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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit einem Verfahren
zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, welche einen Graben
hat.
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Eine
Halbleitervorrichtung mit einem Graben bzw. ein Herstellungsverfahren
für eine
solche Halbleitervorrichtung ist aus der
JP 63289936 A bekannt.
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Des
weiteren zeigt die
US
5658472 A Halbleitervorrichtungen mit tief in das Substrat
reichenden, vertikalen Strukturen (Gräben), die
DE 19706682 C2 und die
DE 4241045 C1 zeigen
anisotropes Plasmaätzen
für Silizium
zur Ausbildung von Gräben
und die
EP 0729175
A1 zeigt Halbleitervorrichtungen mit in ein Siliziumsubstrat
reichenden, vertikalen Strukturen (Gräben). Die
JP 02290022 A befasst sich
mit einem speziellen Trockenätzverfahren
an Siliziumsubstraten
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Für gewöhnlich ist
der Erkennungsabschnitt zur Erkennung einer physikalischen Größe eines Sensors
für eine
physikalische Größe, beispielsweise
eines Halbleiter-Beschleunigungssensors
oder eines Halbleiter-Winkelgeschwindigkeitssensors aus einer träger- oder
auslegerartigen Struktur mit kleiner oder feiner Kammform (nachfolgend
Kammstruktur genannt) gefertigt, die auf einem Substrat ausgebildet
ist. Da die Kammstruktur oder kammförmige Struktur so ausgebildet
ist, dass die physikalische Größe auf dem
Wege einer elektrostatischen Kraft erfasst wird, ist es notwendig,
einen Abstand zwischen jeder Kammform eng zu machen und die Dicke einer
jeden Kammform groß zu
machen, um den Sensor zu verkleinern und um eine hohe Erkennungsleistung
zu erhalten. Diese Art von Kammstruktur wird für gewöhnlich durch Ausbilden einer
Maske auf dem Substrat und durch Trockenätzen des Substrates durch die
Maske hindurch gebildet. Somit ist es notwendig, ein Schlankheits-
oder Streckungsverhältnis,
welches die Tiefe eines Grabens relativ zu einer Öffnungsgröße oder
-breite des Grabens ist, während
der Grabenherstellung durch einen Ätzvorgang groß zu machen.
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Es
besteht jedoch eine Einschränkung
von Seiten der Prozesstechnologie her, wenn das Streckungsverhältnis des
Grabens groß gemacht
wird. Genauer gesagt, im Falle eines normalen Trockenätzens schreitet
das Ätzen
allmählich
in Tiefenrichtung des Grabens von einer Oberfläche des Substrates in den Graben
hinein fort, ungeachtet wie hoch die Anisotropie von anisotropem Ätzen (bei
welchem eine Ätzrate
in Vertikalrichtung des Substrates höher als in die anderen Richtungen
ist) gemacht wird. Wenn somit das Ätzen über eine lange Zeitdauer hinweg durchgeführt wird,
kann die Querschnittsform des Grabens V-förmig werden, da die Grabenbreite
allmählich
vergrößert wird,
so dass das Streckenverhältnis
bei einem bestimmten Grad an seine Grenzen gelangt.
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Eine
Gegenmaßnahme
zur Beseitigung dieses Nachteils ist in der
US 5501893 A beschrieben. Bei
diesem US-Patent wird eine Trockenätzungs-Technologie verwendet,
bei der zwei Schritte, nämlich ➀ Plasmaätzen mit
hoher Anisotropie und ➁ Abscheiden eines Dünnfilms
auf Polymerbasis abwechselnd durchgeführt werden.
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Bei
dieser Technologie wird im Schritt des Abscheidens eines Dünnfilmes
ein Dünnfilm
auf Polymerbasis auf jeder Seitenwand eines jeden der geätzten Gräben aufgebracht,
so dass der Dünnfilm
als Schutzfilm wirkt und verhindert, dass die Seitenwand des Grabens
während
des danach durchgeführten Plasmaätzens durch
einen Ätzangriff
abgetragen wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Öffnung des
Grabens in Richtung Öffnungsbreitenrichtung
abgeätzt
wird, so dass eine obere Grenze des Steckungsverhältnisses
der Grabenform im Vergleich zum normalen Trockenätzen verbessert wird. Im Falle
eines Dünnfilmes
auf Polymerbasis wird jedoch die Grabenweite ebenfalls etwas vergrößert, wenn
auch um einen kleinen Betrag. Von daher ist es unmöglich, die
Seitenwand vor einem Ätzangriff
vollständig
zu schützen,
so dass nach wie vor eine Einschränkung hinsichtlich des Streckungsverhältnisses vorliegt. 9 der
beigefügten
Zeichnung zeigt die Beziehung zwischen Prozesszeit und dem Streckungsverhältnis für den Fall,
in welchem der Graben experimentell mit reaktivem Trockenätzen (RIE)
in einer Trockenätzvorrichtung
mit der oben beschriebenen Art und Weise bearbeitet wird. Wie sich
aus 9 ergibt, überschreitet
das Streckungsverhältnis niemals
25, selbst wenn das Ätzen über eine
lange Zeitdauer hinweg durchgeführt
wird.
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Eine
weitere Gegenmaßnahme
zur Lösung des
oben beschriebenen Problems ist in der bereits eingangs genannten
US 5658472 A beschrieben. Diese
Technologie unterteilt den Ätzprozess
ebenfalls in einen Ätzschritt
und in einen Schritt des Ausbildens eines Schutzfilms auf Seitenwänden eines Grabens,
wobei diese beiden Schritte abwechselnd durchgeführt werden. Bei dieser Technologie
wird der Schritt des Ausbildens des Schutzfilmes durch Abscheiden
eines thermischen Oxidfilms (SiO
2) in einer Kammer
durchgeführt,
welche unterschiedlich zu einer Kammer ist, in der das Ätzen durchgeführt wird, oder
es wird ein dünner
Eisfilm in einer Kammer abgeschieden, in welcher das Ätzen durchgeführt wird. Da
diese Filme eine (höhere)
Haltbarkeit gegenüber einem
Seitenwand-Ätzen
im Vergleich zum Film auf Polymerbasis haben, wird das Streckungsverhältnis im
Vergleich zu Filmen auf Polymerbasis bei dieser Technik verbessert.
