JPH034529A - 微細パターンの形成方法 - Google Patents
微細パターンの形成方法Info
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
この発明は、シリコン溝形状を有する半導体装置、特に
ＭＯ３ＬＳＩ、高集積バイポーラＬＳＩに好適な微細パ
ターンの形成方法に関するものである。
ＭＯ３ＬＳＩ、高集積バイポーラＬＳＩに好適な微細パ
ターンの形成方法に関するものである。
（従来の技術）
近年の半導体記憶装置は、記憶容量の増大の要求に伴っ
て、記憶素子（メモリセル）の微細化が促進され、素子
の高集積化がはかられている。このように集積度を向上
させるために、微細なパターンの形成が望まれている。
て、記憶素子（メモリセル）の微細化が促進され、素子
の高集積化がはかられている。このように集積度を向上
させるために、微細なパターンの形成が望まれている。
ここでは−例として、第３図（ａ）ないし第３図（ｅ）
に特開昭６２−１９４６２４号公報に示される従来の微
細パターン形成方法について説明する。
に特開昭６２−１９４６２４号公報に示される従来の微
細パターン形成方法について説明する。
まず、第３図（ａ） ニおいて、Ｐ型Ｓｉ基Ｆｉ３１上
にエツチングマスクとなるＳｉ酸化膜３２を焼成化法。
にエツチングマスクとなるＳｉ酸化膜３２を焼成化法。
化学気相成長（ＣＶＤ）法などにより、堆積させる。
次に、通常の光りソグラフィ法により、パターニングを
行ない、Ｓｉ酸化膜３２をドライエツチングして、レジ
ストマスクのパターンをＳｉ酸化膜に転写し、レジスト
を０３アツシングおよび熱硫酸通水により除去して、第
３図（ロ）に示されるようなＳｉ酸化膜パターン３２ａ
によるエツチングマスクを形成する。
行ない、Ｓｉ酸化膜３２をドライエツチングして、レジ
ストマスクのパターンをＳｉ酸化膜に転写し、レジスト
を０３アツシングおよび熱硫酸通水により除去して、第
３図（ロ）に示されるようなＳｉ酸化膜パターン３２ａ
によるエツチングマスクを形成する。
次に、第３図（Ｃ）に示されるように、全面にＰＳＧ膜
３３を形成する。
３３を形成する。
次に、第３図（ｄ）に示すように、方向性のよいＲＩＥ
（反応性イオンエツチング）により、全面エツチング
を行ない、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａのサイドにＰＳＧ
ＩＩ！３３を残し、ＰＳＧサイドウオール膜３３ａとし
て残す。
（反応性イオンエツチング）により、全面エツチング
を行ない、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａのサイドにＰＳＧ
ＩＩ！３３を残し、ＰＳＧサイドウオール膜３３ａとし
て残す。
このようにして、微細なパターンの形成が可能となり、
第３図（ｅ）に示すように、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａ
およびＰＳＧす・イドウオール膜３３ａをエツチングマ
スクとして用い、塩素Ｃ２を含むエツチングガスにより
、Ｐ型Ｓｉ基板３１をエツチングすることにより、微細
なアスペクト比の高い、Ｐ型Ｓｉ基板３１のトレンチ３
４が形成できる。
第３図（ｅ）に示すように、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａ
およびＰＳＧす・イドウオール膜３３ａをエツチングマ
スクとして用い、塩素Ｃ２を含むエツチングガスにより
、Ｐ型Ｓｉ基板３１をエツチングすることにより、微細
なアスペクト比の高い、Ｐ型Ｓｉ基板３１のトレンチ３
４が形成できる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記に示した従来の微細パターン形成方
法においては、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａの形成後に、
