JPH09312280A - Dry etching - Google Patents

Dry etching

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JPH09312280A
JPH09312280A JP12661696A JP12661696A JPH09312280A JP H09312280 A JPH09312280 A JP H09312280A JP 12661696 A JP12661696 A JP 12661696A JP 12661696 A JP12661696 A JP 12661696A JP H09312280 A JPH09312280 A JP H09312280A
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JP
Japan
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dry etching
etching method
plasma
film
substrate
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JP12661696A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Tatsumi
哲也 辰巳
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH09312280A publication Critical patent/JPH09312280A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of etch residue of p-type polycrystal silicon or excessive etching of an underlying layer on the side of an n-type polycrystalline silicon due to the difference in etching rate, in the case where the n-type silicon and p-type polycrystalline silicon of a dual gate structure are worked by the same etching process. SOLUTION: In this method, dry etching is performed such that films formed on a substrate and have different qualities are simultaneously etched in a plasma. In this case, the quantity of negative ions incident on the films to be etched in a direction of reducing the difference in etching rate between the part having the quality of one of the films to be etched (for example, n-type polycrystalline silicon film) and the part having the quality of the other of the films to be etched (for example, p-type polycrystalline silicon film) is controlled by changing the polycrystalline electron temperature.

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、半導体装置の製造
技術におけるドライエッチング方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method in a semiconductor device manufacturing technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】ULSIの高集積化が進む中、微細加工
技術への要求はますます厳しいものとなってきている。
ドライエッチング工程においても、例外ではなく、精度
の高い加工方法の提案がなされている。特にトランジス
タ特性に大きな影響を持つゲート電極の形成工程におい
ては、極薄のゲート絶縁膜に対応するための高選択比お
よび高度な寸法制御性が要求されている。近年では、こ
のような要求のため、高密度プラズマ中で、塩素ラジカ
ルによる加工方法が確立されている。この方法によっ
て、非常に高い対酸化シリコン選択比および塩化シリコ
ン(SiCl)系の側壁保護膜を使用した異方性の高い
加工プロセスを実現することが可能になっている。
2. Description of the Related Art As ULSI is highly integrated, requirements for fine processing technology are becoming more and more severe.
Even in the dry etching process, a highly accurate processing method has been proposed without exception. In particular, in the step of forming the gate electrode, which has a great influence on the transistor characteristics, a high selection ratio and a high dimensional controllability are required to cope with an extremely thin gate insulating film. In recent years, due to such requirements, a processing method using chlorine radicals in high-density plasma has been established. With this method, it is possible to realize a highly anisotropic processing process using a very high silicon oxide selectivity and a silicon chloride (SiCl) -based sidewall protective film.

【0003】CMOSの形成工程においては、微細化、
高集積化が進むにつれ、短チャネル効果の抑制を主とし
た目的で、いわゆる、デュアルゲート構造が採用されて
いる。これは、従来のゲート構造ではn+ 型多結晶シリ
コンを用いたタングステンポリサイドが使用されていた
のに対し、P−MOSトランジスタの電極をp+ 型多結
晶シリコンで形成し、N−MOSトランジスタの電極を
+ 型多結晶シリコンで形成するものである。これによ
り、P−MOSトランジスタおよびN−MOSトランジ
スタの両方ともチャネルをゲート酸化膜の直下に形成す
ることが可能になる。
In the process of forming CMOS, miniaturization,
As high integration progresses, a so-called dual gate structure is adopted mainly for the purpose of suppressing the short channel effect. This is because the conventional gate structure uses tungsten polycide using n + -type polycrystalline silicon, whereas the electrode of the P-MOS transistor is formed of p + -type polycrystalline silicon and the N-MOS transistor is formed. Is formed of n + type polycrystalline silicon. This makes it possible to form a channel directly under the gate oxide film in both the P-MOS transistor and the N-MOS transistor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デュア
ルゲート構造の採用にともない、ゲート加工時には、p
+ 型多結晶シリコンとn+ 型多結晶シリコンと不純物を
ドーピングしていないいわゆるノンドープト多結晶シリ
コンとが混在する状態になる。これは、不純物のドーピ
ングをイオンインプランテーションにより必要な部分の
みにドーピングを行うことによるもので、p+ 型多結晶
シリコンが形成される領域にはホウ素、二フッ化ホウ素
等がドーピングされ、n+ 型多結晶シリコンが形成され
る領域にはリン、ヒ素等がドーピングされる。また上記
各不純物のドーピングは、トランジスタのごく近傍のみ
に限られて行われるため、被エッチング物のほとんどは
ノンドープト多結晶シリコンになる。なお、実際には、
ゲート電極はタングステンポリサイド構造をとっている
ので、下層の多結晶シリコン層が前述のような構成にな
る場合が多い。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
Due to the adoption of the rugate structure, p
+Type polycrystalline silicon and n+Type polycrystalline silicon and impurities
So-called non-doped polycrystalline silicon without doping
It will be in a state in which the console and the console are mixed. This is the impurity dopi
The required parts by ion implantation.
P.+Type polycrystal
Boron, boron difluoride in the area where silicon is formed
And so on, n+Type polycrystalline silicon is formed
The region to be doped is doped with phosphorus, arsenic or the like. Also above
Dope each impurity only in the vicinity of the transistor
Since most of the objects to be etched are
It becomes non-doped polycrystalline silicon. In addition, in fact,
The gate electrode has a tungsten polycide structure
Therefore, the lower polycrystalline silicon layer has the structure described above.
Often.

【0005】上記のようにドーピングされている不純物
の種類および量が異なる多結晶シリコン膜をエッチング
によって加工する場合を、図6によって説明する。
A case of processing the polycrystalline silicon films having different kinds and amounts of the doped impurities by etching will be described with reference to FIG.

【0006】図6の(1)に示すように、シリコン基板
111上に酸化シリコン膜112を介してn+ 型多結晶
シリコン膜113n、ノンドープト多結晶シリコン膜1
13、p+ 型多結晶シリコン膜113pが形成されてい
る。さらに各多結晶シリコン膜113n,113,11
3p上にはタングステンシリサイド膜114が形成さ
れ、さらにレジストからなるマスク115n,115,
115pが形成されている。
As shown in FIG. 6A, an n + type polycrystalline silicon film 113n and a non-doped polycrystalline silicon film 1 are formed on a silicon substrate 111 with a silicon oxide film 112 interposed therebetween.
13, p + type polycrystalline silicon film 113p is formed. Further, each polycrystalline silicon film 113n, 113, 11
A tungsten silicide film 114 is formed on 3p and masks 115n, 115,
115p is formed.

【0007】多結晶シリコンのエッチングでは、 表面に塩素原子(Cl)、塩素ラジカル(Cl*)、
塩素イオン(Cl- )等が吸着する。 この表面に塩素イオン(Cl+ )が入射することで格
子振動としてのエネルギーが与えられる。 反応生成物として塩化シリコン(SiClx )が形成
され、それが表面より離脱する。という反応機構を持
つ。
In the etching of polycrystalline silicon, chlorine atoms (Cl), chlorine radicals (Cl *),
Chloride ion (Cl -) and the like are adsorbed. When chlorine ions (Cl + ) are incident on this surface, energy as lattice vibration is given. Silicon chloride (SiCl x ) is formed as a reaction product, and it is released from the surface. It has a reaction mechanism called.

【0008】ここでエッチングレートを決定するのは、
のイオンエネルギーが一定でかつ十分である条件下に
おいて、のラジカル量(Cl、Cl*、Cl- )であ
ると考えられる。特に、Clは電気陰性度が高いため、
イオン衝撃による外部からのエネルギー入力がない場合
には、容易に電子付着を起こしてCl- になる。このよ
うな負イオンは、一般に中性粒子よりも反応性が高く、
したがって表面でのCl- の濃度が高いほどエッチング
レートが高くなる。
Here, the etching rate is determined by
It is considered to be the radical amount (Cl, Cl *, Cl ) under the condition that the ion energy of is constant and sufficient. Especially, since Cl has a high electronegativity,
When there is no external energy input due to ion bombardment, electrons are easily attached to Cl . Such negative ions are generally more reactive than neutral particles,
Therefore, the higher the concentration of Cl − on the surface, the higher the etching rate.

【0009】多結晶シリコン表面のCl- の量は、n+
型多結晶シリコンの場合(従来の場合)には、吸着した
中性の塩素原子に多結晶シリコン中の伝導電子が供与さ
れることで比較的多くなる。したがって、多結晶シリコ
ン中の電子が多い程、すなわち、n+ 型にするための不
純物が多い程もしくはその活性化の度合いが高い程、C
- の生成も多くなるのでエッチングレートも高くな
る。これとは逆に、ノンドープト多結晶シリコンもしく
はp+ 型多結晶シリコンの場合には、相対的にみた上記
Cl- の寄与が少なくなるのでエッチングレートは遅く
なる。
The amount of Cl − on the surface of polycrystalline silicon is n +
In the case of type polycrystalline silicon (conventional case), conduction electrons in the polycrystalline silicon are donated to the adsorbed neutral chlorine atoms, resulting in a relatively large number. Therefore, the more electrons in the polycrystalline silicon, that is, the more impurities for making the n + type or the higher the degree of activation thereof, the more C
Since the production of l increases, the etching rate also increases. On the contrary, in the case of non-doped polycrystalline silicon or p + type polycrystalline silicon, the contribution of Cl is relatively small and the etching rate becomes slow.

【0010】したがって、図6の(2)に示すように、
+ 型多結晶シリコン膜113nがエッチングされたと
き、n+ 型多結晶シリコン膜113nよりもエッチング
レートが遅いノンドープト多結晶シリコン膜113やp
+ 型多結晶シリコン膜113pはエッチングされきって
いない。
Therefore, as shown in (2) of FIG.
When the n + -type polycrystalline silicon film 113n is etched, the non-doped polycrystalline silicon film 113 or p having a slower etching rate than the n + -type polycrystalline silicon film 113n is etched.
The + type polycrystalline silicon film 113p is not completely etched.

【0011】このため、ノンドープト多結晶シリコン膜
113やp+ 型多結晶シリコン膜113pの部分ではい
わゆるストリンガー(エッチング残り)を除去するため
に、いわゆるオーバエッチングを行う。このエッチング
の間に図6の(3)に示すように、n+ 型多結晶シリコ
ン膜113nの部分では、非常に過大なるオーバエッチ
ングが行われることになり、下地の酸化シリコン膜11
2が削られ、場合によってはさらにシリコン基板111
が削られ、基板掘れ121が生じる。もしくはノッチ
(図示省略)の発生のような形状異常を発生する恐れが
ある。
For this reason, so-called over-etching is carried out in order to remove so-called stringers (residuals of etching) in the non-doped polycrystalline silicon film 113 and the p + -type polycrystalline silicon film 113p. During this etching, as shown in (3) of FIG. 6, extremely excessive over-etching is performed on the n + -type polycrystalline silicon film 113n, and the underlying silicon oxide film 11 is formed.
2, the silicon substrate 111 is removed in some cases.
Are scraped off, and a substrate dug 121 occurs. Alternatively, a shape abnormality such as a notch (not shown) may occur.

【0012】上記のように、多結晶シリコン膜の膜質
(p型、n型)によるエッチングレート差は、多結晶シ
リコン中の伝導電子量によって、エッチング種であるC
- 等の負性ラジカル量が変化するために生じる。この
負性ラジカルは、上記ドライエッチングの場合には、中
性ラジカルが基板表面上で伝導電子をトンネル効果で受
け取って始めて発生していた。一方、プラズマ中では比
較的高い電子温度状態になっているため、Cl- はほと
んど存在していなかった。またシース電界によって負性
ラジカルは退けられるため、実質的にはプラズマから被
エッチング膜上にCl- が入射することはなかった。こ
のように、負性ラジカル量が十分でないためにエッチン
グレートの差が生じていた。したがって、n+ 型多結晶
シリコン膜とp+ 型多結晶シリコン膜とのエッチングレ
ートを極力小さく抑える技術が、今後のULSIの開発
において、非常に重要な意味を持つことになる。
As described above, the etching rate difference depending on the film quality (p-type, n-type) of the polycrystalline silicon film is C, which is an etching species, depending on the amount of conduction electrons in the polycrystalline silicon film.
It occurs because the amount of negative radicals such as l changes. In the case of the dry etching, the negative radical was generated only after the neutral radical received the conduction electron on the substrate surface by the tunnel effect. On the other hand, Cl was almost absent because the electron temperature was relatively high in the plasma. Further, since the negative radicals are rejected by the sheath electric field, Cl does not substantially enter the film to be etched from the plasma. As described above, a difference in etching rate occurs because the amount of negative radicals is not sufficient. Therefore, the technique of suppressing the etching rate of the n + -type polycrystalline silicon film and the p + -type polycrystalline silicon film to be as small as possible will be very important in the future development of ULSI.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたドライエッチング方法である。す
なわち、基板上に形成した膜質の異なる被エッチング膜
をプラズマ中で同時にエッチングする際に、被エッチン
グ膜の一方の膜質を有する部分のエッチングレートと被
エッチング膜の他方の膜質を有する部分のエッチングレ
ートとの差を小さくする方向に被エッチング膜に入射す
る負イオン量を制御するドライエッチング方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a dry etching method for solving the above-mentioned problems. That is, when simultaneously etching films to be etched having different film qualities formed on a substrate in plasma, an etching rate of a part having one film quality of the film to be etched and an etching rate of a part having the other film quality of the film to be etched Is a dry etching method in which the amount of negative ions incident on the film to be etched is controlled so as to reduce the difference between

【0014】上記ドライエッチング方法では、膜質差
(p型、n型)によるエッチングレートの差を小さくす
る方向に被エッチング膜に入射する負イオン量を制御す
ることから、エッチングレートはプラズマから供与され
る負イオン量に律速されるようになる。そのため、膜質
によるエッチングレート差が低減される。
In the above dry etching method, the amount of negative ions incident on the film to be etched is controlled so as to reduce the difference in etching rate due to the difference in film quality (p-type, n-type). The rate is controlled by the amount of negative ions. Therefore, the etching rate difference due to the film quality is reduced.

【0015】また上記ドライエッチング方法において
は、プラズマのポテンシャルよりも高い正のバイアスを
基板に印加することによって、プラズマ中で生成された
負イオンを被エッチング膜上に導入する。
In the dry etching method, a negative bias generated in the plasma is introduced onto the film to be etched by applying a positive bias higher than the potential of the plasma to the substrate.

