JPS6269622A - 窒化膜のエツチング方法 - Google Patents
窒化膜のエツチング方法Info
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- JPS6269622A JPS6269622A JP21085685A JP21085685A JPS6269622A JP S6269622 A JPS6269622 A JP S6269622A JP 21085685 A JP21085685 A JP 21085685A JP 21085685 A JP21085685 A JP 21085685A JP S6269622 A JPS6269622 A JP S6269622A
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- etching
- gas
- nitride film
- silicon oxide
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- Pending
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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、窒化膜のエツチング方法に関する。
特に、窒化膜のエツチング残渣を下地のシリコン酸化膜
に影響を与えることなく除去することが可能な方法を提
供するものである。
に影響を与えることなく除去することが可能な方法を提
供するものである。
この発明はシリコン酸化膜（下地基板）上に形成された
シリコンナイトライド膜（窒化膜）をＲＩ Ｅ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）などでエツチン
グする方法において、例えばフッ素／炭素比の小さいガ
スを用いてシリコンナイトライド（Ｓ ＋ ｓ Ｎ ａ
など）と酸化シリコン（Ｓ ｔｏ ｔなど）とを高選択
比でエツチングするときに発生することがあるエツチン
グ残渣を、ＮＦｓを含むガスを用いて除去することによ
って、下地基板に影響を与えることなく該残渣を除去で
きるようにしたものである。
シリコンナイトライド膜（窒化膜）をＲＩ Ｅ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）などでエツチン
グする方法において、例えばフッ素／炭素比の小さいガ
スを用いてシリコンナイトライド（Ｓ ＋ ｓ Ｎ ａ
など）と酸化シリコン（Ｓ ｔｏ ｔなど）とを高選択
比でエツチングするときに発生することがあるエツチン
グ残渣を、ＮＦｓを含むガスを用いて除去することによ
って、下地基板に影響を与えることなく該残渣を除去で
きるようにしたものである。
従来半導体装置の製造方法その他の微細加工技術におい
てＳｉＯア等のシリコン酸化膜と３ｉ３Ｎ４などのシリ
コンナイトライド膜とは、選択的にエツチングするのが
困難であった。従って、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用
いてＳ ｌ ｓ Ｎ ａをＳ Ｉ Ｏ＊と一緒にエツチ
ングするのが一般的であった。これは、シリコン酸化膜
、シリコンナイトライド膜のいずれも絶縁膜であるため
に、３１とＮ間、Ｓｌと０間の各結合エネルギが近接し
ており、両者を選択的に異方性エツチングすることが困
畔な為である。
てＳｉＯア等のシリコン酸化膜と３ｉ３Ｎ４などのシリ
コンナイトライド膜とは、選択的にエツチングするのが
困難であった。従って、ＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用
いてＳ ｌ ｓ Ｎ ａをＳ Ｉ Ｏ＊と一緒にエツチ
ングするのが一般的であった。これは、シリコン酸化膜
、シリコンナイトライド膜のいずれも絶縁膜であるため
に、３１とＮ間、Ｓｌと０間の各結合エネルギが近接し
ており、両者を選択的に異方性エツチングすることが困
畔な為である。
最近では、上記の従来技術に代って５ｉｚＮａ／Ｓ ｉ
Ｏｚを高選択比でＲＩＥすることを可能にするガスと
して、ＣＨｔ Ｆ ｔやＣＨ３Ｆなどのフッ素／炭素比
（以下Ｃ／Ｆ比という）の低いガスを用いんでいるため
、プラズマ中でＦの欠乏状態を作り出すことによってＳ
ｌｏｇのエッチャントを減少させて、５ｉｓＮｎ／５ｉ
Ｏｚに対して高選択比ＲＩＥの実現を図ることができる
。しかしながら現実には、Ｆ原子の欠乏したプラズマは
Ｃ−Ｆ系のポリマーの生成を極めて容易にするため、５
ｉｆｆＮ４／Ｓ ｉ Ｏｔに対して選択性のある上記エ
ツチングを行うと、試料上にＣ−Ｆ系ポリマーが堆積す
ることが避けられない。また、このように堆積したポリ
マーをマスクとして５ｉｓＮａのエツチングが進行する
ため、シリコン酸化膜上に針状の残渣が形成される虞れ
もある。また、表面残渣が形成されないようにガスの流
量を少なくしたり、Ｏｔ、Ｃｏｔ等の添加ガスを加える
ことによってポリマーの生成を抑えるとロウディング効
果（Ｌｏａｄｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）が大きくなったり
、５ｉｎＨのエツチング速度が上昇して５ｉｓＮ４／Ｓ
ｉｎｇ間に十分な選択比を確保できなくなる等の不都合
が生じることがある。
Ｏｚを高選択比でＲＩＥすることを可能にするガスと
して、ＣＨｔ Ｆ ｔやＣＨ３Ｆなどのフッ素／炭素比
（以下Ｃ／Ｆ比という）の低いガスを用いんでいるため
、プラズマ中でＦの欠乏状態を作り出すことによってＳ
ｌｏｇのエッチャントを減少させて、５ｉｓＮｎ／５ｉ
Ｏｚに対して高選択比ＲＩＥの実現を図ることができる
。しかしながら現実には、Ｆ原子の欠乏したプラズマは
Ｃ−Ｆ系のポリマーの生成を極めて容易にするため、５
ｉｆｆＮ４／Ｓ ｉ Ｏｔに対して選択性のある上記エ
ツチングを行うと、試料上にＣ−Ｆ系ポリマーが堆積す
ることが避けられない。また、このように堆積したポリ
マーをマスクとして５ｉｓＮａのエツチングが進行する
ため、シリコン酸化膜上に針状の残渣が形成される虞れ
もある。また、表面残渣が形成されないようにガスの流
量を少なくしたり、Ｏｔ、Ｃｏｔ等の添加ガスを加える
ことによってポリマーの生成を抑えるとロウディング効
果（Ｌｏａｄｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）が大きくなったり
、５ｉｎＨのエツチング速度が上昇して５ｉｓＮ４／Ｓ
ｉｎｇ間に十分な選択比を確保できなくなる等の不都合
が生じることがある。
上述したように、従来技術にはシリコンナイトライド膜
をエツチング除去しようとするとシリコン酸化膜がオー
バーエツチングされ、オーバーエツチングを防止しよう
とするとシリコン酸化膜上に残渣が形成されるという問
題がある。
をエツチング除去しようとするとシリコン酸化膜がオー
バーエツチングされ、オーバーエツチングを防止しよう
とするとシリコン酸化膜上に残渣が形成されるという問
題がある。
本発明の目的は、この問題を解決して下地のシリコン酸
化膜をオーバーエツチングすることなくエツチング後に
生じた残渣を後処理によって除去し、シリコンナイトラ
イド／酸化シリコン間の高選択比エツチングを実用化さ
せることができるエツチング方法を提供するものである
。
化膜をオーバーエツチングすることなくエツチング後に
生じた残渣を後処理によって除去し、シリコンナイトラ
イド／酸化シリコン間の高選択比エツチングを実用化さ
せることができるエツチング方法を提供するものである
。
本発明の窒化膜のエツチング方法は、シリコン酸化膜か
らなる下地層上に形成された窒化膜をフッ素と炭素とを
構成元素として少なくとも含むガス（例えばいゆるフロ
ン系ガスなどの、フッ化炭化水素）を用いてエツチング
除去した後、Ｎ Ｆ ｓを含むガスを用いて上記窒化膜
のエツチング残渣を除去することによって、上記目的を
達成する。
らなる下地層上に形成された窒化膜をフッ素と炭素とを
構成元素として少なくとも含むガス（例えばいゆるフロ
ン系ガスなどの、フッ化炭化水素）を用いてエツチング
除去した後、Ｎ Ｆ ｓを含むガスを用いて上記窒化膜
のエツチング残渣を除去することによって、上記目的を
達成する。
すなわち本発明によれば、シリコン酸化膜の下地層上に
