JP2874233B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置等の製造に適用されるドライエッ
チング方法に関し、特に単結晶シリコン層にトレンチを
形成するための異方性エッチングを行うのに好適なドラ
イエッチング方法に関する。
チング方法に関し、特に単結晶シリコン層にトレンチを
形成するための異方性エッチングを行うのに好適なドラ
イエッチング方法に関する。
〔発明の概要〕 本発明は、単結晶シリコンのエッチングによりトレン
チを形成するドライエッチング方法において、側壁保護
膜を形成しながら浅いエッチングを行う工程と、前記側
壁保護膜を酸化しかつ緻密化することにより側壁保護効
果を強化する工程とを交互に繰り返すことにより、マス
ク端部におけるエッチング種の散乱が大きいエッチング
系においても、良好な異方性形状をもって高アスペクト
比のエッチングを行おうとするものである。
チを形成するドライエッチング方法において、側壁保護
膜を形成しながら浅いエッチングを行う工程と、前記側
壁保護膜を酸化しかつ緻密化することにより側壁保護効
果を強化する工程とを交互に繰り返すことにより、マス
ク端部におけるエッチング種の散乱が大きいエッチング
系においても、良好な異方性形状をもって高アスペクト
比のエッチングを行おうとするものである。
VLSI,ULSI等にみられるように、近年の半導体装置に
おける集積度の向上には目覚ましいものがある。そのデ
ザイン・ルールは4MビットDRAMではサブミクロン・レベ
ルに微細化され、さらにはクォーターミクロン・レベル
の微細加工も議論されるようになっている。かかる半導
体装置における各種パターンのアスペクト比は急速に増
大する傾向にある。高アスペクト比パターンの典型例と
しては、微細素子分離やセル・キャパシタ・エリアの確
保を目的として形成されるシリコン・トレンチがある。
おける集積度の向上には目覚ましいものがある。そのデ
ザイン・ルールは4MビットDRAMではサブミクロン・レベ
ルに微細化され、さらにはクォーターミクロン・レベル
の微細加工も議論されるようになっている。かかる半導
体装置における各種パターンのアスペクト比は急速に増
大する傾向にある。高アスペクト比パターンの典型例と
しては、微細素子分離やセル・キャパシタ・エリアの確
保を目的として形成されるシリコン・トレンチがある。
ところで、このような高アスペクト比パターンのエッ
チング特性には、従来得られている特性の延長としての
みでは論じきれないものも現れてきている。エッチング
断面形状の変化もそのひとつである。高アスペクト比パ
ターンのエッチングでは、マスク・パターンやエッチン
グ・パラメータ等によって断面形状が複雑に変化し易
く、アンダーカットや側壁部の凹凸等がしばしば観察さ
れる。このように異方性形状からはずれた断面形状が発
生すると、後工程におけるトレンチの埋め込みや容量の
制御等が困難となる。
チング特性には、従来得られている特性の延長としての
みでは論じきれないものも現れてきている。エッチング
断面形状の変化もそのひとつである。高アスペクト比パ
ターンのエッチングでは、マスク・パターンやエッチン
グ・パラメータ等によって断面形状が複雑に変化し易
く、アンダーカットや側壁部の凹凸等がしばしば観察さ
れる。このように異方性形状からはずれた断面形状が発
生すると、後工程におけるトレンチの埋め込みや容量の
制御等が困難となる。
かかる事情から、シリコン・トレンチ・エッチングに
おいて異方性形状を達成するための技術が種々検討され
ている。反応機構の観点からは、イオン支援反応により
エッチングの進行する条件が主として採用されるように
なっている。ここで使用されるエッチングガスとして
は、塩素イオンや臭素イオン等のような質量の大きい
イオン、フッ素ラジカル等のような入射イオンによっ
て励起されるとシリコンとの反応確率が高くなるラジカ
ル、および炭素系やシリコン系等の側壁保護膜を形成
し得るラジカル、の３種類の化学種を生成し得るものが
望ましいとされている。SiCl4とN2の混合ガス系等は、
その代表例である。
おいて異方性形状を達成するための技術が種々検討され
ている。反応機構の観点からは、イオン支援反応により
エッチングの進行する条件が主として採用されるように
なっている。ここで使用されるエッチングガスとして
は、塩素イオンや臭素イオン等のような質量の大きい
