JPS62154627A - ドライエツチング方法 - Google Patents

ドライエツチング方法

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JPS62154627A
JPS62154627A JP60293789A JP29378985A JPS62154627A JP S62154627 A JPS62154627 A JP S62154627A JP 60293789 A JP60293789 A JP 60293789A JP 29378985 A JP29378985 A JP 29378985A JP S62154627 A JPS62154627 A JP S62154627A
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JP
Japan
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etching
dry etching
gas
chf3
carbon
Prior art date
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Pending
Application number
JP60293789A
Other languages
English (en)
Inventor
Masuo Tanno
丹野 益男
Kazuyuki Tomita
和之 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to KR860010991A priority patent/KR870006638A/ko
Publication of JPS62154627A publication Critical patent/JPS62154627A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • 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
    • H01L21/34Manufacture 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 not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/461Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体等の電子部品製造工程におけるドライエ
ツチング方法に係り、特にシリコン(以下SL とする
)系絶縁膜のエツチングに対し、エツチング速度やエツ
チング選択比を低下させずにプラズマ汚染を防止するド
ライエツチング方法に関するものである。
従来の技術 近年、Si系絶縁膜のドライエツチング方法は平行平板
型のドライエツチング装置を用い、エツチングガスとし
て、CF4.C2F6.C3F8.C4F8等のフロン
系ガスにH2,CHF3等の水素原子を含むガスを添加
し、対レジストや対St とのエツチング選択比を向上
させている。以下図面を参照しながら、上述した従来の
Si系絶縁膜のドライエツチング方法の一例について説
明する。第3図は従来のSi系絶縁膜のドライエツチン
グ方法を説明するだめの平行平板型ドライエツチング装
置の概略図を示すものである。第3図において、1はエ
ツチング反応室である。2はフロン系ガス、3は水素原
子を含むガスでありエツチングガスとして供給する。4
は高周波電源であり、プラズマ発生に必要な高周波電力
を供給する。5は高周波電源電極であり、6は接地電極
である。7は被エツチング物である。8は真空排気口で
あり排気手段は図示していない。
以上のように構成されたSi系絶縁膜のドライエツチン
グ方法を説明するだめの平行平板ドライエツチング装置
について、以下その動作について説明する。
まずエツチング反応室1内を真空排気口8から図示して
いない排気手段により減圧状態にしながら、フロン系ガ
ス2と水素原子を含むガス3を導入し、それらのガス流
量と前記エツチング反応室1内の圧力を一定にする。次
に高周波電源4から高周波電力を供給し、高周波電源電
極6と接地電極6の間でプラズマを発生することにより
、被エツチング物7のSi系絶縁膜をエツチングする。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のようなSi系絶縁膜のドライエツチ
ング方法ではエツチングガスとしてフロン系ガスと水素
原子を含むガスの混合ガスを使用しているため、水素の
還元作用により弗化炭化水素系のポリマー(重合物)を
形成しやすく、エツチング表面に前記ポリマーが付着す
る。その結果として表面パーティクル数が増加したり、
接触抵抗が増大したりするという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、Si系絶縁膜のエツチング
においてエツチング速度やエツチング選択比を低下させ
ずにプラズマ汚染の少ない、すなわちエツチング表面に
ポリマーを付着させないドライエツチング方法を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のドライエツチング
方法はエツチングガスとして四弗化炭素(以下CF4と
する)と三弗化メタン(以下CHF3とする)と酸素(
以下02 とする)の混合ガスを用いるものである。
作  用 本発明は上記の混合ガスを用いることにより、エツチン
グ表面にポリマーの付着を防止することができる。何故
ならば、フロン系ガスとしては炭素の最も少ないCF4
を用い、水素原子を含むガスとしては炭素及び水素の最
も少ないCHF3を用い弗化水素ポリマーの形成しにく
い状態にしている。
水素原子を含むガスであるCI(F3は従来例に示した
ように対レジスト、対Siエツチング選択比のうえから
必要である。さらに本発明は前記のCF4とCHF3に
o2を混合することにより、プラズマ状態及びエツチン
グ表面上において炭素は02  と反応し一酸化炭素あ
るいは二酸化炭素になると考えられ、炭素を鎖とした弗
化炭化水素のポリマーは形成されにくいこととなる。
実施例 以下本発明の一実施例のドライエツチング方法について
図面を参照しながら説明する。第4図は本発明の一実施
例におけるドライエツチング方法のCF4と1rs v
ol% o。の混合ガスにCHF3を添加した場合51
02エツチング特性を示すものである。第4図において
、9はS 102のエツチング速度である。又、10は
S 102の対レジストエツチング選択比(S102エ
ツチング速度/レジストエツチング速度)、11はSi
O2の対Siエツチング選択比(S 102エツチング
速度/ S iエツチング速度)である。第4図かられ
かるようにCHF3添加量が30vol%未満では対レ
ジストおよび対SL エツチング選択比が小さい。又、
CHF3添加量が70vol%を越える場合には、S 
102のエツチング速度が小さくなる。
第5図は本発明の一実施例におけるドライエツチング方
法のCF4と60 vol% CHF3の混合ガスに0
2 を添加した場合の3102エツチング特性を示すも
のである。第6図における9a、10a。
11aはそれぞれ第4図の9.10.11と対応する。
第6図かられかるように02の添加量が5vol%未満
では5102のエツチング速度が小さい。
又、02の添加量が26 vol%を越える場合には対
レジストエツチング選択比が小さい。
第1図は本発明の一実施例におけるドライエッ図は前記
ポリマの付着状態を評価するために用いた実験試料を示
す。第6図において、13はシリコン基板であり、14
はA/=である。15はSi系絶縁膜であり、本発明の
被エツチング物である。
16ばAtである。第1図はSi系絶縁膜がS t O
2であるときにエツチングした場合のオーバエツチング
時間と第6図(C)に示す構造のA/=14とA7j6
間を測定した接触抵抗の関係を示す。
第1図におけるS 102のエツチング条件のうちエツ
チング圧力は400 mTorr 、混合ガス流量はs
osccM、高周波電力は300 W (13,56M
Hz )であり、17はCF  と58 vo X %
 CHFaと12vol%0□の混合ガスを用いた場合
、18はCF4と68 vo l % CHF3の混合
ガスを用いた場合、19はC2F6と58 vol% 
CHF3の混合ガスを用いた場合の接触抵抗を示す。
第2図は第6図に示すSt系絶絶縁膜15SiO2から
SfNにおきかえてエツチングした場合のオーバーエツ
チング時間と第6図(C)に示す構造のAt14とA7
16間を測定した接触抵抗を示す。第2図における1了
a、18a、19aのエツチングガスはそれぞれ第1図
の場合の17,18.19に対応し、エツチング条件も
同一である。
以−トのように本実施例によれば、Sl系絶縁膜のドラ
イエツチング方法においてエツチングガスとしてCF4
とCHF3と02 の混合ガスを用いることにより、S
i系絶縁膜のエツチング速度やエツチング選択比を低下
させずに、プラズマ汚染を防止することができ、Si系
絶縁膜のコンタクトホール形成のドライエツチング方法
において、前記接触抵抗の増加を防ぐことができる。な
お、実施例において、第6図に示すシリコン絶縁膜15
はS 102 、 S ! Nとしたがシリコン絶縁膜
15はリンを含んだS i02でも同じ効果が得られる
ことは言うまでもない。
さらにシリコン絶縁膜16は5in2.SiN、リンを
含んだS 102から選択した少なくとも二つ以上の多
層膜としても同じ効果が得られる。
発明の効果 以上のように本発明はSi系絶縁膜のドライエツチング
方法において、エツチングガスとしてCF4と30〜7
0 vo 1 % CHF5と6〜25 vol%の混
合ガスを用いることにより、Si系絶縁膜のエツチング
速度やエツチング選択比を低下させることなく、弗化炭
化水素ポリマーの形成を抑制することができ、その結果
プラズマ汚染を防止するとともに接触抵抗の増加をも防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例においてS 102をエツチ
ングした場合のオーバーエツチング時間を接触抵抗の関
係を示す図、第2図は本発明の一実施例においてSiN
をエツチングした場合のオーバーエツチング時間と接触
抵抗の関係を示す図、第3図は従来例及び本発明の一実
施例で使用した平行平板型ドライエツチング装置の概略
図、第4図は本発明の一実施例におけるドライエツチン
グ方法のCHF3添加に対するエツチング特性を示す図
、第5図は本発明の一実施例におけるドライエツチング
方法の02添加に対するエツチング特性を示す図、第6
図は本発明の効果を示す第1図、第2図を得るために用
いた実験試料の断面図である。 16・・・・・・シリコン系絶縁膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 γ−+1’−工7ナシτ1〒八1 qシ)シIs 4図 CHFr k’JrJ量(CF4+ 15nl”:Ot
+CHF5 ) ”l”第5図 @ 6 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プラズマ反応を利用したドライエッチング装置を
    用いて、四弗化炭素と三弗化メタンと酸素の混合ガスを
    放電し、発生したイオンやラジカルによりシリコン系絶
    縁膜をエッチングすることを特徴とするドライエッチン
    グ方法。
  2. (2)シリコン系絶縁膜がSiO_2やリンを含んだS
    iO_2、SiNであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のドライエッチング方法。
  3. (3)シリコン系絶縁膜がSiO_2やリンを含んだS
    iO_2、SiNから選択した少なくとも二つ以上の多
    層膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のドライエッチング方法。
  4. (4)四弗化炭素に30〜70vol%の三弗化メタン
    と5〜25vol%の酸素を混合したガスを用いること
    を特徴とした特許請求の範囲第1項記載のドライエッチ
    ング方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01298181A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Hitachi Ltd ドライエッチング方法
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US5403436A (en) * 1990-06-26 1995-04-04 Fujitsu Limited Plasma treating method using hydrogen gas
KR100446447B1 (ko) * 1996-12-24 2004-11-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체장치제조방법
JP2007258426A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法

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