JPH03248531A - シリコン系被エッチング材のエッチング方法 - Google Patents
シリコン系被エッチング材のエッチング方法Info
- Publication number
- JPH03248531A JPH03248531A JP4707490A JP4707490A JPH03248531A JP H03248531 A JPH03248531 A JP H03248531A JP 4707490 A JP4707490 A JP 4707490A JP 4707490 A JP4707490 A JP 4707490A JP H03248531 A JPH03248531 A JP H03248531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- etched
- silicon
- gas
- metal silicide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序で本発明を説明する。
産業上の利用分野
発明の概要
発明の背景
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段
作用
実施例
実施例−1
実施例−2
実施例−3
発明の効果
〔産業上の利用分野〕
本出願の各発明は、シリコン系被エツチング材のエツチ
ング方法に関する。特に、基体上にシリコン層と高融点
金属シリサイド層とを有する被エツチング部をエツチン
グするエツチング方法に関するものである。本発明は、
例えば半導体装置製造の際に、いわゆるポリサイド構造
等のエツチング方法として利用することができる。
ング方法に関する。特に、基体上にシリコン層と高融点
金属シリサイド層とを有する被エツチング部をエツチン
グするエツチング方法に関するものである。本発明は、
例えば半導体装置製造の際に、いわゆるポリサイド構造
等のエツチング方法として利用することができる。
本出願の各発明は、基体上に形成されたシリコン層と高
融点金属シリサイド層とを有する被工・ノチング部をエ
ツチングするシリコン系被エツチング材のエツチング方
法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発生し得るガ
スとを含有するエツチングガスを用いてエツチングを行
うとともに、更に各々次のような特徴をもつ。
融点金属シリサイド層とを有する被工・ノチング部をエ
ツチングするシリコン系被エツチング材のエツチング方
法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発生し得るガ
スとを含有するエツチングガスを用いてエツチングを行
うとともに、更に各々次のような特徴をもつ。
即ち、本出願の請求項1の発明は、上記エツチングの後
、フッ素ラジカルを発生し得るガスのみによってオーバ
ーエツチングすることにより、オーバーエツチング時の
側壁のアンダーカット発生を抑え、良好なエツチング形
状を得るようにしたものである。
、フッ素ラジカルを発生し得るガスのみによってオーバ
ーエツチングすることにより、オーバーエツチング時の
側壁のアンダーカット発生を抑え、良好なエツチング形
状を得るようにしたものである。
本出願の請求項2の発明は、上記エツチングに酸素アッ
シング処理を更に行い、その後オーバーエツチングする
ことによって、オーバーエツチング時の側壁のアンダー
カットの発生を抑え、良好なエツチング形状を得るよう
にしたものである。
シング処理を更に行い、その後オーバーエツチングする
ことによって、オーバーエツチング時の側壁のアンダー
カットの発生を抑え、良好なエツチング形状を得るよう
にしたものである。
本出願の請求項3の発明は、発光スペクトル強度変化を
モニタすることにより高融点金属シリサイド層のエツチ
ング終点を決定することによって、適切なエツチング終
了時を判定し、これにより良好なエンチングを実現した
ものである。
モニタすることにより高融点金属シリサイド層のエツチ
ング終点を決定することによって、適切なエツチング終
了時を判定し、これにより良好なエンチングを実現した
ものである。
(発明の背景〕
基体上にシリコン層と高融点金属シリサイド層とが形成
されて成る構造は、例えば半導体装置の分野において、
例えばゲート配線構造を形成するために用いられている
。
されて成る構造は、例えば半導体装置の分野において、
例えばゲート配線構造を形成するために用いられている
。
高融点金属シリサイドは、従来のLSI等の半導体装置
のゲート配線材料として多用されて来たポリ(多結晶)
シリコンよりも抵抗値が小さいので有利であり、かつ、
高融点金属シリサイドと基体との間にシリコン(特にポ
リシリコン)層を介在させることにより、界面(例えば
ゲート絶縁膜としての5i02との界面)における信頼
性を維持することができる。
のゲート配線材料として多用されて来たポリ(多結晶)
シリコンよりも抵抗値が小さいので有利であり、かつ、
高融点金属シリサイドと基体との間にシリコン(特にポ
リシリコン)層を介在させることにより、界面(例えば
ゲート絶縁膜としての5i02との界面)における信頼
性を維持することができる。
上記構造は、通例ポリシリコン上にシリサイドが積層さ
れて成るという意味で、一般にポリサイドと称される。
れて成るという意味で、一般にポリサイドと称される。
このようなポリサイド構造をエツチングしてパターニン
グする場合、異なる2種の材料に対してともに良好な異
方性をもってエツチングを行わなければならず、このた
め従来より、例えば、フロン113(czclipz)
に代表されるようないわゆるフロンないしはフレオンと
称されるフン化炭素系ガスを主に含有するエツチングガ
スが使用されて来た。
グする場合、異なる2種の材料に対してともに良好な異
方性をもってエツチングを行わなければならず、このた
め従来より、例えば、フロン113(czclipz)
に代表されるようないわゆるフロンないしはフレオンと
称されるフン化炭素系ガスを主に含有するエツチングガ
スが使用されて来た。
ところがこれらフン化炭素系ガスは、オゾン層の破壊を
もたらすなど環境上の問題があって、使用を避けること
が望まれる。いわゆるフロン規制により使用できなくな
る可能性も大きい。
もたらすなど環境上の問題があって、使用を避けること
が望まれる。いわゆるフロン規制により使用できなくな
る可能性も大きい。
