JP3428927B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP3428927B2
JP3428927B2 JP20295299A JP20295299A JP3428927B2 JP 3428927 B2 JP3428927 B2 JP 3428927B2 JP 20295299 A JP20295299 A JP 20295299A JP 20295299 A JP20295299 A JP 20295299A JP 3428927 B2 JP3428927 B2 JP 3428927B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の層間
絶縁膜に用いられる、有機低誘電率絶縁膜のドライエッ
チング方法に関し、更に詳しくは、有機低誘電率絶縁膜
を、高速に、加工精度が高く、且つ膜質の劣化や金属配
線の埋め込み不良なく加工を行う、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 for an organic low dielectric constant insulating film used for an interlayer insulating film of a semiconductor device, and more particularly to a high precision processing of the organic low dielectric constant insulating film. The present invention relates to a dry etching method which is high in quality and can be processed without deterioration of film quality and defective filling of metal wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の有機低誘電率絶縁膜のエッチング
プロセスを、図2を用いて説明する。図2において、2
01はレジストマスク、202は酸化シリコン膜、20
3は有機低誘電率絶縁膜、204は金属配線、205は
配線溝又はヴィアホール、206は側壁保護膜を示して
いる。
2. Description of the Related Art A conventional organic low dielectric constant insulating film etching process will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 2
01 is a resist mask, 202 is a silicon oxide film, 20
3 is an organic low dielectric constant insulating film, 204 is a metal wiring, 205 is a wiring groove or a via hole, and 206 is a side wall protective film.

【0003】有機低誘電率絶縁膜は、単体では吸湿性や
機械強度、プラズマ耐性等に問題があるため、一般的に
は図2に示すように、その上をプラズマCVDによる酸
化シリコン膜等でカバーして使用する。この膜に、ダマ
シン構造の配線溝やヴィアホールを形成する際は、以下
の手順にて行う。
Since the organic low dielectric constant insulating film alone has problems in hygroscopicity, mechanical strength, plasma resistance, etc., generally, as shown in FIG. 2, a silicon oxide film or the like formed by plasma CVD is formed thereon. Cover and use. When forming a wiring groove or a via hole having a damascene structure in this film, the following procedure is performed.

【0004】まず、図2(a)に示すように、溝又は穴
を形成するためのレジストマスクを形成した後、上層の
酸化シリコン膜のエッチングを行い(図2(b))、次
に有機低誘電率絶縁膜のエッチングを行う(図2
(c))。上層の酸化シリコン膜のエッチングは、従来
より一般的に用いられてきた、フロロカーボン系のガス
(例えば、C48/CO/Ar/O2系のガス)により
行われる。
First, as shown in FIG. 2A, after forming a resist mask for forming a groove or a hole, the upper silicon oxide film is etched (FIG. 2B), and then the organic layer is formed. Etching of low dielectric constant insulating film (Fig. 2
(C)). The etching of the upper silicon oxide film is performed using a fluorocarbon-based gas (for example, C 4 F 8 / CO / Ar / O 2 -based gas) which has been generally used conventionally.

【0005】有機低誘電率絶縁膜は、一般的に酸素プラ
ズマによりエッチングすることができる。例えば、特開
平8−316209号公報に開示されているように、O
2、CO2ガスのプラズマを用いれば、ほとんどの有機低
誘電率絶縁膜を高いエッチング速度で容易にエッチング
することが可能である。しかし、第59回応用物理学会
学術講演会(1998年秋季)講演予稿集15p−C−
10にも記載されている様に、有機物は酸素イオンのみ
ならず酸素ラジカルとも反応して、等方的にエッチング
が進むため、ホールや溝の断面形状が、図2(c)に示
す様ないわゆるボーイング形状と呼ばれる樽型の形状と
なり易い。このような形状になると、引き続き行われる
配線金属の成膜工程において、穴や溝内部への金属の埋
め込み不良が発生し、配線抵抗の増大や、最悪の場合配
線の断線といった不良を引き起こす。
The organic low dielectric constant insulating film can be generally etched by oxygen plasma. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-316209, O
Most organic low dielectric constant insulating films can be easily etched at a high etching rate by using plasma of 2 and CO 2 gas. However, Proceedings of the 59th JSAP Academic Lecture (Autumn 1998) 15p-C-
As described in 10, the organic substance reacts not only with oxygen ions but also with oxygen radicals, and the etching proceeds isotropically. Therefore, the sectional shape of the hole or groove is as shown in FIG. 2 (c). It tends to have a barrel shape, which is the so-called Boeing shape. With such a shape, in a subsequent wiring metal film forming step, a metal filling failure occurs inside the hole or groove, which causes a failure such as an increase in wiring resistance and, in the worst case, a disconnection of the wiring.

【0006】上記の様に、有機低誘電率絶縁膜の側壁に
保護膜を形成しない場合には、如何にガス系やエッチン
グ条件を調整して垂直な形状を確保しようとしても、有
機低誘電率絶縁膜中に存在する酸素が原因で酸素ラジカ
ルが生成し、その酸素ラジカルによって有機低誘電率絶
縁膜がエッチングされ、図2(c)に示すようなボーイ
ング形状になってしまう。また、有機低誘電率絶縁膜エ
ッチング工程の後にレジストマスクのアッシング工程を
行うと、プラズマ中で発生する酸素ラジカルにより、有
機低誘電率絶縁膜のエッチングが更に進行する。以上の
結果より、有機低誘電率絶縁膜のエッチング工程では、
プラズマ耐性のある側壁保護膜の形成が必要不可欠であ
ると言える。
As described above, when the protective film is not formed on the side wall of the organic low dielectric constant insulating film, no matter how the gas system or etching conditions are adjusted to ensure the vertical shape, the organic low dielectric constant is obtained. Oxygen radicals are generated due to oxygen existing in the insulating film, and the organic low dielectric constant insulating film is etched by the oxygen radicals, resulting in a bowing shape as shown in FIG. 2C. When the resist mask ashing step is performed after the organic low dielectric constant insulating film etching step, the organic low dielectric constant insulating film is further etched by oxygen radicals generated in plasma. From the above results, in the etching process of the organic low dielectric constant insulating film,
It can be said that the formation of a side wall protective film having plasma resistance is indispensable.

