JPH01212438A - Dry etching process - Google Patents

Dry etching process

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Publication number
JPH01212438A
JPH01212438A JP3716788A JP3716788A JPH01212438A JP H01212438 A JPH01212438 A JP H01212438A JP 3716788 A JP3716788 A JP 3716788A JP 3716788 A JP3716788 A JP 3716788A JP H01212438 A JPH01212438 A JP H01212438A
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JP
Japan
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etching
dry etching
gas
wafer
etching method
Prior art date
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Application number
JP3716788A
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Japanese (ja)
Inventor
Sakae Matsuzaki
栄 松崎
Hiroyuki Nakada
博之 中田
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH01212438A publication Critical patent/JPH01212438A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable Si to be etched efficiently in high anisotropy subjected to sufficient selection ratio to SiO2 by using a gas mainly comprising C2Cl3F3 as an etching gas. CONSTITUTION:C2Cl3F3 (trichlorotriphloroethyle, flon 113) is used as an etching gas while C2Cl3F6 is used as a cooling gas. Thus, Si can be etched efficiently and in high anisotropy subjected to sufficient selection ratio to SiO2 and photoresist, furthermore, C2Cl3F3 being applicable for non-industrial use as a refrigerant etc. can secure extremely safe operations while facilitating the application to mass production.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドライエツチング方法、特に、放電による励
起手段を用いたドライエツチング方法に関し、例えば、
半導体装置の製造工程において、回路パターンを形成す
るのに利用して有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a dry etching method, particularly a dry etching method using excitation means by electric discharge.
The present invention relates to a technique that is effective for forming circuit patterns in the manufacturing process of semiconductor devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置の製造工程において、集積回路を構成するシ
リコン(Si)から成る薄膜材料(所謂下地)に回路パ
ターンを形成するドライエツチング方法を、エツチング
ガスに着目して分類すると、次の3通りに大別すること
ができる。
In the manufacturing process of semiconductor devices, dry etching methods for forming circuit patterns on a thin film material (so-called base) made of silicon (Si) that constitutes an integrated circuit can be classified into the following three types, focusing on the etching gas. Can be separated.

(1)  塩素(CI)を一部に有するガスを用いるド
ライエツチング方法(以下、CI系トドライエツチング
方法いう、) ガスの具体例として、CC1,,5iC14、PCl5
、BCIs、C1,、IC1等が挙げられる。
(1) Dry etching method using a gas partially containing chlorine (CI) (hereinafter referred to as CI-based dry etching method) Specific examples of the gas include CC1, 5iC14, PCl5
, BCIs, C1,, IC1, etc.

(2)臭素(Br)または沃素(1)を少なくとも一部
に有するガスを用いるドライエツチング方法(特開昭5
8−100684号公報に記載されたドライエツチング
方法に代表されるドライエツチング方法であり、以下、
Br系ドライエツチング方法という、) ガスノ具体例として、CB r Fs  (+Ot )
 +α、Cm Brg F4+α、等が挙げられる。
(2) Dry etching method using a gas containing at least a portion of bromine (Br) or iodine (1)
This is a dry etching method typified by the dry etching method described in Japanese Patent No. 8-100684.
As a specific example of the Br-based dry etching method, CB r Fs (+Ot)
+α, Cm Brg F4+α, and the like.

(3)弗素(F)を一部に有するガスを用いるドライエ
ツチング方法(以下、F系ドライエツチング方法という
、) ガスの具体例として、SF、 、CF、 、およびSi
F、等が挙げられる。
(3) Dry etching method using a gas partially containing fluorine (F) (hereinafter referred to as F-based dry etching method) Specific examples of the gas include SF, , CF, and Si
F, etc.

なお、ドライエツチング技術を述べである例としては、
株式会社工業調査会発行「電子材料198 年11月号
別冊」昭和60年11月20日発行P119〜P124
、がある。
As an example of dry etching technology,
"Electronic Materials 198 November Special Edition" published by Kogyo Choshokai Co., Ltd., November 20, 1985, P119-P124
There is.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前記Ct系、Br系およびF系のドライエツチング方法
においては、次のような問題点があることが、本発明者
によって明らかにされた。
The inventors have discovered that the Ct-based, Br-based, and F-based dry etching methods have the following problems.

