JPH11214356A

JPH11214356A - シリコン基板のドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH11214356A
Application number: JP1726298A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Fukuda; 誠一福田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】シリコン基板にトレンチをドライエッチング
により形成する際に、ドライエッチング中にエッチング
チャンバ内に堆積する反応生成物の量を大きく低減さ
せ、良好な再現性でドライエッチングできるようにし、
併せてエッチングチャンバのドライクリーニング回数を
大きく減少させ、異なるシリコン基板を均一で安定した
条件でエッチングできるようにする。【解決手段】熱酸化膜（シリコン酸化膜）２を介して
シリコン基板１上に設けられたシリコン窒化膜３をエッ
チングマスクとして、シリコン基板１にトレンチ６を形
成するドライエッチング方法において、トレンチ６を形
成すべきシリコン基板１表面に生じた自然酸化膜５をフ
ッ素系エッチングガスを用いてプラズマ中でドライエッ
チングすることにより除去し、続いて同一エッチングチ
ャンバ内でフッ素系エッチングガスに代えて塩素ガス又
は臭化水素ガスを含有するシリコンエッチングガスを用
いて、プラズマ中で連続的にドライエッチングすること
によりシリコン基板１にトレンチ６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置用のシ
リコン基板に、特に素子分離用のトレンチを形成するた
めのドライエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩ、ＵＬＳＩ等の半導体デ
バイスの高集積化に伴い、半導体素子間の絶縁方法（素
子分離方法）として、従来のＬＯＣＯＳに代えてシャロ
ートレンチアイソレーション（Shallow Trench Isolati
on 以降ＳＴＩと呼ぶ）が脚光を浴びている。ここで、
敢えてシャロー（浅い）と形容されているのは半導体装
置を構成するキャパシタをシリコン基板に形成したホー
ル又は溝中に作り込むアスペクト比（深さと開口部寸法
の比）が５．０以上の深いトレンチと区別するためであ
る。

【０００３】ＳＴＩがこれまで一般的に使われてきた素
子間の分離方法であるＬＯＣＯＳに取って代わろうとし
ている背景には、シリコン基板に開口部を設けてＳｉ結
晶を高温で酸化する構造ではマスク下部にバーズピーク
が形成されることが避けられず、デザインルールの微細
化による素子の高集積化にとっては設計上、製作上の制
約が多いという事実がある。

【０００４】このようにＬＯＣＯＳ構造に比べ構造上の
制約の少ないＳＴＩであるが、これまで実用化されなか
った理由は、その製造プロセスが複雑であり、各工程
（溝の形成、絶縁特性の良い絶縁膜の埋め込み、基板上
の平坦化）の完成度が低く、結果としてＬＯＣＯＳ構造
の素子に対して十分な優位性が得られなかったことに起
因している。

【０００５】ところで、シリコン基板に素子分離用のト
レンチを形成する場合、図３に示すように、シリコン基
板３１（同図（ａ））上に熱酸化膜３２を形成し（同図
（ｂ））、更に、その上にフォトレジストを塗布した後
にパターニングしてフォトレジストエッチングマスク３
３を形成する（同図（ｃ））。そして、そのフォトレジ
ストエッチングマスク３３を利用し、フッ素系エッチン
グガス（例えばＣＨＦ₃）を用いて熱酸化膜３２をシリ
コン基板３１が露出するまでプラズマ中でドライエッチ
ングし、それにより熱酸化膜３２をトレンチ形成用のエ
ッチングマスクにパターニングする（同図（ｄ））。次
に、熱酸化膜３２からなるエッチングマスクを有するシ
リコン基板３１を、アッシング装置に投入し、フォトレ
ジストエッチングマスク３３をアッシングにより除去す
る。このとき、トレンチを形成すべきシリコン基板３１
の表面には、自然酸化膜３４が形成される（同図
（ｅ））。

