JPS6020516A - 窒化シリコン膜のドライエツチング方法 - Google Patents
窒化シリコン膜のドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPS6020516A JPS6020516A JP58127008A JP12700883A JPS6020516A JP S6020516 A JPS6020516 A JP S6020516A JP 58127008 A JP58127008 A JP 58127008A JP 12700883 A JP12700883 A JP 12700883A JP S6020516 A JPS6020516 A JP S6020516A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- etching
- dry etching
- film
- chamber
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ドライエツチング方法に関し、特に、半導体
ゾロセフ、ＶＣ用いられる窒化シリコン（以下Ｓｉ３Ｎ
４と記す）膜葡乱速度でドライエツチングすることので
きる方法に関するものである。
ゾロセフ、ＶＣ用いられる窒化シリコン（以下Ｓｉ３Ｎ
４と記す）膜葡乱速度でドライエツチングすることので
きる方法に関するものである。
（技術的背景及び従来技術）
半導体派業において、集積回路全はじめとする電子デ／
々イスの微細ノミターンの製造に際し、プラズマエツチ
ング、スノ々ツタリングエッチンク、反応性イオンエツ
チング、イオンビームエツチングなどのドライエツチン
グ技術が広く用いられている。このドライエツチング技
術は、溶液を用いたウェットエツチング技術に比べて微
細加工性、制御性に優れ、工程の簡略化、自動化が容易
で、公害問題も極めて少ないなどの利点を有するが、そ
れぞれ特殊な装置を必要とする。しかしながら上記した
利点を有しているので広く使われるようになってきた。
々イスの微細ノミターンの製造に際し、プラズマエツチ
ング、スノ々ツタリングエッチンク、反応性イオンエツ
チング、イオンビームエツチングなどのドライエツチン
グ技術が広く用いられている。このドライエツチング技
術は、溶液を用いたウェットエツチング技術に比べて微
細加工性、制御性に優れ、工程の簡略化、自動化が容易
で、公害問題も極めて少ないなどの利点を有するが、そ
れぞれ特殊な装置を必要とする。しかしながら上記した
利点を有しているので広く使われるようになってきた。
ところで、集積回路の製造において選択酸化法のマスク
や半導体素子の保護膜として広（用いられている５ＩＢ
Ｎ４膜のドライエツチングには、一般に数％の酸紫ガス
を含んだ四フッ化炭素（ＯＦ４）ガスが用いられている
。しかしこのエツチングガスによる５ｋＢＮ４膜のエツ
チングレートば、通常５０ Ｎ１００ ｎｍ／ｍｉｎ程
度でアリ、とれは同じエツチングガスを用いたＳｉ膜に
対するエツチングレートと比べ１桁以上遅い。また、Ｓ
ｉ３Ｎ４膜とその下地として通常使用されている５ｉ０
２膜とのエツチングの速度比（以下選択比と記す）は、
５ｉ−Ｎと５ｉ−０の結合エネルギーが近い値であるた
め小さく、Ｓ ｉ ０２膜上のＳｉ３Ｎ４膜？、パター
ニングされたホトレジストをマスクとしてドライエツチ
ングするときに下地のＳ ｉ０２膜寸でエツチングが入
り込んでしまうため実用性に問題があった０ またエツチングガスとして四フッ化炭素（ＯＦ４ ）ガ
スに代えて四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）ガスを用いるこ
とでエツチングレート選択比が向上することが知られて
いるがこのＳｉＦ４ガスは、毒性を有するため実用的で
なく、あまり使用されていない。このように、、Ｓｉ３
Ｎ４膜のドライエツチングには問題点が多く、その改善
が、強く望まれていた。
や半導体素子の保護膜として広（用いられている５ＩＢ
Ｎ４膜のドライエツチングには、一般に数％の酸紫ガス
を含んだ四フッ化炭素（ＯＦ４）ガスが用いられている
。しかしこのエツチングガスによる５ｋＢＮ４膜のエツ
チングレートば、通常５０ Ｎ１００ ｎｍ／ｍｉｎ程
度でアリ、とれは同じエツチングガスを用いたＳｉ膜に
対するエツチングレートと比べ１桁以上遅い。また、Ｓ
ｉ３Ｎ４膜とその下地として通常使用されている５ｉ０
２膜とのエツチングの速度比（以下選択比と記す）は、
５ｉ−Ｎと５ｉ−０の結合エネルギーが近い値であるた
め小さく、Ｓ ｉ ０２膜上のＳｉ３Ｎ４膜？、パター
ニングされたホトレジストをマスクとしてドライエツチ
ングするときに下地のＳ ｉ０２膜寸でエツチングが入
り込んでしまうため実用性に問題があった０ またエツチングガスとして四フッ化炭素（ＯＦ４ ）ガ
スに代えて四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）ガスを用いるこ
とでエツチングレート選択比が向上することが知られて
いるがこのＳｉＦ４ガスは、毒性を有するため実用的で
なく、あまり使用されていない。このように、、Ｓｉ３
Ｎ４膜のドライエツチングには問題点が多く、その改善
が、強く望まれていた。
（本発明の目的）
本発明は、上記要求に鑑みなされたものでＳ ＋ ３
Ｎ４ 贋のエツチングレート及び選択比を向上させ実用
性の冒いドライエツチング方法の提供を目的とするもの
である。
Ｎ４ 贋のエツチングレート及び選択比を向上させ実用
性の冒いドライエツチング方法の提供を目的とするもの
である。
ｃ本発明の構成）
すなわち、本発明は５ｉ３Ｎ４Ｌ、ｊｋドライエツチン
グする方法において、ゾ２ズマ発生用チャンノ々−に三
フッ比窒素（ＮＦｓ）ガスを導入し高周波全印加してプ
ラズマを発生させて、それによ５Ｓｊ、Ｎ４膜をエツチ
ングすることを特徴とするドライエツチング方法である
。
グする方法において、ゾ２ズマ発生用チャンノ々−に三
フッ比窒素（ＮＦｓ）ガスを導入し高周波全印加してプ
ラズマを発生させて、それによ５Ｓｊ、Ｎ４膜をエツチ
ングすることを特徴とするドライエツチング方法である
。
本発明で用いられるＮＦ３ガスは、常温においてガス状
で毒性のない安定なガスであるため、ガスダンベに充て
んして市販されているもの全使用することができる。そ
してＳｉ３Ｎ４膜をエツチングする時の好ましい条件と
しては、使用するプラズマエツチング装置にもよるが通
常１０〜１００１ｎＩ！／ｍ目１の範囲で用いられる。
で毒性のない安定なガスであるため、ガスダンベに充て
んして市販されているもの全使用することができる。そ
してＳｉ３Ｎ４膜をエツチングする時の好ましい条件と
しては、使用するプラズマエツチング装置にもよるが通
常１０〜１００１ｎＩ！／ｍ目１の範囲で用いられる。
また、プラズマエツチング装置としては、どのようなも
のでも使用することができ・使用条件としくは、圧力が
１３．３〜１３３Ｐａ（Ｑ、１− Ｉ Ｔｏｒｒ ）お
よび出力が５０〜２００Ｗの範囲で用いるのが好ましい
。また本発明のドライエツチング方法においてはエツチ
ング用ガスの主成分としてＮＦ、ガスを用いるが、通常
使用されるように酸素ガス、窒素ガスまたは、ヘリウム
ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを添加混合しても
問題はない。
のでも使用することができ・使用条件としくは、圧力が
１３．３〜１３３Ｐａ（Ｑ、１− Ｉ Ｔｏｒｒ ）お
よび出力が５０〜２００Ｗの範囲で用いるのが好ましい
。また本発明のドライエツチング方法においてはエツチ
ング用ガスの主成分としてＮＦ、ガスを用いるが、通常
使用されるように酸素ガス、窒素ガスまたは、ヘリウム
ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを添加混合しても
問題はない。
本発明のドライエツチング方法は、特別な工程を組み込
むことな（通常のドライエツチングプロセスと同様の工
程により行うことができる。すなわちＳ ｒａＮｉ 版
に有する基板全プラズマ発生用テヤンノ々−内に載置し
、真空ポンプによシ、チャンバー内を排気した後ＮＦ３
ガスを一定流速で導入し、チャンバー内金一定圧力に調
節し、高周波をかけてグラズマ金発生させエツチングす
る。
むことな（通常のドライエツチングプロセスと同様の工
程により行うことができる。すなわちＳ ｒａＮｉ 版
に有する基板全プラズマ発生用テヤンノ々−内に載置し
、真空ポンプによシ、チャンバー内を排気した後ＮＦ３
ガスを一定流速で導入し、チャンバー内金一定圧力に調
節し、高周波をかけてグラズマ金発生させエツチングす
る。
以下、本発明孕笑施例および比較例によ）詳細に説明す
る。
る。
実施例１
平行平板〃１リノ”′ラズマエッチング装置としてＯＡ
ＰＭ−４００（ｒｍ品名、東京応ｒヒエ業株式会社製）
を用い、真空ポンプで１．３３ Ｐａ Ｃ０，ＯＩ Ｔ
ａｒｔ ） １で排気した殻、ＮＦ３ガスを、１０ ｍ
／／ｌ旧ｎの速度で流し、圧力ｆ ４０ Ｐａ （０，
３Ｊ、’ｏｒｒ ）、出力１５０Ｗの条件下で、酸【ヒ
膜を有する１００謳φのシリコン基板上の１００ ｎｍ
厚のＳ ｉ３ Ｎ４１ｉＷのエツチングを行ったところ
、２８０〜３００ ｎｍ／ｍｉｎのエツチングレート？
示した。また下地の５ｉ０２膜との選択比は、４〜５で
あった。
ＰＭ−４００（ｒｍ品名、東京応ｒヒエ業株式会社製）
を用い、真空ポンプで１．３３ Ｐａ Ｃ０，ＯＩ Ｔ
ａｒｔ ） １で排気した殻、ＮＦ３ガスを、１０ ｍ
／／ｌ旧ｎの速度で流し、圧力ｆ ４０ Ｐａ （０，
３Ｊ、’ｏｒｒ ）、出力１５０Ｗの条件下で、酸【ヒ
膜を有する１００謳φのシリコン基板上の１００ ｎｍ
厚のＳ ｉ３ Ｎ４１ｉＷのエツチングを行ったところ
、２８０〜３００ ｎｍ／ｍｉｎのエツチングレート？
示した。また下地の５ｉ０２膜との選択比は、４〜５で
あった。
比較例１
実施例１と同じ条件で、エツチングガス（ｒＯＦ＜（９
２ｗ−Ｉｌ−％） ＋ ０２ （８ｗｔＸ）ガスに変え
て８１３Ｎ４膜のエツチングを行ったところ６０ ｎｍ
／ｍｉｎの速度でエツチングされ、５ｉＯｚ膜との選択
比は２〜３であった。
２ｗ−Ｉｌ−％） ＋ ０２ （８ｗｔＸ）ガスに変え
て８１３Ｎ４膜のエツチングを行ったところ６０ ｎｍ
／ｍｉｎの速度でエツチングされ、５ｉＯｚ膜との選択
比は２〜３であった。
実施列２
平行平板型プラズマエツチング装置としてＯＡＰＭ−４
００Ｃ商品名、東京応化工業株式会社ム“Ｊ）を用い、
真空ポンプで１．３３Ｐａ（０，０１Ｔｏｒｒ）ｔで排
気した後にＮＦ３ガスを２４ ｍｌ！／′ｍｒｎの速度
で流し、圧力５０ Ｐａ （０，４Ｔｏｒｒ’）、出力
５０Ｗの条件で１００ ｎｍ厚のＳ ｉ Ｂ Ｎ４股の
エツチングを行ったところ、２１５ ｎｍ／ｍｉｎのエ
ツチングレートが得られ、下地の５ｉ０２膜との選択比
は４〜５であった。
００Ｃ商品名、東京応化工業株式会社ム“Ｊ）を用い、
真空ポンプで１．３３Ｐａ（０，０１Ｔｏｒｒ）ｔで排
気した後にＮＦ３ガスを２４ ｍｌ！／′ｍｒｎの速度
で流し、圧力５０ Ｐａ （０，４Ｔｏｒｒ’）、出力
５０Ｗの条件で１００ ｎｍ厚のＳ ｉ Ｂ Ｎ４股の
エツチングを行ったところ、２１５ ｎｍ／ｍｉｎのエ
ツチングレートが得られ、下地の５ｉ０２膜との選択比
は４〜５であった。
（本発明の効果）
本発明のドライエツチング方法によ扛ば、エツチングガ
スとしてＮＦＳカスを用いることで、従来の○Ｆ４ ＋
’ｏ２系ガスに比べて、Ｓｉ３Ｎ４膜のエツチングレー
トが３〜６倍と高く、エツチング処理時間が大巾に短縮
でき、また、低出力でも高いエツチングレートが得られ
るため、プラズマによるマスク材料や下地に対してのダ
メージが少なく・安定な状態で製品が得られ、生産性が
極めて筒〈なル、大量生産によるコストダウンが可能で
ある。さらにＳｉ３Ｎ４膜の下地として多く使われてい
るＳ ｉ ０２膜に対しての選択比も向」二されるため
、品質的にも良いものｋ Ｋ４’Ｌることかできる。
スとしてＮＦＳカスを用いることで、従来の○Ｆ４ ＋
’ｏ２系ガスに比べて、Ｓｉ３Ｎ４膜のエツチングレー
トが３〜６倍と高く、エツチング処理時間が大巾に短縮
でき、また、低出力でも高いエツチングレートが得られ
るため、プラズマによるマスク材料や下地に対してのダ
メージが少なく・安定な状態で製品が得られ、生産性が
極めて筒〈なル、大量生産によるコストダウンが可能で
ある。さらにＳｉ３Ｎ４膜の下地として多く使われてい
るＳ ｉ ０２膜に対しての選択比も向」二されるため
、品質的にも良いものｋ Ｋ４’Ｌることかできる。
出願人 東京電子化学株式会社
代理人 弁理士 井 坂 實 夫
Claims (1)
- 窒化シリコン膜をドライエツチングする方法においてプ
ラズマ発生用チャンバー内に三フッ化窒素ガス全導入し
、高周波を印加して減圧下グツズ、マを発生させ、それ
により窒化シリコン膜ヲエッチングすることを特徴とす
るドライエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127008A JPS6020516A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 窒化シリコン膜のドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127008A JPS6020516A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 窒化シリコン膜のドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020516A true JPS6020516A (ja) | 1985-02-01 |
Family
ID=14949399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127008A Pending JPS6020516A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 窒化シリコン膜のドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020516A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63171A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63168A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS641236A (en) * | 1987-03-20 | 1989-01-05 | Applied Materials Inc | Method for selectively etching thin film and gas mixture used therefor |
| US5180466A (en) * | 1984-12-29 | 1993-01-19 | Fujitsu Limited | Process for dry etching a silicon nitride layer |
| US5401358A (en) * | 1991-03-29 | 1995-03-28 | Sony Corporation | Dry etching method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52131470A (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-04 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5749234A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Plasma etching method |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP58127008A patent/JPS6020516A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52131470A (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-04 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5749234A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Plasma etching method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5180466A (en) * | 1984-12-29 | 1993-01-19 | Fujitsu Limited | Process for dry etching a silicon nitride layer |
| JPS63171A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63168A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS641236A (en) * | 1987-03-20 | 1989-01-05 | Applied Materials Inc | Method for selectively etching thin film and gas mixture used therefor |
| US5401358A (en) * | 1991-03-29 | 1995-03-28 | Sony Corporation | Dry etching method |
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