DD235010A3 - PLASMACHEMICAL METHOD FOR DOUBLE LAYERS - Google Patents
PLASMACHEMICAL METHOD FOR DOUBLE LAYERS Download PDFInfo
- Publication number
- DD235010A3 DD235010A3 DD25109083A DD25109083A DD235010A3 DD 235010 A3 DD235010 A3 DD 235010A3 DD 25109083 A DD25109083 A DD 25109083A DD 25109083 A DD25109083 A DD 25109083A DD 235010 A3 DD235010 A3 DD 235010A3
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- etching
- layer
- poly
- plasma
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Das plasmachemische Aetzverfahren fuer Doppelschichten ist anwendbar in der Halbleitertechnik, vorwiegend in den VLSI-Technologien. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein technologisch einfaches und qualitativ hochwertiges Verfahren zum plasmachemischen Aetzen von Doppelschichten zu entwickeln, das eine hohe Abbildungsgenauigkeit und Selektivitaet aufweist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem unter Anwendung eines bekannten Gasgemisches aus CF4 und Cl2 waehrend des Aetzprozesses die Zusammensetzung des Gasgemisches von 5 bis 40% CF4 und 95 bis 60% CL2 fuer das Schwermetallsilizid auf 30 bis 80% CF4 und 70 bis 20% CL2 fuer Poly-Si geaendert wird.The plasma-chemical etching process for bilayers is applicable in semiconductor technology, mainly in VLSI technologies. The aim and the object of the invention are to develop a technologically simple and high-quality process for the plasma-chemical etching of bilayers, which has a high imaging accuracy and selectivity. According to the invention, the object is achieved by using a known gas mixture of CF4 and Cl2 during the etching process, the composition of the gas mixture of 5 to 40% CF4 and 95 to 60% CL2 for the heavy metal silicide to 30 to 80% CF4 and 70 to 20% CL2 for poly-Si is changed.
Description
Anwendungsbebiet der ErfindungField of application of the invention
Oie Erfindung bezieht sich auf ein plasmachemisches Ätzverfahren zum Ätzen von auf isolierenden Substraten befindlichen Doppeischichten, wobei die Hauptanwendungsgebiete in der Halbleitertechnik, vorwiegend in den VLSI-Technoiogien, liegen.The invention relates to a plasma-chemical etching method for etching double-layers on insulating substrates, the main fields of application being in semiconductor technology, mainly in VLSI technologies.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Beim plasmachemischen Ätzen müssen unbedingt qualitative und ökonomische Gesichtspunkte, die das Ätzergebnis charakterisieren und den Einsatzu des Verfahrens in der Mikroelektronik mitbestimmten, Beachtung finden. Probleme, wie Strukturübertragungsgenauigkeit, Ätzprofilausbiidung, Ätzselektivität, elektrische Schädigung des Substrates, aber auch die Wirtschaftlichkeit des Ätzverfahrens stehen bei den neuen VLSI-Technologien im Vordergrund.In the case of plasma-chemical etching, it is essential to consider qualitative and economic aspects which characterize the etching result and co-determine the use of the method in microelectronics. Problems such as structure transfer accuracy, etching profile formation, etch selectivity, electrical damage to the substrate, as well as the cost effectiveness of the etching process are in the foreground of the new VLSI technologies.
Da immer kleinere Strukturen und geringere Schichtdicken zum Einsatz kommen, muß durch das Ätzverfahren abgesichert werden, daß bei der Übertragung der Maskengeometrien in die zu ätzende Schicht keine Abweichungen von den Maskenmaßen auftreten und das beim Ätzen freiwerdende Substrat nicht bzw. minimal angegriffen wird.Since ever smaller structures and smaller layer thicknesses are used, it must be ensured by the etching process that occur during the transfer of the mask geometries in the layer to be etched no deviations from the mask dimensions and the liberated during etching substrate is not or minimally attacked.
