JPH0312454B2 - - Google Patents

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JPH0312454B2
JPH0312454B2 JP56176543A JP17654381A JPH0312454B2 JP H0312454 B2 JPH0312454 B2 JP H0312454B2 JP 56176543 A JP56176543 A JP 56176543A JP 17654381 A JP17654381 A JP 17654381A JP H0312454 B2 JPH0312454 B2 JP H0312454B2
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JP
Japan
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etching
gas
etched
sio
mixed gas
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Tooru Watanabe
Masahiro Shibagaki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反応性イオンエツチング方法その他
の放電活性種を利用するドライエツチング方法に
関し、さらに詳しくは半導体製造に適するエツチ
ングガス組成を主題とするドライエツチング方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reactive ion etching method and other dry etching methods that utilize discharge activated species, and more particularly to a dry etching method whose subject matter is an etching gas composition suitable for semiconductor manufacturing.

半導体製造においては、第1図にみるように、
下地SiO21に堆積させたSiやAl等の各種材料2
を、ホトレジスト、SiO2をマスク3として、パ
ターン形成をする工程が重要である。近年ICの
集積密度が高まり、それに応じてマスクとの寸法
変換差の少ない、即ち端部が急峻な、高精度パタ
ーンを形成しうる反応性イオンエツチング方法が
実用化されつつある。このようなドライエツチン
グに際しては加工精度の高さに加えるに、下地材
とのエツチング速度の差、即ち選択性のよさが要
求される。また、いわゆるエツチング残渣のよう
なエツチング面の欠陥を残さないことが実用的に
重要である。
In semiconductor manufacturing, as shown in Figure 1,
Various materials such as Si and Al deposited on base SiO 2 1 2
The important step is to form a pattern using photoresist and SiO 2 as a mask 3. In recent years, the integration density of ICs has increased, and accordingly, reactive ion etching methods that can form highly accurate patterns with small dimensional conversion differences from masks, that is, with steep edges, are being put into practical use. In addition to high processing accuracy, such dry etching requires a difference in etching speed with respect to the underlying material, that is, good selectivity. Furthermore, it is practically important that no defects such as so-called etching residues remain on the etched surface.

従来、SiO2上のSiや金属などをエツチングす
るには、CF4、CF3Br、CCl4等のハロゲン化炭素
にO2、Cl2等のガスを添加した混合ガスが使用さ
れている。この場合被エツチング物質2と結合し
てエツチングするのは、ハロゲン化炭素のハロゲ
ンである。そしてハロゲン化炭素のC又はCXo
(Xはハロゲン一般を示す)は余剰物質であり、
そのままではSi表面に堆積していく。添加ガスは
このCと結合して揮発性のCO、CO2、CX4等を
生成してCを除去し、エツチングの継続に寄与し
また下地SiO2との選択比を向上させるのに役立
つている。
Conventionally, to etch Si, metals, etc. on SiO 2 , a mixed gas in which gases such as O 2 and Cl 2 are added to halogenated carbon such as CF 4 , CF 3 Br, and CCl 4 has been used. In this case, it is the halogen of the halogenated carbon that combines with the material 2 to be etched and etches it. and halogenated carbon C or CX o
(X represents halogen in general) is a surplus substance,
If left as is, it will accumulate on the Si surface. The additive gas combines with this C to generate volatile CO, CO 2 , CX 4 , etc. to remove C, contributing to the continuation of etching and improving the selectivity with respect to the underlying SiO 2 . There is.

