JPH09129595A - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPH09129595A JPH09129595A JP7279070A JP27907095A JPH09129595A JP H09129595 A JPH09129595 A JP H09129595A JP 7279070 A JP7279070 A JP 7279070A JP 27907095 A JP27907095 A JP 27907095A JP H09129595 A JPH09129595 A JP H09129595A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳｉＯ2 膜のみのエッチングと、ＳｉＯ2 膜
及びＳｉ3 Ｎ4 膜の２層のエッチングとを連続して行う
ことのできるエッチング方法を提供すること。 【解決手段】 本発明のエッチング方法は、Ｓｉ基板１
０と、その上に形成されたＳｉＯ2 膜１２、Ｓｉ3 Ｎ4
膜１６及びＳｉＯ2 膜１８とを有する基体Ｓをプラズマ
エッチングする方法であって、Ｃ4 Ｆ4 ガス、ＣＨＦ3
ガス、Ａｒガスから成る第１の反応性ガスを用いて、Ｓ
ｉＯ2 膜１８のみをエッチングする第１の工程と、前記
第１の反応性ガスに水素ガスを添加して成る第２の反応
性ガスを用いて、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６及びＳｉＯ2 膜１２
をエッチングする第２の工程とを備える。第１の反応性
ガスに水素ガスを添加するだけで、ＳｉＯ2 膜のみなら
ずＳｉ3 Ｎ4 膜をエッチングできるので、２つのエッチ
ング工程を連続して行うことが可能となる。
及びＳｉ3 Ｎ4 膜の２層のエッチングとを連続して行う
ことのできるエッチング方法を提供すること。 【解決手段】 本発明のエッチング方法は、Ｓｉ基板１
０と、その上に形成されたＳｉＯ2 膜１２、Ｓｉ3 Ｎ4
膜１６及びＳｉＯ2 膜１８とを有する基体Ｓをプラズマ
エッチングする方法であって、Ｃ4 Ｆ4 ガス、ＣＨＦ3
ガス、Ａｒガスから成る第１の反応性ガスを用いて、Ｓ
ｉＯ2 膜１８のみをエッチングする第１の工程と、前記
第１の反応性ガスに水素ガスを添加して成る第２の反応
性ガスを用いて、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６及びＳｉＯ2 膜１２
をエッチングする第２の工程とを備える。第１の反応性
ガスに水素ガスを添加するだけで、ＳｉＯ2 膜のみなら
ずＳｉ3 Ｎ4 膜をエッチングできるので、２つのエッチ
ング工程を連続して行うことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
ス等で用いられるプラズマエッチング技術に関し、特
に、シリコン基板（Ｓｉ基板）上に形成されたシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 膜）とシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ
4 膜）の積層構造をエッチングする技術に関するもので
ある。
ス等で用いられるプラズマエッチング技術に関し、特
に、シリコン基板（Ｓｉ基板）上に形成されたシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 膜）とシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ
4 膜）の積層構造をエッチングする技術に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１はＳＡＣ（Self Align Contact）構
造を有するＭＯＳ形半導体デバイスの製造工程を概略的
に示す断面図であり、（ａ）はエッチング前の状態、
（ｂ）はエッチング途中の状態、（ｃ）はエッチング終
了後の状態を示している。図１において、符号１０はＳ
ｉ基板、符号１２はＳｉ基板１０上に形成されたＳｉＯ
2膜（第１の絶縁層）、符号１４はポリシリコン等から
成るゲート電極である。このゲート電極１４はＬＤＤ
（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造をと
っている。また、符号１６はＳｉ3 Ｎ4 膜（ストッパ
層）、符号１８はＳｉＯ2 膜（第２の絶縁膜）、符号２
０は有機材料から成るフォトレジスト層である。
造を有するＭＯＳ形半導体デバイスの製造工程を概略的
に示す断面図であり、（ａ）はエッチング前の状態、
（ｂ）はエッチング途中の状態、（ｃ）はエッチング終
了後の状態を示している。図１において、符号１０はＳ
ｉ基板、符号１２はＳｉ基板１０上に形成されたＳｉＯ
2膜（第１の絶縁層）、符号１４はポリシリコン等から
成るゲート電極である。このゲート電極１４はＬＤＤ
（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造をと
