JPS6357785A - Ｓｉ表面を有する被加工体のエツチング加工法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｓｉ表面を有する被加工体に、マスク層を用
いたエツチング処理によって加工を施す方法に関する。

従来の技術 従来、Ｓｉ表面を有する被加工体が、第２図に示すよう
な、例えばＳｉでなる半導体基板１の表面側に、例えば
５ｉ０２でなる比較的厚い厚ざを有する絶縁層３が、素
子形成領域２を画成するように形成されているとともに
、素子形成領域２の表面上に絶縁層３に連接している比
較的薄い例えばＳｉＣ２でなる絶縁層４が形成され、そ
して、それら絶縁層３及び４上に連続延長して、例えば
多結晶Ｓｉでなる半導体層４が形成されている、という
構成の半導体基板体１０でなる場合、その半導体基板体
５に、第３図を伴なって次に述べる方法によって、加工
を論ずことが行なわれている。

すなわら、半導体基板体１０上に、高分子有機材、例え
ば紫外線、Ｘ線、電子線などに感応するレジス１〜でな
る第１のマスク材層６Ａを、半導体基板体１０が表面に
図示のように段差を有しているとしても、段差を有しな
い平らな表面となるに十分なＩ７い厚さに形成し、次で
、そのマスク材層６△上に、それとは異なる高分子有機
材例えばシリコン樹脂でなり且つ比較的薄い厚さを有す
る第２のマスク材層６Ｂと、マスク材層１１と同様の高
分子有機材でなり且つ比較的薄い厚さを有するマスク材
層６Ｃとを、それらの順に積層して形成する（第３図へ
）。

次に、第３のマスクｕ１６ｃから、リソグラフィ法によ
って、所要のパターンを有する第３のマスクａ６ｃ’を
形成する（第３図Ｂ）。

次に、第２図のマスク材ＩＹ）６Ｂに対する第３のマス
ク層６Ｃ’をマスクとするエツチング処理によって、第
２のマスク材ＩＭ６Ｂから、第３のマスク層６Ｇ’　と
同じパターンを有する第２のマスクＰ：４６　Ｂ　’を
形成する（第３図Ｃ）。

次に、第１のマスク材１ｆｆｉ６Ａに対する、第２のマ
スクｌｆｆ１６Ｂ’　をマスクとする、酸素イオンを用
いたエツチング処理によって、第１のマスク材ｆｆ１６
Ａから、第２のマスクｆｆ１６Ｂ’　と同じパターンを
有する第１のマスクｆｆ１６Ａを形成する（第３図Ｄ）
。

この場合、第３のマスクＪＮ６Ｃ’が第２のマスク層６
Ｂ’上から除去される。

また、半導体基板体１０が表面に図示のように段差を有
していれば、第１のマスク材ＰＪ６Ａに厚さむらを有す
る。このため、上述したドライエツチング処理によって
、第１のマスク材層６Δから第１のマスク層６Ａ’を形
成するとき、第１のマスク材ｍ６Ａの厚さむらを見込ん
で、第１のマスク層６△′を、オーバードライエツチン
グ処理によって形成する。このようなオーバードライエ
ツチング処理を行なえば、半導体基板体１ｏの表面すな
わち多結晶Ｓｉでなる半導体層５の表面がドライエツチ
ング処理される。

その結果、第２及び第３のマスクｆｆ１６Ａ’及び６［
３’の側面には、シリコン酸化物でなる付首居７が形成
されている。

次に、半導体基板体１０の半導体ｖ１５に対する第１の
マスクｆｆ１６Ａ’をマスクとするエツチング処理によ
って、半導体層５から、パターン化半導体層５′を形成
する（第３図Ｅ）。

この場合、第２のマスクｆｆ１６Ｂ’が第１のマスク層
６△′上から除去される。゛ 以上が、従来提案されているＳｉ表面を有する被加工体
のエツチング加工法の例である。

このような複合半導体装置の場合、゛ｌ！導体基板体１
０が、表面に、図示のように、大なる段差を有していて
も、第１のマスク材層６Ａを厚く形成することによって
、その第１のマスク材層６Ａを、表面に段差を有せしめ
ることなしに、従って平らな表面を有するものとして形
成することができる。従って、第２及び第３のマスク材
層６Ｂ及び６Ｃを、表面に段差を有せしめることなしに
、従って、平らな表面を有するものとして、且つ十分λ
９い厚さを有するものとして形成することができる。ま
た、第３のマスク材Ｆ１６Ｇと半導体層５との間に第１
及び第２のマスク材層６Ａ及び６Ｂが形成されているの
で、第３のマスク材層６Ｃから、リソグラフィ法によっ
て、第３のマスクｍ６ｃ’を形成する工程において行う
、紫外線、Ｘ線、電子ビームなどの第３のマスク材層６
Ｃに対する露光時、第３のマスク材層６Ｃが、紫外線、
Ｘ線、電子ビーム＜ｒどの半導体層５からの反射の影響
を受けることを回避することができる。このため、上述
したように、第３のマスク材層６Ｃを平らな平面を有し
且つ十分薄い厚さを有する乙のとして形成することがで
きることと相俟って、第３のマスクＦＪ６Ｇ’　を、第
３のマスク材１１ｉ７６ｃから、Ｗｌ細、高精度に形成
することができる。

また、上述したように、第２のマスク材層６Ｂを平らな
平面を右し■つ十分薄い厚さを有するものとして形成す
ることができることから、第２のマスク層６Ｂ’　を、
第２のマスク材層６Ｂから、第３のマスク１６Ｇ’　の
パターンに忠実なパターンを以て、微細、高精度に形成
することができる。

さらに、第１のマスク材層６Δから、第１のマスクｆｆ
１６Ａ’　を形成するときに、第３のマスり１ｍ６ｃ’
が、第２のマスクｆｆ１６Ｂ’上から除去されても、第
２のマスク層６Ｂ’を、第３のマスクｔ＆６ｃ’のパタ
ーンに忠実なパターンを以て、微細、高粘度に形成する
ことができることから、第１のマスク層６Ａ’を、第３
のマスク層６ｃ’のパターンに忠実なパターンを以て、
微細、高精度に形成することができる。

発明が解決しＪ：うとする問題な しかしながら、第３図で上述した従来の８１表面を有す
る被加工体のエツチング加工法の場合、半導体基板体１
０の半導体層５に対する第１の半導体ｍ　６　Ａ　’　
をマスクとするエツチング処理が、少くとも第１のマス
ク層６Ａ’の側面上に付着層７を延長させている状態で
行なわれるので、パターン化半導体ＦＪ５′が付着層７
の厚さの約２倍分広い幅を有するものとして形成される
。

このため、パターン化半導体層５′を微細に形成するの
に一定の限匪を有していた。

また、パターン化半専体層り′上の第１のマスク層６Ａ
は、例えば酸素プラズマを用いることによって容易に除
去することができるが、その除去時、付着層７は除去さ
れない。また、このため、第１のマスクＩＦｉ６Ａを除
去して後またははその前に、半導体基板体１を、弗素イ
オンを含む溶液中に浸漬すれば、付着層７を除去するこ
とができるとしても、その場合、弗素イオンを含む溶液
によって、絶縁層３及び４の表面が不必要に溶去された
りする、不都合を有していた。

問題点を解決するための手段 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規なＳｉ表
面を有する被加工体のエツチング加工法を提案せんとす
るものである。

本発明によるＳｉ表面を有する被加工体のエツチング加
工法は、上述した従来のＳｉ表面を有する被加工体のエ
ツチング加工法の場合と同様に、Ｓｉ表面を有する被加
工体上に、酸素イオンを用いたドライエツチング処理に
よって高分子有機材マスク層を形成し、上記被加工体に
、上記高分子有機材マスク層をマスク層として用いたエ
ツチング処理によって加工を施す。

しかしながら、本発明によるＳｉ表面を有する被加工体
のエツチング加工法は、上記被加工。

体上に高分子有機材マスク層を形成して後、上記被加工
体に加工を施す航において、上記被加工体を、上記高分
子有機材マスク層とともに、弗素イオンを含む溶液中に
浸漬する。

作用・効果 上述した本発明によるＳｉ表面を有する被加工体のエツ
チング加工法によれば、被加工体上に高分子有機材マス
ク層を形成したとき、その側面に、シリコン酸化物でな
る付着層が形成されるが、高分子有機材マスク層を形成
して後、被加工体に加工を施す前において、被加工体を
、高分子有機材マスク層とともに、弗素イオンを含む溶
液中に浸漬する工程を有するので、その工程において、
高分子有機祠マスク層の側面上から、付着層が除去され
る。

このため、被加工体が、付着層の厚さの約２倍分広い幅
を有するものとして形成されることなく、従って、被加
工体を、高分子有医材マスク層のパターンに正確に対応
しているパターンに加工づることができ、しかもそのパ
ターンを微細化することができる。

また、弗素イオンを含む溶液中に２２　Ｒする工程にお
いて、弗素イオンを含む溶液によって、被加工体の表面
が溶去されるとしてし、その溶去される領域がもどもと
、爾後のエツチング処理によってエツチングされる領域
であり、また、被加工体の表面がＳｉ表面であるので、
被加工体の表面が無視し１！７る程度しか溶去されない
ので問題はない。

実！ｆＭ例 次に、第１図を伴なって、本発明による複合半導体装置
の実施例を、被加工体が、第２で上述した半導体基板体
１０でなる場合の実施例で述べよう。

第１図において、第３図との対応部分には同−符号を１
１シ、詳細説明を省略する。

第１図に示す本発明による複合半導体装置の実康例は、
第３図で上述した従来の複合半導体装置の場合と同様に
、半導体基板体１０上に、第１のまざぞ６Ｃとをそれら
の順に積層して形成する（第３図Ａ）。

次に、第３図で上述した従来の複合半導体装置の場合と
同様に、第３のマスク材層６Ｃから、リングラフィ法に
よって、第３のマスクｆｆ１６ｃ′を形成しく′；ｉＳ
３図Ｂ）、次に、第２のマスク材層６Ｂから、第３のマ
スク層６Ｇ’　をマスク層とし２て用いたエツチング処
理によって、第２のマスクＦｉ　６　Ｂ　’を形成しく
第３図Ｃ）、次に、第３のマスク材層６△から、第２の
マスク層６Ｂ′をマスク層として用いたドライエツチン
グ処理によって、第１のマスク層６　Ａ　’　を形成す
る。

この場合、第３図で上述した従来の複合半導体装置の場
合と同様に、第３のマスク層６Ｇ’が第２のマスクＦＶ
４６Ｂ’上から除去され、また、第２及び第３のマスク
層６Ａ’及び６Ｂ’の側面に、シリコン窒化物でなる付
着層７が形成されている。

次に、半導体基板体１０を、マスク層６Ａ’及び６Ｂ’
　とともに、弗素イオンを含む溶液、例えば、希弗酸液
、弗酸と弗化アンモニアとの混合液、それらに他の用役
を加えた液、望ましくは３〜５％の希弗酸液中に浸漬す
る。

しかるときは、マスク層６Ａ’及び６Ｂ’　のと側面に
付着形成されている付着層７が、それら側面上から溶去
除去されるとともに、マスクｆｆ１６Ｂ’がマスク層６
Ａ’上から溶去除去される（第１図Ｅ）。

ちぎに、第３図で上述した従来の複合半導体装置の場合
と同様に、半導体層５から、エツチング処理によって、
パターン化半導体層５′を形成する（第１図Ｆ）。

以上が、本発明による複合半導体装置の実施例である。

このような、本発明による複合半導体装間の実施例によ
れば、作用・効果の頂に記載しているところからも明ら
かであるので、詳ｍ説明は省略するが、パターン化半導
体層５′を、高精度に、微細に、容易に形成することが
できるとともに、パターン化半導体ＦＪ５’を、その上
に第１のマスクＩｌ？ｉ６Ａ’　を右しないものとして
旦つ絶縁層３及び４の表面を殆んど溶去することなしに
、容易に形成することができる。

なお、上述においては、半導体層５からパターン化半導
体層５′をエツチング処理によって形成するのに用いる
第１のまそ６Ａ’を、第３のマスクＦ６Ｃ’　をマスク
層として用いたエツチング処理によって形成された第２
のマスク層６Ｂ’　をマスク層として用いたドライエツ
チング処理にＪ：って形成した場合につき述べたが、第
２のマスクｌ１ｆｆ１６Ｂ’　を形成するのを省略し、
第１のマスク層６Ａ’を、直接的に、第３のマスクｆ１
６Ａ’　をマスク層として用いたドライエツチング処理
によって形成することもでき、さらには、第２及び第３
のマスク層を形成するのを省略し、第１のマスク層６Ａ
’を、第１のマスク材層６Δから、直接的に、ドライエ
ツチング処理によって、形成することもできる。

また、上述においては、被加工体が、半導体基板体１０
の多結品Ｓｉでなる半導体層５である場合について述べ
たが、用は、８１表面を有する種々の被加工体を加工す
る場合に、本発明を適用し得ることはあきらかであろう
。

【図面の簡単な説明】

第１２図Ａ〜Ｆは、本発明による複合半導体装間の実施
例を示す順次の工程における路線的断面図である。 第２図は、被加工体の一例を示寸路線的断面−図である
。 第３図Ａ−Ｆは、従来の複合半導体装置を示す順次の工
程における路線的断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・・・・半導体基板２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・素子形成領域３
．１４・・・・・・・・・絶縁層 ５・・・・・・・・・・・・・・・・・・単結晶Ｓｉで
なる半導体層６Ａ、６Ｂ、６Ｃ ・・・・・・・・・マスク材層 ６Δ’　　、６Ｂ’　　、６Ｃ’ ・・・・・・・・・マスク層 ７・・・・・・・・・・・・・・・・・・付着層１０・
・・・・・・・・・・・・・・半導体基板体出願人　　
日本電信電話株式会社 代理人　　弁理士　１）中　正　治、、、、、：、、、
％、、、、、、。 笛１　図 第１図 第１図 第１　図 第２図 ＠８図 第３図 手続ネｍ正書（方式）８゜ １．事件の表示　　特願昭６１−２０２３３４号２、発
明の名称 Ｓｉ表面を有する被加工体のエツチング加工法３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区内幸町１丁目１番６号名　称　
（４２２）日本電信電話株式会社代表者　真　　藤　　
　恒 ４、代理人 住　所　〒１０２東京都千代田区麹町５丁目７番地　秀
和紀尾井町ＴＢＲ８２０号 電話０３−２３０−４６４４ 氏　　名　　（６４４５）　　弁理士　　１）　中　　
正　　治５、補正命令の日付　昭和６１年１０月２８日
（発送日）６、補正により増加する発明の数　　なし７
、補正の対象　　明細書の図面の簡単な説明の補正の内
容 ）明細書中、第１４頁９〜１５行に「第１２図Ａ−Ｆは
、・・・・・・・・・断面図である。」とあるのを下記
のとおり訂正する。 「第１図Ａ−Ｇは、本発明による複合半導体装置の実施
例を示す順次の工程における路線的断面図である。 第２図は、被加工体の一例を示す路線的断面図である。 第３図Ａ−Ｅは、従来の複合半導体装置を示す順次の工
程における路線的断面図である。 」 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓｉ表面を有する被加工体上に、酸素イオンを用いたド
   ライエッチング処理によって高分子有機材マスク層を形
   成し、上記被加工体に、上記高分子有機材マスク層をマ
   スク層として用いたエッチング処理によつて加工を施す
   、Ｓｉ表面を有する被加工体のエッチング加工法におい
   て、 上記被加工体上に上記高分子有機材マスク層を形成して
   後、上記被加工体に加工を施す前において、上記被加工
   体を、上記高分子有機材マスク層とともに、弗素イオン
   を含む溶液中に浸漬することを特徴とするＳｉ表面を有
   する被加工体のエッチング加工法。