【０００６】次に、自然酸化膜３４を有するシリコン基
板３１をエッチングチャンバに搬送し、フッ素系エッチ
ングガスを用いてプラズマ中で自然酸化膜３４をエッチ
ング除去する（同図（ｆ））。このエッチングチャンバ
では、エッチングガスを代えることなく、次々と新たな
シリコン基板３１に対して同じエッチング操作（即ち、
自然酸化膜３４のエッチング除去操作）が連続的に行わ
れる。

【０００７】次に、自然酸化膜３４が除去されたシリコ
ン基板３１を、別のエッチングチャンバに搬送し、臭素
系ガス（臭素と酸素との混合エッチングガス）を用い
て、プラズマ中でドライエッチングすることによりシリ
コン基板３１にトレンチ３５を形成している（同図
（ｇ））（特開昭６４−８６２６号公報参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ようにシリコン基板３１にトレンチ３５をドライエッチ
ングにより形成する場合、再現性の確保が不十分であ
り、別のシリコン基板のドライエッチング処理毎にエッ
チング条件やエッチング状態が大きく変化してしまうと
いう問題がある。このことは、以下に説明するように、
ＳＴＩ構造を有するシリコン基板を量産化することの大
きな障害となっている。

【０００９】即ち、素子分離の目的でシリコン基板にト
レンチを形成する場合、素子分離の性質上、ドライエッ
チングの対象となる面積が非常に大きいために、ドライ
エッチングの際に生ずる反応生成物（例えば、トレンチ
を形成すべきシリコン基板表面の自然酸化膜等をフルオ
ロカーボン等のフッ素系エッチングガスを用いてドライ
エッチングした際に生じる炭素系ポリマー）の量は他の
エッチング操作に比較して著しく多くなる。このような
反応生成物はエッチングチャンバ（処理室）のプロセス
圧力を制御する排気装置によって大半は排気されるが、
一部は処理室内壁に付着堆積する。半導体装置を大量生
産する量産工場においては、多くの枚数の基板を同一の
処理室内で連続的に処理しなければならないので、堆積
する反応生成物の量も膨大なものとなる。また、このよ
うに基板を連続処理した場合、処理室内壁に大量に堆積
した反応生成物量はプラズマにより再分解され処理室内
壁から剥がされることとなる。処理室内壁から剥がされ
た反応生成物は再びプラズマを介して一部が処理中の基
板にも堆積することとなり、基板の処理数・処理時間の
増加と共にエッチング速度は反応生成物の再分解・再堆
積により阻害され低下する。結果的にエッチングの再現
性が不十分なものとなり、ＳＴＩ構造を有するシリコン
基板の量産化が困難なものとなる。

【００１０】このような問題に対し、連続処理により低
下するエッチング速度の許容下限値を予め調査し、許容
下限値に到達する前に処理室内壁に堆積した反応生成物
をプラズマによって除去するドライクリーニング工程を
設けることも行われているが、このドライクリーニング
工程の間はシリコン基板のエッチング処理を行うことは
できないため、生産性の低下が避けられない。しかも、
前述したように、シリコン基板にトレンチを形成する場
合、他のドライエッチング工程と比較して著しくエッチ
ング面積が大きく、従って反応生成物が多量に発生する
ので頻繁にドライクリーニングを行う必要があり、ドラ
イエッチング処理コストの増大が避けられない。

【００１１】また、シリコン系材料層をエッチングする
装置におけるドライクリーニング用のガスとしては、Ｓ
Ｆ₆、ＣＨＦ₃、ＣＦ₄などのフッ素系ガスを用いること
が既に定着している。このようなフッ素系ガスは、プラ
ズマ中で分解され比較的寿命の長いフッ素ラジカルを発
生するのでバイアスを印加することができない処理室内
壁に付着した反応生成物を、シリコンのフッ化物（塩化
物に比べて蒸気圧が高い）として除去する目的には最も
効果的である。しかし、フッ素系のガスで長時間のドラ
イクリーニング効果も高めることができるが、一方でフ
ッ素系ガスから発生するフッ素は処理室内に残留し、真
空中と言えども簡単に排気だけで除去することは不可能
である。残留フッ素はトランジスタのゲート等のように
下地に非常に薄いゲート酸化膜を有する構造を加工する
際には酸化膜に対する選択性を著しく低下させる。従っ
て、通常のドライクリーニングでは、フッ素系ガスによ
る反応生成物の除去工程と実際にシリコン系材料層をエ
ッチングするガスによるプラズマを長時間処理室内で起
こすことにより残留フッ素を完全に置換する工程が必要
となるので、この点からもドライエッチング処理コスト
の増大が避けられない。

【００１２】本発明は、以上の従来技術の課題を解決し
ようとするものであり、シリコン基板にトレンチをドラ
イエッチングにより形成する際に、ドライエッチング中
にエッチングチャンバ内に堆積する反応生成物の量を大
きく低減させ、良好な再現性でドライエッチングできる
ようにし、併せてエッチングチャンバのドライクリーニ
ング回数を大きく減少させ、異なるシリコン基板を均一
で安定した条件でエッチングできるようにすることを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これまで
は一般的に各々別のエッチング装置で実施されてきたフ
ッ素系ガスによるプラズマ処理と塩素系・臭素系ガスに
よるプラズマ処理とをを同一処理室で連続的に行うこと
により上述の目的を達成することができることを見出
し、本発明を完成させるに至った。

【００１４】即ち、本発明の第１の態様は、シリコン酸
化膜を介してシリコン基板上に設けられたシリコン窒化
膜をエッチングマスクとして、シリコン基板にトレンチ
（例えば、素子分離用溝、キャパシタ用溝等）を形成す
るドライエッチング方法において、トレンチを形成すべ
きシリコン基板表面に生じた自然酸化膜をフッ素系エッ
チングガスを用いてプラズマ中でドライエッチングする
ことにより除去し、続いて同一エッチングチャンバ内で
フッ素系エッチングガスに代えて塩素系ガス又は臭素系
ガスを含有するシリコンエッチングガスを用いて、プラ
ズマ中で連続的にドライエッチングすることによりシリ
コン基板にトレンチを形成することを特徴とするドライ
エッチング方法を提供する。

【００１５】また、本発明の第２の態様は、シリコン酸
化膜を介してシリコン基板上に設けられたシリコン窒化
膜をエッチングマスクとして、シリコン基板にトレンチ
（例えば、素子分離用溝、キャパシタ用の溝等）を形成
するドライエッチング方法において、シリコン基板上の
シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を、フッ素系エッチ
ングガスを用いてプラズマ中でドライエッチングするこ
とにより、シリコン基板にトレンチを形成するためのエ
ッチングマスクにパターニングし、続いて同一エッチン
グチャンバ内で、フッ素系エッチングガスに代えて塩素
系ガス又は臭素系ガスを含有するシリコンエッチングガ
スを用いてプラズマ中で連続的にドライエッチングする
ことによりシリコン基板にトレンチを形成することを特
徴とするドライエッチング方法を提供する。

【００１６】本発明によれば、シリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜あるいはシリコン基板上の自然酸化膜を、フル
オロカーボンなどのフッ素系エッチングガスを用いてプ
ラズマ中でエッチングするので、処理室内壁に堆積した
シリコンを主とする化合物も同時にエッチング除去され
る。加えて、このエッチングに連続して、シリコン基板
にトレンチを形成するために、同一処理室内でフッ素系
エッチングガスに代えて塩素系エッチングガス又は臭素
系エッチングガスを用いてシリコン基板をエッチングす
るので、炭素系ポリマーを含む反応生成物の再分解・再
堆積の影響を受けることなくシリコン基板をエッチング
することができる。このため、シリコン基板にトレンチ
をドライエッチングにより形成する際に、ドライエッチ
ング中にエッチングチャンバ内に堆積する反応生成物の
量を大きく低減させることができ、良好な再現性でドラ
イエッチングでき、併せてエッチングチャンバのドライ
クリーニング回数を大きく減少させることもでき、異な
るシリコン基板を均一で安定した条件でエッチングする
ことができる。

