JPH0645290A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0645290A JPH0645290A JP19576792A JP19576792A JPH0645290A JP H0645290 A JPH0645290 A JP H0645290A JP 19576792 A JP19576792 A JP 19576792A JP 19576792 A JP19576792 A JP 19576792A JP H0645290 A JPH0645290 A JP H0645290A
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- Japan
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- film
- flow rate
- gas
- polysilicon film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ポリシリコン膜のエッチングにおいて、フォト
レジスト膜の下にアンダーカットの生じない異方性のエ
ッチングを行う。 【構成】配線等に用いられるポリシリコン膜３を塩素、
窒素及びヘリウムを主成分とする混合ガスを用いて、反
応性イオンエッチング法によりエッチングを行う。
レジスト膜の下にアンダーカットの生じない異方性のエ
ッチングを行う。 【構成】配線等に用いられるポリシリコン膜３を塩素、
窒素及びヘリウムを主成分とする混合ガスを用いて、反
応性イオンエッチング法によりエッチングを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に配線等に用いられるポリシリコン膜のドライ
エッチング方法に関する。
関し、特に配線等に用いられるポリシリコン膜のドライ
エッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の配線等にはポリシリ
コン膜が用いられているが、このポリシリコン膜のエッ
チングには反応性イオンエッチング（以下ＲＩＥと記
す）法が主に用いられている。その反応ガスとしては、
フロンガスやハロンガスまたは塩素ガスが用いられる。
コン膜が用いられているが、このポリシリコン膜のエッ
チングには反応性イオンエッチング（以下ＲＩＥと記
す）法が主に用いられている。その反応ガスとしては、
フロンガスやハロンガスまたは塩素ガスが用いられる。
【０００３】フロンガスとしてはフロロカーボン（Ｐｅ
ｒ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえばＣＦ4 などの
Ｃ，Ｆのみ含む化合物），ハイドロフロロカーボン（Ｈ
ｙｄｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえばＣＨＦ
3 などのＣ，Ｃｌ，Ｆのみを含む化合物）クロロフロロ
カーボン（Ｃｈｌｏｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：
たとえばＣＣｌ2 Ｆ2 などのＣ，Ｃｌ，Ｆのみを含む化
合物）及びハイドロクロロフロロカーボン（Ｈｙｄｒｏ
−Ｃｈｌｏｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえば
ＣＨＣｌＦ2 などのＣ，Ｈ，Ｃｌ，Ｆからなる化合物）
がある。ハロンガスはたとえばＣＣｌＢｒＦ2 などのよ
うに、フロンガスの１つ以上のＦをＢｒに置き換えた化
合物である。
ｒ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえばＣＦ4 などの
Ｃ，Ｆのみ含む化合物），ハイドロフロロカーボン（Ｈ
ｙｄｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえばＣＨＦ
3 などのＣ，Ｃｌ，Ｆのみを含む化合物）クロロフロロ
カーボン（Ｃｈｌｏｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：
たとえばＣＣｌ2 Ｆ2 などのＣ，Ｃｌ，Ｆのみを含む化
合物）及びハイドロクロロフロロカーボン（Ｈｙｄｒｏ
−Ｃｈｌｏｒｏ−ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ：たとえば
ＣＨＣｌＦ2 などのＣ，Ｈ，Ｃｌ，Ｆからなる化合物）
がある。ハロンガスはたとえばＣＣｌＢｒＦ2 などのよ
うに、フロンガスの１つ以上のＦをＢｒに置き換えた化
合物である。
【０００４】一方、半導体装置の配線は近年微細化が進
んでいるため、エッチング技術としてはアンダーカット
の生じない異方性の形状が要求されている。つまり、図
２に示すように、マスクとしての、フォトレジスト膜４
の線幅（パターン幅）をＬ1，エッチング後のポリシリ
コン膜３の線幅をＬ2 とすると、その比Ｌ2 ／Ｌ1 がで
きるだけ１に近いことが要求されている。
んでいるため、エッチング技術としてはアンダーカット
の生じない異方性の形状が要求されている。つまり、図
２に示すように、マスクとしての、フォトレジスト膜４
の線幅（パターン幅）をＬ1，エッチング後のポリシリ
コン膜３の線幅をＬ2 とすると、その比Ｌ2 ／Ｌ1 がで
きるだけ１に近いことが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のポリシ
リコン膜のエッチング用ガスのうち、フロロカーボンは
化学反応によるエッチングが主であるため、サイドエッ
チングによりアンダーカット部５が生じ、精度の良い配
線が形成できないという問題点がある。また、フロロカ
ーボン及びハイドロフロロカーボンはシリコン酸化膜２
をエッチングするため、酸化膜との選択比が低くなる。
リコン膜のエッチング用ガスのうち、フロロカーボンは
化学反応によるエッチングが主であるため、サイドエッ
チングによりアンダーカット部５が生じ、精度の良い配
線が形成できないという問題点がある。また、フロロカ
ーボン及びハイドロフロロカーボンはシリコン酸化膜２
をエッチングするため、酸化膜との選択比が低くなる。
【０００６】また、クロロフロロカーボン，ハイドロク
ロロフロロカーボン及びハロンガスは、エッチングに対
して良好な特性があるが、成層圏にあるオゾン層を破壊
するという環境破壊の問題を有している。
ロロフロロカーボン及びハロンガスは、エッチングに対
して良好な特性があるが、成層圏にあるオゾン層を破壊
するという環境破壊の問題を有している。
【０００７】更に塩素ガス単体の場合は、アンダーカッ
ト部５が生じるという問題点がある。低圧でエッチング
した場合、アンダーカット部は生じないが、フォトレジ
スト膜や酸化膜との選択比が低下する。つまり、形状と
選択比がトレードオフの関係にあるため、塩素ガス単体
では、両者の両立は困難である。
ト部５が生じるという問題点がある。低圧でエッチング
した場合、アンダーカット部は生じないが、フォトレジ
スト膜や酸化膜との選択比が低下する。つまり、形状と
選択比がトレードオフの関係にあるため、塩素ガス単体
では、両者の両立は困難である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたポ
リシリコン膜を反応性イオンエッチング法によりドライ
エッチングする半導体装置の製造方法において、エッチ
ング用ガスとして塩素（Ｃｌ2 ）と窒素（Ｎ2）とヘリ
ウム（Ｈｅ）の混合ガスまたは塩素と窒素とヘリウムと
酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを用いるものである。
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたポ
リシリコン膜を反応性イオンエッチング法によりドライ
エッチングする半導体装置の製造方法において、エッチ
ング用ガスとして塩素（Ｃｌ2 ）と窒素（Ｎ2）とヘリ
ウム（Ｈｅ）の混合ガスまたは塩素と窒素とヘリウムと
酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを用いるものである。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である。
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である。
【００１０】シリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形
成したのち、その上に被エッチング物である配線形成用
のポリシリコン膜３を成長する。その後、リソグラフィ
ー技術を用いてマスクとしてのフォトレジスト膜４を形
成する。次にポリシリコン膜３をＣｌ2 ，Ｎ2 及びＨｅ
ガスを含む混合ガスを用いてＲＩＥ法でエッチングし、
配線を形成する。エッチング条件は圧力１６Ｐａ，ＲＦ
パワー７００Ｗ，Ｃｌ2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｎ2 流量２
０ｓｃｃｍ，Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍである。本実施例に
よれば、アンダーカット部の生じない精度の良い配線が
形成できた。
成したのち、その上に被エッチング物である配線形成用
のポリシリコン膜３を成長する。その後、リソグラフィ
ー技術を用いてマスクとしてのフォトレジスト膜４を形
成する。次にポリシリコン膜３をＣｌ2 ，Ｎ2 及びＨｅ
ガスを含む混合ガスを用いてＲＩＥ法でエッチングし、
配線を形成する。エッチング条件は圧力１６Ｐａ，ＲＦ
パワー７００Ｗ，Ｃｌ2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｎ2 流量２
０ｓｃｃｍ，Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍである。本実施例に
よれば、アンダーカット部の生じない精度の良い配線が
形成できた。
【００１１】ここで、Ｃｌ2 流量とＮ2 流量の比率は、
１：１から１：４の間，Ｃｌ2 流量とＨｅ流量の比率は
１：２から１：５の間が望しい。Ｎ2 流量及びＨｅ流量
とも、上記比率より少ない場合はフォトレジスト膜の下
にアンダーカット部が形成される。一方上記比率より多
い場合は、側壁保護膜が多く付着するため、フォトレジ
スト膜の幅より大きい寸法でエッチングされる。つま
り、フォトレジスト膜の線幅をＬ1 ，エッチング後のポ
リシリコン膜の線幅をＬ2 とすると、その割合Ｌ2 ／Ｌ
1 は、図３及び図４に示すように、Ｎ2 流量及びＨｅ流
量が増すにつれて増大する。このことから各ガスは上記
比率が望しいことがわかる。
１：１から１：４の間，Ｃｌ2 流量とＨｅ流量の比率は
１：２から１：５の間が望しい。Ｎ2 流量及びＨｅ流量
とも、上記比率より少ない場合はフォトレジスト膜の下
にアンダーカット部が形成される。一方上記比率より多
い場合は、側壁保護膜が多く付着するため、フォトレジ
スト膜の幅より大きい寸法でエッチングされる。つま
り、フォトレジスト膜の線幅をＬ1 ，エッチング後のポ
リシリコン膜の線幅をＬ2 とすると、その割合Ｌ2 ／Ｌ
1 は、図３及び図４に示すように、Ｎ2 流量及びＨｅ流
量が増すにつれて増大する。このことから各ガスは上記
比率が望しいことがわかる。
【００１２】上記第１の実施例においてはポリシリコン
膜をエッチングするガスとして、Ｃｌ2 ，Ｎ2 ，Ｈｅを
用いたが、第２の実施例としては更にＯ2 ガスを加えた
ものを用いる。エッチング条件としては、圧力１６Ｐ
ａ，ＲＦパワー７００Ｗ，Ｃｌ2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｎ
2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍ，Ｏ2 流量
２ｓｃｃｍである。Ｏ2 流量は全流量の５％以下が望し
い。それ以上添加すると、異方性エッチングの働きをし
ている側壁保護膜がＣＯｘ等になって離脱されてアンダ
ーカットが生じる。Ｏ2 流量を増加した時の、酸化膜と
の選択比を図５に示す。図５からわかるように、Ｏ2 を
添加することによって第１の実施例と比べて酸化膜との
選択比が増加する。このため、オーバーエッチングに対
する余裕度が大きくなる等の利点がある。
膜をエッチングするガスとして、Ｃｌ2 ，Ｎ2 ，Ｈｅを
用いたが、第２の実施例としては更にＯ2 ガスを加えた
ものを用いる。エッチング条件としては、圧力１６Ｐ
ａ，ＲＦパワー７００Ｗ，Ｃｌ2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｎ
2 流量２０ｓｃｃｍ，Ｈｅ流量８０ｓｃｃｍ，Ｏ2 流量
２ｓｃｃｍである。Ｏ2 流量は全流量の５％以下が望し
い。それ以上添加すると、異方性エッチングの働きをし
ている側壁保護膜がＣＯｘ等になって離脱されてアンダ
ーカットが生じる。Ｏ2 流量を増加した時の、酸化膜と
の選択比を図５に示す。図５からわかるように、Ｏ2 を
添加することによって第１の実施例と比べて酸化膜との
選択比が増加する。このため、オーバーエッチングに対
する余裕度が大きくなる等の利点がある。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体装
置の製造工程におけるポリシリコン膜のエッチングガス
としてＣｌ2 ，Ｎ2 及びＨｅの混合ガスまたはこれにＯ
2 を加えた混合ガスを用いることにより、エッチング後
のポリシリコン膜の寸法をマスクとしてのフォトレジス
ト膜と同一寸法に仕上げることができるという効果を有
する。これによって、例えば、微細パターンを制御性良
く高精度で得ることができる。
置の製造工程におけるポリシリコン膜のエッチングガス
としてＣｌ2 ，Ｎ2 及びＨｅの混合ガスまたはこれにＯ
2 を加えた混合ガスを用いることにより、エッチング後
のポリシリコン膜の寸法をマスクとしてのフォトレジス
ト膜と同一寸法に仕上げることができるという効果を有
する。これによって、例えば、微細パターンを制御性良
く高精度で得ることができる。
【００１４】さらに、下地の酸化膜との選択比は２０以
上であり、高い選択比が得られるという効果もある。
上であり、高い選択比が得られるという効果もある。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための半導体
チップの断面図。
チップの断面図。
【図２】従来例を説明するための半導体チップの断面
図。
図。
【図３】Ｈｅ流量に対するポリシリコン膜の寸法変化と
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図４】Ｎ2 流量に対するポリシリコン膜の寸法変化と
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図５】Ｏ2 流量と選択比との関係を示す図。
１ シリコン基板 ２ シリコン酸化膜 ３ ポリシリコン膜 ４ フォトレジスト膜 ５ アンダーカット部
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に絶縁膜を介して形成され
たポリシリコン膜を反応性イオンエッチング法によりド
ライエッチングする半導体装置の製造方法において、エ
ッチング用ガスとして塩素（Ｃｌ2 ）と窒素（Ｎ2 ）と
ヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスまたは塩素と窒素とヘリウ
ムと酸素（Ｏ2 ）の混合ガスを用いることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19576792A JPH0645290A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19576792A JPH0645290A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645290A true JPH0645290A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16346626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19576792A Withdrawn JPH0645290A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645290A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057756A1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Applied Materials, Inc | A novel non-hbr shallow trench isolation etch process |
| US6544887B1 (en) | 2000-03-31 | 2003-04-08 | Lam Research Corporation | Polycide etch process |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19576792A patent/JPH0645290A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057756A1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Applied Materials, Inc | A novel non-hbr shallow trench isolation etch process |
| US6069086A (en) * | 1998-04-30 | 2000-05-30 | Applied Materials, Inc. | Non-HBr shallow trench isolation etch process |
| US6544887B1 (en) | 2000-03-31 | 2003-04-08 | Lam Research Corporation | Polycide etch process |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |