JPS5928341A - Dry etching method - Google Patents
Dry etching methodInfo
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- JPS5928341A JPS5928341A JP57138039A JP13803982A JPS5928341A JP S5928341 A JPS5928341 A JP S5928341A JP 57138039 A JP57138039 A JP 57138039A JP 13803982 A JP13803982 A JP 13803982A JP S5928341 A JPS5928341 A JP S5928341A
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- JP
- Japan
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- etching
- gas
- etched
- chamber
- polysilicon
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、反応性イメンエソヂング方法(・ζ関する。
〔従来技術とその問題点〕
近年、半導体集積回路の高密度化、高性能化が進むにつ
れて微細加工を高い精度で行うことが強く要望されてい
る。而して、微卸1加工の基本技術でを)るエツチング
処理に従来ウェットエツチングが採用され−Cいるが、
ウェットエツチングにより被エツチング休′にエツチン
グ処理を施すと、所謂アンダーカットが発生し易いだめ
、形状精度の高イハターンを形成できない問題がある。
このため、力10ニ鞘度が優れ、月つ下地材料との選択
性を有した反応性イメンエングーング(rL I E
)が、エツチング処理技術の主流を占めつつある。との
反応性イメンエッチングでPO6y −Siをエツチン
グする際、CF、1.3r 、 CF、 、 CC(1
4等のハロゲン化炭素ガスを使用する。
第1図に示す様なPogy −S i 3をllIF5
する場合ンよ1’、 fili ’・11グン化炭素や
(°ら等の単体ハロゲンガスを適当に絹合せることで、
アンダーカットが餌〔いIt・方性エツチングが達成で
きCいる。ここで1は酸化膜72は半梼、体基板、4V
」、レジストである。
然しなから、水子の高密度化に伴い段差が急峻となシ且
つ3次元的な多層構造となυ、側壁段差部OJ P+)
6−8+ 3 + 31 + 32除法(第2図)や二
層構造り七ル部を加工(第3図)する場合オーバエツチ
ングが必要とされる。
メーバエッチング時に加工精度が強く要求されることか
ら、当然アンダーカットが無いことが必須である。
アンダーカットの発生を抑市するためイオン性の反応を
強くすると、下地相別とのエツチング速度の選択比が低
下してしまう欠点がある。
°アンダーカットが無く、且つ他の被エツチング材料と
の高いエツチング選択比を得られるIt、[7,技術は
り一5在のところ充分に満足されていない。
〔発明の目的〕
本発明は、上i’IC欠点を解決した反応性イメンエ即
ち、Pa(Jy−8+を几IEでエツチングする1鳥1
メーバエツチングしても、アンダーカットが1r1cい
、)17%方性エツチング方法を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
被エツチ・フグ4J別を設置したエツチング装置内にハ
ロゲンガスとメゾンとからなる混合ガスを供給し、前記
反応性ガスによって形成された雰囲気中にプラズマを発
生させ、該プラズマ中で前記被エツチング材料をエツチ
ングすることを特徴とする。
アンダーカットを無くすためにイオン性を強くすれはメ
ーバエッチングしてもアンダーカットは軽1λにされる
が、反対にアンダーカットの原因となる活性ラジカルが
多数存在するイオン性の弱い領域においても、エツチン
グガスを適当に選定することでアンダーカットが少い場
合がある。
とれは第4図に示す様にエツチング中、エツチング生成
物や、エツチングカスがポリマー化してエツチング側壁
に伺着し、その旬着物がアンダーカットを1M、l止し
て、異方性エツチング中ングしていると推定される。
本発明者らは十81シ事実を踏まえ、エツチング中にn
mした側壁部の被エツチング利料を上記した再付着物で
被覆すると同時に積極的に08(オゾン)を導入して酸
化反応を進行させ、活性ラジカルによる側壁部のエツチ
ング反応を阻止することを見い出した。
〔発明の効果〕
0、(オゾン)をハロゲン系ガスに添加することで20
0%以上オーバエツチングしてもアンダーカットの無い
異方性エツチングが容易に達成可能であることが明らか
となった。
〔発明の実施例〕
波エツチング拐としては第1図のエツチング形状物、明
図によるようにシリコン基板2を熱酸化し7’?−fI
fA (sio、 ) 1 、にに CV 1)
(Chemica6 Vaporde凹5itio
n )法によυ堆積したリンCP)をドープしたポリシ
リコン3を用い、マスク材としての、レジスト4を用い
た。
次に、本発明者らが使用した装置を第4図に示す。チー
)rンパー:31内には相対向する平行平板電4執32
、33が股りられでいる。上部?a、(執32は接J
llxされ、下部′nv極33には整台器34を介して
13、56 M Ilzの高周波電源35が接続されて
いZ)っまた下部電極33には冷却水Wが流される。下
部電極上には[極月36と、その上に被エツチング材3
7が載置されている。反応性ガスである)・ロゲンガス
(X、)は図示していない流量調整器により所定の流用
に調節されガス導入D 38aからチャンバー31内に
導入される。又添加ガスであるオゾン(Os )lr、
jオゾナイザ−40によシ発生させハロゲンガス同様流
通fil+J節(図示していない)されガス導入口38
bからチャンバー31内に導入される。
チャンバー31内の余剰カスと反応生成物は排気孔39
を通じて、図示していない排気系により排気される。、
仁の反応性イオンエツチング装置に高周波電力を印加し
てチャンバー内に生起させたグロー放電中で、前記被エ
ツチング材37はエツチングされる。
さ−CI”+fl rii:しだ様に9F 7図に示す
段差部構j1°fをイ1したポリシリコンをエツチング
残る場合(第2図;I)、l/シスト4]・のポリシリ
コン3のエツチングを完了しCも、段差部のポリシリコ
ン31社残っている。このエツチング残りII: ′+
lj、気的に7ヨートし除去rる必要があるととt」、
いう才でもない。
従″)で段差部の高さに相当するポリシリコン膜;31
を工ツJ°ングするまでオーバエツチングする必要があ
り、卯、2図Cに見られる様に、オーバエツチング/グ
すると、ポリシリコン:32に°ノ゛ンダ〜カッ1が生
じるととがある。同様に第3図に示すように二層構造の
セル部のポリシリコン:1をエソグーングする場合、二
層目のポリシリコン:33が実質的((オーバエツチン
グされることになり、アンダーカットを生じることがる
る。
さ−C1反応性ガスと[2てCe、単体を用い、オシ゛
ン(011)を添加した場合のエツチング7F:r性に
ついて以下に述べる。
第5図はCd、を40cc/+ninを導入し、電極単
位面In当りの高周波電力’t 0.28 W/Crn
2印力貼 ガス圧を0.11.’o r +にし、オゾ
ン(o、 ) Inに対すリンドープポリシリコン(第
5図a)及びslo、(第5図1))のエツチング速度
の変化を示[Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a reactive electrolyte method (・ζ). [Prior art and its problems] In recent years, as the density and performance of semiconductor integrated circuits have increased, microfabrication has become more and more accurate. There is a strong demand for wet etching to be carried out in the past.
When wet etching is applied to the etched area, so-called undercuts are likely to occur, so there is a problem in that it is not possible to form a pattern with high shape accuracy. For this reason, it has an excellent strength of 10% and is highly reactive with the underlying material.
) is becoming the mainstream of etching processing technology. When etching PO6y-Si by reactive etching with CF, 1.3r, CF, , CC(1
Use a halogenated carbon gas such as No. 4. llIF5 Pogy-S i 3 as shown in Figure 1
In this case, by appropriately combining elemental halogen gases such as 1', 1', 11', and 11 gunified carbon,
It is possible to achieve undercut and directional etching. Here, 1 is an oxide film 72 is a half-layer, a body substrate, 4V
”, is a resist. However, as the density of water increases, the steps become steeper and a three-dimensional multilayer structure υ, side wall step part OJ P+)
Overetching is required when processing the 6-8 + 3 + 31 + 32 division method (Figure 2) or when processing a two-layer structure (Figure 3). Since machining accuracy is strongly required during Moeba etching, it is naturally essential that there be no undercuts. If the ionic reaction is strengthened in order to suppress the occurrence of undercuts, there is a drawback that the etching rate selectivity with respect to the underlying phase decreases. It is possible to obtain a high etching selectivity with respect to other materials to be etched without undercutting [7]. [Objective of the Invention] The present invention solves the above i'IC drawbacks by etching a reactive imager, that is, Pa(Jy-8+) by IE.
