JPH0345532B2 - - Google Patents

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JPH0345532B2
JPH0345532B2 JP56105744A JP10574481A JPH0345532B2 JP H0345532 B2 JPH0345532 B2 JP H0345532B2 JP 56105744 A JP56105744 A JP 56105744A JP 10574481 A JP10574481 A JP 10574481A JP H0345532 B2 JPH0345532 B2 JP H0345532B2
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sio
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plasma
etching
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JP56105744A
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Arufuonsu Meeru Sandaasu Jozefu
Fuyuuberutasu Marii Sandaasu Furanshisukasu
Karutaa Hendorikasu
Petorasu Herarudasu Teodorusu Fuan De Ben Eberuharudasu
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Koninklijke Philips NV
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    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は基板上に位置する窒化珪素の層をエツ
チするに当り、該層にCF4と酸素化合物を含む混
合ガス内に形成されているプラズマ成分を接触さ
せてエツチングを行う半導体装置の製造方法に関
するものである。
従来技術 窒化珪素の層に電気的に荷電されないプラズマ
成分のみを接触せしめることができる。例えばこ
れは従来使用されていたトンネルリアクタの如き
装置で行うことができる。しかしこれに代えて従
来使用されているプレーナリアクタ等における如
く、プラズマの電気的に見て荷電されたものと荷
電されない成分との混合成分を接触させることも
できる。
このような方法は出発材料がSiの基板であり
SiO2層を有し、その上にSi3N4層が存し、この
Si3N4を局部的にエツチングによりSiO2層より除
去した半導体装置を製造するに特に適当である。
このようにして形成されたSi3N4マスクは酸化マ
スク並びにイオンインプランーテシヨンマスクと
して使用することができる。Si3N4マスクの製造
中SiO2層はその下側にあつてプラズマの成分に
より強烈に腐食されやすいSi基板の損傷を防ぐ役
目をする。このためSiO2層の厚さは基板を適当
に保護できるような程度に選定する。実際上この
厚さは特にSi3N4およびSiO2がエツチされ除去さ
れる速度の比によつて定められる。Si3N4はSiO2
よりも速くエツチされるのでSiO2層は一般にこ
れより薄く選定する。
上述の方法は米国特許第3795557号に記載され
ており、この方法では弗素化合物としてCF4を含
有し、酸素化合物としてO28.5体積％を含有する
混合ガスにより形成され、荷電されたプラズマと
荷電されていないプラズマ成分の混合物に窒化珪
素層を接触させ、これをエツチする。この方法を
用いるとSi3N4はSiO2よりも約２倍の速さでエツ
チされる。
この既知の方法では、Si3N4がSiO2よりもごく
僅かしか速くない速度でエツチ（腐食）され、除
去されないことが欠点である。従つてこの方法を
使用し、Si基板にSiO2層を保護層として設け、
Si3N4層をマスクを用いてエツチする場合には
SiO2層を比較的厚くする必要がある。この理由
によつてこの既知の方法はLOCOS法によつてフ
イールド酸化物を堆積させたSi3N4酸化マスクを
製造する如き実際上の用途には適さない。
発明の課題 本発明はこのような欠点を解決することをその
目的とする。
この目的を達成するため、本発明では弗化物以
外のハロゲンを含むガス化合物の１ないし15体積
％を混合ガスに加える。
弗化物以外のハロゲンを含有する少量の化合物
を加えることによりSi3N4はSiO2よりも少なくと
も５倍の速さでエツチ（腐食）され除去される。
