等离子体处理法、等离子体蚀刻法、固体摄像元件的制法制造技术

本发明专利技术提供一种抑制界面状态产生的等离子体处理方法，尤其抑制由于界面状态的降低而导致固体摄像元件的暗电流的增加。利用等离子体ＣＶＤ法在硅基板（１）上形成由氮化硅膜（１０）构成的层间绝缘膜（１０），并且在这个层间绝缘膜（１０）上，有选择地形成光致抗蚀剂层ＰＲ。利用加热处理使得光致抗蚀剂层ＰＲ的形状变圆。接着，将该光致抗蚀剂层ＰＲ作为掩膜，将碳氟化合物类气体作为蚀刻气体使用，对层间绝缘膜（１０）进行等离子体蚀刻处理，从而形成微透镜（１１）。为了抑制由在该等离子体蚀刻中产生的紫外线的影响而造成的硅－氧化硅膜界面的界面状态的增加，采用间歇地供给高频电力的脉冲时间调制等离子体法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体处理方法、等离子体蚀刻方法以及采用等离子体蚀刻的固体摄像元件的制造方法，尤其涉及降低等离子体工艺中产生的界面状态的技术。
技术介绍
近年来，在数字相机等中广泛应用CCD(电荷耦合器件)、MOS摄像元件等固体摄像元件。在这些固体摄像元件的制造工序中，在形成于硅基板上的绝缘膜的蚀刻工序或各种膜码放工序中，采用等离子体工艺。由于在这些等离子体工艺中利用的等离子体是通过真空中的气体放电而生成的，因此伴随有紫外线的产生。一方面，如果在CCD等的固体元件上照射该紫外线，则半导体与绝缘膜的界面、例如Si-SiO2界面的界面状态就会增加。而且，由通过该界面状态而从带电子带而被传导带激励的热电子生成所谓的暗电流。这样，该暗电流的影响将作为显示画面上的信号噪音而显现，并产生使显示质量下降的问题。另外，在以下的文献中记载有根据采用稀有气体(Ar、He、O2)的等离子体工艺，会使CCD的暗电流增加的现象。非专利文献1日本应用物理杂志第42卷、2003年2444页(Japanese Journal Applied Physics 42(2003)pp.2444)。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种抑制界面状态的产生的等离子体处理方法，尤其是可以抑制由于界面状态的降低而引起的固体摄像元件的暗电流增加的方法。本申请所公布的专利技术可以举出如下的主要特征。本专利技术的等离子体处理方法，是向真空容器内供给等离子体处理用气体，并向配置于该容器内的电极供给高频电力，从而对被处理物体进行等离子体处理等方法，其特征在于，作为等离子体处理用气体采用碳氟化合物类气体，并间歇地进行高频电力的供给。在该等离子体处理中包含等离子体蚀刻和等离子体CVD等膜码放。而且，本专利技术的等离子体蚀刻方法，是将形成于半导体晶片上的绝缘膜进行等离子体蚀刻的方法，其特征在于，具有将半导体晶片导入真空容器中，向该容器内供给蚀刻用气体，向配置于该容器内的电极供给高频电力，以对绝缘膜进行等离子体蚀刻的工序，作为蚀刻用气体采用碳氟化合物类气体，并且间歇地进行高频电力的供给。本专利技术的固体摄像元件的制造方法，其特征在于，具有在半导体晶片的表面上形成固体摄像元件的工序；在形成了固体摄像元件的半导体晶片上形成绝缘膜的工序；在绝缘膜上有选择地形成光致抗蚀剂层的工序；和通过将光致抗蚀剂作为掩膜而对绝缘膜进行等离子体蚀刻，从而在固体摄像元件的各像素上形成由绝缘膜构成的微透镜的工序，等离子体蚀刻采用碳氟化合物类气体作为蚀刻用气体，并且间歇地供给等离子体产生用高频电力。根据本专利技术，在实施等离子体工艺时，可以抑制半导体一绝缘膜界面的界面状态的增加。特别是将本专利技术适用于CCD或CMOS固体摄像元件等固体摄像元件的制造工序中，则可以抑制由界面状态的降低而导致的固体摄像元件的暗电流增加，从而提高显示质量。附图说明图1是表示本专利技术的实施例的帧传递型CCD的摄像部的一部分的俯视图。图2是沿着图1的X-X线的剖面图。图3是表示本专利技术的实施例的CCD的微透镜形成工序的剖面图。图4是表示本专利技术的实施例的等离子体蚀刻装置的构成的图。图5是表示用于测定CCD的暗电流的测定系统的剖面图。图6是表示利用图5的测定系统测定的CCD的暗电流的图。图7是表示等离子体蚀刻后的MOSFET的电荷泵电流的图。图8是表示碳氟化合物类气体的等离子体的发光光谱的图。图9是表示对CCD造成的等离子体损伤与发光光谱的关系的图。图10是表示将脉冲时间调制等离子体法的界面状态降低效果与连续波等离子体法进行比较的图。图中1—n型硅基板，2—p型井，3—p+型分离区域，4—n型井，5—栅极绝缘膜，6—转送栅电极，7—第一层间绝缘膜，8—转送时钟供给线，9—接触孔，10—第二层间绝缘膜，11—微透镜，12—n+层，13—放大器，20—真空腔室，21—硅晶片，22—一匝天线，23—高频电源，24—脉冲时间控制用振荡器，25—微波干涉仪，26—真空紫外线光谱测定器，27—光电倍增管，28—衍射光栅。具体实施例方式(实施例1)接着，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。首先，参照图1以及图2对适用本专利技术的CCD的摄像部的结构进行说明。图1是表示帧传递(frametransfer)型CCD的摄像部的一部分的俯视图，图2是沿着图1的X-X线的剖面图。在n型硅基板1的表面上形成p型井2，在该p型井2的表面上，相互离间地形成有高浓度地掺杂了p型杂质的p+型分离区域3。在这些p型分离区域3之间分别形成n型井4。这些n型井4形成作为信息电荷的转送路径的沟道区域。在多个n型井4之上，隔着氧化硅膜(SiO2膜)或者由氧化硅膜与氮化硅膜(Si3N4)的层叠膜构成的栅极绝缘膜5，形成有多个由掺杂磷的多晶硅构成的转送栅电极6。通过后述的转送时钟供给线8向这些转送栅电极6施加3相帧转送时钟1、2、3，并根据这些时钟来控制作为沟道区域的n型井4的电位状态。而且，隔着由氧化硅膜或者氮化硅膜构成的第一层间绝缘膜7，在多个转送栅电极6上，多条转送时钟供给线8形成为向与多个转送栅电极6交叉的方向延伸。转送时钟供给线8具有在多晶硅上层叠了高熔点金属(例如钨)的结构。转送时钟供给线8隔着形成于第一层间绝缘膜7上的接触孔9，连接有对应的转送栅电极6。而且，形成第二层间绝缘膜10，以覆盖多条转送时钟线8，利用后述的等离子体蚀刻加工该第二层间绝缘膜10，从而在其表面上形成有多个微透镜11。在每个摄像部的各像素区域GS内形成一个这样的微透镜11。由各自施加的帧转送时钟1、2、3的三个转送栅电极6和邻接的两个P+型分离区域3所包围的区域构成一个像素区域GS。再有，在受光中控制为只接通施加了2的转送栅电极6，而将剩下的施加了1、3的两个转送栅电极6截止，以使像素间的信息电荷不会混合。因此，由于在受光中，使光线集中到施加了2的转送栅电极6上，因此形成了微透镜11。接着，参照附图，对利用等离子体蚀刻来形成上述的CCD微透镜11的方法进行说明。图3是表示CCD的微透镜11的形成工序的剖面图。本图3仅示意性地示出微透镜11的形成部分，而省略了图2所示的其他构成部分。如图3(a)所示，利用等离子体CVD法在硅基板1上形成由氮化硅膜构成的层间绝缘膜10，并选择性地在该层间绝缘膜10上形成光致抗蚀剂层PR。另外，虽然图中未示出，但在硅基板1上形成作为图2所示栅极绝缘膜5的氧化硅膜，存在一个硅基板—氧化硅膜界面。然后，如图3(b)所示，利用加热处理使光致抗蚀剂层PR的形态变圆。接着，将该光致抗蚀剂层PR作为掩膜，将碳氟化合物类气体作为蚀刻气体使用，进行层间绝缘膜10的等离子体蚀刻，以形成微透镜11。在该等离子体蚀刻中，通过将向层间绝缘膜10的垂直下方的各向异性蚀刻和碳氟化合物类气体等离子体化而生成的CF2原子团(radical)的码放效果进行平衡，从而可以得到所希望形状的微透镜11。作为蚀刻气体，适于采用碳氟化合物类气体，例如在C4F8气体、C2F4气体、CF4、CF3I气体的任何一种内添加了O2气体的气体。O2气体是为了使光致抗蚀剂层PR灰化，并使其逐渐退回而添加的。在这些气体中，特别是C4F8气体由于会产生大量CF2原子团，故微透镜11的形状控制性优良。另外，CF3I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理方法，是向真空容器内供给等离子体处理用气体，并向配置于该容器内的电极供给高频电力，以对被处理物体进行等离子体处理的方法，其特征在于，作为所述等离子体处理用气体，采用碳氟化合物类气体，并间歇地进行所述高频电力的供给。

【技术特征摘要】
JP 2003-8-25 2003-3002561.一种等离子体处理方法，是向真空容器内供给等离子体处理用气体，并向配置于该容器内的电极供给高频电力，以对被处理物体进行等离子体处理的方法，其特征在于，作为所述等离子体处理用气体，采用碳氟化合物类气体，并间歇地进行所述高频电力的供给。2.如权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述碳氟化合物类气体，包含C4F8气体、C2F4气体、CF4气体、CF3I气体中的任何一种气体。3.如权利要求1或2所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述被处理物体是在表面上形成了固体摄像元件的硅晶片。4.一种等离子体蚀刻方法，是将形成于半导体晶片上的绝缘膜进行等离子体蚀刻的方法，其特征在于，其中具有将所述半导体晶片导入真空容器中，向所述容器内供给蚀刻用气体，并向配置于所述容器内的电极提供高频电力，以对所述绝缘膜进行等离子体蚀刻的工序，作为蚀刻用气体采用碳氟化合物类气体，并且间歇地进行所述高频电力的供给。5.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，所述碳氟化合物类气体包含C4F8气体、C2F4气体、CF4气体、CF3I气体中的任何一种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲川满，寒川诚二，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，寒川诚二，
类型：发明
国别省市：JP[日本]