JP3297939B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP3297939B2
JP3297939B2 JP30732792A JP30732792A JP3297939B2 JP 3297939 B2 JP3297939 B2 JP 3297939B2 JP 30732792 A JP30732792 A JP 30732792A JP 30732792 A JP30732792 A JP 30732792A JP 3297939 B2 JP3297939 B2 JP 3297939B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造分野等
において適用されるドライエッチング方法に関し、特に
対レジスト選択性、対シリコン下地選択性、高速性、低
ダメージ性、低汚染性のいずれにも優れるシリコン化合
物層のドライ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 a dry etching method applied in the field of semiconductor device manufacturing and the like, and more particularly to any one of resist selectivity, silicon base selectivity, high speed, low damage, and low contamination. And a method for dry etching a silicon compound layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSI,ULSI等にみられる
ように半導体装置の高集積化および高性能化が進展する
に伴い、酸化シリコン(SiO2 )に代表されるシリコ
ン化合物層のドライエッチングについても技術的要求が
ますます厳しくなってきている。
2. Description of the Related Art As high integration and high performance of semiconductor devices have progressed as seen in recent VLSI, ULSI, etc., dry etching of a silicon compound layer typified by silicon oxide (SiO 2 ) is also required. Technical requirements are becoming more stringent.

【0003】まず、高集積化によりデバイス・チップの
面積が拡大しウェハが大口径化していること、形成すべ
きパターンが高度に微細化されウェハ面内の均一処理が
要求されていること、またASICに代表されるように
多品種少量生産が要求されていること等の背景から、ド
ライエッチング装置の主流は従来のバッチ式から枚葉式
に移行しつつある。この際、従来と同等の生産性を維持
するためには、ウェハ1枚当たりのエッチング速度を大
幅に向上させなければならない。
First, the area of device chips has been increased due to high integration, and the diameter of the wafer has been increased. The pattern to be formed has been highly miniaturized, and uniform processing within the wafer surface has been required. Due to the demand for high-mix low-volume production as represented by the ASIC, etc., the mainstream of dry etching equipment is shifting from a conventional batch type to a single-wafer type. At this time, in order to maintain the same productivity as the conventional one, the etching rate per wafer must be greatly improved.

【0004】また、デバイスの高速化や微細化を図るた
めに不純物拡散領域の接合深さが浅くなり、また各種の
材料層も薄くなっている状況下では、従来以上に対下地
選択性に優れダメージの少ないエッチング技術が要求さ
れる。たとえば、半導体基板内に形成された不純物拡散
領域や、SRAMの抵抗負荷素子として用いられるPM
OSトランジスタのソース・ドレイン領域等にコンタク
トを形成しようとする場合等に、シリコン基板や多結晶
シリコン層を下地として行われるSiO2 層間絶縁膜の
エッチングがその例である。
Further, under the circumstances where the junction depth of the impurity diffusion region is reduced and the thickness of various material layers is reduced in order to increase the speed and miniaturization of the device, the selectivity to the underlayer is better than before. An etching technique with less damage is required. For example, an impurity diffusion region formed in a semiconductor substrate or a PM used as a resistance load element of an SRAM.
For example, when a contact is to be formed in a source / drain region of an OS transistor or the like, etching of a SiO 2 interlayer insulating film using a silicon substrate or a polycrystalline silicon layer as a base is an example.

【0005】さらに、対レジスト選択比の向上も重要な
課題である。これは、サブミクロン・デバイスでは、レ
ジストの後退によるわずかな寸法変換差の発生も許容さ
れなくなってきているからである。
[0005] Further, improvement of the selectivity to resist is also an important issue. This is because, in submicron devices, the occurrence of slight dimensional change due to resist receding is no longer allowed.

【0006】従来よりSiO2 系材料層のエッチング
は、強固なSi−O結合を切断するために、イオン性を
強めたモードで行われている。典型的なエッチング・ガ
スは、CHF3 ,CF4 等であり、これらから生成する
CFx + の入射エネルギーを利用している。しかし、高
速エッチングを行うためにはこの入射イオン・エネルギ
ーを高めることが必要であり、エッチング反応が物理的
なスパッタ反応に近くなるため、高速性への要求と高選
択性・低ダメージ性への要求とが常に背反していた。
Conventionally, etching of a SiO 2 -based material layer has been performed in a mode in which ionicity is increased in order to cut a strong Si—O bond. Typical etching gases are CHF 3 , CF 4, etc., and utilize the incident energy of CF x + generated from them. However, in order to perform high-speed etching, it is necessary to increase the incident ion energy, and since the etching reaction is close to a physical sputter reaction, there is a demand for high-speed and high selectivity and low damage. The request was always in conflict.

【0007】そこで通常は、エッチング・ガスにH2
堆積性の炭化水素系ガスを等を添加してエッチング反応
系の見掛け上のC/F比(炭素原子数とフッ素原子数の
比)を増大させ、エッチング反応と競合して起こる炭素
系ポリマーの堆積を促進することにより高選択性を達成
している。
Therefore, usually, the apparent C / F ratio (ratio between the number of carbon atoms and the number of fluorine atoms) of the etching reaction system is adjusted by adding H 2 or a depositing hydrocarbon gas to the etching gas. High selectivity is achieved by increasing and accelerating the deposition of carbon-based polymers that compete with the etching reaction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の方法
では十分に高い選択性を得るために、ある程度厚く炭素
系ポリマーを堆積させることが必要であった。しかし、
炭素系ポリマーの堆積量を増大させることは、エッチン
グ速度の低下やパーティクル汚染の増大といった新たな
問題を招く。近年のドライエッチングでは枚葉処理が主
流となっているため、ウェハ1枚当たりのエッチング所
要時間が延びたり、あるいはエッチング・チャンバのク
リーニング等を行うためのメンテナンスの頻度が高くな
ることは、生産性や経済性に重大な支障をもたらす原因
となる。
By the way, in the conventional method, it was necessary to deposit a carbon-based polymer to a certain thickness in order to obtain a sufficiently high selectivity. But,
Increasing the deposition amount of the carbon-based polymer causes new problems such as a decrease in etching rate and an increase in particle contamination. In recent years, single-wafer processing has become the mainstream in dry etching, so that the time required for etching per wafer increases or the frequency of maintenance for cleaning the etching chamber increases. And cause serious hindrance to economics.

