JP3420103B2 - 素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法 - Google Patents
素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の絶縁
分離に用いられるトレンチの形成方法に関する。特に、
角がなく丸みを帯びた形状のＳｉトレンチ開口部の形成
と、側面酸化温度の低温化が可能な素子分離用Ｓｉシャ
ロートレンチエッチング方法に属する。
分離に用いられるトレンチの形成方法に関する。特に、
角がなく丸みを帯びた形状のＳｉトレンチ開口部の形成
と、側面酸化温度の低温化が可能な素子分離用Ｓｉシャ
ロートレンチエッチング方法に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造におけるＳｉトレンチ
エッチング方法の工程では、単結晶シリコン基板に酸化
膜、チッカ膜を成長させ、レジストパターンでマスキン
グして選択的にエッチングし、次いで、パターン化され
た開口部から基板を覆う酸化膜を貫通する溝をエッチン
グし、さらに基板をエッチングしてトレンチを形成して
いる。
エッチング方法の工程では、単結晶シリコン基板に酸化
膜、チッカ膜を成長させ、レジストパターンでマスキン
グして選択的にエッチングし、次いで、パターン化され
た開口部から基板を覆う酸化膜を貫通する溝をエッチン
グし、さらに基板をエッチングしてトレンチを形成して
いる。
【０００３】図３に、従来のＳｉトレンチエッチング方
法の一例を説明する基板の断面図を示す。図３（ａ）Ｓ
ｉ単結晶のシリコン基板１０に形成したシリコンチッカ
膜１２と酸化膜１１をフォトレジストパターン１３でマ
スクしてエッチングし、さらに基板をエッチングしてＳ
ｉトレンチ１６を形成する。図３（ｃ）に示すＳｉトレ
ンチエッチング後のＳｉトレンチ１６は、開口部、底部
とも同じテーパー角の形状であるが、Ｓｉトレンチの形
状が平滑でなく、底部や開口部等に角部を有すると、角
部で電界集中が生じ、Ｓｉトレンチ分離トランジスタの
接合リーク特性等の電気特性が劣化する。トレンチの側
面を連続的に平滑にすること、特にトレンチ底部の角に
丸みを持たせ、トレンチ底部を平坦にすることと、エッ
チング時間を短縮することが重要とされる。
法の一例を説明する基板の断面図を示す。図３（ａ）Ｓ
ｉ単結晶のシリコン基板１０に形成したシリコンチッカ
膜１２と酸化膜１１をフォトレジストパターン１３でマ
スクしてエッチングし、さらに基板をエッチングしてＳ
ｉトレンチ１６を形成する。図３（ｃ）に示すＳｉトレ
ンチエッチング後のＳｉトレンチ１６は、開口部、底部
とも同じテーパー角の形状であるが、Ｓｉトレンチの形
状が平滑でなく、底部や開口部等に角部を有すると、角
部で電界集中が生じ、Ｓｉトレンチ分離トランジスタの
接合リーク特性等の電気特性が劣化する。トレンチの側
面を連続的に平滑にすること、特にトレンチ底部の角に
丸みを持たせ、トレンチ底部を平坦にすることと、エッ
チング時間を短縮することが重要とされる。
【０００４】特開平７−２６３６９２号公報の半導体の
製造方法には、トレンチを形成した後、１０００℃以上
の酸素雰囲気で熱酸化を行って酸化膜を形成する工程
と、形成した酸化膜を除去する工程とを１、２度繰り返
すことにより、半導体層の欠陥を取り除き、トレンチの
開口部及び底部の角を丸くする方法が開示されている。
製造方法には、トレンチを形成した後、１０００℃以上
の酸素雰囲気で熱酸化を行って酸化膜を形成する工程
と、形成した酸化膜を除去する工程とを１、２度繰り返
すことにより、半導体層の欠陥を取り除き、トレンチの
開口部及び底部の角を丸くする方法が開示されている。
【０００５】特開平１０−９２７９８号公報の単結晶シ
リコンのエッチング方法には、同一チャンバー内で、Ｈ
Ｂｒ／Ｃｌ２／Ｈｅ／Ｏ２を主とする塩素含有化合物、
フッ素含有化合物、臭素含有化合物と酸素を含む処理ガ
スを用いて、処理ガス流量や処理時間、圧力、高周波電
力等を制御することにより、均一な深さと断面角、また
深さに依存しない断面角、主にトレンチ底部の角が丸
く、滑らかな側壁を有するトレンチを形成する方法が開
示されている。
リコンのエッチング方法には、同一チャンバー内で、Ｈ
Ｂｒ／Ｃｌ２／Ｈｅ／Ｏ２を主とする塩素含有化合物、
フッ素含有化合物、臭素含有化合物と酸素を含む処理ガ
スを用いて、処理ガス流量や処理時間、圧力、高周波電
力等を制御することにより、均一な深さと断面角、また
深さに依存しない断面角、主にトレンチ底部の角が丸
く、滑らかな側壁を有するトレンチを形成する方法が開
示されている。
【０００６】このように、主としてトレンチエッチング
に用いるガスの組成やエッチング条件を制御してトレン
チ底部の角が丸いトレンチを形成し、レジストおよび側
壁デポジション膜を剥離して９００℃−１１００℃の熱
処理による側面酸化を行いトレンチ開口部の角を丸く
し、Ｓｉトレンチ開口部、底部とも丸みを帯びた滑らか
で連続的な形状を得ている。
に用いるガスの組成やエッチング条件を制御してトレン
チ底部の角が丸いトレンチを形成し、レジストおよび側
壁デポジション膜を剥離して９００℃−１１００℃の熱
処理による側面酸化を行いトレンチ開口部の角を丸く
し、Ｓｉトレンチ開口部、底部とも丸みを帯びた滑らか
で連続的な形状を得ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｓｉトレンチ形成方法には、以下に掲げる問題点があっ
た。Ｓｉトレンチ底部は、トレンチエッチングに用いる
ガスの組成やエッチング条件により、角のない滑らかで
丸みを有する形状となるが、Ｓｉトレンチ開口部は、側
面酸化により角のない形状を得ている。
Ｓｉトレンチ形成方法には、以下に掲げる問題点があっ
た。Ｓｉトレンチ底部は、トレンチエッチングに用いる
ガスの組成やエッチング条件により、角のない滑らかで
丸みを有する形状となるが、Ｓｉトレンチ開口部は、側
面酸化により角のない形状を得ている。
【０００８】一方、ウェハが大口径化しているため、高
温熱処理により、基板に転移等のダメージを生じやすく
なっている。しかし、側面酸化により、Ｓｉトレンチ開
口部、底部共、丸みを帯びた連続的に滑らかな形状を得
るには、１０００℃前後の高温が必要とされる。側面酸
化の熱処理を低温化すると、角部が残り、電界集中によ
る電気特性劣化等の欠陥が生じる。
温熱処理により、基板に転移等のダメージを生じやすく
なっている。しかし、側面酸化により、Ｓｉトレンチ開
口部、底部共、丸みを帯びた連続的に滑らかな形状を得
るには、１０００℃前後の高温が必要とされる。側面酸
化の熱処理を低温化すると、角部が残り、電界集中によ
る電気特性劣化等の欠陥が生じる。
【０００９】このように、角がなく連続的に滑らかな形
状のトレンチを形成すること、熱処理温度を低温化する
ことが重要となっている。
状のトレンチを形成すること、熱処理温度を低温化する
ことが重要となっている。
【００１０】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、特に角がなく丸み
を帯びた形状のＳｉトレンチ開口部を形成可能で、側面
酸化温度の低温化が可能なＳｉトレンチエッチング方法
を提供する点にある。
のであり、その目的とするところは、特に角がなく丸み
を帯びた形状のＳｉトレンチ開口部を形成可能で、側面
酸化温度の低温化が可能なＳｉトレンチエッチング方法
を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項１に記載の素
子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法は、
シリコン基板上に形成した絶縁膜をレジストパターンで
マスクして開口し、シリコントレンチを形成する素子分
離用シリコンシャロートレンチエッチング方法であっ
て、ＣＦ4ガスを含むガスを用いる絶縁膜の開口エッチ
ング工程と、絶縁膜がシリコン基板に対して高い選択比
となるガス状物質を用いる絶縁膜のオーバーエッチング
工程と、ＨＢｒと酸素の混合ガスを含むガスを用いるト
レンチエッチング工程と、トレンチエッチング工程後
に、ＳＦ 6 と酸素の混合ガスを含むガスを用いたラウン
ドエッチング工程とを備えることを特徴とする。また、
トレンチエッチング工程又はラウンドエッチング工程後
に、９００℃以下の温度で側面酸化する工程を備えるよ
うにすることができる。また、開口エッチングでは、絶
縁膜として形成された酸化膜とチッカ膜とを、同一条件
でエッチングするようにすることができる。また、オー
バーエッチング工程は、ＮＨ3の混合比が１：１以上の
ＮＦ3 とＮＨ3の混合ガスを用いるようにすることができ
る。また、開口エッチング工程と、オーバーエッチング
工程と、トレンチエッチング工程と、ラウンドエッチン
グ工程とを、一エッチングチャンバー内で連続的に行う
ようにすることができる。請求項６の半導体の製造方法
は、請求項１乃至５のいずれかに記載の素子分離用シリ
コンシャロートレンチエッチング方法を用いる半導体の
製造方法に存する。
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項１に記載の素
子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法は、
シリコン基板上に形成した絶縁膜をレジストパターンで
マスクして開口し、シリコントレンチを形成する素子分
離用シリコンシャロートレンチエッチング方法であっ
て、ＣＦ4ガスを含むガスを用いる絶縁膜の開口エッチ
ング工程と、絶縁膜がシリコン基板に対して高い選択比
となるガス状物質を用いる絶縁膜のオーバーエッチング
工程と、ＨＢｒと酸素の混合ガスを含むガスを用いるト
レンチエッチング工程と、トレンチエッチング工程後
に、ＳＦ 6 と酸素の混合ガスを含むガスを用いたラウン
ドエッチング工程とを備えることを特徴とする。また、
トレンチエッチング工程又はラウンドエッチング工程後
に、９００℃以下の温度で側面酸化する工程を備えるよ
うにすることができる。また、開口エッチングでは、絶
縁膜として形成された酸化膜とチッカ膜とを、同一条件
でエッチングするようにすることができる。また、オー
バーエッチング工程は、ＮＨ3の混合比が１：１以上の
ＮＦ3 とＮＨ3の混合ガスを用いるようにすることができ
る。また、開口エッチング工程と、オーバーエッチング
工程と、トレンチエッチング工程と、ラウンドエッチン
グ工程とを、一エッチングチャンバー内で連続的に行う
ようにすることができる。請求項６の半導体の製造方法
は、請求項１乃至５のいずれかに記載の素子分離用シリ
コンシャロートレンチエッチング方法を用いる半導体の
製造方法に存する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の素子分離用Ｓｉシャロー
トレンチエッチング方法の実施の形態は、以下の工程に
より行う。基板上に酸化膜、チッカ膜を成長させる。
次にトレンチ形成予定領域の絶縁膜をレジストパターン
でマスキングして除去するが、まずＣＦ４ガスを用いて
絶縁膜の主要部をエッチングし、ＮＦ４＋ＮＨ３の混合
ガスを用いてオーバーエッチングする。シリコントレン
チのエッチングは、ＨＢｒ＋酸素の混合ガスを使用す
る。レジストを剥離した後、９００℃以下の温度にて側
面酸化する。第一実施形態の工程に加えて、シリコ
ンエッチング後にＳＦ６＋酸素の混合ガスでエッチング
してトレンチ底部角をさらに丸くする。
トレンチエッチング方法の実施の形態は、以下の工程に
より行う。基板上に酸化膜、チッカ膜を成長させる。
次にトレンチ形成予定領域の絶縁膜をレジストパターン
でマスキングして除去するが、まずＣＦ４ガスを用いて
絶縁膜の主要部をエッチングし、ＮＦ４＋ＮＨ３の混合
ガスを用いてオーバーエッチングする。シリコントレン
チのエッチングは、ＨＢｒ＋酸素の混合ガスを使用す
る。レジストを剥離した後、９００℃以下の温度にて側
面酸化する。第一実施形態の工程に加えて、シリコ
ンエッチング後にＳＦ６＋酸素の混合ガスでエッチング
してトレンチ底部角をさらに丸くする。
【００１３】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１４】（第一実施形態）図１は、本発明の素子分
離用Ｓｉシャロートレンチエッチング方法の一実施形態
を工程順に説明する基板の断面図である。
離用Ｓｉシャロートレンチエッチング方法の一実施形態
を工程順に説明する基板の断面図である。
【００１５】まず、図１（ａ）に示すように、単結晶Ｓ
ｉのシリコン基板１上に酸化膜２を２０ｎｍ程度、シリ
コンチッカ膜３を２００ｎｍ程度順次形成し、フォトリ
ソグラフィ工程によりフォトレジストパターン４を形成
する。その後、シリコンチッカ膜３、酸化膜２、シリコ
ン基板１を同一エッチングチャンバー内において連続的
にエッチングし、図１（ｂ）のようにＳｉ基板表出部６
を形成し、さらに図１（ｃ）のようにＳｉトレンチを形
成する。このとき、シリコンチッカ膜３、酸化膜２は同
一エッチング条件にて開口エッチングとオーバーエッチ
ングを行う。オーバーエッチング時には、対シリコンと
高選択比となるエッチング条件にて処理を行う。
ｉのシリコン基板１上に酸化膜２を２０ｎｍ程度、シリ
コンチッカ膜３を２００ｎｍ程度順次形成し、フォトリ
ソグラフィ工程によりフォトレジストパターン４を形成
する。その後、シリコンチッカ膜３、酸化膜２、シリコ
ン基板１を同一エッチングチャンバー内において連続的
にエッチングし、図１（ｂ）のようにＳｉ基板表出部６
を形成し、さらに図１（ｃ）のようにＳｉトレンチを形
成する。このとき、シリコンチッカ膜３、酸化膜２は同
一エッチング条件にて開口エッチングとオーバーエッチ
ングを行う。オーバーエッチング時には、対シリコンと
高選択比となるエッチング条件にて処理を行う。
【００１６】図１（ｂ）に示すようにオーバーエッチン
グ後のシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状は、逆
テーパー形状またはノッチ形状５となる。その後シリコ
ン基板をテーパー形状となるエッチング条件にてエッチ
ングを行い、図１（ｃ）に示すようにＳｉトレンチ８上
部を丸みを帯びたラウンド形状７とする。
グ後のシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状は、逆
テーパー形状またはノッチ形状５となる。その後シリコ
ン基板をテーパー形状となるエッチング条件にてエッチ
ングを行い、図１（ｃ）に示すようにＳｉトレンチ８上
部を丸みを帯びたラウンド形状７とする。
【００１７】次にレジストおよび側壁デポジション膜を
剥離し、側面酸化を行う。図２は本発明の素子分離用Ｓ
ｉシャロートレンチエッチング方法の一実施形態で形成
されるＳｉトレンチの形状を説明する基板の断面図であ
る。側面酸化は温度９００℃以下の熱処理により行う
と、図２に示すように側面酸化後の形状はＳｉトレンチ
８上部および底部で丸みを帯びたラウンド形状９を得
る。
剥離し、側面酸化を行う。図２は本発明の素子分離用Ｓ
ｉシャロートレンチエッチング方法の一実施形態で形成
されるＳｉトレンチの形状を説明する基板の断面図であ
る。側面酸化は温度９００℃以下の熱処理により行う
と、図２に示すように側面酸化後の形状はＳｉトレンチ
８上部および底部で丸みを帯びたラウンド形状９を得
る。
【００１８】エッチング装置としては、例えば低圧高密
度プラズマを生成する誘導結合型プラズマエッチング装
置を使用するとよいが、使用できる装置は誘導結合型プ
ラズマエッチング装置には限らない。シリコンチッカ
膜、酸化膜のメインエッチング時のガスとしては例えば
ＣＦ４ガスを使用する。またシリコンチッカ膜、酸化膜
にオーバーエッチングを行う時のエッチングガスとして
は対シリコン高選択性を実現するガスを使用すればよ
く、例えばＮＦ３にＮＨ３を混合したガスを使用し、ガ
ス混合比は、ＮＨ３混合比を１：１以上を一例として挙
げることができる。Ｓｉトレンチエッチング時のガスと
しては、例えばＨＢｒと酸素の混合ガスを使用する。使
用するガスはこれらに限るものではなく、使用するエッ
チング装置、被エッチング材、被エッチング材膜厚、そ
の他エッチング条件等を考慮して適当なものを用いれば
よい。
度プラズマを生成する誘導結合型プラズマエッチング装
置を使用するとよいが、使用できる装置は誘導結合型プ
ラズマエッチング装置には限らない。シリコンチッカ
膜、酸化膜のメインエッチング時のガスとしては例えば
ＣＦ４ガスを使用する。またシリコンチッカ膜、酸化膜
にオーバーエッチングを行う時のエッチングガスとして
は対シリコン高選択性を実現するガスを使用すればよ
く、例えばＮＦ３にＮＨ３を混合したガスを使用し、ガ
ス混合比は、ＮＨ３混合比を１：１以上を一例として挙
げることができる。Ｓｉトレンチエッチング時のガスと
しては、例えばＨＢｒと酸素の混合ガスを使用する。使
用するガスはこれらに限るものではなく、使用するエッ
チング装置、被エッチング材、被エッチング材膜厚、そ
の他エッチング条件等を考慮して適当なものを用いれば
よい。
【００１９】図３（ｃ）の従来のＳｉトレンチエッチン
グ方法の一例を説明する基板の断面図を参照し、本実施
の形態との比較する。シリコンチッカ膜１２と酸化膜１
１をオーバーエッチングした後に、逆テーパー形状また
はノッチ形状とならない場合、その後、Ｓｉトレンチエ
ッチングを行うと、開口部、底部とも同じテーパー角の
形状のＳｉトレンチ１６となる。図３のようなＳｉトレ
ンチ形状の開口部と底部の角を丸めるには９００−１１
００℃の側面酸化処理が必要である。高温の熱処理はウ
ェハが大口径化した際には基板に転移等のダメージが生
じるが、このダメージは側面酸化等の熱処理を低温化
し、９００℃以下とすることで抑制される。
グ方法の一例を説明する基板の断面図を参照し、本実施
の形態との比較する。シリコンチッカ膜１２と酸化膜１
１をオーバーエッチングした後に、逆テーパー形状また
はノッチ形状とならない場合、その後、Ｓｉトレンチエ
ッチングを行うと、開口部、底部とも同じテーパー角の
形状のＳｉトレンチ１６となる。図３のようなＳｉトレ
ンチ形状の開口部と底部の角を丸めるには９００−１１
００℃の側面酸化処理が必要である。高温の熱処理はウ
ェハが大口径化した際には基板に転移等のダメージが生
じるが、このダメージは側面酸化等の熱処理を低温化
し、９００℃以下とすることで抑制される。
【００２０】（第二実施形態）図４は、本発明の素子分
離用Ｓｉシャロートレンチエッチング方法の他の一実施
形態を工程順に説明する基板の断面図である。図４
（ａ）のように、第１実施形態と同じく、単結晶Ｓｉの
シリコン基板１７上に酸化膜１８を２０ｎｍ程度、シリ
コンチッカ膜１９を２００ｎｍ程度順次形成し、フォト
リソグラフィ工程によりフォトレジストパターン２０を
形成する。その後シリコンチッカ膜１９、酸化膜１８、
シリコン基板１７を同一エッチングチャンバー内におい
て連続的にエッチングし、Ｓｉトレンチを形成する。こ
のときにシリコンチッカ膜、酸化膜は同一エッチング条
件にてエッチングを行い、そのオーバーエッチング時に
対シリコンと高選択比となるエッチング条件にて処理を
行う。
離用Ｓｉシャロートレンチエッチング方法の他の一実施
形態を工程順に説明する基板の断面図である。図４
（ａ）のように、第１実施形態と同じく、単結晶Ｓｉの
シリコン基板１７上に酸化膜１８を２０ｎｍ程度、シリ
コンチッカ膜１９を２００ｎｍ程度順次形成し、フォト
リソグラフィ工程によりフォトレジストパターン２０を
形成する。その後シリコンチッカ膜１９、酸化膜１８、
シリコン基板１７を同一エッチングチャンバー内におい
て連続的にエッチングし、Ｓｉトレンチを形成する。こ
のときにシリコンチッカ膜、酸化膜は同一エッチング条
件にてエッチングを行い、そのオーバーエッチング時に
対シリコンと高選択比となるエッチング条件にて処理を
行う。
【００２１】図４（ｂ）に示すようにオーバーエッチ後
のシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状を逆テーパ
ー形状またはノッチ形状２１となるようにする。その
後、シリコン基板をテーパー形状となるエッチング条件
にてエッチングを行い、図４（ｂ）に示すようにＳｉト
レンチ上部をラウンド形状２３とする。さらにその後、
Ｓｉトレンチ底部のラウンドエッチングを行い、図４
（ｃ）に示すＳｉトレンチ底部にラウンド形状２６を得
る。Ｓｉトレンチ底部のラウンドエッチング形状は例え
ばＳＦ６と酸素の混合ガスを使用することができる。
のシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状を逆テーパ
ー形状またはノッチ形状２１となるようにする。その
後、シリコン基板をテーパー形状となるエッチング条件
にてエッチングを行い、図４（ｂ）に示すようにＳｉト
レンチ上部をラウンド形状２３とする。さらにその後、
Ｓｉトレンチ底部のラウンドエッチングを行い、図４
（ｃ）に示すＳｉトレンチ底部にラウンド形状２６を得
る。Ｓｉトレンチ底部のラウンドエッチング形状は例え
ばＳＦ６と酸素の混合ガスを使用することができる。
【００２２】実施の形態に係る本発明の素子分離用Ｓｉ
シャロートレンチエッチング方法は上記の如く構成され
ているので、以下に掲げる効果を奏する。
シャロートレンチエッチング方法は上記の如く構成され
ているので、以下に掲げる効果を奏する。
【００２３】第一の効果：第一実施形態によればシリコ
ンチッカ膜、酸化膜のオーバーエッチング時に対シリコ
ンと高選択比となるエッチング条件にて処理を行うこと
によりシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状を逆テ
ーパー形状またはノッチ形状とし、Ｓｉトレンチエッチ
ング後の上部の形状をラウンド形状とすることにより、
側面酸化の温度の低温化が可能となる。またシリコンチ
ッカ膜、酸化膜、シリコン基板の一連のエッチングは同
一エッチングチャンバー内において連続的にエッチング
を行うことができる。シリコンチッカ膜、酸化膜は同一
エッチング条件にてエッチングを行うことができる。
ンチッカ膜、酸化膜のオーバーエッチング時に対シリコ
ンと高選択比となるエッチング条件にて処理を行うこと
によりシリコンチッカ膜、酸化膜エッチング形状を逆テ
ーパー形状またはノッチ形状とし、Ｓｉトレンチエッチ
ング後の上部の形状をラウンド形状とすることにより、
側面酸化の温度の低温化が可能となる。またシリコンチ
ッカ膜、酸化膜、シリコン基板の一連のエッチングは同
一エッチングチャンバー内において連続的にエッチング
を行うことができる。シリコンチッカ膜、酸化膜は同一
エッチング条件にてエッチングを行うことができる。
【００２４】第二の効果：第二実施形態によれば、第一
実施形態の工程にＳｉトレンチ底部のラウンドエッチン
グステップを追加することで側面酸化温度のさらなる低
温化、または側面酸化工程の削除が可能となる。
実施形態の工程にＳｉトレンチ底部のラウンドエッチン
グステップを追加することで側面酸化温度のさらなる低
温化、または側面酸化工程の削除が可能となる。
【００２５】なお、本実施の形態においては、単結晶Ｓ
ｉ基板に酸化膜、チッカ膜を形成したＳｉトレンチエッ
チングの工程を示したが、本発明はそれに限定されず、
本発明を適用する上で好適なトレンチエッチング、半導
体の製造方法に適用することができる。
ｉ基板に酸化膜、チッカ膜を形成したＳｉトレンチエッ
チングの工程を示したが、本発明はそれに限定されず、
本発明を適用する上で好適なトレンチエッチング、半導
体の製造方法に適用することができる。
【００２６】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。Ｓｉ基板に
形成される膜の種類や膜厚、使用するガスの組成や種類
は、上記実施の形態に限定されない。
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。Ｓｉ基板に
形成される膜の種類や膜厚、使用するガスの組成や種類
は、上記実施の形態に限定されない。
【００２７】なお、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。
