JPH10177997A - Barcおよび窒化物のその場エッチングプロセス - Google Patents
Barcおよび窒化物のその場エッチングプロセスInfo
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- JPH10177997A JPH10177997A JP9343297A JP34329797A JPH10177997A JP H10177997 A JPH10177997 A JP H10177997A JP 9343297 A JP9343297 A JP 9343297A JP 34329797 A JP34329797 A JP 34329797A JP H10177997 A JPH10177997 A JP H10177997A
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 BARC層および窒化物層を同一反応炉中で
その場エッチングするための方法を提供する。 【解決手段】 BARC層22および窒化物層20を含
む半導体デバイス10をエッチングするための方法は、
製造反応チェンバー内で第1の設定点に到達するまでB
ARC層22をエッチングすること、およびBARC層
22のエッチングの直後に製造反応チェンバー内で窒化
物層20をその場エッチングすることを含んでいる。
その場エッチングするための方法を提供する。 【解決手段】 BARC層22および窒化物層20を含
む半導体デバイス10をエッチングするための方法は、
製造反応チェンバー内で第1の設定点に到達するまでB
ARC層22をエッチングすること、およびBARC層
22のエッチングの直後に製造反応チェンバー内で窒化
物層20をその場エッチングすることを含んでいる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスを製
造するための方法およびシステムに関するものであり、
更に詳細には製造中に半導体デバイスの層をエッチング
するための方法に関するものであって、より詳細には1
つの半導体デバイス製造反応チェンバー中で半導体デバ
イスのBARC層のエッチと窒化物層のエッチの両方を
実行するためのその場プロセスに関する。
造するための方法およびシステムに関するものであり、
更に詳細には製造中に半導体デバイスの層をエッチング
するための方法に関するものであって、より詳細には1
つの半導体デバイス製造反応チェンバー中で半導体デバ
イスのBARC層のエッチと窒化物層のエッチの両方を
実行するためのその場プロセスに関する。
【0002】
【従来の技術】多くのタイプの半導体デバイスを形成す
る場合、デザインまたはフォトリソグラフィマスクのパ
ターンに従って、窒化物層を覆ってBARC(これは、
裏面反射防止被覆を略したもの)と呼ばれる有機材料の
層が堆積される。BARC層の目的は、0.35ミクロ
ンまたはそれよりも小さい最小寸法に対するフォトリソ
グラフィの分解能を所望のレベルで提供することであ
る。しかし、一旦この工程が完了すると、集積回路の中
へ例えばトランジスタのゲートを形成するために、この
BARC層は除去しなければならない。BARC層の選
ばれた部分を除去することに加えて、トランジスタのゲ
ートまたは同等な構造を形成するためには、窒化物の部
分も選択的に除去する必要がある。
る場合、デザインまたはフォトリソグラフィマスクのパ
ターンに従って、窒化物層を覆ってBARC(これは、
裏面反射防止被覆を略したもの)と呼ばれる有機材料の
層が堆積される。BARC層の目的は、0.35ミクロ
ンまたはそれよりも小さい最小寸法に対するフォトリソ
グラフィの分解能を所望のレベルで提供することであ
る。しかし、一旦この工程が完了すると、集積回路の中
へ例えばトランジスタのゲートを形成するために、この
BARC層は除去しなければならない。BARC層の選
ばれた部分を除去することに加えて、トランジスタのゲ
ートまたは同等な構造を形成するためには、窒化物の部
分も選択的に除去する必要がある。
【0003】
【発明の解決しようとする課題】BARC層および窒化
物層の選ばれた部分を除去する既知の方法は、まず第1
の製造反応チェンバー中でBARC層の選ばれた部分を
除去して、その後その半導体デバイスをそのチェンバー
から取り出す。次に、そのエッチされた半導体デバイス
を第2の製造反応チェンバー中へ入れて、そこで窒化物
のエッチプロセスを行う。この工程によって窒化物層の
選ばれた部分が除去される。
物層の選ばれた部分を除去する既知の方法は、まず第1
の製造反応チェンバー中でBARC層の選ばれた部分を
除去して、その後その半導体デバイスをそのチェンバー
から取り出す。次に、そのエッチされた半導体デバイス
を第2の製造反応チェンバー中へ入れて、そこで窒化物
のエッチプロセスを行う。この工程によって窒化物層の
選ばれた部分が除去される。
【0004】まず第1のチェンバー中でBARC層のエ
ッチングを行い、第2のチェンバー中で窒化物のエッチ
ングを行う方法はしばしば、半導体デバイスの収率を許
容できないほどに低下させる。更に、プロセスに要する
時間遅延の他に、2つの製造反応チェンバーで仕事をす
るという運営上の問題は、BARC層のエッチと窒化物
層のエッチを逐次的に行う方法を半導体デバイス製造の
望ましいやり方以下のものとする。しかし、既知のエッ
チングプロセスを使用することでは、これらのプロセス
を1つの製造反応チェンバーで組み合わせて行うことは
できない。
ッチングを行い、第2のチェンバー中で窒化物のエッチ
ングを行う方法はしばしば、半導体デバイスの収率を許
容できないほどに低下させる。更に、プロセスに要する
時間遅延の他に、2つの製造反応チェンバーで仕事をす
るという運営上の問題は、BARC層のエッチと窒化物
層のエッチを逐次的に行う方法を半導体デバイス製造の
望ましいやり方以下のものとする。しかし、既知のエッ
チングプロセスを使用することでは、これらのプロセス
を1つの製造反応チェンバーで組み合わせて行うことは
できない。
【0005】上の制約に照らして、不十分なCD制御、
不満足なゲートプロフィール、複雑な製造プロセス、お
よび長時間の生産サイクル時間をもたらす、BARC層
および窒化物層エッチングのための既知の半導体デバイ
スエッチングプロセスの限界を克服する方法に対する需
要が生ずる。
不満足なゲートプロフィール、複雑な製造プロセス、お
よび長時間の生産サイクル時間をもたらす、BARC層
および窒化物層エッチングのための既知の半導体デバイ
スエッチングプロセスの限界を克服する方法に対する需
要が生ずる。
【0006】従って本発明は、半導体デバイスをエッチ
ングするための既知の方法に付随する制限を解消または
本質的に緩和する、BARCおよび窒化物のための組み
合わされたその場エッチングプロセスを提供する。
ングするための既知の方法に付随する制限を解消または
本質的に緩和する、BARCおよび窒化物のための組み
合わされたその場エッチングプロセスを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの態様に従
えば、BARC層および窒化物層を有する半導体デバイ
スを1つの製造反応チェンバー中に設置する工程を含
む、半導体デバイスをエッチングするための方法が提供
される。次の工程は、その製造反応炉中で第1の設定点
に到達するまで半導体基板からBARC層の予め定めら
れた部分をエッチングすることである。次に、BARC
層のエッチング工程の直後に、その同じ製造反応炉の中
で、半導体基板の予め定められた部分上で窒化物をその
場でエッチングする工程が実行される。窒化物のエッチ
ングプロセスを完了させるために、次にオーバーエッチ
工程が実行される。
えば、BARC層および窒化物層を有する半導体デバイ
スを1つの製造反応チェンバー中に設置する工程を含
む、半導体デバイスをエッチングするための方法が提供
される。次の工程は、その製造反応炉中で第1の設定点
に到達するまで半導体基板からBARC層の予め定めら
れた部分をエッチングすることである。次に、BARC
層のエッチング工程の直後に、その同じ製造反応炉の中
で、半導体基板の予め定められた部分上で窒化物をその
場でエッチングする工程が実行される。窒化物のエッチ
ングプロセスを完了させるために、次にオーバーエッチ
工程が実行される。
【0008】本発明の技術的な特長は、特徴的構造のプ
ロフィールを改善することによって、メモリデバイス等
の半導体デバイスの特徴的構造を形成するための、進歩
した最小寸法制御機構を提供することである。例えば、
本発明によって半導体基板の面から少なくとも88度の
勾配を有する垂直なプロフィールがルーチン的に実現で
きる。
ロフィールを改善することによって、メモリデバイス等
の半導体デバイスの特徴的構造を形成するための、進歩
した最小寸法制御機構を提供することである。例えば、
本発明によって半導体基板の面から少なくとも88度の
勾配を有する垂直なプロフィールがルーチン的に実現で
きる。
【0009】本発明の別の1つの技術的特長は、1つの
製造反応炉中で1つのエッチング環境を利用することを
許容しながら、BARC層のエッチと窒化物層のエッチ
の両方を実行するための、ずっと簡略化したプロセスを
提供することである。これは、まずBARC層のエッチ
ングプロセスを実行して、その後で窒化物層をエッチン
グするプロセスを実行する2つの異なるエッチング環境
を利用する既知のプロセスとは大いに異なっている。こ
の技術的な特長に付随して、DRAM等の非常に多数の
メモリデバイスの製造を、与えられた時間単位または与
えられた生産容量に対して可能とする生産サイクル時間
が短縮される。
製造反応炉中で1つのエッチング環境を利用することを
許容しながら、BARC層のエッチと窒化物層のエッチ
の両方を実行するための、ずっと簡略化したプロセスを
提供することである。これは、まずBARC層のエッチ
ングプロセスを実行して、その後で窒化物層をエッチン
グするプロセスを実行する2つの異なるエッチング環境
を利用する既知のプロセスとは大いに異なっている。こ
の技術的な特長に付随して、DRAM等の非常に多数の
メモリデバイスの製造を、与えられた時間単位または与
えられた生産容量に対して可能とする生産サイクル時間
が短縮される。
【0010】本発明およびそれの特長をより完全に理解
するために、添付図面とともに、以下の詳細な説明を参
照されたい。添付図面では、同様な特徴的構造を指すた
めに同じ参照符号が用いられている。
するために、添付図面とともに、以下の詳細な説明を参
照されたい。添付図面では、同様な特徴的構造を指すた
めに同じ参照符号が用いられている。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の好適実施例が図面に示さ
れているが、図面において同様なまたは対応する部分に
対して同じ参照符号が用いられている。
れているが、図面において同様なまたは対応する部分に
対して同じ参照符号が用いられている。
【0012】図1および図2は、これに対して本発明の
プロセスが適用されるであろう、BARC層と窒化物層
とを含むメモリセルの構造例を示している。特に、メモ
リセル10は、半導体の局部酸化領域(LOCOS領
域)14を含む基板12を含んでいる。基板領域12と
LOCOS領域14とを覆ってワードライン16があ
る。ワードライン16を覆ってタングステンシリサイド
層18がある。窒化物層20がタングステンシリサイド
層18を覆っている。有機材料であるBARC層22が
窒化物層20を覆っている。
プロセスが適用されるであろう、BARC層と窒化物層
とを含むメモリセルの構造例を示している。特に、メモ
リセル10は、半導体の局部酸化領域(LOCOS領
域)14を含む基板12を含んでいる。基板領域12と
LOCOS領域14とを覆ってワードライン16があ
る。ワードライン16を覆ってタングステンシリサイド
層18がある。窒化物層20がタングステンシリサイド
層18を覆っている。有機材料であるBARC層22が
窒化物層20を覆っている。
【0013】本発明は、1つの半導体反応チェンバー中
で行われる、組み合わされた連続プロセスの中でBAR
C層22の選ばれた部分を除去する方法を提供する。B
ARC層22は、それが有機材料であるため、均一でな
いという解決すべき問題点を有している。BARC層2
2は、トラフ24等のトラフ中にはかなり厚く付き、持
ち上がった領域26のような持ち上がった領域ではかな
り浅く付くと考えられる。このように、例えば持ち上が
った領域26でBARC層22のすべてを除去するよう
なBARC層エッチプロセスは、トラフエリア24中の
BARCをすべて除去することはできないであろう。こ
のプロセスでは、例えば、図2の領域28のような未エ
ッチ領域を残すことになろう。
で行われる、組み合わされた連続プロセスの中でBAR
C層22の選ばれた部分を除去する方法を提供する。B
ARC層22は、それが有機材料であるため、均一でな
いという解決すべき問題点を有している。BARC層2
2は、トラフ24等のトラフ中にはかなり厚く付き、持
ち上がった領域26のような持ち上がった領域ではかな
り浅く付くと考えられる。このように、例えば持ち上が
った領域26でBARC層22のすべてを除去するよう
なBARC層エッチプロセスは、トラフエリア24中の
BARCをすべて除去することはできないであろう。こ
のプロセスでは、例えば、図2の領域28のような未エ
ッチ領域を残すことになろう。
【0014】本発明のエッチプロセスは、まずBARC
層22をエッチして次に窒化物層20をエッチするよう
に、BARC層のエッチから窒化物層のエッチへと移行
する。窒化物エッチ工程の間に、BARC層22のある
程度のオーバーエッチが起こって、例えばBARC領域
28のような残存しているBARC部分が除去される。
好適なプロセスの中の第3の工程は、その時までにエッ
チされずに残存している窒化物層20のすべての部分を
除去するためのオーバーエッチである。窒化物層エッチ
工程はタングステンシリサイドに対して選択性が高いの
で、本発明の第3の工程の間にタングステンシリサイド
層のエッチングは起こらない。しかし、BARC層22
および窒化物層20の両方の好ましい除去は起こる。
層22をエッチして次に窒化物層20をエッチするよう
に、BARC層のエッチから窒化物層のエッチへと移行
する。窒化物エッチ工程の間に、BARC層22のある
程度のオーバーエッチが起こって、例えばBARC領域
28のような残存しているBARC部分が除去される。
好適なプロセスの中の第3の工程は、その時までにエッ
チされずに残存している窒化物層20のすべての部分を
除去するためのオーバーエッチである。窒化物層エッチ
工程はタングステンシリサイドに対して選択性が高いの
で、本発明の第3の工程の間にタングステンシリサイド
層のエッチングは起こらない。しかし、BARC層22
および窒化物層20の両方の好ましい除去は起こる。
【0015】以下の例示プロセスは本発明の教えるとこ
ろに従って第1ゲートを形成するためのBARCおよび
窒化物エッチのための手順を与える。以下のプロセスの
説明は、一般に5または6工程のプロセスであるものの
うちの3つの工程だけについて述べている。一般的なプ
ロセスの第1工程は、組み合わされたBARC層22エ
ッチおよび窒化物層20エッチのためのパターンを定義
するためのフォトリソグラフィを実行することである。
ろに従って第1ゲートを形成するためのBARCおよび
窒化物エッチのための手順を与える。以下のプロセスの
説明は、一般に5または6工程のプロセスであるものの
うちの3つの工程だけについて述べている。一般的なプ
ロセスの第1工程は、組み合わされたBARC層22エ
ッチおよび窒化物層20エッチのためのパターンを定義
するためのフォトリソグラフィを実行することである。
【0016】1つの製造反応炉中で、プロセスの化学的
雰囲気を変化させるためにプラズマガスのポンピングが
連続的に行われる。この雰囲気の中で、本発明のプロセ
スは、まず450ワットの電力で55ミリトールの圧力
を確立することから始められる。好適なプロセス化学
は、毎分20標準立方センチメートル(sccm)の割
合でポンピングされるCF4 、65sccmの割合のC
HF3 、10sccmの割合のO2 、95sccmの割
合のアルゴンを含む。これは次に述べるように、カソー
ド温度が40℃で、壁温が60℃という終了点が確立さ