【0009】そこで本発明は、高選択性,低ダメージ性
に優れることはもちろん、高速性,低汚染性にも優れる
シリコン化合物層のドライエッチング方法を提供するこ
とを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dry etching method for a silicon compound layer which is excellent not only in high selectivity and low damage, but also in high speed and low contamination.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るドライエッ
チング方法は、上述の目的を達成するために提案される
ものであり、酸化炭素、酸化窒素、酸化イオウから選ば
れる少なくとも1種類の無機酸化物と、フッ素系化合物
とを含むエッチング・ガスを用いてシリコン化合物層を
実質的にその層厚を超えない深さまでエッチングするジ
ャストエッチング工程と、前記エッチング・ガス中の前
記無機酸化物の含量比を前記ジャストエッチング工程に
おけるよりも大として前記シリコン化合物層の残余部を
エッチングするオーバーエッチング工程とを有するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION A dry etching method according to the present invention is proposed to achieve the above object, and includes at least one kind of inorganic oxide selected from carbon oxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide. And a just etching step of etching the silicon compound layer to a depth substantially not exceeding the thickness of the silicon compound layer using an etching gas containing the fluorine-based compound, and a content ratio of the inorganic oxide in the etching gas. And an over-etching step of etching the remaining part of the silicon compound layer as larger than that in the just etching step.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】本発明はさらに、上述の無機酸化物とフッ
素系化合物とを含むエッチング・ガスを用いてジャスト
エッチングを行った後、S,SF,SF,S
10から選ばれる少なくとも1種類のフッ化イオウ
と前記無機酸化物とを含むエッチング・ガスを用いてオ
ーバーエッチングを行うものである。
The present invention further provides S 2 F 2 , SF 2 , SF 4 , S 4 after performing just etching using an etching gas containing the above-mentioned inorganic oxide and fluorine compound.
And performs over-etched using an etching gas containing at least one kind of sulfur fluoride and the inorganic oxide selected from 2 F 10.

【0014】なお、本発明において上述の無機酸化物は
エッチング・ガスの構成成分として用いられるものであ
るから、取り扱い性を考慮すると常温常圧下で気体であ
るか、もしくは容易に気化できる化合物を選択する必要
がある。かかる観点から、実用性の高い酸化炭素として
は、CO(一酸化炭素)、CO 2 (二酸化炭素)、C3
2 (二酸化三炭素,沸点7℃)を挙げることができ
る。酸化炭素には、この他にも分子内の炭素原子数が酸
素原子数よりも多い、亜酸化炭素と総称される化合物が
知られており、一酸化炭素中で無声放電を行った場合に
生成する組成の一定しない物質や、二酸化五炭素、九酸
化十二炭素(無水メリト酸)等がある。
In the present invention, the above-mentioned inorganic oxide is
It is used as a component of the etching gas.
Therefore, in consideration of handling properties, it is gaseous at normal temperature and normal pressure.
Or select compounds that can be easily vaporized
There is. From this point of view, as highly practical carbon oxide
Is CO (carbon monoxide), CO Two(Carbon dioxide), CThree
OTwo(Tricarbon dioxide, boiling point 7 ° C)
You. Carbon oxides also have an additional number of carbon atoms in the molecule.
There are more compounds called carbon suboxides than the number of elementary atoms.
It is known that when performing silent discharge in carbon monoxide,
Generates substances of variable composition, pentacarbon dioxide, acetic acid
12 carbon (melittic anhydride) and the like.

【0015】また、実用性の高い酸化窒素としては、N
2 O(酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、N2
3 (三酸化二窒素)、NO2 (二酸化窒素)、NO
3 (三酸化窒素)を挙げることができる。この他に知ら
れている酸化窒素としては、N2 5(五酸化二窒素)
とN2 6 (六酸化二窒素)があるが、前者は昇華点3
2.4℃(1気圧)の固体、後者は不安定な固体であ
る。
Further, nitrogen oxides having high practicality include N
2 O (dinitrogen oxide), NO (nitrogen monoxide), N 2 O
3 (dinitrogen trioxide), NO 2 (nitrogen dioxide), NO
3 (nitrogen trioxide). Other known nitric oxides include N 2 O 5 (dinitrogen pentoxide).
And N 2 O 6 (dinitrogen hexaoxide), the former having a sublimation point of 3
A solid at 2.4 ° C. (1 atm), the latter being an unstable solid.

【0016】さらに、実用性の高い酸化イオウとして
は、SO(一酸化イオウ)、SO2 (二酸化イオウ)を
挙げることができる。この他にも数種類の酸化イオウが
知られているが、室温近傍では分解等により複雑な相や
組成を有する混合物として存在するものが多い。たとえ
ば、S2 3 (三酸化二イオウ)は加熱によりS,S
O,SO2 に分解する固体である。SO3 (三酸化イオ
ウ)は、室温近傍で液体、あるいは融点の異なるα型,
β型,γ型のいずれかの形をとる固体である。S27
(七酸化二イオウ)は融点0℃、昇華点10℃の固体で
ある。さらに、SO 4 (四酸化イオウ)は融点3℃の固
体であるが、酸素を発生して分解し、七酸化二イオウを
生成する。
Furthermore, as a highly practical sulfur oxide
Is SO (sulfur monoxide), SOTwo(Sulfur dioxide)
Can be mentioned. There are several other types of sulfur oxide
Although it is known, near room temperature, complicated phases and
Many exist as mixtures having a composition. for example
If STwoOThree(Sulfur trioxide) becomes S, S by heating
O, SOTwoIt is a solid that decomposes into SOThree(Io trioxide
C) is a liquid near room temperature, or α-type with a different melting point,
It is a solid that takes either β-type or γ-type. STwoO7
(Sulfur heptoxide) is a solid with a melting point of 0 ° C and a sublimation point of 10 ° C.
is there. Furthermore, SO Four(Sulfur tetroxide) is a solid with a melting point of 3 ° C.
Although it is a body, it generates oxygen and decomposes it, producing sulfur dioxide
Generate.