イオン、フッ素ラジカル等のような入射イオンによっ
て励起されるとシリコンとの反応確率が高くなるラジカ
ル、および炭素系やシリコン系等の側壁保護膜を形成
し得るラジカル、の３種類の化学種を生成し得るものが
望ましいとされている。SiCl4とN2の混合ガス系等は、
その代表例である。
しかし、トレンチのパターンが高度に微細化されるに
つれ、上述の混合ガス系を使用しても良好な異方性形状
が達成されないという問題が生じてきた。それは、主と
してマスク・パターンの影響によるものである。
つれ、上述の混合ガス系を使用しても良好な異方性形状
が達成されないという問題が生じてきた。それは、主と
してマスク・パターンの影響によるものである。
従来、トレンチのエッチングは、単結晶シリコン基板
上にリソグラフィにより開口部を形成した酸化シリコン
層をマスクとして行われている。さらに近年では、リソ
グラフィの解像度を越える微細なマスク・パターンを形
成するために、酸化シリコン層の開口部にさらに酸化シ
リコンからなるサイドウォールを形成したマスクが使用
されるようになっている。
上にリソグラフィにより開口部を形成した酸化シリコン
層をマスクとして行われている。さらに近年では、リソ
グラフィの解像度を越える微細なマスク・パターンを形
成するために、酸化シリコン層の開口部にさらに酸化シ
リコンからなるサイドウォールを形成したマスクが使用
されるようになっている。
たとえば第２図（Ａ）に示す基体は、単結晶シリコン
基板（11）の表面酸化により形成された酸化シリコン層
（12）にリソグラフィにより開口部（12a）が形成さ
れ、さらに全面にCVDにより酸化シリコンが堆積された
後、RIEによりエッチバックを行ってサイドウォール（1
3）が形成されてなるものである。上記サイドウォール
（13）の幅は酸化シリコンの堆積量を変化させれば制御
することができ、これによりマスク・パターンの開口幅
をおおよそ0.1〜4.0μｍの範囲で変化させることができ
る。このようにして形成されたサイドウォール（13）の
頭頂部は、CVDを行った際の段差の被覆性を反映して若
干の丸みを帯びている。
基板（11）の表面酸化により形成された酸化シリコン層
（12）にリソグラフィにより開口部（12a）が形成さ
れ、さらに全面にCVDにより酸化シリコンが堆積された
後、RIEによりエッチバックを行ってサイドウォール（1
3）が形成されてなるものである。上記サイドウォール
（13）の幅は酸化シリコンの堆積量を変化させれば制御
することができ、これによりマスク・パターンの開口幅
をおおよそ0.1〜4.0μｍの範囲で変化させることができ
る。このようにして形成されたサイドウォール（13）の
頭頂部は、CVDを行った際の段差の被覆性を反映して若
干の丸みを帯びている。
かかるマスクを使用してエッチングを行うと、第２図
（Ｂ）に示すようにトレンチ（14）が形成されるもの
の、その断面形状は理想的な異方性形状とはならず、側
壁保護効果の不足により開口端付近にえぐれ（14a）や
面荒れ等が発生し易い。これは、単結晶シリコン基板
（11）に対して垂直に入射するエッチング種のみなら
ず、図中線l2で示される飛程により上記サイドウォール
（13）の頭頂部で反射されて斜めに入射するエネルギー
の高いエッチング種が存在することを意味している。し
たがって、このようなえぐれ（14a）や面荒れ等の発生
を防止するためには、トレンチ（14）の内部における側
壁保護効果をより高めることが必要となる。
（Ｂ）に示すようにトレンチ（14）が形成されるもの
の、その断面形状は理想的な異方性形状とはならず、側
壁保護効果の不足により開口端付近にえぐれ（14a）や
面荒れ等が発生し易い。これは、単結晶シリコン基板
（11）に対して垂直に入射するエッチング種のみなら
ず、図中線l2で示される飛程により上記サイドウォール
（13）の頭頂部で反射されて斜めに入射するエネルギー
の高いエッチング種が存在することを意味している。し
たがって、このようなえぐれ（14a）や面荒れ等の発生
を防止するためには、トレンチ（14）の内部における側
壁保護効果をより高めることが必要となる。
シリコン・トレンチ・エッチングを行いながら側壁保
護効果を高める技術としては、たとえば特開昭60−1546
22号公報に、CF4やSF6等のフッ素系ガスによる浅いエッ
チング工程，トレンチ内面を耐エッチング被膜で被覆す
