JP2591209B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JP2591209B2 JP2591209B2 JP2010489A JP1048990A JP2591209B2 JP 2591209 B2 JP2591209 B2 JP 2591209B2 JP 2010489 A JP2010489 A JP 2010489A JP 1048990 A JP1048990 A JP 1048990A JP 2591209 B2 JP2591209 B2 JP 2591209B2
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- Japan
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- etching
- gas
- hbr
- polycrystalline silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高集積度を有する半導体装置の製造方法に関
し、特にゲート電極等に使用されるポリサイド膜をフロ
ン系ガスを使用せずに異方性エッチングを行う方法に関
する。
し、特にゲート電極等に使用されるポリサイド膜をフロ
ン系ガスを使用せずに異方性エッチングを行う方法に関
する。
本発明は、ゲート電極等を構成するポリサイド膜のエ
ッチングを行うドライエッチング方法において、エッチ
ングガスとしてフッ素系ガスに少なくともHBrを添加し
てなる混合ガスを用いることにより、フロン系ガスを使
用せずとも、主としてレジストとBrとの反応生成物によ
り側壁保護を行いながら異方性エッチングを実現するも
のである。
ッチングを行うドライエッチング方法において、エッチ
ングガスとしてフッ素系ガスに少なくともHBrを添加し
てなる混合ガスを用いることにより、フロン系ガスを使
用せずとも、主としてレジストとBrとの反応生成物によ
り側壁保護を行いながら異方性エッチングを実現するも
のである。
さらに本発明は、上述の過程を第１のエッチング工程
とし、さらに第２のエッチング工程としてHBrを単独で
使用するオーバーエッチングを行うことにより、高速
性，高異方性，高選択性を維持しながらウェハ全体にわ
たる均一処理を実現するものである。
とし、さらに第２のエッチング工程としてHBrを単独で
使用するオーバーエッチングを行うことにより、高速
性，高異方性，高選択性を維持しながらウェハ全体にわ
たる均一処理を実現するものである。
LSIのゲート配線材料としては従来、多結晶シリコン
が広く使用されてきたが、デバイスの高速化への要求が
高まるにつれ、多結晶シリコンよりも約１桁低い抵抗値
の得られる高融点金属シリサイドが用いられるようにな
っている。高融点金属シリサイドを用いてゲート配線層
を構成する場合、ゲート絶縁膜上に高融点金属シリサイ
ド層を直接に被着形成するのではなく、不純物を導入し
た多結晶シリコン層を介してこれを積層した、いわゆる
ポリサイド膜を採用することが主流となっている。これ
は、デバイス特性や信頼性に最も影響を与え易いゲート
絶縁膜との界面に従来のプロセスにおいて実績のある多
結晶シリコン層を配し、その上の高融点金属シリサイド
層で低抵抗化を図るためである。
が広く使用されてきたが、デバイスの高速化への要求が
高まるにつれ、多結晶シリコンよりも約１桁低い抵抗値
の得られる高融点金属シリサイドが用いられるようにな
っている。高融点金属シリサイドを用いてゲート配線層
を構成する場合、ゲート絶縁膜上に高融点金属シリサイ
ド層を直接に被着形成するのではなく、不純物を導入し
た多結晶シリコン層を介してこれを積層した、いわゆる
ポリサイド膜を採用することが主流となっている。これ
は、デバイス特性や信頼性に最も影響を与え易いゲート
絶縁膜との界面に従来のプロセスにおいて実績のある多
結晶シリコン層を配し、その上の高融点金属シリサイド
層で低抵抗化を図るためである。
ところで、かかるポリサイド膜は、異なる２種類の材
料に対して共に異方性を実現しなければならないことか
ら、ドライエッチング技術に新たな困難をもたらした。
すなわち、ポリサイド膜のエッチングにおいては、生成
するハロゲン化合物の蒸気圧の差に起因して上層の高融
点金属シリサイド層よりも下層の多結晶シリコン層が速
くエッチングされること、あるいは多結晶シリコン層と
高融点金属シリサイド層の界面に反応層が形成されるこ
と等の理由により、パターンにアンダカットやくびれ等
が生じやすい。これらの形状異常は、ソース・ドレイン
領域を形成するためのイオン注入時に不純物の導入され
ないオフセット領域を発生させたり、LDD構造を実現す
るためのサイドウォール形成時の寸法精度を低下させる
こと等の原因となり、特にサブミクロンデバイスでは許
容されないものである。
料に対して共に異方性を実現しなければならないことか
ら、ドライエッチング技術に新たな困難をもたらした。
すなわち、ポリサイド膜のエッチングにおいては、生成
するハロゲン化合物の蒸気圧の差に起因して上層の高融
点金属シリサイド層よりも下層の多結晶シリコン層が速
くエッチングされること、あるいは多結晶シリコン層と
高融点金属シリサイド層の界面に反応層が形成されるこ
と等の理由により、パターンにアンダカットやくびれ等
が生じやすい。これらの形状異常は、ソース・ドレイン
領域を形成するためのイオン注入時に不純物の導入され
ないオフセット領域を発生させたり、LDD構造を実現す
るためのサイドウォール形成時の寸法精度を低下させる
こと等の原因となり、特にサブミクロンデバイスでは許
容されないものである。
異方性エッチングを実現するためには、イオンエネ
ルギーを高めること、エッチングガス系に堆積性ガス
を添加して側壁保護を行うこと、被エッチング物とエ
ッチングガスとの反応生成物により側壁保護を行うこ
と、等が考えられるが、それぞれ解決すべき課題も多
い。すなわち、についてはレジストの後退やダメージ
の増加、についてはパーティクル汚染の発生、につ
いては側壁保護効果が被エッチング面積に依存して変化
するので均一なパターンが得られない等の問題があり、
これらがすべて解決されなければ実用的な異方性エッチ
ングを行うことはできない。
ルギーを高めること、エッチングガス系に堆積性ガス
を添加して側壁保護を行うこと、被エッチング物とエ
ッチングガスとの反応生成物により側壁保護を行うこ
と、等が考えられるが、それぞれ解決すべき課題も多
い。すなわち、についてはレジストの後退やダメージ
の増加、についてはパーティクル汚染の発生、につ
いては側壁保護効果が被エッチング面積に依存して変化
するので均一なパターンが得られない等の問題があり、
これらがすべて解決されなければ実用的な異方性エッチ
ングを行うことはできない。
従来、ポリサイド膜のエッチングガスとして最も広く
使用されているものは、たとえばセミコンダクター・ワ
ールド（プレスジャーナル社刊）1989年10月号126〜130
ページにも報告されているように、フロン113（C2Cl
3F3）に代表されるフロン系ガスを主体とするものであ
る。このガスは、分子中にフッ素原子と塩素原子を有す
るためにラジカル・モードおよびイオン・モードの双方
により効果的にエッチング反応を進行させ、かつ炭素系
ポリマーの堆積により側壁保護を行いながら高異方性エ
ッチングを可能とするものである。
使用されているものは、たとえばセミコンダクター・ワ
ールド（プレスジャーナル社刊）1989年10月号126〜130
ページにも報告されているように、フロン113（C2Cl
3F3）に代表されるフロン系ガスを主体とするものであ
る。このガスは、分子中にフッ素原子と塩素原子を有す
るためにラジカル・モードおよびイオン・モードの双方
により効果的にエッチング反応を進行させ、かつ炭素系
ポリマーの堆積により側壁保護を行いながら高異方性エ
ッチングを可能とするものである。
しかしながら、フロン系ガスは周知のように地球のオ
ゾン層破壊の元凶となることが指摘されており、今後は
使用が困難となることが予想される。したがって、ドラ
イエッチングの分野においてもフロン系ガスの代替品を
見出し、その効果的な利用方法を確立することが急務で
ある。
ゾン層破壊の元凶となることが指摘されており、今後は
使用が困難となることが予想される。したがって、ドラ
イエッチングの分野においてもフロン系ガスの代替品を
見出し、その効果的な利用方法を確立することが急務で
ある。
以上のようなデバイスの微細化要求および脱フロン対
策の観点から、近年HBrがエッチングガスとして注目さ
れている。たとえば、ダイジェスト・オブ・ペーパーズ
1989 セカンド・マイクロプロセス・コンファレンス
（Digest of Papers 1989 2nd MicroProcess Conferenc
e）第190ページには、n+型多結晶シリコン層に対してHB
rを使用した反応性イオンエッチングを行い、良好な異
方性形状を達成した例が報告されている。Brは原子半径
が大きく容易に被エッチング物の結晶格子内もしくは結
晶粒界内に侵入しないため、自発的なエッチング反応を
起こすことは困難であるが、イオン衝撃を伴った場合に
エッチング反応を起こすことができ、異方性の達成には
有利なエッチング種を提供することができる。したがっ
て、Br系のエッチング種を使用し、かつバイアスパワー
を最適に設定して下地であるゲート酸化膜との高選択比
を確保することにより、良好な異方性エッチングを行お
うとする試みが種々行われている。
策の観点から、近年HBrがエッチングガスとして注目さ
れている。たとえば、ダイジェスト・オブ・ペーパーズ
1989 セカンド・マイクロプロセス・コンファレンス
（Digest of Papers 1989 2nd MicroProcess Conferenc
e）第190ページには、n+型多結晶シリコン層に対してHB
rを使用した反応性イオンエッチングを行い、良好な異
方性形状を達成した例が報告されている。Brは原子半径
が大きく容易に被エッチング物の結晶格子内もしくは結
晶粒界内に侵入しないため、自発的なエッチング反応を
起こすことは困難であるが、イオン衝撃を伴った場合に
エッチング反応を起こすことができ、異方性の達成には
有利なエッチング種を提供することができる。したがっ
て、Br系のエッチング種を使用し、かつバイアスパワー
を最適に設定して下地であるゲート酸化膜との高選択比
を確保することにより、良好な異方性エッチングを行お
うとする試みが種々行われている。
ところが、上記HBrによるドライエッチングは、多結
晶シリコン層の異方性エッチングに関してはある程度の
成果を上げたものの、シリサイド膜のエッチングに適用
しようとすると次のような不都合が生ずることが明らか
となった。すなわち、高融点金属シリサイド層のエッチ
ング時にスパッタリング除去された高融点金属の臭化物
がエッチング室内を汚染すること、および、元来反応性
の低いBr系ラジカルをエッチング種とするために、従来
のフロン系ガスを使用するエッチングに比べてエッチン
グ速度が大幅に低下してしまうこと、等である。
晶シリコン層の異方性エッチングに関してはある程度の
成果を上げたものの、シリサイド膜のエッチングに適用
しようとすると次のような不都合が生ずることが明らか
となった。すなわち、高融点金属シリサイド層のエッチ
ング時にスパッタリング除去された高融点金属の臭化物
がエッチング室内を汚染すること、および、元来反応性
の低いBr系ラジカルをエッチング種とするために、従来
のフロン系ガスを使用するエッチングに比べてエッチン
グ速度が大幅に低下してしまうこと、等である。
そこで本発明は、フロン系ガスを使用せずに、ポリサ
イド膜のエッチングを高速性，高選択性，高異方性，低
汚染性をもって実現することを目的とする。
イド膜のエッチングを高速性，高選択性，高異方性，低
汚染性をもって実現することを目的とする。
本発明者は、上述の目的を達成するために鋭意検討を
行った結果、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを使用すれば、フッ素系ラジカルに
より実用的な速度でエッチングが行われる一方で、主と
してレジスタ材料とBrとの反応生成物による側壁保護効
果が期待できるため高異方性も達成されることを見出し
た。
行った結果、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを使用すれば、フッ素系ラジカルに
より実用的な速度でエッチングが行われる一方で、主と
してレジスタ材料とBrとの反応生成物による側壁保護効
果が期待できるため高異方性も達成されることを見出し
た。
さらに本発明者らは、ポリサイド膜のエッチングがほ
ぼ終了した後のオーバーエッチングをHBr単独により行
えば、全体としてのエッチング速度を大幅に低下させる
ことなく、ゲート酸化膜との選択比を大きく維持したま
まウェハ全体にわたってポリサイド膜の完全な除去が可
能となることを見出した。
ぼ終了した後のオーバーエッチングをHBr単独により行
えば、全体としてのエッチング速度を大幅に低下させる
ことなく、ゲート酸化膜との選択比を大きく維持したま
まウェハ全体にわたってポリサイド膜の完全な除去が可
能となることを見出した。
本発明は、上述の知見にもとづいて提案されるもので
ある。
ある。
すなわち、本発明の第１の発明にかかるドライエッチ
ング方法は、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と
