JPH08264495A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH08264495A JPH08264495A JP6720995A JP6720995A JPH08264495A JP H08264495 A JPH08264495 A JP H08264495A JP 6720995 A JP6720995 A JP 6720995A JP 6720995 A JP6720995 A JP 6720995A JP H08264495 A JPH08264495 A JP H08264495A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 下地のＳｉ基板とのエッチング選択比を十分
取って下地のＳｉ基板をほとんどエッチングしないよう
にするとともに、シリコン酸化膜を異方性エッチングす
る。 【構成】 反応室内を無水フッ化水素ガス雰囲気にし、
かつシリコン酸化膜のフッ化水素によるエッチング反応
が生じない程度まで該反応室内の水蒸気分圧を下げた状
態で、該シリコン酸化膜に短波長の光を照射して、照射
した部分の該シリコン酸化膜をエッチングする。
取って下地のＳｉ基板をほとんどエッチングしないよう
にするとともに、シリコン酸化膜を異方性エッチングす
る。 【構成】 反応室内を無水フッ化水素ガス雰囲気にし、
かつシリコン酸化膜のフッ化水素によるエッチング反応
が生じない程度まで該反応室内の水蒸気分圧を下げた状
態で、該シリコン酸化膜に短波長の光を照射して、照射
した部分の該シリコン酸化膜をエッチングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、詳しくは、電気的絶縁膜や不純物導入時のマス
ク材料に用いられるシリコン酸化膜のエッチング技術に
適用することができ、特に、下地のＳｉ基板とのエッチ
ング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんどエッ
チングしないようにすることができるとともに、シリコ
ン酸化膜を異方性エッチングすることができる半導体装
置の製造方法に関する。
に係り、詳しくは、電気的絶縁膜や不純物導入時のマス
ク材料に用いられるシリコン酸化膜のエッチング技術に
適用することができ、特に、下地のＳｉ基板とのエッチ
ング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんどエッ
チングしないようにすることができるとともに、シリコ
ン酸化膜を異方性エッチングすることができる半導体装
置の製造方法に関する。
【０００２】近年、半導体集積回路製造プロセスにおい
ては、電気的絶縁膜あるいは不純物導入時のマスク材料
としてシリコン酸化膜が用いられている。このシリコン
酸化膜の所望の部分を選択的に除去する工程は、酸化膜
パターニングと呼ばれており、特に、微細な構造をパタ
ーニングする場合には、等方的にエッチングする技術よ
りも異方的にエッチングすることができる反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）技術が用いられている。
ては、電気的絶縁膜あるいは不純物導入時のマスク材料
としてシリコン酸化膜が用いられている。このシリコン
酸化膜の所望の部分を選択的に除去する工程は、酸化膜
パターニングと呼ばれており、特に、微細な構造をパタ
ーニングする場合には、等方的にエッチングする技術よ
りも異方的にエッチングすることができる反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）技術が用いられている。
【０００３】ＲＩＥは、微細異方性構造の形成になくて
はならない技術であるが、ＳｉＯ2等のシリコン酸化膜
をパターニングする場合、イオンによる物理的スパッタ
リング現象やフッ素ラジカルによりレジストやシリコン
基板もエッチングされてしまい、特にシリコン酸化膜が
シリコン基板とのエッチング選択比を十分取り難いとい
う欠点を有する。
はならない技術であるが、ＳｉＯ2等のシリコン酸化膜
をパターニングする場合、イオンによる物理的スパッタ
リング現象やフッ素ラジカルによりレジストやシリコン
基板もエッチングされてしまい、特にシリコン酸化膜が
シリコン基板とのエッチング選択比を十分取り難いとい
う欠点を有する。
【０００４】例えば、シリコンＬＳＩの製造プロセスで
用いるハロゲン化ガスを用いたＲＩＥでは、Ｓｉの選択
除去は、比較的容易であるのに対し、ＳｉＯ2 等のシリ
コン酸化膜を選択的に除去することは難しい。一般的
に、ＳｉＯ2 等のシリコン酸化膜のエッチング選択比を
Ｓｉに対して１０以上に保つことは困難である。また、