【0017】[0017]

【作用】本発明のポイントは、炭素系ポリマー自身の膜
質を強化することにより、その堆積量を減じても十分に
高いレジスト選択性および下地選択性を達成し、またこ
れにより低汚染性,低ダメージ性を達成することにあ
る。本発明では、酸化炭素、酸化窒素、酸化イオウの少
なくともいずれかをエッチング・ガスの構成成分として
使用する。これら無機酸化物は、分子内に異種原子間の
多重結合を有しており、幾つかの分極構造の共鳴混成体
として存在するが、これらの分極構造のある種のものが
高い重合促進活性を有する。この結果、エッチング・ガ
スの分解生成物やエッチング・マスクとして用いられた
有機材料パターンの分解生成物に由来する炭素系ポリマ
ーの重合度が増し、エッチング耐性が向上する。
The point of the present invention is to enhance the film quality of the carbon-based polymer itself to achieve sufficiently high resist selectivity and underlayer selectivity even if the deposition amount is reduced. The aim is to achieve damage. In the present invention, at least one of carbon oxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide is used as a component of the etching gas. These inorganic oxides have multiple bonds between different atoms in the molecule and exist as resonance hybrids of several polarization structures, but certain of these polarization structures have high polymerization promoting activity. Have. As a result, the degree of polymerization of the carbon-based polymer derived from the decomposition product of the etching gas or the decomposition product of the organic material pattern used as the etching mask is increased, and the etching resistance is improved.

【0018】また、これらの無機酸化物の分解生成物
は、炭素系ポリマーにカルボニル基(>C=O),ニト
ロシル基(−N=O),ニトリル基(−NO2 ),チオ
ニル基>S=O),スルフリル基(−SO2 )等の極性
基を導入することができる。炭素系ポリマーにかかる極
性基が導入されると、単に−CX2 −(Xはハロゲン原
子を表す。)の繰り返し構造からなる従来の炭素系ポリ
マーよりも化学的,物理的安定性が増すことが、近年の
研究により明らかとなっている。この現象の理由に関す
る論拠は、おおよそ次の2点である。
Decomposition products of these inorganic oxides include carbonyl groups (> C = O), nitrosyl groups (—N = O), nitrile groups (—NO 2 ), thionyl groups> S OO) and a polar group such as a sulfuryl group (—SO 2 ) can be introduced. When such a polar group is introduced into a carbon-based polymer, chemical and physical stability may be increased as compared with a conventional carbon-based polymer having a repeating structure of -CX 2- (X represents a halogen atom). Recent studies have revealed this. There are roughly two reasons for the reason for this phenomenon:

【0019】そのひとつは、C−O結合(1077kJ
/mol)、C−N結合(770kJ/mol)、N−
O結合(631kJ/mol)、C−S結合(713k
J/mol)の原子間結合エネルギーが、いずれもC−
C結合(607kJ/mol)よりも大きいという事実
である。いまひとつは、上記の官能基の導入により炭素
系ポリマーの極性が増大し、負に帯電しているエッチン
グ中のウェハに対してその静電吸着力が高まるというも
のである。
One of them is a C—O bond (1077 kJ).
/ Mol), C—N bond (770 kJ / mol), N-
O bond (631 kJ / mol), CS bond (713 kJ / mol)
J / mol), the C—C
This is the fact that it is larger than the C bond (607 kJ / mol). The other is that the introduction of the functional group increases the polarity of the carbon-based polymer, and increases the electrostatic attraction force of the negatively charged wafer being etched.

【0020】このように、炭素系ポリマー自身の膜質が
強化され、入射イオンに対して高い耐性を示すようにな
るため、エッチング・マスクである有機材料パターンや
下地材料層に対して選択性が向上する他、下地材料層へ
のダメージ発生も少なくなる。また、高選択性を達成す
るために必要な炭素系ポリマーの堆積量を相対的に低減
できるので、従来技術に比べてパーティクル汚染を減少
させることができる。
As described above, since the film quality of the carbon-based polymer itself is enhanced and the carbon-based polymer exhibits high resistance to incident ions, the selectivity to the organic material pattern or the underlying material layer serving as an etching mask is improved. In addition, damage to the underlying material layer is reduced. In addition, the amount of carbon-based polymer deposited required to achieve high selectivity can be relatively reduced, so that particle contamination can be reduced as compared with the prior art.

【0021】また上記の無機酸化物は、エッチングの高
速化にも寄与している。すなわち、上記の官能基から生
成可能なCO* ,SO* ,SO2 * ,NO* 等のラジカ
ルは強い還元作用を有しており、SiO2 中のO原子を
引き抜くことができる。これは、2原子分子の生成熱か
ら算出された原子間結合エネルギーがC−O結合では1
076kJ/mol,S−O結合では523kJ/mo
l,N−O結合では632kJ/molであって、結晶
中におけるSi−O結合の465kJ/molに比べて
いずれも大きいことからも理解される。O原子が引き抜
かれた後のSi原子は、エッチング反応系に存在する主
エッチング種であるF* (フッ素ラジカル)と結合する
ことにより、ハロゲン化物の形で速やかに除去される。
The above-mentioned inorganic oxide also contributes to speeding up of etching. That is, the above can be generated from the functional groups CO *, SO *, SO 2 *, radicals NO * such has a strong reducing action, it is possible to pull out the O atoms in the SiO 2. This is because the interatomic bond energy calculated from the heat of formation of a diatomic molecule is 1 for a CO bond.
076 kJ / mol, 523 kJ / mo for SO bond
It is understood from the fact that it is 632 kJ / mol for the 1, N—O bond, which is larger than 465 kJ / mol for the Si—O bond in the crystal. The Si atoms from which the O atoms have been extracted are quickly removed in the form of a halide by binding to F * (fluorine radical), which is the main etching species present in the etching reaction system.

【0022】つまり本発明では、従来もっぱら物理的な
スパッタ作用に依存していたSi−O結合の切断を、化
学的な作用も利用して行うことができるようになる。し
かも、本発明で使用する無機酸化物は、レジスト材料や
下地のSi系材料には重大な作用を及ぼさず、これらの
材料のエッチング速度は低速に維持される。
That is, in the present invention, the breaking of the Si—O bond, which has conventionally relied solely on the physical sputtering action, can be performed by utilizing the chemical action. Moreover, the inorganic oxide used in the present invention has no significant effect on the resist material or the underlying Si-based material, and the etching rate of these materials is kept low.

【0023】[0023]

【0024】本発明は、以上のような考え方を基本とし
ているが、さらに一層の高選択化、低汚染化、低ダメー
ジ化を目指す方法も提案する。そのひとつは、シリコン
化合物層のエッチングを下地材料層が露出する直前まで
のジャストエッチング工程とそれ以降のオーバーエッチ
ング工程の2工程に分け、後半のオーバーエッチング工
程で前記エッチング・ガス中の無機酸化物の含量比をジ
ャストエッチング工程におけるよりも大とすることであ
る。この方法によれば、SiO2 系材料層のうち下地と
の界面付近のエッチングは、F* を減じ、かつO原子引
き抜き反応とポリマー強化を促進する機構により進行す
るようになり、更なる高選択化が達成される。
The present invention is based on the above concept, but also proposes a method aiming at further higher selection, lower contamination and lower damage. One of them is to separate the etching of the silicon compound layer into two steps, a just etching step immediately before the base material layer is exposed and an over-etching step thereafter, and the inorganic oxide in the etching gas in the latter half of the over-etching step. Is to be larger than that in the just etching step. According to this method, the etching of the SiO 2 -based material layer in the vicinity of the interface with the underlayer progresses by a mechanism that reduces F * and promotes the O-atom abstraction reaction and the polymer strengthening. Is achieved.

【0025】あるいは、オーバーエッチング時のエッチ
ング・ガス組成を、S2 2 ,SF 2 ,SF4 ,S2
10から選ばれる少なくとも1種類のフッ化イオウと上記
無機酸化物との混合系としても良い。つまり、オーバー
エッチング時には高速性は特に要求されないので、フル
オロカーボン系化合物は敢えて使用せず、炭素系ポリマ
ーの堆積を一切排除するのである。
Alternatively, an etch at the time of over-etching
The gas compositionTwoFTwo, SF Two, SFFour, STwoF
TenAt least one kind of sulfur fluoride selected from
It may be a mixed system with an inorganic oxide. In other words, over
High speed is not particularly required at the time of etching.
Orocarbon-based compounds are not used
It eliminates any deposits.

【0026】ここで使用されるフッ化イオウは、本願出
願人が先に特願平2−198045号明細書において、
SiO2 系材料層のエッチング用に提案した化合物であ
り、SFx + ,F* 等のエッチング種を生成する。また
上記フッ化イオウは、従来からエッチング・ガスとして
実用化されているSF6 に比べてS/F比(1分子中の
S原子数とF原子数の比)が大きく、放電解離条件下で
プラズマ中に遊離のS(イオウ)を放出することができ
る。このSは、条件にもよるがウェハがおおよそ室温以
下に温度制御されていれば、その表面へ堆積する。この
とき、SiO2系材料層の表面ではO原子の供給を受け
てSはSOx の形で除去されるが、レジスト材料やSi
系材料の表面、あるいはパターン側壁部にはそのまま堆
積し、高選択性,高異方性の達成に寄与する。
The sulfur fluoride used herein is described in the specification of Japanese Patent Application No. 2-198,045 by the present applicant.
A compound proposed for etching an SiO 2 -based material layer, and generates etching species such as SF x + and F * . Further, the sulfur fluoride has a higher S / F ratio (ratio of the number of S atoms to the number of F atoms in one molecule) than SF 6 which has been practically used as an etching gas. Free S (sulfur) can be released into the plasma. This S is deposited on the surface of the wafer if the temperature is controlled to be approximately equal to or lower than room temperature, depending on conditions. At this time, S is removed in the form of SO x on the surface of the SiO 2 -based material layer due to the supply of O atoms.
It is deposited as it is on the surface of the system material or on the pattern side wall, and contributes to achieving high selectivity and high anisotropy.

【0027】しかも、堆積したSはエッチング終了後に
ウェハをおおよそ90℃以上に加熱すれば容易に昇華
し、窒化イオウ系化合物もおおよそ130℃以上で分解
もしくは昇華するため、ウェハ上に何らパーティクル汚
染を残さない。したがって、高速性,高選択性,低汚染
性,低ダメージ性のすべてに優れるエッチングが可能と
なるのである。
Moreover, the deposited S easily sublimates when the wafer is heated to about 90 ° C. or more after the etching, and the sulfur nitride-based compound is decomposed or sublimated at about 130 ° C. or more. Do not leave. Therefore, etching excellent in all of high speed, high selectivity, low contamination, and low damage can be performed.

【0028】なお、このフッ化イオウを酸化窒素と併用
した場合には、フッ化イオウから生成したSとこの酸化
窒素から生成したNとが結合してポリチアジル(SN)
x を主体とする窒化イオウ系化合物が生成する。この窒
化イオウ系化合物は、単体のSよりもさらに効果的な表
面保護作用を発揮する。
When this sulfur fluoride is used in combination with nitrogen oxide, S generated from sulfur fluoride and N generated from this nitrogen oxide combine to form polythiazyl (SN).
A sulfur nitride compound mainly composed of x is generated. This sulfur nitride-based compound exerts a more effective surface protection effect than S alone.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.

【0030】実施例1 本実施例は、本発明をコンタクト・ホール加工に適用
し、C3 2 /SF6 混合ガスを用いてSiO2 層間絶
縁膜をエッチングした例である。このプロセスを、図1
を参照しながら説明する。本実施例においてサンプルと
して使用したウェハは、図1(a)に示されるように、
予め不純物拡散領域2が形成された単結晶シリコン基板
1上にSiO2 層間絶縁膜3が形成され、さらに該Si
2 層間絶縁膜3のエッチング・マスクとしてレジスト
・マスク4が形成されてなるものである。上記レジスト
・マスク4には、開口部4aが設けられている。
Embodiment 1 In this embodiment, the present invention is applied to contact hole processing, and an SiO 2 interlayer insulating film is etched using a C 3 O 2 / SF 6 mixed gas. This process is illustrated in FIG.
This will be described with reference to FIG. The wafer used as a sample in the present embodiment is, as shown in FIG.
An SiO 2 interlayer insulating film 3 is formed on a single crystal silicon substrate 1 on which an impurity diffusion region 2 has been formed in advance, and
A resist mask 4 is formed as an etching mask for the O 2 interlayer insulating film 3. The resist mask 4 has an opening 4a.

【0031】上記ウェハを、マグネトロンRIE(反応
性イオン・エッチング)装置のウェハ載置電極上にセッ
トした。ここで、上記ウェハ載置電極は冷却配管を内蔵
しており、装置外部に接続されるチラー等の冷却設備か
ら該冷却配管に冷媒を供給して循環させることにより、
エッチング中のウェハ温度を室温以下に制御することが
可能となされている。一例として、下記の条件でSiO
2 層間絶縁膜3のエッチングを行った。
The wafer was set on a wafer mounting electrode of a magnetron RIE (reactive ion etching) apparatus. Here, the wafer mounting electrode has a built-in cooling pipe, and by supplying and circulating a coolant to the cooling pipe from a cooling facility such as a chiller connected to the outside of the apparatus,
It is possible to control the temperature of the wafer during etching to a temperature equal to or lower than room temperature. As an example, under the following conditions, SiO 2
The etching of the two- layer insulating film 3 was performed.

【0032】 C3 2 流量 20 SCCM SF6 流量 30 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.2 W/cm2 (1
3.56 MHz) 磁場強度 1.50×10-2 T(=150
G) ウェハ温度 −30 ℃(アルコール系
冷媒使用) このエッチング過程では、開口部4a内に露出するSi
2 層間絶縁膜3の表面において、SF6 から大量に生
成するF* によるSi原子引き抜き反応、およびC3
2 から生成するCO* によるO原子引き抜き反応が、S
x + ,COx + 等によるSiO2 のスパッタ・エッチ
ングを促進し、約250nm/分のエッチング速度でエ
ッチングが進行した。
CThreeOTwoFlow 20 SCCM SF6Flow rate 30 SCCM Gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.2 W / cmTwo(1
3.56 MHz) Magnetic field strength 1.50 × 10-2 T (= 150
G) Wafer temperature -30 ° C (alcohol type)
In this etching process, the Si exposed in the opening 4a is used.
OTwoSF on the surface of the interlayer insulating film 36Raw in large quantities from
F to form*Atom abstraction reaction by C and CThreeO
TwoCO generated from*The reaction of abstraction of O atoms by
Fx +, COx +SiO by etc.TwoSputter etch
Promotes etching and etches at an etching rate of about 250 nm / min.
The pitching proceeded.

【0033】一方、イオン・スパッタリングによりレジ
スト・マスク4から供給される炭素系の分解生成物は、
C−O結合やカルボニル基をその構造中に取り込みなが
ら、強固な炭素系ポリマーを形成した。この炭素系ポリ
マーは、少量でも高いエッチング耐性を発揮し、レジス
ト・マスク4や単結晶シリコン基板1の表面におけるエ
ッチング速度を大幅に低減させた。また、ウェハが低温
冷却されていることによりF* によるラジカル反応が抑
制され、主としてラジカル・モードでエッチングされる
レジスト材料やシリコン系材料のエッチング速度がSi
2 系材料のそれよりも相対的に低下した。
On the other hand, carbon-based decomposition products supplied from the resist mask 4 by ion sputtering are as follows:
A strong carbon-based polymer was formed while incorporating a CO bond and a carbonyl group into the structure. This carbon-based polymer exhibited high etching resistance even in a small amount, and greatly reduced the etching rate on the resist mask 4 and the surface of the single-crystal silicon substrate 1. Further, since the wafer is cooled at a low temperature, a radical reaction due to F * is suppressed, and the etching rate of a resist material or a silicon-based material mainly etched in the radical mode is reduced to Si.
It was relatively lower than that of the O 2 -based material.

【0034】これらの理由により、レジスト・マスク4
と単結晶シリコン基板1に対して極めて高い選択性が達
成された。特に、レジスト・マスク4の形状が良好に維
持されることにより、図1(b)に示されるように、寸
法変換差を発生させることなく良好な異方性形状を有す
るコンタクト・ホール5を形成することができた。
For these reasons, the resist mask 4
And a very high selectivity with respect to the single crystal silicon substrate 1 was achieved. Particularly, since the shape of the resist mask 4 is favorably maintained, a contact hole 5 having a favorable anisotropic shape without generating a dimensional conversion difference is formed as shown in FIG. We were able to.

【0035】実施例2 本実施例は、同じくコンタクト・ホール加工において、
NO/SF6 混合ガスを用いてSiO2 層間絶縁膜をエ
ッチングした例である。本実施例でエッチング・サンプ
ルとして用いたウェハは、図1(a)に示したものと同
じである。後述の各実施例も同様である。
Embodiment 2 In this embodiment, a contact hole is also formed.
This is an example in which an SiO 2 interlayer insulating film is etched using a NO / SF 6 mixed gas. The wafer used as the etching sample in this embodiment is the same as that shown in FIG. The same applies to each embodiment described later.

【0036】エッチング条件の一例を以下に示す。 NO流量 20 SCCM SF6 流量 30 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.2 W/cm2 (1
3.56 MHz) 磁場強度 1.50×10-2 T(=150
G) ウェハ温度 −30 ℃(アルコール系
冷媒使用) 上記の条件により進行するエッチングの機構は、ほぼ実
施例1に準じたものであるが、ここでは炭素系ポリマー
がC−N結合やニトロシル基等の導入により強化され
た。
An example of the etching conditions is shown below. NO flow rate 20 SCCM SF 6 flow rate 30 SCCM gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.2 W / cm 2 (1
3.56 MHz) Magnetic field strength 1.50 × 10 -2 T (= 150
G) Wafer temperature −30 ° C. (using alcohol-based refrigerant) The etching mechanism that proceeds under the above conditions is almost the same as that in Example 1. Here, the carbon-based polymer is a C—N bond, a nitrosyl group, or the like. Was strengthened by the introduction of

【0037】実施例3 本実施例では、同じSiO2 層間絶縁膜3をSO2 /S
6 混合ガスを用いてエッチングした。エッチング条件
の一例を以下に示す。 SO2 流量 20 SCCM SF6 流量 30 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.2 W/cm2 (1
3.56 MHz) 磁場強度 1.50×10-2 T(=150
G) ウェハ温度 −30 ℃(アルコール系
冷媒使用) 上記の条件により進行するエッチングの機構は、ほぼ実
施例1に準じたものであるが、ここでは炭素系ポリマー
がC−S結合やスルフリル基,チオニル基等の導入によ
り強化された。
Embodiment 3 In this embodiment, the same SiO 2 interlayer insulating film 3 is formed using SO 2 / S
Etching was performed using an F 6 mixed gas. An example of the etching conditions is shown below. SO 2 flow rate 20 SCCM SF 6 flow rate 30 SCCM Gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.2 W / cm 2 (1
3.56 MHz) Magnetic field strength 1.50 × 10 -2 T (= 150
G) Wafer temperature −30 ° C. (using alcohol-based refrigerant) The etching mechanism that proceeds under the above conditions is almost the same as that in Example 1. Here, the carbon-based polymer is composed of a C—S bond, a sulfuryl group, Strengthened by the introduction of a thionyl group.