る工程，トレンチ底部の耐エッチング被膜を除去する工
程を順次繰り返すエッチング方法が開示されている。こ
こで、上記耐エッチング被膜の形成は、O2プラズマ酸
化、もしくはSiCl4とO2の混合ガスによる酸化シリコン
膜の堆積により行われている。
護効果を高める技術としては、たとえば特開昭60−1546
22号公報に、CF4やSF6等のフッ素系ガスによる浅いエッ
チング工程，トレンチ内面を耐エッチング被膜で被覆す
る工程，トレンチ底部の耐エッチング被膜を除去する工
程を順次繰り返すエッチング方法が開示されている。こ
こで、上記耐エッチング被膜の形成は、O2プラズマ酸
化、もしくはSiCl4とO2の混合ガスによる酸化シリコン
膜の堆積により行われている。
また、第47回日本応用物理学会秋期学術講演会予稿集
（1987年）371ページ，講演番号29a−ZH−２には、Cl2
ガスによる単結晶シリコン基板の浅いエッチングとO2プ
ラズマ処理とを順次繰り返す技術が発表されている。
（1987年）371ページ，講演番号29a−ZH−２には、Cl2
ガスによる単結晶シリコン基板の浅いエッチングとO2プ
ラズマ処理とを順次繰り返す技術が発表されている。
しかしながら、側壁保護効果の強化を目的とする従来
の技術には、以下のような問題点がある。
の技術には、以下のような問題点がある。
まず、上述の各技術において行われているO2プラズマ
酸化は、トレンチの内壁である単結晶シリコンの表面を
直接に酸化して酸化シリコンからなる保護膜を形成する
方法であるため、保護膜の生成効率が低い他、膜構造が
多孔質であり、十分な側壁保護効果が得られない。
酸化は、トレンチの内壁である単結晶シリコンの表面を
直接に酸化して酸化シリコンからなる保護膜を形成する
方法であるため、保護膜の生成効率が低い他、膜構造が
多孔質であり、十分な側壁保護効果が得られない。
また、SiCl4とO2の混合ガスにより酸化シリコンを堆
積させる方法では、気相中においてSiOXが大量に発生し
てパーティクル汚染が深刻となり易く、実用性に乏し
い。
積させる方法では、気相中においてSiOXが大量に発生し
てパーティクル汚染が深刻となり易く、実用性に乏し
い。
そこで本発明は、高度に微細化されたパターンにより
高アスペクト比のシリコン・トレンチ・エッチングを行
う場合にも、十分な側壁保護効果により異方性形状が達
成されるドライエッチング方法を提供することを目的と
する。
高アスペクト比のシリコン・トレンチ・エッチングを行
う場合にも、十分な側壁保護効果により異方性形状が達
成されるドライエッチング方法を提供することを目的と
する。
本発明にかかるドライエッチング方法は、上述の目的
を達成するために提案されるものであり、Cl,Brおよび
Ｉから選ばれる少なくとも１種類のハロゲン元素を含む
ガスと窒素系ガスとを含む混合ガスにより、側壁保護膜
を形成させながら単結晶シリコンの浅いエッチングを行
う第１の工程と、前記側壁保護膜の少なくとも表面を酸
化する第２の工程とを交互に繰り返すことを特徴とする
ものである。
を達成するために提案されるものであり、Cl,Brおよび
Ｉから選ばれる少なくとも１種類のハロゲン元素を含む
ガスと窒素系ガスとを含む混合ガスにより、側壁保護膜
を形成させながら単結晶シリコンの浅いエッチングを行
う第１の工程と、前記側壁保護膜の少なくとも表面を酸
化する第２の工程とを交互に繰り返すことを特徴とする
ものである。
〔作用〕 本発明のドライエッチング方法は、側壁保護膜を形成
しながら行われる浅いエッチングと、上記側壁保護膜の
強化とを交互に繰り返しながら、高度に微細化されたパ
ターンにより高アスペクト比のシリコン・トレンチ・エ
ッチングを行う場合にも優れた異方性形状を達成するも
のである。
しながら行われる浅いエッチングと、上記側壁保護膜の
強化とを交互に繰り返しながら、高度に微細化されたパ
ターンにより高アスペクト比のシリコン・トレンチ・エ
ッチングを行う場合にも優れた異方性形状を達成するも
のである。
まず、第１の工程においては、Cl,BrおよびＩから選
ばれる少なくとも１種類のハロゲン元素を含むガスと窒
素系ガスとを含む混合ガスにより浅いエッチングを行
う。上記のハロゲン元素は、いずれも原子半径が大きい
ので自発的に単結晶シリコンの結晶格子中に入り込むこ
とがなく、イオン衝撃等を伴って初めてこれをエッチン
グすることが可能となる。したがって、これらのハロゲ
ン元素の少なくとも１種類を含むガスは、主としてイオ
ン支援反応にもとづくエッチングを進行させ、異方性形
状の達成に有利である。本発明において、ハロゲン族中
で最も原子番号の小さいＦを除外してあるのは、原子半
径が小さく異方性形状の達成に不利だからである。一
方、窒素系ガスは側壁保護膜の構成元素である窒素の供
給源となるが、酸素ガスのように過剰な堆積物を生成さ
せることはない。
ばれる少なくとも１種類のハロゲン元素を含むガスと窒
素系ガスとを含む混合ガスにより浅いエッチングを行
う。上記のハロゲン元素は、いずれも原子半径が大きい
ので自発的に単結晶シリコンの結晶格子中に入り込むこ
とがなく、イオン衝撃等を伴って初めてこれをエッチン
グすることが可能となる。したがって、これらのハロゲ
ン元素の少なくとも１種類を含むガスは、主としてイオ
ン支援反応にもとづくエッチングを進行させ、異方性形
状の達成に有利である。本発明において、ハロゲン族中
で最も原子番号の小さいＦを除外してあるのは、原子半
径が小さく異方性形状の達成に不利だからである。一
方、窒素系ガスは側壁保護膜の構成元素である窒素の供
給源となるが、酸素ガスのように過剰な堆積物を生成さ
せることはない。
上記第１の工程では、側壁保護膜が形成されながらエ
ッチングが進行する。この側壁保護膜は、窒化シリコン
を主体とするが、若干の塩素も含有する複雑な組成（Si
xNyClz）を有する不安定な多孔質物質である。
ッチングが進行する。この側壁保護膜は、窒化シリコン
を主体とするが、若干の塩素も含有する複雑な組成（Si
xNyClz）を有する不安定な多孔質物質である。
次の第２の工程では、たとえばO2プラズマ処理等によ
り、前記側壁保護膜の少なくとも表面を酸化する。ここ
では、O2流量もしくは処理時間等の条件に応じて酸化が
進行し、第１の工程で形成された不安定な側壁保護膜の
組成は、極めて容易に酸化シリコンを主体とし、かつ若
干の塩素も含有する組成（SilOmCln）に変化する。この
反応は、単結晶シリコンを直接酸化して酸化シリコンに
変化させるよりも容易に進行する。Si−Ｎ結合とSi−Ｏ
結合の結合エネルギーを比較すると、後者の方が大きい
ことからも理解されるように、酸化された側壁保護膜は
化学的に安定となる。しかも、酸化の過程でイオン衝撃
を受けて物理的にもある程度圧縮されるので、極めて側
壁保護効果の高い緻密な膜が形成される。
り、前記側壁保護膜の少なくとも表面を酸化する。ここ
では、O2流量もしくは処理時間等の条件に応じて酸化が
進行し、第１の工程で形成された不安定な側壁保護膜の
組成は、極めて容易に酸化シリコンを主体とし、かつ若
干の塩素も含有する組成（SilOmCln）に変化する。この
反応は、単結晶シリコンを直接酸化して酸化シリコンに
変化させるよりも容易に進行する。Si−Ｎ結合とSi−Ｏ
結合の結合エネルギーを比較すると、後者の方が大きい
ことからも理解されるように、酸化された側壁保護膜は
化学的に安定となる。しかも、酸化の過程でイオン衝撃
を受けて物理的にもある程度圧縮されるので、極めて側
壁保護効果の高い緻密な膜が形成される。
上述のような第１の工程と第２の工程を順次繰り返し
てゆけば、仮にマスク・パターンの影響によりトレンチ
の側壁部に対して斜めに入射するエッチング種が存在し
たとしても、えぐれや面荒れ等の発生が防止され、異方
性形状に優れたシリコン・トレンチ・エッチングが可能
となる。
てゆけば、仮にマスク・パターンの影響によりトレンチ
の側壁部に対して斜めに入射するエッチング種が存在し
たとしても、えぐれや面荒れ等の発生が防止され、異方
性形状に優れたシリコン・トレンチ・エッチングが可能
となる。
以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
本実施例は、サイドウォールを有するマスクを使用し
て微細なシリコン・トレンチ・エッチングを行った例で
ある。これを第１図（Ａ）ないし第１図（Ｅ）を参照し
ながら説明する。
て微細なシリコン・トレンチ・エッチングを行った例で
ある。これを第１図（Ａ）ないし第１図（Ｅ）を参照し
ながら説明する。
まず、第１図（Ａ）に示すように、単結晶シリコン基
板（１）に表面酸化により酸化シリコン層（２）を形成
し、リソグラフィにより約0.5μｍの開口幅を有する開