一符号を付している。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。本発明の素子分離用シ
リコンシャロートレンチエッチング方法は、シリコン基
板上に形成した絶縁膜をレジストパターンでマスクし
て、ＣＦ4ガスを含むガスを用いる絶縁膜の開口エッチ
ング工程と、絶縁膜がシリコン基板に対して高い選択比
となるガス状物質を用いる絶縁膜のオーバーエッチング
工程と、ＨＢｒと酸素の混合ガスを含むガスを用いるト
レンチエッチング工程と、トレンチエッチング工程後
に、ＳＦ 6 と酸素の混合ガスを含むガスを用いたラウン
ドエッチング工程とを備える。そのため、角がなく丸み
を帯びた形状のＳｉトレンチ開口部が形成され、側面酸
化温度の低温化が可能となる。
で、以下に掲げる効果を奏する。本発明の素子分離用シ
リコンシャロートレンチエッチング方法は、シリコン基
板上に形成した絶縁膜をレジストパターンでマスクし
て、ＣＦ4ガスを含むガスを用いる絶縁膜の開口エッチ
ング工程と、絶縁膜がシリコン基板に対して高い選択比
となるガス状物質を用いる絶縁膜のオーバーエッチング
工程と、ＨＢｒと酸素の混合ガスを含むガスを用いるト
レンチエッチング工程と、トレンチエッチング工程後
に、ＳＦ 6 と酸素の混合ガスを含むガスを用いたラウン
ドエッチング工程とを備える。そのため、角がなく丸み
を帯びた形状のＳｉトレンチ開口部が形成され、側面酸
化温度の低温化が可能となる。
【図１】本発明の素子分離用Ｓｉシャロートレンチエッ
チング方法の一実施形態を工程順に説明する基板の断面
図である。
チング方法の一実施形態を工程順に説明する基板の断面
図である。
【図２】本発明の素子分離用Ｓｉシャロートレンチエッ
チング方法の一実施形態で形成されるＳｉトレンチの形
状を説明する基板の断面図である。
チング方法の一実施形態で形成されるＳｉトレンチの形
状を説明する基板の断面図である。
【図３】従来のＳｉトレンチエッチング方法の一例を説
明する基板の断面図である。
明する基板の断面図である。
【図４】本発明の素子分離用Ｓｉシャロートレンチエッ
チング方法の他の一実施形態を工程順に説明する基板の
断面図である。
チング方法の他の一実施形態を工程順に説明する基板の
断面図である。
１ シリコン基板
２ 酸化膜
３ シリコンチッカ膜
４ フォトレジストパターン
５ 逆テーパーまたはノッチ形状
６ Ｓｉ基板表出部
７ Ｓｉトレンチ上部ラウンド形状
８ Ｓｉトレンチ
９ Ｓｉトレンチ底部ラウンド形状
１０ シリコン基板
１１ 酸化膜
１２ シリコンチッカ膜
１３ フォトレジストパターン
１６ Ｓｉトレンチ
１７ シリコン基板
１８ 酸化膜
１９ シリコンチッカ膜
２０ フォトレジストパターン
２１ 逆テーパーまたはノッチ形状
２２ Ｓｉ基板表出部
２３ ラウンド形状
２４ Ｓｉトレンチ
２５ Ｓｉトレンチ
２６ Ｓｉトレンチ底部ラウンド形状
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3205
H01L 21/321
H01L 21/3213
H01L 21/768
Claims (6)
- 【請求項１】 シリコン基板上に形成した絶縁膜をレジ
ストパターンでマスクして開口し、シリコントレンチを
形成する素子分離用シリコンシャロートレンチエッチン
グ方法であって、 ＣＦ4ガスを含むガスを用いる前記絶縁膜の開口エッチ
ング工程と、前記絶縁膜がシリコン基板に対して高い選択比となる ガ
ス状物質を用いる前記絶縁膜のオーバーエッチング工程
と、 ＨＢｒと酸素の混合ガスを含むガスを用いるトレンチエ
ッチング工程と、 前記トレンチエッチング工程後に、ＳＦ 6 と酸素の混合
ガスを含むガスを用いたラウンドエッチング工程 とを備
えることを特徴とする素子分離用シリコンシャロートレ
ンチエッチング方法。 - 【請求項２】 前記トレンチエッチング工程又は前記ラ
ウンドエッチング工程後に、９００℃以下の温度で側面
酸化する工程を備えることを特徴とする請求項１記載の
素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法。 - 【請求項３】 前記開口エッチングでは、前記絶縁膜と
して形成された酸化膜とチッカ膜とを、同一条件でエッ
チングすることを特徴とする請求項１または２に記載の
素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法。 - 【請求項４】 前記オーバーエッチング工程は、ＮＨ3
の混合比が１：１以上のＮＦ3 とＮＨ3の混合ガスを用い
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法。 - 【請求項５】 前記開口エッチング工程と、前記オーバ
ーエッチング工程と、前記トレンチエッチング工程と、
前記ラウンドエッチング工程とを、一エッチングチャン
バー内で連続的に行うことを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載の素子分離用シリコンシャロートレン
チエッチング方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の素子
分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法を用い
る半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10478699A JP3420103B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10478699A JP3420103B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299374A JP2000299374A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3420103B2 true JP3420103B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=14390161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10478699A Expired - Fee Related JP3420103B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 素子分離用シリコンシャロートレンチエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420103B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7745303B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-06-29 | Elpida Memory Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003100860A (ja) | 2001-09-27 | 2003-04-04 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10478699A patent/JP3420103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7745303B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-06-29 | Elpida Memory Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000299374A (ja) | 2000-10-24 |
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