半导体装置的制造方法制造方法及图纸

即便在常温，也能形成具有垂直且平滑的侧壁面的沟槽形状的半导体装置的制造方法，通过将半导体衬底（2）承载在反应容器内的被保持在常温的样品台（3）上，使用由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，将氧相对于六氟化硫的气体比率控制在70～100％，进行等离子体蚀刻，在半导体衬底形成沟槽。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置的制造方法，特别关于具有沟槽的半导体装置的制造方法。
技术介绍
在半导体装置的制造工序中，为了在半导体衬底形成元件分离用的沟槽或栅电极用的沟槽的目的而进行对构成半导体衬底的硅进行蚀刻的硅蚀刻。关于该硅蚀刻提出了以如下内容为特征的等离子体蚀刻方法，即以硅氧化膜等的氧化膜为掩模，将半导体衬底的温度保持在－20℃，使等离子体蚀刻气体的主成分为六氟化硫并添加氧等（例如，参照专利文献1）。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2003－37100号公报。
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】然而，在专利文献1所公开的条件中，需要将衬底温度（样品台温度）设定为0℃以下的－20℃，因此在蚀刻装置的冷却部位或致冷剂流路需要防结露对策。另外，在同一蚀刻装置进行将衬底温度设定在常温附近而处理的蚀刻条件和如上述那样将衬底温度设为－20℃而处理的蚀刻条件这两种的情况下，直至温度稳定需要相当的时间。进而，在其他专利文献中也有将衬底温度设为－45℃的情况。因此，图10中示出15℃/－45℃间的升降温所需要的时间的一个例子。升温花费4小时、降温花费10小时左右，因此会大大限制蚀刻装置的运转时间，会显著降低生产量。因此，为了增加蚀刻装置的运转时间，例如，若使专利文献1中记载的气体条件或压力等相同而仅使衬底温度为常温，则不能得到期望的沟槽形状。鉴于上述情况，本专利技术课题在于提供常温下也能得到期望的沟槽形状的半导体装置的制造方法。【用于解决课题的方案】为了上述课题而在本专利技术中采用以下的方案。首先，在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载所述半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，维持为氧相对于六氟化硫的流量比成为70％到100％之间并向所述反应容器内引入的工序；以及以所述蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻而形成所述沟槽的工序。在其他方式中，在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，以氧相对于六氟化硫的流量比为第1比率而向所述反应容器内引入的工序；以所述第1比率的蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻的第1蚀刻工序；在所述第1蚀刻工序之后，将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，以氧相对于六氟化硫的流量比为低于所述第1比率的第2比率向所述反应容器内引入的工序；以及以所述第2比率的蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻的第2蚀刻工序。在其他方式中，在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，以氧相对于六氟化硫的流量比为第1比率而向所述反应容器内引入并进行等离子体蚀刻的工序；以及一边向所述反应容器内引入无分级变化到比所述第1比率低的第2比率的蚀刻气体，一边继续进行等离子体蚀刻的工序。【专利技术效果】通过使用上述方案，即便在衬底温度为常温下，也能制造具有在半导体衬底的厚度方向具有大致垂直且平滑的侧壁面的沟槽形状的半导体装置。附图说明【图1】是用于等离子体蚀刻的蚀刻装置的概略图。【图2】是用于等离子体蚀刻的半导体衬底的截面图。【图3】是本专利技术的等离子体蚀刻方法的第一实施例的流程图。【图4】是利用本专利技术的等离子体蚀刻方法的第一实施例的样品截面图。【图5】是常温下等离子体蚀刻时的样品截面图。【图6】是说明利用第一实施例的等离子体蚀刻方法的实施例中的弯曲（bowing）及蚀刻速率（etchingrate）的图。【图7】是本专利技术的等离子体蚀刻方法的第二实施例的流程图。【图8】是利用本专利技术的等离子体蚀刻方法的第二实施例的样品截面图。【图9】是本专利技术的等离子体蚀刻方法的第三实施例的流程图。【图10】是使样品台设定温度升降温时的温度稳定性所涉及的数据。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施例。图1是适用于成为本专利技术的实施例的蚀刻方法的蚀刻装置的概略图。本装置是利用微波和磁场的ECR型的微波等离子体蚀刻装置。等离子体蚀刻装置具有由铝或不锈钢等构成的圆筒状的反应容器1，内部设有承载半导体衬底（硅衬底或SOI衬底）2的导电性的样品台3。样品台利用外部恒温化单元14被控制在期望的温度。通过未图示的气体流量调整器（MFC：MassFlowController）或气阀来控制利用于蚀刻的气体的供给流量或供给定时，从气体引入口4经由多孔构造的透过窗即喷淋板5而均匀地向半导体衬底2的表面供给。在反应容器1的下方，配置有由未图示的涡轮分子泵（TMP）等构成的真空排气器，通过自动压力控制器（APC）等的调压器（图省略）来使反应容器1内保持在既定压力。而且，处理后的反应气体经由真空排气器向反应容器1外排出。通过微波电源6和微波产生装置16而产生的微波，通过导波管7经由能够使电磁波透过的电介质窗8或喷淋板5，向反应容器1引入。另外，在反应容器1的外周壁，配置有磁场产生用的电磁石9，通过由此产生的磁场和入射的微波的相互作用而产生电子回旋加速共振（ECR：ElectronCyclotronResonance），成为能够形成高密度等离子体的构造。在导电性的样品台3表面，配置有静电吸盘10，由静电吸附电源17施加直流电压而产生静电吸附力，半导体衬底2固定于静电吸盘10表面。在半导体衬底2的周围，配置有陶瓷或石英制的绝缘盖18。将配置在这些装置的中央，并承载半导体衬底2的构造体统称为电极。在静电吸盘10表面形成有槽，从恒温气体供给口15向形成在固定的半导体衬底2的背面与静电吸盘10间的恒温气体流路12供给He等的惰性气体，成为能够将流路12内维持在既定压力的构造。另外由恒温化单元14（例如，冷却单元）温度控制的介质在埋设于样品台3的恒温循环流路13中循环，通过利用恒温气体流路12的气体传热和接触面的热传导使半导体衬底2恒温。对导电性的样品台3连接有高频电源11，成为能够施加13.56MHz的正弦波电压的结构。即，蚀刻装置是具备了反应容器1、设置在反应容器1内的承载硅或SOI的衬底的电极（样品台）3、等离子体生成用微波电源（磁控管）6、设置在反应容器1的外周壁的磁场产生用电磁石9、向反应容器1内供给含氟气体和氧气的混合气体的工艺气体引入口4、使承载于电极3的硅或SOI的衬底恒温的单元（恒温气体流路12、恒温循环流路13及恒温化单元14）、以及向电极3供给高频偏压的高频电源11的蚀刻装置，该蚀刻装置在硅或SOI的半导体衬底2形成槽和/或孔。使从工艺气体引入口4供给的含氟气体和氧含有气体的混合气体恒温在与样品台温度相同的温度并加以供给，从而有助于承载半导体衬底2的样品台3的温度控制。接着，使用图1～3，对成为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载所述半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，维持为氧相对于六氟化硫的流量比成为70％到100％之间，并向所述反应容器内引入的工序；以及以所述蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻而形成所述沟槽的工序。

【技术特征摘要】
2016.12.14 JP 2016-2419991.一种在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载所述半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，维持为氧相对于六氟化硫的流量比成为70％到100％之间，并向所述反应容器内引入的工序；以及以所述蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻而形成所述沟槽的工序。2.一种在半导体衬底形成沟槽的半导体装置的制造方法，其特征在于具备：以使形成所述沟槽的部分成为开口部的方式在所述半导体衬底的表面形成无机材质的掩模的工序；将蚀刻装置的反应容器内的样品台的温度控制在常温的工序；在所述样品台上承载半导体衬底的工序；将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，以氧相对于六氟化硫的流量比为第1比率而向所述反应容器内引入的工序；以所述第1比率的蚀刻气体对所述半导体衬底进行等离子体蚀刻的第1蚀刻工序；在所述第1蚀刻工序之后，将由氧及六氟化硫组成的蚀刻气体，以氧相对于六氟化硫的流量比为低于所述第1比率的第2比率向所述反应容器内引入的工序；以及以所述第2比率的蚀刻气体对...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池秋广，黑田武，小关伸太郎，
申请(专利权)人：艾普凌科有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP