JP2003059908A - Method of etching oxide film - Google Patents
Method of etching oxide filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造分
野等において適用される酸化膜のエッチング方法に関
し、特にビアホールエッチングにおけるホールの形状不
良やそれによる電気抵抗の増加を抑制することが可能な
酸化膜のエッチング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide film etching method applied in the field of semiconductor device manufacturing, and more particularly to an oxidation method capable of suppressing a defective shape of a hole in via hole etching and an increase in electric resistance due to the defect. The present invention relates to a film etching method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば半導体素子の代表的な絶縁
材料であるシリコン酸化膜にビアホールをプラズマ雰囲
気中でエッチングする場合、使用するエッチングガスと
して、Ｈ2を添加したＣＦ4＋Ｈ2の混合ガスや、ＣＨＦ3
＋ＣＯの混合ガスなどのＨ結合を有するＣＨxＦy系ガス
とＣＯ2、ＣＯとの混合ガスが多く用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, when a via hole is etched in a plasma atmosphere in a silicon oxide film which is a typical insulating material of a semiconductor device, a mixed gas of CF 4 + H 2 containing H 2 is used as an etching gas. Or CHF 3
A mixed gas of a CH x F y based gas having an H bond such as a mixed gas of + CO and CO 2 or CO is often used.
【０００３】例えば、ＣＨＦ3＋ＣＯの混合ガスを用い
た場合、対Ｓｉにおける選択比（Ｓｉ基板のエッチング
レートに対するその上に形成されたＳｉＯ2膜のエッチ
ングレート比）は、５０という高い値が得られている。
また、対多結晶シリコン膜（例えばポリＳｉ基板）にお
ける選択比でも約５０という高い値が得られている。For example, when a mixed gas of CHF 3 + CO is used, a high selection ratio of 50 with respect to Si (the etching rate ratio of the SiO 2 film formed on the etching rate of the Si substrate) is obtained. Has been.
In addition, a high selection ratio of about 50 is obtained for a polycrystalline silicon film (for example, a poly-Si substrate).
【０００４】しかしながら、このようなガスを用いた場
合、対ＳｉやポリＳｉにおける選択比は高いものの、下
地がそれ以外の材質、例えばＳｉＮ（シリコンナイトラ
イド）や金属（例えばＡｌ、ＴｉＮなど）である場合に
は選択比が極端に低下してしまうという問題があった。However, when such a gas is used, the underlayer is made of another material such as SiN (silicon nitride) or metal (for example, Al, TiN, etc.), although the selection ratio for Si or polySi is high. In some cases, there was a problem that the selection ratio was extremely lowered.
【０００５】例えばエッチングガスとしてＣＨＦ3＋Ｃ
Ｏの混合ガスを使用した場合、対ＳｉＮにおける選択比
はわずかに１．０程度しか得られず、対Ａｌにおける選
択比でも４．０程度しか得られなかった。すなわち、Ｈ
を含むエッチングガスを使用し、下地がＳｉＮで、フッ
素ガス系のプラズマ雰囲気中でエッチングを行った場
合、
ＳｉＮ＋ＣＦＸ＋＋Ｈ＋→ＳｉＦＸ↑＋ＮＨＸ↑＋ＨＣ
Ｎ↑＋ＮＨＸＦ↑
という反応を起こし、下地のＳｉＮに対してもエッチン
グが進行してしまい、対ＳｉＮにおける選択比の低下を
招いていた。For example, CHF 3 + C is used as an etching gas.
When the mixed gas of O was used, the selection ratio with respect to SiN was only about 1.0, and the selection ratio with respect to Al was only about 4.0. That is, H
When etching is performed in a fluorine gas-based plasma atmosphere using an etching gas containing SiN, SiN + CFX ++ H + → SiFX ↑ + NHX ↑ + HC
A reaction of N ↑ + NHXF ↑ occurs, and etching proceeds even to the underlying SiN, resulting in a decrease in the selection ratio with respect to SiN.
【０００６】一方、半導体素子のさらなる微細化に伴
い、隣接するゲート（ポリシリコン）どうしの間隔が近
年益々小さくなってきている。このため、コンタクトホ
ール開口形成によるリソグラフィーの寸法精度がますま
す要求されるようになってきているが、従来のエッチン
グガスを用いる場合では、その精度に限界があった。On the other hand, with the further miniaturization of semiconductor devices, the distance between adjacent gates (polysilicon) has become smaller and smaller in recent years. Therefore, the dimensional accuracy of lithography by forming a contact hole opening is increasingly required, but the accuracy is limited when the conventional etching gas is used.
【０００７】すなわち、従来のエッチングガスでは、微
細な間隔のゲートに関連してセルファラインコンタクト
ホールをエッチングにより形成するときに、酸化膜（Ｓ
ｉＯ 2）と、ポリシリコンゲートを覆う窒化膜（Ｓｉ3Ｎ
4）とを厳密に選択してエッチングを行うことが難しか
った。また、エッチング後の反応生成物、例えばフッ化
アルミニウム系化合物（ＡＩＦｘ系）がコンタクトホー
ル側壁に付着するため、エッチング処理後の工程、例え
ばアッシング処理や洗浄処理等の工程において付着物
（フェンスやクラウンと一般に呼ばれている）を除去す
る必要があり、しかもそれを除去することは非常に困難
であった。That is, in the conventional etching gas,
Self-aligned contacts in relation to closely spaced gates
When forming holes by etching, oxide film (S
iO 2) And a nitride film (Si3N
Four) It is difficult to perform etching by strictly selecting and
It was. In addition, a reaction product after etching, for example, fluorination
Aluminum compound (AIFx type) is contact ho
Since it adheres to the side wall of the tool, the process after the etching process, eg
For example, ashing treatment or cleaning treatment
Remove (commonly called a fence or crown)
Need to be removed and it is very difficult to remove
Met.
【０００８】このような問題に対して、特開平６−３３
８４７９号公報では、処理室内に処理ガスを導入して、
処理室内の被処理体に対してエッチングを行う方法にお
いて、処理ガスとして、Ｈを含まない少なくとも４族と
７族の元素を含有するガスとＣＯとを含むエッチングガ
スを用いる方法が提案されている［図５（ｃ）］。この
方法によれば、Ｈを含まないエッチングガスを使用して
いるので、上記反応式のようなＮＨＸを生成する反応は
起こらない。すなわち、ＳｉＮ膜のＮと反応するＨがな
いので、酸化膜と下地との選択比が向上する。また、エ
ッチングガスはＣＯを含んでいるから、下地には下地と
は反応しないカーボンリッチな保護膜が形成される。そ
の結果、例えばエッチングガス成分として７族の元素と
フッ素(Ｆ)を用いた場合、保護膜がフッ素等の下地への
付着を防止し、そのブロッキング効果によって下地のエ
ッチングレートを低下させることにより、酸化膜と下地
との選択比が大幅に向上する。With respect to such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 6-33
In Japanese Patent No. 8479, a processing gas is introduced into the processing chamber,
In the method of etching the object to be processed in the processing chamber, there has been proposed a method of using, as the processing gas, an etching gas containing CO and a gas containing at least elements of Groups 4 and 7 that do not contain H. [FIG.5 (c)]. According to this method, since the etching gas containing no H is used, the reaction for generating NHX as in the above reaction formula does not occur. That is, since there is no H that reacts with N of the SiN film, the selection ratio between the oxide film and the base is improved. Further, since the etching gas contains CO, a carbon-rich protective film that does not react with the base is formed on the base. As a result, for example, when a Group 7 element and fluorine (F) are used as the etching gas component, the protective film prevents adhesion of fluorine or the like to the underlayer, and the blocking effect reduces the etching rate of the underlayer, The selection ratio between the oxide film and the base is greatly improved.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、酸化膜
と下地との選択比を確保するという点では、改善がなさ
れてきているが、ビアホールの形状不良やそれによる電
気抵抗の増加に関してはまだ問題が残っている。すなわ
ち、半導体集積回路の微細化によるプラズマの高密度化
や、層間絶縁膜材料としての酸化膜の多様化によって、
プロセスに固有の問題が生じている。例えば、フッ素を
含有するシリコン酸化膜（以下、「ＦＳＧ膜」という）
にビアホールを形成する場合には、ホール底部において
急激にホール径が減少するような形状不良が発生し、得
られる半導体装置の電気抵抗が増大するという問題があ
った。また、下地に対する酸化膜の選択比が低くなるた
め下地もエッチングされてしまうという問題があった。As described above, improvements have been made in terms of ensuring the selection ratio between the oxide film and the underlayer, but regarding the defective shape of the via hole and the increase in electrical resistance due to the defect. There are still problems. That is, due to the high density of plasma due to the miniaturization of semiconductor integrated circuits and the diversification of oxide films as interlayer insulating film materials,
There are process-specific problems. For example, a silicon oxide film containing fluorine (hereinafter referred to as "FSG film")
When forming a via hole, there is a problem that a shape defect such that the hole diameter sharply decreases at the bottom of the hole and the electric resistance of the obtained semiconductor device increases. In addition, the selection ratio of the oxide film with respect to the base becomes low, so that the base is also etched.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】以上のような問題に対し
て、本発明者は、エッチングガスにＣ5Ｆ8ガス及びＣＯ
ガスを含み、ＣＯガスの流量を特定することにより、低
エネルギーフッ素成分がホール側壁に付着するのを抑制
し、かつ酸化膜と下地との選択比を高く維持できること
を見出し、本発明を完成するに至った。In order to solve the above problems, the present inventor has proposed that the etching gas is C 5 F 8 gas and CO.
By including the gas and specifying the flow rate of the CO gas, it was found that the low energy fluorine component can be prevented from adhering to the side wall of the hole, and the selection ratio between the oxide film and the underlayer can be maintained at a high level, and the present invention is completed. Came to.
【００１１】かくして本発明によれば、Ｃ5Ｆ8ガスとＣ
Ｏガスとを含むエッチングガスを用い、このエッチング
ガスをプラズマ状態にして基板上の酸化膜をエッチング
するにあたり、ＣＯガスの流量を２０〜９０ｓｃｃｍに
することを特徴とする酸化膜のエッチング方法が提供さ
れる。Thus, according to the present invention, C 5 F 8 gas and C
An etching method for an oxide film is provided, which comprises using an etching gas containing O gas, and setting the flow rate of the CO gas to 20 to 90 sccm when etching the oxide film on the substrate by making the etching gas into a plasma state. To be done.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１を用いて実
施態様を挙げて説明するが、本発明はこれにより限定さ
れるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto.
【００１３】実施態様
＜被エッチング体の製作＞先ず、予め素子分離膜２、ソ
ース・ドレイン領域３及びゲート電極４が形成された基
板1上に層間絶縁膜５を形成する。なお、基板は、通
常、半導体装置を製造するために使用される全ての基板
を用いることができ、例えばＳｉ、Ｇｅ等の元素半導体
基板、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、シリコンゲルマニウム等の
化合物半導体基板、ガラス基板、プラスチック基板等が
挙げられる。中でも本発明の効果が顕著であることか
ら、Ｓｉ基板が好ましい。Embodiment <Production of Etching Object> First, an interlayer insulating film 5 is formed on a substrate 1 on which an element isolation film 2, a source / drain region 3 and a gate electrode 4 are formed in advance. As the substrate, all substrates usually used for manufacturing a semiconductor device can be used, for example, elemental semiconductor substrates such as Si and Ge, compound semiconductor substrates such as GaAs, ZnSe, and silicon germanium, and glass substrates. , Plastic substrates and the like. Above all, the Si substrate is preferable because the effect of the present invention is remarkable.
【００１４】また、層間絶縁膜５としては、例えばＳｉ
Ｎ膜、ＳｉＯ2膜、ＳｉＯＦ系膜、ＳｉＯＣ系膜等が挙
げられる。層間絶縁膜５の形成方法は、その材料に併せ
て適宜選択されるが、例えば熱酸化法、ＣＶＤ法、スパ
ッタリング法、蒸着法等が挙げられる。As the interlayer insulating film 5, for example, Si
Examples thereof include N film, SiO 2 film, SiOF based film, and SiOC based film. The method for forming the interlayer insulating film 5 is appropriately selected according to the material thereof, and examples thereof include a thermal oxidation method, a CVD method, a sputtering method, and a vapor deposition method.
【００１５】次に、層間絶縁膜５上の所定の位置に配線
層７を形成する。配線層７は、例えばＣＶＤ法、スパッ
タリング法、蒸着法等によって層間絶縁膜５上全面に導
電性膜を形成し、次いでフォトリソグラフィー及びエッ
チング工程によって所望の形状にパターニングすること
で形成される。導電性膜を構成する材料としては、例え
ば、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の金属や、チタ
ン、ＴｉＮ、タンタル、タングステン等の高融点金属
や、高融点金属とのシリサイド又はポリサイドや、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の透明性導電体等などが挙げら
れる。中でも本発明の効果が顕著であることから、Ｔｉ
Ｎが好ましい。なお、配線層７の下には適宜コンタクト
プラグ６が形成される。Next, the wiring layer 7 is formed at a predetermined position on the interlayer insulating film 5. The wiring layer 7 is formed by forming a conductive film on the entire surface of the interlayer insulating film 5 by, for example, a CVD method, a sputtering method, an evaporation method, or the like, and then patterning it into a desired shape by a photolithography and etching process. Examples of the material forming the conductive film include metals such as gold, platinum, silver, copper, and aluminum, refractory metals such as titanium, TiN, tantalum, and tungsten; silicides or polycides with refractory metals; IT
Examples thereof include transparent conductors such as O, SnO 2 , and ZnO. Above all, since the effect of the present invention is remarkable, Ti
N is preferred. A contact plug 6 is appropriately formed under the wiring layer 7.
【００１６】次に、配線層７上に酸化膜８を形成する。
酸化膜８としては、シリコン酸化膜、フッ素を含有する
シリコン酸化膜（ＦＳＧ膜）、リンを含有するシリコン
酸化膜（ＰＳＧ膜）、ボロンを含有するシリコン酸化膜
（ＢＳＧ）、ボロンとリンを含有するシリコン酸化物
（ＢＰＳＧ膜）等が挙げられる。中でも本発明の効果が
顕著であることからＦＳＧ膜が好ましい。次に、酸化膜
８上にレジスト層９を形成し、フォトリソグラフィーに
より所定の位置にビアホールパターン１０を形成する。Next, an oxide film 8 is formed on the wiring layer 7.
As the oxide film 8, a silicon oxide film, a silicon oxide film containing fluorine (FSG film), a silicon oxide film containing phosphorus (PSG film), a silicon oxide film containing boron (BSG), containing boron and phosphorus. A silicon oxide (BPSG film) or the like is used. Among them, the FSG film is preferable because the effect of the present invention is remarkable. Next, a resist layer 9 is formed on the oxide film 8 and a via hole pattern 10 is formed at a predetermined position by photolithography.
【００１７】＜酸化膜のエッチング＞次に、上記の工程
で得られたウエーハを２周波式容量結合プラズマエッチ
ング装置の電極上にセットする。この電極は冷却配管を
内蔵し、装置外部に設置されるチラー等の冷却設備から
冷却配管へ適当な冷媒を供給循環させることにより、装
置中のウエーハを所定の温度に維持できるようになって
いる。この実施態様では、電極が２０℃に推持されるよ
うにする。なお、エッチング装置としては、２周波式容
量結合プラズマエッチング装置に限定されることなく、
他にもマグネトロンＲＩＥ装置、平行平板型プラズマ装
置、平行平板型ＲＩＥ装置、ＥＣＲ型プラズマ装置など
を用いることができる。中でも本発明の効果が顕著であ
ることから、２周波式容量結合プラズマエッチング装置
を用いるのが好ましい。<Etching of Oxide Film> Next, the wafer obtained in the above process is set on the electrodes of a dual frequency capacitively coupled plasma etching apparatus. This electrode has a built-in cooling pipe, and by supplying and circulating an appropriate refrigerant from a cooling device such as a chiller installed outside the device to the cooling pipe, the wafer in the device can be maintained at a predetermined temperature. . In this embodiment, the electrodes are forced to 20 ° C. The etching apparatus is not limited to the dual frequency capacitively coupled plasma etching apparatus,
Besides, a magnetron RIE device, a parallel plate type plasma device, a parallel plate type RIE device, an ECR type plasma device and the like can be used. Above all, it is preferable to use the dual frequency capacitively coupled plasma etching apparatus because the effect of the present invention is remarkable.
【００１８】次に、Ｃ5Ｆ8、ＣＯ、Ｏ2及びＡｒを含む
エッチングガスを用いて、ビアホールパターン１０に基
づいて酸化膜８をドライエッチングし、所定の個所にビ
アホール１１を形成する。エッチングガスは、少なくと
もＣ5Ｆ8ガス及びＣＯガスが含まれていれば特に限定さ
れないが、例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ4Ｆ8等のフルオ
ロカーボン系ガスや、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガス
や、Ｏ2などが含まれていてもよい。Next, the oxide film 8 is dry-etched based on the via hole pattern 10 using an etching gas containing C 5 F 8 , CO, O 2 and Ar to form a via hole 11 at a predetermined position. The etching gas is not particularly limited as long as it contains at least C 5 F 8 gas and CO gas. For example, a fluorocarbon-based gas such as CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 or Ar, Kr, Xe is used. It may contain an inert gas such as O 2 or the like.
【００１９】ＣＯガスの流量は、２０〜９０ｓｃｃｍで
あり、好ましくは３０〜７０ｓｃｃｍである。ＣＯガス
の流量が２０ｓｃｃｍを下回ると、ホール側壁に付着す
るフッ素成分を充分に除去できず、垂直形状のビアホー
ルを形成することができない。また、ＣＯガスの流量が
９０ｓｃｃｍを上回ると、配線層７（ＴｉＮ）に対する
酸化膜８（ＦＳＧ）の選択比が極端に低くなり、配線層
７までもエッチングされてしまうことになる。The flow rate of CO gas is 20 to 90 sccm, preferably 30 to 70 sccm. If the flow rate of CO gas is less than 20 sccm, the fluorine component adhering to the side wall of the hole cannot be sufficiently removed and a vertical via hole cannot be formed. When the flow rate of CO gas exceeds 90 sccm, the selectivity of the oxide film 8 (FSG) to the wiring layer 7 (TiN) becomes extremely low, and the wiring layer 7 is also etched.
【００２０】また、ＣＯガスの流量は、エッチングガス
流量の５〜２０容量％が好ましく、７．５〜１６容量％
がさらに好ましい。ＣＯガスの流量が、エッチングガス
流量の５容量％を下回ると、ホール側壁に付着するフッ
素成分を充分に除去できず、垂直形状のビアホールを形
成することができないという点で好ましくない。また、
２０容量％を上回ると、配線層７（ＴｉＮ）に対する酸
化膜８（ＦＳＧ）の選択比が極端に低くなるという点で
好ましくない。The flow rate of CO gas is preferably 5 to 20% by volume of the etching gas flow rate, and more preferably 7.5 to 16% by volume.
Is more preferable. If the flow rate of the CO gas is less than 5% by volume of the flow rate of the etching gas, the fluorine component attached to the side wall of the hole cannot be sufficiently removed, and the vertical via hole cannot be formed, which is not preferable. Also,
When it exceeds 20% by volume, the selection ratio of the oxide film 8 (FSG) to the wiring layer 7 (TiN) becomes extremely low, which is not preferable.
【００２１】エッチングガスにＯ2ガスを含ませる場
合、Ｏ2ガスの流量は、特に限定されないが、カーボン
系の堆積物を効果的に取り除き、ビアホールが垂直状に
形成されやすいことから、例えば１０〜２０ｓｃｃｍ程
度が好ましい。When O 2 gas is included in the etching gas, the flow rate of O 2 gas is not particularly limited, but carbon-based deposits are effectively removed and via holes are easily formed in a vertical shape. It is preferably about 20 sccm.
【００２２】この実施態様でのエッチング条件は、Ｃ5
Ｆ8流量を１６ｓｃｃｍ、ＣＯ流量を５０ｓｃｃｍ、Ｏ2
流量を１７ｓｃｃｍ、Ａｒ流量を３３０ｓｃｃｍ、ガス
圧を１５ｍＴｏｒｒ、上部電極パワーを１８００Ｗ、下
部電極パワーを１８００Ｗにする。なお、各ガスの流量
及びガス混合比率は、制御装置及びマスフロー・コント
ローラにより調整される。The etching conditions in this embodiment are C 5
F 8 flow rate 16 sccm, CO flow rate 50 sccm, O 2
The flow rate is 17 sccm, the Ar flow rate is 330 sccm, the gas pressure is 15 mTorr, the upper electrode power is 1800 W, and the lower electrode power is 1800 W. The flow rate of each gas and the gas mixture ratio are adjusted by the control device and the mass flow controller.
【００２３】上記エッチングでは、Ｃ5Ｆ8の放電解離に
よりプラズマ中に生成するＦラジカルによるラジカル反
応がＣＦｘ＋、Ｃ＋等のイオンによりアシストされる機
構でエッチングが進行し、ＦＳＧ膜はＳｉＦｘ、Ｃ
Ｏ2、ＣＯＦなどの形で除去される。このときのエッチ
ング速度は約６００ｎｍ／分程度である。In the above etching, the radical reaction due to the F radicals generated in the plasma due to the discharge dissociation of C 5 F 8 progresses by a mechanism in which ions such as CFx +, C + assist the etching, and the FSG film has SiFx, C
It is removed in the form of O 2 , COF and the like. The etching rate at this time is about 600 nm / min.
【００２４】エッチング終了後、ウエーハをプラズマア
ッシング装置に移設し、通常のＯ2プラズマ・アッシン
グの条件にてレジストパターンを除去する。除去の機構
は主として、燃焼及び加熱による分解によるものであ
る。After the etching is completed, the wafer is transferred to a plasma ashing apparatus, and the resist pattern is removed under the usual O 2 plasma ashing condition. The mechanism of removal is primarily by decomposition by combustion and heating.
【００２５】以上の工程により、酸化膜８に、垂直形状
のビアホール１１を形成することができる。なお、下地
の配線層７（ＴｉＮ）に対する酸化膜８（ＦＳＧ）の選
択比は５０という高い値が得られる。Through the above steps, the vertical via hole 11 can be formed in the oxide film 8. A high selection ratio of 50 is obtained for the oxide film 8 (FSG) with respect to the underlying wiring layer 7 (TiN).
【００２６】図３は、上記のエッチング条件のうち、Ｃ
Ｏガスの流量のみを０ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍまで
変化させた場合の、配線層７（ＴｉＮ）に対する酸化膜
８（ＦＳＧ）の選択比の変化をプロットしたグラフを示
したものである。このグラフによれば、ＣＯガス流量が
０ｓｃｃｍの場合は選択比は約２０と低く、かつホール
形状は図２(ｂ)に示すように垂直形状ではなくホールボ
トム付近で急激にホール径が減少するような形状とな
る。ＣＯガスを添加することによってホールの形状は改
善され[図２（ａ）]、ＣＯガスの流量が約５０ｓｃｃｍ
のときに選択比は５０程度となり、極大値を示す。さら
にＣＯガスの流量が増えると、選択比は減少し、１００
ｓｃｃｍに達した場合は選択比は１０以下となり、配線
層７もエッチングされてしまうことになる。FIG. 3 shows C among the above etching conditions.
6 is a graph showing changes in the selection ratio of the oxide film 8 (FSG) to the wiring layer 7 (TiN) when only the flow rate of O gas is changed from 0 sccm to 100 sccm. According to this graph, when the CO gas flow rate is 0 sccm, the selection ratio is as low as about 20 and the hole shape is not a vertical shape as shown in FIG. It becomes the shape. The shape of the hole was improved by adding CO gas [Fig. 2 (a)], and the flow rate of CO gas was about 50 sccm.
At that time, the selection ratio is about 50, which is the maximum value. When the flow rate of CO gas further increases, the selection ratio decreases to 100
When it reaches sccm, the selection ratio becomes 10 or less, and the wiring layer 7 is also etched.
【００２７】図４は、ＣＯガスの流量変化に対する処理
室内での元素の発光分光スペクトルを測定し、Ｃ（５１
６．５ｎｍ）、Ｆ（６８７．５ｎｍ）及びＣＯ（４８３
ｎｍ）の発光強度、並びにカーボン（Ｃ）とフッ素
（Ｆ）との発光強度の比（Ｃ／Ｆ）についてプロットし
たものである。FIG. 4 is a graph showing C (51
6.5 nm), F (687.5 nm) and CO (483)
nm) and the ratio (C / F) of the emission intensities of carbon (C) and fluorine (F).
【００２８】ＣＯガス流量が３０〜７０ｓｃｃｍでは、
Ｃの発光強度は０．６〜０．６６程度であり、Ｆの発光
強度は０．１０５〜０．１０８程度であり、ＣＯの発光
強度は０．２８〜０．４程度であり、Ｃ／Ｆ比は、６〜
６．３である。各発光強度は、ＣＯガス流量の増加に伴
い減少し、Ｃ／Ｆ比もわずかに減少している。なお、Ｃ
Ｏガス流量が増加しているにもかかわらずＣＯの発光強
度が減少しているのは、プラズマ中ではＣＯガスの一部
がＣとＯとに解離し、そこで生成されるＯが酸化膜と下
地との選択比を下げることが原因であると考えられる。When the CO gas flow rate is 30 to 70 sccm,
The emission intensity of C is about 0.6 to 0.66, the emission intensity of F is about 0.105 to 0.108, the emission intensity of CO is about 0.28 to 0.4, and C / F ratio is 6 ~
It is 6.3. Each emission intensity decreases as the CO gas flow rate increases, and the C / F ratio also slightly decreases. Note that C
The emission intensity of CO decreases despite the increase of the O gas flow rate because a part of the CO gas is dissociated into C and O in the plasma, and O generated there forms an oxide film. It is considered that this is because the selection ratio to the base is lowered.
【００２９】以上のように、Ｃ5Ｆ8ガスとＣＯガスとを
含み、ＣＯガスの流量が２０〜９０ｓｃｃｍであるエッ
チングガスを用いることによって、基板上の酸化膜を高
い選択比で良好にエッチングすることができ、酸化膜に
垂直形状のビアホールを形成することができる。As described above, by using the etching gas containing the C 5 F 8 gas and the CO gas, and the flow rate of the CO gas is 20 to 90 sccm, the oxide film on the substrate is satisfactorily etched with a high selection ratio. The vertical via hole can be formed in the oxide film.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、基板上の酸化膜を高い
選択比で良好にエッチングすることができ、酸化膜に垂
直形状のビアホールを形成することができる。According to the present invention, an oxide film on a substrate can be satisfactorily etched with a high selection ratio, and a vertical via hole can be formed in the oxide film.
【図１】ビアホールを形成する前のウエーハを示す模式
断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a wafer before a via hole is formed.
【図２】本発明の方法及び従来の方法で形成されたビア
ホールを示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a via hole formed by the method of the present invention and the conventional method.
【図３】エッチングガス中のＣＯガス流量と下地（Ｔｉ
Ｎ）に対する酸化膜（ＦＳＧ）のエッチング選択比との
関係を示すグラフである。FIG. 3 shows the flow rate of CO gas in the etching gas and the base (Ti
6 is a graph showing a relationship with an etching selection ratio of an oxide film (FSG) with respect to N).
【図４】エッチングガス中のＣＯガス流量と、Ｃ、Ｆ及
びＣＯの発光強度、並びにＣとＦとの発光強度の比（Ｃ
／Ｆ）との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a flow rate of CO gas in an etching gas, emission intensities of C, F and CO, and a ratio of emission intensity of C and F (C.
It is a graph which shows the relationship with / F).
【図５】従来技術における高選択比達成メカニズムを示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a mechanism for achieving a high selection ratio in a conventional technique.
１ 基板 ２ 素子分離膜 ３ ソース／ドレイン領域 ４ ゲート電極 ５ 層間絶縁膜 ６ コンタクトプラグ ７ 配線層 ８ 酸化膜 ９ レジスト層 １０ ビアホールパターン １１ ビアホール 1 substrate 2 element isolation film 3 Source / drain region 4 gate electrode 5 Interlayer insulation film 6 contact plugs 7 wiring layer 8 oxide film 9 Resist layer 10 Beer hole pattern 11 beer hall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA05 DA00 DA01 DA02 DA23 DA26 DB03 DB04 DB05 DB06 EB01 EB03 5F033 GG00 GG01 GG02 GG04 HH07 HH08 HH11 HH13 HH14 HH18 HH19 HH21 HH26 HH33 HH38 KK07 KK08 KK11 KK13 KK14 KK18 KK19 KK21 KK26 KK33 KK38 MM07 NN13 PP06 PP15 PP19 QQ08 QQ09 QQ12 QQ13 QQ15 QQ35 QQ37 RR01 RR04 RR06 RR11 RR12 RR13 RR14 RR15 SS08 SS10 SS11 SS27 WW00 WW06 XX03 XX09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5F004 AA05 DA00 DA01 DA02 DA23 DA26 DB03 DB04 DB05 DB06 EB01 EB03 5F033 GG00 GG01 GG02 GG04 HH07 HH08 HH11 HH13 HH14 HH18 HH19 HH21 HH26 HH33 HH38 KK07 KK08 KK11 KK13 KK14 KK18 KK19 KK21 KK26 KK33 KK38 MM07 NN13 PP06 PP15 PP19 QQ08 QQ09 QQ12 QQ13 QQ15 QQ35 QQ37 RR01 RR04 RR06 RR11 RR12 RR13 RR14 RR15 SS08 SS10 SS11 SS27 WW00 WW06 XX03 XX09
Claims (7)
グガスを用い、このエッチングガスをプラズマ状態にし
て基板上の酸化膜をエッチングするにあたり、ＣＯガス
の流量を２０〜９０ｓｃｃｍにすることを特徴とする酸
化膜のエッチング方法。1. When an etching gas containing C 5 F 8 gas and CO gas is used and the etching gas is brought into a plasma state to etch an oxide film on a substrate, a flow rate of the CO gas is set to 20 to 90 sccm. And a method for etching an oxide film.
の５〜２０容量％である請求項1に記載の酸化膜のエッ
チング方法。2. The method for etching an oxide film according to claim 1, wherein the flow rate of CO gas is 5 to 20% by volume of the flow rate of etching gas.
む請求項１又は２に記載の酸化膜のエッチング方法。3. The method for etching an oxide film according to claim 1, wherein the etching gas further contains O 2 gas.
む請求項１〜３のいずれかに記載の酸化膜のエッチング
方法。4. The method for etching an oxide film according to claim 1, wherein the etching gas further contains Ar gas.
膜である請求項１〜４のいずれかに記載の酸化膜のエッ
チング方法。5. The method for etching an oxide film according to claim 1, wherein the oxide film is a silicon oxide film containing fluorine.
７．５〜１６容量％であり、エッチングガスのプラズマ
状態における発光分光スペクトルにおいてカーボンとフ
ッ素との発光強度の比（Ｃ／Ｆ）が６〜６．３である請
求項１〜５のいずれかに記載の酸化膜のエッチング方
法。6. The CO gas flow rate is 7.5 to 16% by volume of the etching gas flow rate, and the emission intensity ratio (C / F) of carbon and fluorine is 6 in the emission spectrum of the etching gas in the plasma state. The method for etching an oxide film according to claim 1, wherein the etching method is about 6.3.
のエッチング方法により、酸化膜にビアホールを形成す
る酸化膜のエッチング方法。7. An oxide film etching method for forming a via hole in an oxide film by the oxide film etching method according to claim 1.
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2001
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| JP4668764B2 (en) * | 2005-10-25 | 2011-04-13 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP2008010114A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | Patterned magnetic recording medium and its manufacturing method |
| JP4630850B2 (en) * | 2006-06-30 | 2011-02-09 | 株式会社東芝 | Patterned magnetic recording medium and manufacturing method thereof |
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