(1)CI系ドライエツチング方法においては、例えば
、素子間分離や縦形容量に使用される深い溝(以下、U
溝という、)を加工する場合、U溝の底部にサブトレン
チが入り易い、また、作業環境の安全性の面から量産工
場への導入は望ましくはない。
(1) In the CI-based dry etching method, for example, deep grooves (hereinafter referred to as U
When machining a U-groove), a sub-trench tends to form at the bottom of the U-groove, and from the viewpoint of safety in the working environment, it is not desirable to introduce it into a mass production factory.

(2)Br系のドライエツチング方法においては、CB
rF5 、Cm Brt Fa等は沸点の高いガスであ
るため、チャンバ内および排気ポンプ内への。
(2) In the Br-based dry etching method, CB
Since rF5, Cm Brt Fa, etc. are gases with high boiling points, they are not allowed to enter the chamber and exhaust pump.

デポジションが多くなり、信鯨性が低下し、また、装置
に悪影響が及ぶ。
Depositions increase, reliability deteriorates, and the equipment is adversely affected.

(3)F系ドライエツチング方法においては、前記(2
)と同様な問題があるばかりでなく、Fは原理的には等
友釣なエツチングを行うガス!あるため、その流量比が
変わった場合等、エツチング断面形状が変動することが
ある。
(3) In the F-based dry etching method, the above (2)
) Not only does it have the same problem as F, but F is a gas that in principle performs equal etching! Therefore, if the flow rate ratio changes, the etched cross-sectional shape may change.

本発明の目的は、量産に適し、エツチング特性の良好な
ドライエツ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 that is suitable for mass production and has good etching characteristics.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

CmHを解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。
Means for Solving CmH] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、エツチングガスとして、トリクロロトリフロ
ロエタンをメインガスに使用するようにしたものである
That is, trichlorotrifluoroethane is used as the main etching gas.

〔作用〕[Effect]

前記手段における具体的なエツチングガスとして、Cz
CIsFiを主成分とするガスを使用した場合、Sin
、およびホトレジストに対して充分な選択比をもって、
SLを能率よく、かつ、強い異方性をもってエツチング
することができる。
As a specific etching gas in the above means, Cz
When using a gas containing CIsFi as the main component, Sin
, and with sufficient selectivity to the photoresist.
SL can be etched efficiently and with strong anisotropy.

このCt CIs Fsは冷媒等に民生的に使用される
ガスであるため、きわめて安全な掻業を確保することが
できるとともに、量産に適用し易い。
Since this Ct CIs Fs is a gas used commercially as a refrigerant, extremely safe scraping operation can be ensured, and it is easy to apply to mass production.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例であるドライエツチング方法
に使用されるドライエツチング装置を示す縦断面図、第
2図および第3図はその作用を説明するための各拡大部
分断面図、第4図〜第8図はその作用を説明するための
各線図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a dry etching device used in a dry etching method according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged partial cross-sectional views for explaining its operation, and FIG. 4 to 8 are diagrams for explaining the operation.

本実施例において、ドライエツチング装置は被処理物と
してのウェハ1を処理するための処理室2を構成するチ
ャンバ3を備えており、チャンバ3はステンレス鋼等か
ら成る本体4と9石英等から成るベルジャ5とから形成
されている。本体4は上下端面が閉塞された略円筒形状
に形成されており、上端壁の略中央部は大きく開口され
ている。
In this embodiment, the dry etching apparatus is equipped with a chamber 3 that constitutes a processing chamber 2 for processing a wafer 1 as an object to be processed. It is formed from Belljar 5. The main body 4 is formed into a substantially cylindrical shape with closed upper and lower end surfaces, and a substantially central portion of the upper end wall is largely opened.

