JPH0529283A - 斜めエツチング方法 - Google Patents

斜めエツチング方法

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JPH0529283A
JPH0529283A JP20629991A JP20629991A JPH0529283A JP H0529283 A JPH0529283 A JP H0529283A JP 20629991 A JP20629991 A JP 20629991A JP 20629991 A JP20629991 A JP 20629991A JP H0529283 A JPH0529283 A JP H0529283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
trench
mask
mask material
stopper layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP20629991A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Shinohara
啓二 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライエチング方法において、所望の方向に
傾斜した所望の形状のトレンチを所望の場所に容易にで
きるようにし、また、マスク寸法のバラツキが少なくな
るようにする。 【構成】 ドライエッチングにより被エッチング材に傾
斜したトレンチを形成する斜めエッチング方法におい
て、被エッチング材1上に、トレンチの開口部となる部
分を挟んで、加熱流動性を示す第1のマスク材からなる
第1のエッチングストッパ−層7bと、第1のマスク材
からなる層7a上に第1のマスク材よりも加熱流動性の
低い第2のマスク材からなる層8aが積層している第2
のエッチングストッパ−層とを形成し、加熱により第1
のエッチングストッパ−層7aを流動化させてその表面
を傾斜させ、テーパ7cを形成し、これをマスクとして
ドライエッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ドライエッチングに
より被エッチング材に傾斜したトレンチを形成する斜め
エッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高集積化した半導体においては素子間分
離層が形成されるが、この場合素子間分離層周辺に生じ
る寄生サイリスタの導路長を長くしてラッチアップを防
止する等のために、素子間分離層を斜めに形成すること
がなされている。
【0003】素子間分離層を斜めに形成するには、まず
傾斜したトレンチを形成し、次いでそのトレンチをシリ
コン酸化物等の絶縁物で充填すればよいが、傾斜したト
レンチを形成する方法としては、CVD−SiO2 膜の
脆弱部分を利用する方法が提案されている(特開昭61
−26239号公報)。図3はこの方法の概略説明図で
ある。この方法によれば、同図の(a)に示したよう
に、Si基板1上の所定部分に第1のSiO2 膜2をC
VD法により形成し、次いでそのSiO2 膜2を覆い被
すように第2のSiO2膜3をCVD法により形成す
る。次に反応性イオンエッチング(RIE)において塩
素系ガスを使用し低圧でイオン性を高くしてエッチング
を施す。すると、SiO2 膜3の段差部3aは他の部分
に比べて脆弱なために速くエッチングされるので、同図
の(b)に示すように開口断面が斜めになったエッチン
グマスクが形成される。そして引続きこのエッチングを
行うことにより、同図の(c)に示すようにSi基板1
中に傾斜したトレンチ4が形成される。
【0004】また、傾斜したトレンチを形成する他の方
法としては、基板上に、トレンチの開口部となる部分を
挟んで、耐エッチング性の異なる2つの層を対置させる
方法も提案されている(特開昭61−26239号公
報)。図5はこの方法の概略説明図であり、この方法に
よれば、まず同図の(a)に示したように、Si基板1
上に、トレンチの開口部となる部分を挟んでSiO2
5とそのSiO2 膜5より耐エッチングの低いフォトレ
ジスト膜6とを形成し、さらにそのフォトレジスト膜6
を加熱処理してその段差部6aを傾斜させる。次いで、
このSiO2 膜5とフォトレジスト膜6とをエッチング
マスクとして反応性イオンエッチングを施すことによ
り、同図の(b)に示したようにSi基板1中に傾斜し
たトレンチ4を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示したCVD−SiO2 膜の脆弱部分を利用する方法で
は、第1のSiO2 膜2の周囲に形成される段差部3a
を利用するため、トレンチ4はSiO2 膜の周囲にルー
プ状に、かつトレンチ4底部がSiO2 膜2に近付く方
向でのみ形成される。図4は、この状態を表す上面図で
ある。したがって、所望の方向に傾斜したトレンチを所
望の場所にのみに形成することが困難となっていた。
【0006】また、図5に示した耐エッチング性の異な
る2つの層を対置させる方法においても、実質的に2つ
の層を配置する際、フォトリソグラフィー法による合せ
ずれが発生し、対置させるマスク寸法を一定にすること
は困難であり、従ってトレンチ開口部の幅を一定にでき
ないという問題点があった。
【0007】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、所望の方向に傾斜した所
望の形状のトレンチを所望の場所に容易に形成できるよ
うにし、またマスク寸法のバラツキを少なくすることを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、ドライエッチングにより被エッチング
材に傾斜したトレンチを形成する斜めエッチング方法に
おいて、被エッチング材上に、トレンチの開口部となる
部分を挟んで、加熱流動性を示す第1のマスク材からな
る第1のエッチングストッパ−層と、第1のマスク材か
らなる層上に第1のマスク材よりも加熱流動性の低い第
2のマスク材からなる層が積層している第2のエッチン
グストッパ−層とを形成し、加熱により第1のエッチン
グストッパ−層を流動化させてその表面を傾斜させた
後、ドライエッチングすることを特徴とする斜めエッチ
ング方法を提供する。
【0009】この発明の方法は、加熱流動性の異なる2
種のマスク材を組み合わせて使用することにより、トレ
ンチの開口部となるべき部分を挟んで一方の側のみのマ
スク断面を容易に傾斜させられるようにし、それにより
所望トレンチを形成するのに必要なエッチングマスクを
容易に形成できるようにしたものである。
【0010】ここで、加熱流動性を示す第1のマスク材
としては、ボロンとリンを含有した二酸化シリコン(B
PSG)、リンを含有した二酸化シリコン(PSG)、
ヒ素含有した二酸化シリコン(AsSG)等を使用する
ことができる。
【0011】また、第1のマスク材よりも加熱流動性の
低い第2のマスク材としては、BPSG、PSG、As
SGであって第1のマスク材よりも不純部物濃度が低い
もの、二酸化シリコン、窒化シリコン等を使用すること
ができる。
【0012】この発明の方法では、このようなマスク材
を使用して、まず、被エッチング材上に、トレンチの開
口部となる部分を挟んで、一方の側に第1のマスク材か
らなる第1のエッチングストッパ−層を形成すると共
に、他方の側には第1のマスク材からなる層上に第2の
マスク材からなる層が積層している第2のエッチングス
トッパ−層とを形成するが、このような第1のエッチン
グストッパ−層と第2のエッチングストッパ−層の形成
方法については特に制限はなく、種々の方法で形成する
ことができる。
【0013】例えば、被エッチング材上に第1のマスク
材からなる層と第2のマスク材からなる層とを順次積層
することにより積層膜を形成し、次に被エッチング材の
トレンチの開口部に対応する積層膜をエッチングにより
除去する。なお、この場合にエッチングにより除去する
形状は形成すべきトレンチの形状に応じて適宜定めるこ
とができる。例えば、被エッチング材に溝型のトレンチ
を形成する場合には積層膜を溝型に除去すればよく、ま
た被エッチング材に筒型のトレンチを形成する場合には
積層膜を筒型に除去すればよい。また、このような積層
膜の選択的除去は、積層膜上にフォトリソグラフィによ
りレジストパターンを形成し、その後エッチングするこ
とにより容易に行うことができる。
【0014】積層膜を選択的的に除去した後は、その除
去部分(すなわち被エッチング材のトレンチの開口部と
なる部分)を囲う積層膜の一部の領域から形成すべきト
レンチの形状に応じて適宜第2のマスク材からなる層を
除去する。例えば、被エッチング材に溝型のトレンチを
形成する場合には積層膜を溝型に除去した後、その溝部
を挟んで一方の側の積層膜の第2のマスク材からなる層
を除去すればよく、また、筒型のトレンチを形成する場
合には、積層膜を筒型に除去した後、その筒の周囲を適
宜2分割して一方の側の積層膜の第2のマスク材からな
る層を除去すればよい。なお、このような第2のマスク
材からなる層の除去もフォトリソグラフィでレジストパ
ターンを形成し、エッチングすることにより容易に行う
ことができる。
【0015】この発明の方法においては、被エッチング
材上に、トレンチの開口部となる部分を挟んで、第1の
エッチングストッパ−層と第2のエッチングストッパ−
層とを形成した後は加熱する。この場合、加熱温度は、
表面が加熱流動性の低い第2のマスク材からなる第2の
エッチングストッパ−層は流動化しないが、表面が加熱
流動性の第1のマスク材からなる第1のエッチングスト
ッパ−層は流動化する温度とする。これにより、トレン
チの開口部となる部分を囲う第2のエッチングストッパ
−層の表面は傾斜させることなく第1のエッチングスト
ッパ−層の表面を傾斜させることができ、斜めエッチン
グのマスクとして好適なエッチングマスクを得ることが
可能となる。
【0016】この発明の方法は、以上のようにして形成
されるマスクを使用して、反応性イオンエッチング、プ
ラズマエッチング、スパッタエッチング等種々のドライ
エッチング方法で実施することができるが、特に反応性
イオンエッチングにより好適に実施することができる。
【0017】
【作用】この発明の斜めエッチング方法においては、被
エッチング材上に、トレンチの開口部となる部分を挟ん
で、加熱流動性を示す第1のマスク材からなる第1のエ
ッチングストッパ−層と、第1のマスク材からなる層上
に第1のマスク材よりも加熱流動性の低い第2のマスク
材からなる層が積層している第2のエッチングストッパ
−層とを形成し、加熱する。しがって、使用するマスク
材に応じて加熱温度を適宜定めることにより、表面が加
熱流動性の低い第2のマスク材からなる第2のエッチン
グストッパ−層は流動化させることなく、表面が加熱流
動性の第1のマスク材からなる第1のエッチングストッ
パ−層のみを流動性させ、その第1のエッチングストッ
パ−層の表面のみを傾斜させることが容易にでき、よっ
て、斜めエッチングに好適なマスクを容易に形成するこ
とが可能となる。
【0018】また、こうして形成されるマスクを使用し
てドライエッチングすることにより、エッチングが深く
被エッチング材中に進行するにしたがって第1のエッチ
ングストッパ−層側から第2のエッチングストッパ−層
側へ傾斜したトレンチを形成することが可能となる。
【0019】この発明の方法により形成されるトレンチ
の位置、傾斜方向および形状は、被エッチング材上にお
ける第1のエッチングストッパ−層と第2のエッチング
ストッパ−層の形成位置や、トレンチの開口部に相当す
るために除去されたエッチングストッパ−層部分の形状
に応じて定まることとなるが、第1のエッチングストッ
パ−層や第2のエッチングストッパ−層は容易に被エッ
チング材上の所望の位置に所望のパターンで形成するこ
とができる。したがって、この発明の方法によれば、被
エッチング材の所望の位置に所望の方向に傾斜した所望
の形状のトレンチを容易に形成することが可能となる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一または
同等の構成要素を表している。 実施例1 図1はこの発明の実施例の説明図である。この実施例に
おいては、シリコン基板1上に、加熱流動性を示す第1
のマスク材の層として、ボロンとリンをそれぞれ4%含
有している第1の二酸化シリコン膜7を1μm形成し
た。この上に、この第1のマスク材よりも加熱流動性の
低い第2のマスク材の層として、ボロンやリン等の不純
物を含有していない第2の二酸化シリコン膜8を100
nm形成した。さらに、その上にレジスト層を形成し、
フォトリソグラフィ法により、基板1に形成すべきトレ
ンチの開口部に相当するレジストパタ−ン9を形成した
(同図の(a))。
【0021】次に、レジストパターン9をマスクとして
RIE装置により、第1の二酸化シリコン膜7及び第2
の二酸化シリコン膜8をエッチングし(CF3 /O2
75/8sccm、50mtorr、1000W)、そ
の後、酸素ガスを用いるのプラズマアッシング処理によ
りレジストパターン9を除去し、第1の二酸化シリコン
膜7及び第2の二酸化シリコン膜8からなる積層膜に溝
10を形成した。
【0022】次に、図1の(b)に示すように、不純物
を含有していない第2の二酸化シリコン膜8のうち、溝
10を挟んで図中右側の部分8a上にレジストパターン
を形成し、上述と同様のRIEの条件でエッチングする
ことにより、図1の(c)に示すように、第2の二酸化
シリコン膜8のうち、溝10を挟んで図中左側の部分8
bを除去した。
【0023】この状態で窒素雰囲気中900℃、30分
の熱処理を行った。この熱処理条件は、ボロンとリンを
含有している第1の二酸化シリコン膜7は流動性を示す
が、不純物を含有していない第2の二酸化シリコン膜8
はほとんど流動性を示さない条件である。したがってこ
の熱処理により、図1の(d)に示すように、溝10を
挟んで図中左側の第1の二酸化シリコン膜7は流動によ
り表面が傾斜し、テーパ7cが形成されるが、溝10を
挟んで図中右側の表面が第2の二酸化シリコン膜8と第
1の二酸化シリコン膜7とからなる積層膜は流動化せ
ず、表面にテーパは形成されなかった。
【0024】こうして得られたパターンをマスクとして
RIE装置によりシリコン基板1をエッチングした。そ
の結果、図1の(e)に示すように傾斜したトレンチ4
を形成することができた。 実施例2 実施例1と同様にして、図2の(a)に示すように、ボ
ロンとリンを含有している第1の二酸化シリコン膜7と
不純物を含有していない第2の二酸化シリコン膜8から
なる複数のパターンをシリコン基板1に形成した。そし
て加熱処理することにより、図2の(b)に示すよう
に、第2の二酸化シリコン膜8を表面に形成しなかった
第1の二酸化シリコン膜7が流動化し、その表面が傾斜
してテーパが形成された。
【0025】これをマスクとしてRIE装置によりシリ
コン基板1をエッチングした。その結果、図2の(c)
に示すように所定の方向に傾斜させた複数のトレンチ4
を形成することができた。
【0026】
【発明の効果】この発明のドライエチング方法によれ
ば、所望の方向に傾斜した所望の形状のトレンチを所望
の場所に容易に形成することが可能となる。また、マス
ク寸法を一定にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の説明図である。
【図2】この発明の他の実施例の説明図である。
【図3】従来の斜めエッチグ方法の説明図である。
【図4】従来の斜めエッチングにより形成されるパタ−
ンの上面図である。
【図5】従来の他の斜めエッチグ方法の説明図である。
【符号の説明】
1 基板 4 トレンチ 7 ボロンとリンを含有している第1の二酸化シリコ
ン膜 7a7b、 第1の二酸化シリコン膜の一部 7c テーパ 8 不純物を含有していない第2の二酸化シリコン膜 8a、8b 第2の二酸化シリコン膜の一部 10 溝

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ドライエッチングにより被エッチング材
    に傾斜したトレンチを形成する斜めエッチング方法にお
    いて、被エッチング材上に、トレンチの開口部となる部
    分を挟んで、加熱流動性を示す第1のマスク材からなる
    第1のエッチングストッパ−層と、第1のマスク材から
    なる層上に第1のマスク材よりも加熱流動性の低い第2
    のマスク材からなる層が積層している第2のエッチング
    ストッパ−層とを形成し、加熱により第1のエッチング
    ストッパ−層を流動化させてその表面を傾斜させた後、
    ドライエッチングすることを特徴とする斜めエッチング
    方法。
JP20629991A 1991-07-23 1991-07-23 斜めエツチング方法 Pending JPH0529283A (ja)

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