口部（2a）を形成した後、全面にCVDにより酸化シリコ
ンを堆積し、RIEによりエッチバックを行ってサイドウ
ォール（３）を形成した。このようにして形成されたサ
イドウォール（３）の頭頂部は、CVDを行った際の段差
の被覆性を反映して若干の丸みを帯びている。また、こ
のサイドウォール（３）の形成により、パターン幅Ｗは
0.35μｍとなった。
板（１）に表面酸化により酸化シリコン層（２）を形成
し、リソグラフィにより約0.5μｍの開口幅を有する開
口部（2a）を形成した後、全面にCVDにより酸化シリコ
ンを堆積し、RIEによりエッチバックを行ってサイドウ
ォール（３）を形成した。このようにして形成されたサ
イドウォール（３）の頭頂部は、CVDを行った際の段差
の被覆性を反映して若干の丸みを帯びている。また、こ
のサイドウォール（３）の形成により、パターン幅Ｗは
0.35μｍとなった。
次に、第１図（Ｂ）に示すように、上記酸化シリコン
層（２）およびサイドウォール（３）をマスクとする単
結晶シリコン基板（１）のエッチングを行った。このエ
ッチングは、高周波バイアス印加型ECR（電子サイクロ
トロン共鳴）プラズマ・エッチング装置を使用して行
い、その条件はたとえばSiCl4流量4SCCM,N2流量1SCCM,
ガス圧10mTorr,マイクロ波パワー850W,直流バイアス200
Vとした。この条件により、１分間で深さ約1.0μｍのト
レンチ（４）が形成された。このとき、気相中で生成し
たSixNyClzが側壁保護膜（５）としてトレンチ（４）の
側壁部に堆積した。
層（２）およびサイドウォール（３）をマスクとする単
結晶シリコン基板（１）のエッチングを行った。このエ
ッチングは、高周波バイアス印加型ECR（電子サイクロ
トロン共鳴）プラズマ・エッチング装置を使用して行
い、その条件はたとえばSiCl4流量4SCCM,N2流量1SCCM,
ガス圧10mTorr,マイクロ波パワー850W,直流バイアス200
Vとした。この条件により、１分間で深さ約1.0μｍのト
レンチ（４）が形成された。このとき、気相中で生成し
たSixNyClzが側壁保護膜（５）としてトレンチ（４）の
側壁部に堆積した。
次に、O2プラズマによる上記側壁保護膜（５）の酸化
を行った。すなわち、エッチングガスであるSiCl4およ
びN2の供給を停止し、たとえばO2流量50SCCM,ガス圧10m
Torr,マイクロ波パワー850W,高周波バイアス50Wの条件
でプラズマ処理を行った。これにより、第１図（Ｃ）に
示すように、上記側壁保護膜（５）の少なくとも表面が
酸化されると共に、イオン衝撃により物理的にも圧縮さ
れ、より化学的に安定で緻密な酸化型保護膜（5a）に変
化した。この酸化型保護膜（5a）は若干の塩素を含む酸
化シリコン（SilOmCln）であると考えられる。ここで、
プラズマ処理時間は特に限定されるものではないが、短
すぎると酸化が十分に進行しないので所望の側壁保護効
果が得られず、長すぎるとトレンチ（４）の底面も酸化
されて酸化シリコン層に変化するためにエッチング速度
が低下する虞れがある。本実施例では、処理時間を10〜
15秒として良好な結果を得た。
を行った。すなわち、エッチングガスであるSiCl4およ
びN2の供給を停止し、たとえばO2流量50SCCM,ガス圧10m
Torr,マイクロ波パワー850W,高周波バイアス50Wの条件
でプラズマ処理を行った。これにより、第１図（Ｃ）に
示すように、上記側壁保護膜（５）の少なくとも表面が
酸化されると共に、イオン衝撃により物理的にも圧縮さ
れ、より化学的に安定で緻密な酸化型保護膜（5a）に変
化した。この酸化型保護膜（5a）は若干の塩素を含む酸
化シリコン（SilOmCln）であると考えられる。ここで、
プラズマ処理時間は特に限定されるものではないが、短
すぎると酸化が十分に進行しないので所望の側壁保護効
果が得られず、長すぎるとトレンチ（４）の底面も酸化
されて酸化シリコン層に変化するためにエッチング速度
が低下する虞れがある。本実施例では、処理時間を10〜
15秒として良好な結果を得た。
次に、再び上述の条件にてさらに1.0μｍの深さにエ
ッチングを行い、第１図（Ｄ）に示すように、トレンチ
（４）の深さを2.0μｍとすると共に新たな側壁保護膜
（５）を形成した。このとき、たとえば図中線l1で示さ
れる飛程により、エッチング種がサイドウォール（３）