ベルジャ5は略半円球の中空体形状に形成されており、
本体4上にその中央部開口を閉塞し得るように着脱自在
に被せられているとともに、本体4に対して相対的に上
下動し得るように構成されている。本体4の下端面壁に
は処理室2内を排気するための排気口6が開設されてお
り、排気口6は高真空ポンプ等を備えている真空排気装
M(図示せず)に流体連結されている。
The bell jar 5 is formed into a hollow body shape of an approximately semicircular sphere,
It is removably placed over the main body 4 so as to close the central opening thereof, and is configured to be movable up and down relative to the main body 4. An exhaust port 6 for evacuating the inside of the processing chamber 2 is provided on the lower end wall of the main body 4, and the exhaust port 6 is fluidly connected to a vacuum exhaust system M (not shown) equipped with a high vacuum pump or the like. ing.

一方、本体4の上端壁開口部には後述するようなエツチ
ングガス7を供給するためのエツチングガス供給路8が
環状に配されて敷設されており、この供給路8はエツチ
ングガス7を全周にわたって、可及的に均一に吹き出す
ように構成されている。この供給路8にはエツチングガ
ス供給源9がマスフローコントローラ等からなるコント
ローラ10を介して接続されている。
On the other hand, an etching gas supply path 8 for supplying an etching gas 7 as described later is arranged in an annular manner in the upper end wall opening of the main body 4, and this supply path 8 supplies the etching gas 7 all around. It is designed to blow out air as uniformly as possible. An etching gas supply source 9 is connected to this supply path 8 via a controller 10 consisting of a mass flow controller or the like.

処理室2の内部にはウェハlを保持するためのサセプタ
11が同心的に配設されており、サセプタ11は本体4
の下端面壁から垂直に挿入された支軸12により水平に
支持されている。支軸12は本体4に対して相対的に進
退移動し得るように構成されており、この移動調整によ
り、サセプタ11′は処理室2における高さ位置を調整
されるようになっている。サセプタ11および支軸12
には冷却ガス流通路13が処理室2の内外にわたって配
されて敷設されており、この流通路13はこれに接続さ
れている冷却ガス供給源14から供給された冷却ガスを
サセプタ11のウェハ1裏面に流通することにより、サ
セプタ11上に保持されたウェハ1を冷却するようにな
っている。本体4の開口部には電i15がサセプタ11
の外方と対向するように、かつ、環状に配されて敷設さ
れており、この電極15と支軸12との間には高周波電
源(RF電源)16が電気的に介設されている。
A susceptor 11 for holding the wafer l is arranged concentrically inside the processing chamber 2, and the susceptor 11 is connected to the main body 4.
It is supported horizontally by a support shaft 12 vertically inserted from the lower end wall of the. The support shaft 12 is configured to move forward and backward relative to the main body 4, and by adjusting this movement, the height position of the susceptor 11' in the processing chamber 2 can be adjusted. Susceptor 11 and support shaft 12
A cooling gas flow path 13 is arranged and laid inside and outside of the processing chamber 2, and this flow path 13 supplies cooling gas supplied from a cooling gas supply source 14 connected to the cooling gas flow path 13 to the wafer 1 of the susceptor 11. By flowing to the back surface, the wafer 1 held on the susceptor 11 is cooled. A susceptor 11 is placed in the opening of the main body 4.
A high frequency power source (RF power source) 16 is electrically interposed between the electrode 15 and the support shaft 12.

チャンバ3の外部には導波管17がベルジャ5を取り囲
むように配されて被せられており、導波管17のベルジ
ャ5とは反対側の端部にはマグネトロン18が設備され
ている。マグネトロン18は後述するような所定周波数
のマイクロ波19を導波管17を通じて、ベルジャ3内
のウェハ1に照射し得るように構成されている。導波管
17のマグネトロン18とベルジャ5との間にはチュー
ニング20が介設されており、また、導波管17のベル
ジヤ5側端部には第1コイル21および第2コイル22
が上下に配されて環状に外装されており、両コイルはそ
れらコイル電流を互いに独立して調整されるように構成
されている。
A waveguide 17 is arranged to surround and cover the belljar 5 on the outside of the chamber 3, and a magnetron 18 is installed at the end of the waveguide 17 on the opposite side from the belljar 5. The magnetron 18 is configured to be able to irradiate the wafer 1 inside the bell jar 3 with microwaves 19 of a predetermined frequency as described later through the waveguide 17. A tuning 20 is interposed between the magnetron 18 and the belljar 5 of the waveguide 17, and a first coil 21 and a second coil 22 are provided at the end of the waveguide 17 on the belljar 5 side.
are arranged one above the other and are encased in an annular shape, and both coils are configured so that their coil currents can be adjusted independently of each other.