多結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを
行うことを特徴とするものである。
ング方法は、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と
多結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを
行うことを特徴とするものである。
さらに、本発明の第２の発明にかかるドライエッチン
グ方法は、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加してな
るエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と多
結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを行
う第１のエッチング工程と、HBrを用いてオーバーエッ
チングを行う第２のエッチング工程を有することを特徴
とするものである。
グ方法は、フッ素系ガスに少なくともHBrを添加してな
るエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と多
結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを行
う第１のエッチング工程と、HBrを用いてオーバーエッ
チングを行う第２のエッチング工程を有することを特徴
とするものである。
本発明のドライエッチング方法によれば、高融点金属
シリサイド層と多結晶シリコン層とが積層されてなるポ
リサイド膜のエッチングを行うに際し、フッ素系ガスと
HBr各々の長所を活かしたエッチング反応を進行させる
ことができる。
シリサイド層と多結晶シリコン層とが積層されてなるポ
リサイド膜のエッチングを行うに際し、フッ素系ガスと
HBr各々の長所を活かしたエッチング反応を進行させる
ことができる。
仮に上記フッ素系ガスを単独で使用したとすると、多
結晶シリコン層の断面が露出した時点で該多結晶シリコ
ン層とフッ素系ラジカルの反応生成物がその高い蒸気圧
ゆえに速やかに除去されるようになるため、この層のエ
ッチング速度が高融点金属シリサイド層のエッチング速
度よりも相対的に速くなり、多くの場合は該多結晶シリ
コン層にアンダカットを生ずる。
結晶シリコン層の断面が露出した時点で該多結晶シリコ
ン層とフッ素系ラジカルの反応生成物がその高い蒸気圧
ゆえに速やかに除去されるようになるため、この層のエ
ッチング速度が高融点金属シリサイド層のエッチング速
度よりも相対的に速くなり、多くの場合は該多結晶シリ
コン層にアンダカットを生ずる。
またHBrを単独で使用したとすると、生成するBr系ラ
ジカルがが自発的には高融点金属シリサイド層，多結晶
シリコン層のいずれとも自発的には反応しにくい化学種
であることに加えて、レジスト材料とBrとの反応生成物
等が堆積するために、エッチング速度が大幅に低下す
る。また、高融点金属シリサイド層のエッチング時に高
融点金属の臭化物が生成してパーティクル汚染の原因と
もなり、実用的なプロセスとはならない。
ジカルがが自発的には高融点金属シリサイド層，多結晶
シリコン層のいずれとも自発的には反応しにくい化学種
であることに加えて、レジスト材料とBrとの反応生成物
等が堆積するために、エッチング速度が大幅に低下す
る。また、高融点金属シリサイド層のエッチング時に高
融点金属の臭化物が生成してパーティクル汚染の原因と
もなり、実用的なプロセスとはならない。
しかし、本発明の第１の発明のごとく、少なくともこ
れらフッ素系ガスとHBrを適切な割合にて混合したエッ
チングガスによれば、これらの欠点が相補的にカバーさ
れる。すなわち、まず反応性の高いフッ素系ガスにより
実用レベルのエッチング速度が確保される。また、質量
の大きいBrが効果的にレジスト材料をスパッタリングし
て反応生成物を形成し、これがSiBrX等と共にポリサイ
ド膜の側壁部に堆積するする結果、多結晶シリコン層に
おけるアンダカットの発生が防止される。さらに、HBr
に含まれるＨがレジスト材料の分解に寄与したり、系内
の過剰のフッ素系ラジカルを捕捉してフッ酸の形で除去
する効果もある。また、このエッチング系内では堆積性
ガスが使用されていないので、気相中からパーティクル
が発生してエッチング室内が汚染される虞れもない。し
たがって、第１の発明によれば、異方性エッチングが高
