JP2599445B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 窒化ケイ素膜を酸化ケイ素膜に対して高選択比でエッ
チングすることができ、酸化ケイ素膜の膜減りをなくし
てリークを生じ難くすることができる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とし、 酸化ケイ素膜上に形成された窒化ケイ素膜をエッチン
グする工程を有する半導体装置の製造方法において、前
記窒化ケイ素膜およびClF3ガスを少なくとも加熱し、前
記ClF3ガス中で前記窒化ケイ素膜を選択的にエッチング
する工程を含むように構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] In a method of manufacturing a semiconductor device, a silicon nitride film can be etched at a high selectivity with respect to a silicon oxide film, and the silicon oxide film is less likely to leak due to loss of the silicon oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device having a step of etching a silicon nitride film formed on a silicon oxide film, wherein the silicon nitride film and ClF 3 gas are The method is configured to include at least a step of heating and selectively etching the silicon nitride film in the ClF 3 gas.
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、詳しくは、
特に窒化ケイ素膜を酸化ケイ素膜に対して高選択比でエ
ッチングすることができる半導体装置の製造方法に関す
る。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device capable of etching a silicon nitride film with a high selectivity to a silicon oxide film.
近年、半導体装置の高集積化が要求されており、それ
に伴い配線の微細化、薄膜化が行われている。半導体製
造プロセスにはエッチングプロセスがあり、このエッチ
ングプロセスは作業性の面から薬液処理によるエッチン
グから気相反応によるエッチングへと移行しつつある。
しかしながら、選択性の悪いエッチングを行うとエッチ
ングが終了される際、被エッチング膜の下層のエッチン
グしたくない膜もエッチングされてしまうという問題が
ある。これは薄膜化、例えば膜厚等の高精度化の障害と
なってしまうのである。In recent years, high integration of semiconductor devices has been required, and accordingly, miniaturization and thinning of wiring have been performed. There is an etching process in a semiconductor manufacturing process, and this etching process is shifting from etching by chemical solution treatment to etching by gas phase reaction from the viewpoint of workability.
However, there is a problem that when etching with poor selectivity is performed, when the etching is completed, a film that is not desired to be etched under the film to be etched is also etched. This is an obstacle to thinning, for example, increasing the accuracy of the film thickness and the like.
第４図は従来の半導体装置の製造方法を説明する図で
ある。図示例はトランジスタ等の半導体装置の製造方法
に適用することができる。FIG. 4 is a view for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor device. The illustrated example can be applied to a method for manufacturing a semiconductor device such as a transistor.
この図において、21は例えばSiからなる基板、22a、2
2bは例えばSiO2からなる酸化ケイ素膜で、酸化ケイ素膜
22bはフィード酸化膜とも言われる。23は例えばSi3N4か
らなる窒化ケイ素膜である。In this figure, 21 is a substrate made of, for example, Si, 22a, 2
2b is a silicon oxide film, for example made of SiO 2, a silicon oxide film
22b is also called a feed oxide film. 23 is a silicon nitride film made of, for example, Si 3 N 4 .
従来の製造方法では、第４図（ｂ）に示すように、熱
リン酸溶液によるウエットエッチングにより第４図
（ａ）に示す窒化ケイ素膜23を選択的にエッチングして
いた。ここでの熱リン酸溶液としては通常、100℃から1
50℃くらいのものを用いる。In the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 4B, the silicon nitride film 23 shown in FIG. 4A was selectively etched by wet etching using a hot phosphoric acid solution. The hot phosphoric acid solution here usually ranges from 100 ° C to 1 ° C.
Use something around 50 ° C.
しかしながら、この従来方法では多量に処理を重ねる
と例えばエッチングレートが落ちる等のエッチング性能
が変化したり、エッチングレートを決定する液温のコン
トロールや液中組成の管理が必要であるという手間がか
かったりするという問題があった。エッチング生成物が
生じるので所定の処理回数ごとに液を交換して管理する
必要があるのである。また、熱リン酸は粘度の高い液体
であるために薬液の供給等にも問題があった。However, in this conventional method, if a large amount of processing is repeated, the etching performance changes, for example, the etching rate decreases, or it takes time and effort to control the liquid temperature and control the composition in the liquid to determine the etching rate. There was a problem of doing. Since an etching product is generated, it is necessary to exchange and manage the liquid every predetermined number of times of processing. Further, since hot phosphoric acid is a liquid having a high viscosity, there is also a problem in supplying a chemical solution.
上記問題を解決する手段として気相反応によるドライ
エッチングという技術がある。As a means for solving the above problem, there is a technique called dry etching by a gas phase reaction.
具体的にはCF4ガスやSF6ガスをプラズマ励起してプラ
ズマ中で窒化ケイ素膜23をエッチングするという方法、
あるいはCF4ガスやSF6ガスのプラズマ励起により生じた
フッ素ラジカルによりエッチングするという方法であ
る。Specifically, a method of plasma exciting CF 4 gas or SF 6 gas and etching the silicon nitride film 23 in plasma,
Alternatively, etching is performed using fluorine radicals generated by plasma excitation of CF 4 gas or SF 6 gas.
しかしながら、このようなCF4ガスやSF6ガス等の気相
反応によるプラズマエッチングを用いる従来の半導体装
置の製造方法にあっては、酸化ケイ素膜22a、22b上に形
成された窒化ケイ素膜23をエッチングする際、エッチン
グされてほしくない酸化ケイ素膜22a、22bが同時にエッ
チングされてしまうという問題点があった。そして、酸
化ケイ素膜22bがエッチングされて膜減りすると、リー
クし易くなるという問題点があった。However, in using such a CF 4 gas and SF 6 gas-phase reaction of gas such as a conventional method of manufacturing a semiconductor device using plasma etching, the silicon oxide film 22a, a silicon nitride film 23 formed on the 22b At the time of etching, there is a problem that the silicon oxide films 22a and 22b that are not desired to be etched are simultaneously etched. Then, when the silicon oxide film 22b is etched and reduced in film thickness, there is a problem that leakage is likely to occur.
そこで、本発明は、窒化ケイ素膜を酸化ケイ素膜に対
して高選択比でエッチングすることができ、酸化ケイ素
膜の膜減りをなくしてリークを生じ難くすることができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的としてい
る。Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which a silicon nitride film can be etched at a high selectivity with respect to a silicon oxide film, and a leakage of the silicon oxide film can be prevented by reducing the thickness of the silicon oxide film. It is intended to be.
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成の
ため、酸化ケイ素膜上に形成された窒化ケイ素膜をエッ
チングする工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、前記窒化ケイ素膜およびClF3ガスを少なくとも加熱
し、前記ClF3ガス中で前記窒化ケイ素膜を選択的にエッ
チングする工程を含むものである。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a method of manufacturing a semiconductor device having a step of etching a silicon nitride film formed on a silicon oxide film, wherein at least the silicon nitride film and the ClF 3 gas are heated. And selectively etching the silicon nitride film in the ClF 3 gas.
本発明は、窒化ケイ素膜及びClF3ガスが少なくとも加
熱され、ClF3ガス中で窒化ケイ素膜が選択的にエッチン
グされる。In the present invention, at least the silicon nitride film and the ClF 3 gas are heated, and the silicon nitride film is selectively etched in the ClF 3 gas.
したがって、窒化ケイ素膜を酸化ケイ素膜に対して高
選択比でエッチングすることができるようになり、酸化
ケイ素膜の膜減りをなくしてリークを生じ難くすること
ができるようになる。Therefore, the silicon nitride film can be etched at a high selectivity with respect to the silicon oxide film, so that the silicon oxide film can be prevented from being reduced in thickness and leak can be less likely to occur.
以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図及び第２図は本発明に係る半導体装置の製造方
法の一実施例を説明する図であり、第１図は一実施例の
製造装置の概略を示す図、第２図（ａ）、（ｂ）は一実
施例の製造方法を説明する図、第３図は一実施例の反応
容器内温度と窒化ケイ素膜のエッチングレートの関係を
示す図である。1 and 2 are views for explaining one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 is a view schematically showing a manufacturing apparatus according to one embodiment, and FIG. And (b) are diagrams for explaining the manufacturing method of one embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature inside the reaction vessel and the etching rate of the silicon nitride film in one embodiment.
これらの図において、１は加熱用の光源、２は例えば
石英からなる反応容器、３はウェハ、４はガス導入口、
５はガス排気口、６は例えばSiからなる基板、7a、7bは
例えばSiO2からなる酸化ケイ素膜で、酸化ケイ素膜7bは
フィールド酸化膜とも言われる。８は例えばSi3N4から
なる窒化ケイ素膜で、膜厚が例えば1000Åである。In these figures, 1 is a light source for heating, 2 is a reaction vessel made of, for example, quartz, 3 is a wafer, 4 is a gas inlet,
5 is a gas exhaust port, 6 is a substrate made of, for example, Si, 7a and 7b are silicon oxide films made of, for example, SiO 2 , and the silicon oxide film 7b is also called a field oxide film. Reference numeral 8 denotes a silicon nitride film made of, for example, Si 3 N 4 having a thickness of, for example, 1000 °.
なお、ウェハ３は第２図に示すように、基板６、酸化
ケイ素膜7a、7b及び窒化ケイ素膜８から構成されてい
る。The wafer 3 comprises a substrate 6, silicon oxide films 7a and 7b, and a silicon nitride film 8, as shown in FIG.
次に、第２図（ａ）に示す酸化ケイ素膜7a上に形成さ
れた窒化ケイ素膜８をエッチングする製造方法について
説明する。Next, a manufacturing method for etching the silicon nitride film 8 formed on the silicon oxide film 7a shown in FIG. 2A will be described.
ここではウェハ３及びガスソースとしてのClF3ガスを
加熱し、ClF3ガス中で窒化ケイ素膜８を酸化ケイ素膜7
a、7bに対して選択的にエッチングするというものであ
る。Here, the wafer 3 and a ClF 3 gas as a gas source are heated, and the silicon nitride film 8 is converted into the silicon oxide film 7 in the ClF 3 gas.
This is to selectively etch a and 7b.
具体的には、反応容器２内にウェハ３を置き、ガスソ
ースとしてClF3ガスを例えば0.4/minで導入し、反応
容器２内を反応真空度が例えば10Torrの減圧状態にし、
反応容器２内温度が例えば150℃になるように光源１に
て反応容器２上部から加温を加えることによって、膜厚
が1000Åの窒化ケイ素膜８をエッチングすることができ
る。この時、酸化ケイ素膜7a、7bの膜減りは観察されな
かった。酸化ケイ素膜7a、7bの膜減りの観察は光学式の
膜厚計にて測定した。なお、反応に関与しなかったClF3
ガスはガス排気口５からロータリポンプ等で排気され
る。エッチングは10分で終了し、反応容器２内温度150
℃での窒化ケイ素膜８のエッチングレートは第３図に示
すように、300Å/minであった。Specifically, the wafer 3 is placed in the reaction vessel 2, ClF 3 gas is introduced as a gas source at, for example, 0.4 / min, and the inside of the reaction vessel 2 is evacuated to a reaction vacuum degree of, for example, 10 Torr.
By heating the upper portion of the reaction vessel 2 with the light source 1 so that the temperature in the reaction vessel 2 becomes, for example, 150 ° C., the silicon nitride film 8 having a thickness of 1000 ° can be etched. At this time, no reduction in the thickness of the silicon oxide films 7a and 7b was observed. The observation of the decrease in the thickness of the silicon oxide films 7a and 7b was measured by an optical film thickness meter. The ClF 3 which did not participate in the reaction
The gas is exhausted from a gas exhaust port 5 by a rotary pump or the like. Etching is completed in 10 minutes and the temperature in the reaction vessel 2 is 150
As shown in FIG. 3, the etching rate of the silicon nitride film 8 at 300 ° C. was 300 ° / min.
すなわち、上記実施例では、ウェハ３及びClF3ガスを
光源１により加熱し、ClF3ガス中で窒化ケイ素膜８を選
択的にエッチングするようにしたので、窒化ケイ素膜８
を酸化ケイ素膜7a、7bに対して高選択比でエッチングす
ることができ、酸化ケイ素膜7a、7bの膜減りを少なくし
てリークを生じ難くすることができる。That is, in the above embodiment, the wafer 3 and the ClF 3 gas are heated by the light source 1 and the silicon nitride film 8 is selectively etched in the ClF 3 gas.
Can be etched at a high selectivity with respect to the silicon oxide films 7a and 7b, and the loss of the silicon oxide films 7a and 7b can be reduced, thereby making it difficult to cause leakage.
なお、上記実施例では、ウェハ３及びClF3ガスの反応
容器２内全てを加熱する好ましい態様の場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少
なくとも窒化ケイ素膜８及びClF3ガスを加熱すればよ
い。In the above embodiment, the preferred embodiment in which the wafer 3 and the entire reaction vessel 2 for the ClF 3 gas are heated is described. However, the present invention is not limited to this, and at least the silicon nitride film 8 and the ClF 3 gas may be heated. Heat the three gases.
上記実施例では、反応容器２内の温度が150℃でエッ
チングを行う好ましい態様の場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、第３図に示す
ように窒化ケイ素膜８のエッチングレートは遅くなるが
例えば80℃であってもよい。常温（25℃）では窒化ケイ
素膜８のエッチングは生じないことが確認されており、
300℃を超えると酸化ケイ素膜7a、7bのエッチングが生
じてしまうので好ましくない。In the above embodiment, the preferred embodiment in which the etching is performed at a temperature in the reaction vessel 2 of 150 ° C. has been described.
The present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3, the etching rate of the silicon nitride film 8 is reduced, but may be, for example, 80 ° C. It has been confirmed that etching of the silicon nitride film 8 does not occur at room temperature (25 ° C.)
If the temperature exceeds 300 ° C., etching of the silicon oxide films 7a and 7b occurs, which is not preferable.
上記実施例は、ウェハ３及びClF3ガスを加熱する手段
として加熱用の光源１を用いる場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、光源１以
外の他の加熱手段を用いる場合であってもよい。In the above embodiment, the case where the light source 1 for heating is used as the means for heating the wafer 3 and the ClF 3 gas has been described. However, the present invention is not limited to this, and other heating means other than the light source 1 may be used. It may be used.
本発明によれば、窒化ケイ素膜を酸化ケイ素膜に対し
て高選択比でエッチングすることができ、酸化ケイ素膜
の膜減りをなくしてリークを生じ難くすることができる
という効果がある。According to the present invention, the silicon nitride film can be etched at a high selectivity with respect to the silicon oxide film, and there is an effect that the silicon oxide film can be prevented from being reduced in thickness and leak can be hardly generated.
第１図〜第３図は本発明に係る半導体装置の製造方法の
一実施例を説明する図であり、 第１図は一実施例の製造装置の概略を示す図、 第２図は一実施例の製造方法を説明する図、 第３図は一実施例の反応容器内温度と窒化ケイ素膜のエ
ッチングレートの関係を示す図、 第４図は従来例の製造方法を説明する図である。 １……光源、 ２……反応容器、 ３……ウェハ、 ４……ガス導入口、 ５……ガス排気口、 ６……基板、 7a、7b……酸化ケイ素膜、 ８……窒化ケイ素膜。1 to 3 are views for explaining an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 is a view schematically showing a manufacturing apparatus of one embodiment, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a manufacturing method of an example, FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a temperature in a reaction vessel and an etching rate of a silicon nitride film of one embodiment, and FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Reaction vessel 3 ... Wafer 4 ... Gas inlet 5 ... Gas exhaust 6 ... Substrate 7a, 7b ... Silicon oxide film 8 ... Silicon nitride film .
Claims (1)
をエッチングする工程を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 前記窒化ケイ素膜およびClF3ガスを少なくとも加熱し、
前記ClF3ガス中で前記窒化ケイ素膜を選択的にエッチン
グする工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。1. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of etching a silicon nitride film formed on a silicon oxide film, wherein at least the silicon nitride film and a ClF 3 gas are heated,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of selectively etching the silicon nitride film in the ClF 3 gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233205A JP2599445B2 (en) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233205A JP2599445B2 (en) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0281428A JPH0281428A (en) | 1990-03-22 |
| JP2599445B2 true JP2599445B2 (en) | 1997-04-09 |
Family
ID=16951400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63233205A Expired - Lifetime JP2599445B2 (en) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2599445B2 (en) |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63233205A patent/JP2599445B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0281428A (en) | 1990-03-22 |
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