An object of the present invention is to provide a 17% directional etching method in which undercuts are 1r1c even when etching is performed. [Summary of the Invention] A mixed gas consisting of halogen gas and mason is supplied into an etching apparatus equipped with a blowfish 4J to be etched, plasma is generated in the atmosphere formed by the reactive gas, and plasma is generated in the plasma. The method is characterized in that the material to be etched is etched. In order to eliminate undercuts, even if the ionicity is strongly used, the undercut will be reduced to 1λ even if etching is performed, but on the other hand, even in regions with weak ionicity where there are many active radicals that cause undercuts, etching can be performed. Undercut may be reduced by selecting the gas appropriately. As shown in Fig. 4, during etching, etching products and etching residues become polymers and adhere to the etching side wall, and the undercut is stopped by 1M, and during anisotropic etching. It is presumed that The inventors of the present invention took into account the fact that n.
It was discovered that the etching target material on the etched side wall portion is coated with the above-mentioned redeposited material, and at the same time, 08 (ozone) is actively introduced to advance the oxidation reaction, thereby inhibiting the etching reaction on the side wall portion caused by active radicals. Ta. [Effect of the invention] By adding 0, (ozone) to halogen gas, 20
It has become clear that anisotropic etching without undercut can be easily achieved even with overetching of 0% or more. [Embodiments of the Invention] As for wave etching, a silicon substrate 2 is thermally oxidized as shown in the etched shape shown in FIG. -fI
fA (sio, ) 1, CV 1)
(Chemica6 Vaporde concave 5itio
Polysilicon 3 doped with phosphorus CP) deposited by the method n) was used, and a resist 4 was used as a mask material. Next, the apparatus used by the present inventors is shown in FIG. Q) r pump: 31 has 4 parallel plate electrodes facing each other 32
, 33 are crossed. Upper part? a, (32 is the contact J)
A high frequency power source 35 of 13,56 M Ilz is connected to the lower 'nv pole 33 via a stage adjuster 34, and cooling water W is flowed into the lower electrode 33. On the lower electrode is a polar moon 36 and a material to be etched 3 on top of it.
7 is placed. The reactive gas (X, ) is regulated to a predetermined flow rate by a flow rate regulator (not shown), and is introduced into the chamber 31 from the gas introduction D 38a. Also, ozone (Os)lr, which is an additive gas,
The gas inlet 38 is generated by the ozonizer 40 and distributed like halogen gas.
It is introduced into the chamber 31 from b. Excess dregs and reaction products in the chamber 31 are removed from the exhaust hole 39.
The air is exhausted through an exhaust system (not shown). ,
The material to be etched 37 is etched in a glow discharge generated in the chamber by applying high frequency power to the reactive ion etching device. Sa-CI''+fl rii: 9F as shown in Figure 7 When etching the polysilicon with the step structure j1°f shown in Figure 7 remaining (Figure 2; I), polysilicon 3 of l/sist 4] Etching has been completed, and 31 layers of polysilicon remain on the stepped portion of C.This etching remains II: '+
lj, it is necessary to remove 7 yote and remove it.''
I'm not even talented. Polysilicon film corresponding to the height of the stepped portion; 31
It is necessary to overetch until the polysilicon 32 is etched, and as shown in Figure 2 C, overetching can cause cracks in the polysilicon 32. . Similarly, as shown in Figure 3, when etching polysilicon 1 in the cell part of a two-layer structure, the second layer polysilicon 33 is substantially overetched, causing an undercut. The etching properties of 7F:r when using C1 reactive gas and [2C] alone and adding oxidation (011) are described below. high frequency power per electrode unit surface In 't 0.28 W/Crn
Apply 2 stamps and set the gas pressure to 0.11. The change in etching rate of phosphorous-doped polysilicon (Fig. 5a) and slo (Fig. 51)) with respect to ozone (o, ) In is shown.
【7たものである。
メゾンを添加すると、4 cc/lllIn i度′ま
ではポリシリコンのエツチング速度は変化が無いが、そ
の後オゾンMの増加に伴い低下していく。
一方sio、のエツチング速度は極めてわずかでるるが
、オゾン用に対し減少していく。
メゾン世の増加に伴うポリシリコンエッグ゛ング速度の
低下は、ポリシリコンの酸化反応が次第に支配的となる
と思われる。
第6図はリンドーグポリシリコンの膜厚がl/Amの被
エツチング材料のレジスト下の片側のアンダーカット鼠
をメーバエッチング、引の変化に対し7て図示しだもの
である。エツチング条件は第5図に示したものと同様で
ある。
第6図aはCet単体の場合で、オーパエッグーととも
にアンダーカントが生じ、100%オーバエッチでは5
000Xのアンダーカットが生じ第2図C1第3図に示
した形状を呈し、実用上使用不可となる。それに対し、
0、を2 cc/min添加すると第6図すに】」tす
様に100%オーバエッチしてもアンダーカットが生じ
ない。しかし、更にd−バエッグーングするとアンダー
カットが生じ200%オーバエツチングすると、700
0人のアンダーカットが発生する。第2図3.第3図に
示す形状をエツチングするには満足しているが、三層構
造では2()0%以上のオーバエツチングが必要とされ
るため、未だ不充分である。しかし、0.を4 cc/
1nin導入するど第6図Cに示す様に25()チメー
パエッチングしてもアンダーカットは観察されない。
以上、0.を導入することでアンダーカットを阻止する
ことを明らかにした。世し、過剰にO8を導入すると、
5int上にポリシリコンの残渣が生じやすくなり好ま
しくない。
〔発明の他の実施例〕
上記実施例はポリシリコンを例にとったがM。。
W等の高融点金属及びそれらのシリザイド化合物でも全
く同柳な効果が認められた。[It's 7 things. When ozone M is added, the etching rate of polysilicon does not change up to 4 cc/lllIn i degree', but thereafter it decreases as ozone M increases. On the other hand, the etching rate for sio is extremely small, but it decreases compared to that for ozone. It is thought that the decrease in polysilicon egging rate as the aging of the polysilicon increases as the oxidation reaction of polysilicon gradually becomes more dominant. FIG. 6 is a graph showing the changes in the etching rate of undercuts on one side under the resist of a material to be etched with a film thickness of 1/Am of Lindor polysilicon. The etching conditions are similar to those shown in FIG. Figure 6a shows the case of Cet alone, undercant occurs with overegg, and with 100% overetch, 5
An undercut of 000X occurs, resulting in the shape shown in FIG. 2 C1 and FIG. 3, making it practically unusable. For it,
When 0.0 is added at 2 cc/min, as shown in Figure 6, no undercut occurs even when overetched by 100%. However, further d-bae googling will result in undercuts, and overetching by 200% will result in 700% overetching.
0 undercuts occur. Figure 2 3. Although it is satisfactory for etching the shape shown in FIG. 3, the three-layer structure requires overetching of 2()0% or more, which is still insufficient. However, 0. 4 cc/
When 1 nin is introduced, no undercut is observed even when etching is performed using a 25() chip as shown in FIG. 6C. Above, 0. It was revealed that by introducing this, undercuts can be prevented. If you introduce too much O8,
This is not preferable since polysilicon residue is likely to be formed on the 5-inch. [Other Embodiments of the Invention] The above embodiments took polysilicon as an example. . Exactly the same effect was observed with high melting point metals such as W and their silicide compounds.
第1図はレジストをマスクにして、ポリシリコンfジャ
ストコーツチングし、アンダーカッI−の無い、場合の
形状を示す断面図、第2図は段差部]が迎を有1.た場
合のポリシリコンエツヂングの従来形状を示す断面図、
第3図は二層セル構造の従来のポリシリコン形状を示す
断面図、第4図は本発明の実施例に使用した装置の断面
図、第5図は本発明の<:(1,−1−03混合ガスに
よる03並びにエツチング速度の関係を示す特性図、第
6図は本発明の0.添加によるアンダーカッt[Iとオ
ーバエツチングの関係を示す特性図である。
1・・・酸化物 3・・・ポリシリコン32
.33・・平行平板fil :45・・・高周波
電源37・・・被エツチング材料
40・・・メゾナイザー
(7317)代狸人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1
名)第1図
第2図
L cL> Lム〕第2
図
(C)
第8図
第4図
第5図
ρ / Z ′3<2 5.< 7 、P
9 11rオゾン1(007分)FIG. 1 is a cross-sectional view showing the shape of polysilicon f-just coating using a resist as a mask without an undercut, and FIG. A cross-sectional view showing the conventional shape of polysilicon etching when
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional polysilicon shape with a two-layer cell structure, FIG. 4 is a cross-sectional view of a device used in an embodiment of the present invention, and FIG. Figure 6 is a characteristic diagram showing the relationship between 03 and etching speed using a -03 mixed gas, and Figure 6 is a characteristic diagram showing the relationship between undercut t[I and overetching due to the addition of 0.0% of the present invention.1...Oxide 3...Polysilicon 32
.. 33... Parallel flat plate fil: 45... High frequency power supply 37... Etched material 40... Mesonizer (7317) Representative Tanukito patent attorney Noriyuki Chika (and 1 others)
Name) Figure 1 Figure 2 L cL> Lm] 2nd
Figure (C) Figure 8 Figure 4 Figure 5 ρ/Z'3<2 5. <7, P
9 11r ozone 1 (007 minutes)
Claims (3)
合ガスを用い、ハロゲンと反応する被エツチング月利を
、他の材料に対して選択的且つアンダーカットの無いエ
ツチングをすることを特徴とするドライエツチング方法
。(1) Dry etching, which uses a mixed gas consisting of at least halogen gas and ozone gas to selectively and without undercut etching the material to be etched, which reacts with halogen, with respect to other materials. Method.
、高周波電力の印加によりグロー放電を生起し、上記’
rrt極上に載置せる被エツチング拐をエツチングする
反応性イオンエツチング装商に、混合ガスを導入してエ
ツチングすることを特徴とする特許RII求の範囲第1
、<rt記11i1.のドライエツチング方法。(2) Has opposite electrodes that can apply high frequency power I7
, a glow discharge is generated by applying high-frequency power, and the above '
Scope No. 1 of Patent RII, which is characterized in that a mixed gas is introduced into a reactive ion etching device for etching a substrate to be etched placed on top of the RRT.
, <rt 11i1. dry etching method.
金!6及びこれらシリーリ°イド化合物であることを特
徴とする特M’l’ N青求の範囲第1項記載のドライ
エツチング方法。(3) The first material to be etched is polysilicon and high melting point gold! 6 and these silylide compounds.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138039A JPS5928341A (en) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138039A JPS5928341A (en) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | Dry etching method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928341A true JPS5928341A (en) | 1984-02-15 |
Family
ID=15212593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57138039A Pending JPS5928341A (en) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | Dry etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928341A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303085A (en) * | 1987-06-01 | 1988-12-09 | Tokuda Seisakusho Ltd | Dry etching method |
| JPH01200630A (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Toshiba Corp | Dry etching |
| JPH0294520A (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Toshiba Corp | Dry etching method |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP57138039A patent/JPS5928341A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303085A (en) * | 1987-06-01 | 1988-12-09 | Tokuda Seisakusho Ltd | Dry etching method |
| JPH01200630A (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Toshiba Corp | Dry etching |
| JPH0294520A (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Toshiba Corp | Dry etching method |
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