JPH1167730A - 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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- JPH1167730A JPH1167730A JP22515097A JP22515097A JPH1167730A JP H1167730 A JPH1167730 A JP H1167730A JP 22515097 A JP22515097 A JP 22515097A JP 22515097 A JP22515097 A JP 22515097A JP H1167730 A JPH1167730 A JP H1167730A
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- Japan
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- gas
- etching
- substrate
- silicon
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Abstract
(57)【要約】
【課題】配線層とシリコン基板を同時に加工する際、下
地酸化シリコン膜に対して高選択な半導体装置のエッチ
ング方法を提供すること。 【解決手段】配線層とシリコン基板を同時に加工する
際、塩素のようなハロゲンガスと酸素の混合ガスにおい
て、酸素の流量を総ガス流量に対して３０から６０％に
する。先ず真空ポンプ２１１により反応室２０４のガス
圧力を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下にした後、Ｃｌガス４
５ｓｃｃｍに対してＯ２ガスを２５ｓｃｃｍの割合で混
合したガスを別々にガス導入管２１０より導入する。次
いで励磁コイルより磁界を形成し、マイクロ波発振器２
０３から約１．７５ｋＷのマイクロ波をプラズマ生成室
２０１へ導入し混合ガスをプラズマ化した。更に高周波
電源２０８により電極２０６に高周波電力を約４０Ｗ印
加し、静電吸着により固定された半導体基板２０７上の
バイアス電界を作用させてエッチングを行った。
地酸化シリコン膜に対して高選択な半導体装置のエッチ
ング方法を提供すること。 【解決手段】配線層とシリコン基板を同時に加工する
際、塩素のようなハロゲンガスと酸素の混合ガスにおい
て、酸素の流量を総ガス流量に対して３０から６０％に
する。先ず真空ポンプ２１１により反応室２０４のガス
圧力を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下にした後、Ｃｌガス４
５ｓｃｃｍに対してＯ２ガスを２５ｓｃｃｍの割合で混
合したガスを別々にガス導入管２１０より導入する。次
いで励磁コイルより磁界を形成し、マイクロ波発振器２
０３から約１．７５ｋＷのマイクロ波をプラズマ生成室
２０１へ導入し混合ガスをプラズマ化した。更に高周波
電源２０８により電極２０６に高周波電力を約４０Ｗ印
加し、静電吸着により固定された半導体基板２０７上の
バイアス電界を作用させてエッチングを行った。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法において、特に配線層とシリコン基板を同時にエッチ
ングする方法に関するものである。
法において、特に配線層とシリコン基板を同時にエッチ
ングする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置における微細化に伴い、特に
多結晶シリコン膜の配線層の加工においてはデバイスの
高速化や微細化を図るために各種材料層も薄くなってい
るため、対下地選択性に優れたダメージの少ないエッチ
ング技術が要求されてきている。従来の高選択な加工技
術として塩素や臭化水素のようなハロゲンガスと酸素の
混合ガスによるエッチング技術がある。これは、ハロゲ
ンガスと酸素の混合ガスをプラズマ化してエッチングを
行うことにより、フォトレジスト及び酸化シリコン膜の
エッチング速度より多結晶シリコン膜のエッチング速度
比を充分大きくすることができるので選択的に多結晶シ
リコンのエッチングを行うことが可能であるというもの
である。
多結晶シリコン膜の配線層の加工においてはデバイスの
高速化や微細化を図るために各種材料層も薄くなってい
るため、対下地選択性に優れたダメージの少ないエッチ
ング技術が要求されてきている。従来の高選択な加工技
術として塩素や臭化水素のようなハロゲンガスと酸素の
混合ガスによるエッチング技術がある。これは、ハロゲ
ンガスと酸素の混合ガスをプラズマ化してエッチングを
行うことにより、フォトレジスト及び酸化シリコン膜の
エッチング速度より多結晶シリコン膜のエッチング速度
比を充分大きくすることができるので選択的に多結晶シ
リコンのエッチングを行うことが可能であるというもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
方法では図３に示すようなフラッシュなどの多結晶シリ
コンとシリコン基板を同時にエッチングする場合には混
合ガス総流量に対して酸素の流量が３０％以下では下地
酸化シリコン膜のエッチング速度と多結晶シリコンのエ
ッチング速度比を十分大きくすることができず、多結晶
シリコンの残余部をエッチングするオーバーエッチング
工程で酸化シリコン膜は無くなり、酸化シリコン膜の下
層部であるシリコン基板もエッチングされてしまう。ま
た、６０％以上では多結晶シリコン膜のエッチング速度
がほとんど無くなってしまい、多結晶シリコン膜を異方
性にエッチングすることが出来ない。よって、今後のフ
ラッシュなどのような多結晶シリコンと基板シリコンを
同時にエッチングするような微細加工には対応できない
という課題を有していた。
方法では図３に示すようなフラッシュなどの多結晶シリ
コンとシリコン基板を同時にエッチングする場合には混
合ガス総流量に対して酸素の流量が３０％以下では下地
酸化シリコン膜のエッチング速度と多結晶シリコンのエ
ッチング速度比を十分大きくすることができず、多結晶
シリコンの残余部をエッチングするオーバーエッチング
工程で酸化シリコン膜は無くなり、酸化シリコン膜の下
層部であるシリコン基板もエッチングされてしまう。ま
た、６０％以上では多結晶シリコン膜のエッチング速度
がほとんど無くなってしまい、多結晶シリコン膜を異方
性にエッチングすることが出来ない。よって、今後のフ
ラッシュなどのような多結晶シリコンと基板シリコンを
同時にエッチングするような微細加工には対応できない
という課題を有していた。
【０００４】
【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、配線層とシリコン基板を同時にエッチングす
ることを特徴とする。
造方法は、配線層とシリコン基板を同時にエッチングす
ることを特徴とする。
【０００５】本発明の半導体装置の製造方法は、請求項
１記載の該多結晶シリコン配線層とシリコン基板を塩素
のようなハロゲンと酸素を含む混合ガスのプラズマを用
いてエッチングすることを特徴とする。
１記載の該多結晶シリコン配線層とシリコン基板を塩素
のようなハロゲンと酸素を含む混合ガスのプラズマを用
いてエッチングすることを特徴とする。
【０００６】本発明の半導体装置の製造方法は、請求項
２記載の混合ガスにおいて酸素流量が３０から６０％で
あることを特徴とする。
２記載の混合ガスにおいて酸素流量が３０から６０％で
あることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づき詳細に説明する。また、本実施例は多結晶シリコン
を配線層とし、配線層とシリコン基板を同時にエッチン
グする工程に適用し、Ｃｌ２とＯ２の混合ガスを用いて
エッチングした例である。図２は本実施例において用い
たＥＣＲ型プラズマエッチング装置を示す模式的断面図
である。図中２０１はプラズマ生成室であり、そしてこ
の上側には導波管２０２が配設されており、導波管２０
２の他端側はマイクロ波発振器２０３に接続されてい
る。
づき詳細に説明する。また、本実施例は多結晶シリコン
を配線層とし、配線層とシリコン基板を同時にエッチン
グする工程に適用し、Ｃｌ２とＯ２の混合ガスを用いて
エッチングした例である。図２は本実施例において用い
たＥＣＲ型プラズマエッチング装置を示す模式的断面図
である。図中２０１はプラズマ生成室であり、そしてこ
の上側には導波管２０２が配設されており、導波管２０
２の他端側はマイクロ波発振器２０３に接続されてい
る。
【０００８】一方プラズマ生成室２０１の下側には反応
室２０４が連設されている。反応室２０４底部には試料
台２０５が配設されており、この試料台２０５の上面に
電極２０６が埋設されている。そしてこの試料台２０６
上に試料である半導体基板２０７が静電吸着等の手段に
より着脱可能に装着されている。前記電極２０６は高周
波電源２０８に接続されており、この高周波電源２０８
には直流電源２０９が接続されている。さらに反応室２
０４にはガス導入管２１０及び真空ポンプ２１１が配設
されている。
室２０４が連設されている。反応室２０４底部には試料
台２０５が配設されており、この試料台２０５の上面に
電極２０６が埋設されている。そしてこの試料台２０６
上に試料である半導体基板２０７が静電吸着等の手段に
より着脱可能に装着されている。前記電極２０６は高周
波電源２０８に接続されており、この高周波電源２０８
には直流電源２０９が接続されている。さらに反応室２
０４にはガス導入管２１０及び真空ポンプ２１１が配設
されている。
【０００９】またプラズマ生成室２０１及び導波管２０
２の一部の外周側に励磁コイル２１２が周設されてお
り、反応室２０４上部の外周側に励磁コイル２１３が周
設されている。試料台２０５下部の外周側に励磁コイル
２１４が周設されており、これら励磁コイル２１２，２
１３，２１４は図示しない直流電源に接続されている。
２の一部の外周側に励磁コイル２１２が周設されてお
り、反応室２０４上部の外周側に励磁コイル２１３が周
設されている。試料台２０５下部の外周側に励磁コイル
２１４が周設されており、これら励磁コイル２１２，２
１３，２１４は図示しない直流電源に接続されている。
【００１０】次に以上の如く構成されたＥＣＲ型プラズ
マエッチング装置の動作について説明する。マイクロ波
発振器２０３により発せられたマイクロ波は導入管２０
２を通りプラズマ生成室２０１へ導入される。マイクロ
波に対して空洞共振器として働くこのプラズマ生成室２
０１ではマイクロ波放電により生成された電子が励磁コ
イル２１２による磁界により螺旋運動を行い、マイクロ
波周波数(２．４５ＧＨｚ)に対して８７５Ｇａｕｓｓの
磁界が形成されていると電子はサイクロトロン共鳴し、
多くの気体分子は電離してプラズマを生成する。励磁コ
イル２１２，２１３，２１４により反応室２０４へ向け
て磁束密度が低くなる発散磁界を形成してあり、これに
より前記プラズマは反応室２０４へ導入される。反応室
２０４は真空ポンプ２１１により排気を行いガス導入管
２１０より所望のガス雰囲気としておく。
マエッチング装置の動作について説明する。マイクロ波
発振器２０３により発せられたマイクロ波は導入管２０
２を通りプラズマ生成室２０１へ導入される。マイクロ
波に対して空洞共振器として働くこのプラズマ生成室２
０１ではマイクロ波放電により生成された電子が励磁コ
イル２１２による磁界により螺旋運動を行い、マイクロ
波周波数(２．４５ＧＨｚ)に対して８７５Ｇａｕｓｓの
磁界が形成されていると電子はサイクロトロン共鳴し、
多くの気体分子は電離してプラズマを生成する。励磁コ
イル２１２，２１３，２１４により反応室２０４へ向け
て磁束密度が低くなる発散磁界を形成してあり、これに
より前記プラズマは反応室２０４へ導入される。反応室
２０４は真空ポンプ２１１により排気を行いガス導入管
２１０より所望のガス雰囲気としておく。
【００１１】一方電極２０６は高周波電源２０８により
誘起されるバイアス電界を半導体基板２０７表面に作用
させ、イオンの運動エネルギー,運動方向を制御する。
また直流電源２０９により半導体基板２０７は電極２０
６に静電吸着させてある。
誘起されるバイアス電界を半導体基板２０７表面に作用
させ、イオンの運動エネルギー,運動方向を制御する。
また直流電源２０９により半導体基板２０７は電極２０
６に静電吸着させてある。
【００１２】次にこの装置を用いた実施例として図１の
ような工程で配線層を形成し、配線層の加工をおこなっ
た。基板シリコン１０１上に酸化シリコン膜１０３を約
１５ｎｍ形成し、その上に多結晶シリコンを３００ｎｍ
程度堆積させた後、多結晶シリコンを加工してフローテ
ィングゲート１０２を形成した。その上に酸化シリコン
膜１０４、多結晶シリコン膜１０５、タングステンシリ
サイド膜１０６を順次形成し、フォトレジスト１０７に
よりパターニングした（ａ）。次にタングステンシリサ
イド１０６、多結晶シリコン１０５および酸化シリコン
膜１０４をフォトレジスト１０７のパターン通りに加工
した後（ｂ）、以下の方法で配線層とシリコン基板のエ
ッチングを同時に行った。
ような工程で配線層を形成し、配線層の加工をおこなっ
た。基板シリコン１０１上に酸化シリコン膜１０３を約
１５ｎｍ形成し、その上に多結晶シリコンを３００ｎｍ
程度堆積させた後、多結晶シリコンを加工してフローテ
ィングゲート１０２を形成した。その上に酸化シリコン
膜１０４、多結晶シリコン膜１０５、タングステンシリ
サイド膜１０６を順次形成し、フォトレジスト１０７に
よりパターニングした（ａ）。次にタングステンシリサ
イド１０６、多結晶シリコン１０５および酸化シリコン
膜１０４をフォトレジスト１０７のパターン通りに加工
した後（ｂ）、以下の方法で配線層とシリコン基板のエ
ッチングを同時に行った。
【００１３】先ず真空ポンプ２１１により反応室２０４
のガス圧力を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下にした後、Ｃｌ
ガス４５ｓｃｃｍに対してＯ２ガスを２５ｓｃｃｍの割
合で混合したガスを別々にガス導入管２１０より導入
し、いずれの場合もガス圧力を５ｍＴｏｒｒ程度の圧力
に調整した。次いで前述の如く励磁コイル２１２、２１
３、２１４より磁界を形成し、マイクロ波発振器２０３
から約１．７５ｋＷのマイクロ波をプラズマ生成室２０
１へ導入し混合ガスをプラズマ化した。更に高周波電源
２０８により電極２０６に高周波電力を約４０Ｗ印加
し、静電吸着により固定された半導体基板２０７上のバ
イアス電界を作用させてエッチングを行った。
のガス圧力を１×１０−６Ｔｏｒｒ以下にした後、Ｃｌ
ガス４５ｓｃｃｍに対してＯ２ガスを２５ｓｃｃｍの割
合で混合したガスを別々にガス導入管２１０より導入
し、いずれの場合もガス圧力を５ｍＴｏｒｒ程度の圧力
に調整した。次いで前述の如く励磁コイル２１２、２１
３、２１４より磁界を形成し、マイクロ波発振器２０３
から約１．７５ｋＷのマイクロ波をプラズマ生成室２０
１へ導入し混合ガスをプラズマ化した。更に高周波電源
２０８により電極２０６に高周波電力を約４０Ｗ印加
し、静電吸着により固定された半導体基板２０７上のバ
イアス電界を作用させてエッチングを行った。
【００１４】その結果、図１の（ｃ）に示すように多結
晶シリコン１０２とシリコン基板１０１を同時にエッチ
ングでき、かつ酸化シリコン膜１０３に対して高選択な
エッチングができた（ｃ）。この時多結晶シリコンのエ
ッチング速度は３００ｎｍ／ｍｉｎ、シリコン基板のエ
ッチング速度は２７０ｎｍ／ｍｉｎであり、下地選択性
は約４０であった。
晶シリコン１０２とシリコン基板１０１を同時にエッチ
ングでき、かつ酸化シリコン膜１０３に対して高選択な
エッチングができた（ｃ）。この時多結晶シリコンのエ
ッチング速度は３００ｎｍ／ｍｉｎ、シリコン基板のエ
ッチング速度は２７０ｎｍ／ｍｉｎであり、下地選択性
は約４０であった。
【００１５】以上、本発明の実施例を図面に基づいて例
を示したが、本発明は以上に述べたエッチング条件や装
置などは当然これに限るものではない。
を示したが、本発明は以上に述べたエッチング条件や装
置などは当然これに限るものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明の製造方法によれ
ば、フラッシュなどのような多結晶シリコンとシリコン
基板を同時にエッチングする場合に、下地酸化シリコン
膜のエッチング速度と多結晶シリコンのエッチング速度
比を十分大きくすることができ今後のフラッシュなどの
ような多結晶シリコンと基板シリコンを同時にエッチン
グするような微細加工に対応できるという効果を有す
る。
ば、フラッシュなどのような多結晶シリコンとシリコン
基板を同時にエッチングする場合に、下地酸化シリコン
膜のエッチング速度と多結晶シリコンのエッチング速度
比を十分大きくすることができ今後のフラッシュなどの
ような多結晶シリコンと基板シリコンを同時にエッチン
グするような微細加工に対応できるという効果を有す
る。
【図１】本発明の第１の実施例における工程の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例において使用したドライエッチ
ング装置の概略図である。
ング装置の概略図である。
【図３】従来技術における工程の断面図である。
１０１・・・・・・シリコン基板 １０２・・・・・・多結晶シリコン膜 １０３・・・・・・酸化シリコン膜 １０４・・・・・・酸化シリコン膜 １０５・・・・・・多結晶シリコン膜 １０６・・・・・・タングステンシリコン １０７・・・・・・フォトレジスト ２０１・・・・・・プラズマ生成室 ２０２・・・・・・導波管 ２０３・・・・・・マイクロ波発振器 ２０４・・・・・・反応室 ２０５・・・・・・試料台 ２０６・・・・・・電極 ２０７・・・・・・半導体基板 ２０８・・・・・・高周波電源 ２０９・・・・・・直流電源 ２１０・・・・・・ガス導入管 ２１１・・・・・・真空ポンプ ２１２、２１３、２１４・・・・・・励磁コイル ３０１・・・・・・シリコン基板 ３０２・・・・・・多結晶シリコン膜 ３０３・・・・・・酸化シリコン膜 ３０４・・・・・・酸化シリコン膜 ３０５・・・・・・多結晶シリコン膜 ３０６・・・・・・タングステンシリコン ３０７・・・・・・フォトレジスト
Claims (3)
- 【請求項１】配線層とシリコン基板を同時にエッチング
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の該多結晶シリコン配線層と
シリコン基板を塩素のようなハロゲンと酸素を含む混合
ガスのプラズマを用いて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３】請求項２記載の混合ガスにおいて酸素流量
が３０％から６０％であ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 |
|---|---|---|---|
| JP22515097A JPH1167730A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22515097A JPH1167730A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167730A true JPH1167730A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16824735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22515097A Withdrawn JPH1167730A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167730A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110504935A (zh) * | 2018-05-17 | 2019-11-26 | 三星电机株式会社 | 体声波谐振器及制造该体声波谐振器的方法 |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP22515097A patent/JPH1167730A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110504935A (zh) * | 2018-05-17 | 2019-11-26 | 三星电机株式会社 | 体声波谐振器及制造该体声波谐振器的方法 |
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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: 20041102 |