【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エッチングガスを
励起して得たプラズマによってシリコン酸化膜をエッチ
ングする方法に関し、特に微細でアスペクト比が高いエ
ッチングをシリコン酸化膜に施すことができるエッチン
グ方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for etching a silicon oxide film by plasma obtained by exciting an etching gas, and more particularly to an etching method capable of performing a fine etching with a high aspect ratio on the silicon oxide film. .
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】反応ガ
スにマイクロ波又は高周波を印加してプラズマを生成
し、生成したプラズマによって被処理物をエッチングす
るドライエッチングは、半導体装置の製造プロセスにお
いて重要な工程である。ドライエッチングによって、半
導体装置の層間絶縁膜であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2
膜）をエッチングする場合、反応ガスとしてＣxＦyで
表されるフルオロカーボンガスが用いられている。2. Description of the Related Art Dry etching, in which a microwave or a high frequency is applied to a reaction gas to generate a plasma and an object to be processed is etched by the generated plasma, is important in a semiconductor device manufacturing process. Process. By dry etching, a silicon oxide film (SiO2) which is an interlayer insulating film of a semiconductor device is formed.
When the film is etched, a fluorocarbon gas represented by Cx Fy is used as a reaction gas.
【０００３】シリコン酸化膜上に所要の開口パターンを
設けたレジスト膜が形成してある被処理物に、フルオロ
カーボンガスを用いて生成したプラズマを照射する。プ
ラズマ中には、中性解離種及びイオン解離種が混在して
おり、中性解離種である付着性のラジカル分子がシリコ
ン酸化膜上に付着すると共にイオン解離種が衝突するこ
とによって、付着した中性解離種及びＳｉＯ2が気化す
ることによって、シリコン酸化膜がエッチングされる。An object to be processed in which a resist film having a required opening pattern provided on a silicon oxide film is irradiated with plasma generated using a fluorocarbon gas. Neutral dissociated species and ionic dissociated species are mixed in the plasma, and the adherent radical molecules, which are neutral dissociated species, adhere to the silicon oxide film and adhere due to the collision of the ion dissociated species. The silicon oxide film is etched by the vaporization of the neutral dissociation species and SiO2 .
【０００４】ところで、半導体装置の高集積化に伴っ
て、露光技術の問題からレジスト膜を薄くしなければな
らず、また、寸法が０．３０μｍ以下と微細であって、
アスペクト比（深さ／直径）が高い溝又は穴（例えばコ
ンタクトホール）をシリコン酸化膜に形成する必要があ
る。そのため、シリコン酸化膜のエッチングレートとレ
ジスト膜のエッチングレートとの比である対レジスト膜
選択比が高く、微細加工性が優れているエッチング方法
を構築することが要求されている。Meanwhile, with the increase in the degree of integration of semiconductor devices, the resist film must be made thinner due to the problem of the exposure technique, and the dimensions are as small as 0.30 μm or less.
It is necessary to form a groove or hole (for example, a contact hole) having a high aspect ratio (depth / diameter) in the silicon oxide film. Therefore, it is required to construct an etching method which has a high selectivity to the resist film, which is a ratio between the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the resist film, and has excellent fine workability.
【０００５】対レジスト膜選択比を向上させるために、
Ｃ／Ｆ比が高いＣ4Ｆ8ガスを用いることが知られてい
る。このガスを用いて生成したプラズマ中には、付着性
のラジカル分子が多く含まれているので、レジスト膜上
に厚いフルオロカーボン系の重合膜が形成されてレジス
ト膜が保護され、これによって対レジスト膜選択比が向
上する。In order to improve the selectivity of the resist film,
It is known to use C4 F8 gas having a high C / F ratio. Since the plasma generated using this gas contains many adherent radical molecules, a thick fluorocarbon-based polymer film is formed on the resist film to protect the resist film. The selectivity is improved.
【０００６】しかし、付着性のラジカル分子は、シリコ
ン酸化膜をエッチングして開設するコンタクトホール内
にも付着するため、シリコン酸化膜のホール内エッチン
グレートが低下する。コンタクトホールの直径が小さい
ほど、ホール内エッチングレートの低下が著しい。However, the adherent radical molecules also adhere to the contact holes formed by etching the silicon oxide film, so that the etching rate in the holes of the silicon oxide film decreases. As the diameter of the contact hole is smaller, the etching rate in the hole is significantly reduced.
【０００７】このようにアスペクト比が大きくなるに従
って、又はパターンが微細になるに従ってエッチングレ
ートが減少するという現象はＲＩＥ−ｌａｇと呼ばれて
おり、微細加工性を向上させるためには、ＲＩＥ−ｌａ
ｇを可及的に小さくする必要がある。The phenomenon that the etching rate decreases as the aspect ratio increases or the pattern becomes finer is called RIE-lag. To improve the fine workability, RIE-lag is used.
g must be as small as possible.
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは微細であってアスペ
クト比が高いパターンをシリコン酸化膜に形成する場合
でも、ＲＩＥ−ｌａｇを可及的に小さくすることができ
るエッチング方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the RIE-lag as much as possible even when a fine pattern having a high aspect ratio is formed on a silicon oxide film. An object of the present invention is to provide an etching method which can be made smaller.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】第１発明に係るエッチン
グ方法は、反応器内にエッチングガスを導入し、導入し
たエッチングガスを励起してプラズマを生成し、生成し
たプラズマによってシリコン酸化膜をエッチングする方
法において、前記エッチングガスとして、Ｃ4Ｆ8ガ
ス，ＣＦ4ガス，Ａｒガス及びＣＯガスの混合ガスを用
いることを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, an etching gas is introduced into a reactor, a plasma is generated by exciting the introduced etching gas, and a silicon oxide film is etched by the generated plasma. The method is characterized in that a mixed gas of C4 F8 gas, CF4 gas, Ar gas and CO gas is used as the etching gas.
【００１０】第２発明に係るエッチング方法は、第１発
明において、前記Ｃ4Ｆ8ガスの流量を１とした場合、
ＣＦ4ガスの流量が０．１５以上０．７以下、Ａｒガス
の流量が５以上２０以下、及びＣＯガスの流量が２．５
以上６以下になるように、Ｃ4Ｆ8ガス，ＣＦ4ガス，
Ａｒガス及びＣＯガスを前記反応器内に導入することを
特徴とする。[0010] An etching method according to a second aspect of the present invention is a method for forming a first layer.
In the light, the CFourF8If the gas flow rate is 1,
CFFourAr gas with gas flow rate of 0.15 or more and 0.7 or less
Flow rate of 5 to 20 and CO gas flow rate of 2.5
CFourF8Gas, CFFourgas,
Introducing Ar gas and CO gas into the reactor.
Features.
【００１１】第３発明に係るエッチング方法は、第１発
明において、前記Ｃ4Ｆ8ガスの流量を１とした場合、
ＣＦ4ガスの流量が０．１５以上０．６以下、Ａｒガス
の流量が５．５以上１４以下、及びＣＯガスの流量が
２．５以上５以下になるように、Ｃ4Ｆ8ガス，ＣＦ4
ガス，Ａｒガス及びＣＯガスを前記反応器内に導入する
ことを特徴とする。The etching method according to a third aspect of the present invention is the etching method according to the first aspect, wherein the flow rate of the C4 F8 gas is set to 1.
C4 F8 gas, so that the flow rate of CF4 gas is 0.15 or more and 0.6 or less, the flow rate of Ar gas is 5.5 or more and 14 or less, and the flow rate of CO gas is 2.5 or more and 5 or less. CF4
Gas, Ar gas and CO gas are introduced into the reactor.
【００１２】第４発明に係るエッチング方法は、第１発
明において、前記Ｃ4Ｆ8ガスの流量を１とした場合、
ＣＦ4ガスの流量が０．１５以上０．５以下、Ａｒガス
の流量が６以上１０以下、及びＣＯガスの流量が３以上
４以下になるように、Ｃ4Ｆ8ガス，ＣＦ4ガス，Ａｒ
ガス及びＣＯガスを前記反応器内に導入することを特徴
とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an etching method comprising:
In the light, the CFourF8If the gas flow rate is 1,
CFFourAr gas with a gas flow rate of 0.15 or more and 0.5 or less
Flow rate of 6 to 10 and CO gas flow rate of 3 or more
CFourF8Gas, CFFourGas, Ar
Gas and CO gas are introduced into the reactor
And
【００１３】本発明者らが鋭意検討した結果、エッチン
グガスとして、Ｃ4Ｆ8ガスにＣＦ4ガス，Ａｒガス及
びＣＯガスを添加することによって、プラズマを用いた
エッチングによって微細な寸法でアスペクト比が高い溝
又は穴等のパターンをシリコン酸化膜に形成する場合、
特に、直径が０．３μｍ以下であり、アスペクト比が６
以上のコンタクトホールをシリコン酸化膜に開設する場
合でも、ＲＩＥ−ｌａｇを可及的に小さくすることがで
きるという知見を得た。As a result of intensive studies by the present inventors, Etchin
As Gugas, CFourF8CF in gasFourGas, Ar gas and
Plasma was used by adding
Grooves with fine dimensions and high aspect ratio by etching
Or when forming a pattern such as holes in the silicon oxide film,
In particular, the diameter is 0.3 μm or less, and the aspect ratio is 6
For opening the above contact holes in silicon oxide film
Even in this case, the RIE-lag can be made as small as possible.
I got the knowledge that I could.