っている。また、符号１６はＳｉ3 Ｎ4 膜（ストッパ
層）、符号１８はＳｉＯ2 膜（第２の絶縁膜）、符号２
０は有機材料から成るフォトレジスト層である。
【０００３】このようなＳｉ3 Ｎ4 膜１６とＳｉＯ2 膜
１２，１８の積層構造を有するＳｉ基板１０に対し、図
１の（ｃ）に示すようなコンタクトホール２２を形成す
る場合、フォトレジスト層２０に予め穴２４を形成して
おき、まず、この穴２４を通してＳｉＯ2 膜１８のみを
選択的にエッチングし（図１の（ｂ））、次いで残った
Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６とＳｉＯ2 膜１２のエッチングを行う
（図１の（ｃ））。
１２，１８の積層構造を有するＳｉ基板１０に対し、図
１の（ｃ）に示すようなコンタクトホール２２を形成す
る場合、フォトレジスト層２０に予め穴２４を形成して
おき、まず、この穴２４を通してＳｉＯ2 膜１８のみを
選択的にエッチングし（図１の（ｂ））、次いで残った
Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６とＳｉＯ2 膜１２のエッチングを行う
（図１の（ｃ））。
【０００４】従来、このようなエッチングは、異方性プ
ラズマエッチングにより行うのが一般的である。そし
て、ＳｉＯ2 膜１８のみをエッチングする第１のエッチ
ング工程では、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６及びフォトレジスト層
２０に対して選択性のある反応性ガスを用い、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜１６とＳｉＯ2 膜１２をエッチングする第２のエッ
チング工程では、Ｓｉ基板１０に対して選択性のある別
種の反応性ガスを用いることとしていた。
ラズマエッチングにより行うのが一般的である。そし
て、ＳｉＯ2 膜１８のみをエッチングする第１のエッチ
ング工程では、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６及びフォトレジスト層
２０に対して選択性のある反応性ガスを用い、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜１６とＳｉＯ2 膜１２をエッチングする第２のエッ
チング工程では、Ｓｉ基板１０に対して選択性のある別
種の反応性ガスを用いることとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反応性
ガスを変更する場合、それに伴ってガス流量やエッチン
グ装置の電極間の電圧等の複雑なエッチング条件も変更
しなければならず、製品の安定性低下や生産効率低下の
原因となっていた。
ガスを変更する場合、それに伴ってガス流量やエッチン
グ装置の電極間の電圧等の複雑なエッチング条件も変更
しなければならず、製品の安定性低下や生産効率低下の
原因となっていた。
【０００６】また、第１のエッチング工程と第２のエッ
チング工程を別個のエッチング装置で行うという手段も
あるが、装置間でのＳｉ基板の搬送が必要となり、生産
性の面で問題があった。
チング工程を別個のエッチング装置で行うという手段も
あるが、装置間でのＳｉ基板の搬送が必要となり、生産
性の面で問題があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、エッチング条件
を変更することなく、１台のエッチング装置で上記２つ
のエッチング工程を連続して行うことのできるエッチン
グ方法を提供することにある。
を変更することなく、１台のエッチング装置で上記２つ
のエッチング工程を連続して行うことのできるエッチン
グ方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは種々の実験を行い、ＳｉＯ2 膜とＳｉ
3 Ｎ4 膜の選択性を有する反応性ガス、即ちＣ4 Ｆ8 ガ
スのようなフロロカーボンガスとアルゴンガスのような
不活性ガスとを含む混合ガスに水素ガスを所定量添加す
るだけで、Ｓｉに対する選択性を損なうことなくＳｉ3
Ｎ4 膜のエッチング速度をＳｉＯ2 膜のエッチング速度
と同等にできることを見出した。その実験の結果をグラ
フで示したものが図２である。
に、本発明者らは種々の実験を行い、ＳｉＯ2 膜とＳｉ
3 Ｎ4 膜の選択性を有する反応性ガス、即ちＣ4 Ｆ8 ガ
スのようなフロロカーボンガスとアルゴンガスのような
不活性ガスとを含む混合ガスに水素ガスを所定量添加す
るだけで、Ｓｉに対する選択性を損なうことなくＳｉ3
Ｎ4 膜のエッチング速度をＳｉＯ2 膜のエッチング速度
と同等にできることを見出した。その実験の結果をグラ
フで示したものが図２である。
【０００９】実験では、図３に概略的に示すような誘導
結合型プラズマエッチング装置を用いた。図３におい
て、符号３０は反応容器であり、その側壁３２は、アル
ミナを主成分とするセラミック又は石英等の絶縁体によ
り形成された誘導体窓となっている。この誘導体窓３２
の外周には、ソレノイドコイル状のコイルアンテナ３４
が巻き付けられている。また、反応容器３０の上部は電
極３６となっており、その下方には、被処理基体Ｓを支
持するサセプタ３８が配置されている。上部の電極３６
には、サセプタ３８との対向位置に、反応容器３０の内
部に反応性ガスを導入するためのノズル４０が複数個形
成されている。ノズル４０は配管４２を介して反応性ガ
ス供給源４４に接続され、また、反応容器３０内は真空
系（図示せず）に接続されている。
結合型プラズマエッチング装置を用いた。図３におい
て、符号３０は反応容器であり、その側壁３２は、アル
ミナを主成分とするセラミック又は石英等の絶縁体によ
り形成された誘導体窓となっている。この誘導体窓３２
の外周には、ソレノイドコイル状のコイルアンテナ３４
が巻き付けられている。また、反応容器３０の上部は電
極３６となっており、その下方には、被処理基体Ｓを支
持するサセプタ３８が配置されている。上部の電極３６
には、サセプタ３８との対向位置に、反応容器３０の内
部に反応性ガスを導入するためのノズル４０が複数個形
成されている。ノズル４０は配管４２を介して反応性ガ
ス供給源４４に接続され、また、反応容器３０内は真空
系（図示せず）に接続されている。
【００１０】このような構成において、被処理基体Ｓの
エッチングを行う場合、反応容器３０内を所定圧力に減
圧すると共に、反応性ガスを所定流量でノズル４０から
反応容器３０内に導入する。そして、コイルアンテナ３
４に高周波電力を印加すると、反応容器３０の内部に交
番磁界が生じ、反応容器３０の内部にプラズマが発生す
る。これにより、反応性ガスが励起して、イオンないし
はラジカルとなる。更に、サセプタ３８と上部電極３６
との間に高周波電力を印加すると、プラズマ中のイオン
ないしはラジカルがサセプタ３８上の被処理基体Ｓの方
向に誘導され、エッチングが行われるのである。
エッチングを行う場合、反応容器３０内を所定圧力に減
圧すると共に、反応性ガスを所定流量でノズル４０から
反応容器３０内に導入する。そして、コイルアンテナ３
４に高周波電力を印加すると、反応容器３０の内部に交
番磁界が生じ、反応容器３０の内部にプラズマが発生す
る。これにより、反応性ガスが励起して、イオンないし
はラジカルとなる。更に、サセプタ３８と上部電極３６
との間に高周波電力を印加すると、プラズマ中のイオン
ないしはラジカルがサセプタ３８上の被処理基体Ｓの方
向に誘導され、エッチングが行われるのである。
【００１１】実験では、反応性ガスとしてＣ4 Ｆ8 、Ａ
ｒ及びＣＨＦ3 から成る混合ガスを用い、これに水素ガ
スを添加し、その添加量を変化させた場合にＳｉＯ
2 膜、Ｓｉ3 Ｎ4 膜、Ｓｉ基板及びフォトレジスト層の
それぞれに対するエッチング速度がどのように変化する
かをみた。なお、この実験では、反応容器３０内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒ、コイルアンテナ３４に印加する高周
波電力を１２００Ｗ、電極３６とサセプタ３８との間に
印加する高周波電力を１４００Ｗとし、Ｃ4 Ｆ8 ガス、
ＣＨＦ3 ガス及びＡｒガスの流量をそれぞれ１０ｓｃｃ
ｍ、１３ｓｃｃｍ、１５０ｓｃｃｍとした。ここで、流
量とは配管４２中の流量をいう。
ｒ及びＣＨＦ3 から成る混合ガスを用い、これに水素ガ
スを添加し、その添加量を変化させた場合にＳｉＯ
2 膜、Ｓｉ3 Ｎ4 膜、Ｓｉ基板及びフォトレジスト層の
それぞれに対するエッチング速度がどのように変化する
かをみた。なお、この実験では、反応容器３０内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒ、コイルアンテナ３４に印加する高周
波電力を１２００Ｗ、電極３６とサセプタ３８との間に
印加する高周波電力を１４００Ｗとし、Ｃ4 Ｆ8 ガス、
ＣＨＦ3 ガス及びＡｒガスの流量をそれぞれ１０ｓｃｃ
ｍ、１３ｓｃｃｍ、１５０ｓｃｃｍとした。ここで、流
量とは配管４２中の流量をいう。
【００１２】図２に示すように、この実験から、水素ガ
スの添加量が増加するに従って、ＳｉＯ2 膜、Ｓｉ基板
及びフォトレジスト層についてのエッチング速度はほぼ
一定であるのに対し、Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッチング速度は
増加していくことが分かった。そして、水素ガスの流量
が１０ｓｃｃｍのとき、ＳｉＯ2 膜のエッチング速度と
Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッチング速度とがほぼ等しくなること
が見出された。Ａｒガスは不活性ガスであり、エッチン
グに殆ど寄与しないと考えられるため、この実験結果
は、水素ガス、Ｃ4 Ｆ8 ガス及びＣＨＦ3 ガスから成る
反応性ガス（アルゴンガスを除く）に対する水素ガスの
比率を約３０％としたとき、ＳｉＯ2 膜とＳｉ3 Ｎ4 膜
の選択比が１対１となる、と言い換えることができる。
また、Ｃ4Ｆ8 ガスに限らずフロロカーボンガスを含む
反応性ガスであれば、エッチング・メカニズムが同様で
あると考えられ、従って、フロロカーボンガスを含む反
応性ガスに水素ガスを所定量添加するならば、Ｓｉに対
する選択性を損なうことなくＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチング
速度を上げることができると推定できる。
スの添加量が増加するに従って、ＳｉＯ2 膜、Ｓｉ基板
及びフォトレジスト層についてのエッチング速度はほぼ
一定であるのに対し、Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッチング速度は
増加していくことが分かった。そして、水素ガスの流量
が１０ｓｃｃｍのとき、ＳｉＯ2 膜のエッチング速度と
Ｓｉ3 Ｎ4 膜のエッチング速度とがほぼ等しくなること
が見出された。Ａｒガスは不活性ガスであり、エッチン
グに殆ど寄与しないと考えられるため、この実験結果
は、水素ガス、Ｃ4 Ｆ8 ガス及びＣＨＦ3 ガスから成る
反応性ガス（アルゴンガスを除く）に対する水素ガスの
比率を約３０％としたとき、ＳｉＯ2 膜とＳｉ3 Ｎ4 膜
の選択比が１対１となる、と言い換えることができる。
また、Ｃ4Ｆ8 ガスに限らずフロロカーボンガスを含む
反応性ガスであれば、エッチング・メカニズムが同様で
あると考えられ、従って、フロロカーボンガスを含む反
応性ガスに水素ガスを所定量添加するならば、Ｓｉに対
する選択性を損なうことなくＳｉ3 Ｎ4 膜のエッチング
速度を上げることができると推定できる。
【００１３】本発明は以上に鑑みてなされたものであ
り、本発明によるプラズマエッチング方法は、Ｓｉ基板
と、このＳｉ基板上に形成されたＳｉＯ2 を主成分とす
る第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成されたＳｉ3
Ｎ4 膜又はＳｉ3 Ｎ4 膜及びＳｉＯ2 膜の積層膜から成
るストッパ層と、このストッパ膜上に形成されたＳｉＯ
2 を主成分とする第２の絶縁層とを有する被処理基体を
異方性プラズマエッチングする方法であって、フロロカ
ーボンガス及び不活性ガスを含む第１の反応性ガスを用
いて、第２の絶縁層をストッパ層に対して選択的にエッ
チングする第１の工程と、フロロカーボンガス、不活性
ガス及び水素ガスを含む第２の反応性ガスを用いて、第
１の工程により露出されたストッパ層及び第１の絶縁層
をシリコン基板に対して選択的にエッチングする第２の
工程とを備えることを特徴としている。
り、本発明によるプラズマエッチング方法は、Ｓｉ基板
と、このＳｉ基板上に形成されたＳｉＯ2 を主成分とす
る第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成されたＳｉ3
Ｎ4 膜又はＳｉ3 Ｎ4 膜及びＳｉＯ2 膜の積層膜から成
るストッパ層と、このストッパ膜上に形成されたＳｉＯ
2 を主成分とする第２の絶縁層とを有する被処理基体を
異方性プラズマエッチングする方法であって、フロロカ
ーボンガス及び不活性ガスを含む第１の反応性ガスを用
いて、第２の絶縁層をストッパ層に対して選択的にエッ
チングする第１の工程と、フロロカーボンガス、不活性
ガス及び水素ガスを含む第２の反応性ガスを用いて、第
１の工程により露出されたストッパ層及び第１の絶縁層
をシリコン基板に対して選択的にエッチングする第２の
工程とを備えることを特徴としている。
【００１４】前述したように、第１の反応性ガスに水素
ガスを添加するだけで、その他のエッチング条件を変更
することなく、ＳｉＯ2 の層のみならずＳｉ3 Ｎ4 の層
をエッチングが可能となる。これにより、第１の工程か
ら第２の工程への移行を容易に行うことができる。特
に、第１の反応性ガスに水素ガスを添加することで第２
の反応性ガスを作る場合、第１の工程と第２の工程を連
続的に行うことが可能となる。
ガスを添加するだけで、その他のエッチング条件を変更
することなく、ＳｉＯ2 の層のみならずＳｉ3 Ｎ4 の層
をエッチングが可能となる。これにより、第１の工程か
ら第２の工程への移行を容易に行うことができる。特
に、第１の反応性ガスに水素ガスを添加することで第２
の反応性ガスを作る場合、第１の工程と第２の工程を連
続的に行うことが可能となる。
【００１５】なお、第１の反応性ガスを、Ｃ4 Ｆ8 ガ
ス、ＣＨＦ3 ガス及びアルゴンガスから成る混合ガス、
第２の反応性ガスを、Ｃ4 Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガス、ア
ルゴンガス及び水素ガスから成る混合ガスとするのが好
適である。
ス、ＣＨＦ3 ガス及びアルゴンガスから成る混合ガス、
第２の反応性ガスを、Ｃ4 Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガス、ア
ルゴンガス及び水素ガスから成る混合ガスとするのが好
適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエッチング方法を
図１に示すような半導体デバイスの製造に適用した場合
について説明する。
図１に示すような半導体デバイスの製造に適用した場合
について説明する。
【００１７】まず、前述した図３のプラズマエッチング
装置を用意すると共に、図１の（ａ）に示すような複数
の層１２，１４，１６，１８，２０が形成されたＳｉ基
板１０をサセプタ３８上の所定位置に配置する。そし
て、反応容器３０内を約１０ｍＴｏｒｒまで減圧する。
装置を用意すると共に、図１の（ａ）に示すような複数
の層１２，１４，１６，１８，２０が形成されたＳｉ基
板１０をサセプタ３８上の所定位置に配置する。そし
て、反応容器３０内を約１０ｍＴｏｒｒまで減圧する。
【００１８】この後、Ｃ4 Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガス及び
Ａｒガスのみから成る混合ガスを第１の反応性ガスとし
て反応性ガス供給源４４から反応容器３０内に導入す
る。この際、配管４２中を流れるＣ4 Ｆ8 ガスの流量は
１０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 ガスの流量は１３ｓｃｃｍ、Ａ
ｒガスの流量は１５０ｓｃｃｍとする。更に、コイルア
ンテナ３４に１２００Ｗの高周波電力を印加すると共
に、電極３６とサセプタ３８との間に１４００Ｗの高周
波電力を印加すると、反応容器３０内にプラズマが発生
し、フォトレジスト層２０の穴２４を通して異方性エッ
チングが開始される。
Ａｒガスのみから成る混合ガスを第１の反応性ガスとし
て反応性ガス供給源４４から反応容器３０内に導入す
る。この際、配管４２中を流れるＣ4 Ｆ8 ガスの流量は
１０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 ガスの流量は１３ｓｃｃｍ、Ａ
ｒガスの流量は１５０ｓｃｃｍとする。更に、コイルア
ンテナ３４に１２００Ｗの高周波電力を印加すると共
に、電極３６とサセプタ３８との間に１４００Ｗの高周
波電力を印加すると、反応容器３０内にプラズマが発生
し、フォトレジスト層２０の穴２４を通して異方性エッ
チングが開始される。
【００１９】Ｃ4 Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガス及びＡｒガス
のみから成る第１の反応性ガスは、図２からも明らかな
ように、フォトレジスト層２０及びＳｉ3 Ｎ4 膜１６に
対して選択性があり、よって、この段階では、ＳｉＯ2
膜１８のみのエッチングが行われ、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６は
ストッパ層として機能する。このエッチングを所定時間
行うと、図１の（ｂ）に示す状態となる。
のみから成る第１の反応性ガスは、図２からも明らかな
ように、フォトレジスト層２０及びＳｉ3 Ｎ4 膜１６に
対して選択性があり、よって、この段階では、ＳｉＯ2
膜１８のみのエッチングが行われ、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１６は
ストッパ層として機能する。このエッチングを所定時間
行うと、図１の（ｂ）に示す状態となる。
【００２０】次に、上記第１の反応性ガスに１０ｓｃｃ
ｍの水素ガスを添加し、第２の反応性ガスとして反応容
器３０内に導入する。この際、他のエッチング条件につ
いては変更せず、電力供給も停止することなく、そのま
まエッチングを継続することが、生産効率の面で有効で
ある。
ｍの水素ガスを添加し、第２の反応性ガスとして反応容
器３０内に導入する。この際、他のエッチング条件につ
いては変更せず、電力供給も停止することなく、そのま
まエッチングを継続することが、生産効率の面で有効で
ある。
【００２１】この場合、第２の反応性ガスは、フォトレ
ジスト層２０及びＳｉ基板１０に対して選択性があり、
Ｓｉ3 Ｎ4 膜及びＳｉＯ2 膜についてはほぼ同一のエッ
チング速度でエッチングが進む。従って、主としてコン
トクタホール２２の底部部分におけるＳｉ3 Ｎ4 膜１６
及びＳｉＯ2 膜１２がエッチング対象となり、所定時間
の経過後、図１の（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板１０の
表面まで達するコンタクトホール２２が形成される。
ジスト層２０及びＳｉ基板１０に対して選択性があり、
Ｓｉ3 Ｎ4 膜及びＳｉＯ2 膜についてはほぼ同一のエッ
チング速度でエッチングが進む。従って、主としてコン
トクタホール２２の底部部分におけるＳｉ3 Ｎ4 膜１６
及びＳｉＯ2 膜１２がエッチング対象となり、所定時間
の経過後、図１の（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板１０の
表面まで達するコンタクトホール２２が形成される。
【００２２】上記実施形態では、第１のエッチング工程
でストッパ層として機能する層はＳｉ3 Ｎ4 膜１６のみ
であるが、ストッパ層としてはＳｉ3 Ｎ4 膜とＳｉＯ2
膜の積層構造のものもあり、かかる積層構造のストッパ
層を有する被処理基体に対しても本発明を適用すること
は可能である。
でストッパ層として機能する層はＳｉ3 Ｎ4 膜１６のみ
であるが、ストッパ層としてはＳｉ3 Ｎ4 膜とＳｉＯ2
膜の積層構造のものもあり、かかる積層構造のストッパ
層を有する被処理基体に対しても本発明を適用すること
は可能である。
【００２３】また、上記と同様な膜構造の素子分離技術
であるＬＯＣＯＳ形成工程のＳｉ3Ｎ4 膜とＳｉＯ2 膜
のエッチングの際にも、本発明を適用することができ
る。
であるＬＯＣＯＳ形成工程のＳｉ3Ｎ4 膜とＳｉＯ2 膜
のエッチングの際にも、本発明を適用することができ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、反応性ガスに水素ガ
スを添加するだけで、ＳｉＯ2 膜に対するエッチング速
度及びＳｉ3 Ｎ4 膜に対するエッチング速度を調整でき
るため、ＳｉＯ2 膜のみをエッチングする第１の工程か
ら、ＳｉＯ2 膜と共にＳｉ3 Ｎ4 膜をもエッチングする
第２の工程への移行を容易に行うことができる。従っ
て、エッチングプロセスの効率化が図られ、半導体デバ
イスの生産効率も向上する。特に、本発明では、第１の
工程と第２の工程の連続処理が可能であるので、より生
産性が向上する。
スを添加するだけで、ＳｉＯ2 膜に対するエッチング速
度及びＳｉ3 Ｎ4 膜に対するエッチング速度を調整でき
るため、ＳｉＯ2 膜のみをエッチングする第１の工程か
ら、ＳｉＯ2 膜と共にＳｉ3 Ｎ4 膜をもエッチングする
第２の工程への移行を容易に行うことができる。従っ
て、エッチングプロセスの効率化が図られ、半導体デバ
イスの生産効率も向上する。特に、本発明では、第１の
工程と第２の工程の連続処理が可能であるので、より生
産性が向上する。
【００２５】また、第１の工程から第２の工程への移行
に際して、エッチング条件を殆ど変更しなくてもよいの
で、加工の安定性も確保されるという効果もある。
に際して、エッチング条件を殆ど変更しなくてもよいの
で、加工の安定性も確保されるという効果もある。
【図１】半導体デバイスのエッチング工程を概略的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】半導体デバイスにおける各層のエッチング速度
と、添加水素ガスの添加量との関係を示すグラフであ
る。
と、添加水素ガスの添加量との関係を示すグラフであ
る。
【図３】本発明が適用され得るプラズマエッチング装置
の概略図である。
の概略図である。
１０…Ｓｉ基板、１２…ＳｉＯ2 膜（第１の絶縁層）、
１４…ゲート電極、１６…Ｓｉ3 Ｎ4 膜（ストッパ
層）、１８…ＳｉＯ2 膜（第２の絶縁層）、２０…フォ
トレジスト層、２２…コンタクトホール、３０…反応容
器、３２…誘導体窓、３４…コイルアンテナ、３６…電
極、３８…サセプタ、４０…ノズル、４２…配管、４４
…反応性ガス供給源、Ｓ…被処理基体。
１４…ゲート電極、１６…Ｓｉ3 Ｎ4 膜（ストッパ
層）、１８…ＳｉＯ2 膜（第２の絶縁層）、２０…フォ
トレジスト層、２２…コンタクトホール、３０…反応容
器、３２…誘導体窓、３４…コイルアンテナ、３６…電
極、３８…サセプタ、４０…ノズル、４２…配管、４４
…反応性ガス供給源、Ｓ…被処理基体。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/302 Ｅ (72)発明者 飯島 幸夫 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 岡野 晴雄 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板と、前記シリコン基板上に
形成された酸化シリコンを主成分とする第１の絶縁層
と、前記第１の絶縁層上に形成されたシリコン窒化膜及
びシリコン酸化膜の積層膜又はシリコン窒化膜から成る
ストッパ層と、前記ストッパ膜上に形成された酸化シリ
コンを主成分とする第２の絶縁層とを有する被処理基体
を異方性プラズマエッチングする方法であって、 フロロカーボンガス及び不活性ガスを含む第１の反応性
ガスを用いて、前記第２の絶縁層を前記ストッパ層に対
して選択的にエッチングする第１の工程と、 フロロカーボンガス、不活性ガス及び水素ガスを含む第
２の反応性ガスを用いて、前記第１の工程により露出さ
れた前記ストッパ層及び前記第１の絶縁層を前記シリコ
ン基板に対して選択的にエッチングする第２の工程と、
を備えるプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】 前記第１の反応性ガスに所定量の水素ガ
スを添加することで、前記第１の工程及び前記第２の工
程を同一の反応容器内で連続的に行うことを特徴とする
請求項１記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】 前記第１の反応性ガスが、Ｃ4 Ｆ8 ガ
ス、ＣＨＦ3 ガス及びアルゴンガスから成り、前記第２
の反応性ガスが、Ｃ4 Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガス、アルゴ
ンガス及び水素ガスから成ることを特徴とする請求項１
又は２記載のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7279070A JPH09129595A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7279070A JPH09129595A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | プラズマエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129595A true JPH09129595A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17606002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7279070A Withdrawn JPH09129595A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129595A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6180479B1 (en) | 1998-05-21 | 2001-01-30 | Nec Corporation | Method of etching to form high tolerance polysilicon resistors |
| JP2003086568A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Tokyo Electron Ltd | エッチング方法 |
| WO2003028082A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-04-03 | Tokyo Electron Limited | Procede de gravure |
| JP2008300616A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Nippon Zeon Co Ltd | エッチング方法 |
| KR20160026701A (ko) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| US9530664B2 (en) | 2013-06-13 | 2016-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electronic device by forming a hole in a multilayer insulator film by plasma etching |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP7279070A patent/JPH09129595A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003028082A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-04-03 | Tokyo Electron Limited | Procede de gravure |
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| US9530664B2 (en) | 2013-06-13 | 2016-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electronic device by forming a hole in a multilayer insulator film by plasma etching |
| KR20160026701A (ko) * | 2014-08-29 | 2016-03-09 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| JP2016051750A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
| KR20220024366A (ko) * | 2014-08-29 | 2022-03-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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