JP2001023964A - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP2001023964A
JP2001023964A JP11193322A JP19332299A JP2001023964A JP 2001023964 A JP2001023964 A JP 2001023964A JP 11193322 A JP11193322 A JP 11193322A JP 19332299 A JP19332299 A JP 19332299A JP 2001023964 A JP2001023964 A JP 2001023964A
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Japan
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gas
flow rate
etching
chf
ions
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JP11193322A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazushi Asaumi
一志 浅海
Muneo Yorinaga
宗男 頼永
Takeshi Fukada
毅 深田
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Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high selective ratio with a superior controllability without using any harmful CO gas by using C4F8, CHF3, and O2 gases and the mixed gas of a rare gas for etching. SOLUTION: A C4F8 gas is supplied to a gas supply source 42, a CHF3 gas is supplied to a gas supply source 43, an O2 or CF4 gas is supplied to a gas supply source 44, and an Ar gas is supplied to a gas supply source 45. Then, valves 34, 35, 36, 37, and 32 are opened, thus adjusting the flow rate of gas from each of the gas supply sources 42, 43, 44, and 45 for mixing by mass flow controllers 38, 39, 40, and 41 for supplying to wafers 6a, 6b, and 6c being installed in a treatment chamber 2. As stated above, the O2 gas is added to the mixed gas of C4F8 and CHF3 gases, thus balancing a CF+ ion of a deposition type and a CF3+ ion of an etching type, and hence obtaining high selective ratio with a superior controllability.

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、半導体集積回路の
製造や、マイクロマシンを用いた加速度センサ、角速度
センサ等の製造に用いることができるドライエッチング
方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a dry etching method which can be used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, an acceleration sensor using a micromachine, an angular velocity sensor, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、半導体デバイスの高集積化に伴
い、非常に狭いコンタクトホールを高いアスペクト比で
形成するためのエッチング技術が要求されており、層間
絶縁膜として一般的に使用されているシリコン酸化膜
(SiO2 )をシリコン(Si)に対して高い選択比で
エッチングする技術が重要視されている。
2. Description of the Related Art With the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices, an etching technique for forming a very narrow contact hole with a high aspect ratio has been required, and silicon, which is generally used as an interlayer insulating film, has been required. A technique of etching an oxide film (SiO 2 ) with a high selectivity to silicon (Si) is regarded as important.

【0003】また、マイクロマシンを用いたセンサで
は、加速度センサや角速度センサ等、小型で高精度なセ
ンサが盛んに開発されている。センサの加工では、その
特性のばらつきを抑えるために寸法公差に高い精度が要
求されている。
[0003] As for sensors using a micromachine, small and high-precision sensors such as an acceleration sensor and an angular velocity sensor have been actively developed. In processing a sensor, high accuracy is required for dimensional tolerances in order to suppress variations in its characteristics.

【0004】これらの加工では、シリコンの酸化膜をエ
ッチングするするために、エッチングガスを処理室内に
導入するとともに、プラズマを発生させるリアクティブ
イオンエッチング(RIE)方法が用いられている。こ
の場合、使用するエッチングガスとしては、CX Y
ガスが一般的であり、最近では高い選択比と高エッチレ
ートが期待できるC4 8(オクタフルオロシクロブタ
ン)ガスが用いられてきている。
In these processes, a reactive ion etching (RIE) method is used in which an etching gas is introduced into a processing chamber and plasma is generated in order to etch a silicon oxide film. In this case, as an etching gas to be used, a C X F Y- based gas is generally used, and recently, a C 4 F 8 (octafluorocyclobutane) gas which can be expected to have a high selectivity and a high etch rate has been used. .

【0005】C4 8 ガスは、C/F比が大きく、シリ
コン上にデポジションを形成しやすいため、選択比を確
保しやすい特長がある。しかし、C4 8 ガス単体で
は、あまり利用されることは少ない。その理由は、C4
8 ガスは、デポの効果がエッチングの効果に比べて大
きいため、エッチレートが低かったり、ときにはエッチ
ングされないことがあるためである。
C 4 F 8 gas has a large C / F ratio and is easy to form a deposition on silicon, so that it has a feature that it is easy to secure a selectivity. However, C 4 F 8 gas alone is rarely used. The reason is that C 4
The reason for this is that the etching rate of the F 8 gas is lower than that of the F 8 gas compared to the etching effect, and the F 8 gas is sometimes not etched.

【0006】そこで、解離の際の過剰なデポ種であるC
+ を軽減させるために、通常はCO(一酸化炭素)ガ
スを添加している。また、COガスを用いずにO2 ガス
を添加するものもある(特開平9−129611号公報
参照)。
[0006] Therefore, C, which is an excessive depot species at the time of dissociation,
To reduce F + , CO (carbon monoxide) gas is usually added. In some cases, O 2 gas is added without using CO gas (see JP-A-9-129611).

【0007】また、その他の代表的なエッチングガスと
しては、過剰なフッ素ラジカルを還元する目的で、水素
原子が存在するCHF3 ガスが使われているが、このガ
スも単体で使用されることは少なく、エッチレートを上
げるために、CF4 ガスやAr(アルゴン)ガスとの混
合ガスとして用いられている。
As another typical etching gas, CHF 3 gas containing hydrogen atoms is used for the purpose of reducing excess fluorine radicals. However, this gas may not be used alone. It is used as a mixed gas with CF 4 gas or Ar (argon) gas to increase the etch rate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記したC4 8 ガス
にCOガスを添加するプロセスでは、有害なCOを用い
ているため、ガスの取扱いや排ガスの処理等に注意する
必要がある。また、C48 ガスにO2 ガスを添加する
ものでは、過剰なデポ種のCF+ を軽減させる効果は期
待できるが、選択比の悪化を招くフッ素ラジカルを除去
できないために、わずかのO2 ガスの添加で選択比が急
激に悪化するなど、制御性に難点がある。
In the above-described process of adding CO gas to C 4 F 8 gas, harmful CO is used, so care must be taken in handling gas and treating exhaust gas. In addition, in the case where O 2 gas is added to C 4 F 8 gas, an effect of reducing CF + of excess depot species can be expected, but a small amount of O 2 gas cannot be removed because fluorine radicals which cause deterioration of the selectivity cannot be removed. There are difficulties in controllability, such as the selection ratio sharply deteriorating due to the addition of two gases.

【0009】一方、CHF3 ガスを主に用いたプロセス
では、フッ素ラジカルは効果的に除去できるが、デポ種
であるCF+ の量がエッチング種のCF3 +に比べて相対
的に少なく、選択比を上げるのに限界があった。
On the other hand, in a process mainly using CHF 3 gas, fluorine radicals can be effectively removed, but the amount of CF + as a deposition species is relatively small as compared with CF 3 + as an etching species. There was a limit to raising the ratio.

【0010】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、有害なCOガスを用いることなく、制御性良
く、高い選択比を得るエッチング方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an etching method which can control a high selectivity without using a harmful CO gas.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、シリコン
に対して高い選択比を確保できるシリコン酸化膜のエッ
チングについて研究を行い、以下の知見を得るに至っ
た。
The present inventors have conducted research on the etching of a silicon oxide film which can ensure a high selectivity with respect to silicon, and have obtained the following findings.

【0012】一般的にシリコン酸化膜とシリコンのエッ
チレートは、プラズマ中に存在するフロロカーボンイオ
ン(CF+ 、CF2 +、CF3 +)の相対量と相関があり、
シリコン酸化膜のエッチレートは、CF3 +イオンが多い
ほど速く、またシリコンに関してはCF+ イオンが多く
なるほどデポが進行するため、エッチレートが低下す
る。すなわち、シリコン酸化膜のシリコンに対する選択
比を上げるためには、CF3 +イオンとCF+ イオンがと
もに増加する必要がある。なお、上記したフロロカーボ
ンイオンの分圧比は、質量分析器(Q−mass)を用
いて測定することができる。
Generally, the etch rate of a silicon oxide film and silicon is correlated with the relative amount of fluorocarbon ions (CF + , CF 2 + , CF 3 + ) present in plasma,
The etch rate of the silicon oxide film increases as the number of CF 3 + ions increases, and the deposition rate of silicon increases as the number of CF + ions increases, so that the etch rate decreases. That is, in order to increase the selectivity of the silicon oxide film with respect to silicon, it is necessary to increase both CF 3 + ions and CF + ions. The partial pressure ratio of the fluorocarbon ion can be measured using a mass spectrometer (Q-mass).

【0013】そこで、上記した従来のエッチングガスの
うち、選択比を上げるのに問題のある、CHF3 ガス、
CF4 ガスおよびArガスの混合ガス(CHF3 /CF
4 /Arガス)について、CF3 +イオンとCF+ イオン
の分圧を測定した。CHF3/CF4 /Arガスを平行
平板型エッチング装置に導入し、高周波を印加してプラ
ズマを発生させ、そのときに生成されるCF+ イオンと
CF3 +イオンの比率を測定した。このときの条件は、C
HF3 :250sccm、CF4 :12.5sccm、
Ar:250sccm、ガス圧0.1Torr、RFパ
ワー900Wとした。その結果、Arイオンの分圧を1
00%としたときのCF+ イオンとCF 3 +イオンの比率
は、それぞれ3.26%、7.63%であった。
Therefore, the conventional etching gas described above is used.
Among them, CHF, which has a problem in increasing the selectivity,Threegas,
CFFourGas and Ar gas mixture (CHFThree/ CF
Four/ Ar gas), CFThree +Ions and CF+ion
Was measured. CHFThree/ CFFour/ Ar gas in parallel
Introduced into a flat plate etching system,
CF is generated at the time+With ions
CFThree +The ratio of ions was measured. The condition at this time is C
HFThree: 250 sccm, CFFour12.5 sccm,
Ar: 250 sccm, gas pressure 0.1 Torr, RF power
And 900 W. As a result, the partial pressure of Ar ions is reduced to 1
CF assuming 00%+Ions and CF Three +Ion ratio
Was 3.26% and 7.63%, respectively.

【0014】次に、C4 8 ガスとCHF3 ガスのそれ
ぞれの利点を生かし、C4 8 ガス、CHF3 ガスおよ
びArガスの混合ガス(C4 8 /CHF3 /Arガ
ス)について、CF3 +イオンとCF+ イオンの分圧を測
定した。C4 8 /CHF3 /Arガスを上記と同様
に、平行平板型エッチング装置に導入し、高周波を印加
してプラズマを発生させ、そのときに生成されるCF+
イオンとCF3 +イオンの比率を測定した。このときの条
件は、C4 8 :30sccm、CHF3 :100sc
cm、Ar:300sccm、ガス圧0.1Torr、
RFパワー900Wとした。その結果、Arイオンの分
圧を100%としたときのCF+ イオンとCF3 +イオン
の比率は、それぞれ6.08%、11.61%であっ
た。従って、上記の従来のエッチングガスよりもCF3 +
イオンとCF+ イオンの分圧がともに増加し、シリコン
酸化膜のシリコンに対する選択比を上げることができ
る。
[0014] Next, utilizing the respective advantages of C 4 F 8 gas and CHF 3 gas, C 4 F 8 gas, the mixed gas of CHF 3 gas and Ar gas (C 4 F 8 / CHF 3 / Ar gas) And the partial pressures of CF 3 + ions and CF + ions were measured. C 4 F 8 / CHF 3 / Ar gas is introduced into the parallel plate type etching apparatus in the same manner as above, and a high frequency is applied to generate plasma, and CF + generated at that time is generated.
The ratio of ions to CF 3 + ions was measured. The conditions at this time are as follows: C 4 F 8 : 30 sccm, CHF 3 : 100 sc
cm, Ar: 300 sccm, gas pressure 0.1 Torr,
The RF power was 900 W. As a result, when the partial pressure of Ar ions was 100%, the ratios of CF + ions and CF 3 + ions were 6.08% and 11.61%, respectively. Therefore, CF 3 + is higher than the conventional etching gas.
The partial pressures of the ions and the CF + ions both increase, and the selectivity of the silicon oxide film to silicon can be increased.

【0015】さらに、上記のC4 8 /CHF3 /Ar
ガスにO2 を添加した混合ガスについて検討を行った。
このときの条件は、C4 8 :30sccm、CH
3 :100sccm、Ar:300sccm、O2
5sccm、ガス圧0.1Torr、RFパワー900
Wとした。その結果、Arイオンの分圧を100%とし
たときのCF+ イオンとCF3 +イオンの比率は、それぞ
れ4.73%、9.37%であった。
Further, the above C 4 F 8 / CHF 3 / Ar
A mixed gas in which O 2 was added to the gas was studied.
The conditions at this time are: C 4 F 8 : 30 sccm, CH
F 3 : 100 sccm, Ar: 300 sccm, O 2 :
5 sccm, gas pressure 0.1 Torr, RF power 900
W. As a result, when the partial pressure of Ar ions was 100%, the ratios of CF + ions and CF 3 + ions were 4.73% and 9.37%, respectively.

【0016】また、上記のC4 8 /CHF3 /Arガ
スにCF4を添加した混合ガスについて検討を行った。
このときの条件は、C4 8 :15sccm、CH
3 :100sccm、Ar:300sccm、C
4 :50sccm、ガス圧0.1Torr、RFパワ
ー900Wとした。その結果、Arイオンの分圧を10
0%としたときのCF+ イオンとCF3 +イオンの比率
は、それぞれ5.76%、15.17%であった。
Further, a mixed gas obtained by adding CF 4 to the above C 4 F 8 / CHF 3 / Ar gas was examined.
The conditions at this time are as follows: C 4 F 8 : 15 sccm, CH
F 3 : 100 sccm, Ar: 300 sccm, C
F 4 : 50 sccm, gas pressure: 0.1 Torr, and RF power: 900 W. As a result, the partial pressure of Ar ions is reduced to 10
The ratios of CF + ions and CF 3 + ions at 0% were 5.76% and 15.17%, respectively.

【0017】これらの結果より、C4 8 /CHF3
ArガスおよびそれにO2 またはCF4 を添加したエッ
チングガスでは、CHF3 /CF4 /Arガスに比べて
常にCF+ イオンとCF3 +イオンがともに上回り、高い
選択比のエッチングを行うことができる。なお、C4
8 /CHF3 /ArガスにO2 またはCF4 を添加する
ことにより、デポ種のCF+イオンとエッチング種のC
3 +イオンをバランスよく保つことができる。
From these results, C 4 F 8 / CHF 3 /
In an Ar gas and an etching gas to which O 2 or CF 4 is added, both CF + ions and CF 3 + ions always exceed CHF 3 / CF 4 / Ar gas, so that etching with a high selectivity can be performed. . Note that C 4 F
By adding O 2 or CF 4 to the 8 / CHF 3 / Ar gas, CF + ions of the deposition type and C + of the etching type are added.
F 3 + ions can be kept in a well-balanced manner.

【0018】本発明は上記検討を基になされたもので、
請求項1に記載のドライエッチング方法においては、C
4 8 ガス、CHF3 ガス、O2 ガスおよび希ガスの混
合ガスを用いてエッチングを行うことを特徴としてい
る。
The present invention has been made based on the above study,
In the dry etching method according to the first aspect,
The etching is performed using a mixed gas of 4 F 8 gas, CHF 3 gas, O 2 gas and rare gas.

【0019】このようにC4 8 ガスとCHF3 ガスの
混合ガスにO2 ガスを添加することで、デポ種のCF+
イオンとエッチング種のCF3 +イオンをバランスよく保
ち、制御性良く、高い選択比を得ることができる。
By adding the O 2 gas to the mixed gas of the C 4 F 8 gas and the CHF 3 gas as described above, CF +
The ions and the CF 3 + ions of the etching species are kept in a well-balanced state, and the controllability and high selectivity can be obtained.

【0020】この場合、請求項2に記載の発明のよう
に、C4 8 ガスとCHF3 ガスとO 2 ガスを3〜1
5:10〜50:1の割合とし、かつ希ガスの流量が総
ガス流量の60〜80%となるような混合ガスを用いる
のが好ましい。
[0020] In this case, as in the second aspect of the present invention,
And CFourF8Gas and CHFThreeGas and O Two3-1 gas
The ratio is 5:10 to 50: 1, and the flow rate of the rare gas is
Use a mixed gas that provides 60-80% of the gas flow rate
Is preferred.

【0021】また、請求項3に記載のドライエッチング
方法においては、C4 8 ガス、CHF3 ガス、CF4
ガスおよび希ガスの混合ガスを用いてエッチングを行う
ことを特徴としている。
Further, in the dry etching method according to the third aspect, C 4 F 8 gas, CHF 3 gas, CF 4
The etching is performed using a mixed gas of a gas and a rare gas.

【0022】この発明においても、デポ種のCF+ イオ
ンとエッチング種のCF3 +イオンをバランスよく保ち、
制御性良く、高い選択比を得ることができる。
Also in the present invention, CF + ions of the depot type and CF 3 + ions of the etching type are maintained in a well-balanced state.
A high selectivity can be obtained with good controllability.

【0023】この場合、請求項4に記載の発明のよう
に、C4 8 ガスとCHF3 ガスとCF4 ガスを1〜1
0:2〜20:1の割合とし、かつ希ガスの流量が総ガ
ス流量の60〜80%となるような混合ガスを用いるの
が好ましい。
In this case, the C 4 F 8 gas, the CHF 3 gas, and the CF 4 gas are 1 to 1 as in the fourth aspect of the present invention.
It is preferable to use a mixed gas having a ratio of 0: 2 to 20: 1 and a flow rate of the rare gas of 60 to 80% of the total gas flow rate.

【0024】なお、上記した希ガスとしては、Arガス
の他、He(ヘリウム)ガス、Xe(キセノン)ガス、
Kr(クリプトン)ガス、Ne(ネオン)ガスなどを用
いることができる。
As the rare gas, in addition to Ar gas, He (helium) gas, Xe (xenon) gas,
Kr (krypton) gas, Ne (neon) gas, or the like can be used.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は、本実施形態にかかるエッ
チング方法を実施するために用いたエッチング装置1の
断面を示している。
FIG. 1 shows a cross section of an etching apparatus 1 used for carrying out an etching method according to the present embodiment.

【0026】このエッチング装置1における処理室2
は、例えば酸化アルマイト処理されたアルミニウムなど
から構成されており、処理室2は対向電極4とともに接
地線を介して接地されている。また、処理室2には、高
周波電源5により例えば13.56MHzの高周波電力
が印加されかつウェハが設置される下部電極3と、それ
に平行でかつ反応ガスを等間隔にシャワー状に流すこと
が可能なガスの供給孔を持つ対向電極4が設置されてい
る。また、下部電極3、対向電極4は、冷却水または必
要に応じてチラー等で温度制御された温水を循環させる
ことによって電極の必要以上の温度上昇を防ぐととも
に、堆積物の付着を低減させる構造となっている。
The processing chamber 2 in the etching apparatus 1
Is made of, for example, aluminum that has been subjected to anodized aluminum oxide, and the processing chamber 2 is grounded together with the counter electrode 4 via a ground wire. Further, a high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied from the high frequency power supply 5 to the processing chamber 2, and the lower electrode 3 on which the wafer is installed and the reaction gas parallel to the lower electrode 3 can be flowed at equal intervals in a shower shape. A counter electrode 4 having a gas supply hole is provided. The lower electrode 3 and the counter electrode 4 are structured to circulate cooling water or hot water whose temperature is controlled by a chiller or the like as necessary to prevent an unnecessary rise in temperature of the electrodes and to reduce adhesion of deposits. It has become.

【0027】エッチング処理するウェハ6a、6b、6
cは、下部電極3上に同時に複数枚設置される構造にな
っている。
Wafers 6a, 6b, 6 to be etched
“c” has a structure in which a plurality of sheets are simultaneously provided on the lower electrode 3.

【0028】また、処理室2にはガス導入口31が設け
られており、このガス導入口31にガス導入管32、バ
ルブ33が接続されている。ガス供給源42、43、4
4、45からのガスは、流量調節のためのマスフローコ
ントローラ38、39、40、41を介し、さらにバル
ブ34、35、36、37を介して、ガス導入管32に
それぞれ供給される。
The processing chamber 2 is provided with a gas inlet 31, and a gas inlet pipe 32 and a valve 33 are connected to the gas inlet 31. Gas supply sources 42, 43, 4
The gases from 4 and 45 are supplied to gas introduction pipes 32 via mass flow controllers 38, 39, 40 and 41 for flow control, and via valves 34, 35, 36 and 37, respectively.

【0029】この実施形態では、ガス供給源42にC4
8 ガスが供給され、ガス供給源43にCHF3 ガスが
供給され、ガス供給源44にO2 ガス(もしくはCF4
ガス)が供給され、ガス供給源45には、Arガスが供
給されるようになっている。
In this embodiment, C 4 is supplied to the gas supply source 42.
An F 8 gas is supplied, a CHF 3 gas is supplied to a gas supply source 43, and an O 2 gas (or CF 4 gas) is supplied to a gas supply source 44.
Gas), and an Ar gas is supplied to the gas supply source 45.

【0030】一方、処理室2の下部には、排気管51が
接続されており、この排気管51を通じて真空ポンプ5
2等の真空引き手段によって減圧し、ガス供給源42〜
45からガスを供給した状態で、処理室2内を例えば数
10mTorr〜1Torr程度の真空度に保持できる
ようになっている。
On the other hand, an exhaust pipe 51 is connected to a lower portion of the processing chamber 2, and a vacuum pump 5 is connected through the exhaust pipe 51.
The pressure is reduced by evacuation means such as 2 and the gas supply sources 42 to
With the gas supplied from 45, the inside of the processing chamber 2 can be maintained at a degree of vacuum of, for example, several tens mTorr to 1 Torr.

【0031】上記したエッチング装置1において、バル
ブ34、35、36、37、32を開状態にすることに
より、ガス供給源42、43、44、45からのそれぞ
れのガスが、マスフローコントローラ38、39、4
0、41により流量調整されてガス導入管32に混合し
て供給される。この混合ガスは、対向電極4から、下部
電極3の上に設置されたウェハ6a、6b、6cにシャ
ワー状に供給される。また、処理室2内が真空ポンプ5
2により数10mTorr〜1Torr程度の真空度に
保持される。そして、下部電極3に高周波電力を印加す
ることにより、下部電極3と対向電極4の間にプラズマ
が生起され、ウェハ6a、6b、6cがエッチングされ
る。なお、ウェハ6a、6b、6cは、シリコンの上に
シリコン酸化膜が形成されたものとなっており、そのシ
リコン酸化膜が上記したエッチングにより選択的にエッ
チングされる。
In the above-described etching apparatus 1, by opening the valves 34, 35, 36, 37 and 32, the gases from the gas supply sources 42, 43, 44 and 45 are supplied to the mass flow controllers 38 and 39, respectively. , 4
The flow rate is adjusted by 0 and 41, and the mixed gas is supplied to the gas introduction pipe 32. This mixed gas is supplied from the counter electrode 4 to the wafers 6a, 6b, 6c placed on the lower electrode 3 in a shower shape. Further, the inside of the processing chamber 2 is a vacuum pump 5.
Due to 2, the vacuum degree is maintained at several tens mTorr to about 1 Torr. Then, by applying high-frequency power to the lower electrode 3, plasma is generated between the lower electrode 3 and the counter electrode 4, and the wafers 6a, 6b, 6c are etched. The wafers 6a, 6b, and 6c have a silicon oxide film formed on silicon, and the silicon oxide film is selectively etched by the above-described etching.

【0032】次に、上記したエッチングに用いるそれぞ
れのガスの流量を設定するための実験結果について説明
する。
Next, experimental results for setting the flow rates of the respective gases used for the above-described etching will be described.

【0033】[0033]

【実施例】(実施例1)上記したエッチング装置1を用
い、エッチングプロセスに用いるガスに、C48 /C
HF3 /O2 /Arの混合ガスを使用し、C4 8 ガス
の流量を30sccm、CHF3 ガスの流量を100s
ccm、Arガスの流量を300sccmとし、処理室
2内の真空度を0.1Torrに保持した状態で、高周
波電力を900W投入し、O2 ガスの流量を変化させた
ときのエッチレート(シリコン酸化膜のエッチレート)
と選択比(シリコン酸化膜とシリコンの選択比)を調べ
た。その結果を図2のグラフに示す。この図2によれ
ば、O2 ガスの流量の増加とともにエッチレートが上が
り、O2 ガスの流量が2〜5sccmの間で選択比が∞
となることがわかる。
(Embodiment 1) Using the etching apparatus 1 described above, the gas used for the etching process was C 4 F 8 / C
Using a mixed gas of HF 3 / O 2 / Ar, the flow rate of C 4 F 8 gas is 30 sccm, and the flow rate of CHF 3 gas is 100 s
An etch rate (silicon oxide) when the flow rate of the O 2 gas was changed by applying high-frequency power of 900 W while maintaining the processing chamber 2 at a vacuum of 0.1 Torr while the flow rate of the Ar gas was 300 sccm and the flow rate of the Ar gas was 300 cm. Film etch rate)
And the selectivity (selectivity between silicon oxide film and silicon) were examined. The results are shown in the graph of FIG. According to FIG. 2, the etch rate increases with the increase of the flow rate of O 2 gas, the selection ratio between the flow rate is 2~5sccm of O 2 gas is ∞
It turns out that it becomes.

【0034】また、CHF3 ガスの流量を100scc
m、O2ガスの流量を5sccm、Arガスの流量を3
00sccmとし、処理室2内の真空度を0.1Tor
rに保持した状態で、高周波電力を900W投入し、C
4 8 ガスの流量を変化させたときの工ッチレートと選
択比を調べた。その結果を図3のグラフに示す。この図
3によれば、C4 8 ガスの流量が15〜30sccm
の間で選択比が∞となることがわかる。
The flow rate of the CHF 3 gas is set to 100 scc.
m, the flow rate of O 2 gas is 5 sccm, and the flow rate of Ar gas is 3
00 sccm, and the degree of vacuum in the processing chamber 2 is 0.1 Torr.
r, 900 W of high frequency power is applied, and C
4 F 8 was examined Engineering Tchireto the selection ratio when changing the flow rate of the gas. The results are shown in the graph of FIG. According to FIG. 3, the flow rate of the C 4 F 8 gas is 15 to 30 sccm.
It can be seen that the selection ratio becomes Δ between.

【0035】次に、C4 8 ガスの流量を30scc
m、O2 ガスの流量を5sccm、Arガスの流量を3
00sccmとし、処理室2内の真空度を0.1Tor
rに保持した状態で、高周波電力を900W投入し、C
HF3 ガスの流量を変化させたときのエッチレートと選
択比を調べた。その結果を図4のグラフに示す。この図
4によれば、CHF3 ガスの流量を増加させると最初は
選択比が低いが、50sccmを越えると急激に高くな
り、100sccmで選択比が∞となる。
Next, the flow rate of the C 4 F 8 gas is set to 30 scc.
m, the flow rate of O 2 gas is 5 sccm, and the flow rate of Ar gas is 3
00 sccm, and the degree of vacuum in the processing chamber 2 is 0.1 Torr.
r, 900 W of high frequency power is applied, and C
The etch rate and the selectivity when the flow rate of the HF 3 gas was changed were examined. The results are shown in the graph of FIG. According to FIG. 4, the selectivity is initially low when the flow rate of the CHF 3 gas is increased, but rapidly increases when the flow rate exceeds 50 sccm, and becomes 急 激 at 100 sccm.

