JPH06163476A

JPH06163476A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH06163476A
Application number: JP30910292A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Yanagida; 敏治柳田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ＳｉＯ₂層間絶縁膜３に微細なコンタクト・
ホール５を開口する際のドライエッチングにおいて、マ
イクロローディング効果を防止する。【構成】カルボニル基を有する炭素数２以上のフルオ
ロカーボン系化合物をエッチング・ガスとして用いる。
この化合物は、（ａ）ＳｉＯ₂のエッチング種であるＦ
^*，ＣＦ_x ⁺を放出し、（ｂ）気相中に生成する炭素系
ポリマーに＞Ｃ＝Ｏ基やＣ−Ｏ結合を導入してその膜質
を強化し、（ｃ）還元性のＣＯ^*を供給してエッチング
を高速化し、（ｄ）Ｏ^*の供給により過剰な炭素系ポリ
マーの堆積を抑制する、という４大効果を有し、基本的
に単独組成で１段階エッチングにより高速・高選択加工
を可能とする。上記化合物の具体例としては、ＣＦ₃Ｃ
ＯＣＦ₃（ヘキサフルオロアセトン）、ＣＦ₃ＣＯＦ
（フッ化トリフルオロアセチル）等がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造分野等
において適用されるドライエッチング方法に関し、特に
微細な接続孔（ホール）加工等においてマイクロローデ
ィング効果を抑制しながら高速・高選択エッチングを実
現する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩにみられるように半導体
装置の高集積化および高性能化が進展するに伴い、酸化
シリコン（ＳｉＯ₂）に代表されるシリコン化合物層の
ドライエッチングに対する技術的要求も厳しさを増して
いる。まず、高集積化によりデバイス・チップの面積が
拡大しウェハが大口径化していること、形成すべきパタ
ーンが高度に微細化されウェハ面内の均一処理が要求さ
れていること、またＡＳＩＣに代表されるように多品種
少量生産が要求されていること等の背景から、ドライエ
ッチング装置の主流は従来のバッチ式から枚葉式に移行
しつつある。この際、従来と同等の生産性を維持するた
めには、ウェハ１枚当たりのエッチング速度を大幅に向
上させなければならない。

【０００３】また、デバイスの高速化や微細化を図るた
めに不純物拡散領域の接合深さが浅くなり、また各種の
材料層も薄くなっている状況下では、従来以上に下地選
択性に優れダメージの少ないエッチング技術が要求され
る。たとえば、半導体基板に形成された不純物拡散領域
やＳＲＡＭの抵抗負荷素子として用いられるＰＭＯＳト
ランジスタのソース・ドレイン領域に臨んで接続孔を開
口する（ホール加工）ために、シリコン基板や多結晶シ
リコン層の上でＳｉＯ₂層間絶縁膜のエッチングを行う
場合等が、その例である。

【０００４】従来からＳｉＯ₂系材料層のエッチング
は、強固なＳｉ−Ｏ結合を切断するために、イオン性を
高めたモードで行われている。典型的なエッチング・ガ
スは、ＣＨＦ₃，ＣＦ₄等であり、これらから生成する
ＣＦ_x ⁺の入射イオン・エネルギーを使用している。し
かし、高速エッチングを行うためにはこの入射イオン・
エネルギーを高めることが必要であり、エッチング反応
が物理的なスパッタ反応に近くなるため、高速性への要
求と高選択性・低ダメージ性への要求とが常に背反して
いた。

【０００５】そこで通常は、エッチング・ガスにＨ₂や
堆積性の炭化水素系ガス等を添加してエッチング反応系
の見掛け上のＣ／Ｆ比（炭素原子数とフッ素原子数の
比）を増大させ、エッチング反応と競合して起こる炭素
系ポリマーの堆積を促進することにより高選択性を達成
している。

