JPH01230238A - ドライエッチング方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体基板上の熱酸化膜（Ｓｉｎｔ膜）お
よびＰＳＧ膜（リンシリカガラス膜）に対するドライエ
ツチング方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、半導体基板上の酸化膜（熱酸化膜およびｐｓＧＭ
）に対するエツチング方法としては、ＨＰ　（弗化水素
酸）の緩衝溶液を用いたウェット法によるエツチング方
法があった。このウェット法によって熱酸化膜およびＰ
ＳＧ膜をエツチングした場合、そのエツチング速度比は
、熱酸化膜が１に対して、ＰＳＧ膜が気相成長後で７〜
８倍、そのＰＳＧ膜を気相成長後アニール処理した後で
は５〜６倍であった。

しかるに、ウェット法では、エツチングが等方的に進行
し、かつホトレジストとＰＳＧ膜の密着性がよくないた
め、ホトレジスト膜下のアンダーカットが非常に大きく
発生するという欠点があり、寸法精度が劣るものであっ
た。

このようなウェット法に代って、ドライエツチング方法
が、上記熱酸化膜およびＰＳＧ膜のエツチングに用いら
れるようになってきた。ドライエツチング方法は、エツ
チングを、溶液を用いずにガスプラズマで行う方法であ
る。ドライエツチング方法の典型例は、筒状の２重の電
極のうち、内側の電極の内部に半導体基板（熱酸化膜お
よびＰＳＧ膜が形成されている）を配置し、フレオン系
ガス（ＣＦａ。

ＣｘＦ　ｈなど）を流し、上記電極間に高周波電圧を印
加するものである。

しかるに、このようなドライエツチング方法では、エツ
チングが等方的に進行すること、およびエツチング量の
バラツキが大きいことの２つの欠点がある。その理由は
、内側の電極の内部では電界がほとんど零であり、エツ
チングは電界の影響を受けずにプラズマのみによって行
われるため等方的にエツチングが進行すること、および
ガスが半導体基板に対して垂直に流れるため乱流となり
、エツチングのバラツキが大きくなると考えられる。

近年、平行平板型のエツチング装置の開発がなされた。

これに伴ない、熱酸化膜やＰＳＧ膜のエンチングにも、
平行平板型のエツチング装置を用いたドライエツチング
方法が適用されるようになってきた。

平行平板型のエツチング装置を用いて熱酸化膜やＰＳＧ
膜のドライエツチングを行った場合は、エツチングが異
方的（半導体基板の垂直方向に対しては速く、水平方向
に対して遅い）に進行し、上述したウェット法に比較し
てアンダーカットが少なく寸法精度が高くなり、かつバ
ラツキも少ないという利点がある。その理由は、半導体
基板に対して垂直方向に電界が印加され、かつガスフロ
ラが層流になることに関係していると考えられる。

このような利点を有するので、かつ最近はパターンが微
細化の傾向にあるので、上記平行平板型のエンチング装
置を用いたドライエツチング方法は、熱酸化膜やＰＳＧ
膜のドライエツチング方法として多用されてきている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、このドライエンチング方法により熱酸化膜お
よびＰＳＧ膜をエツチングした場合は、エツチングが、
化学的要因のみならず、電界が印加されるなどの物理的
な要因によっても進行するため、熱酸化膜のエツチング
速度とＰＳＧ膜のエツチング速度が比較的近い値となり
、エツチング速度比としては、熱酸化膜が１に対して、
　ＰＳＧ膜が気相成長後でもせいぜい２〜３倍という値
しか得られないという欠点があった。この欠点は、ＰＳ
Ｇ膜と熱酸化膜からなる複合膜のＰＳＧ　Ｍ部分のみを
所定のパターンに従ってエツチング除去するＰＳＧ膜の
選択エツチングにおいては、　ＰＳＧ膜をオーバーエッ
チすると、熱酸化膜がエツチングされてしまう問題点を
生じる。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、半導体基板
の垂直方向に対してエツチング速度が速いエツチング異
方性を保ちつつ、熱酸化膜のエツチング速度に対するＰ
ＳＧ膜のエツチング速度比を１０以上に充分大きくする
ことができるドライエツチング方法を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） この発明では、熱酸化膜（ＳｉＯ！膜）とｐｓｃ膜を有
する半導体基板を平行平板型エツチング装置の２つの平
行平板電極の一方に配置し、前記半導体基板の表面にＣ
２Ｆ６とＣＨＦ３の混合ガスを０．８　ｔｏｒｒ以上の
圧力で流した状態で、２つの平行平板電極間に高周波電
圧を印加し、ドライエツチングを行う。

（作　用） 上記この発明においては、エンチング異方性を保ちつつ
、熱酸化膜に対するＰＳＧ膜のエツチング速度比は１０
以上となる。

（実施例） この発明のドライエツチング方法で使用される平行平板
型エツチング装置が第２図に示されている。この装置は
、密閉容器１の中に対向する平行平板電極２．３を設け
、この平行平板電極２．３間に高周波電源４より高周波
電圧を印加するように構成されている。ここで、平行平
板電極２，３の間隔はＩＣ１１以上５Ｃ１ｍ以内に設定
される。また、ガスは矢印のようにラミネートに流れ、
排気口５より排気される。

以下この発明の一実施例につき詳述する。一実施例では
、第２図の平行平板型エツチング装置を用いて、下側の
平行平板電極３上に半導体基板（熱酸化膜およびＰＳＧ
膜を存する）を配置し、さらにガスとしてはＣｔＦｂガ
スとＣＨＦ５ガスを用いる。さらに、この混合ガスを用
いてその流量を一定とし、エツチング圧力は０．８　ｔ
ｏｒｒ以上とする。そして、二の状態で一対の平行平板
電極２．３間に高周波電ａ４より高周波電圧を印加し、
エツチングを行う。

上記混合ガスを用いた上記エツチングにおいて、エツチ
ング圧力をＱ、２ｔｏｒｒから次第に増加させた時のエ
ツチング圧力−Ｐ３６／　　　エツチング速度比ｉｎｇ を第１図に示す＊　０．７　ｔｏｒｒ程度までは、熱酸
化膜に対するＰＳＧ膜のエツチング速度比はそれほど大
きな値ではないが、０．８　ｔｏｒｒ以上になると急速
に増大し、１０以上の速度比となることが認められる。

また、このエツチングは、平行平板型のエツチング装置
を用いているために異方性（半導体基板の垂直方向に対
してエツチング速度が速いエツチング異方性）を保ち、
ゆえにホトレジストと被エツチング膜界面でのアンダー
カットも少なくシャープなエツチング断面が得られ寸法
精度も非常によく、微細なパターンの加工も可能であっ
た。また、エツチングの均一性もよ（、ウェハ内では３
％、ウェハ間でも５％という値が得られている。

（発明の効果） 以上のように、この発明のドライエツチング方法は、平
行平板型エツチング装置を用いて、ＣｚＦａとＣＩＩＦ
、の混合ガスを０．８　ｔｏｒｒ以上の圧力で流すこと
により、半導体基板の垂直方向に対してエツチング速度
が速いエツチング異方性を保ちつつ、熱酸化膜のエツチ
ング速度に対するＰＳＧ膜のエツチング速度比を１０以
上と充分大きくすることができる。したがって、半導体
基板（シリコン基板）に熱酸化膜とＰＳＧ　Ｉｌｌの多
層膜を生成し、ホトレジストで所望のパターンを形成し
た後、　ｐｓｃ膜のみをエツチングして熱酸化膜を残し
、その上よりイオン打込みをする場合などに利用できる
。すなわち、半導体装置の製造において、シリコン基板
に、イオン打込みに対する損傷を防ぐための〜１０００
人程度の熱酸化膜を生成し、その後ＰＳＧ膜を５０００
〜１００００人程度被着せしめホ熱酸ジストを用いてパ
ターニングをした後、ます熱酸化膜に対しＰＳＧ膜の工
・ンチング速度比が高い条件においてエンチングを行い
ＰＳＧ膜を除去し、その後イオン打込みを行い不純物を
シリコン基板に拡散し、最後にイオン打込みの際の保護
として形成してあった熱酸化膜をエツチングするような
工程に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例において、ガス流ＳＧ 量を一定として圧力を変化させた時の　’５ｉＯｚエツ
チング速度比を示す特性図、第２図はこの発明のドライ
エツチング方法で使用される平行平板型エツチング装置
を示す断面図である。 ■・・・密閉容器、２，３・・・平行平板電極、４・・
・高周波電源、５・・・排気口。 エラ今ンク“圧力（ｔｏｒｒ） エラ斗ンク羞カー　Ｐ５ｑイし０□ニーｌ＋ンク°ｆｌ
Ｋ、Ｆｉ第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　熱酸化膜（ＳｉＯ＿２膜）表面に形成されたリンシリ
   カガラス（ＰＳＧ）膜を有する半導体基板を準備する工
   程と、 前記半導体基板を平行平板型エッチング装置の２つの平
   行平板電極の一方に配置する工程と、前記半導体基板の
   表面に、Ｃ＿２Ｆ＿６とＣＨＦ＿３の混合ガスを０．８
   ｔｏｒｒ以上の圧力で流す工程と、その状態で前記２つ
   の平行平板電極間に高周波電圧を印加し、前記熱酸化膜
   とＰＳＧ膜を１０以上のエッチング速度比でエッチング
   する工程とからなるドライエッチング方法。