【0007】更に、酸素プラズマによるエッチングのも
う一つのデメリットとして、例えばProceedin
gs of Symposium on Dry Pr
ocess 1998 p.175に記載されている様
な、膜質の劣化の問題がある。即ちこれは、酸素プラズ
マにさらされた有機低誘電率絶縁膜が、酸素を吸着した
りあるいは酸素と結合した変質層を形成してしまい、こ
の酸素が、引き続き行われる配線金属形成工程、例えば
タングステンプラグのCVD工程中に脱離することによ
り、穴や溝内部の埋め込み不良が発生するという問題で
ある。
Further, as another disadvantage of etching by oxygen plasma, for example, Proceedin
gs of Symposium on Dry Pr
cess 1998 p. 175, there is a problem of deterioration of the film quality. That is, this is because the organic low dielectric constant insulating film exposed to oxygen plasma forms an altered layer in which oxygen is adsorbed or combined with oxygen, and this oxygen is used in the subsequent wiring metal forming step such as tungsten. This is a problem in that the plug is detached during the CVD process, resulting in defective filling in the hole or groove.

【0008】以上のような問題点を解決するため、例え
ば、特開平10−189543号公報に開示されている
ように、SO2ガスを用い、酸素プラズマで加工しなが
ら、硫黄により加工した側壁を保護し、膜質の劣化を防
ぐという方法が提案されている。しかし、このガス系を
用いても膜の劣化を防ぐことはできず、依然としてタン
グステンプラグ工程での埋め込み不良が発生してしま
う。
In order to solve the above problems, for example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-189543, while processing SO 2 gas with oxygen plasma, the side wall processed with sulfur is processed. A method of protecting and preventing deterioration of film quality has been proposed. However, even if this gas system is used, the deterioration of the film cannot be prevented, and the filling failure still occurs in the tungsten plug process.

【0009】以上の様に、酸素系のガスによる有機低誘
電率絶縁膜のエッチングでは、その速いエッチング速度
にもかかわらず、膜質劣化を避けることができないた
め、酸素を全く含まないかあるいは微量にしか含まない
ガス系によるエッチングが必要となる。
As described above, in the etching of an organic low dielectric constant insulating film with an oxygen-based gas, deterioration of the film quality cannot be avoided in spite of the high etching rate, so that oxygen is not contained at all or a trace amount. Etching with a gas system containing only this is required.

【0010】酸素系以外のガスによる有機低誘電率膜の
エッチングの例としては、例えば特開平10−1501
05号公報に、従来層間絶縁膜として広く一般的に使わ
れてきたSiO2のエッチングの際に使用される、フル
オロカーボン系のガス(例えば、C48/CO/Ar/
2系のガス)をそのまま適用する例が開示されてい
る。しかし、フルオロカーボン系のガスで高速にエッチ
ングできるのは、フッ素含有の有機低誘電率絶縁膜(例
えば、下記一般式(1)で示される弗化ポリアリールエ
ーテル等)のみであり、フッ素を含有しない有機低誘電
率絶縁膜(例えば、下記一般式(2)で示されるポリア
リールエーテル等)のエッチング速度は、フッ素を含有
したものの1/10程度であるため、実際の半導体生産
には適用することができなかった。
An example of etching an organic low dielectric constant film with a gas other than oxygen is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-1501.
No. 05 publication discloses a fluorocarbon-based gas (for example, C 4 F 8 / CO / Ar /) used for etching SiO 2 which has been widely and commonly used as an interlayer insulating film.
An example is disclosed in which the O 2 -based gas) is applied as it is. However, only a fluorine-containing organic low-dielectric-constant insulating film (for example, a fluorinated polyaryl ether represented by the following general formula (1)) can be etched at high speed with a fluorocarbon-based gas, and does not contain fluorine. Since the etching rate of an organic low dielectric constant insulating film (for example, polyaryl ether represented by the following general formula (2)) is about 1/10 of that containing fluorine, it should be applied to actual semiconductor production. I couldn't.

【0011】[0011]

【化1】 [Chemical 1]

【0012】[0012]

【化2】 [Chemical 2]

【0013】また、酸素以外のガス系の別な例として、
Proceedings of Symposium
on Dry Process 1998 p.175
には、H2/N2系(NH3を含む)のガスを用いた例が
開示されている。しかし、H2/N2系では、エッチング
形状や膜質劣化の点では全く問題ないが、高密度なプラ
ズマ装置を用いても100〜300nm/minと非常
に遅いため、量産へ適用するのは困難であった。
As another example of a gas system other than oxygen,
Proceedings of Symposium
on Dry Process 1998 p. 175
Discloses an example using a gas of H 2 / N 2 system (including NH 3 ). However, with the H 2 / N 2 system, there is no problem in terms of etching shape and film quality deterioration, but even with a high-density plasma device, it is very slow at 100 to 300 nm / min, so it is difficult to apply it to mass production. Met.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、酸素系
のガスによるプラズマでは、有機低誘電率絶縁膜への酸
素吸着による膜質の劣化を避けることができないという
問題があった。
As described above, there has been a problem that the deterioration of the film quality due to the adsorption of oxygen to the organic low dielectric constant insulating film cannot be avoided by the plasma using the oxygen-based gas.

【0015】また、フルオロカーボン系のガスでは、フ
ッ素含有有機低誘電率絶縁膜は高速でエッチングするこ
とができたが、フッ素を含有しない有機低誘電率絶縁膜
では、量産に適用するに十分なエッチング速度を得るこ
とができないという問題があった。
Further, although the fluorine-containing organic low dielectric constant insulating film could be etched at a high speed with the fluorocarbon gas, the fluorine-free organic low dielectric constant insulating film was sufficiently etched for mass production. There was a problem that I could not get the speed.

【0016】また、H2/N2系のガスでは、エッチング
形状や膜質劣化は問題ないものの、エッチング速度が非
常に遅いという問題があった。
Further, with the H 2 / N 2 system gas, although there is no problem in etching shape and film quality deterioration, there is a problem that the etching rate is very slow.

【0017】更に、有機低誘電率絶縁膜のエッチング工
程において、有機低誘電率絶縁膜の側面を保護膜でカバ
ーしておかないと、有機低誘電率絶縁膜自身がエッチン
グされることにより発生する酸素ラジカルや、アッシン
グ工程において発生する酸素ラジカルによって、形状が
崩れてしまうという問題があった。
Further, in the etching process of the organic low dielectric constant insulating film, if the side surface of the organic low dielectric constant insulating film is not covered with the protective film, the organic low dielectric constant insulating film itself is etched, and this occurs. There is a problem that the shape is destroyed by oxygen radicals or oxygen radicals generated in the ashing process.

【0018】そこで、従来の問題点を解決するために
は、有機低誘電率絶縁膜の膜質の劣化を防ぐため、酸素
を含まないガス系を採用し、強固な側壁保護膜が形成さ
れ、且つ量産に適用するに十分なエッチング速度が得ら
れるガス系及びエッチング装置を見出す必要があった。
Therefore, in order to solve the conventional problems, in order to prevent the deterioration of the film quality of the organic low dielectric constant insulating film, a gas system containing no oxygen is adopted to form a strong side wall protective film, and It was necessary to find a gas system and an etching device that can obtain an etching rate sufficient for mass production.