の頭頂部で反射された後にトレンチ（４）の側壁部に向
けて入射しても、側壁保護効果の高い酸化型保護膜（5
a）の存在により、この部分におけるえぐれや面荒れ等
の発生が効果的に防止される。形成されたトレンチ
（４）は良好な異方性形状を呈していた。
ッチングを行い、第１図（Ｄ）に示すように、トレンチ
（４）の深さを2.0μｍとすると共に新たな側壁保護膜
（５）を形成した。このとき、たとえば図中線l1で示さ
れる飛程により、エッチング種がサイドウォール（３）
の頭頂部で反射された後にトレンチ（４）の側壁部に向
けて入射しても、側壁保護効果の高い酸化型保護膜（5
a）の存在により、この部分におけるえぐれや面荒れ等
の発生が効果的に防止される。形成されたトレンチ
（４）は良好な異方性形状を呈していた。
次に、再び上述の条件にてO2プラズマ処理を行い、第
１図（Ｅ）に示すように側壁保護膜（５）を酸化型保護
膜（5a）に変化させた。
１図（Ｅ）に示すように側壁保護膜（５）を酸化型保護
膜（5a）に変化させた。
かかる工程を順次繰り返せば、トレンチ（４）の異方
性形状を良好に維持したまま、高アスペクト比のシリコ
ン・トレンチ・エッチングが可能となる。
性形状を良好に維持したまま、高アスペクト比のシリコ
ン・トレンチ・エッチングが可能となる。
ところで、シリコン・トレンチ・エッチングの深さは
形成するデバイスの種類により異なるが、メモリ用の素
子分離領域を形成する場合にはおおよそ0.5〜１μｍ、
バイポーラ・トランジスタ用の素子分離領域およびメモ
リ用のキャパシタを形成する場合には３〜４μｍとされ
る。本発明を適用すれば、いずれの深さのトレンチも良
好に形成された。
形成するデバイスの種類により異なるが、メモリ用の素
子分離領域を形成する場合にはおおよそ0.5〜１μｍ、
バイポーラ・トランジスタ用の素子分離領域およびメモ
リ用のキャパシタを形成する場合には３〜４μｍとされ
る。本発明を適用すれば、いずれの深さのトレンチも良
好に形成された。
なお、エッチングに使用する混合ガスは上述のSiSl4/
N2系に限られず、たとえばCl2/N2系,HBr/N2系,HI/N2系
も使用することができる。各混合ガス系における窒素系
ガスの含有量は、使用するガスの種類やトレンチのパタ
ーン幅によっても異なるが、おおよそ50モル％以下とす
ることが望ましい。50モル％より多くても希釈効果が増
すのみであり、実用的な混合ガス系とはならない。さら
に、He等の不活性ガスが希釈ガスとして適宜添加されて
いても良い。
N2系に限られず、たとえばCl2/N2系,HBr/N2系,HI/N2系
も使用することができる。各混合ガス系における窒素系
ガスの含有量は、使用するガスの種類やトレンチのパタ
ーン幅によっても異なるが、おおよそ50モル％以下とす
ることが望ましい。50モル％より多くても希釈効果が増
すのみであり、実用的な混合ガス系とはならない。さら
に、He等の不活性ガスが希釈ガスとして適宜添加されて
いても良い。
以上の説明からも明らかなように、本発明のドライエ
ッチング方法によれば、微細なパターンを有するトレン
チの内部において側壁保護効果が向上するために、マス
ク・パターンの影響を受けずに異方性に優れたエッチン
グを行うことが可能となる。
ッチング方法によれば、微細なパターンを有するトレン
チの内部において側壁保護効果が向上するために、マス
ク・パターンの影響を受けずに異方性に優れたエッチン
グを行うことが可能となる。
本発明をたとえばメモリ素子等の半導体装置の製造に
適用すれば、高集積度，高性能を有する半導体装置が高
い信頼性および生産性をもって提供できるようになる。
適用すれば、高集積度，高性能を有する半導体装置が高
い信頼性および生産性をもって提供できるようになる。
第１図（Ａ）ないし第１図（Ｅ）は本発明をシリコン・
トレンチ・エッチングに適用した一例をその工程順にし
たがって示す概略断面図であり、第１図（Ａ）は酸化シ
リコン層とサイドウォールによるマスクパターンの形成
工程、第１図（Ｂ）は１回目のエッチング工程、第１図
（Ｃ）は１回目の側壁保護膜の酸化工程、第１図（Ｄ）
は２回目のエッチング工程、第１図（Ｅ）は２回目の側
壁保護膜の酸化工程をそれぞれ示す。第２図（Ａ）およ
び第２図（Ｂ）は従来のドライエッチング工程における
問題点を説明するための概略断面図であり、第２図
（Ａ）はマスクパターンの形成工程、第２図（Ｂ）はト