【0016】上記のようにプラズマのポテンシャルより
も高い正のバイアスを基板に印加するドライエッチング
方法では、負イオンは正のバイアスを印加した基板に引
き寄せられるようにして被エッチング膜上に導入され
る。そのため、基板上の表面反応(電子供与)に寄らず
負性ラジカルが生成されてエッチングが行われる。
In the dry etching method in which a positive bias higher than the plasma potential is applied to the substrate as described above, negative ions are introduced onto the film to be etched so as to be attracted to the substrate to which the positive bias is applied. . Therefore, negative radicals are generated regardless of the surface reaction (electron donation) on the substrate and etching is performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のドライエッチング方法に
係わる実施形態の一例を、図1のタイミングチャートに
よって説明する。図1の縦軸には、図の上から順にソー
スパルス電界強度、エッチング雰囲気の電子密度、エッ
チング雰囲気の電子温度、エッチング雰囲気の負イオン
量、バイアスパルス電界強度を示し、各横軸にタイミン
グを示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of an embodiment of the dry etching method of the present invention will be described with reference to the timing chart of FIG. The vertical axis of FIG. 1 represents the source pulse electric field strength, the electron density of the etching atmosphere, the electron temperature of the etching atmosphere, the amount of negative ions in the etching atmosphere, and the bias pulse electric field strength in order from the top of the figure, and the horizontal axis represents the timing. Show.

【0018】高密度プラズマを生成するドライエッチン
グ装置によって、異なる膜質の被エッチング膜として、
例えばn型、ノンドープ、p型というように導電型の異
なる多結晶シリコン膜を同時にエッチングするには、各
膜質によるエッチングレートの差を小さくする方向に、
多結晶シリコン膜に入射する負イオン量を制御する必要
がある。その方法としては、プラズマ中における負イオ
ン濃度を、プラズマが拡散していく領域(空間的アフタ
ーグロー)中の電子温度を変化させることで制御する。
もしくは負イオンが存在しえるような電子温度で発生さ
れるパルスプラズマ領域(時間的アフターグロー)中の
電子温度を変化させることで制御する。そして空間的も
しくは時間的アフターグロー中においては、負イオンが
多く生成されるため、そのような領域の電子温度を変化
させることによって負イオン濃度は容易に制御されるこ
とになる。
By means of a dry etching apparatus for generating high density plasma, as films to be etched having different film qualities,
For example, in order to simultaneously etch polycrystalline silicon films having different conductivity types such as n-type, non-doped and p-type, the difference in etching rate depending on each film quality should be reduced.
It is necessary to control the amount of negative ions entering the polycrystalline silicon film. As the method, the negative ion concentration in the plasma is controlled by changing the electron temperature in the region where the plasma diffuses (spatial afterglow).
Alternatively, control is performed by changing the electron temperature in a pulse plasma region (temporal afterglow) generated at an electron temperature at which negative ions can exist. Since many negative ions are generated during the spatial or temporal afterglow, the negative ion concentration can be easily controlled by changing the electron temperature in such a region.

【0019】具体的には、図1に示すように、ドライエ
ッチング装置のエッチングチャンバ(図示省略)内に導
入するソース電界をパルス電界(以下ソースパルス電界
という)とし、例えばパルス放電のオフ時間toff が
0.5μs以上30μs以下のパルス放電によって供給
する。このパルス放電は、望ましくはパルス放電のオフ
時間toff が5.0μs以上10μs以下になるように
設定する。なお、以降、「オン」とはパルスが印加され
ている状態をいい、「オフ」とはパルスが印加されてい
ない状態をいう。一方、上記パルス放電のオフ時間tof
f が0.5μsより短いの場合には、負イオンが十分に
生成される前に再びオンになり、エッチングレートが低
下する。また上記パルス放電のオフ時間toff が30μ
sより長い場合には、電子密度が低下するためエッチン
グレートが低下する。なお、ソースパルス電界の印加時
間tsは、上記オン・オフの周期T内において適宜選択
される。
Specifically, as shown in FIG. 1, a source electric field introduced into an etching chamber (not shown) of a dry etching apparatus is a pulse electric field (hereinafter referred to as source pulse electric field), and for example, a pulse discharge off time toff. Is supplied by pulse discharge of 0.5 μs or more and 30 μs or less. This pulse discharge is desirably set so that the off time toff of the pulse discharge is 5.0 μs or more and 10 μs or less. In addition, hereinafter, “on” means a state where a pulse is applied, and “off” means a state where no pulse is applied. On the other hand, the off time of the pulse discharge tof
When f is shorter than 0.5 μs, the negative ions are turned on again before they are sufficiently generated, and the etching rate is lowered. The off time toff of the pulse discharge is 30 μm.
If it is longer than s, the electron density is lowered and the etching rate is lowered. The application time ts of the source pulse electric field is appropriately selected within the on / off cycle T.

【0020】また基板に供給されるバイアス電界もパル
ス電界(以下バイアスパルス電界という)とし、上記ソ
ースパルス電界がオフになっているときの、例えば最後
の3μs(オフからオンにかわる直前の3μs)に限り
パルス状に正の電界で印加する。なお、バイアスパルス
電界の印加時間tbは、上記オン・オフの周期Tのうち
のパルス放電のオフ時間toff 内において適宜選択され
る。
The bias electric field supplied to the substrate is also a pulse electric field (hereinafter referred to as a bias pulse electric field), and when the source pulse electric field is off, for example, the last 3 μs (3 μs immediately before changing from off to on). The pulsed positive electric field is applied. The application time tb of the bias pulse electric field is appropriately selected within the off time toff of the pulse discharge in the on / off cycle T.

【0021】上記のようにパルス電界を印加すると、上
記ソースパルス電界のオフ時には電子温度、電子密度は
減少し、負イオン量は増加する。正確にいうならば、負
イオンの電子の再脱離の反応が電子温度を低くしてい
る。なお、ここでいう電子温度はパルスのオン・オフを
1周期としたときの平均で定義する。そして上記電子温
度は、放電の1周期中に少なくとも1eV以上5eV以
下の状態になるように設定され、望ましくは、放電の1
周期中に少なくとも3eV程度になるように設定され
る。一方、上記電子温度が1eVより低いの場合には、
解離自体が進まないためにエッチングレートが低下す
る。また上記電子温度が5eVより高い場合には、チャ
ージアップによるダメージが大きくなる。
When the pulse electric field is applied as described above, the electron temperature and the electron density decrease and the amount of negative ions increases when the source pulse electric field is off. To be precise, the reaction of the elimination of the electron of the negative ion lowers the electron temperature. The electron temperature here is defined as an average when one cycle of pulse on / off is set. The electron temperature is set so as to be at least 1 eV to 5 eV during one discharge cycle, and preferably 1 discharge
It is set to be at least about 3 eV during the cycle. On the other hand, when the electron temperature is lower than 1 eV,
Since the dissociation itself does not proceed, the etching rate decreases. Further, when the electron temperature is higher than 5 eV, damage due to charge-up becomes large.

【0022】そして、上記バイアスパルス電界をプラズ
マのポテンシャルよりも高い正のバイアスとして基板に
印加することによって、プラズマ中で生成された負イオ
ンは、正のバイアスを印加した基板に引き寄せられて、
多結晶シリコン膜上に導入される。もし、プラズマのポ
テンシャル以下の正のバイアスを基板に印加した場合に
は、負イオンを基板に引き寄せる力が十分ではないため
に、プラズマ中で生成された負イオンは多結晶シリコン
膜上に導入され難くなる。
Then, by applying the bias pulse electric field to the substrate as a positive bias higher than the potential of plasma, the negative ions generated in the plasma are attracted to the substrate to which the positive bias is applied,
It is introduced on the polycrystalline silicon film. If a positive bias lower than the plasma potential is applied to the substrate, the negative ions generated in the plasma are introduced onto the polycrystalline silicon film because the force of attracting the negative ions to the substrate is not sufficient. It will be difficult.

【0023】また、上記バイアスパルス電界を印加する
タイミングは、ソースパルス電界のオフ時でプラズマ中
での負イオン濃度が最も高くなるときが好ましい。すな
わち、例えばRFバイアスの周期の正の時間帯、もしく
はソースパルス放電のオフ時に最も負イオン濃度が高く
なるソースパルス放電がオンになる直前のタイミングに
同期させて正のバイアスパルス(パルス放電の場合)を
基板に印加することで、上記負イオンは効率よく基板上
へ導入される。そのため、基板上の表面反応(電子供
与)に寄らず負性ラジカルが生成されてエッチングが行
われるので、膜質の差によるエッチングレートの差が少
なくなる。
The timing of applying the bias pulse electric field is preferably such that the negative ion concentration in the plasma becomes highest when the source pulse electric field is off. That is, for example, a positive bias pulse (in the case of pulse discharge) is synchronized with a positive time period of the RF bias cycle or a timing immediately before the source pulse discharge, which has the highest negative ion concentration when the source pulse discharge is off, is turned on. ) Is applied to the substrate, the negative ions are efficiently introduced onto the substrate. Therefore, since negative radicals are generated and etching is performed regardless of the surface reaction (electron donation) on the substrate, the difference in etching rate due to the difference in film quality is reduced.

【0024】上記のように電界を印加することによっ
て、各多結晶シリコン膜上の負イオン濃度は、n+ 型多
結晶シリコン膜に対してノンドープト多結晶シリコン膜
の部分およびp+ 型多結晶シリコン膜の部分でも大きく
低くはならない(相対的な差は0にはできないが、変化
物よりも大量に負イオンを導入することで見かけ上の差
が小さくなる)。したがって、n+ 型多結晶シリコン
膜、p+ 型多結晶シリコン膜を問わず、ほぼ均一にエッ
チングを進めることが可能になる。
By applying the electric field as described above, the concentration of negative ions on each polycrystalline silicon film is adjusted such that the non-doped polycrystalline silicon film portion and the p + type polycrystalline silicon film are different from the n + type polycrystalline silicon film. Even in the film part, it does not become significantly low (the relative difference cannot be 0, but the apparent difference becomes smaller by introducing a larger amount of negative ions than the change product). Therefore, regardless of whether it is an n + -type polycrystalline silicon film or a p + -type polycrystalline silicon film, it is possible to proceed etching almost uniformly.

【0025】また基板に印加されるバイアスがパルス状
であることから、基板に対するダメージは低減される。
Further, since the bias applied to the substrate is pulsed, damage to the substrate is reduced.

【0026】次に図2に示すICP(Inductively Coup
led Plasma)ドライエッチング装置を用いて、上記実施
形態で説明したエッチング方法を適用してデュアルゲー
トを形成する製造工程の一例を、図3の製造工程図によ
って説明する。まずICPドライエッチング装置を、図
2の概略構成図によって説明する。
Next, the ICP (Inductively Coup) shown in FIG.
An example of a manufacturing process for forming a dual gate by applying the etching method described in the above embodiment using a led plasma) dry etching apparatus will be described with reference to the manufacturing process diagram of FIG. First, the ICP dry etching apparatus will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG.

【0027】図2に示すように、ICPドライエッチン
グ装置31には、被エッチング体をエッチング処理する
雰囲気を形成するチャンバ32が備えられている。この
チャンバ32の外側周にはコイル33が備えられ、この
コイル33には13.56MHzの高周波電界を印加す
るための高周波電源34が接続されている。また上記チ
ャンバの内部には、電極35が備えられ、この電極35
上には被エッチング体51(後述するシリコン基板11
上に各多結晶シリコン膜13およびWSi2 膜14を形
成したもの)が載置される。そして上記電極35には高
周波バイアス電源36が接続されている。
As shown in FIG. 2, the ICP dry etching apparatus 31 is provided with a chamber 32 for forming an atmosphere for etching an object to be etched. A coil 33 is provided on the outer circumference of the chamber 32, and a high frequency power source 34 for applying a high frequency electric field of 13.56 MHz is connected to the coil 33. An electrode 35 is provided inside the chamber, and the electrode 35
An object to be etched 51 is formed on the upper side (a silicon substrate 11 described later).
The polycrystalline silicon film 13 and the WSi 2 film 14 which have been formed thereon) are placed thereon. A high frequency bias power source 36 is connected to the electrode 35.

【0028】上記高周波電源34および高周波バイアス
電源36は、ともに連続もしくはパルスの印加方式を選
択できる電源である。ここでのパルスはオン・オフのそ
れぞれの時間が0.5μs以上30μs以下、望ましく
は5μs以上10μs以下に制御して、duty比が決
定されるものであり、これの違いによる電子密度の低下
は生じないものとする。さらに上記高周波電源34と高
周波バイアス電源36とには、各電源から供給されるパ
ルスの位相を制御する位相整合器37が接続されてい
る。
The high frequency power supply 34 and the high frequency bias power supply 36 are both power supplies for which continuous or pulse application methods can be selected. The duty is determined by controlling the on / off time of each pulse to 0.5 μs or more and 30 μs or less, preferably 5 μs or more and 10 μs or less. Shall not occur. Further, the high frequency power source 34 and the high frequency bias power source 36 are connected to a phase matching unit 37 for controlling the phase of the pulse supplied from each power source.

【0029】また、上記チャンバ32には、当該チャン
バ32内にエッチングガスを導入するためのガス供給系
(図示省略)と、当該チャンバ32内のガスを排気する
ためのガス排気系(図では排気管39を示す)とが接続
されている。
A gas supply system (not shown) for introducing an etching gas into the chamber 32 and a gas exhaust system (exhaust in the figure) for exhausting the gas in the chamber 32 are provided in the chamber 32. Pipe 39 is shown).

【0030】上記のような構成を有するICPドライエ
ッチング装置では、コイル33に13.56MHzの高
周波電界を印加することによって、チャンバ32内にプ
ラズマを生成して、被エッチング膜を加工する。次に一
例として、タングステンポリサイド電極の加工方法を図
3によって説明する。
In the ICP dry etching apparatus having the above structure, a high frequency electric field of 13.56 MHz is applied to the coil 33 to generate plasma in the chamber 32 and process the film to be etched. Next, as an example, a method for processing a tungsten polycide electrode will be described with reference to FIG.

【0031】図3の(1)に示すように、基板となるシ
リコン基板11上にゲート酸化膜12を形成し、さらに
このゲート酸化膜12上に被エッチング膜となるノンド
ープト多結晶シリコン膜13を形成する。その後、イオ
ン注入法によって、ノンドープト多結晶シリコン膜13
にn+ 型の不純物〔例えばリン(P)〕を選択的にドー
ピングしてn+ 型多結晶シリコン膜13nを形成し、ま
たノンドープト多結晶シリコン膜13にp+ 型の不純物
〔例えば二フッ化ホウ素(BF2 )〕を選択的にドーピ
ングしてp+ 型多結晶シリコン膜13pを形成する。し
たがって、n+ 型多結晶シリコン膜13n、ノンドープ
ト多結晶シリコン膜13およびp+ 型多結晶シリコン膜
13pが形成される。
As shown in FIG. 3A, a gate oxide film 12 is formed on a silicon substrate 11 which is a substrate, and a non-doped polycrystalline silicon film 13 which is a film to be etched is further formed on the gate oxide film 12. Form. After that, the non-doped polycrystalline silicon film 13 is formed by the ion implantation method.
Selectively doped to form a n + -type polycrystalline silicon film 13n, also non-doped polycrystalline silicon film 13 on the p + -type impurity [e.g. difluoride the n + -type impurity [e.g. phosphorus (P)] to Boron (BF 2 )] is selectively doped to form the p + -type polycrystalline silicon film 13p. Therefore, n + type polycrystalline silicon film 13n, non-doped polycrystalline silicon film 13 and p + type polycrystalline silicon film 13p are formed.

【0032】上記イオン注入条件としては、一例とし
て、n+ 型不純物のイオン注入の場合には、加速電圧=
10keV(投影飛程Rp=8.5nm)、ドーズ量=
5×1015個/cm2 に設定し、p+ 型不純物のイオン
注入の場合には、加速電圧=5keV(投影飛程Rp=
8nm)、ドーズ量=5×1015個/cm2 に設定し
た。
As an example of the above-mentioned ion implantation conditions, in the case of ion implantation of n + -type impurities, acceleration voltage =
10 keV (projection range Rp = 8.5 nm), dose =
When 5 × 10 15 pieces / cm 2 is set and ion implantation of p + type impurities is performed, acceleration voltage = 5 keV (projection range Rp =
8 nm) and the dose amount = 5 × 10 15 pieces / cm 2 .

【0033】さらに上記多結晶シリコン膜13上にタン
グステンシリサイド(WSi2 )膜14を例えば化学的
気相成長(以下CVDという、CVDはChemical Vapou
r Depositionの略)法によって成膜する。
Further, a tungsten silicide (WSi 2 ) film 14 is formed on the polycrystalline silicon film 13, for example, by chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD, chemical vapor deposition (CVD)).
abbreviated as r Deposition) method.

【0034】続いてレジスト塗布およびリソグラフィッ
ク技術によって、ゲート電極の形成領域上にレジストパ
ターン15を形成する。
Subsequently, a resist pattern 15 is formed on the gate electrode formation region by resist coating and a lithographic technique.

【0035】その後、上記レジストパターン15をエッ
チングマスクに用いたエッチングによって、上記WSi
2 膜14と各多結晶シリコン膜13n、13、13pを
加工する。この加工を行うエッチング装置には、例えば
上記図2によって説明したICPドライエッチング装置
を用いた。
Then, the WSi is etched by etching using the resist pattern 15 as an etching mask.
2 The film 14 and the polycrystalline silicon films 13n, 13 and 13p are processed. As the etching apparatus for performing this processing, for example, the ICP dry etching apparatus described with reference to FIG. 2 was used.

【0036】このエッチングでは、n+ 型多結晶シリコ
ン膜13n、ノンドープト多結晶シリコン膜13および
+ 型多結晶シリコン膜13pをプラズマ中で同時にエ
ッチングする際に、n+ 型多結晶シリコン膜13nのエ
ッチングレートとp+ 型多結晶シリコン膜13pのエッ
チングレートとの差を小さくする方向に各多結晶シリコ
ン膜13に入射する負イオン量を制御する。
In this etching, when the n + -type polycrystalline silicon film 13n, the undoped polycrystalline silicon film 13 and the p + -type polycrystalline silicon film 13p are simultaneously etched in plasma, the n + -type polycrystalline silicon film 13n is formed. The amount of negative ions incident on each polycrystalline silicon film 13 is controlled so as to reduce the difference between the etching rate and the etching rate of the p + -type polycrystalline silicon film 13p.

【0037】上記エッチング条件の一例を以下に説明す
る。 エッチングガスおよび流量:塩素(Cl2 ):酸素(O
2 )=100sccm〔以下、sccmは標準状態にお
ける体積流量(cm3 /分)を表す〕:5sccm、 エッチング雰囲気の圧力:0.5Pa、 基板温度:0℃、 ソース電力:1.0kW、 ソース電源からの入力:オン:オフ=3μs:7μsの
パルス印加、 バイアス電力:50W(ただし、ソース電源のオフ時に
おけるオンになる直前の3μsにパルス状に正の電界を
シリコン基板11に印加)に設定した。
An example of the above etching conditions will be described below. Etching gas and flow rate: chlorine (Cl 2 ): oxygen (O
2 ) = 100 sccm [hereinafter, sccm represents volume flow rate (cm 3 / min) in standard state]: 5 sccm, etching atmosphere pressure: 0.5 Pa, substrate temperature: 0 ° C., source power: 1.0 kW, source power supply Input: ON: OFF = 3μs: 7μs pulse applied, bias power: 50W (However, when the source power is off, a positive electric field is applied to the silicon substrate 11 in a pulsed manner at 3μs immediately before turning on) did.

【0038】上記のように電界を印加することによっ
て、負イオン量はソースパルス電界のオフ時に高くな
る。このようにして生成された負イオンは、RFバイア
スパルスの印加時に、基板上に入射するため、多結晶シ
リコンの膜質(導電型)によるエッチングレートの変化
を小さく抑えることができる。それは各多結晶シリコン
膜13n、13、13p上の負イオン濃度が、ノンドー
プト多結晶シリコン膜13の部分およびp+ 型多結晶シ
リコン膜13pの部分でも低くならない(相対的な差は
0にはできないが、変化物よりも大量に負イオンを導入
することで見かけ上の差が小さくなる)ためである。
By applying the electric field as described above, the amount of negative ions increases when the source pulse electric field is turned off. Since the negative ions thus generated are incident on the substrate when the RF bias pulse is applied, it is possible to suppress a change in etching rate due to the film quality (conductivity type) of polycrystalline silicon to be small. That is, the negative ion concentration on each of the polycrystalline silicon films 13n, 13 and 13p does not become low even in the non-doped polycrystalline silicon film 13 and the p + -type polycrystalline silicon film 13p (the relative difference cannot be zero). However, by introducing a larger amount of negative ions than the change product, the apparent difference becomes smaller).

