蚀刻方法技术

一种蚀刻方法，用于在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部，包括使用由Ａｒ气、Ｏ＃－［２］气、Ｃ＃－［５］Ｆ＃－［８］气、ＣＨ＃－［２］Ｆ＃－［２］气的混合气体构成的蚀刻气体进行蚀刻的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部的。
技术介绍
伴随着半导体装置的尺寸的缩小，掩模间的重合的偏移量变为无法忽视的值。例如，如果栅布线和接触孔之间的掩模的重合偏移大，就会发生栅布线和嵌入接触孔中的导电膜短路，装置无法工作的问题。对此，提出了被称作自动对准接触蚀刻法的。下面，参照图9(a)，就该加以说明。如图9(a)所示，在源极区域或漏极区域之上形成了钴硅化物层101的硅衬底100之上，介于栅绝缘膜102，形成了由多晶硅膜构成的栅布线(栅电极)103。在栅布线103彼此之间以及栅布线103的上表面和壁面上堆积了具有10～80nm的厚度的氮化硅膜104，在该氮化硅膜104之上形成了氧化硅膜105。对于氧化硅膜105，以具有孔形成用开口部的抗蚀图106为掩模，进行等离子体蚀刻，在氧化硅膜105的栅布线103彼此之间形成接触孔107。可是，因为有必要使在栅布线103的壁面上堆积的氮化硅膜104残存，并且通过蚀刻除去栅布线103彼此之间形成的氧化硅膜105，所以存在蚀刻时间的界限小的问题。另外，通过蚀刻除去栅布线103彼此之间形成的氧化硅膜105之后，有必要通过蚀刻除去接触孔107的底部露出的氮化硅膜104，使钴硅化物层101露出，但是在该步骤中，堆积在栅布线103的壁面上的氮化硅膜104被蚀刻，有可能使栅布线103在接触孔107中露出。对此，提出了对于氧化硅膜105使用包含碳氟化合物气体的蚀刻气体，例如由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成的蚀刻气体，进行蚀刻的方法。如果使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成的蚀刻气体对氧化硅膜105进行蚀刻，因为一边在接触孔107的壁部附着堆积膜，一边进行蚀刻，所以不但能确保蚀刻时间的界限，而且栅布线103也不会在接触孔107中露出。可是，如果接触孔107的纵横比变大，在接触孔107的壁部附着的堆积膜的生长比对氧化硅膜105的接触孔107的底部存在的部分的蚀刻还具有优先性，如图9(b)所示，会发生对氧化硅膜105的接触孔107的底部的蚀刻停止的问题。
技术实现思路
鉴于所述问题，本专利技术的目的在于当使用包含碳氟化合物气体的蚀刻气体对氮化硅膜之上形成的氧化硅膜进行蚀刻，在氧化硅膜上形成纵横比高的凹部时，对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻不停止。为了实现所述的目的，本专利技术的第一为一种在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部的，其中包括使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成的蚀刻气体进行蚀刻的步骤。根据第一，因为在蚀刻气体中，除了在凹部的壁部使堆积膜生长的倾向强的C5F8气之外，还包含对凹部的底部的蚀刻的进行比对凹部的壁部的堆积膜生长还优先的CH2F2气，所以能均衡地进行凹部的壁部的堆积膜生长和对凹部的底部的蚀刻。因此，能防止对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。在第一中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上。这样，能切实地避免对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。在第一中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上。这样，在氧化硅膜上形成了凹部后，能继续蚀刻凹部的底部上露出的氮化硅膜。在第一中，蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上70％以下。这样，当在凹部的壁部露出氮化硅膜时，能在不蚀刻氮化硅膜的角部的前提下，蚀刻在凹部的底部露出的氮化硅膜。本专利技术的第二，是在由衬底上介于氮化硅膜形成的包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜和由实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜构成的层叠膜上，形成纵横比高的凹部的，其中，包括如下步骤对上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的蚀刻；对下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的蚀刻。根据第二，因为对于由实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的等离子体蚀刻，所以在上层膜上能形成几乎具有垂直形状的凹部的上部。另外，对由包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的等离子体蚀刻，所以不但不会过渡蚀刻凹部上露出的氮化硅膜的侧壁部，而且在下层膜蚀刻不会停止，能形成凹部的下部。在第二中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上。这样，能切实地避免对氧化硅膜的凹部的底部的蚀刻停止。在第二中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上。这样，在氧化硅膜上形成了凹部后，能继续蚀刻凹部的底部上露出的氮化硅膜。在第二中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在50％以上70％以下。这样，当在凹部的壁部露出氮化硅膜时，能在不蚀刻氮化硅膜的角部的前提下，蚀刻在凹部的底部露出的氮化硅膜。本专利技术的第三，是在形成在衬底上并且具有第一凹部的氮化硅膜之上形成，由包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜和实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜构成的层叠膜上，形成与第一凹部一体化并且纵横比高的第二凹部的，其中，包括如下步骤对上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的干蚀刻；对下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的干蚀刻；通过湿蚀刻，除去第一凹部上残存的下层膜的步骤。根据第三，同第二一样，能在下层膜上形成几乎具有垂直形状的第二凹部的上部，不会过度蚀刻第一凹部上露出的氮化硅膜的侧壁部，不会导致下层膜上的蚀刻的停止，能形成第二凹部的下部。在第三中，第二蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例最好在20％以上70％以下。这样，能形成锥度角大，具有近似垂直的形状的第二凹部。在第三中，下层膜最好为包含3.7wt％的硼和7.0wt％的磷的BPSG膜。因为具有这样的组成的BPSG膜的流动性优异，所以由BPSG膜组成的下层膜能切实地填充在氮化硅膜上形成的第一凹部中。附图说明下面简要说明附图。图1是本专利技术的各实施例的中使用的蚀刻装置的剖视图。图2(a)、(b)是表示本专利技术的实施例1的的各步骤的剖视图。图3(a)是表示CH2F2气的混合比和氟的发光强度以及碳的发光强度的关系的图，图3(b)是表示CH2F2气的混合比和C2的发光强度/F的发光强度的关系的图，图3(c)是表示CH2F2气的混合比和接触孔的成品率的关系的图。图4(a)～(c)是说明本专利技术的实施例1的中，对氮化硅膜的接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部，其中，包括使用由Ａｒ气、Ｏ↓［２］气、Ｃ↓［５］Ｆ↓［８］气、ＣＨ↓［２］Ｆ↓［２］气的混合气体构成的蚀刻气体进行蚀刻的步骤。

【技术特征摘要】
JP 2001-10-24 2001-3258131.一种蚀刻方法，在衬底上介于氮化硅膜形成的氧化硅膜上形成纵横比高的凹部，其中，包括使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成的蚀刻气体进行蚀刻的步骤。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例在20％以上。3.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例在50％以上。4.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述蚀刻气体中包含的CH2F2气的流量对于C5F8气和CH2F2气的合计流量的比例在50％以上70％以下。5.一种蚀刻方法，在由衬底上介于氮化硅膜形成的包含杂质的氧化硅膜组成的下层膜和由实质上不包含杂质的氧化硅膜组成的上层膜构成的层叠膜上形成纵横比高的凹部，其中，包括如下步骤对所述上层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对大的第一蚀刻气体，进行第一阶段的蚀刻；对所述下层膜，使用由Ar气、O2气、C5F8气、CH2F2气的混合气体构成并且O2气对于碳氟化合物气体的混合比例相对小的第二蚀刻气体，进行第二阶段的蚀刻。6.根据权利要求5所述的蚀刻方法，其中，所述第二蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：地割信浩，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]