JPS58100684A - Dry etching method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable accurate working by plasma-etching the surface of a material in a gaseous compound prepared by substituting Br or I for part of F in CF4 or a gaseous mixutre of the gaseous compound or the like with CF4. CONSTITUTION:A gas having a molecular structure obtd. by substituting Br or I for part of F in CF4 or a gaseous mixture of said gas, Br or I with CF4 is prepared. The gas is introduced into a composite plasma and sputter etching apparatus or a parallel electrode type plasma etching apparatus. Ions in the gas in a plasma state are allowed to collide against the surface of a material to etch a layer of a volatile substance such as Si. Thus, the surface of the material is accurately worked.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマやイオンの化学反応性を利用して材
料表面な選択的にエツチングするドライ・エツチング方
法、特に半導体集積回路の製造工程におけるエツチング
の工程に適合するドライ・エツチング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a dry etching method for selectively etching the surface of a material using the chemical reactivity of plasma or ions, and in particular to a dry etching method that is suitable for the etching process in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits. - Concerning etching methods.

半導体集積回路の製造工＠ｔｃ：ｆｄけるエツチングの
工程では、エツチングしようとする対象材料の点から、
８ｉ基板上の８ｉ０＊Ｉｌの上に更に堆積された８１（
多結晶シリコン）又は８ｉｓＮ４　（窒化シリコン）又
は金属腺などをホトレジストｖマスクとしてパターン形
成する工程、及び８１基板上の８［）ｌ＋　８ｉＢＮ４
ｔ　燐ガラスなどの腺ヲホトレジストをマスクとしてパ
ターン形成する工程の二つの工程が重畳である。In the etching process of semiconductor integrated circuit manufacturing workers @tc:fd, from the point of view of the target material to be etched,
81(
Step of patterning polycrystalline silicon) or 8isN4 (silicon nitride) or metal glands etc. as photoresist v mask and 8[)l+ 8iBN4 on 81 substrate.
The two steps of forming a pattern using a photoresist such as phosphor glass as a mask are superimposed.

これらの工程においては、エツチングしようとする材料
の下地材料である８１０．又は８１がほとんどエツチン
グされない特性、すなわち選択エツチング特性が重要で
ある。８ｉ基板上の８ｉ０１腺の上に更に堆積された８
１又は８６Ｎ４又は金属線などをホトレジストｖマスク
としてパターン形成する工程のためのドライ・エツチン
グ方法としては、従来、ＯＦ、などのフレオン・ガスを
エツチング用ガスとして用いるプラズマ・エツチング技
術が用いられていた。この技術はＯＦ、ガスを高周波放
電によってプラズマ状態にし、そのとき解離されて発生
する中性弗素ラジカルの化学作用を利用してエツチング
するという原理に基づいている。このＪ［珈のためエツ
チングに方向性がな（、等方的にエツチングが進行する
から、ホトレジストなマスクとして８１や８ｉ、Ｎａな
どをパターン形成しようとすると、第１図に示すように
、エツチング深さと同程度にホトレジスト・パターンの
下部まで除去される、いわゆるアンダカットを生じる。In these steps, 810. The characteristic that 81 or 81 is hardly etched, that is, the selective etching characteristic is important. 8 further deposited on top of the 8i01 gland on the 8i substrate
Plasma etching technology using freon gas such as OF as an etching gas has conventionally been used as a dry etching method for patterning 1 or 86N4 or metal wires using a photoresist V mask. . This technique is based on the principle of turning OF gas into a plasma state by high-frequency discharge, and etching using the chemical action of neutral fluorine radicals that are dissociated and generated. Because of this, the etching progresses isotropically, so if you try to form a pattern of 81, 8i, Na, etc. as a photoresist mask, the etching process will be uneven, as shown in Figure 1. This results in a so-called undercut, which is removed to the same depth as the bottom of the photoresist pattern.

図中、ｌはホトレジスト、コはエツチングしようとする
対象材料、ここでは５１０１．３は下地材料、ここでは
８Ｉ又は８ｉ、Ｎ、′１に示す。このためパターン精度
が著しく劣化するという欠点があった。In the figure, l is the photoresist, ko is the target material to be etched, here 5101.3 is the base material, here 8I or 8i, N, '1. For this reason, there was a drawback that pattern accuracy was significantly deteriorated.