【００１７】以上の本発明の第１、第２の態様におい
て、フッ素系エッチングガスとしては、フルオロカーボ
ンガスを含有するフッ素系エッチングガスが好ましい。

【００１８】また、シリコンエッチングガスのうち塩素
系ガスとしては、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを好
ましく挙げることができる。また、臭素系ガスとして
は、臭化水素ガスと酸素ガスとの混合ガスを好ましく挙
げることができる。

【００１９】なお、本発明の第１の態様において、トレ
ンチを形成すべきシリコン基板表面の自然酸化膜は、シ
リコン基板上にシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜から
なるエッチングマスクを形成する際に用いたフォトレジ
ストを、アッシング又は溶剤により除去する際に生じた
ものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２１】先ず、本発明の第１の態様のドライエッチ
ング方法について、図１を参照しながら説明する。

【００２２】なお、図１において、本発明の第１の態様
のドライエッチング方法を直接示しているのは、図１
（ｆ）〜（ｈ）であり、図１（ａ）〜（ｅ）は、図１
（ｆ）の前段階を示している。

【００２３】先ず、シリコン基板に素子分離用あるいは
キャパシタ用のトレンチを形成する場合、シリコン基板
１（同図（ａ））上に、常法に従って熱酸化膜（シリコ
ン酸化膜）２を形成する（同図（ｂ））。

【００２４】次に、その上にＣＶＤ法によりシリコン窒
化膜３を形成し（同図（ｃ））、更に、その上に公知の
手法に従ってフォトレジストを塗布した後にパターニン
グしてフォトレジストエッチングマスク４を形成する
（同図（ｄ））。

【００２５】次に、そのフォトレジストエッチングマス
ク４を利用し、フッ素系エッチングガス（例えばＣＨＦ
₃＋Ａｒ）を用いてシリコン窒化膜３と熱酸化膜２とを
シリコン基板１が露出するまでプラズマ中でドライエッ
チングする。これによりシリコン窒化膜３をトレンチ形
成用のエッチングマスクにパターニングすることができ
る（同図（ｅ））。

【００２６】次に、シリコン窒化膜３からなるエッチン
グマスクを有するシリコン基板１を、アッシング装置に
投入し、フォトレジストエッチングマスク４をアッシン
グにより除去する。このとき、トレンチを形成すべきシ
リコン基板１の表面には、自然酸化膜５が形成される
（同図（ｆ））。また、アッシングではなく溶媒で処理
することにより、フォトレジストエッチングマスク４を
除去してもよい。

【００２７】次に、自然酸化膜５を有するシリコン基板
１をエッチングチャンバに搬送し、フッ素系エッチング
ガスを用いてプラズマ中で自然酸化膜５をエッチング除
去する（同図（ｇ））。

【００２８】次に、自然酸化膜５が除去されたシリコン
基板１を、別のエッチングチャンバに搬送することなく
同一のエッチングチャンバ内で、塩素系ガス又は臭素系
ガスを含有するシリコンエッチングガスを用いて、プラ
ズマ中でドライエッチングする。これにより、同図
（ｈ）に示すように、シリコン基板１にトレンチ６を形
成することができる。

【００２９】なお、図１（ｇ）及び（ｈ）に示した工程
においては、反応生成物のエッチングチャンバ内壁への
推積を抑制するために、エッチングチャンバ内壁の温度
を、エッチング装置のシリコン基板を載置するためのス
テージの温度よりも高くすることが好ましい。好ましく
は、ステージ温度を１０〜３０℃とし、エッチングチャ
ンバ内壁温度を６０〜８０℃とする。

【００３０】以上、説明したようにシリコン基板を処理
することにより、ドライエッチング中にエッチングチャ
ンバ内に堆積する反応生成物の量を大きく低減させ、良
好な再現性でドライエッチングできる。従ってエッチン
グチャンバのドライクリーニング回数を大きく減少させ
ることができる。しかも、異なるシリコン基板を均一で
安定した条件でエッチングでき、従って、均一で安定し
たエッチング状態のトレンチを有するシリコン基板を量
産化することができる。

【００３１】次に、本発明の第２の態様のドライエッチ
ング方法について、図２を参照しながら説明する。

【００３２】なお、図２において、本発明の第２の態様
のドライエッチング方法を直接示しているのは、図２
（ｄ）〜（ｅ）であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、図２
（ｄ）の前段階を示している。

【００３３】先ず、シリコン基板に素子分離用あるいは
キャパシタ用のトレンチを形成する場合、シリコン基板
１（同図（ａ））上に、常法に従って熱酸化膜（シリコ
ン酸化膜）２を形成する（同図（ｂ））。

【００３４】次に、その上にＣＶＤ法によりシリコン窒
化膜３を形成し（同図（ｃ））、更に、その上に公知の
手法に従ってフォトレジストを塗布した後にパターニン
グしてフォトレジストエッチングマスク４を形成する
（同図（ｄ））。

【００３５】次に、そのフォトレジストエッチングマス
ク４を利用し、フッ素系エッチングガス（例えばＣＨＦ
₃＋Ａｒ）を用いてシリコン窒化膜３と熱酸化膜２とを
シリコン基板１が露出するまでプラズマ中でドライエッ
チングする。これによりシリコン窒化膜３をトレンチ形
成用のエッチングマスクにパターニングすることができ
る。更に、このようにエッチングされたシリコン基板１
を、別のエッチングチャンバに搬送することなく同一の
エッチングチャンバ内で、フッ素系エッチングガスに代
えて塩素系ガス又は臭素系ガスを含有するシリコンエッ
チングガスを用いて、プラズマ中でドライエッチングす
る。これにより、同図（ｅ）に示すようなトレンチ６を
シリコン基板１に形成することができる。

【００３６】以上、説明したようにシリコン基板を処理
することにより、ドライエッチング中にエッチングチャ
ンバ内に堆積する反応生成物の量を大きく低減させ、良
好な再現性でドライエッチングできる。従ってエッチン
グチャンバのドライクリーニング回数を大きく減少させ
ることができる。しかも、異なるシリコン基板を均一で
安定した条件でエッチングでき、従って、均一で安定し
たエッチング状態のトレンチを有するシリコン基板を量
産化することができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００３８】実施例１本実施例は、誘導結合型プラズマを発生するエッチング
装置において、自然酸化膜の除去をＣＨＦ₃ガスを用
い、シリコン基板へトレンチ形成する際のドライエッチ
ングをＣｌ₂／Ｏ₂を用いて、図１に示すように行った例
である。

【００３９】先ず、シリコン基板上に熱酸化膜５ｎｍ形
成し、続いてシリコン窒化膜をＣＶＤ法により２００ｎ
ｍの膜厚で成膜した。続いて、フォトレジストを塗布
後、ＫｒＦエキシマレーザーステッパーで露光・現像す
ることによりフォトレジストエッチングマスクを形成し
た。

【００４０】次に、トレンチのマスクとなるシリコン窒
化膜を酸化膜エッチング装置において以下の条件でエッ
チングした。この際、シリコン窒化膜下の熱酸化膜も同
時にエッチングされるようにオーバーエッチングした。
プラズマソースは平行平板型の挟ギャップの装置を用い
た。

【００４１】（シリコン窒化膜／酸化膜のエッチング条
件）ＣＨＦ₃＝１００ｍｌ／ｍｉｎＡｒ＝９００ｍｌ／ｍｉｎＲＦＰｏｗｅｒ＝１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）処理圧力＝１３０Ｐａステージ制御温度＝２０℃ 電極間距離＝１０ｍｍエッチング時間＝３５秒

【００４２】次にマイクロ波ダウンストリーム型のアッ
シング装置を用いてフォトレジストエッチングマスクを
アッシングした。

【００４３】上記工程の後、シリコン基板上には薄い自
然酸化膜が成長する。従って、続く基板にトレンチを形
成する工程では自然酸化膜除去と基板のエッチングを連
続して同一の装置内で行った。プラズマソースに誘導結
合型プラズマ源を有するポリシリコンエッチング装置を
用いた。

