JP2604350B2 - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP2604350B2 JP2604350B2 JP60122227A JP12222785A JP2604350B2 JP 2604350 B2 JP2604350 B2 JP 2604350B2 JP 60122227 A JP60122227 A JP 60122227A JP 12222785 A JP12222785 A JP 12222785A JP 2604350 B2 JP2604350 B2 JP 2604350B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- mask
- etched
- oxide film
- film
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエッチングマスクの製造方法に関する。
（従来の技術） 高集積化の進む半導体装置の製造において、その微細
なパターンのエッチングには、異方性のドライエッチン
グが使用されている。しかしながら、このドライエッチ
ングによると、エッチング雰囲気中にさらされた試料表
面に汚染物のデポジションが発生することが知られてい
る。この汚染層を除去するためには、等方性のエッチン
グによる処理が必要である。
なパターンのエッチングには、異方性のドライエッチン
グが使用されている。しかしながら、このドライエッチ
ングによると、エッチング雰囲気中にさらされた試料表
面に汚染物のデポジションが発生することが知られてい
る。この汚染層を除去するためには、等方性のエッチン
グによる処理が必要である。
この処理の具体例として、第２図（ａ）に示したパタ
ーニングされた酸化膜202をマスクに用いてシリコン基
板201を、周知のRIE（Reactive Ion Etching:反応性
イオンエッチング）を用いてエッチングする場合を想定
する。エッチングガスには、シリコンのエッチングガス
としてよく使われるCCl4を使う。エッチングを行った後
の状態を第４図（ａ）に示す。被エッチング物501は第
２図（ａ）のシリコン基板201、エッチングマスク502は
同じく第２図（ａ）の酸化膜202である。エッチング中
に、被エッチング物501の水平、垂直のエッチング面及
びマスク酸化膜202自体の表面に汚染層503が形成され
る。第４図（ａ）ではマスク202表面の汚染層503は省略
してある。
ーニングされた酸化膜202をマスクに用いてシリコン基
板201を、周知のRIE（Reactive Ion Etching:反応性
イオンエッチング）を用いてエッチングする場合を想定
する。エッチングガスには、シリコンのエッチングガス
としてよく使われるCCl4を使う。エッチングを行った後
の状態を第４図（ａ）に示す。被エッチング物501は第
２図（ａ）のシリコン基板201、エッチングマスク502は
同じく第２図（ａ）の酸化膜202である。エッチング中
に、被エッチング物501の水平、垂直のエッチング面及
びマスク酸化膜202自体の表面に汚染層503が形成され
る。第４図（ａ）ではマスク202表面の汚染層503は省略
してある。
（発明が解決しようとする問題点） このエッチング面をそのあとデバイスの一部として使
用するためには、この汚染層503を除去する必要があ
る。この汚染層503は基板材料とマスク材料である酸化
膜とエッチング種である塩素が反応して形成された反応
生成物SiOXClYである。汚染層503を残したままデバイス
のための工程（イオン注入、酸化、不純物拡散等）を行
うと結晶欠陥の発生等の不都合が起き、デバイスが正常
動作しなくなったり、信頼性が低下したりする。そのた
め汚染層503を除去する必要がある。この汚染層除去の
場合にも、等方性のエッチングを用いる。
用するためには、この汚染層503を除去する必要があ
る。この汚染層503は基板材料とマスク材料である酸化
膜とエッチング種である塩素が反応して形成された反応
生成物SiOXClYである。汚染層503を残したままデバイス
のための工程（イオン注入、酸化、不純物拡散等）を行
うと結晶欠陥の発生等の不都合が起き、デバイスが正常
動作しなくなったり、信頼性が低下したりする。そのた
め汚染層503を除去する必要がある。この汚染層除去の
場合にも、等方性のエッチングを用いる。
しかしながら汚染層503には、前述のように、マスク
や基板を構成する材料が含まれており、除去するために
はマスクあるいは基板もエッチングされるような等方性
エッチングが要求される。すなわち汚染層除去の際にマ
スクもエッチングされてしまう。つまりマスクの寸法が
設計値よりも縮小してしまう。この例ではSiOXClYをフ
ッ酸でエッチングする。すると酸化膜のマスク402もエ
ッチングされてしまう。つまりマスクの寸法が設計値よ
りも縮小してしまい、その結果、作製した半導体装置が
正常に動作しなくなる恐れがある。
や基板を構成する材料が含まれており、除去するために
はマスクあるいは基板もエッチングされるような等方性
エッチングが要求される。すなわち汚染層除去の際にマ
スクもエッチングされてしまう。つまりマスクの寸法が
設計値よりも縮小してしまう。この例ではSiOXClYをフ