このため、それに代わるエツチングガスであって、しか
もシリコン層と高融点金属シリサイド層との双方に対し
て良好な異方性を実現でき、形状の良いエツチングを達
成できるエツチングガス系の開発が望まれている。
もシリコン層と高融点金属シリサイド層との双方に対し
て良好な異方性を実現でき、形状の良いエツチングを達
成できるエツチングガス系の開発が望まれている。
このような背景から、本発明者らは先きに、HBr/S
F、混合ガス系等の、臭化水素と、フッ素ラジカルを生
じ得るガスとを含有するガス系による工ンチング技術を
提案した(平成2年1月22日特許願「ドライエツチン
グ方法」)、。
F、混合ガス系等の、臭化水素と、フッ素ラジカルを生
じ得るガスとを含有するガス系による工ンチング技術を
提案した(平成2年1月22日特許願「ドライエツチン
グ方法」)、。
この技術によれば、高融点金属シリサイド層とポリシリ
コン層とから成るポリサイド膜を、高速で、高異方性を
維持しつつ、選択性良好にエツチングすることができる
。
コン層とから成るポリサイド膜を、高速で、高異方性を
維持しつつ、選択性良好にエツチングすることができる
。
上述のように、本発明者らの提案による上記技術は、フ
ッ化炭素系ガスを用いることなくポリサイド構造を良好
にエツチングできるので有利なのであるが、被エツチン
グ材の下地によっては、該下地との選択比がとりにくい
ことがあるという問題を残している。
ッ化炭素系ガスを用いることなくポリサイド構造を良好
にエツチングできるので有利なのであるが、被エツチン
グ材の下地によっては、該下地との選択比がとりにくい
ことがあるという問題を残している。
例えば、ゲート配線構造に用いる場合、下地は−Sにゲ
ート酸化膜をなすためのSiO□膜であることが多く、
この5in2膜がエツチングのストッパー膜ともなり得
るものでなくてはいけないが、例えばエンチングガスと
してSF6 /HBr混合ガス系を用いるとき、下地S
ingとの選択比がとりにくく、良好なエツチングを実
現しに(いことがある。場合によっては、オーバーエツ
チングの際に、シリコン層にアンダーカット(えぐれ)
などが生ずることがある。
ート酸化膜をなすためのSiO□膜であることが多く、
この5in2膜がエツチングのストッパー膜ともなり得
るものでなくてはいけないが、例えばエンチングガスと
してSF6 /HBr混合ガス系を用いるとき、下地S
ingとの選択比がとりにくく、良好なエツチングを実
現しに(いことがある。場合によっては、オーバーエツ
チングの際に、シリコン層にアンダーカット(えぐれ)
などが生ずることがある。
この問題について、第7図を参照して説明すると次のと
おりである。
おりである。
例えば、第7図(a)に示すように、被エツチング材が
、基板1とエツチングストッパーとなる絶縁膜2(Si
O□)から成る基体11上に、シリコン層3であるDO
PO3(ドープされたポリシリコン)と高融点シリサイ
ド層4であるーSix (タングステンシリサイド)か
ら成るポリサイド膜である被エツチング部10が形成さ
れて成る材料の場合に、図示の如くフォトレジスト51
.52をマスクにしてSF、 /HBrエツチングガス
系を用いてエツチングを行うと、ジャストエッチ時に、
第7図(b)に符号3aで示すシリコンのエツチング残
りや、あるいは特にレジスト51.52の間において、
エツチング残り3bが生ずることがある。これはエツチ
ング条件の変動や、被エツチング材の面内不均一性等に
よって、多かれ少なかれ発生する。このため、オーバー
エツチングを行ってかかるエツチング残り3a、3bを
除去する必要がある。ところがこの場合、例えば上記S
F6 / HBrガス系をそのまま用いるとSiO□と
の選択比がとれず、所望の良好なエツチングが達成され
ない。
、基板1とエツチングストッパーとなる絶縁膜2(Si
O□)から成る基体11上に、シリコン層3であるDO
PO3(ドープされたポリシリコン)と高融点シリサイ
ド層4であるーSix (タングステンシリサイド)か
ら成るポリサイド膜である被エツチング部10が形成さ
れて成る材料の場合に、図示の如くフォトレジスト51
.52をマスクにしてSF、 /HBrエツチングガス
系を用いてエツチングを行うと、ジャストエッチ時に、
第7図(b)に符号3aで示すシリコンのエツチング残
りや、あるいは特にレジスト51.52の間において、
エツチング残り3bが生ずることがある。これはエツチ
ング条件の変動や、被エツチング材の面内不均一性等に
よって、多かれ少なかれ発生する。このため、オーバー
エツチングを行ってかかるエツチング残り3a、3bを
除去する必要がある。ところがこの場合、例えば上記S
F6 / HBrガス系をそのまま用いるとSiO□と
の選択比がとれず、所望の良好なエツチングが達成され
ない。
当初からWBr単独で、あるいは5126単独でエツチ
ングを行い、引きつづいてオーバーエツチングを行うよ
うにすると、SiO2との選択比の問題は改善されるが
、エツチング速度が充分でなかったり、あるいはシリコ
ン層のアンダーカットが生じたりする。例えば、第8図
(a)の如きポリサイド構造をこのようにエツチング及
びオーバーエ・ノチングすると、第8図(b)に示すよ
うに、シリコンパターン31に、えぐれた形状のアンダ
ー力・ント3a′が生ずることがあり、良好なエツチン
グを実現できない。(なお、第7図及び第8図中、31
゜311.312はエツチング後のシリコンパターン、
41゜41L412は同じく高融点金属シリサイドパタ
ーンである。またエツチング時の形状劣化の防止のため
、側壁保護の手法を用いる技術の一つとして、特開昭6
3−239950号公報に記載のものがある)。
ングを行い、引きつづいてオーバーエツチングを行うよ
うにすると、SiO2との選択比の問題は改善されるが
、エツチング速度が充分でなかったり、あるいはシリコ
ン層のアンダーカットが生じたりする。例えば、第8図
(a)の如きポリサイド構造をこのようにエツチング及
びオーバーエ・ノチングすると、第8図(b)に示すよ
うに、シリコンパターン31に、えぐれた形状のアンダ
ー力・ント3a′が生ずることがあり、良好なエツチン
グを実現できない。(なお、第7図及び第8図中、31
゜311.312はエツチング後のシリコンパターン、
41゜41L412は同じく高融点金属シリサイドパタ
ーンである。またエツチング時の形状劣化の防止のため
、側壁保護の手法を用いる技術の一つとして、特開昭6
3−239950号公報に記載のものがある)。
また更に、上記のように被エツチング部10が高融点金
属シリサイド層4とシリコン層3との、ドライエツチン
グ時の反応生成物の蒸気圧が互いにそれぞれ異なる2層
の材料の積層構造をとっている場合には、高融点金属シ
リサイド層4をエツチングする条件でシリコン層3まで
エツチングを行うと、同様に側壁にアンダーカッ)3a
’を生ずる場合がある。これを避けるためには、各層ご
とに最適条件を設定してエツチングを行うことが高積度
の異方性加工という観点からは望ましい。
属シリサイド層4とシリコン層3との、ドライエツチン
グ時の反応生成物の蒸気圧が互いにそれぞれ異なる2層
の材料の積層構造をとっている場合には、高融点金属シ
リサイド層4をエツチングする条件でシリコン層3まで
エツチングを行うと、同様に側壁にアンダーカッ)3a
’を生ずる場合がある。これを避けるためには、各層ご
とに最適条件を設定してエツチングを行うことが高積度
の異方性加工という観点からは望ましい。
しかしながら、上記の観点から、あるいはその他の事情
から、高融点金属シリサイド層4とシリコン層3とのエ
ツチング条件を変えたいとしても、これを実現するため
には、高融点金属シリサイド層4のエツチングの終点の
判定(例えばWSix/DOPO3間でのエツチング終
点判定)が高精度に行えることが必要であるが、従来上
の技術ではこれはきわめて難しかった。
から、高融点金属シリサイド層4とシリコン層3とのエ
ツチング条件を変えたいとしても、これを実現するため
には、高融点金属シリサイド層4のエツチングの終点の
判定(例えばWSix/DOPO3間でのエツチング終
点判定)が高精度に行えることが必要であるが、従来上
の技術ではこれはきわめて難しかった。
本出願の各発明は上記問題点を解決せんとするものであ
り、請求項1.2の発明は、オーバーエツチング時にシ
リコン層に生ずる可能性のあるアンダーカットの発生を
抑え、良好な形状のエツチングを達成することを目的と
する。また請求項3の発明は、高融点金属シリサイド層
のエツチング終点を容易かつ確実に判定して、これによ
り良好な形状のエツチングを達成することを目的とする
。
り、請求項1.2の発明は、オーバーエツチング時にシ
リコン層に生ずる可能性のあるアンダーカットの発生を
抑え、良好な形状のエツチングを達成することを目的と
する。また請求項3の発明は、高融点金属シリサイド層
のエツチング終点を容易かつ確実に判定して、これによ
り良好な形状のエツチングを達成することを目的とする
。
上記目的を達成するため、本出願の各発明は、以下の構
成をとる。
成をとる。
即ち、本出願の請求項1の発明は、基体上に形成された
シリコン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツ
チング部をエツチングするシリコン系被エツング材のエ
ツチング方法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発
生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いてエツ
チングを行い、その後フッ素ラジカルを発生し得るガス
のみによってオーバーエツチングすることを特徴とする
ものである。
シリコン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツ
チング部をエツチングするシリコン系被エツング材のエ
ツチング方法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発
生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いてエツ
チングを行い、その後フッ素ラジカルを発生し得るガス
のみによってオーバーエツチングすることを特徴とする
ものである。
本出願の請求項2の発明は、基体上に形成されたシリコ
ン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツチング
部をエツチングするシリコン系被エツチング材のエツチ
ング方法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発生し
得るガスとを含有するエツチングガスを用いてエツチン
グを行い、更に酸素アッシング処理を行い、その後オー
バーエツチングすることを特徴とするものである。
ン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツチング
部をエツチングするシリコン系被エツチング材のエツチ
ング方法において、臭化水素とフッ素ラジカルを発生し
得るガスとを含有するエツチングガスを用いてエツチン
グを行い、更に酸素アッシング処理を行い、その後オー
バーエツチングすることを特徴とするものである。
本出願の請求項3の発明は、基体上に形成されたシリコ
ン層とこの上に形成された高融点金属シリサイド層とを
有する被エツチング部をエツチングするシリコン系被エ
ツチング材のエツチング方法において、臭化水素とフッ
素ラジカルを発生し得るガスとを含有するエツチングガ
スを用いてエツチングを行うとともに、発光スペクトル
強度変化をモニタすることにより高融点金属シリサイド
層のエツチング終点を決定することを特徴とするもので
ある。
ン層とこの上に形成された高融点金属シリサイド層とを
有する被エツチング部をエツチングするシリコン系被エ
ツチング材のエツチング方法において、臭化水素とフッ
素ラジカルを発生し得るガスとを含有するエツチングガ
スを用いてエツチングを行うとともに、発光スペクトル
強度変化をモニタすることにより高融点金属シリサイド
層のエツチング終点を決定することを特徴とするもので
ある。
本出願の請求項1の発明は、臭化水素とフッ素ラジカル
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行った後、フッ素ラジカルを発生し得るガ
スのみによってオーバーエツチングするので、シリコン
層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツチング部
を、オーバーエツチング前においては充分な速度で形状
良好なエツチングが達成でき、かつオーバーエツチング
時においてはアンダーカットなどが生じたりすることに
よる形状の劣化が防止でき、良好なエツチングを達成で
きる。