【0019】本発明の目的は、エッチング形状が良好で
あり、有機低誘電率絶縁膜の膜質の劣化がなく、かつエ
ッチング速度の速いドライエッチング方法を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a dry etching method which has a good etching shape, does not deteriorate the quality of the organic low dielectric constant insulating film, and has a high etching rate.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明に従って、層間絶
縁膜として形成された、有機低誘電率絶縁膜を含む積層
膜のドライエッチング方法において、エッチングガスと
してフッ素を容易に遊離するガスと炭化水素ガスとを、
あるいは、フッ素を容易に遊離するガスと炭化水素ガス
と希ガスを、半導体基板が設置された真空容器内に導入
し、プラズマ生成手段に高周波電力を印加してプラズマ
を生成し、プラズマを用いて半導体基板表面に形成され
た有機低誘電率絶縁膜のエッチングを行うドライエッチ
ング方法が提供される。
According to the present invention, in a dry etching method of a laminated film including an organic low dielectric constant insulating film formed as an interlayer insulating film, a gas and hydrocarbon which easily release fluorine as an etching gas. Gas and
Alternatively, a gas that easily releases fluorine, a hydrocarbon gas, and a rare gas are introduced into a vacuum container in which a semiconductor substrate is installed, and high-frequency power is applied to plasma generation means to generate plasma, and the plasma is used. A dry etching method for etching an organic low dielectric constant insulating film formed on a surface of a semiconductor substrate is provided.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0022】本発明のドライエッチング方法を、図1を
用いて説明する。図1において、101はレジストマス
ク、102は酸化シリコン膜、103は有機低誘電率絶
縁膜、104は金属配線、105は配線溝又はヴィアホ
ール、106は側壁保護膜を示している。
The dry etching method of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 101 is a resist mask, 102 is a silicon oxide film, 103 is an organic low dielectric constant insulating film, 104 is a metal wiring, 105 is a wiring groove or via hole, and 106 is a side wall protective film.

【0023】有機低誘電率絶縁膜は、例えば上記一般式
(1)又は一般式(2)に示した構造式を持つ材料が用
いられる。膜構造は、図2に示した従来例と全く同様で
あり、有機低誘電率絶縁膜は、単体では吸湿性や機械強
度、プラズマ耐性等に問題があるため、その上をプラズ
マCVDによる酸化シリコン膜等でカバーして使用す
る。また、この膜にダマシン構造の配線溝やヴィアホー
ルを形成する工程も図2の従来例と同様であり、以下の
手順にて行う。
For the organic low dielectric constant insulating film, for example, a material having the structural formula shown in the general formula (1) or the general formula (2) is used. The film structure is exactly the same as that of the conventional example shown in FIG. 2, and since the organic low dielectric constant insulating film alone has problems in hygroscopicity, mechanical strength, plasma resistance, etc. Cover with a film and use. The step of forming a wiring groove or via hole having a damascene structure in this film is also the same as in the conventional example of FIG. 2, and is performed by the following procedure.

【0024】まず、図1(a)に示すように、溝又は穴
を形成するためのレジストマスクを形成した後、上層の
酸化シリコン膜のエッチングを行い(図1(b))、次
に有機低誘電率絶縁膜のエッチングを行う(図1
(c))。上層の酸化シリコン膜のエッチングは、従来
より一般的に用いられてきた、フロロカーボン系のガス
(例えば、C48/CO/Ar/O2系のガス)により
行われる。
First, as shown in FIG. 1 (a), after forming a resist mask for forming a groove or a hole, the upper silicon oxide film is etched (FIG. 1 (b)), and then an organic layer is formed. Etching of low dielectric constant insulating film (Fig. 1
(C)). The etching of the upper silicon oxide film is performed using a fluorocarbon-based gas (for example, C 4 F 8 / CO / Ar / O 2 -based gas) which has been generally used conventionally.

【0025】本発明であるところの有機低誘電率絶縁膜
のドライエッチング方法で使用されるガスは、フッ素を
容易に遊離するガスと炭化水素ガス、あるいは、フッ素
を容易に遊離するガスと炭化水素ガスと希ガスである。
The gas used in the dry etching method for an organic low dielectric constant insulating film according to the present invention is a gas and a hydrocarbon gas that easily release fluorine, or a gas and a hydrocarbon that easily release fluorine. Gas and noble gas.

【0026】上記ガスを真空容器内に導入し、高周波電
力を印加してプラズマを生成すると、プラズマ中には、
フッ素イオン、ラジカルとCHXイオン、ラジカル、水
素、HFのイオン、ラジカル等が生成する。これらの
内、フッ素イオン、ラジカルや水素イオンが、有機低誘
電率絶縁膜が露出した半導体基板に入射することによ
り、有機低誘電率絶縁膜の構成元素であるところの炭
素、窒素、水素、酸素、フッ素は、例えばCHXY、N
XY、CN、H2、H2O、HFといった形で揮発し、
エッチング反応が進行する。一方、イオン入射のないパ
ターン側面では、CH Xラジカルが付着、重合して、フ
ッ素を含有した炭化水素系の重合膜が生成される。
The above-mentioned gas was introduced into a vacuum vessel, and high frequency electricity was applied.
When a plasma is generated by applying a force, in the plasma,
Fluorine ion, radical and CHXIon, radical, water
Elemental, HF ions, radicals, etc. are generated. these
Of these, fluorine ions, radicals and hydrogen ions
By entering the semiconductor substrate with the exposed insulating film,
The charcoal that is a constituent element of the organic low dielectric constant insulating film
Elemental, nitrogen, hydrogen, oxygen, and fluorine are, for example, CHXFY, N
HXFY, CN, H2, H2Volatile in the form of O, HF,
The etching reaction proceeds. On the other hand, there is no ion injection.
On the side of the turn, CH XRadicals attach and polymerize,
A hydrocarbon-based polymer film containing nitrogen is produced.

