JPH11243084A - 酸化膜エッチング方法 - Google Patents
酸化膜エッチング方法Info
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- JPH11243084A JPH11243084A JP10349853A JP34985398A JPH11243084A JP H11243084 A JPH11243084 A JP H11243084A JP 10349853 A JP10349853 A JP 10349853A JP 34985398 A JP34985398 A JP 34985398A JP H11243084 A JPH11243084 A JP H11243084A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/28—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
- H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
- H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング率が高く、且つ下層膜に対する高
選択的エッチングが可能な酸化膜エッチング方法を提供
する。 【解決手段】 本発明は、プラズマエッチング装備を用
いた酸化膜エッチング方法である。そのエッチングの
際、主要エッチングガスの第１ガスと、エッチングする
対象のエッチング方向を調節する第２ガスと、酸化膜以
外の物質に対して選択比特性を与える第３ガスとからな
る混合ガスを用いて酸化膜をエッチングすることを特徴
とする。
選択的エッチングが可能な酸化膜エッチング方法を提供
する。 【解決手段】 本発明は、プラズマエッチング装備を用
いた酸化膜エッチング方法である。そのエッチングの
際、主要エッチングガスの第１ガスと、エッチングする
対象のエッチング方向を調節する第２ガスと、酸化膜以
外の物質に対して選択比特性を与える第３ガスとからな
る混合ガスを用いて酸化膜をエッチングすることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ、特に高
密度プラズマを用いたエッチング装置で高密度集積素子
を得るのに適した酸化膜エッチング方法に関する。より
詳細には、新たなエッチングガスである第１、第２、及
び第３ガスを混ぜ合わせた混合ガスを用いて、エッチン
グ率が高く且つ下層膜に対する高選択的エッチングを可
能にした酸化膜エッチング方法に関する。
密度プラズマを用いたエッチング装置で高密度集積素子
を得るのに適した酸化膜エッチング方法に関する。より
詳細には、新たなエッチングガスである第１、第２、及
び第３ガスを混ぜ合わせた混合ガスを用いて、エッチン
グ率が高く且つ下層膜に対する高選択的エッチングを可
能にした酸化膜エッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の酸化膜エッチング工程の場合には
ＲＩＥ、プラズマタイプ等の既存のプラズマ方式で進行
されてきたが、最近では高密度プラズマの使用が増加し
ているのが実情である。従来の酸化膜エッチングガスに
はＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、及びＣＨＦ3／Ｏ2が用いられ
たが、下層膜に対する充分な選択比を得にくいという理
由で最近では高いＣ／Ｆ比のガスを部分的に利用してい
る。この場合、Ａｒはプラズマ安定化及びスパッタリン
グ効果を与えるガスとして作用し、反応には直接に参与
しない。これにより、主要エッチング反応はＣＦ4、Ｃ
ＨＦ3により生じ、エッチング時の下層膜との選択比は
この２つのガスの使用比により決定される。つまり、Ｃ
／Ｆ比が高い場合にはポリマーの発生が増加して下層膜
に対する選択比が高められ、Ｃ／Ｆ比が低い場合にはそ
の逆傾向が現れる。ここで、使用ガスの流量は、Ａｒガ
スの場合には２００〜１０００sccmの範囲の流量を、Ｃ
Ｆ4、ＣＨＦ3ガスの場合には３０〜１００sccmの範囲の
流量を使用する。これら２つのガスの流量比は所望の選
択比により決定され、ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 は略０．５〜
１．５の値を適用する。又、ＲＦ電力の範囲はウェーハ
のサイズ及び素子の構造に基づいて相違し、ほぼ７００
〜１３００Ｗ程度を使用する。エッチング工程が完了し
た後、残留するフォトレジストを除去すると、接点が形
成される。
ＲＩＥ、プラズマタイプ等の既存のプラズマ方式で進行
されてきたが、最近では高密度プラズマの使用が増加し
ているのが実情である。従来の酸化膜エッチングガスに
はＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、及びＣＨＦ3／Ｏ2が用いられ
たが、下層膜に対する充分な選択比を得にくいという理
由で最近では高いＣ／Ｆ比のガスを部分的に利用してい
る。この場合、Ａｒはプラズマ安定化及びスパッタリン
グ効果を与えるガスとして作用し、反応には直接に参与
しない。これにより、主要エッチング反応はＣＦ4、Ｃ
ＨＦ3により生じ、エッチング時の下層膜との選択比は
この２つのガスの使用比により決定される。つまり、Ｃ
／Ｆ比が高い場合にはポリマーの発生が増加して下層膜
に対する選択比が高められ、Ｃ／Ｆ比が低い場合にはそ
の逆傾向が現れる。ここで、使用ガスの流量は、Ａｒガ
スの場合には２００〜１０００sccmの範囲の流量を、Ｃ
Ｆ4、ＣＨＦ3ガスの場合には３０〜１００sccmの範囲の
流量を使用する。これら２つのガスの流量比は所望の選
択比により決定され、ＣＦ4 ／ＣＨＦ3 は略０．５〜
１．５の値を適用する。又、ＲＦ電力の範囲はウェーハ
のサイズ及び素子の構造に基づいて相違し、ほぼ７００
〜１３００Ｗ程度を使用する。エッチング工程が完了し
た後、残留するフォトレジストを除去すると、接点が形
成される。
【０００３】以下、かかる酸化膜エッチング方法を利用
した半導体素子の製造方法について説明する。図１は従
来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3／Ｏ2 混合ガスを用いた酸化
膜エッチング方法を説明するための半導体素子の製造工
程断面図である。図１ａに示すように、シリコン基板１
上にポリシリコンとシリコン窒化膜を堆積し、選択的に
除去してゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３を形
成した後、ゲート電極２をマスクに用いて基板に低濃度
イオンを注入して低濃度不純物領域４を形成する。
した半導体素子の製造方法について説明する。図１は従
来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3／Ｏ2 混合ガスを用いた酸化
膜エッチング方法を説明するための半導体素子の製造工
程断面図である。図１ａに示すように、シリコン基板１
上にポリシリコンとシリコン窒化膜を堆積し、選択的に
除去してゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３を形
成した後、ゲート電極２をマスクに用いて基板に低濃度
イオンを注入して低濃度不純物領域４を形成する。
【０００４】図１ｂに示すように、ゲート電極２及びキ
ャップゲート絶縁膜３の側面にシリコン窒化膜で側壁絶
縁膜５を形成する。図１ｃに示すように、側壁絶縁膜５
及びキャップゲート絶縁膜３をマスクに用いて基板１に
高濃度イオンを注入してソース／ドレイン領域６を形成
する。図１ｄに示すように、全面に酸化膜７を堆積す
る。図２ｅに示すように、酸化膜７上に感光膜８を堆積
し、露光及び現像工程でビットラインコンタクトホール
領域を決める。
ャップゲート絶縁膜３の側面にシリコン窒化膜で側壁絶
縁膜５を形成する。図１ｃに示すように、側壁絶縁膜５
及びキャップゲート絶縁膜３をマスクに用いて基板１に
高濃度イオンを注入してソース／ドレイン領域６を形成
する。図１ｄに示すように、全面に酸化膜７を堆積す
る。図２ｅに示すように、酸化膜７上に感光膜８を堆積
し、露光及び現像工程でビットラインコンタクトホール
領域を決める。
【０００５】図２ｆに示すように、感光膜８をマスクに
用いて酸化膜７を選択的に除去してビットラインコンタ
クトホールを形成する。この酸化膜除去時に用いるガス
には、Ａｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3混合ガスを用いる。図２ｇ
に示すように、感光膜８を除去する。ここで、図２ｆの
ように酸化膜を選択的に除去してコンタクトホールを形
