JP3260397B2 - 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法 - Google Patents
凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス等の製造
プロセスに用いられる凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエ
ッチバック方法に関するものである。
プロセスに用いられる凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエ
ッチバック方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイナミックメモリ（ＤＲＡＭ）のスタ
ックトキャパシタの電極等に用いるため、本出願人は特
願平２−７２４６２号明細書において、従来６００℃で
ＬＰＣＶＤ法で堆積していた多結晶Ｓｉを５５０℃で同
じくＬＰＣＶＤ法で堆積すると、多結晶Ｓｉ膜表面に極
めて緻密な凹凸が発生し、キャパシタの容量を２倍程度
に増加させることができることを示した。しかしこの凹
凸形状を有する多結晶Ｓｉを立体構造物全面に成長さ
せ、エッチバック法により立体構造物側壁の凹凸形状を
保ちながらこの多結晶Ｓｉを分離する技術は存在しなか
った。すなわち単純にエッチバックすると、基板上の立
体構造物側壁では、その特異な形状ゆえイオンによるス
パッタ率が増加するため、エッチバック後側壁の凹凸は
消えてしまう。これを図２を用いて説明すると、まず図
２（ａ）のように、立体構造物２６上に凹凸形状を有す
る多結晶Ｓｉ２３を堆積させて通常のエッチバックを行
うと、図２（ｂ）に示すように、側壁の凹凸が消えて平
らな側壁２７になる。そして立体構造物上面にのみエッ
チング転写された凹凸が残る。
ックトキャパシタの電極等に用いるため、本出願人は特
願平２−７２４６２号明細書において、従来６００℃で
ＬＰＣＶＤ法で堆積していた多結晶Ｓｉを５５０℃で同
じくＬＰＣＶＤ法で堆積すると、多結晶Ｓｉ膜表面に極
めて緻密な凹凸が発生し、キャパシタの容量を２倍程度
に増加させることができることを示した。しかしこの凹
凸形状を有する多結晶Ｓｉを立体構造物全面に成長さ
せ、エッチバック法により立体構造物側壁の凹凸形状を
保ちながらこの多結晶Ｓｉを分離する技術は存在しなか
った。すなわち単純にエッチバックすると、基板上の立
体構造物側壁では、その特異な形状ゆえイオンによるス
パッタ率が増加するため、エッチバック後側壁の凹凸は
消えてしまう。これを図２を用いて説明すると、まず図
２（ａ）のように、立体構造物２６上に凹凸形状を有す
る多結晶Ｓｉ２３を堆積させて通常のエッチバックを行
うと、図２（ｂ）に示すように、側壁の凹凸が消えて平
らな側壁２７になる。そして立体構造物上面にのみエッ
チング転写された凹凸が残る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、単
純なエッチバック法では立体構造物の側壁に凹凸形状を
残すのは困難である。本発明の目的は、立体構造物側壁
の凹凸形状を保持しつつ、立体構造物間隙の凹凸形状の
多結晶Ｓｉを完全にエッチング除去することのできる凹
凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法を提供す
ることにある。
純なエッチバック法では立体構造物の側壁に凹凸形状を
残すのは困難である。本発明の目的は、立体構造物側壁
の凹凸形状を保持しつつ、立体構造物間隙の凹凸形状の
多結晶Ｓｉを完全にエッチング除去することのできる凹
凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、凹凸形状を有
する多結晶Ｓｉを半導体基板上の立体構造物全面に成長
させ、次いで該立体構造物側壁の凹凸形状を保持しつつ
多結晶Ｓｉをエッチバックする方法であって、凹凸形状
を有する多結晶Ｓｉを全面に成長させた後、立体構造物
側壁にエッチング保護膜を形成し、次いでドライエッチ
ングによりエッチバックすることを特徴とする凹凸形状
を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法である。
する多結晶Ｓｉを半導体基板上の立体構造物全面に成長
させ、次いで該立体構造物側壁の凹凸形状を保持しつつ
多結晶Ｓｉをエッチバックする方法であって、凹凸形状
を有する多結晶Ｓｉを全面に成長させた後、立体構造物
側壁にエッチング保護膜を形成し、次いでドライエッチ
ングによりエッチバックすることを特徴とする凹凸形状
を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法である。
【０００５】
【作用】立体構造物側壁の多結晶Ｓｉ上にエッチング保
護膜を形成し、表面が凹凸形状を有する多結晶Ｓｉを成
長させた立体構造物の全面をハロゲンを含んだガスでエ
ッチバックすると、立体構造物側壁以外の多結晶Ｓｉは
エッチング除去され、かつエッチング保護膜により立体
構造物側壁の凹凸形状は保持される。
護膜を形成し、表面が凹凸形状を有する多結晶Ｓｉを成
長させた立体構造物の全面をハロゲンを含んだガスでエ
ッチバックすると、立体構造物側壁以外の多結晶Ｓｉは
エッチング除去され、かつエッチング保護膜により立体
構造物側壁の凹凸形状は保持される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。まず本実施例で用いた基板上の立体構造物
の形成方法について述べる。図１（ａ）に示すように、
Ｓｉ基板１上にＳｉＯ2膜２を形成した後、ＬＰＣＶＤ
法にて多結晶Ｓｉ層３をＳｉＯ2膜２上に形成し、次い
でリンを熱拡散して多結晶Ｓｉ層３のシ−ト抵抗を６０
Ω／□とした。その後、フォトレジスト層を形成した
後、光リソグラフィ技術によりパタ−ニングし、マスク
５を形成した。エッチング装置は、１３．５６ＭＨｚの
カソ―ドカップル方式の平行平板型バッチ式エッチャ―
を用いた。エッチングガスとしてＨＢｒガスを用い、マ
スフローコントローラより３０ＳＣＣＭ流し、圧力５Ｐ
ａ、ＲＦパワ−５５０Ｗの条件でエッチングし、エッチ