【０００６】これら従来のエッチング・ガスに代わり、
本願出願人は先に特開平３−２７６６２６号公報におい
て、炭素数２以上の飽和ないし不飽和の高次鎖状フルオ
ロカーボン系ガスを使用するシリコン化合物層のドライ
エッチング方法を提案している。これは、Ｃ₂Ｆ₆，Ｃ
₃Ｆ₈，Ｃ₄Ｆ₈等のフルオロカーボン系ガスを使用す
ることにより１分子から大量のＣＦ_x ⁺を効率良く生成
させ、エッチングの高速化を図ったものである。

【０００７】ただし、高次鎖状フルオロカーボン系ガス
を単独で使用するとＦ^*の生成量も多くなり、レジスト
選択比およびシリコン下地選択比を十分に大きくとるこ
とが難しい。そこで上記公報では、高次鎖状フルオロカ
ーボン系ガス単独によるエッチングを下地が露出する直
前で停止し、シリコン化合物層の残余部をエッチングす
る際にはエチレン（Ｃ₂Ｈ₄）等の炭化水素系ガスを添
加するという、２段階エッチングも提案している。これ
は、エッチング反応系のＣ／Ｆ比を高めて炭素系ポリマ
ーの堆積を促進するためである。

【０００８】一方、パーティクル汚染を低減させる観点
からは、炭素系ポリマーの生成量はできるだけ少ない方
が望ましい。炭素系ポリマーの堆積量を抑えながら高選
択エッチングを実現するため、本発明者は先に特開平４
−１７００２６号公報において、オクタフルオロブテン
（Ｃ₄Ｆ₈）やヘキサフルオロプロペン（Ｃ₃Ｆ₆）
等、分子内に不飽和結合を有する鎖状不飽和フルオロカ
ーボン化合物を用いる方法を開示している。これらのガ
スは、放電解離により高活性なラジカルを生成させ易
く、炭素系ポリマーの重合を促進する。この重合度の高
い炭素系ポリマーが優れたエッチング耐性を示すため、
選択性の確保に必要な堆積量が少なくて済み、堆積性ガ
スを併用する必要もなくなった。

【０００９】さらに、本発明者は先に特開平４−２５８
１７７号公報において、分子構造の少なくとも一部に環
状部を有する飽和ないし不飽和フルオロカーボン化合物
を含むエッチング・ガスを用いる技術を提案している。
環状フルオロカーボン化合物は少なくとも炭素数が３以
上であり、しかも炭素数の等しい鎖状フルオロカーボン
化合物と比べてＣ／Ｆ比が高いので、大量のＣＦ_x ⁺に
よる高速エッチングと、効率良いポリマー生成による高
選択エッチングが可能となった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、炭素数２
以上の高次フルオロカーボン化合物を用い、かつこの化
合物の構造を選択することにより、シリコン化合物層の
高速・高選択エッチングを基本的に単独組成のエッチン
グ・ガスで行うことが可能となった。しかしながら、近
年の微細なデザイン・ルールの下では、上述の技術をホ
ール加工に適用した場合に、マイクロローディング効果
が顕在化され易くなることが明らかとなってきた。

【００１１】１６ＭＤＲＡＭクラスの集積度を有する半
導体装置では、ホール加工時の被エッチング面積がウェ
ハ面積の５％にも満たなくなっている。一般にＳｉＯ₂
系材料層のエッチングでは、入射イオンにスパッタアウ
トされたＯ原子が炭素系ポリマーの一部を燃焼除去する
ことで、選択性の確保に必要な炭素系ポリマーの堆積量
が実用的なエッチング速度を損なわない程度に適度に維
持されている。しかし、上述のように被エッチング面積
が少なくなると、スパッタアウトされるＯ原子が極端に
少なくなる。しかも、アスペクト比の大きなホールの底
部では、イオンの入射確率も減少する。これらの理由に
より、ホールの内部では炭素系ポリマーの堆積が過剰に
なり、エッチング速度が著しく低下してしまうのであ
る。これが、マイクロローディング効果であり、枚葉式
エッチングが主流となる今後の半導体装置の製造分野で
は、生産性の低下に直接悪影響を及ぼす要因となる。

【００１２】そこで本発明は、微細なホール加工等にお
いてもマイクロローディング効果を抑制しながら高速、
高選択、低汚染、低ダメージ・エッチングを可能とする
ドライエッチング方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のシリコン化合物
層のドライエッチング方法は、上述の目的を達成するた
めに提案されるものであり、分子内にカルボニル基とフ
ッ素原子とを有する炭素数２以上のフルオロカーボン系
化合物を含むエッチング・ガスを用いるものである。

【００１４】本発明はまた、前記エッチング・ガスが一
酸化炭素を含むものである。

【００１５】本発明はさらに、前記エッチング・ガスが
放電解離条件下で遊離のイオウを放出するイオウ系化合
物を含むものである。

【００１６】

【作用】本発明では、エッチング・ガスの構成成分とし
て、分子内にカルボニル基とフッ素原子とを有する炭素
数２以上のフルオロカーボン系化合物を用いる。このフ
ルオロカーボン系化合物は、（ａ）Ｆ^*，ＣＦ_x ⁺を供
給できること、（ｂ）カルボニル基の供給により自身の
分解生成物およびレジスト・マスクの分解生成物に由来
する炭素系ポリマーを強化できること、（ｃ）ＣＯ^*の
供給によりエッチングを高速化できること、（ｄ）Ｏ^*
の供給により過剰な炭素系ポリマーの堆積を抑制できる
こと、の４つの効果を、基本的に単独組成により達成す
ることができる。これらの効果について順次説明する。

【００１７】まず、上記フルオロカーボン系化合物の構
成元素は、Ｃ，Ｆ，Ｏである。したがって、上記（ａ）
の項で述べたように、この化合物は放電解離条件下でＦ
^*を放出することができる。Ｆ^*，ＣＦ_x ⁺は、言うま
でもなくＳｉＯ₂系材料層に代表されるシリコン化合物
層の主エッチング種として寄与する。

【００１８】（ｂ）の項で述べた炭素系ポリマーの強化
については、重合度の増大と化学結合の強化の両方の側
面から可能である。上記フルオロカーボン系化合物は、
分子中にカルボニル基を有しているが、このカルボニル
基の分極構造が炭素系ポリマーの重合反応を促進し、イ
オン入射やラジカルの攻撃に対する耐性を高める働きを
する。また、炭素系ポリマーにＣ−Ｏ結合やカルボニル
基が導入されると、単に−ＣＸ₂−（Ｘはハロゲン原子
を表す。）の繰り返し構造からなる従来の炭素系ポリマ
ーよりも化学的，物理的安定性が増すことも、近年の研
究により明らかとなっている。これは、２原子間の結合
エネルギーを比較すると、Ｃ−Ｏ結合（１０７７ｋＪ／
ｍｏｌ）がＣ−Ｃ結合（６０７ｋＪ／ｍｏｌ）より遙か
に大きいことからも直観的に理解される。さらに、カル
ボニル基の導入により炭素系ポリマーの極性が増大し、
負に帯電しているエッチング中のウェハに対してその静
電吸着力が高まることによっても、炭素系ポリマーの表
面保護効果は向上する。

【００１９】このように、炭素系ポリマー自身の膜質が
強化されることは、選択性の確保に必要な炭素系ポリマ
ーの堆積量を低減できることを意味しており、結果とし
てプロセスの低汚染化を実現することができる。

【００２０】また、上記フルオロカーボン系化合物は、
放電解離条件下でＣＯ^*を生成することができる。この
ラジカルは強い還元作用を有しており、ＳｉＯ₂中のＯ
原子を引き抜くことができる。つまり本発明ではＳｉ−
Ｏ結合の切断を、ＣＦ_x ⁺による物理的なイオン・スパ
ッタ作用のみに頼るのではなく、化学的な作用も利用し
て行うことができる。この結果、上記（ｃ）の項に述べ
たようなエッチングの増速が可能となる。このことは、
Ｃ−Ｏ結合の原子間結合エネルギーがＳｉ−Ｏ結合（４
６５ｋＪ／ｍｏｌ）より大きいことからも理解できる。
Ｏ原子が引き抜かれた後のＳｉ原子は、エッチング反応
系に存在するＦ^*と結合し、ＳｉＦ_xの形で速やかに除
去される。

