JPH0677175A - Etching method of silicon nitride on silicon oxide - Google Patents

Etching method of silicon nitride on silicon oxide

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JPH0677175A
JPH0677175A JP21147891A JP21147891A JPH0677175A JP H0677175 A JPH0677175 A JP H0677175A JP 21147891 A JP21147891 A JP 21147891A JP 21147891 A JP21147891 A JP 21147891A JP H0677175 A JPH0677175 A JP H0677175A
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etching
silicon nitride
silicon oxide
fluorine
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Abstract

PURPOSE:To etch silicon nitride on silicon oxide without causing any residue and particles while a high selective ratio is made compatible with anisotropy by a method wherein the silicon nitride on the silicon oxide is etched by using a gas system which contains carbon, hydrogen and fluorine and a plasma treatment is then executed by using a fluorine-based gas. CONSTITUTION:An SiO2 film 2 and an Si3N4 film 3 are formed on an Si substrate 1, a photoresist film 4 is formed on them, and the photoresist film 4 is patterned by a G-line stepper by using TSMR-V3. When the Si3N4 film 3 is dry-etched, it is etched by a gas containing C, H and F (CH2F2, CH3F or the like) at a first step. An etching residue which is easily produced at this time is removed by using a gas containing F (SF6, NF3, ClF3 or the like) at a second step. Thereby, the Si3N4 film on the SiO2 film can be etched without any problem of a residue and particles while high selectivity is made compatible with good isotropy.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸化シリコン上の窒化
シリコンのエッチング方法に関する。本発明は、例え
ば、半導体装置等の電子材料の製造工程において、Si
2 膜上に形成されたSi3 4 膜をエッチングして選
択的に異方性加工する場合に、利用することができる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for etching silicon nitride on silicon oxide. The present invention can be applied to, for example, Si in a manufacturing process of electronic materials such as semiconductor devices.
It can be used when the Si 3 N 4 film formed on the O 2 film is etched to selectively perform anisotropic processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、SiO2 薄膜上のSi3 4
膜の選択異方性加工は、例えばLSIの素子間分離法と
して広く用いられているLOCOS法における選択酸化
用のマスク形成工程等に広く利用されている。このよう
な技術においては、素子の微細化に伴い、CD−LOS
Sに対する要請、つまり変換差をなくすことの要求がま
すますきびしくなり、、また、選択比に対する要請、つ
まりより一層の高選択とすることの要求がますますきび
しいものとなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, Si 3 N 4 on a SiO 2 thin film has been used.
The selective anisotropic processing of a film is widely used, for example, in a mask formation process for selective oxidation in the LOCOS method which is widely used as an element isolation method for LSI. In such a technique, the CD-LOS is used as the device is miniaturized.
The demand for S, that is, the demand for eliminating the conversion difference, is becoming increasingly severe, and the demand for selectivity, that is, the demand for even higher selection is becoming more and more demanding.

【0003】従来のこの種の技術にあっては、CF4
2 を混合したガス、あるいはCF4 にO2 及びArを
混合したガス等をエッチングガスとして用い、トンネル
型のプラズマエッチャーや平行平板型アノードカップリ
ング方式のエッチャー、及び放電室分離型のCDE(ケ
ミカルドライエッチャー)等を用いたエッチングプロセ
スが実用化されている。このプロセスでは、Si3 4
膜を下地のSiO2 膜とある程度の選択比(約5程度)
をもってエッチングすることが可能である。
[0003] In the this type of conventional technology, using gas mixture of O 2 in CF 4, or CF 4 to O 2 and mixed gas, etc. Ar as etching gas, and a tunnel type plasma etcher parallel An etching process using a flat plate type anode coupling type etcher, a discharge chamber separation type CDE (chemical dry etcher) and the like has been put into practical use. In this process, Si 3 N 4
Selective ratio of the film to the underlying SiO 2 film (about 5)
It is possible to etch with.

【0004】しかし、この従来プロセスは、その基本的
な反応メカニズムがフッ素ラジカル主体のものであるた
め、エッチング形状は当然アンダーカットを生じたもの
となる。更には、下地SiO2 との選択比に関しても、
更なる向上が必要とされる場合、フッ素ラジカル主体の
プロセスではSiO2 のエッチングレートを抑えるとい
うより、Si3 4 のエッチングレートを上げることで
見かけ上の選択比を上げる方向にせざるを得ず、結果的
にますますSi3 4 のアンダーカットを大きくするこ
とになってしまう。
However, in this conventional process, since the basic reaction mechanism is mainly based on fluorine radicals, the etching shape naturally results in undercutting. Furthermore, regarding the selection ratio with respect to the underlying SiO 2 ,
When a further improvement is required, it is inevitable to increase the apparent selection ratio by increasing the etching rate of Si 3 N 4 rather than suppressing the etching rate of SiO 2 in a process mainly using fluorine radicals. As a result, the undercut of Si 3 N 4 is further increased.

【0005】このため、高選択比と異方性とを両立する
酸化シリコン上の窒化シリコン(代表的にはSi3 4
/SiO2 )の選択エッチングプロセスが切望されてお
り、各社から以下のような対応策が提案されている。
Therefore, silicon nitride on silicon oxide (typically Si 3 N 4) that achieves both a high selectivity and anisotropy is obtained.
/ SiO 2 ) selective etching process has been earnestly desired, and various companies have proposed the following countermeasures.

【0006】フロン32(CH3 2 ),フロン41
(CH3 F)をエッチングガスとして用いたプロセス
(International Electric D
evice Meeting,1983,“VLAl
Device Fabrication Using
a Unique Highly−Selective
Si3 4Dry Etching”参照)
Freon 32 (CH 3 F 2 ) and Freon 41
Process using (CH 3 F) as an etching gas (International Electric D
device Meeting, 1983, "VLAl
Device Fabrication Using
a Unique Highly-Selective
Si 3 N 4 Dry Etching ”)

【0007】CDEを用いてNF3 +Cl2 から生ず
るFClラジカルを利用したプロセス(S.Sutoら
“Highly Selective Etching
of Si3 4 to SiO2 Employi
ng Fluorine and Chlorine
Atoms Generated by Microw
ave Discharge”、1987,Proc
of symposium on Dry Proce
ss参照)
A process utilizing FCl radicals generated from NF 3 + Cl 2 by using CDE (S. Suto et al., “Highly Selective Etching”).
of Si 3 N 4 to SiO 2 Employi
ng Fluorine and Chlorine
Atoms Generated by Micro
ave Discharge ”, 1987, Proc
of symposium on Dry Proce
(See ss)

【0008】フロン32にCO2 を添加したプロセス
(特開昭61−142744号参照)
Process in which CO 2 is added to Freon 32 (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-142744)

【0009】このうち、は、たしかにSi3 4 /S
iO2 間の高選択比異方性加工が可能であるが、C/F
比の高いガスを使うため、ポリマーをマスクとする表面
残渣や、パーティクルに問題があり、実用的なプロセス
とは言い難い。 は、選択比に関しては充分に満足できるレベルである
が、CDE利用のため、異方性加工はできない。 は、の欠点を改善すべく、本発明者が提案した方法
であり、の方法の欠点であるパーティクルや残渣等の
問題を生ずること無くエッチングが可能であり、すぐれ
た技術である。但し得られる選択比は、例えば最大7
で、更に一層の高選択比が望まれる。また、過剰なCO
2 添加で対レジスト選択比が低下することがあり、形状
がテーパー化してしまうおそれが残っている。
Of these, it is true that Si 3 N 4 / S
High selective ratio anisotropic processing between iO 2 is possible, but C / F
Since a gas with a high ratio is used, there are problems with surface residues and particles that use the polymer as a mask, and it is difficult to say that this is a practical process. Is sufficiently satisfactory in terms of selection ratio, but anisotropic processing cannot be performed due to the use of CDE. Is a method proposed by the present inventor in order to remedy the drawback of (1), which is an excellent technique because etching can be performed without causing the problems of (1) such as particles and residues. However, the maximum selection ratio that can be obtained is 7
Therefore, an even higher selection ratio is desired. In addition, excess CO
The addition ratio of 2 may lower the selectivity ratio to resist, leaving a risk that the shape may be tapered.

【0010】従って、SiO2 膜上のSi3 4 膜を、
高選択比と異方性を両立しながら、残渣やパーティクル
を生じずにエッチングする、実用的なプロセスが切望さ
れている。
Therefore, the Si 3 N 4 film on the SiO 2 film is
There is a strong demand for a practical process that achieves both high selectivity and anisotropy while etching without producing residues or particles.

