JP3002496B2 - Dry etching method for semiconductor wafer - Google Patents
Dry etching method for semiconductor waferInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はシリコン酸化膜上に形成された膜をエッチ
ングするドライエッチング方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a dry etching method for etching a film formed on a silicon oxide film.
ドライエッチング装置によりシリコン酸化膜（SiO2）
上に形成されたシリコンナイトライド膜（Si3N4）をエ
ッチングする場合には、シリコンナイトライド膜のエッ
チング速度のシリコン酸化膜のエッチング速度に対する
比すなわちシリコンナイトライド膜のシリコン酸化膜に
対する選択比が小さいから、シリコンナイトライド膜を
オーバエッチングしたときに、シリコン酸化膜の膜厚が
小さくなってしまう。Silicon oxide film (SiO 2 ) by dry etching equipment
When etching the silicon nitride film (Si 3 N 4 ) formed thereon, the ratio of the etching rate of the silicon nitride film to the etching rate of the silicon oxide film, that is, the selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film. Is small, the thickness of the silicon oxide film becomes small when the silicon nitride film is over-etched.
そこで、従来のドライエッチング装置（特開昭63−10
2232号公報、プラズマエッチング：選択性と非ダメージ
性（J.Dieleman,F.H M.Sanders,June,1984,Solid State
Technology/日本版））においては、エッチングガスの
他に堆積性のガスを導入して、選択比を大きくしてい
る。Therefore, a conventional dry etching apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 63-10 / 1988)
No. 2232, Plasma etching: Selectivity and non-damage property (J. Dieleman, FH M. Sanders, June, 1984, Solid State)
Technology / Japanese version)), a deposition gas is introduced in addition to the etching gas to increase the selectivity.
しかし、このようなドライエッチング装置において
は、ドライエッチング工程が複雑になり、また堆積性の
ガスによってチャンバが汚れやすく、さらに堆積性のガ
スの導入装置を設ける必要があるから、装置の構造が複
雑になる。However, in such a dry etching apparatus, the dry etching process becomes complicated, the chamber is easily contaminated by a deposition gas, and a device for introducing a deposition gas needs to be provided. become.
この発明は上述の課題を解決するためになされたもの
で、選択比が大きく、しかもドライエッチング工程が簡
単であり、チャンバが汚れることがなく、装置の構造が
簡単であるドライ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 to solve the above-described problems, and provides a dry etching method which has a high selectivity, a simple dry etching process, no contamination of a chamber, and a simple device structure. The purpose is to:
この目的を達成するため、この発明においては、シリ
コン酸化膜上に形成された膜をエッチングするドライエ
ッチング装置において、上部電極と下部電極との間の近
傍に石英からなる石英部材を設け、ドライエッチングを
行う。In order to achieve this object, according to the present invention, in a dry etching apparatus for etching a film formed on a silicon oxide film, a quartz member made of quartz is provided near an upper electrode and a lower electrode, and the dry etching is performed. I do.
このドライエッチング装置においては、シリコン酸化
膜が露出したときに、石英部材とシリコン酸化膜とは同
じ材料であるから、シリコン酸化膜とともに石英部材が
エッチングされる。In this dry etching apparatus, when the silicon oxide film is exposed, the quartz member is etched together with the silicon oxide film because the quartz member and the silicon oxide film are made of the same material.
第１図はこの発明に係るドライエッチング装置の一部
を示す断面図、第２図は同じく全体を示す概略断面図で
ある。図においては、１はアルミニウムからなるチャン
バ、５はチャンバ１に取り付けられた絶縁性のインシュ
レータ、４はインシュレータ５に取り付けられた導電性
の上部電極サポート、２は上部電極サポート４に取り付
けられたカソード電極としての上部電極、６は上部電極
サポート４を介して上部電極２に接続された高周波電
源、３はチャンバ１に取り付けられたアノード電極とし
ての下部電極で、下部電極３は上部電極２に対向して設
けられており、下部電極３は接続状態に保持されてい
る。13は下部電極３に設けられた排気口、７は上部電極
サポート４に設けられた温調用通路、８は下部電極３に
設けられた温調用通路、10は上部電極サポート４に設け
られたガス供給通路、19はガス供給通路10に接続された
ガスボンベ、11はガスボンベ19とガス供給通路10との間
に設けられたマスフローコントローラ、12はマスフロー
コントローラ11とガス供給通路10との間に設けられたガ
スバルブ、16は上部電極２に設けられたガス導入口で、
ガス導入口16はガス供給通路10と連通している。20はチ
ャンバ１に取り付けられた真空予備室、21はチャンバ
１、真空予備室20に接続された真空排気システム、22は
ローダ、23はアンローダ、14はインシュレータ５に取り
付けられたシールドで、シールド14は石英からなる。24
は下部電極３上に載置された半導体ウェハ、９は半導体
ウェハ24を押さえるためのクランプで、クランプ９は石
英からなる。15は下部電極３上に設けられたリングで、
リング15は石英からなる。FIG. 1 is a sectional view showing a part of a dry etching apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing the whole of the same. In the figure, 1 is a chamber made of aluminum, 5 is an insulating insulator attached to the chamber 1, 4 is a conductive upper electrode support attached to the insulator 5, and 2 is a cathode attached to the upper electrode support 4. An upper electrode 6 as an electrode, a high-frequency power supply 6 connected to the upper electrode 2 via an upper electrode support 4, a lower electrode 3 as an anode electrode attached to the chamber 1, and a lower electrode 3 facing the upper electrode 2 The lower electrode 3 is held in a connected state. Reference numeral 13 denotes an exhaust port provided in the lower electrode 3, reference numeral 7 denotes a temperature control passage provided in the upper electrode support 4, reference numeral 8 denotes a temperature control passage provided in the lower electrode 3, and reference numeral 10 denotes a gas provided in the upper electrode support 4. A supply passage, 19 is a gas cylinder connected to the gas supply passage 10, 11 is a mass flow controller provided between the gas cylinder 19 and the gas supply passage 10, and 12 is provided between the mass flow controller 11 and the gas supply passage 10. 16 is a gas inlet provided in the upper electrode 2,
The gas inlet 16 communicates with the gas supply passage 10. Reference numeral 20 denotes a vacuum preparatory chamber attached to the chamber 1, 21 denotes a vacuum evacuation system connected to the chamber 1 and the vacuum preparatory chamber 20, 22 denotes a loader, 23 denotes an unloader, and 14 denotes a shield attached to the insulator 5. Is made of quartz. twenty four
Is a semiconductor wafer mounted on the lower electrode 3, 9 is a clamp for holding down the semiconductor wafer 24, and the clamp 9 is made of quartz. Reference numeral 15 denotes a ring provided on the lower electrode 3,
Ring 15 is made of quartz.
このドライエッチング装置においては、シリコン酸化
膜上にシリコンナイトライド膜が形成された半導体ウェ
ハ24を下部電極３上に載置し、真空排気システム21によ
りチャンバ１内を真空排気し、ガスバルブ12を開放する
とともに、マスフローコントローラ11によって流量制御
して、CF4ガス、O2ガスをチャンバ１内に導入し、高周
波電源６により高周波電力を印加すると、上部電極２、
下部電極３間に発生したイオン、ラジカル、分子が半導
体ウェハ24の表面に衝突、反応して、シリコンナイトラ
イドがエッチングされる。この場合、シリコンナイトラ
イドはSiF4、NO、NO2となって排気される。そして、シ
リコン酸化膜が露出したときには、シリコン酸化膜はSi
F4、CO、CO2となって排気される。この場合、シールド1
4、クランプ９、リング15とシリコン酸化膜とは同じ材
料であるから、シリコン酸化膜とともにシールド14、ク
ランプ９、リング15がエッチングされるので、シリコン
酸化膜のエッチング速度が小さくなるため、シリコンナ
イトライド膜のシリコン酸化膜に対する選択比が大きく
なる。発明者等の実験によれば、シールド14、クランプ
９、リング15を使用しない場合と比較して選択比が約2.
5倍であった。したがって、シリコン酸化膜の膜厚が小
さくなることはない。しかも、エッチングガスの他に堆
積性のガスを導入する必要がないから、ドライエッチン
グ工程が簡単になり、またチャンバ１が汚れることがな
く、さらに堆積性のガスの導入装置を設ける必要がない
から、装置の構造が簡単になる。また、シールド14を設
けているので、エッチング速度を均一にかつ大きくする
ことができる。In this dry etching apparatus, a semiconductor wafer 24 having a silicon nitride film formed on a silicon oxide film is placed on the lower electrode 3, the inside of the chamber 1 is evacuated by the vacuum exhaust system 21, and the gas valve 12 is opened. At the same time, the CF 4 gas and the O 2 gas are introduced into the chamber 1 by controlling the flow rate by the mass flow controller 11, and the high frequency power is applied by the high frequency power supply 6.
