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JP2002261077A - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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Publication number
JP2002261077A
JP2002261077A JP2001056113A JP2001056113A JP2002261077A JP 2002261077 A JP2002261077 A JP 2002261077A JP 2001056113 A JP2001056113 A JP 2001056113A JP 2001056113 A JP2001056113 A JP 2001056113A JP 2002261077 A JP2002261077 A JP 2002261077A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
gas
sio
dry etching
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
JP2001056113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yamauchi
博史 山内
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp 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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2001056113A priority Critical patent/JP2002261077A/en
Publication of JP2002261077A publication Critical patent/JP2002261077A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリサイド構造を有する半導体装置におい
て、シリサイド膜のシート抵抗が高くなることにより生
じるトランジスタ特性の劣化を防止する半導体装置及び
半導体装置の製造方法を提供するものである。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明は、
シリサイド膜形成前に生じる汚染層とダメージ層を熱酸
化法によりシリコン酸化膜中に取り込み、除去すること
により汚染層とダメージ層を除去することを特徴とする
半導体装置及び半導体装置の製造方法である。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a silicide structure, which prevents deterioration of transistor characteristics caused by an increase in sheet resistance of a silicide film, and a method for manufacturing the semiconductor device. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] To solve the above problems, the present invention provides:
A semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device, comprising removing a contaminated layer and a damaged layer by taking in and removing a contaminated layer and a damaged layer generated before a silicide film is formed in a silicon oxide film by a thermal oxidation method. .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法において、特に下地であるシリコン材料に対する汚
染や損傷の発生を抑制することが可能なシリコン酸化膜
のドライエッチング方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for dry-etching a silicon oxide film capable of suppressing the occurrence of contamination and damage to a silicon material as an underlayer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のULSI等にみられるように半導
体集積回路の高集積化および高性能化は進展するに伴
い、SiO2に代表されるシリコン化合物層のドライエ
ッチング方法についても技術的要求がますます厳しくな
ってきている。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ー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ーハ面内の均一
性が向上するような処理が要求されていることから、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。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ので、従来以上に対下地の選択
性に優れダメージの少ないエッチング技術が要求されて
いる。
2. Description of the Related Art As high integration and high performance of semiconductor integrated circuits have progressed as seen in recent ULSIs and the like, technical requirements have also been placed on a dry etching method for a silicon compound layer represented by SiO 2. Increasingly severe. First, there is a demand for the device area to be enlarged and the wafer to have a large diameter due to the high integration, and for the processing to be highly miniaturized in the pattern to be formed and the uniformity in the wafer surface to be improved. Therefore, the mainstream of the dry etching apparatus is shifting from the conventional batch type to the single-wafer type. Since the junction depth of the impurity diffusion region has become shallower and various material layers have become thinner in order to increase the speed and miniaturization of the device, an etching technology that is superior in selectivity to the base and has less damage than before has been developed. Has been requested.

【0003】しかし、高速性、高選択性、低ダメージ性
等の向上といった特性の、すべてを満足できるエッチン
グプロセスを確立することは極めて困難である。
However, it is extremely difficult to establish an etching process that satisfies all of the characteristics such as high speed, high selectivity, and low damage.

【0004】従来、シリコン基板に対して高い選択比を
保ちながら、SiO2層やドライエッチングするには、
CHF3ガスや、CF4/H2混合系のガスや、CF4/O
2混合系のガスや、C26/CHF3混合系のガス等が、
エッチング用のガスとして使用されてきた。
Conventionally, in order to keep a high selectivity with respect to a silicon substrate while maintaining an SiO 2 layer or dry etching,
CHF 3 gas, CF 4 / H 2 mixed gas, CF 4 / O
2 mixed gas, C 2 F 6 / CHF 3 mixed gas, etc.
It has been used as a gas for etching.

【0005】これらは、いずれもC/F比(分子内のC
原子数と、F原子数の比)が0.25以上のフルオロカ
ーボン系ガスを主体としている。
[0005] These all have a C / F ratio (C
It is mainly composed of a fluorocarbon-based gas having a ratio of the number of atoms to the number of F atoms) of 0.25 or more.

