(57)【要約】【課題】  シリコンの異方性エッチング方法を提供する。【解決手段】  良好な側壁プロファイルを有するようにポリマ形成、選択的なポリマ除去及びエッチング段階を順次に実行する。ポリマ形成工程を実行して側壁及び底にポリマを形成する。選択的なポリマ除去は側壁に形成されたポリマはそのまま残存させて、底に形成されたポリマを選択的に除去する。これによって、エッチング段階で側壁に残存するポリマが側壁がエッチングされることを防止し、ポリマが除去された底に対してエッチングが進行する。【選択図】      図１
2005123550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマを異方性エッチングする方法において、
シリコン表面の一部を露出させるエッチングマスクを前記シリコン表面上に形成し、
前記エッチングマスクの側壁及び露出された前記シリコン表面にポリマを形成し、
前記シリコン表面上の前記ポリマを選択的に除去し、
露出された前記シリコン表面をエッチングすることを特徴とする異方性エッチング方法。
【請求項２】
前記ポリマを形成する段階と、前記選択的に前記ポリマを除去する段階と、前記シリコン表面をエッチングする段階とを繰り返して実施することを特徴とする請求項１に記載の異方性エッチング方法。
【請求項３】
前記エッチングマスクはフォトレジスト、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜、およびこれらの組み合わせ膜のうちいずれか一つで形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異方性エッチング方法。
【請求項４】
前記ポリマを形成する段階はフッ化炭素系ガス及びアルゴンガスを使用し、前記選択的に前記ポリマを除去する段階及び前記シリコン表面をエッチングする段階はＳＦ６ガス及びアルゴンガスを使用することを特徴とする請求項３に記載の異方性エッチング方法。
【請求項５】
前記フッ化炭素系ガスはＣ４Ｆ８ガスを含み、前記選択的にポリマを除去する段階及び前記シリコン表面をエッチングする段階はＨＢｒガスをさらに使用することを特徴とする請求項４に記載の異方性エッチング方法。
【請求項６】
前記選択的にポリマを除去する段階は前記シリコン表面をエッチングする段階に比べて相対的に高いバイアスパワー及び低圧力を使用し、前記ポリマを形成する段階は前記選択的にポリマを除去する段階に比べて相対的に低いバイアスパワーを使用することを特徴とする請求項４に記載の異方性エッチング方法。
【請求項７】
前記選択的にポリマを除去する段階は約２０乃至５０Ｗ範囲のバイアスパワーを使用し、前記シリコン表面をエッチングする段階は約１乃至５Ｗ範囲のバイアスパワーを使用することを特徴とする請求項４に記載の異方性エッチング方法。
【請求項８】
前記選択的にポリマを除去する段階は約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力を使用し、前記シリコン表面をエッチングする段階は約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力を使用することを特徴とする請求項４に記載の異方性エッチング方法。
【請求項９】
前記選択的にポリマを除去する段階は約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力を使用し、前記シリコン表面をエッチングする段階は約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力を使用することを特徴とする請求項８に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１０】
前記ポリマを形成する段階は約５乃至３０ｍＴの圧力を使用し、前記選択的にポリマを除去する段階及び前記シリコン表面をエッチングする段階よりも相対的に低いバイアスパワーを使用することを特徴とする請求項９に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１１】
前記ポリマを形成する段階はバイアスパワーを使用しないことを特徴とする請求項１０に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１２】
前記選択的にポリマを除去する段階は前記シリコン表面をエッチングする段階に比べて相対的に高いバイアスパワー及び低圧力を使用し、前記ポリマを形成する段階は前記選択的にポリマを除去する段階に比べて相対的に低いバイアスパワーを使用することを特徴とする請求項５に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１３】
前記選択的にポリマを除去する段階は約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力を使用し、前記シリコン表面をエッチングする段階は約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力を使用し、