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Es
benötigt
jedoch eine lange Zeit, das Substrat aus der Kammer zu entnehmen
und den Oxidfilm auszubilden, was jedesmal dann geschehen muss,
wenn der Schutzfilm abzuscheiden ist. Weiterhin ist ein Anheben
und Absenken der Substrattemperatur jedesmal notwendig. Angesichts
der Prozess-Durchlaufzeiten ist diese Vorgehensweise somit nicht
vorteilhaft. Weiterhin ist es notwendig, das Substrat unterhalb
des Gefrierpunktes während
des Ätzvorganges
zu halten, um den Eisfilm als Schutzfilm zu verwenden, was die benötigten Vorrichtungen kompliziert
macht.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Nachteile
und Probleme gemacht und es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
effektiv mit relativ einfachen Verfahrensschritten einen Graben
auszubilden, der ein hohes Streckungsverhältnis hat. Eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, wobei die Halbleitervorrichtung
einen Graben aufweist, dessen Streckungsverhältnis problemlos erhöht werden
kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die vorliegende Erfindung die in den Ansprüchen 1 bzw. 11 bzw. 13 angegebenen
Merkmale vor, wobei die jeweiligen Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung zum Inhalt haben.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird somit ein Verfahren zur Herstellung
einer Halbleitervorrichtung geschaffen, mit einer Mehrzahl von ersten
Schritten, wobei jeder erste Schritt aufweist: einen Grabenausbildungsschritt
zum Ausbilden eines Grabens in dem Halbleitersubstrat unter Verwendung
von reaktivem Ionenätzen
und einen ersten Schutzfilmausbildungsschritt zum Ausbilden eines
Polymerfilms als ersten Schutzfilm an einer inneren Oberfläche des
Grabens; und einen zweiten Schritt als einen zweiten Schutzfilmausbildungsschritt
zur Ausbildung eines zweiten Schutzfilmes mit hoher Haltbarkeit
gegenüber
einem Ätzangriff
im Vergleich zu dem Polymerfilm an der inneren Oberfläche des
Grabens, wobei der zweite Schutzfilm ausbildungsschritt nach jedem
der Mehrzahl von ersten Schritten durchgeführt wird, wobei ein Satz aus
der Mehrzahl der ersten Schritte und dem zweiten Schritt wiederholt
durchgeführt
wird, um einen endgültigen Graben
zu bilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitervorrichtung geschaffen, mit den folgenden
Schritten: einem Substrateinbringschritt zum Einbringen eines Halbleitersubstrates
mit einer Maske hierauf in eine Kammer; einem Grabenausbildungsschritt
zum Ausbilden eines Grabens in dem Halbleitersubstrat unter Verwendung
von reaktivem Ionenätzen
unter Anwendung der Maske; einem Schutzfilmausbildungsschritt zur
Entfernung eines durch die reaktive Ionenätzung erzeugten und an einer
inneren Oberfläche
des Grabens niedergeschlagenen Reaktionsproduktes und zur Ausbildung
eines Schutzfilms an der inneren Oberfläche des Grabens; und einem
Bodenflächenätzschritt
zum Ätzen
eines Teiles des Schutzfilmes, der an einem Bodenabschnitt des Grabens
angeordnet ist und zum Ätzen des
Halbleitersubstrates durch den Bodenabschnitt des Grabens unter
Verwendung von reaktivem Ionenätzen,
um den Graben zu vertiefen, wobei der Schutzfilmausbildungsschritt
in einer Sauerstoffgasatmosphäre
durchgeführt
wird, wobei ultraviolette Strahlen in das Sauerstoffgas einstrahlen,
der Grabenausbildungsschritt und der Bodenflächenätzschritt mittels eines Plasmas
von Gas durchgeführt werden,
das in die Kammer eingebracht worden ist, und wobei ein Satz von
Schritten, bestehend aus Schutzfilmausbildungschritt und Bodenflächenätzschritt
wiederholt durchgeführt
wird, um den endgültigen
Graben zu bilden.
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Ein
erfindungsgemäßer Halbleitersensor
für eine
physikalische Größe wird
hergestellt durch ein derartiges Verfahren, wobei der Halbleitersensor
weiterhin aufweist: den endgültigen
Graben mit einem Sprungabschnitt an der inneren Seitenwand, der durch
wiederholtes Durchführen
des Satzes aus der Mehrzahl der ersten Schritte und der zweite Schritte gebildet
wird; und eine von dem endgültigen
Graben unterteilte Auslegerstruktur.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird, nachdem ein Anfangsgraben oder anfänglicher Graben in dem Grabenausbildungsschritt
ausgebildet worden ist, an der inneren Oberfläche des Ausgangsgrabens ein
Schutzfilm ausgebildet. Danach wird reaktives Ionenätzen durchgeführt. In
diesem Fall wird der Schutzfilm auf der Bodenfläche des Grabens vor der Entfernung
von der Seitenwand oder inneren Oberfläche des Grabens aufgrund der
Anisotropie des Ätzens
entfernt. Sodann wird das Ätzen
in Tiefenrichtung des Grabens weitergeführt. Durch wiederholtes Durchführen dieser
Schritte kann verhindert werden, dass die Öffnungsweite oder Öffnungsbreite
des Grabens vergrößert wird,
so dass sich ein hohes Streckungsverhältnis erreichen lässt.
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Da
weiterhin diese Schritte bevorzugt dadurch durchgeführt werden,
dass der Gastyp geändert
wird, der in die Kammer eingebracht wird, wobei die Änderung
des Gastyps von den durchgeführten Schritten
abhängt,
lässt sich
das Verfahren vereinfachen, da es nicht notwendig ist, dass Halbleitersubstrat
aus der Kammer zu entnehmen, um den Schutzfilm auszubilden und es
weiterhin nicht notwendig ist, die Temperatur des Halbleitersubstrates
wiederholt anzuheben und abzusenken.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lässt sich
die Haltbarkeit gegenüber
einem lateral oder seitlich fortschreitenden Ätzen dadurch erhöhen, dass
die Seitenwand(-wände)
oder innere Oberfläche
des Grabens mit dem ersten und zweiten Schutzfilm bedeckt wird.
