JPH08264507A - シリコンのエッチング方法 - Google Patents
シリコンのエッチング方法Info
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- JPH08264507A JPH08264507A JP6051395A JP6051395A JPH08264507A JP H08264507 A JPH08264507 A JP H08264507A JP 6051395 A JP6051395 A JP 6051395A JP 6051395 A JP6051395 A JP 6051395A JP H08264507 A JPH08264507 A JP H08264507A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 極端なスループットの悪化をまねかずに、シ
リコンが成長した絶縁膜を過剰にエッチングすることが
なく、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができるシリ
コンのエッチング方法を提供する。 【構成】 絶縁膜上の一部領域に成長したシリコンのエ
ッチングにおいて、第１のステップではフッ素系ガスに
よりシリコン表面の自然酸化膜を除去し、第２のステッ
プでは水素原子を組成中に含むガスにより残留フッ素を
除去し、第３のステップでは非フッ素系ハロゲン化ガス
によりシリコンをエッチングする。第２のステップにお
いて第１のステップで発生した残留フッ素を除去してい
るため、残留フッ素が第３のステップの対絶縁膜高選択
比を損なうことがない。
リコンが成長した絶縁膜を過剰にエッチングすることが
なく、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができるシリ
コンのエッチング方法を提供する。 【構成】 絶縁膜上の一部領域に成長したシリコンのエ
ッチングにおいて、第１のステップではフッ素系ガスに
よりシリコン表面の自然酸化膜を除去し、第２のステッ
プでは水素原子を組成中に含むガスにより残留フッ素を
除去し、第３のステップでは非フッ素系ハロゲン化ガス
によりシリコンをエッチングする。第２のステップにお
いて第１のステップで発生した残留フッ素を除去してい
るため、残留フッ素が第３のステップの対絶縁膜高選択
比を損なうことがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁膜上の一部領域
に成長したシリコンをエッチングするシリコンのエッチ
ング方法に関するものである。
に成長したシリコンをエッチングするシリコンのエッチ
ング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のシリコンのエッチング方法につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図６は従来の
シリコンのエッチング方法を用いて半導体装置における
ゲートおよびこのゲートに対して自己整合的にイオン注
入層を形成する工程の工程断面図を示す。図６におい
て、１は半導体基板、２はゲート絶縁膜となるシリコン
酸化膜、３はポリシリコンゲート、４はイオン注入領域
を開口部分とするレジストパターン、５はレジストパタ
ーン４をマスクとして形成されるイオン注入層である。
図７は従来のシリコンのエッチング方法において、プロ
セスパラメータとして反応ガスであるＳＦ6 とＨＣｌと
Ｏ2 の各ガス流量と高周波電力と反応室圧力とについて
のシーケンスを示す。このシーケンスは２つのステップ
から構成され、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップ
であり、時点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであ
る。第１のステップと第２のステップの間には反応室内
をいったん真空排気する。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図６は従来の
シリコンのエッチング方法を用いて半導体装置における
ゲートおよびこのゲートに対して自己整合的にイオン注
入層を形成する工程の工程断面図を示す。図６におい
て、１は半導体基板、２はゲート絶縁膜となるシリコン
酸化膜、３はポリシリコンゲート、４はイオン注入領域
を開口部分とするレジストパターン、５はレジストパタ
ーン４をマスクとして形成されるイオン注入層である。
図７は従来のシリコンのエッチング方法において、プロ
セスパラメータとして反応ガスであるＳＦ6 とＨＣｌと
Ｏ2 の各ガス流量と高周波電力と反応室圧力とについて
のシーケンスを示す。このシーケンスは２つのステップ
から構成され、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップ
であり、時点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであ
る。第１のステップと第２のステップの間には反応室内
をいったん真空排気する。
【０００３】まず、シリコン基板１にシリコン酸化膜２
を形成する。シリコン酸化膜２はシリコン基板１を熱酸
化して形成する。ポリシリコンゲート３は所定のレジス
トパターン（図示せず）をマスクとしてエッチング形成
する。レジストパターン４は、このように形成されたシ
リコン基板１上にポジ型レジストを塗布した後、シリコ
ン基板１にイオン注入を行う領域を露光、現像して形成
する。ポリシリコンゲート３の少なくとも一方の端部は
レジストパターン４からはみ出しており、図６（ａ）で
は両方の端部がはみ出した例を示す。
を形成する。シリコン酸化膜２はシリコン基板１を熱酸
化して形成する。ポリシリコンゲート３は所定のレジス
トパターン（図示せず）をマスクとしてエッチング形成
する。レジストパターン４は、このように形成されたシ
リコン基板１上にポジ型レジストを塗布した後、シリコ
ン基板１にイオン注入を行う領域を露光、現像して形成
する。ポリシリコンゲート３の少なくとも一方の端部は
レジストパターン４からはみ出しており、図６（ａ）で
は両方の端部がはみ出した例を示す。
【０００４】次に、第１のステップにおいて、ポリシリ
コンゲート３の表面に成長したシリコン酸化膜いわゆる
自然酸化膜（図示せず）をＳＦ6 ガスを用いてエッチン
グ除去する。第１のステップと第２のステップの間には
反応室内をいったん真空排気する必要がある。なぜな
ら、第１のステップで発生するフッ素ラジカルが第２の
ステップまで反応室内に残っていると、第２のステップ
でシリコン酸化膜２を著しくエッチングするからであ
る。この真空排気時間が１０秒になるまでに反応室内圧
力は１０-3Ｔｏｒｒとなるので、真空排気時間は１０秒
以上に設定されていればよい（図６（ｂ））。
コンゲート３の表面に成長したシリコン酸化膜いわゆる
自然酸化膜（図示せず）をＳＦ6 ガスを用いてエッチン
グ除去する。第１のステップと第２のステップの間には
反応室内をいったん真空排気する必要がある。なぜな
ら、第１のステップで発生するフッ素ラジカルが第２の
ステップまで反応室内に残っていると、第２のステップ
でシリコン酸化膜２を著しくエッチングするからであ
る。この真空排気時間が１０秒になるまでに反応室内圧
力は１０-3Ｔｏｒｒとなるので、真空排気時間は１０秒
以上に設定されていればよい（図６（ｂ））。
【０００５】次に、第２のステップにおいて、ポリシリ
コンゲート３をレジストパターン４をマスクとしてＨＣ
ｌとＯ2 との混合ガスによってエッチング形成する。こ
のような混合ガスによれば、プロセスパラメータを適当
に設定することで、対シリコン酸化膜選択比が２０以上
の異方性ポリシリコンエッチングとすることができる
（図６（ｃ））。
コンゲート３をレジストパターン４をマスクとしてＨＣ
ｌとＯ2 との混合ガスによってエッチング形成する。こ
のような混合ガスによれば、プロセスパラメータを適当
に設定することで、対シリコン酸化膜選択比が２０以上
の異方性ポリシリコンエッチングとすることができる
（図６（ｃ））。
【０００６】次に、レジストパターン４をマスクとして
イオン注入法によりイオン注入層５を形成する。以上の
工程によって半導体装置におけるポリシリコンゲート３
に対してイオン注入層５を自己整合的に形成できる（図
６（ｄ））。
イオン注入法によりイオン注入層５を形成する。以上の
工程によって半導体装置におけるポリシリコンゲート３
に対してイオン注入層５を自己整合的に形成できる（図
６（ｄ））。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリコンのエッチング方法によれば、レジストパタ
ーン４の開口部分においてシリコン酸化膜２が過剰にエ
ッチングされて薄くなりすぎたり、シリコン酸化膜２が
完全にエッチング除去された上にシリコン基板１がエッ
チングされたりする問題が発生した。また、この過剰エ
ッチング量が非常に不安定であり、シリコン酸化膜２が
残留していても、その膜厚が大きく変動して、イオン注
入層５が所望の不純物プロファイルを得られないという
問題を発生した。このシリコン酸化膜２の過剰なエッチ