速にしかもクリーンな条件下で実現される。
れらフッ素系ガスとHBrを適切な割合にて混合したエッ
チングガスによれば、これらの欠点が相補的にカバーさ
れる。すなわち、まず反応性の高いフッ素系ガスにより
実用レベルのエッチング速度が確保される。また、質量
の大きいBrが効果的にレジスト材料をスパッタリングし
て反応生成物を形成し、これがSiBrX等と共にポリサイ
ド膜の側壁部に堆積するする結果、多結晶シリコン層に
おけるアンダカットの発生が防止される。さらに、HBr
に含まれるＨがレジスト材料の分解に寄与したり、系内
の過剰のフッ素系ラジカルを捕捉してフッ酸の形で除去
する効果もある。また、このエッチング系内では堆積性
ガスが使用されていないので、気相中からパーティクル
が発生してエッチング室内が汚染される虞れもない。し
たがって、第１の発明によれば、異方性エッチングが高
速にしかもクリーンな条件下で実現される。
さらに、本発明の第２の発明では、上述のような過程
を第１のエッチング工程としてポリサイド膜のエッチン
グをほぼ終了した後、第２のエッチング工程としてHBr
単独によるオーバーエッチングを行うことにより、下地
であるゲート酸化膜との高選択比を維持したままポリサ
イド膜の除去を完全に終了させることができる。このオ
ーバーエッチングは、ウェハの中央部と周辺部との間の
エッチング速度の不均一さをカバーするために行われる
ものである。すなわち、ウェハの中央部でポリサイド膜
のエッチングが終了していても、多くの場合、周辺部に
は多結晶シリコン層が若干残存する領域も存在する。そ
こで、この残存した多結晶シリコン層を除去するため
に、反応性の低いHBrを単独で使用してこれを除去する
のである。この場合、大部分のエッチングは第１のエッ
チング工程において既に終了しているため、全体的なエ
ッチング速度を大きく低下させることはない。また、HB
rが単独で使用されることにより、一般に酸化シリコン
等から構成されるゲート絶縁膜に対する選択性も向上す
る。さらに、第２のエッチング工程が実施される段階で
は高融点金属シリサイド層は存在しないので、HBrが単
独で使用されたとしても高融点金属の臭化物によるパー
ティクル汚染を招く虞れもない。
を第１のエッチング工程としてポリサイド膜のエッチン
グをほぼ終了した後、第２のエッチング工程としてHBr
単独によるオーバーエッチングを行うことにより、下地
であるゲート酸化膜との高選択比を維持したままポリサ
イド膜の除去を完全に終了させることができる。このオ
ーバーエッチングは、ウェハの中央部と周辺部との間の
エッチング速度の不均一さをカバーするために行われる
ものである。すなわち、ウェハの中央部でポリサイド膜
のエッチングが終了していても、多くの場合、周辺部に
は多結晶シリコン層が若干残存する領域も存在する。そ
こで、この残存した多結晶シリコン層を除去するため
に、反応性の低いHBrを単独で使用してこれを除去する
のである。この場合、大部分のエッチングは第１のエッ
チング工程において既に終了しているため、全体的なエ
ッチング速度を大きく低下させることはない。また、HB
rが単独で使用されることにより、一般に酸化シリコン
等から構成されるゲート絶縁膜に対する選択性も向上す
る。さらに、第２のエッチング工程が実施される段階で
は高融点金属シリサイド層は存在しないので、HBrが単
独で使用されたとしても高融点金属の臭化物によるパー
ティクル汚染を招く虞れもない。
以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
実施例１ 本実施例は、本発明の第１の発明をゲート電極となる
ポリサイド膜のエッチングに適用した例である。この工
程を第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）を参照しながら説
明する。
ポリサイド膜のエッチングに適用した例である。この工
程を第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）を参照しながら説
明する。
まず第１図（Ａ）に示すように、単結晶シリコン等か
らなる半導体基板（１）上にたとえば酸化シリコンから
なるゲート酸化膜（２）、ポリサイド膜（５）の下層に
相当し、ｎ型不純物をドープした多結晶シリコン層
（３）、ポリサイド膜（５）の上層に相当するタングス
テンシリサイド層（４）を順次積層した後、上記タング
ステンシリサイド層の表面に、上記ポリサイド膜（５）
のエッチング用マスクとしてフォトレジスト層（６）を