Geringe Kantenverschiebungen in Verbindung mit hoher Selektivität zu den darunter liegenden Materialien sind beim Ätzen von Doppelschichten besonders schwer zu erreichen, da die beiden Schichten in der Regel zu sehr differenziertes Ätzverhalten zeigen. Bei einer Prozeßführung mit geringen lonenenergien können zwar hohe Selektivitäten erreicht werden, jedoch ein starker seitlicher Abtrag der schneller ätzenden Schicht ist im allgemeinen unvermeidbar. White et. al. (Journ. Electrochem. Soc., Vol.129, No. 6,1330-1335) stellten in diesem Zusammenhang ein CF4/02-Ätzverfahren vor, wobei durch ein günstiges CF4/O2-Verhältnis der Ätzprozeß so gestaltet wurde, daß sich die Ätzraten angleichen. Nachteilig bleibt aber das isotrope Ätzverhalten der Doppelschicht, welches selbst und ebenso der durch den 02-Anteil hervorgerufene verstärkte Lackabtrag zu unerwünschten Kantenverschiebungen führen.Small edge displacements in conjunction with high selectivity to the underlying materials are particularly difficult to achieve when etching double layers, since the two layers usually show very different etching behavior. While high selectivities can be achieved in a process with low ion energies, but a strong lateral removal of the faster etching layer is generally unavoidable. White et. al. (Journ., Electrochem.Soc., Vol.129, No. 6, 1330-1335) introduced in this context a CF4 / 02 etching process, wherein by a favorable CF4 / O2 ratio, the etching process was designed so that the Align etch rates. However, the disadvantage is the isotropic etching behavior of the double layer, which itself and also the increased lacquer removal caused by the O 2 fraction lead to undesirable edge displacements.
Gute Abbildungsgenauigkeiten werden dagegen durch Ätzverfahren mit hohem lonenanteii (RIE) erreicht, wie sie von Whitcomb et.al. (Solid State Technology, Vol.25, No4,121-125) vorgestellt wurden. MoSi2/Poly-Si-Doppeischichten werden dabei mittels RIE-Verfahren so strukturiert, daß erst MoSi2 mit CFv^Fe und dann Poly-Si mit CCL2F2/C2F6 geätzt wird. Ungünstig sind dabei jedoch die beim RIE auftretenden Strahlenschäden sowie die Tatsache, daß der Prozeß unterbrochen werden muß und durch einen zusätzlichen Ätzschritt (lonenstrahlätzen oder Sputterätzen in Argon) die zwischen dem MoSi2 und dem Poly-Si vorhandene Zwischenschicht entfernt werden muß.However, good imaging accuracies are achieved by high ion etch (RIE) etching techniques as described by Whitcomb et al. (Solid State Technology, Vol.25, No4,121-125). MoSi2 / poly-Si double layers are patterned by RIE so that first MoSi2 is etched with CFv ^ Fe and then poly-Si is etched with CCL2F2 / C2F6. However, the radiation damage occurring in the RIE and the fact that the process must be interrupted and the intermediate layer present between the MoSi 2 and the poly-Si must be removed by an additional etching step (ion milling or sputter etching in argon) are unfavorable.
Somit liegt bei den zitierten Arbeiten der gemeinsame Nachteil vor, daß sie die für die Mikroelektronikverfahren wesentlichsten Voraussetzungen, Wirtschaftlichkeit und Qualität, nicht in sich vereinen, sondern die Bevorzugung eines Kriteriums auf Kosten des anderen geht.Thus, in the cited papers the common disadvantage is that they do not combine the essential requirements for the microelectronic processes, economic efficiency and quality, but that preference is given to one criterion at the expense of the other.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein technologisch einfaches und qualitativ hochwertiges Verfahren zum plasmachemischen Ätzen von Doppelschichten zu entwickeln.The aim of the invention is to develop a technologically simple and high-quality process for plasma-chemical etching of double layers.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Doppelschichten aus Schwermetallsiliziden und Poly-Silizium plasmachemisch mit hoher Abbildungsgenauigkeit und Selektivität zu ätzen.The invention has for its object to etch double layers of heavy metal silicides and poly-silicon plasma-chemically with high imaging accuracy and selectivity.