JP2607276B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP2607276B2
JP2607276B2 JP63157627A JP15762788A JP2607276B2 JP 2607276 B2 JP2607276 B2 JP 2607276B2 JP 63157627 A JP63157627 A JP 63157627A JP 15762788 A JP15762788 A JP 15762788A JP 2607276 B2 JP2607276 B2 JP 2607276B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の構成] (産業上の利用分野) 本発明は、ドライエッチング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Constitution of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a dry etching method.

(従来の技術) 近年、電子素子の高密度化が急速に進み、例えばDRAM
を例に挙げれば、現在1MDRAMの量産が行われているが、
今後4MDRAM,16MDRAMと高密度化が不可欠となっている。
(Prior art) In recent years, the density of electronic elements has been rapidly increasing, and for example, DRAM
For example, 1MDRAM is currently mass-produced,
In the future, 4MDRAM, 16MDRAM and higher density will be indispensable.

ここで、1MDRAMまでは例えば所定容量のキャパシタを
得るに際して、ウエハ上のエッチング開口面積を比較的
大きくとれ、エッチング深さ0.3μm程度であったが、4
MDRAM以上の高密度化素子では、このような開口面積の
占有は不可能であり、開口面積は小さく維持し、ウエハ
の深さ方向に数μm掘り下げたトレンチ構造とする必要
があり、現在このようなトレンチエッチングの量産技術
の改良が急務となっている。
Here, up to 1 MDRAM, for example, when obtaining a capacitor of a predetermined capacity, the etching opening area on the wafer can be made relatively large, and the etching depth is about 0.3 μm.
With a high-density element higher than MDRAM, it is impossible to occupy such an opening area, and it is necessary to maintain a small opening area and form a trench structure that is dug down by several μm in the depth direction of the wafer. There is an urgent need to improve the technology for mass production of trench etching.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したトレンチエッチングの実用化に際しては、2
つの重要な要求を満足する必要がある。
(Problems to be Solved by the Invention) When the above-mentioned trench etching is put into practical use,
One important requirement must be met.

まず、第1にトレンチエッチングを行うに際しては、
異方性エッチングを実行する必要があり、しかも第14図
に示すようなサイドエッチを極力少なくする必要があ
る。すなわち、従来の0.3μm程度のエッチング深さで
はサイドエッチはさほど問題にはならなかったが、数μ
mもエッチングする場合には上記サイドエッチの悪影響
が無視できないからである。
First, when performing trench etching first,
It is necessary to perform anisotropic etching, and it is necessary to minimize the side etch as shown in FIG. In other words, the side etching was not so problematic at the conventional etching depth of about 0.3 μm,
This is because the adverse effect of the side etch cannot be ignored when m is also etched.

次に、深さ数μmのトレンチを得るための異方性エッ
チングレートが小さいと、スループットが悪いため、エ
ッチングレートを所定値以上に確保する必要がある。
Next, if the anisotropic etching rate for obtaining a trench having a depth of several μm is small, the throughput is poor, so it is necessary to secure the etching rate to a predetermined value or more.

しかしながら、従来では上記2点の要求をいずれも満
足するドライエッチング方法が提供されてなく、4MDRAM
等の高密度化素子の量産にあたって課題となっていた。
However, conventionally, a dry etching method that satisfies both of the above two requirements has not been provided.
This has been a problem in mass-producing high-density elements such as.

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来
の課題に鑑み成されたもので、サイドエッチを少なく
し、かつ、所定のエッチングレートを確保した、アスペ
クト比が1以上のトレンチを形成するのに最適なドライ
エッチング方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to form a trench having an aspect ratio of 1 or more, in which side etching is reduced and a predetermined etching rate is secured. It is to provide an optimal dry etching method for the above.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、平行平板電極の一方に被エッチング材を配
置し、深さ/開口幅のアスペクト比が1以上のトレンチ
を上記被エッチング材に形成するための異方性のドライ
エッチングを行うにあたり、 添加ガスとして、0族に属する元素のうちHe,Neを除
くいずれかの元素ガスを用いて、ドライエッチングを行
う構成としている。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) According to the present invention, a material to be etched is arranged on one of the parallel plate electrodes, and a trench having an aspect ratio of depth / opening width of 1 or more is formed in the material to be etched. In performing anisotropic dry etching for forming, dry etching is performed by using any element gas other than He and Ne among elements belonging to Group 0 as an additive gas.

特に、請求項1の発明は、SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの
分圧比が約1:1:2となるように供給することを特徴とす
る。
In particular, the invention of claim 1 is characterized in that SF6, O2, and Kr are supplied such that the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is about 1: 1: 2.

請求項2の発明は、上記のドライエッチングを、反応
室内を0.3Torr以上とした条件下にて行うことを特徴と
する。
A second aspect of the present invention is characterized in that the dry etching is performed under the condition that the pressure in the reaction chamber is 0.3 Torr or more.

請求項3の発明は、SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの分圧比
が1:1:2となる基準分圧比に対して、SF6又はO2の流量を
変更することで前記分圧比を変更して、トレンチエッチ
ング形状を制御することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is that the partial pressure ratio of SF6, O2, Kr is changed by changing the flow rate of SF6 or O2 with respect to a reference partial pressure ratio in which the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is 1: 1: 2. Is changed to control the trench etching shape.

請求項4の発明は、RFパワーが供給される第1電極及
び第2電極の中間に接地されたグリッド電極を配置した
トライオード型エッチング装置でのドライエットング方
法である。この発明は、SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの分圧
比が約1:1:2となるように供給し、かつ、前記第1,第2
電極に供給されるRFパワー比又は該RFパワーの大きさを
変更して、トレンチエッチング形状を制御することを特
徴とする。
The invention of claim 4 is a dry etching method in a triode type etching apparatus in which a grounded grid electrode is arranged between the first electrode and the second electrode to which RF power is supplied. The present invention provides SF6, O2, Kr so that the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is about 1: 1: 2, and
It is characterized in that the ratio of the RF power supplied to the electrode or the magnitude of the RF power is changed to control the trench etching shape.

(作用) 本発明では、アスペクト比が1以上のトレンチエッチ
ングを実行するに際して、0族に属する元素のうちのH
e,Neを除く元素ガスをエッチングの添加ガスとして使用
している。
(Operation) In the present invention, when performing trench etching with an aspect ratio of 1 or more, H of the elements belonging to Group 0 is used.
Element gases other than e and Ne are used as additive gases for etching.

このようなガスを用いることによるエッチングレート
の向上について説明すると、上記添加ガスは3方向に作
用してエッチングレートを向上することができる。
Explaining the improvement of the etching rate by using such a gas, the additive gas acts in three directions to improve the etching rate.

先ず、上記各添加ガスは、イオン化エネルギーが比較
的小さく、例えばArガスは16eV,Krガスは14eV等であ
る。したがって、平行平板電極間で電離し易く成ってい
る。
First, each of the additive gases has a relatively small ionization energy, for example, 16 eV for Ar gas and 14 eV for Kr gas. Therefore, ionization is easy between the parallel plate electrodes.

ここで、上記平行平板電極の一方に配置された被エッ
チング材は、高周波電圧の印加時のセルフバイアス効果
により負電位となり、イオン化された上記添加ガス例え
ばKr+が、負電位の被エッチング材に移動し、被エッチ
ング材をスパッタしてエッチングを助長し、そのエッチ
ングレート向上に寄与できる。
Here, the material to be etched disposed on one of the parallel plate electrodes has a negative potential due to a self-bias effect at the time of application of a high-frequency voltage, and the ionized additive gas, for example, Kr +, is applied to the material to be etched at a negative potential. It moves and sputters the material to be etched to promote etching and contribute to improving the etching rate.

エッチングガスとして例えばSF6を用いた場合、プラ
ズマ電界中で遊離原子であるF(フッ素ラジカル)に
分解され、被エッチング材の一例であるシリコン基板を
構成するSiと化学反応を起こし、Si+F→SiF4↑によ
りSiエッチングを実行するものであるが、中にはSi層上
で何等のエネルギーを持たない状態でFが付着してい
ることがある。この際、上記化学反応は生じず、エッチ
ングが成されないことがある。
For example, when SF6 is used as an etching gas, it is decomposed into F * (fluorine radical) which is a free atom in a plasma electric field, causing a chemical reaction with Si constituting a silicon substrate which is an example of a material to be etched, and Si + F * → Although Si etching is performed by SiF4 ↑, F * may be attached to the Si layer without any energy on the Si layer. At this time, the above chemical reaction does not occur, and etching may not be performed.

ここで、上記の付着したFにKr+衝突すると、F
にエネルギーが付与され、上記化学反応が行われてエッ
チングに寄与することができる。このような作用をイオ
ンアシストと称するが、イオン化されやすい上記添加ガ
スによりこのようなイオンアシストが促進され、エッチ
ングレートを高めることができる。尚、このようなイオ
ンアシストは質量が大きい元素程運動エネルギーが大き
いのでエネルギー付与に効果的であり、He,Neではこの
ような作用が期待出来ないが、Arガス以上でこのような
イオンアシストが十分に実行される。
Here, when Kr + collides with the above attached F * , F *
Is given energy, and the above-mentioned chemical reaction is carried out to contribute to the etching. Such an action is referred to as ion assist. Such an ion assist is promoted by the additional gas which is easily ionized, and the etching rate can be increased. It should be noted that such ion assist is effective for imparting energy because the kinetic energy is larger for an element having a larger mass, and such an action cannot be expected for He and Ne. Runs well.

上記添加ガスは、イオン化され易いが故に、放電の安
定化,均一化にも効果があり、したがって従来では困難
であった高い圧力(例えば0.3Torr以上、好ましくは0.5
Torr前後)下でも、均一かつ安定な放電が得られる。そ
して、このような高い圧力下では、反応種が多くなるの
で、エッチングレートを向上することができる。
Since the above-mentioned additive gas is easily ionized, it is also effective in stabilizing and homogenizing the discharge. Therefore, a high pressure (for example, 0.3 Torr or more, preferably 0.5
Even under (about Torr), uniform and stable discharge can be obtained. Then, under such a high pressure, the number of reactive species increases, so that the etching rate can be improved.

次に、上記添加ガスによるサイドエッチの減少した異
方性エッチング効果について説明すると、比較的高圧下
でも均一かつ安定な放電が得られるプラズマ中では、多
くの添加ガスイオン例えばKr+が発生し、かつ、このKr+
は平行平板電極中の電界に沿って移動し、被エッチング
材に真っ直ぐに衝突して、上記,の作用によってエ
ッチングを促進することになる。したがって、イオン化
ガスの方向が被エッチング材に対して垂直となるので、
トレンチのように深くエッチングする場合であってもサ
イドエッチが少なくなり、好適な異方性エッチングを実
行することができる。
Next, a description will be given of the anisotropic etching effect of reduced side etch due to the additional gas.In a plasma in which uniform and stable discharge can be obtained even under a relatively high pressure, many additional gas ions such as Kr + are generated, And this Kr +
Moves along the electric field in the parallel plate electrode and collides straight with the material to be etched, thereby promoting the etching by the above-mentioned action. Therefore, since the direction of the ionized gas is perpendicular to the material to be etched,
Even when etching is performed deeply like a trench, side etching is reduced, and suitable anisotropic etching can be performed.

なお、添加ガスとしてO2を合わせて用いるようにすれ
ば、トレンチ側壁が酸化されてサイドエッチを防止する
効果を得ることができる。
If O2 is also used as an additive gas, the effect of oxidizing the trench side wall and preventing side etching can be obtained.

そして、請求項1の発明によれば、SF6:O2:Krの分圧
比を約1:1:2とすることで、トレンチエッチングの側壁
がほぼ垂直となるようにトレンチエッチング形状を最適
化でき、しかもKrの消費量を低減しながらエッチングレ
ートを高く維持でき、この結果異方性の高い実用的なト
レンチエッチングが可能となる。
According to the first aspect of the invention, by setting the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr to about 1: 1: 2, the trench etching shape can be optimized so that the side wall of the trench etching becomes almost vertical, Moreover, the etching rate can be kept high while reducing the consumption of Kr, and as a result, practical trench etching with high anisotropy becomes possible.

請求項2の発明によれば、反応室内の圧力を0.3Torr
以上とすることで、それ以外の圧力範囲よりもさらにエ
ッチングレート、選択比が改善され、トレンチエッチン
グ形状を後に穴埋めし易い正テーパにできる効果があ
る。
According to the invention of claim 2, the pressure in the reaction chamber is set to 0.3 Torr.
By doing so, the etching rate and the selectivity are further improved as compared with the other pressure ranges, and there is an effect that the trench etching shape can be formed into a positive taper that can easily fill the hole later.

請求項3及び4の各発明によれば、SF6:O2:Krの分圧
比が1:1:2となる基準分圧比に対してSF6又はO2の流量を
変更することで、あるいはトライオード型エッチング装
置の第1,第2電極に供給されるRFパワー比又は該RFパワ
ーの大きさを変更することで、トレンチエッチング形状
を最適化するためのプロセス条件の設定を簡易に行うこ
とができる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, the flow rate of SF6 or O2 is changed with respect to a reference partial pressure ratio in which the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is 1: 1: 2, or a triode type etching apparatus. By changing the RF power ratio or the magnitude of the RF power supplied to the first and second electrodes, it is possible to easily set the process conditions for optimizing the trench etching shape.

(実施例) 以下、本発明を4MDRAμのキャパシタを得るためのト
レンチエッチングに適用した一実施例について、図面を
参照して具体的に説明する。
(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to trench etching for obtaining a 4MDRAμ capacitor will be specifically described with reference to the drawings.

まず、ドライエッチング装置について、第1図を参照
して説明する。
First, a dry etching apparatus will be described with reference to FIG.

このドライエッチング装置の特徴として、それぞれ平
行に配置された上部電極1,グリッド2,下部電極3の3つ
の電極をチャンバー6内に有し、上記グリッド2を接地
し、上部電極1,下部電極3にそれぞれRF電源4,5を接続
したトライオードエッチング方式を採用している。
As a feature of this dry etching apparatus, three electrodes, an upper electrode 1, a grid 2, and a lower electrode 3, which are respectively arranged in parallel, are provided in a chamber 6, and the grid 2 is grounded. Adopts a triode etching method in which RF power supplies 4 and 5 are connected respectively.

このような構成により、プロセスパラメータの自由度
が大きくとれ、また、プラズマエッチャーとRIE(React
ive Ion Etching)とを組み合わせた形となっているの
で、両方の利点を引き出したエッチングが可能となる。
With such a configuration, the degree of freedom of the process parameters can be increased, and the plasma etcher and RIE (React
ive Ion Etching), making it possible to perform etching with both advantages.

また、本装置では、上部電極1とグリッド2との間の
放電で主にエッチャントの生成を行い、ここでの放電で
は下部電極3上に載置したウエハ7に直接接触しないた
め、ウエハ7にダメージを与えることなく大電力を加え
ることができ、高密度のプラズマの生成が可能となる。
Further, in this apparatus, an etchant is mainly generated by the discharge between the upper electrode 1 and the grid 2, and the discharge here does not directly contact the wafer 7 placed on the lower electrode 3. High power can be applied without causing damage, and high-density plasma can be generated.

また、グリッド2,下部電極3間での放電では、エッチ
ャントの生成とイオンエネルギーの制御とを行う。
In the discharge between the grid 2 and the lower electrode 3, generation of an etchant and control of ion energy are performed.

このように、エッチャントの生成とイオンエネルギー
の制御を独立に行える点にトライオード方式の大きな利
点がある。
As described above, there is a great advantage of the triode system in that generation of an etchant and control of ion energy can be performed independently.

以下、本装置の各構成部材について説明する。 Hereinafter, each component of the present apparatus will be described.

<上部電極1,グリッド2について> 上部電極1は、シャワーヘッド状の形状となってい
て、ガスが一様に引き出せるように、例えば所定範囲に
直径1mmの約3500個の穴が形成されている。また、上部
電極1内部を冷却液が循環する冷却方式が採用されてい
る。
<Regarding Upper Electrode 1 and Grid 2> The upper electrode 1 is shaped like a shower head, and has, for example, about 3500 holes with a diameter of 1 mm in a predetermined range so that gas can be uniformly extracted. . Further, a cooling system in which a cooling liquid circulates inside the upper electrode 1 is employed.

また、上記RF電源4からのRF電力は、マッチングボッ
クス(図示せず)から銅板を介して電極に供給されるよ
うになっている。そして、この上部電極1は、絶縁リン
グ1aをスペーサとして挾み、前記グリッド2を取り付け
ている。
The RF power from the RF power supply 4 is supplied from a matching box (not shown) to the electrodes via a copper plate. The grid 2 is attached to the upper electrode 1 with the insulating ring 1a interposed therebetween as a spacer.

グリッド2は、チャンバー6の内壁に直接接続され、
チャンバー6と一体にアースをとっている。そして、こ
のグリッド2は、所定範囲に直径5mmの穴を約100個有し
ている。
The grid 2 is directly connected to the inner wall of the chamber 6,
The earth is taken integrally with the chamber 6. The grid 2 has about 100 holes having a diameter of 5 mm in a predetermined range.

この上部電極1とグリッド2とのギャップ間隔は、上
記絶縁スペーサを交換することにより調整可能である。
The gap between the upper electrode 1 and the grid 2 can be adjusted by replacing the insulating spacer.

<下部電極3について> この下部電極3は、例えば8インチウエハが載置可能
な大きさとなっていて、8インチ以下の大きさのウエハ
7を使用する場合は、フォーカスリング(図示せず)を
取り付けることができる。
<Regarding Lower Electrode 3> The lower electrode 3 is sized so that, for example, an 8-inch wafer can be placed thereon. When using a wafer 7 having a size of 8 inches or less, a focus ring (not shown) is used. Can be attached.

また、この下部電極3上にロードロックチャンバー8
からウエハ7を設定するために、図示しないウエハリフ
トが配置されている。なお、この下部電極3も上記上部
電極1と同様に冷却水を電極内に循環可能となってい
る。さらに、この下部電極3へのRF電力の供給は、下部
電極端子をチャンバー6の下部まで出し、そこにRFケー
ブルを接続することで実行している。
A load lock chamber 8 is provided on the lower electrode 3.
A wafer lift (not shown) is provided for setting the wafer 7 from the above. The lower electrode 3 is also capable of circulating cooling water inside the electrode, similarly to the upper electrode 1. Further, the supply of the RF power to the lower electrode 3 is performed by extending the lower electrode terminal to the lower part of the chamber 6 and connecting an RF cable thereto.

なお、上記下部電極3をマニュアルで上下させて、グ
リッド2とのギャップを調整可能とすることもできる。
The gap between the lower electrode 3 and the grid 2 can be adjusted by manually raising and lowering the lower electrode 3.

<排気系について> チャンバー6の下部には排気ポート10が設けられ、こ
の排気ポート10には圧力調整用のA.P.C(Auto Pressure
Control)バルブ11,コンダクタンスバルブ12,ターボ分
子ボンプ(T.M.P)13及びロータリーポンプ(R.P)14が
それぞれ接続されている。また、上記ロードロックチャ
ンバー8にもバルブ15を介してロータリーポンプ(R.
P)16が接続されている。
<Regarding the Exhaust System> An exhaust port 10 is provided at the lower part of the chamber 6, and the exhaust port 10 has an APC (Auto Pressure
Control) valve 11, conductance valve 12, turbo molecular pump (TMP) 13 and rotary pump (RP) 14 are connected to each other. In addition, a rotary pump (R.
P) 16 is connected.

<ガス供給系> ガス供給系として、本実施例ではO2,Kr,N2及び2種の
エッチングガスを上記チャンバー6に導入できるように
なっていて、各ガス系の供給流量はマスフローコントロ
ーラ(M.F.C)18によって制御可能となっている。
<Gas supply system> As a gas supply system, in the present embodiment, O2, Kr, N2 and two kinds of etching gases can be introduced into the chamber 6, and the supply flow rate of each gas system is a mass flow controller (MFC). It can be controlled by 18.

次に、上記実施例装置を用いての本発明方法の一実施
例について説明する。
Next, an embodiment of the method of the present invention using the above-described embodiment apparatus will be described.

この実施例では、下記の各種条件の下でドライエッチ
ングを実行した。
In this example, dry etching was performed under the following various conditions.

まず、エッチンクガスとして、SF6を用い、その添加
ガスとしてO2及び0族に属するKrを使用した。
First, SF6 was used as an etching gas, and O2 and Kr belonging to Group 0 were used as an additive gas.

その流量は、 SF6:110cc/min O2:90cc/min Kr:200cc/min とした。すなわち、その分圧比は約1:1:2である。 The flow rate was SF6: 110 cc / min O2: 90 cc / min Kr: 200 cc / min. That is, the partial pressure ratio is about 1: 1: 2.

また、装置の各種パラメータ条件は下記の通りであ
る。
The various parameter conditions of the apparatus are as follows.

Pressure:0.5Torr RFパワー ・上部電極1→13.56MHz,400W ・下部電極3→13.56MHz,200W 電極間ギャップ ・上部電極1−グリッド2間:1cm ・下部電極3−グリッド2間:4cm グリッド2の開口面積:φ125mm 上記条件の下で、第2図に示すようなSiウエハ20に、
同図に示す開口幅でSiO2のマスク材22を形成し、ドライ
エッチングを実行した。この際のエッチング特性は下記
の通りであった。
Pressure: 0.5Torr RF power ・ Upper electrode 1 → 13.56MHz, 400W ・ Lower electrode 3 → 13.56MHz, 200W Gap between electrodes ・ Upper electrode 1-Grid 2: 1cm ・ Lower electrode 3-Grid 2: 4cm Grid 2 Opening area: φ125mm Under the above conditions, a Si wafer 20 as shown in FIG.
A mask material 22 of SiO2 was formed with the opening width shown in the figure, and dry etching was performed. The etching characteristics at this time were as follows.

・エッチングレート=2μm/min ・選択比(vs.SiO2)=40.6 ここで、トレンチエッチングの実用化に際しては、エ
ッチングレートが1〜1.5μm/min,選択比が15以上を要
求されるが、上記結果ではいずれもこれをクリアしてい
る。
・ Etching rate = 2 μm / min ・ Selection ratio (vs. SiO 2) = 40.6 Here, for practical use of trench etching, an etching rate of 1 to 1.5 μm / min and a selection ratio of 15 or more are required. The results all clear this.

また、2.5分のエッチングタイム経過後のエッチング
形状は第3図に示す通りであり、その形状はU字状に近
く、底部に大きなRがついた理想的なものとなってい
る。5μmエッチングに対して、トレンチ入り口で約0.
25μmりのサイドエッチが生じているが、このサイドエ
ッチが入ることによりトレンチ入り口の角度が鈍角とな
り、また若干正テーパぎみとなっている。したがって、
この程度のサイドエッチであれば、これをトレンチ側壁
のテーパ制御及び入り口の角度の除去に利用することが
できる。
Further, the etching shape after the lapse of the etching time of 2.5 minutes is as shown in FIG. 3, and the shape is close to a U-shape, which is ideal with a large R at the bottom. About 5μm etching, about 0.
Although a side etch of about 25 μm occurs, the angle of the entrance of the trench becomes obtuse due to the entry of the side etch, and is slightly tapered. Therefore,
With such a side etch, this can be used for controlling the taper of the trench side wall and removing the angle of the entrance.

なお、SF6/O2/Krのガス比及び上部電極1と下部電極
2とのパワー比を制御することで、その詳細を後述する
ように上記トレンチ側壁のテーパ角の制御が可能であ
る。
By controlling the gas ratio of SF6 / O2 / Kr and the power ratio between the upper electrode 1 and the lower electrode 2, the taper angle of the trench side wall can be controlled as will be described in detail later.

また、ウエハ7の自己バイアス電圧は、−2V〜−3V程
度であり、このように低い自己バイアスであるので、イ
オン衝撃によるダメージは無い。
The self-bias voltage of the wafer 7 is about −2 V to −3 V. Since the self-bias voltage is so low, there is no damage due to ion bombardment.

このように、SF6を用いた場合には、放電中での解離
によりFを多数発生させエッチングレートを大きく取
れるが、F自体は等方的にエッチングを進行させるの
で、O2によりエッチング側壁を酸化してサイドエッチを
防ぎ、かつ、Kr+の上記スパッタ作用,イオンアシスト
作用によって、エッチングレートが高く、かつ、サイド
エッチの少ない異方性エッチングを実行することができ
る。
As described above, when SF6 is used, a large number of F * s are generated due to dissociation during discharge and a large etching rate can be obtained. However, since F * itself progresses isotropically, the etching side wall is formed by O2. Oxidation prevents side etching and anisotropic etching with a high etching rate and little side etching can be performed by the above-described sputtering and ion assisting effects of Kr + .

以下、上記実施方法で得られたウエハのドライエッチ
ング特性について説明する。
Hereinafter, the dry etching characteristics of the wafer obtained by the above method will be described.

<均一性> ウエハ7上のエッチングレートの分布は、第4図に示
すように13ポイントの測定で±4.6%の均一性であるこ
とが判明した。第4図によればエッチングレートはウエ
ハ7の中央で低く、エッジ部分で大きくなっている。こ
のような均一化を向上させるためには、フォーカスリン
グを最適なものとし、チャンバー6内のガス流シミュレ
ーションを用いた電極構造の最適化により改善可能であ
る。
<Uniformity> As shown in FIG. 4, the distribution of the etching rate on the wafer 7 was found to be ± 4.6% uniformity at 13 points of measurement. According to FIG. 4, the etching rate is low at the center of the wafer 7 and high at the edge. In order to improve such uniformity, it is possible to optimize the focus ring and optimize it by optimizing the electrode structure using a gas flow simulation in the chamber 6.

<ウエハ表面温度> 第5図は、ウエハ表面温度のエッチングタイムの依存
をグラフ化した特性図であり、測定はサーモ・ラベルを
使用して実施した。約2分30秒後に表面温度は220℃に
達し飽和していることが分かる。なお、マスクとしてSi
O2からレジストに移行する場合には、ウエハを効率的に
冷却する必要がある。
<Wafer Surface Temperature> FIG. 5 is a characteristic graph showing the dependence of the wafer surface temperature on the etching time, and the measurement was performed using a thermo label. It can be seen that the surface temperature reaches 220 ° C. after about 2 minutes and 30 seconds and is saturated. In addition, Si as a mask
When shifting from O2 to resist, the wafer must be cooled efficiently.

<エッチングレートの時間依存性> 第6図は、エッチング深さのエッチング時間依存性を
グラフ化した特性図であり、一般にトレンチエッチング
の場合には深くエッチングするに従いエッチングレート
は低下する傾向を示すが、開口幅1.6μmのサンプルで
はエッチングレートは一定となっている。
<Time Dependence of Etching Rate> FIG. 6 is a graph showing the etching time dependency of the etching depth. Generally, in the case of trench etching, the etching rate tends to decrease as the depth increases. The etching rate is constant for a sample having an opening width of 1.6 μm.

<エッチングレートのマスク開口幅依存性> 第7図に示すように、マスクの開口幅が狭い程エッチ
ングレートは減少する傾向にある。なお、通常は同じ径
のトレンチを同一ウエハ上に形成するので、開口幅
(径)によるエッチングレートの差は問題とはならな
い。
<Dependence of Etching Rate on Mask Opening Width> As shown in FIG. 7, the etching rate tends to decrease as the opening width of the mask becomes smaller. Since a trench having the same diameter is usually formed on the same wafer, a difference in the etching rate due to the opening width (diameter) does not matter.

次に、グリッド2の開口面積を、均一性が比較的良好
であるφ200mm,φ125mmと変えて実験を行い、それぞれ
の場合のエッチング特性を以下に説明する。
Next, experiments were conducted by changing the opening area of the grid 2 to φ200 mm and φ125 mm, which have relatively good uniformity, and the etching characteristics in each case will be described below.

<グリッド開口面積φ200mmの場合> まず、圧力300mTorr,400mTorrでSF3:O2:Krの分圧比を
1:1:0,1:1:2,1:1:4と変えて実験した結果、Krを添加す
ることによりサイドエッチが減少すること以外に、Krの
量が多いものほどトレンチの底が平らになる傾向が判明
した。Kr+による底面の衝撃効果のためと予想される。
<In the case of grid opening area φ200mm> First, at a pressure of 300mTorr and 400mTorr, the partial pressure ratio of SF3: O2: Kr
Experiments with 1: 1: 0,1: 1: 2,1: 1: 4 changed the results.In addition to reducing the side etch by adding Kr, the larger the amount of Kr, the lower the bottom of the trench. It turned out to be flat. Expected to be due to bottom impact effect by Kr + .

また、圧力50mTorr,100mTorr,200mTorrで実験した結
果、圧力300mTorr以上で見られるほどのKr添加によるサ
イドエッチの減少が生じなかった。
In addition, as a result of experiments at pressures of 50 mTorr, 100 mTorr, and 200 mTorr, the side etch was not reduced by the addition of Kr as observed at a pressure of 300 mTorr or more.

第8図は、圧力及びガスの混合比を変えた場合のエッ
チングレート,選択比,自己バイアス電圧の特性を示し
たものである。200mTorr以下では、Kr添加により選択比
が落ち、300mTorr以上では逆に選択比が大きくなる現象
が見られた。これは、200mTorr以下ではKr添加により自
己バイアス電圧が−100〜−400と大きく加わり、イオン
衝撃エネルギーが高まるためと考えられる。
FIG. 8 shows characteristics of the etching rate, the selectivity, and the self-bias voltage when the pressure and the mixture ratio of the gas are changed. At a pressure of 200 mTorr or less, the selectivity decreased due to the addition of Kr, and at a pressure of 300 mTorr or more, a phenomenon of increasing the selectivity was observed. This is considered to be because at 200 mTorr or less, Kr addition greatly increases the self-bias voltage of -100 to -400 and increases the ion impact energy.

一方、300mTorr以上では、上記自己バイアス電圧は小
さく、Kr+自体SiO2を削る程の大きなエネルギーを持た
ない。さらに、深さ方向への上記イオンアシスト効果が
増し、ラジカル以外の中性分子(原子)がエッチングに
寄与するようになるため、相対的にSiO2のエッチングレ
ートとSiのエッチングレートの比が大きくなるものと考
えられる。
Meanwhile, in the above 300 mTorr, the self-bias voltage is small, no large energy of extent cutting the Kr + itself SiO 2. Further, the ion assist effect in the depth direction increases, and neutral molecules (atoms) other than radicals contribute to the etching, so that the ratio of the etching rate of SiO2 to the etching rate of Si becomes relatively large. It is considered something.

このように、Kr添加によるサイドエッチの減少,放電
の均一化,選択比の向上といった効果が、300mTorr以上
で顕著であることが判明した。
Thus, it was found that the effects of Kr addition such as reduction of side etch, uniform discharge, and improvement of selectivity were remarkable at 300 mTorr or more.

<グリッド開口面積φ125mmの場合> SF6:O2:Kr=1:1:2のもとで、以下のような実験を実行
した。
<Case of Grid Opening Area φ125 mm> The following experiment was performed under SF6: O2: Kr = 1: 1: 2.

<圧力依存性> 300mTorr〜600mTorrの間でエッチング形状を調べた結
果、このような高圧側では側壁が正テーパ(開口側が広
く底部が狭い)となる傾向にあることが判明した。
<Pressure Dependence> As a result of examining the etching shape in the range of 300 mTorr to 600 mTorr, it was found that the side wall tends to have a positive taper (the opening side is wide and the bottom is narrow) on such a high pressure side.

また、底部の形状も、高圧側では大きなRがつく形状
となることが判明した。
In addition, it was found that the shape of the bottom also had a large R on the high pressure side.

第9図は、圧力を変えた場合のエッチングレート,選
択比及びウエハの中央とサイドでのサイドエッチ率を示
したものである。500mTorr以上の圧力で、ウエハの中央
とサイドでの均一な形状が得られている。また、エッチ
ングレート,選択比共に高圧側で大きくなっている。
FIG. 9 shows the etching rate, the selectivity, and the side etch rate at the center and side of the wafer when the pressure is changed. At a pressure of 500 mTorr or more, a uniform shape is obtained at the center and side of the wafer. In addition, both the etching rate and the selectivity increase on the high pressure side.

<ガス混合比依存性> 500mTorr,RFパワーが上部電極1で400W,下部電極3で
200Wとし、Kr=200cc/minと一定とした場合のSF6/O2比
依存性を調べた。
<Dependency on gas mixture ratio> 500 mTorr, RF power 400 W at upper electrode 1, RF power at lower electrode 3
The dependence on the SF6 / O2 ratio when Kr was constant at 200 W and Kr = 200 cc / min was examined.

SF6/O2=105/95で側壁は垂直となり、そこからSF6を
増すと逆テーパとなり(開口側が狭く、底部が広い)、
O2量を増すと正テーパとなる。すなわち、ガス混合比率
の制御によって、トレンチ形状を制御できることが判明
した。
When SF6 / O2 = 105/95, the side wall becomes vertical, and when SF6 is increased from there, it becomes a reverse taper (the opening side is narrow and the bottom is wide),
Increasing the O2 content results in a positive taper. That is, it has been found that the trench shape can be controlled by controlling the gas mixture ratio.

第10図に、エッチングレート,選択比及びサイドエッ
チ率のSF6/O2比依存性を示す。
FIG. 10 shows the SF6 / O2 ratio dependence of the etching rate, selectivity, and side etch rate.

エッチングレート,選択比は、SF6量を増すことによ
り増加する。サイドエッチ率は、SF6/O2比に対し、最少
となるポイントを持つ。SF6/O2比を適切に選ぶことによ
り、サイドエッチを最少に抑えることができる。
The etching rate and the selectivity are increased by increasing the amount of SF6. The side etch rate has a minimum point for the SF6 / O2 ratio. By properly choosing the SF6 / O2 ratio, side etch can be minimized.

次に、SF6/O2流量を100/100と固定し、Krを200〜600c
c/minに変えて、圧力500mTorr,上部パワー400W,下部パ
ワー200Wの条件で形状変化を調べた結果、Kr量を200cc/
minから400,600cc/minと増していっても、それ以上のサ
イドエッチの抑制効果は見られなかった。この条件で
の、エッチングレート,選択比及びサイドエッチ率のKr
流量依存性は第11図に示す通りであり、Kr量を増すとエ
ッチングレートが減少することが判明した。これは、SF
6の分圧が減少するためであり、Kr分量はSF6とO2の分量
と同程度が適当であると考えられる。
Next, the SF6 / O2 flow rate was fixed at 100/100, and Kr was 200-600c.
When the shape change was examined under the conditions of a pressure of 500 mTorr, an upper power of 400 W, and a lower power of 200 W, the Kr amount was changed to 200 cc / min.
Even if it increased from min to 400,600 cc / min, no further side etch suppression effect was seen. Under these conditions, Kr of etching rate, selectivity and side etch rate
The flow rate dependence was as shown in FIG. 11, and it was found that the etching rate decreased as the Kr amount increased. This is SF
This is because the partial pressure of No. 6 decreases, and it is considered that the Kr content is appropriately about the same as the content of SF6 and O2.

<RFパワー依存性> 上部RFパワーを400Wと固定とした場合の下部RFパワー
の依存性を調べてみた。
<RF power dependence> The dependence of the lower RF power when the upper RF power was fixed at 400 W was examined.

下部RFパワーを増すほど、側壁は正テーパから垂直へ
と移行して行くことが判明した。
It was found that as the lower RF power was increased, the sidewalls shifted from a positive taper to vertical.

また、トレンチ入り口のサイドエッチも下部パワーを
増すことにより小さくなる傾向にあることが判明した。
It has also been found that the side etch at the entrance of the trench tends to be reduced by increasing the lower power.

第12図は、エッチングレート,選択比,サイドエッチ
率の下部パワーの依存を示す上記条件の下での特性図で
ある。下部パワーを増すことにより、選択比の減少,サ
イドエッチの減少,側壁が正テーパから垂直になる傾向
が分かる。これらは、下部パワーの増加により、エッチ
ャント自体のエネルギー及び深さ方向への衝撃が増すた
めであると考えられる。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the dependence of the etching rate, selectivity, and side etch rate on the lower power under the above conditions. It can be seen that by increasing the lower power, the selectivity decreases, the side etch decreases, and the side walls tend to become perpendicular from the positive taper. It is considered that these are because the energy of the etchant itself and the impact in the depth direction increase due to the increase in the lower power.

第13図は、上部と下部のRFパワーの比を2:1と固定
し、かつ、パワーを増加した場合のエッチングレート,
サイドエッチ率のパワー依存を示したものである。な
お、上記実験でのトレンチ形状は、パワーが低いとトレ
ンチ入り口でのサイドエッチが顕著である傾向にあり、
また、パワーを増すと側壁も正テーパから逆テーパへと
移行する傾向を示した。
Fig. 13 shows the etching rate when the ratio of the upper and lower RF powers is fixed at 2: 1 and the power is increased.
It shows the power dependence of the side etch rate. Incidentally, the trench shape in the above experiment, when the power is low, the side etch at the trench entrance tends to be remarkable,
Also, when the power was increased, the side walls also tended to shift from the forward taper to the reverse taper.

上述したように、ガス混合比を制御することで、サイ
ドエッチの減少及び側壁テーパの制御が可能であること
が判明し、さらに、上部と下部とのRFパワー比及びRFパ
ワーを制御することによっても、トレンチ形状の制御が
可能であることが分かる。
As described above, it was found that by controlling the gas mixture ratio, it was possible to reduce the side etch and control the side wall taper, and further, by controlling the RF power ratio and RF power between the upper and lower parts. Also, it can be seen that the trench shape can be controlled.

次に、本発明方法により得られたトレンチ構造及び従
来法の場合のトレンチ構造とをそれぞれ顕微鏡写真によ
り比較すると、第14図は、SF6=100cc/min,O2=100cc/m
inとし、圧力0.3Torr,上部RFパワー400W,下部RFパワー2
00Wとした場合のトレンチ構造を示す顕微鏡写真であ
り、大きなサイドエッチが現れている。
Next, when comparing the trench structure obtained by the method of the present invention and the trench structure of the conventional method by microscopic photographs, FIG. 14 shows that SF6 = 100 cc / min, O2 = 100 cc / m
in, pressure 0.3 Torr, upper RF power 400 W, lower RF power 2
It is a microscope picture which shows the trench structure at the time of 00W, and a large side etch appears.

一方、第15図は、第14図での条件にKr=200cc/minを
添加してエッチングした場合のトレンチ構造を示す顕微
鏡写真であり、サイドエッチが大幅に減少していること
が分かる。
On the other hand, FIG. 15 is a micrograph showing the trench structure when Kr = 200 cc / min is added to the conditions in FIG. 14 and etching is performed, and it can be seen that the side etch is significantly reduced.

また、第16図は、SF6=41cc/min,O2=34cc/min,Kr=7
5cc/minとし、圧力0.5Torr,上部RFパワー400W,下部RFパ
ワー200Wでの条件でドライエッチングした場合のトレン
チ構造を示す顕微鏡写真である。同図で上部のSiO2層の
厚さが0.4μm,トレンチの上部開口幅が1.3μm,SiO2層の
下側のSi層のトレンチ深さが4.2μmである。同図に示
すようにサイドエッチはほとんどなく、しかもエッチン
グレートは1.7μm/minであった。
FIG. 16 shows that SF6 = 41 cc / min, O2 = 34 cc / min, Kr = 7
4 is a micrograph showing a trench structure when dry etching is performed under the conditions of 5 cc / min, a pressure of 0.5 Torr, an upper RF power of 400 W, and a lower RF power of 200 W. In the figure, the thickness of the upper SiO2 layer is 0.4 μm, the upper opening width of the trench is 1.3 μm, and the trench depth of the Si layer below the SiO2 layer is 4.2 μm. As shown in the figure, there was almost no side etching, and the etching rate was 1.7 μm / min.

次に、エッチングガスとしてSF6にSiCl4を混合させた
場合について説明する。ガス流量として、SF6/SiCl4/Kr
/O2=100/10/200/100とし、上部RFパワー400W,下部RFパ
ワー200wとし、圧力を200mTorr〜400mTorrで実験を行っ
てみた。この場合のエッチングレート,選択比の圧力依
存特性は第17図に示す通りであり、SF6/O2/Krと比べ
て、少量のSiCl4の添加によって選択比のかなりの増大
が判明した。これは、Siのレートはほとんど変わらない
が、SiO2のレートが半分程度に減少するためである。ま
た、SiO2の膜の保護効果の増加の為と考えられる。
Next, a case where SiCl4 is mixed with SF6 as an etching gas will be described. SF6 / SiCl4 / Kr as gas flow rate
An experiment was performed with / O2 = 100/10/200/100, upper RF power of 400 W, lower RF power of 200 w, and pressure of 200 mTorr to 400 mTorr. The pressure dependency of the etching rate and the selectivity in this case is as shown in FIG. 17, and it was found that the selectivity was considerably increased by adding a small amount of SiCl4 as compared with SF6 / O2 / Kr. This is because the rate of Si hardly changes, but the rate of SiO2 decreases to about half. It is also considered that the protection effect of the SiO2 film was increased.

次に、エッチングガスとしてCBrF3/SF6を用い、か
つ、これにArを添加した場合について説明すると、CBrF
3/SF6のみの場合に比べてArの添加によりサイドエッチ
が減少し、また、選択比も減少することが分かった。
Next, the case where CBrF3 / SF6 is used as an etching gas and Ar is added thereto will be described.
It was found that the side etch was reduced and the selectivity was also reduced by the addition of Ar compared to the case of only 3 / SF6.

Ar+の効果のための思われる。Seems for Ar + effect.

次に、エッチングガスとしてCBrF3にArを添加した場
合について説明すると、CBrF3はC系の側壁保護膜が出
来易く、異方性の得やすいガスであり、Arの添加により
トレンチの側壁は逆テーパぎみとなることが分かった。
Ar+の衝撃高価により、側壁保護効果が薄まるためと考
えられる。
Next, the case where Ar is added to CBrF3 as an etching gas will be described. CBrF3 is a gas in which a C-based side wall protective film is easily formed and anisotropy is easily obtained. It turned out that.
It is considered that the high impact of Ar + weakens the side wall protection effect.

第18図にエッチングレート及び選択比の圧力依存を示
す。エッチングレート,選択比共に低いが、Arの添加に
よりエッチングレートの増加が見られる。
FIG. 18 shows the pressure dependence of the etching rate and the selectivity. Although both the etching rate and the selectivity are low, the addition of Ar increases the etching rate.

以上のように、0族に族する元素のうち、Ar,Krのガ
スがトレンチの形状や選択比に少なからず影響があり、
また、エッチングレートが1μm/min以上要求されるSi
トレンチエッチングプロセスでは、SF6の高エッチング
レートを生かしつつO2,Krを添加することにより異方性
を確保することができた。
As described above, among the elements belonging to group 0, the gases of Ar and Kr have a considerable effect on the shape and selectivity of the trench,
In addition, Si which requires an etching rate of 1 μm / min or more
In the trench etching process, it was possible to secure anisotropy by adding O2 and Kr while utilizing the high etching rate of SF6.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
0族に族する元素のうちHe,Neを除いたガスとしては、A
r,Krの他にXe,Rnがあり、こられも同様にスパッタ作用
とイオンアシスト作用によって同様な効果が期待できる
が、希ガスであるが故に高価であり、この点Ar,Krが実
用化に適しているといえる。また、エッチングガスとし
てSF6が高エッチングレートを生かせる点で優れている
が、これに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications can be made within the scope of the present invention.
Among the elements belonging to group 0, the gases excluding He and Ne are A
In addition to r and Kr, there are also Xe and Rn, which can also be expected to have similar effects by sputtering and ion assist, but they are expensive because of the rare gas. It can be said that it is suitable for. Further, SF6 as an etching gas is excellent in that a high etching rate can be used, but is not limited thereto.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によればアスペクト比が
1以上のトレンチエッチングを行うにあたって、0族に
族する元素のうちHe,Neを除いたいずれかの元素ガスを
添加することで、エッチングレートが向上し、かつ、サ
イドエッチの減少した異方性エッチングを実行すること
ができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in performing trench etching with an aspect ratio of 1 or more, any one of the group 0 group elements except He and Ne is added. Thus, anisotropic etching with an improved etching rate and reduced side etching can be performed.

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

第1図は、本発明方法を実施するためのエッチング装置
の一例を説明するための概略説明図、 第2図は、被エッチング材として、SiO2をマスクとした
Siウエハを説明するための概略説明図、 第3図は、添加ガスとしてKrを使用した場合のSiウエハ
のエッチング形状を示す概略説明図、 第4図は、エッチングレートの均一性を説明するための
図で、同図(A)はウエハの座標を示し、同図(B),
(C)はそれぞれX方向,Y方向各位置でのエッチングレ
ートを示す特性図、 第5図は、ウエハの表面温度のエッチングタイムの依存
性を示す特性図、 第6図は、エッチング深さのエッチング時間依存性を示
す特性図、 第7図は、エッチングレートのマスク開口幅依存性を説
明するための特性図、 第8図は、SF6/O2/Krの分圧比及び圧力を変えた場合
の、エッチングレート,選択比及び自己バイアス電圧を
示す特性図、 第9図は、圧力を変化させた場合のエッチングレート,
選択比及びウエハの中央とエッジでのサイドエッチ率を
示す特性図、 第10図は、Kr量を一定とした場合の、エッチングレー
ト,選択比及びサイドエッチ率のSF6/O2混合比依存を示
す特性図、 第11図は、SF6/O2流量を一定とした場合の、エッチング
レート,選択比及びサイドエッチ率のKr流量依存を示す
特性図、 第12図は、エッチングレート,選択比及びサイドエッチ
率の下部RFパワー依存を示す特性図、 第13図は、上部、下部パワーの比を2:1と固定した場合
の、エッチングレート、選択比及びサイドエッチ率のRF
パワー依存を示す特性図、 第14図は、Krを添加しない場合のエッチングにより得ら
れたトレンチ構造を示す顕微鏡写真の模式図、 第15図は、第14図のエッチング条件にKrを添加してエッ
チングを実行した場合のトレンチ構造を示す顕微鏡写真
の模式図、 第16図は、Krを添加して2.5分間エッチングを実行した
後のトレンチ構造を示す顕微鏡写真の模式図、 第17図は、SF6/SiCl4/Kr/O2をエッチングガスとして用
いた場合の、エッチングレート、選択比の圧力依存を示
す特性図、 第18図は、CBrF3にArを添加した場合のにエッチングレ
ート及び選択比の圧力依存を示す特性図である。 1……上部電極、 2……グリッド、 3……下部電極、 4,5……RF電源、 6……チャンバー、 7……被エッチング材、 8……ロードロックチャンバー、 20……Siウエハ、 22……SiO2(マスク材)。
FIG. 1 is a schematic explanatory view for explaining an example of an etching apparatus for carrying out the method of the present invention, and FIG. 2 is a drawing in which SiO2 is used as a mask as a material to be etched.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram for explaining a Si wafer, FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing an etching shape of a Si wafer when Kr is used as an additive gas, and FIG. 4 is a diagram for explaining uniformity of an etching rate. 5A shows the coordinates of the wafer, and FIGS.
(C) is a characteristic diagram showing the etching rate at each position in the X and Y directions, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the dependence of the wafer surface temperature on the etching time, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the etching depth. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the dependence of the etching rate on the mask opening width, and FIG. 8 is a characteristic diagram showing the dependence on the partial pressure ratio and the pressure of SF6 / O2 / Kr. FIG. 9 is a characteristic diagram showing an etching rate, a selection ratio, and a self-bias voltage. FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the selectivity and the side etch rate at the center and the edge of the wafer. FIG. 10 shows the dependence of the etch rate, the selectivity and the side etch rate on the SF6 / O2 mixture ratio when the Kr amount is constant. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the dependence of the etching rate, the selectivity, and the side etch rate on the Kr flow rate when the SF6 / O2 flow rate is constant. FIG. 12 is a graph showing the etch rate, the selectivity, and the side etch rate. FIG. 13 is a characteristic diagram showing the dependence of the rate on the lower RF power, and FIG. 13 shows the RF of the etching rate, the selectivity, and the side etch rate when the ratio of the upper and lower powers is fixed at 2: 1.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing power dependence, FIG. 14 is a schematic diagram of a micrograph showing a trench structure obtained by etching when Kr is not added, and FIG. 15 is a diagram in which Kr is added to the etching conditions of FIG. FIG. 16 is a schematic diagram of a micrograph showing a trench structure when etching is performed, FIG. 16 is a schematic diagram of a micrograph showing a trench structure after performing etching for 2.5 minutes by adding Kr, FIG. 17 is SF6 FIG. 18 is a characteristic diagram showing the pressure dependence of the etching rate and the selectivity when / SiCl4 / Kr / O2 is used as the etching gas.FIG. 18 shows the pressure dependence of the etch rate and the selectivity when Ar is added to CBrF3. FIG. 1 ... upper electrode, 2 ... grid, 3 ... lower electrode, 4,5 ... RF power supply, 6 ... chamber, 7 ... material to be etched, 8 ... load lock chamber, 20 ... Si wafer, 22 ... SiO2 (mask material).

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】平行平板電極の一方に被エッチング材を配
置し、深さ/開口幅のアスペクト比が1以上のトレンチ
を上記被エッチング材に形成するための異方性のドライ
エッチングを行うにあたり、 SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの分圧比が約1:1:2となるよう
に供給してドライ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。
An anisotropic dry etching for forming a trench having a depth / opening aspect ratio of 1 or more in the material to be etched by arranging the material to be etched on one of the parallel plate electrodes. And dry-etching by supplying SF6, O2, Kr such that the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is about 1: 1: 2.
【請求項2】反応室内の圧力を0.3Torr以上とした特許
請求の範囲第1項記載のドライエッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the pressure in the reaction chamber is 0.3 Torr or more.
【請求項3】平行平板電極の一方に被エッチング材を配
置し、深さ/開口幅のアスペクト比が1以上のトレンチ
を上記被エッチング材に形成するための異方性のドライ
エッチングを行うにあたり、 SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの分圧比が1:1:2となる基準分
圧比に対して、SF6又はO2の流量を変更することで前記
分圧比を変更して、トレンチエッチング形状を制御する
ことを特徴とするドライエッチング方法。
3. An anisotropic dry etching for forming a trench having an aspect ratio of depth / opening width of 1 or more in the material to be etched by arranging the material to be etched on one of the parallel plate electrodes. SF6, O2, Kr, SF6: O2: Kr relative to the reference partial pressure ratio of 1: 1: 2, the SF6 or O2 flow rate is changed by changing the partial pressure ratio, trench A dry etching method characterized by controlling an etching shape.
【請求項4】RFパワーが供給される第1電極及び第2電
極の中間に接地されたグリッド電極を配置し、前記第1,
第2電極の一方に被エッチング材を配置し、深さ/開口
幅のアスペクト比が1以上のトレンチを上記被エッチン
グ材に形成するための異方性のドライエッチングを行う
にあたり、 SF6,O2,Krを、SF6:O2:Krの分圧比が約1:1:2となるよう
に供給し、かつ、前記第1,第2電極に供給されるRFパワ
ー比又は該RFパワーの大きさを変更して、トレンチエッ
チング形状を制御することを特徴とするドライエッチン
グ方法。
4. A grounded grid electrode is arranged between a first electrode and a second electrode to which RF power is supplied, and
An anisotropic material is placed on one of the second electrodes, and anisotropic dry etching for forming a trench having an aspect ratio of depth / opening width of 1 or more in the material to be etched is performed using SF6, O2, Kr is supplied such that the partial pressure ratio of SF6: O2: Kr is about 1: 1: 2, and the RF power ratio supplied to the first and second electrodes or the magnitude of the RF power is changed. And controlling the trench etching shape.
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