JP2021190679A - 半導体デバイスのトレンチ構造を製造するためのドライエッチングプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
六フッ化硫黄、酸素、ヘリウム、三フッ化窒素、及び第1有機ケイ素化合物を含む第1エッチングガスを当該反応チャンバに入れて第1エッチング工程を行うことにより、当該被エッチング領域の一部を除去して第1深さを有するトレンチを形成するステップ2と、
六フッ化硫黄、酸素、ヘリウム、及び第2有機ケイ素化合物を含む第2エッチングガスを当該反応チャンバに入れて第2エッチング工程を行うことにより、当該トレンチの当該第1深さからさらに第2深さまでエッチングするステップ3とを備え、当該第2エッチング工程における当該反応チャンバの圧力は当該第1エッチング工程における当該反応チャンバの圧力より大きく、
臭化水素酸、酸素、及びヘリウムを含む第3エッチングガスを当該反応チャンバに入れて第3エッチング工程を行うステップ4を含む。なお、当該反応チャンバで1秒あたりの温度変化は±1%以内であり、当該反応チャンバで1秒あたりの圧力変化は±5%以内であり、当該上方電極又は当該下方電極で1秒あたりの出力変化は±1%以内である。
11 半導体基板
111 保持領域
113 被エッチング領域
13 フォトレジスト層
15 酸化物層
17 ドライエッチング装置
171 反応チャンバ
173 上方電極
175 下方電極
18、18a 保護層
19a、19b、19c トレンチ
d1 は第1深さ
d2 第2深さ
E1 第1エッチング工程
E2 第2エッチング工程
E3 第3エッチング工程
g1 第1エッチングガス
g2 第2エッチングガス
g3 第3エッチングガス
t1、t2、t3、t4 タンク
p びパイプライン
Claims (10)
- パターン化されたフォトレジスト層が設けられ、前記フォトレジスト層によって遮蔽された保持領域と、露出する被エッチング領域とを有する半導体基板を、上方電極と下方電極とを含む反応チャンバに配置するステップ1と、
六フッ化硫黄、酸素、ヘリウム、三フッ化窒素、及び第1有機ケイ素化合物を含む第1エッチングガスを前記反応チャンバに入れて第1エッチング工程を行うことにより、前記被エッチング領域の一部を除去して第1深さを有するトレンチを形成するステップ2と、
六フッ化硫黄、酸素、ヘリウム、及び第2有機ケイ素化合物を含む第2エッチングガスを前記反応チャンバに入れて第2エッチング工程を行うことにより、前記トレンチの前記第1深さからさらに第2深さまでエッチングするステップ3と
を備え、
前記第2エッチング工程における前記反応チャンバの圧力は前記第1エッチング工程における前記反応チャンバの圧力より大きく、
臭化水素酸、酸素、及びヘリウムを含む第3エッチングガスを前記反応チャンバに入れて第3エッチング工程を行うステップ4を含み、
前記反応チャンバで1秒あたりの温度変化は±1%以内であり、前記反応チャンバで1秒あたりの圧力変化は±5%以内であり、前記上方電極又は前記下方電極で1秒あたりの出力変化は±1%以内であることを特徴とする半導体デバイスのトレンチ構造を製造するためのドライエッチングプロセス。 - 前記第1エッチング工程において、六フッ化硫黄の流量は10sccm〜2000sccmであり、酸素の流量は10sccm〜500sccmであり、ヘリウムの流量は10sccm〜500sccmであり、三フッ化窒素の流量は10sccm〜300sccmであり、前記第1有機ケイ素化合物の流量は50sccm〜200sccmであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第1エッチング工程において、前記第1エッチングガスに対する六フッ化硫黄の体積百分率は30%であり、前記第1エッチングガスに対する酸素の体積百分率は20%であり、前記第1エッチングガスに対するヘリウムの体積百分率は20%であり、前記第1エッチングガスに対する三フッ化窒素の体積百分率は10%であり、前記第1エッチングガスに対する前記第1有機ケイ素化合物の体積百分率は20%であることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第1エッチング工程において、前記上方電極の出力は3000Wであり、前記下方電極の出力は500Wであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第2エッチング工程において、六フッ化硫黄の流量は10sccm〜2000sccmであり、酸素の流量は10sccm〜500sccmであり、ヘリウムの流量は10sccm〜500sccmであり、前記第2有機ケイ素化合物の流量は50sccm〜200sccmであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第2エッチング工程において、前記第2エッチングガスに対する六フッ化硫黄の体積百分率は20%であり、前記第2エッチングガスに対する酸素の体積百分率は20%であり、前記第2エッチングガスに対するヘリウムの体積百分率は40%であり、前記第2エッチングガスに対する前記第2有機ケイ素化合物の体積百分率は20%であることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第2エッチング工程において、前記上方電極の出力は7000Wであり、前記下方電極の出力は2000Wであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第3エッチング工程において、臭化水素酸の流量は10sccm〜2000sccmであり、酸素の流量は10sccm〜500sccmであり、ヘリウムの流量は10sccm〜500sccmであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第3エッチング工程において、前記第3エッチングガスに対する臭化水素酸の体積百分率は60%であり、前記第3エッチングガスに対する酸素の体積百分率は10%であり、前記第3エッチングガスに対するヘリウムの体積百分率は30%であることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
- 前記第3エッチング工程において、前記上方電極の出力は1000Wであり、前記下方電極の出力は100Wであることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチングプロセス。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999067817A1 (en) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Applied Materials, Inc. | Silicon trench etching using silicon-containing precursors to reduce or avoid mask erosion |
US20060264054A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-11-23 | Gutsche Martin U | Method for etching a trench in a semiconductor substrate |
JP2007235136A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Applied Materials Inc | 高アスペクト比用途の異方性フィーチャを形成するためのエッチング方法 |
CN101083207A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-12-05 | 奇梦达股份公司 | 用来在蚀刻工序期间淀积保护层的方法及设备 |
JP2011211225A (ja) * | 2003-03-03 | 2011-10-20 | Lam Research Corp | デュアルドープゲートの用途におけるプロフィル制御とn/pローディングを改善する方法 |
US20200043799A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor Device and Method of Manufacture |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6318384B1 (en) | 1999-09-24 | 2001-11-20 | Applied Materials, Inc. | Self cleaning method of forming deep trenches in silicon substrates |
US6743727B2 (en) * | 2001-06-05 | 2004-06-01 | International Business Machines Corporation | Method of etching high aspect ratio openings |
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KR20090009389A (ko) * | 2007-07-20 | 2009-01-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조방법 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999067817A1 (en) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Applied Materials, Inc. | Silicon trench etching using silicon-containing precursors to reduce or avoid mask erosion |
JP2011211225A (ja) * | 2003-03-03 | 2011-10-20 | Lam Research Corp | デュアルドープゲートの用途におけるプロフィル制御とn/pローディングを改善する方法 |
US20060264054A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-11-23 | Gutsche Martin U | Method for etching a trench in a semiconductor substrate |
JP2007235136A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Applied Materials Inc | 高アスペクト比用途の異方性フィーチャを形成するためのエッチング方法 |
CN101083207A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-12-05 | 奇梦达股份公司 | 用来在蚀刻工序期间淀积保护层的方法及设备 |
US20200043799A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor Device and Method of Manufacture |
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