【００１４】即ち、Ｃ4Ｆ8ガスにＣＦ4ガスを添加す
ることによって、例えば直径が０．３０μｍ以下であり
アスペクト比が高いコンタクトホールの内面に付着する
フルオロカーボン系の重合膜に、ＣＦ4ガスの解離によ
るＦを供給してこれを除去する。また、ＣＦ4ガスの添
加によってエッチャントを増加させることによって、シ
リコン酸化膜のエッチングレートを大きくする。これに
よって、ＲＩＥ−ｌａｇが低減される。しかし、ＣＦ4
ガスを過大に添加した場合、余剰のＦラジカルが発生す
るため対レジスト膜選択比が低下する。そのため、ＣＦ
4ガスの流量／Ｃ4Ｆ8ガスの流量を０．１５以上０．
７以下、好ましくは０．１５以上０．６以下にする。更
に好ましくは、ＣＦ4ガスの流量／Ｃ4Ｆ8ガスの流量
を０．１５以上０．５以下にする。これによって、所要
の対レジスト膜選択比を保つことができると共に、ＲＩ
Ｅ−ｌａｇを可及的に低減することができる。That is, by adding a CF4 gas to a C4 F8 gas, for example, a CF4 gas is formed on a fluorocarbon polymer film adhered to the inner surface of a contact hole having a diameter of 0.30 μm or less and a high aspect ratio. Is supplied to remove F. Further, by increasing the etchant by adding CF4 gas, the etching rate of the silicon oxide film is increased. Thereby, RIE-lag is reduced. However, CF4
If the gas is excessively added, excess F radicals are generated, so that the selectivity to the resist film decreases. Therefore, CF
4 gas flow rate / C4 F8 gas flow rate 0.15 or more.
7 or less, preferably 0.15 or more and 0.6 or less. More preferably, the flow rate of the CF4 gas / the flow rate of the C4 F8 gas is 0.15 or more and 0.5 or less. This makes it possible to maintain a required resist film selectivity ratio and to reduce the RI
E-lag can be reduced as much as possible.
【００１５】また、Ａｒガスは電離電圧が高いので、高
エネルギ電子を減少させて、Ｃ4Ｆ8ガスの過剰な解離
によるＦラジカルの発生を抑制して、対レジスト膜選択
比が低下することを回避する。しかし、Ａｒガスを過大
に添加した場合、Ｃ4Ｆ8ガスの解離によるエッチャン
トが希釈されると共に、Ａｒイオンによるスパッタリン
グ効果が増大することによって、シリコン酸化膜のエッ
チングレートが小さくなり、また、対レジスト膜選択比
が低下する。そのため、Ａｒガスの流量／Ｃ4Ｆ8ガス
の流量を５以上２０以下、好ましくは５．５以上１４以
下にする。更に好ましくは、Ａｒガスの流量／Ｃ4Ｆ8
ガスの流量を６以上１０以下にする。これによって、所
要の対レジスト膜選択比を保持して、ＲＩＥ−ｌａｇを
可及的に低減することができる。Further, since Ar gas has a high ionization voltage,
Decreasing energy electrons, CFourF8Excessive gas dissociation
The generation of F radicals due to the reaction and select the resist film
Avoid lowering the ratio. However, excessive Ar gas
When added toFourF8Etchan by gas dissociation
Is diluted and sputtering by Ar ions is performed.
The effect of the silicon oxide film is increased by increasing the
Ching rate is small and selectivity ratio to resist film
Decrease. Therefore, the flow rate of Ar gas / CFourF8gas
Flow rate of 5 or more and 20 or less, preferably 5.5 or more and 14 or less
Down. More preferably, the flow rate of Ar gas / CFourF8
The gas flow rate is set to 6 or more and 10 or less. This allows
RIE-lag is maintained while maintaining the necessary resist film selectivity.
It can be reduced as much as possible.
【００１６】一方、添加したＣＯガスの解離によって、
Ｃイオン及びＣラジカルのＣ系解離種、Ｏイオン及びＯ
ラジカルのＯ系解離種が生成される。Ｏ系解離種はコン
タクトホールの内面に付着した重合膜を除去する一方、
Ｃ系解離種はレジスト膜状に堆積して、レジストのエッ
チングレートを抑制する。これによって、対レジスト膜
選択比及びシリコン酸化膜のエッチングレートが向上す
ると共に、ＲＩＥ−ｌａｇが低減される。On the other hand, by dissociation of the added CO gas,
C ion dissociated species of C ion and C radical, O ion and O
O-type dissociated species of radicals are generated. While the O-based dissociated species removes the polymer film attached to the inner surface of the contact hole,
The C-based dissociated species accumulate in the form of a resist film and suppress the etching rate of the resist. Thereby, the selectivity to the resist film and the etching rate of the silicon oxide film are improved, and the RIE-lag is reduced.
【００１７】ＣＯガスの添加量は、シリコン酸化膜の膜
質，厚さ及びコンタクトホールの直径によって異なる
が、ＣＯガスの流量／Ｃ4Ｆ8ガスの流量を２．５以上
６以下、好ましくは２．５以上５以下にする。更に好ま
しくは、ＣＯガスの流量／Ｃ4Ｆ8ガスの流量を３以上
４以下にする。ＣＯガスの添加量が少ない場合、コンタ
クトホールの内面に付着した重合膜を充分に除去するこ
とができないため、ＲＩＥ−ｌａｇが悪化する。一方、
ＣＯガスの添加量が過大である場合、余剰のＯ系解離種
が生成されるため、シリコン酸化膜のエッチングレート
及び対レジスト膜選択比が低下する。The amount of the CO gas to be added depends on the film quality and thickness of the silicon oxide film and the diameter of the contact hole, but the flow rate of the CO gas / the flow rate of the C4 F8 gas is 2.5 or more and 6 or less, preferably 2 or less. .5 or more and 5 or less. More preferably, the flow rate of the CO gas / the flow rate of the C4 F8 gas is set to 3 or more and 4 or less. When the addition amount of the CO gas is small, the RIE-lag deteriorates because the polymer film adhered to the inner surface of the contact hole cannot be sufficiently removed. on the other hand,
When the addition amount of the CO gas is excessive, excess O-based dissociated species are generated, so that the etching rate of the silicon oxide film and the selectivity to the resist film are reduced.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明方法を適用
するＥＣＲ（Ｅlectron Ｃyclotron Ｒesonance）エッ
チング装置を示す側断面図であり、図中、１はステンレ
ス鋼製のチャンバ（反応器）である。チャンバ１は、円
筒状の上チャンバ２と、該上チャンバ２の直径より大き
い直径の有底円筒体の上に円錐台筒体を設けてなる下チ
ャンバ３とを気密状態に連結してなり、上チャンバ２と
下チャンバ３との連結部分の開口は、プラズマ引出窓10
になしてある。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing an ECR (Electron Cyclotron Resonance) etching apparatus to which the method of the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a stainless steel chamber (reactor). The chamber 1 is formed by airtightly connecting a cylindrical upper chamber 2 and a lower chamber 3 provided with a truncated conical cylinder on a bottomed cylinder having a diameter larger than the diameter of the upper chamber 2, The opening of the connecting portion between the upper chamber 2 and the lower chamber 3 is
It has been done.
【００１９】上チャンバ２の上端部には、中央にマイク
ロ波導入窓が開設してある上部壁が設けてあり、マイク
ロ波導入窓は石英ガラス又はアルミナ等の誘電体を板状
に成形してなる封止板11によって気密状態に封止してあ
る。上部壁の封止板11の周囲には、図示しないマイクロ
波発振器に連接してある導波管12が接続してあり、マイ
クロ波発振器が発振したマイクロ波は導波管12によって
封止板11まで導かれ、該封止板11を透過して上チャンバ
２内のプラズマ生成室４内へ入射される。また、上チャ
ンバ２の周囲及び上チャンバ２に接続した導波管12の一
部に渡る部分の周囲には、励磁コイル16が上チャンバ２
の中心軸と同心円上に配設してある。At the upper end of the upper chamber 2, there is provided an upper wall having a microwave introduction window in the center. The microwave introduction window is formed by forming a dielectric such as quartz glass or alumina into a plate shape. It is sealed in an airtight state by a sealing plate 11 made of. A waveguide 12 connected to a microwave oscillator (not shown) is connected to the periphery of the sealing plate 11 on the upper wall, and the microwave oscillated by the microwave oscillator is transmitted by the waveguide 12 to the sealing plate 11. To the plasma generation chamber 4 in the upper chamber 2 through the sealing plate 11. An excitation coil 16 is provided around the upper chamber 2 and around a part of the waveguide 12 connected to the upper chamber 2.
Are arranged on a concentric circle with the central axis.
【００２０】下チャンバ３の内部は処理室５になしてあ
り、該処理室５のプラズマ引出窓10に対向する部分に
は、シリコン酸化膜上に所要の開口パターンを開設した
レジスト膜が形成してある被処理物Ｗを載置する載置台
７が配置してある。載置台７は処理室５の底部を貫通し
た支持軸によって支持されており、載置台７には高周波
発振器15から所定周波数の高周波が印加されるようにな
っている。処理室５の底部には排気口６が開設してあ
り、該排気口６には排気装置に連通する排気管（共に図
示せず）を接続するようになっている。また、下チャン
バ３の上端近傍には、処理室５及びプラズマ生成室４内
へガスを導入するガス導入管８が、下チャンバ３の周面
を貫通する様態で連結してある。The interior of the lower chamber 3 is formed as a processing chamber 5, and a resist film having a required opening pattern formed on a silicon oxide film is formed in a portion of the processing chamber 5 facing the plasma extraction window 10. A mounting table 7 on which the workpiece W is mounted is disposed. The mounting table 7 is supported by a support shaft penetrating the bottom of the processing chamber 5, and a high frequency of a predetermined frequency is applied to the mounting table 7 from a high frequency oscillator 15. An exhaust port 6 is opened at the bottom of the processing chamber 5, and an exhaust pipe (both not shown) communicating with an exhaust device is connected to the exhaust port 6. A gas introduction pipe 8 for introducing gas into the processing chamber 5 and the plasma generation chamber 4 is connected to the vicinity of the upper end of the lower chamber 3 so as to penetrate the peripheral surface of the lower chamber 3.
【００２１】このような装置によって被処理物Ｗのシリ
コン酸化膜をエッチングするには、排気口６から排気し
てプラズマ生成室４及び処理室５内を所要の圧力まで減
圧した後、ガス導入管８からプラズマ生成室４及び処理
室５内へ、Ｃ4Ｆ8ガス，ＣＦ4ガス，Ａｒガス及びＣ
Ｏガスの混合ガスを、該混合ガスを構成する各構成ガス
がそれぞれ所定の流量になるように導入する。そして、
励磁コイル16によって磁界を形成しつつプラズマ生成室
４にマイクロ波を導入し、混合ガスをＥＣＲ励起してプ
ラズマを生成させ、励磁コイル16にて形成され処理室５
に向かうに従い磁束密度が低下する発散磁界によってプ
ラズマ引出窓10から処理室５内の被処理物Ｗ上へプラズ
マを引出し、該プラズマによって被処理物Ｗのシリコン
酸化膜をエッチングする。In order to etch the silicon oxide film of the workpiece W by using such an apparatus, the inside of the plasma generation chamber 4 and the processing chamber 5 are evacuated to a required pressure by exhausting from the exhaust port 6, and then the gas introduction pipe is formed. 8 into the plasma generation chamber 4 and the processing chamber 5, C4 F8 gas, CF4 gas, Ar gas and C
A mixed gas of O gas is introduced so that each constituent gas constituting the mixed gas has a predetermined flow rate. And
Microwaves are introduced into the plasma generation chamber 4 while forming a magnetic field by the excitation coil 16 to excite the mixed gas by ECR to generate plasma.
The plasma is drawn from the plasma extraction window 10 onto the workpiece W in the processing chamber 5 by a diverging magnetic field whose magnetic flux density decreases toward the substrate, and the silicon oxide film of the workpiece W is etched by the plasma.
【００２２】各構成ガスの流量比は、Ｃ4Ｆ8を１とし
た場合、ＣＦ4／Ｃ4Ｆ8が０．１５〜０．７、Ａｒ／
Ｃ4Ｆ8が５〜２０、ＣＯ／Ｃ4Ｆ8が２．５〜６であ
る。これによって、所要の対レジスト膜選択比を保持す
ると共に、ＲＩＥ−ｌａｇが小さいエッチングを行うこ
とができる。また、好ましくは各構成ガスの流量比を、
ＣＦ4／Ｃ4Ｆ8が０．１５〜０．６、Ａｒ／Ｃ4Ｆ8
が５．５〜１４、ＣＯ／Ｃ4Ｆ8が２．５〜５になすこ
とによって、前述した選択比を向上すると共にＲＩＥ−
ｌａｇを更に小さくすることができる。更に好ましく
は、各構成ガスの流量比を、ＣＦ4／Ｃ4Ｆ8が０．１
５〜０．５、Ａｒ／Ｃ4Ｆ8が６〜１０、ＣＯ／Ｃ4Ｆ
8が３〜４になすことによって、前述した選択比を最も
高くすると共にＲＩＥ−ｌａｇを可及的に小さくするこ
とができる。Assuming that C4 F8 is 1, CF4 / C4 F8 is 0.15 to 0.7 and Ar /
C4 F8 is 5~20, CO / C4 F8 is 2.5-6. As a result, it is possible to carry out etching with a small RIE-lag while maintaining a required resist film selectivity. Also, preferably the flow ratio of each constituent gas,
CF4 / C4 F8 is 0.15~0.6, Ar / C4 F8
There 5.5~14, CO / C4 F8 is by forming a 2.5 to 5, together with improving the selectivity of the above-described RIE-
The lag can be further reduced. More preferably, the flow rate ratio of each constituent gas is set such that CF4 / C4 F8 is 0.1
5 to 0.5, Ar / C4 F8 is 6 to 10, CO / C4 F
By setting8 to 3 to 4, the aforementioned selectivity can be maximized and the RIE-lag can be made as small as possible.
【００２３】なお、本実施の形態ではＥＣＲプラズマエ
ッチング装置について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、ＲＦ（Ｒadio Ｆrequency）プラズマエッチング装
置及びマイクロ波プラズマエッチング装置等に適用し得
ることはいうまでもない。In this embodiment, an ECR plasma etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to an RF (Radio Frequency) plasma etching apparatus, a microwave plasma etching apparatus, and the like. Nor.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明方法を実施した結果について説
明する。シリコン基板上に、シリコン酸化膜を厚さが
２．５μｍになるように形成し、該シリコン酸化膜上
に、レジスト膜を厚さが０．６０μｍになるように堆積
した後、該レジスト膜に直径が０．３０μｍの孔を開設
した被処理物を、図１に示したＥＣＲエッチング装置の
載置台上に載置した。排気口から排気してプラズマ生成
室及び処理室内の圧力を４．５ｍＴｏｒｒに調整しつ
つ、エッチングガスとして、Ｃ4Ｆ8ガス，ＣＦ4ガ
ス，Ａｒガス及びＣＯガスの混合ガスをガス導入管から
導入する。そして、載置台に１０００Ｗの高周波（周波
数：１３．５６ＭＨｚ）を印加すると共に、１８００Ｗ
のマイクロ波パワーで発振させたマイクロ波（周波数：
２．４５ＧＨｚ）をプラズマ生成室に導入してプラズマ
を生成し、生成したプラズマによってシリコン酸化膜に
直径が０．３０μｍのコンタクトホールを開設した。Hereinafter, the results of carrying out the method of the present invention will be described. A silicon oxide film is formed on a silicon substrate to a thickness of 2.5 μm, and a resist film is deposited on the silicon oxide film to a thickness of 0.60 μm. An object to be processed having a hole having a diameter of 0.30 μm was mounted on a mounting table of the ECR etching apparatus shown in FIG. A gas mixture of C4 F8 gas, CF4 gas, Ar gas and CO gas was supplied as an etching gas from a gas introduction pipe while adjusting the pressure in the plasma generation chamber and the processing chamber to 4.5 mTorr by exhausting from the exhaust port. Introduce. Then, a high frequency of 1000 W (frequency: 13.56 MHz) is applied to the mounting table, and 1800 W
Microwave oscillated with microwave power of (frequency:
2.45 GHz) was introduced into the plasma generation chamber to generate plasma, and the generated plasma opened a contact hole having a diameter of 0.30 μm in the silicon oxide film.
【００２５】図２は、混合ガスの内のＣＯガスの流量を
変化させ、他のガスの流量を一定にした場合における、
ＣＯガスの流量と、シリコン酸化膜のエッチングレート
と、対レジスト膜選択比との関係を示すグラフであり、
図中、●印はシリコン酸化膜のエッチングレートを、○
印は対レジスト膜選択比をそれぞれ示している。Ｃ4Ｆ
8ガスの流量を３０ｓｃｃｍ，ＣＦ4ガスの流量を１０
ｓｃｃｍ，Ａｒガスの流量を２００ｓｃｃｍとし、ＣＯ
ガスの流量を零から２００ｓｃｃｍまで変化させた。な
お、シリコン酸化膜のエッチングレートはＳＥＭ観察に
よって求めた。FIG. 2 shows a case where the flow rate of the CO gas in the mixed gas is changed and the flow rates of the other gases are kept constant.
It is a graph showing the relationship between the flow rate of the CO gas, the etching rate of the silicon oxide film, and the selectivity of the resist film,
In the figure, ● marks the etching rate of the silicon oxide film, ○
The marks indicate the resist film selectivity, respectively. C4 F
The flow rate of8 gas is 30 sccm, and the flow rate of CF4 gas is 10 sccm.
sccm, the flow rate of Ar gas was set to 200 sccm, and CO
The gas flow was varied from zero to 200 sccm. The etching rate of the silicon oxide film was determined by SEM observation.
【００２６】その結果、図２から明らかな如く、ＣＯガ
スをその流量が零〜６０ｓｃｃｍになるように添加した
場合、シリコン酸化膜のエッチングレート及び対レジス
ト比が低く、ＲＩＥ−ｌａｇを十分に低減することがで
きなかった。As a result, as is apparent from FIG. 2, when the CO gas is added so that the flow rate becomes zero to 60 sccm, the etching rate of the silicon oxide film and the ratio of the resist to the resist are low, and the RIE-lag is sufficiently reduced. I couldn't.
【００２７】これに対し、ＣＯガスをその流量が９０〜
１２０ｓｃｃｍになるように添加した場合、即ち、Ｃ4
Ｆ8ガスの流量に対するＣＯガスの流量の比を３以上４
以下になるようにＣＯガスを添加した場合、シリコン酸
化膜に直径が０．３０μｍのコンタクトホールを開設す
る場合であっても、シリコン酸化膜のエッチングレート
を５０００Å／ｍｉｎ以上にすることができると共に、
対レジスト膜選択比を８以上にすることができ、そのた
めＲＩＥ−ｌａｇを可及的に小さくすることができた。On the other hand, the flow rate of CO gas is 90 to
When added so as to be 120 sccm, that is, C4
The ratio of the flow rate of the CO gas to the flow rate of the F8 gas is 3 or more and 4
When the CO gas is added as described below, even when a contact hole having a diameter of 0.30 μm is formed in the silicon oxide film, the etching rate of the silicon oxide film can be increased to 5000 ° / min or more. ,
The selectivity to the resist film could be made 8 or more, so that the RIE-lag could be made as small as possible.
【００２８】また、ＣＯガスをその流量が７５〜１８０
ｓｃｃｍになるように添加した場合、即ち、Ｃ4Ｆ8ガ
スの流量に対するＣＯガスの流量の比を２．５以上６以
下になるようにＣＯガスを添加した場合であっても、シ
リコン酸化膜のエッチングレート及び対レジスト膜選択
比が高く、ＲＩＥ−ｌａｇを十分小さくすることができ
た。また、ＣＯガスをその流量が７５〜１５０ｓｃｃｍ
になるように添加した場合、即ち、Ｃ4Ｆ8ガスの流量
に対するＣＯガスの流量の比を２．５以上５以下になる
ようにＣＯガスを添加した場合、シリコン酸化膜のエッ
チングレートを４０００Å／ｍｉｎ以上にすることがで
きると共に、対レジスト膜選択比を６以上にすることが
でき、ＲＩＥ−ｌａｇをより小さくすることができた。The CO gas is supplied at a flow rate of 75-180.
Even when the CO gas is added so as to have a flow rate of sccm, that is, when the CO gas is added such that the ratio of the flow rate of the CO gas to the flow rate of the C4 F8 gas becomes 2.5 to 6, the silicon oxide film The etching rate and the selectivity to the resist film were high, and the RIE-lag could be sufficiently reduced. The CO gas is supplied at a flow rate of 75 to 150 sccm.
In other words, when the CO gas is added so that the ratio of the flow rate of the CO gas to the flow rate of the C4 F8 gas becomes 2.5 or more and 5 or less, the etching rate of the silicon oxide film becomes 4000 ° C. / Min or more, and the selectivity to resist film can be 6 or more, and the RIE-lag can be further reduced.
【００２９】図３は、混合ガスの内のＡｒガスの流量を
変化させ、他のガスの流量を一定にした場合における、
Ａｒガスの流量と、シリコン酸化膜のエッチングレート
と、対レジスト膜選択比との関係を示すグラフであり、
図中、●印はシリコン酸化膜のエッチングレートを、○
印は対レジスト膜選択比をそれぞれ示している。Ｃ4Ｆ
8ガスの流量を３０ｓｃｃｍ，ＣＦ4ガスの流量を１０
ｓｃｃｍ，ＣＯガスの流量を１１０ｓｃｃｍとし、Ａｒ
ガスの流量を５０〜７００ｓｃｃｍまで変化させた。FIG. 3 shows a case where the flow rate of Ar gas in the mixed gas is changed and the flow rates of other gases are kept constant.
It is a graph showing the relationship between the flow rate of Ar gas, the etching rate of the silicon oxide film, and the selectivity of the resist film,
In the figure, ● marks the etching rate of the silicon oxide film, ○
The marks indicate the resist film selectivity, respectively. C4 F
The flow rate of8 gas is 30 sccm, and the flow rate of CF4 gas is 10 sccm.
sccm, the flow rate of the CO gas is set to 110 sccm, and Ar
The gas flow was varied from 50 to 700 sccm.
【００３０】図３から明らかな如く、Ａｒガスをその流
量が１５０〜６００ｓｃｃｍになるように、即ち、Ｃ4
Ｆ8ガスの流量に対するＡｒガスの流量の比を５以上２
０以下になるようにＡｒガスを添加した場合、シリコン
酸化膜のエッチングレート及び対レジスト膜選択比が共
に高く、ＲＩＥ−ｌａｇを小さくすることができた。ま
た、Ａｒガスをその流量が１６５〜４２０ｓｃｃｍにな
るように添加した場合、対レジスト膜選択比を略６以上
にすることができるため好ましい。更に、Ａｒガスをそ
の流量が１８０〜３００ｓｃｃｍになるように添加した
場合、対レジスト膜選択比を略８以上にすることができ
るため更に好ましい。As is apparent from FIG. 3, Ar gas is supplied so that its flow rate becomes 150 to 600 sccm, that is, C4
The ratio of the flow rate of Ar gas to the flow rate of F8 gas is 5 or more and 2
When the Ar gas was added so as to be 0 or less, the etching rate of the silicon oxide film and the selectivity to the resist film were both high, and the RIE-lag could be reduced. Further, it is preferable to add Ar gas so that the flow rate thereof becomes 165 to 420 sccm, because the selectivity ratio with respect to the resist film can be made approximately 6 or more. Further, it is more preferable that the Ar gas is added so that the flow rate thereof becomes 180 to 300 sccm, because the selectivity ratio with respect to the resist film can be made about 8 or more.
【００３１】図４は、混合ガスの内のＣＦ4ガスの流量
を変化させ、他のガスの流量を一定にした場合におけ
る、ＣＦ4ガスの流量と、シリコン酸化膜のエッチング
レートと、対レジスト膜選択比との関係を示すグラフで
あり、図中、●印はシリコン酸化膜のエッチングレート
を、○印は対レジスト膜選択比をそれぞれ示している。
Ｃ4Ｆ8ガスの流量を３０ｓｃｃｍ，Ａｒガスの流量を
２００ｓｃｃｍ，ＣＯガスの流量を１１０ｓｃｃｍと
し、ＣＦ4ガスの流量を零〜３０ｓｃｃｍまで変化させ
た。FIG. 4 shows the flow rate of the CF4 gas, the etching rate of the silicon oxide film, and the resistance to the resist when the flow rate of the CF4 gas in the mixed gas is changed and the flow rates of the other gases are kept constant. FIG. 4 is a graph showing the relationship with the film selectivity. In the figure, the mark ● indicates the etching rate of the silicon oxide film, and the mark ○ indicates the resist film selectivity.
The flow rate of the C4 F8 gas was 30 sccm, the flow rate of the Ar gas was 200 sccm, the flow rate of the CO gas was 110 sccm, and the flow rate of the CF4 gas was varied from zero to 30 sccm.
【００３２】図４から明らかな如く、添加するＣＦ4ガ
スの流量が多くなるに従って、シリコン酸化膜のエッチ
ングレートが増大し、添加するＣＦ4ガスの流量を４．
５ｓｃｃｍ以上にすることによって、ＲＩＥ−ｌａｇを
充分小さくすることができた。一方、対レジスト膜選択
比は、添加するＣＦ4ガスの流量が１０ｓｃｃｍを越え
た場合、ＣＦ4ガスの流量が多くなるに従って、減少す
る。このとき、添加するＣＦ4ガスの流量が２１ｓｃｃ
ｍを越えた場合、対レジスト膜選択比が不十分であっ
た。As is apparent from FIG. 4, as the flow rate of the CF4 gas to be added increases, the etching rate of the silicon oxide film increases, and the flow rate of the CF4 gas to be added is set to 3.
By setting it to 5 sccm or more, the RIE-lag could be sufficiently reduced. On the other hand, the resist film selectivity decreases as the flow rate of the CF4 gas increases when the flow rate of the CF4 gas to be added exceeds 10 sccm. At this time, the flow rate of the CF4 gas to be added is 21 scc.
When it exceeds m, the selectivity to the resist film was insufficient.
【００３３】従って、Ｃ4Ｆ8ガスの流量に対するＣＦ
4ガスの流量の比を０．１５以上０．７以下になるよう
にＣＦ4ガスを添加することによって、所要の対レジス
ト膜選択比を保持しつつ、高いエッチングレートでシリ
コン酸化膜をエッチングして、ＲＩＥ−ｌａｇを充分小
さくすることができる。また、ＣＦ4ガスをその流量が
４．５〜１８ｓｃｃｍになるように添加した場合、対レ
ジスト膜選択比を略６以上にすることができるため好ま
しい。更に、ＣＦ4ガスをその流量が４．５〜１５ｓｃ
ｃｍになるように添加した場合、対レジスト膜選択比を
略８以上にすることができるため更に好ましい。Therefore, CF with respect to the flow rate of C4 F8 gas
By adding the CF4 gas so that the ratio of the flow rates of the4 gases becomes 0.15 or more and 0.7 or less, the silicon oxide film is etched at a high etching rate while maintaining the required resist film selectivity. Thus, the RIE-lag can be made sufficiently small. In addition, it is preferable to add CF4 gas so that the flow rate is 4.5 to 18 sccm, because the selectivity ratio to the resist film can be made approximately 6 or more. Further, the flow rate of CF4 gas is 4.5 to 15 sc.
cm is more preferable because the selection ratio with respect to the resist film can be made about 8 or more.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明方法にあって
は、エッチングによってシリコン酸化膜に、０．３０μ
以下というように微細であり、アスペクト比が高い溝又
はコンタクトホール等のパターンを形成する場合であっ
ても、所要の対レジスト膜選択比を保持すると共に、Ｒ
ＩＥ−ｌａｇを可及的に小さくすることができる等、本
発明は優れた効果を奏する。As described above in detail, in the method of the present invention, the silicon oxide film is etched by 0.30 μm.
Even when a pattern such as a groove or a contact hole that is fine and has a high aspect ratio as described below is formed, while maintaining a required resist film selectivity,
The present invention has excellent effects such as the IE-lag can be made as small as possible.
【図１】本発明方法を適用するＥＣＲエッチング装置を
示す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an ECR etching apparatus to which the method of the present invention is applied.
【図２】混合ガスの内のＣＯガスの流量を変化させ、他
のガスの流量を一定にした場合における、ＣＯガスの流
量と、シリコン酸化膜のエッチングレートと、対レジス
ト膜選択比との関係を示すグラフである。FIG. 2 shows the relationship between the CO gas flow rate, the silicon oxide film etching rate, and the resist film selectivity when the flow rate of the CO gas in the mixed gas is changed and the flow rates of other gases are kept constant. It is a graph which shows a relationship.
【図３】混合ガスの内のＡｒガスの流量を変化させ、他
のガスの流量を一定にした場合における、Ａｒガスの流
量と、シリコン酸化膜のエッチングレートと、対レジス
ト膜選択比との関係を示すグラフである。FIG. 3 shows the relationship between the flow rate of Ar gas, the etching rate of a silicon oxide film, and the selectivity ratio with respect to a resist film when the flow rate of Ar gas in the mixed gas is changed and the flow rates of other gases are kept constant. It is a graph which shows a relationship.
【図４】混合ガスの内のＣＦ4ガスの流量を変化させ、
他のガスの流量を一定にした場合における、ＣＦ4ガス
の流量と、シリコン酸化膜のエッチングレートと、対レ
ジスト膜選択比との関係を示すグラフである。FIG. 4 changes the flow rate of CF4 gas in the mixed gas,
4 is a graph showing a relationship between a flow rate of a CF4 gas, an etching rate of a silicon oxide film, and a selectivity ratio to a resist film when a flow rate of another gas is kept constant.
１ チャンバ ２ 上チャンバ ３ 下チャンバ ４ プラズマ生成室 ５ 処理室 ７ 載置台 ８ ガス導入管 １２ 導波管 １６ 励磁コイル Reference Signs List 1 chamber 2 upper chamber 3 lower chamber 4 plasma generation chamber 5 processing chamber 7 mounting table 8 gas introduction pipe 12 waveguide 16 excitation coil
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502298AJPH11354494A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Etching method |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502298AJPH11354494A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Etching method |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354494Atrue JPH11354494A (en) | 1999-12-24 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15502298APendingJPH11354494A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Etching method |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11354494A (en) |
| Publication | Publication Date | Title |
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