に増加さ
れることを特徴とする,請求項13または14のいずれ
かに記載のプラズマ処理方法。
16. The plasma processing method according to claim 13, wherein the amount of oxygen added is increased stepwise.
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