次に、前記構成にかかるドライエツチング装置を使用し
て、第2図に示されているようなU溝を穿つ場合につき
、本発明にかかるドライエツチング方法の一実施例を説
明する。
Next, an embodiment of the dry etching method according to the present invention will be described in connection with drilling a U-groove as shown in FIG. 2 using the dry etching apparatus having the above structure.

第2図において、31はエツチングすべき下地であり、
本実施例ではウェハ1の基板自体、または、ウェハ1上
に形成されたSiNにより構成されている。32はウェ
ハ1上に被着されたマスキング層であり、本実施例では
二酸化シリコン(SjO,)により構成されている。3
3はマスキング層32に開設された窓孔であり、パター
ンが形成されている。34はエツチングにより下地31
に穿設されたU溝であり、溝の幅は約1μm、溝の深さ
は約5μmとする。
In Fig. 2, 31 is the base to be etched;
In this embodiment, the substrate of the wafer 1 itself or SiN formed on the wafer 1 is used. 32 is a masking layer deposited on the wafer 1, and in this embodiment is made of silicon dioxide (SjO,). 3
3 is a window hole opened in the masking layer 32, and a pattern is formed therein. 34 is the base 31 by etching.
This is a U-groove drilled in the groove, and the width of the groove is approximately 1 μm and the depth of the groove is approximately 5 μm.

ドライエツチング処理すべきウェハ1はベルジャ5が本
体4に対して相対的に開けられた伏態において、サセプ
タ11上に移載されて保持される。
The wafer 1 to be dry-etched is transferred onto the susceptor 11 and held in a down position with the bell jar 5 open relative to the main body 4.

本体4とベルジャ5とが密閉されると、真空排気装置に
より排気口6を通じて処理室2が高真空度(本実施例に
おいては、I O−’To r r)に排気される。
When the main body 4 and the bell jar 5 are hermetically sealed, the processing chamber 2 is evacuated to a high degree of vacuum (IO-'Torr in this embodiment) through the exhaust port 6 by a vacuum exhaust device.

エツチングガス7がエツチングガス供給源9からコント
ローラ10を通じて供給路8に供給され、供給路8から
処理室2内へ全体にわたって可及的に均一に導入される
Etching gas 7 is supplied from an etching gas supply source 9 to a supply path 8 through a controller 10, and introduced from the supply path 8 into the processing chamber 2 as uniformly as possible throughout.

処理室2内の圧力が指定された圧力で安定したところで
、マグネトロン18によってマイクロ波19が所定の出
力および周波数(本実施例においては、出力220mA
で、2.45C;Hz)をもって、ベルジャ5を透過し
てサセプタll上のウェハlに照射され、また、コイル
21.22が励磁される。
When the pressure in the processing chamber 2 stabilizes at a specified pressure, the microwave 19 is emitted by the magnetron 18 at a specified output and frequency (in this example, an output of 220 mA).
2.45 C; Hz) is transmitted through the belljar 5 and irradiated onto the wafer I on the susceptor I, and the coils 21 and 22 are excited.

一方、高周波電源16によりサセプタ11と電極15と
の間に所定の高周波電力(本実施例においては、出力1
00W、13.56MHz)が印加される。
On the other hand, a predetermined high frequency power (in this embodiment, output 1
00W, 13.56MHz) is applied.

これにより、ウェハ1の周囲にはプラズマ雰囲気(プラ
ズマ陽光柱)23がきわめて高密度かつ効果−に生成さ
れる。このとき、冷却ガスが冷却ガス供給源14から流
通路13に供給されており、これによりウェハlは冷却
されている。
As a result, a plasma atmosphere (plasma positive column) 23 is generated around the wafer 1 with extremely high density and effectiveness. At this time, cooling gas is being supplied from the cooling gas supply source 14 to the flow path 13, thereby cooling the wafer l.

以上の条件下で、イオンアシストエツチング(反応性イ
オンエツチングまたは反応性スパッタエツチング)によ
り、ウェハlにエツチング処理が施され、第2図に示さ
れているように、下地31にU溝34が穿設される。
Under the above conditions, the wafer I is etched by ion-assisted etching (reactive ion etching or reactive sputter etching), and as shown in FIG. will be established.