ングの原因について図８にしたがって説明する。図８は
図７のシーケンスにしたがってエッチングを実施した場
合のシリコン酸化膜２の残留膜厚を、第１のステップと
第２のステップとの間に設けた真空排気時間に対して示
したものである。本来この真空排気時間はシリコン酸化
膜２の膜厚の変化には影響しないはずである。ところが
図８においてシリコン酸化膜２の残留膜厚がこの真空排
気時間の延長にしたがって増加している。この現象は、
第１のステップで発生したフッ素が反応室内に吸着する
などの方法で残留し、第２のステップが始まるとプラズ
マ中に混入してシリコン酸化膜２を過剰にエッチングす
ることによるものである。また、このような残留フッ素
の総量はエッチング装置の装置状態によって変動しやす
いものである。なぜなら、エッチング装置の処理ウエハ
ー枚数が増加するとレジストの分解物などが反応室内壁
に付着する。このような付着物には残留フッ素が吸着し
やすく、結果としてウエハー処理枚数の増加にともない
残留フッ素の総量が増加することになる。このため、シ
リコン酸化膜２の過剰エッチング量と残留膜厚は変動し
やすい。
来のシリコンのエッチング方法によれば、レジストパタ
ーン４の開口部分においてシリコン酸化膜２が過剰にエ
ッチングされて薄くなりすぎたり、シリコン酸化膜２が
完全にエッチング除去された上にシリコン基板１がエッ
チングされたりする問題が発生した。また、この過剰エ
ッチング量が非常に不安定であり、シリコン酸化膜２が
残留していても、その膜厚が大きく変動して、イオン注
入層５が所望の不純物プロファイルを得られないという
問題を発生した。このシリコン酸化膜２の過剰なエッチ
ングの原因について図８にしたがって説明する。図８は
図７のシーケンスにしたがってエッチングを実施した場
合のシリコン酸化膜２の残留膜厚を、第１のステップと
第２のステップとの間に設けた真空排気時間に対して示
したものである。本来この真空排気時間はシリコン酸化
膜２の膜厚の変化には影響しないはずである。ところが
図８においてシリコン酸化膜２の残留膜厚がこの真空排
気時間の延長にしたがって増加している。この現象は、
第１のステップで発生したフッ素が反応室内に吸着する
などの方法で残留し、第２のステップが始まるとプラズ
マ中に混入してシリコン酸化膜２を過剰にエッチングす
ることによるものである。また、このような残留フッ素
の総量はエッチング装置の装置状態によって変動しやす
いものである。なぜなら、エッチング装置の処理ウエハ
ー枚数が増加するとレジストの分解物などが反応室内壁
に付着する。このような付着物には残留フッ素が吸着し
やすく、結果としてウエハー処理枚数の増加にともない
残留フッ素の総量が増加することになる。このため、シ
リコン酸化膜２の過剰エッチング量と残留膜厚は変動し
やすい。
【０００８】このような残留フッ素を除くには、図８か
ら推測されるように第１のステップと第２のステップの
間に反応室を充分に排気すればよいが、この方法で充分
な効果を得るためには３分以上の排気時間が必要であ
り、極端なスループットの悪化をまねくことになる。こ
の発明の目的は、極端なスループットの悪化をまねかず
に、シリコンが成長した絶縁膜を過剰にエッチングする
ことがなく、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができ
るシリコンのエッチング方法を提供することである。
ら推測されるように第１のステップと第２のステップの
間に反応室を充分に排気すればよいが、この方法で充分
な効果を得るためには３分以上の排気時間が必要であ
り、極端なスループットの悪化をまねくことになる。こ
の発明の目的は、極端なスループットの悪化をまねかず
に、シリコンが成長した絶縁膜を過剰にエッチングする
ことがなく、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができ
るシリコンのエッチング方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のシリコン
のエッチング方法は、絶縁膜上の一部の領域に形成した
シリコンをエッチングするシリコンのエッチング方法で
あって、フッ素原子を組成中に含有するガスを用いて前
記シリコン表面の自然酸化膜を除去する第１のステップ
と、水素ガスまたは水素原子を組成中に含有するガスを
用いてプラズマを発生させる第２のステップと、フッ素
を除くハロゲン原子を組成中に含有するガスを用いて前
記シリコンをエッチングする第３のステップとを含むこ
とを特徴とする。
のエッチング方法は、絶縁膜上の一部の領域に形成した
シリコンをエッチングするシリコンのエッチング方法で
あって、フッ素原子を組成中に含有するガスを用いて前
記シリコン表面の自然酸化膜を除去する第１のステップ
と、水素ガスまたは水素原子を組成中に含有するガスを
用いてプラズマを発生させる第２のステップと、フッ素
を除くハロゲン原子を組成中に含有するガスを用いて前
記シリコンをエッチングする第３のステップとを含むこ
とを特徴とする。
【００１０】請求項２記載のシリコンのエッチング方法
は、絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコンをエッチ
ングするシリコンのエッチング方法であって、フッ素原
子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコン表面の
自然酸化膜を除去する第１のステップと、フッ素を除く
ハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有するガスを用
いてプラズマを発生させる第２のステップと、第２のス
テップと同じガスを用いるともに前記第２のステップよ
りも高周波電力を増加して前記シリコンをエッチングす
る第３のステップとを含むことを特徴とする。
は、絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコンをエッチ
ングするシリコンのエッチング方法であって、フッ素原
子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコン表面の
自然酸化膜を除去する第１のステップと、フッ素を除く
ハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有するガスを用
いてプラズマを発生させる第２のステップと、第２のス
テップと同じガスを用いるともに前記第２のステップよ
りも高周波電力を増加して前記シリコンをエッチングす
る第３のステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載のシリコンのエッチング方法
は、絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコンをエッチ
ングするシリコンのエッチング方法であって、フッ素原
子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコン表面の
自然酸化膜を除去する第１のステップと、フッ素を除く
ハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有するガスを用
いてプラズマを発生させる第２のステップと、第２のス
テップと同じガスを用いるとともに前記第２のステップ
よりも反応室圧力を減少して前記シリコンをエッチング
する第３のステップとを含むことを特徴とする。
は、絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコンをエッチ
ングするシリコンのエッチング方法であって、フッ素原
子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコン表面の
自然酸化膜を除去する第１のステップと、フッ素を除く
ハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有するガスを用
いてプラズマを発生させる第２のステップと、第２のス
テップと同じガスを用いるとともに前記第２のステップ
よりも反応室圧力を減少して前記シリコンをエッチング
する第３のステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】請求項４記載のシリコンのエッチング方法
は、請求項２または３記載のシリコンのエッチング方法
において、第２のステップから第３のステップへ移る際
にプラズマを継続して発生させることを特徴とする。
は、請求項２または３記載のシリコンのエッチング方法
において、第２のステップから第３のステップへ移る際
にプラズマを継続して発生させることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１，２，３または４記載のシリコンのエ
ッチング方法によれば、第１のステップにおいて発生し
た残留フッ素が、第２のステップにおいてプラズマ中で
発生する水素原子と結合してフッ酸（ＨＦ）として除去
されるので、第３のステップにおいて、シリコンを成長
した絶縁膜の残留フッ素による過剰なエッチングがな
く、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができる。また
第２のステップは短時間ですむため、極端なスループッ
トの悪化をまねくこともない。
ッチング方法によれば、第１のステップにおいて発生し
た残留フッ素が、第２のステップにおいてプラズマ中で
発生する水素原子と結合してフッ酸（ＨＦ）として除去
されるので、第３のステップにおいて、シリコンを成長
した絶縁膜の残留フッ素による過剰なエッチングがな
く、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができる。また
第２のステップは短時間ですむため、極端なスループッ
トの悪化をまねくこともない。
【００１４】さらに、請求項２，３または４記載のシリ
コンのエッチング方法によれば、第２のステップと第３
のステップで同じガスを用いるため、第２のステップと
第３のステップとを連続して行うことができる。また、
請求項４記載のシリコンのエッチング方法によれば、請
求項２または３記載のシリコンのエッチング方法におい
て、第２のステップから第３のステップへ移る際にプラ
ズマを継続して発生させるようにしている。これは、第
２のステップと第３のステップとの間でプラズマが中断
される場合、第３のステップの最初に起こるプラズマ状
態の過渡的な変化が大きくなって、ハロゲン原子を組成
中に含むポリマーを気相中で生成するという問題を発生
することがあり、このような現象は下地となるシリコン
酸化膜２（図１参照）の露出面積が広い場合に顕著であ
り、第２のステップから第３のステップへ移る際にプラ
ズマを継続して発生させることにより、第３のステップ
におけるプラズマの過渡的な変化を低減して上記のポリ
マーの発生を防止することができる。
コンのエッチング方法によれば、第２のステップと第３
のステップで同じガスを用いるため、第２のステップと
第３のステップとを連続して行うことができる。また、
請求項４記載のシリコンのエッチング方法によれば、請
求項２または３記載のシリコンのエッチング方法におい
て、第２のステップから第３のステップへ移る際にプラ
ズマを継続して発生させるようにしている。これは、第
２のステップと第３のステップとの間でプラズマが中断
される場合、第３のステップの最初に起こるプラズマ状
態の過渡的な変化が大きくなって、ハロゲン原子を組成
中に含むポリマーを気相中で生成するという問題を発生
することがあり、このような現象は下地となるシリコン
酸化膜２（図１参照）の露出面積が広い場合に顕著であ
り、第２のステップから第３のステップへ移る際にプラ
ズマを継続して発生させることにより、第３のステップ
におけるプラズマの過渡的な変化を低減して上記のポリ
マーの発生を防止することができる。
【００１５】
〔第１の実施例〕この発明の第１の実施例のシリコンの
エッチング方法を図１および図２を用いた詳細に説明す
る。図１はこの発明のシリコンのエッチング方法を用い
て半導体装置におけるゲートおよびこのゲートに対して
自己整合的にイオン注入層を形成する工程の工程断面図
を示す。図１において、１は半導体基板、２はゲート絶
縁膜となるシリコン酸化膜、３はポリシリコンゲート、
４はイオン注入領域を開口部分とするレジストパター
ン、５はレジストパターン４をマスクとして形成される
イオン注入層である。図２は第１の実施例のシリコンの
エッチング方法において、プロセスパラメータであるＳ
Ｆ6 とＨＣｌとＯ2 とＨ2 の各ガス流量と高周波電力と
反応室圧力についてのシーケンスを示す。この第１の実
施例ではこのシーケンスにしたがって反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）を実施するものとする。このシーケン
スは３つのステップから構成され、図２において、時点
ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時点ｔ2 か
ら時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ4 から時点
ｔ5 が第３のステップである。第１のステップと第２の
ステップの間，第２のステップと第３のステップの間に
設けられた時間では反応室内のガスを交換するために、
ガスおよび高周波電力の供給をいったん停止し、反応室
内を真空排気する。
エッチング方法を図１および図２を用いた詳細に説明す
る。図１はこの発明のシリコンのエッチング方法を用い
て半導体装置におけるゲートおよびこのゲートに対して
自己整合的にイオン注入層を形成する工程の工程断面図
を示す。図１において、１は半導体基板、２はゲート絶
縁膜となるシリコン酸化膜、３はポリシリコンゲート、
４はイオン注入領域を開口部分とするレジストパター
ン、５はレジストパターン４をマスクとして形成される
イオン注入層である。図２は第１の実施例のシリコンの
エッチング方法において、プロセスパラメータであるＳ
Ｆ6 とＨＣｌとＯ2 とＨ2 の各ガス流量と高周波電力と
反応室圧力についてのシーケンスを示す。この第１の実
施例ではこのシーケンスにしたがって反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）を実施するものとする。このシーケン
スは３つのステップから構成され、図２において、時点
ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時点ｔ2 か
ら時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ4 から時点
ｔ5 が第３のステップである。第１のステップと第２の
ステップの間，第２のステップと第３のステップの間に
設けられた時間では反応室内のガスを交換するために、
ガスおよび高周波電力の供給をいったん停止し、反応室
内を真空排気する。
【００１６】まず、シリコン基板１上には、シリコン酸
化膜２とポリシリコンゲート３とイオン注入層を形成す
る領域を開口部分とするレジストパターン４とが形成さ
れているものとする（図１（ａ））。次に、反応室内に
ＳＦ6 ガスを導入し、第１のステップにおいてＳＦ6 を
用いたエッチングを実施して、ポリシリコンゲート３の
最表面に形成された自然酸化膜を除去する。この第１の
ステップの典型的なプロセス条件の範囲は、ＳＦ6 流量
は１０ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、反応室圧力
は０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は
５０Ｗから５００Ｗである。ここでは、ＳＦ6流量は５
０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．２５Ｔｏｒｒであ
り、高周波電力は２５０Ｗとした。第１のステップの時
間はポリシリコンゲート３上の自然酸化膜を除去できる
だけの時間であればよい。第１のステップはシリコン酸
化膜の対ポリシリコン選択比がきるだけ大きい条件を選
んだ方がよい。そうしないと、ポリシリコンゲート３の
ポリシリコンが第１のステップでエッチングされすぎて
しまい、ポリシリコンゲート３の最上部がえぐれてしま
う。このように第１のステップで自然酸化膜を除去した
後、反応室内をいったん真空排気する（図１（ｂ））。
化膜２とポリシリコンゲート３とイオン注入層を形成す
る領域を開口部分とするレジストパターン４とが形成さ
れているものとする（図１（ａ））。次に、反応室内に
ＳＦ6 ガスを導入し、第１のステップにおいてＳＦ6 を
用いたエッチングを実施して、ポリシリコンゲート３の
最表面に形成された自然酸化膜を除去する。この第１の
ステップの典型的なプロセス条件の範囲は、ＳＦ6 流量
は１０ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、反応室圧力
は０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は
５０Ｗから５００Ｗである。ここでは、ＳＦ6流量は５
０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．２５Ｔｏｒｒであ
り、高周波電力は２５０Ｗとした。第１のステップの時
間はポリシリコンゲート３上の自然酸化膜を除去できる
だけの時間であればよい。第１のステップはシリコン酸
化膜の対ポリシリコン選択比がきるだけ大きい条件を選
んだ方がよい。そうしないと、ポリシリコンゲート３の
ポリシリコンが第１のステップでエッチングされすぎて
しまい、ポリシリコンゲート３の最上部がえぐれてしま
う。このように第１のステップで自然酸化膜を除去した
後、反応室内をいったん真空排気する（図１（ｂ））。
【００１７】次に、反応室内にＨ2 ガスを導入し、第２
のステップにおいてＨ2 プラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素をプラズマ中で発生したＨ原子と結合させ
て、フッ酸（ＨＦ）として除去できる。第２のステップ
の典型的なプロセス条件の範囲は、Ｈ2 流量は１０ＳＣ
ＣＭから１００ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１Ｔ
ｏｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は１０Ｗから
１００Ｗである。ここでは第２のステップのＨ2流量は
５０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は１Ｔｏｒｒであり、
高周波電力は２０Ｗとした。第２のステップの時間は典
型的には１０秒から６０秒である。第２のステップは半
導体装置を設置した電極に発生する負のバイアス電圧が
できるだけ小さくなるようにしなければならない。そう
しないと、プラズマ中のＨイオンがこの負バイアスに加
速されて、半導体装置の表面を衝撃する。すると、残留
フッ素がＨ原子と再結合する前にシリコン酸化膜２をエ
ッチングしてしまう。この負バイアス電圧を小さくする
ためには、高周波電力を充分に小さくするか、反応室圧
力を充分に大きくするかすればよい。第２のステップ終
了後、反応室内をいったん真空に排気する（図１
（ｃ））。
のステップにおいてＨ2 プラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素をプラズマ中で発生したＨ原子と結合させ
て、フッ酸（ＨＦ）として除去できる。第２のステップ
の典型的なプロセス条件の範囲は、Ｈ2 流量は１０ＳＣ
ＣＭから１００ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１Ｔ
ｏｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は１０Ｗから
１００Ｗである。ここでは第２のステップのＨ2流量は
５０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は１Ｔｏｒｒであり、
高周波電力は２０Ｗとした。第２のステップの時間は典
型的には１０秒から６０秒である。第２のステップは半
導体装置を設置した電極に発生する負のバイアス電圧が
できるだけ小さくなるようにしなければならない。そう
しないと、プラズマ中のＨイオンがこの負バイアスに加
速されて、半導体装置の表面を衝撃する。すると、残留
フッ素がＨ原子と再結合する前にシリコン酸化膜２をエ
ッチングしてしまう。この負バイアス電圧を小さくする
ためには、高周波電力を充分に小さくするか、反応室圧
力を充分に大きくするかすればよい。第２のステップ終
了後、反応室内をいったん真空に排気する（図１
（ｃ））。
【００１８】次に、ＨＣｌとＯ2 を反応室内に導入し、
第３のステップにおいてポリシリコンゲート３をレジス
トパターン４に対してエッチング成形する。この第３の
ステップの典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量が１０
ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は１ＳＣ
ＣＭから１０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１Ｔｏ
ｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は１００Ｗから
１０００Ｗである。ここではＨＣｌ流量が５０ＳＣＣＭ
であり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、反応室圧力は
０．５Ｔｏｒｒであり、高周波電力は５００Ｗとした。
このようなプロセス条件により、対シリコン酸化膜選択
比が２０以上の異方性ポリシリコンを実現できる。この
ようにして、ポリシリコンゲート３がレジストパターン
４に対して成形される（図１（ｄ））。
第３のステップにおいてポリシリコンゲート３をレジス
トパターン４に対してエッチング成形する。この第３の
ステップの典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量が１０
ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は１ＳＣ
ＣＭから１０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１Ｔｏ
ｒｒから１Ｔｏｒｒであり、高周波電力は１００Ｗから
１０００Ｗである。ここではＨＣｌ流量が５０ＳＣＣＭ
であり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、反応室圧力は
０．５Ｔｏｒｒであり、高周波電力は５００Ｗとした。
このようなプロセス条件により、対シリコン酸化膜選択
比が２０以上の異方性ポリシリコンを実現できる。この
ようにして、ポリシリコンゲート３がレジストパターン
４に対して成形される（図１（ｄ））。
【００１９】次に、レジストパターン４をマスクとして
不純物イオンを注入してイオン注入層５を形成する（図
１（ｅ））。図３は、従来例における第２のステップ、
この発明の第１の実施例の第３のステップについて、そ
れぞれのステップでシリコン酸化膜２に発生する膜厚の
減少量をエッチング時間に対して示したものである。従
来例の場合には第２のステップの初期に残留フッ素の影
響によってシリコン酸化膜２のエッチングが加速されて
いるが、第１の実施例の場合には一定のエッチングレー
トとなっており、残留フッ素の影響がほぼ完全に取り除
かれている。
不純物イオンを注入してイオン注入層５を形成する（図
１（ｅ））。図３は、従来例における第２のステップ、
この発明の第１の実施例の第３のステップについて、そ
れぞれのステップでシリコン酸化膜２に発生する膜厚の
減少量をエッチング時間に対して示したものである。従
来例の場合には第２のステップの初期に残留フッ素の影
響によってシリコン酸化膜２のエッチングが加速されて
いるが、第１の実施例の場合には一定のエッチングレー
トとなっており、残留フッ素の影響がほぼ完全に取り除
かれている。
【００２０】この第１の実施例によれば、ＳＦ6 を使用
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用した対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングであ
る第３のステップとの間に、Ｈ2 プラズマを発生する第
２のステップを設けている。このようなシリコンのエッ
チング方法によれば、第１のステップで発生する残留フ
ッ素は第２のステップでＨＦとして除去されてしまい、
第３のステップまで残留することがない。したがって、
第３のステップでシリコン酸化膜２が残留フッ素によっ
て過剰にエッチングされることがない。また、第２のス
テップは半導体装置が設置された電極に大きな負のバイ
アス電圧が発生しないようにプロセス条件が設定されて
いるので、第２のステップで残留フッ素がシリコン酸化
膜２をエッチングしない。したがって、従来のシリコン
のエッチング方法よりもシリコン酸化膜２の膜厚減少量
が少なく、かつシリコン酸化膜２の残留膜厚を制御で
き、安定化することができる。これにより、イオン注入
層５が所望の不純物プロファイルを得ることができる。
また、第２のステップの処理時間は、１０秒から６０秒
と短時間であり、極端なスループットの悪化をまねくこ
ともない。
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用した対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングであ
る第３のステップとの間に、Ｈ2 プラズマを発生する第
２のステップを設けている。このようなシリコンのエッ
チング方法によれば、第１のステップで発生する残留フ
ッ素は第２のステップでＨＦとして除去されてしまい、
第３のステップまで残留することがない。したがって、
第３のステップでシリコン酸化膜２が残留フッ素によっ
て過剰にエッチングされることがない。また、第２のス
テップは半導体装置が設置された電極に大きな負のバイ
アス電圧が発生しないようにプロセス条件が設定されて
いるので、第２のステップで残留フッ素がシリコン酸化
膜２をエッチングしない。したがって、従来のシリコン
のエッチング方法よりもシリコン酸化膜２の膜厚減少量
が少なく、かつシリコン酸化膜２の残留膜厚を制御で
き、安定化することができる。これにより、イオン注入
層５が所望の不純物プロファイルを得ることができる。
また、第２のステップの処理時間は、１０秒から６０秒
と短時間であり、極端なスループットの悪化をまねくこ
ともない。
【００２１】〔第２の実施例〕次に、この発明の第２の
実施例のシリコンのエッチング方法について図１および
図４を用いて説明する。図４はこの発明の第２の実施例
のシリコンのエッチング方法において、プロセスパラメ
ータであるＳＦ6 とＨＣｌとＯ2 の各ガス流量と高周波
電力と反応室圧力についてのシーケンスを示す。このシ
ーケンスは３つのステップから構成され、図４におい
て、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時
点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ3
から時点ｔ4 が第３のステップである。第１のステップ
と第２のステップの間に設けられた時間では反応室内の