また、反応性イオンエツチングにおいては、被
エツチング材表面に吸着された反応性混合ガスが
イオン衝撃を受け活性となり被エツチング物質と
結合するという物理的反応と、プラズマ中に発生
したラジカル等の反応種が被エツチング材料表面
に移動して被エツチング物質と結合する化学的反
応とが共存している。前者はイオン衝撃の方向を
そろえることにより方向性エツチングを可能と
し、一方後者は等方性エツチングをもたらす。こ
れを前記ハロゲン炭素と添加ガスO2、Cl2の混合
系についてみてみると、添加ガスを増加すると
O2の場合CX4+O2→CO又はCO2+4X・の反応に
よりプラズマ中にXラジカルを増加させる。同様
Cl2の場合にも反応CX4+2Cl2→CCl4+4X・によ
りXラジカルが増加し、また添加ガスCl2自身か
らのClラジカルも増加する。この結果、プラズマ
中にハロゲンラジカルが増加し、化学的反応の割
合が増え、第1図に示すように、等方性エツチン
グによるアンダーカツト4をひきおこす。
In addition, in reactive ion etching, there is a physical reaction in which a reactive mixed gas adsorbed on the surface of the material to be etched receives ion bombardment, becomes active and bonds with the material to be etched, and reactive species such as radicals generated in the plasma. There is also a chemical reaction in which the etching material moves to the surface of the material to be etched and combines with the material to be etched. The former allows directional etching by aligning the direction of ion bombardment, while the latter provides isotropic etching. Looking at this for a mixed system of the halogen carbon and additive gases O 2 and Cl 2 , we find that when the additive gas is increased,
In the case of O 2 , X radicals are increased in the plasma by the reaction CX 4 +O 2 →CO or CO 2 +4X. similar
In the case of Cl 2 as well, X radicals increase due to the reaction CX 4 +2Cl 2 →CCl 4 +4X·, and Cl radicals from the added gas Cl 2 itself also increase. As a result, halogen radicals increase in the plasma, the rate of chemical reaction increases, and as shown in FIG. 1, an undercut 4 due to isotropic etching is caused.

しかしながら、アンダーカツトがないように添
加ガスを減少させると、第2図に示すように、急
峻な端部24をもつパターンは得られるが、いわ
ゆるエツチング残渣5が発生し、更にはなはだし
い場合にはエツチングが殆んど進行しないことも
ある。これは次のような原因による。ハロゲン化
炭素CX4とO2又はCl2との混合ガスにおいては、
エツチングと同時に常にCXoの堆積がおきてい
る。この事はエツチング終了後の被エツチング材
の表面をESCA(Electron Spectroscopy for
Chemical Analysis)分析することによつても明
らかにされている。添加ガスはこの余剰CXoの除
去に効果があり、これが不足した状況では被エツ
チング材表面にCXo堆積の核となりうる異物が存
在した場合、ここに堆積CXoが成長しエツチング
マスク6となつてエツチング残渣5が発生するこ
とになる。
However, if the amount of added gas is reduced so that there is no undercut, a pattern with steep edges 24 can be obtained as shown in FIG. Sometimes there is no progress at all. This is due to the following reasons. In a mixed gas of halogenated carbon CX 4 and O 2 or Cl 2 ,
CX o deposition is always occurring at the same time as etching. This means that the surface of the material to be etched can be inspected for ESCA (Electron Spectroscopy for
It has also been clarified by chemical analysis). The additive gas is effective in removing this excess CX o , and in a situation where this is insufficient, if there is a foreign substance on the surface of the material to be etched that can become a nucleus for CX o deposition, the CX o deposited there will grow and become the etching mask 6. As a result, etching residue 5 is generated.

このように、従来使用されているハロゲン化炭
素とO2又はCl2との混合ガスにおいては、添加ガ
スの量がアンダーカツト4とエツチング残渣5の
両面から規制され、良好なエツチングを現実しう
る混合ガスの組成が限られたものになるという欠
点があつた。
In this way, in the conventionally used mixed gas of halogenated carbon and O 2 or Cl 2 , the amount of added gas is regulated from both the undercut 4 and the etching residue 5, making it possible to realize good etching. The disadvantage was that the composition of the mixed gas was limited.

従つて本発明の目的は、エツチングガス組成を
主題として、エツチング残渣の生じない、ポリシ
リコンをシリコン酸化物に対して選択的にエツチ
ングする、反応性イオンエツチング方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reactive ion etching method that selectively etches polysilicon with respect to silicon oxide without producing etching residues based on the etching gas composition.