前記選択的にポリマを除去する段階は約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力を使用し、前記シリコン表面をエッチングする段階は約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力を使用し、
前記ポリマを形成する段階は約５乃至３０ｍＴの圧力を使用し、前記選択的にポリマを除去する段階及び前記シリコン表面をエッチングする段階より相対的に低いバイアスパワーを使用することを特徴とする請求項５に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１４】
前記ポリマを形成する段階はバイアスパワーを使用しないことを特徴とする請求項１３に記載の異方性エッチング方法。
【請求項１５】
前記ポリマを形成する前に、前記エッチングマスクにより露出された前記シリコン表面をエッチングすることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の異方性エッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコンのエッチング方法に係り、さらに詳細には、エッチングガスを使用したシリコンの異方性エッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、拡散工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、薄膜蒸着工程、イオン注入工程などが使用される。通常は、シリコン基板に活性領域を形成した後に、導電膜または絶縁膜を蒸着し、これらの所定の部分をエッチングして所望のパターンを形成し、絶縁膜の所定の部分を通じて導電膜（または導電膜パターン）を互いに連結させることを含む。
【０００３】
シリコンは半導体製造工程で一般的に使用される物質で、単結晶状態ではシリコンウェーハ（シリコン基板）として、または気相蒸着法などによるシリコン膜として、半導体製造工程に使用される。シリコン基板またはシリコン膜は半導体製造工程中にエッチングされる。例えば、素子の電気的分離のための素子分離領域を形成するため、シリコン基板をエッチングして所定の深さのトレンチを形成し、ここに絶縁物質を埋め立てる。また、トランジスタを構成するゲート電極をシリコンで形成する場合に、シリコン膜を蒸着した後に、これを異方性エッチングしてゲート電極を形成する。このように、トレンチ形成工程及びシリコンゲート形成工程では、エッチングマスクにより露出されたシリコン表面が異方性エッチングされる。この場合、所望のパターンを画定するエッチングマスクはエッチングされず、シリコンだけがエッチングされなければならない。すなわち、エッチングマスクとシリコンとの間に高いエッチング選択比がなければならない。しかし、高いエッチング選択比を有する条件でエッチングを行った場合、側面方向へのシリコンエッチングが起こり得る。一方、側面方向へのエッチングを抑制するため、エッチング選択比の低い条件でエッチングすれば、エッチングマスクがエッチングされて所望の大きさのパターン（トレンチの広さまたはゲートの長さ）を得ることができないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、エッチングマスクとシリコンとの間に高いエッチング選択比を有し、かつ側面方向へのシリコンエッチングが発生しない新しい異方性エッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一実施の形態による異方性エッチング方法は、シリコン表面の一部を露出させるエッチングマスクをシリコン表面上に形成し、エッチングマスク上部、側壁及び露出されたシリコン表面にポリマを形成し、シリコン表面上及びエッチングマスク上部のポリマを選択的に除去してマスク側壁にのみポリマを残し、露出されたシリコン表面をエッチングする。
【０００６】
ポリマを形成する段階、選択的にポリマを除去する段階及びシリコン表面をエッチングする段階を繰り返して実施することによって、所望の深さのトレンチを形成することができる。
【０００７】
前記異方性エッチング方法で、ポリマを形成する前に、エッチングマスクにより露出されたシリコン表面をエッチングすることをさらに含んでも良い。
【０００８】
選択的にポリマを除去する段階でシリコン底の表面のポリマ及びエッチングマスク上部の表面のポリマは除去され、側壁（エッチングマスクの側壁及びエッチングされたシリコンの側壁）のポリマは残存するため、後続するシリコンエッチング段階で側壁方向へのエッチングが発生しないようになる。したがって、シリコンエッチング段階でエッチングマスク及びシリコンの間の高いエッチング選択比を有する条件でエッチングを進行させることができる。
【０００９】