選択的に形成した。
らなる半導体基板（１）上にたとえば酸化シリコンから
なるゲート酸化膜（２）、ポリサイド膜（５）の下層に
相当し、ｎ型不純物をドープした多結晶シリコン層
（３）、ポリサイド膜（５）の上層に相当するタングス
テンシリサイド層（４）を順次積層した後、上記タング
ステンシリサイド層の表面に、上記ポリサイド膜（５）
のエッチング用マスクとしてフォトレジスト層（６）を
選択的に形成した。
次に、上記第１図（Ａ）に示す基体を平行平板型RIE
（反応性イオンエッチング）装置内にセットし、SF6流
量20SCCM,HBr流量10SCCM,ガス圧1.0Pa（＝7.5mTorr）,R
F電力300Wの条件でエッチングを行った。この条件によ
り、ラジカル反応を主体とするエッチング反応が速やか
に進行し、第１図（Ｂ）に示すように、少なくともポリ
サイド膜（５）の側壁部において若干の側壁保護膜
（７）の形成を伴いながら、パターン幅0.35μｍのゲー
ト電極が良好な異方性形状をもって形成された。この条
件によるイオン入射エネルギーは250V程度と比較的低い
ため、ダメージの発生は抑制された。ここで上記側壁保
護膜（７）は、フォトレジスト層（６）がBrによりスパ
ッタリングされて生成した炭素系ポリマーを主体とし、
これにSiBrX等が混在するものであると考えられる。上
記のエッチングガスは、堆積性ガスを含まないために気
相中においてほとんどパーティクルを生成せず、また高
融点金属臭化物による汚染も発生させないため、極めて
クリーンなプロセスを進行させることができた。
（反応性イオンエッチング）装置内にセットし、SF6流
量20SCCM,HBr流量10SCCM,ガス圧1.0Pa（＝7.5mTorr）,R
F電力300Wの条件でエッチングを行った。この条件によ
り、ラジカル反応を主体とするエッチング反応が速やか
に進行し、第１図（Ｂ）に示すように、少なくともポリ
サイド膜（５）の側壁部において若干の側壁保護膜
（７）の形成を伴いながら、パターン幅0.35μｍのゲー
ト電極が良好な異方性形状をもって形成された。この条
件によるイオン入射エネルギーは250V程度と比較的低い
ため、ダメージの発生は抑制された。ここで上記側壁保
護膜（７）は、フォトレジスト層（６）がBrによりスパ
ッタリングされて生成した炭素系ポリマーを主体とし、
これにSiBrX等が混在するものであると考えられる。上
記のエッチングガスは、堆積性ガスを含まないために気
相中においてほとんどパーティクルを生成せず、また高
融点金属臭化物による汚染も発生させないため、極めて
クリーンなプロセスを進行させることができた。
なお、上述の例ではフッ素系ガスとしてSF6を使用し
たが、他にもNF3,ClF3,F2,HF等を使用することができ
る。これらのフッ素系ガスに対するHBrの混合比は、１
〜50モル％程度とすることが望ましい。上記範囲よりも
少ない場合には側壁保護効果が不足し、上記範囲よりも
多い場合にはエッチング速度が低下する虞れがある。
たが、他にもNF3,ClF3,F2,HF等を使用することができ
る。これらのフッ素系ガスに対するHBrの混合比は、１
〜50モル％程度とすることが望ましい。上記範囲よりも
少ない場合には側壁保護効果が不足し、上記範囲よりも
多い場合にはエッチング速度が低下する虞れがある。
さらに、上記エッチングガスにはN2やO2を適宜添加
し、これらのガスとSiとの反応生成物を側壁保護膜の構
成成分に加えて側壁保護効果を増強しても良い。また、
スパッタリング効果，希釈効果および冷却効果を期待す
る意味でアルゴン，ヘリウム等の希ガスを適宜混合して
も良い。
し、これらのガスとSiとの反応生成物を側壁保護膜の構
成成分に加えて側壁保護効果を増強しても良い。また、
スパッタリング効果，希釈効果および冷却効果を期待す
る意味でアルゴン，ヘリウム等の希ガスを適宜混合して
も良い。
また、上述の例ではポリサイド膜（５）の上層を構成
する高融点金属シリサイドとしてタングステンシリサイ
ドを使用したが、高融点金属シリサイドの種類はこれに
限られるものではなく、モリブデン，チタン，タンタル
等の他の高融点金属を含むものであっても良い。
する高融点金属シリサイドとしてタングステンシリサイ
ドを使用したが、高融点金属シリサイドの種類はこれに
限られるものではなく、モリブデン，チタン，タンタル
等の他の高融点金属を含むものであっても良い。
実施例２ 本実施例は、上記実施例１で行ったエッチングに引き
続き、オーバーエッチングを行った例である。