ッ酸でエッチングする。すると酸化膜のマスク402もエ
ッチングされてしまう。つまりマスクの寸法が設計値よ
りも縮小してしまい、その結果、作製した半導体装置が
正常に動作しなくなる恐れがある。
また半導体装置の製造ではパターニングに使用したマ
スク502を除去せずにそのまま用い、露出した部分への
イオン注入、拡散、酸化等の工程を行う自己整合プロセ
スを採用することが多い。これは自己整合（Self−alig
n）プロセスと呼ばれており広く知られている。自己整
合プロセスによれば目合せ余裕が不要になるため集積度
が向上する。
スク502を除去せずにそのまま用い、露出した部分への
イオン注入、拡散、酸化等の工程を行う自己整合プロセ
スを採用することが多い。これは自己整合（Self−alig
n）プロセスと呼ばれており広く知られている。自己整
合プロセスによれば目合せ余裕が不要になるため集積度
が向上する。
しかし第４図（ｂ）に示したように、マスク502が汚
染層除去のための等方性エッチングによりエッチングさ
れ、基板が露出した部分が発生すると、その露出部分に
不要なイオン注入、拡散、酸化が生じ、作製した半導体
装置が動作しない恐れがある。
染層除去のための等方性エッチングによりエッチングさ
れ、基板が露出した部分が発生すると、その露出部分に
不要なイオン注入、拡散、酸化が生じ、作製した半導体
装置が動作しない恐れがある。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、エ
ッチングマスク本体がエッチングされてしまうような等
方性のエッチングによる処理に対しても、エッチングマ
スクパターン横方向の縮小を阻止できるエッチング方法
を提供することにある。
ッチングマスク本体がエッチングされてしまうような等
方性のエッチングによる処理に対しても、エッチングマ
スクパターン横方向の縮小を阻止できるエッチング方法
を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、絶縁膜あるいは半導体もしくは導電体等の
被エッチング物上にエッチングマスク本体となる薄膜を
堆積する工程と、この薄膜をパターニングする工程と、
エッチングマスク本体とはエッチング耐性の異なる無機
材料からなる薄膜を堆積する工程と、該薄膜のうち水平
面に堆積した薄膜のみを除去する工程とを行い、これら
の工程により得られるエッチングマスクを用いて前記被
エッチング物をエッチングする工程と、前記の無機材料
からなる薄膜で前記エッチングマスク本体を保護しつつ
前記エッチングマスク及び被エッチング物に付着した汚
染層を除去することを特徴とするエッチング方法であ
る。
被エッチング物上にエッチングマスク本体となる薄膜を
堆積する工程と、この薄膜をパターニングする工程と、
エッチングマスク本体とはエッチング耐性の異なる無機
材料からなる薄膜を堆積する工程と、該薄膜のうち水平
面に堆積した薄膜のみを除去する工程とを行い、これら
の工程により得られるエッチングマスクを用いて前記被
エッチング物をエッチングする工程と、前記の無機材料
からなる薄膜で前記エッチングマスク本体を保護しつつ
前記エッチングマスク及び被エッチング物に付着した汚
染層を除去することを特徴とするエッチング方法であ
る。
（実施例） 以下に、本発明を、酸化膜をマスクにアスペクト比の
高い溝をシリコン基板に掘り込むプロセスに適用した実
施例を示す。酸化膜をマスクとして基板をエッチングす
ると、第４図で説明したように、基板、マスク材料、エ
ッチング種が反応して、表面にSiOXClYが形成される。
高い溝をシリコン基板に掘り込むプロセスに適用した実
施例を示す。酸化膜をマスクとして基板をエッチングす
ると、第４図で説明したように、基板、マスク材料、エ
ッチング種が反応して、表面にSiOXClYが形成される。
本実施例では、酸化膜マスク形成の後、酸化膜の側壁
に、エッチング耐性が酸化膜とは異なるシリコン窒化膜
（例えばSi3N4）を薄く形成する。第１図に、厚さ0.1μ
ｍのシリコン窒化膜103を、マスク本体である高さ２μ
ｍの酸化膜102の側壁保護膜として形成した場合のマス
ク構造の断面図を示す。汚染層の除去にフッ酸系のウェ
ットエッチングを使っても、この窒化膜103により酸化
膜102はエッチングされることがなく、従って寸法が縮
小しない。
に、エッチング耐性が酸化膜とは異なるシリコン窒化膜
（例えばSi3N4）を薄く形成する。第１図に、厚さ0.1μ
ｍのシリコン窒化膜103を、マスク本体である高さ２μ
ｍの酸化膜102の側壁保護膜として形成した場合のマス
ク構造の断面図を示す。汚染層の除去にフッ酸系のウェ
ットエッチングを使っても、この窒化膜103により酸化
膜102はエッチングされることがなく、従って寸法が縮
小しない。
第２図は本発明のエッチングを説明するための概略断
面図である。従来の技術の説明でも使用した第２図
（ａ）をここでも用いる。まず、シリコン基板上にCV
D、熱酸化等の方法で厚さ２μｍの酸化膜202を形成す
る。次に第２図（ｂ）に示すように、酸化膜202を含め
た基板表面上にCVD法等で厚さ0.1μｍのシリコン窒化膜
203（Si3N4）を堆積する。
面図である。従来の技術の説明でも使用した第２図
（ａ）をここでも用いる。まず、シリコン基板上にCV
D、熱酸化等の方法で厚さ２μｍの酸化膜202を形成す
る。次に第２図（ｂ）に示すように、酸化膜202を含め
た基板表面上にCVD法等で厚さ0.1μｍのシリコン窒化膜
203（Si3N4）を堆積する。
次にRIEまたはそれに代わる異方性の高いエッチング
方法で、窒化膜203のうち水平面に堆積された窒化膜の
みを除去する。具体的にはCF4とCHF3を混合したものを
エッチングガスとしたRIEを使う。このようにして第１
図のマスク構造が得られる。
方法で、窒化膜203のうち水平面に堆積された窒化膜の
みを除去する。具体的にはCF4とCHF3を混合したものを
エッチングガスとしたRIEを使う。このようにして第１
図のマスク構造が得られる。
この後、第４図で説明した従来例と同様に、CCl4ガス
を使って基板をエッチングしてアスペクト比の高い溝を
掘り込む。溝表面には、基板201とマスク材料である酸
化膜202の酸素とエッチング種Clが反応してできた反応
生成物SiOXClYが形成されるので、それをフッ酸で除去
する。酸化膜202の側壁が窒化膜203で保護されているの
で、酸化膜202はフッ酸に晒されることがない。従って
エッチングされず、その結果寸法が縮小しない。なお当
然ながら、Si3N4膜もフッ酸ではエッチングされないの
で、側壁膜を含めたマスク全体の寸法も縮小しない。
を使って基板をエッチングしてアスペクト比の高い溝を
掘り込む。溝表面には、基板201とマスク材料である酸
化膜202の酸素とエッチング種Clが反応してできた反応
生成物SiOXClYが形成されるので、それをフッ酸で除去
する。酸化膜202の側壁が窒化膜203で保護されているの
で、酸化膜202はフッ酸に晒されることがない。従って
エッチングされず、その結果寸法が縮小しない。なお当
然ながら、Si3N4膜もフッ酸ではエッチングされないの
で、側壁膜を含めたマスク全体の寸法も縮小しない。
なお、第１図で、シリコン基板101と接する部分の側
壁保護膜103が非常に薄くなることがある。その場合前
述の実施例のようにフッ酸で汚染層を除去すると、フッ
酸が側壁保護膜の薄い部分からマスク本体である酸化膜
102に侵入し、酸化膜102をエッチングしてしまう。これ
を解決するのが第３図で示す実施例である。
壁保護膜103が非常に薄くなることがある。その場合前
述の実施例のようにフッ酸で汚染層を除去すると、フッ
酸が側壁保護膜の薄い部分からマスク本体である酸化膜
102に侵入し、酸化膜102をエッチングしてしまう。これ
を解決するのが第３図で示す実施例である。
第３図では、エッチングマスク本体である酸化膜302
とシリコン基板301との間に、側壁保護膜303と同程度の
厚さの窒化膜を堆積し、その後上述の第１図、第２図で
説明した工程を行う。
とシリコン基板301との間に、側壁保護膜303と同程度の
厚さの窒化膜を堆積し、その後上述の第１図、第２図で
説明した工程を行う。
具体的には、シリコン基板301上にまず、側壁保護膜3
03と同程度の厚さの窒化膜を堆積しておき、そのあと酸
化膜302を堆積する。この様にして形成した、酸化膜と
窒化膜の二層膜をパターニングする。次いで全面に窒化
膜303を堆積し、RIEを行って窒化膜303のうち水平部分
を除去する。こうして第３図のマスクを得る。その後前
述の実施例と同様にシリコン基板301に溝を掘り込む。
03と同程度の厚さの窒化膜を堆積しておき、そのあと酸
化膜302を堆積する。この様にして形成した、酸化膜と
窒化膜の二層膜をパターニングする。次いで全面に窒化
膜303を堆積し、RIEを行って窒化膜303のうち水平部分
を除去する。こうして第３図のマスクを得る。その後前
述の実施例と同様にシリコン基板301に溝を掘り込む。
溝表面には、前述の実施例と同様に反応生成物SiOXCl
Yが汚染層として形成されているので、それをフッ酸で
除去する。酸化膜202の側壁及び下辺が窒化膜203で保護
されているので、酸化膜202はフッ酸に晒されることが
ない。
Yが汚染層として形成されているので、それをフッ酸で
除去する。酸化膜202の側壁及び下辺が窒化膜203で保護
されているので、酸化膜202はフッ酸に晒されることが
ない。
（発明の効果） 本発明ではマスク側壁を保護するので、汚染層を除去
するための等方性エッチングを行ってもマスクの横方向
の寸法が縮小するのを阻止でき、高精度なパターニング
を実現できる。
するための等方性エッチングを行ってもマスクの横方向
の寸法が縮小するのを阻止でき、高精度なパターニング
を実現できる。
また、マスク側壁にエッチング耐性の異なる薄膜を形
成するので、側壁のスパタリングが抑制され、デポジシ
ョンは必要最小限に抑えられる。エッチングは基本的に
表面反応で進むものであり、薄いエッチング抑制層の形
成によりサイドエッチングを抑えることができる。
成するので、側壁のスパタリングが抑制され、デポジシ
ョンは必要最小限に抑えられる。エッチングは基本的に
表面反応で進むものであり、薄いエッチング抑制層の形
成によりサイドエッチングを抑えることができる。
以上実施例では、エッチング耐性の異なるマスク材料
として、酸化膜と窒化膜につい述べたが、他の材料であ
っても良いことはもちろんである。
として、酸化膜と窒化膜につい述べたが、他の材料であ
っても良いことはもちろんである。
第１図は本発明で使うエッチングマスクの一例を説明す
る該断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明で使うマス
クの製造方法を説明する概略断面図、第３図は本発明で
使うマスクの他の例を示す概略断面図、第４図（ａ）、
（ｂ）は被エッチング物をエッチングするときの問題点
を説明する概略断面図である。 101,201,301……シリコン基板 102,202,302……酸化膜 103,203,303……窒化膜
る該断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明で使うマス
クの製造方法を説明する概略断面図、第３図は本発明で
使うマスクの他の例を示す概略断面図、第４図（ａ）、
（ｂ）は被エッチング物をエッチングするときの問題点
を説明する概略断面図である。 101,201,301……シリコン基板 102,202,302……酸化膜 103,203,303……窒化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−29326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−106833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−144553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−75460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−46645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−94843（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁膜あるいは半導体もしくは導電体等の
被エッチング物上にエッチングマスク本体となる薄膜を
堆積する工程と、この薄膜をパターニングする工程と、
エッチングマスク本体とはエッチング耐性の異なる無機
材料からなる薄膜を堆積する工程と、該薄膜のうち水平
面に堆積した薄膜のみを除去する工程とを行い、これら
の工程により得られるエッチングマスクを用いて前記被
エッチング物をエッチングする工程と、前記の無機材料
からなる薄膜で前記エッチングマスク本体を保護しつつ
前記エッチングマスク及び被エッチング物に付着した汚
染層を除去することを特徴とするエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122227A JP2604350B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122227A JP2604350B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279689A JPS61279689A (ja) | 1986-12-10 |
| JP2604350B2 true JP2604350B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=14830713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60122227A Expired - Lifetime JP2604350B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604350B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711891A (en) * | 1995-09-20 | 1998-01-27 | Lucent Technologies Inc. | Wafer processing using thermal nitride etch mask |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5914889B2 (ja) * | 1979-08-17 | 1984-04-06 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US4432132A (en) * | 1981-12-07 | 1984-02-21 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Formation of sidewall oxide layers by reactive oxygen ion etching to define submicron features |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP60122227A patent/JP2604350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61279689A (ja) | 1986-12-10 |
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