【0011】[0011]

【発明の目的】本発明は上述した問題点を解決して、二
酸化シリコン上の窒化シリコンを、高選択比と良好な異
方性を両立しつつ、残渣やパーティクルの問題を発生さ
せずにエッチングすることができるドライエッチング方
法を提供せんとするものである。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems by etching silicon nitride on silicon dioxide while achieving both a high selectivity and good anisotropy without causing the problem of residues and particles. The present invention is intended to provide a dry etching method that can be performed.

【0012】[0012]

【問題点を解決するための手段】本出願の請求項1の発
明は、酸化シリコン上の窒化シリコンをエッチングする
ドライエッチング方法において、第1ステップで炭素と
水素とフッ素とを構成元素として含むガスを少なくとも
含有してなるガス系を用いてエッチングを行い、第2ス
テップでフッ素系ガスを用いたプラズマ処理によるエッ
チング残渣除去を行うことを特徴とする酸化シリコン上
の窒化シリコンのエッチング方法であって、これにより
上記目的を達成するものである。
According to the invention of claim 1 of the present application, in a dry etching method for etching silicon nitride on silicon oxide, a gas containing carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements in the first step. A method for etching silicon nitride on silicon oxide, characterized in that etching is performed using a gas system containing at least: and etching residues are removed by plasma treatment using a fluorine-based gas in the second step. This achieves the above-mentioned object.

【0013】本出願の請求項2の発明は、酸化シリコン
上の窒化シリコンをエッチングするドライエッチング方
法において、第1ステップで炭素と水素とフッ素とを構
成元素として含むガスを少なくとも含有してなるガス系
を用いてエッチングを行い、第2ステップでFClラジ
カルを用いたオーバーエッチングによるエッチング残渣
除去を行うことを特徴とする酸化シリコン上の窒化シリ
コンのエッチング方法であって、これにより上記目的を
達成するものである。
According to a second aspect of the present invention, in a dry etching method for etching silicon nitride on silicon oxide, a gas containing at least a gas containing carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements in the first step. A method for etching silicon nitride on silicon oxide, characterized in that etching is carried out using a system, and etching residues are removed by over-etching using FCl radicals in the second step, whereby the above object is achieved. It is a thing.

【0014】請求項1の発明は、本発明者が上述の目的
を達成するために鋭意検討を行う過程で、エッチングを
2ステップ化し、炭素と水素とフッ素とを構成元素とし
て有するガス、例えばCH2 2 、またはCH3 Fを用
いたエッチング時に生じた残渣を2ステップ目でフッ素
ラジカルによるエッチングを行うことで除去するプロセ
スが好適であることを見い出し、この知見に基づいて、
提案されるものである。即ちこの発明は、酸化シリコン
例えばSiO2 上の窒化シリコン例えばSi34 系膜
のエッチング工程において、エッチングを2ステップ化
し、例えば、第1ステップとして、例えばCH2 2
び/またはCH3 Fを用いたエッチングを行い、オーバ
ーエッチング時に第2ステップとして、フッ素系ガス例
えばSF6 ,NF3 ,ClF3 等のガスを用い、これに
よりフッ素ラジカルを供給してエッチングを行うように
具体化できるものである。
According to the first aspect of the present invention, in the course of intensive investigations by the present inventor to achieve the above-mentioned object, etching is performed in two steps, and a gas containing carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements, for example, CH. Based on this finding, it was found that a process of removing the residue generated at the time of etching using 2 F 2 or CH 3 F by etching with a fluorine radical in the second step is preferable.
It is proposed. That is, according to the present invention, in the etching process of the silicon nitride such as Si 3 N 4 based film on the silicon oxide such as SiO 2 , the etching is made into two steps, for example, as the first step, for example, CH 2 F 2 and / or CH 3 F That can be embodied in such a manner that a fluorine-based gas such as SF 6 , NF 3 , ClF 3 or the like is used as a second step in overetching, and thereby fluorine radicals are supplied to perform etching. Is.

