JPH1116885A

JPH1116885A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH1116885A
Application number: JP16357397A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Yanagida; 敏治柳田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロローディング効果を抑えながら、ア
スペクト比の高い微細トレンチの高速異方性ドライエッ
チングを行う。【解決手段】Ｓｉ基板１に対してある程度の化学反応
性を持つハロゲン系化学種と、Ａｒよりも質量の大きい
不活性ガスのイオンとを生成可能なエッチング・ガス、
すなわちＣｌ₂／Ｘｅ混合ガスやＳＦ₆／Ｋｒ混合ガス
を使用する。Ｃｌ^*やＦ^*によるラジカル反応がＸｅ⁺
やＫｒ⁺等の重イオンの入射エネルギーにアシストされ
る機構で高速エッチングが進行し、異方性形状を有する
ディープ・トレンチ４が形成される。Ｓ₂Ｃｌ₂ガスを
用いれば、プラズマ中に放出されたイオウＳをトレンチ
内に堆積させて側壁保護に利用することができるので、
イオン入射エネルギーを低下させても良好な異方性形状
を維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体プロセス等の
微細加工分野に適用されるドライエッチング方法に関
し、特にマイクロローディング効果を抑制しながらシリ
コン系材料層にアスペクト比の高いトレンチを良好に形
成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの微細素子分離やメモリ
・セル容量面積の確保を目的としてシリコン基板にトレ
ンチを形成するプロセスは、シリコン系材料層のドライ
エッチングの代表的プロセスのひとつである。トレンチ
の深さはデバイスの種類や用途により異なり、容量素子
では４〜６μｍ（ディープ・トレンチ）、素子分離では
ＭＯＳ−ＦＥＴ用で１μｍ弱（シャロー・トレンチ）、
バイポーラ・トランジスタ用で３μｍ程度とされてい
る。いずれのトレンチも開口径は０．３５〜１μｍ程度
であり、容量素子用トレンチの中にはアスペクト比が１
０以上にも達するものがある。

【０００３】トレンチ加工の初期に多用されていたエッ
チングガスは、フロンガスの通称で知られるＣＦＣ（ク
ロロフルオロカーボン）ガスであった。ＣＦＣガスは、
たとえばＣＦＣ−１１３（Ｃ₂Ｃｌ₃Ｆ₃）のごとく１
分子内にフッ素（Ｆ）原子と塩素（Ｃｌ）原子の両方を
持つため、プラズマ中でガス分子を解離させた場合にＦ
^*（フッ素ラジカル）あるいはＣｌ^*（塩素ラジカル）
による化学的なシリコンの除去過程と、ＣＦ_x ⁺，ＣＣ
ｌ_x ⁺等のイオンの衝突エネルギーによる物理的な除去
過程とを並行して進行させることができる。また、プラ
ズマ重合により生成するフルオロカーボン系ポリマーが
トレンチの側壁面に堆積するので、側壁保護効果を期待
することができる。このようなイオン・アシスト機構お
よび側壁保護機構のおかげで、ＣＦＣガスを用いてトレ
ンチの高速異方性加工を行うことは比較的容易であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述のＣＦＣ
ガスは、大気中に放出されると地球のオゾン層を破壊す
ることから生産量も消費量も段階的に削減されてきてお
り、特に上述のＣＦＣ−１１３も含めた５種類の特定フ
ロンについては西暦２０００年までに全廃されることが
国際的に決定されている。また、ＣＦＣガスに由来する
カーボン系の側壁保護膜は、高異方性を求めて大量に堆
積させるとドライエッチング終了後に十分に除去できな
い場合があり、ウェハ面やドライエッチング装置のプラ
ズマチャンバ内のパーティクル・レベルを悪化させるお
それがある。このような状況の中で、シリコン系材料層
のドライエッチングの分野ではＣＦＣガスの代替品を見
出し、その効果的な利用法、すなわち脱フロン・プロセ
スを確立するための検討が行われてきた。

【０００５】かかる脱フロン・プロセスのひとつとし
て、臭素（Ｂｒ）系化学種を用いるプロセスが知られて
いる。Ｂｒはイオン半径が大きく、単結晶シリコンや多
結晶シリコン等のシリコン系材料層の結晶格子や結晶粒
界内に侵入することができないため、化学的なシリコン
の除去過程を自発的に進行させることはない。その代わ
り、ＦやＣｌに比べて質量が大きいので、プラズマ中か
ら被エッチング物にＢｒイオンが入射した際には大きな
衝突エネルギーが得られる。このときのイオン・スパッ
タ作用により、シリコン系材料層を高精度に異方性エッ
チングすることが可能となるのである。