続き、オーバーエッチングを行った例である。
すなわち、実施例１に上述した条件により第１のエッ
チング工程を終了した後、SF6の供給を停止し、HBr流量
を30SCCMとして第２のエッチング（オーバーエッチン
グ）工程を実施した。第２のエッチング工程では、第１
のエッチング工程よりもゲート酸化膜（２）に対する選
択性が一層高くなっているために、下地にダメージを与
えることなく、残存する多結晶シリコン層（３）のみが
効果的に除去された。したがって、ウェハ内の全体にわ
たって均一なエッチングが達成された。また、第２のエ
ッチング工程によりパーティクル汚染が発生することは
なかった。さらに、上記第２のエッチングは短時間にて
終了し、トータルのエッチング時間を延長することもな
かった。
チング工程を終了した後、SF6の供給を停止し、HBr流量
を30SCCMとして第２のエッチング（オーバーエッチン
グ）工程を実施した。第２のエッチング工程では、第１
のエッチング工程よりもゲート酸化膜（２）に対する選
択性が一層高くなっているために、下地にダメージを与
えることなく、残存する多結晶シリコン層（３）のみが
効果的に除去された。したがって、ウェハ内の全体にわ
たって均一なエッチングが達成された。また、第２のエ
ッチング工程によりパーティクル汚染が発生することは
なかった。さらに、上記第２のエッチングは短時間にて
終了し、トータルのエッチング時間を延長することもな
かった。
以上の説明からも明らかなように、フッ素系ガスに少
なくともHBrを添加してなるエッチングガスは、高異方
性，低汚染，高選択性，高速のエッチング反応を進行さ
せるため、従来ポリサイド膜のエッチングガスとして多
用されているフロン系ガスの代替品として極めて有望で
ある。さらに、上記エッチングガスによるエッチングと
HBr単独によるオーバーエッチングとを組み合わせるこ
とにより、ウェハ内における処理の均一性を高めること
ができる。本発明は、特に高い加工精度が要求されるゲ
ート電極等のドライエッチングに極めて好適である。
なくともHBrを添加してなるエッチングガスは、高異方
性，低汚染，高選択性，高速のエッチング反応を進行さ
せるため、従来ポリサイド膜のエッチングガスとして多
用されているフロン系ガスの代替品として極めて有望で
ある。さらに、上記エッチングガスによるエッチングと
HBr単独によるオーバーエッチングとを組み合わせるこ
とにより、ウェハ内における処理の均一性を高めること
ができる。本発明は、特に高い加工精度が要求されるゲ
ート電極等のドライエッチングに極めて好適である。
第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）は本発明のドライエッ
チング方法をゲート電極の形成に適用した場合の一例を
その工程順にしたがって説明する概略断面図であり、第
１図（Ａ）はゲート酸化膜，ポリサイド膜，フォトレジ
スト層の形成工程、第１図（Ｂ）はポリサイド膜のエッ
チング工程をそれぞれ示すものである。 １……半導体基板 ２……ゲート酸化膜 ３……多結晶シリコン層 ４……タングステンシリサイド層 ５……ポリサイド膜 ６……フォトレジスト層 ７……側壁保護膜
チング方法をゲート電極の形成に適用した場合の一例を
その工程順にしたがって説明する概略断面図であり、第
１図（Ａ）はゲート酸化膜，ポリサイド膜，フォトレジ
スト層の形成工程、第１図（Ｂ）はポリサイド膜のエッ
チング工程をそれぞれ示すものである。 １……半導体基板 ２……ゲート酸化膜 ３……多結晶シリコン層 ４……タングステンシリサイド層 ５……ポリサイド膜 ６……フォトレジスト層 ７……側壁保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と
多結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを
行うことを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】フッ素系ガスに少なくともHBrを添加して
なるエッチングガスを用いて高融点金属シリサイド層と
多結晶シリコン層からなるポリサイド膜のエッチングを
行う第１のエッチング工程と、 HBrを用いてオーバーエッチングを行う第２のエッチン
グ工程を有することを特徴とするドライエッチング方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010489A JP2591209B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | ドライエッチング方法 |