【0027】フッ素ラジカルと有機低誘電率絶縁膜との
反応は、イオンアシストがなくても僅かに反応が起こる
ため、エッチング形状を垂直に維持するためには、パタ
ーン側面への強固な重合膜の形成が必要不可欠である。
また、上記のフッ素ラジカルと有機低誘電率絶縁膜との
自発的反応を抑制し、形状崩れを起こり難くするために
は、基板の温度を冷却するのが望ましい。基板温度の範
囲は、室温以下であれば問題ないが、0℃以下に冷却す
ることで、更に薄い側壁保護膜でも横方向へのエッチン
グが抑制され、より垂直に近いエッチング形状を得るこ
とができる。但し、プラズマ条件を一定にして基板温度
のみを下げると、側壁膜は膜厚が厚くなり、穴の底部で
穴径が細るという問題が発生するため、温度を変えた時
には、その都度最適なプロセス条件を求める必要があ
る。
The reaction between the fluorine radical and the organic low dielectric constant insulating film occurs slightly without ion assist. Therefore, in order to keep the etching shape vertical, a strong polymer film on the side surface of the pattern should be formed. Formation is essential.
Further, in order to suppress the spontaneous reaction between the above-mentioned fluorine radicals and the organic low dielectric constant insulating film and make it difficult for the shape to collapse, it is desirable to cool the temperature of the substrate. Although there is no problem in the range of the substrate temperature as long as it is room temperature or lower, by cooling it to 0 ° C. or lower, lateral etching is suppressed even with a thinner side wall protective film, and a more vertical etching shape can be obtained. . However, if the plasma condition is kept constant and only the substrate temperature is lowered, the side wall film becomes thicker and the hole diameter becomes thinner at the bottom of the hole.Therefore, when the temperature is changed, the optimum process is performed each time. It is necessary to find the conditions.

【0028】また、図1では有機低誘電率絶縁膜の上層
のみを酸化シリコン膜でカバーした例を示したが、有機
低誘電率絶縁膜の上下を酸化シリコン膜で挟み込む構造
も考えることができる。この場合には、有機低誘電率絶
縁膜エッチングの後に、下層の酸化シリコン膜のエッチ
ングを行う必要がある。この時、有機低誘電率絶縁膜の
エッチングの際に側壁保護を行っておくと、引き続き行
われるフロロカーボン系ガスによる下層酸化シリコンの
エッチング工程においても、プラズマ中で発生する酸素
あるいはフッ素ラジカルにより有機低誘電率絶縁膜がエ
ッチングされることはなく、良好なエッチング形状を得
ることができる。
Although FIG. 1 shows an example in which only the upper layer of the organic low dielectric constant insulating film is covered with the silicon oxide film, a structure in which the upper and lower sides of the organic low dielectric constant insulating film are sandwiched by the silicon oxide films can be considered. . In this case, it is necessary to etch the lower silicon oxide film after etching the organic low dielectric constant insulating film. At this time, if side wall protection is performed during the etching of the organic low dielectric constant insulating film, even in the subsequent step of etching the lower layer silicon oxide with a fluorocarbon-based gas, the organic lowering due to oxygen or fluorine radicals generated in plasma is performed. The dielectric constant insulating film is not etched, and a good etching shape can be obtained.

【0029】前記反応に最低限必要なフッ素イオン及び
CHXラジカルを生成させるガスとしては、例えは、C
HF3等のガスで十分である。しかし、ソースガスのフ
ッ素量及び炭素量を制御することで、エッチング速度や
側壁保護膜の組成が制御可能であることを考慮すると、
フッ素量を容易に遊離するガスに炭化水素ガスを添加す
ることにより、より広い範囲でのフッ素量と炭素量の制
御ができ、プロセスウインドウを広げることが可能とな
る。フッ素を容易に遊離するガスとしては、例えはNF
3、SF6、ClF3、F2等が考えられる。また、プラズ
マ中でCH x ラジカルを生成し、かつ酸素を含まないガ
スとしては、例えばCH 4 、C 2 6 、C 2 4 、C 2 2
びC 3 6 等のように、炭化水素ガスは、炭素の1重結
合、2重結合又は3重結合を持つ全ての化合物のうち、
常温で気体あるいは液体の化合物が考えられる。しか
し、実際にプラズマプロセスで利用可能なものは、半導
体が製造される環境で気体又は液体である化合物に限定
される。
Examples of the gas that produces the minimum necessary fluorine ions and CH x radicals for the above reaction include C
A gas such as HF 3 is sufficient. However, considering that the etching rate and the composition of the sidewall protective film can be controlled by controlling the fluorine amount and the carbon amount of the source gas,
By adding a hydrocarbon gas to a gas that easily releases the amount of fluorine, the amount of fluorine and the amount of carbon can be controlled in a wider range, and the process window can be widened. As a gas that easily releases fluorine, for example, NF
3 , SF 6 , ClF 3 , F 2, etc. are considered. Also, Plas
Gas that produces CH x radicals and contains no oxygen
For example, CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 4 , C 2 H 2 and
And C 3 H 6 etc., hydrocarbon gas is a single carbon bond.
Out of all compounds with double or triple bonds,
A compound that is a gas or a liquid at room temperature is conceivable. Only
And what is actually available in the plasma process is
Limited to compounds that are gases or liquids in the environment in which the body is manufactured
To be done.

【0030】更に、上記ガス系に例えばHe、Ne、A
r、Kr、Xe及びRnといった希ガスを添加すること
により、プラズマ密度の向上が期待され、またイオンに
よるスパッタリング効率も向上するため、より高いエッ
チング速度を得ることができる。
Further, for example, He, Ne, A is added to the above gas system.
By adding a rare gas such as r, Kr, Xe, and Rn, it is expected that the plasma density will be improved and the sputtering efficiency by ions will also be improved, so that a higher etching rate can be obtained.

【0031】本発明のドライエッチング方法で用いられ
るプラズマ処理装置は、水素又は窒素といった反応性の
あまり高くないガスにおいても十分に高いエッチング速
度を確保するという観点から、可能な限り高密度なプラ
ズマを生成しうるプラズマ処理装置であることが望まし
い。本発明に好適に用いられるプラズマ処理装置として
は、例えば、ECR型プラズマ処理装置、ヘリコン波型
プラズマ処理装置、ICP型プラズマ処理装置、SWP
型プラズマ処理装置及びSIP型プラズマ処理装置等が
挙げられるが、本発明は前記プラズマ装置に限られたも
のではなく、1×1011cm-3以上の高密度なプラズマ
を生成しうるプラズマ装置であれば、どのような装置で
あっても適用することが可能である。
The plasma processing apparatus used in the dry etching method of the present invention uses a plasma having a density as high as possible from the viewpoint of ensuring a sufficiently high etching rate even in a gas having a low reactivity such as hydrogen or nitrogen. It is desirable that the plasma processing apparatus can generate plasma. Examples of the plasma processing apparatus preferably used in the present invention include an ECR type plasma processing apparatus, a helicon wave type plasma processing apparatus, an ICP type plasma processing apparatus, and a SWP.
Type plasma processing apparatus, SIP type plasma processing apparatus and the like, but the present invention is not limited to the plasma apparatus and is a plasma apparatus capable of generating high density plasma of 1 × 10 11 cm −3 or more. Any device can be applied as long as it is provided.

【0032】[0032]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明のドライエッ
チング方法をより具体的に説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the dry etching method of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0033】(実施例1)本発明の第1の実施例とし
て、SF6ガスとCH4ガスを用いて、有機低誘電率膜の
エッチングを行った結果を示す。本実施例においては、
ECR型プラズマエッチング装置を用いてエッチングを
行った。また、積層された層間絶縁膜の一連のエッチン
グ処理は、全て同一処理室内で行われた。
Example 1 As a first example of the present invention, the results of etching an organic low dielectric constant film using SF 6 gas and CH 4 gas will be shown. In this embodiment,
Etching was performed using an ECR type plasma etching device. In addition, a series of etching processes for the stacked interlayer insulating films were all performed in the same processing chamber.

【0034】まず、図1(a)に示した断面構造を持つ
シリコン基板を準備した。ここで、上層酸化シリコン膜
102は膜厚200nmのプラズマTEOS SiO2
膜、有機低誘電率絶縁膜103は回転塗布された膜厚8
00nmのポリアリールエーテル、金属配線104は膜
厚500nmのAl−Cu膜、また下地はプラズマTE
OS SiO2 1μm/Si基板(不図示)の構造で
ある。このウエハを、ECR型プラズマエッチング装置
の基板支持台上に設置し、ターボ分子ポンプを用いて、
1×10-6Torrの圧力となるまで真空容器内を排気
した。
First, a silicon substrate having the sectional structure shown in FIG. 1A was prepared. Here, the upper silicon oxide film 102 is formed of plasma TEOS SiO 2 having a film thickness of 200 nm.
The film, the organic low dielectric constant insulating film 103, is a spin-coated film having a thickness of 8
00 nm polyaryl ether, metal wiring 104 is a 500 nm thick Al-Cu film, and the base is plasma TE.
This is a structure of OS SiO 2 1 μm / Si substrate (not shown). This wafer was placed on the substrate support of an ECR type plasma etching apparatus, and a turbo molecular pump was used to
The inside of the vacuum vessel was evacuated to a pressure of 1 × 10 −6 Torr.

【0035】次に、以下の条件にてプラズマを生成し、
上層酸化シリコン膜のエッチングを行った。
Next, plasma is generated under the following conditions,
The upper silicon oxide film was etched.

【0036】ガス種、流量:C48/CO/Ar/O2
=14/140/180/5sccm 圧力:35mTorr 基板温度:−20℃ 磁場:875Gauss マイクロ波パワー:800W 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、300W
Gas type and flow rate: C 4 F 8 / CO / Ar / O 2
= 14/140/180/5 sccm Pressure: 35 mTorr Substrate temperature: -20 ° C. Magnetic field: 875 Gauss Microwave power: 800 W Substrate RF frequency, power: 13.56 MHz, 300 W

【0037】この時、基板支持台のVdcは約−180
Vであった。以上のエッチング処理を20秒間行い、上
層酸化シリコン膜102を全て除去した。酸化シリコン
膜のエッチングの終点は、プラズマの発光強度モニタを
用い、SiF(波長640nm)の発光強度の変化で判
定した。
At this time, Vdc of the substrate support is about -180.
It was V. The above etching treatment was performed for 20 seconds to completely remove the upper silicon oxide film 102. The end point of the etching of the silicon oxide film was determined by a change in the emission intensity of SiF (wavelength 640 nm) using a plasma emission intensity monitor.

【0038】次に、真空容器内を30秒間排気した後、
以下の条件にてプラズマを生成し、有機低誘電率絶縁膜
のエッチングを行った。
Next, after evacuating the vacuum vessel for 30 seconds,
Plasma was generated under the following conditions to etch the organic low dielectric constant insulating film.

【0039】 ガス種、流量:SF6/CH4=50/10sccm 圧力:10mTorr 基板温度:−20℃ 磁場:875Gauss マイクロ波パワー:800W RF周波数、パワー:13.56MHz、250WGas type, flow rate: SF 6 / CH 4 = 50/10 sccm Pressure: 10 mTorr Substrate temperature: −20 ° C. Magnetic field: 875 Gauss Microwave power: 800 W RF frequency, power: 13.56 MHz, 250 W

【0040】この時、基板支持台のVdcは約−110
Vであった。以上のエッチング処理を80秒間行い、有
機低誘電率絶縁膜103を全て除去した。有機低誘電率
絶縁膜のエッチングの終点は、プラズマの発光強度モニ
タを用い、F(波長624nm)の発光強度の変化で判
定した。エッチング時間より算出した膜のエッチング速
度は、約600nm/minと、十分高い値が得られ
た。
At this time, Vdc of the substrate support is about -110.
It was V. The above etching treatment was performed for 80 seconds to completely remove the organic low dielectric constant insulating film 103. The end point of the etching of the organic low dielectric constant insulating film was judged by the change in the emission intensity of F (wavelength 624 nm) using a plasma emission intensity monitor. The etching rate of the film calculated from the etching time was about 600 nm / min, which was a sufficiently high value.

【0041】以上の処理が全て終了した後、必要に応じ
てレジストマスクの除去を行い、洗浄、バリアメタル成
膜の工程を経た後、タングステンプラグの成膜を行っ
た。成膜後のウエハの断面をSEMで観察したが、ヴィ
アホールの形状に、ボーイング等の形状異常はなく、ま
たタングステンも正常に埋め込まれていることが確認さ
れた。
After all the above processes were completed, the resist mask was removed, if necessary, and after the steps of cleaning and barrier metal film formation, tungsten plug film formation was carried out. The cross section of the wafer after film formation was observed by SEM, and it was confirmed that there was no shape abnormality such as bowing in the shape of the via hole and that tungsten was also normally embedded.

【0042】(実施例2)本発明の第2の実施例とし
て、SF6ガスとCH4ガスを用いて、有機低誘電率膜の
エッチングを行った結果を示す。本実施例においては、
ECR型プラズマエッチング装置の代りにSIP型プラ
ズマエッチング装置を用いてエッチングを行った。ま
た、積層された層間絶縁膜の一連のエッチング処理は、
全て同一処理室内で行われた。
(Embodiment 2) As a second embodiment of the present invention, the results of etching an organic low dielectric constant film using SF 6 gas and CH 4 gas will be shown. In this embodiment,
Etching was performed using a SIP type plasma etching apparatus instead of the ECR type plasma etching apparatus. In addition, a series of etching treatments of the laminated interlayer insulating films are
All were performed in the same processing chamber.

【0043】まず、実施例1と同様の断面構造を持つシ
リコン基板を準備した。このウエハを、SIP型プラズ
マエッチング装置の基板支持台上に設置し、ターボ分子
ポンプを用いて、1×10-6Torrの圧力となるまで
真空容器内を排気した。
First, a silicon substrate having a sectional structure similar to that of Example 1 was prepared. This wafer was placed on the substrate support of the SIP type plasma etching apparatus, and the inside of the vacuum container was evacuated by using a turbo molecular pump until the pressure became 1 × 10 −6 Torr.

【0044】次に、以下の条件にてプラズマを生成し、
上層酸化シリコン膜のエッチングを行った。
Next, plasma is generated under the following conditions,
The upper silicon oxide film was etched.

【0045】ガス種、流量:C48/Ar/O2=20
/150/5sccm 圧力:30mTorr 基板温度:−20℃ マイクロ波パワー:1kW 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、250W
Gas type and flow rate: C 4 F 8 / Ar / O 2 = 20
/ 150 / 5sccm Pressure: 30mTorr Substrate temperature: -20 ° C Microwave power: 1kW Substrate RF frequency, power: 13.56MHz, 250W

【0046】この時、基板支持台のVdcは約−120
Vであった。以上のエッチング処理を15秒間行い、上
層酸化シリコン膜102を全て除去した。酸化シリコン
膜のエッチングの終点は、プラズマの発光強度モニタを
用い、SiF(波長640nm)の発光強度の変化で判
定した。
At this time, Vdc of the substrate support is about -120.
It was V. The above etching treatment was performed for 15 seconds to remove all the upper silicon oxide film 102. The end point of the etching of the silicon oxide film was determined by a change in the emission intensity of SiF (wavelength 640 nm) using a plasma emission intensity monitor.

【0047】次に、真空容器内を30秒間排気した後、
以下の条件にてプラズマを生成し、有機低誘電率絶縁膜
のエッチングを行った。
Next, after evacuating the vacuum vessel for 30 seconds,
Plasma was generated under the following conditions to etch the organic low dielectric constant insulating film.

【0048】 ガス種、流量:SF6/CH4=50/10sccm 圧力:5mTorr 基板温度:−20℃ マイクロ波パワー:1kW 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、250WGas type, flow rate: SF 6 / CH 4 = 50/10 sccm Pressure: 5 mTorr Substrate temperature: −20 ° C. Microwave power: 1 kW Substrate RF frequency, power: 13.56 MHz, 250 W

【0049】この時、基板支持台のVdcは約−100
Vであった。以上のエッチング処理を50秒間行い、有
機低誘電率絶縁膜103を全て除去した。有機低誘電率
絶縁膜のエッチングの終点は、プラズマの発光強度モニ
タを用い、F(波長624nm)の発光強度の変化で判
定した。エッチング時間より算出した膜のエッチング速
度は、約960nm/minであり、生産に十分適用し
うる値となった。
At this time, Vdc of the substrate support is about -100.
It was V. The above etching treatment was performed for 50 seconds to completely remove the organic low dielectric constant insulating film 103. The end point of the etching of the organic low dielectric constant insulating film was judged by the change in the emission intensity of F (wavelength 624 nm) using a plasma emission intensity monitor. The etching rate of the film calculated from the etching time was about 960 nm / min, which was a value sufficiently applicable to production.

【0050】以上の処理が全て終了した後、必要に応じ
てレジストマスクの除去を行い、洗浄、バリアメタル成
膜の工程を経た後、タングステンプラグの成膜を行っ
た。成膜後のウエハの断面をSEMで観察したが、ヴィ
アホールの形状に、ボーイング等の形状異常はなく、ま
たタングステンも正常に埋め込まれていることが確認さ
れた。
After all the above processes were completed, the resist mask was removed, if necessary, and after the steps of cleaning and barrier metal film formation, a tungsten plug film was formed. The cross section of the wafer after film formation was observed by SEM, and it was confirmed that there was no shape abnormality such as bowing in the shape of the via hole and that tungsten was also normally embedded.

【0051】(実施例3)本発明の第3の実施例とし
て、NF3ガスとCH4ガスを用いて、有機低誘電率膜の
エッチングを行った結果を示す。本実施例においては、
実施例2と同様、SIP型プラズマエッチング装置を用
いてエッチングを行った。
(Embodiment 3) As a third embodiment of the present invention, the result of etching an organic low dielectric constant film using NF 3 gas and CH 4 gas will be shown. In this embodiment,
As in Example 2, etching was performed using a SIP type plasma etching apparatus.

【0052】まず、実施例1と同様の断面構造を持つシ
リコン基板を準備し、実施例2と同様の手順で上層酸化
シリコン膜のエッチングを行った。
First, a silicon substrate having a sectional structure similar to that of Example 1 was prepared, and the upper silicon oxide film was etched in the same procedure as in Example 2.

【0053】次に、以下の条件で有機低誘電率絶縁膜の
エッチングを行った。
Next, the organic low dielectric constant insulating film was etched under the following conditions.

【0054】 ガス種、流量:NF3/CH4=50/10sccm 圧力:5mTorr 基板温度:−20℃ マイクロ波パワー:1kW 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、250WGas type, flow rate: NF 3 / CH 4 = 50/10 sccm Pressure: 5 mTorr Substrate temperature: −20 ° C. Microwave power: 1 kW Substrate RF frequency, power: 13.56 MHz, 250 W

【0055】この時、基板支持台のVdcは約−100
Vであった。以上のエッチング処理を53秒間行い、有
機低誘電率絶縁膜103を全て除去した。エッチング時
間より算出した膜のエッチング速度は、約905nm/
minであった。
At this time, Vdc of the substrate support is about -100.
It was V. The above etching treatment was performed for 53 seconds to completely remove the organic low dielectric constant insulating film 103. The etching rate of the film calculated from the etching time is about 905 nm /
It was min.

【0056】エッチング処理が全て終了した後、必要に
応じてレジストマスクの除去を行い、洗浄、バリアメタ
ル成膜の工程を経た後、タングステンプラグの成膜を行
った。成膜後のウエハの断面をSEMで観察したが、ヴ
ィアホールの形状に、ボーイング等の形状異常はなく、
またタングステンも正常に埋め込まれていることが確認
された。
After the etching process was completed, the resist mask was removed as needed, and after the steps of cleaning and barrier metal film formation, a tungsten plug film was formed. The cross section of the wafer after film formation was observed by SEM. The shape of the via hole did not show any shape abnormality such as bowing.
It was also confirmed that tungsten was normally embedded.

【0057】(実施例4)本発明の第4の実施例とし
て、F2ガスとCH4ガスを用いて、有機低誘電率膜のエ
ッチングを行った結果を示す。本実施例においても、実
施例2と同様、SIP型プラズマエッチング装置を用い
てエッチングを行った。
(Embodiment 4) As a fourth embodiment of the present invention, the results of etching an organic low dielectric constant film using F 2 gas and CH 4 gas will be shown. Also in this example, as in Example 2, etching was performed using a SIP type plasma etching apparatus.

【0058】まず、実施例1と同様の断面構造を持つシ
リコン基板を準備し、実施例2と同様の手順で上層酸化
シリコン膜のエッチングを行った。
First, a silicon substrate having a sectional structure similar to that of Example 1 was prepared, and the upper silicon oxide film was etched in the same procedure as in Example 2.

【0059】次に、以下の条件で有機低誘電率絶縁膜の
エッチングを行った。
Next, the organic low dielectric constant insulating film was etched under the following conditions.

【0060】 ガス種、流量:F2/CH4=40/10sccm 圧力:5mTorr 基板温度:−20℃ マイクロ波パワー:1kW 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、250WGas type, flow rate: F 2 / CH 4 = 40/10 sccm Pressure: 5 mTorr Substrate temperature: −20 ° C. Microwave power: 1 kW Substrate RF frequency, power: 13.56 MHz, 250 W

【0061】この時、基板支持台のVdcは約−105
Vであった。以上のエッチング処理を55秒間行い、有
機低誘電率絶縁膜103を全て除去した。エッチング時
間より算出した膜のエッチング速度は、約870nm/
minであった。
At this time, Vdc of the substrate support is about -105.
It was V. The above etching treatment was performed for 55 seconds to remove all the organic low dielectric constant insulating film 103. The etching rate of the film calculated from the etching time is about 870 nm /
It was min.

【0062】エッチング処理が全て終了した後、必要に
応じてレジストマスクの除去を行い、洗浄、バリアメタ
ル成膜の工程を経た後、タングステンプラグの成膜を行
った。成膜後のウエハの断面をSEMで観察したが、ヴ
ィアホールの形状に、ボーイング等の形状異常はなく、
またタングステンも正常に埋め込まれていることが確認
された。
After the etching process was completed, the resist mask was removed if necessary, and after cleaning and barrier metal film formation steps, a tungsten plug film was formed. The cross section of the wafer after film formation was observed by SEM. The shape of the via hole did not show any shape abnormality such as bowing.
It was also confirmed that tungsten was normally embedded.

【0063】(実施例5)本発明の第5の実施例とし
て、F2ガスとC26ガスとArガスを用いて、有機低
誘電率膜のエッチングを行った結果を示す。本実施例に
おいても、実施例2と同様、SIP型プラズマエッチン
グ装置を用いてエッチングを行った。
(Embodiment 5) As a fifth embodiment of the present invention, a result of etching an organic low dielectric constant film using F 2 gas, C 2 H 6 gas and Ar gas will be shown. Also in this example, as in Example 2, etching was performed using a SIP type plasma etching apparatus.

【0064】まず、実施例1と同様の断面構造を持つシ
リコン基板を準備し、実施例2と同様の手順で上層酸化
シリコン膜のエッチングを行った。
First, a silicon substrate having a sectional structure similar to that of Example 1 was prepared, and the upper silicon oxide film was etched in the same procedure as in Example 2.

【0065】次に、以下の条件で有機低誘電率絶縁膜の
エッチングを行った。
Next, the organic low dielectric constant insulating film was etched under the following conditions.

【0066】ガス種、流量:F2/C26/Ar=60
/10/100sccm 圧力:5mTorr 基板温度:−20℃ マイクロ波パワー:1kW 基板RF周波数、パワー:13.56MHz、250W
Gas type and flow rate: F 2 / C 2 H 6 / Ar = 60
/ 10/100 sccm Pressure: 5 mTorr Substrate temperature: -20 ° C. Microwave power: 1 kW Substrate RF frequency, power: 13.56 MHz, 250 W

【0067】この時、基板支持台のVdcは約−105
Vであった。以上のエッチング処理を65秒間行い、有
機低誘電率絶縁膜103を全て除去した。エッチング時
間より算出した膜のエッチング速度は、約740nm/
minであった。また、レジストマスクは、有機低誘電
率絶縁膜エッチング終了後に全て除去されていた。
At this time, Vdc of the substrate support is about -105.
It was V. The above etching treatment was performed for 65 seconds to completely remove the organic low dielectric constant insulating film 103. The etching rate of the film calculated from the etching time is about 740 nm /
It was min. Further, the resist mask was completely removed after the etching of the organic low dielectric constant insulating film was completed.

【0068】エッチング処理が全て終了した後、洗浄、
バリアメタル成膜の工程を経た後、タングステンプラグ
の成膜を行った。成膜後のウエハの断面をSEMで観察
したが、ヴィアホールの形状に、ボーイング等の形状異
常はなく、またタングステンも正常に埋め込まれている
ことが確認された。
After completion of all etching processes, cleaning,
After the barrier metal film formation process, a tungsten plug film was formed. The cross section of the wafer after film formation was observed by SEM, and it was confirmed that there was no shape abnormality such as bowing in the shape of the via hole and that tungsten was also normally embedded.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば有
機低誘電率絶縁膜のエッチングを行う際に、エッチング
ガスとしてフッ素を容易に遊離するガスと炭化水素ガ
ス、あるいは、フッ素を容易に遊離するガスと炭化水素
ガスと希ガスを用いることで、エッチング形状が良好で
あり、有機低誘電率絶縁膜の膜質の劣化がなく、かつエ
ッチング速度の速いドライエッチング方法を提供するこ
とが可能となった。
As described above, according to the present invention, when etching an organic low dielectric constant insulating film, a gas that easily releases fluorine and a hydrocarbon gas as an etching gas, or fluorine is easily added. By using the liberated gas, the hydrocarbon gas and the rare gas, it is possible to provide a dry etching method which has a good etching shape, does not deteriorate the quality of the organic low dielectric constant insulating film, and has a high etching rate. became.

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

【図1】本発明における有機低誘電率絶縁膜のエッチン
グ方法を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a method for etching an organic low dielectric constant insulating film according to the present invention.

【図2】従来技術における有機低誘電率絶縁膜のエッチ
ング方法を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a method for etching an organic low dielectric constant insulating film in the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201 レジストマスク 102,202 上層酸化シリコン膜 103,203 有機低誘電率絶縁膜 104,204 下層酸化シリコン膜 105,205 配線溝又はヴィアホール 106,206 側壁保護膜 101,201 resist mask 102,202 Upper silicon oxide film 103,203 Organic low dielectric constant insulating film 104,204 Lower silicon oxide film 105,205 Wiring groove or via hole 106,206 Side wall protection film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−268526(JP,A) 特開 平10−256240(JP,A) 特開 平8−17928(JP,A) 特開2000−340549(JP,A) 特公 昭61−58975(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/3213 H01L 21/768 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-10-268526 (JP, A) JP-A-10-256240 (JP, A) JP-A-8-17928 (JP, A) JP-A-2000-340549 (JP, A) Japanese Patent Publication Sho 61-58975 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/3213 H01L 21/768

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 層間絶縁膜として形成された、有機低誘
電率絶縁膜を含む積層膜のドライエッチング方法におい
て、フッ素を容易に遊離するガスと炭化水素ガスとを、
半導体基板が設置された真空容器内に導入し、プラズマ
生成手段に高周波電力を印加してプラズマを生成し、該
プラズマを用いて半導体基板表面に形成された有機低誘
電率絶縁膜のエッチングを行うことを特徴とするドライ
エッチング方法。
1. A dry etching method for a laminated film including an organic low dielectric constant insulating film formed as an interlayer insulating film, wherein a gas that easily releases fluorine and a hydrocarbon gas are used.
The semiconductor substrate is introduced into a vacuum container in which it is installed, high-frequency power is applied to the plasma generating means to generate plasma, and the plasma is used to etch the organic low dielectric constant insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate. A dry etching method characterized by the above.
【請求項2】 前記フッ素を容易に遊離するガス及び炭
化水素ガスが、酸素原子を含まない分子構造である請求
項1に記載のドライエッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the gas that easily releases fluorine and the hydrocarbon gas have a molecular structure containing no oxygen atom.
【請求項3】 前記フッ素を容易に遊離するガスが、N
3、SF6、ClF 3及びF2の内の単一ガス又は複数の
混合ガスである請求項1又は2に記載のドライエッチン
グ方法。
3. The gas that easily releases fluorine is N
F3, SF6, ClF 3And F2Single gas or multiple
The dry etchant according to claim 1 or 2, which is a mixed gas.
How to go.
【請求項4】 前記炭化水素ガスが、炭素の1重結合、
2重結合又は3重結合を持つ全ての化合物のうち、常温
で気体あるいは液体の化合物である請求項1〜3のいず
れかに記載のドライエッチング方法。
4. The hydrocarbon gas is a carbon single bond,
The dry etching method according to any one of claims 1 to 3, which is a compound which is a gas or a liquid at room temperature among all compounds having a double bond or a triple bond.
【請求項5】 前記プラズマ生成手段が、ECR型プラ
ズマ源、ヘリコン波型プラズマ源、ICP型プラズマ
源、SWP型プラズマ源又はSIP型プラズマ源である
請求項1〜4のいずれかに記載のドライエッチング方
法。
5. The dry according to claim 1, wherein the plasma generation means is an ECR type plasma source, a helicon wave type plasma source, an ICP type plasma source, a SWP type plasma source or a SIP type plasma source. Etching method.
【請求項6】 前記有機低誘電率絶縁膜が、ポリアリー
ルエーテル又はフッ素化ポリアリールエーテルである請
求項1〜5のいずれかに記載のドライエッチング方法。
6. The dry etching method according to claim 1, wherein the organic low dielectric constant insulating film is a polyaryl ether or a fluorinated polyaryl ether.
【請求項7】 層間絶縁膜として形成された、有機低誘
電率絶縁膜を含む積層膜のドライエッチング方法におい
て、フッ素を容易に遊離するガスと炭化水素ガスと希ガ
スを、半導体基板が設置された真空容器内に導入し、プ
ラズマ生成手段に高周波電力を印加してプラズマを生成
し、該プラズマを用いて半導体基板表面に形成された有
機低誘電率絶縁膜の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。
7. A dry etching method for a laminated film including an organic low dielectric constant insulating film formed as an interlayer insulating film, wherein a gas easily releasing fluorine, a hydrocarbon gas and a rare gas are provided on a semiconductor substrate. It is characterized in that the organic low dielectric constant insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate is etched by introducing into the vacuum container, applying high-frequency power to the plasma generating means to generate plasma. Dry etching method.
【請求項8】 前記フッ素を容易に遊離するガス及び炭
化水素ガスが、酸素原子を含まない分子構造である請求
項7に記載のドライエッチング方法。
8. The dry etching method according to claim 7, wherein the gas that easily releases fluorine and the hydrocarbon gas have a molecular structure containing no oxygen atom.
【請求項9】 前記希ガスが、He、Ne、Ar、K
r、Xe及びRnの内の単一ガス又は複数の混合ガスで
ある請求項7又は8に記載のドライエッチング方法。
9. The rare gas is He, Ne, Ar or K.
9. The dry etching method according to claim 7, which is a single gas or a mixed gas of a plurality of r, Xe, and Rn.
【請求項10】 前記フッ素を容易に遊離するガスが、
NF3、SF6、ClF3及びF2の内の単一ガス又は複数
の混合ガスであるである請求項7〜9のいずれかに記載
のドライエッチング方法。
10. The gas that easily releases fluorine is
10. The dry etching method according to claim 7, which is a single gas or a mixed gas of a plurality of NF 3 , SF 6 , ClF 3 and F 2 .
【請求項11】 前記炭化水素ガスが、炭素の1重結
合、2重結合又は3重結合を持つ全ての化合物のうち、
常温で気体あるいは液体の化合物である請求項7〜10
のいずれかに記載のドライエッチング方法。
11. The hydrocarbon gas, among all compounds having a single bond, double bond or triple bond of carbon,
A compound which is a gas or a liquid at room temperature and is a compound.
The dry etching method according to any one of 1.
【請求項12】 前記プラズマ生成手段が、ECR型プ
ラズマ源、ヘリコン波型プラズマ源、ICP型プラズマ
源、SWP型プラズマ源又はSIP型プラズマ源である
請求項7〜11のいずれかに記載のドライエッチング方
法。
12. The dry according to claim 7, wherein the plasma generating means is an ECR type plasma source, a helicon wave type plasma source, an ICP type plasma source, a SWP type plasma source or a SIP type plasma source. Etching method.
【請求項13】 前記有機低誘電率絶縁膜が、ポリアリ
ールエーテル又はフッ素化ポリアリールエーテルである
請求項7〜12のいずれかに記載のドライエッチング方
法。
13. The dry etching method according to claim 7, wherein the organic low dielectric constant insulating film is a polyaryl ether or a fluorinated polyaryl ether.
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