ガスを交換するために、ガスおよび高周波電力の供給を
いったん停止し、反応室内を真空排気する。
実施例のシリコンのエッチング方法について図１および
図４を用いて説明する。図４はこの発明の第２の実施例
のシリコンのエッチング方法において、プロセスパラメ
ータであるＳＦ6 とＨＣｌとＯ2 の各ガス流量と高周波
電力と反応室圧力についてのシーケンスを示す。このシ
ーケンスは３つのステップから構成され、図４におい
て、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時
点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ3
から時点ｔ4 が第３のステップである。第１のステップ
と第２のステップの間に設けられた時間では反応室内の
ガスを交換するために、ガスおよび高周波電力の供給を
いったん停止し、反応室内を真空排気する。
【００２２】まず、第１の実施例同様、シリコン基板１
上には、シリコン酸化膜２とポリシリコンゲート３とレ
ジストパターン４とが形成されているものとする（図１
（ａ））。次に、第１の実施例と全く同様の手順によ
り、第１のステップにおいてＳＦ6を用いたエッチング
を実施して、ポリシリコンゲート３の最表面に形成され
た自然酸化膜を除去する。第１のステップ終了後、反応
室内を真空排気する（図１（ｂ））。
上には、シリコン酸化膜２とポリシリコンゲート３とレ
ジストパターン４とが形成されているものとする（図１
（ａ））。次に、第１の実施例と全く同様の手順によ
り、第１のステップにおいてＳＦ6を用いたエッチング
を実施して、ポリシリコンゲート３の最表面に形成され
た自然酸化膜を除去する。第１のステップ終了後、反応
室内を真空排気する（図１（ｂ））。
【００２３】次に、反応室内にＨＣｌとＯ2 を導入し、
第２のステップにおいてプラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素が、プラズマ中でＨＣｌが解離して発生した
Ｈ原子と結合して、フッ酸として除去される。第２のス
テップの典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量は１０Ｓ
ＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量の範囲は１
ＳＣＣＭから１０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１
Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒである。ここではＨＣｌ流量は
５０ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、反
応室圧力は０．５Ｔｏｒｒとした。第２のステップの高
周波電力は、後の第３のステップの高周波電力よりも小
さく設定し、典型的には１０Ｗから１００Ｗの範囲であ
り、ここでは５０Ｗとした。反応室圧力と各ガス流量は
上記の範囲内であればよいが、特に第３のステップと同
じ値にして設定しておけば、第３のステップの初期に発
生するプラズマ中のガス組成の変動を小さくして、エッ
チングを安定化することができる。第２のステップの時
間は典型的には１０秒から６０秒である。
第２のステップにおいてプラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素が、プラズマ中でＨＣｌが解離して発生した
Ｈ原子と結合して、フッ酸として除去される。第２のス
テップの典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量は１０Ｓ
ＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量の範囲は１
ＳＣＣＭから１０ＳＣＣＭであり、反応室圧力は０．１
Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒである。ここではＨＣｌ流量は
５０ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、反
応室圧力は０．５Ｔｏｒｒとした。第２のステップの高
周波電力は、後の第３のステップの高周波電力よりも小
さく設定し、典型的には１０Ｗから１００Ｗの範囲であ
り、ここでは５０Ｗとした。反応室圧力と各ガス流量は
上記の範囲内であればよいが、特に第３のステップと同
じ値にして設定しておけば、第３のステップの初期に発
生するプラズマ中のガス組成の変動を小さくして、エッ
チングを安定化することができる。第２のステップの時
間は典型的には１０秒から６０秒である。
【００２４】第２のステップは半導体装置を設置した電
極に発生する負のバイアス電圧が小さくなるようにしな
ければならない。そうしないと、プラズマ中のＨイオン
がこの負バイアスに加速されて、半導体装置の表面を衝
撃して、残留フッ素がＨ原子と再結合する前にシリコン
酸化膜２をエッチングしてしまう。また、このような場
合には、Ｃｌによってもシリコン酸化膜２がエッチング
されてしまう。この負バイアス電圧を小さくするために
は、この実施例では第２のステップの高周波電力を充分
に小さくしている。また、このため第２のステップはポ
リシリコンのエッチングレートが小さく、読みだしポリ
シリコンゲート３はほとんどエッチングされない（図１
（ｃ））。
極に発生する負のバイアス電圧が小さくなるようにしな
ければならない。そうしないと、プラズマ中のＨイオン
がこの負バイアスに加速されて、半導体装置の表面を衝
撃して、残留フッ素がＨ原子と再結合する前にシリコン
酸化膜２をエッチングしてしまう。また、このような場
合には、Ｃｌによってもシリコン酸化膜２がエッチング
されてしまう。この負バイアス電圧を小さくするために
は、この実施例では第２のステップの高周波電力を充分
に小さくしている。また、このため第２のステップはポ
リシリコンのエッチングレートが小さく、読みだしポリ
シリコンゲート３はほとんどエッチングされない（図１
（ｃ））。
【００２５】次に、第３のステップによってポリシリコ
ンゲート３をエッチング成形する。この第３のステップ
の典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量、Ｏ2 流量およ
び反応室圧力は第２のステップと同程度の範囲であり、
この実施例では第２のステップにおける各設定値と同じ
とした。第３のステップの高周波電力は第２のステップ
より大きな値として、ポリシリコンのエッチングレート
を増加する。第３のステップの高周波電力の典型的な範
囲は１００Ｗから１０００Ｗであり、ここでは５００Ｗ
とした。このようなプロセス条件によれば、対シリコン
酸化膜選択比が２０以上で実用的なエッチレートを有す
る異方性ポリシリコンエッチングを実現できる。このよ
うにして、ポリシリコンゲート３をレジストパターン４
に対して成形する（図１（ｄ））。
ンゲート３をエッチング成形する。この第３のステップ
の典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量、Ｏ2 流量およ
び反応室圧力は第２のステップと同程度の範囲であり、
この実施例では第２のステップにおける各設定値と同じ
とした。第３のステップの高周波電力は第２のステップ
より大きな値として、ポリシリコンのエッチングレート
を増加する。第３のステップの高周波電力の典型的な範
囲は１００Ｗから１０００Ｗであり、ここでは５００Ｗ
とした。このようなプロセス条件によれば、対シリコン
酸化膜選択比が２０以上で実用的なエッチレートを有す
る異方性ポリシリコンエッチングを実現できる。このよ
うにして、ポリシリコンゲート３をレジストパターン４
に対して成形する（図１（ｄ））。
【００２６】次に、第１の実施例と同様の方法でイオン
注入層５を形成する（図１（ｅ））。第２の実施例にお
ける第３のステップの時間とシリコン酸化膜２の膜厚減
少量との関係は、図３に示す第１の実施例のものと全く
同様である。この第２の実施例によれば、ＳＦ6 を使用
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用して対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングを実
施する第３のステップとの間に、第３のステップと同じ
ガスを使用しかつ第２のステップよりも高周波電力を低
下した第２のステップを設けている。このようなシリコ
ンのエッチング方法によれば、第１のステップで発生す
る残留フッ素は第２のステップでＨＦとして除去されて
しまい、第３のステップでシリコン酸化膜２が過剰にエ
ッチングされることがない。また、第２のステップは半
導体装置が設置された電極に大きな負のバイアス電圧が
発生しないようにプロセス条件が設定されているので、
第２のステップで残留フッ素とＣｌとがシリコン酸化膜
２をエッチングしない。したがって、従来のシリコンの
エッチング方法よりもシリコン酸化膜２の膜厚減少量が
少なく、かつシリコン酸化膜２の残留膜厚の制御性に優
れ、イオン注入層５が所望の不純物プロファイルを得る
ことができる。
