JPH05299392A - 窒化珪素膜のテーパエッチング方法 - Google Patents
窒化珪素膜のテーパエッチング方法Info
- Publication number
- JPH05299392A JPH05299392A JP2123691A JP2123691A JPH05299392A JP H05299392 A JPH05299392 A JP H05299392A JP 2123691 A JP2123691 A JP 2123691A JP 2123691 A JP2123691 A JP 2123691A JP H05299392 A JPH05299392 A JP H05299392A
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- JP
- Japan
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- gas
- film
- silicon nitride
- nitride film
- etching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜トランジスタ等の電子デバイスに用いら
れる窒化珪素膜（Ｓｉ3Ｎ4 ）に所定のテーパ形状を形
成して金属薄膜等の断切れを防止し、歩留まり及び信頼
性の向上を図る。 【構成】 本発明はＳｉ3 Ｎ4 上にレジストパターンを
形成した後、これらの膜を弗化炭素ガス、６弗化イオウ
ガス又は３弗化窒素ガスに酸素ガスを添加した混合ガス
によりプラズマエッチングを行わせるように構成したも
のである。
れる窒化珪素膜（Ｓｉ3Ｎ4 ）に所定のテーパ形状を形
成して金属薄膜等の断切れを防止し、歩留まり及び信頼
性の向上を図る。 【構成】 本発明はＳｉ3 Ｎ4 上にレジストパターンを
形成した後、これらの膜を弗化炭素ガス、６弗化イオウ
ガス又は３弗化窒素ガスに酸素ガスを添加した混合ガス
によりプラズマエッチングを行わせるように構成したも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ及び薄
膜ダイオード等の電子デバイスを形成する場合に用いら
れる窒化珪素膜のエッチング方法に関するものである。
膜ダイオード等の電子デバイスを形成する場合に用いら
れる窒化珪素膜のエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等に
は、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜、コンデンサーの誘電体
膜又は保護膜として、プラズマＣＶＤ（プラズマ化学的
気相成長）法やＬＰ・ＣＶＤ（減圧化学的気相成長）法
等により作成された窒化珪素膜（以下、Ｓｉ3 Ｎ4 膜と
称す。）が一般的によく用いられている。このＳｉ3 Ｎ
4 膜にコンタクトホールやマイランド等のパターン加工
をする際には、一般的にガスを用いたドライエッチング
法が用いられている。
は、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜、コンデンサーの誘電体
膜又は保護膜として、プラズマＣＶＤ（プラズマ化学的
気相成長）法やＬＰ・ＣＶＤ（減圧化学的気相成長）法
等により作成された窒化珪素膜（以下、Ｓｉ3 Ｎ4 膜と
称す。）が一般的によく用いられている。このＳｉ3 Ｎ
4 膜にコンタクトホールやマイランド等のパターン加工
をする際には、一般的にガスを用いたドライエッチング
法が用いられている。
【０００３】従来、Ｓｉ3 Ｎ4 膜のドライエッチングに
は、弗化炭素（ＣＦ4 ）ガス、６弗化イオウ（ＳＦ6 ）
ガス又は３弗化窒素（ＮＦ3 ）ガス等が用いられ、Ｓｉ
3 Ｎ4 膜を等方的あるいは異方的にエッチングしてい
る。このようなガスによってエッチングされたＳｉ3 Ｎ
4 膜の断面を図５及び図６に示しており、図５は例えば
平行平板型のドライエッチング装置にＳＦ6 ガスを導入
し、１３．５６ＭＨz の高周波電力をカソードカップリ
ングモードで印加してエッチングしたＳｉ3 Ｎ4膜１の
断面である。また、図６は同様の装置にＣＦ4 ガスを導
入し、高周波電力をアノードカップリングモードで印加
してエッチングしたＳｉ3 Ｎ4 膜１の断面である。
は、弗化炭素（ＣＦ4 ）ガス、６弗化イオウ（ＳＦ6 ）
ガス又は３弗化窒素（ＮＦ3 ）ガス等が用いられ、Ｓｉ
3 Ｎ4 膜を等方的あるいは異方的にエッチングしてい
る。このようなガスによってエッチングされたＳｉ3 Ｎ
4 膜の断面を図５及び図６に示しており、図５は例えば
平行平板型のドライエッチング装置にＳＦ6 ガスを導入
し、１３．５６ＭＨz の高周波電力をカソードカップリ
ングモードで印加してエッチングしたＳｉ3 Ｎ4膜１の
断面である。また、図６は同様の装置にＣＦ4 ガスを導
入し、高周波電力をアノードカップリングモードで印加
してエッチングしたＳｉ3 Ｎ4 膜１の断面である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなＳＦ6 ガ
スを用いたエッチング方法では、異方性のエッチングが
行われるため図５に示すようにパターンエッヂが垂直に
切り立った形状となり、また、ＣＦ4 ガスを用いた場合
には等方性のエッチングとなるためエッチングをうまく
コントロールしても、その断面は図６に示す様に円弧を
描く形状となる。このように図５や図６に示した断面形
状では、その後に形成される薄膜のカバレージが悪くな
り、特にＳｉ3 Ｎ4 膜１の断差によりその上に形成され
る金属等の薄膜の方が薄い場合や、上に形成される金属
等の薄膜を蒸着法等のカバレージ性の悪い成膜法で形成
する場合には、図７に示すように断切れが生じ、Ｓｉ3
Ｎ4膜１の下層２と上層にある膜３との電気的コンタク
トがうまくとれないといった問題が生じる。本発明は上
記の様な問題点を解決するためになされたもので、Ｓｉ
3 Ｎ4 膜１のパターン加工の際、そのエッヂ形状を制御
し、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１の上に形成する薄膜３のカバレージ
を改善することを目的とする。
スを用いたエッチング方法では、異方性のエッチングが
行われるため図５に示すようにパターンエッヂが垂直に
切り立った形状となり、また、ＣＦ4 ガスを用いた場合
には等方性のエッチングとなるためエッチングをうまく
コントロールしても、その断面は図６に示す様に円弧を
描く形状となる。このように図５や図６に示した断面形
状では、その後に形成される薄膜のカバレージが悪くな
り、特にＳｉ3 Ｎ4 膜１の断差によりその上に形成され
る金属等の薄膜の方が薄い場合や、上に形成される金属
等の薄膜を蒸着法等のカバレージ性の悪い成膜法で形成
する場合には、図７に示すように断切れが生じ、Ｓｉ3
Ｎ4膜１の下層２と上層にある膜３との電気的コンタク
トがうまくとれないといった問題が生じる。本発明は上
記の様な問題点を解決するためになされたもので、Ｓｉ
3 Ｎ4 膜１のパターン加工の際、そのエッヂ形状を制御
し、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１の上に形成する薄膜３のカバレージ
を改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明による窒化珪素
膜のエッチング方法は、窒化珪素膜上にレジストパター
ンを形成した後、これらの膜を弗化炭素ガス、６弗化イ
オウガス又は３弗化窒素ガスに酸素ガスを添加した混合
ガスによってプラズマエッチングを行うように構成した
ものである。
膜のエッチング方法は、窒化珪素膜上にレジストパター
ンを形成した後、これらの膜を弗化炭素ガス、６弗化イ
オウガス又は３弗化窒素ガスに酸素ガスを添加した混合
ガスによってプラズマエッチングを行うように構成した
ものである。
【０００６】
【作用】この発明における窒化珪素膜のエッチング方法
によれば、酸素ガスを添加することにより窒化珪素膜と
レジストパターンとを同時にエッチングさせることがで
き、窒化珪素膜のテーパ加工が可能となる。
によれば、酸素ガスを添加することにより窒化珪素膜と
レジストパターンとを同時にエッチングさせることがで
き、窒化珪素膜のテーパ加工が可能となる。
【０００７】
【実施例】実施例１．図１に本発明の一実施例であるＣ
Ｆ4 ガスとＯ2 ガスとを用いたドライエッチング特性の
一例を示す。ここでは、ＲＦＰｏｗｅｒを８００ｗ、Ｃ
Ｆ4 ガス流量を１００ｓｃｃｍ、圧力を５０ｍＴｏｒｒ
と一定にし、Ｏ2 ガス流量をかえたときのレジストとＳ
ｉ3 Ｎ4 とのエッチング速度比とＳｉ3 Ｎ4 膜１のテー
パ角を示している。すなわち、Ｏ2 ガス流量が多くなる
ほどレジスト／Ｓｉ3 Ｎ4 のエッチング速度比は増大
し、テーパ角は小さくなる。この結果よりＯ2 ガス流量
を変えることにより、テーパ角を任意に設定することが
可能となる。ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッヂ形状をテー
パ形状にするためのポイントの１つは、レジストとＳｉ
3 Ｎ4 のエッチング選択比にある。つまりＳｉ3 Ｎ4 膜
のエッチレイトとレジストのエッチレイトが同程度にな
る条件を選ぶことにより、Ｓｉ3 Ｎ4 膜をエッチングし
ながら同時にレジスト膜もエッチングし、レジストパタ
ーンを時間とともに少しずつ外へ動かすことによりテー
パ加工が可能となる。
Ｆ4 ガスとＯ2 ガスとを用いたドライエッチング特性の
一例を示す。ここでは、ＲＦＰｏｗｅｒを８００ｗ、Ｃ
Ｆ4 ガス流量を１００ｓｃｃｍ、圧力を５０ｍＴｏｒｒ
と一定にし、Ｏ2 ガス流量をかえたときのレジストとＳ
ｉ3 Ｎ4 とのエッチング速度比とＳｉ3 Ｎ4 膜１のテー
パ角を示している。すなわち、Ｏ2 ガス流量が多くなる
ほどレジスト／Ｓｉ3 Ｎ4 のエッチング速度比は増大
し、テーパ角は小さくなる。この結果よりＯ2 ガス流量
を変えることにより、テーパ角を任意に設定することが
可能となる。ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッヂ形状をテー
パ形状にするためのポイントの１つは、レジストとＳｉ
3 Ｎ4 のエッチング選択比にある。つまりＳｉ3 Ｎ4 膜
のエッチレイトとレジストのエッチレイトが同程度にな
る条件を選ぶことにより、Ｓｉ3 Ｎ4 膜をエッチングし
ながら同時にレジスト膜もエッチングし、レジストパタ
ーンを時間とともに少しずつ外へ動かすことによりテー
パ加工が可能となる。
【０００８】この様子を図２に示す。図２（ａ）に示す
ようにレジストパターンＲが形成されたＳｉ3 Ｎ4 膜を
平行手板型のチャンバーの中に入れてＣＦ4 ガスとＯ2
ガスとを混合したガスを導入し、１３．５６ＭＨz のＲ
ＦＰｏｗｅｒを投入して放電を開始させると、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜がエッチングされるとともにレジスト膜Ｒもエッチ
ングされることになり、このため、レジストパターンＲ
が後退して図２（ｂ）に示すようになる。引き続いて混
合ガスを導入すると、さらにＳｉ3 Ｎ4 膜１とレジスト
パターンＲがエッチングされて図２（ｃ）に示すように
なる。このようにしてある時間経過後には図２（ｄ）に
示すようにＳｉ3 Ｎ4 膜１のエッヂは階段状となる。な
お、実際には、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１とレジストパターンＲは
連続的にエッチングされているので、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１の
エッヂは図２（ｅ）に示すようにテーパ形状に形成され
ることになる。
ようにレジストパターンＲが形成されたＳｉ3 Ｎ4 膜を
平行手板型のチャンバーの中に入れてＣＦ4 ガスとＯ2
ガスとを混合したガスを導入し、１３．５６ＭＨz のＲ
ＦＰｏｗｅｒを投入して放電を開始させると、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜がエッチングされるとともにレジスト膜Ｒもエッチ
ングされることになり、このため、レジストパターンＲ
が後退して図２（ｂ）に示すようになる。引き続いて混
合ガスを導入すると、さらにＳｉ3 Ｎ4 膜１とレジスト
パターンＲがエッチングされて図２（ｃ）に示すように
なる。このようにしてある時間経過後には図２（ｄ）に
示すようにＳｉ3 Ｎ4 膜１のエッヂは階段状となる。な
お、実際には、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１とレジストパターンＲは
連続的にエッチングされているので、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１の
エッヂは図２（ｅ）に示すようにテーパ形状に形成され
ることになる。
【０００９】このように構成することによって、Ｓｉ3
Ｎ4 膜１のエッヂ形状を任意の角度に形成することがで
き、このため、その後に形成する金属等の薄膜を断切れ
することなく形成させることが可能となる。したがっ
て、薄膜トランジスタ等の電子デバイスにおけるコンタ
クト不良等の不良をなくすことができ、電子デバイスの
製造歩留り及び信頼性の向上に寄与させることが可能と
なる。
Ｎ4 膜１のエッヂ形状を任意の角度に形成することがで
き、このため、その後に形成する金属等の薄膜を断切れ
することなく形成させることが可能となる。したがっ
て、薄膜トランジスタ等の電子デバイスにおけるコンタ
クト不良等の不良をなくすことができ、電子デバイスの
製造歩留り及び信頼性の向上に寄与させることが可能と
なる。
【００１０】なお、上記の実施例においては、混合ガス
の組成を一定としたものについて説明したが、エッチン
グ工程の途中でＯ2 ガス流量を変更することにより、図
３及び図４に示すようなエッヂ形状を形成させることも
可能である。
の組成を一定としたものについて説明したが、エッチン
グ工程の途中でＯ2 ガス流量を変更することにより、図
３及び図４に示すようなエッヂ形状を形成させることも
可能である。
【００１１】
【発明の効果】以上に示したように本発明によれば、窒
化珪素膜のエッヂ形状を任意の角度に形成することがで
きるため、窒化珪素膜における段差での断線及びカバレ
ージ不良によるコンタクト不良等の不良をなくすことが
でき、薄膜トランジスタ等の電子デバイスの製造歩留り
及び信頼性の向上に寄与させることが可能となる。
化珪素膜のエッヂ形状を任意の角度に形成することがで
きるため、窒化珪素膜における段差での断線及びカバレ
ージ不良によるコンタクト不良等の不良をなくすことが
でき、薄膜トランジスタ等の電子デバイスの製造歩留り
及び信頼性の向上に寄与させることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例であるドライエッチング方法
の特性を示す特性図である。
の特性を示す特性図である。
【図２】本発明でテーパエッチングの原理を示す模式図
である。
である。
【図３】本発明の他の実施例によるＳｉ3 Ｎ4 膜のエッ
ヂ形状を示す断面図である。
ヂ形状を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるＳｉ3 Ｎ4 膜のエッ
ヂ形状を示す断面図である。
ヂ形状を示す断面図である。
【図５】従来の方法によりエッチングした場合のＳｉ3
Ｎ4 膜のエッヂ形状を示す断面図である。
Ｎ4 膜のエッヂ形状を示す断面図である。
【図６】従来の他の方法によりエッチングした場合のＳ
ｉ3 Ｎ4 膜のエッヂ形状を示す断面図である。
ｉ3 Ｎ4 膜のエッヂ形状を示す断面図である。
【図７】図５におけるＳｉ3 Ｎ4 膜上に金属膜を形成し
た場合の断面図である。
た場合の断面図である。
１ 窒化珪素膜 ２ 下層 ３ 金属等の薄膜 Ｒ レジストパターン
Claims (1)
- 【請求項１】 ゲート絶縁膜、層間絶縁膜、コンデンサ
ー等の誘電体膜又は保護膜として形成された窒化珪素膜
上にレジストパターンを形成した後、これらの膜を弗化
炭素ガス、６弗化イオウガス又は３弗化窒素ガスに酸素
ガスを添加した混合ガスによってプラズマエッチングす
ることを特徴とした窒化珪素膜のテーパエッチング方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2123691A JPH05299392A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 窒化珪素膜のテーパエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2123691A JPH05299392A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 窒化珪素膜のテーパエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299392A true JPH05299392A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=12049411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2123691A Pending JPH05299392A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 窒化珪素膜のテーパエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014225606A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP2123691A patent/JPH05299392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014225606A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
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