JPS6151829A - エツチングにより得られる部材及び該部材を得るエツチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の口約 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エツチングにより得られる部材、及び該部材
を得るエツチング方法に関する。この技術は、例えば、
半導体などの電子材料や、その他エツチングを用いて部
材を得る産業分野で利用することができる。

〔従来の技術〕

従来のエツチング技術、例えばＬＳＩの製造プロセスに
用いるエツチング技術においては、ＲＩＥ　（Ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ　　Ｉｏｎ　　Ｅｔｃｈｉｎｇ反応性イオンエ
ツチング）が採用されることがある。特に、最近のＬＳ
Ｉ製造におけるエツチング工程としては、異方性エツチ
ングの可能なＲＩＥが主流になりつつある。ＲＩＥを用
いて、第５図に示すようにレジストａでマスクした部材
すを工ッチングすると、マスクに対して変換差の少ない
（つまりレジストパターンとの形状対応性の良好な）、
断面が垂直となるエツチングができる。このようにＲＩ
Ｅはレジストパターンの転写性が良好なので、微細パタ
ーンの形成に適するのであるが、反面、通常のエツチン
グ手法では、下部層Ｃの下縁部ｄの角、つまりエツチン
グで形成された垂直面ｅと平面ｆとのなす角度θがほぼ
直角になってしまい、これが問題となる場合がある。例
えば、第５図の例では下部層Ｃがシリコンで、その上に
Ｓ　ｉ　Ｏを層ｇ　ＳＳ　１３　Ｎ、ａ層りが積層され
た構成であるが、このようなものをレジストａをマスク
として下部層Ｃ（シリコン層）までＲＩＥでエツチング
し、かつＲＩＥを行った後に素子間分離工程でＬＯＣＯ
３酸化（１，ｏｃａｌ　　０ｘｉｄ−ａｔｉｏｎ　　ｏ
ｆ　　３ｉ１ｉｃｏｎ）を行うと、シリコンの酸化に伴
い下部ＮＣ（シリコン層）にストレスがかかり、そのほ
ぼ直角な下端エッヂｄから転位等の結晶欠陥が発生して
しまい、機械的損傷（クラックなど）が生ずることがあ
る。

これを避けるため、従来はエツチングを垂直には行わず
、斜めにエツチングするいわゆるテーパーエツチングを
行っているが、この従来法では第６図に示すように、下
端エッヂｄだけでなく、下部層ｃ　、、Ｓ　１０　ｚ層
ｇ、Ｓ’ＬｘＮａ層りのいずれにもテーパーがついて、
側壁全体がテーパー形状ｌになってしまう。このためマ
スクであるレジストａとの形状対応が悪くなって、マス
クとの変換差が大きくなる等の問題がある。

即ち従来技術にあっては、第４図（ａ）に示す被エツチ
ング体（後記説明の第３図（ａ）と同じ）を加工する場
合には、ＣＨＦ、１０□−４０／３０のガスを用いて１
段でテーパーエツチングしていたため、第４図（ｂ）（
第６図に対応）のように、全体に傾斜ｉがついた、変換
差の大きい部材しか得られず、・レジス）ａ除去後も第
４図（Ｃ）の如き形状のものしか得られなかったのであ
る。

また、変換差を小さくしてしかも欠陥の発生を防止すべ
く、第５図の如き製品のほぼ直角なエッヂ部ｄを丸めよ
うとしても、かかる後加工は煩雑であり、かつエツチン
グ後の微細加工は容易ではなく、実用的でない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとするのは上記従来技術の問題であ
り、即ち本発明は上記の如く下部層の被エツチング部分
のエッヂ部がほぼ直角になることを防ぐ場合にマスクと
の変換差が大きくなるという問題を解決せんとするもの
である。従って本発明の目的は、エッヂ部がほぼ直角に
なることを避は得、しかもマスクとの変換差が小さくて
レジストの形状を正確に転写できる部材を提供すること
にある。またこのような部材をエツチング工程において
容易に得ることができるエツチング方法を提供すること
にある。

（ロ）発明の構成 〔問題を解決するための手段（第１発明）〕上記目的を
達成するため、本願の第１発明、即ち本発明に係るエツ
チングにより得られる部材は、それぞれエツチングによ
り加工された上部層と下部層との少なくとも二層を存し
、該下部層におけるエツチング除去された部分の下縁部
は、該除去された部分の立ち上がり面と平面との接合部
が非鋭角で形成されて成るとともに、該下縁部付近以外
の立ち上がり面はほぼ垂直に立ち上がって成るものであ
る。

