JPS6390133A - シリコン窒化膜のドライエツチング方法 - Google Patents

シリコン窒化膜のドライエツチング方法

Info

Publication number
JPS6390133A
JPS6390133A JP23436586A JP23436586A JPS6390133A JP S6390133 A JPS6390133 A JP S6390133A JP 23436586 A JP23436586 A JP 23436586A JP 23436586 A JP23436586 A JP 23436586A JP S6390133 A JPS6390133 A JP S6390133A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
si3n4
etching
gas
groove
sio2
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23436586A
Other languages
English (en)
Inventor
Sayaka Sudou
須藤 さやか
Haruo Okano
晴雄 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP23436586A priority Critical patent/JPS6390133A/ja
Publication of JPS6390133A publication Critical patent/JPS6390133A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体素子製造プロセスで用いられるドライエ
ツチング技術に係わり、特にシリコン酸化膜に対して高
選択比でシリコン窒化膜をエツチングするドライエツチ
ング方法に関する。
(従来の技術) 従来から半導体素子製造プロセス中において、シリコン
窒化膜(Si3N<)の除去には、CFa+02あるい
はCFa 十o2+N2混合ガスを用いたケミカルドラ
イエツチング(以下CDEと称す)が主に用いられてい
る。CDHにおいてはシリコン(Si)は高速でエツチ
ングされるo7、Si3N4へよオ、い。61.い、8
、表面を酸化しシリコン酸化膜(S i 02 )で被
覆す瓢ることが行なわれる。この場合、被覆に用いる5
i02の厚さは、5iNa/5i02のエツチング速度
比(選択比)で決定されるが上記CDEではこの選択比
は高々10以下である。さらに、実際にはウェハ内及び
複数枚のウェハを同時に処理する場合にはウェハ間の均
一性を考慮する必要があり、またSio2で被覆された
Si表面に段差がある場合には、この段差のコーナ部で
の5LO2のエツチング速度は平坦部に比べて速くなる
ことが知られており、このような場合にはコーナ部で5
LO2のエツチング速度を代表させなければならないな
ど、実効的な選択比は10よりずっと小さくなる。
ところが十分耐エツチング性を有する膜厚まで厚(S 
i 02を熱酸化で形成しようとすると、長時間の高温
プロセスを経ることになり、すでに形成されている不純
物のプロファイルを乱してしまうことから、これが不可
能な場合がある。もちろん低温プロセスで5i02を形
成することはできるが(CVDなど)、このような5i
02は耐ドライエツチング性が劣り、保護膜として不適
当である。従って、このような場合、5i3Naの除去
にCFi +02あるいはCF4+02+N2混合ガス
を用いたCDEを適用することはできなかった。
これに対し、弗素(F)を含むガスにF以外のハロゲン
ガスを添加して用いるCDEでSiO2に対して高い選
択比で5i3Naをエツチングする技術が、発明者らに
よって提案されている。しかし、この方法は腐食性の強
いCR2、B r 2のようなガスを用いるのでガスが
大気にさらされないように、エツチング容器の両側に真
空排気可能な搬入、搬出の容器を連設する必要がある等
、装置構成が難しく、また装置のメインテナンスも煩雑
である。
一方、熱燐酸溶液を用いるSi3N4のエツチングもS
 N3 Na / S i 02の選択比は極めて高い
。しかしながらこの方法は、5i3Naのエツチング速
度が数十人/minと遅く、生産性が悪い。
更に、エツチング中におけるエツチング液の温度等の条
件の制御やエツチング液の管理などが極めて困難であり
、実際の生産には不適当である。
(発明が解決しようとする問題点) このように、CFa系のCDEでは5i02に対する5
i3Naの選択比が不十分であり、また、ハロゲンガス
添加CDEでは、ハロゲンガスの腐食性、毒性が問題で
あった。また溶液を用いたエツチングでは、エツチング
速度が遅く、工程管理が困難であり実用性がなかった。
本発明が上記の点を考慮してなされたち−ので、その目
的とするところでは、5i02に対するSi3Nmのエ
ツチング選択比を十分高くすることができ、かつSi3
N4のエツチング速度も十分速くまた、装置構成や装置
のメンテナンスが容易なドライエツチング方法を提供す
ることにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の原子は、CDEで用いられるような、弗素CF
)元素を含むガスを励起し、そこで生成された弗素原子
を別の領域に配置される被処理基体に供給してエツチン
グを行うドライエツチング方法においてF元素を含むガ
スとしてNF3を用い、更に、これにN2ガスを混合し
て励起することにより、S i3 Na /S i02
のエツチング選択比を高くすることにある。
(作用) 本発明においてS 13NA /S i02の選択比が
大きくなることは、N2が励起され、解離して生成した
N原子が、Si3N4表面に残っている未結合原子状N
と速やかに反応し、これをN2として除去するので、結
果としてSi3N4のエツチングだけを促進するためと
考えられる。
この意味で、5t3N4中のStと反応するF原子と、
Nと反応するN原子からなるNF3ガスは、Si3N4
のエツチングガスとして原理的に優れており、実際NF
3だけを放電励起し、これまた、NF3をF原子供給源
として用いる場合は、例えば、CFaを用いる場合と異
なり02を加える必要がないので原理的には活性酸素原
子を生ずることなく、これによって5iINaの表面が
酸化することがないので、この意味でも5i02に対す
る選択比を高くする上で有利となる。
このようにSi3N4の選択エツチングに有利なNF3
にN2を添加すると、Si3N4の5i02に対する選
択比が更に大きくなることが発明者らによって見出され
た。すなわち、NF。
にN2を添加すると、S i O2のエツチング速度は
N2の添加量に対して単調に減少する。これに対し、5
13Naのエツチング速度は、少量のN2添加で上昇す
るので、S 10xに対する選択比は大きくなる。N2
を多量に添加した場合、5lIN4のエツチング速度も
低下するが、その低下の割合は5102のエツチング速
度の低下の割合より大きくはならず、その結果選択比は
やはり大きい。
(実施例) 以下、本発明の詳細を実施例によって説明する。
第1図は本発明に用いられるドライエツチング装置の一
例を示す概略構成図である。図中1は真空容器であり、
排気口2からバルブ3を介して排気される。この容Il
l内には被処理基体4をatする試料台5が設置されて
いる。容器1にはガス導入口6が設けられており、この
ガス導入口6は放電管7の一端に接続されている。放電
管7はマイクロ波電源9に接続された導波管10にカッ
プリングされており、また、容器1に接続されていない
一端8はガス導入口となっている。
次に、上記装置を用いたドライエツチング方法について
説明する。容器1内の試料台5に被処理基体4をa置し
た後、バルブ3を開き容器1内を真空排気する。次いで
N2とNF3を所定の流量でガス導入口8より供給し、
バルブ3を調節することにより容器1内を所定の圧力例
えば0.2Torrに設定した後、マイクロ波放電を行
ないNF、及びN2を励起してエツチングを行う。
次に、N2添加によるS i3 N4 /S [02選
択比向上の効果について説明する。第2図に、NFzの
流量を40 SCCM(standard cublc
 centl−aeter per 5lnute−s
l/m1n)一定としsN2流量を変化させた場合の5
i2Na(Oで示す)SiOz(・で示す)各々のエツ
チング速度及び5izNa/SiO2(口で示す)のエ
ツチング速度比の変化を示す。5E2NaはN2の導入
により始めはエツチング速度が上昇するが、多量のN2
の導入によりエツチング速度が低下する。
5102はN2の導入により単調にエツチング速度が低
下してゆく、この実験で容器内の全圧は放電しない状態
で0.2Torr一定になるように調節しである。エツ
チング速度比はN2添加のない場合9であるが、N2添
加を行うことにより13〜15に向上した。
ガス流量は、エツチング容器のサイズ、排気能力に応じ
て決定すればよいが、通常は、数CCM〜数百CCMで
、N2はNF2と等全以上が望ましい。
次に、N F 340SCCM、 Nt 、  120
SCCM全圧力0.2Torrの条件で、第3図(+1
)に示す被処理ウェハをエツチングした。この被処理ウ
ニ/1はSi基板11の表面には、例えば幅1μm、深
さ3μ−の溝12が形成され、この満12内の表面に厚
さ200人の5iOzllli13が形成されており、
さらに平坦部には厚さ1500人の5i2Na膜14が
形成されている。この被処理ウニ/1を上記条件でエツ
チングしたところ、第3図(b)に示す如く、コーナ部
15.18で下地シリコンがエツチングされることもな
(Si38m膜14を完全に除去することができた。
二のように上述した実施例によれば、N F 2を用い
たCDHにおいてN2を添加することにより、5L3N
4の5102に対する選択比を15程度まで向上させる
ことができる。このため、薄い5iOzを保護膜として
5i3Naの除去を行うことができ、半導体素子製造プ
ロセスに極めて有効である。また¥JA2図に示すごと
く、N2添加量の変化に対する選択比の変化が小さいた
め、工程の管理が容易である。更に、使用するガスに腐
食性がないので、装置構成が簡単でよ(、メインテナン
スも容易であるなどの利点がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、本発明に用いる装置としては前記第1図に
示す構造に限定するものでなく、仕様に応じ適宜変更可
能である。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明によればNF、を用いたC
DEでN2を添加することより、5i3Naのあ5i0
2に対するエツチング選択比を大きくすることができる
。しかも、溶液を用いたエッチグに比べSi3N4のエ
ツチング速度を十分速くすることができる。従ってSi
3N4及び5i02膜が形成された被処理基体に対し、
Si3N4のみを選択的にエツチングすることができ、
各種半導体素子製造工程に適用することができる。また
、本発明では腐食性のガスを使用せず、装置化及び工程
管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例で用いられるドライエツチ
ング装置を示す概略構成図、第2図はN2の流量に対す
る5i3Na及び5i02のエツチング速度の変化を示
す特性図、第3図は本発明の一実施例による方法により
、5i3Na膜をエツチングした際の工程断面図である
。 l・・・真空容器、2・・・排気口、3・・・排気バル
ブ、4・・・被処理基体、5・・・試料台、6.8・・
・ガス導入口、7・・・放電管、9・・・マイクロ波電
源、lO・・・導波管、11・・・Si基板、12・・
・溝、13・・・5i02膜、14・・・5i3Na膜
、 15.18・・・コーナ部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被処理基体を収容した容器内に、前記容器とは分
    離した領域で放電により励起したNF_3ガスとH_2
    ガスを導入し、前記被処理基体に形成されたシリコン窒
    化膜をエッチングすることを特徴とする、シリコン窒化
    膜のドライエッチング方法。
  2. (2)前記被処理基体は、シリコン基板表面に溝を形成
    し、その内面を薄いシリコン酸化膜で被覆し、さらに溝
    以外の基板表面にシリコン窒化膜を形成したものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシリコン
    窒化膜のドライエッチング方法。
JP23436586A 1986-10-03 1986-10-03 シリコン窒化膜のドライエツチング方法 Pending JPS6390133A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23436586A JPS6390133A (ja) 1986-10-03 1986-10-03 シリコン窒化膜のドライエツチング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23436586A JPS6390133A (ja) 1986-10-03 1986-10-03 シリコン窒化膜のドライエツチング方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6390133A true JPS6390133A (ja) 1988-04-21

Family

ID=16969865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23436586A Pending JPS6390133A (ja) 1986-10-03 1986-10-03 シリコン窒化膜のドライエツチング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6390133A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110838A (en) * 1994-04-29 2000-08-29 Texas Instruments Incorporated Isotropic polysilicon plus nitride stripping
EP1063691A2 (en) * 1999-06-21 2000-12-27 Tohoku University A dry-etching method and an equipment for dry-etching

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110838A (en) * 1994-04-29 2000-08-29 Texas Instruments Incorporated Isotropic polysilicon plus nitride stripping
EP1063691A2 (en) * 1999-06-21 2000-12-27 Tohoku University A dry-etching method and an equipment for dry-etching
EP1063691A3 (en) * 1999-06-21 2002-08-21 Tohoku University A dry-etching method and an equipment for dry-etching

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4213818A (en) Selective plasma vapor etching process
JP3084497B2 (ja) SiO2膜のエッチング方法
KR0170557B1 (ko) 애싱과 에칭을 포함한 반도체장치의 제조방법
US4176003A (en) Method for enhancing the adhesion of photoresist to polysilicon
US4174251A (en) Method of selective gas etching on a silicon nitride layer
KR101100466B1 (ko) 기판 처리 장치
JPH08264510A (ja) シリコン窒化膜のエッチング方法およびエッチング装置
WO1994027315A1 (en) Method for semiconductor processing using mixtures of hf and carboxylic acid
WO2004095559A1 (ja) シリコン酸化膜の除去方法及び処理装置
JPH0527245B2 (ja)
WO1998019336A9 (en) Uv/halogen treatment for dry oxide etching
CN113614891A (zh) 干蚀刻方法及半导体装置的制造方法
JPS6390133A (ja) シリコン窒化膜のドライエツチング方法
JP3974356B2 (ja) SiGe膜のエッチング方法
JP3393399B2 (ja) アッシング方法
JP2597606B2 (ja) シリコン窒化膜のドライエッチング方法
KR900004266B1 (ko) 실리콘질화막의 건식엣칭방법 및 건식엣칭장치
JP2889191B2 (ja) ドライエッチング方法
JPS59222933A (ja) エツチング方法
JP2501300B2 (ja) シリコン窒化膜のドライエッチング方法及びドライエッチング装置
JP2598524B2 (ja) ドライエッチング方法
JPS61266584A (ja) ドライエツチング方法
JP3897518B2 (ja) シリコンナイトライド膜のエッチング方法
Staffa et al. Temperature dependence of the etch rate and selectivity of silicon nitride over silicon dioxide in remote plasma NF3/Cl2
JP2871460B2 (ja) シリコンのエッチング方法