【0015】請求項2の発明は、同様に上述の目的を達
成するために鋭意検討を行う過程で、エッチングを2ス
テップ化し、炭素と水素とフッ素とを構成元素として有
するガス、例えばCH2 2 、またはCH3 Fを用いた
エッチング時に生じた残渣を、2ステップ目でラジカル
モードの、それも対酸化シリコン(SiO2 等)高選択
加工の可能なプロセスによるエッチングを行うことで除
去するプロセスが好適であることを見い出し、この知見
に基づいて、提案されるものである。即ちこの発明は、
酸化シリコン例えばSiO2 上の窒化シリコン例えばS
3 4 膜のエッチング工程において、エッチングを2
ステップ化し、第1ステップとして、例えばCH2 2
及び/またはCH3 Fを用いたエッチングを行い、オー
バーエッチング時に第2ステップとして、例えばフッ素
系ガスと塩素系ガスの放電で得られる長寿命のFClラ
ジカルを利用する構成で、具体化できるものである。
According to the second aspect of the present invention, similarly, in the course of earnestly studying to achieve the above-mentioned object, etching is performed in two steps and a gas having carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements, for example, CH 2 F. 2 or a process of removing the residue generated during etching using CH 3 F by performing etching in a radical mode in the second step, which is also a process capable of highly selective processing with respect to silicon oxide (SiO 2 etc.) Is found to be suitable, and is proposed based on this finding. That is, this invention
Silicon oxide, eg silicon nitride on SiO 2 , eg S
In the etching process of the i 3 N 4 film, the etching is
In steps, as the first step, for example, CH 2 F 2
And / or CH 3 F is used for etching, and the second step during over-etching can be embodied by using, for example, a long-life FCl radical obtained by discharging fluorine-based gas and chlorine-based gas. is there.

【0016】[0016]

【作用】請求項1の発明にかかるドライエッチング法に
よれば、第1ステップでの含C,H,Fガス(CH2
2 またはCH3 F等)によるエッチングを行うことによ
り、公知の作用による酸化シリコン上の窒化シリコン
(Si3 4 /SiO2 構造等)の高選択異方性加工を
行うことができ、かつ、ここで生じる可能性のあるポリ
マーマスク等によるエッチング残渣は、第2ステップに
おいて、フッ素系ガスを用いることにより該フッ素系ガ
スから生じるフッ素ラジカルによって除去することがで
き、よって良好なエッチングを問題なく実現できる。
According to the dry etching method of the first aspect of the present invention, the C, H, and F containing gas (CH 2 F) in the first step is used.
2 or CH 3 F, etc.) can perform highly selective anisotropic processing of silicon nitride (Si 3 N 4 / SiO 2 structure, etc.) on silicon oxide by a known action, and The etching residue due to the polymer mask or the like that may be generated here can be removed by the fluorine radicals generated from the fluorine-based gas by using the fluorine-based gas in the second step, so that good etching can be realized without any problems. it can.

【0017】通常、フッ素ラジカル利用のプロセスにお
いては、エッチングパターンであるSi3 4 等の窒化
シリコン側壁がフッ素ラジカルにアタックされてアンダ
ーカットを生じさせるが、本発明では、第1ステップで
のエッチング時に生じた強固なポリマーによって側壁が
覆われているため、残渣除去プロセスでのアンダーカッ
トの懸念は無い。尚、この強固なポリマーで側壁を守る
という考え方自体は、特定フロンガス(F113)を利
用したW−ポリサイド構造のエッチング法として知られ
ている(野尻他、1989年春季応用物理学関係連合講
演会1p−L−5)。
Usually, in a process utilizing fluorine radicals, the side wall of silicon nitride such as Si 3 N 4 which is an etching pattern is attacked by fluorine radicals to cause an undercut, but in the present invention, the etching in the first step is performed. There is no concern of undercutting in the residue removal process since the side walls are covered with the sometimes strong polymer. The concept of protecting the side wall with this strong polymer is known as an etching method of a W-polycide structure using a specific chlorofluorocarbon (F113) (Nojiri et al., 1989 Spring Conference on Applied Physics, 1p. -L-5).

【0018】本発明においては、選択エッチングに用い
るCH2 2 、CH3 F等の含C,H,Fガス自体で側
壁に強固なポリマーを作って、オーバーエッチング時に
おけるフッ素ラジカルの側壁へのアタックを防ぎつつ残
渣を除去するので、高選択比異方性加工を残渣による問
題なく良好に実現するものである。
In the present invention, a strong polymer is formed on the side wall by the C, H, and F gases themselves such as CH 2 F 2 and CH 3 F used for selective etching to form a strong polymer on the side wall of the fluorine radical during overetching. Since the residue is removed while preventing the attack, the high selectivity anisotropic processing is satisfactorily realized without any problem due to the residue.

【0019】しかも、このオーバーエッチングは、チェ
ンバー内に堆積したポリマーのクリーニング作用も、こ
のときのフッ素ラジカルの寄与で兼ねることができるの
で、パーティクル抑制にも効果がある。
In addition, this over-etching can also serve as a cleaning action for the polymer deposited in the chamber by the contribution of the fluorine radicals at this time, so that it is also effective in suppressing particles.

【0020】請求項2の発明にかかるドライエッチング
法によれば、まず請求項1の発明と同様、第1ステップ
での含C,H,Fガス(CH2 2 またはCH3 F等)
によるエッチングを行うことにより、公知の作用による
酸化シリコン上の窒化シリコン(Si3 4 /SiO2
構造等)の高選択異方性加工を行うことができ、次い
で、ここで生じる可能性のあるポリマーマスク等による
エッチング残渣は、第2ステップにおいて、この発明で
はFClラジカルによって除去でき、よって良好なエッ
チングを問題なく実現できる。
According to the dry etching method of the second aspect of the present invention, first, as in the first aspect of the invention, the C, H, and F gases (CH 2 F 2 or CH 3 F, etc.) in the first step are contained.
By performing etching by means of etching, silicon nitride (Si 3 N 4 / SiO 2
(For example, structure) can be performed, and then etching residues due to a polymer mask or the like that may occur here can be removed by FCl radicals in the present invention in the second step, so that a favorable result can be obtained. Etching can be realized without problems.

【0021】通常、フッ素ラジカル利用のプロセスにお
いては、エッチングパターンであるSi3 4 等の窒化
シリコン側壁をアタックしてアンダーカットを生じさせ
るが、本発明では、請求項1の発明と同様、ステップ1
でのエッチング時に生じた強固なポリマーによって側壁
が覆われているため、残渣除去プロセスでのアンダーカ
ットの懸念は無い。
Usually, in a process utilizing fluorine radicals, an undercut is produced by attacking a silicon nitride side wall such as Si 3 N 4 which is an etching pattern. In the present invention, the same steps as in the first aspect of the invention are performed. 1
Since the side wall is covered with the strong polymer generated at the time of etching, there is no fear of undercut in the residue removal process.

【0022】更に、第2ステップで用いるFClラジカ
ルは、等方性エッチングながら、窒化シリコン/酸化シ
リコン構造の超高選択エッチングが可能なガスとして知
られており(S.Suto,N.Hayasaka e
tal“Highly Selective Etch
ing of Si3 4 to SiO2 Empl
oyig Fluorine and Chlorin
e Atoms Generated by Micr
owave Discharge”1987,Proc
of Symposium on Dry Proc
ess)、これをオーバーエッチング時に用いること
で、残渣除去時の酸化シリコンへのアタックを全く懸念
する必要が無くなる。
Further, the FCl radical used in the second step is known as a gas capable of performing ultrahigh selective etching of a silicon nitride / silicon oxide structure while isotropically etching (S. Suto, N. Hayasasaka e.
tal “Highly Selective Etch
ing of Si 3 N 4 to SiO 2 Empl
oyig Fluorine and Chlorin
e Atoms Generated by Micr
owave DISCHARGE ”1987, Proc
of Symposium on Dry Proc
ess), by using this during over-etching, there is no need to worry about attack on silicon oxide when removing residues.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本出願の発明の具体的な実施例を図面
に従って説明する。但し当然のことではあるが、本出願
の発明は以下の実施例により限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the invention of the present application will be described below with reference to the drawings. However, as a matter of course, the invention of the present application is not limited to the following examples.

【0024】実施例1 本実施例では、図1(a)に示すような、基板1上に酸
化シリコン2と窒化シリコン3とが形成されてなるサン
プルをドライエッチングして異方性加工を行った。更に
詳しくは、このサンプルは、Si基板1上に酸化シリコ
ン2としてSiO2 を100Å、窒化シリコン3として
LP(低圧)−Si3 4 を2000Å形成し、この上
にフォトレジスト膜4を形成して、このフォトレジスト
膜4をTSMR−V3を用いてG線ステッパーでパター
ニングして得たものである。
Example 1 In this example, a sample having a silicon oxide 2 and a silicon nitride 3 formed on a substrate 1 as shown in FIG. 1A was dry-etched for anisotropic processing. It was More particularly, this sample, the SiO 2 100 Å, LP (the low pressure) -Si 3 N 4 to 2000Å is formed as a silicon nitride 3 as silicon oxide 2 on the Si substrate 1, a photoresist film 4 on the Then, this photoresist film 4 is obtained by patterning with a G-line stepper using TSMR-V3.

【0025】この図1(a)の構造を、本例では次のよ
うに第1ステップでエッチングした。装置としてはバイ
アス印加型のECRエッチャーを用い、2ステップエッ
チングの第1ステップエッチングは、下記条件で行っ
た。 使用ガス系:CH2 2 =50SCCM 圧力:10mTorr RFパワー:200W(2MHz) μ波電力:850Watt この時の状態を示したのが、図1(b)である。異方性
加工されたパターン側壁にはポリマーから成る堆積物5
が付着し、被エッチング底面には、ポリマー等がマスク
となったと思われる残渣3aが存在している。
In this example, the structure of FIG. 1A was etched in the first step as follows. A bias application type ECR etcher was used as the apparatus, and the first step etching of the two step etching was performed under the following conditions. Gas system used: CH 2 F 2 = 50 SCCM Pressure: 10 mTorr RF power: 200 W (2 MHz) μ wave power: 850 Watt The state at this time is shown in FIG. 1 (b). Polymer deposits 5 on the sidewalls of the anisotropically processed pattern
And a residue 3a that is considered to have acted as a mask by a polymer or the like is present on the bottom surface to be etched.

【0026】この状態で引き続き、第2ステップとし
て、次の条件でエッチングを行った。 使用ガス系:NF3 50SCCM 圧力:15mTorr RFパワー:0W μ波電力:850Watt この第2ステップにおいて、Fラジカルの作用で残渣は
速やかに除去され、しかも、側壁はポリマーから成る堆
積物5がエッチングされたのみで、パターンには影響が
無かった。
In this state, subsequently, as the second step, etching was performed under the following conditions. Gas system used: NF 3 50 SCCM Pressure: 15 mTorr RF power: 0 W Microwave power: 850 Watt In this second step, the residue was quickly removed by the action of the F radical, and the side wall was etched with the polymer deposit 5. However, it did not affect the pattern.

【0027】また、下地SiO2 への影響も、Fラジカ
ルを大量に供給してのエッチングのため、Si3 4
エッチングレートが大きく、残渣除去が短時間で済むこ
とから、せいぜい30Å程度のエッチングで済み、下地
Siに影響を与えることは無かった。更に、このプラズ
マ処理が、チェンバー内の炭素系ポリマー雰囲気をクリ
ーニングする効果をあわせもち、パーティクル増加等も
おこらなかった。この第2ステップのエッチング終了後
の状態を示したのが図1(c)である。高選択比の良好
な異方性加工が、問題なく実現された。
Also, the effect on the underlying SiO 2 is that the etching is performed by supplying a large amount of F radicals, the etching rate of Si 3 N 4 is large, and the residue can be removed in a short time. Etching was sufficient and did not affect the underlying Si. Further, this plasma treatment also had the effect of cleaning the carbon-based polymer atmosphere in the chamber, and did not cause an increase in particles. FIG. 1C shows the state after completion of the etching in the second step. Good anisotropic processing with high selectivity was achieved without any problems.

【0028】実施例2 実施例1と同様の図1(a)の構造のサンプルを用い
て、マグネトロン型RIEでエッチングを行った。エッ
チング条件は、2ステップエッチングの第1ステップと
して、次の条件を採用した。 使用ガス系:CH3 F 50SCCM 圧力:5Pa RFパワー:1KWatt
Example 2 Using the sample having the structure of FIG. 1A similar to that of Example 1, etching was performed by magnetron type RIE. The following etching conditions were adopted as the first step of the two-step etching. Gas system used: CH 3 F 50SCCM Pressure: 5Pa RF power: 1KWatt

【0029】これにより実施例1と同様な図1(b)の
状態の構造が得られた。即ち、異方性加工されたパター
ン側壁には堆積物5が付着し、被エッチング面には、ポ
リマー等がマスクとなったと思われる残渣3aが存在し
ている。
As a result, a structure similar to that of Example 1 in the state of FIG. 1 (b) was obtained. That is, the deposit 5 is attached to the side wall of the pattern that has been anisotropically processed, and the residue 3a that is considered to be a mask of polymer or the like is present on the surface to be etched.