形成された窒化膜を上記エツチングガスを用いてエツチ
ング除去した後、ＮＦ、を含むガスを用いて上記窒化膜
のエツチング残渣を除去するようにしため、下地のシリ
コン酸化膜をオーバーエツチングすることなくエツチン
グ後に生じた残渣を後処理によって除去し、例えばＳ
ｉ ｓ Ｎ ａ ／ＳｌＯ□間の高選択比ＲＩＥを実用
化させることができる。
形成された窒化膜を上記エツチングガスを用いてエツチ
ング除去した後、ＮＦ、を含むガスを用いて上記窒化膜
のエツチング残渣を除去するようにしため、下地のシリ
コン酸化膜をオーバーエツチングすることなくエツチン
グ後に生じた残渣を後処理によって除去し、例えばＳ
ｉ ｓ Ｎ ａ ／ＳｌＯ□間の高選択比ＲＩＥを実用
化させることができる。
以下、本発明の窒化膜のエツチング方法を実施例に基い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図は本発明方法のフロー図、第２図（イ）〜（ニ）
は本発明方法の一実施例の各工程の説明図である。
は本発明方法の一実施例の各工程の説明図である。
第２図（イ）はＳｔ基板１上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ
り２とシリコンナイトライド膜（Ｓ１ｓＮｉ）３を順次
積層したあと、フォトレジスト４をマスクにして上方か
らＣＨ！ Ｆ ｔのようにＦ／Ｃ比の小さいエツチング
ガスでＲＩＥする工程（第１の工程）を示す。この場合
のエツチングガスとしては、フッ素と炭素とを構成元素
として含みかつＦ／Ｃ比（フッ素／炭素比）の小さいガ
スに、ＣＯｏを過剰に混合して成るものを用いるのが好
ましい。ここでＦ／Ｃ比の小さいガスとは、ＣＦ４やＣ
ＨＦ３の如＜Ｆ／Ｃ比が４：ｌや３：Ｉの如くフッ素リ
ッチになってＦ／Ｃ比が大きくなっているものに対し、
例えばＣＨｚ Ｆ ｚやＣＨ３Ｆの如＜Ｆ／Ｃ比が２＝
１や１：１のように小さいものを称する。
り２とシリコンナイトライド膜（Ｓ１ｓＮｉ）３を順次
積層したあと、フォトレジスト４をマスクにして上方か
らＣＨ！ Ｆ ｔのようにＦ／Ｃ比の小さいエツチング
ガスでＲＩＥする工程（第１の工程）を示す。この場合
のエツチングガスとしては、フッ素と炭素とを構成元素
として含みかつＦ／Ｃ比（フッ素／炭素比）の小さいガ
スに、ＣＯｏを過剰に混合して成るものを用いるのが好
ましい。ここでＦ／Ｃ比の小さいガスとは、ＣＦ４やＣ
ＨＦ３の如＜Ｆ／Ｃ比が４：ｌや３：Ｉの如くフッ素リ
ッチになってＦ／Ｃ比が大きくなっているものに対し、
例えばＣＨｚ Ｆ ｚやＣＨ３Ｆの如＜Ｆ／Ｃ比が２＝
１や１：１のように小さいものを称する。
また、ＣＯ□を過剰に混合するというのは、例えば従来
の技術でエツチング時のポリマー生成抑制のために少量
のＣＯｔを加えることがあったのに対し、ＦｌをＣＯＦ
として除去することにより、Ｆｌ１の再結合によるＣＦ
、”（シリコンオキザイドのエッチャントとして作用す
る）の発生を抑制できる程度に混合することを意味する
。例えば、本発明の好ましい実施の態様にあっては、Ｆ
／Ｃ比の小さいガスとしてＣＨｚ Ｆ ｚを用い、これ
にＣｏアを流量比で３０〜７０％混合して、エツチング
ガスを得る。（但し、流量比はこれに限らず、装置や条
件によって適宜設定する）。
の技術でエツチング時のポリマー生成抑制のために少量
のＣＯｔを加えることがあったのに対し、ＦｌをＣＯＦ
として除去することにより、Ｆｌ１の再結合によるＣＦ
、”（シリコンオキザイドのエッチャントとして作用す
る）の発生を抑制できる程度に混合することを意味する
。例えば、本発明の好ましい実施の態様にあっては、Ｆ
／Ｃ比の小さいガスとしてＣＨｚ Ｆ ｚを用い、これ
にＣｏアを流量比で３０〜７０％混合して、エツチング
ガスを得る。（但し、流量比はこれに限らず、装置や条
件によって適宜設定する）。
エッチオフ後のＳｉｎ！の表面には第２図（ロ）に示す
ように５ｉｓＮ４のエツチング残渣５が残留している 次に第２図（ロ）の状態において、第２図（イ）のエン
チング後に０２プラズマによってフォトレジスト４をア
ッシング（灰化処理）すると同時に残渣５のマスクとな
ったポリマーを除去する。
ように５ｉｓＮ４のエツチング残渣５が残留している 次に第２図（ロ）の状態において、第２図（イ）のエン
チング後に０２プラズマによってフォトレジスト４をア
ッシング（灰化処理）すると同時に残渣５のマスクとな
ったポリマーを除去する。
（第■の工程）。
第２図（ハ）は、Ｎ Ｆ ３ ／ Ａ ｒガスによるド
ライエツチングで後処理を行うことによって残渣５を除
去する工程（第■の工程）を示す。Ｓ ｉ Ｏｔのエツ
チング速度はエツチング条件によって異なってくるが、
Ｓ Ｉｓ Ｎ ａの２７７程度に設定すれば、後処理に
よって極端な影響を被る虞れはない。
ライエツチングで後処理を行うことによって残渣５を除
去する工程（第■の工程）を示す。Ｓ ｉ Ｏｔのエツ
チング速度はエツチング条件によって異なってくるが、
Ｓ Ｉｓ Ｎ ａの２７７程度に設定すれば、後処理に
よって極端な影響を被る虞れはない。
第２図（ニ）は後処理後の状態を示し、下地のシリコン
酸化膜２を残して残渣が完全に除去されている。
酸化膜２を残して残渣が完全に除去されている。
第■の工程で使用されているＮＦ、は、通常のＲＩＥで
は５ｉｌＮｉや５ｉ０２用のエツチングガスとして使用
されるものであるから、単に従来のＮＦ、を使用しただ
けでは下地層２に影響を与えずに５ｉｚＮａ残渣を除去
することはできない。しかしながら、Ｎ Ｆ ３はこれ
までもエツチング条件を変えてエツチングレートを低く
設定することによってＳｉ中のダメイジ層除去用として
使用されていたものであるから、５ｈｏｔのエツチング
レートだけを低く抑えることが可能であり、それと同時
にＳ ｉ ３ Ｎ ａに対するエツチングレートだけを
高くしてエツチングすることができれば問題はない。
は５ｉｌＮｉや５ｉ０２用のエツチングガスとして使用
されるものであるから、単に従来のＮＦ、を使用しただ
けでは下地層２に影響を与えずに５ｉｚＮａ残渣を除去
することはできない。しかしながら、Ｎ Ｆ ３はこれ
までもエツチング条件を変えてエツチングレートを低く
設定することによってＳｉ中のダメイジ層除去用として
使用されていたものであるから、５ｈｏｔのエツチング
レートだけを低く抑えることが可能であり、それと同時
にＳ ｉ ３ Ｎ ａに対するエツチングレートだけを
高くしてエツチングすることができれば問題はない。
例えば、Ｎ Ｆ ｓ対Ａｒの比を１＝１０または１：１
１程度にして一般の真空度、電圧でエツチングした場合
、Ｓ ｉ ｓ Ｎ ａとＳｉＯ□とのエツチングレート
比はおよそ７：２であった。このようなエツチング条件
下でＮＦｓ／Ａｒガスによってエツチング処理を行うと
、ＳＩＯ□に対してほとんど影響を与えることな（Ｓｉ
３Ｎｎ残渣を除去することができる。エツチングに要す
る処理時間は残渣の程度、即ち高選択比エツチング条件
によって異なってくるが、仮に処理時間が長くかかる場
合でもＳ ｉ Ｏｚに対するエツチンググレートは低い
ので、悪影響は殆どない。
１程度にして一般の真空度、電圧でエツチングした場合
、Ｓ ｉ ｓ Ｎ ａとＳｉＯ□とのエツチングレート
比はおよそ７：２であった。このようなエツチング条件
下でＮＦｓ／Ａｒガスによってエツチング処理を行うと
、ＳＩＯ□に対してほとんど影響を与えることな（Ｓｉ
３Ｎｎ残渣を除去することができる。エツチングに要す
る処理時間は残渣の程度、即ち高選択比エツチング条件
によって異なってくるが、仮に処理時間が長くかかる場
合でもＳ ｉ Ｏｚに対するエツチンググレートは低い
ので、悪影響は殆どない。
第３図は、Ｎ Ｆ ３ガスを使用した場合におけるＳＩ
と、Ｓｉ３Ｎｇと、Ｓ ｉ Ｏｔのエツチングレートを
示すグラフであり、Ｓ ｉ ３ Ｎ ａ とＳｔｏｗと
の関係ではＳｉ３Ｎｍの方がエツチングレートが高くな
っＣいることがわかる。Ｓ ｉ ｓ Ｎ ａとＳｉとの
関係ではＮＦ、ガスの量が少ない場合にはＳｔのエツチ
ングレートの方が高くなっている。
と、Ｓｉ３Ｎｇと、Ｓ ｉ Ｏｔのエツチングレートを
示すグラフであり、Ｓ ｉ ３ Ｎ ａ とＳｔｏｗと
の関係ではＳｉ３Ｎｍの方がエツチングレートが高くな
っＣいることがわかる。Ｓ ｉ ｓ Ｎ ａとＳｉとの
関係ではＮＦ、ガスの量が少ない場合にはＳｔのエツチ
ングレートの方が高くなっている。
上述の如く、本発明の窒化膜のエツチング方法は、下地
のシリコン酸化膜をオーバーエツチングすることなくエ
ツチング後に生じた窒化膜残渣を後処理によって除去す
ることが可能で、これにより窒化物／酸化物間の高選択
比エツチング実用化することができる。
のシリコン酸化膜をオーバーエツチングすることなくエ
ツチング後に生じた窒化膜残渣を後処理によって除去す
ることが可能で、これにより窒化物／酸化物間の高選択
比エツチング実用化することができる。
第１図は本発明方法のフロー図、第２図（イ）〜（ニ）
は本発明方法の一実施例の工程説明図、第３図はエツチ
ングガスの量とエツチングレートとの関係を示すグラフ
である。 ｌ・・・ＳＬ基板、２・・・シリコン酸化膜、３・・・
窒化膜、４・・・フォトレジスト、５・・・残渣。 ４（兜９堀。フロー国 第１図 Ｎｒｓｔｔ”スンえ誕り 第 ３［”！
は本発明方法の一実施例の工程説明図、第３図はエツチ
ングガスの量とエツチングレートとの関係を示すグラフ
である。 ｌ・・・ＳＬ基板、２・・・シリコン酸化膜、３・・・
窒化膜、４・・・フォトレジスト、５・・・残渣。 ４（兜９堀。フロー国 第１図 Ｎｒｓｔｔ”スンえ誕り 第 ３［”！
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン酸化膜からなる下地層上に形成された窒化
膜をフッ素と炭素とを構成元素として少なくとも含むガ
スを用いてエッチング除去した後、ＮＦ＿３を含むガス
を用いて上記窒化膜のエッチング残渣を除去することを
特徴とする窒化膜のエッチング方法。 ２、上記エッチングを、フッ素と炭素とを構成元素とし
て少なくとも含みかつフッ素／炭素比の小さいガスに、
ＣＯ＿２を過剰に混合してなるエッチングガスにより行
うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化膜
のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21085685A JPS6269622A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 窒化膜のエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21085685A JPS6269622A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 窒化膜のエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269622A true JPS6269622A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16596231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21085685A Pending JPS6269622A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 窒化膜のエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269622A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128421A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体素子用ガラス基板およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP21085685A patent/JPS6269622A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128421A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体素子用ガラス基板およびその製造方法 |
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