【００２１】このようにエッチングが高速化されること
により、実用的なエッチング速度を得るために必要な入
射イオン・エネルギーを減ずることができ、優れた高選
択性と低ダメージ性とが達成される。また、下地選択性
を向上させるための手法として、従来からエッチング・
プロセスをジャストエッチングとオーバーエッチングの
２段階に分けることがしばしば行われているが、本発明
によれば基本的には１段階エッチングでも十分に高い選
択性が達成される。

【００２２】さらに、上記フルオロカーボン系化合物
は、放電解離条件下でＯ^*も生成することができる。こ
のＯ^*は、炭素系ポリマーの燃焼に寄与する化学種であ
る。前述したように、近年の微細化されたデザイン・ル
ールの下ではＳｉＯ₂系材料層からスパッタアウトされ
るＯ^*が極端に減少するが、本発明ではこのＯ^*を気相
中から補うことができるので、（ｄ）の項で述べたよう
に炭素系ポリマーの過剰な堆積が防止され、この結果、
マイクロローディング効果を抑制してエッチングを高速
化することができる。

【００２３】以上が、本発明の基本的な考え方である。
本発明ではこれに加えて、さらに高速性、高選択性、低
ダメージ性、低汚染性を精密に制御する技術も提案す
る。そのひとつは、エッチング・ガスに一酸化炭素を添
加することである。これは、気相中のＣＯ^*生成量を増
加させることによりＳｉＯ₂中のＯ原子の引き抜き反応
を促進し、エッチングを高速化させることを意図したも
のである。これにより、選択性、低ダメージ性が一層改
善される。

【００２４】いまひとつは、ウェハの表面保護に寄与す
る炭素系ポリマーの一部を、パーティクル汚染源となる
虞れのない他の物質で代替することである。具体的に
は、放電解離条件下で遊離のイオウ（Ｓ）を放出するイ
オウ系化合物をエッチング・ガスに添加する。生成した
Ｓは、昇華温度より低温域に維持されたウェハに吸着
し、レジスト・マスクの表面や下地のシリコン系材料層
の露出面等において表面保護効果を発揮する。これは、
これらの表面においてＳの堆積過程とスパッタ除去過程
とが競合するからである。しかし、ＳはＳｉＯ₂のエッ
チングを大きく減速させることはない。これは、ＳｉＯ
₂の被エッチング面からスパッタアウトされるＯ原子に
より、Ｓが直ちに燃焼除去されるからである。しかもＳ
は、エッチング終了後にレジスト・マスクの除去を目的
とした通常のＯ₂プラズマ・アッシングを行えば、同時
に燃焼除去することができる。あるいは、ウェハをおお
よそ９０℃以上に加熱するだけでも昇華除去することが
できる。いずれにしても、Ｓがパーティクル汚染源とな
る虞れはない。

【００２５】また、かかるＳの堆積を利用すれば、選択
性の確保に必要な炭素系ポリマーの堆積量を相対的に減
少させることができるため、パーティクル汚染を極めて
効果的に抑制することが可能となる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００２７】実施例１本実施例は、本発明をコンタクト・ホール加工に適用
し、ＣＦ₃ＣＯＣＦ₃（ヘキサフルオロアセトン；沸点
−２７．４℃）を用いてＳｉＯ₂層間絶縁膜をエッチン
グした例である。このプロセスを、図１を参照しながら
説明する。本実施例においてサンプルとして使用したウ
ェハは、図１（ａ）に示されるように、予め下層配線と
しての不純物拡散領域２が形成された単結晶Ｓｉ基板１
上にＳｉＯ₂層間絶縁膜３が形成され、さらにこの上に
所定の形状にパターニングされたレジスト・マスク４が
形成されてなるものである。上記レジスト・マスク４に
は、開口径約０．３５μｍの開口部４ａが形成されてい
る。

【００２８】上記ウェハを、マグネトロンＲＩＥ（反応
性イオン・エッチング）装置のウェハ載置電極上にセッ
トした。ここで、上記ウェハ載置電極は冷却配管を内蔵
しており、装置外部に接続されるチラー等の冷却設備か
ら該冷却配管に冷媒を供給して循環させることにより、
エッチング中のウェハ温度を室温以下に制御することが
可能となされている。一例として、下記の条件でＳｉＯ
₂層間絶縁膜３のエッチングを行った。

【００２９】ＣＦ₃ＣＯＣＦ₃流量５０ＳＣＣＭガス圧２．０ＰａＲＦパワー密度２．０Ｗ／ｃｍ²（１
３．５６ＭＨｚ）磁場強度１．５０×１０^-2 Ｔ（＝１５０
Ｇ）ウェハ温度 −３０ ℃（アルコール系
冷媒使用）

【００３０】このエッチング過程では、ＣＦ₃ＣＯＣＦ
₃からＦ^*，ＣＦ_x ⁺，ＣＯ^*，Ｏ ^*等の化学種が生成
する。Ｆ^*はＳｉＯ₂層間絶縁膜３からのＳｉ原子の引
き抜き、ＣＯ^*は同じくＯ原子の引き抜きにそれぞれ関
与し、ＣＦ_x ⁺はこれらのラジカル反応をその入射イオ
ン・エネルギーを与えることによりアシストした。上記
エッチング過程では高選択性が達成されるが、これはカ
ルボニル基やＣ−Ｏ結合を取り込んだ強固な炭素系ポリ
マーが生成し、これによりレジスト・マスク４の表面や
不純物拡散領域２の露出面が保護されること、およびウ
ェハが低温冷却されているためにレジスト・マスク４や
単結晶Ｓｉ基板１のように主としてラジカル反応により
エッチングされる材料層のエッチング速度が相対的に低
下したこと、等の理由によるものである。

【００３１】ただし、上記炭素系ポリマーの生成量はそ
れ程多くはない。これは、ＣＯ^*の寄与により高速エッ
チングに必要な入射イオン・エネルギーが少なくて済む
ため、ＲＦパワー密度が低く設定されレジスト・マスク
４のスパッタリングが抑制されていること、および気相
中から供給されるＯ^*により炭素系ポリマーの一部が燃
焼除去されること、等の理由による。したがって、マイ
クロローディング効果を抑制することができた。さら
に、かかる炭素系ポリマーの低減によりパーティクル・
レベルが従来よりも大幅に改善された他、エッチング・
チャンバのクリーニングに必要なメンテナンスの頻度を
低減することができ、生産性も著しく向上した。

【００３２】なお、本プロセスにおけるＳｉＯ₂層間絶
縁膜３のエッチング速度は約８５０ｎｍ／分、対レジス
ト選択比は約７、対Ｓｉ選択比は約２５と良好であっ
た。また、オーバーエッチング後でもレジスト・マスク
４の後退や浅い接合の破壊等は認められなかった。

【００３３】実施例２本実施例では、同じコンタクト・ホール加工をＣＦ₃Ｃ
ＯＣＦ₃／ＣＯ混合ガスを用いて行った。すなわち、図
１（ａ）に示したウェハをマグネトロンＲＩＥ装置にセ
ットし、一例として下記の条件でＳｉＯ₂層間絶縁膜３
をエッチングした。

【００３４】ＣＦ₃ＣＯＣＦ₃流量３５ＳＣＣＭＣＯ流量３５ＳＣＣＭガス圧２．０ＰａＲＦパワー密度１．５Ｗ／ｃｍ²（１
３．５６ＭＨｚ）磁場強度１．５０×１０^-2 Ｔ（＝１５０
Ｇ）ウェハ温度０ ℃（アルコール系
冷媒使用）

【００３５】本実施例におけるエッチング機構は、ほぼ
実施例１で上述したとおりである。ただし、本実施例で
はＣＯ^*の生成量が増大していることから、ＳｉＯ₂層
間絶縁膜３からのＯ原子の引き抜き反応が促進され、実
施例１よりもＲＦパワー密度を低下させたにもかかわら
ず、ほぼ同等の高速エッチングが進行した。また、この
ようにして入射イオン・エネルギーが低減されることに
より、実施例１ほどウェハを低温冷却していないにもか
かわらず、レジスト・マスク４や単結晶Ｓｉ基板１（正
確には不純物拡散領域２）に対して十分な選択性を確保
することができた。

【００３６】実施例３本実施例では、同じコンタクト・ホール加工をＣＦ₃Ｃ
ＯＣＦ₃／Ｓ₂Ｆ₂混合ガスを用いて行った。すなわ
ち、図１（ａ）に示したウェハをマグネトロンＲＩＥ装
置にセットし、一例として下記の条件でＳｉＯ₂層間絶
縁膜３をエッチングした。

【００３７】ＣＦ₃ＣＯＣＦ₃流量３５ＳＣＣＭＳ₂Ｆ₂流量１５ＳＣＣＭガス圧２．０ＰａＲＦパワー密度１．５Ｗ／ｃｍ²（１
３．５６ＭＨｚ）磁場強度１．５０×１０^-2 Ｔ（＝１５０
Ｇ）ウェハ温度０ ℃（アルコール系
冷媒使用）

【００３８】ここで、上記Ｓ₂Ｆ₂は、本願出願人が先
に特開平４−８４４２７号公報において、ＳｉＯ₂系材
料層のエッチング用に提案した４種類のフッ化イオウの
うちのひとつである。Ｓ₂Ｆ₂から生成する主エッチン
グ種は、ＳＦ_x ⁺とＦ^*である。また上記フッ化イオウ
は、従来からエッチング・ガスとして実用化されている
ＳＦ₆に比べてＳ／Ｆ比（１分子中のＳ原子数とＦ原子
数の比）が大きく、放電解離条件下でプラズマ中に遊離
のＳを放出することができる。

【００３９】上記エッチング過程では、Ｓ₂Ｆ₂から生
成するＦ^*やＳＦ_x ⁺がエッチング種として利用できる
他、同じくＳ₂Ｆ₂から効率良く生成するＳをウェハ上
に堆積させ、表面保護に利用できる点が大きな特色であ
る。つまり、ＣＦ₃ＣＯＣＦ ₃やレジスト・マスク４に
由来する炭素系ポリマーに加えて、Ｓ₂Ｆ₂からもＳを
供給して表面保護効果を増強することができる。これに
より、実施例１に比べて入射イオン・エネルギーが低
く、またウェハ温度が高い条件であるにもかかわらず、
良好な高速・高選択エッチングを行うことができた。

【００４０】なお、ウェハ上に堆積したＳは、エッチン
グ終了後に通常のＯ₂プラズマ・アッシングを行ったと
ころ、レジスト・マスク４や堆積していた炭素系ポリマ
ーと共に燃焼除去され、ウェハ上に何らパーティクル汚
染を残すことはなかった。

【００４１】以上、本発明を３例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、分子内にカルボニル基とフッ
素原子とを有する炭素数２以上のフルオロカーボン系化
合物として、上述の実施例ではＣＦ₃ＣＯＣＦ₃を用い
たが、この構造異性体であるＣＦ₃ＣＦ₂ＣＯＦ（フッ
化ペンタフルオロプロピオニル；沸点−２７℃）を用い
て同じ条件でエッチングを行った場合にも、ほぼ同様の
結果を得ることができた。さらに、ＣＦ₃ＣＯＦ（フッ
化トリフルオロアセチル；沸点−５９℃）、（ＣＦ₃Ｃ
Ｏ）₂Ｏ（無水トリフルオロ酢酸；沸点４０℃）、ＦＯ
Ｃ（ＣＦ₂）₃ＣＯＦ（フッ化ヘキサフルオログルタリ
ル；沸点４６℃）等も同様に用いることができる。この
うち、常温で液体である化合物については、Ｈｅガス・
バブリング等の手段を用いて気化させた後に、エッチン
グ・チャンバ内へ導入すれば良い。

【００４２】放電解離条件下で遊離のＳを放出するイオ
ウ系化合物としては、上述のＳ₂Ｆ ₂の他、ＳＦ₂，Ｓ
Ｆ₄，Ｓ₂Ｆ₁₀等を用いることができる。Ｓを放出でき
る点のみに着目すれば、Ｓ₂Ｃｌ₂，Ｓ₂Ｂｒ₂，Ｈ₂
Ｓ等、他にも該当する化合物は存在するが、特にＳｉＯ
₂系材料層のエッチングを想定した場合には、エッチン
グ種としてＦ^*を生成できる化合物の方が有利である。

【００４３】シリコン化合物層は、上述のＳｉＯ₂層間
絶縁膜の他、ＰＳＧ，ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＡｓＳＧ，Ａ
ｓＰＳＧ，ＡｓＢＳＧ等のＳｉＯ₂シリコン系材料、あ
るいはＳｉＮ_xからなるものであっても良い。エッチン
グ・サンプルとして用いたウェハの構成も上述の構成に
限られるものではなく、たとえばＳｉＯ₂層間絶縁膜の
下地は単結晶Ｓｉ基板以外にも、多結晶シリコン層、ポ
リサイド膜、あるいはＡｌ−１％Ｓｉ層等の金属材料層
等である場合が考えられる。

【００４４】エッチング・ガスには、スパッタリング効
果、希釈効果、冷却効果等を得る目的でＨｅ，Ａｒ等の
希ガスが適宜添加されていても構わない。その他、使用
するエッチング装置、エッチング条件等が適宜変更可能
であることは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明ではシリコン化合物層のエッチング・ガスの構成成分
として分子内にカルボニル基とフッ素原子とを有する炭
素数２以上のフルオロカーボン系化合物を用いることに
より、基本的には単独組成のエッチング・ガスを用い、
１段階プロセスにより高速、高選択、低汚染、低ダメー
ジ・エッチングを実現することができる。さらに、ＣＯ
やイオウ系化合物をエッチング・ガスに添加することに
より、これらの諸要件をさらに高いレベルで満足させる
ことも可能である。

【００４６】本発明は微細なデザイン・ルールにもとづ
いて設計され、高集積度、高性能、高信頼性を要求され
る半導体装置の製造において、歩留りや生産性を大きく
改善することに貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をコンタクト・ホール加工に適用したプ
ロセス例をその工程順にしたがって示す概略断面図であ
り、（ａ）はＳｉＯ₂層間絶縁膜上にレジスト・マスク
が形成された状態、（ｂ）はコンタクト・ホールが形成
された状態をそれぞれ表す。

【符号の説明】

１・・・単結晶Ｓｉ基板２・・・不純物拡散領域３・・・ＳｉＯ₂層間絶縁膜４・・・レジスト・マスク４ａ・・・開口部５・・・コンタクト・ホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子内にカルボニル基とフッ素原子とを
有する炭素数２以上のフルオロカーボン系化合物を含む
エッチング・ガスを用いてシリコン化合物層をエッチン
グすることを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】前記エッチング・ガスが一酸化炭素を含
むことを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方
法。
【請求項３】前記エッチング・ガスが放電解離条件下
で遊離のイオウを放出するイオウ系化合物を含むことを
特徴とする請求項１または請求項２に記載のドライエッ
チング方法。