れるまで続けられるであろう。工程1の間、窒化物層の
エッチ速度は毎分1648Åで、これと一緒に、BAR
C層のエッチ速度は毎分903Å、またポリシリコンの
エッチ速度は毎分382Åである。
雰囲気を変化させるためにプラズマガスのポンピングが
連続的に行われる。この雰囲気の中で、本発明のプロセ
スは、まず450ワットの電力で55ミリトールの圧力
を確立することから始められる。好適なプロセス化学
は、毎分20標準立方センチメートル(sccm)の割
合でポンピングされるCF4 、65sccmの割合のC
HF3 、10sccmの割合のO2 、95sccmの割
合のアルゴンを含む。これは次に述べるように、カソー
ド温度が40℃で、壁温が60℃という終了点が確立さ
れるまで続けられるであろう。工程1の間、窒化物層の
エッチ速度は毎分1648Åで、これと一緒に、BAR
C層のエッチ速度は毎分903Å、またポリシリコンの
エッチ速度は毎分382Åである。
【0017】その場プロセスの中の次の工程によって、
反応チェンバー中に250ワットの電力で55ミリトー
ルの圧力が確立される。この時点で、好適実施例では、
CF4 のガス流は停止されるが、CHF3 は65scc
mのレベルを保持され、O 2 は9sccmの割合へ変わ
り、アルゴンは95sccmの割合のままである。この
工程は、これも発光スペクトロスコピーによって決めら
れる終了点に到達するまで続く。この第2の工程の間、
毎分985Åの窒化物エッチ速度は保持されて、それと
一緒にBARCのエッチ速度は毎分514Å、そしてポ
リシリコンのエッチ速度は毎分263Åである。
反応チェンバー中に250ワットの電力で55ミリトー
ルの圧力が確立される。この時点で、好適実施例では、
CF4 のガス流は停止されるが、CHF3 は65scc
mのレベルを保持され、O 2 は9sccmの割合へ変わ
り、アルゴンは95sccmの割合のままである。この
工程は、これも発光スペクトロスコピーによって決めら
れる終了点に到達するまで続く。この第2の工程の間、
毎分985Åの窒化物エッチ速度は保持されて、それと
一緒にBARCのエッチ速度は毎分514Å、そしてポ
リシリコンのエッチ速度は毎分263Åである。
【0018】本発明のこの連続的なBARCおよび窒化
物組み合わせエッチプロセスの最後の段階はオーバーエ
ッチング工程であって、それは反応炉製造チェンバー内
に250ワットの電力で55ミリトールの圧力を保持さ
せることから始まる。CHF 3 ガス流は65sccmに
保たれて、O2 流は7sccmに減らされ、アルゴンは
95sccmの割合である。これは上述の窒化物層20
の除去工程の終了点の130パーセントに到達するまで
続けられる。この工程の間、窒化物層20のエッチ速度
はわずかに上昇して毎分990Åとなり、残存している
分に関してのBARC層と、ポリシリコンのエッチ速度
はそれぞれ毎分420Åと218Åとである。
物組み合わせエッチプロセスの最後の段階はオーバーエ
ッチング工程であって、それは反応炉製造チェンバー内
に250ワットの電力で55ミリトールの圧力を保持さ
せることから始まる。CHF 3 ガス流は65sccmに
保たれて、O2 流は7sccmに減らされ、アルゴンは
95sccmの割合である。これは上述の窒化物層20
の除去工程の終了点の130パーセントに到達するまで
続けられる。この工程の間、窒化物層20のエッチ速度
はわずかに上昇して毎分990Åとなり、残存している
分に関してのBARC層と、ポリシリコンのエッチ速度
はそれぞれ毎分420Åと218Åとである。
【0019】第1工程の終了点は、BARC層22のす
べてではなくともほとんどが除去されてしまったことを
示すように、反応チェンバー中に十分な量の窒化炭素が
存在することを確認することである。この時点で、窒化
物層20をエッチする第2の工程へ移行することが適当
である。窒化物エッチの間に、すべてとは言わずともほ
とんどの窒化物層が除去されるまで、反応チェンバー中
には窒化炭素が生成され続ける。窒化物層が除去される
と、製造反応チェンバー中に生成される窒化炭素ガスの
量は減ってくる。従って、ここに述べたプロセスの第2
の工程に関する終了点は、窒化炭素ガスが何らかの予め
定められた低いレベルにまで減少することによって決定
される。この後、第3の工程の終了点は、所望の量のオ
ーバーエッチングを与えるように、第2の工程での終了
点検出から130パーセント減少した地点である。
べてではなくともほとんどが除去されてしまったことを
示すように、反応チェンバー中に十分な量の窒化炭素が
存在することを確認することである。この時点で、窒化
物層20をエッチする第2の工程へ移行することが適当
である。窒化物エッチの間に、すべてとは言わずともほ
とんどの窒化物層が除去されるまで、反応チェンバー中
には窒化炭素が生成され続ける。窒化物層が除去される
と、製造反応チェンバー中に生成される窒化炭素ガスの
量は減ってくる。従って、ここに述べたプロセスの第2
の工程に関する終了点は、窒化炭素ガスが何らかの予め
定められた低いレベルにまで減少することによって決定
される。この後、第3の工程の終了点は、所望の量のオ
ーバーエッチングを与えるように、第2の工程での終了
点検出から130パーセント減少した地点である。
【0020】これら3つの工程の結果、88.23度の
プロフィールを備えた0.0205ミクロンという好ま
しい最小寸法バイアスが得られる。0.0205ミクロ
ンの最小寸法バイアスでは、もしプリントサイズが0.
5ミクロンであれば、そのプリントサイズは0.520
5と0.4795との間で変化してもよいことになる。
これらの結果は、既存技術よりも明らかに改善されてい
る。
プロフィールを備えた0.0205ミクロンという好ま
しい最小寸法バイアスが得られる。0.0205ミクロ
ンの最小寸法バイアスでは、もしプリントサイズが0.
5ミクロンであれば、そのプリントサイズは0.520
5と0.4795との間で変化してもよいことになる。
これらの結果は、既存技術よりも明らかに改善されてい
る。
【0021】本発明の化学的効果は、それが窒化物層2
0のエッチおよび窒化物層20のオーバーエッチ工程で
CF4 を使用しないことに部分的に起因して、進歩した
プロセス制御性と最小深さという結果を提供する。その
代わりに、これらの工程はCHF3 と酸素のみを使用す
る。このことはゲートエリアの望まないエッチングを回
避させて、0.0205ミクロンという最小寸法バイア
スと88.23度というプロフィールの両方を1つの例
の中で実現する。同様な結果がルーチン的に実現でき
る。
0のエッチおよび窒化物層20のオーバーエッチ工程で
CF4 を使用しないことに部分的に起因して、進歩した
プロセス制御性と最小深さという結果を提供する。その
代わりに、これらの工程はCHF3 と酸素のみを使用す
る。このことはゲートエリアの望まないエッチングを回
避させて、0.0205ミクロンという最小寸法バイア
スと88.23度というプロフィールの両方を1つの例
の中で実現する。同様な結果がルーチン的に実現でき
る。
【0022】BARC層エッチとそれに続く窒化物層エ
ッチとを組み合わされたプロセスに関する上述の方法を
実行する場合、プロセス変動は存在し得る。例えば、確
立された試験手順は、上述のガス混合物から所望のプラ
ズマ雰囲気を保持するために、ガスのマスフローレート
に少なくとも15パーセントの裕度を要求する。従っ
て、本発明の一般原理を採用する技術にはこの大きさの
変動が存在する可能性がある。
ッチとを組み合わされたプロセスに関する上述の方法を
実行する場合、プロセス変動は存在し得る。例えば、確
立された試験手順は、上述のガス混合物から所望のプラ
ズマ雰囲気を保持するために、ガスのマスフローレート
に少なくとも15パーセントの裕度を要求する。従っ
て、本発明の一般原理を採用する技術にはこの大きさの
変動が存在する可能性がある。
【0023】本発明の半導体デバイスエッチングプロセ
スの結果を示すために、図3はゲートアレイ構造のSE
M写真を示している。本発明が可能とした、正確な垂直
のプロフィールおよびシャープなエッジに注目された
い。
スの結果を示すために、図3はゲートアレイ構造のSE
M写真を示している。本発明が可能とした、正確な垂直
のプロフィールおよびシャープなエッジに注目された
い。
【0024】本発明は例示実施例に関してここに詳細に
説明してきたが、この説明はほんの一例でしかなく、限
定的な意図のものではないことを理解されるべきであ
る。従って、本発明の実施例の詳細に関する数多くの変
更や、本発明の付加的な実施例が、この説明を参照する
ことで当業者には明らかになるであろうということも理
解されるべきである。そのような変更や付加的実施例の
すべてが、本発明の特許請求の範囲に定義された本発明
の精神および真のスコープに包含されるものと解釈され
たい。
説明してきたが、この説明はほんの一例でしかなく、限
定的な意図のものではないことを理解されるべきであ
る。従って、本発明の実施例の詳細に関する数多くの変
更や、本発明の付加的な実施例が、この説明を参照する
ことで当業者には明らかになるであろうということも理
解されるべきである。そのような変更や付加的実施例の
すべてが、本発明の特許請求の範囲に定義された本発明
の精神および真のスコープに包含されるものと解釈され
たい。
【0025】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)半導体デバイスをエッチングするための方法であ
って、次の工程:BARC層および窒化物層を含む半導
体デバイスを製造反応チェンバー中に設置する工程、前
記BARC層基板の予め定められた部分を前記製造反応
炉中で第1の設定点に到達するまでエッチする工程、お
よび前記BARC層エッチング工程を実行するための前
記工程の直後に、同じ製造反応炉中で、前記窒化物層半
導体基板の予め定められた部分をその場エッチングする
工程、を含むことを特徴とする方法。
る。 (1)半導体デバイスをエッチングするための方法であ
って、次の工程:BARC層および窒化物層を含む半導
体デバイスを製造反応チェンバー中に設置する工程、前
記BARC層基板の予め定められた部分を前記製造反応
炉中で第1の設定点に到達するまでエッチする工程、お
よび前記BARC層エッチング工程を実行するための前
記工程の直後に、同じ製造反応炉中で、前記窒化物層半
導体基板の予め定められた部分をその場エッチングする
工程、を含むことを特徴とする方法。
【0026】(2)第1項記載の方法であって、更に、
約400ワットの電力で前記BARC層をエッチングす
る工程を含み、前記窒化物エッチプロセス実行工程が約
250ワットの電力で行われ、更に前記BARC層エッ
チング工程および前記窒化物層エッチング工程が約55
ミリトールの圧力において実行されることを特徴とする
方法。
約400ワットの電力で前記BARC層をエッチングす
る工程を含み、前記窒化物エッチプロセス実行工程が約
250ワットの電力で行われ、更に前記BARC層エッ
チング工程および前記窒化物層エッチング工程が約55
ミリトールの圧力において実行されることを特徴とする
方法。
【0027】(3)第1項記載の方法であって、更に、
CF4 、CHF3 、O2 、およびアルゴンのガスを使用
して前記BARC層のエッチング工程を実行する工程を
含むことを特徴とする方法。
CF4 、CHF3 、O2 、およびアルゴンのガスを使用
して前記BARC層のエッチング工程を実行する工程を
含むことを特徴とする方法。
【0028】(4)第1項記載の方法であって、更に、
CHF3 、O2 、およびアルゴンのガスを使用して前記
窒化物層のエッチング工程を実行する工程を含むことを
特徴とする方法。
CHF3 、O2 、およびアルゴンのガスを使用して前記
窒化物層のエッチング工程を実行する工程を含むことを
特徴とする方法。
【0029】(5)第1項記載の方法であって、ここに
おいて、前記第1の設定点が、前記製造反応チェンバー
中に予め定められたレベルの窒化炭素が存在することを
決定することを含んでいることを特徴とする方法。
おいて、前記第1の設定点が、前記製造反応チェンバー
中に予め定められたレベルの窒化炭素が存在することを
決定することを含んでいることを特徴とする方法。
【0030】(6)第1項記載の方法であって、ここに
おいて、前記第2の終了点が、前記製造反応チェンバー
内の窒化炭素が予め定められたレベルにまで低下したこ
とを決定することを含んでいることを特徴とする方法。
おいて、前記第2の終了点が、前記製造反応チェンバー
内の窒化炭素が予め定められたレベルにまで低下したこ
とを決定することを含んでいることを特徴とする方法。
【0031】(7)第1項記載の方法であって、更に、
前記第2の終了点を超えて、予め定められた量まで前記
窒化物エッチプロセスをオーバーエッチする工程を含む
ことを特徴とする方法。
前記第2の終了点を超えて、予め定められた量まで前記
窒化物エッチプロセスをオーバーエッチする工程を含む
ことを特徴とする方法。
【0032】(8)1つの製造反応チェンバー内におい
てその場で、BARCエッチおよび窒化物エッチのその
場プロセスを実行するための半導体メモリデバイス製造
システムであって、BARC層と窒化物層とを含む半導
体デバイスを受け取るための製造反応チェンバーであっ
て、前記製造反応炉内でBARCのその場エッチを実行
し、前記BARCエッチプロセスの直後に窒化物エッチ
プロセスを実行するための製造反応チェンバー、前記半
導体デバイス上で、製造反応チェンバー内において、第
1の設定点に到達するまでBARCエッチプロセスを実
行するためのBARCエッチプラズマ、および前記製造
反応チェンバー内で、第2の設定点に到達するまで、前
記半導体デバイスに対してその場で窒化物エッチプロセ
スを実行するための窒化物エッチプラズマ、を含むこと
を特徴とする半導体メモリデバイス製造システム。
てその場で、BARCエッチおよび窒化物エッチのその
場プロセスを実行するための半導体メモリデバイス製造
システムであって、BARC層と窒化物層とを含む半導
体デバイスを受け取るための製造反応チェンバーであっ
て、前記製造反応炉内でBARCのその場エッチを実行
し、前記BARCエッチプロセスの直後に窒化物エッチ
プロセスを実行するための製造反応チェンバー、前記半
導体デバイス上で、製造反応チェンバー内において、第
1の設定点に到達するまでBARCエッチプロセスを実
行するためのBARCエッチプラズマ、および前記製造
反応チェンバー内で、第2の設定点に到達するまで、前
記半導体デバイスに対してその場で窒化物エッチプロセ
スを実行するための窒化物エッチプラズマ、を含むこと
を特徴とする半導体メモリデバイス製造システム。
【0033】(9)第8項記載のシステムであって、そ
こにおいて前記製造反応チェンバーが、前記BARCエ
ッチプロセス用として約400ワットの電力を、そして
前記窒化物エッチプロセス用として約250ワットの電
力を確立するための機構を含んでおり、更に前記BAR
Cエッチプロセスおよび前記窒化物エッチプロセス用と
して約55ミリトールの圧力を確立するための機構を含
んでいることを特徴とするシステム。
こにおいて前記製造反応チェンバーが、前記BARCエ
ッチプロセス用として約400ワットの電力を、そして
前記窒化物エッチプロセス用として約250ワットの電
力を確立するための機構を含んでおり、更に前記BAR
Cエッチプロセスおよび前記窒化物エッチプロセス用と
して約55ミリトールの圧力を確立するための機構を含
んでいることを特徴とするシステム。
【0034】(10)第8項記載のシステムであって、
そこにおいて前記製造反応チェンバーが、CF4 、CH
F3 、O2 、およびアルゴンのガスを用いて前記BAR
Cエッチプロセスを実行するための機構を含んでいるこ
とを特徴とするシステム。
そこにおいて前記製造反応チェンバーが、CF4 、CH
F3 、O2 、およびアルゴンのガスを用いて前記BAR
Cエッチプロセスを実行するための機構を含んでいるこ
とを特徴とするシステム。
【0035】(11)第8項記載のシステムであって、
更に、前記製造反応チェンバー内で窒化炭素ガスが予め
定められたレベルにまで上昇する地点として前記第1の
設定点を決定するための回路を含むことを特徴とするシ
ステム。
更に、前記製造反応チェンバー内で窒化炭素ガスが予め
定められたレベルにまで上昇する地点として前記第1の
設定点を決定するための回路を含むことを特徴とするシ
ステム。
【0036】(12)第8項記載のシステムであって、
更に、前記製造反応チェンバー内で窒化炭素ガスが予め
定められたレベルにまで下降する地点として前記第2の
設定点を決定するための回路を含むことを特徴とするシ
ステム。
更に、前記製造反応チェンバー内で窒化炭素ガスが予め
定められたレベルにまで下降する地点として前記第2の
設定点を決定するための回路を含むことを特徴とするシ
ステム。
【0037】(13)第8項記載のシステムであって、
更に、前記窒化物エッチプロセスにおいて、前記第2の
終了点を超えて、予め定められた量までオーバーエッチ
を行う工程を含むことを特徴とするシステム。 (14)BARC層22および窒化物層20を含む半導
体デバイス10をエッチングするための方法は、製造反
応チェンバー内で第1の設定点に到達するまでBARC
層22をエッチングすること、およびBARC層22の
エッチングの直後に製造反応チェンバー内で窒化物層2
0をその場エッチングすることを含んでいる。
更に、前記窒化物エッチプロセスにおいて、前記第2の
終了点を超えて、予め定められた量までオーバーエッチ
を行う工程を含むことを特徴とするシステム。 (14)BARC層22および窒化物層20を含む半導
体デバイス10をエッチングするための方法は、製造反
応チェンバー内で第1の設定点に到達するまでBARC
層22をエッチングすること、およびBARC層22の
エッチングの直後に製造反応チェンバー内で窒化物層2
0をその場エッチングすることを含んでいる。
【図1】本発明の教えるところを適用する半導体デバイ
スを示す図。
スを示す図。
【図2】図1の半導体デバイスの適用対象となり得る、
従来のプロセス技術の結果得られた不完全なBARC層
のエッチングの様子を示す図。
従来のプロセス技術の結果得られた不完全なBARC層
のエッチングの様子を示す図。
【図3】本発明のBARCエッチと窒化物エッチとを組
み合わせたプロセスを用いた、半導体デバイスのエッチ
ングの結果を示すSEM写真。
み合わせたプロセスを用いた、半導体デバイスのエッチ
ングの結果を示すSEM写真。
10 メモリセル 12 基板 14 LOCOS領域 16 ワードライン 18 タングステンシリサイド層 20 窒化物層 22 BARC層 24 トラフ 26 持ち上がった領域 28 未エッチ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トム ラシスター アメリカ合衆国テキサス州ガーランド,ヒ ーサー ヒル ドライブ 3446 (72)発明者 フレッド ディー.フィッシュバーン アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン,リッジヘイブン プレイス 409
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体デバイスをエッチングするための
方法であって、次の工程:BARC層および窒化物層を
含む半導体デバイスを製造反応チェンバー中に設置する
工程、 前記BARC層基板の予め定められた部分を前記製造反
応炉中で第1の設定点に到達するまでエッチする工程、
および前記BARC層エッチング工程を実行するための
前記工程の直後に、同じ製造反応炉中で、前記窒化物層
半導体基板の予め定められた部分をその場エッチングす
る工程、を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 1つの製造反応チェンバーにおいてその
場で、BARCエッチおよび窒化物エッチのその場プロ
セスを実行するための半導体メモリデバイス製造システ
ムであって、 BARC層と窒化物層とを含む半導体デバイスを受け取
るための製造反応チェンバーであって、前記製造反応炉
内でBARCのその場エッチを実行し、前記BARCエ
ッチプロセスの直後に窒化物エッチプロセスを実行する
ための製造反応チェンバー、 前記半導体デバイス上で、製造反応チェンバー内におい
て、第1の設定点に到達するまでBARCエッチプロセ
スを実行するためのBARCエッチプラズマ、および前
記製造反応チェンバー内で、第2の設定点に到達するま
で、前記半導体デバイスに対してその場で窒化物エッチ
プロセスを実行するための窒化物エッチプラズマ、を含
むことを特徴とする半導体メモリデバイス製造システ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US3526896P | 1996-12-12 | 1996-12-12 | |
US035268 | 1996-12-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10177997A true JPH10177997A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=21881624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9343297A Pending JPH10177997A (ja) | 1996-12-12 | 1997-12-12 | Barcおよび窒化物のその場エッチングプロセス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5972796A (ja) |
EP (1) | EP0848416A1 (ja) |
JP (1) | JPH10177997A (ja) |
TW (1) | TW379385B (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001156045A (ja) | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
US6599437B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-07-29 | Applied Materials Inc. | Method of etching organic antireflection coating (ARC) layers |
TWI240326B (en) * | 2002-10-31 | 2005-09-21 | Tokyo Electron Ltd | Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal |
US20050136666A1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-23 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for etching an organic layer |
CN109767981B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-02-02 | 上海华力微电子有限公司 | 台阶状ono薄膜的刻蚀方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4180432A (en) * | 1977-12-19 | 1979-12-25 | International Business Machines Corporation | Process for etching SiO2 layers to silicon in a moderate vacuum gas plasma |
US4227975A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Selective plasma etching of dielectric masks in the presence of native oxides of group III-V compound semiconductors |
DE3420347A1 (de) * | 1983-06-01 | 1984-12-06 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | Gas und verfahren zum selektiven aetzen von siliciumnitrid |
US4493745A (en) * | 1984-01-31 | 1985-01-15 | International Business Machines Corporation | Optical emission spectroscopy end point detection in plasma etching |
JPH0773104B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1995-08-02 | 富士通株式会社 | レジスト剥離方法 |
US4876788A (en) * | 1986-11-28 | 1989-10-31 | E. R. Squibb And Sons, Inc. | Method of making a leakproof connection about the outlet tube of a liquid containment bag |
US4985112A (en) * | 1987-02-09 | 1991-01-15 | International Business Machines Corporation | Enhanced plasma etching |
FR2619579B1 (fr) * | 1987-08-20 | 1993-02-19 | Air Liquide | Procede de controle en temps reel de la selectivite de la gravure par analyse des gaz du plasma dans un procede de gravure ionique reactive et reacteur pour sa mise en oeuvre |
US4978420A (en) * | 1990-01-03 | 1990-12-18 | Hewlett-Packard Company | Single chamber via etch through a dual-layer dielectric |
US5094712A (en) * | 1990-10-09 | 1992-03-10 | Micron Technology, Inc. | One chamber in-situ etch process for oxide and conductive material |
US5362669A (en) * | 1993-06-24 | 1994-11-08 | Northern Telecom Limited | Method of making integrated circuits |
US5433823A (en) * | 1993-09-30 | 1995-07-18 | Cain; John L. | Selective dry-etching of bi-layer passivation films |
US5554560A (en) * | 1994-09-30 | 1996-09-10 | United Microelectronics Corporation | Method for forming a planar field oxide (fox) on substrates for integrated circuit |
US6069081A (en) * | 1995-04-28 | 2000-05-30 | International Buiness Machines Corporation | Two-step chemical mechanical polish surface planarization technique |
-
1997
- 1997-12-10 US US08/988,049 patent/US5972796A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-11 EP EP97121836A patent/EP0848416A1/en not_active Withdrawn
- 1997-12-12 JP JP9343297A patent/JPH10177997A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-17 TW TW086118734A patent/TW379385B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW379385B (en) | 2000-01-11 |
EP0848416A1 (en) | 1998-06-17 |
US5972796A (en) | 1999-10-26 |
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