JPH0794469A

JPH0794469A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH0794469A
Application number: JP23837393A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Fukuda; 誠一福田; Shingo Kadomura; 新吾門村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓｉ系材料層のドライエッチングにおいて、
パターンの疎密に起因する同一チップ内でのエッチング
速度の不均一化とパターン断面形状のばらつきを抑制す
る。【構成】Ｗ−ポリサイド膜５をエッチングする際に、
Ｆ^*を主エッチング種とするジャストエッチング（Ｊ
Ｅ）と、Ｃｌ⁺またはＢｒ⁺を主エッチング種とし、Ｓ
ｉＯ_xを側壁保護に用いるオーバーエッチング（ＯＥ）
とを組み合わせる。ＪＥ工程ではラジカル入射量が多い
パターンの疎な領域Ｉでエッチング速度が速く、ＯＥ工
程ではＳｉＯ_x堆積量の少ないパターンの密な領域IIで
エッチング速度が速くなる。【効果】ＪＥ，ＯＥを通じて双方の領域Ｉ, IIでそれ
ぞれエッチング速度の高低を相殺できるので、いずれの
領域でも異方性形状を有するゲート電極５ａが形成でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置等の製造分野
に適用されるドライエッチング方法に関し、特にパター
ンの粗密に起因する同一チップ内のエッチング速度の不
均一化とパターン断面形状のばらつきを抑制する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩ，ＵＬＳＩ等の高集積化
デバイスにみられるように半導体装置のデザイン・ルー
ルが高度に微細化されるに伴い、ドライエッチングの分
野においても高選択性、高異方性、実用的なエッチング
速度、低汚染性、低ダメージ性等の諸要求を可能な限り
高いレベルで同時達成することが強く求められている。
ただし、これらの諸要求は互いに取捨選択される関係に
あるため、実際のプロセスではこれらを実用レベルで許
容できる範囲に適宜調整しながらエッチングを行ってい
るのが実情である。

【０００３】従来、単結晶シリコン、ポリシリコン、高
融点金属シリサイド、ポリサイド等のシリコン系材料層
のエッチングには、フロン１１３（Ｃ₂Ｃｌ₃Ｆ₃）に
代表されるクロロフルオロカーボン・ガス（ＣＦＣガ
ス）がエッチング・ガスとして広く用いられてきた。し
かし、上記フロン１１３のようにいわゆる特定フロンに
指定されているガスはもちろん、それ以外のＣＦＣガス
に対しても地球環境保護の観点から規制が厳しくなる方
向にあるため、様々な代替ガス系が提案されている。

【０００４】この代替ガス系は、主エッチング種として
フッ素系化学種以外のハロゲン系化学種、すなわち塩素
系化学種や臭素系化学種を用いるものが多い。これは、
シリコン系材料層に対して自発的な化学反応を起こし易
いＦ^*（フッ素ラジカル）を排し、代わりにＣｌ⁺，Ｂ
ｒ⁺等のイオン・アシスト機構により異方性形状を確保
すること、また特にゲート電極加工を行う場合の下地材
料であるゲート絶縁膜（ＳｉＯ_x）に対して高選択性を
確保することを意図したものである。

【０００５】近年では、このＣｌ系，Ｂｒ系のエッチン
グ種にさらに酸素系化学種を共存させたエッチングを行
い、ＳｉＯ_x系の反応生成物を側壁保護に用いる方法も
提案されている。たとえば、第３９回応用物理学関係連
合講演会（１９９２年春季年会），講演予稿集ｐ．５０
４，演題番号２８ｐ−ＮＣ−４には、ＨＢｒ／Ｏ₂混合
ガスを用いたＳｉエッチングにおいて、レジスト・マス
クがＳｉＯ₂系材料で被覆されることにより、レジスト
・マスクの後退を防止し、異方性形状を達成した実験例
が報告されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように反
応生成物の再付着を利用して側壁保護を行うプロセスで
は、パターンが微細化されるにしたがって反応生成物の
堆積量がパターンの疎密に左右され、これにより同一チ
ップ内でも場所によるエッチング速度の不均一化が生じ
易くなることが判明した。この問題を、図５ないし図８
を参照しながら説明する。

【０００７】図５は、Ｓｉ基板１１上にゲート酸化膜１
２を介してタングステン（Ｗ）−ポリサイド膜１５が積
層され、さらにこの上にＳｉＯＮ反射防止膜１６を介し
て所定のパターンにレジスト・マスク１７が形成された
ウェハの一部を示している。ここで、上記Ｗ−ポリサイ
ド膜１５は、不純物を含有するポリシリコン膜１３とタ
ングステン・シリサイド（ＷＳｉ_x）膜１４とがこの順
に積層されたものである。また、個々のレジスト・マス
ク１７のパターン幅は一例として約０．２５μｍである
が、隣接するレジスト・マスク１７間の距離はウェハ上
の領域により異なり、パターンの疎な領域ｉでは１μｍ
以上、パターンの密な領域iiでは約０．２５μｍとされ
ている。

【０００８】いま、上記ＳｉＯＮ反射防止膜１６とＷ−
ポリサイド膜１５とを一括してＣｌ ₂／Ｏ₂混合ガスを
用いてジャストエッチングしたとする。ここで、ジャス
トエッチングとは、下地のＷ−ポリサイド膜１５を実質
的にその層厚分だけエッチングするまでの段階、より好
ましくは下地のゲート酸化膜１２が露出する直前までの
状態を指す。

【０００９】このエッチングにより、Ｗ−ポリサイド膜
１５はＷＣｌＯ_x，ＳｉＣｌ_x等の形で除去されるが、
このとき同時に生成するＳｉＯ_xがパターン側壁面上に
付着し、図６に示されるような側壁保護膜１８を形成す
る。

【００１０】ただし、このときのＳｉＯ_xの生成量は、
図６の側壁保護膜１８の厚さからもわかるように、パタ
ーンの疎な領域ｉでは多く、密な領域iiでは少ない。こ
れは、反応生成物の堆積量が被エッチング面積に依存し
ており、被エッチング面積が大きいほど反応生成物が多
く生成し、その堆積量も増加するからである。したがっ
て、領域iiにおいてゲート酸化膜２が露出し、異方性形
状を有するゲート電極１５ａ〔添字ａは形状が異方的
（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）であることを表す。〕が形
成されていても、ＳｉＯ₂の堆積量が多くエッチング速
度が低下している領域ｉではまだポリシリコン膜１３が
残存し、しかもゲート電極１５ｔの形状はテーパー状
〔添字ｔはテーパー化（ｔａｐｅｒｅｄ）していること
を表す。〕となる。

【００１１】領域ｉに残存するポリシリコン膜１３を除
去するためにＨＢｒ／Ｏ₂混合ガスを用いてオーバーエ
ッチングを行っても、この傾向は変わらず、図７に示さ
れるように、領域ｉと領域iiとではそれぞれ形成される
ゲート電極１５ｔ，１５ａの断面形状が異なってしま
う。

【００１２】領域ｉにおける異方性形状をエッチング反
応系のラジカル性を高めることにより達成しようとして
も、良い結果は得られない。なぜなら、図８に示される
ように、領域ｉにおいて必要最小限の側壁保護膜（図示
せず。）を堆積させるような条件は、領域iiにとっては
ラジカルが過剰となる条件であり、ゲート電極１５ｅの
形状が浸触形状〔添字ｅは浸触されている（ｅｒｏｄｅ
ｄ）ことを表す。〕となってしまうからである。

【００１３】また別の対策として、側壁保護膜を反応生
成物ではなく気相中に生成する堆積性物質を用いて形成
し、かつラジカル性の高い条件でエッチングを行うこと
も考えられるが、この対策にも問題がある。つまり、ラ
ジカル・モードによるエッチングでは、レジスト・マス
ク１７のシャドウイング効果により双方の領域ｉ，iiに
対するラジカル入射の見込み角に差異が生じやすいから
である。この結果、パターンが疎でラジカル入射量の多
い領域ｉではエッチング速度が上昇し、逆にパターンが
密でラジカル入射量の少ない領域iiではエッチング速度
が低下する。この現象は、マイクロローディング効果と
呼ばれている。

【００１４】本発明は、シリコン系材料層のエッチング
におけるかかるパターンの疎密による同一チップ内のエ
ッチング速度の不均一化を解消し、これに伴うパターン
断面形状のばらつきを抑制可能な方法を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、上述の目的を達するために提案されるもので
あり、シリコン系材料層のドライエッチングを行う際
に、放電解離条件下でフッ素系化学種を生成し得るエッ
チング・ガスを用いて前記シリコン系材料層を実質的に
その層厚分だけエッチングするジャストエッチング工程
と、放電解離条件下でフッ素系化学種以外のハロゲン系
化学種を生成し得るエッチング・ガスを用い、被エッチ
ング領域に少なくともシリコン系反応生成物を堆積させ
ながら前記シリコン系材料層の残余部をエッチングする
オーバーエッチング工程とを経るものである。

【００１６】上記シリコン系材料層としては、単結晶シ
リコン、ポリシリコン、高融点金属シリサイド、ポリサ
イドが代表例として挙げられる。また、前記シリコン系
材料層の実質的に層厚分だけのエッチングとは、ウェハ
面上で最もエッチング速度の速い領域において下地材料
層が露出するまでの層厚分をエッチングするという意味
である。優れた下地選択性を確保する観点からは、最も
エッチング速度の速い領域において下地が露出する直前
にジャストエッチングを停止させることが特に望まし
い。

【００１７】また、上記フッ素系化学種以外のハロゲン
系化学種とは、典型的には塩素系化学種、臭素系化学種
およびヨウ素系化学種である。

【００１８】前記ジャストエッチング工程では、Ｓ₂Ｆ
₂，ＳＦ₂，ＳＦ₄，Ｓ₂Ｆ₁₀のようにＳ／Ｆ比（分子
中のＳ原子数とＦ原子数の比）が大きいフッ化イオウを
エッチング・ガスの構成成分として用い、被エッチング
領域にイオウ系堆積物を堆積させるようにしても良い。

【００１９】また、上記フッ化イオウと窒素系化合物を
併用し、上記イオウ系堆積物として少なくとも窒化イオ
ウ系化合物を堆積させても良い。ここで、上記窒素系化
合物としては、Ｎ₂，ＮＦ₃，ＮＯＦ（フッ化ニトロシ
ル），ＮＯ₂Ｆ（フッ化ニトロシル）等が特に好適であ
る。他にＮＣｌ₃やＮＨ ₃も考えられるが、前者はジャ
ストエッチング時にフッ素系化学種以外のハロゲン系化
学種を生成させ、後者はイオウと反応して固体状の硫化
アンモニウムを生成するので、好ましくない。

【００２０】窒化イオウ系化合物としては、典型的には
ポリマー状物質であるポリチアジル（ＳＮ）_xが生成す
る。

【００２１】一方、前記オーバーエッチング工程では、
酸素系化合物を含むエッチング・ガスを用い、前記シリ
コン系反応生成物として少なくとも酸化シリコン系化合
物を堆積させることができる。

【００２２】

【作用】本発明のドライエッチング方法では、ジャスト
エッチング工程からオーバーエッチングへ移行する間に
シリコン系材料層のエッチング種をフッ素系化学種から
それ以外のハロゲン系化学種に切り替えるが、これはシ
リコン系材料層に対する個々のハロゲン系化学種の自発
的な反応性の差を利用したエッチング・モードの変更に
他ならない。すなわち、フッ素系化学種の場合、Ｆ^*が
シリコン系材料層を自発的にエッチングし得るので、フ
ッ素系化学種によるエッチング機構は必然的にラジカル
・モードが主体となる。一方、塩素系化学種や臭素系化
学種の場合には、Ｃｌ^*やＢｒ^*が自発的にはシリコン
系材料層をエッチングできず入射イオン・エネルギーに
よるアシストを必要とするため、エッチング機構はイオ
ン・モードの寄与が相対的に高いものとなる。

【００２３】ただし、ラジカル・モード主体のエッチン
グ条件では、前述のようにマイクロローディング効果が
現れるため、本発明のジャストエッチング工程ではパタ
ーンの疎な領域においてエッチング速度が速く、パター
ンの密な領域では遅くなる。一方、本発明のオーバーエ
ッチング工程では、イオン・モードの寄与を相対的に高
めた条件で、しかもエッチング反応生成物の堆積による
側壁保護効果を利用しながらエッチングを行うので、パ
ターンの疎な領域においてエッチング速度が遅く、パタ
ーンの密な領域では速くなる。

【００２４】したがって、かかるジャストエッチングと
オーバーエッチングを連続して行うことにより、双方の
領域におけるエッチング速度の高低が相殺される。この
結果、同一チップ内でパターンの疎密に影響されない均
一なエッチング速度が実現され、パターン断面形状のば
らつきを抑えることができる。

【００２５】前記ジャストエッチング工程において、エ
ッチング・ガスの構成成分としてフッ化イオウを用いる
と、放電解離によりエッチング種であるＦ^*と同時に、
遊離のＳ（イオウ）を生成させることができる。また、
このときのガス系に窒素系化合物が共存していれば、Ｓ
は窒素系化合物から生成したＮとさらに反応して、ポリ
チアジル（ＳＮ）_xに代表される窒化イオウ系化合物を
生成する。これらはいずれも昇華性もしくは加熱分解性
の物質であり、ウェハの温度がその昇華／分解温度より
低く維持されていればウェハ上に堆積し、主としてパタ
ーンの側壁面上に堆積して側壁保護に寄与する。

【００２６】本発明では、オーバーエッチング工程で生
成するシリコン系反応生成物は、このイオウ系堆積物の
上に堆積することになる。ウェハ上のこれら堆積物は、
エッチング終了後に除去する必要があるが、ウェハ加熱
またはアッシングを行えば下層側のイオウ系堆積物をパ
ーティクルを残すことなく容易に除去することができる
ので、これに伴って上層側のシリコン系反応生成物も容
易に剥離させることができる。

【００２７】特に、エッチング・ガスに酸素系化合物を
添加して酸化シリコン系化合物を堆積させる場合、従来
は希フッ酸処理を行ってこれを剥離することが必要であ
った。しかし本発明では、酸化シリコン系化合物はオー
バーエッチング工程において少量生成するのみであり、
しかも上述のようなドライ処理により容易に除去できる
ため、希フッ酸処理は不要となる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００２９】実施例１本実施例は、Ｗ−ポリサイド・ゲート電極加工におい
て、ジャストエッチングをＳ₂Ｆ₂ガス、オーバーエッ
チングをＣｌ₂／Ｏ₂混合ガスを用いて行った例であ
る。このプロセスを、図１ないし図４を参照しながら説
明する。まず、エッチング・サンプルとして図１に示さ
れるように、Ｓｉ基板１上に厚さ約１０ｎｍのゲート酸
化膜２を介して厚さ約２００ｎｍのＷ−ポリサイド膜５
および厚さ２８．３ｎｍのＳｉＯＮ反射防止膜６を順次
積層し、さらにその上に所定のパターンに厚さ約１．２
μｍのレジスト・マスク７を形成したウェハを準備し
た。

【００３０】上記ゲート酸化膜２は、バッチ式熱酸化炉
によるＳｉ基板１の熱酸化を行って成膜した。上記Ｗ−
ポリサイド膜５は、下層側から順にｎ⁺型のポリシリコ
ン膜３とＷＳｉ_x膜４とをＬＰＣＶＤにより各１００ｎ
ｍずつ積層したものである。また、上記ＳｉＯＮ反射防
止膜６は、プラズマＣＶＤにより成膜した。各材料膜の
典型的な成膜条件は、以下のとおりである。

【００３１】〔ポリシリコン膜３の成膜条件〕ＳｉＨ₄流量４００ＳＣＣＭＰＨ₃流量（SiH₄ベース，0.5 ％) １００ＳＣＣＭガス圧４０Ｐａウェハ温度５５０ ℃ 〔ＷＳｉ_x膜４の成膜条件〕ＳｉＨ₄流量１０００ＳＣＣＭＷＦ₆流量１０ＳＣＣＭガス圧２６．６Ｐａウェハ温度３６０ ℃ 〔ＳｉＯＮ反射防止膜６の成膜条件〕ＳｉＨ₄流量５０ＳＣＣＭＮ₂Ｏ流量５０ＳＣＣＭガス圧３３０ＰａＲＦパワー１９０Ｗ（１
３．５６ＭＨｚ) ウェハ温度３８０ ℃

【００３２】また、上記レジスト・マスク７は、ポジ型
化学増幅系レジスト材料（シプレー社製；商品名ＸＰ８
８４３）とＫｒＦエキシマ・レーザ・ステッパを用い、
パターン幅約０．２５μｍに形成されている。このと
き、上記ＳｉＯＮ反射防止膜６の寄与により良好な解像
度とパターン断面形状が達成されている。隣接するレジ
スト・マスク７間の距離はウェハ上の領域により異な
り、パターンの疎な領域Ｉでは１μｍ以上、パターンの
密な領域IIでは約０．２５μｍとされている。

【００３３】次に、上記ウェハをＲＦバイアス印加型有
磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、
一例として下記の条件でＳｉＯＮ反射防止膜６およびＷ
−ポリサイド膜５をエッチングした。Ｓ₂Ｆ₂流量１００ＳＣＣＭガス圧０．４Ｐａマイクロ波パワー８００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用）このエッチングは、図２に示されるように、Ｓ₂Ｆ₂か
ら解離生成するＦ^*の寄与により、パターンの疎な領域
Ｉにおいて相対的に速く進行した。この工程はジャスト
エッチング工程であるから、エッチングの終点は、上記
領域Ｉにおいて下地のゲート酸化膜２が露出する直前と
した。なお、このときのパターン側壁面には、Ｓからな
る側壁保護膜８が付着した。

【００３４】次に、一例として条件を以下のように切り
替え、ポリシリコン１００ｎｍ相当のオーバーエッチン
グを行った。Ｃｌ₂流量７４ＳＣＣＭＯ₂流量６ＳＣＣＭガス圧０．６７Ｐａマイクロ波パワー８００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用）このオーバーエッチング工程では、Ｃｌ⁺によるイオン
・アシスト反応の寄与が相対的に高い（ただし、イオン
入射エネルギーは、ジャストエッチング工程に比べて低
減されている）条件でエッチングが進行し、ポリシリコ
ン膜３の残余部が除去された。このとき、ＳｉＯ_x系の
反応生成物が堆積して側壁保護膜８の一部を構成する
が、その生成量はパターンの密な領域IIにおいて少なく
なるため、今度はこの領域IIにおけるエッチング速度が
相対的に上昇した。

【００３５】この結果、ジャストエッチング工程、オー
バーエッチング工程を通じて領域Ｉと領域IIにおけるエ
ッチング速度の不均一さがそれぞれ相殺され、最終的に
は図３に示されるように、アンダカット等の形状異常を
生ずることなく、良好な断面形状を有するゲート電極５
ａ〔添字ａは形状が異方的（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）
であることを表す。〕を形成することができた。

【００３６】次に、上記のウェハをマイクロ波ダウンフ
ロー型プラズマ・アッシング装置にセットし、一例とし
て下記の条件でアッシングを行った。Ｏ₂流量１０００ＳＣＣＭマイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ウェハ温度２００ ℃ これにより、レジスト・マスク７および側壁保護膜８が
速やかに除去された。ここでは上記側壁保護膜８がＳを
主体とした組成であるため、従来のような希フッ酸処理
は不要であり、しかもパーティクル・レベルも極めて良
好であった。

【００３７】実施例２本実施例では、同様のＷ−ポリサイド・ゲート電極加工
において、ジャストエッチングをＳ₂Ｆ₂／Ｎ₂混合ガ
ス、オーバーエッチングをＨＢｒ／Ｏ₂混合ガスを用い
て行った。

【００３８】まず、図１に示されるウェハをエッチング
・サンプルとして有磁場マイクロ波プラズマ・エッチン
グ装置にセットし、一例として下記の条件でＳｉＯＮ反
射防止膜６およびＷ−ポリサイド膜５をジャストエッチ
ングした。Ｓ₂Ｆ₂流量５０ＳＣＣＭＮ₂流量５０ＳＣＣＭガス圧０．４Ｐａマイクロ波パワー８００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用）この工程では、実施例１と同様、パターンの疎な領域Ｉ
において相対的にエッチングが速く進行した。なお、こ
のとき形成される側壁保護膜８の主成分は、ポリチアジ
ル（ＳＮ）_xであった。

【００３９】次に、エッチング条件を一例と下記のよう
に切り替え、ポリシリコン１００ｎｍ相当のオーバーエ
ッチングを行った。ＨＢｒ流量１２０ＳＣＣＭＯ₂流量４ＳＣＣＭガス圧１．０Ｐａマイクロ波パワー８００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー６０Ｗ（２ＭＨｚ）ウェハ温度 −１０ ℃（アルコール系冷
媒使用）この工程では、Ｂｒ⁺の寄与により、ゲート酸化膜２に
対する選択性の極めて高いエッチングが進行する。この
とき、ＳｉＯ_x系、ＳｉＢｒ_x系の反応生成物が側壁保
護膜８の形成に寄与するが、これらの堆積量はパターン
の密な領域IIにおいて少なくなるため、この領域のエッ
チング速度が相対的に上昇した。この結果、領域Ｉと領
域IIにおいてエッチング速度の不均一さが相殺され、い
ずれの領域においても良好な異方性形状を有するゲート
電極５ａを形成することができた。

【００４０】また、上記側壁保護膜８は、レジスト・マ
スク７のアッシング時にパーティクルを残すことなく、
速やかに除去することができた。

【００４１】以上、本発明を２例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の実施例ではフッ化イオ
ウとしてＳ₂Ｆ₂を用いたが、本発明において規定され
る他のフッ化イオウを用いた場合にも、同様の結果を得
ることができる。

【００４２】この他、サンプル・ウェハの構成、使用す
るエッチング装置、エッチング条件の細部が適宜変更可
能であることは、言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、シリ
コン系材料層のドライエッチングに本発明を適用すれ
ば、パターンの疎密に影響されず、同一チップ内で均一
なエッチング速度とパターン断面形状を実現することが
できる。本発明は、たとえば高集積度メモリ素子とその
制御系が同一チップ上に混在するＡＳＩＣを製造する際
に、その信頼性、歩留りを向上させる上で極めて有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＷ−ポリサイド・ゲート電極
加工に用いられるサンプル・ウェハの構成を示す模式的
断面図である。

【図２】図１のＷ−ポリサイド膜をジャストエッチング
した状態を示す模式的断面図である。

【図３】図２のＷ−ポリサイド膜をオーバーエッチング
した状態を示す模式的断面図である。

【図４】図３のレジスト・マスクおよび側壁保護膜をア
ッシングにより除去した状態を示す模式的断面図であ
る。

【図５】従来のＷ−ポリサイド・ゲート電極加工に用い
られるサンプル・ウェハの構成を示す模式的断面図であ
る。

【図６】図５のＷ−ポリサイド膜をジャストエッチング
した状態を示す模式的断面図である。

【図７】図６のＷ−ポリサイド膜をオーバーエッチング
し、ゲート電極の一部にテーパ化が生じた状態を示す模
式的断面図である。

【図８】従来のＷ−ポリサイド・ゲート電極加工の他の
例において、ゲート電極の一部にアンダカットが生じた
状態を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・Ｓｉ基板２・・・ゲート酸化膜５・・・Ｗ−ポリサイド膜５ａ・・・ゲート電極６・・・ＳｉＯＮ反射防止膜７・・・レジスト・マスク８・・・側壁保護膜Ｉ・・・パターンの疎な領域 II ・・・パターンの密な領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン系材料層のエッチングを行うド
ライエッチング方法において、放電解離条件下でフッ素系化学種を生成し得るエッチン
グ・ガスを用いて前記シリコン系材料層を実質的にその
層厚分だけエッチングするジャストエッチング工程と、放電解離条件下でフッ素系化学種以外のハロゲン系化学
種を生成し得るエッチング・ガスを用い、被エッチング
領域に少なくともシリコン系反応生成物を堆積させなが
ら前記シリコン系材料層の残余部をエッチングするオー
バーエッチング工程と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】前記ジャストエッチング工程で用いられ
るエッチング・ガスはＳ₂Ｆ₂，ＳＦ₂，ＳＦ₄，Ｓ₂
Ｆ₁₀から選ばれる少なくとも１種類のフッ化イオウを含
み、被エッチング領域にイオウ系堆積物を堆積させなが
らエッチングを進行させることを特徴とする請求項１記
載のドライエッチング方法。
【請求項３】前記ジャストエッチング工程で用いられ
るエッチング・ガスは窒素系化合物を含み、前記イオウ
系堆積物として少なくとも窒化イオウ系化合物を堆積さ
せることを特徴とする請求項２に記載のドライエッチン
グ方法。
【請求項４】前記オーバーエッチング工程で用いられ
るエッチング・ガスは酸素系化合物を含み、前記シリコ
ン系反応生成物として少なくとも酸化シリコン系化合物
を堆積させることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。