DE3420347A1

DE3420347A1 - Gas und verfahren zum selektiven aetzen von siliciumnitrid

Info

Publication number: DE3420347A1
Application number: DE19843420347
Authority: DE
Inventors: Norikazu Hachioji Hashimoto; Hiroshi Hachioji Kawakami; Yoshifumi Kanagawa Kawamoto; Tokuo Kokubunji Kure; Shinichi Tachi; Tsuyoshi Fujisawa Takaichi
Original assignee: Showa Denko KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Resonac Holdings Corp
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1984-12-06
Also published as: US4529476A; DE3420347C2; NL8401774A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Ätzgas, das zum selektiven Ätzen von Siliciumnitrid geeignet ist, sowie ein Verfahren zum selektiven Ätzen von Siliciumnitrid mit diesem Ätzgas. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Ätzgas, welches befähigt ist, Siliciumnitrid mit einer höheren Selektivität oder einer höheren Ätzrate als Siliciumoxid und Silicium zu ätzen, und ein Ätzverfahren unter Verwendung dieses Ätzgases.

Es ist gut bekannt, daß das Trockenätzen von Silicium oder Siliciumverbindungen mit Hilfe eines reaktiven Gases, beispielsweise CF., CP₄ + O₃, NF₃, SF_g, CHF₃, CF₄ + H_ etc. durchgeführt wird. Beim konventionellen Trockenätzen unter Anwendung dieser reaktiven Gase sind jedoch die Ätzraten für Si, SiO₂ und Si₃N₄ mit reaktiven Gasen, wie CF₄, CF₄ + O₇, NF₃ oder SF_g derart, daß bei Si die höchste Ätzrate bzw. Ätzgeschwindigkeit erreicht wird und daß die Ätzrate in der Reihenfolge Si₃N₄ und SiO₂ abfällt. Bei Verwendung von CHF₃ oder CF₄ + H₂ als reaktive Gase werden die Ätzraten für SiO₂ und Si₃N₄ im Vergleich mit der von Si erhöht; das Verhältnis der Ätzraten von Si₃N₄ zu SiO₂ beträgt jedoch etwa 2 bis 3, so daß Si₃N₄ nicht selektiv geätzt werden kann.

Daher wurde zum selektiven Ätzen von Si₃N₄ als reaktives Gas beispielsweise CF₄ + ο oder SFg verwendet; die Ätzrate bzw. Ätzgeschwindigkeit für Si ist jedoch so hoch, daß leicht das im Substrat vorliegende Si angeätzt wird und daher die Gefahr besteht, daß beträchtliche Schädigungen auftreten. Um diese Gefahr zu vermeiden, muß zwischen dem Si₃N₄-FiIm und dem Si-Substrat ein SiO₃-FiIm vorgesehen werden und darüber hinaus muß

dieser SiO~-Film wegen der geringen Selektivität zwischen SiO₂ und Si₃N₄ dicker sein. Aus diesem Grund war es bisher schwierig, das selektive Trockenätzen eines Si₃N₄-Films mit höherer Selektivität oder mit höherer Ätzrate als für Si und SiO„ durchzuführen, was sich als ernste Schwierigkeit bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen erwiesen hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erläuterten Probleme des Standes der Technik zu lösen und ein Gas zum Trockenätzen zur Verfügung zu stellen, welches die Fähigkeit hat, Si₃N₄ selektiv mit höherer Selektivität bzw. mit höherer Ätzrate als Si oder SiO₃ zu ätzen, und ein Verfahren zum selektiven Ätzen von Si₃N₄ mit Hilfe dieses Trockenätzgases vorzusehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Ätzgases gelöst, das eine gasförmige Zusammensetzung bzw. ■Verbindung enthält, welche aus den Atomspezies C, H und F in einem Atomverhältnis F zu H (F/H) von nicht mehr als 2 besteht.

Erfindungsgemäß wird mit Hilfe dieses reaktiven Gases Si₃N₄ mit höherer Selektivität geätzt. Beispiele für diese reaktive gasförmige Zusammensetzung bzw. Verbindung sind CH₃F, CH₃F und C₃H₃F₃.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin bedeuten

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Trockenätzvorrichtung mit parallelen Platten, die sich zur Anwendung in den erfindungsgemäßen Beispielen eignet;

Fig. 2 bis 6 graphische Darstellungen, welche die Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführung sformen ausführlicher erläutert.

Beispiel 1

In Fig. 1 ist eine in den folgenden Beispielen verwendete Trockenätzvorrichtung schematisch dargestellt. Die Trockenätzvorrichtung dieses Typs ist eine Vorrichtung vom sogenannten Parallelplattentyp.

Ein zu ätzender Gegenstand 4 wurde auf eine Platte eines Paars von Elektrodenplatten 2 und 3 gelegt, die parallel zueinander in einer Vakuumkammer 1 angeordnet waren, d. h. in diesem Fall auf die Elektrodenplatte 2. Die Elektroden waren Scheiben mit einem Durchmesser von 40 cm. Die Vakuumkammer 1 wurde dann über eine Gasabführungsleitung 5 auf etwa 1,33 .. 10~ Pa (etwa 10~ Torr) evakuiert. Dann wurde CH₂F₃ durch eine Gaszuführung 6 in die Vakuumkammer 1 eingeleitet und der Druck in der Kammer wurde bei etwa 4 Pa (0,03 Torr) gehalten.

Dann wurde an die Elektrodenplatte 2 Hochfrequenzenergie aus einer Hochfrequenz-Energiequelle 7 angelegt, um ein Plasma zwischen den Elektrodenplatten 2 und 3 auszubilden. Das eingeleitete CH₂F₃ wurde dadurch zersetzt und angeregt, so daß das Ätzen des Gegenstandes 4 durchgeführt wurde.

Die Frequenz der Hochfrequenzenergiequelle wurde konstant bei 13,56 MHz gehalten und die Hochfrequenz-Leistung wurde zwischen 200 und 500 W verändert. Die erzielten Ätzraten von Si₃N₄, SiO_ und Si sind in Fig. 2 gezeigt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, war die Ätzrate für Si₃N₄ beträchtlich höher als die für SiO₃ und Si, wenn

das Trockenätzen unter Verwendung von CH₃F₂ als reaktives Gas durchgeführt wurde. Insbesondere bei einem Anstieg der Hochfrequenz-Leistung wurde die Differenz der Ätzraten zwischen Si₃N₄ und SiO₃ oder Si äußerst groß und es wurde festgestellt, daß das selektive Ätzen von Si₃N₄ mit höherer Selektivität durchgeführt werden konnte.

Beispiel 2

Das Ätzen von Si₃N₄, SiO₃ und Si wurde in der gleichen Trockenätzvorrichtung wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei die Frequenz konstant bei 13,56 MHz und die Hochfrequenz-Leistung konstant bei 400 W gehalten wurden und der Druck des CH₃F₃-GaSeS zwischen 2,7 und 6,7 Pa (0,02 und 0,05 Torr) geändert wurde. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wurde die Ätzrate rasch erhöht, wenn der Druck von CH₃F₃ einen Wert von etwa 2,7 Pa (0,02 Torr) überschritt und die Ätzrate für Si₃N₄ erreichte bei Werten von mehr als etwa 4 Pa (0,03 Torr) 0,3 bis 0,4 nm (Nanometer)/min. (3,0 bis 4,0 S/min.) Es wurde somit gefunden, daß Si₃N₄ selektiv bei einem hohen Verhältnis der Ätzraten von Si₃N₄ zu SiO« und Si von mindestens etwa 10 geätzt werden konnte.

Beispiel 3

Die Ätzraten für Si₃N₄, SiO₂ und Si wurden unter Ver-Wendung der gleichen Trockenätzvorrichtung wie in Beispiel 1 und unter Verwendung von CH₃F als reaktives Gas miteinander verglichen. Die Ätzraten wurden gemessen, indem die Frequenz der Hochfrequenzenergie konstant bei 13,56 MHz und der Druck von CH₃F konstant bei 4 Pa (0,03 Torr) gehalten wurden, während die Hochfrequenz-Leistung zwischen 200 und 500 Watt::verändert wurde.

Dabei wurden die in Fig. 4 gezeigten Ergebnisse erzielt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, war bei Verwendung von CH₃F als reaktives Gas die Ätzrate für Si₃N₄ wesentlich größer als die für SiO₂ und Si verglichen mit dem Fall der Verwendung von CH₃F₂ als reaktives Gas und insbesondere bei einem Anstieg der Hochfreguenzenergie wurde das Verhältnis der Ätzraten von Si₃N₄ zu SiO« und Si sehr groß. Es wurde somit gefunden, daß Si₃N₄ selektiv mit einem hohen Verhältnis der Ätzraten von mindestens etwa 10 geätzt werden konnte.

Die Abhängigkeit der Ätzrate vom Druck war im wesentlichen die gleiche , wie sie für CH₃F in Fig. 3 gezeigt ist.

Beispiel 4

Dieses Beispiel betrifft ein Verfahren zur Herstellung von CH-F , bei dem CH₃F₃ durch Gasphasenreaktion von Dichlormethan und Fluorwasserstoff in Gegenwart eines Chromfluorid-Katalysators oder eines Katalysators, der durch Vermischen und Verformen von Chromfluorid mit einem Träger erhalten wurde, oder eines Katalysators aus Chromfluorid, aufgetragen auf einen Träger, hergestellt wird. Ein Beispiel für eines der spezifischen Verfahren wird nachstehend gegeben:

300 g handelsübliches CrF₃^H₃O wurde zu Pellets mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Dicke von 6 mm verformt und danach zur Trocknung allmählich in einem N„· strom erhitzt und während 2 Stunden bei etwa 400 C g< halten, wobei ein CrF₃-Katalysator hergestellt wurde.

100 ml des Katalysators wurden in ein aus Hastelloy C bestehendes Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 1 m eingefüllt. In Ver-.dampfungsgefäßen wurden CH₃Cl₂ in einer Rate von 5,4 g/h

und HF in einer Rate von 7,4 g/h verdampft und die gebildeten Gase wurden in den Reaktor eingeleitet, während die Temperatur des Reaktors bei etwa 380 ⁰C gehalten wurde und im Reaktor Atmosphärendruck aufrecht erhalten wurde. Nachdem das System stabile Bedingungen erreicht hatte, wurden nicht umgesetzter HF und gebildete HCl aus dem Reaktorgas durch eine mit Alkali gefüllte Falle geleitet, um die Säuren zu entfernen und die verbliebenen organischen Verbindungen wurden in Form eines flüssigen Kondensats gewonnen. Diese Reaktion wurde während 5 Stunden durchgeführt.

Die Zusammensetzung der gebildeten organischen Verbindungen wurde durch Gaschromatographie analysiert, wobei folgendes Ergebnis erzielt wurde:

CH₂F₂:	1	1	,6	g
CH₂ClF:		2	,8	g
CH₂Cl₂:		3	/8	g

Anhand dieser Ergebnisse wurden folgende Ausbeuten, bezogen auf eingesetztes CH₂Cl₃ festgestellt:

^CH2^F2^{: 70 %}

CH₂ClF: 13 %

In den vorstehenden Beispielen 1 und 2 wurden die angegebenen Ätzraten für Si₃N₄, SiO₂ und Si erhalten, indem diese Materialien mit dem so erhaltenen CH_?F geätzt wurden.

Beispiel 5

Dieses Beispiel betrifft ein Verfahren zur Herstellung von CH₃F, bei dem CH₃F durch Gasphasenreaktion von Methylchlorid und Fluorwasserstoff in Gegenwart eines

Aluminiumfluorid-Katalysators, eines Katalysators, der durch Vermischen und Vorformen von Aluminiumfluorid mit einem Träger gebildet worden ist oder eines Katalysators, bestehend aus Aluminiumfluorid, aufgetragen auf einen Träger, hergestellt wird.

Die Beschreibung eines der spezifischen Verfahren wird nachstehend gegeben:

300 g AlCl₃.6H_O wurden in Wasser gelöst und 250 g handelsübliche wässrige 46-%ige Fluorwasserstoffsäurelösung wurde langsam dazugegeben, um Alumxniumtrifluorid zu bilden.

Die Lösung wurde dann bei etwa 70 C unter einem verminderten Druck von etwa 6,65.10 Pa (50 mm Hg) gehalten, um als Nebenprodukt gebildeten Chlorwasserstoff, überschüssigen Fluorwasserstoff und den größten Teil des Wassers durch Verdampfung zu entfernen, wobei eine Aluminiumtrifluorid-Paste erhalten wurde.

Die Paste wurde dann zu Pellets mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Dicke von 6 mm verformt und diese Pellets wurden in einem N^-Gasstrom erhitzt und getrocknet und dort 3 Stunden lang bei 400 ⁰C gehalten, wobei etwa 100 g eines Aluminiumfluorid-Katalysators erhalten wurden.

100 ml des Katalysators wurden in ein aus Hastelloy C bestehendes Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 2 mm und einer Länge von 1 m eingefüllt. In Verdampfungsgefäßen wurden CH₃Cl in einer Rate von 0,845 g/h und HF in einer Rate von 2,34 g/h verdampft und die gebildeten Gase wurden in den Reaktor eingeleitet, während der Reaktor bei einer Temperatur von 300 ⁰C und bei Atmosphärendruck gehalten wurde. Nachdem das System sorgfältig stabilisiert war, wurden nicht umgesetzter HF

und gebildeter HCl in dem Reaktorgas in einer Alkali-Falle zur Entfernung der Säuren aufgefangen und die verbliebenen organischen Verbindungen wurden abgekühlt und 3 Stunden lang durch ein Lösungsmittel geleitet, in welchem die organischen Verbindungen absorbiert wurden.

In dem Lösungsmittel wurden auf diese Weise das gebildete CH₃F und das zugeführte CH₃Cl gewonnen und danach durch Gaschromatographie analysiert. Dabei wurde folgendes Ergebnis erzielt:

CH₃F: 0,358 g
CH₃Cl: 1,98 g

Als weitere Produkte wurden nur einige niedrig siedende Verbindungen, die sich offensichtlich durch Zersetzung gebildet hatten, aufgefunden.

.Die vorstehend erläuterten Ergebnisse zeigen, daß CH₃F in einer Ausbeute von 21 %, bezogen auf das eingesetzte CH₃Cl gebildet wurde, und daß die Selektivität der Bildung von CH₃F, bezogen auf umgesetztes CH₃Cl, etwa 96 % betrug.

CH-F, das in Beispiel 3 als Reaktionsgas eingesetzt wurde, war in der in diesem Beispiel beschriebenen Weise hergestellt worden.

Beispiel 6

Der Zusammenhang zwischen der Ätzrate und dem Gasdruck wurde beim Ätzen von Si₃N₄, SiO₂ und Si unter Verwendung

von C₉H F als reaktives Gas bestimmt. Bei diesem Ver- £ 5 3 ₃

such betrugen die Fließrate von C₃H₃F₃ 10 cm /min. und die angewendete Hochfrequenz-Leistung 400 W. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in Fig. 5 gezeigt.

•«12-

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Wie aus Fig. 5 hervorgeht, konnte Si₃N₄ bei Verwendung von C_H_F als reaktives Gas mit höherer Selektivität £* O ό

bzw. bei höherer Ätzrate geätzt werden, als SiO^ und Si, wie auch in den vorhergehenden Beispielen.

Beispiel 7

Das Ätzen wurde unter Verwendung von C₃H₅F, C₃H₄F-, C₃H-F-, C₂H₂F₄, C₃H₇F, C₃H₆F₂, C₂H₅F₃, C₃H₄F₄ und C₃H₃F₅ als reaktive Gase in gleicher Weise wie in den vorhergehenden Beispielen durchgeführt. Dabei wurde gefunden, daß Si^N. selektiv geätzt werden konnte und daß die erreichte Selektivität für Si₃N₄ mit den angegebenen Gasen, die jeweils aus C-, H- und F-Atomen gebildet waren und ein Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2 hatten, sehr hoch war.

Andererseits wurden keine guten Ergebnisse erzielt, wenn gasförmige Verbindungen verwendet wurden, deren Atomverhältnis von F zu H mehr als 2 betrug, wie CHF₃ oder C₂HF₅.

Auch bei einem Anstieg der Kohlenstoffzahl treten leicht unerwünschte Erscheinungen auf, wie erhöhte Neigung zu Ablagerungen.

Es wird daher am meisten bevorzugt, eine gasförmige Zusammensetzung zu verwenden, die ein Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2 und eine Kohlenstoffzahl von nicht mehr als 3 aufweist. Diese Gase . können entweder für sich verwendet werden, oder Si₃N₄ kann auch unter Verwendung eines Gemisches aus mindestens 2 dieser gasförmigen Verbindungen selektiv geätzt werden.

Beispiel 8

In diesem Beispiel wurde ein Gemisch aus zwei Arten von gasförmigen Verbindungen, welche die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllten, angewendet. Die gasförmigen Verbindungen bestanden aus den Atomspecies C, H und F und hatten ein Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2. Das Mischungsverhältnis von CF₄ zu H₂ wurde in verschiedenen Anteilen variiert und die erzielten Ätzraten wurden gemessen. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, konnte Si₃N mit Hilfe eines Gemisches von Gasen mit höherer Selektivität geätzt werden, solange das Gemisch der Gase die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllte, d. h. solange das gasförmige Gemisch aus den Atomspezies C, H und F bestand und ein Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2 hatte.

Natürlich können auch Gemische mit anderen Gasen als CF., beispielsweise mit CHF-, angewendet werden, soweit das angewendete Gemisch von Gasen die vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllt.

Aus praktischen Gesichtspunkten, wie im Hinblick auf die Beständigkeit des Gases, die gleichförmige Zusammensetzung etc. ist es jedoch häufig wünschenswert, eine gasförmige Verbindung zu verwenden, die aufgrund ihrer Zusammensetzung die vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllt, anstelle der Anwendung eines Gemisches aus mehreren Gasen, um die vorstehend.erwähnten Bedingungen zu erfüllen.

Gase mit einer Zusammensetzung, welche die vorstehend genannten Bedingungen erfüllen, können für sich eingesetzt werden, sie können jedoch auch in Form einer

Kombination in einem geeigneten Verhältnis verwendet werden oder mehrere Gase können miteinander vermischt werden, um die vorstehend genannten Bedingungen zu erfüllen, wenn dies auch in der Praxis nicht so stark bevorzugt wird _f wie vorstehend erläutert wurde. Unter der Bezeichnung "gasförmige Zusammensetzung^' ist somit eine gasförmige Verbindung oder ein Gemisch von gasförmigen Verbindungen zu verstehen.

Beim.Ätzen beträgt der Gasdruck in dem Reaktor normaler-

_2

TO weise etwa 1,33 Pa (10 Torr), kann jedoch in Abhängigkeit von der Art des Ätzens in geeigneter Weise ausgewählt werden.

Es ist darüber hinaus möglich, dem Ätzgas mindestens ein weiteres Gas, wie N», O₂, H₂ oder He, zuzumischen, vorzugsweise ein Gas, das unter den Ätzbedingungen inert ist.

Wie vorstehend erläutert, kann Si₃N₄ mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in höherer Ätzrate als'SiO₃ und Si geätzt werden und wenn daher SiO- oder Si gleichzeitig neben Si₃N₄ vorliegen, ist es möglich Si₃N₄ selektiv zu ätzen. Wenn beispielsweise ein Si₃N₄-Film auf einem aus SiO₂ oder Si bestehenden Substrat oder auf einem polykristallinem Siliciumfilm ausgebildet ist, kann nur der Si₃N₄-FiIm geätzt werden, ohne daß eine merkliche Schädigung des Substrats oder des polykristallinem Siliciumfilms verursacht wird. Es ist darüber hinaus möglich, den Si₃N₄-FIIm selektiv zu ätzen, indem der SiO₂-FiIm oder der polykristalline Siliciumfilm maskiert wird und, wenn Si₃N₄ , SiO₂ und Si gleichzeitig auf einem Plättchen angeordnet sind, ist es möglich, nur Si₃N₄ zu ätzen, während

₃Q SiO₂ oder Si unverändert bleiben.

Beim Ätzen von Si₃N₄ nach dem üblichen Trockenätzverfahren ist es unmöglich, Si₃N₄ mit wesentlich höherer Selektivität oder mit höherer Ätzrate als SiO₂ oder Si trocken zu

ätzen und in folgedessen ist das Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen auf verschiedene Grade beschränkt und demnach ist auch die Struktur bzw. der Aufbau von Halbleitervorrichtungen beschränkt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Si₃N₄ selektiv mit höherer Selektivität als SiO, und Si geätzt werden, wie oben beschrieben wurde,und auf diese Weise werden die angegebenen Beschränkungen oder Begrenzungen des Verfahrens zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen oder im Hinblick auf den Aufbau von Halbleitervorrichtungen wesentlich vermindert und die freien Möglichkeiten der Auswahl der Verfahrensbedingungen bzw. des Aufbaus der Vorrichtung werden wesentlich erweitert. So ist es gemäß der Erfindung beispielsweise möglich, selektiv nur die freiliegenden Teile des Si₃N₄-FiImS durch Ätzen zu entfernen, ohne die freiliegenden Teile von SiO₂ oder Si zu entfernen, und es ist außerdem möglich, einen Si₃N₄-FiIm,-der auf einem SiO₃-FiIm, einen Si-Substrat oder einem Si-FiIm ausgebildet ist, zu ätzen, ohne daß der darunterliegende SiO₃-Film, das Si-Substrat oder der Si-FiIm wesentliche Schädigungen erleiden. Darüber hinaus ist es möglich, einen Siliciumnitridfilm zu ätzen, indem der Siliciumdioxidfilm oder der polykristalline Siliciumfilm maskiert werden.

Mit Hilfe des üblichen Trockenätzverfahrens unter Verwendung von CF₄, SF₆ oder CHF₃ als reaktive Gase ist es völlig unmöglich, ein solches selektives Ätzen von Si₃N₄ durchzuführen und die Erfindung ist daher besonders gut geeignet zur Ausbildung von integrierten Halbleiterschaltungen mit hoher Integrationsdichte.

In den vorstehend beschriebenen Beispielen wurde als Vorrichtung zum Trockenätzen die sogenannte Reaktiv-Sputter-Ätzvorrichtung mit parallelen Platten, wie sie

in Fig. 1 gezeigt ist, angewendet. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß Si₃N₄ selektiv mit Hilfe eines reaktiven Gases geätzt wird, daß aus den Atomspezies'C, H und F besteht und ein Ätomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2 aufweist. Die erfindungsgemäß anwendbare Trockenätzvorrichtung ist daher nicht auf die genannte Vorrichtung des Parallelplattentyps beschränkt und Si₃N₄ kann selektiv in verschiedenen Arten gut bekannter Trockenätzvorrichtungen geätzt werden, wie in der sogenannten Mikrowellen-Plasma-Ätzvorrichtung, in der ein Plasma durch Mikrowellenanregung erzeugt wird, oder in einer Ätzvorrichtung mit planarem Magnetron-Plasma. Noch bessere Ergebnisse können in einer Trockenätzvorrichtung des Parallelplattentyps erhalten werden, wenn der Druck des reaktiven Gases im Bereich von 1,33 bis 13,33 Pa (0,01 bis 0,1 Torr) gehalten wird. In einer Trockenätzvorrichtung eines anderen Typs wird der geeignete Druck "des Reaktionsgases in entsprechender Weise eingestellt.

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Claims

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AUCH KKC^-H^-I SANWALT UEI I)KN LANDCIEKICHTEN MUNCIIEN 1 UND Il

ALSO EUKOPEAN PATENT ATTOKNEYS

TELEFON (0H9) 22 3911 TELEX 5214036 SSSM I) TELECOPIEK (0891 22 3915

DEA-13 917

Gas und Verfahren zum selektiven Ätzen von Siliciumnitrid

PATENTANSPRÜCHE

Gas zum selektiven Ätzen von Siliciumnitrid, enthaltend eine gasförmige Zusammensetzung, die aus den Atomspezies C, H und F in einem Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr als 2 gebildet ist.
2. Gas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Zusammensetzung eine Kohlenstoffzahl von nicht mehr als 3 aufweist.
3. Gas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung mindestens eine Verbindung aus der Gruppe CH₃F₃, CH-F, C₃H₅F, C₃H₄F₃, C₃H₃F₃,

C₃H₃F₄, C₃H₇F, C₃HgF₃, C₃H₅F₃, C₃H₄F₄ und C₃H₃F₅ darstellt.
4. Verfahren zum Ätzen eines Gegenstandes durch Kontakt des Gegenstandes mit einem Plasma eines reaktiven Gases,

dadurch gekennzeichnet , daß man das selektive Ätzen von Siliciumnitrid mit Hilfe eines Gases durchführt, das eine Zusammensetzung enthält, die aus den Atomspezies C, H und F in einen Atomverhältnis von F zu H von nicht mehr·als 2 gebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive gasförmige Zusammensetzung eine Kohlenstoffzahl von nicht mehr als 3 aufweist.
6- Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß als reaktive gasförmige Zusammensetzung mindestens eine Verbindung aus der Gruppe CH₂F₂ CH₃F, C₂H₂F, C₃H₄F₃, C₃H₃F₃, C₃H₃F₄, C₃H₇F₃,

C₀H^F,,, C₅H₁-F.., C₀H-F. und C₀H₀F- verwendet wird. 362 353 344 335
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ätzen in einer Reaktiv-Sputter-Ätzvorrichtung vom Parallelplatten typ durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das reaktive Gas einen Druck von 1,33 bis 13,33 Pa (0,01 bis 0,1 Torr) hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß in den· zu ätzenden Gegenstand ein Film aus Siliciumnitrid und ein Siliciumdioxidfilm und/oder ein polykristalliner Siliciumfilm an der Oberfläche exponiert sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Ätzen des Siliciumnitrid-Films den Siliciumdioxidfilm und/oder den polykristallinen Siliciumfilm maskiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der zu ätzende Siliciumnitrid-Film auf einem Siliciumsubstrat, auf dem polykristallinen Siliciumfilm oder dem SiIiciumdioxidfilm ausgebildet ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die reaktive gasförmige Zusammensetzung mit mindestens einem Gas aus der Gruppe N„, O₃, H₂ und He vermischt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das reaktive Gas ein Gemisch aus mindestens einer der Verbindungen CF. und CHF _ mit He darstellt.