【0036】以上の実験結果を基になされた本発明者ら
の考察によれば、C4 8 ガスとCHF3 ガスとO2
スを3〜15:10〜50:1の割合とし、かつArガ
スの流量が総ガス流量の60〜80%となるような混合
ガスを用いれば、下地のシリコンに対して非常に高い選
択比を確保しながら、制御良くシリコン酸化膜をエッチ
ングすることができる。 (実施例2)上記したエッチング装置1を用い、エッチ
ングプロセスに用いるガスに、C48 /CHF3 /C
4 /Arの混合ガスを使用し、C4 8 ガスの流量を
30sccm、CHF3 ガスの流量を100sccm、
Arガスの流量を300sccmとし、処理室2内の真
空度を0.1Torrに保持した状態で、高周波電力を
900W投入し、CF4 ガスの流量を変化させたときの
エッチレートと選択比を調べた。その結果を図5のグラ
フに示す。この図5によれば、CF4 ガスの流量の増加
とともにエッチレートが上がり、CF4 流量が50sc
cmで選択比が∞となることがわかる。
According to the study of the present inventors based on the above experimental results, the ratio of C 4 F 8 gas, CHF 3 gas and O 2 gas is 3-15: 10-10: 1, and When a mixed gas in which the flow rate of the Ar gas is 60 to 80% of the total gas flow rate is used, the silicon oxide film can be etched with good control while securing a very high selectivity to the underlying silicon. . (Embodiment 2) Using the etching apparatus 1 described above, the gas used in the etching process was C 4 F 8 / CHF 3 / C
Using a mixed gas of F 4 / Ar, the flow rate of C 4 F 8 gas is 30 sccm, the flow rate of CHF 3 gas is 100 sccm,
With the flow rate of Ar gas set to 300 sccm and the degree of vacuum in the processing chamber 2 kept at 0.1 Torr, high-frequency power was applied at 900 W, and the etch rate and selectivity when the flow rate of CF 4 gas was changed were examined. Was. The results are shown in the graph of FIG. According to FIG. 5, the etch rate increases as the flow rate of the CF 4 gas increases, and the CF 4 flow rate becomes 50 sc.
It can be seen that the selectivity becomes Δ in cm.

【0037】また、CHF3 ガスの流量を100scc
m、CF4 流量を50sccm、Arガスの流量を30
0sccmとし、処理室2内の真空度を0.1Torr
に保持した状態で、高周波電力を900W投入し、C4
8 ガスの流量を変化させたときの工ッチレートと選択
比を調べた。その結果を図6のグラフに示す。この図6
によれば、C4 8 ガスの流量が15〜30sccmの
間で選択比が∞となることがわかる。
The flow rate of CHF 3 gas is set to 100 scc.
m, CF 4 flow rate 50 sccm, Ar gas flow rate 30
0 sccm, and the degree of vacuum in the processing chamber 2 is 0.1 Torr.
, While supplying 900 W of high frequency power, and C 4
F 8 was examined Engineering Tchireto the selection ratio when changing the flow rate of the gas. The results are shown in the graph of FIG. This figure 6
According to the graph, the selectivity becomes ∞ when the flow rate of the C 4 F 8 gas is between 15 and 30 sccm.

【0038】以上の実験結果を基になされた本発明者ら
の考察によれば、C4 8 ガスとCHF3 ガスとCF4
ガスを1〜10:2〜20:1の割合とし、かつArガ
スの流量が総ガス流量の60〜80%となるような混合
ガスを用いれば、下地のシリコンに対して非常に高い選
択比を確保しながら、制御良くシリコン酸化膜をエッチ
ングすることができる。
According to the study of the present inventors based on the above experimental results, C 4 F 8 gas, CHF 3 gas and CF 4
If the gas is mixed at a ratio of 1 to 10: 2 to 20: 1 and the flow rate of the Ar gas is 60 to 80% of the total gas flow rate, a very high selectivity to the underlying silicon is obtained. , The silicon oxide film can be etched with good control.

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

【図1】本発明の実施形態に用いたエッチング装置の断
面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of an etching apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】エッチングプロセスに用いるガスとしてC4
8 /CHF3 /O2 /Arの混合ガスを使用し、O2
ス流量を変化させたときのエッチレートと選択比を示す
グラフである。
FIG. 2 shows C 4 F as a gas used in the etching process.
9 is a graph showing an etch rate and a selectivity when an O 2 gas flow rate is changed using a mixed gas of 8 / CHF 3 / O 2 / Ar.

【図3】エッチングプロセスに用いるガスとしてC4
8 /CHF3 /O2 /Arの混合ガスを使用し、C4
8 ガス流量を変化させたときのエッチレートと選択比を
示すグラフである。
FIG. 3 shows C 4 F as a gas used in the etching process.
8 / CHF 3 / O 2 / Ar mixed gas and C 4 F
8 is a graph showing an etch rate and a selectivity when changing a gas flow rate.

