JPH02262334A - 窒化シリコン膜のドライエッチング方法 - Google Patents

窒化シリコン膜のドライエッチング方法

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JPH02262334A
JPH02262334A JP8143189A JP8143189A JPH02262334A JP H02262334 A JPH02262334 A JP H02262334A JP 8143189 A JP8143189 A JP 8143189A JP 8143189 A JP8143189 A JP 8143189A JP H02262334 A JPH02262334 A JP H02262334A
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JP
Japan
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gas
silicon nitride
nitride film
substrate
silicon oxide
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JP8143189A
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English (en)
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Haruo Okano
晴雄 岡野
Tsunetoshi Arikado
経敏 有門
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、半導体製造プロセスで用いられるドライエ
ツチング方法に係わり、特にシリコン窒化膜をシリコン
酸化膜に対して高選択比でネッチングするドライエツチ
ング方法暑ζ関する。
(従来の技術) 半導体素子製造工程においては、素子分離領域形成工程
やL D D (Light ly Doped Dr
aiu)構造のトランジスタ製造工程において、シリコ
ン窒化膜がマスク材料として広く使用されている。第6
図は、選択酸化法による素子分離領域形成過程を示す図
である。
まずシリコン基板21上に熱酸化によりシリコン酸化膜
22を形成し、その上にシリコン窒化膜23をCVD法
番こより堆積する。次に、この上にレジストを用いて素
子分離領域24に開口が設けられる様なパターンを形成
し、これをマスクに素子分離領域24のシリコン窒化膜
23を反応性イオンエツチング(CF4−1−0.混合
ガスを用いたB、IP11ζよる異方性エツチング)を
用いて除去する。
次に反転防止用のボロンを素子分離領域24ヘイオン注
入する。次に、耐酸化性膜であるシリコン窒化膜23を
マスクにしてシリコン基板21を選択酸化し素子分離領
域を形成する。(第6図(aつ)次にケミカルドライエ
ツチング等を用いてシリコン窒化膜23を、更に、フッ
化アンモニウム液等を用いたウェットエツチングにより
シリコン酸化膜22を除去する。(第6図(b)つ第7
図は、反応性イオンエツチングによりシリコン窒化膜2
3を除去する際用いられるドライエツチング装置である
。本装置を用いたドライエツチング方法について説明す
る。容器25内の高周波印加側の平行平板電極26.に
被処理基体27を載置する。また、もう一方の平行平板
電極26重は接地する。次に容器25内を0.lpaに
なるまで排気する。次にCF4とO!をバルブ28を調
節し、ガス導入口29より供給する。容rG25内を1
3p!にし、また平行平板電極26の温度を26℃、R
F70Wに設定した後、マイクロ波放電を行ない、CF
、と0!を励起してエツチングを行なう。
以上の様なドライエツチング方法によると、シリコン窒
化膜23とシリコン酸化膜22との間のエツチング速度
の比、即ち選択比が高々2〜3しかないために、下地の
シリコン酸化膜でエツチングが停止せず、シリコン基板
21までエツチングされてしまうという問題点があった
(発明が解決しようとする課題) 以上の様に従来のドライエツチング方法では、シリコン
窒化膜に対するシリコン酸化膜の選択比が低いため、下
地のシリコン基板までエツチングされてしまい、これは
デバイス特性を著しく損なうという問題点があった。
本発明は、この様な課題を解決する選択比を向上した異
方性エツチング方法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、ガスを導
入する手段と導入されたガスを励起または活性化する手
段とガスを排気する手段とを備えた真空容器内に、酸化
シリコン膜と窒化シリコン膜が屓次積み重ねて形成され
た基板を入れ、下地の酸化シリコン膜に対して上層の窒
化シリコン膜を選択的にエツチングするドライエツチン
グ方法において、前記基板を接地または電気的に浮遊状
態とし、前記導入されるガスとして弗素原子を含有する
ガスと塩素原子を含有するガスとの混合ガスを用いるこ
とを特徴とする窒化シリコン膜のドライエツチング方法
を提供する。
(作用) この様に、基板が接地または電気的に浮遊状態となって
おりイオン衝撃エネルギーが小さいため、弗素ぶ子と塩
素原子が結合した状態でエツチングが進行し、酸化シリ
コン膜に対して窒化シリコン漠の方がエツチング速度が
速くなり選択性を生じる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は、本発明に用いられる平行平板電極を備えたド