また本発明の別の目的は、エツチング残渣の心
配がなく、なおかつ下地材などとの間に高選択比
を有し、良好にエツチング形状を実現しうるドラ
イエツチング方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a dry etching method that is free from etching residues, has a high selectivity with respect to the underlying material, and can realize a good etched shape.

即ち本発明は、高周波電力の印加しうる相対向
する電極を有し、高周波電力の印加によりグロー
放電をおこし、上記電極上に載置せる被エツチン
グ材をエツチングする反応性イオンエツチング装
置に、塩素ガスと酸素ガスとからなる混合ガスを
導入して、被エツチング材におけるポリシリコン
をシリコン酸化物に対して選択的にエツチングす
ることを特徴とするドライエツチング方法であ
る。
That is, the present invention provides a reactive ion etching device that has opposing electrodes to which high-frequency power can be applied, and that generates glow discharge by applying high-frequency power and etches a material to be etched placed on the electrodes. This dry etching method is characterized by introducing a mixed gas consisting of gas and oxygen gas to selectively etch polysilicon in the material to be etched with respect to silicon oxide.

本発明者らは、この問題の解決について、従来
のカーボン(CXo)堆積はハロゲン化炭素を使用
することに原因があり、F2、Cl2等ハロゲンガス
を主体とするエツチングがカーボン堆積を防ぐ基
本であると考え、まずCl2ガスによるエツチング
特性を調べた。
The present inventors have found that conventional carbon (CX o ) deposition is caused by the use of halogenated carbon, and that etching mainly using halogen gases such as F 2 and Cl 2 can reduce carbon deposition. We first investigated the etching characteristics of Cl 2 gas, thinking that this is the basis for preventing this.

被エツチング材としては、第5図a,bのエツ
チング形状説明図にみるように、下地SiO251
上に堆積したリン(P)をドープしたポリシリコ
ン52を用い、マスク材としてはレジスト53を
用いた。次に、本発明者らが使用した装置を第3
図に示す。チヤンバー31内には相対向する平行
平板電極32,33が設けられている。上部電極
32は接地され、下部電極33には整合器34を
介して13.56MHzの高周波電源35が接続されて
いる。また下部電極33には冷却水Wが流され
る。下部電極上には電極材36と、その上に被エ
ツチング材37が載置されている。反応性ガスで
あるハロゲンガス(X2)と添加ガスである酸素
ガス(O2)とは、図示していない流量調節器に
より所定の流量に調節され、ガス導入孔38から
チヤンバー内に導入される。チヤンバー31内の
余剰ガスの反応生成物は排気孔39を通じて、図
示してない排気系により排気される。なお、両電
極間に生起する直流バイアス(陰極降下電圧
VDC)を検知しうる装置を付属させているが、こ
れも図示してない。この反応性イオンエツチング
装置に高周波電力を印加してチヤンバー内に生起
させたゲロー放電中で、前記被エツチング材37
はエツチングされる。
The material to be etched is a base SiO 2 51, as shown in the etching shape explanatory diagrams in FIGS. 5a and 5b.
Polysilicon 52 doped with phosphorus (P) deposited thereon was used, and resist 53 was used as a mask material. Next, the device used by the inventors was
As shown in the figure. Parallel plate electrodes 32 and 33 facing each other are provided within the chamber 31 . The upper electrode 32 is grounded, and the lower electrode 33 is connected to a 13.56 MHz high frequency power source 35 via a matching box 34. Cooling water W is also made to flow through the lower electrode 33 . An electrode material 36 is placed on the lower electrode, and a material to be etched 37 is placed thereon. Halogen gas (X 2 ), which is a reactive gas, and oxygen gas (O 2 ), which is an additive gas, are adjusted to predetermined flow rates by a flow rate regulator (not shown), and are introduced into the chamber from the gas introduction hole 38. Ru. The reaction products of the excess gas in the chamber 31 are exhausted through the exhaust hole 39 by an exhaust system (not shown). Note that the DC bias (cathode drop voltage) that occurs between both electrodes
A device that can detect V DC ) is attached, but this is also not shown. The material to be etched 37 is etched in a gelatin discharge generated in the chamber by applying high frequency power to this reactive ion etching device.
is etched.