ここで、本実施例においては、エツチングガスとして、
ct c ti F2  (トリクロロトリフロロエタ
ン、フロン113と称されている。)が使用されており
、冷却ガスとしてもCt CIs Fsが使用されてい
る。
Here, in this example, as the etching gas,
ct c ti F2 (trichlorotrifluoroethane, referred to as Freon 113) is used, and Ct CIs Fs is also used as a cooling gas.

エツチング終了後、または予め設定された時間経過後、
処理室2内が安全な状態になったところで、ベルジャ5
が本体4に対して相対的に開けられ、処理済みのウェハ
lがサセプタ11上から下ろされ、マスキング材除去工
程等のような次工程へと送られて行く。
After etching is completed or after a preset time has elapsed,
Once the inside of processing chamber 2 is in a safe condition, Belljar 5
is opened relative to the main body 4, and the processed wafer l is lowered from above the susceptor 11 and sent to the next process such as a masking material removal process.

ところで、Ct・Cl5Faを使用してプラズマ処理を
実施した場合、CVD反応によりポリマがデボジシラン
されることが知られている。したがって、C,C1,F
、を使用して、単純にドライエツチング処理を実施しよ
うとした場合、ポリマのデポジション膜によりエツチン
グの進行が妨げられて所望のエツチング処理を達成する
ことができないと、予想されていた。
By the way, it is known that when plasma treatment is performed using Ct.Cl5Fa, the polymer is devodisilated by the CVD reaction. Therefore, C, C1, F
It has been predicted that if a simple dry etching process was attempted using the .

ところが、本発明者の実験によれば、マイクロ波プラズ
マドライエツチング装置を用いて、高周波出力を100
W程度に、かつ、マイクロ波出力を200W以上に設定
することにより、ポリマのデボジシランに妨げられずに
、5iOzに対して充分な選択比をもってSiを能率よ
く、かつ、強い異方性をもって、エツチングすることが
できるのが知見された。これは、次のような理由による
と考察される。
However, according to the inventor's experiments, using a microwave plasma dry etching device, the high frequency output was increased to 100%.
By setting the microwave output to about W and the microwave output to 200 W or more, it is possible to efficiently etch Si with a sufficient selectivity to 5 iOz without being hindered by the polymer's debodisilane, and with strong anisotropy. It was discovered that it can be done. This is considered to be due to the following reasons.

第3図に示されているように、プラズマ雰囲気23に供
給されたCz CIs F*についての励起、解離、イ
オン化により、C,CI、F、CFx等のラジカルおよ
びイオンが生成される。このとき、プラズマとウェハと
の間にイオン・シース領域と呼ばれるダークスペースが
生じ、高周波電源16によって印加された電力に対応し
た電位差でイオンがウェハ表面に垂直に入射する。これ
により、異方的なエツチングが実行される。
As shown in FIG. 3, radicals and ions such as C, CI, F, and CFx are generated by excitation, dissociation, and ionization of Cz CIs F* supplied to the plasma atmosphere 23. At this time, a dark space called an ion sheath region is generated between the plasma and the wafer, and ions are perpendicularly incident on the wafer surface due to a potential difference corresponding to the electric power applied by the high frequency power source 16. This performs anisotropic etching.

FラジカルがSi表面に到達すると、揮発性の5IFa
になってエツチングが進行する。イオンの入射エネルギ
(つまり、高周波電源16の印加電力)を高くすること
により、Siにおいてはイオン照射部のみで速くエツチ
ングされるため、異方的なエツチングが進行される。こ
れらの異方性エツチングの進行はマイクロ波出力を高め
ることにより、−層顕著になる。
When F radicals reach the Si surface, volatile 5IFa
The etching progresses. By increasing the incident energy of ions (that is, the power applied by the high frequency power source 16), Si is etched quickly only in the ion irradiated area, so that anisotropic etching progresses. The progress of these anisotropic etching becomes more noticeable in the negative layer by increasing the microwave output.

Sin、表面にFラジカルあるいはCFxイオンが入射
したときを考えると、stow表面にFラジカルが到達
したときは、5t−Fより5i−O結合の方が安定なの
で、エツチングが容易に進行しない、他方、CFxイオ
ンが入射すると、安定なC−0結合が形成されることに
より、5i02中のSiおよびCFxイオンのFが遊離
されて、次に安定な5i−F結合が形成されるため、揮
発性の高い3iFaになってSiO□のエツチングが進
行する。ところが、高周波出力を100W付近に設定す
ると、SiO,のエツチングの進行は抑制される。Cz
 C1s Fsのイオン化率や解離率、CFxのSiO
□表面への吸着率が抑制されるためと考えられる。
Considering the case where F radicals or CFx ions are incident on the Stow surface, etching does not proceed easily when the F radicals reach the Stow surface because the 5i-O bond is more stable than the 5t-F bond. , when a CFx ion is incident, a stable C-0 bond is formed, which liberates Si in 5i02 and F of the CFx ion, and then a stable 5i-F bond is formed, resulting in a volatile The etching of SiO□ progresses as the temperature becomes 3iFa. However, when the high frequency output is set to around 100 W, the progress of etching of SiO is suppressed. Cz
Ionization rate and dissociation rate of C1s Fs, SiO of CFx
□This is thought to be because the adsorption rate to the surface is suppressed.

一方、プラズマ中での反応生成物がStまたはstow
の表面ヘデボジシッンされ、また、表面での重合反応に
より、エツチング表面にポリマ層35が形成される。と
ころが、前述したように、Si表面へのエツチングが垂
直方向への異方性をもって進行されているため、エツチ
ング加工中のり溝34の底面にはポリマ層36は形成さ
れる間もなく、エツチングされて行く、シたがって、ポ
リマ層36はU溝34の側壁面のみに形成されることに
なり、垂直方向へのエツチングの進行は一層増強される
ことになる。
On the other hand, the reaction products in the plasma are St or stow.
The etched surface is etched, and a polymer layer 35 is formed on the etched surface by a polymerization reaction on the surface. However, as described above, since the etching to the Si surface proceeds with anisotropy in the vertical direction, the polymer layer 36 is etched on the bottom surface of the groove 34 before it is formed during the etching process. Therefore, the polymer layer 36 is formed only on the side wall surface of the U-groove 34, and the progress of etching in the vertical direction is further enhanced.

第4図〜第8図は本発明者がCI C1x F xを用
いて、前記実施例にかかるドライエツチング処理を行っ
た実験結果を示すものであり、Siと5iO1とをそれ
らのエツチングレート(選択比)を指標として比較した
線図である。いずれの図においても、実線曲線がSSの
場合を、破線曲線が5lozの場合を示しており、縦軸
にエラチングレー)(pm/分)がとられている。
FIGS. 4 to 8 show the results of an experiment conducted by the present inventor using CI C1x F FIG. In both figures, the solid line curve shows the case of SS, the broken line curve shows the case of 5 loz, and the vertical axis shows the erasure gray (pm/min).

第4図は、高周波出力(W)をパラメータとする線図で
あり、実験条件はマイクロ波出力220mA、エツチン
グ圧力I QmTo r r、ガス流量883CCm、
である。
FIG. 4 is a diagram using high frequency output (W) as a parameter, and the experimental conditions were microwave output 220 mA, etching pressure IQmTorr, gas flow rate 883CCm,
It is.

第4図によれば、出力100W付近から、5lOtのエ
ツチングレートが大きくなることが理解される。
According to FIG. 4, it is understood that the etching rate of 5 lOt increases from around 100 W of output.

第5図はマイクロ波出力(W)をパラメータとする線図
であり、実験条件は高周波出力toow、エツチング圧
力10mTo r r、ガス流量883CCmである。
FIG. 5 is a diagram using microwave output (W) as a parameter, and the experimental conditions were high frequency output too high, etching pressure 10 mTorr, and gas flow rate 883 CCm.

第5図によれば、マイクロ波出力が高くなる程、Stの
エツチングレートが大きくなるのに対し、5iOzのエ
ツチングレートは殆ど変動しないのが理解される。
According to FIG. 5, it is understood that as the microwave output becomes higher, the etching rate of St increases, whereas the etching rate of 5iOz hardly changes.