レンチにおいて断面形状の異常が発生した状態をそれぞ
れ示す。 １……単結晶シリコン基板 ２……酸化シリコン層 2a……開口部 ３……サイドウォール ４……トレンチ ５……側壁保護膜 5a……酸化型保護膜
トレンチ・エッチングに適用した一例をその工程順にし
たがって示す概略断面図であり、第１図（Ａ）は酸化シ
リコン層とサイドウォールによるマスクパターンの形成
工程、第１図（Ｂ）は１回目のエッチング工程、第１図
（Ｃ）は１回目の側壁保護膜の酸化工程、第１図（Ｄ）
は２回目のエッチング工程、第１図（Ｅ）は２回目の側
壁保護膜の酸化工程をそれぞれ示す。第２図（Ａ）およ
び第２図（Ｂ）は従来のドライエッチング工程における
問題点を説明するための概略断面図であり、第２図
（Ａ）はマスクパターンの形成工程、第２図（Ｂ）はト
レンチにおいて断面形状の異常が発生した状態をそれぞ
れ示す。 １……単結晶シリコン基板 ２……酸化シリコン層 2a……開口部 ３……サイドウォール ４……トレンチ ５……側壁保護膜 5a……酸化型保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/302
Claims (1)
- 【請求項１】Cl,BrおよびＩから選ばれる少なくとも１
種類のハロゲン元素を含むガスと窒素系ガスとを含む混
合ガスにより、側壁保護膜を形成させながら単結晶シリ
コンの浅いエッチングを行う第１の工程と、 前記側壁保護膜の少なくとも表面を酸化する第２の工程
とを交互に繰り返すことを特徴とするドライエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337502A JP2874233B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337502A JP2874233B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196623A JPH03196623A (ja) | 1991-08-28 |
| JP2874233B2 true JP2874233B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18309259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1337502A Expired - Fee Related JP2874233B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874233B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555480B2 (en) | 2001-07-31 | 2003-04-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate with fluidic channel and method of manufacturing |
| KR101174775B1 (ko) * | 2005-08-29 | 2012-08-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 인쇄판의 제조방법 |
| KR100954116B1 (ko) * | 2006-11-06 | 2010-04-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 리세스패턴 형성방법 |
| JP5698558B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2015-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び記憶媒体 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1337502A patent/JP2874233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03196623A (ja) | 1991-08-28 |
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