【0030】この状態で引き続き第2ステップとして、
下記条件でエッチングを行った。 使用ガス系:SF6 100SCCM 圧力:10Pa RFパワー:400Watt
In this state, as the second step,
Etching was performed under the following conditions. Gas system used: SF 6 100 SCCM Pressure: 10 Pa RF power: 400 Watt

【0031】これにより、Fラジカルの作用で残渣は速
やかに除去され、しかも、側壁は堆積物5がエッチング
されたのみで、パターンには影響が無かった。更には、
下地SiO2 膜への影響や、パーティクルレベルも、実
施例1と同様であった。
As a result, the residue was promptly removed by the action of the F radical, and the sidewall was only etched with the deposit 5, and the pattern was not affected. Furthermore,
The influence on the underlying SiO 2 film and the particle level were the same as in Example 1.

【0032】実施例3 本実施例は、請求項2の発明を具体化したものである。
実施例1で用いたのと同様な図2(a)のサンプルを、
実施例1と同様な条件で第1ステップのエッチングを行
った。これにより図2(b)の構造が得られた。
Embodiment 3 This embodiment embodies the invention of claim 2.
A sample of FIG. 2 (a) similar to that used in Example 1
The first step etching was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, the structure shown in FIG. 2B was obtained.

【0033】図2(b)の構造を、本例では引き続きこ
のサンプルをダウンストリームタイプのケミカルドライ
等方性エッチャーに移し、次の条件で第2ステップのエ
ッチングを行った。 使用ガス系:NF3 /Cl2 =40/60SCCM 圧力:0.2Torr μ波電力:1KWatt
In the present example, the structure of FIG. 2B was subsequently transferred to a downstream type chemical dry isotropic etcher, and the second step etching was performed under the following conditions. Gas system used: NF 3 / Cl 2 = 40/60 SCCM Pressure: 0.2 Torr μ-wave power: 1 kWatt

【0034】使用したエッチング装置においては、荷電
粒子が除かれ、ラジカルのみでのエッチングが進行す
る。この放電によって、Si3 4 エッチャントである
FClラジカルが生成し、このFClラジカルの作用で
残渣は速やかに除去され、しかも、側壁はポリマーから
成る堆積物5がエッチングされたのみで、パターンには
影響が無かった。また、下地SiO2 への影響も、FC
lラジカルの作用でSi3 4 /SiO2 間の選択比は
ほぼ無限大に近く得られるため、全くエッチングされる
ことは無かった。エッチング終了後の状態を示したのが
図2(c)である。
In the etching apparatus used, charged particles are removed, and etching using only radicals proceeds. By this discharge, FCl radicals, which are Si 3 N 4 etchants, are generated, the residue is promptly removed by the action of the FCl radicals, and the sidewall is only etched with the polymer deposit 5 and the pattern is not formed. It had no effect. In addition, the effect on the underlying SiO 2 is FC
Due to the action of the l radical, the selectivity between Si 3 N 4 / SiO 2 was almost infinite, and it was not etched at all. FIG. 2C shows the state after the etching is completed.

【0035】本実施例によれば、従来技術である32フ
ロン、41フロンによる高選択エッチングの欠点である
残渣、FClラジカル利用の高選択エッチングの欠点で
ある異方性加工ができないという点をそれぞれ補った、
良好なSi3 4 /SiO2の高選択異方性加工が実現
できる。
According to this embodiment, the residue which is a defect of the high selective etching by the conventional 32 freon and 41 freon, and the anisotropic processing which is a fault of the high selective etching using FCl radical cannot be performed. Supplemented,
Good Si 3 N 4 / SiO 2 highly selective anisotropic processing can be realized.

【0036】実施例4 実施例3と同様の構造の図2(a)のサンプルを用い
て、マグネトロン型RIEでエッチングを行った。エッ
チング条件は2ステップエッチングの第1ステップとし
て、次の条件を採用した。 使用ガス系:CH3 F=50SCCM 圧力:5Pa RFパワー:1KWatt
Example 4 Using the sample of FIG. 2A having the same structure as in Example 3, etching was performed by magnetron type RIE. The following etching conditions were adopted as the first step of the two-step etching. Gas system used: CH 3 F = 50 SCCM Pressure: 5 Pa RF power: 1 kWatt