ＰＳＧ膜３３を堆積し、その後ＰＳＧ膜３３をエツチン
グするというように、工程が複雑になるとともに、パタ
ーン間隔が微細化すると、ＰＳＧサイドブオール膜３３
ａの厚さが薄（なり、寸法制御が困難となるという問題
点があった。
法においては、Ｓｉ酸化膜パターン３２ａの形成後に、
ＰＳＧ膜３３を堆積し、その後ＰＳＧ膜３３をエツチン
グするというように、工程が複雑になるとともに、パタ
ーン間隔が微細化すると、ＰＳＧサイドブオール膜３３
ａの厚さが薄（なり、寸法制御が困難となるという問題
点があった。
この発明は上記従来技術がもっている問題点のうち、工
程の複雑な点と、寸法制御が困難な点について解決した
微細パターンの形成方法を提供するものである。
程の複雑な点と、寸法制御が困難な点について解決した
微細パターンの形成方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
この発明は、微細パターンの形成方法において、Ｓｉ基
板上にＳｉ酸化膜パターン形成後に塩化ケイ素系ガスま
たはその混合物を用いて反応させることにより、Ｓｉ酸
化膜の上面および側面にＳｉ系堆積物を形成して微細な
パターンを形成する工程を導入したものである。
板上にＳｉ酸化膜パターン形成後に塩化ケイ素系ガスま
たはその混合物を用いて反応させることにより、Ｓｉ酸
化膜の上面および側面にＳｉ系堆積物を形成して微細な
パターンを形成する工程を導入したものである。
（作 用）
この発明は、微細パターン形成方法において、以上のよ
うな工程を導入したので、Ｓｉ酸化膜パターンに反応さ
せる塩化ケイ素系ガスまたはその混合物は堆積を伴なう
Ｓｉと、エツチングを進める塩素の両方を含んでいるか
ら、マスクとなるＳｉ酸化膜パターンの上面および側面
にのみＳｉ系の堆積物を析出させるとともに、それを保
護膜として、微細なパターンを形成する。
うな工程を導入したので、Ｓｉ酸化膜パターンに反応さ
せる塩化ケイ素系ガスまたはその混合物は堆積を伴なう
Ｓｉと、エツチングを進める塩素の両方を含んでいるか
ら、マスクとなるＳｉ酸化膜パターンの上面および側面
にのみＳｉ系の堆積物を析出させるとともに、それを保
護膜として、微細なパターンを形成する。
（実施例）
以下、第１図（ａ）〜第１図（６）を参照して、この発
明の微細ハターン形成方法の実施例について説明する。
明の微細ハターン形成方法の実施例について説明する。
まず、第１図（ａ）において、１１はＰ型５ｉ（１００
）基板であり、抵抗率が１〜２０Ω１の範囲のものを使
用している。
）基板であり、抵抗率が１〜２０Ω１の範囲のものを使
用している。
このＰ型Ｓｉ基板１１上に焼成化または、化学気相成長
（ＣＶＤ）法によりＳｉ酸化膜１２を形成する。
（ＣＶＤ）法によりＳｉ酸化膜１２を形成する。
このＳｉ酸化膜１２はＰ型Ｓｉ基板１１のトレンチエツ
チング時にエツチングマスクとして用いられるもので、
必要に応じてＳｉ窒化膜や、Ｓｉ酸化膜とＳｉ窒化膜を
積層したものを用いる。
チング時にエツチングマスクとして用いられるもので、
必要に応じてＳｉ窒化膜や、Ｓｉ酸化膜とＳｉ窒化膜を
積層したものを用いる。
次に、Ｓｉ酸化膜１２上にレジストを塗布し、ホトリソ
グラフィにより、レジストのバターニングを行なう。
グラフィにより、レジストのバターニングを行なう。
このレジストをマスクにして、ＲＩＨにより、Ｓｉ酸化
膜１２をエツチングした後に、レジストを除去し、第１
図（ｂ）に示すようなＳｉ酸化膜パターン１２ａを形成
する。
膜１２をエツチングした後に、レジストを除去し、第１
図（ｂ）に示すようなＳｉ酸化膜パターン１２ａを形成
する。
次に、５ＩＣ１，またはＳ＋ＨＣｌ５などのデポジショ
ンの成分であるＳｉとエツチング成分であるＣ１との両
方を含んだガスを用いて、適切な条件でエツチングチャ
ンバを用いて、ＲＩＥを行なうと、第１図（Ｃ）に示す
ようにＳｉ酸化膜パターン１２ａの上面および側面にの
み、Ｓｉ系堆積膜１３が堆積し、ホトリソグラフィの限
界よりも小さな間隔のパターンが形成できる。
ンの成分であるＳｉとエツチング成分であるＣ１との両
方を含んだガスを用いて、適切な条件でエツチングチャ
ンバを用いて、ＲＩＥを行なうと、第１図（Ｃ）に示す
ようにＳｉ酸化膜パターン１２ａの上面および側面にの
み、Ｓｉ系堆積膜１３が堆積し、ホトリソグラフィの限
界よりも小さな間隔のパターンが形成できる。
これは、第２図（ａ）に示されるように、５ｉ（４４ガ
スの場合で説明すると、５ｉＣ１ｓがプラズマ中でデポ
ジション成分の５ｒＣ１ａ とエツチング成分のＣｆｆ
１ｙに分解する。これらのイオン、プラズマがＰ型Ｓｉ
基板１１の表面に到達するが、Ｓｉと５ｉｆｔのエツチ
ング機構の違いにより、Ｐ型Ｓｉ基Ｆｉ、１１の表面で
は、エツチングがデポジションより同等あるいは優性で
あり、Ｓｉ酸化膜パターン１２ａの表面では、デポジシ
ョンがエツチングより優性となり、Ｓｉ酸化膜パターン
１２ａの上面および側面にのみ選択的にＳｉ系堆積１１
１１３’が形成する（第２図す））。
スの場合で説明すると、５ｉＣ１ｓがプラズマ中でデポ
ジション成分の５ｒＣ１ａ とエツチング成分のＣｆｆ
１ｙに分解する。これらのイオン、プラズマがＰ型Ｓｉ
基板１１の表面に到達するが、Ｓｉと５ｉｆｔのエツチ
ング機構の違いにより、Ｐ型Ｓｉ基Ｆｉ、１１の表面で
は、エツチングがデポジションより同等あるいは優性で
あり、Ｓｉ酸化膜パターン１２ａの表面では、デポジシ
ョンがエツチングより優性となり、Ｓｉ酸化膜パターン
１２ａの上面および側面にのみ選択的にＳｉ系堆積１１
１１３’が形成する（第２図す））。
このときのエツチング条件は、Ｓｉと６１を含むガス（
ＳｉＣＬ＋５ｉＨＣｊ１など）を用い、ＲＦパワー１０
０Ｗ以下、圧力３Ｐａ以上で所望の条件が達成できる。
ＳｉＣＬ＋５ｉＨＣｊ１など）を用い、ＲＦパワー１０
０Ｗ以下、圧力３Ｐａ以上で所望の条件が達成できる。
また、このＳｉ系堆積膜１３の形成時において、Ｓｉと
ＣＩを含むガスに酸素０２または、窒素Ｎ２またはこの
両方を混合させることにより、Ｓｉ系堆積膜１３中にＯ
，Ｎが混入して、ＳｉｎｇまたはＳｉｎ、あるいはＳｉ
ＯｘＮｙ系の堆積物となり、エツチングマスクとしてＰ
型Ｓｌ基板１１のエツチング時にＳｉとの選択比が向上
し、より有効となる。
ＣＩを含むガスに酸素０２または、窒素Ｎ２またはこの
両方を混合させることにより、Ｓｉ系堆積膜１３中にＯ
，Ｎが混入して、ＳｉｎｇまたはＳｉｎ、あるいはＳｉ
ＯｘＮｙ系の堆積物となり、エツチングマスクとしてＰ
型Ｓｌ基板１１のエツチング時にＳｉとの選択比が向上
し、より有効となる。
この実施例では、マグネトロンＲＩＥを用い、５ｉＣ１
，３０ｓｃｃＨｂ Ｏｉｌ ＯｓｃｃｗＲＦパワー５０
Ｗ１圧力３Ｐａにおいて、６分間反応させることにより
、Ｓｉ酸化膜パターン１２ａの上面および側面に０６３
ｎのＳｉ系堆積膜１３を形成させ、１．０μの間隔で作
製したＳｉ酸化膜パターン１２ａを０．４−のパターン
に縮小させることができた。
，３０ｓｃｃＨｂ Ｏｉｌ ＯｓｃｃｗＲＦパワー５０
Ｗ１圧力３Ｐａにおいて、６分間反応させることにより
、Ｓｉ酸化膜パターン１２ａの上面および側面に０６３
ｎのＳｉ系堆積膜１３を形成させ、１．０μの間隔で作
製したＳｉ酸化膜パターン１２ａを０．４−のパターン
に縮小させることができた。
このようにして作製した微細パターンをエツチングマス
クとして用い、Ｃ１ｔ系ガスを用い、Ｐ型Ｓｉ基板１１
をエンチングすることにより、第１図（ｄ）に示すよう
な高アスペクト比のＳｉ）レンチ１４を作製する。
クとして用い、Ｃ１ｔ系ガスを用い、Ｐ型Ｓｉ基板１１
をエンチングすることにより、第１図（ｄ）に示すよう
な高アスペクト比のＳｉ）レンチ１４を作製する。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、この発明によれば、Ｓｉ
基板上に形成したＳｉ酸化膜パターンに塩化ケイ素系ガ
スまたはその混合物を用い、大気中にさらすことなく反
応させることにより、Ｓｉ酸化膜パターン上にのみ、Ｓ
ｉ系の堆積物を形成し、微細なパターンを形成するよう
にしたので、大気中にさらすことなく続けて、Ｓｉ）レ
ンチエツチングを行なうことができる。
基板上に形成したＳｉ酸化膜パターンに塩化ケイ素系ガ
スまたはその混合物を用い、大気中にさらすことなく反
応させることにより、Ｓｉ酸化膜パターン上にのみ、Ｓ
ｉ系の堆積物を形成し、微細なパターンを形成するよう
にしたので、大気中にさらすことなく続けて、Ｓｉ）レ
ンチエツチングを行なうことができる。
また、寸法制御は、Ｓｉ系堆積物を堆積させる時間のみ
で行うことができるとともに、どのような微細パターン
にも適用することが可能となる。
で行うことができるとともに、どのような微細パターン
にも適用することが可能となる。
第１図（ａ）ないし第１図はこの発明の微細パターンの
形成方法の一実施例の工程断面図、第２図および第２図
Ｑ））は同上微細パターンの形成方法におけるＳｉ系堆
積膜形成の模式図、第３図（ａ）ないし第３図（ｅ）は
従来の微細パターン形成方法の工程断面図である。 １１・・・Ｐ型Ｓｉ基板、１２・・・Ｓｉ・・・酸化膜
、１２ａ・・・Ｓｉ酸化膜パターン、１３・・・Ｓｉ系
堆積膜、１４・・・トレンチ。 第１図 、１８−づン辷１１．ＩＩこ＃１ｔ６５＃１１Ｎ１１４
／１／Ｎ＋Ｊｌ＆ＩＪｉ！ｌ＃ノ１２ワ第２図
形成方法の一実施例の工程断面図、第２図および第２図
Ｑ））は同上微細パターンの形成方法におけるＳｉ系堆
積膜形成の模式図、第３図（ａ）ないし第３図（ｅ）は
従来の微細パターン形成方法の工程断面図である。 １１・・・Ｐ型Ｓｉ基板、１２・・・Ｓｉ・・・酸化膜
、１２ａ・・・Ｓｉ酸化膜パターン、１３・・・Ｓｉ系
堆積膜、１４・・・トレンチ。 第１図 、１８−づン辷１１．ＩＩこ＃１ｔ６５＃１１Ｎ１１４
／１／Ｎ＋Ｊｌ＆ＩＪｉ！ｌ＃ノ１２ワ第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）Ｓｉ基板上にＳｉ酸化膜パターン形成後に塩化ケ
イ素系ガスまたはその混合物を用いて反応させることに
よりＳｉ酸化膜パターンの上面および側面にＳｉ系堆積
物を形成し、微細なパターンとする工程と、 （ｂ）大気中にさらすことなく上記微細なパターンを用
いて、上記Ｓｉ基板をエッチングして微細Ｓｉパターン
を形成する工程と、 とよりなる微細パターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13749589A JPH034529A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 微細パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13749589A JPH034529A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 微細パターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034529A true JPH034529A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15199994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13749589A Pending JPH034529A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 微細パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034529A (ja) |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP13749589A patent/JPH034529A/ja active Pending
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