【図4】エッチングプロセスに用いるガスとしてC4
8 /CHF3 /O2 /Arの混合ガスを使用し、CHF
3 ガス流量を変化させたときのエッチレートと選択比を
示すグラフである。
FIG. 4 shows C 4 F as a gas used in the etching process.
8 / CHF 3 / O 2 / Ar mixed gas
3 is a graph showing an etch rate and a selectivity when changing a gas flow rate.

【図5】エッチングプロセスに用いるガスとしてC4
8 /CHF3 /CF4 /Arの混合ガスを使用し、CF
4 ガス流量を変化させたときのエッチレートと選択比を
示すグラフである。
FIG. 5 shows C 4 F as a gas used in the etching process.
8 / CHF 3 / CF 4 / Ar mixed gas
4 is a graph showing an etch rate and a selectivity when changing a gas flow rate.

【図6】エッチングプロセスに用いるガスとしてC4
8 /CHF3 /CF4 /Arの混合ガスを使用し、C4
8 ガス流量を変化させたときのエッチレートと選択比
を示すグラフである。
FIG. 6 shows C 4 F as a gas used in the etching process.
8 / CHF 3 / CF 4 / Ar mixed gas and C 4
5 is a graph showing an etch rate and a selectivity when the F 8 gas flow rate is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エッチング装置、2…処理室、3…下部電極、4…
上部電極、5…高周波電源、6…ウェハ、31…ガス導
入口、32…ガス導入管、33、34、35、36、3
7…バルブ、38、39、40、41…マスフローコン
トローラ、42、43、44、45…ガス供給源、51
…排気管、52…真空ポンプ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Etching apparatus, 2 ... Processing chamber, 3 ... Lower electrode, 4 ...
Upper electrode, 5 ... High frequency power supply, 6 ... Wafer, 31 ... Gas inlet, 32 ... Gas inlet pipe, 33,34,35,36,3
7 valves, 38, 39, 40, 41 ... mass flow controllers, 42, 43, 44, 45 ... gas supply sources, 51
... exhaust pipe, 52 ... vacuum pump.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 頼永 宗男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 深田 毅 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4K057 DA13 DB06 DD01 DE06 DE08 DE14 DE20 DG07 DM02 DN01 5F004 AA05 BA04 BB13 BB25 BC03 CB04 DA00 DA01 DA16 DA22 DA23 DA26 DB03 EB01 EB03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Muneo Yorinaga, 14, Iwatani, Shimowakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Prefecture Inside Japan Automotive Parts Research Institute (72) Inventor, Takeshi Fukada 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture F-term in DENSO Corporation (reference) 4K057 DA13 DB06 DD01 DE06 DE08 DE14 DE20 DG07 DM02 DN01 5F004 AA05 BA04 BB13 BB25 BC03 CB04 DA00 DA01 DA16 DA22 DA23 DA26 DB03 EB01 EB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C4 8 ガス、CHF3 ガス、O2 ガス
および希ガスの混合ガスを用いてエッチングを行うこと
を特徴とするドライエッチング方法。
1. A dry etching method, wherein etching is performed using a mixed gas of a C 4 F 8 gas, a CHF 3 gas, an O 2 gas and a rare gas.
【請求項2】 前記C4 8 ガスと前記CHF3 ガスと
前記O2 ガスを3〜15:10〜50:1の割合とし、
かつ前記希ガスの流量が総ガス流量の60〜80%とな
るような混合ガスを用いることを特徴とする請求項1に
記載のドライエッチング方法。
2. The method according to claim 1, wherein the C 4 F 8 gas, the CHF 3 gas, and the O 2 gas are in a ratio of 3 to 15:10 to 50: 1.
The dry etching method according to claim 1, wherein a mixed gas is used such that the flow rate of the rare gas is 60 to 80% of the total gas flow rate.
【請求項3】 C4 8 ガス、CHF3 ガス、CF4
スおよび希ガスの混合ガスを用いてエッチングを行うこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
3. A dry etching method, wherein etching is performed using a mixed gas of C 4 F 8 gas, CHF 3 gas, CF 4 gas and a rare gas.
【請求項4】 前記C4 8 ガスと前記CHF3 ガスと
前記CF4 ガスを1〜10:2〜20:1の割合とし、
かつ前記希ガスの流量が総ガス流量の60〜80%とな
るような混合ガスを用いることを特徴とする請求項3に
記載のドライエッチング方法。
4. A method according to claim 1, wherein said C 4 F 8 gas, said CHF 3 gas, and said CF 4 gas are in a ratio of 1-10: 2-20: 1,
The dry etching method according to claim 3, wherein a mixed gas is used such that the flow rate of the rare gas is 60 to 80% of the total gas flow rate.
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