JPH07335636A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
- Publication number
- JPH07335636A JPH07335636A JP18910994A JP18910994A JPH07335636A JP H07335636 A JPH07335636 A JP H07335636A JP 18910994 A JP18910994 A JP 18910994A JP 18910994 A JP18910994 A JP 18910994A JP H07335636 A JPH07335636 A JP H07335636A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- etching
- gas
- silicon
- silicon oxide
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単結晶或いは多結晶シリコン上に形成された
シリコン酸化膜或いはシリコンナイトライド膜またはこ
れらの相方を含む積層膜をエッチングする時に適したエ
ッチング方法を提供する。 【構成】 単結晶シリコン或いは多結晶シリコン上に形
成された、シリコン酸化膜１６、２０或いはシリコンナ
イトライド膜１８のいずれか一方或いはこれらの相方を
含む積層膜を反応ガスのプラズマによりエッチングする
方法において、前記反応ガスとしてＣ2 Ｆ6 ガスを用い
る。これにより、高いエッチングレートを維持しつつ膜
厚方向に鋭いシャープなエッチングを施すと共に下地層
に与える影響を抑制することができる。
シリコン酸化膜或いはシリコンナイトライド膜またはこ
れらの相方を含む積層膜をエッチングする時に適したエ
ッチング方法を提供する。 【構成】 単結晶シリコン或いは多結晶シリコン上に形
成された、シリコン酸化膜１６、２０或いはシリコンナ
イトライド膜１８のいずれか一方或いはこれらの相方を
含む積層膜を反応ガスのプラズマによりエッチングする
方法において、前記反応ガスとしてＣ2 Ｆ6 ガスを用い
る。これにより、高いエッチングレートを維持しつつ膜
厚方向に鋭いシャープなエッチングを施すと共に下地層
に与える影響を抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング方法に係
り、特に、例えばフラッシュメモリ構造の積層膜のエッ
チングに適するエッチング方法に関する。
り、特に、例えばフラッシュメモリ構造の積層膜のエッ
チングに適するエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製品の製造工程において
は、半導体ウエハへのＣＶＤ等による成膜処理と、この
成膜のエッチング処理を繰り返して行って回路パターン
を多数層に亘って積層するようになっている。
は、半導体ウエハへのＣＶＤ等による成膜処理と、この
成膜のエッチング処理を繰り返して行って回路パターン
を多数層に亘って積層するようになっている。
【０００３】例えば成膜に対してエッチングを行う場合
には、まず、エッチング対象となる成膜上にフォトレジ
ストを塗布して塗膜を感光硬化させることによりパター
ンマスクを形成し、そして、これにプラズマエッチング
やスパッタエッチングを施すようになっている。
には、まず、エッチング対象となる成膜上にフォトレジ
ストを塗布して塗膜を感光硬化させることによりパター
ンマスクを形成し、そして、これにプラズマエッチング
やスパッタエッチングを施すようになっている。
【０００４】このようにエッチング処理を施す場合に
は、層の面内方向に広がることなく層の垂直方向にいか
に精度良くシャープな形状でエッチングを施すことがで
きるか、また、エッチング時間の超過に伴うエッチング
対象膜の下地層に対しての影響をいかに小さくできるか
が大きな関心事となる。
は、層の面内方向に広がることなく層の垂直方向にいか
に精度良くシャープな形状でエッチングを施すことがで
きるか、また、エッチング時間の超過に伴うエッチング
対象膜の下地層に対しての影響をいかに小さくできるか
が大きな関心事となる。
【０００５】このようなエッチング時の各種の特性、例
えばエッチングレートや選択性などはエッチング対象膜
の材質や使用されるエッチングガスとの関係等で大きく
変化し、これらの関係を最適なものに選択する必要があ
る。例えば、エッチング対象膜の下地層に対する影響を
抑制するためには、エッチング対象膜に対するエッチン
グレートは高く且つその下地層に対するエッチングレー
トは低い、いわゆる選択性の高いエッチングガスを用い
なければならない。
えばエッチングレートや選択性などはエッチング対象膜
の材質や使用されるエッチングガスとの関係等で大きく
変化し、これらの関係を最適なものに選択する必要があ
る。例えば、エッチング対象膜の下地層に対する影響を
抑制するためには、エッチング対象膜に対するエッチン
グレートは高く且つその下地層に対するエッチングレー
トは低い、いわゆる選択性の高いエッチングガスを用い
なければならない。
【０００６】このような観点より、例えばＥＰＲＯＭ
（Ｅｒａｓａｂｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒ
ＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅ
ｒａｓａｂｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）
等のフラッシュメモリの積層構造をエッチングする時の
手順を例にとって説明する。
（Ｅｒａｓａｂｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒ
ＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅ
ｒａｓａｂｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）
等のフラッシュメモリの積層構造をエッチングする時の
手順を例にとって説明する。
【０００７】図２はフラッシュメモリ形成工程を示す工
程図であり、図２（Ａ）に示すようにシリコン単結晶基
板２には、約３００Å厚のゲート用シリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ2 ）４、約２０００Å厚の第１の多結晶シリコン膜
６、約５００Å厚のＯＮＯ（Ｏｘｉｄｅ／Ｎｉｔｒｉｄ
ｅ／Ｏｘｉｄｅ）膜８、約２０００Å厚の第２の多結晶
シリコン膜１０、約１５００Å厚のタングステンシリサ
イド１２が順次積層されており、ゲート構造を作るため
に、図２（Ｄ）に示すようにゲート用シリコン酸化膜６
の上面まで４層に対してエッチングを施す。尚、第１の
多結晶シリコン膜６はフローティングゲートとして、第
２の多結晶シリコン膜１０はコントロールゲートとして
それぞれ用いられる。
程図であり、図２（Ａ）に示すようにシリコン単結晶基
板２には、約３００Å厚のゲート用シリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ2 ）４、約２０００Å厚の第１の多結晶シリコン膜
６、約５００Å厚のＯＮＯ（Ｏｘｉｄｅ／Ｎｉｔｒｉｄ
ｅ／Ｏｘｉｄｅ）膜８、約２０００Å厚の第２の多結晶
シリコン膜１０、約１５００Å厚のタングステンシリサ
イド１２が順次積層されており、ゲート構造を作るため
に、図２（Ｄ）に示すようにゲート用シリコン酸化膜６
の上面まで４層に対してエッチングを施す。尚、第１の
多結晶シリコン膜６はフローティングゲートとして、第
２の多結晶シリコン膜１０はコントロールゲートとして
それぞれ用いられる。
【０００８】この場合、各エッチング対象膜の材質が異
なることから、その下地層との関係より各材質に適した
エッチングガスが用いられ、従って、エッチング工程は
４段階に分けられて行われる。まず、最上層であるタン
グステンシリサイド膜１２の表面にパターン化されたフ
ォトレジスト膜１４を形成し、最上層のタングステンシ
リサイド膜１２をエッチングする時は例えばＣｌ2 、Ｈ
Ｂｒ、ＳＦ6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単数ガス或いは複数の組
み合わせガスを用い、同種材料である第１及び第２の多
結晶シリコン膜６、１０をエッチングする時は例えばＣ
ｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単数ガス或いは
複数の組み合わせガスを用い、ＯＮＯ膜８をエッチング
する時には例えばＣＦ4 ガス或いはＣＦ4 ／ＣＨＦ3 混
合ガスが用いられる。図２（Ｂ）はタングステンシリサ
イド膜１２及び第２の多結晶シリコン膜１０をそれぞれ
エッチングガスを替えて処理した時の状態を示し、図２
（Ｃ）は更にエッチングガスを替えてＯＮＯ膜８をエッ
チング処理した時の状態を示す。
なることから、その下地層との関係より各材質に適した
エッチングガスが用いられ、従って、エッチング工程は
４段階に分けられて行われる。まず、最上層であるタン
グステンシリサイド膜１２の表面にパターン化されたフ
ォトレジスト膜１４を形成し、最上層のタングステンシ
リサイド膜１２をエッチングする時は例えばＣｌ2 、Ｈ
Ｂｒ、ＳＦ6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単数ガス或いは複数の組
み合わせガスを用い、同種材料である第１及び第２の多
結晶シリコン膜６、１０をエッチングする時は例えばＣ
ｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単数ガス或いは
複数の組み合わせガスを用い、ＯＮＯ膜８をエッチング
する時には例えばＣＦ4 ガス或いはＣＦ4 ／ＣＨＦ3 混
合ガスが用いられる。図２（Ｂ）はタングステンシリサ
イド膜１２及び第２の多結晶シリコン膜１０をそれぞれ
エッチングガスを替えて処理した時の状態を示し、図２
（Ｃ）は更にエッチングガスを替えてＯＮＯ膜８をエッ
チング処理した時の状態を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＯＮＯ
膜８を除き、各膜６、１０、１２をエッチングする場合
には、それぞれの下地層との関係より選択性に優れたエ
ッチングガスが使用されていることからほとんど問題は
生じないが、ＯＮＯ膜８をエッチングする時のエッチン
グガスとしてＣＦ4 単ガス或いはＣＦ4 ／ＣＨＦ3 混合
ガスを用いる点に関しては選択比及びエッチングレート
の点から問題がある。
膜８を除き、各膜６、１０、１２をエッチングする場合
には、それぞれの下地層との関係より選択性に優れたエ
ッチングガスが使用されていることからほとんど問題は
生じないが、ＯＮＯ膜８をエッチングする時のエッチン
グガスとしてＣＦ4 単ガス或いはＣＦ4 ／ＣＨＦ3 混合
ガスを用いる点に関しては選択比及びエッチングレート
の点から問題がある。
【００１０】すなわち、このＯＮＯ膜８は、具体的には
図３に示すように厚みがそれぞれ他の層の膜と比較して
非常に薄い、例えば１００Å程度の第１のシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）１６、シリコンナイトライド膜（Ｓｉ3
Ｎ4 ）１８、第２のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２０を
順次積層して３層構造になされており、エッチング効率
を考慮して、微視的には３層構造のこのＯＮＯ膜８をエ
ッチングする時には上述のようにエッチングガスを変更
することなく一気に行うようにしている。この場合、エ
ッチング形状を基板の垂直方向にシャープにし、且つＯ
ＮＯ膜８の下地層である第１の多結晶シリコン膜６への
影響を最小限にすると共にある程度以上のエッチングレ
ートを確保するためには、第１及び第２のシリコン酸化
膜１６、２０とシリコンナイトライド膜１８に対する選
択比が非常に小さく、且つ多結晶シリコン膜に対する選
択比が大きいことが必要となる。
図３に示すように厚みがそれぞれ他の層の膜と比較して
非常に薄い、例えば１００Å程度の第１のシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）１６、シリコンナイトライド膜（Ｓｉ3
Ｎ4 ）１８、第２のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）２０を
順次積層して３層構造になされており、エッチング効率
を考慮して、微視的には３層構造のこのＯＮＯ膜８をエ
ッチングする時には上述のようにエッチングガスを変更
することなく一気に行うようにしている。この場合、エ
ッチング形状を基板の垂直方向にシャープにし、且つＯ
ＮＯ膜８の下地層である第１の多結晶シリコン膜６への
影響を最小限にすると共にある程度以上のエッチングレ
ートを確保するためには、第１及び第２のシリコン酸化
膜１６、２０とシリコンナイトライド膜１８に対する選
択比が非常に小さく、且つ多結晶シリコン膜に対する選
択比が大きいことが必要となる。
【００１１】しかしながら、上記したＣＦ4 単ガスはエ
ッチングレートは高いものの、シリコン酸化膜とシリコ
ンナイトライド膜に対する選択比が小さいものではな
い。ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 の混合ガスは、シリコン酸化膜と
シリコンナイトライドに対する選択比が十分に小さいも
のではなく、また、エッチングレートも十分に高いもの
ではないのでスループットが低下してしまうという問題
点があった。
ッチングレートは高いものの、シリコン酸化膜とシリコ
ンナイトライド膜に対する選択比が小さいものではな
い。ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 の混合ガスは、シリコン酸化膜と
シリコンナイトライドに対する選択比が十分に小さいも
のではなく、また、エッチングレートも十分に高いもの
ではないのでスループットが低下してしまうという問題
点があった。
【００１２】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、シリコン上に形成されたシリコン酸化膜或い
はシリコンナイトライド膜またはこれらの相方を含む積
層膜をエッチングするのに適したエッチング方法を提供
することにある。
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、シリコン上に形成されたシリコン酸化膜或い
はシリコンナイトライド膜またはこれらの相方を含む積
層膜をエッチングするのに適したエッチング方法を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、単結晶シリコン或いは多結晶シリコン
上に形成された、シリコン酸化膜或いはシリコンナイト
ライド膜のいずれか一方或いはこれらの相方を含む積層
膜を反応ガスのプラズマによりエッチングする方法にお
いて、前記反応ガスとしてＣ2 Ｆ6 ガスを用いるように
したものである。
解決するために、単結晶シリコン或いは多結晶シリコン
上に形成された、シリコン酸化膜或いはシリコンナイト
ライド膜のいずれか一方或いはこれらの相方を含む積層
膜を反応ガスのプラズマによりエッチングする方法にお
いて、前記反応ガスとしてＣ2 Ｆ6 ガスを用いるように
したものである。
【００１４】
【作用】本発明は、以上のように構成したので、エッチ
ング時にＣ2 Ｆ6 ガスを用いたので、シリコン酸化膜や
シリコンナイトライド膜に対するエッチングレートは比
較的高く維持でき、しかもこれらの膜に対する選択比は
ほぼ１に近いのでこれらの異種構造の膜が積層された積
層膜を一工程で一気にエッチングする場合には、エッチ
ング形状を層と直交する方向にシャープにでき、異方性
も高く維持することができる。
ング時にＣ2 Ｆ6 ガスを用いたので、シリコン酸化膜や
シリコンナイトライド膜に対するエッチングレートは比
較的高く維持でき、しかもこれらの膜に対する選択比は
ほぼ１に近いのでこれらの異種構造の膜が積層された積
層膜を一工程で一気にエッチングする場合には、エッチ
ング形状を層と直交する方向にシャープにでき、異方性
も高く維持することができる。
【００１５】また、単結晶或いは多結晶シリコンに対す
るシリコン酸化膜やシリコンナイトライド膜の選択性を
高く維持できるので、エッチング時間を超過したとして
も下地層に与える影響を最小限にすることができる。
るシリコン酸化膜やシリコンナイトライド膜の選択性を
高く維持できるので、エッチング時間を超過したとして
も下地層に与える影響を最小限にすることができる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明に係るエッチング方法の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。本実施例において
は、エッチング処理としてプラズマエッチング処理を行
う場合を例にとって説明する。まず、本発明を実施する
ために用いるプラズマエッチング装置を図１に基づいて
説明する。
施例を添付図面に基づいて詳述する。本実施例において
は、エッチング処理としてプラズマエッチング処理を行
う場合を例にとって説明する。まず、本発明を実施する
ために用いるプラズマエッチング装置を図１に基づいて
説明する。
【００１７】図示するようにこのプラズマエッチング装
置２２は平行平板型構造になされ、例えば円筒状のアル
ミニウム等よりなる処理容器２４内には、上下に相対向
させて上部電極２６と下部電極２８が所定の間隔Ｌ１を
隔てて設置されている。
置２２は平行平板型構造になされ、例えば円筒状のアル
ミニウム等よりなる処理容器２４内には、上下に相対向
させて上部電極２６と下部電極２８が所定の間隔Ｌ１を
隔てて設置されている。
【００１８】上部電極２６は、容器天井部に支持部材３
０により支持されており、この上部電極２６は高周波電
力を効率的に印加するマッチングボックス３２を介して
例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源３４に接続されて
いる。
０により支持されており、この上部電極２６は高周波電
力を効率的に印加するマッチングボックス３２を介して
例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源３４に接続されて
いる。
【００１９】上記下部電極２８は、接地されてサセプタ
として構成されており、この載置面には、図示しない高
圧直流電源に接続された例えば静電チャック３６が設け
られ、この上面にクーロン力により被処理体としての半
導体ウエハＷを吸着保持するようになっている。また、
ウエハ保持にはクランプ機構を用いる場合もある。
として構成されており、この載置面には、図示しない高
圧直流電源に接続された例えば静電チャック３６が設け
られ、この上面にクーロン力により被処理体としての半
導体ウエハＷを吸着保持するようになっている。また、
ウエハ保持にはクランプ機構を用いる場合もある。
【００２０】この下部電極２８は、容器底部に設置した
例えばアルミニウム等よりなるサセプタ支持台３８上に
支持され、このサセプタ支持台３８内には、例えば冷媒
を流して半導体ウエハＷを所定の温度に冷却するための
冷却ジャケット４０が埋め込まれている。尚、この実施
例では下部電極２８を接地する構造としたが、これにも
所定の周波数の高周波電力を印加するようにしてもよ
い。この場合には、サセプタ支持台３８の下部に絶縁材
４２を介在させて下部電極２８を容器側から絶縁する。
例えばアルミニウム等よりなるサセプタ支持台３８上に
支持され、このサセプタ支持台３８内には、例えば冷媒
を流して半導体ウエハＷを所定の温度に冷却するための
冷却ジャケット４０が埋め込まれている。尚、この実施
例では下部電極２８を接地する構造としたが、これにも
所定の周波数の高周波電力を印加するようにしてもよ
い。この場合には、サセプタ支持台３８の下部に絶縁材
４２を介在させて下部電極２８を容器側から絶縁する。
【００２１】容器底部には、処理容器２４内の雰囲気を
排出するための排気口４４が形成されており、この排気
口４４には図示しない真空ポンプ等を介設した真空排気
系４６が接続され、容器内を真空引きできるようになっ
ている。
排出するための排気口４４が形成されており、この排気
口４４には図示しない真空ポンプ等を介設した真空排気
系４６が接続され、容器内を真空引きできるようになっ
ている。
【００２２】また、処理容器２４の側壁には、ゲートバ
ルブ４８を設けた搬出入口５０が形成されておりここを
気密に開閉可能としている。エッチング時の反応ガスは
シャワーヘッド構造になされた上部電極２６に導入さ
れ、シャワーヘッド部２７より処理室内に拡散される。
反応ガスは、例えばＷＳｉ膜や多結晶（Ｐｏｌｙ）シリ
コン膜をエッチングするＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｏ
2 、Ｈｅ等の単ガス或いは複数の混合ガス源５４Ａ、シ
リコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）やシリコンナイトライド膜
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）をエッチングするための本発明方法にて
使用するＣ2 Ｆ6 ガス源５４Ｂがそれぞれの配管を介し
て接続されている。各配管にはそれぞれ流量を制御する
マスフローコントローラ５６及び開閉弁５８が介設され
ている。
ルブ４８を設けた搬出入口５０が形成されておりここを
気密に開閉可能としている。エッチング時の反応ガスは
シャワーヘッド構造になされた上部電極２６に導入さ
れ、シャワーヘッド部２７より処理室内に拡散される。
反応ガスは、例えばＷＳｉ膜や多結晶（Ｐｏｌｙ）シリ
コン膜をエッチングするＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｏ
2 、Ｈｅ等の単ガス或いは複数の混合ガス源５４Ａ、シ
リコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）やシリコンナイトライド膜
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）をエッチングするための本発明方法にて
使用するＣ2 Ｆ6 ガス源５４Ｂがそれぞれの配管を介し
て接続されている。各配管にはそれぞれ流量を制御する
マスフローコントローラ５６及び開閉弁５８が介設され
ている。
【００２３】次に、以上のように構成されたプラズマエ
ッチング装置を用いて行われる本発明方法について説明
する。まず、処理容器２４内のサセプタ（下部電極）２
８の載置台上に吸着保持されているシリコン単結晶の半
導体ウエハＷ上には、フラッシュメモリを形成するため
に前工程にてすでに図２（Ａ）に示すようにゲート用シ
リコン酸化膜４、第１の多結晶シリコン膜６、ＯＮＯ膜
８、第２の多結晶シリコン膜１０及びタングステンシリ
サイド膜１２が順次積層形成されており、更にこの上面
にはパターン化されたフォトレジスト膜１４が塗布後、
露光し現像ベークしている。
ッチング装置を用いて行われる本発明方法について説明
する。まず、処理容器２４内のサセプタ（下部電極）２
８の載置台上に吸着保持されているシリコン単結晶の半
導体ウエハＷ上には、フラッシュメモリを形成するため
に前工程にてすでに図２（Ａ）に示すようにゲート用シ
リコン酸化膜４、第１の多結晶シリコン膜６、ＯＮＯ膜
８、第２の多結晶シリコン膜１０及びタングステンシリ
サイド膜１２が順次積層形成されており、更にこの上面
にはパターン化されたフォトレジスト膜１４が塗布後、
露光し現像ベークしている。
【００２４】このプラズマエッチング処理においては、
各層毎にエッチング対象膜の材質に適した反応ガスを用
いるように反応ガスを３〜４回切り替えて、ゲート用シ
リコン酸化膜４の上面まで、すなわち図２（Ｄ）に示す
状態までエッチングが行われる。そして、積層膜として
のＯＮＯ膜８をエッチングする時、すなわち図２（Ｂ）
に示す状態から図２（Ｃ）に示す状態までエッチングす
る時に本発明方法が使用される。
各層毎にエッチング対象膜の材質に適した反応ガスを用
いるように反応ガスを３〜４回切り替えて、ゲート用シ
リコン酸化膜４の上面まで、すなわち図２（Ｄ）に示す
状態までエッチングが行われる。そして、積層膜として
のＯＮＯ膜８をエッチングする時、すなわち図２（Ｂ）
に示す状態から図２（Ｃ）に示す状態までエッチングす
る時に本発明方法が使用される。
【００２５】まず、真空排気系により処理容器２４内を
所定の圧力に維持しつつＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｈ
ｅ、Ｏ2 ガス源５４Ａから所定の流量の反応ガスを供給
し、上下部電極２６、２８間にプラズマを発生させて活
性種により厚み約１５００Åのタングステンシリサイド
膜１２をエッチングする。
所定の圧力に維持しつつＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｈ
ｅ、Ｏ2 ガス源５４Ａから所定の流量の反応ガスを供給
し、上下部電極２６、２８間にプラズマを発生させて活
性種により厚み約１５００Åのタングステンシリサイド
膜１２をエッチングする。
【００２６】このシリサイド膜１２のエッチングが終了
したならば、次に、反応ガスの組み合わせを変える等し
て所定の圧力下にて厚み約２０００Åの第２の多結晶
（Ｐｏｌｙ）シリコン膜１０をエッチングする。このシ
リコン膜１０のエッチング完了時の状態は図２（Ｂ）に
示されている。
したならば、次に、反応ガスの組み合わせを変える等し
て所定の圧力下にて厚み約２０００Åの第２の多結晶
（Ｐｏｌｙ）シリコン膜１０をエッチングする。このシ
リコン膜１０のエッチング完了時の状態は図２（Ｂ）に
示されている。
【００２７】このように第２の多結晶（Ｐｏｌｙ）シリ
コン膜１０のエッチングが終了したならば、反応ガスを
Ｃ2 Ｆ6 ガスに切り替えて、所定の圧力下にて厚み約５
００Å程度のＯＮＯ膜８をエッチングする。このＯＮＯ
膜８は、実際には図２にて示すような厚み１００Å程度
の第１のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６、シリコンナ
イトライド膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）１８、第２のシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）２０を順次積層してなる積層膜として構
成されており、この積層膜全体は他の層の膜と比較して
非常に薄いので異なる材質の薄膜が積層されているにも
かかわらず同一の反応ガス、すなわちＣ2 Ｆ6 ガスを用
いてエッチングを行う。ＯＮＯ膜８のエッチング完了時
の状態は図２（Ｃ）に示される。このエッチング時の処
理容器２４内の圧力は１００〜１０００ｍＴｏｒｒの範
囲内、例えば５００ｍＴｏｒｒ程度、上部電極２６に供
給するＲＦ（高周波）電力は３００Ｗ程度、Ｃ2 Ｆ6 ガ
スの流量は１００ＳＣＣＭ程度にそれぞれ設定される。
コン膜１０のエッチングが終了したならば、反応ガスを
Ｃ2 Ｆ6 ガスに切り替えて、所定の圧力下にて厚み約５
００Å程度のＯＮＯ膜８をエッチングする。このＯＮＯ
膜８は、実際には図２にて示すような厚み１００Å程度
の第１のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）１６、シリコンナ
イトライド膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）１８、第２のシリコン酸化
膜（ＳｉＯ2 ）２０を順次積層してなる積層膜として構
成されており、この積層膜全体は他の層の膜と比較して
非常に薄いので異なる材質の薄膜が積層されているにも
かかわらず同一の反応ガス、すなわちＣ2 Ｆ6 ガスを用
いてエッチングを行う。ＯＮＯ膜８のエッチング完了時
の状態は図２（Ｃ）に示される。このエッチング時の処
理容器２４内の圧力は１００〜１０００ｍＴｏｒｒの範
囲内、例えば５００ｍＴｏｒｒ程度、上部電極２６に供
給するＲＦ（高周波）電力は３００Ｗ程度、Ｃ2 Ｆ6 ガ
スの流量は１００ＳＣＣＭ程度にそれぞれ設定される。
【００２８】この場合、Ｃ2 Ｆ6 ガスのシリコン酸化膜
及びシリコンナイトライド膜に対するエッチングレート
はほぼ同じで約１０００Å／分であるのでこれらの選択
比はほぼ１となり、しかも量産性に対応できる程度に十
分に高いエッチングレートになっている。また、ＯＮＯ
膜８の下地層である多結晶シリコン膜６に対するエッチ
ングレートは約５００Å／分であるので上記シリコン酸
化膜と比較して約１／２になっており、十分な選択性を
持たせることができる。従って、上述のようにＯＮＯ膜
８をエッチングする時にＣ2 Ｆ6 ガスの単ガスを用いる
ことにより、高い量産性を発揮し得る高いエッチングレ
ートを維持しつつ下地層に対して十分な選択性を持たせ
ることができ、しかもＯＮＯ膜８中の異種材質に関して
は選択性はほとんどないので、膜の平面方向に広がるこ
とのない形状の鋭いシャープなエッチングを膜厚方向に
対して施すことができる。
及びシリコンナイトライド膜に対するエッチングレート
はほぼ同じで約１０００Å／分であるのでこれらの選択
比はほぼ１となり、しかも量産性に対応できる程度に十
分に高いエッチングレートになっている。また、ＯＮＯ
膜８の下地層である多結晶シリコン膜６に対するエッチ
ングレートは約５００Å／分であるので上記シリコン酸
化膜と比較して約１／２になっており、十分な選択性を
持たせることができる。従って、上述のようにＯＮＯ膜
８をエッチングする時にＣ2 Ｆ6 ガスの単ガスを用いる
ことにより、高い量産性を発揮し得る高いエッチングレ
ートを維持しつつ下地層に対して十分な選択性を持たせ
ることができ、しかもＯＮＯ膜８中の異種材質に関して
は選択性はほとんどないので、膜の平面方向に広がるこ
とのない形状の鋭いシャープなエッチングを膜厚方向に
対して施すことができる。
【００２９】このように、ＯＮＯ膜８のエッチングが終
了したならば、再度反応ガスをＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ
6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単ガス或いは複数の混合ガスに切り
替えて、最後の層である第１の多結晶シリコン膜６のエ
ッチングを行う。この時のエッチング条件は上記第２の
多結晶シリコン膜１０のエッチング条件と同じである。
このように第１の多結晶シリコン膜６のエッチングが終
了した時の状態は図２（Ｄ）に示される。ここで従来、
ＯＮＯ膜のエッチング時に使用していたＣＦ4 ／ＣＨＦ
3 混合ガス、ＣＦ4 ガスと本発明方法に用いるＣ2 Ｆ6
ガスのＯＮＯ膜８を構成する材質、すなわちＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 に対するエッチングレート及び下地層を形成
するＰｏｌｙ−Ｓｉに対するエッチングレートを比較す
る。表１は、これらのエッチングレートの比較結果を示
す。
了したならば、再度反応ガスをＣｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ
6 、Ｏ2 、Ｈｅ等の単ガス或いは複数の混合ガスに切り
替えて、最後の層である第１の多結晶シリコン膜６のエ
ッチングを行う。この時のエッチング条件は上記第２の
多結晶シリコン膜１０のエッチング条件と同じである。
このように第１の多結晶シリコン膜６のエッチングが終
了した時の状態は図２（Ｄ）に示される。ここで従来、
ＯＮＯ膜のエッチング時に使用していたＣＦ4 ／ＣＨＦ
3 混合ガス、ＣＦ4 ガスと本発明方法に用いるＣ2 Ｆ6
ガスのＯＮＯ膜８を構成する材質、すなわちＳｉＯ2 、
Ｓｉ3 Ｎ4 に対するエッチングレート及び下地層を形成
するＰｏｌｙ−Ｓｉに対するエッチングレートを比較す
る。表１は、これらのエッチングレートの比較結果を示
す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１中には参考のためにフォトレジストの
エッチングレート、ＳｉＯ2 を基準とした各層のエッチ
ングレートの比を併せて記載している。表１から明らか
なように、ＣＦ4 ガスは、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 に対す
るエッチングレートはそれぞれ高くてスループットの観
点からは良好であるが、ＳｉＯ2 とＳｉ3 Ｎ4 のエッチ
ングレートの比が１：１．６７となって差が大きく、選
択比が大き過ぎて好ましくない。更には、ＳｉＯ2 に対
する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチングレート比は
１：０．８２となっており、下地層としてはその差が少
なく十分大きな選択比になっていないので、一層好まし
くない。
エッチングレート、ＳｉＯ2 を基準とした各層のエッチ
ングレートの比を併せて記載している。表１から明らか
なように、ＣＦ4 ガスは、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 に対す
るエッチングレートはそれぞれ高くてスループットの観
点からは良好であるが、ＳｉＯ2 とＳｉ3 Ｎ4 のエッチ
ングレートの比が１：１．６７となって差が大きく、選
択比が大き過ぎて好ましくない。更には、ＳｉＯ2 に対
する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチングレート比は
１：０．８２となっており、下地層としてはその差が少
なく十分大きな選択比になっていないので、一層好まし
くない。
【００３２】また、ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 混合ガスの場合
は、ＳｉＯ2 に対する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチ
ングレート比は１：０．２７となっており、下地層とし
て十分に大きな選択比になっているので好ましいが、Ｓ
ｉＯ2 に対するＳｉ3 Ｎ4 のエッチングレート比は１：
０．８１となって、同時にこれらの層にエッチングを施
すにしてはエッチングレートに差があり過ぎ、選択比が
大き過ぎて好ましくない。更には、ＳｉＯ2 及びＳｉ3
Ｎ4 に対するエッチングレートは約６００Å程度と低
く、スループットが大幅に低下してしまう。
は、ＳｉＯ2 に対する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチ
ングレート比は１：０．２７となっており、下地層とし
て十分に大きな選択比になっているので好ましいが、Ｓ
ｉＯ2 に対するＳｉ3 Ｎ4 のエッチングレート比は１：
０．８１となって、同時にこれらの層にエッチングを施
すにしてはエッチングレートに差があり過ぎ、選択比が
大き過ぎて好ましくない。更には、ＳｉＯ2 及びＳｉ3
Ｎ4 に対するエッチングレートは約６００Å程度と低
く、スループットが大幅に低下してしまう。
【００３３】これに対して、本発明方法で用いたＣ2 Ｆ
6 ガスは、ＳｉＯ2 に対する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉの
エッチングレート比は１：０．５７であり、ＣＦ4 ／Ｃ
ＨＦ3 混合ガスの場合よりも選択比は小さいがそれでも
十分な選択比を示して良好な結果となっている。また、
ＳｉＯ2 に対するＳｉ3 Ｎ4 のエッチングレート比は
１：０．９８となってほぼ同じ値を示しており、従って
良好な結果を示している。更には、ＳｉＯ2 及びＳｉ3
Ｎ4 のエッチングレートはともに略９００Å／分以上と
高く、量産性の観点からも十分なスループットを達成す
ることができる。尚、ＯＮＯ膜８以外の膜をエッチング
する時に使用する反応ガスは上記実施例のものに限定さ
れない。
6 ガスは、ＳｉＯ2 に対する下地層のＰｏｌｙ−Ｓｉの
エッチングレート比は１：０．５７であり、ＣＦ4 ／Ｃ
ＨＦ3 混合ガスの場合よりも選択比は小さいがそれでも
十分な選択比を示して良好な結果となっている。また、
ＳｉＯ2 に対するＳｉ3 Ｎ4 のエッチングレート比は
１：０．９８となってほぼ同じ値を示しており、従って
良好な結果を示している。更には、ＳｉＯ2 及びＳｉ3
Ｎ4 のエッチングレートはともに略９００Å／分以上と
高く、量産性の観点からも十分なスループットを達成す
ることができる。尚、ＯＮＯ膜８以外の膜をエッチング
する時に使用する反応ガスは上記実施例のものに限定さ
れない。
【００３４】上記実施例においては、フラッシュメモリ
のコントロールゲートとフローティングゲートの層間に
位置するＯＮＯ膜のエッチングを行う場合について説明
したが、これに限定されず、例えばＳｉＯ2 膜とＳｉ3
Ｎ4 膜を２層積層してなるＯＮ膜、或いはＳｉＯ2 膜ま
たはＳｉ3 Ｎ4 膜の単一膜をエッチングする時にも適用
し得る。
のコントロールゲートとフローティングゲートの層間に
位置するＯＮＯ膜のエッチングを行う場合について説明
したが、これに限定されず、例えばＳｉＯ2 膜とＳｉ3
Ｎ4 膜を２層積層してなるＯＮ膜、或いはＳｉＯ2 膜ま
たはＳｉ3 Ｎ4 膜の単一膜をエッチングする時にも適用
し得る。
【００３５】更には、上記実施例ではＯＮＯ膜８の下地
層としては多結晶シリコン膜６が形成されている場合を
例にとって説明したが、これに限定されず下地層が単結
晶シリコンの場合についても同様に適用することができ
る。
層としては多結晶シリコン膜６が形成されている場合を
例にとって説明したが、これに限定されず下地層が単結
晶シリコンの場合についても同様に適用することができ
る。
【００３６】また、上記実施例に用いたエッチング装置
では、上部電極２６に高周波電力を印加するようにした
が、この高周波電力の印加方法には限定されず、これを
下部電極のみ或いは両電極に異なる周波数の高周波電力
を印加するようにしてもよい。また、エッチング装置の
モードも平行平板型モードに限定されず、どのようなモ
ードのエッチング装置にも適用することができる。
では、上部電極２６に高周波電力を印加するようにした
が、この高周波電力の印加方法には限定されず、これを
下部電極のみ或いは両電極に異なる周波数の高周波電力
を印加するようにしてもよい。また、エッチング装置の
モードも平行平板型モードに限定されず、どのようなモ
ードのエッチング装置にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のエッチング
方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。単結晶或いは多結晶シリコン上に形成し
た、シリコン酸化膜或いはシリコンナイトライド膜の積
層膜をエッチングする場合にＣ2 Ｆ6 ガスを用いるよう
にしたので、エッチングレートを高く維持しつつ膜厚方
向に鋭いシャープなエッチングを施すことができるのみ
ならず、下地層に対する選択性も大きいので下地層に悪
影響を与えることも抑制することができる。
方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。単結晶或いは多結晶シリコン上に形成し
た、シリコン酸化膜或いはシリコンナイトライド膜の積
層膜をエッチングする場合にＣ2 Ｆ6 ガスを用いるよう
にしたので、エッチングレートを高く維持しつつ膜厚方
向に鋭いシャープなエッチングを施すことができるのみ
ならず、下地層に対する選択性も大きいので下地層に悪
影響を与えることも抑制することができる。
【図１】本発明方法を実施するために用いるプラズマエ
ッチング装置を示す断面図である。
ッチング装置を示す断面図である。
【図２】フラッシュメモリ形成工程を示す工程図であ
る。
る。
【図３】ＯＮＯ膜（積層膜）の構成を示す拡大断面図で
ある。
ある。
２ シリコン単結晶 ４ ゲート用シリコン酸化膜 ６ 第１の多結晶シリコン膜 ８ ＯＮＯ膜（積層膜） １０ 第２の多結晶シリコン膜 １２ タングステンシリサイド膜 １４ フォトレジスト膜 １６ 第１のシリコン酸化膜 １８ シリコンナイトライド膜 ２０ 第２のシリコン酸化膜 ２２ プラズマエッチング装置 ２４ 処理容器 ２６ 上部電極 ２８ 下部電極 ３４ 高周波電源 ３６ 静電チャック ５４Ａ Ｃｌ2 、ＨＢｒ、ＳＦ6 、Ｈｅ、Ｏ2 ガス源 ５４Ｂ Ｃ2 Ｆ6 ガス源 Ｗ 半導体ウエハ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｆ 21/318 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 単結晶シリコン或いは多結晶シリコン上
に形成された、シリコン酸化膜或いはシリコンナイトラ
イド膜のいずれか一方或いはこれらの相方を含む積層膜
を反応ガスのプラズマによりエッチングする方法におい
て、前記反応ガスとしてＣ2 Ｆ6 ガスを用いたことを特
徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】 前記積層膜は、シリコン酸化膜と、シリ
コンナイトライド膜と、シリコン酸化膜を順次重ねてな
る積層構造であることを特徴とする請求項１記載のエッ
チング方法。 - 【請求項３】 前記積層膜は、シリコンナイトライド膜
と、シリコン酸化膜を順次重ねてなる積層構造であるこ
とを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18910994A JPH07335636A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18910994A JPH07335636A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335636A true JPH07335636A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=16235527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18910994A Withdrawn JPH07335636A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335636A (ja) |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP18910994A patent/JPH07335636A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6277763B1 (en) | Plasma processing of tungsten using a gas mixture comprising a fluorinated gas and oxygen | |
| TWI621155B (zh) | 在自對準圖案化架構中不使用硬遮罩而增加圖案密度之方法 | |
| US7364956B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor devices | |
| US5766498A (en) | Anisotropic etching method and apparatus | |
| US20060252265A1 (en) | Etching high-kappa dielectric materials with good high-kappa foot control and silicon recess control | |
| EP0726596A2 (en) | Plasma etching method | |
| KR102571063B1 (ko) | 에어갭 형성 프로세스들 | |
| KR100413894B1 (ko) | 플라즈마에칭방법 | |
| US9355861B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and computer-readable storage medium | |
| TW200908144A (en) | Methods for high temperature etching a high-k material gate structure | |
| KR102071723B1 (ko) | 저종횡비 패턴을 위한 측벽 이미지 전사 방법 | |
| US6855643B2 (en) | Method for fabricating a gate structure | |
| JP7426840B2 (ja) | エッチング方法及びプラズマ処理装置 | |
| JPH06338479A (ja) | エッチング方法 | |
| JPH07335570A (ja) | プラズマ処理における基板温度制御方法 | |
| US7217665B2 (en) | Method of plasma etching high-K dielectric materials with high selectivity to underlying layers | |
| US20090081872A1 (en) | Plasma etching method for etching sample | |
| US20040256353A1 (en) | Method and system for deep trench silicon etch | |
| US20220336224A1 (en) | Method of etching film and plasma processing apparatus | |
| JP3362093B2 (ja) | エッチングダメージの除去方法 | |
| JPH07335636A (ja) | エッチング方法 | |
| JP2021028968A (ja) | 基板および基板処理方法 | |
| US5110410A (en) | Zinc sulfide planarization | |
| JP2003086568A (ja) | エッチング方法 | |
| JPH04298035A (ja) | プラズマエッチング方法 |
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: 20010904 |