一方、８１基板上の８１０１　＋　８１１　Ｎ４　＋燐
ガラスなどの鋏をホトレジストをマスクとしてパターン
形成する工程に適用できるドライ・エツチング方法とし
ては、最近開発されたプラズマ・スパッタ複合エツチン
グ（反応性スパッタ・エツチング）または平行電極形プ
ラズマ・エツチング技術がある。On the other hand, as a dry etching method that can be applied to the process of patterning 8101 + 811 N4 + phosphor glass on an 81 substrate using photoresist as a mask, the recently developed plasma sputter combined etching (reactive sputter etching) ) or parallel electrode type plasma etching technology.

前者の技術は、例えば、％開閉第３２−／／弘弘≠弘号
に、後者の技術は１例えば、アイ・イー・イー・イー・
インターナシ璽ナル・エレクトロン・デバイシーズｅミ
ーティング（ＩｇＢＦｉ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　
）　／り７を年書予稿集−第２０１真に掲載されたアー
ル・ジー・パクル竜ン　　　１（Ｒ−Ｇ、Ｐｏｕｌｓｅ
ｎ　）著、グツズ”ｆ・エツチング・オブ・アルきナム
（Ｐｌａｓｍａ　ｇｌｃｂｉｎｇ　ｏｆ　Ａｌｕｍｉｎ
ｕｍ　）と題する論文に記載されている。これらの技術
は、プラズマ・エツチング技術と同様に、ＯＦ、や０！
Ｆ６などのフレオン・ガスをエツチング用ガスとして用
いるが、そのＷ、珊は全く異なっている。すなわち、Ｏ
Ｆｏ　　などのイオンがスパッタ・エツチング装置の原
塩と同一の原理によって、エツチングしようとする材料
表面に垂直に入射、衝撃し、そのとき惹き起こされる化
学反応（ａＦｎ十ｓ　＋　ｏ、→８ｉＦｍ＋　Ｃｏ、　
ｃｏ、など）ｆｔ利用して５ＩＯ１のエツチングを行う
。このため、エツチングに方向性があり、第２図に示す
ようＩＣ，アンダカットを生じることなく高精度のパタ
ーン形成を＊現することができる。The former technique is, for example, % open/close No. 32-//Hirohiro≠Hiroshi, and the latter technique is 1, for example, I.E.I.E.
International Electron Devices e-Meeting (IgBFi International
Electron Devices Meeting
) R-G Pakuru Ryuun 1 (R-G, Poulse
Plasma glcbing of aluminium
It is described in a paper entitled um). These techniques, like plasma etching techniques, are OF, 0!
Freon gas such as F6 is used as an etching gas, but W and coral are completely different. That is, O
Ions such as Fo are incident and bombarded perpendicularly to the surface of the material to be etched using the same principle as raw salt in sputter etching equipment, and the chemical reactions that occur at this time (aFn+o,→8iFm+Co,
Etching of 5IO1 is performed using ft (co, etc.). For this reason, the etching has directionality, and as shown in FIG. 2, it is possible to form a pattern with high precision without causing an IC or undercut.

しかしながら、８ｉ０１上に堆積されたＳｔなどの＋Ｓ
Ｖホトレジストをマスクとして、又は８ｉ０１をマスク
として８ｉ基板をパターン形成し、しかもアンダカット
ｖ生じない方法は知られていなかった。However, +S such as St deposited on 8i01
There has been no known method for patterning an 8i substrate using V photoresist as a mask or using 8i01 as a mask without causing undercuts.

本発明者はプラズマ・スパッタ複合工ｙｆ７／装置（反
応性スパッタ・エツチング装置）を用いて、８１と８１
０．のエッチ速度比とパターン形成特性の関係を調べた
結果を以下に述べる。本発明者が使用した実験装置の排
気系は油拡散ポンプ（／　０００　Ｌ／　ｓｅｃ　）と
油回転ポンプ（ｊ　００　Ｌ／　＋ｎｉｎ　）から構成
されている。真空ｗ１にはエツチング用ガスの導入系が
接続されており、内部にはプラズマを発生させるための
電極（直径２００ｍａｓ）が配置され、その電極は水冷
されている。エツチングしようとする試料は電極上に設
置されたエツチングテーブル板の上に載置される。高鵬
波電力（周波数ｔ　ｊ、　ｊＡ　ＭＨｚ　）を電極に印
加して、接地された電位の対向板との間にプラズマを発
生させると、高周波スパッタリング装置と同一のＷｉ、
理によって、試料表面及び露出されたエツチング・テー
ブル表面はイオン衝撃を受ける。このとき惹き起こされ
る化学反応を利用したのがプラズマ・スパッタ複合エツ
チング法による８ｉ０．エツチングである。The present inventor used plasma sputter composite processing yf7/equipment (reactive sputter etching equipment) to
0. The results of investigating the relationship between the etch rate ratio and pattern formation characteristics are described below. The exhaust system of the experimental apparatus used by the present inventor is composed of an oil diffusion pump (/ 000 L/sec) and an oil rotary pump (j 00 L/+nin). An etching gas introduction system is connected to the vacuum w1, and an electrode (diameter 200 mas) for generating plasma is arranged inside, and the electrode is water-cooled. A sample to be etched is placed on an etching table set above the electrodes. When high wave power (frequency t j, jA MHz) is applied to the electrode and plasma is generated between it and the opposing plate at a grounded potential, Wi, which is the same as the high frequency sputtering device,
As a result of the process, the sample surface and the exposed etching table surface are bombarded with ions. The chemical reaction caused at this time is utilized in the 8i0. It is etching.

この場合、前にも述べた通り、アンダカットを伴わず、
高精度のパターン形成が可能である。In this case, as mentioned before, without undercut,
Highly accurate pattern formation is possible.

本発明者は、８ｉのエッチ速度を増加させる条件にした
場合、Ｓｉについてもこのようなパターン形成特性を保
持できるかどうかについて、まず弗化炭素ガスに酸素を
混合する方法を検討した。弗化炭素ガス（フレオンガス
）に酸素を混合する方法は、プラズマ・エツチング技術
において８１などのエッチ速度な増加させるためによく
用いられる方法である。その結果、８１と８ｉ０．のエ
ッチ速度比がｌ：ｌ−λ：ｌ以下の場合では、アンダカ
ットを生じないパターン形成が可能であるが、エツチン
グ速度比ｌ：ｌ−コニ１以上に８１のエッチ速度を増加
させると、プラズマ・エツチングの場合と全く同様のア
ンダカットを生ずることが明らかとなった。この結果は
ＯＦ４　＊　０１　Ｆ＠　＋　０４　Ｆｇガスと０２　
＋　００１ガスの組合せ全般について成立した。The present inventors first studied a method of mixing oxygen with fluorocarbon gas to determine whether such pattern forming characteristics can be maintained for Si when the etch rate of 8i is increased. Mixing oxygen with fluorocarbon gas (Freon gas) is a method commonly used in plasma etching techniques to increase the etch rate, such as 81. As a result, 81 and 8i0. When the etch rate ratio of 81 is less than l:l-λ:l, it is possible to form a pattern without undercutting, but when the etch rate of 81 is increased to an etching rate ratio of l:l-coni of 1 or more, It has been found that undercuts occur exactly as in the case of plasma etching. This result is OF4 * 01 F@ + 04 Fg gas and 02
+001 was established for all gas combinations.

本発明の目的は、したがって％８ｉ０１下地の上に被着
された８１などの、一般に弗化物が揮発性の物質の層を
アンダカットなしに選択的にエツチングすることを可能
にするドライ・エツチング方法を提案することである。It is therefore an object of the present invention to provide a dry etching method which makes it possible to selectively etch layers of typically fluoride volatile materials, such as 81, deposited over a %8i01 substrate, without undercutting. It is to propose.

上記目的を達成するために、本発明によるドライ・エツ
チング方法は、エツチング用ガスとして、弗化炭素の弗
素の一部が臭素又は沃素に置換された形の分子構造を有
するガス、もしくは弗化炭素と臭素、沃素、あるいは弗
化炭素の弗素の一部が臭素又は沃素に置換された形の分
子構造を有するガスの混合ガスを使用することを要旨と
する。In order to achieve the above object, the dry etching method according to the present invention uses, as an etching gas, a gas having a molecular structure in which part of the fluorine in fluorocarbon is replaced with bromine or iodine, or a fluorocarbon. and bromine, iodine, or a gas having a molecular structure in which part of the fluorine in carbon fluoride is replaced with bromine or iodine.

前に述べた本発明者の実験結果が得られる思出として、
０雪を多量に混合するとＯＦ、　＋　０．→■、　ｏｏ
、　＋＄Ｆ　　のような反応がプラズマ内に生じ、多量
の中性弗素ラジカルを発生し、プラズマ・エツチングと
同様のエツチング機＠（Ｓｉ＋４４Ｆ→８ｉＦａ）　　
に移行し、イオン入射の効果の割合が非常に小さくなる
ためと解釈できる。また、　　８ｉ　　のエッチ速度が
ＳｔＯ，と同程度もしくはそれ以下のときは％旧もアン
ダカットな（エツチングされることの理由として、Ｏ３
の濃度がそれ程高くないため、材料表面での作用が主と
なり、　８ｉ　表面に到達した０雪が七′こで、ＣＦ書
などのイオン衝撃によって％８１　＋　ＯＦｎ＋　０．
→５ｔＦｆｒ、＋ｏｏ、　ｃｏ、のような反応が惹き起
こされ、　ＯＦｎのＦが８ｉ　と反応するとともに、残
りの０やＯＦがＯによって８１表面から除去されて８１
のエツチングが進行し、このためアンダカッ）’ｌｋ−
生じないと考えられる。As a reminder of the inventor's experimental results mentioned above,
0 If a large amount of snow is mixed, OF, + 0. →■、oo
, +$F reactions occur in the plasma, generating a large amount of neutral fluorine radicals, and forming an etching machine (Si+44F→8iFa) similar to plasma etching.
It can be interpreted that this is because the effect of ion injection becomes extremely small. In addition, when the etch rate of 8i is the same as or lower than StO, %old is also undercut (the reason why it is etched is O3
Since the concentration of 8i is not so high, the action is mainly on the material surface, and the 0 snow that reaches the 8i surface becomes %81 + OFn + 0.7' due to ion bombardment from CF.
→Reactions such as 5tFfr, +oo, co are triggered, and the F of OFn reacts with 8i, and the remaining 0 and OF are removed from the 81 surface by O, resulting in 81
The etching progresses, resulting in undercuts)'lk-
It is thought that this will not occur.

本発明者の知見によれば、プラズマ内の反応では弗素ラ
ジカルを発生させることなく、イオン衝撃面ｒｃｍいて
のみ０．と同様な役割を果す混合種とし【反応性の低い
ハロゲン元素を使用すれば、ＣＦ譜などのイオンを利用
してアノダカットなしに８＆を能率よくエツチングする
ことができる。According to the findings of the present inventors, the reaction within the plasma does not generate fluorine radicals, and the ion bombardment surface rcm is only 0. [If a halogen element with low reactivity is used as a mixed species that plays a similar role, 8& can be efficiently etched using ions such as CF score without anodacut.

本発明者が沃素と臭素を用いて行った実験結果を以下に
示す。The results of experiments conducted by the present inventor using iodine and bromine are shown below.

ＯＦ、ガス又は０８Ｆ、ガスに沃素（工りをｉｏ〜２０
−混合し、エツチング・テーブル材として石英ガラスと
カーボンを用いて、アンダカットなしに８１が能率よ（
エツチングされ、エッチ速度比８ｉ　：　８ｉ０．Φｊ
：ｌが実現されることが見出された。ガス圧条件は０．
０３〜０．０７Ｔｏｒｒであった。高周波電力ｓｏｗ＜
ｏ、ｉｔｗ７♂）のとき、８１は約ｊ　Ｏ（７Ａ　７ｍ
　ｉ　ｎ　　のエッチ速度で能率よくエツチングされた
。第３図は、ＯＦ、の流量Ｙ　／　ｊ　ｅｔ　／　ｍ　
ｔｏ　ｒ　Ｉ　官の流量をＪ　ｃｃ／ｍｉｎ　、ガス圧
を０．０２　Ｔｏｒｒとして、１０分間エツチングを行
ったときの高周波電力ねエッチ速度の関係を８１．ホト
レジス）　ｋ’ｓ、１３１０Ｊ１及び８ＩＯ１について
示す。OF, gas or 08F, gas with iodine (processing io ~ 20
- By mixing and using quartz glass and carbon as etching table material, 81 is efficient without undercut (
Etched with an etch rate ratio of 8i:8i0. Φj
:l was found to be realized. Gas pressure condition is 0.
It was 0.03 to 0.07 Torr. High frequency power sow<
o, itw7♂), 81 is approximately j O(7A 7m
It was efficiently etched at an etch rate of i n . Figure 3 shows the flow rate of OF, Y / j et / m
The relationship between high-frequency power and etch rate when etching is performed for 10 minutes with the gas flow rate at J cc/min and the gas pressure at 0.02 Torr is 81. Photoregis) k's, 1310J1 and 8IO1.