注入層５を形成する（図１（ｅ））。第２の実施例にお
ける第３のステップの時間とシリコン酸化膜２の膜厚減
少量との関係は、図３に示す第１の実施例のものと全く
同様である。この第２の実施例によれば、ＳＦ6 を使用
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用して対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングを実
施する第３のステップとの間に、第３のステップと同じ
ガスを使用しかつ第２のステップよりも高周波電力を低
下した第２のステップを設けている。このようなシリコ
ンのエッチング方法によれば、第１のステップで発生す
る残留フッ素は第２のステップでＨＦとして除去されて
しまい、第３のステップでシリコン酸化膜２が過剰にエ
ッチングされることがない。また、第２のステップは半
導体装置が設置された電極に大きな負のバイアス電圧が
発生しないようにプロセス条件が設定されているので、
第２のステップで残留フッ素とＣｌとがシリコン酸化膜
２をエッチングしない。したがって、従来のシリコンの
エッチング方法よりもシリコン酸化膜２の膜厚減少量が
少なく、かつシリコン酸化膜２の残留膜厚の制御性に優
れ、イオン注入層５が所望の不純物プロファイルを得る
ことができる。
【００２７】しかも、この実施例によれば、第２のステ
ップと第３のステップが同じガスを使用しているので、
第２のステップと第３のステップの間に真空排気時間を
設けなくてもよく、第１の実施例に比べて処理時間を短
縮することができ、スループットの点からも好ましい。
また、第１の実施例のように従来のシリコンのエッチン
グ方法と異なるガスを導入するガスラインを必要とせ
ず、装置に対する負担が小さい。
ップと第３のステップが同じガスを使用しているので、
第２のステップと第３のステップの間に真空排気時間を
設けなくてもよく、第１の実施例に比べて処理時間を短
縮することができ、スループットの点からも好ましい。
また、第１の実施例のように従来のシリコンのエッチン
グ方法と異なるガスを導入するガスラインを必要とせ
ず、装置に対する負担が小さい。
【００２８】〔第３の実施例〕次に、この発明の第３の
実施例のシリコンのエッチング方法について図１および
図５を用いて説明する。図５はこの発明の第３の実施例
のシリコンのエッチング方法において、プロセスパラメ
ータであるＳＦ6 とＨＣｌとＯ2 の各ガス流量と高周波
電力と反応室圧力についてのシーケンスを示す。このシ
ーケンスは３つのステップから構成され、図５におい
て、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時
点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ3
から時点ｔ4 が第３のステップである。第１のステップ
と第２のステップの間に設けられた時間では反応室内の
ガスを交換するために、ガスおよび高周波電力の供給を
いったん停止し、反応室内を真空排気する。
実施例のシリコンのエッチング方法について図１および
図５を用いて説明する。図５はこの発明の第３の実施例
のシリコンのエッチング方法において、プロセスパラメ
ータであるＳＦ6 とＨＣｌとＯ2 の各ガス流量と高周波
電力と反応室圧力についてのシーケンスを示す。このシ
ーケンスは３つのステップから構成され、図５におい
て、時点ｔ0 から時点ｔ1 が第１のステップであり、時
点ｔ2 から時点ｔ3 が第２のステップであり、時点ｔ3
から時点ｔ4 が第３のステップである。第１のステップ
と第２のステップの間に設けられた時間では反応室内の
ガスを交換するために、ガスおよび高周波電力の供給を
いったん停止し、反応室内を真空排気する。
【００２９】まず、第１の実施例同様、シリコン基板１
上には、シリコン酸化膜２とポリシリコンゲート３とレ
ジストパターン４とが形成されているものとする（図１
（ａ））。次に、第１の実施例と全く同様の手順によ
り、ポリシリコンゲート３の最表面に形成された自然酸
化膜を除去する。第１のステップ終了後、反応室内を真
空排気する（図１（ｂ））。
上には、シリコン酸化膜２とポリシリコンゲート３とレ
ジストパターン４とが形成されているものとする（図１
（ａ））。次に、第１の実施例と全く同様の手順によ
り、ポリシリコンゲート３の最表面に形成された自然酸
化膜を除去する。第１のステップ終了後、反応室内を真
空排気する（図１（ｂ））。
【００３０】次に、反応室内にＨＣｌとＯ2 を導入し、
第２のステップにおいてプラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素が、プラズマ中でＨＣｌが解離して発生した
Ｈ原子と結合して、フッ酸として除去される。第２のス
テップの典型的なプロセス条件の範囲は、ＨＣｌ流量は
１０ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は１
ＳＣＣＭから１０ＳＣＣＭであり、高周波電力は１００
から１０００Ｗである。ここではＨＣｌ流量は５０ＳＣ
ＣＭであり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、高周波電力
は５００Ｗとした。第２のステップにおける反応室圧力
は、後の第３のステップにおける反応室圧力よりも大き
く設定し、典型的な範囲は０．５Ｔｏｒｒから５Ｔｏｒ
ｒであり、ここでは１Ｔｏｒｒとした。各ガス流量と高
周波電力は上記の範囲内であればよいが、特に第３のス
テップと同じ値にして設定しておけば、第３のステップ
の初期に発生するプラズマ中のガス組成の変動を小さく
することができる。第２のステップの時間は典型的には
１０秒から６０秒である。
第２のステップにおいてプラズマを発生させる。そうす
ると、反応室内に残留したり、反応室内に吸着していた
残留フッ素が、プラズマ中でＨＣｌが解離して発生した
Ｈ原子と結合して、フッ酸として除去される。第２のス
テップの典型的なプロセス条件の範囲は、ＨＣｌ流量は
１０ＳＣＣＭから１００ＳＣＣＭであり、Ｏ2 流量は１
ＳＣＣＭから１０ＳＣＣＭであり、高周波電力は１００
から１０００Ｗである。ここではＨＣｌ流量は５０ＳＣ
ＣＭであり、Ｏ2 流量は５ＳＣＣＭであり、高周波電力
は５００Ｗとした。第２のステップにおける反応室圧力
は、後の第３のステップにおける反応室圧力よりも大き
く設定し、典型的な範囲は０．５Ｔｏｒｒから５Ｔｏｒ
ｒであり、ここでは１Ｔｏｒｒとした。各ガス流量と高
周波電力は上記の範囲内であればよいが、特に第３のス
テップと同じ値にして設定しておけば、第３のステップ
の初期に発生するプラズマ中のガス組成の変動を小さく
することができる。第２のステップの時間は典型的には
１０秒から６０秒である。
【００３１】第２のステップは第２の実施例と同様に半
導体装置を設置した電極に発生する負のバイアス電圧が
小さくなるようにする必要があり、そのためにこの実施
例では第２のステップの反応室圧力を充分に大きく設定
している。このため第２のステップではガスの解離が進
行しにくいのでポリシリコンのエッチングレートが小さ
く、ポリシリコンゲート３はほとんどエッチングされな
い（図１（ｃ））。
導体装置を設置した電極に発生する負のバイアス電圧が
小さくなるようにする必要があり、そのためにこの実施
例では第２のステップの反応室圧力を充分に大きく設定
している。このため第２のステップではガスの解離が進
行しにくいのでポリシリコンのエッチングレートが小さ
く、ポリシリコンゲート３はほとんどエッチングされな
い（図１（ｃ））。
【００３２】次に、第３のステップによってポリシリコ
ンゲート３をエッチング成形する。この第３のステップ
の典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量、Ｏ2 流量およ
び高周波電力は典型的には第２のステップと同程度の範
囲であればよく、この実施例では第２のステップにおけ
る各設定値と同じとした。第３のステップの反応室圧力
は典型的には０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒの範囲であ
り、第２のステップより小さな値とする。ここでは、第
３のステップの反応室圧力を０．５Ｔｏｒｒとした。こ
のようなプロセス条件によれば、対シリコン酸化膜選択
比が２０以上で実用的なエッチレートを有する異方性ポ
リシリコンエッチングを実現できる。このようにして、
ポリシリコンゲート３が完成する。（図１（ｄ））次
に、第１の実施例と同様の方法でイオン注入層５を形成
する。（図１（ｅ）））第３の実施例における第３のス
テップの時間とシリコン酸化膜２の膜厚減少量との関係
は、図３に示す第１の実施例のものと全く同様である。
ンゲート３をエッチング成形する。この第３のステップ
の典型的なプロセス条件は、ＨＣｌ流量、Ｏ2 流量およ
び高周波電力は典型的には第２のステップと同程度の範
囲であればよく、この実施例では第２のステップにおけ
る各設定値と同じとした。第３のステップの反応室圧力
は典型的には０．１Ｔｏｒｒから１Ｔｏｒｒの範囲であ
り、第２のステップより小さな値とする。ここでは、第
３のステップの反応室圧力を０．５Ｔｏｒｒとした。こ
のようなプロセス条件によれば、対シリコン酸化膜選択
比が２０以上で実用的なエッチレートを有する異方性ポ
リシリコンエッチングを実現できる。このようにして、
ポリシリコンゲート３が完成する。（図１（ｄ））次
に、第１の実施例と同様の方法でイオン注入層５を形成
する。（図１（ｅ）））第３の実施例における第３のス
テップの時間とシリコン酸化膜２の膜厚減少量との関係
は、図３に示す第１の実施例のものと全く同様である。
【００３３】この第３の実施例によれば、ＳＦ6 を使用
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用して対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングを実
施する第３のステップとの間に、第３のステップと同じ
ガスを使用しかつ第３のステップよりも反応室圧力を増
加した第２のステップを設けている。このようなシリコ
ンのエッチング方法によれば、第１のステップで発生す
る残留フッ素は第２のステップでＨＦとして除去されて
しまい、第３のステップまで残留することがないので、
第３のステップでシリコン酸化膜２が過剰にエッチング
されることがない。また、第２のステップは、半導体装
置が設置された電極に大きな負のバイアス電圧が発生し
ないようにプロセス条件が設定されているので、第２の
ステップで残留フッ素とＣｌとがシリコン酸化膜２をエ
ッチングしない。したがって、第２の実施例同様に、従
来のシリコンのエッチング方法よりもシリコン酸化膜２
の膜厚減少量と残留膜厚の制御性に優れ、イオン注入層
５が所望の不純物プロファイルを得ることができる。ま
た、第２のステップと第３のステップの間に真空排気時
間を設けなくてもよく、第１の実施例に比べて処理時間
を短縮することができ、スループットの点からも好まし
い。また、第１の実施例のように従来のシリコンのエッ
チング方法と異なるガスを導入するガスラインを必要と
せず、装置に対する負担が小さい。
する第１のステップと、ＨＣｌおよびＯ2 を使用して対
シリコン酸化膜高選択比のポリシリコンエッチングを実
施する第３のステップとの間に、第３のステップと同じ
ガスを使用しかつ第３のステップよりも反応室圧力を増
加した第２のステップを設けている。このようなシリコ
ンのエッチング方法によれば、第１のステップで発生す
る残留フッ素は第２のステップでＨＦとして除去されて
しまい、第３のステップまで残留することがないので、
第３のステップでシリコン酸化膜２が過剰にエッチング
されることがない。また、第２のステップは、半導体装
置が設置された電極に大きな負のバイアス電圧が発生し
ないようにプロセス条件が設定されているので、第２の
ステップで残留フッ素とＣｌとがシリコン酸化膜２をエ
ッチングしない。したがって、第２の実施例同様に、従
来のシリコンのエッチング方法よりもシリコン酸化膜２
の膜厚減少量と残留膜厚の制御性に優れ、イオン注入層
５が所望の不純物プロファイルを得ることができる。ま
た、第２のステップと第３のステップの間に真空排気時
間を設けなくてもよく、第１の実施例に比べて処理時間
を短縮することができ、スループットの点からも好まし
い。また、第１の実施例のように従来のシリコンのエッ
チング方法と異なるガスを導入するガスラインを必要と
せず、装置に対する負担が小さい。
【００３４】なお、上記第１，第２，第３のいずれの実
施例においても、第１のステップではＳＦ6 を使用した
が、これに限定されるものではなく、例えばＣＦ4 やＮ
Ｆ3やＣＨＦ3 など組成中にフッ素を含有するガスであ
ればよい。また、これらのガスを単体で使用することに
は限定せず、混合ガスとして使用したり、例えばＨ2や
Ｏ2 を添加ガスとして使用してもよい。また、第１のス
テップにＨＢｒまたはＨＣｌを添加したり、あるいはＣ
ＨＣｌ3 などの堆積性のガスを添加したりすると、これ
らのガスから揮発性の小さい反応生成物を形成するので
第１のステップでポリシリコンゲート３の上部に発生す
るえぐれを少なくすることができる。
施例においても、第１のステップではＳＦ6 を使用した
が、これに限定されるものではなく、例えばＣＦ4 やＮ
Ｆ3やＣＨＦ3 など組成中にフッ素を含有するガスであ
ればよい。また、これらのガスを単体で使用することに
は限定せず、混合ガスとして使用したり、例えばＨ2や
Ｏ2 を添加ガスとして使用してもよい。また、第１のス
テップにＨＢｒまたはＨＣｌを添加したり、あるいはＣ
ＨＣｌ3 などの堆積性のガスを添加したりすると、これ
らのガスから揮発性の小さい反応生成物を形成するので
第１のステップでポリシリコンゲート３の上部に発生す
るえぐれを少なくすることができる。
【００３５】また、上記第１，第２，第３のいずれの実
施例においても、高周波放電により励起したプラズマに
よるＲＩＥエッチングを実施しているが、これに限定さ
れるものではなく、例えば、磁場の印加をともなうマグ
ネトロンＲＩＥ法や接地電極側に半導体装置を設置する
プラズマモードエッチングを用いてもよい。また、プラ
ズマの励起方法としてはやヘリコン波放電やマイクロ波
放電であってもよく、例えばＥＣＲ法を用いても全く同
様の効果を得ることができる。
施例においても、高周波放電により励起したプラズマに
よるＲＩＥエッチングを実施しているが、これに限定さ
れるものではなく、例えば、磁場の印加をともなうマグ
ネトロンＲＩＥ法や接地電極側に半導体装置を設置する
プラズマモードエッチングを用いてもよい。また、プラ
ズマの励起方法としてはやヘリコン波放電やマイクロ波
放電であってもよく、例えばＥＣＲ法を用いても全く同
様の効果を得ることができる。
【００３６】また、第１の実施例では、第２のステップ
にＨ2 を使用したが、これに限定されるものではなく、
例えばＣＨ4 やＮＨ3 などＨを組成中に含有するガスで
あればよい。また、上記第１，第２，第３のいずれの実
施例においても、第３のステップではＨＣｌとＯ2 の混
合ガスを使用したが、これに限定されるものではない。
第２の実施例および第３の実施例においては、例えばＣ
Ｈ3 ＢｒやＨＢｒやＨＩなどのフッ素を除くハロゲン原
子とＨとを組成に含むハロゲン化ガスを用いたものであ
ればよく、第１の実施例においては、これらに加えてＣ
ｌ2 やＣＣｌ4 などフッ素を除くハロゲン原子を組成中
に含むガスであればよい。
にＨ2 を使用したが、これに限定されるものではなく、
例えばＣＨ4 やＮＨ3 などＨを組成中に含有するガスで
あればよい。また、上記第１，第２，第３のいずれの実
施例においても、第３のステップではＨＣｌとＯ2 の混
合ガスを使用したが、これに限定されるものではない。
第２の実施例および第３の実施例においては、例えばＣ
Ｈ3 ＢｒやＨＢｒやＨＩなどのフッ素を除くハロゲン原
子とＨとを組成に含むハロゲン化ガスを用いたものであ
ればよく、第１の実施例においては、これらに加えてＣ
ｌ2 やＣＣｌ4 などフッ素を除くハロゲン原子を組成中
に含むガスであればよい。
【００３７】また、第２の実施例および第３の実施例で
は、第２のステップと第３のステップの間でプラズマの
発生を継続したが、これに限定するものではなく、第２
のステップ終了後にプラズマの発生をいったん中断して
もよい。なお、第２のステップと第３のステップとの間
でプラズマが中断された場合に、第３のステップの最初
に起こるプラズマ状態の過渡的な変化が大きくなって、
ハロゲン原子を組成中に含むポリマーを気相中で生成す
るという問題を発生することがある。このような現象は
下地となるシリコン酸化膜２（図１参照）の露出面積が
広い場合に顕著であり、第２のステップから第３のステ
ップへ移る際にプラズマを継続して発生させることによ
り、第３のステップにおけるプラズマの過渡的な変化を
低減して上記のポリマーの発生を防止することができ
る。
は、第２のステップと第３のステップの間でプラズマの
発生を継続したが、これに限定するものではなく、第２
のステップ終了後にプラズマの発生をいったん中断して
もよい。なお、第２のステップと第３のステップとの間
でプラズマが中断された場合に、第３のステップの最初
に起こるプラズマ状態の過渡的な変化が大きくなって、
ハロゲン原子を組成中に含むポリマーを気相中で生成す
るという問題を発生することがある。このような現象は
下地となるシリコン酸化膜２（図１参照）の露出面積が
広い場合に顕著であり、第２のステップから第３のステ
ップへ移る際にプラズマを継続して発生させることによ
り、第３のステップにおけるプラズマの過渡的な変化を
低減して上記のポリマーの発生を防止することができ
る。
【００３８】
【発明の効果】請求項１，２，３または４記載のシリコ
ンのエッチング方法によれば、フッ素原子を組成中に含
有するガスを用いてシリコン表面の自然酸化膜を除去す
る第１のステップにおいて発生した残留フッ素が、第２
のステップにおいてプラズマ中で発生する水素原子と結
合してフッ酸（ＨＦ）として除去されるので、第３のス
テップのシリコンをエッチングする際に、シリコンを成
長した絶縁膜の残留フッ素による過剰なエッチングがな
く、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができる。また
第２のステップは短時間ですむため、極端なスループッ
トの悪化をまねくこともない。
ンのエッチング方法によれば、フッ素原子を組成中に含
有するガスを用いてシリコン表面の自然酸化膜を除去す
る第１のステップにおいて発生した残留フッ素が、第２
のステップにおいてプラズマ中で発生する水素原子と結
合してフッ酸（ＨＦ）として除去されるので、第３のス
テップのシリコンをエッチングする際に、シリコンを成
長した絶縁膜の残留フッ素による過剰なエッチングがな
く、絶縁膜の残留膜厚を安定化することができる。また
第２のステップは短時間ですむため、極端なスループッ
トの悪化をまねくこともない。
【００３９】さらに、請求項２，３または４記載のシリ
コンのエッチング方法によれば、第２のステップと第３
のステップで同じガスを用いるため、第２のステップと
第３のステップとを連続して行うことができ、スループ
ットの点から好ましい。また、請求項４記載のシリコン
のエッチング方法によれば、請求項２または３記載のシ
リコンのエッチング方法において、第２のステップから
第３のステップへ移る際にプラズマを継続して発生させ
るようにしている。これは、第２のステップと第３のス
テップとの間でプラズマが中断された場合に、第３のス
テップの最初に起こるプラズマ状態の過渡的な変化が大
きくなって、ハロゲン原子を組成中に含むポリマーを気
相中で生成するという問題を発生することがあり、この
ような現象は下地となるシリコン酸化膜２（図１参照）
の露出面積が広い場合に顕著であり、第２のステップか
ら第３のステップへ移る際にプラズマを継続して発生さ
せることにより、第３のステップにおけるプラズマの過
渡的な変化を低減して上記のポリマーの発生を防止する
ことができる。
コンのエッチング方法によれば、第２のステップと第３
のステップで同じガスを用いるため、第２のステップと
第３のステップとを連続して行うことができ、スループ
ットの点から好ましい。また、請求項４記載のシリコン
のエッチング方法によれば、請求項２または３記載のシ
リコンのエッチング方法において、第２のステップから
第３のステップへ移る際にプラズマを継続して発生させ
るようにしている。これは、第２のステップと第３のス
テップとの間でプラズマが中断された場合に、第３のス
テップの最初に起こるプラズマ状態の過渡的な変化が大
きくなって、ハロゲン原子を組成中に含むポリマーを気
相中で生成するという問題を発生することがあり、この
ような現象は下地となるシリコン酸化膜２（図１参照）
の露出面積が広い場合に顕著であり、第２のステップか
ら第３のステップへ移る際にプラズマを継続して発生さ
せることにより、第３のステップにおけるプラズマの過
渡的な変化を低減して上記のポリマーの発生を防止する
ことができる。
【図１】この発明の実施例のシリコンのエッチング方法
における工程断面図。
における工程断面図。
【図２】この発明の第１の実施例のシリコンのエッチン
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
【図３】この発明の第１の実施例および従来例における
シリコン酸化膜２の膜厚減少量とエッチング時間との関
係を比較する図。
シリコン酸化膜２の膜厚減少量とエッチング時間との関
係を比較する図。
【図４】この発明の第２の実施例のシリコンのエッチン
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
【図５】この発明の第３の実施例のシリコンのエッチン
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
グ方法におけるエッチングパラメータのシーケンスを示
す図。
【図６】従来のシリコンのエッチング方法における工程
断面図。
断面図。
【図７】従来のシリコンのエッチング方法におけるエッ
チングパラメータのシーケンスを示す図。
チングパラメータのシーケンスを示す図。
【図８】従来のシリコンのエッチング方法におけるシリ
コン酸化膜の残留膜厚と真空排気時間の関係を示す図。
コン酸化膜の残留膜厚と真空排気時間の関係を示す図。
１ シリコン基板 ２ シリコン酸化膜 ３ ポリシリコンゲート ４ レジストパターン ５ イオン注入層
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコ
ンをエッチングするシリコンのエッチング方法であっ
て、 フッ素原子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコ
ン表面の自然酸化膜を除去する第１のステップと、 水素ガスまたは水素原子を組成中に含有するガスを用い
てプラズマを発生させる第２のステップと、 フッ素を除くハロゲン原子を組成中に含有するガスを用
いて前記シリコンをエッチングする第３のステップとを
含むことを特徴とするシリコンのエッチング方法。 - 【請求項２】 絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコ
ンをエッチングするシリコンのエッチング方法であっ
て、 フッ素原子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコ
ン表面の自然酸化膜を除去する第１のステップと、 フッ素を除くハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有
するガスを用いてプラズマを発生させる第２のステップ
と、 前記第２のステップと同じガスを用いるともに前記第２
のステップよりも高周波電力を増加して前記シリコンを
エッチングする第３のステップとを含むことを特徴とす
るシリコンのエッチング方法。 - 【請求項３】 絶縁膜上の一部の領域に形成したシリコ
ンをエッチングするシリコンのエッチング方法であっ
て、 フッ素原子を組成中に含有するガスを用いて前記シリコ
ン表面の自然酸化膜を除去する第１のステップと、 フッ素を除くハロゲン原子と水素原子とを組成中に含有
するガスを用いてプラズマを発生させる第２のステップ
と、 前記第２のステップと同じガスを用いるとともに前記第
２のステップよりも反応室圧力を減少して前記シリコン
をエッチングする第３のステップとを含むことを特徴と
するシリコンのエッチング方法。 - 【請求項４】 第２のステップから第３のステップへ移
る際にプラズマを継続して発生させることを特徴とする
請求項２または３記載のシリコンのエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6051395A JPH08264507A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | シリコンのエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6051395A JPH08264507A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | シリコンのエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264507A true JPH08264507A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13144478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6051395A Pending JPH08264507A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | シリコンのエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2348524A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-07-27 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for recovering pattern on silicon substrate |
| CN102148153A (zh) * | 2010-01-08 | 2011-08-10 | 东京毅力科创株式会社 | 基板清洁方法及基板清洁装置 |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP6051395A patent/JPH08264507A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102148153A (zh) * | 2010-01-08 | 2011-08-10 | 东京毅力科创株式会社 | 基板清洁方法及基板清洁装置 |
| EP2348524A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-07-27 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for recovering pattern on silicon substrate |
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