さて、反応性ガスとしてCl2単体を用いた場合
のエツチング特性について以下に述べる。第4図
はCl240c.c./minを導入し、電極単位面積当りの
高周波電力を0.28W/mm2印加したときの、ガス圧
力に対するリンドーブポリシリコン及びSiO2
エツチング速度の変化並にVDCの変化を示したも
のである。圧力上昇に伴いリンドープポリシリコ
ンのエツチング速度は増大し、逆にSiO2のエツ
チング速度は小さくなる。SiO2のエツチング速
度の変化とVDCの変化は良い一致を示しており、
VDCはイオン衝撃の強さと相関があると考えられ
るので、SiO2な主として物理的反応によりエツ
チングされている事を示している。一方リンドー
プポリシリコンについては物理的、化学的反応の
双方が有効であり、圧力上昇に伴ないチヤンバー
内にClラジカルが増加し、それによる化学的反応
が支配的となりエツチング速度が増大する。第5
図aは0.04Torrでのリンドープポリシリコンの
エツチング形状を示したが、この圧力領域では物
理的反応が支配的であることを反映して、マスク
材の寸法通りの急峻なエツチング形状24が得ら
れている。一方第5図bは0.12Torrでのエツチ
ング形状であり、大きくアンダーカツト4が入
り、化学的反応が支配的であることを示してい
る。結局この調べから、Cl2ガスによるエツチン
グにおいては、予想したようにエツチング残渣を
生じないことがわかり、またアンダーカツトのな
い高精度加工を実現するには0.05Torr以下とい
うように低圧すればよいこともわかつた。しか
し、Cl2ガス単体を用いたときは、SiO2のエツチ
ング速度が大きくなり、下地材との選択比が〜15
程度しかとれないという問題が残つている。
Now, the etching characteristics when using Cl 2 alone as the reactive gas will be described below. Figure 4 shows the change in etching rate of lindove polysilicon and SiO 2 with respect to gas pressure when 40 c.c./min of Cl 2 was introduced and a high frequency power of 0.28 W/mm 2 per unit electrode area was applied. The figure shows the change in V DC . As the pressure increases, the etching rate of phosphorus-doped polysilicon increases, and conversely, the etching rate of SiO 2 decreases. The change in etching rate of SiO 2 and the change in V DC show good agreement.
Since V DC is considered to be correlated with the strength of ion bombardment, it indicates that SiO 2 is etched mainly by physical reaction. On the other hand, for phosphorus-doped polysilicon, both physical and chemical reactions are effective; as the pressure increases, Cl radicals increase in the chamber, and the resulting chemical reaction becomes dominant, increasing the etching rate. Fifth
Figure a shows the etched shape of phosphorous-doped polysilicon at 0.04 Torr, and reflecting the fact that physical reactions are dominant in this pressure region, a steep etched shape 24 that matches the dimensions of the mask material is obtained. It is being On the other hand, FIG. 5b shows the etched shape at 0.12 Torr, with a large undercut 4, indicating that chemical reactions are dominant. In the end, this investigation revealed that etching with Cl 2 gas does not produce etching residue as expected, and that a low pressure of 0.05 Torr or less is sufficient to achieve high-precision machining without undercuts. I also understood. However, when using Cl 2 gas alone, the etching rate of SiO 2 increases and the selectivity with the underlying material decreases to ~15
The problem remains that only a certain amount can be taken.

本発明者らは、Cl2ガスのエツチングに対する
以上の様な知見に基き、以下に述べるような反応
性ガス組成によつて、カーボン堆積かなく、下地
材との間に高い選択比を有するドライエツチング
方法、さらにカーボン堆積と選択比の解決に加え
て高精度加工が可能なドライエツチング方法を実
現することができた。
Based on the above knowledge regarding Cl2 gas etching, the present inventors have developed a dry etching method that has a high selectivity with respect to the underlying material without carbon deposition by using the reactive gas composition as described below. In addition to solving the problems of carbon deposition and selectivity, we were able to realize a dry etching method that enables high-precision processing.

本発明のエツチングを行なうには、、ハロゲン
単体すなわちF2、Cl2、Br2又はI2の1種若しくは
2種以上のものをガス状とし、反応性ガスの主体
として使用する。この意味でCl2ガスが特に好ま
しく使用することができる。ハロゲン単体が反応
性ガスとして用いられることによつてカーボン堆
積を防止することができる。また、高精度加工可
能な方向性エツチングを行なうには、上記調べの
ように低圧下でのエツチングを行なえばよいが、
そのガス圧力は、所望の高精度加工の工程によ
り、又は放電活性種と被エツチング物質との反応
作用を考慮して、採用するドライエツチング方法
の種類により、その場合に応じて決定すればよ
い。
To carry out the etching of the present invention, a single halogen, ie, one or more of F 2 , Cl 2 , Br 2 or I 2 , is made into a gaseous state and used as the main reactive gas. In this sense, Cl 2 gas can be particularly preferably used. Carbon deposition can be prevented by using halogen as a reactive gas. Furthermore, in order to perform directional etching that allows for high-precision processing, it is sufficient to perform etching under low pressure as in the research above.
The gas pressure may be determined depending on the desired high-precision machining process or the type of dry etching method employed, taking into account the reaction between the discharge active species and the material to be etched.

従つて本発明の目的は、下地材例えはSiO2
エツチング速度を減少させる為にSiO2表面での
反応を阻害する適当な添加ガスを見出すことによ
つて達成でき、本発明者らは鋭意研究を重ねた結
果、添加ガスとしてO2が効果的であることの知
見を得た。
Therefore, the object of the present invention can be achieved by finding a suitable additive gas that inhibits the reaction on the SiO 2 surface in order to reduce the etching rate of SiO 2 as a base material, and the present inventors have made efforts to As a result of repeated research, we found that O 2 is effective as an additive gas.

第6図は、前記の反応性イオンエツチング装置
においてCl2+O2ガスを用い、全ガス流量40c.c./
minとし、0.35W/cm2の高周波電力を印加し場合
の、リンドープポリシリコン及びSiO2のエツチ
ング速度並にVDCの変化を、O2添加量に対して示
したものである。ガス圧力は、方向性エツチング
を実現するために、低圧0.05Torrに保つてある。
Figure 6 shows the reactive ion etching apparatus described above using Cl 2 + O 2 gas, with a total gas flow rate of 40 c.c./
The graph shows the etching rate of phosphorus-doped polysilicon and SiO 2 as well as the change in V DC with respect to the amount of O 2 added when a high frequency power of 0.35 W/cm 2 is applied. The gas pressure was kept at a low pressure of 0.05 Torr to achieve directional etching.

この第6図にみるように、VDCはO2添加量の増
大と共に上昇し、イオン衝撃が強くなつていく。
にもかかわらず、微量(〜5c.c./min:分圧比〜
12.5%)のO2の添加でSiO2のエツチング速度は激
減しており、それ以上のO2添加量の場合にも低
レベルに止まつている。これはO2がSiO2表面で
の(1)SiとOの解離(2)SiCloの形成の反応を阻害す
るのに効果があるためと考えられる。一方リンド
ープポリシリコンのエツチング速度は、この微量
のO2の添加では殆んど影響を受けないが、さら
にO2を増加(9〜c.c./min:分圧比22.5〜%)す
ると次に低下してくる。これはO2の添加量が高
くなつてはじめて、Si表面での(1)Siの分離(2)
SiCloの形成の反応がO2により阻害されはじめる
ためと考えられる。
As shown in FIG. 6, V DC increases as the amount of O 2 added increases, and the ion bombardment becomes stronger.
Despite this, a trace amount (~5c.c./min: partial pressure ratio~
The etching rate of SiO 2 is drastically reduced by the addition of O 2 (12.5%), and remains at a low level even when the amount of O 2 added is higher than that. This is considered to be because O 2 is effective in inhibiting the reactions of (1) dissociation of Si and O, and (2) formation of SiCl o on the SiO 2 surface. On the other hand, the etching rate of phosphorus-doped polysilicon is hardly affected by the addition of this small amount of O 2 , but when O 2 is further increased (9 to cc/min: partial pressure ratio of 22.5 to %), it decreases to the next level. It's coming. This is because (1) separation of Si on the Si surface (2) occurs only when the amount of O 2 added increases.
This is thought to be because the reaction to form SiCl o begins to be inhibited by O 2 .

第6図において最大の選択比をとりうるO2
加量は約6c.c./min(分圧比15%)で、このとき
のSiO2との選択比は約100で、O2無添加の場合の
〜15程度と比較して著しく改善されたものとなつ
た。そして改善の度合が著しいので実用的にO2
添加量は2〜16c.c./min(分圧比5〜40%)の範
囲で使用することができる。
In Figure 6, the amount of O 2 added that can achieve the maximum selectivity is about 6 c.c./min (partial pressure ratio 15%), and the selectivity with SiO 2 at this time is about 100, which is compared to the case without O 2 addition. This was a marked improvement compared to the ~15 in the case. And since the degree of improvement is remarkable, it is practical to use O 2
The amount added can be in the range of 2 to 16 c.c./min (partial pressure ratio of 5 to 40%).

第7図には、第6図において最大の選択比とな
るO2=6c.c./minの条件でリンドープポリシリコ
ン72をエツチングしたときの急峻な形状24が
示されている。混合ガスの下においても、ハロゲ
ンガス単位の場合と同様に、適当な低圧下にすれ
ば予想通り方向性エツチングが実現できる。
FIG. 7 shows a steep shape 24 obtained when the phosphorus-doped polysilicon 72 is etched under the condition of O 2 =6 c.c./min, which is the maximum selection ratio in FIG. Directional etching can be achieved under a mixed gas, as expected, by applying an appropriately low pressure, as in the case of a halogen gas unit.

Cl2+O2混合ガスは、SiO2における第6図と同
様に、シリコン窒化物下地材においてもほぼ同様
な関係曲線が得られた。その最大の選択比は約60
であつた。また、被エツチング物質は、ポリシリ
コンの他、単結晶シリコン、非晶質シリコン、
Al、ウエハ上に形成されたMo、W、Ti等電極配
線に用いられる高融点金属若しくはそれらが珪化
物、等に適用して有効であることが判つた。そし
て特に不純物をドープしたものに有効であつた。
なお、本実施例ではマスク材としてレジストを用
いてあるが、上記結果からみてSiO2等をマスク
にしても良好な結果が得られることは理解できる
はずである。
For the Cl 2 +O 2 mixed gas, almost the same relationship curve was obtained for the silicon nitride base material as in FIG. 6 for SiO 2 . Its maximum selection ratio is about 60
It was hot. In addition to polysilicon, the materials to be etched include single crystal silicon, amorphous silicon,
It has been found that the present invention is effective when applied to Al, high melting point metals used for electrode wiring such as Mo, W, and Ti formed on wafers, and silicides thereof. It was particularly effective for those doped with impurities.
Although resist is used as the mask material in this example, it should be understood from the above results that good results can be obtained even if SiO 2 or the like is used as a mask.

また、下地材に対する高い選択比が得られるの
は、混合ガスの組成により、そして恐らくは混合
ガスが放電によつて生ずる活性種の性質により達
成されるので、反応性イオンエツチング装置の
他、イオンビームエツチング装置、イオンシヤワ
ーエツチング装置においても有効であると考え、
上記装置についてそれを確認した。従つてこの混
合ガスは放電活性種を利用するドライエツチング
方法に適用できる。
In addition, since the high selectivity to the substrate is achieved by the composition of the gas mixture, and perhaps by the nature of the active species generated by the gas mixture in the discharge, it is possible to We believe that it is also effective in etching equipment and ion shower etching equipment,
This was confirmed for the above device. Therefore, this mixed gas can be applied to a dry etching method that utilizes discharge activated species.