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem bei Anwendung eines an sich bekannten Gasgemisches aus CF4 und Cl2 ein 2-Phasenätzprozeß benutzt wird, der dem differenzierten Ätzverhalten der aus zwei unterschiedlichen Materialien zusammengesetzten Doppelschichten Rechnung trägt. Das Gasgemisch wird zur Erzeugung von Ätzspezies in eine Plasmaätzanlage eingeleitet und ist während des Ätzens in seiner Zusammensetzung veränderbar. Mit diesem veränderbaren Gasgemisch werden die Doppelschichten, bestehend aus einem Schwermetallsiiizid und Poly-Si, die sich auf in der Halbleitertechnik üblichen isolierenden Substraten befinden und bekannterweise partiell maskiert sind, in der Plasmaätzanlage geätzt. Der 2-Phasen-Ätzprozeß läuft so ab, daß während der ersten Phase das Schwermetallsiiizid durch das Gasgemisch mit · einer Zusammensetzung von 5 bis40%CF4und 95 bis 60%CI2 und während der zweiten Phase das darunter befindliche Poly-Si mit einer Zusammensetzung von 30 bis 80% CF4und 70 bis 20% CI2 strukturiert wird. Beim Ätzen des Schwermetallsilizides während der ersten Phase wird durch die günstige Gaszusammensetzung eine hohe Abbildungsgenauigkeit erreicht. In der darauffolgenden zweiten Phase werden die lateralen Abmessungen der Schwermetallsilizidstrukturen nicht verändert, das Poly-Si jedoch durch an sich bekannte Rekombinationsmechanismen mit hoher Maßübertragungsgenauigkeit selektiv zum unterliegenden isolierenden Substrat geätzt und so die gewünschten maßhaltigen Doppelschichtstrukturen erzeugt.According to the invention, the object is achieved by using a 2-phase etching process when using a gas mixture of CF4 and Cl2 known per se, which takes into account the differentiated etching behavior of the double layers composed of two different materials. The gas mixture is introduced to produce Ätzspezies in a plasma etching and is changeable during the etching in its composition. With this variable gas mixture, the double layers consisting of a heavy metal silicide and poly-Si, which are located on insulating substrates conventional in semiconductor technology and are known to be partially masked, are etched in the plasma etching system. The 2-phase etching process proceeds so that during the first phase the heavy metal silicide passes through the gas mixture having a composition of 5 to 40% CF4 and 95 to 60% CI2 and during the second phase the underlying poly-Si having a composition of 30 up to 80% CF4 and 70 to 20% CI2. During the etching of the heavy metal silicide during the first phase, a high imaging accuracy is achieved by the favorable gas composition. In the subsequent second phase, the lateral dimensions of the heavy metal silicide structures are not altered but the poly-Si is selectively etched to the underlying insulating substrate by per se known recombination mechanisms with high dimensional transmission accuracy to produce the desired dimensionally stable bilayer structures.
Die exakte jeweilige Gaszusammensetzung hängt ab von den vorliegenden Gegebenheiten des entsprechenden Ätzproblems: Schichtdicken, Dotierung, geforderte Selektivität zur jeweils darunter befindlichen Schicht usw.The exact respective gas composition depends on the present circumstances of the corresponding etch problem: layer thicknesses, doping, required selectivity to the respectively underlying layer, etc.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Es wird von einer Doppelschicht, bestehend aus einer 200mm dicken Poly-Si-Schicht und einer 300mm dicken MoSi2-Schicht, ausgegangen, die sich auf einem Si-Substrat mit einer darauf abgeschiedenen Si02-Schicht befindet. Die Doppelschicht ist mit einer Fotolackmaske partiell bedeckt.It is assumed that a double layer, consisting of a 200mm thick poly-Si layer and a 300mm thick MoSi2 layer, which is located on a Si substrate with an deposited on SiO 2 layer. The bilayer is partially covered with a photoresist mask.
Diese Schichtfolge wird in einem Planarrektor bei einer Frequenz von 27,12 MHz, einem Druck von ca.8Pa und üblichen Leistungen einem CF4/CI2-Plasma ausgesetzt. Der Ätzprozeß läuft so ab, daß zunächst das MoSi2 an den nicht mit Fotolack bedeckten Stellen mit dem CF^C^-Plasma in einer Zusammensetzung von 10% CF4 und 90% Cl2 abgetragen wird. Nach Beendigung dieses Ätzvorganges wird die Zusammensetzung zu 70% CF4 und 30% Cl2 verändert und damit das unter dem MoSi2 freigewordene Poly-Si bis zur Si02-Schicht durchgeätzt. Bei diesem Ätzprozeß werden Ätzraten von 72 nm/min für MoSi2, 120nm/min für Poly-Si und eine Selektivität zum Si03 von 10 erreicht.This layer sequence is exposed to a CF4 / CI2 plasma in a planar rectifier at a frequency of 27.12 MHz, a pressure of approx. 8 Pa and conventional powers. The etching process proceeds so that first the MoSi2 is removed at the non-photoresist-covered sites with the CF 2 -C 3 plasma in a composition of 10% CF 4 and 90% Cl 2. After completion of this etching process, the composition is changed to 70% CF4 and 30% Cl2 and thus etched through the MoSi2 released poly-Si up to the SiO 2 layer. In this etching process, etching rates of 72 nm / min for MoSi 2, 120 nm / min for poly-Si and a selectivity to SiO 3 of 10 are achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25109083A DD235010A3 (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | PLASMACHEMICAL METHOD FOR DOUBLE LAYERS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25109083A DD235010A3 (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | PLASMACHEMICAL METHOD FOR DOUBLE LAYERS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD235010A3 true DD235010A3 (en) | 1986-04-23 |
Family
ID=5547439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD25109083A DD235010A3 (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | PLASMACHEMICAL METHOD FOR DOUBLE LAYERS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD235010A3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4201661A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-30 | Toshiba Kawasaki Kk | Semiconductor integrated circuit mfr. - uses a deposited carbon@ film as intermediate layer to improve the accuracy of reproducing sub-micron dimensions |
-
1983
- 1983-05-20 DD DD25109083A patent/DD235010A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4201661A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-30 | Toshiba Kawasaki Kk | Semiconductor integrated circuit mfr. - uses a deposited carbon@ film as intermediate layer to improve the accuracy of reproducing sub-micron dimensions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69935100T2 (en) | Process for etching a metallization by means of a hard mask | |
DE69616981T2 (en) | METHOD FOR ETCHING A POLYSILICUM PATTERN | |
DE69025300T2 (en) | Integrated circuit with a planarized dielectric layer | |
DE68919549T2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device. | |
DE10230088B4 (en) | Method for producing a semiconductor device | |
DE69321149T2 (en) | Semiconductor contact opening structure and method | |
DE2930293A1 (en) | ACTION PROCESS IN PRODUCING AN OBJECT | |
EP0094528A2 (en) | Process for producing double-layer structures consisting of metal silicide and polysilicium on substrates containing integrated circuits by reactive ion etching | |
DE69626562T2 (en) | Process for the isotropic etching of silicon, which is highly selective towards tungsten | |
DE69126149T2 (en) | Dry etching process | |
DE2922791A1 (en) | METHOD OF DRY WETTING ALUMINUM AND ALUMINUM ALLOYS | |
DE2340442A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR ELEMENTS | |
DE4139462C2 (en) | Method of connecting layers in a semiconductor device | |
DE4102422A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A LADDER STRUCTURE OF A SEMICONDUCTOR DEVICE ARRANGED IN MULTIPLE LEVELS | |
DE69218069T2 (en) | Process for the production of a planarized semiconductor component | |
DE3140890A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN INTEGRATED CIRCUIT DEVICE | |
DE2636971A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN INSULATING LAYER WITH A FLAT SURFACE ON A SUBSTRATE | |
DE3317222A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR STRUCTURE | |
DE69819023T2 (en) | METHOD OF ETCHING A CONDUCTIVE LAYER | |
EP0126969B1 (en) | Process for manufacturing structures comprising metallic silicides, especially silicide-polysilicon, for integrated semiconductor circuits using reactive ion etching | |
DE69416808T2 (en) | Method of manufacturing a multilayer semiconductor device | |
DE10261407A1 (en) | Chemical-mechanical polishing slurry for oxide films, used in production of metal wiring contact plug of semiconductor device, has acid to neutral pH and contains oxidant and chelant | |
DE10240099A1 (en) | Production of a semiconductor structure comprises preparing a semiconductor substrate, providing a lower first, a middle second and an upper third mask layer on a surface of the substrate, and further processing | |
DE19719909A1 (en) | Dual damascene process for integrated circuits | |
DE10085212B4 (en) | Dielectric layer, integrated circuit and method of making the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |