JP3143949B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セスで用いられるドライエッチング方法に関する。
セスで用いられるドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＵＬＳＩ（ｕｌｔｒａ ｌａｒｇ
ｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）デバイスの
高速化に伴ない、例えば、トランジスタのゲート構造と
してドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）とその上層の
タングステンシリサイド（ＷＳｉX）との積層膜でなる
タングステンポリサイド（Ｗ−ｐｏｌｙｃｉｄｅ）の採
用が図られている。
ｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）デバイスの
高速化に伴ない、例えば、トランジスタのゲート構造と
してドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）とその上層の
タングステンシリサイド（ＷＳｉX）との積層膜でなる
タングステンポリサイド（Ｗ−ｐｏｌｙｃｉｄｅ）の採
用が図られている。
【０００３】斯るタングステンポリサイドのエッチング
方法としては、９０年春；応用物理学会講演集２８ｐ−
ＺＦ−３に記載された方法が知られている。この方法
は、フロンを用いないガス系によるエッチングであり、
ＲＦバイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチャーを用い、
六フッ化イオウ（ＳＦ6）と臭化水素（ＨＢｒ）を用い
てエッチングを行なうものであり、ＨＢｒ添加に起因す
る堆積物（保護膜形成用化合物；ＳｉＢｒ4）により側
壁保護が行なわれて、異方性加工が可能となるというも
のである。
方法としては、９０年春；応用物理学会講演集２８ｐ−
ＺＦ−３に記載された方法が知られている。この方法
は、フロンを用いないガス系によるエッチングであり、
ＲＦバイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチャーを用い、
六フッ化イオウ（ＳＦ6）と臭化水素（ＨＢｒ）を用い
てエッチングを行なうものであり、ＨＢｒ添加に起因す
る堆積物（保護膜形成用化合物；ＳｉＢｒ4）により側
壁保護が行なわれて、異方性加工が可能となるというも
のである。
【０００４】この他、タングステンシリサイド（ＷＳｉ
X）をＳＦ6＋ＨＢｒを用いてエッチングした後、ドープ
トポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）をＨＢｒでエッチングす
るという２段階エッチングが知られている。
X）をＳＦ6＋ＨＢｒを用いてエッチングした後、ドープ
トポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）をＨＢｒでエッチングす
るという２段階エッチングが知られている。
【０００５】上記した従来技術は、例えば、図４に示す
ように、シリコン基板１表面に形成したＳｉＯ2膜２上
に、順次ドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）膜３，タ
ングステンシリサイド（ＷＳｉX）膜４を積層して成る
タングステンポリサイド構造上に所望パターンのレジス
ト５をパターニングし、このレジストをマスクとして、
順次ＷＳｉX膜４，ＤＯＰＯＳ膜３をＳＦ6＋ＨＢｒ，Ｈ
Ｂｒを用いてエッチングしようというものである。
ように、シリコン基板１表面に形成したＳｉＯ2膜２上
に、順次ドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）膜３，タ
ングステンシリサイド（ＷＳｉX）膜４を積層して成る
タングステンポリサイド構造上に所望パターンのレジス
ト５をパターニングし、このレジストをマスクとして、
順次ＷＳｉX膜４，ＤＯＰＯＳ膜３をＳＦ6＋ＨＢｒ，Ｈ
Ｂｒを用いてエッチングしようというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来方法を用いてエッチングを進めた場合、図５に
示すようなジャストエッチ状態までは、ＨＢｒ添加に起
因して堆積されるＳｉＢｒ4により側壁保護作用を受け
るものの、確実にＤＯＰＯＳ膜３の除去を行なうために
施すオーバーエッチングに際して、ＳｉＢｒ4を形成す
るＳｉの供給が無くなるため（ＤＯＰＯＳ膜がなくなる
ためであり、下地ＳｉＯ2膜からはＳｉＢｒ4を形成する
Ｓｉは供給されない）、図６に示すようにＤＯＰＯＳ膜
３にアンダーカットが入るという問題が生ずる。
うな従来方法を用いてエッチングを進めた場合、図５に
示すようなジャストエッチ状態までは、ＨＢｒ添加に起
因して堆積されるＳｉＢｒ4により側壁保護作用を受け
るものの、確実にＤＯＰＯＳ膜３の除去を行なうために
施すオーバーエッチングに際して、ＳｉＢｒ4を形成す
るＳｉの供給が無くなるため（ＤＯＰＯＳ膜がなくなる
ためであり、下地ＳｉＯ2膜からはＳｉＢｒ4を形成する
Ｓｉは供給されない）、図６に示すようにＤＯＰＯＳ膜
３にアンダーカットが入るという問題が生ずる。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、ポリサイド構造の膜及び
シリコン系薄膜のオーバーエッチング時にアンダーカッ
トの生じないドライエッチング方法を得んとするもので
ある。
して創案されたものであって、ポリサイド構造の膜及び
シリコン系薄膜のオーバーエッチング時にアンダーカッ
トの生じないドライエッチング方法を得んとするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シリ
コン系薄膜とドライエッチングとの反応生成物を側壁保
護膜として堆積すると共に、前記シリコン系薄膜をエッ
チングするジャストエッチング工程を有するシリコン系
薄膜のドライエッチング方法において、前記ジャストエ
ッチング工程の後、前記エッチングガスに対してＳｉＢ
ｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添加して成る混合
ガスにより、前記シリコン系薄膜のパターン側壁にＳｉ
Ｂｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン系薄膜をエッチ
ングするオーバーエッチング工程を有することを、第１
の解決手段とする。
コン系薄膜とドライエッチングとの反応生成物を側壁保
護膜として堆積すると共に、前記シリコン系薄膜をエッ
チングするジャストエッチング工程を有するシリコン系
薄膜のドライエッチング方法において、前記ジャストエ
ッチング工程の後、前記エッチングガスに対してＳｉＢ
ｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添加して成る混合
ガスにより、前記シリコン系薄膜のパターン側壁にＳｉ
Ｂｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン系薄膜をエッチ
ングするオーバーエッチング工程を有することを、第１
の解決手段とする。
【０００９】また、シリコン系薄膜とエッチングガスと
の反応生成物を側壁保護膜として堆積すると共に、高融
点金属シリサイド薄膜と前記シリコン系薄膜との積層膜
をエッチングするジャストエッチング工程を有するシリ
コン系薄膜のドライエッチング方法において、前記ジャ
ストエッチング工程の後、前記エッチングガスに対して
ＳｉＢｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添加して成
る混合ガスにより、前記シリコン系薄膜のパターン側壁
にＳｉＢｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン系薄膜を
エッチングするオーバーエッチング工程を有すること
を、第２の解決手段としている。
の反応生成物を側壁保護膜として堆積すると共に、高融
点金属シリサイド薄膜と前記シリコン系薄膜との積層膜
をエッチングするジャストエッチング工程を有するシリ
コン系薄膜のドライエッチング方法において、前記ジャ
ストエッチング工程の後、前記エッチングガスに対して
ＳｉＢｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添加して成
る混合ガスにより、前記シリコン系薄膜のパターン側壁
にＳｉＢｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン系薄膜を
エッチングするオーバーエッチング工程を有すること
を、第２の解決手段としている。
【００１０】
【作用】請求項１の発明は、シリコン系薄膜をオーバー
エッチングした際に、ＳｉＢｒ4を含むガスを供給する
ことにより、シリコン系薄膜の側壁にＳｉＢｒ4 （側壁
保護膜形成用の化合物）が付着しアンダーカットの発生
が防止される。
エッチングした際に、ＳｉＢｒ4を含むガスを供給する
ことにより、シリコン系薄膜の側壁にＳｉＢｒ4 （側壁
保護膜形成用の化合物）が付着しアンダーカットの発生
が防止される。
【００１１】請求項２の発明においては、高融点金属シ
リサイド薄膜の下層膜であるシリコン系薄膜の側壁に
も、上記請求項１の発明と同様に、オーバーエッチング
時にＳｉＢｒ4 （側壁保護膜形成用の化合物）でなる保
護膜が形成され、異方性加工が可能となる。
リサイド薄膜の下層膜であるシリコン系薄膜の側壁に
も、上記請求項１の発明と同様に、オーバーエッチング
時にＳｉＢｒ4 （側壁保護膜形成用の化合物）でなる保
護膜が形成され、異方性加工が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係るドライエッチング方法の
詳細を図１〜図３に示す実施例を基づいて説明する。
詳細を図１〜図３に示す実施例を基づいて説明する。
【００１３】先ず、図１に示すように、シリコン基板１
０上に形成されたＳｉＯ2膜１１上にシリコン系薄膜と
してのドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）膜１２をＣ
ＶＤ法により堆積させた後、その上にタングステンシリ
サイド（ＷＳｉX）膜１３を積層してタングステンポリ
サイド構造とする。そして、タングステンシリサイド膜
１３上に、レジストをパターニングする。
０上に形成されたＳｉＯ2膜１１上にシリコン系薄膜と
してのドープトポリシリコン（ＤＯＰＯＳ）膜１２をＣ
ＶＤ法により堆積させた後、その上にタングステンシリ
サイド（ＷＳｉX）膜１３を積層してタングステンポリ
サイド構造とする。そして、タングステンシリサイド膜
１３上に、レジストをパターニングする。
【００１４】次に、タングステンシリサイド膜１３を下
記のエッチング条件でエッチング（ジャストエッチング
工程）する。
記のエッチング条件でエッチング（ジャストエッチング
工程）する。
【００１５】 ○エッチングガス及びその流量 六フッ化イオウ（ＳＦ6）…１５SCCM 臭化水素（ＨＢｒ）…３５SCCM ○圧力 ５ｍＴｏｒｒ ○マイクロ波電流 ２５０ｍＡ ○ＲＦバイアス １５０Ｗ 次いで、ドープトポリシリコン膜１２を下記のエッチン
グ条件でエッチング（ジャストエッチング工程）する。
グ条件でエッチング（ジャストエッチング工程）する。
【００１６】 ○エッチングガス及びその流量 臭化水素（ＨＢｒ）…５０SCCM ○圧力 ５ｍＴｏｒｒ ○マイクロ波電流 ２５０ｍＡ ○ＲＦバイアス ２００Ｗ 斯るドープトポリシリコン膜１２のエッチングに際して
は、エッチングガスとしてＨＢｒ添加に起因してＳｉＢ
ｒXでなる側壁保護膜１２ａが形成される。
は、エッチングガスとしてＨＢｒ添加に起因してＳｉＢ
ｒXでなる側壁保護膜１２ａが形成される。
【００１７】その後、下地であるＳｉＯ2膜１１が露出
し始めた状態からは、下記のエッチング条件に切り換え
てオーバーエッチング（オーバーエッチング工程）を行
なう。
し始めた状態からは、下記のエッチング条件に切り換え
てオーバーエッチング（オーバーエッチング工程）を行
なう。
【００１８】 ○エッチングガス及びその流量 臭化水素（ＨＢｒ）…４０SCCM ＳｉＢｒ4…１０SCCM ○圧力 ５ｍＴｏｒｒ ○マイクロ波電流 ２５０ｍＡ ○ＲＦバイアス ２００Ｗ このように、オーバーエッチングに際してＳｉＢｒ4を
エッチングガスに添加することにより、ドープトポリシ
リコン膜１２の側壁にＳｉＢｒ4が付着（堆積）するた
め、アンダーカットの発生が防止される。ＳｉＢｒ4を
添加せずＨＢｒのみでエッチングすると、上記側壁保護
膜１２ａを形成するＳｉＢｒ4は側壁から脱離して、ア
ンダーカットが生じてしまう。また、下地のＳｉＯ2膜
１１中のＳｉは酸素と強く結合しているため、ＨＢｒ中
のＢｒとはＳｉＢｒ4を形成しない。
エッチングガスに添加することにより、ドープトポリシ
リコン膜１２の側壁にＳｉＢｒ4が付着（堆積）するた
め、アンダーカットの発生が防止される。ＳｉＢｒ4を
添加せずＨＢｒのみでエッチングすると、上記側壁保護
膜１２ａを形成するＳｉＢｒ4は側壁から脱離して、ア
ンダーカットが生じてしまう。また、下地のＳｉＯ2膜
１１中のＳｉは酸素と強く結合しているため、ＨＢｒ中
のＢｒとはＳｉＢｒ4を形成しない。
【００１９】以上、シリコン系薄膜と高融点金属シリサ
イド薄膜との積層膜であるタングステンポリサイド構造
に本発明を適用して説明したが、シリコン系薄膜をジャ
ストエッチングし、さらにオーバーエッチングを施す場
合には、本発明を広く適用することが可能である。
イド薄膜との積層膜であるタングステンポリサイド構造
に本発明を適用して説明したが、シリコン系薄膜をジャ
ストエッチングし、さらにオーバーエッチングを施す場
合には、本発明を広く適用することが可能である。
【００２０】また、上記実施例においては、タングステ
ンシリサイド膜１３のジャストエッチング，ドープトポ
リシリコン膜１２のジャストエッチング及びオーバーエ
ッチングと３段階のエッチングとしたが、エッチング条
件を単一にしてオーバーエッチング時のみにＳｉＢｒ4
を添加しても良い。
ンシリサイド膜１３のジャストエッチング，ドープトポ
リシリコン膜１２のジャストエッチング及びオーバーエ
ッチングと３段階のエッチングとしたが、エッチング条
件を単一にしてオーバーエッチング時のみにＳｉＢｒ4
を添加しても良い。
【００２１】さらに、側壁保護膜の形成を促進するため
に、オーバーエッチング時に酸素（Ｏ2），窒素（Ｎ2）
などを添加してＳｉＯX，ＳｉＮなどを側壁に形成させ
てもよい。
に、オーバーエッチング時に酸素（Ｏ2），窒素（Ｎ2）
などを添加してＳｉＯX，ＳｉＮなどを側壁に形成させ
てもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るドライエッチング方法によれば、オーバーエッチ
ング時にシリコン系薄膜にアンダーカットが生ずるのを
防止でき、良好な異方性加工が行なえる効果がある。
に係るドライエッチング方法によれば、オーバーエッチ
ング時にシリコン系薄膜にアンダーカットが生ずるのを
防止でき、良好な異方性加工が行なえる効果がある。
【図１】本発明の実施例の工程を示す断面図。
【図２】本発明の実施例の工程を示す断面図。
【図３】本発明の実施例の工程を示す断面図。
【図４】従来例の工程を示す断面図。
【図５】従来例の工程を示す断面図。
【図６】従来例の工程を示す断面図。
１１…ＳｉＯ2膜、１２…ドープトポリシリコン膜、１
２ａ…側壁保護膜、１３…タングステンシリサイド膜。
２ａ…側壁保護膜、１３…タングステンシリサイド膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 29/78 ３０１Ｇ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/302 H01L 21/28 H01L 29/43 H01L 29/78
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン系薄膜とドライエッチングとの
反応生成物を側壁保護膜として堆積すると共に、前記シ
リコン系薄膜をエッチングするジャストエッチング工程
を有するシリコン系薄膜のドライエッチング方法におい
て、前記ジャストエッチング工程の後、前記エッチングガス
に対してＳｉＢｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添
加して成る混合ガスにより、前記シリコン系薄膜のパタ
ーン側壁にＳｉＢｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン
系薄膜をエッチングするオーバー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。 - 【請求項２】 シリコン系薄膜とエッチングガスとの反
応生成物を側壁保護膜として堆積すると共に、高融点金
属シリサイド薄膜と前記シリコン系薄膜との積層膜をエ
ッチングするジャストエッチング工程を有するシリコン
系薄膜のドライエッチング方法において、前記ジャストエッチング工程の後、前記エッチングガス
に対してＳｉＢｒ 4 を保護膜形成用化合物として別途添
加して成る混合ガスにより、前記シリコン系薄膜のパタ
ーン側壁にＳｉＢｒ 4 を堆積すると共に、前記シリコン
系薄膜をエッチングするオーバー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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03112716A JP3143949B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03112716A JP3143949B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340716A JPH04340716A (ja) | 1992-11-27 |
| JP3143949B2 true JP3143949B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=14593733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03112716A Expired - Fee Related JP3143949B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143949B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220412066A1 (en) * | 2021-06-25 | 2022-12-29 | Scott Dalton | Urine containment and deodorizing device |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP03112716A patent/JP3143949B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220412066A1 (en) * | 2021-06-25 | 2022-12-29 | Scott Dalton | Urine containment and deodorizing device |
| US11828053B2 (en) * | 2021-06-25 | 2023-11-28 | Scott Dalton | Urine containment and deodorizing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04340716A (ja) | 1992-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |