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JPH0360121A - Dry etching - Google Patents

Dry etching

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Publication number
JPH0360121A
JPH0360121A JP19559689A JP19559689A JPH0360121A JP H0360121 A JPH0360121 A JP H0360121A JP 19559689 A JP19559689 A JP 19559689A JP 19559689 A JP19559689 A JP 19559689A JP H0360121 A JPH0360121 A JP H0360121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
chamber
gas
carbon
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19559689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kadomura
新吾 門村
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP19559689A priority Critical patent/JPH0360121A/en
Publication of JPH0360121A publication Critical patent/JPH0360121A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform a dry etching low in particle level on an SiO2 film without using fluorocarbon by gas a method wherein after a first etching is performed in a first chamber, a second etching is perform with the mixed gas of fluorine gas not containing carbon and oxygen gas in a state that a material containing carbon as its constituent element is arranged on the periphery of a silicon substrate. CONSTITUTION:A silicon substrate 10 is installed on a disc electrode 25b in a first chamber 20 and a reactive ion etching which is a first etching is performed using nitrogen trifluoride as etching gas. Then, the substrate 10 is transferred on a disc electrode 26b in a second chamber 21 in a vacuum state through a coupling cylinder 22, is supported by clamps 28 made of polyarylate and a second etching is performed to remove 10% of the remnant of an SiO2 film 11. In this second etching, a mixed gas of sulfur hexafluoride and hydrogen is used as the etching gas. In the first etching process in the chamber 20 above mentioned, particles are never adhered in the interior of the chamber and the like because carbon is not contained in the etching gas and in the chamber 20.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ドライエツチング方法に関し、更に詳しくは
、フロンガスを用いずに二酸化ケイ素(SiO,)の異
方性エツチングを可能にするドライエツチング方法に係
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a dry etching method, and more specifically, a dry etching method that enables anisotropic etching of silicon dioxide (SiO,) without using fluorocarbon gas. This is related to.

[発明の概要] 本発明は、シリコン基板上に形成されたSin。[Summary of the invention] The present invention relates to a silicon substrate formed on a silicon substrate.

膜のドライエツチング方法において、 炭素を構成要素とする材料を内部に含まない第1のチャ
ンバ内で、炭素を含まないフッ素系ガスにより第1のエ
ツチングを施す工程と、炭素を構成要素とする材料を前
記シリコン基板周辺に配設した第2のチャンバ内で、炭
素を含まぬフッ素系ガスと水素(H7)の混合ガスによ
り第2のエツチングを施す工程と、を順次行なうことに
より、炭素系の堆積を抑制した、シリコン基板上の5i
O1膜の選択エツチングが可能となり、しかもパーティ
クルレベルを低く抑えるクリーンなプロセスを実現可能
としたものである。
A method for dry etching a film includes a step of performing first etching with a fluorine-based gas that does not contain carbon in a first chamber that does not contain a material that contains carbon as a constituent; A step of performing a second etching with a mixed gas of carbon-free fluorine-based gas and hydrogen (H7) in a second chamber disposed around the silicon substrate is performed sequentially. 5i on silicon substrate with suppressed deposition
This makes it possible to perform selective etching of the O1 film, and also to realize a clean process that keeps the particle level low.

[従来の技術] シリコン基板上に形成された二酸化ケイ素の選択ドライ
エツチング技術は、64KDRAM程度から大規模集積
回路の生産工程にも使われている−殻内なエツチングプ
ロセスである。斯るエツチングに用いられるエツチング
ガスは、CHF5.CF’4+Ht、C,F@+CHF
’、等フッ素(F)/炭素(C)比の小さいフロン系ガ
スを主に用いている。
[Prior Art] The selective dry etching technique of silicon dioxide formed on a silicon substrate is an in-shell etching process that is also used in the production process of large-scale integrated circuits from about 64K DRAM. The etching gas used for such etching is CHF5. CF'4+Ht, C,F@+CHF
', a fluorocarbon gas with a low fluorine (F)/carbon (C) ratio is mainly used.

これは、これらのガス系が効果的にSiO,のエッチャ
ントであるCPx”を生成することと、プラズマ中で相
対的にカーボンリッチな状態を作り出すことで、Sin
、の影響で堆積を生ずることなく第3図に示すようにエ
ツチングが進行し、Stは炭素系の堆積が起ってエツチ
ングが止まるという都合の良い反応を起し、シリコン基
板上の選択エツチングを可能としている。
This is because these gas systems effectively generate CPx, which is an etchant for SiO, and create a relatively carbon-rich state in the plasma.
, the etching progresses as shown in Figure 3 without causing any deposition, and St causes a convenient reaction in which carbon-based deposition occurs and etching stops, resulting in selective etching on the silicon substrate. It is possible.

なお、同図中lはシリコン基板、2は5ift膜、3は
レジストを示している。
In the same figure, 1 indicates a silicon substrate, 2 indicates a 5ift film, and 3 indicates a resist.

また、この種の他の技術としては、特開昭621546
27号公報記載の発明が知られており、エツチングガス
として、フロン系ガスである四フッ化炭素と三フッ化メ
タンに酸素(0,)を混ぜたものが用いられている。
In addition, as another technique of this kind, Japanese Patent Application Laid-Open No. 621546
The invention described in Japanese Patent No. 27 is known, in which a mixture of carbon tetrafluoride, which is a fluorocarbon gas, methane trifluoride, and oxygen (0,) is used as an etching gas.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、近年、地球の環境問題等からフロンガス
の撤廃が要望されるようになり、S i O。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in recent years, there has been a demand for the elimination of CFCs due to global environmental issues, etc.

のエツチングに主に用いてきたフロンガスの使用が困難
になりつつあり、将来的には全く使用不可能となる可能
性も出ている。
It is becoming difficult to use fluorocarbon gas, which has been mainly used for etching, and there is a possibility that it may become completely unusable in the future.

また、特開昭62−154627号公報記載の技術にあ
っては、エツチングガスに酸素(0,)を含むため、シ
リコン基板をエツチングしてしまう恐れがあり、選択比
がとれない問題点があった。
Furthermore, in the technique described in JP-A-62-154627, since the etching gas contains oxygen (0. Ta.

本発明は、このような問題点に着目して創案されたもの
であって、フロンガスを用いずにSin。
The present invention was devised by focusing on such problems, and it is possible to produce a sinusoidal material without using fluorocarbon gas.

膜を選択異方性加圧できる、パーティクルレベルの低い
ドライエツチング方法を得んとするものである。
The purpose of the present invention is to provide a dry etching method with a low particle level that enables selective anisotropic pressurization of a film.

[課題を解決するための手段] そこで、本発明は、シリコン基板上に形成された5iO
z膜のドライエツチング方法において、炭素を構成要素
とする材料を内部に含まない第1ノチヤンハ内で、炭素
を含まないフ・ノ素系ガスにより第1のエツチングを施
す王程と、炭素を構成要素とする材料を前記シリコン基
板周辺に配設した第2のチャンバ内で、炭素を含まぬフ
ッ素系ガスと水素(H7)の混合ガスにより第2のエツ
チングを施す王程と、を順次行なうことを、その解決手
段としている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides 5iO formed on a silicon substrate.
In the method of dry etching a Z film, a first etching process is performed using a carbon-based gas that does not contain carbon in a first notch that does not contain a material that contains carbon as a constituent element; Sequentially performing a second etching process using a mixed gas of carbon-free fluorine-based gas and hydrogen (H7) in a second chamber in which the element material is arranged around the silicon substrate. is the solution to this problem.

[作用] 第1のチャンバは、その内部に炭素を構成要素とする材
料を含まず、また、第1のエツチングのエツチングガス
も炭素を含まないため、チャンバ内は炭素系の堆積物(
パーティクル等)が発生することがない。
[Operation] Since the first chamber does not contain a material containing carbon as a constituent element, and the etching gas for the first etching does not contain carbon, carbon-based deposits (
particles, etc.) are not generated.

また、第1のチャンバにおいて第1のエツチングが施さ
れた後、被エツチング物である5iOt膜が所定深さエ
ツチングされているシリコン基板を第2のチャンバ内へ
移し、シリコン基板周辺に炭素を構成要素とする材料を
配設した状態で、炭素を含まぬフッ素系ガスと水素(H
2)の混合ガスで第2のエツチングを施すことにより、
炭素を構成要素とする材料から放出される炭素とガス中
の水素(H2)等の作用でSjO,膜が選択的にエツチ
ングされる。この第2のエツチング時間が短かければ、
第2のチャンバ内への炭素系の堆積物は更に少なくなる
After the first etching is performed in the first chamber, the silicon substrate on which the 5iOt film has been etched to a predetermined depth is transferred to the second chamber, and carbon is formed around the silicon substrate. With the element materials arranged, carbon-free fluorine gas and hydrogen (H
By performing the second etching with the mixed gas of 2),
The SjO film is selectively etched by the action of carbon released from the material containing carbon and hydrogen (H2) in the gas. If this second etching time is short,
There will be even less carbon-based deposits in the second chamber.

[実施例] 以下、本発明に係るドライエツチング方法の詳細を図面
に示す実施例に基づいて説明する。
[Example] Hereinafter, details of the dry etching method according to the present invention will be explained based on an example shown in the drawings.

第1図A〜第1図りは、本発明の実施例の王程を示す断
面図であり、第2図は本実施例に用いたエツチング装置
を示している。
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views showing the etching process of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an etching apparatus used in this embodiment.

本実施例は、第2図に示すようなエツチング装置を用い
て、2段階のエツチングを施すようにしたものである。
In this embodiment, an etching apparatus as shown in FIG. 2 is used to perform two-step etching.

このエツチング装置は、第1チヤンバ20と第2チヤン
バ21とを連結筒22で連通可能に接続させ、連結筒2
2と第1.第2チヤンバ20゜21との間にゲートバル
ブ23.24を夫々介在させて、大略構成されている。
This etching device connects a first chamber 20 and a second chamber 21 so that they can communicate with each other through a connecting tube 22.
2 and 1st. Gate valves 23 and 24 are interposed between the second chambers 20 and 21, respectively.

また、第1チャンバ20.第2チヤンバ21の夫々内部
には、相対向する一対の円板電極25a。
In addition, the first chamber 20. Inside each of the second chambers 21, there is a pair of disc electrodes 25a facing each other.

25b、26a、26bが配設されている。なお、第2
図中、aは5i01膜11が形成されたシリコン基板l
Oを表わしたものであり、説明上、両チャンバ20.2
1内の一方の円板電極(サセプタ)25b、26hにク
ランプ27.28で支持されている。なお、クランプ2
7は、セラミックスで形成されており、クランプ28は
炭素を構成元素とするボリアリレートで形成されている
25b, 26a, and 26b are provided. In addition, the second
In the figure, a is a silicon substrate l on which a 5i01 film 11 is formed.
For the sake of explanation, both chambers 20.2
It is supported by clamps 27 and 28 on one of the disk electrodes (susceptors) 25b and 26h in 1. In addition, clamp 2
7 is made of ceramics, and the clamp 28 is made of polyarylate containing carbon as a constituent element.

本実施例は、第1図Aに示すように、シリコン基板10
上に形成されたS i Ox膜11を異方性ドライエツ
チングするものである。先ず、第1図Hに示すように、
Sin、膜11上にレジストI2を塗布し、パターング
を行なう。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a silicon substrate 10
The SiOx film 11 formed thereon is anisotropically dry etched. First, as shown in Figure 1H,
A resist I2 is applied onto the Sin film 11 and patterned.

次に、第1チヤンバ20内の円板電極25h上にシリコ
ン基板10を設置し、上記したようにセラミックス製の
クランプ27で支持する。そして、エツチングガスとし
てヨフッ化窒素(N P 3)を用いて第1のエツチン
グである反応性イオンエツチング(RT F)を行なう
。この場合、Sin。
Next, the silicon substrate 10 is placed on the disk electrode 25h in the first chamber 20, and supported by the ceramic clamp 27 as described above. Then, a first etching process, reactive ion etching (RTF), is performed using nitrogen fluoride (N P 3 ) as an etching gas. In this case, Sin.

膜11のエツチング深さの90%程度をエツチングする
(第1図C)。
Approximately 90% of the etching depth of the film 11 is etched (FIG. 1C).

なお、エツチング深さをモニターするには、例えば第1
チヤンバ20内にレーザによる干渉膜厚モニター等を設
けることにより可能である。
Note that to monitor the etching depth, for example, the first
This is possible by providing a laser interference film thickness monitor or the like in the chamber 20.

次に、シリコン基板10を連結筒22を介して第2チヤ
ンバ21の円板電極26b上に真空状態で搬送し、上記
したようにボリアリレート製のクランプ28で支持し、
第2のエツチングを行ない、Sin、膜11の残りの1
0%を除去する。(第1図D)。この第2のエツチング
は、工・lチングガスとして六フッ化イオウ(SF’@
)と水素(H7)の混合ガスを用いる。。
Next, the silicon substrate 10 is transferred in a vacuum state onto the disk electrode 26b of the second chamber 21 via the connecting tube 22, and is supported with the clamp 28 made of polyarylate as described above.
A second etching is performed, and the remaining 1 of the film 11 is
Remove 0%. (Figure 1D). This second etching is performed using sulfur hexafluoride (SF'@) as the etching gas.
) and hydrogen (H7). .

上記した第1チヤンバ20での第1のエツチング王程で
は、エツチングガス中及び第1チヤンバ20内に炭素を
含まないため、チャンバ内等にパーティクルが付着する
ことがない。また、第2チヤンバ20での第2のエツチ
ング王程では、エツチングガスにフロン系ガスを用いず
、しかもエツチング時間が短いため、パーティクルの発
生を極めて低く抑えることができる。
In the first etching process in the first chamber 20 described above, since carbon is not contained in the etching gas and in the first chamber 20, particles do not adhere to the inside of the chamber or the like. Further, in the second etching process in the second chamber 20, no fluorocarbon gas is used as the etching gas, and the etching time is short, so that the generation of particles can be suppressed to an extremely low level.

以上、実施例について説明したが、本発明はこの他に各
種の設計変更が可能であり、例えば上記実施例にあって
は、第2チヤンバ2I内のクランプ28をボリアリレー
ト製としたが、ポリカーボネート等の炭素を構成要素と
する他の材料を用いてもよい。
Although the embodiments have been described above, the present invention allows for various other design changes. For example, in the above embodiment, the clamp 28 in the second chamber 2I was made of polyarylate, but polycarbonate Other materials containing carbon as a constituent may also be used.

また、上記実施例にあっては、第1チヤンバ20でSi
n、膜11の深さ90%をエツチングしたが、80%〜
90%程度の深さ範囲を適用することができる。
Further, in the above embodiment, the first chamber 20 is made of Si.
n, 90% of the depth of the film 11 was etched, but 80% ~
A depth range of about 90% can be applied.

さらに、第2のエツチング王程において、エツチングガ
スとしてSF、とHlの混合ガスを用いたが、この他王
フッ化窒素(NFs)と水素(H2)の混合ガス、王フ
ッ化塩素(CffF a)と水素(H2)との混合ガス
等を用いることも勿論可能である。
Furthermore, in the second etching process, a mixed gas of SF and Hl was used as the etching gas, but in addition, a mixed gas of nitrogen fluoride (NFs) and hydrogen (H2), and a chlorine fluoride (CffFa) were used. ) and hydrogen (H2) can of course be used.

さらにまた、本発明は、実施例に用いたエツチング装置
以外の他の構造のエツチング装置を用いることも勿論可
能である。
Furthermore, in the present invention, it is of course possible to use an etching apparatus having a structure other than the etching apparatus used in the embodiment.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明に係るドライエ
ツチング方法によれば、シリコン基板上の5iOz膜を
、炭素系の堆積物を極力抑制しながら選択エツチングで
きる効果がある。このため、パーティクルレベルが低く
、シかもフロンガスを用いない異方性エツチングが可能
となる効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the dry etching method according to the present invention has the effect of selectively etching a 5iOz film on a silicon substrate while suppressing carbon-based deposits as much as possible. Therefore, the particle level is low and anisotropic etching can be performed without using fluorocarbon gas.

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

第1図A〜第1図りは本発明に係るドライエツチング方
法の実施例の王程を示す断面図、第2図は実施例に用い
るエツチング装置の概略図、第3図は従来例の断面図で
ある。 10・・・シリコン基板、11・・・Sin、膜、I2
・・・レジスト、20・・・第1チヤンバ、21・・・
第2チヤンバ、27・・・クランプ(セラミックス)、
28・・・クランプ(ボリアリレート)。 NF3 C日F3 I) ↓ イ足釆 イfIJ  の 虚グY db 図第3図
1A to 1A are cross-sectional views showing the steps of an embodiment of the dry etching method according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an etching apparatus used in the embodiment, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional example. It is. 10...Silicon substrate, 11...Sin, film, I2
...Resist, 20...First chamber, 21...
Second chamber, 27...clamp (ceramics),
28...Clamp (borea arylate). NF3 C day F3 I) ↓ If IJ's Kōgu Y db Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコン基板上に形成されたSiO_2膜のドラ
イエッチング方法において、 炭素を構成要素とする材料を内部に含まない第1のチャ
ンバ内で、炭素を含まないフッ素系ガスにより第1のエ
ッチングを施す工程と、 炭素を構成要素とする材料を前記シリコン基板周辺に配
設した第2のチャンバ内で、炭素を含まぬフッ素系ガス
と水素(H_2)の混合ガスにより第2のエッチングを
施す工程と、を順次行なうことを特徴とするドライエッ
チング方法。
(1) In a dry etching method for a SiO_2 film formed on a silicon substrate, the first etching is performed using a fluorine-based gas that does not contain carbon in a first chamber that does not contain a material containing carbon as a component. and a step of performing a second etching with a mixed gas of carbon-free fluorine-based gas and hydrogen (H_2) in a second chamber in which a material containing carbon is arranged around the silicon substrate. A dry etching method characterized by sequentially performing.
JP19559689A 1989-07-28 1989-07-28 Dry etching Pending JPH0360121A (en)

Priority Applications (1)

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JP19559689A JPH0360121A (en) 1989-07-28 1989-07-28 Dry etching

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100575335B1 (en) * 1998-10-27 2006-08-11 주식회사 하이닉스반도체 Contact hole formation method of semiconductor memory device
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