第6図はエツチング圧力(mTorr)をパラメータと
する線図であり、実験条件は高周波出力100W、マイ
クロ波出力200mA、エツチング圧力10mTorr
、ガス流量883CCmである。
Figure 6 is a diagram using etching pressure (mTorr) as a parameter, and the experimental conditions were high frequency output 100W, microwave output 200mA, and etching pressure 10mTorr.
, the gas flow rate was 883 CCm.

第6図によれば、5mTorrにおいて最も高い選択比
が得られることが理解される。
According to FIG. 6, it is understood that the highest selectivity can be obtained at 5 mTorr.

第7図はサセプタの温度をパラメータとする線図であり
、実験条件は高周波出力100W、マイクロ波出力22
0mA、エツチング圧10mT。
Figure 7 is a diagram using the temperature of the susceptor as a parameter, and the experimental conditions were a high frequency output of 100 W, a microwave output of 22
0mA, etching pressure 10mT.

rr、ガス流188SCCmである。rr, gas flow 188 SCCm.

第7図によれば、サセプタの温度変化はエツチングの進
行に殆ど影響しないことが理解される。
According to FIG. 7, it is understood that the temperature change of the susceptor has almost no effect on the progress of etching.

第8図はC,Ct3 F3に対する酸素(Oヨ)の添加
量をパラメータとする線図であり、実験条件は第7図の
場合と同じである。
FIG. 8 is a diagram in which the amount of oxygen (O) added to C, Ct3 F3 is used as a parameter, and the experimental conditions are the same as those in FIG. 7.

第8図によれば、酸素(0宜)の添加により、Stのエ
ツチングレートを高められることが理解される。
According to FIG. 8, it is understood that the etching rate of St can be increased by adding oxygen (0 or more).

しかし、02を添加すると、U溝底部の加工形状が悪化
することが、この実験結果の観察により明らかにされて
いる。
However, observation of the experimental results has revealed that the addition of 02 deteriorates the processed shape of the bottom of the U-groove.

前記実施例によれば次の効果が得られる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

(1)  エツチングガスとして、Ct C1s Fs
を主成分とするガスを使用することにより、Stowに
対して充分な選択比をもって、Siを能率よく、かつ、
強い異方性をもってエツチングすることができ、しかも
、CtCIsFiは冷媒等に民生的に使用されるガスで
あるため、きわめて安全な操業を確保することができる
とともに、量産に適用し易い。
(1) As etching gas, Ct C1s Fs
By using a gas mainly composed of
It can be etched with strong anisotropy, and since CtCIsFi is a gas commonly used as a refrigerant, extremely safe operation can be ensured and it can be easily applied to mass production.

(2)  S i Oxに対して充分な選択比をもって
51をエツチングすることができるため、量産上充分な
マージンを設定することができる。
(2) Since 51 can be etched with a sufficient selection ratio for SiOx, a sufficient margin for mass production can be set.

(3)  反応生成物の真空ポンプへの付着が抑制され
るため、装置の稼働率の低下を抑制することができる。
(3) Since adhesion of reaction products to the vacuum pump is suppressed, a decrease in the operating rate of the apparatus can be suppressed.

以上本発明者によりてなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Not even.

例えば、ドライエツチング装置としては、マイクロ波プ
ラズマドライエツチング装置を使用した場合につき説明
したが、反応性スパッタあるいは反応性イオンエツチン
グを期待することができるドライエツチング方法を使用
することができる。
For example, although a microwave plasma dry etching apparatus has been described as a dry etching apparatus, it is also possible to use a dry etching method capable of performing reactive sputtering or reactive ion etching.

エツチングガスとしては、CtCIsFiを使用するに
限らず、クロロフルオロカーボンのうち、塩素の数が3
以上であって、かつ、弗素の数が2以上の炭化水素化合
物を使用してもよい。
As the etching gas, not only CtCIsFi but also chlorofluorocarbons containing 3 chlorine atoms can be used.
A hydrocarbon compound having the above number of fluorine atoms and having 2 or more fluorine atoms may be used.

