JP3303375B2

JP3303375B2 - ドライエッチング方法

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Publication number: JP3303375B2
Application number: JP34072592A
Authority: JP
Inventors: 新吾門村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH06188226A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造等に適
用されるドライエッチング方法に関し、特に自然酸化膜
に起因するエッチング残渣の発生を抑制し、しかも酸化
シリコン（ＳｉＯ_x；典型的にはｘ＝２）系の下地材料
層に対して極めて高い選択性を維持しながらシリコン
（Ｓｉ）系材料層をエッチングする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩ，ＵＬＳＩ等にみられる
ように半導体装置の高集積化および高性能化が進展する
に伴い、Ｓｉ系材料層のエッチングにおいても、高異方
性，高速性，高選択性，低ダメージ性，低汚染性といっ
た諸要求を満足できるレベルで同時に達成する技術が強
く要望されている。

【０００３】Ｓｉ系材料層のエッチングを行う各種のプ
ロセスの中でも、多結晶Ｓｉ，高融点金属シリサイド，
ポリサイド等のエッチングを行うＭＯＳトランジスタの
ゲート電極加工やＣＣＤの転送電極加工等は、特に高精
度を要するプロセスである。しかも、しばしばＳｉ系材
料層の下地を構成するゲート酸化膜の膜厚が、近年では
動作高速化の要求から１０ｎｍ付近まで薄膜化されてお
り、このような薄い下地膜に対して高選択性を維持する
ことも重要な課題となっている。

【０００４】これまで異方性加工の主導的役割を果たし
てきた技術は、言うまでもなくＲＩＥ（反応性イオン・
エッチング）である。しかし、ＲＩＥでは加速された反
応性イオンが基板へ衝突し、活性種との反応を促進する
機構で高異方性を確保しているため、対下地選択性を大
きくとることが本質的に難しい。そこで、従来からＳｉ
系材料層のドライエッチングにおいて高異方性と高選択
性を同時に達成するための試みが行われている。

【０００５】たとえば、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ
ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＤｒｙＰｒｏｃｅｓ
ｓ，（１９８８），II−４には、エッチング・ガスにＳ
ｉＣｌ ₄を添加し、ウェハを−３０℃付近まで冷却しな
がらエッチングを行う技術が報告されている。これは、
気相中からＳｉ系材料層の主エッチング種としてＣｌ^*
を供給すると同時にＳｉも供給し、被エッチング面上で
Ｓｉの堆積とスパッタ除去とを競合させることにより、
下地のＳｉＯ_x系材料層に対する選択性を向上させよう
とするものである。しかし、Ｓｉパーティクルの発生量
が多く、プロセスの信頼性、再現性、エッチング装置の
メンテナンス性等の観点から実用性には疑問が残る。

【０００６】また、第３６回応用物理学関係連合講演会
（１９８９年春季年会），講演予稿集ｐ．５７１，演題
番号１ｐ−Ｌ−５には、ＣＦＣ１１３（Ｃ₂Ｃｌ
₃Ｆ₃）等の堆積性のクロロフルオロカーボン（ＣＦ
Ｃ）ガスを使用してポリサイド膜をエッチングをする技
術が報告されている。これは、炭素系ポリマーを側壁保
護に利用することにより異方性加工に必要な入射イオン
・エネルギーを低減させ、選択性を向上させようとする
ものである。しかし、オーバーエッチング時の過剰ラジ
カルによる異方性の劣化を防止するためには、炭素系ポ
リマーをある程度多く堆積させることが必要であり、こ
のことがパーティクル汚染の増大につながる虞れが大き
い。さらに、上記ＣＦＣ１１３はいわゆる特定フロンに
該当し、近い将来にも使用できなくなるため、プロセス
そのものが実用性を失ってしまう。

【０００７】かかる背景から、今後のＳｉ系材料層のエ
ッチングの主流と目されているのは、臭素（Ｂｒ）系エ
ッチング種を用いる方法である。たとえば、Ｄｉｇｅｓ
ｔｏｆＰａｐｅｒｓ，１９８９２ｎｄＭｉｃｒｏ
ＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．１９０に
は、ＨＢｒを用いたＲＩＥにより、ｎ⁺型多結晶Ｓｉ層
の異方性エッチングを行った例が報告されている。Ｂｒ
は原子半径が大きく、容易にＳｉ系材料層の結晶格子内
や結晶粒界内に侵入しないため、たとえばＢｒ^*単独で
は自発的なＳｉ系材料層のエッチングは進行しない。し
かし、イオン・アシスト機構の存在下で高異方性を達成
することができる。

【０００８】ＢｒがＳｉ系材料層のエッチング種として
支持されるもうひとつの理由は、ＳｉＯ_x系材料層に対
して理論上高い選択性が確保できるからである。これ
は、原子間結合エネルギーを比較した場合、Ｓｉ−Ｏ結
合（４６４ｋＪ／ｍｏｌｅ）がＳｉ−Ｂｒ結合（３６８
ｋＪ／ｍｏｌｅ）に比べて大きいことによる。ただしこ
の高い選択性は、ＳｉＯ_xに対して還元作用を発揮する
炭素の介在により大きく低下する。このため、第３６回
応用物理学関係連合講演会（１９８９年春季年会），講
演予稿集ｐ．５７２，演題番号１ｐ−Ｌ−７、および月
刊セミコンダクターワールド（プレスジャーナル社刊）
１９９０年１月号，ｐ．８１〜８４には、エッチング反
応系から徹底的に炭素汚染を排除したプロセス例も報告
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、Ｂｒ系の
エッチング種によるＳｉ系材料層のエッチングは、パー
ティクル汚染の虞れがなく、またＣＦＣ系ガスも不要で
あることから、炭素の影響さえ排除できれば極めて有効
なプロセスである。しかし、現実のプロセスでエッチン
グ・マスクとしてレジスト・マスクが用いられる以上、
エッチング反応系から炭素を完全に排除することは不可
能である。そこで、実用上は入射イオン・エネルギーを
下げたり、エッチング時のウェハを冷却する等してエッ
チング・マスクに対する選択性を向上させ、ここからの
炭素供給量を極力減らすことによりこの問題に対処して
いる。これらの対策により、ＳｉＯ_x系材料に対して１
００以上もの高選択比が達成できるようになった。

【００１０】しかし、上述のプロセスにおいて、今度は
高選択プロセスゆえに避けられない問題が浮上してき
た。それは、Ｓｉ系材料層の表面に存在する自然酸化膜
の存在である。ＳｉＯ_x系材料層に対する選択比が１０
０以上にまで上昇すると、エッチング・チャンバ内に存
在する残留水分等によりＳｉ系材料層の表面に形成され
た自然酸化膜が即エッチング・マスクとなり、エッチン
グ残渣が生ずる原因となる。特に大きな段差を有する基
板上でＳｉ系材料層のエッチングを行う場合、ストリン
ガと呼ばれるフェンス状のエッチング残渣が発生し易く
なる。この問題を、ＣＣＤの製造工程における２層目多
結晶Ｓｉ層のエッチングを例にとり、図２を参照しなが
ら説明する。

【００１１】図２（ａ）は、エッチング前のウェハの状
態を示している。ここまでの工程を簡単に説明すると、
単結晶Ｓｉ基板１１上にその表面を熱酸化することによ
りＳｉＯ₂からなるゲート酸化膜１２を形成し、該ゲー
ト酸化膜１２上で１層目多結晶Ｓｉ層１３をパターニン
グする。形成された１層目多結晶Ｓｉ層１３のパターン
の表面を熱酸化して層間絶縁膜１４を形成した後、ウェ
ハの全面に２層目多結晶Ｓｉ層１５をＣＶＤ法等により
堆積し、さらにフォトリソグラフィにより所定の形状に
レジスト・マスク１７をパターニングする。なお、上記
２層目多結晶Ｓｉ層１５の表面は自然酸化膜１６に被覆
されているが、これはＣＶＤ終了後にウェハを大気解放
した時、あるいはレジスト材料の塗布工程等において該
表面が水分と接触したために形成されたものである。

【００１２】一般にＳｉ系材料層のドライエッチングで
は、目的のエッチングを行う前にブレイクスルーと称さ
れる自然酸化膜の除去を行う。しかし、２層目多結晶Ｓ
ｉ層１５には１層目多結晶Ｓｉ層１３のパターンを反映
した大きな表面段差が生じているため、通常の条件でブ
レイクスルーを行っても、図２（ｂ）に示されるよう
に、段差部の側壁面上では自然酸化膜１６ａが完全に除
去されずに残存してしまう。これは、パターンの側壁面
上では元来イオンの入射が少ない上に、ウェハの法線方
向に沿ってみた場合の自然酸化膜１６の見掛け上の膜厚
が極めて大きくなっているからである。

【００１３】このように段差側壁面に自然酸化膜１６ａ
を残したままの状態で２層目多結晶Ｓｉ層１５をエッチ
ングすると、図２（ｃ）に示されるように、パターン１
５ａが形成された時点でゲート酸化膜１２上にフェンス
状の残渣１５ｂが残存してしまう。これは、段差の側壁
面上の自然酸化膜１６ａのうち見掛け上の膜厚の厚い部
分がエッチング・マスクとして機能したからである。

【００１４】上記残渣１５ｂは、ゲート配線の短絡を引
き起こしたり、層間絶縁膜のステップ・カバレッジ（段
差被覆性）を劣化させる原因となるため、たとえばラジ
カル反応が主体となる条件でオーバーエッチングを行っ
て除去することが必要となる。しかし、このオーバーエ
ッチングをＳｉＯ_x系材料層に対して高い選択性を維持
しながら行うことは困難であり、通常は図２（ｄ）に示
されるように、ゲート酸化膜１２や層間絶縁膜１４が浸
食されてしまう。

【００１５】このように、Ｓｉ系材料層のエッチングに
おいては、除去したい自然酸化膜と除去されてはならな
い下地材料層とが多くの場合、同一の化学組成を有して
いるために、残渣の抑制と下地選択性の両立が困難とな
っているわけである。

【００１６】そこで本発明は、自然酸化膜に起因するエ
ッチング残渣の発生を抑制し、かつ下地のＳｉＯ_x系材
料層に対して高い選択性を維持することが可能なＳｉ系
材料層のドライエッチング方法を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものであり、表層部に段差を
有するとともに、前記段差を有する表層部に自然酸化膜
を有するシリコン系材料層のドライエッチング方法であ
って、前記シリコン系材料層をフッ素原子を含む凝縮層
で被覆する工程と、前記自然酸化膜を前記凝縮層と加熱
反応させることにより除去する工程と、前記自然酸化膜
の除去後直ちに前記シリコン系材料層をエッチングする
工程とを有する。

【００１８】本発明はまた、前記凝縮層が、ＮＨ₃とＮ
Ｆ₃との混合ガスの放電解離によりエッチング反応系中
に生成する堆積性物質により形成されるものである。

【００１９】本発明はさらに、前記Ｓｉ系材料層のエッ
チングではＢｒ系化学種を主エッチング種として用いる
ものである。

【００２０】

【作用】本発明者は、前述のような高段差部において自
然酸化膜に起因するエッチング残渣の発生を防止するた
めには、Ｓｉ系材料層のエッチングを行う前に予め等方
的で穏やかな化学反応により自然酸化膜を除去しておく
ことが必要であると考え、フッ素原子を含む凝縮層に着
目した。

【００２１】凝縮層は、ある特定の放電条件下でウェハ
の表面に堆積する薄膜であり、エッチング反応生成物、
エッチング・ガスの分解生成物、あるいはこれら両者の
反応生成物等から構成される。上記放電条件において入
射イオン・エネルギーを十分に低く設定しておけば、凝
縮層はウェハの表面をその段差にかかわらずほぼ一様に
被覆することができる。ウェハの上表面がＳｉ系材料層
表面の自然酸化膜であれば、上記凝縮層はこの自然酸化
膜に接して形成される。

【００２２】本発明は、上記凝縮層としてフッ素原子を
含有するものを利用し、ウェハを加熱したときに該凝縮
層から生成するフッ素系エッチング種を用いて、その直
下の自然酸化膜（ＳｉＯ_x）を除去するものである。こ
の除去は等方的な化学反応にもとづいて行われるため、
自然酸化膜はウェハの表面段差等の形状の制約を受ける
ことなく一様に除去される。この結果、清浄なＳｉ系材
料層の表面が露出し、後工程のエッチングが残渣を発生
することなく円滑に進行するわけである。

【００２３】なお、清浄なＳｉ系材料層の表面は、放置
しておけばエッチング反応系内の残留酸素、あるいは場
合によっては搬送時に大気中の酸素と接触することによ
り再び表面に自然酸化膜を成長させてしまうので、自然
酸化膜の除去後は直ちにＳｉ系材料層のエッチングを行
う。言い換えれば、上述のウェハ加熱は、次工程のエッ
チングの直前に行わなければならない。

【００２４】ところで、上述のような凝縮層は、具体的
にはＮＨ₃／ＮＦ₃混合ガスから放電解離条件下でエッ
チング反応系中に生成する堆積性物質により形成するこ
とができる。この技術は、信学技報ｐ．３５−３６，Ｓ
ＤＭ８９−４８（１９８９）に報告された内容に着想を
得たものである。この論文によると、通常のダウンフロ
ー・エッチング装置でＮＨ₃とＮＦ₃の混合比を５：１
とした混合ガスを用いてマイクロ波放電を行うと、フッ
素原子を含有する凝縮層が形成される。しかも、この凝
縮層を自然酸化膜に被覆されたシリコン基板の上に形成
し、しかる後に真空中で１００℃に加熱すると、凝縮層
が昇華すると同時に自然酸化膜も分解除去されることが
報告されている。

【００２５】この凝縮層は、自然酸化膜のＦ^*によるエ
ッチング反応生成物ＳｉＦ₄と、気相中における放電反
応生成物ＮＦ₄Ｆとがさらに反応し、（ＮＨ₄）₂Ｓｉ
Ｆ₆なる組成の化合物が堆積したものであると考えられ
ている。

【００２６】なお、上述のように徹底した自然酸化膜の
除去の必要性は、続くＳｉ系材料層のエッチングが超高
選択プロセスであるが故に生じてきたものである。この
超高選択プロセスとは、具体的にはイオン・アシスト機
構の非存在下では自発的にＳｉＯ_x系材料層をエッチン
グしないＢｒ系化学種を用いるエッチングである。本発
明により、下地に対する高選択性の確保と自然酸化膜の
影響の排除の双方を両立させることができ、Ｂｒ系化学
種によるエッチングの実用性を真に高めることができ
る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００２８】実施例１本実施例は、本発明をＣＣＤの水平転送レジスタの転送
電極パターンの形成に適用し、表層部に自然酸化膜を有
する２層目多結晶Ｓｉ層の表面をＮＨ₃／ＮＦ ₃混合ガ
スの放電により生成する凝縮層で被覆した後、ウェハを
加熱して自然酸化膜を除去し、しかる後にＨＢｒガスを
用いて２層目多結晶Ｓｉ層をエッチングした例である。
このプロセスを、図１を参照しながら説明する。

【００２９】図１（ａ）は、本実施例でエッチング・サ
ンプルとして用いたウェハの模式的断面図であり、単結
晶シリコン基板１上にその表面を熱酸化して得られたゲ
ート酸化膜２を介して１層目多結晶Ｓｉ層からなる第１
の転送電極３が形成され、この第１の転送電極３の表面
酸化により形成されたＳｉＯ₂層間絶縁膜４を介して２
層目多結晶Ｓｉ層５が積層され、さらにこの２層目多結
晶Ｓｉ層５のエッチング・マスクであるレジスト・マス
ク７が上記第１の転送電極３の上に臨む位置に形成され
ている。上記２層目多結晶Ｓｉ層５には、第１の転送電
極３のパターンにならった段差が発生しており、またそ
の表面には成膜後の大気解放時やレジスト塗布工程時等
における水分との接触に起因して自然酸化膜６が成長し
ている。

【００３０】次に、このウェハをマイクロ波放電により
プラズマを生成するダウンストリーム型エッチング装置
にセットし、一例として下記の条件で凝縮層を形成させ
た。ＮＨ₃流量１０００ＳＣＣＭＮＦ₃流量２００ＳＣＣＭガス圧１３３Ｐａマイクロ波パワー１ｋＷ（２．４５Ｇ
Ｈｚ）この過程は、ウェハへの荷電粒子の入射を排除した条件
下で進行し、図１（ｂ）に示されるようにウェハの全面
にＦ原子を含む凝縮層８が堆積した。このとき、少なく
とも自然酸化膜６と凝縮層８の界面近傍では、自然酸化
膜６のＦ^*によるエッチング生成物ＳｉＦ₄と、気相中
における放電反応生成物ＮＦ₄Ｆとが反応し、（Ｎ
Ｈ₄）₂ＳｉＦ₆なる組成の化合物が形成されている。

【００３１】次に、このウェハをＲＦバイアス印加型の
有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし
た。このエッチング装置はエッチング室とバッファ室と
が真空ロード・ロック機構により接続されたマルチ・チ
ャンバ構成を有し、ウェハを大気解放することなく各室
間で搬送できるようになされたものである。上記エッチ
ング室は、水分除去特性に優れるクライオポンプにより
高真空排気されている。また、上記バッファ室のウェハ
・ステージは加熱機構を備えており、この上に載置され
たウェハを約１００℃に加熱できるようになされてい
る。

【００３２】まず、ウェハを上記バッファ室に搬入し、
約１００℃に加熱した。この加熱により、上記自然酸化
膜６は、図１（ｃ）に示されるようにレジスト・マスク
７で遮蔽されている領域を除き、凝縮層８から供給され
るＦ系化学種の作用により該凝縮層８と共に速やかに除
去された。この過程は等方的な化学反応にもとづいてい
るため、自然酸化膜６が２層目多結晶Ｓｉ層５の段差側
壁面上に残存することはなかった。

【００３３】次に、上記ウェハを真空ロード・ロック機
構を用いてエッチング室に移送し、一例として下記の条
件で２層目多結晶Ｓｉ層５をエッチングした。ＨＢｒ流量５０ＳＣＣＭガス圧１．３Ｐａマイクロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー１０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度０ ℃（エタノール系冷媒
使用）この工程では、Ｂｒ^*が主エッチング種となり、下地の
ＳｉＯ₂層間絶縁膜４およびゲート酸化膜２に対して１
００以上もの高選択比を維持しながら２層目多結晶Ｓｉ
層５のエッチングが進行し、第２の転送電極５ａが形成
された。このとき、エッチング反応生成物であるＳｉＢ
ｒ_xの一部（図示せず。）が低温に維持されたウェハ上
のパターン側壁面に堆積するため、上記第２の転送電極
５ａの断面形状はわずかにテーパー化した。しかし、エ
ッチング領域において自然酸化膜６が予め完全に除去さ
れているため、ストリンガは何ら発生しなかった。

【００３４】実施例２本実施例は、実施例１と同じ２層目多結晶Ｓｉ層５のエ
ッチングを、ＨＢｒ／ＳｉＢｒ_４混合ガスを用いて行っ
た例である。本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハの構成は、前出の図１（ａ）に示されると
おりであり、凝縮層８の形成、自然酸化膜６の除去は実
施例１と同様に行った。

【００３５】次に、２層目多結晶Ｓｉ層５をエッチング
するため、自然酸化膜６の除去を終了した上記ウェハを
エッチング室に移載した。ただし、ここで用いたエッチ
ング室の高真空排気系統には、クライオパネルを装備し
ていない通常のターボ分子ポンプを用いた。したがっ
て、水分の除去レベルは実施例１に比べて低く、自然酸
化膜が再成長する可能性もわずかながら残されている。
エッチングは、一例として下記の条件で行った。

【００３６】ＨＢｒ流量５０ＳＣＣＭＳｉＢｒ₄流量５ＳＣＣＭガス圧１．３Ｐａマイクロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス・パワー１０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度０ ℃（エタノール系冷媒
使用）

【００３７】上記のガス組成は、本発明者が先に特願平
４−１６３７９４号明細書において提案したものであ
り、多結晶Ｓｉ層５のエッチング進行時から下地の露出
時に移行する間で自動的に対ＳｉＯ_x選択比が向上する
セルフ・コントロール・エッチング（ｓｅｌｆ−ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄｅｔｃｈｉｎｇ）の実現を意図したも
のである。このエッチングの概念は、第５１回応用物理
学会学術講演会（１９９０年秋季年会）講演予稿集，
ｐ．４６４，講演番号２６ｐ−ＺＦ−６において提唱さ
れている。

【００３８】上記ガス組成にはＳｉＢｒ₄が少量含まれ
ているが、これは２層目多結晶Ｓｉ層５のエッチング時
のエッチング反応生成物でもある。つまり、２層目多結
晶Ｓｉ層５のエッチング中には、エッチング反応系内の
ＳｉＢｒ₄の存在量が多い。このような場合、ＳｉＯ_x
は典型的にはＳｉ₂ＯＢｒ₆（ヘキサブロモジシロキサ
ン；融点１１８℃）の形で除去される。このことは、わ
ずかながらも再成長する可能性のある自然酸化膜を除去
しながら２層目多結晶Ｓｉ層５のエッチングを行う上で
極めて好都合であり、実際、ストリンガの発生を防止す
ることができた。

【００３９】さらに、２層目多結晶Ｓｉ層５のエッチン
グがほぼ終了して下地のＳｉＯ₂層間絶縁膜４およびゲ
ート酸化膜２が露出し始めると、反応生成物ＳｉＢｒ₄
の供給量が減少するためにエッチング反応系内のＳｉＢ
ｒ₄の総量が激減した。このため、ＳｉＯ_xに対する選
択性が自動的に上昇し、下地のＳｉＯ₂層間絶縁膜４お
よびゲート酸化膜２に対して高選択性を維持しながらエ
ッチングを完了することができた。

【００４０】以上、本発明を２例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、Ｂｒ系化学種を供給し得る化
合物としては、上述のＨＢｒ，ＳｉＢｒ₄の他、Ｂ
ｒ₂，ＢＢｒ₃等を用いることができる。上記エッチン
グ・ガスには、スパッタリング効果、希釈効果、冷却効
果等を得る目的で、Ｈｅ，Ａｒ等の希ガスが適宜添加さ
れていても良い。

【００４１】この他、サンプル・ウェハの構成、使用す
るエッチング装置、凝縮層の堆積条件、エッチング条件
等が適宜変更可能であることは、言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によればＳｉ系材料層のエッチングを行う前に自然酸
化膜を徹底的に除去することができるので、上記エッチ
ングをＳｉＯ_x系材料に対して超高選択比を維持した条
件で行う場合にも、自然酸化膜によるマスク効果を排除
することができる。上述の超高選択プロセスは、１６Ｍ
ＤＲＡＭ，６４ＭＤＲＡＭ等の次世代半導体デバイスの
製造においてＢｒ系化学種を用いて実現されることがほ
ぼ確実とみられているが、本発明はかかる超高選択プロ
セスを量産ラインで実用化する上で極めて有用な技術で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をＣＣＤの水平レジスタの転送電極パタ
ーン形成に適用したプロセス例をその工程順にしたがっ
て示す模式的断面図であり、（ａ）は２層目多結晶Ｓｉ
層の上にレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）は
ウェハの表面が凝縮層に被覆された状態、（ｃ）はウェ
ハ加熱によりエッチング領域の自然酸化膜と凝縮層とが
反応除去された状態、（ｄ）は２層目多結晶Ｓｉ層のエ
ッチングがストリンガを発生させることなく終了した状
態をそれぞれ表す。

【図２】従来のエッチングの問題点をＣＣＤの水平レジ
スタの転送電極パターン形成を例として説明するための
模式的断面図であり、（ａ）は２層目多結晶Ｓｉ層の上
にレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）はブレイ
クスルーにより２層目多結晶シリコン層の表層部の自然
酸化膜がエッチング領域において除去された状態、
（ｃ）は２層目多結晶Ｓｉ層のエッチング中にストリン
ガが発生した状態、（ｄ）はストリンガの除去に伴って
ゲート酸化膜等が浸食された状態をそれぞれ表す。

【符号の説明】

１・・・単結晶Ｓｉ基板２・・・ゲート酸化膜（ＳｉＯ₂）３・・・第１の転送電極（１層目多結晶Ｓｉ層）４・・・ＳｉＯ₂層間絶縁膜５・・・２層目多結晶Ｓｉ層５ａ・・・第２の転送電極６・・・自然酸化膜（ＳｉＯ₂）７・・・レジスト・マスク８・・・凝縮層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表層部に段差を有するとともに、前記段
差を有する表層部に自然酸化膜を有するシリコン系材料
層のドライエッチング方法であって、前記シリコン系材料層をフッ素原子を含む凝縮層で被覆
する工程と、前記自然酸化膜を前記凝縮層と加熱反応させることによ
り除去する工程と、前記自然酸化膜の除去後直ちに前記シリコン系材料層を
エッチングする工程とを有することを特徴とするドライ
エッチング方法。
【請求項２】前記凝縮層は、ＮＨ_３とＮＦ_３との混合
ガスの放電解離によりエッチング反応系中に生成する堆
積性物質により形成されることを特徴とする請求項１記
載のドライエッチング方法。
【請求項３】前記シリコン系材料層のエッチングでは
臭素系化学種を主エッチング種として用いることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載のドライエッチン
グ方法。