Daher kann ein Ätzfortschritt
in Tiefenrichtung des Grabens, wo nur ein Polymerfilm ausgebildet
und dann von der Bodenfläche
des Grabens entfernt wird, minimiert werden. Somit lässt sich verhindern,
dass die Breite des Grabens ansteigt und der Ätzvorgang aufgrund einer schrägen Form
der Grabenwände
endet.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1A bis 1E jeweils
Schnittdarstellungen zur Erläuterungen
von Schritten beim Ausbilden eines Grabens gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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2 schematisch
eine Kammer, in der der Schritt des Grabenausbildens gemäß der ersten
Ausführungsform
durchführbar
ist;
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3 eine
Schnittdarstellung durch eine Halbleitervorrichtung nach der Durchführung des Grabenausbildungsschrittes
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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4 eine
Schnittdarstellung eines Grabenausbildungsschrittes gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 und 6 graphische
Darstellungen, in welchen analytische Ergebnisse an einer Silizium-Substratoberfläche dargestellt
sind, welche mittels XPS (Röntgenstrahlen-Fotoelektronen-Spektroskopie)
erhalten wurden;
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7A bis 7E jeweils
Schnittdarstellungen zur Erläuterung
des Ablaufes eines Grabenausbildungsschrittes gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
schematische Darstellung einer Kammer, in welcher der Grabenausbildungsschritt gemäß der dritten
Ausführungsform
durchführbar
ist; und
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9 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
einer Beziehung zwischen Ätzzeit
und Streckungsverhältnis,
wenn ein Graben gemäß des Standes
der Technik ausgebildet wird.
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In
den einzelnen Figuren der 1 ist ein Grabenausbildungsschritt
gemäß einer
ersten Ausführungsform
dargestellt, wobei die vorliegende Erfindung dafür angewendet wird, in einer
Halbleitervorrichtung einen Graben auszubilden. Dieser Grabenausbildungsschritt
gemäß der ersten
Ausbildungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1A bis 1E näher erläutert.
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[In 1A dargestellter
Schritt]
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Ein
Oxidfilm (SiO2) wird auf einem Siliziumsubstrat 1 (Si)
ausgebildet. In einem bestimmten Bereich, d. h. in einem Bereich,
in welchem ein Graben auszubilden ist, wird der Oxidfilm teilweise
geöffnet oder
entfernt, um eine Oxidfilm-Maske 2 zu bilden. Im Ergebnis
wird ein Bereich freigelegt, in welchem das Si-Substrat 1 zu ätzen ist.
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Danach
wird das Si-Substrat 1 in eine Kammer gebracht. 2 ist
eine schematische Darstellung dieser Kammer. Die Kammer 21,
welche als Vakuum- oder Unterdruckkammer ausgebildet ist, weist einen
Gaseinbringeinlaß oder
Gaseinlaß 22 und
einen Abgas-Auslaß oder
Gasauslaß 23 auf.
Der Gaseinlaß 22 ist
mit Gasleitungen 22a, 22b und 22c verbunden,
um eine Mehrzahl von unterschiedlichen Gasarten zuzuführen. Die
Anzahl von Gasleitungen entspricht der Anzahl von einzubringenden
Gasarten. Jede der Gasleitungen 22a, 22b und 22c weist ein
Ventil 24a, 24b und 24c auf, um das Einbringen eines
jeden Gases in die Kammer 21 steuern zu können. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind drei Gasleitungen 22a, 22b und 22c mit
dem Gaseinlaß 22 verbunden,
wobei eine Gasleitung Sauerstoffgas (O2),
eine weitere Gasleitung Argongas (Ar) und die dritte Gasleitung
ein Ätzgas
führt.
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Zwei
Elektroden 26a und 26b, welche in Verbindung mit
Hochfrequenz-Energieversorgungen 25a und 25b sind,
sowie eine Masseelektrode 27, welche der Elektrode 26a gegenüberliegt,
sind in der Kammer 21 angeordnet. Auf diese Weise wird
eine zugeführte
HF-Energie an dem Si-Substrat 1 angelegt oder auf dieses
aufgebracht.
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Das
Si-Substrat 1 wird in der so aufgebauten Kammer 21 auf
der Elektrode 26a angeordnet. Nachfolgend wird der Vakuum-
oder Unterdruckgrad in der Kammer über den Gasauslaß 23 unter
Verwendung einer Vakuumpumpe ausreichend erhöht. Danach wird jedes der in
Frage stehenden Gase über
den Gaseinlaß 22 in
die Kammer eingebracht und über den
Gasauslaß 23 abgeführt, so
daß der
in der Kammer 21 herrschende Druck der eingebrachten Gase konstant
gehalten wird. Danach wird das elektrische HF-Feld von den HF-Energieversorgungen 25a und 25b zugeführt, so
daß in
dem eingebrachten Gas ein Plasma erzeugt wird. Hierbei wird die
Art oder der Typ des in die Kammer 21 eingebrachten Gases
entsprechend über
die Ventile 24a, 24b und 24c zu jedem
Schritt gemäß den 1B bis 1E umgeschaltet.
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[In 1B dargestellter
Schritt]
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Nachfolgend
wird das Ätzgas
durch Öffnen der
Gasleitung 22a zum Einbringen des Ätzgases und durch Schließen der
anderen beiden Gasleitungen 22b und 22c in die
Kammer geführt.
In dieser nun herrschenden Atmosphäre wird ein erstes Grabenätzen an
dem Substrat unter Verwendung der Oxidfilm-Maske 2 als
Maskierung durchgeführt.
Dieses Trockenätzen
wird so eingestellt oder gesteuert, daß das Si-Substrat 1 bis
zu einer bestimmten Tiefe geätzt
wird. Auf diese Weise wird ein anfänglicher Graben oder Ausgangsgraben 4 (1B)
im Si-Substrat 1 gebildet. Dieses Trockenätzen wird
durch ein reaktives Ionenätzen
(RIE = reactive ion etching) wie folgt durchgeführt: SF6,
Cl2 oder dergleichen wird als Ätzgas eingebracht
und in dem SF6 wird durch Anlegen eines
entsprechenden elektrischen HF-Feldes an das SF6 in
der Kammer 21 ein Plasma 3 erzeugt, so daß ein Winkel
einer Seitenwand des Grabens innerhalb von 90 ± 1 Grad liegt, wobei die
Beziehung zwischen Ätzzeit
und Tiefe entsprechend geführt wird.
Wenn der Winkel des Grabens, d. h. der Grabenseitenwände auf
innerhalb 90 ± 1
Grad eingestellt ist, kann verhindert werden, daß die Breite oder Weite des
Grabens 4 zu- oder abnimmt.
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[In 1C dargestellter
Schritt]
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Die
Gasleitung 22a zum Einbringen des Ätzgases wird geschlossen und
die Gasleitungen 22b und 22c zum Einbringen des
Ar-Gases und des O2-Gases werden unter Verwendung
der Ventile 24b und 24c zugeführt, so daß das in die Kammer 21 eingebrachte
Gas vom Ätzgas
zu einer Mischung aus Ar-Gas und O2-Gas
umgeschaltet wird, wobei das Si-Substrat 1 in der Kammer 21 verbleibt.
Nachfolgend wird in der Mischung aus Ar-Gas und O2-Gas ein
Plasma 5 durch Anlegen des elektrischen HF-Feldes an die
Gasmischung erzeugt. Reaktionsprodukte 8, welche sich an
der Seitenwand bzw. den Seitenwänden
des Grabens (d. h. der inneren Oberfläche) während des Ätzens im Schritt von 1B niedergeschlagen
haben, werden durch Sauerstoffionen oder eines Sputter-Effekts aufgrund
von Sauerstoffradikalen 6 und Ar-Ionen 7 durch
Bearbeitung des Si-Substrates 1 in der Plasmaatmoshäre entfernt.
Diese Reaktionsprodukte umfassen sämtliche Niederschläge oder
Abscheidungen an den Seitenwänden,
welche sich aufgrund einer reziproken Wirkung oder Reaktion zwischen
den Seitenwänden
des Grabens 4 und dem Plasma während des Ätzens ergeben haben. Durch
Entfernung der Reaktionsprodukte 8 kann ein Si-Teil an
einer inneren Oberfläche
des Grabens freigelegt werden.
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[In 1D dargestellter
Schritt]
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Nachfolgend
wird nur die Gasleitung 22b zum Einbringen des O2-Gases durch Ansteuerung der Ventile 24a, 24b und 24c geöffnet, so
daß nur
das O2-Gas in die Kammer 21 geführt wird.
Durch Anlegen des elektrischen HF-Feldes an die Kammer 21 wird
nachfolgend ein O2-Plasma erzeugt. Ein Oxid-Schutzfilm (SiO2) 11 wird an den Seitenwänden des
Grabens 4 durch Wirkung von Sauerstoffionen 10 (oder
Sauerstoffradikalen) ausgebildet, wenn das Si-Substrat 1 in
dieser Plasmaatmosphäre
bearbeitet wird.
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[In 1E dargestellter
Schritt]
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Nachfolgend
wird nur die Gasleitung 22a zum Einbringen des Ätzgases
unter entsprechender Ansteuerung der Ventile 24a, 24b und 24c geöffnet, so
daß das
in die Kammer 21 ein gebrachte Gas wieder auf das Ätzgas 3 umgeschaltet
wird. Nachfolgend wird wieder das elektrische HF-Feld an die Kammer 21 angelegt.
Auf diese Weise wird ein Teil des Oxid-Filmes 11, der an den inneren
Seitenwänden des
Ausgangsgrabens 4 und an der Bodenfläche des Ausgangsgrabens 4 gebildet
worden ist, durch anisotropes Ätzens
entfernt, so daß das
Si-Substrat 1 an der Bodenfläche des Grabens 1 freigelegt
wird (der Oxid-Schutzfilm ist an der Bodenfläche des Ausgangsgrabens 4 dünner als
an den Seitenwänden). Im
Ergebnis kann ein zweiter Ätzvorgang
mittels RIE an dem Si-Substrat 1 an
der Bodenfläche
des Grabens 4 erfolgen.
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Der Ätzbetrag
pro einem reaktiven Ionenätzen
kann dadurch gesteuert werden, daß entweder die Ätztiefe
oder die Ätzzeit überwacht
werden, so daß der
Oxid-Schutzfilm 11, der vor dem reaktiven Ionenätzen ausgebildet
worden ist, nach wie vor die gesamte Seitenwand des Grabens 4 bedeckt,
auch dann, wenn das reaktive Ionenätzen abgeschlossen ist. Hierbei
wird gleichzeitig ein Reaktionsprodukt an der inneren Oberfläche des
Grabens 4, der tiefer geworden ist, ausgebildet.
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Danach
werden die in den 1C bis 1E gezeigten
Schritte, in welchen ein Oxidfilm 11 erneut an der inneren
Oberfläche
des Grabens 4 ausgebildet wird und das Ätzen an der Bodenfläche des Grabens 4 fortschreitet,
wiederholt durchgeführt,
bis der Graben 4 die gewünschte Tiefe erreicht hat.
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Ein
experimentelles Ergebnis, welches unter Verwendung der oben beschriebenen
Schritte gemäß dieser
Ausführungsform
erhalten worden ist, wird nachfolgend im Vergleich mit einem experimentellen
Ergebnis beschrieben, welches unter Verwendung des Verfahrens erhalten
wurde, wie es in der
US-PS 5,501,893 offenbart
ist (nachfolgend ”bekanntes
Verfahren” genannt).
Zuerst wird ein Si-Substrat mit 15,24 cm (6 Inch) Durchmesser, welches
mit einer Oxidfilm-Maske gemu stert ist, wie beim bekannten Verfahren
unter Verwendung einer RIE-Vorrichtung geätzt. Wenn ein Standardätzen für 18 Minuten und
45 Sekunden durchgeführt
wird, beträgt
in einem Abschnitt, wo die Öffnungsbreite
der Maske 0,5 μm beträgt, die
Grabentiefe 12,3 μm,
die Öffnungsbreite des
Grabens 0,74 μm
und das Streckungsverhältnis 16,6.
Wenn jedoch das Ätzen
unter Verlängerung
der Ätzzeit
weiter durchgeführt
wird, nimmt die Grabenbreite allmählich zu. Wenn beispielsweise
das Ätzen
70 Minuten
lang durchgeführt,
beträgt
die Grabentiefe 22,1 μm,
die Grabenbreite 0,91 μm
und das Streckungsverhältnis
24,3. Mit anderen Worten, das Streckungsverhältnis nähert sich einem End- oder Grenzwert
an. Rechnerisch läßt sich
ermitteln, daß das Streckungsverhältnis seinen
Grenzwert bei annähernd
25 hat, selbst dann, wenn die Ätzzeit
noch weiter verlängert
wird.
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Die
Schritte gemäß den 1A bis 1E der
erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden demgegenüber
so durchgeführt,
daß das
Si-Substrat 1 unter den gleichen Ätzbedingungen wie beim bekannten
Verfahren und unter zur Hilfenahme der gleichen RIE-Vorrichtung
wie im bekannten Verfahren durchgeführt wird. Danach werden die
in den 1A bis 1E gezeigten
Schritte erneut durchgeführt, um
den Graben 4 zu bilden. Hierbei erfolgt das Plasmaätzen gemäß der 1B und 1E zehn
Minuten lang, so daß die
gesamte Ätzzeit 30 Minuten
beträgt.
Mit anderen Worten, der Graben 4 wird durch zwei Schritte
gebildet, in welchen der Oxid-Schutzfilm 11 zweimal
an der inneren Oberfläche
des Grabens ausgebildet wird.
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Im
Ergebnis beträgt
in einem Abschnitt, wo die Öffnungsbreite
der Maske 0,5 μm
beträgt,
die Grabentiefe 19,4 μm,
die Öffnungsbreite
des Grabens 0,58 μm
und das Streckungsverhältnis
33,4. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren dieser Ausführungsform
einen Graben erzeugen, der im Vergleich zum bekannten Verfahren
ein weitaus höheres
Streckungsverhältnis
hat. Mit anderen Worten, bei der er findungsgemäßen Ausführungsform kann verhindert
werden, daß sich
die Öffnungsbreite
des Grabens während
des Ätzens
erhöht
(Ätzangriff
in Richtung der Breite), indem der Oxid-Schutzfilm an der inneren Oberfläche des
Grabens 4 ausgebildet wird.
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Wie
oben beschrieben, wird der Oxid-Schutzfilm 11, der verhindert,
daß sich
die Grabenbreite während
des Plasmaätzens
zur Ausbildung des Grabens erhöht,
wiederholt ausgebildet. Somit kann ein Graben mit hohem Streckungsverhältnis durch
im Vergleich zum bekannten Verfahren einfache Verfahrensschritte
ausgebildet werden.
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Als
Ergebnis dieses Grabenausbildungsschrittes erhält das Si-Substrat 1 eine
Kammform, indemes mit einem bestimmten Muster mehrfach unterteilt
wird, so daß sich
eine Halbleitervorrichtung, beispielsweise ein Halbleiter-Beschleunigungssensor,
ein Halbleiter-Winkelgeschwindigkeitssensor oder dergleichen herstellen
läßt, die
einen Erkennungsabschnitt für
eine physische Größe hat,
welche eine kammförmige
Struktur aufweist.
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Nachfolgend
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
sind ein Reaktionsprodukt-Entfernungsschritt (gemäß 1C der
ersten Ausführungsform)
bei dem das Plasma in der Mischung aus Ar-Gas und O2-Gas
verwendet wird und der Ausbildungsschritt des Oxid-Schutzfilmes (1D der
ersten Ausführungsform)
unter Verwendung des O2-Plasmas durch einen
Reaktionsprodukt-Entfernungsschritt und eine Oxidation der inneren
Oberfläche
des Grabens unter Verwendung von Sauerstoff ersetzt, welcher durch
UV-Strahlen (ultraviolettes Licht) angeregt wird. In 4 ist
diese Vorgehensweise gezeigt. Es sei hier festzuhalten, daß die Schritte
der 1A, 1B und 1E gemäß der ersten
Ausführungsform
im wesentlichen nochmals durchgeführt werden, so daß eine nochmalige Erläuterung
nicht erfolgt.
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Gemäß 4 werden
UV-Strahlen 14 auf das Si-Substrat 1 in der Kammer 21 gemäß 2 mit strömendem Sauerstoffgas
hierin gerichtet. Sauerstoffmoleküle 15, welche sich
im Bereich der inneren Oberfläche
des Grabens 4 befinden, werden durch die UV-Strahlen 14 angeregt
und in Ozon (O3), einen Radikal-Zustand
oder den Ionen-Zustand umgewandelt. In diesen Zuständen sind
die Sauerstoffmoleküle 15 chemisch
hoch aktiv und es kann mit ihnen leicht eine Oxidation durchgeführt werden.
Wenn die Sauerstoffmoleküle 15 unter
derartigen Bedingungen auf die innere Oberfläche des Grabens 5 auftreffen, wird
das Reaktionsprodukt (beispielsweise ein Film auf Polymerbasis)
abgelöst
und in den gasförmigen Zustand übergeführt und
das Reaktionsprodukt wird so entfernt. Weiterhin wird ein Oxidfilm
(SiO2) 16 an der inneren Oberfläche des
Grabens 4 aufgrund einer Oxidation der freiliegenden Siliziumoberfläche des
Grabens 4 ausgebildet.
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Die
Auswirkungen des Verfahrens gemäß der zweiten
Ausführungsform
werden nachfolgend anhand eines experimentellen Ergebnisses erläutert.
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5 ist
eine graphische Darstellung, in der analytische Ergebnisse einer
Silizium-Substratoberfläche
dargestellt sind, wie sie durch XPS (X-ray photoelectron spectroscopy
= Röntgenstrahl-Fotoelektronen-Spektroskopie)
erhalten wurden. Bei dieser Untersuchung wird eine Probe dadurch
erzeugt, daß absichtlich
ein Reaktionsprodukt abgeschieden wird, welches an der inneren Oberfläche des
Grabens 4 anhaftet und welches ein Dünnfilm auf Polymerbasis ist,
oder aber welches auf der gesamten Oberfläche des Si-Substrates ausgebildet wird. Mit XPS
werden vorhandene Komponenten und Kombinationsarten gemessen. Beim
Ergebnis erscheinen Spitzen für Kohlenstoff
(C) und Fluor (F) mit hohen Intensitäten. Es zeigt sich, daß die Oberfläche des
Si-Substrates mit
einem Film bedeckt ist, der hauptsächlich aus einer C-F-Verbindung
besteht, d. h., einem Film auf Polymerbasis.
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Demgegenüber zeigt 6 eine
graphische Darstellung von Untersuchungsergebnissen an einer Siliziumsubstrat-Oberfläche mittels
XPS. Bei dieser Untersuchung wird nach Bestrahlen des Substrates, welches
auf gleiche Weise wie dasjenige von 5 ausgebildet
worden ist, wobei Sauerstoffgas zur Anwendung gelangte, die Oberfläche des
Substrates mittels XPS untersucht. Beim Ergebnis zeigt sich, daß die Spitzenwerte
betreffend Kohlenstoff (C) und Fluor (F) niedriger werden und eine
Spitze für
Sauerstoff (O) anstelle hiervon mit hoher Intensität auftritt. Der
Spitzenwert für
Silizium (Si) wird ebenfalls hoch. Es kann somit gefolgert werden,
daß sich
ein Oxidfilm 16 (SiO2) auf der
Oberfläche
des Substrates nach Entfernung des Polymerfilmes ausgebildet hat. Wenn
gemäß obiger
Beschreibung die UV-Strahlen mit strömendem Sauerstoffgas verwendet
werden, tritt an der inneren Oberfläche des Grabens eine starke
Oxidationswirkung ein, so daß das
an der inneren Oberfläche
des Grabens haftende Reaktionsprodukt entfernt und anstelle hiervon
ein Oxidfilm ausgebildet wird. Um den Bestrahlungsschritt mit ultravioletter Strahlung
durchzuführen,
kann das Sauerstoffgas 13 durch die Kammer 21 gemäß 2 strömen, wobei die
UV-Strahlen 14 von der Kammeraußenseite her durch ein Fenster
aus Silikatglas eingebracht werden oder indem die UV-Strahlen 14 von
der Kammeraußenseite
her über
einen Lichtleiter oder dergleichen direkt eingebracht werden.
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Weiterhin
können
die UV-Strahlen 14 in eine andere Kammer eingebracht werden,
welche mit der Ätzkammer 21 in
Verbindung steht, wobei das Sauerstoffgas 13 entsprechend
geführt
wird und wobei das Si-Substrat von der Ätzkammer 21 in die
andere Kammer bewegt wird. Da die Kammern miteinander in Verbindung
stehen, ist diese Vorgehensweise immer noch effektiv im Vergleich
zu dem Fall, indemdas Si- Substrat 1 aus
der Kammer 21 entnommen und in einer separaten Oxidationsvorrichtung
oxidiert wird.
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Wenn
der Ätzschritt
wiederholt wird, wobei der Ausbildungschritt für den Schutzfilm zwischengeschaltet
wird, wird ein vernachlässigbar
kleiner Ebenensprung (Stufe) an der inneren Oberfläche des Grabens 4 erzeugt.
Dieser Abschnitt mit dem Ebenensprung oder der Stufe wird wie folgt
erzeugt: wenn das Ätzen
von dem Bodenabschnitt des Grabens 4 aus weiter fortschreitet,
wird, da in diesem Abschnitt kein Schutzfilm an der Seitenwand des
Grabens vorhanden ist, die Grabenbreite gegenüber der mit dem Schutzfilm
bedeckten Seitenwand etwas vergrößert. Wie
bereits erwähnt,
ist dieser Stufenabschnitt jedoch vernachlässigbar klein.
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Eine
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die 7A bis 7E zeigen
einen Grabenausbildungsschritt für
eine Halbleitervorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform.
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[In 7A dargestellter
Schritt]
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Der
Oxidfilm SiO2 wird auf dem Siliziumsubstrat
(Si) 1 ausgebildet. In einem bestimmten Bereich, d. h.
einem Bereich, wo ein Graben auszubilden ist, wird der Oxidfilm
teilweise geöffnet
oder entfernt, um die Oxidfilm-Maske 2 zu bilden.
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[In 7B gezeigter
Schritt]
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Das
Si-Substrat 1 wird in die Kammer 21 von 2 gebracht.
SF6, Cl2 oder dergleichen
wird als Ätzgas
in die Kammer 21 gebracht. In diesem Ätzgas wird durch Anlegen eines
entsprechenden elektrischen HF-Feldes ein Plasma, beispielsweise
ein induktiv gekoppeltes Plasma in der Kammer 21 erzeugt.
Unter Verwendung dieses Plasmas wird das Grabenätzen mit hoher Anisotropie
an dem Si-Substrat 1 durch geführt, so daß in dem Substrat 1 der
Graben 4 ausgebildet wird. Bei diesem Ätzvorgang wird die Ätzzeit überwacht
oder gesteuert, so daß das Si-Substrat 1 bis
zu einer bestimmten Tiefe geätzt wird.
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Nachfolgend
wird entweder C4H8-Gas
oder eine Gasmischung aus CF4 und CHF3 in die Kammer 21 gebracht. Durch
Anlegen eines passenden elektkrischen HF-Feldes wird in dem C4H8 ein Plasma, beispielsweise
ein induktiv gekoppeltes Plasma erzeugt. Unter Verwendung des Plasmas
wird an der inneren Oberfläche
des Grabens 4 ein Polymerfilm 31 als erster Schutzfilm
ausgebildet. Die Prozeßzeit des
Polymer-Ausbildungsschrittes
wird gesteuert, so daß die
Dicke des Polymerfilmes 31 einen bestimmten Wert annimmt.
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[In den 7C bis 7E gezeigten
Schritte]
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Danach
werden der Grabenausbildungsschritt von 7A und
der Polymerfilmausbildungsschritt von 7B wiederholt
durchgeführt.
Hierbei sind die Grabenätzungszeit
und die Polymerfilm-Ausbildungszeit auf diejenigen Werte gesetzt,
wie sie in den Schritten der 7A und 7B gewählt worden
sind. Wenn ein Satz bestehend aus Grabenausbildungsschritt und Polymerfilm-Ausbildungsschritt als
ein Satz definiert sei, wird in dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von
Sätzen
durchgeführt.
Im Ergebnis wird der Polymerfilm an der Bodenfläche des Grabens 4 vor
demjenigen an der Seitenwand durch die Anisotropie des Ätzangriffes
während
des Grabenätzungsschrittes
entfernt. Danach wird der Graben allmählich vertieft, wenn das Ätzen weitergeführt wird.
Hierbei kann verhindert werden, daß ein seitlicher Ätzangriff
im Graben 4 erfolgt, da der Polymerfilm 31 an
der Seitenwand des Grabens 4 als Schutzfilm wirkt, bis
er vollständig
entfernt worden ist. Es sei festzuhalten, daß die 7A bis 7E dem
Schritt von 1B entsprechen.
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[In 7F gezeigter
Schritt]
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Das
an der inneren Oberfläche
des Grabens 4 befindliche Reaktionsprodukt wird durch den
gleichen Schritt wie in 1C entfernt.
Danach wird ein Oxidfilm 32 als zweiter Schutzfilm an der
inneren Oberfläche
des Grabens 4 unter Verwendung des gleichen Schrittes wie
in 1D ausgebildet.
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[In 7G dargestellter
Schritt]
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Danach
werden der Grabenausbildungsschritt und der Polymerfilm-Ausbildungsschritt
wie in den 7A bis 7E wiederholt
durchgeführt.
Da in diesem Schritt die Seitenwand des Grabens 4 aufgrund
des Polymerfilms 31 geschützt ist, wird der Oxidfilm 32 an
der Bodenfläche
des Grabens 4 vor demjenigen an der Seitenwand entfernt.
Danach erfolgt an der Bodenfläche
des Grabens 4 der Ätzangriff
weiter in Tiefenrichtung, indem die Aufbringung und Entfernung des
Primärfilms 31 abwechselnd
wiederholt wird. Demgegenüber
ist an der Seitenwand des Grabens 4 der Polymerfilm 31 an
dem Oxidfilm 32 als zweiter Schutzfilm abgeschieden, so
daß die Seitenwand
des Grabens 4 mit zwei Lagen von Schutzfilmen bedeckt ist.
Selbst wenn somit der Polymerfilm 31 während des Grabenätzungsschrittes entfernt
wird, liegt noch der Oxidfilm 32 unter dem Polymerfilm 31,
so daß das Ätzen des
Grabens weiter durchgeführt
werden kann, wobei die Seitenwand des Grabens 4 nach wie
vor geschützt
ist.
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Wenn
beim Grabenätzen
nur ein Schutzfilm, der in seitlicher Richtung während des Ätzens leicht abätzbar ist,
verwendet werden würde,
würde beim Tieferätzen des
Grabens 4 der Ätzangriff
auch in Seitenrichtung fortschreiten, so daß die Grabenbreite sich vergrößern würde. In
einem anderen Fall, indem nur ein Schutzfilm verwendet werden würde, der
eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegenüber
einem seitlich wirkenden Ätzangriff
hat, wird der Graben 4, da es schwie rig wird, das Ätzen an
der Bodenfläche
des Grabens 4 voranzutreiben, allmählich schräg verlaufend oder im Querschnitt
V-förmig,
wobei sich die Breite in Richtung Bodenfläche des Grabens 4 nach und
nach verringert, so daß schließlich der Ätzvorgang
ganz unterbrochen wird.
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Demgegenüber wird
bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
gemäß obiger
Beschreibung der Oxidfilm 32 mit hoher Haltbarkeit oder
Widerstandsfähigkeit
gegenüber
seitlichem Ätzangriff nur
einmal für
eine Mehrzahl von Grabenätzschritten ausgebildet.
Somit kann die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
seitlichem Ätzen
durch Bedecken der Seitenwand des Grabens 4 mit zwei Lagen
von Schutzfilmen erhöht
werden und weiterhin kann der Ätzfortschritt
in Tiefenrichtung des Grabens verbessert werden, indemdie Bodenfläche des
Grabens 4 lediglich mit dem Polymerfilm 31 bedeckt
wird. Somit kann verhindert werden, daß sich die Breite des Grabens 4 vergrößert und
es kann verhindert werden, daß das Ätzen aufgrund
einer zunehmenden Verjüngung
des Grabens in Tiefenrichtung aufhört.
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[In 7H dargestellter
Schritt]
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Danach
wird das an der inneren Oberfläche des
Grabens 4 haftende Reaktionsprodukt wie im Schritt 7F entfernt,
und der Oxidfilm 32 wird als zweiter Schutzfilm an der
inneren Oberfläche
des Grabens 4 ausgebildet. Auf diese Weise wird der Oxidfilm
als zweiter Schutzfilm durch Durchführung mehrerer Schritte ausgebildet,
welche den Grabenätzschritt
und den Polymerfilm-Ausbildungsschritt beinhalten.
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[In 7I dargestellter
Schritt]
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Nachfolgend
wird der Satz mit dem Grabenätzschritt
und dem Polymerfilm-Ausbildungsschritt wiederholt. Die Auswirkung
ist die gleiche wie in 7G, da die Seitenwand des Grabens 4 während des
Grabenätzens
mit zwei Lagen von Schutzfilmen abgedeckt ist.
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Nachdem
die Schritte der 7F bis 7I abhängig von
der gewünschten
Tiefe des Grabens 4 mehrfach wiederholt worden sind, ist
schließlich
der Graben 4 mit der gewünschten Tiefe ausgebildet. Wie
oben beschrieben ist hierbei das Streckungsverhältnis des Grabens 4 weiter
erhöht,
da mit diesem Verfahren die Breite des Grabens 4 gering
gehalten werden kann und verhindert werden kann, daß sich der
Graben in Tiefenrichtung gesehen allmählich verjüngt.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden unterschiedliche Gase in dem Grabenätzschritt und dem Polymerfilm-Ausbildungsschritt
verwendet. Es kann jedoch gemäß 8 eine
Gasleitung 22a' zur
Ausbildung des Polymerfilmes zusätzlich
bei der Kammer 21 zu der Gasleitung 22a für den Grabenätzschritt vorgesehen
werden, so daß diese
Gasleitungen 22a und 22a' in jedem Schritt umgeschaltet
werden.
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Nachfolgend
seien noch Abwandlungen und Weiterbildungen der Erfindung erläutert.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird das an der innern Oberfläche
des Grabens 4 entstehende Reaktionsprodukt im Schritt gemäß 1C entfernt.
Auf diesen Schritt kann jedoch verzichtet werden, wenn der Plasmaerzeugungszustand
oder die Plasmaerzeugungsbedingungen im Schritt 1D entsprechend
abgewandelt werden.
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In
der ersten Ausführunsform
wird der Oxidfilm 11 als Schutzfilm für die Seitenwand des Grabens 4 erzeugt;
anstelle hiervon kann jedoch auch ein Nitridfilm (SiNx)
als Schutzfilm erzeugt werden. Mit dieser Abwandlung lassen sich
die gleichen Ergebnisse wie in der beschriebenen ersten Ausführungsform
erzielen.
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Weitherhin
wird in der dritten Ausführungsform
der Oxidfilm als zweiter Schutzfilm verwendet; anstelle hiervon
kann als zweiter Schutzfilm genauso gut ein Nitridfilm verwendet
werden. In diesem Fall wird der Nitridfilm als (zweiter) Schutzfilm
durch Verwendung eines Gases, welches Stickstoff (N2)
enthält,
in den Schritten der 1C und 1D oder der 1F und 1H und
durch Bearbeiten des Si-Substrates in einer Stickstoffplasma-Atmosphäre gebildet
werden. Insbesondere in dem Fall, in welchem eine Resistmaske anstelle
der Oxidfilmmaske 2 verwendet wird kann die Resistmaske
während
des Oxidfilm-Ausbildungsschrittes vollständig beseitigt werden. Insbesondere
ist diese Abwandlung dann vorzuziehen, wenn die Resistmaske als
Maskierung verwendet wird, da die Resistmaske in einem Stickstoffplasma
nicht beseitigt wird. In diesem Fall kann der Schritt zum Entfernen
des Reaktionsproduktes von der inneren Oberfläche des Grabens 4 weggelassen
werden, indemdie Plasmaerzeugungsbedingungen im Schritt der 1D oder 7F und 7G entsprechend
modifiziert werden. Mit anderen Worten, der Oxidfilm (oder Nitridfilm)
kann mit Entfernen des Reaktionsproduktes alleine durch das Sauerstoffplasma
(oder Stickstoffplasma) gebildet werden.
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Weiterhin
kann im Schritt von 7F der dritten Ausführungsform
das Reaktionsprodukt an der inneren Oberfläche des Grabens 4 entfernt
werden oder die innere Oberfläche
des Grabens 4 kann oxidiert werden, indem ein Sauerstoffgas,
welches durch die UV-Strahlen angeregt worden ist, eingebracht wird
und indem ein Plasma des angeregten Sauerstoffgases in der Kammer 21 erzeugt
wird.
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Weiterhin
wird in der dritten Ausführungsform
der Oxidfilm als zweiter Schutzfilm durch eine Mehrzahl von Sätzen ausgebildet,
von denen jeder den Grabenätzprozeß und den
Polymerfilmausbildungsschritt beinhaltet. Die Anzahl von Sätzen, welche
zwischen jedem der zweiten Schutzfilm-Ausbildungsschritte durchgeführt wird,
wird so bestimmt, daß die
Sätze enden,
bevor der Oxidfilm (oder Nitridfilm) als zweiter Schutzfilm von
der Seitenwand des Grabens 4 während des Grabenätzschrittes
entfernt wird. Unter Verwendung dieser Abwandlung ist die Seitenwand
des Grabens stets gegenüber Ätzangriffen
durch den stets vorhandenen Oxidfilm (oder Nitridfilm) geschützt, so
daß zuverlässig verhindert
werden kann, daß sich
die Breite des Grabens erhöht.
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Weiterhin
können
die Erzeugungsbedingungen des Plasmas während des Grabenätzschrittes und
des Polymerfilmausbildungsschrittes entsprechend abgewandelt oder
modifiziert werden, wenn der Graben 4 vertieft wird. Allgemein
gesagt, wenn der Graben mit festgelegten Plasmaerzeugungsbedingungen
während
des Grabenätzschrittes
und des Polymerfilmausbildungsschrittes bearbeitet wird, ändert sich
der Graben allmählich
in die sich verjüngende
Form, da die Menge von Ätzmittel,
welches an der Bodenfläche
des Grabens ankommt, abnimmt. Wenn somit die Plasmabedingungen oder
Plasmaerzeugungsbedingungen entsprechend eingestellt und geändert werden,
kann verhindert werden, daß die Ätzleistung
abnimmt und der Graben somit in Bodenrichtung sich verjüngt. Beispielsweise
kann die Beschleunigungsspannung von Ionen in Richtung des Substrates
erhöht
werden, wenn während
des Grabenätzschrittes
der Graben sich vertieft. Ähnliche
Abwandlungen können
bei der Erzeugung von Sauerstoffplasma (oder Stickstoffplasma) während des Ausbildens
des zweiten Schutzfilmes und der Prozeßzeit hiervon angewandt werden.
Allgemein gesagt, je tiefer der Graben wird, um so leichter kann die
Seitenwand des Grabens 4 angeätzt werden, da die auftreffenden
Ionen schräg
auftreffen oder aus anderen Gründen.
Durch Änderung
der Plasmabedingungen des Sauerstoff- oder Stickstoffplasmas kann
somit die Seitenwand des Grabens vollständig geschützt werden. Beispielsweise
können
die Plasmaerzeugungsbedingungen bei tieferwerdendem Graben geändert werden,
oder die Prozeßzeit
kann bei tiefer werdendem Graben verlängert werden, um die Ausbildung
des Oxydfilms zu erleichtern.
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Beschrieben
wurde somit ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung,
mit welchem ein Graben wirksam ausgebildet werden kann, welcher
ein hohes Streckungsverhältnis
hat, wobei das Verfahren relativ einfache Schritte aufweist. Ein
anfänglicher
Graben oder Ausgangsgraben wird durch reaktives Ionenätzen unter
Verwendung einer Oxidfilmmaske als Ätzmaske in einem Siliziumsubstrat ausgebildet.
Nach Ausbilden eines schützenden Oxidfilms
an einer inneren Oberfläche
des Grabens wird ein Teil des schützenden Oxidfilms an der Stelle der
Bodenfläche
des Grabens durch reaktives Ionenätzen entfernt, so daß ein Weiterätzen des
Siliziumsubstrates durch die Bodenfläche des Grabens erfolgen kann.
Der Schritt des Ausbildens des schützenden Oxifilmes und der Schritt
des erneuten Ätzens
der Bodenfläche
des Grabens werden wiederholt durchgeführt, so daß schließlich der Tiefe des Grabens
eine bestimmte Tiefe erreicht. Die einzelnen Schritte werden in
einer gemeinsamen Kammer unter Verwendung von Plasma durchgeführt, welches durch
Umschalten zwischen in die Kammer einzubringenden Gasen prozeßgesteuert
wird.