【0039】したがって、n+ 型多結晶シリコン膜13
n、p+ 型多結晶シリコン膜13pを問わず、ほぼ均一
にエッチングを進めることが可能になる。その結果、図
3の(2)に示すように、オーバエッチングによってゲ
ート酸化膜12やシリコン基板11が掘れることもな
く、またノンドープト多結晶シリコン膜13やp+ 型多
結晶シリコン膜13pのエッチング残りを生じることも
なく、n+ 型多結晶シリコン膜13n、ノンドープト多
結晶シリコン膜13およびp + 型多結晶シリコン膜13
pのそれぞれによるパターンの形成が可能になる。よっ
て、導電型が異なる多結晶シリコン膜で形成されるデュ
アルゲート電極を、下地の過剰な損失もしくは多結晶シ
リコン膜のエッチング残りを生じることなく、良好に形
成することが可能になった。
Therefore, n+Type polycrystalline silicon film 13
n, p+Type polycrystalline silicon film 13p, almost uniform
It becomes possible to proceed with the etching. As a result, the figure
As shown in (2) of Section 3,
The oxide film 12 and the silicon substrate 11 may not be dug.
In addition, the undoped polycrystalline silicon film 13 and p+Type
The etching residue of the crystalline silicon film 13p may occur.
Without n+Type polycrystalline silicon film 13n, non-doped poly
Crystalline silicon film 13 and p +Type polycrystalline silicon film 13
A pattern can be formed by each of p. Yo
Are formed of polycrystalline silicon films with different conductivity types.
Excessive underlayer loss or polycrystalline
Good shape without any etching residue of the recon film
It has become possible to achieve.

【0040】エッチングレートに係わる多結晶シリコン
膜の膜質の差は上記説明した導電型とともにドーズ量に
よっても生じる。ここで、多結晶シリコン膜のエッチン
グレートとドーズ量との関係を、図4によって説明す
る。図4の(1)にはリン(P)をドーピングした多結
晶シリコン膜を示し、図4の(2)には二フッ化ホウ素
(BF2 )をドーピングした多結晶シリコン膜を示す。
各図とも、縦軸にエッチングレートを示し、横軸にドー
ズ量を示す。
The difference in film quality of the polycrystalline silicon film related to the etching rate is caused not only by the conductivity type described above but also by the dose amount. Here, the relationship between the etching rate and the dose amount of the polycrystalline silicon film will be described with reference to FIG. 4A shows a polycrystalline silicon film doped with phosphorus (P), and FIG. 4B shows a polycrystalline silicon film doped with boron difluoride (BF 2 ).
In each figure, the vertical axis represents the etching rate and the horizontal axis represents the dose amount.

【0041】図4の(1)に示すように、多結晶シリコ
ン膜に対するリンのドーズ量を増加させていくと、その
多結晶シリコン膜のエッチングレートは増加する。また
図4の(2)に示すように、多結晶シリコン膜に対する
二フッ化ホウ素のドーズ量を増加させていくと、その多
結晶シリコン膜のエッチングレートは減少する。
As shown in (1) of FIG. 4, as the dose of phosphorus to the polycrystalline silicon film is increased, the etching rate of the polycrystalline silicon film increases. Further, as shown in (2) of FIG. 4, as the dose amount of boron difluoride with respect to the polycrystalline silicon film is increased, the etching rate of the polycrystalline silicon film decreases.

【0042】このように、多結晶シリコン膜に含まれる
不純物の種類およびその量によってもエッチングレート
は変化する。特に、異なる導電型の不純物(リンとホウ
素)の場合、ドーズ量が多くなるに従いエッチングレー
トの差は大きくなる傾向にある。したがって、上記エッ
チング方法によって、エッチングレートの差を小さくし
てエッチングを行うことは重要となる。
As described above, the etching rate also changes depending on the type and amount of impurities contained in the polycrystalline silicon film. In particular, in the case of impurities of different conductivity types (phosphorus and boron), the difference in etching rate tends to increase as the dose amount increases. Therefore, it is important to perform the etching by reducing the difference in etching rate by the above-mentioned etching method.

【0043】次に、前記図3によって説明したタングス
テンポリサイドをECR(ElectronCycrotron Resonanc
e)ドライエッチング装置によって加工する場合を説明
する。
Next, the tungsten polycide described with reference to FIG. 3 was replaced with an ECR (Electron Cycrotron Resonanc).
e) A case of processing with a dry etching device will be described.

【0044】まず、上記ECRドライエッチング装置を
図5の概略構成図によって説明する。図5に示すよう
に、ECRドライエッチング装置41には、被エッチン
グ体をエッチング処理する雰囲気を形成するチャンバ4
2が備えられている。このチャンバ42の上部には石英
窓43を介して導波管44が接続され、の導波管44に
はマイクロ波発生器45が設けられている。このマイク
ロ波発生器45は、2.45GHzの例えばパルスマイ
クロ波を発生するもので、電源46が接続されている。
また上記チャンバ42の外側周には875ガウスの磁場
を発生させるためのコイル47が備えられ、このコイル
47には電源(図示省略)が接続されている。
First, the ECR dry etching apparatus will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. As shown in FIG. 5, the ECR dry etching apparatus 41 includes a chamber 4 for forming an atmosphere for etching an object to be etched.
2 is provided. A waveguide 44 is connected to the upper portion of the chamber 42 through a quartz window 43, and the waveguide 44 is provided with a microwave generator 45. The microwave generator 45 generates a pulse microwave of 2.45 GHz, for example, and is connected to a power source 46.
A coil 47 for generating a magnetic field of 875 Gauss is provided on the outer circumference of the chamber 42, and a power source (not shown) is connected to the coil 47.

【0045】一方、上記チャンバ42の内部には電極4
8が備えられ、この電極48上には被エッチング体51
が載置される。そして上記電極48にはRFバイアス電
源49が接続されている。このRFバイアス電源49は
800kHzの交流電界を印加するものである。
On the other hand, the electrode 4 is provided inside the chamber 42.
8 is provided on the electrode 48.
Is placed. An RF bias power source 49 is connected to the electrode 48. The RF bias power source 49 applies an alternating electric field of 800 kHz.

【0046】なお、図示はしないが、上記チャンバ42
には、当該チャンバ42内にエッチングガスを導入する
ためのガス供給系と、当該チャンバ42内のガスを排気
するためのガス排気系とが接続されている。
Although not shown, the chamber 42
A gas supply system for introducing an etching gas into the chamber 42 and a gas exhaust system for exhausting the gas in the chamber 42 are connected to the.

【0047】上記のような構成を有するECRドライエ
ッチング装置41では、導波管44より2.45GHz
のマイクロ波をチャンバ42内に導入することでコイル
47からの875ガウスの磁場の共鳴によって、高密度
のプラズマを生成し、被エッチング体51を加工する。
In the ECR dry etching apparatus 41 having the above structure, the waveguide 44 causes 2.45 GHz.
The microwave of (1) is introduced into the chamber 42 to generate high-density plasma by the resonance of the magnetic field of 875 Gauss from the coil 47, and the etching target 51 is processed.

【0048】上記ECRドライエッチング装置41を用
いて、上記図2によって説明したのと同様の多結晶シリ
コン膜をエッチングする方法を、以下に説明する。この
エッチング条件は、一例として、 エッチングガスおよび流量:Cl2 :O2 =75scc
m:6sccm、 エッチング雰囲気の圧力:0.4Pa、 マイクロ波:800W(オン:オフ=2μs:8μsの
パルス印加)、 RF電力:60W、 基板温度:0℃、 に設定した。
A method of etching a polycrystalline silicon film similar to that described with reference to FIG. 2 using the ECR dry etching apparatus 41 will be described below. The etching conditions are, for example, etching gas and flow rate: Cl 2 : O 2 = 75 scc.
m: 6 sccm, pressure of etching atmosphere: 0.4 Pa, microwave: 800 W (ON: OFF = pulse application of 2 μs: 8 μs), RF power: 60 W, substrate temperature: 0 ° C.

【0049】この場合にも、前記と同様の理由によっ
て、負イオン量はソースパルス電界のオフ時に高くな
る。このようにして生成された負イオンは、RFバイア
スの正の周期に、基板上に入射(この場合にはRFの周
波数が低いため電界の変動に十分追随して負イオンが移
動し、基板上に入射)するため、多結晶シリコンの膜質
(導電型)によるエッチングレートの変化を小さく抑え
ることができる。したがって、この方法によれば、下地
の過剰な損失もしくは多結晶シリコンのエッチング残り
を生じることがなくなるので、n型多結晶シリコンとp
型多結晶シリコンとからなるデュアルゲート電極の加工
が良好な状態に行えるようになる。
Also in this case, the negative ion amount becomes high when the source pulse electric field is turned off for the same reason as above. The negative ions thus generated are incident on the substrate at the positive period of the RF bias (in this case, since the RF frequency is low, the negative ions move sufficiently to follow the fluctuation of the electric field, and the negative ions move on the substrate. Incident on the substrate), the change in etching rate due to the film quality (conductivity type) of polycrystalline silicon can be suppressed to a small level. Therefore, according to this method, excessive loss of the underlayer or etching residue of the polycrystalline silicon does not occur, so that the n-type polycrystalline silicon and p
Thus, the dual gate electrode made of the polycrystalline silicon can be processed in a good condition.

【0050】なお、本発明は、上記説明したものに限定
されることはなく、エッチング装置、エッチング条件
は、エッチング雰囲気の負イオン濃度を高める条件であ
れば適宜変更することが可能である。また、プラズマの
生成方式は、上記ICP方式、ECR方式等に限定され
ることはなく、ヘリコン波を用いる方式、SWP(Surf
ace Wave Plasma の略)方式、マグネトロン方式等であ
ってもよい。上記各方式のエッチング装置においても、
電子温度は1V以上5eV以下の範囲において任意の値
に制御可能であることが望ましい。さらにこのような高
密度、低電子温度のプラズマは、UHF帯のRF放電を
用いることでも実現することが可能であり、この場合も
バイアスパルス等との併用によって有効に負イオンを活
用することが可能である。
The present invention is not limited to the one described above, and the etching apparatus and etching conditions can be appropriately changed as long as they are conditions for increasing the negative ion concentration in the etching atmosphere. Further, the plasma generation method is not limited to the ICP method, the ECR method, etc., and a method using a helicon wave, a SWP (Surf
ACE Wave Plasma), magnetron method, etc. may be used. Even in each of the above-mentioned etching devices,
It is desirable that the electron temperature can be controlled to an arbitrary value within the range of 1 V or more and 5 eV or less. Further, such a high-density and low-electron-temperature plasma can also be realized by using a UHF band RF discharge, and in this case also, negative ions can be effectively utilized by using it together with a bias pulse or the like. It is possible.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
膜質差によるエッチングレートの差を小さくする方向に
被エッチング膜に入射する負イオン量を制御するので、
エッチングレートはプラズマから供与される負イオン量
に律速されるようになり、膜質によるエッチングレート
差を低減することができる。また上記ドライエッチング
方法においては、プラズマ中で生成された負イオンを、
プラズマのポテンシャルよりも高い正のバイアスを基板
に印加することによって被エッチング膜上に導入するの
で、基板上の表面反応に寄らず負性ラジカルが生成され
てエッチングを行うことができる。そのため、膜質の差
によるエッチングレートの差が少なくなる。よって、
0.25μm世代以降の半導体装置の製造工程における
エッチング工程で、微細なデザインルールに対応して形
状異常を生じることなく、良好な加工を行うことが可能
になる。
As described above, according to the present invention,
Since the amount of negative ions incident on the film to be etched is controlled in the direction of reducing the difference in etching rate due to the difference in film quality,
The etching rate is controlled by the amount of negative ions supplied from the plasma, and the difference in etching rate depending on the film quality can be reduced. Further, in the above dry etching method, the negative ions generated in the plasma are
Since a positive bias higher than the potential of plasma is applied to the substrate by applying it to the film to be etched, negative radicals are generated regardless of the surface reaction on the substrate and etching can be performed. Therefore, the difference in etching rate due to the difference in film quality is reduced. Therefore,
In the etching process in the manufacturing process of the semiconductor device of the 0.25 μm generation or later, good processing can be performed without causing a shape abnormality corresponding to a fine design rule.

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

【図1】本発明に係わる実施形態のタイミングチャート
である。
FIG. 1 is a timing chart of an embodiment according to the present invention.

【図2】ICPドライエッチング装置の概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ICP dry etching apparatus.

【図3】本発明をデュアルゲートの製造工程に適用した
一例の製造工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of an example in which the present invention is applied to a manufacturing process of a dual gate.

【図4】エッチングレートとドーズ量との関係図であ
る。
FIG. 4 is a relationship diagram between an etching rate and a dose amount.

【図5】ECRドライエッチング装置の概略構成図であ
る。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an ECR dry etching apparatus.

【図6】課題の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリコン基板 13 ノンドープト多結晶シリ
コン膜 13n n+ 型多結晶シリコン膜 13p p+ 型多
結晶シリコン膜
11 Silicon Substrate 13 Non-Doped Polycrystalline Silicon Film 13n n + Type Polycrystalline Silicon Film 13p p + Type Polycrystalline Silicon Film