ング終了後、さらに３０％のオ―バ―エッチングを行っ
た。エッチング後、マイクロ波励起型のアッシング装置
により、ＣＦ4（２％）＋０2放電で２０秒間、引き続
き、Ｏ2放電により９０秒間さらしてレジストを剥離
し、立体構造物を多数形成した。マイクロ波パワ−は４
００Ｗ、圧力０．１Ｔｏｒｒとした。次いで図１（ｂ）
に示すように、立体構造物の全表面に、５５０℃でＬＰ
ＣＶＤ法で凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ４を膜厚が２０
００オングストロ―ムになるように形成した。凹凸は５
４０〜５６０℃の範囲で発生し、５５０℃を中心とする
１０℃の範囲で特に大きな凹凸が発生した。
て説明する。まず本実施例で用いた基板上の立体構造物
の形成方法について述べる。図１（ａ）に示すように、
Ｓｉ基板１上にＳｉＯ2膜２を形成した後、ＬＰＣＶＤ
法にて多結晶Ｓｉ層３をＳｉＯ2膜２上に形成し、次い
でリンを熱拡散して多結晶Ｓｉ層３のシ−ト抵抗を６０
Ω／□とした。その後、フォトレジスト層を形成した
後、光リソグラフィ技術によりパタ−ニングし、マスク
５を形成した。エッチング装置は、１３．５６ＭＨｚの
カソ―ドカップル方式の平行平板型バッチ式エッチャ―
を用いた。エッチングガスとしてＨＢｒガスを用い、マ
スフローコントローラより３０ＳＣＣＭ流し、圧力５Ｐ
ａ、ＲＦパワ−５５０Ｗの条件でエッチングし、エッチ
ング終了後、さらに３０％のオ―バ―エッチングを行っ
た。エッチング後、マイクロ波励起型のアッシング装置
により、ＣＦ4（２％）＋０2放電で２０秒間、引き続
き、Ｏ2放電により９０秒間さらしてレジストを剥離
し、立体構造物を多数形成した。マイクロ波パワ−は４
００Ｗ、圧力０．１Ｔｏｒｒとした。次いで図１（ｂ）
に示すように、立体構造物の全表面に、５５０℃でＬＰ
ＣＶＤ法で凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ４を膜厚が２０
００オングストロ―ムになるように形成した。凹凸は５
４０〜５６０℃の範囲で発生し、５５０℃を中心とする
１０℃の範囲で特に大きな凹凸が発生した。
【０００７】次に立体構造物側壁の凹凸形状をエッチン
グから保護するための保護膜として、Ｓｉ基板を１３０
℃で硝酸ボイルして凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ表面に
成長する自然酸化膜（１０〜２０オングストロ―ム）を
利用した。そして立体構造物側壁にのみ保護膜を付ける
方法として、立体構造物上面およびその間隙の自然酸化
膜のエッチング除去を行った。エッチング条件は、エッ
チングガスとしてＨＢｒガスを用い、マスフロ−コント
ロ−ラより３０ＳＣＣＭ流し、圧力３Ｐａ、ＲＦパワ−
５５０Ｗの条件で１５秒間エッチングした。そして凹凸
形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバックとして、先ほど
立体構造物をドライエッチングした条件と同じ条件でド
ライエッチングし、エッチング終了後さらに２０％のオ
―バ―エッチングを行った。その結果、ＳＥＭ観察より
図１（ｃ）に示すように、立体構造物上面では凹凸形状
がそのまま転写され、また立体構造物側壁では凹凸形状
が保たれた構造が得られた。
グから保護するための保護膜として、Ｓｉ基板を１３０
℃で硝酸ボイルして凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ表面に
成長する自然酸化膜（１０〜２０オングストロ―ム）を
利用した。そして立体構造物側壁にのみ保護膜を付ける
方法として、立体構造物上面およびその間隙の自然酸化
膜のエッチング除去を行った。エッチング条件は、エッ
チングガスとしてＨＢｒガスを用い、マスフロ−コント
ロ−ラより３０ＳＣＣＭ流し、圧力３Ｐａ、ＲＦパワ−
５５０Ｗの条件で１５秒間エッチングした。そして凹凸
形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバックとして、先ほど
立体構造物をドライエッチングした条件と同じ条件でド
ライエッチングし、エッチング終了後さらに２０％のオ
―バ―エッチングを行った。その結果、ＳＥＭ観察より
図１（ｃ）に示すように、立体構造物上面では凹凸形状
がそのまま転写され、また立体構造物側壁では凹凸形状
が保たれた構造が得られた。
【０００８】本実施例ではガスはＨＢｒを用いたが、Ｓ
ｉをエッチングし、かつ側壁膜に対して、高選択性をも
つガスであればこのエッチバック方法を適用することが
できる。また、エッチング装置に１３．５６ＭＨｚのカ
ソ―ドカップル方式の平行平板型バッチ式エッチャ―を
用いたが、同じ平行平板型エッチング装置で枚葉式のも
のや、電子サイクロトロン共鳴を利用したエッチング装
置等にもこのエッチバック方法を適用できる。さらに、
Ｓｉ基板を１３０℃で硝酸ボイルして凹凸形状を有する
多結晶Ｓｉ表面に成長する自然酸化膜（１０〜２０オン
グストロ―ム）を立体構造物側壁のエッチング保護膜と
して用いたが、熱酸化膜、ＣＶＤ酸化膜、窒化膜等も、
エッチング保護膜として応用できることは言うまでもな
い。
ｉをエッチングし、かつ側壁膜に対して、高選択性をも
つガスであればこのエッチバック方法を適用することが
できる。また、エッチング装置に１３．５６ＭＨｚのカ
ソ―ドカップル方式の平行平板型バッチ式エッチャ―を
用いたが、同じ平行平板型エッチング装置で枚葉式のも
のや、電子サイクロトロン共鳴を利用したエッチング装
置等にもこのエッチバック方法を適用できる。さらに、
Ｓｉ基板を１３０℃で硝酸ボイルして凹凸形状を有する
多結晶Ｓｉ表面に成長する自然酸化膜（１０〜２０オン
グストロ―ム）を立体構造物側壁のエッチング保護膜と
して用いたが、熱酸化膜、ＣＶＤ酸化膜、窒化膜等も、
エッチング保護膜として応用できることは言うまでもな
い。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凹凸形
状になった立体構造物側面にエッチング保護膜を付け、
対シリコン酸化膜高選択を実現するハロゲンを含んだガ
スでエッチバックして立体構造物側面の凹凸形状を保つ
ことができるため、今後のデバイスの新しい構造に対し
て、新規のドライエッチング技術の確立につながる。
状になった立体構造物側面にエッチング保護膜を付け、
対シリコン酸化膜高選択を実現するハロゲンを含んだガ
スでエッチバックして立体構造物側面の凹凸形状を保つ
ことができるため、今後のデバイスの新しい構造に対し
て、新規のドライエッチング技術の確立につながる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための半導体チッ
プの断面図である。
プの断面図である。
【図２】従来例によるエッチバック方法を説明するため
の半導体チップの断面図である。
の半導体チップの断面図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＳｉＯ2
膜 ３ 多結晶Ｓｉ層 ４，２３ 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ膜 ５ マスク ２６ 立体構
造物 ２７ 平らな側壁
膜 ３ 多結晶Ｓｉ層 ４，２３ 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉ膜 ５ マスク ２６ 立体構
造物 ２７ 平らな側壁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−93374（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134866（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−42161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−8626（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18023（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119135（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】凹凸形状を有する多結晶Ｓｉを半導体基板
上の立体構造物全面に成長させ、次いで該立体構造物側
壁の凹凸形状を保持しつつ多結晶Ｓｉをエッチバックす
る方法であって、凹凸形状を有する多結晶Ｓｉを全面に
成長させた後、立体構造物側壁にエッチング保護膜を形
成し、次いでドライエッチングによりエッチバックする
ことを特徴とする凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチ
バック方法。 - 【請求項２】前記ドライエッチングによるエッチバック
の際に、前記立体構造物の上面に形成された多結晶Ｓｉ
をエッチバックすることにより当該多結晶Ｓｉの凹凸形
状を前記立体構造物の上面に転写することを特徴とする
請求項１に記載の多結晶Ｓｉのエッチバック方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183691A JP3260397B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183691A JP3260397B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04326516A JPH04326516A (ja) | 1992-11-16 |
| JP3260397B2 true JP3260397B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=14821135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183691A Expired - Fee Related JP3260397B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 凹凸形状を有する多結晶Ｓｉのエッチバック方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6240933B1 (en) | 1997-05-09 | 2001-06-05 | Semitool, Inc. | Methods for cleaning semiconductor surfaces |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS648626A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Fujitsu Ltd | Dry etching of silicon using bromine gas |
| JPH0234927A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Sony Corp | 選択的エッチング方法 |
| JPH02119135A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH07109862B2 (ja) * | 1988-11-15 | 1995-11-22 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置 |
| JPH0318023A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP12183691A patent/JP3260397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04326516A (ja) | 1992-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071214 Year of fee payment: 6 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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