成する際、マスクのミスアラインによって正確にコンタ
クト領域が形成されない場合には、図３に示すように酸
化膜エッチング時に側壁絶縁膜の窒化膜は勿論、ポリシ
リコンのゲート電極までもエッチングされることがあ
る。これは、Ａｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3混合ガスを用いた酸
化膜エッチングはエッチング選択比が低いからである。
用いて酸化膜７を選択的に除去してビットラインコンタ
クトホールを形成する。この酸化膜除去時に用いるガス
には、Ａｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3混合ガスを用いる。図２ｇ
に示すように、感光膜８を除去する。ここで、図２ｆの
ように酸化膜を選択的に除去してコンタクトホールを形
成する際、マスクのミスアラインによって正確にコンタ
クト領域が形成されない場合には、図３に示すように酸
化膜エッチング時に側壁絶縁膜の窒化膜は勿論、ポリシ
リコンのゲート電極までもエッチングされることがあ
る。これは、Ａｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3混合ガスを用いた酸
化膜エッチングはエッチング選択比が低いからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化膜エッチン
グ方法では次のような問題点があった。従来のエッチン
グ技術の場合は下層膜に対する選択比を確保するに限界
があった。すなわち，ＣＦ4、ＣＨＦ3の流量比を利用し
て選択比を調節するが、可能な選択比値に限界があって
エッチング時の下層膜の損失を３００Å以下に調整しに
くい。そのため、コンタクトホールのパターニング時に
絶縁膜側壁及びゲート電極までもエッチングされるた
め、歩留まりを低下させる。既存のガス（Ａｒ、Ｃ
Ｆ4、ＣＨＦ3、及びＣＨＦ3／Ｏ2）及びエッチング装置
ではマイクロローディング効果が多く現れるため、パタ
ーンの小さな酸化膜エッチングには適用しがたい。この
ため、高集積素子で要求される小さなサイズの接点には
適用しにくい。従来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、及びＣＨ
Ｆ3／Ｏ2混合エッチングガスはエッチング率が低いため
接点の縦横比を大きくすることが難しい。このため、
３：１以上に段差が深くなる場合には適用しにくい。既
存の高いＣ／Ｆ比のガスを用いる場合は、適正なガス調
合及び条件を確保しがたく、特にプラズマ内の重合体量
を調整しにくいため、ホールが詰まるか再現性がない。
この結果、現在、素子に要求されるほどの水準を得られ
ない。
グ方法では次のような問題点があった。従来のエッチン
グ技術の場合は下層膜に対する選択比を確保するに限界
があった。すなわち，ＣＦ4、ＣＨＦ3の流量比を利用し
て選択比を調節するが、可能な選択比値に限界があって
エッチング時の下層膜の損失を３００Å以下に調整しに
くい。そのため、コンタクトホールのパターニング時に
絶縁膜側壁及びゲート電極までもエッチングされるた
め、歩留まりを低下させる。既存のガス（Ａｒ、Ｃ
Ｆ4、ＣＨＦ3、及びＣＨＦ3／Ｏ2）及びエッチング装置
ではマイクロローディング効果が多く現れるため、パタ
ーンの小さな酸化膜エッチングには適用しがたい。この
ため、高集積素子で要求される小さなサイズの接点には
適用しにくい。従来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3、及びＣＨ
Ｆ3／Ｏ2混合エッチングガスはエッチング率が低いため
接点の縦横比を大きくすることが難しい。このため、
３：１以上に段差が深くなる場合には適用しにくい。既
存の高いＣ／Ｆ比のガスを用いる場合は、適正なガス調
合及び条件を確保しがたく、特にプラズマ内の重合体量
を調整しにくいため、ホールが詰まるか再現性がない。
この結果、現在、素子に要求されるほどの水準を得られ
ない。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、高集積素子で要求される酸化膜
のパターンが小さくても確実にエッチングでき、高エッ
チング率及び高選択比でエッチングして素子の段差を小
さくすることができ、高い集積化を図ることができてチ
ップ全体のサイズを減少させることができ、更に充分な
工程余裕度を確保できて小さなサイズ、かつ大きな縦横
比を有する接点構造の場合にも適用できるようにした酸
化膜エッチング方法を提供することが目的である。
になされたものであり、高集積素子で要求される酸化膜
のパターンが小さくても確実にエッチングでき、高エッ
チング率及び高選択比でエッチングして素子の段差を小
さくすることができ、高い集積化を図ることができてチ
ップ全体のサイズを減少させることができ、更に充分な
工程余裕度を確保できて小さなサイズ、かつ大きな縦横
比を有する接点構造の場合にも適用できるようにした酸
化膜エッチング方法を提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の酸化膜エッチング方法は、プラズマエッチ
ング装備を用いた酸化膜エッチング方法において、主要
エッチングガスの第１ガスと、エッチングする対象のエ
ッチング方向を調節する第２ガスと、酸化膜以外の物質
に対して選択比特性を与える第３ガスとからなる混合ガ
スを用いて酸化膜をエッチングすることを特徴とする。
めに本発明の酸化膜エッチング方法は、プラズマエッチ
ング装備を用いた酸化膜エッチング方法において、主要
エッチングガスの第１ガスと、エッチングする対象のエ
ッチング方向を調節する第２ガスと、酸化膜以外の物質
に対して選択比特性を与える第３ガスとからなる混合ガ
スを用いて酸化膜をエッチングすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、かかる発明の第１、第２、
第３ガスからなる混合ガスを用いた酸化膜エッチング方
法の実施形態を添付図面に基づき詳しく説明する。ま
ず、本実施形態は、装置の側面においては既存のプラズ
マ類の使用が可能であり、特に高密度プラズマソースの
長所をよく利用することが可能である。すなわち、ＩＣ
Ｐ(Inductively Coupled Plasma)又はヘリコン(helico
n) の高密度プラズマの場合は、高密度ソースなので高
いエッチング速度（８００Å／分以上）を有しており、
工程時間を短縮することができる。更に、低圧工程が可
能であってガス化学選択の幅が広いため、選択比の高い
ガスを使用可能である。
第３ガスからなる混合ガスを用いた酸化膜エッチング方
法の実施形態を添付図面に基づき詳しく説明する。ま
ず、本実施形態は、装置の側面においては既存のプラズ
マ類の使用が可能であり、特に高密度プラズマソースの
長所をよく利用することが可能である。すなわち、ＩＣ
Ｐ(Inductively Coupled Plasma)又はヘリコン(helico
n) の高密度プラズマの場合は、高密度ソースなので高
いエッチング速度（８００Å／分以上）を有しており、
工程時間を短縮することができる。更に、低圧工程が可
能であってガス化学選択の幅が広いため、選択比の高い
ガスを使用可能である。
【００１０】そして、ガス化学の側面においては、ＣＨ
Ｆ3、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ4Ｆ8 の混合ガス、ＣＨＦ3、Ｃ2ＨＦ
5、Ｃ3Ｆ8の混合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ3Ｆ、Ｃ3Ｆ6 の混
合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ4の混合ガス、又は
ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ4Ｆ8の混合ガス等を用いて下層
膜に対する選択比を向上し、高エッチング率を有するよ
うにした。その際、各混合ガスの混合比は２：２：１或
いは２：２：０．５が最も好ましい。ここで、第１ガス
のＣＨＦ3 ガスはプラズマ内で主要エッチングソースガ
スとして作用する。第２ガスのＣaＨＦb又はＣＨaＦbガ
スはプラズマ内でＣＨＦ3 を補助するエッチングソース
ガスとして作用し、ガス流れの増加でエッチング加工性
及びエッチング角度調整を部分的に行うことができるの
で、エッチング対象のエッチング方向を調節するのに用
いられる角度調節ガスである。そして、第３ガスのＣx
Ｆyガスは、プラズマ内で分解されて炭素の量を増加さ
せることで、酸化膜以外の物質に対して高選択比の特性
を付与する選択比調節ガスである。この第３ガスは自体
のＣ／Ｆ比が０．５：１という非常に高い値を有するの
で重合体の発生量が多いことが判る。上記のような調合
を利用して、高集積素子に要求される高選択比工程、特
にセルフアライン接点工程に好適な技術として利用する
ことができる。
Ｆ3、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ4Ｆ8 の混合ガス、ＣＨＦ3、Ｃ2ＨＦ
5、Ｃ3Ｆ8の混合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ3Ｆ、Ｃ3Ｆ6 の混
合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ4の混合ガス、又は
ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ4Ｆ8の混合ガス等を用いて下層
膜に対する選択比を向上し、高エッチング率を有するよ
うにした。その際、各混合ガスの混合比は２：２：１或
いは２：２：０．５が最も好ましい。ここで、第１ガス
のＣＨＦ3 ガスはプラズマ内で主要エッチングソースガ
スとして作用する。第２ガスのＣaＨＦb又はＣＨaＦbガ
スはプラズマ内でＣＨＦ3 を補助するエッチングソース
ガスとして作用し、ガス流れの増加でエッチング加工性
及びエッチング角度調整を部分的に行うことができるの
で、エッチング対象のエッチング方向を調節するのに用
いられる角度調節ガスである。そして、第３ガスのＣx
Ｆyガスは、プラズマ内で分解されて炭素の量を増加さ
せることで、酸化膜以外の物質に対して高選択比の特性
を付与する選択比調節ガスである。この第３ガスは自体
のＣ／Ｆ比が０．５：１という非常に高い値を有するの
で重合体の発生量が多いことが判る。上記のような調合
を利用して、高集積素子に要求される高選択比工程、特
にセルフアライン接点工程に好適な技術として利用する
ことができる。
【００１１】本実施形態で用いるガスの流量は、ＣＨＦ
3、Ｃ2ＨＦ5 の場合には１０〜５０sccmの範囲を、Ｃ4
Ｆ8の場合には５〜２５sccmの範囲を使用する。ＣＨＦ3
／Ｃ4Ｆ8 のガス比は１．５〜２．５の値のものが好ま
しい。ＲＦ電力の範囲は構造に基づいて異なり、本発明
では１０００〜３０００Ｗ程度を使用する。
3、Ｃ2ＨＦ5 の場合には１０〜５０sccmの範囲を、Ｃ4
Ｆ8の場合には５〜２５sccmの範囲を使用する。ＣＨＦ3
／Ｃ4Ｆ8 のガス比は１．５〜２．５の値のものが好ま
しい。ＲＦ電力の範囲は構造に基づいて異なり、本発明
では１０００〜３０００Ｗ程度を使用する。
【００１２】この酸化膜エッチング方法を用いた半導体
素子の製造方法を以下に説明する。図４、５は上記ＣＨ
Ｆ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8 混合ガスを用いた酸化膜エッチ
ング方法を説明するための半導体素子の製造工程断面図
である。図４ａに示すように、シリコン基板１上にポリ
シリコンとシリコン窒化膜を堆積し、選択的に除去して
ゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３を形成した
後、ゲート電極２をマスクに用いて基板に低濃度イオン
を注入して低濃度不純物領域４を形成する。図４ｂに示
すように、ゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３の
側面にシリコン窒化膜で側壁絶縁膜５を形成する。図４
ｃに示すように、側壁絶縁膜５及びキャップゲート絶縁
膜３をマスクに用いて基板１に高濃度イオンを注入して
ソース／ドレイン領域６を形成する。
素子の製造方法を以下に説明する。図４、５は上記ＣＨ
Ｆ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8 混合ガスを用いた酸化膜エッチ
ング方法を説明するための半導体素子の製造工程断面図
である。図４ａに示すように、シリコン基板１上にポリ
シリコンとシリコン窒化膜を堆積し、選択的に除去して
ゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３を形成した
後、ゲート電極２をマスクに用いて基板に低濃度イオン
を注入して低濃度不純物領域４を形成する。図４ｂに示
すように、ゲート電極２及びキャップゲート絶縁膜３の
側面にシリコン窒化膜で側壁絶縁膜５を形成する。図４
ｃに示すように、側壁絶縁膜５及びキャップゲート絶縁
膜３をマスクに用いて基板１に高濃度イオンを注入して
ソース／ドレイン領域６を形成する。
【００１３】図４ｄに示すように、全面に酸化膜７を堆
積する。図５ｅに示すように、酸化膜７上に感光膜８を
堆積し、露光及び現像工程でビットラインコンタクトホ
ール領域を決める。図５ｆに示すように、感光膜８をマ
スクに用いて酸化膜７を選択的に除去してビットライン
コンタクトホールを形成する。その際、酸化膜７除去時
のガスにはＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8 の混合ガスを用
い、この時の雰囲気及び流量は上記の通りである。そし
て、図５ｇに示すように、感光膜８を除去する。図５ｆ
に示す酸化膜を選択的に除去してコンタクトホールを形
成する際、マスクの合わせずれによって正確な位置にコ
ンタクト領域が形成されない場合にも、本実施形態の場
合、図６に示すように酸化膜エッチング時に側壁絶縁膜
の窒化膜は勿論、基板等がエッチングされないため、エ
ッチング余裕度が高い。これは、ＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／
Ｃ4Ｆ8 の混合ガスを用いた本発明の酸化膜エッチング
におけるエッチング選択比が高いからである。
積する。図５ｅに示すように、酸化膜７上に感光膜８を
堆積し、露光及び現像工程でビットラインコンタクトホ
ール領域を決める。図５ｆに示すように、感光膜８をマ
スクに用いて酸化膜７を選択的に除去してビットライン
コンタクトホールを形成する。その際、酸化膜７除去時
のガスにはＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8 の混合ガスを用
い、この時の雰囲気及び流量は上記の通りである。そし
て、図５ｇに示すように、感光膜８を除去する。図５ｆ
に示す酸化膜を選択的に除去してコンタクトホールを形
成する際、マスクの合わせずれによって正確な位置にコ
ンタクト領域が形成されない場合にも、本実施形態の場
合、図６に示すように酸化膜エッチング時に側壁絶縁膜
の窒化膜は勿論、基板等がエッチングされないため、エ
ッチング余裕度が高い。これは、ＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／
Ｃ4Ｆ8 の混合ガスを用いた本発明の酸化膜エッチング
におけるエッチング選択比が高いからである。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、エッチング時に主要エ
ッチングガスのほかに角度調節用ガスと酸化膜以外の物
質に対する高選択比のガスを混合させたガスを用いてい
るので、従来のエッチング技術の場合では下層膜に対す
る選択比を確保するに限界があったが、本発明の場合、
高集積素子から要求される高選択比工程が可能である。
また、本発明で用いる混合ガスは窒化物及びシリコンに
対しても高選択比の確保が可能なので、例えばセルフア
ラインによるコンタクト形成工程に適するとともに、窒
化物の損失を３００Å以下に調節可能なので素子の段差
を小さくすることができ、高い集積化により全体チップ
のサイズを減少させることができる。さらに、本発明ガ
スを用いた場合マスク合わせずれが生じても所定の位置
に正確にエッチングできるので、充分な工程余裕度の確
保が可能となり、小さなサイズ且つ大きな縦横比を有す
る接点構造の場合にも適用可能である。さらに、発明に
よれば、コンタクトホールの形成時にミスアラインが発
生しても、下層膜はエッチングされず、下層膜に対して
高選択比で酸化膜がエッチングされるため、コンタクト
マージンを増加させることができる。
ッチングガスのほかに角度調節用ガスと酸化膜以外の物
質に対する高選択比のガスを混合させたガスを用いてい
るので、従来のエッチング技術の場合では下層膜に対す
る選択比を確保するに限界があったが、本発明の場合、
高集積素子から要求される高選択比工程が可能である。
また、本発明で用いる混合ガスは窒化物及びシリコンに
対しても高選択比の確保が可能なので、例えばセルフア
ラインによるコンタクト形成工程に適するとともに、窒
化物の損失を３００Å以下に調節可能なので素子の段差
を小さくすることができ、高い集積化により全体チップ
のサイズを減少させることができる。さらに、本発明ガ
スを用いた場合マスク合わせずれが生じても所定の位置
に正確にエッチングできるので、充分な工程余裕度の確
保が可能となり、小さなサイズ且つ大きな縦横比を有す
る接点構造の場合にも適用可能である。さらに、発明に
よれば、コンタクトホールの形成時にミスアラインが発
生しても、下層膜はエッチングされず、下層膜に対して
高選択比で酸化膜がエッチングされるため、コンタクト
マージンを増加させることができる。
【図１】 従来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3／Ｏ2 混合ガス
を用いた酸化膜エッチング方法を説明するための半導体
素子の製造工程断面図。
を用いた酸化膜エッチング方法を説明するための半導体
素子の製造工程断面図。
【図２】 従来のＡｒ、ＣＦ4、ＣＨＦ3／Ｏ2 混合ガス
を用いた酸化膜エッチング方法を説明するための半導体
素子の製造工程断面図。
を用いた酸化膜エッチング方法を説明するための半導体
素子の製造工程断面図。
【図３】 従来の酸化膜エッチングによる半導体素子の
構造断面図。
構造断面図。
【図４】 ＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8混合ガスを用い
た酸化膜エッチング方法を説明するための半導体素子の
製造工程断面図。
た酸化膜エッチング方法を説明するための半導体素子の
製造工程断面図。
【図５】 ＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8混合ガスを用い
た酸化膜エッチング方法を説明するための半導体素子の
製造工程断面図。
た酸化膜エッチング方法を説明するための半導体素子の
製造工程断面図。
【図６】 本発明の酸化膜エッチング技術を用いて製造
した半導体素子の構造断面図。
した半導体素子の構造断面図。
１ 半導体基板 ２ ゲート電極 ３ キャップゲート絶縁膜 ４ 低濃度不純物領域 ５ 側壁絶縁膜 ６ ソース／ドレイン領域 ７ 酸化膜 ８ 感光膜
Claims (6)
- 【請求項１】 プラズマエッチング装備を用いた酸化膜
エッチング方法において、 主要エッチングガスの第１ガスと、 エッチングする対象のエッチング方向を調節する第２ガ
スと、 酸化膜以外の物質に対して選択比特性を与える第３ガス
とからなる混合ガスを用いて酸化膜をエッチングするこ
とを特徴とする酸化膜エッチング方法。 - 【請求項２】 第１、第２、第３ガスからなる混合ガス
は、ＣＨＦ3、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ4Ｆ8 の混合ガス、ＣＨ
Ｆ3、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ3Ｆ8の混合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ
3Ｆ、Ｃ3Ｆ6の混合ガス、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ4の
混合ガス、又はＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ4Ｆ8 の混合ガス
のうち何れか一つであることを特徴とする請求項１記載
の酸化膜エッチング方法。 - 【請求項３】 第１、第２、第３ガスの混合比は、２：
２：１或いは２：２：０．５であることを特徴とする請
求項１記載の酸化膜エッチング方法。 - 【請求項４】 第１ガスと第２ガスのガス比は１．５〜
２．５の値であることを特徴とする請求項１記載の酸化
膜エッチング方法。 - 【請求項５】 プラズマ装置を用いた酸化膜エッチング
方法において、 半導体基板上にゲート電極及びキャップゲート絶縁膜を
形成する工程と、 ゲート電極の両側の半導体基板にソース領域及びドレイ
ン領域を形成する工程と、 ゲート電極の側面に側壁絶縁膜を形成する工程と、 ゲート電極及び側壁絶縁膜を含む基板の全面に酸化膜を
形成する工程と、 ドレイン領域の上側の酸化膜が露出されるよう酸化膜上
に感光膜を形成する工程と、 ＣＨＦ3／Ｃ2ＨＦ5／Ｃ4Ｆ8の混合ガスを用いて露出さ
れた酸化膜を選択的にエッチングする工程と、 を備えることを特徴とする酸化膜エッチング方法。 - 【請求項６】 キャップゲート絶縁膜及び側壁絶縁膜は
窒化膜で形成することを特徴とする請求項５記載の酸化
膜エッチング方法。
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