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行った後、フッ素ラジカルを発生し得るガ
スのみによってオーバーエツチングするので、シリコン
層と高融点金属シリサイド層とを有する被エツチング部
を、オーバーエツチング前においては充分な速度で形状
良好なエツチングが達成でき、かつオーバーエツチング
時においてはアンダーカットなどが生じたりすることに
よる形状の劣化が防止でき、良好なエツチングを達成で
きる。
本出願の請求項2の発明は、臭化水素とフッ素ラジカル
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行い、更に酸素アッシング処理を行い、そ
の後オーバーエツチングするので、シリコン層と高融点
金属シリサイド層とを有する被エツチング部を、オーバ
ーエツチング前においては充分な速度で形状良好なエツ
チングが達成でき、かつオーバーエツチング時において
は酸化による側壁保護効果によって、アンダーカットな
どの発生が防止されて形状の良好なエツチングを達成で
きる。
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行い、更に酸素アッシング処理を行い、そ
の後オーバーエツチングするので、シリコン層と高融点
金属シリサイド層とを有する被エツチング部を、オーバ
ーエツチング前においては充分な速度で形状良好なエツ
チングが達成でき、かつオーバーエツチング時において
は酸化による側壁保護効果によって、アンダーカットな
どの発生が防止されて形状の良好なエツチングを達成で
きる。
本出願の請求項3の発明は、臭化水素とフッ素ラジカル
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行うとともに、発光スペクトル強度変化を
モニタすることにより高融点金属シリサイド層のエツチ
ング終点を決定することを特徴とするものであるので、
被エツチング物質が変わる時点で特異的な挙動を示す波
長のスペクトルをモニタすることによって、高精度のエ
ツチング終点判定を行うことができる。
を発生し得るガスとを含有するエツチングガスを用いて
エツチングを行うとともに、発光スペクトル強度変化を
モニタすることにより高融点金属シリサイド層のエツチ
ング終点を決定することを特徴とするものであるので、
被エツチング物質が変わる時点で特異的な挙動を示す波
長のスペクトルをモニタすることによって、高精度のエ
ツチング終点判定を行うことができる。
以下本出願の各発明の実施例について、図面を参照して
説明する。但し当然のことではあるが、各発明は以下に
示す実施例により限定されるものではない。
説明する。但し当然のことではあるが、各発明は以下に
示す実施例により限定されるものではない。
実施例−1
この実施例は、本出願の請求項1の発明を具体化したも
のであり、特に、半導体装置のパターン形成に際して、
第1図に示す如く近接したフォトレジスト51.52に
よりパターニングを行う場合にこの発明を適用したもの
である。
のであり、特に、半導体装置のパターン形成に際して、
第1図に示す如く近接したフォトレジスト51.52に
よりパターニングを行う場合にこの発明を適用したもの
である。
本実施例におけるシリコン系被エツチング材は、基体1
1(本例では基板1であるシリコン基板と、エツチング
のストッパー膜2として機能をもっSiO□とからなる
基体)上に形成されたシリコン層3と高融点金属シリサ
イド層4とを有する被エツチング部10を備えるもので
ある。特に重金属シリサイド層4はタングステンシリサ
イドから成り、シリコン層はポリシリコン、特に不純物
がドープされたDOPO3から成る。
1(本例では基板1であるシリコン基板と、エツチング
のストッパー膜2として機能をもっSiO□とからなる
基体)上に形成されたシリコン層3と高融点金属シリサ
イド層4とを有する被エツチング部10を備えるもので
ある。特に重金属シリサイド層4はタングステンシリサ
イドから成り、シリコン層はポリシリコン、特に不純物
がドープされたDOPO3から成る。
本実施例では、まず第1ステツプとして、次の条件で、
ジャストエッチまでエツチングを行った。
ジャストエッチまでエツチングを行った。
I y チア クカス: SFa/ HBr = 20
/ 30SCCM電 流7250mA RF印印加力カニ100 匈ス 圧: 5mTorr 次に、第2のステップとして、オーバーエツチングを行
う。第7図を用いて説明したように、ジャストエッチ条
件でエツチングしても、被エツチング材の面内不均一や
、エツチング条件のぶれなどにより、第7図(b)に極
端に示した如くエツチング残り3aや、またこのように
レジスト51゜52間の距離が狭い場合は、第7図(b
)におけるエツチング残り3bが残存する可能性がある
からである。
/ 30SCCM電 流7250mA RF印印加力カニ100 匈ス 圧: 5mTorr 次に、第2のステップとして、オーバーエツチングを行
う。第7図を用いて説明したように、ジャストエッチ条
件でエツチングしても、被エツチング材の面内不均一や
、エツチング条件のぶれなどにより、第7図(b)に極
端に示した如くエツチング残り3aや、またこのように
レジスト51゜52間の距離が狭い場合は、第7図(b
)におけるエツチング残り3bが残存する可能性がある
からである。
本実施例のオーバーエツチング条件は、エツチングガス
としてフッ素ラジカルを発生し得るガスであるSF、単
独のガス系を用いて行うものである。
としてフッ素ラジカルを発生し得るガスであるSF、単
独のガス系を用いて行うものである。
即ち、SF、 =505CCMの条件で行った。
本例においてシリコン層3をなしているDOPO3は、
そのエツチング速度が、ガス系がSFb /HBr =
20/305CCMの場合では7700人/minであ
るのに対し、ガス系がSFi =50SCCMの場合で
は、RFバイアス電力=100−の場合で15200人
/winとなる。
そのエツチング速度が、ガス系がSFb /HBr =
20/305CCMの場合では7700人/minであ
るのに対し、ガス系がSFi =50SCCMの場合で
は、RFバイアス電力=100−の場合で15200人
/winとなる。
従ってオーバーエッチの時間は、エツチングガスをSF
、単独にすることで、約半分に短縮できる。
、単独にすることで、約半分に短縮できる。
またオーバーエツチング時のRFバイアス電力をゼロW
に落とせば、下地のストッパー膜2であるSiO□に対
する選択比も上がる。SiO□のエツチング速度が下が
るのに対し、DOPO3等のシリコンは、そのエツチン
グ速度はあまり変化しないからである。シリコンはフッ
素ラジカルでエツチングが進行するので、イオンアシス
トによるSiO□のエツチングはどRFバイアス電力に
依存しないからと考えられる。これにより、下地SiO
□層のエツチングを低減しつつ、オーバーエツチングを
行うことが可能となる。最初からSF、単独でエツチン
グを行うとアンダーカットが生じてしまい、一方HBr
/SF、混合系をそのままオーバーエツチングにも用
いると、速度が上がらず、実用的でない。
に落とせば、下地のストッパー膜2であるSiO□に対
する選択比も上がる。SiO□のエツチング速度が下が
るのに対し、DOPO3等のシリコンは、そのエツチン
グ速度はあまり変化しないからである。シリコンはフッ
素ラジカルでエツチングが進行するので、イオンアシス
トによるSiO□のエツチングはどRFバイアス電力に
依存しないからと考えられる。これにより、下地SiO
□層のエツチングを低減しつつ、オーバーエツチングを
行うことが可能となる。最初からSF、単独でエツチン
グを行うとアンダーカットが生じてしまい、一方HBr
/SF、混合系をそのままオーバーエツチングにも用
いると、速度が上がらず、実用的でない。
第1図(b)に、エツチングにより得られたパターン形
状を例示する。同図中、411,412は高融点金属シ
リサイド(WSix)パターン、311゜312はシリ
コン層(DOPO3)パターンである。
状を例示する。同図中、411,412は高融点金属シ
リサイド(WSix)パターン、311゜312はシリ
コン層(DOPO3)パターンである。
上記例は2つのパターニング用レジスト5L52が隣接
して存在する場合への適用であるが、勿論単独のレジス
トパターンによりパターニングする場合にも好適に利用
することができることは当然である。本実施例は、例え
ば、ポリサイド構造のゲート構造の形成に用いることが
できる。
して存在する場合への適用であるが、勿論単独のレジス
トパターンによりパターニングする場合にも好適に利用
することができることは当然である。本実施例は、例え
ば、ポリサイド構造のゲート構造の形成に用いることが
できる。
上述したように、本実施例は、タングステンポリサイド
をエツチングする場合に、まずSF、 /HBr系ガス
によるジャストエッチの後、オーバーエツチングプロセ
スとして、エツチングガスにSFiのみを用いたもので
あり、またこのSFi、によるオーバーエラチンプロセ
スにおけるRFバイアス電力をゼロWとするように構成
でき、これによってSF、 /HBrによる異方性エツ
チング後のオーバーエツチングプロセスの時間を短縮し
、また選択比を確保することを可能ならしめたものであ
る。
をエツチングする場合に、まずSF、 /HBr系ガス
によるジャストエッチの後、オーバーエツチングプロセ
スとして、エツチングガスにSFiのみを用いたもので
あり、またこのSFi、によるオーバーエラチンプロセ
スにおけるRFバイアス電力をゼロWとするように構成
でき、これによってSF、 /HBrによる異方性エツ
チング後のオーバーエツチングプロセスの時間を短縮し
、また選択比を確保することを可能ならしめたものであ
る。
実施例−2
本実施例は、本出願の請求項2の発明を具体化したもの
である。本実施例におけるシリコン系被エツチング材は
、第2図(a)に示すもので、実施例−1におけると同
様、基体11(本例では基板1であるシリコン基板と、
エツチングのストッパー膜2として機能をもっ5in2
とがら成る基体)上に形成されたシリコン層3と高融点
金属シリサイド層4とを有する被エツチング部1oを備
えるものである。特に重金属シリサイド層4はタングス
テンシリサイドから成り、シリコン層はポリシリコン、
特に不純物がドープされたDOPO3から成る。
である。本実施例におけるシリコン系被エツチング材は
、第2図(a)に示すもので、実施例−1におけると同
様、基体11(本例では基板1であるシリコン基板と、
エツチングのストッパー膜2として機能をもっ5in2
とがら成る基体)上に形成されたシリコン層3と高融点
金属シリサイド層4とを有する被エツチング部1oを備
えるものである。特に重金属シリサイド層4はタングス
テンシリサイドから成り、シリコン層はポリシリコン、
特に不純物がドープされたDOPO3から成る。
本実施例では、まず第1ステツプとして、5F67HB
rエツチングガス系によって異方性エツチングをジャス
トエッチまで行う。ここまでのエツチングは、実施例−
1と同じ条件を用いてよい。
rエツチングガス系によって異方性エツチングをジャス
トエッチまで行う。ここまでのエツチングは、実施例−
1と同じ条件を用いてよい。
次に第2ステツプとして、次の条件で酸素アッシング処
理を行う。即ち、 電囲気ガス: 02 = 50SCCM電 流
: 250mA RFバイアス電力:ゼロり の条件で放電を5秒行う。これにより側壁にごく薄い酸
化膜が形成される。側壁を酸化することにより側壁保護
を行うことは知られているが、この方法においては、エ
ツチングされた各パターン41、31 (第2図(b)
参照)の側壁に付着する反応生成物5iBrxが非常に
不安定であるため、化学的に活性となっていて容易に酸
化され、従ってより効率的に酸化が行われると考えられ
る。
理を行う。即ち、 電囲気ガス: 02 = 50SCCM電 流
: 250mA RFバイアス電力:ゼロり の条件で放電を5秒行う。これにより側壁にごく薄い酸
化膜が形成される。側壁を酸化することにより側壁保護
を行うことは知られているが、この方法においては、エ
ツチングされた各パターン41、31 (第2図(b)
参照)の側壁に付着する反応生成物5iBrxが非常に
不安定であるため、化学的に活性となっていて容易に酸
化され、従ってより効率的に酸化が行われると考えられ
る。
その後オーバーエツチングを行う。本実施例では、上記
酸素アッシング処理に続くオーバーエツチングプロセス
では、次の条件を用いた。
酸素アッシング処理に続くオーバーエツチングプロセス
では、次の条件を用いた。
エツチングガス: HBr =50SCCM電 流
: 150mA RFバイアス電カニ50− このようにオーバーエツチング時のエツチングガスとし
て、臭化水素を用いると、SiO□に対する高い選択比