第１図に、下縁部を滑らかに形成することにより非鋭角
とした例を示した゛。これを用いて説明すると、本発明
の部材は、図に例示の如く、エツチング加工された上部
層１と、エツチング加工された下部Ｎ２との少なくとも
２層を有している（図では２層のみの例を示した）。下
部層２の、エツチングにより除去された部分３の下縁部
４は、非鋭角に形成されている。即ち、エツチングによ
り除去された部分３の立ち上がり面５と平面６との接合
部は、非鋭角となっている０図の例示では、この下縁部
４を滑らかなテーパー状に形成したことにより、非鋭角
としている。なお、本明細四で非鋭角とは、単に直角よ
り大きいという場合に限らず、鋭い角度つまりこの角部
から結晶欠陥その他クランクの生ずるおそれのある角度
ではないという意味であり、曲面状にラウンドさせる形
状（後記実施例参照）であったり、階段状であったり、
直線を結んで徐々に傾斜する形状であったり、ゆるやか
に角をなすものなどをも含む概念である。

更に、本発明の部材は、このような下縁部４以外の立ち
上がり面５はほぼ垂直に立ち上がって成る。

〔発明の作用（第１発明）〕 上記構成の結果、下部層２の被エツチング部３の下縁部
４（エッヂ部）は、立ち上がり面５と平面６と１合部が
非鋭角であるので、後に素子間分離工程を施すなどの場
合でも、ここから結晶欠陥やクラックは生じにくく、こ
の下縁部４に機械的損傷が生ずるおそれは小さい、しか
も立ち上がり面５は、かかる下縁部４付近以外はほぼ垂
直に立ち上がっているので、エツチングされた時点での
マスクとの変換差は小さく、よって加工が精密になされ
得るものである。このように本構成によれば、下縁部４
がほぼ直角である場合の問題を避けることができるとと
もに、変換差が大きいという従来技術の問題を解決でき
る。

〔問題を解決するための手段（第２発明）〕本願の第２
発明は上記第１発明の部材をエツチング加工時に形成で
きる方法として開発されたものである。即ち本発明に係
るエツチング方法は、レジストと、それぞれエツチング
加工される上部層と下部層との少なくとも二層とを有す
る被エツチング体のエツチング方法であって、上部層を
テーパーエツチングし、次いで該上層部のテーパー部と
ともに下部層をエツチングすることにより、下部層のエ
ツチングにより除去される部分の下縁部における立ち上
がり面と平面との接合部を非鋭角にするとともに、該下
縁部付近辺外の立ち上がり面はほぼ垂直に立ち上がる形
状に加工することを特徴とする。

本発明のエツチング方法について、第２図の例示を用い
て説明すると、次の通りである。本方法は、第２図（ａ
）に示すような、レジスト７と、エツチング加工される
上部層１と、エツチング加工される下部層２とを有する
被エツチング体をエツチングする方法である。（上部Ｎ
１、下部層２以外に層があってもよいが、第１図同様、
二層のものを例示した）０本方法では、まず第２図（ｂ
）の如く上部Ｎ１をテーパーエツチングする。次いで、
第２図（ｅ）の如く、このテーパー部１１とともに下部
ｒｒｉ２をエツチングする。これにより、下部層２の、
エツチングにより除去される部分３の下縁部４における
立ち上がり面５と平面６との接合部を非鋭角にする。か
つ、この下縁部４付近以外の立ち上がり面５は、はぼ垂
直に立ち上がる形状に加工する。このように加工できる
のは、上部層１にテーパー部１１（第２図（Ｃ）に破線
で示す）があるため、かかるテーパー部１１がある部分
はこれが転写され、下部層２のエッチ部は急峻にはなら
ずに徐々に立ち上がる形になり、例えば図の如く曲面状
にラウンドするなど、非鋭角に形成されるからである０
次いでレジスト７を除去すれば、第２図（ｄ）の如く、
所望の部材が得られる。このように本方法を用いれば、
下部層２の上に形成された上部Ｎ１のテーパー部１１の
影響によって、前述した本願の第１発明に係る部材が、
エツチング加工の際に容易に製造できるのである。

〔発明の作用（第２発明）〕 上述のように、本発明のエツチング方法によれば、前述
した効果を有する第１発明の部材を、エツチング後の微
細後加工などを要さずに、エツチングに際して容易に形
成することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について、第３図を参照して説
明する。理解を容易にならしめるべく、第４図の従来技
術と対応させて図示した。

この実施例は、素子間分離プロセスについて本発明のエ
ツチング方法を適用したもので、これにより得られた部
材（本発明に係る部材の一例）が、後の工程でＬＯＧＯ
３酸化により素子間分離される。

本実施例の被エツチング部材は、第３図（ａ）に示すよ
うに、シリコン層を下部層２　（この場合、最下層）と
し、この上の５ｔｏｚＪＩｘａ及びＳｉ３Ｎ、Ｎ１ｂの
２層が上部層１をなしている。更にこの上に、レジスト
７が所定のパターンで形成されている。本例のこの部材
は、ＬＳＩの製造用部材である。

本実施例では、ＲＩＥによりエツチングを行う。

被エツチング部はシリコン系の材料であるので、ＣＨＦ
、１０□ガスを用いてエツチングする。

第１段階として上部Ｎ１のテーパーエツチングを行うわ
けであるが、この段階ではガス組成が、ＣＨＦ３１０ｚ
　−４０／３０のガスを使用して、エツチングする。こ
れは、この種のエツチング技術の一般的手法であり、例
えば第６図の従来例の形成の時に用いられる。但し本実
施例では、下部層２のシリコン層はエツチングしない、
この結果、第３図（ｂ）に示すように、上部層１にテー
パー部１１が形成されたテーパーエツチングが施される
。この時レジスト７もエツチングされるが、図の如くレ
ジスト７の方が上部Ｎ１より゛やや急傾斜でテーパーエ
ッチされる。

次に、第２段階として、ガス組成がＣＨＦ３１０、−４
０／３のものを使用し、マスク（レジスト７）と各層と
の選択比が大きい条件を用い続けて、ＲＩ　Ｅにより垂
直にエツチングする。この場合、前述の通り、第１段階
で形成された上部層のテーパー部１１とともに下部層ま
たるシリコン層をエツチングするので、テーパー部１１
が上に存在している部分は、このテーパー部１１の影響
を受はテーパー形状が転写されて、第３図（ｃ）のよう
に、ＲＩＥ後の断面形状が、側壁をなす立ち上がり面５
は概ね垂直で、下端エッヂである下縁部４にラウンドが
つくようになる。

その後レジスト７を除去すれば、第３図（ｄ）の如く下
縁部４が非鋭角で、立ち上がり面５はほぼ垂直な部材が
得られるのである。

本実施例により得られた部材は、下部層２の下縁部４が
急峻でないので、後工程で素子間分離のためＬＯＧＯ３
酸化する場合も、ここから結晶転位による結晶欠陥が発
生したり、クランク発生その他のトラブルが発生するこ
とが防止される。従って、信頬性の高い素子間分離を行
うことができる。しかも、エツチングされた側壁（立ち
上がり面５）はほぼ垂直であるので、レジスト７に対し
て変換差の小さい、精密なエツチング加工が施されるも
のである。

上記実施例ではシリコン系の層から成る被エツチング体
を用いたが、そのほか、適宜の材質の被エツチング体に
本発明を適用することができる。

エツチング手段も、ＲＩＥに限らず、その他異方性の手
段を採用してもよい。

当然のことではあるが、本発明は上記実施例にのみ限定
されるものではない。

（ハ）発明の効果 上述のように、本発明に係る部材は、下部層のエツチン
グされた部分の下縁部（エッヂ部）が非鋭角であるので
、ここから結晶欠陥その他の不具合の生ずることが抑え
られ、かつ、その立ち上がり面は下縁部以外はほぼ垂直
に立ち上がって成るので、マスクとの変換差が小さいと
いう効果を有する。

また本発明のエツチング方法は、上記のような部材をエ
ツチングに際して加工形成でき、よって容易にかかる部
材を得ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る部材の概要を示す部分断面図、第
２図（ａ）乃至（ｄ）は本発明に係るエツチング方法の
概要を工程順に示す部分断面図である。第３図は本発明
の一実施例を示し、その（ａ）乃至（ｄ）は工程順に部
分断面図を示すものである。第４図（ａ）乃至（Ｃ）は
従来例を工程順に示す部分断面図である。第５図及び第
６図は、各々従来例を示す。（なお各図中、断面を示す
ハツチングはこれを省略した）。 １・・・上部層、１１・・・テーパー部、２・・・下部
層、３・・・下部層のエツチング除去された部分、４・
・・下縁部、５・・・立ち上がり面、６・・・平面、７
・・・レジスト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれエッチングにより加工された上部層と下部
   層との少なくとも二層を有し、該下部層におけるエッチ
   ング除去された部分の下縁部は、該除去された部分の立
   ち上がり面と平面との接合部が非鋭角で形成されて成る
   とともに、該下縁部付近以外の立ち上がり面はほぼ垂直
   に立ち上がって成ることを特徴とする、エッチングによ
   り得られる部材。 ２、レジストと、それぞれエッチング加工される上部層
   と下部層との少なくとも二層とを有する被エッチング体
   のエッチング方法であって、上部層をテーパーエッチン
   グし、次いで該上部層のテーパー部とともに下部層をエ
   ッチングすることにより、下部層のエッチングにより除
   去される部分の下縁部における立ち上がり面と平面との
   接合部を非鋭角にするとともに、該下縁部付近以外の立
   ち上がり面はほぼ垂直に立ち上がる形状に加工すること
   を特徴とするエッチング方法。