臭素（Ｂｒｌ）　　も沃素とはぼ同様の効果を示した。Bromine (Brl) also showed almost the same effect as iodine.

Ｉｓ又はＢｒｌの混合はＳｔのエッチ速［’増加させる
だけではなく、８ｉ０．のエッチ速度の減少に対しても
効果があることがわかった。また、ホトレジストのエッ
チ速度も小す＜　、８ｉ　（２）Ｆｌ　’／ｌ　テｂっ
だ。この結果は、■又はＢｒの結合エネルギカー−〇及
び８Ｉに対して、０．Ｈｌ及びＮの結合エネルギよりも
小さく、またＣ−０結合よりも弱（・と（・う、反応性
の弱さに基づいていると考えられる。Mixing Is or Brl not only increases the etch rate of St but also increases the etch rate of 8i0. It was also found to be effective in reducing the etch rate. Furthermore, the etch rate of the photoresist is also low. This result shows that the binding energy of ■ or Br is 0.0 and 8I. It is thought to be based on the weaker reactivity, which is smaller than the bond energy of Hl and N, and weaker than the C-0 bond.

ＯＦ、又はＯｔＦ、ガスにＩｆ又はＢｒ、　ｔｔ混合し
たときの８１のエツチング反応機構としては、ＯＦｎな
どのイオンが５ｉ１１ｏを衝撃するとき、ＯＦ　ｎ　　
の中のＦは０より８１と結合する方が安定であるため５
ｉｉｔ’ｎを形成し、残りの０やＣＦが表面にｇ＆着さ
れた■又はＢｒと結合し、揮発して、少量の０１混合の
場合と同様になる。また、イオン衝撃を受けない部分は
、！又はＢ「の反応性が低いため、エツチングされない
と推察される。０Ｆｆｉなどの弗素な含む成分が惠１な
役割を演じていることは、Ｉ。The etching reaction mechanism of 81 when OF or OtF gas is mixed with If, Br, or tt is that when ions such as OFn bombard 5i11o, OFn
Since F in is more stable when combined with 81 than with 0, it is 5
iit'n is formed, and the remaining 0 and CF combine with the 2 or Br attached to the surface and volatilize, resulting in the same situation as in the case of a small amount of 01 mixture. Also, the parts that are not subjected to ion bombardment! It is presumed that it is not etched due to the low reactivity of 0Ffi or B.The fact that fluorine-containing components such as 0Ffi plays an important role in I.

又はＢｒ、単体もしくはＡｒ混合ガスでは効果が小さい
とい５夾験結果から確認された。It was confirmed from the results of 5 trials that Br, single gas, or Ar mixed gas has a small effect.

ＯＦ、　Ｉ　Ｏ電Ｆ、ガスとＢｒ、ｓＩ、ガスの混合ガ
スと同様な効果を示すことが期待されるガスとして、０
ＢｒＦ１１０Ｂｒ、　Ｆ、　＊　ＯＩＦ、　、　ＯＩ、
ＰＱ　のよ５ｒｃ、弗化炭素ＯｎＦ＠の弗素の一跡がＢ
「もしくはＩに置換された形の分子構造を有するガスが
挙げられる。これらのガスのうち％ＯＢ、Ｆ、やＯＢｒ
、々は消化剤用のガスとして知られ、安全性が極めて高
＜　、　ＨａｌｏｎＦ　−／ＪＢ／　（０ＢｒＦｉ）、
　Ｈａｌｏｎ　１’　−／ＪＢＪ　（ＯＢｒ、Ｆ、）の
商品名で知られている。0 as a gas that is expected to show the same effect as a mixed gas of OF, IO, gas and Br, sI, gas.
BrF110Br, F, *OIF, , OI,
PQ Noyo 5rc, a trace of fluorine in fluoride carbon OnF@ is B
Or gases having a molecular structure in which I is substituted.Among these gases, %OB, F, and OBr
, HalonF-/JB/ (0BrFi), which is known as a gas for extinguishing agents and is extremely safe.
It is known under the trade name Halon 1'-/JBJ (OBr, F,).

これらのガスについて本発明者が行った実験の結果な０
ＢｒＦ＠を例にとって述べると次の通りである。　０Ｂ
ｒＦ＠ガスは、プラズマ状態になると結合エネルギが最
も小さいＢｒが０ＢｒＦ＠分子から解離され、ＯＦ、と
Ｂｒ、の混合ガスと同様の効果を示すものと考えられる
。The results of experiments conducted by the inventor on these gases are 0
Taking BrF@ as an example, the following is explained. 0B
When the rF@ gas enters a plasma state, Br, which has the smallest binding energy, is dissociated from the 0BrF@ molecule, and it is thought that it exhibits the same effect as a mixed gas of OF and Br.