ドライエツチング方法の加工性能を決定するパラメータ
はきわめて多数項目にわたるため、前記実施例に揚げた
項目に限らず、他の項目についても適宜検討することが
望ましい。
Since there are a large number of parameters that determine the processing performance of the dry etching method, it is desirable to consider not only the items listed in the above embodiments but also other items as appropriate.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるSiについてのドラ
イエツチング技術に適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、その他の分子や原子に
ついてのドライエツチング方法全般に適用することがで
きる。
The above explanation has mainly been about the case where the invention made by the present inventor is applied to the dry etching technology for Si, which is the field of application that is the background of the invention.
The present invention is not limited thereto, and can be applied to all dry etching methods for other molecules and atoms.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

エツチングガスとして、CtCIsFiを主成分とする
ガスを使用することにより、Singに対して充分な選
択比をもって、Siを能率よく、かつ、強い異方性をも
ってエツチングすることができ、しかも、Ct CIs
 Fsは冷媒等に民生的に使用されるガスであるため、
きわめて安全な操業を確保することができるとともに、
量産に適用し易い。
By using a gas containing CtCIsFi as the main component as the etching gas, it is possible to efficiently etch Si with a sufficient selectivity to Sing and with strong anisotropy.
Since Fs is a gas used commercially as a refrigerant,
In addition to ensuring extremely safe operations,
Easy to apply to mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるドライエツチング方法
に使用されるドライエツチング装置を示す縦断面図、 第2図および第3図はその作用を説明するための各拡大
部分断面図、 第4図、第5図、第6図、第7図および第8図はその作
用を説明するための各線図である。 1・・・ウェハ(被処理物)、2・・・処理室、3・・
・チ □ヤンバ、4・・・本体、5・・・ベルジャ、6
・・・排蒐口、7・・・エツチングガス(cz CIS
 F! )、8・・・供給路、9・・・エツチングガス
供給源、10・・・コントローラ、11・・・サセプタ
、12・・・支軸、13・・・流通路、14・・・冷却
供給源、15・・・電極、16・・・高周波電源、17
・・・導波管、18・・・マグネトロン、19・・・マ
イクロ波、20・・・チューニング、21.22・・・
コイル、31・・・下地、32・・・マスキング層、3
3・・・窓孔、34・・・U溝、35・・・デボジシラ
ン層。 代理人 弁理士 梶  原  辰  也R114出力(
W) 第5図 H波出力(W) 第6図 工・1手シップ五力(sTory)
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a dry etching device used in a dry etching method according to an embodiment of the present invention; FIGS. 2 and 3 are enlarged partial cross-sectional views for explaining its operation; FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are diagrams for explaining the operation. 1... Wafer (workpiece), 2... Processing chamber, 3...
・Chi □ Yamba, 4...Main body, 5...Bellja, 6
...Exhaust port, 7...Etching gas (cz CIS
F! ), 8... Supply path, 9... Etching gas supply source, 10... Controller, 11... Susceptor, 12... Support shaft, 13... Distribution path, 14... Cooling supply Source, 15... Electrode, 16... High frequency power supply, 17
...Waveguide, 18...Magnetron, 19...Microwave, 20...Tuning, 21.22...
Coil, 31... Base, 32... Masking layer, 3
3... Window hole, 34... U groove, 35... Debodisilane layer. Agent Patent Attorney Tatsuya Kajihara R114 output (
W) Figure 5 H wave output (W) Figure 6 Craftsmanship, 1 move ship five power (sTory)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、エッチングガスとして、塩素および弗素によって置
換された炭化水素化合物のうち、塩素の数が3以上であ
って、かつ、弗素の数が2以上のものをメインガスに使
用することを特徴とするドライエッチング方法。 2、エッチングガスとして、トリクロロトリフロロエタ
ンを使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のドライエッチング方法。 3、マイクロ波プラズマエッチング装置が使用されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエッ
チング方法。
[Claims] 1. Among hydrocarbon compounds substituted with chlorine and fluorine, those containing 3 or more chlorine and 2 or more fluorine are used as the main gas for the etching gas. A dry etching method characterized by: 2. The dry etching method according to claim 1, wherein trichlorotrifluoroethane is used as the etching gas. 3. The dry etching method according to claim 1, wherein a microwave plasma etching device is used.
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