ＲＩＥに特有な問題として照射損傷が多く発生するとい
う欠点がある。試料表面上の誘電体部に電荷が溜って絶
縁破壊を起こしたり、エッチング後の基板に膜厚分で１
０〜１００ｎｍ程度のダメージ層が発生する。
用いるハロゲン化ガスを用いたＲＩＥでは、Ｓｉの選択
除去は、比較的容易であるのに対し、ＳｉＯ2 等のシリ
コン酸化膜を選択的に除去することは難しい。一般的
に、ＳｉＯ2 等のシリコン酸化膜のエッチング選択比を
Ｓｉに対して１０以上に保つことは困難である。また、
ＲＩＥに特有な問題として照射損傷が多く発生するとい
う欠点がある。試料表面上の誘電体部に電荷が溜って絶
縁破壊を起こしたり、エッチング後の基板に膜厚分で１
０〜１００ｎｍ程度のダメージ層が発生する。
【０００５】近時、トランジスタの微細化に伴い、製造
工程で許される設計余裕はますます小さくなってきてい
る。そこで、シリコン酸化膜を下地のシリコン基板等に
対して高い選択比で、かつ異方性でパターニングするこ
とができる技術が要求されている。
工程で許される設計余裕はますます小さくなってきてい
る。そこで、シリコン酸化膜を下地のシリコン基板等に
対して高い選択比で、かつ異方性でパターニングするこ
とができる技術が要求されている。
【０００６】
【従来の技術】図４は従来の半導体装置の製造方法を示
す図である。まず、ＣＶＤ法等によりＳｉ基板１０１上
にＳｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜１０２を形成し、
シリコン酸化膜１０２上にレジストを塗布し、露光、現
像によりレジストをパターニングしてシリコン酸化膜１
０２エッチングマスク用のレジストパターン１０３を形
成する（図４（ａ））。
す図である。まず、ＣＶＤ法等によりＳｉ基板１０１上
にＳｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜１０２を形成し、
シリコン酸化膜１０２上にレジストを塗布し、露光、現
像によりレジストをパターニングしてシリコン酸化膜１
０２エッチングマスク用のレジストパターン１０３を形
成する（図４（ａ））。
【０００７】そして、レジストパターン１０３をマスク
とし、ハロゲン化ガス等を用いたＲＩＥによりシリコン
酸化膜１０２を異方性エッチングすることにより、図４
（ｂ）に示すようなＳｉ基板１０１が露出された開口部
１０４を得ることができる。この従来の半導体装置の製
造方法では、シリコン酸化膜１０２をＲＩＥにより異方
性エッチングするため、エッチング断面が異方性に優れ
た開口部１０４を得ることができるという利点を有す
る。
とし、ハロゲン化ガス等を用いたＲＩＥによりシリコン
酸化膜１０２を異方性エッチングすることにより、図４
（ｂ）に示すようなＳｉ基板１０１が露出された開口部
１０４を得ることができる。この従来の半導体装置の製
造方法では、シリコン酸化膜１０２をＲＩＥにより異方
性エッチングするため、エッチング断面が異方性に優れ
た開口部１０４を得ることができるという利点を有す
る。
【０００８】次に、図５は従来の半導体装置の製造方法
を示す図である。まず、ＣＶＤ法等によりＳｉ基板２０
１上にＳｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜２０２を形成
し、シリコン酸化膜２０２上にレジストを塗布し、露
光、現像によりレジストをパターニングしてシリコン酸
化膜２０２エッチングマスク用のレジストパターン２０
３を形成する（図５（ａ））。
を示す図である。まず、ＣＶＤ法等によりＳｉ基板２０
１上にＳｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜２０２を形成
し、シリコン酸化膜２０２上にレジストを塗布し、露
光、現像によりレジストをパターニングしてシリコン酸
化膜２０２エッチングマスク用のレジストパターン２０
３を形成する（図５（ａ））。
【０００９】そして、レジストパターン２０３をマスク
とし、フッ酸系水溶液等を用いたウェットエッチングに
よりシリコン酸化膜２０２を等方性エッチングすること
により、図５（ｂ）に示すようなＳｉ基板２０１が露出
された開口部２０４を得ることができる。この従来の半
導体装置の製造方法では、シリコン酸化膜２０２をフッ
酸系水溶液でウェットエッチングしたため、Ｓｉ基板２
０１とシリコン酸化膜２０２のエッチング選択比を十分
取ることができ、Ｓｉ基板２０１をほとんどエッチング
することなくシリコン酸化膜２０２をエッチングするこ
とができるという利点を有する。
とし、フッ酸系水溶液等を用いたウェットエッチングに
よりシリコン酸化膜２０２を等方性エッチングすること