このためSi基板に設けたSi3N4層に対しSiO2の保
護層を持つたマスクをエツチングするのに本発明
を使用すると、保護層のSiO2層を比較的に薄く
することができる。この理由によつて本発明によ
る方法は例えばLOCOS法におけるフイールド酸
化物堆積用のSi3N4の酸化マスクの製造に好都合
に使用することができる。これはおそらく弗素以
外のハロゲンはSiO2表面上に選択的に吸収され、
ここにおいてプラズマ内に形成されている反応成
分に対する保護層を形成するものと考えられる。
本発明の好適実施例においては、プラズマが形
成される混合ガスは弗化物以外のハロゲンを含有
する化合物として、非腐食性で有毒でない
CF2Cl2ガスをこれに加える。この混合ガスの上
の組成の１ないし４体積％を加えるときはSi3N4
およびSiO2に対しエツチング速度の差が最大と
なる。酸素化合物としてO2の３ないし10体積％
を加えるときにはこれが最大となる。この場合
Si3N4はSiO2に比し約５倍の速い速さで除去され
る。
本発明のさらに他の好適実施例においてはプラ
ズマが形成される混合ガスは、非腐食性で無毒の
CF3Brを含む。その２ないし８体積％を混合ガス
に加えるときにはSi3N4とSiO2の最大のエツチン
グ速度の差が生じ、酸化物としてO2の３ないし
10体積％を加えたときに特にこれが顕著である。
この場合Si3N4はSiO2に比し約10倍の速度で除去
される。
エツチングプラズマが形成される混合ガスが
CF4を含有し、酸化物としてNOを20ないし40体
積％含有し、CF3Brを１ないし３体積％含有する
場合にはSiO3N4はSiO2に比し約12倍の速さで除
去される。
実施例 以下図面により本発明を説明する。
第１図ないし第４図は本発明によりフイールド
酸化物パターンを製造する連続工程を略図的に示
すものである。
この製造に使用する基本材料はＮ型Siの基板１
であり、これは20ないし100nｍの厚さを有する
SiO2の層２を有し、これに100ないし150nｍの厚
さを有するSi3N4の層３を設けてある。この
Si3N4の層３を局部的に従来の方法でラツカー層
４で覆う。次いでこのラツカー層４に覆われてい
ない部分をCF4および酸化物を含有する混合ガス
内に形成されるプラズマ組織と接触させ、エツチ
ングを行う。
本発明においては混合ガスに弗化物以外のハロ
ゲンを含有するガス化合物を１ないし15体積％を
加える。この結果Si3N4はSiO2より少なくとも５
倍の速さでエツチング除去される。このため
SiO2の保護層２は比較的薄い厚さでよい。従つ
てこの方法は実際上Si3N4層３内にフイールド酸
化物を堆積させるマスクを製造するに適してい
る。
上の如くしてSi3N4の層３を局部的に除去し、
またラツカー層４を除去したのち、Ｐ型領域５を
従来知られているＢインプランテーシヨン法によ
つて形成し、これを異なる回路要素間の「チヤン
ネルストツパ」として動作せしめることができ
る。この場合第２図に見られる如くSi3N4層３に
形成したマスクはインプランテーシヨンマスクと
して作用する。これに次いで約1000nｍの厚さを
有するSiO2の領域６を従来の酸化法で形成する
（第３図）。フイールド酸化物領域と呼ばれるこの
SiO2領域６はその下側のＰ型Si領域５と共にSi基
板１上に形成される各回路素子の分離の役を行
う。このフイールド酸化物領域６の形成中Si3N4
層３内に形成されたマスクは酸化マスクとして作
用する。最終的に従来既知の方法で残留している
Si3N4層の部分とSiO2層の２の部分を除去する
（第４図）。このようにして形成されたSi基板１の
フイールド酸化物領域６に囲まれた部分７の上に
例えば電界効果トランジスタの如き回路素子を設
けることができる。理解を容易にするため図面で
はこのような部分７を１個所しか示していない
が、基板上には極めて多くのこのような部分を形
成しうる。
以下説明する実施例においてはSi円板は直径が
約75mmであり中間層の約400nｍのSiO2上にSi3N4
を約500nｍに覆つたものを使用し、基板温度約
125℃においてプラズマエツチングリアクタを用
い、周波数13.56MHz、出力約150Wでプラズマを
発生し、さらに100ないし300SCC／minのガス流
量を通じて発生した非荷電プラズマ組成に接触せ
しめる。
実施例 第５図はCF4とO25体積％の混合ガスに図の横
座標に示す如くの関数としてCF2Cl2を加えたガ
ス混合物によつて形成したプラズマによりSi3N4
とSiO2のエツチ除去速度を示すものである。
CF2Cl2を添加しないとSi3N4はSiO2よりも約２倍
の速い速度でエツチ（腐食）除去される。体積％
で１〜４の如く少量のCF2Cl2を加えた場合、こ
の比は約５となる。さらに５体積％以上の多い量
のCF2Cl2を加えるとこの比は再び減少する。と
くにこの場合Si3N4のエツチング速度は低い値に
減少する。CF2Cl2の代わりに他のCl化合物、例
えばCl2、CCl4、CFCl3、HCl等をCF4とO2との混
合ガスに加えてもほぼ同じような結果が得られ
る。しかし、CF2Cl2は取扱いが容易なことおよ
びその腐食性が低い点から好都合に使用できる。
実施例 第６図はCF4と５体積％のO2を有し、さらに図
の関数として示した量のCF3Brをこの混合ガスに
加えたガス中で約65Paの圧力で形成したプラズ
マ組成によつてSi3N4とSiO2がエツチされる速度
を示すものである。CF3Brを添加しない場合に
は、Si3N4はSiO2よりも約２倍の速さでエツチさ
れる。少量のCF3Br（２ないし８体積％）を加え
るとこの比は約10倍となる。10体積％以上のより
多い量のCF3Brを加えるとエツチング速度の比は
再び減少し、とくにSi3N4のエツチング速度は低
い値に減少する。CF3Brの代わりに他のBr化合
物、例えばCF2Br2、HBr、Br2、BrF3、BrF5等
をCF4とO2との混合物に加えてもほぼ同等の結果
が得られる。しかしながらCF3Brは取扱いの容易
の点、および腐食性の低いこと、並びに有毒でな
い点で最も好適である。
実施例 実施例に対し混合ガス中の酸素化合物として
NOを加え、O2の代わりにその中でプラズマを形
成すると、よりいつそうの改良が得られる。
NO30体積％、CF3Br7.5体積％、およびCF462.5
体積％の混合ガス内に形成したプラズマによつて
Si3N4はSiO2より12倍の速さでエツチされ除去さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図は本発明の方法を使用して
半導体装置を製造する順次の工程を示す略図、第
５図および第６図はSi基板上に存するSi3N4と
SiO2の層がCF4とO2の混合ガス内に形成されたプ
ラズマによつてエツチされる速度を、変数として
それぞれCF2Cl2およびCF3Brを横軸に示す如く
の量（％）で加えた場合のエツチ速度の変化を示
す図である。 １……Si基板、２……SiO2保護層、３……
Si3N4層、４……ラツカー層、５……Ｐ型領域、
６……フイールド酸化物領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に位置する窒化珪素の層をエツチする
    に当り、該層にCF4と酸素化合物を含む混合ガス
    内に形成されるプラズマ成分を接触させてエツチ
    ングを行う半導体装置の製造方法において、 プラズマ形成混合ガスが１ないし４体積％の
    CF2Cl2、または２ないし８体積％のCF3Brを含
    有すること、 さらに、該プラズマ形成混合ガスが酸素化合物
    としてO2を３ないし10体積％、またはNOを20な
    いし40体積％含有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP56105744A 1980-07-11 1981-07-08 Method of producing semiconductor device Granted JPS5749235A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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NL8004005A NL8004005A (nl) 1980-07-11 1980-07-11 Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.

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JPS5749235A JPS5749235A (en) 1982-03-23
JPH0345532B2 true JPH0345532B2 (ja) 1991-07-11

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JP (1) JPS5749235A (ja)
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DE (1) DE3125054A1 (ja)
FR (1) FR2493601A1 (ja)
GB (1) GB2081159B (ja)
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