以上説明したように、本発明によれば、反応性
ガスの主体が塩素ガスであるので、カーボン堆積
によるエツチング残渣を生ぜす、またそれに酸素
ガスを添加したので、酸化物からなる下地材に対
して、広い酸素ガス添加量の範囲にわたり、被エ
ツチング物質を高い選択比でエツチングすること
ができる。そしてまた、所望のエツチングを可能
とする低圧下でエツチングしても従来のようにカ
ーボン堆積を生じないので、上記の効果とともに
高い精度加工をする条件を自由に選ぶことができ
る。従つて本発明はICの集積度向上に有用な方
法である。
As explained above, according to the present invention, since the reactive gas is mainly chlorine gas, etching residue is generated due to carbon deposition, and since oxygen gas is added to it, it is Therefore, the material to be etched can be etched with a high selectivity over a wide range of oxygen gas addition amounts. Further, even if etching is performed under a low pressure that enables desired etching, carbon deposition does not occur as in the conventional method, so that in addition to the above-mentioned effects, conditions for high precision processing can be freely selected. Therefore, the present invention is a useful method for increasing the degree of integration of ICs.

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

第1図は、ハロゲン化炭素の従来法によるアン
ダーカツトを伴うエツチング形状の説明図、第2
図は同様エツチング残渣を伴うエツチング形状の
説明図、第3図は本発明の実施例に使用した装置
の断面図、第4図はCl2単体ガスによるガス圧力
並びにエツチング速度及びVDCの関係を示すグラ
フ、第5図a,bはCl2単体ガスによるエツチン
グ形状の説明図、第6図は本発明方法によるガス
組成並びにエツチング速度及びVDCの関係を示す
グラフ、第7図は本発明方法によるエツチング形
状の説明図である。 1,51,71……酸化物又は窒化物(下地
材)、2,52,72……被エツチング物質、3,
53,73……マスク、4……アンダーカツト、
24……急峻なエツチング端面、5……エツチン
グ残渣、6……カーボン堆積、32,33……平
行平板電極、35……高周波電源、37……被エ
ツチング材、38……ガス導入孔。
Figure 1 is an explanatory diagram of the etching shape with undercut by the conventional method of halogenated carbon;
The figure is an explanatory diagram of an etched shape with etching residue, FIG. 3 is a cross-sectional view of the apparatus used in the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between gas pressure, etching rate, and V DC using Cl 2 simple gas. 5a and 5b are explanatory diagrams of the etching shape by Cl 2 simple gas, FIG. 6 is a graph showing the relationship between gas composition, etching rate, and V DC according to the method of the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the etching rate and V DC according to the method of the present invention. FIG. 1,51,71...Oxide or nitride (base material), 2,52,72...Substance to be etched, 3,
53,73...Mask, 4...Undercut,
24... Steep etching end surface, 5... Etching residue, 6... Carbon deposition, 32, 33... Parallel plate electrode, 35... High frequency power source, 37... Etched material, 38... Gas introduction hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高周波電力を印加しうる相対向する電極を有
し、高周波電力の印加によりグロー放電をおこ
し、上記電極上に載置せる被エツチング材をエツ
チングする反応性イオンエツチング装置に、塩素
ガスと酸素ガスとからなる混合ガスを導入して、
被エツチング材におけるポリシリコンをシリコン
酸化物に対して選択的にエツチングすることを特
徴とするドライエツチング方法。 2 混合ガスが、酸素ガスの分圧比を5〜40%と
し、所望の方向性エツチングが可能な低圧とした
混合ガスである特許請求の範囲第1項記載のドラ
イエツチング方法。
[Scope of Claims] 1. A reactive ion etching device having opposing electrodes to which high frequency power can be applied, which generates glow discharge by applying high frequency power and etches a material to be etched placed on the electrodes. , by introducing a mixed gas consisting of chlorine gas and oxygen gas,
A dry etching method characterized by selectively etching polysilicon in a material to be etched with respect to silicon oxide. 2. The dry etching method according to claim 1, wherein the mixed gas is a mixed gas having a partial pressure ratio of oxygen gas of 5 to 40% and a low pressure that allows desired directional etching.
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