【００４４】（トレンチのエッチング条件）自然酸化膜除去ステップＣＨＦ₃＝５０ｍｌ／ｍｉｎプラズマソースのＲＦＰｏｗｅｒ＝１５００Ｗ（１
２．５６ＭＨｚ）処理圧力＝７Ｐａ基板に印加するＲＦＰｏｗｅｒ＝２００Ｗ（１３．５
６ＭＨｚ）ステージ制御温度＝２０℃ 処理室内壁の制御温度＝７０℃ エッチング時間＝１０秒トレンチの加工ステップＣｌ₂＝１３０ｍｌ／ｍｉｎＯ₂＝８ｍｌ／ｍｉｎプラズマソースのＲＦＰｏｗｅｒ＝１５００Ｗ（１
２．５６ＭＨｚ）処理圧力＝５．３Ｐａ基板に印加するＲＦＰｏｗｅｒ＝２７５Ｗ（１３．５
６ＭＨｚ）ステージ制御温度＝２０℃ 処理室内壁の制御温度＝７０℃

【００４５】上記の操作を合計２５枚のシリコン基板に
対して連続的に施したところ、シリコン基板のエッチン
グ速度はほぼ一定に推移して処理室内壁への反応生成物
の堆積量が微量であることを確認した。

【００４６】参考のために、自然酸化膜除去ステップと
トレンチの加工ステップとを別々のエッチングチャンバ
で実施したところ、連続シリコン基板処理１２〜１５枚
程度で、シリコン基板のトレンチの加工ステップにおけ
るエッチング速度の大幅な低下が見られた。

【００４７】従って、本実施例によれば、エッチングチ
ャンバのドライクリーニング頻度を大幅に低減できるこ
とがわかる。

【００４８】実施例２本実施例は誘導結合型プラズマを発生するエッチング装
置においてシリコン窒化膜とシリコン基板へのトレンチ
のドライエッチングを同一エッチングチャンバ内で連続
的に、図２に示すように行った例である。

【００４９】先ず、シリコン基板上に熱酸化膜５ｎｍ形
成し、シリコン窒化膜をＣＶＤ法により２００ｎｍの膜
厚で成膜した。続いて、フォトレジストを塗布後ＫｒＦ
エキシマレーザーステッパーで露光・現像しフォトレジ
ストエッチングマスクを形成した。

【００５０】次に、シリコン窒化膜とシリコン基板への
トレンチのエッチングを連続して同一エッチングチャン
バ内で行った。エッチング装置はプラズマソースに誘導
結合型プラズマ源を有するポリシリコンエッチング装置
を用いた。

【００５１】（トレンチのエッチング条件）シリコン窒化膜エッチングステップＣＦ₄＝６０ｍｌ／ｍｉｎプラズマソースのＲＦＰｏｗｅｒ＝１０００Ｗ（１
２．５６ＭＨｚ）処理圧力＝２Ｐａ基板に印加するＲＦＰｏｗｅｒ＝２５０Ｗ（１３．５
６ＭＨｚ）ステージ制御温度＝２０℃ 処理室内壁の制御温度＝７０℃ トレンチの加工ステップＣｌ₂＝１３０ｍｌ／ｍｉｎＯ₂＝８ｍｌ／ｍｉｎプラズマソースのＲＦＰｏｗｅｒ＝１５００Ｗ（１
２．５６ＭＨｚ）処理圧力＝５．３Ｐａ基板に印加するＲＦＰｏｗｅｒ＝２７５Ｗ（１３．５
６ＭＨｚ）ステージ制御温度＝２０℃ 処理室内壁の制御温度＝７０℃

【００５２】上記の操作を合計２５枚のシリコン基板に
対して連続的に施したところ、シリコン基板のエッチン
グ速度はほぼ一定に推移して処理室内壁への反応生成物
の堆積量が微量であることを確認した。

【００５３】参考のために、シリコン窒化膜エッチング
ステップとトレンチの加工ステップとを別々のエッチン
グチャンバで実施したところ、連続シリコン基板処理１
２〜１５枚程度で、シリコン基板のトレンチの加工ステ
ップにおけるエッチング速度の大幅な低下が見られた。

【００５４】従って、本実施例によれば、エッチングチ
ャンバのドライクリーニング頻度を大幅に低減できるこ
とがわかる。

【００５５】

【発明の効果】本発明のドライエッチング方法によれ
ば、エッチングチャンバ内への反応生成物の堆積を最小
限に抑制できるので、炭素系ポリマーなどのパーティク
ルの発生を大幅に低減することができ、ドライクリーニ
ング頻度も減少させることができる。また、エッチング
チャンバを大気開放してウェットクリーニングする頻度
を低減させることができ、従ってシリコン基板の製造生
産性を向上させることができる。しかも、異なる半導体
基板を連続して処理する際に、エッチングチャンバ内壁
に堆積した反応生成物の影響を抑制して均一な処理を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドライエッチング方法の工程説明図で
ある。

【図２】本発明のドライエッチング方法の工程説明図で
ある。

【図３】従来のドライエッチング方法の工程説明図であ
る。

【符号の説明】

１シリコン基板、２熱酸化膜、３シリコン窒化
膜、４フォトレジストエッチングマスク、５自然酸
化膜、６トレンチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン酸化膜を介してシリコン基板上
に設けられたシリコン窒化膜をエッチングマスクとし
て、シリコン基板にトレンチを形成するドライエッチン
グ方法において、トレンチを形成すべきシリコン基板表
面に生じた自然酸化膜をフッ素系エッチングガスを用い
てプラズマ中でドライエッチングすることにより除去
し、続いて同一エッチングチャンバ内でフッ素系エッチ
ングガスに代えて塩素系ガス又は臭素系ガスを含有する
シリコンエッチングガスを用いて、プラズマ中で連続的
にドライエッチングすることによりシリコン基板にトレ
ンチを形成することを特徴とするドライエッチング方
法。
【請求項２】フッ素系エッチングガスが、フルオロカ
ーボンガスを含有する請求項１記載のドライエッチング
方法。
【請求項３】シリコンエッチングガスが塩素ガスと酸
素ガスとの混合ガス又は臭化水素ガスと酸素ガスとの混
合ガスである請求項１又は２記載のドライエッチング方
法。
【請求項４】トレンチを形成すべきシリコン基板表面
の自然酸化膜が、シリコン基板上にシリコン窒化膜から
なるトレンチ形成用のエッチングマスクを形成する際に
用いたフォトレジストを、アッシング又は溶剤により除
去する際に生じたものである請求項1〜３のいずれかに
記載のドライエッチング方法。
【請求項５】シリコン酸化膜を介してシリコン基板上
に設けられたシリコン窒化膜をエッチングマスクとし
て、シリコン基板にトレンチを形成するドライエッチン
グ方法において、シリコン基板上のシリコン酸化膜及び
シリコン窒化膜を、フッ素系エッチングガスを用いてプ
ラズマ中でドライエッチングすることにより、シリコン
基板にトレンチを形成するためのエッチングマスクにパ
ターニングし、続いて同一エッチングチャンバ内で、フ
ッ素系エッチングガスに代えて塩素系ガス又は臭素系ガ
スを含有するシリコンエッチングガスを用いてプラズマ
中で連続的にドライエッチングすることによりシリコン
基板にトレンチを形成することを特徴とするドライエッ
チング方法。
【請求項６】フッ素系エッチングガスが、フルオロカ
ーボンガスを含有する請求項５記載のドライエッチング
方法。
【請求項７】シリコンエッチングガスが塩素ガスと酸
素ガスとの混合ガス又は臭化水素ガスと酸素ガスとの混
合ガスである請求項５又は６記載のドライエッチング方
法。