ライエツチング装置の一例を示す概略構成図である。本
装置を用いた異方性のあるドライエツチング方法につい
て説明する。
容器1内の接地側の平行平板電極1こシリコン基板上に
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び所定の領域に開口
を設けたレジストパターンが形成された被処理基体3を
載置した後、容器1内を0.1paになるまで排気する
。次に、C4とNF、をバルブ4を開け、ガス導入口5
より供給し、容器1内を13paにする。また、平行平
板電極2の温度を26℃に保ちつつ、接地された平行平
板電極2゜に対向した上部平行平板電極2ズに接続され
た高周波電源6を用いて13.56MHz、 70Wの
高周波電力を印加しマイクロ波放電を行なわせる。これ
によりC22とNFsを励起させ異方性エツチングを行
なう。
以上の様な方法でエツチングを行なった場合のシリコン
窒化膜、シリコン酸化膜各々のエツチング速度及びシリ
コン窒化膜のシリコン酸化膜に対するエツチング速度比
(選択比)の関係を第2図ニ示す。コレは、ct、co
流量を20 SCCM(standardcubic 
centlmeter per m1nute = m
t/win )一定とし、NF、を変化させた場合の関
係である。○はシリコン窒化膜のエツチング速度、・は
、シリコン酸化膜のエツチング速度1口はシリコン窒化
膜のシリコン酸化膜に対する選択比である。混合ガスの
割合NFs/(C4+狸、)=38%では、選択比7と
なっている。実際のデバイス製造では、シリコン窒化膜
に対するシリコン酸化膜の選択比は4程度以上あればよ
いので、好ましいガスの混合比としては、C4ガスに対
してNF、ガスが約22〜40%の範囲ということにな
る。
ところで、シリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対して、
選択的にエツチングする方法において、C4とFの混合
ガスを使用し、被処理基体であるウェハを接地された電
極上に置いた場合、異方性をもち、かつ従来に比べ選択
性が向上するのは以下の理由によると考えられる。
FW、子は本来シリコン窒化膜、シリコン酸化膜のいず
れtこ対しても高い反応性を有する。一方、Ct原子は
シリコン酸化膜とは全く反応せず、シリコン窒化膜とは
、ごくゆっくり反応する。従って原理的には、cty子
を使用すると、エツチング速度は遅いが、シリコン窒化
膜に対するシリコン酸化膜の選択比が無限大のエツチン
グを行なうことが出来る。
F原子とCt原子又はC1分子とを含有するガスを混合
し放電させると、FW子とCL原子又は分子が反志しF
CLが形成される。ここで、イオン衝撃のない状態、例
えばダウンフロ一方式においてこのFCLは、酸化シリ
コン膜上では解離せず、従ってシリコン酸化膜をエツチ
ングしないが、シリコン窒化膜上では解離し、従りてシ
リコン窒化膜の選択エツチングを実用的な速度で行なう
ことができる。ただし、ダウンフロ一方式のため、エツ
チング形状は等方的である。
平行平板をのエツチング装置において、FとCtの混合
ガスを使用し、ウェハを従来の様をこ陰極上に置いた場
合には、陰極降下電圧によって加速されたイオンがウェ
ハに衝突するため、表面に吸着したFCAはバラバラに
分解し、FとCtになり、F原子が出るために、シリコ
ン酸化膜もエツチングされ、pct本来の選択性は全く
出ない。ところが、本発明の様に接地された電極側にウ
ェハを置くとイオン衝撃エネルギーが小さいためFCL
は余り分解されず、弱いイオン衝撃によりFCLのシリ
コン窒化真上での解離が促進される。イオン衝撃により
分解される部分もあるので、ダウンフロ一方式の様にシ
リコン酸化膜は全くエツチングされないことはないが、
シリコン酸化膜に比較するとシリコン窒化膜のエツチン
グ速度は速くなり、選択的にシリコン窒化膜をエツチン
グすることが可能となる。加工形状も弱いイオン衝撃の
状態のため異方性である。
また、第3図は、NF、に代わりて8F@を用いた場合
の結果である。選択比が最大lζなる混合比は異なるが
基本的な傾向は等しいことがわかる。これは、本発明に
よる高選択比の原因が、F原子とCt原子との反応によ
り形成されるpctの作用によるものであることに起因
する。即ち、放電によりFCAが形成されるガスであれ
ば同様の効果を有する。
第4図は、本発明の他の実施例を示す図である。
石英製の放電管7と反応容器8から構成され、反応容器
8にはガス導入管9.平行平板電極10が設けられてお
り、まずC4ガスを石英製の放電管7から導入し、マイ
クロ波電源11から導波管12を通じてマイクロ波を印
加して放電させる。一方、反応容器8内には、NFls
ガスを導入し、平行平板電極10に13.56 M H
zの高周波電力を印加して放電させる。マイクロ波放電
によりCt原子を大量に生成し、反応容器8内での放電
により、基板にイオン衝撃を与え異方性のエツチングを
行なう。第5図は、この方式を用いてエツチングした場
合の結果である。シリコン窒化膜のシリコン酸化膜に対
する選択比8が実現される。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えば、電極は接地の他に浮遊状態としてもよく
、また本発明iご用いる装置は、例えばバレルfi、F
CRfiプラズマエツチング装置等、仕様に応じ適宜変
更可能である。
また、F原子を含有するガスとしては、NF、。
SF、の他に、FW 、 SF、 、 BF3 、 P
F、 、 PF、 、 AsF、、AsF3あるいは、
フロン系ガスの内いずれが1つまたは、2種以上の混合
ガスがある。同様にctH子を含有するガスとしてはC
もの他にSCt番、 BCLs 、 PCLa 。
PO2,、Oct、およびフッ化塩化炭素ガスのうちの
いずれか1種又は2種以上の混合ガスがある。
〔発明の効果〕
以上述べた様に本発明のドライエツチング方法によれば
、シリコン窒化膜のシリコン酸化膜に対して選択比の高
い異方性エツチングを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例のドライエツチング装置、第
2図は、本発明における原料ガスを用いた場合の選択比
を表わすグラフ、第3図は、他のガスを用いた場合のエ
ツチング速度を表わすグラフ、第4図は、本発明の他の
実施例のドライエツチング装置、第5図は、本発明の他
の実施例における原料ガスを用いた場合のエツチング速
度を表わすグラフ、第6図は、選択酸化法による素子分
離領域の展進工程を示す断面図、第7図は、従来例のド
ライエツチング装置である。 図tこおいて、 1・・・容器、      2..2□・・・平行平板
電極。 3・・・被処理基体、  4・・・バルブ。 5・・・ガス導入口、  6・・・高周波電源。 21・・・シリコン基板、22・・・シリコン酸化膜。 23・・・シリコン窒化膜、24・・・素子分離領域。 25・・・容器=     26+ 、26t・・・平
行平板電極。 27・・・被処理基体、28・・・バルブ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  松山光速 第1図 第2図 第 図 CtL) 第 ■

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガスを導入する手段と導入されたガスを励起または活性
    化する手段とガスを排気する手段とを備えた真空容器内
    に、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜が順次積み重ねて
    形成された基板を入れ、下地の酸化シリコン膜に対して
    上層の窒化シリコン膜を選択的にエッチングするドライ
    エッチング方法において、前記基板を接地または電気的
    に浮遊状態とし、前記導入されるガスとして弗素原子を
    含有するガスと塩素原子を含有するガスとの混合ガスを
    用いることを特徴とする窒化シリコン膜のドライエッチ
    ング方法。
JP8143189A 1989-04-03 1989-04-03 窒化シリコン膜のドライエッチング方法 Pending JPH02262334A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318668A (en) * 1991-10-24 1994-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dry etching method
JPH07130709A (ja) * 1993-11-01 1995-05-19 Nec Corp 高融点金属膜のドライエッチング方法
KR100327341B1 (ko) * 1999-10-27 2002-03-06 윤종용 폴리실리콘 하드 마스크를 사용하는 반도체 소자의 제조방법 및 그 제조장치
KR100523652B1 (ko) * 2002-09-23 2005-10-24 동부아남반도체 주식회사 플래쉬 메모리 제조방법
JP2010177708A (ja) * 2010-05-07 2010-08-12 Casio Computer Co Ltd 窒化シリコン膜のドライエッチング方法および薄膜トランジスタの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318668A (en) * 1991-10-24 1994-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dry etching method
JPH07130709A (ja) * 1993-11-01 1995-05-19 Nec Corp 高融点金属膜のドライエッチング方法
KR100327341B1 (ko) * 1999-10-27 2002-03-06 윤종용 폴리실리콘 하드 마스크를 사용하는 반도체 소자의 제조방법 및 그 제조장치
US6719808B1 (en) 1999-10-27 2004-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of and apparatus for manufacturing a semiconductor device using a polysilicon hard mask
KR100523652B1 (ko) * 2002-09-23 2005-10-24 동부아남반도체 주식회사 플래쉬 메모리 제조방법
JP2010177708A (ja) * 2010-05-07 2010-08-12 Casio Computer Co Ltd 窒化シリコン膜のドライエッチング方法および薄膜トランジスタの製造方法

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