【０００６】しかしながら、ＨＢｒを用いたＳｉ系材料
層のドライエッチングでは、反応生成物であるＳｉＢｒ
ｘの蒸気圧が常温において非常に低い。ＳｉＢｒｘは、
トレンチ側壁面のようなイオン入射の少ない領域に堆積
すれば、側壁保護効果を発揮して異方性形状の達成に寄
与するが、イオンの垂直入射面に堆積すると表面保護効
果を発揮してエッチング速度を大幅に低下させる。特
に、開口径が小さくアスペクト比の高いトレンチの底面
付近では、イオンの入射確率や反応生成物の蒸気圧の低
下によりマイクローディング効果と呼ばれるエッチング
速度の低下が生じやすいために、ＳｉＢｒｘの堆積は不
利となる。また、イオン入射面に堆積したＳｉＢｒｘが
プラズマから入射するイオンにスパッタされると、Ｓｉ
Ｂｒｘの微粒子が周囲へ飛散し、ドライエッチング装置
のプラズマ・チャンバ内のパーティクル・レベルが悪化
してしまう。このことは、枚葉処理が主流の近年のドラ
イエッチング装置において、ウェハごとの処理の再現性
を大きく損なう原因となる。

【０００７】このように、従来の脱フロン・プロセスに
よるＳｉ系材料層のドライエッチングでは、高速性、低
汚染性、高再現性といった諸特性を満足させながら異方
性加工を行うことが困難であった。そこで、本発明はこ
れらの諸特性のいずれをも犠牲とせずに、トレンチ加工
に代表されるＳｉ材料層のドライエッチングを高精度に
行う方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、Ｓｉ系材料層に対してある程度の自発的な化
学反応性を持つ化学種と、自発的な化学反応性は持たな
いが高い衝撃エネルギーをもって物理的エッチングに寄
与し得る大質量のイオンとをそれぞれ別の化合物から供
給し得る組成のエッチングガスを用いることで、基本的
に側壁保護膜に頼らずに良好な異方性加工を目指すもの
である。すなわち、放電解離条件下でＫｒ，Ｘｅ，Ｒｎ
から選ばれる少なくとも１種類の不活性ガス系化学種と
ハロゲン系化学種とを生成し得るエッチングガスを用い
てＳｉ系材料層をエッチングすることにより、上述の目
的を達成しようとするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明では、ハロゲン系化学種に
よるＳｉ系材料層の化学的なエッチング反応が、Ｋ
ｒ⁺，Ｘｅ⁺，Ｒｎ⁺といった不活性ガスのイオンのア
シストを得ながら進行する。ドライエッチング用に用い
られている不活性ガスといえば、従来はもっぱらＡｒで
あったが、本発明で用いられる上記の不活性ガスはＡｒ
よりもさらに質量が大きく、よって同じ加速度であれば
より大きな衝撃エネルギーを生じ得るものである。上記
不活性ガスのイオンは、Ｓｉに対する反応性も持たなけ
れば、Ｓｉ系材料層の結晶格子内や結晶粒界内に侵入す
ることもない。したがって、Ｓｉ系材料層に対するその
作用は、純粋に物理的なスパッタリングである。ただ
し、物理的なスパッタリングだけではエッチング速度に
限界があるので、このような不活性ガスのイオンを併用
しながら高速エッチングを達成しようとすると、本発明
ではハロゲン系化学種の側にＳｉ系材料層に対するある
程度の自発的な化学反応性が備わっている必要がある。
このような理由から、従来用いられていたＢｒ系化学種
は本発明のハロゲン系化学種としては不適切であり、Ｆ
系化学種またはＣｌ系化学種の少なくとも一方を用いる
ことになる。

【００１０】上記不活性ガスのイオンと上記ハロゲン系
化学種とは、たとえばＡｒＦ₂やＫｒＦ₂といった化合
物をエッチングガスとして用いれば、プラズマ中に同時
に生成させることができる。しかし、不活性ガスには限
られた種類の化合物しか知られておらず、エッチングガ
ス成分の選択の幅が狭い。また、従来のＣＦＣガスを用
いるエッチングと同様、重イオンとハロゲン系化学種と
の生成費を独立に制御することができない。これに対
し、不活性ガスとハロゲン系化合物ガスの混合ガスをエ
ッチングガスとして用いれば、両者の混合比に応じて重
イオンとハロゲン系化学種との量的バランスを精密に制
御することが可能である。これにより、加工形状の制御
やマイクロローディング効果の抑制が容易となる。この
場合のＦ^*は、ＮＦ₃，ＣＦ₄，ＣｌＦ₃，Ｆ₂等のフ
ッ素系ガスから発生させることができる。また、上記Ｃ
ｌ^*は、Ｃｌ₂，ＨＣｌ，ＢＣｌ₃等の塩素系ガスから
発生させることができる。

【００１１】本発明のドライエッチング方法では、従来
のＣＦｘ⁺よりもさらに質量の大きいＫｒ⁺，Ｘｅ⁺あ
るいはＲｎ⁺を重イオンとして用いるため、基本的に側
壁保護膜を堆積させなくても十分な異方性加工を行うこ
とができる。しかし、ここでパーティクル汚染を起こし
にくい堆積性物質を併用することにより、加工に必要な
イオン入射エネルギーを減少させ、被エッチング物をそ
れほど低温に保たなくても良好な異方性加工を行うこと
が可能である。この堆積性物質として好適な物質が、イ
オウである。イオウは昇華性の物質であり、被エッチン
グ物の温度がその昇華温度より低く維持されていれば被
エッチング物の表面に堆積し、側壁保護効果や表面保護
効果を発揮する。しかも、エッチング終了後に被エッチ
ング物の温度を昇華温度以上に上昇させれば容易に除去
することができ、パーティクル汚染の原因とならない。

【００１２】このイオウは、放電解離条件下で上記のエ
ッチングガスからプラズマ中に遊離の状態で生成させる
ことができる。イオウの供給源となる成分ガスは、不活
性ガスとハロゲン化合物とを含む上記エッチングガス中
に、これらとは別に添加することができる。たとえば、
上記エッチングガスにＨ₂Ｓを添加ことができる。一
方、上記ハロゲン化合物にイオウ供給を兼ねさせること
もできる。ここで、イオウも供給し得るハロゲン化合物
とは、本願出願人が以前に提案したＳ₂Ｆ₂，ＳＦ₂，
ＳＦ₄，Ｓ₂Ｆ₁₀，Ｓ₂Ｃｌ₂，Ｓ₃Ｃｌ₂，ＳＣｌ₂
から選ばれる少なくとも１種類の化合物である。これら
のイオウ含有ハロゲン化合物は、この種の化合物として
以前より知られるＳＦ₆と比べて分子のＳ／Ｘ比〔Ｓ原
子数とＸ（ハロゲン）原子数の比〕が大きく、プラズマ
中に遊離のイオウを放出させるには好都合である。

【００１３】なお、遊離のＳと共にＦ^*やＣｌ^*等のハ
ロゲン系化学種が存在するプラズマ中にＨ^*（水素ラジ
カル）が共存すると、このＨ^*がＦ^*やＣｌ^*と結合し
て系外へ排出するため、プラズマのＳ／Ｘ比が上昇す
る。そこで、Ｈ₂，Ｈ₂Ｓ，シラン系化合物のようにＨ
^*を発生させ得る化合物をエッチングガス中に添加する
ことで、Ｓの堆積量を調節することもできる。さらに上
記エッチングガスがイオウに加えて窒素系化学種を生成
するものであれば、ポリチアジル（ＳＮ）ｘ等の窒化イ
オウ化合物が生成するので、単体のイオウを堆積させる
場合よりも強固な側壁保護効果を期待することができ
る。この窒化イオウ化合物は、ドライエッチング終了後
に被エッチング物を１３０℃程度に加熱すれば、分解除
去することができる。

【００１４】本発明のドライエッチング方法の被エッチ
ング物であるシリコン系材料層は、単結晶シリコン、多
結晶シリコン、金属シリサイド、あるいはこれらの積層
膜のいずれであってもよく、形成されるパターンも特に
限定されるものではない。ただし、重イオンを併用して
エッチング速度を高め、これによりマイクロローディン
グ効果を抑えながら異方性加工を達成できるという本発
明のメリットを最大限に活かせるプロセスは、トレンチ
加工である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００１６】実施例１ここでは、本発明をディープ・トレンチ加工へ適用した
プロセス例について、図１ないし図３を参照しながら説
明する。図１に、エッチングのサンプルとして用いたウ
ェハを示す。このウェハは、Ｓｉ基板１上に厚さ約０．
１５μｍのＳｉＯｘマスク２が形成されたものである。
このような無機マスクを使用するのは、ディープ・トレ
ンチ加工ではドライエッチングが長時間にわたるために
レジスト・マスクでは膜減りが激しくなり、マスクとト
レンチとの間の寸法変換差が増大したり，マスク端部で
のイオンの散乱により異方性形状が劣化するおそれがあ
るからである。上記ＳｉＯｘマスク２は、パターニング
された第１のＳｉＯｘ膜と、これを被覆する第２のＳｉ
Ｏｘ膜をエッチバックして得られたサイドウォールから
構成されており、フォトリソグラフィの解像限界よりも
寸法の小さい開口３を備えている。ここでは、ｇ線（波
長４３６ｎｍ）リソグラフィを採用して、直径０．３５
μｍの開口３を形成した。

【００１７】次に、このウェハをＲＦバイアス印加型の
有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセット
し、一例として次の条件でＳｉ基板１のドライエッチン
グを行った。Ｃｌ₂流量４０ＳＣＣＭＸｅ流量１０ＳＣＣＭ圧力０．２７Ｐａマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス電力５０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度常温このエッチング過程では、ＥＣＲ放電によりＣｌ₂から
解離生成するＣｌ^*によるラジカル反応がＣｌｘ⁺，Ｘ
ｅ⁺等のイオンのウェハ衝突エネルギーにアシストされ
る機構でシリコン基板１のエッチングが進行した。

【００１８】従来このようなディープ・トレンチ加工を
行う場合には、不活性ガスとしてＡｒが多用されてきた
が、本実施例ではＡｒ⁺イオンよりもさらに質量の大き
いＸｅ⁺イオンが発生し、またＸｅガスによるＣｌ^*の
希釈効果が得られるために、エッチング・モードのイオ
ン性がより強くなる。このため、過剰ラジカルによるサ
イドエッチングの進行が抑制され、また、マイクロロー
ディング効果による極端なエッチング速度の低下も回避
することができた。このようにして、図２に示されるよ
うに、深さ約４μｍ、アスペクト比約１１のトレンチ４
を、良好な異方性形状をもって実用的な速度で形成する
ことができた。上記ドライエッチングを終了後、ウェハ
をＳｉＯｘ膜用のＲＩＥ装置に搬送し、図３に示される
ようにＳｉＯｘマスク３を除去した。本実施例では側壁
保護膜がほとんど生成していないので、プラズマ・チャ
ンバ内のパーティクル・レベルも悪化することがなかっ
た。したがって、上記エッチング装置を用いた枚葉処理
においても、再現性は極めて良好であった。

【００１９】実施例２本実施例では、イオウによる側壁保護を併用しながらデ
ィープ・トレンチ加工を行った。本実施例で使用したサ
ンプル・ウェハは、実施例１で使用したものと同じであ
る。このウェハを有磁場マイクロ波プラズマ・エッチン
グ装置にセットした。ここで、このエッチング装置のウ
ェハ・ステージには冷却配管が内蔵されており、この冷
却配管に装置外部に設置されるチラーからエタノール系
冷媒を循環させることで、プロセス中のウェハの温度を
０℃以下の低温域で制御可能とされている。

【００２０】ドライエッチング条件は、一例として次の
とおりとした。Ｓ₂Ｃｌ₂流量３０ＳＣＣＭＫｒ流量７０ＳＣＣＭ圧力０．２７Ｐａマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス電力３０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −３０ ℃

【００２１】Ｓ₂Ｃｌ₂は、Ｓｉ基板１のエッチングに
寄与するＣｌ^*をプラズマ中に生成する一方で、側壁保
護に寄与するイオウ（Ｓ）も放出する。ディープ・トレ
ンチ加工では通常はレジスト・マスクを使用しないの
で、レジスト材料由来のカーボン系ポリマーによる側壁
保護を期待することはできないが、このようにプラズマ
中から堆積するイオウをその代用とすることができる。
しかも、ウェハの低温冷却によりラジカルの反応性を低
下させているので、サイドエッチングが抑制された条件
となっている。このため、実施例１よりＲＦバイアス電
力を減じているにもかかわらず、良好な異方性加工を行
うことができた。なお、トレンチ４の側壁面に堆積した
イオウは、エッチング終了後に基板を約９０℃に加熱し
たところすべて昇華し、ウェハ面やプラズマ・チャンバ
内を何ら汚染することはなかった。したがって、上記エ
ッチング装置を用いた枚葉処理においても、再現性は極
めて良好であった。

【００２２】実施例３ここでは、本発明をシャロー・トレンチ加工へ適用した
プロセス例について、図４ないし図６を参照しながら説
明する。図４に、エッチングのサンプルとして用いたウ
ェハを示す。このウェハは、Ｓｉ基板１１上にパッド酸
化膜２と厚さ約０．１５μｍのポリシリコン膜１３が積
層され、さらにその上に所定の形状を有するレジスト・
マスク１４が形成されたものである。上記ポリシリコン
膜１３は、エッチング中のレジスト・マスク１４のエッ
ジの後退をトレンチ形状に反映させないためのバッファ
層として設けられている。上記レジスト・マスク１４
は、たとえばＫｒＦエキシマ・レーザ・リソグラフィと
化学増幅系レジスト材料を用いて形成されており、幅
０．３５μｍの狭い開口１５と、幅１μｍの広い開口１
６とを有する。

【００２３】このウェハを有磁場マイクロ波プラズマ・
エッチング装置にセットし、一例として下記の条件でＳ
ｉ基板１１をエッチングした。ＳＦ₆ 流量４０ＳＣＣＭＫｒ流量６０ＳＣＣＭ圧力０．２７Ｐａマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス電力５０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度常温

【００２４】このエッチングにより、図５に示されるよ
うに、良好な異方性形状を有するシャロー・トレンチ１
８，１９が形成された。上記のエッチング過程では、Ｅ
ＣＲ放電によりＳＦ₆から解離生成する大量のＦ^*によ
るラジカル反応がＳＦｘ⁺，Ｋｒ⁺等のイオンのウェハ
衝突エネルギーにアシストされる機構でシリコン基板１
１のエッチングが進行した。このとき、質量の大きいＫ
ｒ⁺イオンが発生してイオン・モードが強まるため、大
量のＦ^*の存在下でも異方性形状が維持された。この異
方性形状の維持には、上記レジスト・マスク１４の分解
生成物に由来し、シャロー・トレンチ１８，１９の側壁
面に堆積するカーボン系の側壁保護膜１７も一部寄与し
ている。

【００２５】なお、マイクロローディング効果が強く現
れる系では、図示されるように開口幅の異なるトレンチ
が混在する場合、狭いトレンチの深さが広いトレンチの
深さよりも浅くなってしまう傾向がしばしば現れる。し
かし、本実施例ではエッチング機構がイオン・モードに
近くなっているため、両方のシャロー・トレンチ１８，
１９がほぼ同じ深さに形成され、マイクロローディング
効果が抑制できていることが確認された。エッチング終
了後、図６に示されるように通常の酸素プラズマ・アッ
シングによりレジスト・マスク１４を除去した。このと
き、側壁保護膜１７も同時に除去された。

【００２６】実施例４ここでは、前述のシャロー・トレンチ加工におけるエッ
チング条件を、一例として下記のように変更した。な
お、使用したサンプル・ウェハは、実施例３で使用した
ものと同じである。Ｃｌ₂流量４０ＳＣＣＭＸｅ流量１０ＳＣＣＭ圧力０．２７Ｐａマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス電力５０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度常温本実施例では、Ｆ^*よりも原子半径の大きいＣｌ^*を主
エッチング種として利用することにより、サイドエッチ
ングが効果的に抑制され、実施例３よりもさらに良好な
異方性形状を有するシャロー・トレンチ１８，１９を形
成することができた。

【００２７】実施例５本実施例では、イオウによる側壁保護を併用しながらシ
ャロー・トレンチ加工を行った。なお、使用したサンプ
ル・ウェハは、実施例３で使用したものと同じである。
ドライエッチング条件は、一例として次のとおりとし
た。Ｓ₂Ｃｌ₂流量３０ＳＣＣＭＫｒ流量７０ＳＣＣＭ圧力０．２７Ｐａマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス電力３０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −３０ ℃

【００２８】本実施例では、Ｓ₂Ｃｌ₂から解離生成す
るイオウをシャロー・トレンチ１８，１９の側壁面へ堆
積させることによる側壁保護効果ができるので、レジス
ト・マスク１４からのカーボン系ポリマーの供給量を減
少させることができる。したがって、実施例３や実施例
４に比べてＲＦバイアス電力を低下させることができ、
しかもこのことにより対レジスト選択性を向上させ、ま
たカーボン汚染を抑制することができた。

【００２９】以上、本発明の５例の具体的な実施例にも
とづいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限
定されるものではない。まず、ドライエッチング装置と
しては上述のようなＲＦ印加型の有磁場マイクロ波プラ
ズマ装置に限られず、平行平板型プラズマ装置、誘導結
合プラズマ（ＩＣＰ）装置、ヘリコン波プラズマ装置、
トライオード型プラズマ装置等、他のプラズマ励起方式
にもとづく装置も使用することができる。たとえばＩＣ
Ｐ装置を使用した場合、上述の実施例１ないし実施例５
におけるガスの種類、ガス流量、圧力、ＲＦバイアス電
力、ウェハ温度を何ら変更せずに、プラズマ励起に関与
するマイクロ波電力８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）を１０
００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）に変更すれば、ＲＦ印加型
の有磁場マイクロ波プラズマ装置を用いた場合とほぼ同
様のトレンチ加工を行うことが可能である。

【００３０】また、プラズマ中にイオウを放出するガス
としては、上記のＳ₂Ｃｌ₂以外に、Ｓ₂Ｆ₂，Ｓ
Ｆ₂，ＳＦ₄，Ｓ₂Ｆ₁₀，Ｓ₂Ｃｌ₂，Ｓ₃Ｃｌ₂，Ｓ
Ｃｌ₂を用いることが可能である。この他、サンプル・
ウェハの構成、ドライエッチング条件等の細部について
は、適宜変更、選択、組合せが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、イオン・モードを主体とするドライエッチ
ング機構により、Ｓｉ系材料層の高速、高異方性、低汚
染性加工を優れた再現性をもって行うことが可能とな
る。特に、本発明によりトレンチ加工を行った場合に
は、アスペクト比の高い微細なトレンチを精度良く形成
することが可能となり、このトレンチを用いて形成され
る半導体デバイスの容量素子や素子分離の信頼性を著し
く向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をディープ・トレンチ加工に適用したプ
ロセス例において、Ｓｉ基板上にＳｉＯｘマスクを形成
した状態を示す模式的断面図である。

【図２】図２のＳｉ基板をドライエッチングしてディー
プ・トレンチを形成した状態を示す模式的断面図であ
る。

【図３】図２のＳｉＯｘマスクを除去した状態を示す模
式的断面図である。

【図４】本発明をシャロー・トレンチ加工に適用したプ
ロセス例において、Ｓｉ基板上にレジスト・マスクを形
成した状態を示す模式的断面図である。

【図５】図４のＳｉ基板をドライエッチングしてシャロ
ー・トレンチを形成した状態をを示す模式的断面図であ
る。

【図６】図５のレジスト・マスクを除去した状態を示す
模式的断面図である。

【符号の説明】

１，１１…Ｓｉ基板２…ＳｉＯｘマスク４…ディー
プ・トレンチ１４…レジスト・マスク１７…側壁保
護膜１８，１９…シャロー・トレンチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電解離条件下でＫｒ，Ｘｅ，Ｒｎから
選ばれる少なくとも１種類の不活性ガス系化学種とハロ
ゲン系化学種とを生成し得るエッチングガスを用いてシ
リコン系材料層をエッチングすることを特徴とするドラ
イエッチング方法。
【請求項２】前記エッチングガスがＫｒ，Ｘｅ，Ｒｎ
から選ばれる少なくとも１種類の不活性ガスと、ハロゲ
ン化合物もしくはハロゲン単体との混合ガスであること
を特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。
【請求項３】前記ハロゲン系化学種がフッ素系化学種
または塩素系化学種の少なくとも一方であることを特徴
とする請求項２記載のドライエッチング方法。
【請求項４】前記エッチングガスが放電解離条件下で
遊離のイオウを生成し得ることを特徴とする請求項２記
載のドライエッチング方法。
【請求項５】前記イオウが前記ハロゲン化合物から供
給されることを特徴とする請求項４記載のドライエッチ
ング方法。
【請求項６】前記ハロゲン化合物がＳ₂Ｆ₂，Ｓ
Ｆ₂，ＳＦ₄，Ｓ₂Ｆ₁₀，Ｓ₂Ｃｌ₂，Ｓ₃Ｃｌ₂，Ｓ
Ｃｌ₂から選ばれる少なくとも１種類の化合物であるこ
とを特徴とする請求項５記載のドライエッチング方法。
【請求項７】前記シリコン系材料層のエッチングによ
りトレンチを形成することを特徴とする請求項１記載の
ドライエッチング方法。