により、図５（ｂ）に示すようなＳｉ基板２０１が露出
された開口部２０４を得ることができる。この従来の半
導体装置の製造方法では、シリコン酸化膜２０２をフッ
酸系水溶液でウェットエッチングしたため、Ｓｉ基板２
０１とシリコン酸化膜２０２のエッチング選択比を十分
取ることができ、Ｓｉ基板２０１をほとんどエッチング
することなくシリコン酸化膜２０２をエッチングするこ
とができるという利点を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した図４に示す従
来の半導体装置の製造方法では、ハロゲン化ガスを用い
たＲＩＥでシリコン酸化膜１０２を異方性エッチングし
ているため、エッチング断面が異方性に優れた開口部１
０４を得ることができるという利点を有するが、シリコ
ン酸化膜１０２とＳｉ基板１０１のエッチング選択比を
十分取ることができず、Ｓｉ基板１０１表面でエッチン
グを止めることが困難である。
来の半導体装置の製造方法では、ハロゲン化ガスを用い
たＲＩＥでシリコン酸化膜１０２を異方性エッチングし
ているため、エッチング断面が異方性に優れた開口部１
０４を得ることができるという利点を有するが、シリコ
ン酸化膜１０２とＳｉ基板１０１のエッチング選択比を
十分取ることができず、Ｓｉ基板１０１表面でエッチン
グを止めることが困難である。
【００１１】このため、下地のＳｉ基板１０１までエッ
チングがされてしまい、ソース／ドレイン拡散層等の素
子領域がエッチングされてしまうという問題があった。
これは、素子が微細化される程顕著になる傾向がある。
そこで、この問題を解決するためには、エッチング時間
を精密に制御すればよいと考えられるが、Ｓｉ基板１０
１面内において、エッチングのバラツキが生じるため、
全ての箇所で完全にシリコン酸化膜の除去を行おうとす
ると、部分的にＳｉ基板がエッチングされるという問題
が残る。
チングがされてしまい、ソース／ドレイン拡散層等の素
子領域がエッチングされてしまうという問題があった。
これは、素子が微細化される程顕著になる傾向がある。
そこで、この問題を解決するためには、エッチング時間
を精密に制御すればよいと考えられるが、Ｓｉ基板１０
１面内において、エッチングのバラツキが生じるため、
全ての箇所で完全にシリコン酸化膜の除去を行おうとす
ると、部分的にＳｉ基板がエッチングされるという問題
が残る。
【００１２】次に、上記した図５に示す従来の半導体装
置の製造方法では、フッ酸系水溶液でウェットエッチン
グしているため、シリコン酸化膜２０２とＳｉ基板２０
１のエッチング選択比を十分取ることができるという利
点を有するが、シリコン酸化膜２０２を等方的にエッチ
ングしてしまい、エッチング断面が異方性形状に優れた
シリコン酸化膜２０２が得られ難いという問題があっ
た。
置の製造方法では、フッ酸系水溶液でウェットエッチン
グしているため、シリコン酸化膜２０２とＳｉ基板２０
１のエッチング選択比を十分取ることができるという利
点を有するが、シリコン酸化膜２０２を等方的にエッチ
ングしてしまい、エッチング断面が異方性形状に優れた
シリコン酸化膜２０２が得られ難いという問題があっ
た。
【００１３】そこで、本発明は、下地のＳｉ基板とのエ
ッチング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんど
エッチングしないようにすることができるとともに、シ
リコン酸化膜を異方性エッチングすることができる半導
体装置の製造方法を提供することを目的としている。
ッチング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんど
エッチングしないようにすることができるとともに、シ
リコン酸化膜を異方性エッチングすることができる半導
体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
反応室内を無水フッ化水素ガス雰囲気にし、かつシリコ
ン酸化膜のフッ化水素によるエッチング反応が生じない
程度まで該反応室内の水蒸気分圧を下げた状態で、該シ
リコン酸化膜に短波長の光を照射して、照射した部分の
該シリコン酸化膜をエッチングすることを特徴とするも
のである。
反応室内を無水フッ化水素ガス雰囲気にし、かつシリコ
ン酸化膜のフッ化水素によるエッチング反応が生じない
程度まで該反応室内の水蒸気分圧を下げた状態で、該シ
リコン酸化膜に短波長の光を照射して、照射した部分の
該シリコン酸化膜をエッチングすることを特徴とするも
のである。
【００１５】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記反応室内を減圧下で保持すること
を特徴とするものである。請求項３記載の発明は、上記
請求項１または２記載の発明において、前記短波長の光
は、真空紫外線及びＸ線の少なくともどちらか一方であ
ることを特徴とするものである。
の発明において、前記反応室内を減圧下で保持すること
を特徴とするものである。請求項３記載の発明は、上記
請求項１または２記載の発明において、前記短波長の光
は、真空紫外線及びＸ線の少なくともどちらか一方であ
ることを特徴とするものである。
【００１６】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、水蒸気の分圧は、１Ｐａ以下であるこ
とを特徴とするものである。
の発明において、水蒸気の分圧は、１Ｐａ以下であるこ
とを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】従来の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で
は、エッチングガスに用いるガスは安定であり、プラズ
マやレーザー等で励起しない限り反応は生じない。しか
しながら、フッ素系のラジカルは、Ｓｉ基板上のシリコ
ン酸化膜をＲＩＥでエッチングする時、Ｓｉ基板とシリ
コン酸化膜のエッチング選択比を十分取れないため、下
地のＳｉもエッチングしてしまうという問題がある。
は、エッチングガスに用いるガスは安定であり、プラズ
マやレーザー等で励起しない限り反応は生じない。しか
しながら、フッ素系のラジカルは、Ｓｉ基板上のシリコ
ン酸化膜をＲＩＥでエッチングする時、Ｓｉ基板とシリ
コン酸化膜のエッチング選択比を十分取れないため、下
地のＳｉもエッチングしてしまうという問題がある。
【００１８】一方、ＨＦ水溶液によるウェットエッチン
グでは、Ｓｉ基板とシリコン酸化膜のエッチング選択比
は無限大であり、Ｓｉはほとんど溶解せず、エッチング
されない。但し、反応は等方的であり、エッチング断面
が異方性形状に優れたシリコン酸化膜が得られ難く、Ｓ
ｉの製造に必要な微細加工が難しいという問題がある。
グでは、Ｓｉ基板とシリコン酸化膜のエッチング選択比
は無限大であり、Ｓｉはほとんど溶解せず、エッチング
されない。但し、反応は等方的であり、エッチング断面
が異方性形状に優れたシリコン酸化膜が得られ難く、Ｓ
ｉの製造に必要な微細加工が難しいという問題がある。
【００１９】従来、ＨＦ蒸気を用いてシリコン酸化膜を
エッチングする場合も、シリコン酸化膜上に付着した凝
縮水層中でＨＦ水溶液中と同じ反応過程でエッチングが
進行すると考えられている。即ち、ＨＦ蒸気を用いた反
応でも、エッチングは、水溶液中と同様に等方的に進行
させることができる。これについては、例えばＣ．Ｒ．
Ｈｅｌｍｓ ａｎｄ Ｂ．Ｅ．Ｄｅａｌ：“Ｍｅｃｈａ
ｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ＨＦ Ｖａｐｅｒ Ｐｈａ
ｓｅ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ＳｉＯ2 ”，Ｊ．Ｖａ
ｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．ＡｌＯ（１９９２）ｐ８
０６−８１１で報告されている。
エッチングする場合も、シリコン酸化膜上に付着した凝
縮水層中でＨＦ水溶液中と同じ反応過程でエッチングが
進行すると考えられている。即ち、ＨＦ蒸気を用いた反
応でも、エッチングは、水溶液中と同様に等方的に進行
させることができる。これについては、例えばＣ．Ｒ．
Ｈｅｌｍｓ ａｎｄ Ｂ．Ｅ．Ｄｅａｌ：“Ｍｅｃｈａ
ｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ＨＦ Ｖａｐｅｒ Ｐｈａ
ｓｅ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ＳｉＯ2 ”，Ｊ．Ｖａ
ｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．ＡｌＯ（１９９２）ｐ８
０６−８１１で報告されている。
【００２０】しかしながら、このシリコン酸化膜上に付
着した凝縮水層中でエッチングを進行させる方法では、
シリコン酸化膜を等方的にエッチングするため、結局、
前述したウェットエッチングの場合と同様の問題が生じ
る。これに対し、本発明は、ＨＦとＳｉＯ2 の自発的に
起こる溶解反応を制御し、材料選択性を維持しながら微
細加工を行うものである。単に、反応室に安易にＨＦガ
スを導入する方法では、前述の如く、シリコン酸化膜上
に付着した凝縮水層中でエッチングが起こってしまい、
等方的な反応が進行してしまうために、通常の安定フッ
化物ガスを用いるＲＩＥとは違った特別な処置が不可欠
である。以下に、その本発明のエッチング方法の原理を
説明する。
着した凝縮水層中でエッチングを進行させる方法では、
シリコン酸化膜を等方的にエッチングするため、結局、
前述したウェットエッチングの場合と同様の問題が生じ
る。これに対し、本発明は、ＨＦとＳｉＯ2 の自発的に
起こる溶解反応を制御し、材料選択性を維持しながら微
細加工を行うものである。単に、反応室に安易にＨＦガ
スを導入する方法では、前述の如く、シリコン酸化膜上
に付着した凝縮水層中でエッチングが起こってしまい、
等方的な反応が進行してしまうために、通常の安定フッ
化物ガスを用いるＲＩＥとは違った特別な処置が不可欠
である。以下に、その本発明のエッチング方法の原理を
説明する。
【００２１】まず、シリコン酸化膜上に厚い凝縮水層を
形成しないように、即ちシリコン酸化膜のＨＦによるエ
ッチング反応が生じない程度までＨＦ蒸気を導入する反
応室中の水の分圧を十分低くする。また、このエッチン
グ中にシリコン酸化膜表面に生成する溶解反応の生成物
である水を効率良く除去するには、反応室内を減圧下に
したり、基板温度を上げることが好ましく、この場合、
気相中にＨ2 Ｏを効率良く飛ばすことができる。なお、
反応室内の水分圧は、シリコン酸化膜のＨＦによるエッ
チング反応を生じさせないようにすることを考慮する
と、常に１Ｐａ以下、好ましくは１０-3Ｐａ以下に保持
したり、乾いたキャリアガスと無水ＨＦを用いたりする
ことが好ましい。
形成しないように、即ちシリコン酸化膜のＨＦによるエ
ッチング反応が生じない程度までＨＦ蒸気を導入する反
応室中の水の分圧を十分低くする。また、このエッチン
グ中にシリコン酸化膜表面に生成する溶解反応の生成物
である水を効率良く除去するには、反応室内を減圧下に
したり、基板温度を上げることが好ましく、この場合、
気相中にＨ2 Ｏを効率良く飛ばすことができる。なお、
反応室内の水分圧は、シリコン酸化膜のＨＦによるエッ
チング反応を生じさせないようにすることを考慮する
と、常に１Ｐａ以下、好ましくは１０-3Ｐａ以下に保持
したり、乾いたキャリアガスと無水ＨＦを用いたりする
ことが好ましい。
【００２２】そして、このようなフッ化水素ガスに晒さ
れながらもシリコン酸化膜のエッチングがほとんど進行
しない条件下で、シリコン酸化膜表面に真空紫外線領域
（２００〜１０ｎｍ）からＸ線領域（１０〜０．１ｎ
ｍ）の短波長光を照射する。このシリコン酸化膜表面に
照射された短波長光励起により、水がないために生じな
かったＨＦによるエッチング反応が起こり、光照射部を
選択的にエッチングすることができる。この時、シリコ
ン酸化膜の未照射部は、ＨＦによるエッチング反応は進
まない。
れながらもシリコン酸化膜のエッチングがほとんど進行
しない条件下で、シリコン酸化膜表面に真空紫外線領域
（２００〜１０ｎｍ）からＸ線領域（１０〜０．１ｎ
ｍ）の短波長光を照射する。このシリコン酸化膜表面に
照射された短波長光励起により、水がないために生じな
かったＨＦによるエッチング反応が起こり、光照射部を
選択的にエッチングすることができる。この時、シリコ
ン酸化膜の未照射部は、ＨＦによるエッチング反応は進
まない。
【００２３】ここで、ＳｉＯ2 のＨＦによるエッチング
は、次の（１）〜（３）式で示される反応により生じる
ものと推定される。
は、次の（１）〜（３）式で示される反応により生じる
ものと推定される。
【００２４】
【化１】
【００２５】このように、本発明では、励起源が光であ
るため、プラズマを用いた反応に比べ、レジストパター
ン、シリコン酸化膜、下地の膜に対してダメージを少な
くすることができる。また、エッチング反応は、フッ素
ラジカルを用いたＲＩＥとは異なり、前述した（１）式
に示す如く、ＨＦとＳｉＯ2 の反応によるものであるた
め、ほぼ無限大の材料選択性を得ることができる。更
に、表面励起反応であるため、形状異方性、空間選択性
を同時に得ることができ、微細加工に対応することがで
きる。
るため、プラズマを用いた反応に比べ、レジストパター
ン、シリコン酸化膜、下地の膜に対してダメージを少な
くすることができる。また、エッチング反応は、フッ素
ラジカルを用いたＲＩＥとは異なり、前述した（１）式
に示す如く、ＨＦとＳｉＯ2 の反応によるものであるた
め、ほぼ無限大の材料選択性を得ることができる。更
に、表面励起反応であるため、形状異方性、空間選択性
を同時に得ることができ、微細加工に対応することがで
きる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明に係る一実施例の半導体装置の製造
方法を示す図、図２はシンクロトロン放射光を励起源と
した場合の、光励起エッチング装置の構成を示す概略図
である。
する。図１は本発明に係る一実施例の半導体装置の製造
方法を示す図、図２はシンクロトロン放射光を励起源と
した場合の、光励起エッチング装置の構成を示す概略図
である。
【００２７】まず、ＣＶＤ法等によりＳｉ基板１上にＳ
ｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜２を形成する（図１
（ａ））。次に、シリコン酸化膜２のエッチング方法を
具体的に説明する。図２に示す如く、放射光の蓄積リン
グと反応室１１の間には、差動排気装置１２が設置さ
れ、腐食性ガスが光源を汚染しないように反応室１１と
差動排気室１２間に不活性（希釈）ガスを導入してい
る。また、ＨＦの反応室１１壁、配管への凝縮を避ける
ために、反応室１１壁、配管を４０〜１００℃程度に加
熱する。
ｉＯ2 を堆積してシリコン酸化膜２を形成する（図１
（ａ））。次に、シリコン酸化膜２のエッチング方法を
具体的に説明する。図２に示す如く、放射光の蓄積リン
グと反応室１１の間には、差動排気装置１２が設置さ
れ、腐食性ガスが光源を汚染しないように反応室１１と
差動排気室１２間に不活性（希釈）ガスを導入してい
る。また、ＨＦの反応室１１壁、配管への凝縮を避ける
ために、反応室１１壁、配管を４０〜１００℃程度に加
熱する。
【００２８】次に、ステンシルマスク１３が導入された
反応室１１内にシリコン酸化膜２が全面に形成されたＳ
ｉ基板１を反応室１１と対向するように導入し、十分な
予備排気を行う。この装置の到達真空度は、１０-5Ｐａ
である。次に、真空排気を行いながら無水フッ化水素ガ
スを供給する。この時、上流の反応室１１と差動排気室
１２間から不活性ガス（Ａｒ等）が供給され、反応室１
１内の無水フッ化水素ガスが希釈される。全圧は、１０
Ｐａ程度であり、ＨＦの分圧は、約０．１Ｐａである。
反応室１１内にシリコン酸化膜２が全面に形成されたＳ
ｉ基板１を反応室１１と対向するように導入し、十分な
予備排気を行う。この装置の到達真空度は、１０-5Ｐａ
である。次に、真空排気を行いながら無水フッ化水素ガ
スを供給する。この時、上流の反応室１１と差動排気室
１２間から不活性ガス（Ａｒ等）が供給され、反応室１
１内の無水フッ化水素ガスが希釈される。全圧は、１０
Ｐａ程度であり、ＨＦの分圧は、約０．１Ｐａである。
【００２９】ここでは、反応室１１内の水分の分圧は、
１０-5Ｐａ程度以下と十分低いので、無水フッ化水素ガ
スによりシリコン酸化膜２がエッチングされることはな
い。そして、ステンシルマスク１３を通して表面にシン
クロトロン放射光による紫外線及びＸ線を照射すること
により、シリコン酸化膜２の照射部分のみを選択的にエ
ッチングすることにより、Ｓｉ基板１が露出された開口
部３を形成する（図１（ｂ））。
１０-5Ｐａ程度以下と十分低いので、無水フッ化水素ガ
スによりシリコン酸化膜２がエッチングされることはな
い。そして、ステンシルマスク１３を通して表面にシン
クロトロン放射光による紫外線及びＸ線を照射すること
により、シリコン酸化膜２の照射部分のみを選択的にエ
ッチングすることにより、Ｓｉ基板１が露出された開口
部３を形成する（図１（ｂ））。
【００３０】このように、本実施例では、シリコン酸化
膜２上に厚い凝縮水層を形成しないように、即ち、シリ
コン酸化膜２のＨＦによるエッチング反応が生じない程
度までＨＦ蒸気を導入する反応室１１内のＨ2 Ｏの分圧
を十分低くし、この状態でステンシルマスク１３を通し
てシンクロトロン光による短波長光のＸ線及び紫外線の
両方をシリコン酸化膜２表面に照射するように構成して
いる。
膜２上に厚い凝縮水層を形成しないように、即ち、シリ
コン酸化膜２のＨＦによるエッチング反応が生じない程
度までＨＦ蒸気を導入する反応室１１内のＨ2 Ｏの分圧
を十分低くし、この状態でステンシルマスク１３を通し
てシンクロトロン光による短波長光のＸ線及び紫外線の
両方をシリコン酸化膜２表面に照射するように構成して
いる。
【００３１】このため、短波長光のＸ線及び紫外線の両
方をシリコン酸化膜２表面に照射することにより、シリ
コン酸化膜２のＨＦによるエッチング反応を生じさせる
ことができるので、シリコン酸化膜２の照射部分のみを
エッチングすることができる。しかも、下地のＳｉ基板
１との選択性を十分取ることができるので、下地のＳｉ
基板１をほとんどエッチングしないようにすることがで
きる。更に、シリコン酸化膜２を異方性エッチングする
ことができるため、エッチング断面が異方性形状の優れ
たシリコン酸化膜２を得ることができる。
方をシリコン酸化膜２表面に照射することにより、シリ
コン酸化膜２のＨＦによるエッチング反応を生じさせる
ことができるので、シリコン酸化膜２の照射部分のみを
エッチングすることができる。しかも、下地のＳｉ基板
１との選択性を十分取ることができるので、下地のＳｉ
基板１をほとんどエッチングしないようにすることがで
きる。更に、シリコン酸化膜２を異方性エッチングする
ことができるため、エッチング断面が異方性形状の優れ
たシリコン酸化膜２を得ることができる。
【００３２】次に、図３はシリコン酸化膜のエッチング
速度の放射光電子蓄積リングの蓄積電流依存性を示す図
である。放射光強度は、蓄積電流に正比例するので、図
３から、シリコン酸化膜２のエッチング速度が励起光強
度に比例することが判る。図３では、１０ｅＶ〜１００
０ｅＶの白色放射光を１Ｗ／ｃｍ2 程度照射している。
なお、ここに示した条件での非照射部分及びシリコンの
エッチング速度は、測定限界以下で高い材料選択性が得
られた。また、ポリシリコンをマスクにシリコン酸化膜
をエッチングしたところ、空間異方性も同時に確保され
ることも確認した。
速度の放射光電子蓄積リングの蓄積電流依存性を示す図
である。放射光強度は、蓄積電流に正比例するので、図
３から、シリコン酸化膜２のエッチング速度が励起光強
度に比例することが判る。図３では、１０ｅＶ〜１００
０ｅＶの白色放射光を１Ｗ／ｃｍ2 程度照射している。
なお、ここに示した条件での非照射部分及びシリコンの
エッチング速度は、測定限界以下で高い材料選択性が得
られた。また、ポリシリコンをマスクにシリコン酸化膜
をエッチングしたところ、空間異方性も同時に確保され
ることも確認した。
【００３３】なお、上記実施例では、エッチング中にシ
リコン酸化膜２表面に生成するＨ2Ｏを気相中に効率良
く飛ばして除去するために、反応室１１内を減圧下にし
ているが、本発明はこれのみに限定されるものではな
く、例えばＳｉ基板１を加熱して温度を上げるように構
成してもよいし、両者を組み合わせて行ってもよい。上
記実施例は、被エッチング物のシリコン酸化膜２をＳｉ
Ｏ2 で構成する場合について説明したが、本発明はこれ
のみに限定されるものではなく、シリコン酸化膜２をＢ
ＳＧ，ＰＳＧ，ＢＰＳＧ，ＳｉＯＮ等で構成してもよ
い。
リコン酸化膜２表面に生成するＨ2Ｏを気相中に効率良
く飛ばして除去するために、反応室１１内を減圧下にし
ているが、本発明はこれのみに限定されるものではな
く、例えばＳｉ基板１を加熱して温度を上げるように構
成してもよいし、両者を組み合わせて行ってもよい。上
記実施例は、被エッチング物のシリコン酸化膜２をＳｉ
Ｏ2 で構成する場合について説明したが、本発明はこれ
のみに限定されるものではなく、シリコン酸化膜２をＢ
ＳＧ，ＰＳＧ，ＢＰＳＧ，ＳｉＯＮ等で構成してもよ
い。
【００３４】上記実施例は、シリコン酸化膜２の下地を
Ｓｉ基板１で構成する場合について説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、下地をＡｌ，
Ｗ，ＷＳｉ等の金属膜で構成してもよい。上記実施例
は、Ｘ線及び紫外線の両方の光の成分を含むシンクロト
ロン放射光を用いて照射する場合を説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、反応効率を高め
ることができる点では好ましい紫外線または窓構成等の
制約を受けず、装置構成を簡略化することができる点で
好ましいＸ線のみを照射するように構成してもよい。
Ｓｉ基板１で構成する場合について説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、下地をＡｌ，
Ｗ，ＷＳｉ等の金属膜で構成してもよい。上記実施例
は、Ｘ線及び紫外線の両方の光の成分を含むシンクロト
ロン放射光を用いて照射する場合を説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、反応効率を高め
ることができる点では好ましい紫外線または窓構成等の
制約を受けず、装置構成を簡略化することができる点で
好ましいＸ線のみを照射するように構成してもよい。
【００３５】上記実施例は、ステンシルマスクを通して
シリコン酸化膜２に光を照射する場合を説明したが、本
発明はこれのみに限定されるものではなく、Ｘ線露光マ
スクを通してシリコン酸化膜２に光を照射するように構
成してもよいし、シリコン酸化膜２上に形成したレジス
トパターンを通してシリコン酸化膜２に光を照射するよ
うに構成してもよい。
シリコン酸化膜２に光を照射する場合を説明したが、本
発明はこれのみに限定されるものではなく、Ｘ線露光マ
スクを通してシリコン酸化膜２に光を照射するように構
成してもよいし、シリコン酸化膜２上に形成したレジス
トパターンを通してシリコン酸化膜２に光を照射するよ
うに構成してもよい。
【００３６】また、エッチング速度が充分に得られない
場合、基板を冷却して、ＨＦの吸着効率を上げることも
効果的である。
場合、基板を冷却して、ＨＦの吸着効率を上げることも
効果的である。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、下地のＳｉ基板とのエ
ッチング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんど
エッチングしないようにすることができるとともに、シ
リコン酸化膜を異方性エッチングすることができるとい
う効果がある。
ッチング選択比を十分取って下地のＳｉ基板をほとんど
エッチングしないようにすることができるとともに、シ
リコン酸化膜を異方性エッチングすることができるとい
う効果がある。
【図１】本発明に係る一実施例の半導体装置の製造方法
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１に示すシリコン酸化膜をエッチングする時
に用いたエッチング装置の構成を示す概略図である。
に用いたエッチング装置の構成を示す概略図である。
【図３】シリコン酸化膜の放射光電子蓄積リングの蓄積
電流依存性を示す図である。
電流依存性を示す図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法を示す図である。
１ Ｓｉ基板 ２ シリコン酸化膜 ３ 開口部 １１ 反応室 １２ 差動排気室 １３ ステンシルマスク
Claims (4)
- 【請求項１】反応室内を無水フッ化水素ガス雰囲気に
し、かつシリコン酸化膜のフッ化水素によるエッチング
反応が生じない程度まで該反応室内の水蒸気分圧を下げ
た状態で、該シリコン酸化膜に短波長の光を照射して、
照射した部分の該シリコン酸化膜をエッチングすること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記反応室内を減圧下で保持することを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記短波長の光は、真空紫外線及びＸ線の
少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項
１または２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】水蒸気の分圧は、１Ｐａ以下であることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6720995A JPH08264495A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6720995A JPH08264495A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264495A true JPH08264495A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13338298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6720995A Withdrawn JPH08264495A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264495A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028326A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
| JP2022172744A (ja) * | 2021-05-07 | 2022-11-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6720995A patent/JPH08264495A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028326A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
| JP2022172744A (ja) * | 2021-05-07 | 2022-11-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
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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: 20020604 |