【0006】これらのガス系が使用されるのは、(a)
フルオロカーボン系ガスに含まれるCがSiO2層の表
面でC−O結合を生成し、Si−O結合を切断したり弱
めたりする働きがある、(b)SiO2層の主エッチン
グ種であるCFx +(特にx=3,4)を生成できる、さ
らに(c)プラズマ中で相対的に炭素に富む状態が作り
出されるので、SiO2中の酸素がCOまたはCO2の形
で除去される一方、ガス系に含まれるC、H、F等の寄
与によりシリコン系材料層の表面では炭素系のポリマー
が堆積してエッチング速度が低下し、シリコン系材料層
に対する高選択比が得られる、等の理由に基づいてい
る。C/F比の概念や上述のエッチング機構は、J.Vac.
Sci.Tech.,16(2),1979,p391に述べられている。
[0006] These gas systems are used in (a)
(B) CF, which is the main etching species of the SiO 2 layer, has a function of generating C—O bonds on the surface of the SiO 2 layer by C contained in the fluorocarbon-based gas and cutting or weakening the Si—O bond. x + (especially x = 3,4) can be produced, and (c) the oxygen in the SiO 2 is removed in the form of CO or CO 2 while a relatively carbon-rich state is created in the plasma. , A carbon-based polymer is deposited on the surface of the silicon-based material layer due to the contribution of C, H, F, and the like contained in the gas-based material, the etching rate is reduced, and a high selectivity to the silicon-based material layer is obtained. Based on the reason. The concept of the C / F ratio and the etching mechanism described above are described in J. Vac.
Sci. Tech., 16 (2), 1979, p391.

【0007】また、特開平5−3177号には,従来の
SiO2系材料のエッチングにおけるCの役割をSに担
わせ、かつ低温エッチングを行うことで高選択性、低汚
染性、高異方性を達成する技術を提案している。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-3177 discloses that S plays the role of C in conventional etching of SiO 2 -based materials and performs low-temperature etching to provide high selectivity, low contamination, and high anisotropy. Proposal of technology to achieve sexuality.

【0008】これは、コンタクトホール加工において、
SiO2層間絶縁膜をその膜厚を超えない範囲でエッチ
ングする第1の工程では、S22ガスを使用し、SiO
2層間絶縁膜の残余部のエッチングおよびオーバーエッ
チングを行う、第2の工程ではS22/N2混合ガスを
用いエッチング速度を遅くしてエッチングした例であ
り、図3を参照して説明する。図3(a)に示されるよ
うに、予め不純物拡散領域12が形成された単結晶シリ
コン11上にSiO2層間絶縁膜13が形成され、さら
に該SiO2層間絶縁膜13のエッチングマスクとして
開口部14aを有するレジストパターン14を形成す
る。次に、図3(b)に示すように、RFバイアス印加
型の有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置で単結晶
シリコン基板11をマイナス60℃に維持されるように
冷却しながらエッチングを行った。
[0008] This is because in contact hole processing,
In a first step of etching the SiO 2 interlayer insulating film within a range not exceeding its thickness, S 2 F 2 gas is used,
In the second step, the remaining portion of the two- layer insulating film is etched and over-etched. In the second step, the etching is performed by using an S 2 F 2 / N 2 mixed gas at a low etching rate, and will be described with reference to FIG. I do. As shown in FIG. 3A, an SiO 2 interlayer insulating film 13 is formed on the single crystal silicon 11 on which the impurity diffusion region 12 has been formed in advance, and an opening is formed as an etching mask for the SiO 2 interlayer insulating film 13. A resist pattern 14 having 14a is formed. Next, as shown in FIG. 3B, etching was performed while cooling the single-crystal silicon substrate 11 by using an RF bias application type magnetic field microwave plasma etching apparatus so as to be maintained at −60 ° C.

【0009】エッチング条件は、S22ガス流量が10
0sccm、ガス圧が1.3Pa(10mTorr)、
マイクロ波パワーが850Wであり、前記層間絶縁膜1
3を約0.9μmの深さまでエッチングした。
The etching conditions are such that the flow rate of the S 2 F 2 gas is 10
0 sccm, gas pressure 1.3 Pa (10 mTorr),
The microwave power is 850 W, and the interlayer insulating film 1
3 was etched to a depth of about 0.9 μm.

【0010】このエッチングの第1の工程では、S22
ガスの放電解離によりプラズマ中に生成するFによるラ
ジカル反応が、SFx +、S+等のイオンによりアシスト
される機構でエッチングが進行し、前記SiO2層間絶
縁膜13はSiFx、SOx等の形でエッチングされた。
In the first step of this etching, S 2 F 2
The radical reaction due to F generated in the plasma by the discharge dissociation of the gas causes the etching to proceed by a mechanism assisted by ions such as SF x + and S + , and the SiO 2 interlayer insulating film 13 becomes SiF x , SO x and the like. Etched in the form of

【0011】このときは、パターン側壁部にはS22
ら放出されるS、およびレジストパターン14の分解生
成物に由来する、炭素系ポリマー等を主体とする第1の
側壁保護膜15が形成され、垂直壁を有するコンタクト
ホール13aが途中まで形成される。
At this time, a first sidewall protective film 15 mainly composed of carbon-based polymer or the like derived from S released from S 2 F 2 and a decomposition product of the resist pattern 14 is formed on the pattern sidewall. The formed contact hole 13a having a vertical wall is formed halfway.

【0012】上記フッ化イオウは、Fラジカルによるラ
ジカル反応をSFx +等のイオウにアシストさせる機構で
SiO2系材料層をエッチングする。
The sulfur fluoride etches the SiO 2 -based material layer by a mechanism that assists a radical reaction due to F radicals with sulfur such as SF x + .

【0013】またこれらのフッ化イオウは、同じフッ化
イオウでも従来から最も良く知られれているSF6とは
S/F比(分子中のS原子数とF原子数の比)が大き
く、放電解離によりプラズマ中に遊離のSを生成するこ
とができる。
Further, these sulfur fluorides have a large S / F ratio (the ratio of the number of S atoms to the number of F atoms in the molecule) to SF 6, which is the best known, even for the same sulfur fluoride. Free S can be generated in the plasma by dissociation.

【0014】このSは、SiO2系材料層の表面ではO
原子を引き抜いてSOxの形で除去されるが、Si系材
料層の上では堆積してエッチング速度を大幅に低下させ
るので、高選択比が達成される。さらに、イオンの垂直
入射が原理的に起こらないパターンの側壁部に堆積した
Sは、側壁保護の役割を果たし、異方性加工に寄与す
る。
This S is O on the surface of the SiO 2 material layer.
The atoms are extracted and removed in the form of SO x , but are deposited on the Si-based material layer to greatly reduce the etching rate, so that a high selectivity is achieved. Further, S deposited on the side wall of the pattern in which normal incidence of ions does not occur in principle plays a role of protecting the side wall and contributes to anisotropic processing.

【0015】次に、図3(c)に示すように、エッチン
グの第2の工程では、S22/N2混合ガスを用いて前
記SiO2層間絶縁膜13の残余部をエッチングする。
この工程では、N2より形成されるN+の寄与も加わり、
SiO2層間絶縁膜13の残余部はSiFx、SOx、N
xの形で除去される。上記第1の工程と比較してRF
パワーが低減されていることから、炭素系ポリマーの生
成は少なくなる。この結果として、開口部の側壁にはS
からなる第2の側壁保護膜16が形成され、下地の不純
物拡散領域12には、(SN)nを主体とする堆積膜1
7が形成されFラジカルの下地の不純物拡散領域12へ
の浸入を防止し保護している。
Next, as shown in FIG. 3C, in the second etching step, the remaining portion of the SiO 2 interlayer insulating film 13 is etched by using an S 2 F 2 / N 2 mixed gas.
In this step, the contribution of N + formed from N 2 is also added,
The remaining portion of the SiO2 interlayer insulating film 13 is composed of SiF x , SO x , N
It is removed in the form of O x . RF compared to the first step
The reduced power results in less carbon-based polymer formation. As a result, S
A second sidewall protection film 16 is formed, and the underlying impurity diffusion region 12 has a deposited film 1 mainly composed of (SN) n.
7 is formed to prevent and protect the F radicals from entering the underlying impurity diffusion region 12.

【0016】最後に、図3(d)に示すように、レジス
ト剥離後、パーティクル汚染のない異方性形状のコンタ
クトホールが形成できる。
Finally, as shown in FIG. 3D, after peeling the resist, anisotropic contact holes without particle contamination can be formed.

【0017】このように、SiO2系材料のエッチング
はイオンアシスト反応を主体とする機構に基づいて行わ
れており、フルオロカーボン系ガスを使用するプロセス
は既に量産ラインに導入されている。
As described above, etching of a SiO 2 material is performed based on a mechanism mainly based on an ion assist reaction, and a process using a fluorocarbon gas has already been introduced into a mass production line.

【0018】しかし、従来の炭素系ポリマーを使用する
プロセスにおいては表面に汚染を残さないという長所は
あるが、SFx +の打ち込みによる物理的なダメージ、シ
リコン基板内部のS原子による汚染、およびこれに伴う
格子欠陥の発生等の問題の解決には至っていない。
However, in a process using a conventional carbon-based polymer, although there is an advantage that no contamination is left on the surface, physical damage due to implantation of SF x + , contamination by S atoms inside a silicon substrate, and However, it has not solved problems such as generation of lattice defects accompanying the above.

【0019】そこで、この問題を解決するために、Si
2系材料層のエッチングが終了した後にライトエッチ
を行い、シリコン基板の表層部を除去するという工程を
入れるのが主流となっている。
In order to solve this problem,
The mainstream is to include a step of performing a light etch after the etching of the O 2 -based material layer is completed to remove the surface layer of the silicon substrate.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ように不純物拡散領域の接合深さが浅くなってくると、
上記ライトエッチングによるシリコン基板の除去量が無
視できないレベルに達するため、汚染や損傷の及ぶ範囲
が接合深さを超えるという問題が生じる。
However, as the junction depth of the impurity diffusion region becomes shallow as in recent years,
Since the removal amount of the silicon substrate by the light etching reaches a level that cannot be ignored, there is a problem that the range of contamination and damage exceeds the junction depth.

【0021】そこで、本発明は、上記問題を解決するも
のであり、フルオロカーボン系ガスによるSiO2系材
料層のエッチングに下地のシリコン系材料層に対する汚
染や損傷の発生を抑制できる方法を提供するものであ
る。
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to provide a method capable of suppressing the occurrence of contamination and damage to the underlying silicon-based material layer when etching the SiO 2 -based material layer with a fluorocarbon-based gas. It is.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、被エッチング基板を室温以下の温度を制御し、フル
オロカーボン系のガスと他のガスの混合ガスを用いて、
レジストパターニングして基板上のシリコン酸化膜をエ
ッチングする第1の工程と、被エッチング基板上に残留
する前記エッチングにより生じる反応生成物を基板及び
シリコン酸化膜に対して非エッチング性のガスのプラズ
マ雰囲気中で除去する第2の工程とを有することを特徴
とするドライエッチング方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the substrate to be etched is controlled at a temperature of room temperature or lower, and a mixed gas of a fluorocarbon-based gas and another gas is used.
A first step of resist-patterning the silicon oxide film on the substrate, and the step of removing a reaction product generated by the etching remaining on the substrate to be etched into a plasma atmosphere of a non-etching gas for the substrate and the silicon oxide film; And a second step of removing inside.

【0023】また、前記非エッチング性のガスは、酸素
またはアルゴンの内のどちらかであるドライエッチング
方法である。
In the dry etching method, the non-etching gas is either oxygen or argon.

【0024】また、前記第1の工程のエッチング用ガス
がC48とCO、O2、Arの内何れかを含むことを特
徴とするドライエッチング方法である。
Further, there is provided a dry etching method wherein the etching gas in the first step contains C 4 F 8 and any one of CO, O 2 and Ar.

【0025】また、前記第1の工程と第2の工程は、エ
ッチング用ガス切り替えで真空状態で実施することを特
徴とするドライエッチング方法である。
Further, the dry etching method is characterized in that the first step and the second step are performed in a vacuum state by switching an etching gas.

【0026】また、前記第2の工程における圧力が20
0mTorr以下であることを特徴とするドライエッチ
ング方法である。
The pressure in the second step is 20
A dry etching method characterized by being at most 0 mTorr.

【0027】上述したドライエッチング方法によると、
エッチング時におけるイオンエネルギーによる衝撃を低
減でき、かつシリコン表面がプラズマに曝された直後in
-situで酸素ラジカルと反応を起こすことによって、不
純物を容易かつ完全に除去することができる。
According to the above-described dry etching method,
Impulse due to ion energy during etching can be reduced, and immediately after the silicon surface is exposed to plasma
By reacting with oxygen radicals in -situ, impurities can be easily and completely removed.

【0028】従って、SiO2系材料のエッチングにお
ける下地シリコンに対する汚染や損傷を回避することが
可能となる。
Therefore, it is possible to avoid contamination and damage to the underlying silicon during etching of the SiO 2 -based material.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図1は、本発明をサリサイド形成領域を制
御するための、SiO2マスク形成工程に適用した実施
形態を示す図である。図1(a)に示すように、不純物
拡散領域2が形成された単結晶シリコン基板1上にSi
O2絶縁膜3が形成され、さらに該SiO2絶縁膜3の
エッチングマスクとして開口部4aを有するレジストパ
ターン4が形成されている。ここにおいて、前記SiO
2絶縁膜3は、例えばCVD法により約50nmの膜厚
で堆積されている。次に、前記シリコン基板1を磁場励
起型の反応性イオンエッチング装置のウェーハ載置電極
上にセットする。前記ウェーハ載置電極は冷却配管を内
蔵しており、装置外部に設置されるチラー等の冷却設備
から前記冷却配管へ適当な冷媒を供給循環させることに
より、エッチング中のウェーハを所定の温度に維持する
ことが可能となる。ここにおいて、冷媒としてエチレン
グリコールを使用し、単結晶シリコン基板1が15℃に
維持されるように設定され、C48流量3sccm、C
O流量15sccm、Ar流量105sccm、ガス圧
60mT、RFパワー450W、印加磁場10Gaus
sの条件でSiO2絶縁膜3を完全にエッチングした。
この第1のエッチング工程では、C48の放電解離によ
りプラズマ中に生成するFラジカルによるラジカル反応
がCFx +、C+等のイオンによりアシストされる機構で
エッチングが進行し、SiO2絶縁膜3はSiFx、CO
2等の形で除去される。このとき、シリコン基板1上に
はパターン側壁部にはC48から放出されるF、および
レジストパターン4の分解生成物に由来する炭素系ポリ
マー等を主体とする不純物が存在する。このとき、エッ
チング速度は約100nm/分である。
FIG. 1 is a view showing an embodiment in which the present invention is applied to a SiO 2 mask forming step for controlling a salicide forming region. As shown in FIG. 1A, a single crystal silicon substrate 1 on which an impurity diffusion region 2 is formed
O2 insulating film 3 is formed, which is further resist pattern 4 is formed with an opening 4a as an etching mask of the SiO 2 insulating film 3. Here, the SiO
The two insulating films 3 are deposited to a thickness of about 50 nm by, for example, a CVD method. Next, the silicon substrate 1 is set on a wafer mounting electrode of a magnetic field excitation type reactive ion etching apparatus. The wafer mounting electrode has a built-in cooling pipe, and a cooling equipment such as a chiller installed outside the apparatus supplies and circulates an appropriate coolant to the cooling pipe to maintain the wafer being etched at a predetermined temperature. It is possible to do. Here, ethylene glycol was used as a coolant, and the single crystal silicon substrate 1 was set to be maintained at 15 ° C., and a C 4 F 8 flow rate of 3 sccm and a C
O flow rate 15 sccm, Ar flow rate 105 sccm, gas pressure 60 mT, RF power 450 W, applied magnetic field 10 Gauss
Under the condition of s, the SiO 2 insulating film 3 was completely etched.
In the first etching step, etching proceeds by a mechanism in which a radical reaction caused by F radicals generated in plasma by discharge dissociation of C 4 F 8 is assisted by ions such as CF x + and C + , and SiO 2 insulation is performed. The film 3 is made of SiF x , CO
Removed in second magnitude. At this time, on the silicon substrate 1, there are impurities mainly composed of F released from C 4 F 8 and carbon-based polymers derived from decomposition products of the resist pattern 4 on the pattern side wall. At this time, the etching rate is about 100 nm / min.

【0031】次に、第2のエッチングを行う。このエッ
チング条件は、O2流量100sccm、ガス圧100
mTorr、RFパワー300W、時間は約20秒であ
る。この第2のエッチングにより、O2より生成するO
ラジカルの寄与により、シリコン基板1上に存在する不
純物が除去される。このとき、前記第1のエッチングで
RFパワーを低減されているので、C48の解離反応が
抑制され、FやCといった低分子化合物のシリコン基板
1の深さ方向に対するダメージが抑制される。この結
果、図1(b)に示すように、シリコン基板1上には主
としてCFxからなる不純物層5がシリコン基板1上に
形成される。続けて、第1のエッチングが終了すると同
時にRFパワー及び印加磁場を切らずに、エッチング用
ガスの供給を停止し、酸素ガスまたはアルゴンガスのど
ちらか一方をエッチング室内に導入し、約20秒程度の
間プラズマ雰囲気中に曝した後に、放電をオフ(デチャ
ック)することで、最表面の不純物を除去する。
Next, a second etching is performed. The etching conditions are as follows: O 2 flow rate 100 sccm, gas pressure 100
mTorr, RF power 300 W, time is about 20 seconds. O2 generated from O 2 by this second etching
The impurities existing on the silicon substrate 1 are removed by the contribution of the radicals. At this time, since the RF power is reduced by the first etching, the dissociation reaction of C 4 F 8 is suppressed, and the damage of the low molecular compound such as F or C in the depth direction of the silicon substrate 1 is suppressed. . As a result, as shown in FIG. 1 (b), an impurity layer 5 consisting mainly CF x is on the silicon substrate 1 is formed on the silicon substrate 1. Subsequently, at the same time when the first etching is completed, the supply of the etching gas is stopped without turning off the RF power and the applied magnetic field, and either the oxygen gas or the argon gas is introduced into the etching chamber for about 20 seconds. After exposing the substrate to a plasma atmosphere, the discharge is turned off (dechucked) to remove impurities on the outermost surface.

【0032】エッチング終了後、前記シリコン基板1を
プラズマアッシング装置に移設し、O2プラズマアッシ
ングによりレジストパターン4を除去する。この除去は
燃焼及び加熱による分解に基づいており、パーティクル
汚染を発生することなく良好な形状をしたサリサイド形
成マスク3aが形成することが可能となる。
After completion of the etching, the silicon substrate 1 is transferred to a plasma ashing apparatus, and the resist pattern 4 is removed by O 2 plasma ashing. This removal is based on decomposition by combustion and heating, and a salicide-forming mask 3a having a good shape can be formed without generating particle contamination.

【0033】本実施形態におけるSiO2絶縁膜のエッ
チングによって処理されたシリコン基板に対してSIM
S分析を実施した結果を図2に示す。(a)、(b)、
(c)の条件は、静電チャックを使用するエッチングプ
ロセスに必須である、デチャックのシーケンスを最適化
した条件であり、 条件(a)はエッチング時間が約3秒、ガス導入なし
(エッチング時に使用する残留ガスのみ)、圧力制御な
し、RFパワー制御なし 条件(b)はエッチング時間は20秒、Arガス流量1
00sccm、圧力100mT、RFパワー300W 条件(c)はエッチング時間は20秒、O2ガス流量1
00sccm、圧力100mT、RFパワー300W である。
SIM is applied to the silicon substrate processed by etching the SiO 2 insulating film in this embodiment.
FIG. 2 shows the results of the S analysis. (A), (b),
The condition (c) is a condition that optimizes the dechucking sequence, which is indispensable for the etching process using the electrostatic chuck. The condition (a) has an etching time of about 3 seconds and no gas introduction (used during etching). Condition only), no pressure control, no RF power control Condition (b): Etching time: 20 seconds, Ar gas flow rate: 1
00 sccm, pressure 100 mT, RF power 300 W Condition (c): etching time 20 seconds, O 2 gas flow rate 1
The pressure was 100 sccm, the pressure was 100 mT, and the RF power was 300 W.

【0034】図2の結果により、シリコン基板の表面に
形成されるフッ素系の生成膜のFイオン量(カウント
値)は、条件(a)では17105、処理(b)では8
104であり、Arガスを導入することにより約52%
減少することが分かる。また、条件(c)においてはF
イオン量(カウント値)は1104であり、O2ガスを
導入することによりシリコン基板表面上に形成されるF
イオン量は約95%減少することが分かる。
According to the results shown in FIG. 2, the F ion amount (count value) of the fluorine-based film formed on the surface of the silicon substrate is 17105 in the condition (a) and 8 in the process (b).
104, and about 52% by introducing Ar gas.
It can be seen that it decreases. In condition (c), F
The ion amount (count value) is 1104, and F is formed on the silicon substrate surface by introducing O 2 gas.
It can be seen that the ion amount is reduced by about 95%.

【0035】また、第1のエッチング工程終了後に、不
純物を導入した単結晶シリコン基板表面に発生するダメ
ージ層や、単結晶シリコン基板がエッチングされること
により生じる凹部の形成は、TEM(透過型電子顕微
鏡)で観察した結果からは何の異常も観察されなかっ
た。
After completion of the first etching step, formation of a damaged layer formed on the surface of the single-crystal silicon substrate into which impurities are introduced and a concave portion formed by etching the single-crystal silicon substrate are performed using a TEM (transmission electron transmission). No abnormalities were observed from the result of observation under a microscope.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によると、SiO2系材料のドラ
イエッチングにおいて、少なくとも下地の単結晶シリコ
ン基板の表面にダメージ層の発生や、エッチング生成物
を容易に除去できるので、コンタクト抵抗を低下し、素
子の電気特性を大幅に改善することが可能となる。
According to the present invention, in dry etching of a SiO 2 -based material, it is possible to easily form a damaged layer on at least the surface of the underlying single crystal silicon substrate and to remove an etching product, thereby reducing contact resistance. It is possible to greatly improve the electrical characteristics of the device.

【0037】また、静電チャックを使用するエッチング
プロセスに必須である、デチャックのシーケンスを最適
化するのみで、従来から使用されているガス種、装置を
そのまま使用することができるため実用性が高く、スル
ープットが低下しない。
Further, only by optimizing the dechucking sequence, which is indispensable for the etching process using the electrostatic chuck, the gas types and apparatuses conventionally used can be used as they are, so that the practicality is high. , The throughput does not decrease.

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

【図1】本発明のエッチング方法を示した半導体装置の
製造工程断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device showing an etching method of the present invention.

【図2】本発明の第2のエッチング工程実施後の単結晶
シリコン基板上のFイオン分析値を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing F ion analysis values on a single crystal silicon substrate after performing a second etching step of the present invention.

【図3】従来のエッチング方法を示した半導体装置の製
造工程断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device showing a conventional etching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコン基板 2 不純物拡散領域 3 SiO2絶縁膜 3a サリサイド形成マスク 4 レジストパターン 4a 開口部 5 不純物層Single crystal silicon substrate 2 diffusion region 3 SiO 2 insulating film 3a salicide mask fourth resist pattern 4a opening 5 impurity layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被エッチング基板を室温以下の温度を制
御し、フルオロカーボン系のガスと他のガスの混合ガス
を用いて、レジストパターニングして基板上のシリコン
酸化膜をエッチングする第1の工程と、被エッチング基
板上に残留する前記エッチングにより生じる反応生成物
を基板及びシリコン酸化膜に対して非エッチング性のガ
スのプラズマ雰囲気中で除去する第2の工程とを有する
ことを特徴とするドライエッチング方法。
A first step of controlling the temperature of the substrate to be etched to a temperature equal to or lower than room temperature and patterning a resist using a mixed gas of a fluorocarbon-based gas and another gas to etch a silicon oxide film on the substrate; A second step of removing a reaction product generated by the etching remaining on the substrate to be etched in a plasma atmosphere of a non-etching gas with respect to the substrate and the silicon oxide film. Method.
【請求項2】 前記非エッチング性のガスは、酸素また
はアルゴンの内のどちらかである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。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the non-etching gas is one of oxygen and argon.
【請求項3】 前記第1の工程のエッチング用ガスがC
48とCO、O2、Arの内何れか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。
3. The etching gas in the first step is C
4 F 8 and CO, the dry etching method according to claim 1, comprising either of the O 2, Ar.
【請求項4】 前記第1の工程と第2の工程は、エッチ
ング用ガス切り替えで真空状態で実施することを特徴と
する請求項1記載のドライエッチング方法。
4. The dry etching method according to claim 1, wherein the first step and the second step are performed in a vacuum state by switching an etching gas.
【請求項5】 前記第2の工程における圧力が200m
Torr以下である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。
5. The pressure in the second step is 200 m
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the pressure is equal to or less than Torr.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112635317A (en) * 2019-09-24 2021-04-09 东京毅力科创株式会社 Etching method, method for removing damaged layer, and storage medium
KR20230024477A (en) * 2021-08-11 2023-02-21 한국기계연구원 Method for manufacturing a metal-chalcogenide thin film with controlled thickness

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