JPH1050660A - シリコン窒化膜のエッチング方法 - Google Patents
シリコン窒化膜のエッチング方法Info
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- JPH1050660A JPH1050660A JP20166596A JP20166596A JPH1050660A JP H1050660 A JPH1050660 A JP H1050660A JP 20166596 A JP20166596 A JP 20166596A JP 20166596 A JP20166596 A JP 20166596A JP H1050660 A JPH1050660 A JP H1050660A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲート電極の側面に、シリコン窒化膜のサイ
ドウォールを確実に形成する。 【解決手段】 真空容器１１内で、ターゲット電極１２
と対向電極１３とを対向させ、シリコン酸化膜上にゲー
ト電極が形成され、その上をシリコン窒化膜で被覆され
てなる被処理体３をターゲット電極１２に置く。そし
て、両電極１２，１３間に、塩素ガスと臭化水素ガスと
ヘリウムガスとを含み、弗素系ガスを含まないエッチン
グガス２を導入しながら、両電極１２，１３間に高周波
電力を投入し、エッチングガス２をプラズマ状態とし
て、生成されたイオンを被処理体３に入射させてエッチ
ングを行う。この際、シリコン窒化膜がシリコン酸化膜
に対して選択的にエッチングされ、ゲート電極の側面に
シリコン窒化膜のサイドウォールが形成される。
ドウォールを確実に形成する。 【解決手段】 真空容器１１内で、ターゲット電極１２
と対向電極１３とを対向させ、シリコン酸化膜上にゲー
ト電極が形成され、その上をシリコン窒化膜で被覆され
てなる被処理体３をターゲット電極１２に置く。そし
て、両電極１２，１３間に、塩素ガスと臭化水素ガスと
ヘリウムガスとを含み、弗素系ガスを含まないエッチン
グガス２を導入しながら、両電極１２，１３間に高周波
電力を投入し、エッチングガス２をプラズマ状態とし
て、生成されたイオンを被処理体３に入射させてエッチ
ングを行う。この際、シリコン窒化膜がシリコン酸化膜
に対して選択的にエッチングされ、ゲート電極の側面に
シリコン窒化膜のサイドウォールが形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコン基板上
のシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対して高選択比で
エッチングする方法に係り、特に、シリコン窒化膜のサ
イドウォールの形成に有用なシリコン窒化膜のエッチン
グ方法に関する。
のシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対して高選択比で
エッチングする方法に係り、特に、シリコン窒化膜のサ
イドウォールの形成に有用なシリコン窒化膜のエッチン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の集積度の向上とともに加工
の微細化が求められ、フォトマスク工程におけるマスク
の位置合わせ誤差を見込んだマスク合わせ余裕も、削減
が迫られるようになってきた。このため、例えば、ＭＯ
ＳＦＥＴをシリコン基板上に作製する際に、ソース電極
又はドレイン電極のためのコンタクトを形成する工程に
おいては、自己整合コンタクト（セルフ・アライン・コ
ンタクト）を形成する方法が採用されている。すなわ
ち、この自己整合コンタクト形成の技術は、ゲート電極
の周りを、シリコン酸化膜に対してエッチングの選択性
を有するシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）等の絶縁膜で被覆
してサイドウォールを形成した後にコンタクトを形成
し、もし、コンタクトの位置がずれてしまうようなこと
があっても、このコンタクトとゲート電極との短絡を防
止するものである。上記サイドウォールは、シリコン基
板上に、ゲート酸化膜としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2）や電極材料等を積層してゲート電極を形成した後
に、シリコン窒化膜で被覆し、エッチングを行って形成
される。このシリコン窒化膜のエッチングは、フルオロ
カーボンガスを用いて行うことができるが、フルオロカ
ーボンガスでは、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化
膜のエッチング速度比（以下、選択比ともいう）が低い
ために、上記サイドウォールの形成の過程で、下地の薄
いシリコン酸化膜も同時にエッチングされ、シリコン基
板がプラズマに晒されてしまう。フルオロカーボンガス
のプラズマに晒されたシリコン基板は、表面にカーボン
が打ち込まれることにより、コンタクト抵抗が増加する
ことが報告されている（八木他 ＤＰＳ（Dry Process
Symposium） 1995 P201、橋見他 ＤＰＳ（Dry Process
Symposium） 1995 P207、上西園他 ＤＰＳ（Dry Proce
ss Symposium） 1995 P213等参照）。シリコン窒化膜の
サイドウォール形成工程において、ゲート酸化膜上でエ
ッチングを止めるために、例えば、特開平２−２６２３
３４号公報、特開平３−１０９７３０号公報、及び特開
平１−１０１６３２号公報に記載されているように、従
来から用いられている弗素系ガスにシリコン酸化膜と反
応しない塩素系ガスを添加して、シリコン酸化膜のエッ
チング速度を低下させることによって、シリコン酸化膜
に対するシリコン窒化膜のエッチング速度比（選択比）
を向上させる方法が提案されている。上記公報記載の方
法においては、例えば、ＮＦ3ガスと塩素ガスとからな
る混合ガスを用いている。
の微細化が求められ、フォトマスク工程におけるマスク
の位置合わせ誤差を見込んだマスク合わせ余裕も、削減
が迫られるようになってきた。このため、例えば、ＭＯ
ＳＦＥＴをシリコン基板上に作製する際に、ソース電極
又はドレイン電極のためのコンタクトを形成する工程に
おいては、自己整合コンタクト（セルフ・アライン・コ
ンタクト）を形成する方法が採用されている。すなわ
ち、この自己整合コンタクト形成の技術は、ゲート電極
の周りを、シリコン酸化膜に対してエッチングの選択性
を有するシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）等の絶縁膜で被覆
してサイドウォールを形成した後にコンタクトを形成
し、もし、コンタクトの位置がずれてしまうようなこと
があっても、このコンタクトとゲート電極との短絡を防
止するものである。上記サイドウォールは、シリコン基
板上に、ゲート酸化膜としてのシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2）や電極材料等を積層してゲート電極を形成した後
に、シリコン窒化膜で被覆し、エッチングを行って形成
される。このシリコン窒化膜のエッチングは、フルオロ
カーボンガスを用いて行うことができるが、フルオロカ
ーボンガスでは、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化
膜のエッチング速度比（以下、選択比ともいう）が低い
ために、上記サイドウォールの形成の過程で、下地の薄
いシリコン酸化膜も同時にエッチングされ、シリコン基
板がプラズマに晒されてしまう。フルオロカーボンガス
のプラズマに晒されたシリコン基板は、表面にカーボン
が打ち込まれることにより、コンタクト抵抗が増加する
ことが報告されている（八木他 ＤＰＳ（Dry Process
Symposium） 1995 P201、橋見他 ＤＰＳ（Dry Process
Symposium） 1995 P207、上西園他 ＤＰＳ（Dry Proce
ss Symposium） 1995 P213等参照）。シリコン窒化膜の
サイドウォール形成工程において、ゲート酸化膜上でエ
ッチングを止めるために、例えば、特開平２−２６２３
３４号公報、特開平３−１０９７３０号公報、及び特開
平１−１０１６３２号公報に記載されているように、従
来から用いられている弗素系ガスにシリコン酸化膜と反
応しない塩素系ガスを添加して、シリコン酸化膜のエッ
チング速度を低下させることによって、シリコン酸化膜
に対するシリコン窒化膜のエッチング速度比（選択比）
を向上させる方法が提案されている。上記公報記載の方
法においては、例えば、ＮＦ3ガスと塩素ガスとからな
る混合ガスを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、上記特開平２−２６２３３４号公報記載の方法にお
いて、ＮＦ3ガスと塩素ガスとからなる混合ガスを用い
てシリコン窒化膜のエッチングを行うと、ＮＦ3ガスと
塩素ガスとの合計量に対するＮＦ3ガスの割合（以下、
ＮＦ3ガス混合比という）［％］とシリコン窒化膜のエ
ッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関係、
ＮＦ3ガス混合比［％］とシリコン酸化膜のエッチング
速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関係、及びＮＦ
3ガス混合比［％］とシリコン酸化膜に対するシリコン
窒化膜のエッチング速度比（選択比）との関係は、それ
ぞれ、図６において、折線Ａ，Ｂ，Ｃによって示される
ような結果となる。同図よりわかるとおり、得られる選
択比は１０以下であって、下地のシリコン酸化膜が、膜
厚が２０［ｎｍ］以下であるゲート酸化膜のように薄い
膜の場合には、シリコン酸化膜上でエッチングを停止さ
せることができないという問題点がある。
ば、上記特開平２−２６２３３４号公報記載の方法にお
いて、ＮＦ3ガスと塩素ガスとからなる混合ガスを用い
てシリコン窒化膜のエッチングを行うと、ＮＦ3ガスと
塩素ガスとの合計量に対するＮＦ3ガスの割合（以下、
ＮＦ3ガス混合比という）［％］とシリコン窒化膜のエ
ッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関係、
ＮＦ3ガス混合比［％］とシリコン酸化膜のエッチング
速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関係、及びＮＦ
3ガス混合比［％］とシリコン酸化膜に対するシリコン
窒化膜のエッチング速度比（選択比）との関係は、それ
ぞれ、図６において、折線Ａ，Ｂ，Ｃによって示される
ような結果となる。同図よりわかるとおり、得られる選
択比は１０以下であって、下地のシリコン酸化膜が、膜
厚が２０［ｎｍ］以下であるゲート酸化膜のように薄い
膜の場合には、シリコン酸化膜上でエッチングを停止さ
せることができないという問題点がある。
【０００４】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッ
チング速度比（選択比）を一段と高めて、シリコン窒化
膜を選択的に、かつ、確実にエッチングして、例えば、
シリコン窒化膜のサイドウォールを確実に形成し、より
信頼性の高い半導体装置を製造するためのシリコン窒化
膜のエッチング方法を提供することを目的としている。
もので、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッ
チング速度比（選択比）を一段と高めて、シリコン窒化
膜を選択的に、かつ、確実にエッチングして、例えば、
シリコン窒化膜のサイドウォールを確実に形成し、より
信頼性の高い半導体装置を製造するためのシリコン窒化
膜のエッチング方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、シリコン酸化膜及びシリコ
ン窒化膜が成膜された被処理体を真空容器内に置き、プ
ラズマ発生手段によって反応ガスをプラズマ状態とし、
上記被処理体を上記プラズマに晒すことによって、上記
シリコン酸化膜に対して上記シリコン窒化膜を選択的に
エッチングするシリコン窒化膜のエッチング方法であっ
て、上記反応ガスは、塩素原子を含むガスと、臭素原子
を含むガスとからなる（弗素原子を含まない）混合ガス
であることを特徴としている。
に、請求項１記載の発明は、シリコン酸化膜及びシリコ
ン窒化膜が成膜された被処理体を真空容器内に置き、プ
ラズマ発生手段によって反応ガスをプラズマ状態とし、
上記被処理体を上記プラズマに晒すことによって、上記
シリコン酸化膜に対して上記シリコン窒化膜を選択的に
エッチングするシリコン窒化膜のエッチング方法であっ
て、上記反応ガスは、塩素原子を含むガスと、臭素原子
を含むガスとからなる（弗素原子を含まない）混合ガス
であることを特徴としている。
【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、上記真
空容器内で、第１の電極と第２の電極とを対向させ、上
記第１の電極側に上記被処理体を置き、上記第１及び第
２の電極間に上記反応ガスを導入し、上記第１又は第２
の電極に高周波電源によって生成された所定の高周波電
力を投入することにより、上記反応ガスをプラズマ状態
とすると共にプラズマ中のイオンを上記被処理体に入射
させて、上記シリコン酸化膜に対して上記シリコン窒化
膜を選択的にエッチングすることを特徴としている。
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、上記真
空容器内で、第１の電極と第２の電極とを対向させ、上
記第１の電極側に上記被処理体を置き、上記第１及び第
２の電極間に上記反応ガスを導入し、上記第１又は第２
の電極に高周波電源によって生成された所定の高周波電
力を投入することにより、上記反応ガスをプラズマ状態
とすると共にプラズマ中のイオンを上記被処理体に入射
させて、上記シリコン酸化膜に対して上記シリコン窒化
膜を選択的にエッチングすることを特徴としている。
【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、上記シ
リコン酸化膜に対する上記シリコン窒化膜のエッチング
速度比が比較的小さい高速エッチング条件でまず初期段
階エッチングを行った後、上記エッチング速度比が比較
的大きい低速エッチング条件で最終段階エッチングを行
うことを特徴としている。
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、上記シ
リコン酸化膜に対する上記シリコン窒化膜のエッチング
速度比が比較的小さい高速エッチング条件でまず初期段
階エッチングを行った後、上記エッチング速度比が比較
的大きい低速エッチング条件で最終段階エッチングを行
うことを特徴としている。
【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、初期エ
ッチング段階では、比較的大きい上記高周波電力を投入
することで、まず、上記高速エッチングを行い、最終エ
ッチング段階では、比較的小さい上記高周波電力を投入
することで、上記低速エッチングを行うことを特徴とし
ている。
載のシリコン窒化膜のエッチング方法であって、初期エ
ッチング段階では、比較的大きい上記高周波電力を投入
することで、まず、上記高速エッチングを行い、最終エ
ッチング段階では、比較的小さい上記高周波電力を投入
することで、上記低速エッチングを行うことを特徴とし
ている。
【０００９】また、請求項５記載の発明は、請求項１，
２，３又は４記載のシリコン窒化膜のエッチング方法で
あって、上記反応ガスには、不活性ガスが添加されてい
ることを特徴としている。
２，３又は４記載のシリコン窒化膜のエッチング方法で
あって、上記反応ガスには、不活性ガスが添加されてい
ることを特徴としている。
【００１０】また、請求項６記載の発明は、請求項１，
２，３，４又は５記載のシリコン窒化膜のエッチング方
法であって、上記塩素原子を含むガスは塩素ガスである
ことを特徴としている。
２，３，４又は５記載のシリコン窒化膜のエッチング方
法であって、上記塩素原子を含むガスは塩素ガスである
ことを特徴としている。
【００１１】また、請求項７記載の発明は、請求項１，
２，３，４，５又は６記載のシリコン窒化膜のエッチン
グ方法であって、上記臭素原子を含むガスは臭化水素ガ
スであることを特徴としている。
２，３，４，５又は６記載のシリコン窒化膜のエッチン
グ方法であって、上記臭素原子を含むガスは臭化水素ガ
スであることを特徴としている。
【００１２】また、請求項８記載の発明は、請求項５，
６又は７記載のシリコン窒化膜のエッチング方法であっ
て、上記不活性ガスはヘリウムガスであることを特徴と
している。
６又は７記載のシリコン窒化膜のエッチング方法であっ
て、上記不活性ガスはヘリウムガスであることを特徴と
している。
【００１３】さらにまた、請求項９記載の発明は、請求
項２，３，４，５，６，７又は８記載のシリコン窒化膜
のエッチング方法であって、シリコン基板上に上記シリ
コン酸化膜が成膜され、該シリコン酸化膜上に電極が形
成され、さらに、その上を上記シリコン窒化膜で被覆さ
れた上記被処理体を、上記真空容器内の上記第１の電極
側に置き、上記シリコン窒化膜を、上記シリコン酸化膜
に対して選択的にエッチングすることによって、上記電
極の側面に上記シリコン窒化膜のサイドウォールを形成
することを特徴としている。
項２，３，４，５，６，７又は８記載のシリコン窒化膜
のエッチング方法であって、シリコン基板上に上記シリ
コン酸化膜が成膜され、該シリコン酸化膜上に電極が形
成され、さらに、その上を上記シリコン窒化膜で被覆さ
れた上記被処理体を、上記真空容器内の上記第１の電極
側に置き、上記シリコン窒化膜を、上記シリコン酸化膜
に対して選択的にエッチングすることによって、上記電
極の側面に上記シリコン窒化膜のサイドウォールを形成
することを特徴としている。
【００１４】
【作用】この発明の構成によれば、エッチングのための
反応ガスとして、塩素原子を含むガスと臭素原子を含む
ガスとからなり、弗素原子を含まない混合ガスを用いて
いるので、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエ
ッチング速度比（選択比）を一段と高めて、シリコン窒
化膜を、シリコン酸化膜に対して選択的に、かつ、確実
にエッチングすることができる。それ故、より信頼性の
高い半導体装置を製造することができる。
反応ガスとして、塩素原子を含むガスと臭素原子を含む
ガスとからなり、弗素原子を含まない混合ガスを用いて
いるので、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエ
ッチング速度比（選択比）を一段と高めて、シリコン窒
化膜を、シリコン酸化膜に対して選択的に、かつ、確実
にエッチングすることができる。それ故、より信頼性の
高い半導体装置を製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例であるシリコン窒化膜の
エッチング方法において用いられるドライエッチング装
置を模式的に示す断面図、図２は、ＨＢｒガス混合比と
シリコン窒化膜のエッチング速度との関係、ＨＢｒガス
混合比とシリコン酸化膜のエッチング速度との関係、及
びＨＢｒガス混合比と選択比との関係を示す特性図、ま
た、図３及び図４は、同シリコン窒化膜のエッチング方
法によるエッチングの過程を説明するための説明図であ
る。まず、この例のドライエッチング装置１の構成から
説明する。図１に示すように、ドライエッチング装置１
は、内部が所定の真空度に保たれる真空容器１１と、真
空容器１１内に平行に対向して配置されるターゲット電
極１２及び対向電極１３と、ターゲット電極１２と対向
電極１３との間に高周波電力を投入するための高周波電
源１４と、エッチングガス２を真空容器１１内に導入す
るためのガス導入管１５と真空容器１１のエッチングガ
ス２が導入される側と反対側に設けられ、図示せぬ真空
ポンプに接続されるガス排気管１６とを有してなってい
る。ターゲット電極１２には被処理体３が載置され、か
つ、コンデンサＣ１を介して高周波電源１４が接続され
る。また、ターゲット電極１２及び対向電極１３は、平
板状の電極である。高周波電源１４は、ターゲット電極
１２と対向電極１３との間に高周波電力を投入して、両
電極間に導入されたエッチングガス２をプラズマ状態と
すると共に、プラズマ中のイオンを被処理体３に入射さ
せる。なお、高周波電源１４の周波数は、例えば、略１
３．５６［ＭＨｚ］である。なお、真空ポンプとして
は、予備排気用にはロータリポンプを、本排気用にはタ
ーボ分子ポンプを用いている。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例であるシリコン窒化膜の
エッチング方法において用いられるドライエッチング装
置を模式的に示す断面図、図２は、ＨＢｒガス混合比と
シリコン窒化膜のエッチング速度との関係、ＨＢｒガス
混合比とシリコン酸化膜のエッチング速度との関係、及
びＨＢｒガス混合比と選択比との関係を示す特性図、ま
た、図３及び図４は、同シリコン窒化膜のエッチング方
法によるエッチングの過程を説明するための説明図であ
る。まず、この例のドライエッチング装置１の構成から
説明する。図１に示すように、ドライエッチング装置１
は、内部が所定の真空度に保たれる真空容器１１と、真
空容器１１内に平行に対向して配置されるターゲット電
極１２及び対向電極１３と、ターゲット電極１２と対向
電極１３との間に高周波電力を投入するための高周波電
源１４と、エッチングガス２を真空容器１１内に導入す
るためのガス導入管１５と真空容器１１のエッチングガ
ス２が導入される側と反対側に設けられ、図示せぬ真空
ポンプに接続されるガス排気管１６とを有してなってい
る。ターゲット電極１２には被処理体３が載置され、か
つ、コンデンサＣ１を介して高周波電源１４が接続され
る。また、ターゲット電極１２及び対向電極１３は、平
板状の電極である。高周波電源１４は、ターゲット電極
１２と対向電極１３との間に高周波電力を投入して、両
電極間に導入されたエッチングガス２をプラズマ状態と
すると共に、プラズマ中のイオンを被処理体３に入射さ
せる。なお、高周波電源１４の周波数は、例えば、略１
３．５６［ＭＨｚ］である。なお、真空ポンプとして
は、予備排気用にはロータリポンプを、本排気用にはタ
ーボ分子ポンプを用いている。
【００１６】次に、上記構成のドライエッチング装置１
を用いて、塩素（Ｃｌ2）ガスと臭化水素（ＨＢｒ）ガ
スとヘリウム（Ｈｅ）ガスとからなるエッチングガス２
の組成を変化させて、シリコン酸化膜及びシリコン窒化
膜が成膜された被処理体３をエッチングし、このときの
シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のエッチング速度を
測定すると、図２に示すような結果となる。すなわち、
エッチングガス２として、塩素（Ｃｌ2）ガスと臭化水
素（ＨＢｒ）ガスとヘリウム（Ｈｅ）ガスをガス導入管
１５から真空容器１１内に導入し、真空容器１１内の真
空度を略４２５［ｍＴｏｒｒ］に保った状態で、塩素
（Ｃｌ2）ガスと臭化水素（ＨＢｒ）ガスとの合計量に
対する臭化水素（ＨＢｒ）ガスの割合（以下、ＨＢｒガ
ス混合比という）を変えて両エッチング速度を測定して
いる。ここで、高周波電源１４の電力は略２２５［Ｗ］
である。百分率で表したＨＢｒガス混合比［％］とシリ
コン窒化膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉ
ｎ］との関係、ＨＢｒガス混合比［％］とシリコン酸化
膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との
関係、ＨＢｒガス混合比［％］とシリコン窒化膜のシリ
コン酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関
係を、それぞれ、同図において、折線Ｄ，Ｅ，Ｆによっ
て示す。
を用いて、塩素（Ｃｌ2）ガスと臭化水素（ＨＢｒ）ガ
スとヘリウム（Ｈｅ）ガスとからなるエッチングガス２
の組成を変化させて、シリコン酸化膜及びシリコン窒化
膜が成膜された被処理体３をエッチングし、このときの
シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のエッチング速度を
測定すると、図２に示すような結果となる。すなわち、
エッチングガス２として、塩素（Ｃｌ2）ガスと臭化水
素（ＨＢｒ）ガスとヘリウム（Ｈｅ）ガスをガス導入管
１５から真空容器１１内に導入し、真空容器１１内の真
空度を略４２５［ｍＴｏｒｒ］に保った状態で、塩素
（Ｃｌ2）ガスと臭化水素（ＨＢｒ）ガスとの合計量に
対する臭化水素（ＨＢｒ）ガスの割合（以下、ＨＢｒガ
ス混合比という）を変えて両エッチング速度を測定して
いる。ここで、高周波電源１４の電力は略２２５［Ｗ］
である。百分率で表したＨＢｒガス混合比［％］とシリ
コン窒化膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉ
ｎ］との関係、ＨＢｒガス混合比［％］とシリコン酸化
膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との
関係、ＨＢｒガス混合比［％］とシリコン窒化膜のシリ
コン酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関
係を、それぞれ、同図において、折線Ｄ，Ｅ，Ｆによっ
て示す。
【００１７】同図よりわかるように、ＨＢｒガス混合比
［％］が０［％］、すなわち、ＨＢｒを含まない場合
は、シリコン酸化膜のエッチング速度は速く、高い選択
比は得られないが、ＨＢｒガス混合比を増していくに従
って、シリコン酸化膜のエッチング速度が低下していく
ため、選択比は増加する。これは、ＨＢｒガス混合比を
増加させることにより、ＢｒとＯとＳｉとの反応生成物
であるオキシ臭化物がシリコン酸化膜上に堆積してシリ
コン酸化膜のエッチングを抑制するためである。同図よ
り、ＨＢｒ混合比が略１４［％］以上となるようにＨＢ
ｒを添加することで、選択比は略２０以上となることが
わかる。なお、不活性ガスであるヘリウム（Ｈｅ）ガス
は、プラズマ中のイオン電流密度を増加させ、エッチン
グを促進させる働きがある。
［％］が０［％］、すなわち、ＨＢｒを含まない場合
は、シリコン酸化膜のエッチング速度は速く、高い選択
比は得られないが、ＨＢｒガス混合比を増していくに従
って、シリコン酸化膜のエッチング速度が低下していく
ため、選択比は増加する。これは、ＨＢｒガス混合比を
増加させることにより、ＢｒとＯとＳｉとの反応生成物
であるオキシ臭化物がシリコン酸化膜上に堆積してシリ
コン酸化膜のエッチングを抑制するためである。同図よ
り、ＨＢｒ混合比が略１４［％］以上となるようにＨＢ
ｒを添加することで、選択比は略２０以上となることが
わかる。なお、不活性ガスであるヘリウム（Ｈｅ）ガス
は、プラズマ中のイオン電流密度を増加させ、エッチン
グを促進させる働きがある。
【００１８】次に、上記構成のドライエッチング装置１
を用いて被処理体３にシリコン窒化膜のサイドウォール
を形成する方法について説明する。この例の方法は、例
えば、ＤＲＡＭの製作においてＭＯＳＦＥＴを基板上に
作製する過程で、「従来の技術」の項で述べたように、
ソース電極又はドレイン電極のための自己整合コンタク
トを形成するために、ゲート電極の周りにシリコン窒化
膜のサイドウォールを形成する工程において用いられ
る。
を用いて被処理体３にシリコン窒化膜のサイドウォール
を形成する方法について説明する。この例の方法は、例
えば、ＤＲＡＭの製作においてＭＯＳＦＥＴを基板上に
作製する過程で、「従来の技術」の項で述べたように、
ソース電極又はドレイン電極のための自己整合コンタク
トを形成するために、ゲート電極の周りにシリコン窒化
膜のサイドウォールを形成する工程において用いられ
る。
【００１９】まず、図３（ａ）に示すように、予め、ソ
ース・ドレイン拡散層３１ａ，３１ａ，…が形成された
シリコン基板３１上に、熱酸化法によって、厚さ略１０
［ｎｍ］のゲートシリコン酸化膜３２を形成して、この
ゲートシリコン酸化膜３２の上に、気相成長法によっ
て、厚さ略１００［ｎｍ］の多結晶シリコン膜３３を形
成する。そして、この多結晶シリコン膜３３には、導電
性を与えるために、イオン注入法によって、リンを１×
１０16［ｃｍ-2］のドーズ量拡散させる。次に、スパッ
タ法によって、多結晶シリコン膜３３の上に、タングス
テンシリサイド（ＷＳｉ2）膜３４を形成する。上記多
結晶シリコン膜３３及びタングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ2）膜３４は、この二層構造によって、低抵抗のゲー
ト電極をなすこととなる。次に、気相成長法（減圧ＣＶ
Ｄ法）によって、タングステンシリサイド（ＷＳｉ2）
膜３４の上に、厚さ略２００［ｎｍ］の均一なシリコン
窒化膜３５を形成する。この後、このシリコン窒化膜３
５の上に、フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィの技法によってゲート電極パターンをフォトレジスト
に転写して、フォトレジストマスク３６を形成する。
ース・ドレイン拡散層３１ａ，３１ａ，…が形成された
シリコン基板３１上に、熱酸化法によって、厚さ略１０
［ｎｍ］のゲートシリコン酸化膜３２を形成して、この
ゲートシリコン酸化膜３２の上に、気相成長法によっ
て、厚さ略１００［ｎｍ］の多結晶シリコン膜３３を形
成する。そして、この多結晶シリコン膜３３には、導電
性を与えるために、イオン注入法によって、リンを１×
１０16［ｃｍ-2］のドーズ量拡散させる。次に、スパッ
タ法によって、多結晶シリコン膜３３の上に、タングス
テンシリサイド（ＷＳｉ2）膜３４を形成する。上記多
結晶シリコン膜３３及びタングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ2）膜３４は、この二層構造によって、低抵抗のゲー
ト電極をなすこととなる。次に、気相成長法（減圧ＣＶ
Ｄ法）によって、タングステンシリサイド（ＷＳｉ2）
膜３４の上に、厚さ略２００［ｎｍ］の均一なシリコン
窒化膜３５を形成する。この後、このシリコン窒化膜３
５の上に、フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィの技法によってゲート電極パターンをフォトレジスト
に転写して、フォトレジストマスク３６を形成する。
【００２０】次に、こうして作成された被処理体３をド
ライエッチング装置１のターゲット電極１６に載置し、
エッチングガス２をガス導入管１５から導き、真空容器
１１内の真空度を略２７５［ｍＴｏｒｒ］に保った状態
で、プラズマを生成させて、同図（ｂ）に示すように、
フォトレジストマスク３６をマスクとして、シリコン窒
化膜３５のエッチングを開始する。ここで、エッチング
ガス２は、六弗化硫黄（ＳＦ6）ガスを１０［ｓｃｃ
ｍ］（standard cubic centimeter per minute）、三弗
化メタン（ＣＨＦ3）ガスを２０［ｓｃｃｍ］、アルゴ
ン（Ａｒ）ガスを１００［ｓｃｃｍ］とした混合ガスで
ある。また、高周波電源１４の電力を２５０［Ｗ］とし
ている。このエッチングは、タングステンシリサイド
（ＷＳｉ2）膜３４上で停止される。そして、同図
（ｃ）に示すように、タングステンシリサイド（ＷＳｉ
2）膜３４及び多結晶シリコン膜３３をエッチングして
ゲート電極を形成する。ここで、エッチングガス２は、
塩素ガス（Ｃｌ2）ガスを２００［ｓｃｃｍ］、臭化水
素（ＨＢｒ）ガスを１５［ｓｃｃｍ］、酸素（Ｏ2）ガ
スを２［ｓｃｃｍ］とした混合ガスである。また、真空
容器１１内の真空度を略４２５［ｍＴｏｒｒ］、高周波
電源１４の電力を略２５０［Ｗ］としている。このエッ
チングは、ゲートシリコン酸化膜３２上で停止される。
ライエッチング装置１のターゲット電極１６に載置し、
エッチングガス２をガス導入管１５から導き、真空容器
１１内の真空度を略２７５［ｍＴｏｒｒ］に保った状態
で、プラズマを生成させて、同図（ｂ）に示すように、
フォトレジストマスク３６をマスクとして、シリコン窒
化膜３５のエッチングを開始する。ここで、エッチング
ガス２は、六弗化硫黄（ＳＦ6）ガスを１０［ｓｃｃ
ｍ］（standard cubic centimeter per minute）、三弗
化メタン（ＣＨＦ3）ガスを２０［ｓｃｃｍ］、アルゴ
ン（Ａｒ）ガスを１００［ｓｃｃｍ］とした混合ガスで
ある。また、高周波電源１４の電力を２５０［Ｗ］とし
ている。このエッチングは、タングステンシリサイド
（ＷＳｉ2）膜３４上で停止される。そして、同図
（ｃ）に示すように、タングステンシリサイド（ＷＳｉ
2）膜３４及び多結晶シリコン膜３３をエッチングして
ゲート電極を形成する。ここで、エッチングガス２は、
塩素ガス（Ｃｌ2）ガスを２００［ｓｃｃｍ］、臭化水
素（ＨＢｒ）ガスを１５［ｓｃｃｍ］、酸素（Ｏ2）ガ
スを２［ｓｃｃｍ］とした混合ガスである。また、真空
容器１１内の真空度を略４２５［ｍＴｏｒｒ］、高周波
電源１４の電力を略２５０［Ｗ］としている。このエッ
チングは、ゲートシリコン酸化膜３２上で停止される。
【００２１】次に、上記ゲート電極が形成された被処理
体３からフォトレジストマスク３６を剥離した後に、図
４（ｄ）に示すように、気相成長法により厚さ略１００
［ｎｍ］のシリコン窒化膜３７を成膜する。この後、ド
ライエッチング装置１を用いたドライエッチングによっ
て、エッチバック処理を行って、同図（ｅ）に示すよう
に、シリコン窒化膜のサイドウォール３７ａを形成す
る。すなわち、シリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し
て高選択比でエッチングを行う。この際、プラズマ中の
イオンがターゲット電極１２に垂直な方向（同図中、上
下方向）に運動することにより、サイドウォール３７ａ
となる部位が残されて、エッチングがなされる。ここ
で、上述した、図２に示すようなＨＢｒガス混合比
［％］とシリコン窒化膜のエッチング速度［オングスト
ローム／ｍｉｎ］との関係、ＨＢｒガス混合比［％］と
シリコン酸化膜のエッチング速度［オングストローム／
ｍｉｎ］との関係、及びＨＢｒガス混合比［％］とシリ
コン窒化膜のシリコン酸化膜に対するエッチング速度比
（選択比）との関係に基づいて、例えば、エッチングガ
ス２は、塩素（Ｃｌ2）ガスを１８５［ｓｃｃｍ］、臭
化水素（ＨＢｒ）ガスを３０［ｓｃｃｍ］、ヘリウム
（Ｈｅ）ガスを４００［ｓｃｃｍ］とした混合ガスであ
る。また、真空容器１１内の真空度を略４２５［ｍＴｏ
ｒｒ］、高周波電源１４の高周波電力を略２２５［Ｗ］
としている。
体３からフォトレジストマスク３６を剥離した後に、図
４（ｄ）に示すように、気相成長法により厚さ略１００
［ｎｍ］のシリコン窒化膜３７を成膜する。この後、ド
ライエッチング装置１を用いたドライエッチングによっ
て、エッチバック処理を行って、同図（ｅ）に示すよう
に、シリコン窒化膜のサイドウォール３７ａを形成す
る。すなわち、シリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し
て高選択比でエッチングを行う。この際、プラズマ中の
イオンがターゲット電極１２に垂直な方向（同図中、上
下方向）に運動することにより、サイドウォール３７ａ
となる部位が残されて、エッチングがなされる。ここ
で、上述した、図２に示すようなＨＢｒガス混合比
［％］とシリコン窒化膜のエッチング速度［オングスト
ローム／ｍｉｎ］との関係、ＨＢｒガス混合比［％］と
シリコン酸化膜のエッチング速度［オングストローム／
ｍｉｎ］との関係、及びＨＢｒガス混合比［％］とシリ
コン窒化膜のシリコン酸化膜に対するエッチング速度比
（選択比）との関係に基づいて、例えば、エッチングガ
ス２は、塩素（Ｃｌ2）ガスを１８５［ｓｃｃｍ］、臭
化水素（ＨＢｒ）ガスを３０［ｓｃｃｍ］、ヘリウム
（Ｈｅ）ガスを４００［ｓｃｃｍ］とした混合ガスであ
る。また、真空容器１１内の真空度を略４２５［ｍＴｏ
ｒｒ］、高周波電源１４の高周波電力を略２２５［Ｗ］
としている。
【００２２】上記構成によれば、エッチングガスとし
て、シリコン酸化膜と反応しにくい塩素系ガスと臭素系
ガスとの混合ガスを用いているので、シリコン酸化膜の
エッチングを抑制しつつ、シリコン窒化膜のエッチング
は進行させるため、シリコン窒化膜をシリコン酸化膜に
対して高選択比でエッチングを行うことができる。それ
故、サイドウォールを形成するために薄いゲートシリコ
ン酸化膜近傍でシリコン窒化膜をエッチングする場合
に、ゲートシリコン酸化膜をエッチングしてしまって、
シリコン基板を露出させ、シリコン基板にダメージを与
えることなく、確実にサイドウォールを形成することが
できるので、一段と信頼性の高い半導体装置を製造する
ことができる。
て、シリコン酸化膜と反応しにくい塩素系ガスと臭素系
ガスとの混合ガスを用いているので、シリコン酸化膜の
エッチングを抑制しつつ、シリコン窒化膜のエッチング
は進行させるため、シリコン窒化膜をシリコン酸化膜に
対して高選択比でエッチングを行うことができる。それ
故、サイドウォールを形成するために薄いゲートシリコ
ン酸化膜近傍でシリコン窒化膜をエッチングする場合
に、ゲートシリコン酸化膜をエッチングしてしまって、
シリコン基板を露出させ、シリコン基板にダメージを与
えることなく、確実にサイドウォールを形成することが
できるので、一段と信頼性の高い半導体装置を製造する
ことができる。
【００２３】◇第２実施例 図５は、高周波電力とシリコン窒化膜のエッチング速度
との関係、高周波電力とシリコン酸化膜のエッチング速
度との関係、及び高周波電力と選択比との関係を示す特
性図である。この第２実施例が上述の第１実施例と大き
く異なるところは、被処理体のシリコン窒化膜のエッチ
ングの進行に応じて、投入する高周波電力を変化させる
ことにより、シリコン窒化膜のシリコン酸化膜に対する
エッチング速度比（選択比）を制御する点である。これ
以外は、第１実施例と略同一であるので、その説明を簡
略にする。ドライエッチング装置の構成については、第
１実施例の装置の構成と同一であるので省略する。
との関係、高周波電力とシリコン酸化膜のエッチング速
度との関係、及び高周波電力と選択比との関係を示す特
性図である。この第２実施例が上述の第１実施例と大き
く異なるところは、被処理体のシリコン窒化膜のエッチ
ングの進行に応じて、投入する高周波電力を変化させる
ことにより、シリコン窒化膜のシリコン酸化膜に対する
エッチング速度比（選択比）を制御する点である。これ
以外は、第１実施例と略同一であるので、その説明を簡
略にする。ドライエッチング装置の構成については、第
１実施例の装置の構成と同一であるので省略する。
【００２４】上記構成のドライエッチング装置１を用い
て、高周波電源１４の高周波電力を変化させて、シリコ
ン酸化膜及びシリコン窒化膜が成膜された被処理体３を
エッチングし、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のエ
ッチング速度を測定すると、図５に示すような結果が得
られる。すなわち、エッチングガス２として、塩素（Ｃ
ｌ2）ガス、臭化水素（ＨＢｒ）ガス、及びヘリウム
（Ｈｅ）ガスの混合ガスをガス導入管１５から真空容器
１１内に導入し、真空容器１１内の真空度を略４２５
［ｍＴｏｒｒ］に保った状態で、高周波電力を変えて両
エッチング速度を測定している。高周波電力［Ｗ］とシ
リコン窒化膜のエッチング速度［オングストローム／ｍ
ｉｎ］との関係、高周波電力［Ｗ］とシリコン酸化膜の
エッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関
係、及び高周波電力［Ｗ］とシリコン窒化膜のシリコン
酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関係
を、それぞれ、同図において、折線Ｇ，Ｈ，Ｉによって
示す。
て、高周波電源１４の高周波電力を変化させて、シリコ
ン酸化膜及びシリコン窒化膜が成膜された被処理体３を
エッチングし、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のエ
ッチング速度を測定すると、図５に示すような結果が得
られる。すなわち、エッチングガス２として、塩素（Ｃ
ｌ2）ガス、臭化水素（ＨＢｒ）ガス、及びヘリウム
（Ｈｅ）ガスの混合ガスをガス導入管１５から真空容器
１１内に導入し、真空容器１１内の真空度を略４２５
［ｍＴｏｒｒ］に保った状態で、高周波電力を変えて両
エッチング速度を測定している。高周波電力［Ｗ］とシ
リコン窒化膜のエッチング速度［オングストローム／ｍ
ｉｎ］との関係、高周波電力［Ｗ］とシリコン酸化膜の
エッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との関
係、及び高周波電力［Ｗ］とシリコン窒化膜のシリコン
酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関係
を、それぞれ、同図において、折線Ｇ，Ｈ，Ｉによって
示す。
【００２５】同図よりわかるように、シリコン窒化膜の
エッチング速度及びシリコン酸化膜のエッチング速度
は、高周波電の低下に伴って共に低下するが、シリコン
窒化膜のエッチング速度は、シリコン酸化膜のエッチン
グ速度に比べて速いため、シリコン酸化膜のエッチング
が停止する高周波電力に到っても、シリコン窒化膜にお
いては引き続きエッチングが進行している。従って、高
周波電力を低く抑えることによって、高い選択性が得ら
れる。
エッチング速度及びシリコン酸化膜のエッチング速度
は、高周波電の低下に伴って共に低下するが、シリコン
窒化膜のエッチング速度は、シリコン酸化膜のエッチン
グ速度に比べて速いため、シリコン酸化膜のエッチング
が停止する高周波電力に到っても、シリコン窒化膜にお
いては引き続きエッチングが進行している。従って、高
周波電力を低く抑えることによって、高い選択性が得ら
れる。
【００２６】第１実施例において、被処理体３からフォ
トレジストマスク３６を剥離した後に、図４（ｄ）に示
すように、シリコン窒化膜３７を成膜した後、エッチバ
ック処理を行って、同図（ｅ）に示すように、シリコン
窒化膜のサイドウォール３７ａを形成した工程に対応す
る工程については、図５に示すような高周波電力［Ｗ］
とシリコン窒化膜のエッチング速度［オングストローム
／ｍｉｎ］との関係、高周波電力［Ｗ］とシリコン酸化
膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との
関係、及び高周波電力［Ｗ］とシリコン窒化膜のシリコ
ン酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関係
に基づいて、エッチングを行う。まず、例えば、エッチ
ングガス２を、塩素（Ｃｌ2）ガスを２００［ｓｃｃ
ｍ］、臭化水素（ＨＢｒ）ガスを１５［ｓｃｃｍ］、ヘ
リウム（Ｈｅ）ガスを４００［ｓｃｃｍ］とした混合ガ
スとし、また、真空容器１１内の真空度を略４２５［ｍ
Ｔｏｒｒ］、高周波電源１４の高周波電力を略２５０
［Ｗ］として、高速にシリコン窒化膜のエッチングをゲ
ートシリコン酸化膜３２の上まで行った後、高周波電力
を２００［Ｗ］まで下げてオーバエッチングを行って、
エッチング速度のばらつき等に起因するエッチング残り
を取り除き、シリコン窒化膜のサイドウォール３７ａを
完成させる。
トレジストマスク３６を剥離した後に、図４（ｄ）に示
すように、シリコン窒化膜３７を成膜した後、エッチバ
ック処理を行って、同図（ｅ）に示すように、シリコン
窒化膜のサイドウォール３７ａを形成した工程に対応す
る工程については、図５に示すような高周波電力［Ｗ］
とシリコン窒化膜のエッチング速度［オングストローム
／ｍｉｎ］との関係、高周波電力［Ｗ］とシリコン酸化
膜のエッチング速度［オングストローム／ｍｉｎ］との
関係、及び高周波電力［Ｗ］とシリコン窒化膜のシリコ
ン酸化膜に対するエッチング速度比（選択比）との関係
に基づいて、エッチングを行う。まず、例えば、エッチ
ングガス２を、塩素（Ｃｌ2）ガスを２００［ｓｃｃ
ｍ］、臭化水素（ＨＢｒ）ガスを１５［ｓｃｃｍ］、ヘ
リウム（Ｈｅ）ガスを４００［ｓｃｃｍ］とした混合ガ
スとし、また、真空容器１１内の真空度を略４２５［ｍ
Ｔｏｒｒ］、高周波電源１４の高周波電力を略２５０
［Ｗ］として、高速にシリコン窒化膜のエッチングをゲ
ートシリコン酸化膜３２の上まで行った後、高周波電力
を２００［Ｗ］まで下げてオーバエッチングを行って、
エッチング速度のばらつき等に起因するエッチング残り
を取り除き、シリコン窒化膜のサイドウォール３７ａを
完成させる。
【００２７】上記構成によれば、上述した第１実施例に
おいて得られた選択性よりもさらに高い選択性を得るこ
とができる。また、高周波電力を下げてエッチングを行
うことによって、ゲートシリコン酸化膜上でエッチング
を確実に停止することができるので、シリコン基板を露
出させ、シリコン基板にダメージを与えることなく、サ
イドウォールを形成することができる。加えて、まず、
比較的大きい高周波電力でシリコン窒化膜のエッチング
を高速に行った後、比較的小さい高周波電力に切り替え
て高選択性を確保してオーバエッチングを行うことによ
り、サイドウォールの形成に要する時間を短縮すること
ができる。それ故、単位時間当たりの処理枚数を多くし
て生産効率を向上させることができる。
おいて得られた選択性よりもさらに高い選択性を得るこ
とができる。また、高周波電力を下げてエッチングを行
うことによって、ゲートシリコン酸化膜上でエッチング
を確実に停止することができるので、シリコン基板を露
出させ、シリコン基板にダメージを与えることなく、サ
イドウォールを形成することができる。加えて、まず、
比較的大きい高周波電力でシリコン窒化膜のエッチング
を高速に行った後、比較的小さい高周波電力に切り替え
て高選択性を確保してオーバエッチングを行うことによ
り、サイドウォールの形成に要する時間を短縮すること
ができる。それ故、単位時間当たりの処理枚数を多くし
て生産効率を向上させることができる。
【００２８】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した
実施例で用いるドライエッチング装置１においては、真
空容器１１内でプラズマを発生させる方式としている
が、真空容器外で発生させたプラズマを真空容器内へ導
入する方式としても良い。また、高周波電源１４をター
ゲット電極１２側に接続するのに替えて、対向電極１３
側に接続するようにしても良い。また、多結晶シリコン
膜３３にリンを拡散させる工程において、イオン注入法
を用いているが、熱拡散法によっても良い。また、タン
グステンシリサイド（ＷＳｉ2）膜３４に替えて、例え
ば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2）膜としても良
い。また、シリコン窒化膜３５，３７を成膜する工程に
おいて、減圧ＣＶＤ法を用いているが、プラズマＣＶＤ
法によっても良い。また、各処理工程におけるエッチン
グガス２の組成、流量等は、上述した実施例において採
用したものに限らない。例えば、不活性ガスは、ヘリウ
ムガスに限らず、アルゴンガス等でも良い。また、上述
した実施例では、真空ポンプとしては、予備排気用には
ロータリポンプを、本排気用にはターボ分子ポンプを用
いているが、予備排気を省略しても良い。また、真空ポ
ンプとしては、例えば、油拡散ポンプ等を用いても良
い。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した
実施例で用いるドライエッチング装置１においては、真
空容器１１内でプラズマを発生させる方式としている
が、真空容器外で発生させたプラズマを真空容器内へ導
入する方式としても良い。また、高周波電源１４をター
ゲット電極１２側に接続するのに替えて、対向電極１３
側に接続するようにしても良い。また、多結晶シリコン
膜３３にリンを拡散させる工程において、イオン注入法
を用いているが、熱拡散法によっても良い。また、タン
グステンシリサイド（ＷＳｉ2）膜３４に替えて、例え
ば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2）膜としても良
い。また、シリコン窒化膜３５，３７を成膜する工程に
おいて、減圧ＣＶＤ法を用いているが、プラズマＣＶＤ
法によっても良い。また、各処理工程におけるエッチン
グガス２の組成、流量等は、上述した実施例において採
用したものに限らない。例えば、不活性ガスは、ヘリウ
ムガスに限らず、アルゴンガス等でも良い。また、上述
した実施例では、真空ポンプとしては、予備排気用には
ロータリポンプを、本排気用にはターボ分子ポンプを用
いているが、予備排気を省略しても良い。また、真空ポ
ンプとしては、例えば、油拡散ポンプ等を用いても良
い。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、エッチングのための反応ガスとして、塩素原子
を含むガスと臭素原子を含むガスとからなり、弗素原子
を含まない混合ガスを用いているので、シリコン酸化膜
に対するシリコン窒化膜のエッチング速度比（選択比）
を一段と高めて、シリコン窒化膜を、シリコン酸化膜に
対して選択的に、かつ、確実にエッチングすることがで
きる。それ故、より信頼性の高い半導体装置を製造する
ことができる。
よれば、エッチングのための反応ガスとして、塩素原子
を含むガスと臭素原子を含むガスとからなり、弗素原子
を含まない混合ガスを用いているので、シリコン酸化膜
に対するシリコン窒化膜のエッチング速度比（選択比）
を一段と高めて、シリコン窒化膜を、シリコン酸化膜に
対して選択的に、かつ、確実にエッチングすることがで
きる。それ故、より信頼性の高い半導体装置を製造する
ことができる。
【図１】この発明の第１実施例であるシリコン窒化膜の
エッチング方法において用いられるドライエッチング装
置を模式的に示す断面図である。
エッチング方法において用いられるドライエッチング装
置を模式的に示す断面図である。
【図２】ＢＨｒガス混合比とシリコン窒化膜のエッチン
グ速度との関係、ＢＨｒガス混合比とシリコン酸化膜の
エッチング速度との関係、及びＢＨｒガス混合比と選択
比との関係を示す特性図である。
グ速度との関係、ＢＨｒガス混合比とシリコン酸化膜の
エッチング速度との関係、及びＢＨｒガス混合比と選択
比との関係を示す特性図である。
【図３】同シリコン窒化膜のエッチング方法によるエッ
チング処理の過程を説明するための説明図である。
チング処理の過程を説明するための説明図である。
【図４】同シリコン窒化膜のエッチング方法によるエッ
チング処理の過程を説明するための説明図である。
チング処理の過程を説明するための説明図である。
【図５】高周波電力とシリコン窒化膜のエッチング速度
との関係、高周波電力とシリコン酸化膜のエッチング速
度との関係、及び高周波電力と選択比との関係を示す特
性図である。
との関係、高周波電力とシリコン酸化膜のエッチング速
度との関係、及び高周波電力と選択比との関係を示す特
性図である。
【図６】従来技術を説明するための特性図である。
１ ドライエッチング装置 １１ 真空容器 １２ ターゲット電極（第１の電極） １３ 対向電極（第２の電極） １４ 高周波電源 ２ エッチングガス（反応ガス） ３ 被処理体 ３２ ゲートシリコン酸化膜（シリコン酸化膜） ３５，３７ シリコン窒化膜 ３７ａ サイドウォール（シリコン窒化膜）
Claims (9)
- 【請求項１】 シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が成
膜された被処理体を真空容器内に置き、プラズマ発生手
段によって反応ガスをプラズマ状態とし、前記被処理体
を前記プラズマに晒すことによって、前記シリコン酸化
膜に対して前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングす
るシリコン窒化膜のエッチング方法であって、 前記反応ガスは、塩素原子を含むガスと、臭素原子を含
むガスとからなる（弗素原子を含まない）混合ガスであ
ることを特徴とするシリコン窒化膜のエッチング方法。 - 【請求項２】 前記真空容器内で、第１の電極と第２の
電極とを対向させ、前記第１の電極側に前記被処理体を
置き、前記第１及び第２の電極間に前記反応ガスを導入
し、前記第１又は第２の電極に高周波電源によって生成
された所定の高周波電力を投入することにより、前記反
応ガスをプラズマ状態とすると共にプラズマ中のイオン
を前記被処理体に入射させて、前記シリコン酸化膜に対
して前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングすること
を特徴とする請求項１記載のシリコン窒化膜のエッチン
グ方法。 - 【請求項３】 前記シリコン酸化膜に対する前記シリコ
ン窒化膜のエッチング速度比が比較的小さい高速エッチ
ング条件で、まず、初期段階エッチングを行った後、前
記エッチング速度比が比較的大きい低速エッチング条件
で、最終段階エッチングを行うことを特徴とする請求項
２記載のシリコン窒化膜のエッチング方法。 - 【請求項４】 初期エッチング段階では、比較的大きい
前記高周波電力を投入することで、まず、前記高速エッ
チングを行い、最終エッチング段階では、比較的小さい
前記高周波電力を投入することで、前記低速エッチング
を行うことを特徴とする請求項３記載のシリコン窒化膜
のエッチング方法。 - 【請求項５】 前記反応ガスには、不活性ガスが添加さ
れていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載
のシリコン窒化膜のエッチング方法。 - 【請求項６】 前記塩素原子を含むガスは、塩素ガスで
あることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載
のシリコン窒化膜のエッチング方法。 - 【請求項７】 前記臭素原子を含むガスは、臭化水素で
あることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６
記載のシリコン窒化膜のエッチング方法。 - 【請求項８】 前記不活性ガスは、ヘリウムガスである
ことを特徴とする請求項５，６又は７記載のシリコン窒
化膜のエッチング方法。 - 【請求項９】 シリコン基板上に前記シリコン酸化膜が
成膜され、該シリコン酸化膜上に電極が形成され、さら
に、その上を前記シリコン窒化膜で被覆された前記被処
理体を、前記真空容器内の前記第１の電極側に置き、前
記シリコン窒化膜を、前記シリコン酸化膜に対して選択
的にエッチングすることによって、前記電極の側面に、
前記シリコン窒化膜のサイドウォールを形成することを
特徴とする請求項２，３，４，５，６，７又は８記載の
シリコン窒化膜のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20166596A JPH1050660A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | シリコン窒化膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20166596A JPH1050660A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | シリコン窒化膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050660A true JPH1050660A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16444874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20166596A Pending JPH1050660A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | シリコン窒化膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050660A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084628A1 (en) * | 2000-05-04 | 2001-11-08 | Mitel Corporation | Method of forming spacers in cmos devices |
| US6686294B2 (en) | 2000-10-20 | 2004-02-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for etching silicon nitride film and manufacturing method of semiconductor device |
| KR100523652B1 (ko) * | 2002-09-23 | 2005-10-24 | 동부아남반도체 주식회사 | 플래쉬 메모리 제조방법 |
| JP2006270076A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置、および半導体装置の作製方法 |
| WO2009113402A1 (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-17 | 積水化学工業株式会社 | シリコン含有膜のエッチング方法および装置 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20166596A patent/JPH1050660A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001084628A1 (en) * | 2000-05-04 | 2001-11-08 | Mitel Corporation | Method of forming spacers in cmos devices |
| US6573133B2 (en) | 2000-05-04 | 2003-06-03 | Dalsa Semiconductor Inc. | Method of forming spacers in CMOS devices |
| US6686294B2 (en) | 2000-10-20 | 2004-02-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for etching silicon nitride film and manufacturing method of semiconductor device |
| KR100523652B1 (ko) * | 2002-09-23 | 2005-10-24 | 동부아남반도체 주식회사 | 플래쉬 메모리 제조방법 |
| JP2006270076A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置、および半導体装置の作製方法 |
| WO2009113402A1 (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-17 | 積水化学工業株式会社 | シリコン含有膜のエッチング方法および装置 |
| JP2009246331A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-22 | Sekisui Chem Co Ltd | シリコン含有膜のエッチング方法および装置 |
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