が得られるため、酸化された側壁のアンダーカットを抑
えることができる。
: 150mA RFバイアス電カニ50− このようにオーバーエツチング時のエツチングガスとし
て、臭化水素を用いると、SiO□に対する高い選択比
が得られるため、酸化された側壁のアンダーカットを抑
えることができる。
これにより、異方性形状を保ちながら下地StO□との
高選択比をとったエツチングが実現可能となる。
高選択比をとったエツチングが実現可能となる。
但しオーバーエツチングは、SF、や、その他のガスを
用いるのでもよい。
用いるのでもよい。
上述したように本実施例では、臭化水素とフッ素ラジカ
ルを生じ得るガスとの混合ガス系であるSFb / H
Brによるジャストエッチの後に、02プラズマ処理を
行い側壁酸化を行った後にオーバーエツチングを行うも
のであり、かつ本実施例では特にオーバーエツチングプ
ロセスのエツチングガスにHBrを用いたので、タング
ステンポリサイド構造のオーバーエツチングプロセスを
アンダーカットを生じさせることなく、良好な形状のエ
ツチングパターンが得られるように処理することが可能
ならしめられた。
ルを生じ得るガスとの混合ガス系であるSFb / H
Brによるジャストエッチの後に、02プラズマ処理を
行い側壁酸化を行った後にオーバーエツチングを行うも
のであり、かつ本実施例では特にオーバーエツチングプ
ロセスのエツチングガスにHBrを用いたので、タング
ステンポリサイド構造のオーバーエツチングプロセスを
アンダーカットを生じさせることなく、良好な形状のエ
ツチングパターンが得られるように処理することが可能
ならしめられた。
エツチング後の構造を、第2図(b)に示す。
実施例−3
本実施例は、本出願の請求項3の発明を具体化したもの
である。
である。
本実施例におけるシリコン系被エツチング材は、第3図
(a)に示すとおりであり、これは実施例2における被
エツチング材と同様のものである。
(a)に示すとおりであり、これは実施例2における被
エツチング材と同様のものである。
本実施例においては、第1ステツプのエツチングガスと
して少なくともフッ素ラジカルを容易に発生し得るガス
にHBrを添加してなるガスを用い、500〜600n
mに現れる発光ライン強度の変化で、高融点金属シリサ
イド層4であるWSix層エツチングの終点判定を行う
ように構成した。
して少なくともフッ素ラジカルを容易に発生し得るガス
にHBrを添加してなるガスを用い、500〜600n
mに現れる発光ライン強度の変化で、高融点金属シリサ
イド層4であるWSix層エツチングの終点判定を行う
ように構成した。
本実施例ではまず第1ステツプとして、第3図(a)に
示したタングステンポリサイド構造から成る被エツチン
グ部10について、次の条件でエツチングを行った。
示したタングステンポリサイド構造から成る被エツチン
グ部10について、次の条件でエツチングを行った。
エツチングガス: SF、、/HBr =20/303
CCMマイクロ波電カニ 25On+A RFバイアス: 100W 上記条件でエツチングすることにより、反応生酸物によ
る汚染(再付着)のないエツチングが達成できる。この
エツチングの時に、発光ライン519nmをモニターし
て、高融点金属シリサイド層4であるWSix層のエツ
チングの終点判定を行った。
CCMマイクロ波電カニ 25On+A RFバイアス: 100W 上記条件でエツチングすることにより、反応生酸物によ
る汚染(再付着)のないエツチングが達成できる。この
エツチングの時に、発光ライン519nmをモニターし
て、高融点金属シリサイド層4であるWSix層のエツ
チングの終点判定を行った。
上記により、エツチングを高融点金属シリサイド層4(
WSix層)で停止することができ、第3図(b)のよ
うなシリコン層3の表面が露出する形状が得られた。
WSix層)で停止することができ、第3図(b)のよ
うなシリコン層3の表面が露出する形状が得られた。
エツチング時の519nmにおける発光強度変化を第6
図に示す。感度67でこのピークが検出された。
図に示す。感度67でこのピークが検出された。
このエツチング終点判定方法は、WSix等の高融点金
属シリサイドのエツチング時と、DOPO8等のシリコ
ンのエツチング時とにおいて、発光強度に差があること
を利用するものである。
属シリサイドのエツチング時と、DOPO8等のシリコ
ンのエツチング時とにおいて、発光強度に差があること
を利用するものである。
これについて第4図及び第5図を用いて説明すると次の
とおりである。
とおりである。
第4図は、WSixエツチング時の発光スペクトルI
(破線で示す)と、DOPOSエツチング時の発光スペ
クトル■(実線で示す)とを重ねて示したものであるが
、波長によって、両者にかなりの差が見られることがわ
かる。
(破線で示す)と、DOPOSエツチング時の発光スペ
クトル■(実線で示す)とを重ねて示したものであるが
、波長によって、両者にかなりの差が見られることがわ
かる。
第5図は、両者の差を示したもので、WSiエツチング
時の発光スペクトルIからDOPOSエツチング時の発
光スペクトル■を差し引いたものである。横軸より上が
WSixエツチング時の方が強い発光ラインを示す場合
、横軸より下がDOPOSエツチング時の方が強い発生
ラインを示す場合である。
時の発光スペクトルIからDOPOSエツチング時の発
光スペクトル■を差し引いたものである。横軸より上が
WSixエツチング時の方が強い発光ラインを示す場合
、横軸より下がDOPOSエツチング時の方が強い発生
ラインを示す場合である。
各図から理解できるように、実施例で用いた波長519
nn+をはじめとする500〜600nII1間では、
発光スペクトルの強度に明らかに差があることがわかる
。
nn+をはじめとする500〜600nII1間では、
発光スペクトルの強度に明らかに差があることがわかる
。
上記のように、WSixのエツチング速度の方がDOP
O3のエツチング速度よりも大きいにも拘らず、発生強
度の方は大きくなっているが、この差の生ずる原因の詳
細は不明である。恐らく、高融点金属(W)の性質に基
因するものではないかと推定される。
O3のエツチング速度よりも大きいにも拘らず、発生強
度の方は大きくなっているが、この差の生ずる原因の詳
細は不明である。恐らく、高融点金属(W)の性質に基
因するものではないかと推定される。
上述したように本実施例では、高融点金属ポリサイド構
造特にタングステンポリサイド構造のエツチングにおい
て、第1ステツプのWSix層エツチングに少なくとも
Fラジカルを容易に発生し得るガスにHBrを添加して
なるガスを用い、かつ500〜600nm付近の発光強
度変化を核層のエツチング終点判定に用いたので、高融
点金属シリサイド層4のエツチング終点の判定を容易か
つ精密に行える。よって、高融点金属シリサイド層4と
、DOPO3等のシリコン層3とのエツチングを、互い
に条件を変えて各々最適条件で行おうとする場合などの
、条件の切り換えを行う場合に有効である。
造特にタングステンポリサイド構造のエツチングにおい
て、第1ステツプのWSix層エツチングに少なくとも
Fラジカルを容易に発生し得るガスにHBrを添加して
なるガスを用い、かつ500〜600nm付近の発光強
度変化を核層のエツチング終点判定に用いたので、高融
点金属シリサイド層4のエツチング終点の判定を容易か
つ精密に行える。よって、高融点金属シリサイド層4と
、DOPO3等のシリコン層3とのエツチングを、互い
に条件を変えて各々最適条件で行おうとする場合などの
、条件の切り換えを行う場合に有効である。
本実施例の条件において、エツチングガスとして上記S
F、のほか、NF、、CfF、、F2゜HF等のフッ素
ラジカルを生じるガスに少なくともHBrを添加してな
るガスを用いることができる。DOPO3自体は、HB
rのみでも充分エツチング可能である。
F、のほか、NF、、CfF、、F2゜HF等のフッ素
ラジカルを生じるガスに少なくともHBrを添加してな
るガスを用いることができる。DOPO3自体は、HB
rのみでも充分エツチング可能である。
また終点判定に用いる発光ラインを519nmとしたが
、発光強度差が確認できる波長であればよく、その他例
えば505nm 、539nmなどを用いることができ
る。
、発光強度差が確認できる波長であればよく、その他例
えば505nm 、539nmなどを用いることができ
る。
このように本実施例は、本発明の採用により、高融点金
属シリサイド層4(本例ではWSix層)のエツチング
時の終点判定を高精度に行うことができ、タングステン
ポリサイド構造等の良好な異方性加工を容易に実現でき
る。
属シリサイド層4(本例ではWSix層)のエツチング
時の終点判定を高精度に行うことができ、タングステン
ポリサイド構造等の良好な異方性加工を容易に実現でき
る。
上述の如く本出願の各発明によれば、基体上に形成され
たシリコン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エ
ツチング部をエツチングする場合に、良好なエツチング
を実現でき、特に請求項1゜2の発明は、オーバーエツ
チング時にシリコン層に生ずる可能性のあるアンダーカ
ットの発生を抑え、良好な形状のエツチングを達成でき
、また請求項3の発明は、高融点シリサイド層のエツチ
ング終点を容易かつ確実に判定して、これにより良好な
形状のエツチングを達成できる。
たシリコン層と高融点金属シリサイド層とを有する被エ
ツチング部をエツチングする場合に、良好なエツチング
を実現でき、特に請求項1゜2の発明は、オーバーエツ
チング時にシリコン層に生ずる可能性のあるアンダーカ
ットの発生を抑え、良好な形状のエツチングを達成でき
、また請求項3の発明は、高融点シリサイド層のエツチ
ング終点を容易かつ確実に判定して、これにより良好な
形状のエツチングを達成できる。
第1図(a)(b)は、実施例−1の工程を被エツチン
グ材の各工程における断面図で示すものである。第2図
(a)(b)は、同じ〈実施例2の工程を示すものであ
る。第3図(a)(b)は、同じ〈実施例−3の工程を
示すものである。 第4図乃至第6図は実施例−3を説明するための図であ
り、第4図は発光スペクトル図、第5図は発光スペクト
ルの差を示す図、第6図は519nmにおける発光強度
変化を示す図である。第7図及び第8図は、各々従来技
術を示す図である。 3・・・シリコン(DOPO3)、4・・・高融点金属
シリサイド(WSix)、5・・・フォトレジスト、1
0・・・被エツチング部、11・・・基体。
グ材の各工程における断面図で示すものである。第2図
(a)(b)は、同じ〈実施例2の工程を示すものであ
る。第3図(a)(b)は、同じ〈実施例−3の工程を
示すものである。 第4図乃至第6図は実施例−3を説明するための図であ
り、第4図は発光スペクトル図、第5図は発光スペクト
ルの差を示す図、第6図は519nmにおける発光強度
変化を示す図である。第7図及び第8図は、各々従来技
術を示す図である。 3・・・シリコン(DOPO3)、4・・・高融点金属
シリサイド(WSix)、5・・・フォトレジスト、1
0・・・被エツチング部、11・・・基体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基体上に形成されたシリコン層と高融点金属シリサ
イド層とを有する被エッチング部をエッチングするシリ
コン系被エッチング材のエッチング方法において、 臭化水素とフッ素ラジカルを発生し得るガスとを含有す
るエッチングガスを用いてエッチングを行い、 その後フッ素ラジカルを発生し得るガスのみによってオ
ーバーエッチングすることを特徴とするシリコン系被エ
ッチング材のエッチング方法。 2、基体上に形成されたシリコン層と高融点金属シリサ
イド層とを有する被エッチング部をエッチングするシリ
コン系被エッチング材のエッチング方法において、 臭化水素とフッ素ラジカルを発生し得るガスとを含有す
るエッチングガスを用いてエッチングを行い、 更に酸素アッシング処理を行い、 その後オーバーエッチングすることを特徴とするシリコ
ン系被エッチング材のエッチング方法。 3、基体上に形成されたシリコン層と高融点金属シリサ
イド層とを有する被エッチング部をエッチングするシリ
コン系被エッチング材のエッチング方法において、 臭化水素とフッ素ラジカルを発生し得るガスとを含有す
るエッチングガスを用いてエッチングを行うとともに、
発光スペクトル強度変化をモニタすることにより高融点
金属シリサイド層のエッチング終点を決定することを特
徴とするシリコン系被エッチング材のエッチング方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4707490A JP2616100B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 |
| DE69126149T DE69126149T2 (de) | 1990-01-22 | 1991-01-21 | Trockenätzverfahren |
| EP91100704A EP0439101B1 (en) | 1990-01-22 | 1991-01-21 | Dry etching method |
| US07/644,014 US5180464A (en) | 1990-01-22 | 1991-01-22 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4707490A JP2616100B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248531A true JPH03248531A (ja) | 1991-11-06 |
| JP2616100B2 JP2616100B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=12765023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4707490A Expired - Lifetime JP2616100B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-02-27 | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616100B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05188148A (ja) * | 1992-01-13 | 1993-07-30 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出素子 |
| JP2009206130A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Panasonic Corp | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP4707490A patent/JP2616100B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05188148A (ja) * | 1992-01-13 | 1993-07-30 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出素子 |
| JP2009206130A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Panasonic Corp | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616100B2 (ja) | 1997-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0987745B1 (en) | Metallization etching method using a hard mask layer | |
| JP3257533B2 (ja) | 無機反射防止膜を使った配線形成方法 | |
| JPH0493022A (ja) | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 | |
| JPH0621018A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2000311899A (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
| US5651856A (en) | Selective etch process | |
| JP3165047B2 (ja) | ポリサイド膜のドライエッチング方法 | |
| KR970001203B1 (ko) | 폴리실리콘 막 에칭 방법 | |
| JP3318801B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| US5968711A (en) | Method of dry etching A1Cu using SiN hard mask | |
| JP3067737B2 (ja) | 酸化バナジウム膜のプラズマエッチング方法 | |
| JP3112832B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2004080045A (ja) | マスクを利用した金属膜エッチング方法、半導体素子の配線形成方法、金属膜エッチング方法及びエッチングガス | |
| JPH03248531A (ja) | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 | |
| JP3116276B2 (ja) | 感光膜のエッチング方法 | |
| KR100278277B1 (ko) | 실리사이드의콘택저항개선을위한반도체소자제조방법 | |
| KR100548542B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 형성방법 | |
| JP3082396B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3696655B2 (ja) | 配線形成方法 | |
| JPH06163479A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| KR100259072B1 (ko) | 금속게이트 형성방법 | |
| JPH09246245A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3008451B2 (ja) | シリコン系被エッチング材のエッチング方法 | |
| JP4620964B2 (ja) | 金属膜のパターン形成方法 | |
| JPH05175159A (ja) | 半導体素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |