JPH03231426A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03231426A JPH03231426A JP2791390A JP2791390A JPH03231426A JP H03231426 A JPH03231426 A JP H03231426A JP 2791390 A JP2791390 A JP 2791390A JP 2791390 A JP2791390 A JP 2791390A JP H03231426 A JPH03231426 A JP H03231426A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、シリコン窒化膜を反応性イオンエツチングに
よりエツチングする半導体装置の製造方法に関し。
よりエツチングする半導体装置の製造方法に関し。
二酸化シリコン膜とのエツチング選択比が大きく、且つ
、エツチングレートが大であるエツチング方法を目的と
し。
、エツチングレートが大であるエツチング方法を目的と
し。
■二酸化シリコン膜より大きいエツチングレートを得る
シリコン窒化膜の反応性イオンエツチングを行うに際し
て２反応性ガスとしての六弗化硫黄に少量の硫化水素を
添加するように。
シリコン窒化膜の反応性イオンエツチングを行うに際し
て２反応性ガスとしての六弗化硫黄に少量の硫化水素を
添加するように。
■六弗化硫黄の流量に対して、硫化水素の流量を２〜１
０％とし、且つ２反応ガスの圧力を０．２〜０．３Ｔｏ
ｒｒとするように構成する。
０％とし、且つ２反応ガスの圧力を０．２〜０．３Ｔｏ
ｒｒとするように構成する。
本発明は、シリコン窒化膜を反応性イオンエツチングに
よりエツチングする半導体装置の製造方法に関する。
よりエツチングする半導体装置の製造方法に関する。
近年、デバイスの高集積化、高速化に伴い、パターン形
成時の加工精度は益々高（要求されている。この加工精
度には、パターン寸法は勿論、工ッチング時の下地膜と
のエツチングレートの比。
成時の加工精度は益々高（要求されている。この加工精
度には、パターン寸法は勿論、工ッチング時の下地膜と
のエツチングレートの比。
つまり選択比もより高く要求されている。
中でも、ｍいシリコン酸化膜上のシリコン窒化膜のエツ
チングする工程はしばしば用いられている。
チングする工程はしばしば用いられている。
〔従来の技術］
従来のシリコン窒化膜（ＳｉＪａ）のドライエツチング
は、四弗化炭素（ＣＦ、）／酸素（Ｏｘ）、 ＣＦ４／
三弗化メタン（（ＪＩＦＦ）等のフロン系ガスが用いら
れているが、二酸化シリコン（Ｓｉｎｇ）膜との選択比
が３以下と低くなっている。
は、四弗化炭素（ＣＦ、）／酸素（Ｏｘ）、 ＣＦ４／
三弗化メタン（（ＪＩＦＦ）等のフロン系ガスが用いら
れているが、二酸化シリコン（Ｓｉｎｇ）膜との選択比
が３以下と低くなっている。
また、二弗化メタン（ＣＨｘｈ）、弗化メタン（ＣＨ３
Ｆ）等のデポジット性のガスを用いて、１５以上という
高選択比を得ている方法もあるが、使用条件が限定され
、−船釣ではない。
Ｆ）等のデポジット性のガスを用いて、１５以上という
高選択比を得ている方法もあるが、使用条件が限定され
、−船釣ではない。
一方、六弗化硫黄（ＳＦ４）単独、或いは、ＳＦ＆１０
２で行うと１選択比が５位までは得られるが、５ｉＪｎ
膜のエツチングレートが５００人／ｍｉｎ程度と低い。
２で行うと１選択比が５位までは得られるが、５ｉＪｎ
膜のエツチングレートが５００人／ｍｉｎ程度と低い。
（発明が解決しようとする課題）
従って、対ＳｉＯ□膜との選択比が大きく、且つ。
５Ｌ３Ｎ、膜のエツチングレートも大きいエンチングが
行えず、高集積化、高速化の大きな妨げとなっていた。
行えず、高集積化、高速化の大きな妨げとなっていた。
本発明は９以上の点に鑑み１選択比が大きく。
且つ、エツチングレート自体も大きいＳｉＪ、膜のエツ
チング方法を開発することを目的として提供されるもの
である。
チング方法を開発することを目的として提供されるもの
である。
第１図は本発明の条件による選択比とエツチングレート
を示す原理説明図である。
を示す原理説明図である。
前記の問題点の解決は、二酸化シリコン膜より大きいエ
ツチングレートを得るシリコン窒化膜の反応性イオンエ
ツチングを行うに際して１反応性ガスとしての六弗化硫
黄に少量の硫化水素を添加することにより、特に、六弗
化硫黄の流量に対して、硫化水素の流量を２〜１０％と
し、且つ２反応ガスの圧力を０．２〜０．３Ｔｏｒｒと
することにより達成される。
ツチングレートを得るシリコン窒化膜の反応性イオンエ
ツチングを行うに際して１反応性ガスとしての六弗化硫
黄に少量の硫化水素を添加することにより、特に、六弗
化硫黄の流量に対して、硫化水素の流量を２〜１０％と
し、且つ２反応ガスの圧力を０．２〜０．３Ｔｏｒｒと
することにより達成される。
即ち第１図（ａ）に示すように９反応ガスとして、 Ｓ
Ｆ、にＨ，Ｓを添加した場合のエツチングレートを調べ
て見ると９反応ガスの圧力をＱ、２Ｔｏｒｒとし、 ｓ
ｐ、 ノ流量が１１００５ＣＣテ、高周波出力１２０
Ｗの場合に、 ＳｉＯ２膜のエツチングレートは、
Ｈ，Ｓの添加量が増すにつれて、僅かながら減少するの
に対して、 Ｓｉ３Ｎ４膜のエツチングレートはＨｚＳ
の添加量を少しづつ増して行くと、エツチングレートは
急激に増大し６％の添加量迄増え続け、 Ｓｉ０ｇ膜に
対する５ｉｓＮａ膜の選択比は１４にもなる。トＳの添
加量を６％から更に増大すると、 ５ｉ３Ｎａ膜のエツ
チングレートは逆に著しく減少して、約１３％でＨｌＳ
の無添加の場合と同じになり、更に増大すると約１６％
で、 Ｓｉ０ｇ膜と同じエツチングレートとなり選択比
が１になってしまう。
Ｆ、にＨ，Ｓを添加した場合のエツチングレートを調べ
て見ると９反応ガスの圧力をＱ、２Ｔｏｒｒとし、 ｓ
ｐ、 ノ流量が１１００５ＣＣテ、高周波出力１２０
Ｗの場合に、 ＳｉＯ２膜のエツチングレートは、
Ｈ，Ｓの添加量が増すにつれて、僅かながら減少するの
に対して、 Ｓｉ３Ｎ４膜のエツチングレートはＨｚＳ
の添加量を少しづつ増して行くと、エツチングレートは
急激に増大し６％の添加量迄増え続け、 Ｓｉ０ｇ膜に
対する５ｉｓＮａ膜の選択比は１４にもなる。トＳの添
加量を６％から更に増大すると、 ５ｉ３Ｎａ膜のエツ
チングレートは逆に著しく減少して、約１３％でＨｌＳ
の無添加の場合と同じになり、更に増大すると約１６％
で、 Ｓｉ０ｇ膜と同じエツチングレートとなり選択比
が１になってしまう。
従って９反応ガス圧力０．２Ｔｏｒｒ、高周波出力１２
０ＷでＳｉ３Ｎ４膜のＲＩＥを行う場合は、 ＳＦ、に
対する）Ｉｔｓの添加量を６％を中心として、４−８％
の範囲内に選べば９選択比が高く、かつエツチングレー
トの大きい条件となる。
０ＷでＳｉ３Ｎ４膜のＲＩＥを行う場合は、 ＳＦ、に
対する）Ｉｔｓの添加量を６％を中心として、４−８％
の範囲内に選べば９選択比が高く、かつエツチングレー
トの大きい条件となる。
また、第１図（ｂ）に示すように２反応ガスとして、
ＳＦ、にＨ，Ｓを添加した場合のエツチングレートを反
応ガスの圧力を変化させて調べて見ると。
ＳＦ、にＨ，Ｓを添加した場合のエツチングレートを反
応ガスの圧力を変化させて調べて見ると。
前述の選択比が最高となった。 ＳＦ４．に対する Ｈ
２Ｓの添加量を６％とし、高周波出力が同じ１２０Ｗの
場合に、 ５ｉＯ１膜のエンチングレートは１反応ガス
の圧力が増加するにつれて、 Ｓｉ０ｇ膜のエツチング
レートは減少していくが、それ以上の割合で反応ガス圧
力が高くなるにつれて、５ｉＪａ膜のエツチングレート
が急激に減少して行く。そのため。
２Ｓの添加量を６％とし、高周波出力が同じ１２０Ｗの
場合に、 ５ｉＯ１膜のエンチングレートは１反応ガス
の圧力が増加するにつれて、 Ｓｉ０ｇ膜のエツチング
レートは減少していくが、それ以上の割合で反応ガス圧
力が高くなるにつれて、５ｉＪａ膜のエツチングレート
が急激に減少して行く。そのため。
図に示すように、 Ｓｉｎ□膜にたいするＳｉ３Ｎ、膜
の選択比は０．２５χをピークとしてそれよりも、低く
ても、高（でも小さくなる。
の選択比は０．２５χをピークとしてそれよりも、低く
ても、高（でも小さくなる。
従って、 ＳＦ４が１１００５ＣＣ，ＨｚＳが６ ＳＣ
ＣＭの流量で１高周波出力１２Ｗで５ｉＪｎ膜のＲＩＥ
を行う場合には１反応ガスの圧力は０．２５％を中心と
して０．２〜０．３％の範囲内に選べば２選択比が高く
、かつ工・ッチングレートの大きい条件となる。
ＣＭの流量で１高周波出力１２Ｗで５ｉＪｎ膜のＲＩＥ
を行う場合には１反応ガスの圧力は０．２５％を中心と
して０．２〜０．３％の範囲内に選べば２選択比が高く
、かつ工・ッチングレートの大きい条件となる。
上述のように、硫化水素を少量添加することによす、
Ｓｉ３Ｎ、膜のエツチングレートは急激に上昇するのに
対して、 ＳｉＯ，を膜のエツチングレートは。
Ｓｉ３Ｎ、膜のエツチングレートは急激に上昇するのに
対して、 ＳｉＯ，を膜のエツチングレートは。
はぼ一定か、若干低下しており、これによって選択比も
大幅に上昇する。
大幅に上昇する。
しかし、硫化水素の量が１０％を越えると＋５ｉｓＬ膜
のエツチングレートが急激に落ちてしまう。
のエツチングレートが急激に落ちてしまう。
一方、第２図に示すように、圧力が０．２ Ｔｏｒｒ以
下では５ｉ（ｈ膜のレートが急激に上昇し、０．３Ｔｏ
ｒｒ以上では５ｉＪＬ膜のレートが大幅に下がってしま
う。
下では５ｉ（ｈ膜のレートが急激に上昇し、０．３Ｔｏ
ｒｒ以上では５ｉＪＬ膜のレートが大幅に下がってしま
う。
第２図は本発明に使用したＲＩＥ装置の模式断面図であ
る。
る。
第３図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。
図において、１は反応チャンバ、２はアノード板、３は
支持具、４はカソード板、５は絶縁物。
支持具、４はカソード板、５は絶縁物。
６は水冷管、７はＳｉ基板、８は絶縁リング、９は反応
ガス導入管、１０は排気管、 １１は高周波電源。
ガス導入管、１０は排気管、 １１は高周波電源。
１２は５ｉＯｚ膜、１３は５ｉＪａ膜、１４はレジスト
膜である。
膜である。
第２図に示すように１本発明に使用した反応性イオンエ
ツチング装置はアースされたステンレス製の反応チャン
バ１内にカソードカップリング平行平板型電極を備えた
ものである。
ツチング装置はアースされたステンレス製の反応チャン
バ１内にカソードカップリング平行平板型電極を備えた
ものである。
アノード板２はカーボン電極よりなり、ステンレス製の
支持具３で反応チャンバ１の上部より保持されている。
支持具３で反応チャンバ１の上部より保持されている。
カソード板４はアルミニウム製で反応チャンバ１とはセ
ラミック製の絶縁物５で電気的に絶縁され、水冷管６に
より２０℃に冷却されている。シリコン（Ｓｉ）基板７
はカソード板４上にセントされ、 Ｓｉ基板７の周囲に
は、異常放電を防ぎ、均一なエツチングを行うための石
英製の絶縁リング８が設けられている。
ラミック製の絶縁物５で電気的に絶縁され、水冷管６に
より２０℃に冷却されている。シリコン（Ｓｉ）基板７
はカソード板４上にセントされ、 Ｓｉ基板７の周囲に
は、異常放電を防ぎ、均一なエツチングを行うための石
英製の絶縁リング８が設けられている。
アノード板２のカーボン電極には小孔が開けられ、外部
より反応ガス導入管９を通って反応ガスが供給される。
より反応ガス導入管９を通って反応ガスが供給される。
また反応チャンバ１は減圧するたＨｚＯ高周波電力が印
加される。
加される。
第３図により９本発明による薄い下地５ｉ０１膜上のＳ
ｉ３Ｎ４膜の反応性イオンエツチングの一実施例につい
て説明する。
ｉ３Ｎ４膜の反応性イオンエツチングの一実施例につい
て説明する。
先ず、第３図（ａ）に示すように、ｐ型１０ΩｃＩＩＩ
のＳｉ基板７上に塩酸酸化により１，０５０°Ｃで１５
０人の熱Ｓｉｎ、膜１２を形成する。
のＳｉ基板７上に塩酸酸化により１，０５０°Ｃで１５
０人の熱Ｓｉｎ、膜１２を形成する。
次いで、第３図（ｂ）に示すように、 ＣＶＯ法により
８００°Ｃで１，５００人の厚さにＳｉ、Ｎ、膜１３を
Ｓｉｎｇ膜１２上に積層する。
８００°Ｃで１，５００人の厚さにＳｉ、Ｎ、膜１３を
Ｓｉｎｇ膜１２上に積層する。
第３図（ｃ）に示すように、レジスト膜１４を１μｍの
厚さにＳｉ３Ｎ、膜１３上に被覆し、パタニングしてＳ
ｉ３Ｎｍ膜１３のエツチングする部分を開口する。
厚さにＳｉ３Ｎ、膜１３上に被覆し、パタニングしてＳ
ｉ３Ｎｍ膜１３のエツチングする部分を開口する。
続いて、第３図（ｄ）に示すように、第２図のＲＩＥ装
置を用いてＳｉ：＋Ｎｍ膜１３のエツチングを行う。
置を用いてＳｉ：＋Ｎｍ膜１３のエツチングを行う。
反応ガスとして、ＳＦ、を１１００５ＣＣに対して、Ｈ
，Ｓを６ ＳＣＣＭの割合で反応ガス導入管９を通して
反応チャンバ１に供給し１反応ガス圧力０．２ Ｔｏｒ
ｒ、高周波出力１２０ＷでＳｉ３Ｎ４膜１３の反応性イ
オンエツチングを行う。
，Ｓを６ ＳＣＣＭの割合で反応ガス導入管９を通して
反応チャンバ１に供給し１反応ガス圧力０．２ Ｔｏｒ
ｒ、高周波出力１２０ＷでＳｉ３Ｎ４膜１３の反応性イ
オンエツチングを行う。
５ｔＪｉ膜１３の厚さが１ 、５００人で、下地のＳｉ
Ｏ□膜１２膜厚２が１５０人であるから７５秒間のエツ
チングで、第１図でしめされるように、 Ｓｉ、Ｎ、膜
のエツチングレートが１．４００人／＋ｉｎ、 ＳｉＯ
２膜のエツチングレートは選択比が１４で１００人／１
ｌｌｉｎであるから。
Ｏ□膜１２膜厚２が１５０人であるから７５秒間のエツ
チングで、第１図でしめされるように、 Ｓｉ、Ｎ、膜
のエツチングレートが１．４００人／＋ｉｎ、 ＳｉＯ
２膜のエツチングレートは選択比が１４で１００人／１
ｌｌｉｎであるから。
約２０χのＳｉ３Ｎ、膜１３のオーバーエツチングを行
っても、その下地の５ｉＯｚ膜１２は１０人程度エツチ
ングで削られるだけであり、９０％の厚さのＳｉ０ｇ膜
は残ることになる。
っても、その下地の５ｉＯｚ膜１２は１０人程度エツチ
ングで削られるだけであり、９０％の厚さのＳｉ０ｇ膜
は残ることになる。
この後１図示しないが、Ｓｉ基板７は１ 、０５０°Ｃ
の熱酸化を行って、素子分離用のＳｉ０ｇ膜をＳｉ、Ｎ
、膜１３を除去した部分に、 ６．０００人の厚さに成
長させる。
の熱酸化を行って、素子分離用のＳｉ０ｇ膜をＳｉ、Ｎ
、膜１３を除去した部分に、 ６．０００人の厚さに成
長させる。
（発明の効果〕
本発明によれば１以上説明したように、 Ｓｉ、Ｎ。
膜のレートが比較的大きく、且つ、対Ｓｉｎｇ膜選択比
選択比いというドライエツチングが可能となり。
選択比いというドライエツチングが可能となり。
半導体デバイスの高集積化、高速化に大きく貢献する。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明に使用した装置の模式断面図。
第３図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。
図において。
１は反応チャンバ、 ２はアノード板。
３は支持具、 ４はカソード板。
５は絶縁物、 ６は水冷管。
７はＳｉ基板、 ８は絶縁リング。
９は反応ガス導入管、１０は排気管。
１１は高周波電源、１２は５ｉ０２膜。
１３は５ｉＪ４膜、１４はレジスト膜
Ｈｚ引ｆｔ （５ｃｃｈ ）
反応力′Ｘ圧力（Ｔｏｒｒ）
不室明の原理説明図
第 １ 図
棄児明に使用した表１の榎式誼面図
第２図
本尤明の一実Ｍ！Ｌ例の工程＠憧式断面図第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）二酸化シリコン膜より大きいエッチングレートを得
るシリコン窒化膜の反応性イオンエッチングを行うに際
して、 反応性ガスとしての六弗化硫黄に少量の硫化水素を添加
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２）六弗化硫黄の流量に対して、硫化水素の流量を２〜
１０％とし、且つ、反応ガスの圧力を０．２〜０．３Ｔ
ｏｒｒとすることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2791390A JPH03231426A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2791390A JPH03231426A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03231426A true JPH03231426A (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=12234125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2791390A Pending JPH03231426A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03231426A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5312518A (en) * | 1991-05-31 | 1994-05-17 | Sony Corporation | Dry etching method |
| CN111524807A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法和基板处理装置 |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2791390A patent/JPH03231426A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5312518A (en) * | 1991-05-31 | 1994-05-17 | Sony Corporation | Dry etching method |
| CN111524807A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法和基板处理装置 |
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