【0037】これにより、実施例3と同様な図2(b)
の構造が得られた。即ち、異方性加工されたパターン側
壁には堆積物5が付着し、被エッチング面には、ポリマ
ー等がマスクとなったと思われる残渣3aが存在してい
る。この状態で、引き続き該サンプルをダウンストリー
ムタイプの等方性エッチャーに移し、第2ステップとし
て下記条件でエッチングを行った。 使用ガス系:NF3 /Cl2 =40/60SCCM 圧力:0.2Torr μ波電力:1KWatt これにより、FClラジカルの作用で残渣は速やかに除
去され、しかも、側壁は堆積物5がエッチングされたの
みで、パターンには影響が無かった。下地SiO2 膜へ
の影響も、実施例2と同様で、問題なかった。
As a result, FIG. 2B, which is the same as that of the third embodiment, is shown.
The structure of was obtained. That is, the deposit 5 is attached to the side wall of the pattern that has been anisotropically processed, and the residue 3a that is considered to be a mask of polymer or the like is present on the surface to be etched. In this state, the sample was subsequently transferred to a downstream type isotropic etcher, and etching was performed under the following conditions as the second step. Used gas system: NF 3 / Cl 2 = 40/60 SCCM Pressure: 0.2 Torr μ Wave power: 1 kWatt By this, the residue is promptly removed by the action of the FCl radical, and the deposit 5 is only etched on the side wall. So it didn't affect the pattern. The influence on the underlying SiO 2 film was the same as in Example 2, and there was no problem.

【0038】なお、本出願の発明は、当然のことながら
上記実施例に限定されるものではなく、装置、条件等、
発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能であること
は言うまでもない。
The invention of the present application is not of course limited to the above-mentioned embodiment, and the apparatus, conditions, etc.
It is needless to say that the selection can be appropriately made without departing from the spirit of the invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述の如く、本出願の発明にかかるドラ
イエッチング方法によれば、二酸化シリコン上の窒化シ
リコンを、高選択と良好な等方性を両立しつつ、残渣や
パーティクルの問題を発生させずにエッチングすること
が可能ならしめられる。
As described above, according to the dry etching method of the invention of the present application, the problem of residues and particles is generated while achieving both high selectivity and good isotropy of silicon nitride on silicon dioxide. If it is possible to etch without doing so, it is possible.

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

【図1】実施例1の工程を、使用したサンプルの概略断
面図で順に示したものである。
FIG. 1 shows the steps of Example 1 in order in a schematic sectional view of a sample used.

【図2】実施例3の工程を、使用したサンプルの概略断
面図で順に示したものである。
FIG. 2 shows the steps of Example 3 in order with schematic cross-sectional views of a sample used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・酸化シリコン(SiO2 ) 3・・・窒化シリコン(Si3 4 ) 4・・・フォトレジスト 5・・・堆積物(ポリマー) 3a・・・エッチング残渣DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Silicon oxide (SiO 2 ) 3 ... Silicon nitride (Si 3 N 4 ) 4 ... Photoresist 5 ... Deposit (polymer) 3a ... Etching residue

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化シリコン上の窒化シリコンをエッチン
グするドライエッチング方法において、 第1ステップで炭素と水素とフッ素とを構成元素として
含むガスを少なくとも含有してなるガス系を用いてエッ
チングを行い、 第2ステップでフッ素系ガスを用いたプラズマ処理によ
るエッチング残渣除去を行うことを特徴とする酸化シリ
コン上の窒化シリコンのエッチング方法。
1. A dry etching method for etching silicon nitride on silicon oxide, wherein in the first step, etching is performed using a gas system containing at least a gas containing carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements, A method for etching silicon nitride on silicon oxide, characterized in that the etching residue is removed by plasma treatment using a fluorine-based gas in the second step.
【請求項2】酸化シリコン上の窒化シリコンをエッチン
グするドライエッチング方法において、 第1ステップで炭素と水素とフッ素とを構成元素として
含むガスを少なくとも含有してなるガス系を用いてエッ
チングを行い、 第2ステップでFClラジカルを用いたオーバーエッチ
ングによるエッチング残渣除去を行うことを特徴とする
酸化シリコン上の窒化シリコンのエッチング方法。
2. A dry etching method for etching silicon nitride on silicon oxide, wherein in the first step, etching is performed using a gas system containing at least a gas containing carbon, hydrogen and fluorine as constituent elements, A method of etching silicon nitride on silicon oxide, characterized in that the etching residue is removed by over-etching using FCl radicals in the second step.
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