第弘図は、エツチング・テーブル材として石英ガラスを
使用し、　０ＢｒＦＨの流量／　ｊ　ｃｃ／ｍｉｎ、高
周波電力ｊＯＷで得られた単結晶８１．多結晶シリ：ｚ
ｙ、　８ｉ、Ｎ、、ホトレジストｋｚ／９０Ｊ　　、　
及び８　ｌ　Ｏ，についての０ＢｒＦＢガス圧とエラを
適度の関係を、第５図はガス圧を０．　ＯＪ　Ｔｏｒｒ
に固定し、２００ｍｍφの電極を使用し、同じＯＢ　ｒ
　ｋ’ｇ　ｆｔ量で、第参図と同じ物質について、高周
波電力とエッチ速度の関係を示す。図から明らかな通り
、５ＯＷ（０，／　４　Ｗ／ｃｘｈりのような比較的小
さな高周波電力においても、８直は７００ＪＬ／ｗｉｎ
以上のエッチ速度を示した。また％Ｓ１のＳ印雪に対す
るエッチ速度比は８ｉ　：　５ｌｏ＝＝＋　：　／以上
であった。更に、　８１．Ｎ。Figure 8 shows a single crystal 81.0% obtained using quartz glass as the etching table material, a flow rate of 0BrFH/j cc/min, and high-frequency power jOW. Polycrystalline silicon:z
y, 8i, N,, photoresist kz/90J,
Figure 5 shows the moderate relationship between 0BrFB gas pressure and gills for 0.0 and 8 lO. OJ Torr
using the same OB r
The relationship between high frequency power and etch rate is shown in k'g ft for the same material as in Figure 1. As is clear from the figure, even with a relatively small high frequency power such as 5OW (0, / 4 W/cxh), the 8-shift is 700JL/win.
The etch rate was as follows. Further, the etch rate ratio of %S1 to S-imprint snow was 8i:5lo==+:/ or more. Furthermore, 81. N.

も能率よくエツチングされ、Ｓ輸Ｎ４　：　ａｔ　Ｏ＊
　：Ｈｕ　：　／以上のエッチ速度比が得られた。また
、ホトレジストノエッチ速度も小さく、８ｉ：ホトレジ
スト−３二１以上のエッチ速度比が得られた。is also efficiently etched, S import N4: at O*
An etch rate ratio of :Hu : / or more was obtained. Further, the etch rate of the photoresist was also low, and an etch rate ratio of 8i:photoresist-321 or higher was obtained.

８１と８１０１の選択エツチング特性及びアンダカット
のないパターン形成特性を更に確認するため。To further confirm the selective etching characteristics and undercut-free pattern formation characteristics of 81 and 8101.

パターン形成した厚さ０１５μｍのｓｔｏｗなマスクと
して８１基板をエツチングした結果、パターン−〇、ｆ
ｌｌａｎ、高さくＲさ）３μｍで側壁が垂直な／（ター
ンを得ることができた。この場合、エツチングされた部
分の別面は、走査形電子順ｇＬ廓による７００００倍の
観察ＫＮいても、鏡面状態が保たれていた。As a result of etching the 81 substrate as a patterned stow mask with a thickness of 015 μm, patterns -〇, f
It was possible to obtain a vertical / (turn) with a vertical sidewall at a height of 3 μm. The mirror state was maintained.

０ＢｒＦｓガスでは、エツチング・テーブル材としてカ
ーボンより６巣ガラスの方がよい結果な与えた。エツチ
ング・テーブル材をカーボンとし、０ＢｒＦ＠ガスを用
いる場合や、Ｉ、もしくはＢｒ８の混會量を増加させす
ぎた場合に％８１面に付着物を生ずることがあるが、Ｏ
ｐ４＋０＠Ｆ＠ガスと、ＯＢｒＦ、、ＯＢらＦ＠　＊　
０ＩＦＩ　＊　ＯＩ装Ｆ、ガスなどを混合することによ
り％Ｂ「、又は！！の割合（濃度）を調整して、エツチ
ング・テーブル材の種類やガス圧などの条件に対応させ
ることもできる。With 0BrFs gas, 6-cell glass gave better results than carbon as an etching table material. If the etching table material is carbon and 0BrF@gas is used, or if the amount of I or Br8 is increased too much, deposits may occur on the %81 surface.
p4+0@F@gas, OBrF,,OB et al.F@*
By mixing 0IFI * OI gas, etc., the ratio (concentration) of %B' or !! can be adjusted to correspond to conditions such as the type of etching table material and gas pressure.

ガス圧が０．　／　＝　／　Ｔｏｒｒの領域で使用され
る平行を極形プラズマ・エツチング装置も原理的にプラ
ズマ・スパッタ複合エツチング装置（反応性スパッタ・
エツチング装置）と同じ効果な木用しているものである
から、以上述べた方法を同様に良く適用することができ
る。Gas pressure is 0. / = / Parallel polar plasma etching equipment used in the Torr region is also basically a plasma sputter composite etching equipment (reactive sputtering).
Since it has the same effect on wood as the etching device (etching device), the method described above can be applied equally well.

本発明によるドライ・エツチング方法は、その反応形式
かられかるよ５に、従来のＯＦ、ガス・プラズマ・エツ
チングを適用することができるすべ℃の材料についてア
ンダカットなく、高精度にパターン形成することができ
る。これにより半導体集積回路の配線材料として重要な
Ｍｏ　’Ｐ　Ｍｏ　８ｉ、　。Due to its reaction type, the dry etching method according to the present invention can form patterns with high precision without undercuts on materials at temperatures as low as 5°C to which conventional OF and gas plasma etching can be applied. I can do it. This makes Mo'P Mo8i, which is important as a wiring material for semiconductor integrated circuits.

更に他の金属ＴＩ・Ｔｍ＋Ｗなど、一般には弗化物が揮
発性の物質に対して高ｎｙｔのパターン形成が可能とな
る。ただし、金属の場合では、　０ＢｒＦ＠ガスにＯＦ
４ガスを混合するか、少量の０．を混合し、争少高めの
ガス圧を用いる方が良い結果が得られる。Furthermore, it is possible to form a pattern with a high nyt on other metals such as TI and Tm+W, which generally have volatile fluorides. However, in the case of metal, 0BrF@OF
4 gases or a small amount of 0. Better results can be obtained by mixing the two gases and using a slightly higher gas pressure.

エツチングの反応機構かられかるように、以上述べたガ
スをイオン・ビーム・エツチング装置又はイオン・ジャ
ワ・エツチング装置に導入してもプラズマ・スパッタ複
合エツチング装置（反応性スパッタ・エツチング装置）
又は平行電極形プラズマ・エツチング装置におけると同
様に、弗化物が揮発性の材料を高精１［Ｃｊｌ択エツチ
ングすることができる。As can be seen from the etching reaction mechanism, even if the above-mentioned gases are introduced into an ion beam etching device or an ion Java etching device, the plasma sputter combined etching device (reactive sputter etching device) will not work.
Alternatively, as in a parallel electrode plasma etching system, fluoride-volatile materials can be selectively etched with high precision.

本発明はイオン入射による化学反応を利用したエツチン
グ法であるから、従来のプラズマ・エツチング法に比較
して、均−性及び再現性がよく、またエッチ速度のパタ
ーン形状依存性もないという％艮がある。Since the present invention is an etching method that utilizes a chemical reaction caused by ion injection, it has better uniformity and reproducibility than conventional plasma etching methods, and also has no dependence of etching rate on pattern shape. There is.

ムｔのエツチング用ガスとして知られる四塩化炭素（Ｃ
ｏ１４）を８１エツチングに適用することにより【も、
あるｓＦ！Ｌアンダカットを減少させることができると
いう実験結果も得られたが、／（ターン形成特性の優劣
のはかに１油回転ポツプなどの排気系への影響、安全性
、ガス導入などの取扱い上の各点から、本発明による方
法の方が遥に優れている。Carbon tetrachloride (C
By applying o14) to 81 etching,
A certain sF! Experimental results showed that the L undercut could be reduced; The method according to the present invention is far superior in each respect.

本発明によれば、８晶偽をマスクとして引基板の加工を
高精度に行うこともできるので、金属などの不純物汚染
に敏感な半導体材料に対して、金属マスクを用いないで
ａｉＫ高精度の加工を施すことができる利点は太きい。According to the present invention, it is possible to process a substrate with high precision using the 8-crystal fake as a mask, so it is possible to process semiconductor materials sensitive to impurity contamination such as metals without using a metal mask. The advantage of being able to process it is significant.

また、０ＢｒＰ″、などの本発明に用いられるガスは安
全性、取扱い易さなどの点でも優れ、これまでのフレオ
ン・ガスを用いるプラズマ・スパッタ複合エツチング装
置（反応性スパッタ・エツチング装置）と全く同様の装
置、構成、取扱いが可能であるという利点がある。In addition, the gases used in the present invention, such as 0BrP'', are superior in terms of safety and ease of handling, and are completely different from conventional plasma sputter combined etching equipment (reactive sputter etching equipment) that uses Freon gas. It has the advantage that similar equipment, configuration, and handling are possible.

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

第１図は従来のプラズマ・工、ツチングでホトレジスト
をマスクとして引０置上に被着された８ｉ又は８１．Ｎ
、４エツチングしてパターン形成したものの断面図、第
２図はプラズマ・スパッタ複合エツチングにより８１下
地材料上に被着された８１０．をエツチングしたときの
断面図、又は本発明にまり８１０、上に被着された８１
又は８１．Ｎｏｔ’エツチングしてパターン形成したも
のの断面図、＠３図はＯＦ、とＩ、の混合ガスを使用し
たときの高蝿波電力とエッチ速度の関係を示す図、第参
図及び第５図はＯＢ　ｒ　Ｆ　＠ガスを使用したときの
それぞれ０ＢｒＦ、ガス圧とエッチ速度の間及び高周波
電力とエッチ速度の間の関係を示す図である。 ｌ・・・ホトレジスト、λ・・・エツチングしようとす
る対象材料、３・・・下地材料。 指定代理人 ヤ２　図 ０　　２５　　６０　　７５　　　ｔ００高ｒｔ”＋＝
声電電力Ｗ） ｔ、６２３４ｓ’）ｔ。FIG. 1 shows 8i or 81.8i deposited by conventional plasma etching and photoresist as a mask on a flat surface. N
, 4 etched to form a pattern, FIG. 2 is a cross-sectional view of the 810. A cross-sectional view when etched, or a hole 810 according to the present invention, 81 coated on top
or 81. A cross-sectional view of a pattern formed by Not' etching, Figure @3 is a diagram showing the relationship between high frequency power and etching rate when a mixed gas of OF and I is used, Figures 3 and 5 are OB r FIG. 4 is a diagram showing the relationship between 0BrF, gas pressure and etch rate, and between high frequency power and etch rate when F@2 gas is used, respectively. l: Photoresist, λ: Target material to be etched, 3: Base material. Designated agent Ya 2 Figure 0 25 60 75 t00 high rt”+=
Voice electric power W) t, 6234s') t.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）エツチング用ガスとして、弗化炭素の弗素の一部
が臭素又は沃素に置換された形の分子構造を有するガス
、もしくは弗化炭素と臭素。 沃素、あるいは弗化炭素の弗素の一部が臭素又は沃素に
置換された形の分子構造を有するガスの混合ガスを使用
し。 エツチングされる試料はプラズマ状態の上記ガス中のイ
オンによって衝撃されるように配置され。 弗化物が揮発性の物質の層をエツチングすること′Ｉｋ
４Ｉ徴とするドライ・エツチング方法。(1) As an etching gas, a gas having a molecular structure in which part of the fluorine in carbon fluoride is replaced with bromine or iodine, or carbon fluoride and bromine. A mixed gas containing iodine or a gas having a molecular structure in which part of the fluorine in carbon fluoride is replaced with bromine or iodine is used. The sample to be etched is placed so as to be bombarded by ions in the gas in a plasma state. Fluoride etches a layer of volatile substances'Ik
Dry etching method with 4I characteristics. （２）上記ガスをプラズマ・スパッタ複合エツチング装
置（反応性スパッタ・エツチング装置）または平行電極
形プラズマ・エツチング装置の中に導入し、材料表面を
エツチングすることを特徴とする特許請求範囲第１項に
よるドライ・エツチング方法。(2) The above gas is introduced into a plasma sputter combined etching device (reactive sputter etching device) or a parallel electrode type plasma etching device to etch the material surface. dry etching method. （３）　　上記ガスをイオン・ビーム・エツチング装置
スはイオン・ジャワ・エツチング装置に導入し、材料表
面をエツチングすることヲ特徴とする、特許請求範凹第
１項によるドライ・エツチング方法。(3) A dry etching method according to claim 1, characterized in that the gas is introduced into an ion beam etching device or an ion Java etching device to etch the surface of the material.