【0038】実施例4 本実施例では、同じ層間絶縁膜3をC3 2 /CHF3
混合ガスを用いてエッチングした。エッチング条件の一
例を以下に示す。 C3 2 流量 20 SCCM CHF3 流量 30 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.0 W/cm2 (1
3.56 MHz) 磁場強度 1.50×10-2 T(=150
G) ウェハ温度 −30 ℃(アルコール系
冷媒使用)
Embodiment 4 In this embodiment, the same interlayer insulating film 3 is formed of C 3 O 2 / CHF 3
Etching was performed using a mixed gas. An example of the etching conditions is shown below. C 3 O 2 flow rate 20 SCCM CHF 3 flow rate 30 SCCM Gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.0 W / cm 2 (1
3.56 MHz) Magnetic field strength 1.50 × 10 -2 T (= 150
G) Wafer temperature -30 ° C (using alcohol-based refrigerant)

【0039】本実施例では、CFx + によるイオン・ア
シスト反応が期待できるため、エッチング速度は実施例
1に比べて大きく上昇し、約450nm/分となった。
また、堆積性のCHF3 を用いることにより、炭素系ポ
リマーが気相中にも生成するので、レジスト・マスク4
の分解生成物の供給量は少なくて済む。つまり、先の各
実施例よりも入射イオン・エネルギーを低下させ、レジ
スト・マスク4のスパッタリングを抑制することができ
るわけである。本実施例において、レジスト・マスク4
の膜厚の減少やパターン・エッジの後退、オーバーエッ
チングによる浅い接合の破壊等は、ほとんど認められな
かった。対レジスト選択比は約5、対シリコン選択比は
約25であった。
In this embodiment, since an ion-assisted reaction by CF x + can be expected, the etching rate is much higher than that of the first embodiment, and is about 450 nm / min.
In addition, by using CHF 3 having a deposition property, a carbon-based polymer is also generated in the gas phase.
The supply amount of the decomposition product of the compound is small. In other words, the incident ion energy can be reduced as compared with the previous embodiments, and the sputtering of the resist mask 4 can be suppressed. In this embodiment, the resist mask 4
Almost no reduction in film thickness, retreat of pattern edges, breakage of shallow junctions due to overetching, etc. were observed. The selectivity to resist was about 5, and the selectivity to silicon was about 25.

【0040】しかも、エッチング・ガスへのC3 2
添加によりCHF3 の相対的な含量が低下しており、生
成する炭素系ポリマーの絶対量も従来プロセスに比べて
遙かに少ないので、エッチング・チャンバのクリーニン
グに必要なメンテナンスの頻度を低減することができ、
スループットが大幅に改善された。
Further, the relative content of CHF 3 is reduced by the addition of C 3 O 2 to the etching gas, and the absolute amount of the carbon-based polymer produced is much smaller than in the conventional process. The frequency of maintenance required for cleaning the etching chamber can be reduced,
Throughput has been greatly improved.

【0041】なお、上述のC3 2 に替えてN2 Oある
いはSO2 を用いた他は同じ条件でエッチングを行った
場合にも、同様に高速、高選択、低汚染エッチングを行
うことができた。
It should be noted that even when etching is performed under the same conditions except that N 2 O or SO 2 is used instead of C 3 O 2 , high-speed, high-selection, and low-contamination etching can be similarly performed. did it.

【0042】実施例5 本実施例は、同じくコンタクト・ホール加工において、
3 2 /CHF3 混合ガスを用いたSiO2 層間絶縁
膜3のエッチングをジャストエッチング工程とオーバー
エッチング工程の2段階に分け、後者の工程でC3 2
の含量比を相対的に高めて選択性をより一層向上させた
例である。このプロセスを、図2および前出の図1を参
照しながら説明する。
Embodiment 5 In this embodiment, a contact hole is also formed.
C 3 O divided etching of SiO 2 interlayer insulating film 3 into two stages of just etching step and over-etching process using a 2 / CHF 3 gas mixture, C 3 O 2 in the latter step
This is an example in which the selectivity is further improved by relatively increasing the content ratio of. This process will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 1 described above.

【0043】まず、図1(a)に示されるウェハを用
い、一例として下記の条件で、SiO 2 層間絶縁膜3を
実質的に不純物拡散領域2が露出する直前まで行った。 C3 2 流量 15 SCCM (エッチング・ガス中の含量比30%) CHF3 流量 35 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.0 W/cm2 (13.
56 MHz) 磁場強度 1.5×10-2 T ウェハ温度 0 ℃
First, the wafer shown in FIG.
As an example, under the following conditions, TwoInterlayer insulating film 3
The process was performed until immediately before the impurity diffusion region 2 was substantially exposed. CThreeOTwoFlow rate 15 SCCM (content ratio in etching gas 30%) CHFThreeFlow rate 35 SCCM Gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.0 W / cmTwo(13.
56 MHz) Magnetic field strength 1.5 × 10-2 T Wafer temperature 0 ℃

【0044】このジャストエッチング工程におけるエッ
チング機構は、ほぼ実施例4で上述したとおりである。
終点判定は、483.5nmにおけるCO* の発光スペ
クトル強度、あるいは777nmにおけるSiF* の発
光スペクトル強度が変化し始めた時点で行った。この時
点は、ウェハ上の一部で下地の不純物拡散領域2が露出
し始めた時に対応している。しかし、ウェハ上の他部に
おいては、図2に示されるように、コンタクト・ホール
5は中途部までしか形成されず、その底部にSiO2
間絶縁膜3の残余部3aが残されていた。
The etching mechanism in this just etching step is almost as described above in the fourth embodiment.
The end point was determined when the emission spectrum intensity of CO * at 483.5 nm or the emission spectrum intensity of SiF * at 777 nm started to change. This time corresponds to the time when the underlying impurity diffusion region 2 starts to be exposed on a part of the wafer. However, in another part of the wafer, as shown in FIG. 2, the contact hole 5 was formed only up to the middle part, and the remaining part 3a of the SiO 2 interlayer insulating film 3 was left at the bottom.

【0045】そこで、エッチング条件を一例として下記
の条件に切り換え、残余部3aを除去するためのオーバ
ーエッチングを行った。 C3 2 流量 30 SCCM (エッチング・ガス中の含量比60%) CHF3 流量 20 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 1.2 W/cm2 (13.
56 MHz) 磁場強度 1.5×10-2 T ウェハ温度 0 ℃ このオーバーエッチング工程では、RFパワー密度を低
下させて入射イオン・エネルギーを低減させ、CO*
よる化学的なO原子引き抜き反応を主体とするエッチン
グを行った。CHF3 の含量比を低下させたことから、
炭素系ポリマーの生成量は減少したが、その強化は効果
的に行われた。
Therefore, the etching conditions were switched to the following conditions as an example, and over-etching was performed to remove the remaining portion 3a. C 3 O 2 flow rate 30 SCCM (content ratio in etching gas 60%) CHF 3 flow rate 20 SCCM gas pressure 2.0 Pa RF power density 1.2 W / cm 2 (13.
56 MHz) Magnetic field intensity 1.5 × 10 −2 T Wafer temperature 0 ° C. In this over-etching step, the RF power density is reduced to reduce the incident ion energy, and a chemical O atom abstraction reaction by CO * is mainly performed. Was performed. Since the content ratio of CHF 3 was reduced,
Although the production amount of the carbon-based polymer was reduced, the reinforcement was effectively performed.

【0046】この結果、実施例4に比べてウェハ温度を
高めたにもかかわらず、良好な高選択、低ダメージ、低
汚染エッチングを行うことができた。
As a result, excellent high-selection, low-damage, and low-contamination etching could be performed even though the wafer temperature was increased as compared with Example 4.

【0047】なお、ジャストエッチング時にNO2 /C
HF3 混合ガスあるいはSO2 /CHF3 混合ガスを用
い、オーバーエッチング時にNO2 あるいはSO2 の含
量比を高めた場合にも、同様に高選択、低ダメージ、低
汚染エッチングを行うことができた。SO2 を用いる場
合には、306nm,317nm,327nmのいずれ
かにおけるSO* の発光スペクトル強度変化をもってジ
ャストエッチング工程の終点判定することもできる。
It should be noted that NO 2 / C
Similarly, when using a mixed gas of HF 3 or a mixed gas of SO 2 / CHF 3 and increasing the content ratio of NO 2 or SO 2 during over-etching, high-selection, low-damage, and low-contamination etching could be similarly performed. . In the case of using SO 2 , the end point of the just etching step can be determined based on a change in the emission spectrum intensity of SO * at any of 306 nm, 317 nm, and 327 nm.

【0048】実施例6 本実施例では、ジャスト・エッチング工程でCO2 /C
HF3 /CF4 混合ガス、オーバーエッチング工程でC
2 /S2 2 混合ガスを用いることにより、徹底した
低汚染化を図った。ジャストエッチング条件の一例を以
下に示す。
Embodiment 6 In this embodiment, CO 2 / C is used in the just etching step.
HF 3 / CF 4 mixed gas, C in over-etching process
By using an O 2 / S 2 F 2 mixed gas, thorough reduction of pollution was achieved. An example of the just etching condition is shown below.

【0049】 CO2 流量 15 SCCM CHF3 流量 30 SCCM CF4 流量 5 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 2.0 W/cm2 (13.
56MHz) 磁場強度 1.5×10-2 T ウェハ温度 0 ℃ ここで、非堆積性のCF4 は、エッチング速度を上昇さ
せるためのF* 供給源として用いた。
CO 2 flow rate 15 SCCM CHF 3 flow rate 30 SCCM CF 4 flow rate 5 SCCM gas pressure 2.0 Pa RF power density 2.0 W / cm 2 (13.
56 MHz) Magnetic field strength 1.5 × 10 −2 T Wafer temperature 0 ° C. Here, non-deposited CF 4 was used as an F * source for increasing the etching rate.

【0050】続いて、一例として下記の条件でオーバー
エッチングを行った。 CO2 流量 15 SCCM S2 2 流量 35 SCCM ガス圧 2.0 Pa RFパワー密度 1.0 W/cm2 (13.
56 MHz) 磁場強度 1.5×10-2 T ウェハ温度 0 ℃ このオーバーエッチング工程では、入射イオン・エネル
ギーを低減してO原子引き抜き反応を主体とするエッチ
ングを進行させると共に、S2 2 から解離生成するS
をレジスト・マスク4や不純物拡散領域2の表面に堆積
させた。これにより、不純物拡散領域2との界面付近に
おいては炭素系ポリマーをほとんど堆積させることな
く、高選択性を達成することができた。
Subsequently, as an example, over-etching was performed under the following conditions. CO 2 flow rate 15 SCCM S 2 F 2 flow rate 35 SCCM Gas pressure 2.0 Pa RF power density 1.0 W / cm 2 (13.
56 MHz) Magnetic field strength 1.5 × 10 −2 T Wafer temperature 0 ° C. In this over-etching step, the incident ion energy is reduced to promote the etching mainly based on the O-atom extraction reaction, and the S 2 F 2 S that generates dissociation
Was deposited on the surface of the resist mask 4 and the impurity diffusion region 2. As a result, high selectivity could be achieved with little carbon-based polymer deposited near the interface with the impurity diffusion region 2.

【0051】なお、堆積したSは、エッチング終了後に
ウェハを約90℃に加熱するか、あるいはレジスト・マ
スク4をアッシングする際に、昇華もしくは燃焼により
容易に除去することができた。エッチング・チャンバ内
に堆積したSも、同様に除去することができた。したが
って、本実施例では低汚染化がさらに徹底された。これ
により、デバイスの歩留りが向上し、スループットも改
善された。
The deposited S could be easily removed by heating the wafer to about 90 ° C. after completion of the etching or sublimation or burning when ashing the resist mask 4. S deposited in the etching chamber could be removed as well. Therefore, in the present embodiment, the reduction of pollution was further thorough. As a result, the yield of the device was improved, and the throughput was also improved.

【0052】また、同じ考え方にもとづいてNO2 /C
HF3 /CF4 混合ガスを用いてジャストエッチングを
行った後、NO2 /S2 2 混合ガスを用いてオーバー
エッチングを行った場合、あるいはSO2 /CHF3
CF4 混合ガスを用いてジャストエッチングを行った
後、SO2 /S2 2 混合ガスを用いてオーバーエッチ
ングを行った場合にも、同様に高選択、低汚染エッチン
グを行うことができた。
Also, based on the same concept, NO 2 / C
Just etching using an HF 3 / CF 4 mixed gas and over-etching using a NO 2 / S 2 F 2 mixed gas, or SO 2 / CHF 3 /
Similarly, when just etching was performed using a CF 4 mixed gas and over-etching was performed using a SO 2 / S 2 F 2 mixed gas, highly selective and low-contamination etching could also be performed.

【0053】以上、本発明を6例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、フッ素系化合物としては上述
のSF6 の他、NF3 ,ClF3 等を用いることができ
る。フッ化イオウとして上述の実施例ではS2 2 を使
用したが、本発明で限定される他のフッ化イオウ、すな
わちSF2 ,SF4 ,S2 10を使用しても、基本的に
は同様の結果が得られる。
Although the present invention has been described based on the six embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, as the fluorine-based compound, NF 3 , ClF 3, or the like can be used in addition to SF 6 described above. Although S 2 F 2 was used as the sulfur fluoride in the above embodiment, other sulfur fluorides limited by the present invention, that is, SF 2 , SF 4 , and S 2 F 10 can be used basically. Gives similar results.

【0054】本発明で使用されるエッチング・ガスに
は、エッチング速度の制御を目的としてO2 等を添加し
たり、あるいはスパッタリング効果,希釈効果,冷却効
果等を期待する意味でHe,Ar等の希ガスを適宜添加
しても良い。被エッチング材料層は上述のSiO2 層間
絶縁膜に限られるものではなく、PSG,BSG,BP
SG,AsSG,AsPSG,AsBSG等の他のSi
2系材料層であっても良く、さらにはSix y 等で
あっても良い。
The etching gas used in the present invention may be added with O 2 or the like for the purpose of controlling the etching rate, or may be made of He, Ar or the like in the sense of expecting a sputtering effect, a dilution effect, a cooling effect and the like. A rare gas may be appropriately added. The material layer to be etched is not limited to the above-mentioned SiO 2 interlayer insulating film, but may be PSG, BSG, BP.
Other Si such as SG, AsSG, AsPSG, AsBSG
O 2 system may be a material layer, and further may be a Si x N y or the like.

【0055】その他、ウェハの構成、使用するエッチン
グ装置、エッチング条件等が適宜変更可能であること
は、言うまでもない。
In addition, it goes without saying that the configuration of the wafer, the etching apparatus to be used, the etching conditions, and the like can be appropriately changed.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明ではシリコン化合物層のエッチングにおいて酸化炭
素、酸化窒素、酸化イオウのいずれかを含むエッチング
・ガスを使用することにより、炭素系ポリマーの膜質を
強化し、その堆積量を減少させても高選択性を達成する
ことが可能となる。これにより、デバイスの歩留りを向
上させ、エッチング装置のメンテナンス頻度を減少させ
てスループットを改善することができる。また放電解離
条件下でSを放出するイオウ系化合物と併用すれば、さ
らに高選択化、低ダメージ化、低汚染化を図ることが可
能となる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the etching of the silicon compound layer is performed by using an etching gas containing any one of carbon oxide, nitrogen oxide and sulfur oxide to thereby reduce the carbon-based polymer. High selectivity can be achieved even when the film quality is enhanced and the amount of deposition is reduced. As a result, the yield of devices can be improved, the maintenance frequency of the etching apparatus can be reduced, and the throughput can be improved. When used in combination with a sulfur-based compound that releases S under discharge dissociation conditions, higher selection, lower damage, and lower contamination can be achieved.

【0057】本発明は、微細なデザイン・ルールにもと
づいて設計され、高集積度,高性能,高信頼性が要求さ
れる半導体装置の製造に極めて好適である。
The present invention is designed on the basis of fine design rules, and is extremely suitable for manufacturing a semiconductor device that requires high integration, high performance, and high reliability.

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

【図1】本発明をコンタクト・ホール加工に適用したプ
ロセス例をその工程順にしたがって示す概略断面図であ
り、(a)はSiO2 層間絶縁膜上にレジスト・マスク
が形成された状態、(b)はコンタクト・ホールが開口
された状態をそれぞれ表す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a process example in which the present invention is applied to contact hole processing in the order of steps, (a) showing a state in which a resist mask is formed on an SiO 2 interlayer insulating film, (b) ) Respectively indicate a state in which a contact hole is opened.

【図2】本発明をコンタクト・ホール加工に適用した他
のプロセス例において、SiO 2 層間絶縁膜がジャスト
エッチングされた状態を示す概略断面図である。
FIG. 2 shows another application of the present invention to contact hole processing.
In the process example of TwoJust interlayer insulation film
It is a schematic sectional drawing which shows the state which was etched.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・単結晶シリコン基板 2 ・・・不純物拡散領域 3 ・・・SiO2 層間絶縁膜 3a・・・(SiO2 層間絶縁膜の)残余部 4 ・・・レジスト・マスク 4a・・・開口部 5 ・・・コンタクト・ホール1 ... monocrystalline silicon substrate 2 ... impurity diffusion regions 3 ... SiO 2 interlayer insulating film 3a ... (the SiO 2 interlayer insulating film) remainder 4 ... resist mask 4a ... opening Part 5: Contact hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23F 4/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23F 4/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 酸化炭素、酸化窒素、酸化イオウから選
ばれる少なくとも1種類の無機酸化物と、フッ素系化合
物とを含むエッチング・ガスを用いてシリコン化合物層
を実質的にその層厚を超えない深さまでエッチングする
ジャストエッチング工程と、 前記エッチング・ガス中の前記無機酸化物の含量比を前
記ジャストエッチング工程におけるよりも大として前記
シリコン化合物層の残余部をエッチングするオーバーエ
ッチング工程とを有することを特徴とするドライエッチ
ング方法。
An etching gas containing at least one kind of inorganic oxide selected from carbon oxide, nitrogen oxide and sulfur oxide and a fluorine compound does not substantially exceed the thickness of the silicon compound layer. A just etching step of etching to a depth, and an over etching step of etching the remaining part of the silicon compound layer by setting the content ratio of the inorganic oxide in the etching gas to be larger than that in the just etching step. A characteristic dry etching method.
【請求項2】請求項1記載のドライエッチング方法にし
たがってシリコン化合物層を実質的にその層厚を超えな
い深さまでエッチングするジャストエッチング工程と、
,SF,SF,S10から選ばれる少
なくとも1種類のフッ化イオウと前記無機酸化物とを含
むエッチング・ガスを用いて前記シリコン化合物層の残
余部をエッチングするオーバーエッチング工程とを有す
ることを特徴とするドライエッチング方法。
2. A just etching step of etching a silicon compound layer to a depth substantially not exceeding its thickness according to the dry etching method of claim 1 .
Over etching the remaining portion of the silicon compound layer using an etching gas containing at least one kind of sulfur fluoride selected from S 2 F 2 , SF 2 , SF 4 and S 2 F 10 and the inorganic oxide. A dry etching method, comprising: an etching step.
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