Ions, radicals, and molecules generated between the lower electrodes 3 collide with and react with the surface of the semiconductor wafer 24 to etch silicon nitride. In this case, the silicon nitride is exhausted as SiF 4 , NO, and NO 2 . When the silicon oxide film is exposed, the silicon oxide film
It is exhausted as F 4 , CO and CO 2 . In this case, shield 1
4. Since the clamp 9, the ring 15, and the silicon oxide film are made of the same material, the shield 14, the clamp 9, and the ring 15 are etched together with the silicon oxide film. The selectivity of the ride film to the silicon oxide film increases. According to experiments performed by the inventors, the selectivity was about 2.20 compared to the case where the shield 14, the clamp 9, and the ring 15 were not used.
5 times. Therefore, the thickness of the silicon oxide film does not decrease. Moreover, since there is no need to introduce a deposition gas in addition to the etching gas, the dry etching process is simplified, the chamber 1 is not contaminated, and there is no need to provide a deposition gas introduction device. The structure of the device is simplified. Further, since the shield 14 is provided, the etching rate can be made uniform and high.
第３図はこの発明に係る他のドライエッチング装置の
一部を示す断面図である。図において、17は上部電極２
に取り付けられた拡散板で、拡散板17は石英からなる。
18は拡散板17に設けられた拡散口で、拡散口18はガス導
入口16と連通している。FIG. 3 is a sectional view showing a part of another dry etching apparatus according to the present invention. In the figure, 17 is the upper electrode 2
The diffusion plate 17 is made of quartz.
Reference numeral 18 denotes a diffusion port provided in the diffusion plate 17, and the diffusion port 18 communicates with the gas inlet 16.
このドライエッチング装置においては、シリコン酸化
膜が露出したときに、シリコン酸化膜とともにシールド
14、拡散板17がエッチングされるから、シリコン酸化膜
のエッチング速度が小さくなるので、シリコンナイトラ
イド膜のシリコン酸化膜に対する選択比が大きくなるた
め、シリコン酸化膜の膜厚が小さくなることはない。In this dry etching system, when the silicon oxide film is exposed, it is shielded together with the silicon oxide film.
14. Since the diffusion plate 17 is etched, the etching rate of the silicon oxide film is reduced, so that the selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film is increased, so that the thickness of the silicon oxide film is not reduced. .
第４図はこの発明に係る他のドライエッチング装置の
一部を示す断面図である。図において、25はシールド14
に取り付けられた拡散板で、拡散板25は石英からなる。
26は拡散板25に設けられた拡散口である。FIG. 4 is a sectional view showing a part of another dry etching apparatus according to the present invention. In the figure, 25 is the shield 14
The diffusion plate 25 is made of quartz.
Reference numeral 26 denotes a diffusion port provided in the diffusion plate 25.
このドライエッチングにおいては、シリコン酸化膜が
露出したときに、シリコン酸化膜とともにシールド14、
拡散板25がエッチングされるから、シリコン酸化膜のエ
ッチング速度が小さくなるので、シリコンナイトライド
膜のシリコン酸化膜に対する選択比が大きくなるため、
シリコン酸化膜の膜厚が小さくなることはない。In this dry etching, when the silicon oxide film is exposed, the shield 14, together with the silicon oxide film,
Since the diffusion plate 25 is etched, the etching rate of the silicon oxide film is reduced, and the selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film is increased.
The thickness of the silicon oxide film does not decrease.
なお、上述実施例においては、石英部材としてシール
ド14、クランプ９、リング15、拡散板17、25を用いた
が、他の石英部材を用いてもよい。In the above-described embodiment, the shield 14, the clamp 9, the ring 15, and the diffusion plates 17 and 25 are used as quartz members, but other quartz members may be used.
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明に係るドライエッチン
グ装置においては、シリコン酸化膜が露出したときに、
シリコン酸化膜とともに石英部材がエッチングされるか
ら、選択比が大きくなり、シリコン酸化膜の膜厚が小さ
くなることはない。しかも、エッチングガスの他に堆積
性のガスを導入する必要がないから、ドライエッチング
工程が簡単に、チャンバが汚れることがなく、装置の構
造が簡単になる。このように、この発明の効果は顕著で
ある。[Effects of the Invention] As described above, in the dry etching apparatus according to the present invention, when the silicon oxide film is exposed,
Since the quartz member is etched together with the silicon oxide film, the selectivity increases and the thickness of the silicon oxide film does not decrease. Moreover, since it is not necessary to introduce a deposition gas in addition to the etching gas, the dry etching process is simplified, the chamber is not contaminated, and the structure of the apparatus is simplified. Thus, the effect of the present invention is remarkable.
第１図はこの発明に係るドライエッチング装置の一部を
示す断面図、第２図は同じく全体を示す概略断面図、第
３図、第４図はそれぞれこの発明に係る他のドライエッ
チング装置の一部を示す断面図である。 ２……上部電極 ３……下部電極 ９……クランプ 14……シールド 15……リング 17……拡散板 25……拡散板FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a dry etching apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the same whole, and FIGS. 3 and 4 show other dry etching apparatuses according to the present invention. It is sectional drawing which shows a part. 2 Upper electrode 3 Lower electrode 9 Clamp 14 Shield 15 Ring 17 Diffusion plate 25 Diffusion plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−139628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−168232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−9120（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-139628 (JP, A) JP-A-58-168232 (JP, A) JP-A-63-254731 (JP, A) 9120 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065
Claims (2)
ングする方法において、シリコン酸化膜と該シリコン酸
化膜を覆ってシリコン酸化膜よりもエッチング選択比の
小さい膜が形成された上記半導体ウエハを第１の電極に
載置する工程と、上記チャンバ内を真空排気する工程
と、ガスを上記チャンバ内に導入する工程と、上記第１
の電極に対向配置された第２の電極に高周波電力を印加
し、上記半導体ウエハをエッチングする工程からなり、
上記第２の電極の周辺に石英部材を設けることで、上記
エッチング選択比の小さい膜がエッチングされ上記シリ
コン酸化膜が露呈した際に、上記半導体ウエハに形成さ
れたシリコン酸化膜のエッチング速度を石英部材を設け
ない場合に比較して小さくすることを特徴とする半導体
ウエハのドライエッチング方法。In a method for dry-etching a semiconductor wafer in a chamber, the semiconductor wafer having a silicon oxide film and a film covering the silicon oxide film and having a lower etching selectivity than the silicon oxide film is formed by a first method. Placing the electrode on the electrode, evacuating the chamber, introducing a gas into the chamber,
Applying a high-frequency power to a second electrode disposed opposite to the first electrode to etch the semiconductor wafer,
By providing a quartz member around the second electrode, when the film having a small etching selectivity is etched and the silicon oxide film is exposed, the etching rate of the silicon oxide film formed on the semiconductor wafer is reduced. A dry etching method for a semiconductor wafer, characterized in that the size is reduced as compared with a case where no member is provided.
ングする方法において、シリコン酸化膜と、該シリコン
酸化膜を覆ってシリコンナイトライド膜とが形成された
上記半導体ウエハを第１の電極に載置する工程と、上記
チャンバ内を真空排気する工程と、ガスを上記チャンバ
内に導入する工程と、上記第１の電極に対向配置された
第２の電極に高周波電力を印加し、上記半導体ウエハを
エッチングする工程からなり、上記第１の電極と第２の
電極の間の近傍に石英部材を設けて、上記シリコンナイ
トライド膜がエッチングされ上記シリコン酸化膜が露呈
した際に、上記半導体ウエハに形成されたシリコンナイ
トライド膜のシリコン酸化膜に対する選択比を石英部材
を設けない場合に比較して大きくすることを特徴とする
半導体ウエハのドライエッチング方法。2. A method for dry etching a semiconductor wafer in a chamber, wherein the semiconductor wafer having a silicon oxide film and a silicon nitride film formed over the silicon oxide film is placed on a first electrode. A step of evacuating the chamber, a step of introducing a gas into the chamber, and applying a high-frequency power to a second electrode opposed to the first electrode to etch the semiconductor wafer. A quartz member is provided in the vicinity between the first electrode and the second electrode, and is formed on the semiconductor wafer when the silicon nitride film is etched and the silicon oxide film is exposed. Wherein the selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film is increased compared to the case where no quartz member is provided. Lee etching method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2092215A JP3002496B2 (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Dry etching method for semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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ID=14048220
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Country Status (1)
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- 1990-04-09 JP JP2092215A patent/JP3002496B2/en not_active Expired - Lifetime
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