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成した膜質の異なる被エッチ
ング膜をプラズマ中で同時にエッチングするドライエッ
チング方法において、 前記被エッチング膜の一方の膜質を有する部分のエッチ
ングレートと前記被エッチング膜の他方の膜質を有する
部分のエッチングレートとの差を小さくする方向に該被
エッチング膜に入射する負イオン量を制御することを特
徴とするドライエッチング方法。
1. A dry etching method in which films to be etched having different film qualities formed on a substrate are simultaneously etched in plasma, wherein an etching rate of a portion having one film quality of the film to be etched and another etching rate of the film to be etched are different from each other. A dry etching method characterized in that the amount of negative ions incident on the film to be etched is controlled so as to reduce the difference from the etching rate of the portion having film quality.
【請求項2】 請求項1記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記被エッチング膜の一方の膜質を有する部分と前記被
エッチング膜の他方の膜質を有する部分とで、異なる導
電型のゲートで構成されるデュアルゲートを形成するこ
とを特徴とするドライエッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein a portion having one film quality of the film to be etched and a portion having the other film quality of the film to be etched are composed of gates of different conductivity types. A dry etching method characterized by forming a dual gate.
【請求項3】 請求項1記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記プラズマ中における負イオン濃度は、該プラズマが
拡散していく領域中の電子温度を変化させて制御され
る、もしくは負イオンが存在しえるような電子温度で発
生されるパルスプラズマ領域中の電子温度を変化させて
制御されることを特徴とするドライエッチング方法。
3. The dry etching method according to claim 1, wherein the negative ion concentration in the plasma is controlled by changing an electron temperature in a region where the plasma diffuses, or negative ions are present. A dry etching method is characterized in that the electron temperature in a pulse plasma region generated at such an electron temperature is changed and controlled.
【請求項4】 請求項2記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記プラズマ中における負イオン濃度は、該プラズマが
拡散していく領域中の電子温度を変化させて制御され
る、もしくは負イオンが存在しえるような電子温度で発
生されるパルスプラズマ領域中の電子温度を変化させて
制御されることを特徴とするドライエッチング方法。
4. The dry etching method according to claim 2, wherein the negative ion concentration in the plasma is controlled by changing an electron temperature in a region where the plasma diffuses, or negative ions are present. A dry etching method is characterized in that the electron temperature in a pulse plasma region generated at such an electron temperature is changed and controlled.
【請求項5】 請求項3記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記電子温度は、パルス放電のオフ時間が0.5μs以
上30μs以下のパルス放電によって制御されることを
特徴とするドライエッチング方法。
5. The dry etching method according to claim 3, wherein the electron temperature is controlled by pulse discharge having a pulse discharge off time of 0.5 μs or more and 30 μs or less.
【請求項6】 請求項4記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記電子温度は、パルス放電のオフ時間が0.5μs以
上30μs以下のパルス放電によって制御されることを
特徴とするドライエッチング方法。
6. The dry etching method according to claim 4, wherein the electron temperature is controlled by pulse discharge having a pulse discharge off time of 0.5 μs or more and 30 μs or less.
【請求項7】 請求項5記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記電子温度は、放電の一周期中に少なくとも1eV以
上5eV以下の状態になることを特徴とするドライエッ
チング方法。
7. The dry etching method according to claim 5, wherein the electron temperature is at least 1 eV to 5 eV during one discharge cycle.
【請求項8】 請求項6記載のドライエッチング方法に
おいて、 前記電子温度は、放電の一周期中に少なくとも1eV以
上5eV以下の状態になることを特徴とするドライエッ
チング方法。
8. The dry etching method according to claim 6, wherein the electron temperature is at least 1 eV or more and 5 eV or less during one discharge cycle.
【請求項9】 請求項1記載のドライエッチング方法に
おいて、 プラズマ中で生成された前記負イオンは、プラズマのポ
テンシャルよりも高い正のバイアスを前記基板に印加す
ることによって前記被エッチング膜上に導入されること
を特徴とするドライエッチング方法。
9. The dry etching method according to claim 1, wherein the negative ions generated in the plasma are introduced onto the film to be etched by applying a positive bias higher than the potential of the plasma to the substrate. And a dry etching method.
【請求項10】 請求項2記載のドライエッチング方法
において、 プラズマ中で生成された前記負イオンは、プラズマのポ
テンシャルよりも高い正のバイアスを前記基板に印加す
ることによって前記被エッチング膜上に導入されること
を特徴とするドライエッチング方法。
10. The dry etching method according to claim 2, wherein the negative ions generated in plasma are introduced onto the film to be etched by applying a positive bias higher than the potential of plasma to the substrate. And a dry etching method.
【請求項11】 請求項3記載のドライエッチング方法
において、 プラズマ中で生成された前記負イオンは、プラズマのポ
テンシャルよりも高い正のバイアスを前記基板に印加す
ることによって前記被エッチング膜上に導入されること
を特徴とするドライエッチング方法。
11. The dry etching method according to claim 3, wherein the negative ions generated in the plasma are introduced onto the film to be etched by applying a positive bias higher than the potential of the plasma to the substrate. And a dry etching method.
【請求項12】 請求項4記載のドライエッチング方法
において、 プラズマ中で生成された前記負イオンは、プラズマのポ
テンシャルよりも高い正のバイアスを前記基板に印加す
ることによって前記被エッチング膜上に導入されること
を特徴とするドライエッチング方法。
12. The dry etching method according to claim 4, wherein the negative ions generated in plasma are introduced onto the film to be etched by applying a positive bias higher than the potential of plasma to the substrate. And a dry etching method.
【請求項13】 請求項9記載のドライエッチング方法
において、 前記基板に印加されるバイアスはパルス状であることを
特徴とするドライエッチング方法。
13. The dry etching method according to claim 9, wherein the bias applied to the substrate is pulse-shaped.
【請求項14】 請求項10記載のドライエッチング方
法において、 前記基板に印加されるバイアスはパルス状であることを
特徴とするドライエッチング方法。
14. The dry etching method according to claim 10, wherein the bias applied to the substrate is pulse-shaped.
【請求項15】 請求項11記載のドライエッチング方
法において、 前記基板に印加されるバイアスはパルス状であることを
特徴とするドライエッチング方法。
15. The dry etching method according to claim 11, wherein the bias applied to the substrate is pulse-shaped.
【請求項16】 請求項12記載のドライエッチング方
法において、 前記基板に印加されるバイアスはパルス状であることを
特徴とするドライエッチング方法。
16. The dry etching method according to claim 12, wherein the bias applied to the substrate is pulse-shaped.
【請求項17】 請求項13記載のドライエッチング方
法において、 前記バイアスは、プラズマ中での負イオン濃度が最も高
くなるときに同期させて前記基板に印加されることを特
徴とするドライエッチング方法。
17. The dry etching method according to claim 13, wherein the bias is applied to the substrate in synchronism with the negative ion concentration in the plasma being the highest.
【請求項18】 請求項14記載のドライエッチング方
法において、 前記バイアスは、プラズマ中での負イオン濃度が最も高
くなるときに同期させて前記基板に印加されることを特
徴とするドライエッチング方法。
18. The dry etching method according to claim 14, wherein the bias is applied to the substrate in synchronism with the negative ion concentration in the plasma being the highest.
【請求項19】 請求項15記載のドライエッチング方
法において、 前記バイアスは、プラズマ中での負イオン濃度が最も高
くなるときに同期させて前記基板に印加されることを特
徴とするドライエッチング方法。
19. The dry etching method according to claim 15, wherein the bias is applied to the substrate in synchronization when the negative ion concentration in the plasma is highest.
【請求項20】 請求項16記載のドライエッチング方
法において、 前記バイアスは、プラズマ中での負イオン濃度が最も高
くなるときに同期させて前記基板に印加されることを特
徴とするドライエッチング方法。
20. The dry etching method according to claim 16, wherein the bias is applied to the substrate in synchronization when the negative ion concentration in the plasma is highest.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005006413A3 (en) * 2003-06-30 2005-04-21 Intel Corp Semiconductor etch speed modification
JP2006165032A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Ulvac Japan Ltd Etching method and apparatus thereof
US7750574B2 (en) 2006-01-20 2010-07-06 Ngk Insulators, Ltd. Method of generating discharge plasma
US7914692B2 (en) 2006-08-29 2011-03-29 Ngk Insulators, Ltd. Methods of generating plasma, of etching an organic material film, of generating minus ions, of oxidation and nitriding
JP2012023098A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus
CN109887842A (en) * 2019-01-08 2019-06-14 上海华虹宏力半导体制造有限公司 The lithographic method of polysilicon

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005006413A3 (en) * 2003-06-30 2005-04-21 Intel Corp Semiconductor etch speed modification
JP2006165032A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Ulvac Japan Ltd Etching method and apparatus thereof
US7750574B2 (en) 2006-01-20 2010-07-06 Ngk Insulators, Ltd. Method of generating discharge plasma
US7914692B2 (en) 2006-08-29 2011-03-29 Ngk Insulators, Ltd. Methods of generating plasma, of etching an organic material film, of generating minus ions, of oxidation and nitriding
JP2012023098A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus
CN109887842A (en) * 2019-01-08 2019-06-14 上海华虹宏力半导体制造有限公司 The lithographic method of polysilicon

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