| DE69126149T DE69126149T2 (de) | 1990-01-22 | 1991-01-21 | Trockenätzverfahren |
| EP91100704A EP0439101B1 (en) | 1990-01-22 | 1991-01-21 | Dry etching method |
| KR1019910000925A KR0176714B1 (ko) | 1990-01-22 | 1991-01-21 | 드라이에칭방법 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP2010489A JP2591209B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215938A JPH03215938A (ja) | 1991-09-20 |
| JP2591209B2 true JP2591209B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=11751590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010489A Expired - Lifetime JP2591209B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | ドライエッチング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591209B2 (ja) |
| KR (1) | KR0176714B1 (ja) |
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| JP3198586B2 (ja) * | 1992-02-14 | 2001-08-13 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP2906997B2 (ja) * | 1994-04-22 | 1999-06-21 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2991177B2 (ja) * | 1997-12-15 | 1999-12-20 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR100749978B1 (ko) * | 2001-02-23 | 2007-08-16 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6031906B2 (ja) * | 1977-05-13 | 1985-07-25 | 株式会社日立製作所 | アルミニウム膜もしくは基合金膜の加工方法 |
| EP0272143B1 (en) * | 1986-12-19 | 1999-03-17 | Applied Materials, Inc. | Bromine etch process for silicon |
| JPS648626A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Fujitsu Ltd | Dry etching of silicon using bromine gas |
| JPH0817169B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1996-02-21 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2010489A patent/JP2591209B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-21 KR KR1019910000925A patent/KR0176714B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215938A (ja) | 1991-09-20 |
| KR0176714B1 (ko) | 1999-04-15 |
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