前記異方性エッチング方法で、エッチングマスクはフォトレジスト、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、クロムなどの金属膜またはこれらの組み合わせ膜のうちいずれか一つで形成することができる。
【００１０】
ポリマを形成する段階は、フッ化炭素系ガス及びアルゴンガスを使用する。選択的にポリマを除去する段階及びシリコン表面をエッチングする段階は同一のガスを使用し、互いに異なる圧力条件及びバイアス条件で進行させる。例えば、選択的にポリマを除去する段階及びシリコン表面をエッチングする段階はＳＦ６ガス及びアルゴンガスを使用する。例えば、フッ化炭素系ガスはＣ４Ｆ８ガスを含む。シリコン表面をエッチングする段階及び選択的にポリマを除去する段階はＨＢｒガスをさらに含んでも良い。ＨＢｒガスは側壁を保護する機能をすると推測される。
【００１１】
選択的にポリマを除去する段階はシリコン表面をエッチングする段階に比べて相対的に高いバイアスパワー、低い圧力、及び低いバイアスパワーを使用し、ポリマを形成する段階は選択的にポリマを除去する段階に比べて相対的に低いバイアスパワーを使用する。
【００１２】
高いバイアスパワー、低い圧力条件及び低いソースパワー条件で行なわれる選択的なポリマ除去段階は垂直方向エッチング特性をさらに向上させ、底のポリマを非常に効果的に除去する。
【００１３】
一方、シリコンエッチングは低いバイアスパワーを使用するので、エッチングマスクはエッチングされず（高いエッチング選択比、例えば、シリコンと酸化膜エッチングマスクとの間のエッチング率が約３００：１乃至５００：１程度）、高い圧力条件で行なわれるので、高いエッチング速度で露出されたシリコンをエッチングする。一方、側面にはポリマがあるので、側面方向へのエッチングは進行しないようになる。
【００１４】
具体的に言うと、選択的にポリマを除去する段階は約２０乃至５０ワットＷ範囲のバイアスパワーを使用し、シリコン表面をエッチングする段階は約１乃至５ワットＷ範囲のバイアスパワーを使用する。
【００１５】
選択的にポリマを除去する段階は約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力を使用し、シリコン表面をエッチングする段階は約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力を使用し、ポリマを形成する段階は選択的にポリマを除去する段階及びシリコン表面をエッチングする段階よりも相対的に低いバイアスパワーを使用する。望ましくは、ポリマを形成する段階はバイアスパワーを使用しない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の異方性エッチング方法によると、ポリマ形成、選択的なポリマ除去及びシリコンエッチング工程を（繰り返し）実行することによって、エッチングマスクとシリコンとの間の高いエッチング選択性を確保することができるだけではなく、側面方向へのエッチングが発生しないようにすることができる。したがって、高いエッチング速度でシリコンを異方性エッチングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明する実施の形態に限定されず、他の形態で具体化することもできる。むしろ、ここで紹介される実施の形態は開示された内容が完全に実施することができるように提供されるものである。図面において、層及び領域の厚さは明確性のために誇張されたものである。また、層が他の層、または基板“上”にあると言及される場合に、それは他の層、または基板上に直接形成されるだけでなく、それらの間に第３の層が介在している場合も含むものである。なお、明細書の全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００１８】
本発明はシリコンの異方性エッチングに関するものである。異方性エッチングを得るためには、通常にエッチングマスクをエッチング対象物質（エッチング対象膜）上に形成した後に、エッチングマスクにより露出されたエッチング対象物質表面を所定エッチングガスに曝す。これによって、エッチングマスクにより覆われた部分はエッチングされず、露出された表面に沿って垂直方向へのエッチングが行なわれる。本発明が提供するシリコンの異方性エッチング方法は３段階工程を採用して良好な側面プロファイル及びシリコン及びエッチングマスクの間の高いエッチング選択特性を提供する。
【００１９】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態による３段階異方性エッチング方法はポリマ形成段階、ポリマ一部除去段階（選択的なポリマ除去段階）及びシリコンエッチング段階を含む。
【００２０】
ポリマ形成段階ではフッ化炭素系ガスが使用されてエッチングマスクの上部表面及び側壁上に、そしてエッチングマスクにより露出されたシリコン表面（底）上にフッ化炭素系ポリマが形成される。すなわち、ポリマが下部構造物（すなわち、エッチングマスクを具備するシリコン基板）全体にわたって形成される。フッ化炭素系ガスは例えば、Ｃ４Ｆ８ガスを含む。不活性ガス（またはキャリアガス）としてアルゴンを使用することができる。プラズマ反応によってＣ４Ｆ８ガスが自由電子と衝突して分解され、ポリマ成形種（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ｓｐｅｃｉｅｓ）（例えば、ＣＦＸ）が形成され、これらポリマ成形種がエッチングマスク上部の表面及び側壁、そしてシリコン底の表面に積まれてポリマｎＣＦ２が形成される。具体的に、ポリマ形成段階はＣ４Ｆ８ガスとアルゴンガスとを使用して約５乃至３０ｍＴの圧力下で、約４００乃至７００ワットＷのソースパワーで、バイアスパワーなしに（すなわち、０のバイアスパワー）実行される。
【００２１】
ポリマ形成段階で形成されたポリマはエッチングマスクの側壁だけではなく、それにより露出されてエッチングされるべきシリコン底の表面上にも形成される。したがって、マスク側壁のポリマはそのまま残存させ、エッチングマスク上部の表面及びシリコン底の表面上のポリマだけを選択的に除去するため、選択的なポリマ除去段階が実行される。エッチングマスク側壁に残存するポリマは後続のシリコンエッチング段階で側面方向へのエッチングが発生しないように機能する。
【００２２】
選択的なポリマ除去段階は、ＳＦ６ガスを使用する。追加的にＨＢｒガスを使用することができ、不活性ガス（キャリアガス）としてアルゴンを使用することができる。ＨＢｒガスは選択的なポリマ除去時に残存するポリマと共に側壁を保護する機能をすると推測される。プラズマ反応によりＳＦ６ガスが自由電子と衝突して分解され、フッ素ラジカル（ｆｌｕｏｒｉｎｅ  ｒａｄｉｃａｌ）が生成される。生成されたフッ素ラジカルがシリコン基板に向って垂直方向に運動して、エッチングマスク上部の表面及びシリコン底の表面のフッ化炭素ポリマと反応し、これによって、エッチングマスク上部の表面及びシリコン底の表面上のポリマが選択的に除去（エッチング）される。これによって、エッチングマスク側壁にのみポリマが残存する。この場合、垂直方向のエッチングレートを高くするため、選択的なポリマ形成段階は高いバイアスパワー及び低い圧力条件で行うことが望ましい。
【００２３】
具体的に言うと、選択的なポリマ除去段階は約２０乃至５０ワットＷ範囲のバイアスパワーで、約５乃至３０ｍＴ範囲の圧力下で、約４００乃至約７００ワットＷのソースパワーで実行するのが良い。
【００２４】
シリコンエッチング段階では、ポリマが選択的に除去され、露出されたシリコン底の表面のシリコンが選択的に除去される。この場合、エッチングマスク側壁にはポリマが残存しているので、エッチングマスク及びシリコン界面から側面方向へのエッチングは進行しない。したがって、エッチング速度が高い条件でシリコンエッチング段階が進行しても、側面方向へのエッチングは進行せず、良好な側壁プロファイルを得ることができる。
【００２５】
シリコンエッチング段階は、選択的なポリマ除去段階で使用されたガスと同一のガスを使用する。すなわち、シリコンエッチング段階はＳＦ６ガスを使用する。追加的に、ＨＢｒガスを使用することができ、不活性ガス（キャリアガス）としてアルゴンを使用することができる。しかし、シリコンエッチング段階は、選択的なポリマ除去段階に比べて相対的に低いバイアスパワー及び高い圧力条件で実行される。低いバイアスパワーを使用するので、エッチングマスクはエッチングされず（高いエッチング選択比、例えば、シリコンと酸化膜エッチングマスクとの間のエッチング率が約３００：１乃至５００：１程度）、高い圧力条件で行なわれるので、高いエッチング速度で露出されたシリコンがエッチングされる。ＨＢｒガスは露出された底のシリコンエッチング時に、残存するポリマと共に側壁を保護する機能をすると推測される。
【００２６】
具体的に、シリコンエッチング段階は約１乃至５ワット（Ｗ）範囲のバイアスパワーで、約８乃至８０ｍＴ範囲の圧力で、約４００乃至１８００ワット（Ｗ）のソースパワーで実行される。
【００２７】
所望のエッチングプロファイルを得るために（例えば、所望の深さのトレンチを形成するために）ポリマ形成段階、選択的なポリマ除去段階及びシリコンエッチング段階は繰り返して実行される。この場合、エッチングされたシリコン側壁及び底にポリマが形成される。エッチングされたシリコン側壁に残存するポリマが側面方向へのシリコンエッチングを防止する。
【００２８】
本発明の異方性エッチング方法で、シリコンのエッチング段階がポリマの形成段階の前に実行されるようにすることもできる。すなわち、シリコンエッチング段階が実行された後に、ポリマ形成段階、選択的なポリマ除去段階、シリコンエッチング段階を実行するようにすることができる。
【００２９】
以下、上述の本発明の異方性エッチング方法を利用した半導体素子の製造方法、特に、素子分離のためのトレンチ形成方法について説明する。しかし、本発明の異方性エッチング方法はトレンチ形成のためのシリコンエッチングだけではなく、半導体素子製造工程中に実行されるすべてのシリコンエッチング工程に適用することができる。
【００３０】
図２は本発明の異方性エッチングに使用される誘導結合プラズマＩＣＰ装置を概略的に示す図である。図中の参照番号１はプロセッサチャンバを、参照番号２、２'は高周波ＲＦパワー発生器を、参照番号３、３'は高周波整合ユニットを、参照番号４はカップリングアンテナを、参照番号５はセラミック板を、参照番号６はガス引き入れ口を、参照番号７はウェーハを装着するチャックを、参照番号８はチャック７に収容されたウェーハを各々示す。
【００３１】
所定のパワー（ソースパワー）を有する高周波信号が高周波信号発生器２により発生され、高周波整合ユニット３を介してカップリングアンテナ４にカップリングされる。カップリングアンテナ４により高密度プラズマが形成される。高周波信号発生器２'により発生された所定のパワー（バイアスパワー）を有する高周波信号が高周波整合ユニット３'を介してウェーハ８をバイアスする。誘導結合プラズマ装置はターボ分子ポンプ（ｔｕｒｂｏ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｐｕｍｐ）によってプロセッサチャンバ１を高い真空状態（例えば約１０−６乃至１０−７ｍＴ）に維持する。
【００３２】
図３乃至図１０は本発明の異方性エッチング方法を適用した本発明の一実施の形態によるトレンチ形成方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面を示す。
【００３３】
先ず、図３を参照して、シリコン基板１００上にエッチングマスク１０２を形成する。エッチングマスク１０２は例えば、フォトレジスト、酸化膜、窒化膜、クロムなどの金属膜で形成することができる。例えば、酸化膜エッチングマスクは、シリコン基板１００上に酸化膜及びフォトレジスト膜を順次に形成した後に、フォトレジスト膜を露光及び現像してトレンチが形成される領域を限定するフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストパターンにより露出された酸化膜をエッチングした後に、フォトレジストパターンを除去することによって形成される。窒化膜マスク及び金属マスクもこれと同一の方法で形成することができる。一方、フォトレジストエッチングマスクは、基板１００上にフォトレジスト膜を形成した後、これを露光及び現像してエッチングマスクパターンを形成することによって形成される。望ましくは、エッチングマスク１０２を形成する前に、基板１００上に熱酸化膜を形成する。エッチングマスク１０２はまた、酸化膜、窒化膜、金属膜、フォトレジストパターンの組み合わせ膜で形成することができる。例えば、窒化膜及びフォトレジストの二重膜、酸化膜及び窒化膜の二重膜、酸化膜及びフォトレジストの二重膜、酸化膜、窒化膜及びフォトレジストの三重膜などで形成することができる。
【００３４】
次に図４を参照すると、ポリマ形成工程を実行してエッチングマスク側壁及びエッチングマスクにより露出された基板の表面（底の表面）にポリマ１０４を形成する。具体的に説明すると、エッチングマスク１０２が形成されたシリコン基板１００が誘導結合プラズマ装置のチャック７に装着される。Ｃ４Ｆ８ガス及びアルゴンガスが引き入れ口６を介してプロセッサチャンバ１に流入される。この時に、流入されるガスの総流量は工程に従って適切に変更することができ、例えば、総流量約０乃至２００ｓｃｃｍとすることができる。プロセッサチャンバ１は約５乃至３００ｍＴの圧力に維持され、約４００乃至７００ワット（Ｗ）のソースパワーを有する高周波信号２が高周波整合ユニット３'を介してカップリングアンテナ４にカップリングされてプラズマが形成される。一方、バイアスパワーはシリコン基板（１００）（８）には印加されない。これによって、ポリマ１０４がエッチングマスクの上部の表面及び側壁そして露出されたシリコン基板の底の表面に形成される。
【００３５】
次に図５を参照すると、選択的なポリマ除去工程が実行されてシリコン基板（１００）の底の表面に形成されたポリマ１０４ｂ及びエッチングマスク上部の表面に形成されたポリマ１０４ｂが選択的に除去され、エッチングマスク１０２の側壁にのみポリマ１０４ｓが残存する。具体的には、ＳＦ６ガス、ＨＢｒガス及びアルゴンガスがガス引き入れ口６を介してプロセッサチャンバ１に流入される。流入されるガスの総流量は工程に従って適切に変更することができ、例えば、約０乃至３００ｓｃｃとすることができる。プロセッサチャンバ１は約５乃至３０ｍＴの圧力に維持され、約４００乃至７００ワットＷのソースパワーを有する高周波信号２が高周波整合ユニット３'を介してカップリングアンテナ４にカップリングされ、プラズマが形成される。約２０乃至５０ワット（Ｗ）のバイアスパワーを有する高周波信号２'が整合ユニット３'を介してシリコン基板（１００）（８）に加えられる。
【００３６】
相対的に高いバイアスパワーによって形成されたプラズマが高い直進性（すなわち、垂直運動）を有し、これによって、シリコン基板の底の表面のポリマ１０４ｂが選択的に除去される。
【００３７】
次に図６を参照して、シリコンエッチング工程を実行して選択的なポリマ除去によって露出されたシリコン底の表面をエッチングし、トレンチ１０６を形成する。選択的なポリマ除去工程によりエッチングマスク側壁にポリマ１０４ｓが残存するので、本シリコンエッチング工程は垂直エッチング特性は多少低いが、高いエッチング率を有する条件で実行することができる。すなわち、選択的なポリマ除去工程に比べて高圧力、高バイアスパワーを使用してエッチング率を高める（エッチング率が高くても、マスク側壁がポリマに保護されて側面方向エッチングは進行しない）。また、低いバイアスパワーを使用してエッチングマスクとシリコンとの間のエッチング選択性を高める。
【００３８】
具体的には、ＳＦ６ガス、ＨＢｒガスとアルゴンガスがガス引き入れ口６を介してプロセッサチャンバ１に流入される。この時の流入されるガスの総流量は工程に従って適切に変更することができ、例えば、約０乃至３００ｓｃｃｍとすることができる。プロセッサチャンバ１は約８乃至８０ｍＴの圧力に維持され、約４００乃至１８００ワット（Ｗ）のソースパワーを有する高周波信号２が高周波整合ユニット３'を介してカップリングアンテナ４にカップリングされてプラズマが形成される。約１乃至５ワット（Ｗ）のバイアスパワーを有する高周波信号２'が整合ユニット３'を介してシリコン基板（１００）（８）に印加される。
【００３９】
以上説明したポリマ形成、選択的なポリマ除去及びシリコンエッチングの３段階工程が単位サイクルを形成し、所定の深さを有するトレンチが形成されるまで繰り返して実行される。
【００４０】
すなわち、図７を参照すると、再びポリマ形成工程を繰り返し、エッチングされたシリコン表面（底及び側壁）、すなわち、形成されたトレンチ１０６の側壁及び底そしてエッチングマスク上部の表面上にポリマ１０８ｓ、１０８ｂを形成する。
【００４１】
次に図８を参照すると、ポリマ１０８ｓ、１０８ｂを形成した後に、再び選択的なポリマ除去工程を繰り返してトレンチ底及びエッチングマスク上部の表面上に形成されたポリマ１０８ｂを選択的に除去する。これによって、エッチングマスク側壁及びトレンチ側壁（エッチングされたシリコン側壁）にポリマ１０４ｓ、１０８ｓが残存する。
【００４２】
次に図９を参照すると、選択的にトレンチ底及びエッチングマスク上部の表面のポリマ１０８ｂを除去した後に、再びシリコンエッチング工程を繰り返す。すなわち、ポリマ１０８ｂの除去により露出されたシリコン底の表面（トレンチ底）をエッチングしてトレンチ１１０を形成する。この時に、エッチングされたシリコン側面、すなわちトレンチ側壁にはポリマ１０８ｓが残存しているので、側面方向へのシリコンエッチングは進行しない。
【００４３】
このような繰り返しのポリマ形成、選択的なポリマ除去及びシリコンエッチングを実行して所望の深さのトレンチを形成した後に、トレンチ側壁に残存するポリマを除去し、エッチングマスクを除去して図１０に示したようにトレンチを完成する。後続工程で絶縁膜埋め立て工程を実行して素子分離膜を形成する。
【００４４】
以上説明したように、本発明によると、ポリマを形成した後に、選択的にポリマを除去することによって、後続するシリコンエッチング工程でエッチングマスク及びシリコンの間の非常に高いエッチング選択比を有し、シリコンを異方性エッチングすることができる。
【００４５】
以上の詳細な説明は本発明を例示して説明したものである。また、上述の内容は本発明の望ましい実施の形態を示して説明したに過ぎず、上述のように本発明は多様な他の組み合わせ、変更及び環境で使用することができる。したがって、本明細書に開示された発明の概念の範囲、上述の開示内容と均等の範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述の実施の形態は本発明を実施するための最善の形態を説明するためであり、本発明と同一の他の発明を利用するのに当業界で知られた他の状態への実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施の形態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、特許請求の範囲は他の実施の状態も含むように解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態による異方性エッチング方法を説明するための模式的流れ図である。
【図２】本発明の異方性エッチングに使用される誘導結合プラズマ装置を概略的に示す図面である。
【図３】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるシリコンエッチング方法を説明するための主要工程段階での半導体基板の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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