JP2000040696A - Dry etching method and device - Google Patents

Dry etching method and device

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JP2000040696A
JP2000040696A JP10211764A JP21176498A JP2000040696A JP 2000040696 A JP2000040696 A JP 2000040696A JP 10211764 A JP10211764 A JP 10211764A JP 21176498 A JP21176498 A JP 21176498A JP 2000040696 A JP2000040696 A JP 2000040696A
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reaction vessel
etching
metal layer
plasma
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Japanese (ja)
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Daisuke Tajima
大輔 田島
Takanori Nishizawa
孝則 西澤
Hiroki Sasano
宏樹 笹野
Hitoshi Matsuo
仁 松尾
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Applied Materials Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method and a device which enable the performance of dry etching without roughening the surface of a polysilicon layer to a silicon wafer having a polysilicon layer and a W metal layer. SOLUTION: A dry etching method is as follows. A silicon wafer 1 which has a polysilicon layer 3 and a W metal layer 4 is placed on a susceptor within a reactive container, and the interior of the reactive container is depressurized, and the susceptor is put to negative potential. Next, the interior of the reactive container is supplied with reactive gas to form plasma and etch the metallic layer. After finish of this etching, the gas within the reactive container is switched to reactive gas consisting of Cl2 and Ar so as to etch the polysilicon layer. At this time, Ar ions equalizes the surface of the polysilicon layer, and also the hemming bottom of the remaining metallic layer can be taken off by sputtering action. Hereby, the later etching of the polysilicon layer can be performed effectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おけるゲート電極等を形成するためのドライエッチング
方法及び装置に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a dry etching method and apparatus for forming a gate electrode and the like in a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路においては、ゲート電極
としてポリシリコンを使用することが一般的となってい
る。また、近年の半導体集積回路の高集積化、高性能化
に伴うゲート電極の配線抵抗値の低減及び薄膜化の要請
から、ポリシリコンの上にタングステン(W)を重ねた
ものが開発されている。このようなゲート電極は、従来
一般には、次のような工程で形成されている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit, it is common to use polysilicon as a gate electrode. In addition, due to recent demands for higher integration and higher performance of semiconductor integrated circuits, a reduction in the wiring resistance of the gate electrode and a demand for a thinner film, a structure in which tungsten (W) is stacked on polysilicon has been developed. . Conventionally, such a gate electrode is generally formed by the following steps.

【0003】まず、ゲート酸化膜であるシリコン酸化膜
(SiO2膜)上にポリシリコン層、WN又はTiNか
ら成るバリアメタル層、更にW層を順にPVD法等によ
り成膜した後、その上に所望のマスクパターンを形成す
る。なお、CVD法による場合には、バリアメタル層と
W層との間に、両層の接着性を向上させるためにWニュ
ークリエーション層が形成される。
First, a polysilicon layer, a barrier metal layer made of WN or TiN, and a W layer are sequentially formed on a silicon oxide film (SiO 2 film) as a gate oxide film by a PVD method or the like, and then formed thereon. A desired mask pattern is formed. In the case of using the CVD method, a W nucleation layer is formed between the barrier metal layer and the W layer in order to improve the adhesion between the two layers.

【0004】次に、バリアメタル層及びW層、又は、バ
リアメタル層、Wニュークリエーション層及びW層から
成る層、すなわちメタル層に対して、SF6を主成分と
した反応性ガスを用いてドライエッチングする。このエ
ッチングが進行して、ポリシリコン層の表面の一部が露
出したならば、その時点をエンドポイントとしてメタル
層に対するエッチングを一応終了する。
Then, a reactive gas containing SF 6 as a main component is applied to the barrier metal layer and the W layer or a layer composed of the barrier metal layer, the W nucleation layer and the W layer, that is, the metal layer. Dry-etch. When this etching progresses and a part of the surface of the polysilicon layer is exposed, the etching on the metal layer is temporarily stopped at that time as an end point.

【0005】前記エンドポイントでは、バリアメタル層
の下部が完全に除去されていない。このため、従来にお
いては、エンドポイント後にも同じ反応性ガスを用いて
所定時間だけオーバーエッチングを行い、メタル層の配
線わきの裾引きを取ることとしている。メタル層のオー
バーエッチングが終了したならば、Cl2を主成分とす
る反応性ガスに切り替えて、ポリシリコン層のドライエ
ッチングを行う。このようして、所望のパターンのゲー
ト電極が形成される。
At the end point, the lower part of the barrier metal layer is not completely removed. For this reason, in the related art, overetching is performed for a predetermined time using the same reactive gas even after the end point to remove the foot of the metal layer beside the wiring. When the over-etching of the metal layer is completed, the etching is switched to the reactive gas containing Cl 2 as a main component, and the polysilicon layer is dry-etched. Thus, a gate electrode having a desired pattern is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のドライエッチング方法においては、次に示すよ
うな問題点がある。
However, the above-mentioned conventional dry etching method has the following problems.

【0007】まず、SF6を含む反応性ガスは、ポリシ
リコンに対するWの選択比(ポリシリコンのエッチング
速度に対するWのエッチング速度の比)が0.2〜0.
3程度と小さいため、メタル層のオーバーエッチングを
行うと、既に露出しているポリシリコン層の表面が荒れ
る、という問題がある。これは、図4の(a)及び
(b)における部分Aからも明らかなように、マスクと
マスクとの間が広く開いたオープンスペースにおいて顕
著に現れる。このようにポリシリコン層の表面が荒れた
状態でポリシリコン層のエッチングを開始すると、凹部
のエッチングが先に進み、シリコン酸化膜にピッチング
(突抜け)が生ずるおそれがあった。
First, the reactive gas containing SF 6 has a selectivity of W to polysilicon (a ratio of an etching rate of W to an etching rate of polysilicon) of 0.2 to 0.1.
Since it is as small as about 3, there is a problem that when the metal layer is over-etched, the surface of the already exposed polysilicon layer becomes rough. This is noticeable in the open space where the space between the masks is wide, as is apparent from the portion A in FIGS. 4A and 4B. If the etching of the polysilicon layer is started in a state where the surface of the polysilicon layer is rough, etching of the concave portion proceeds first, and there is a possibility that pitching (piercing) may occur in the silicon oxide film.

【0008】一方、かかる問題点を回避するために、メ
タル層に対するオーバーエッチングの時間を短縮した場
合には、その後のポリシリコン層のエッチング中に、W
層又はバリアメタル層を始点とした激しい残渣が生じる
傾向があった。
On the other hand, if the over-etching time for the metal layer is shortened to avoid such a problem, the W
There was a tendency for intense residues starting from the layer or barrier metal layer.

【0009】本発明の目的は、上記問題点を解決するこ
とのできる新規なドライエッチング方法及び装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a novel dry etching method and apparatus which can solve the above problems.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1に係る
本発明によるドライエッチング方法は、ポリシリコン層
と、その上に形成されたメタル層とを有する被処理基板
を反応容器内のサセプタ上に配置する第1のステップ
と、反応容器内を所定の圧力に減圧する第2のステップ
と、前記サセプタに負のバイアス電力を印加する第3の
ステップと、反応容器内に第1の反応性ガスを供給する
と共に、反応容器内にプラズマを形成して、メタル層を
エッチングする第4のステップと、この第4のステップ
の終了後に、反応容器内のガスを排気して反応容器内に
第2の反応性ガスを供給すると共に、反応容器内にプラ
ズマを形成して、ポリシリコン層をエッチングする第5
のステップとを含むドライエッチング方法であって、第
2の反応性ガスをCl2ガス及びArガスを含むものと
したことを特徴としている。
Therefore, a dry etching method according to the present invention according to the first aspect of the present invention is to dry a substrate having a polysilicon layer and a metal layer formed thereon on a susceptor in a reaction vessel. A second step of reducing the pressure inside the reaction vessel to a predetermined pressure; a third step of applying a negative bias power to the susceptor; A fourth step of supplying gas and forming a plasma in the reaction vessel to etch the metal layer, and after completion of the fourth step, exhausting the gas in the reaction vessel and removing the gas into the reaction vessel. The fifth reactive gas is supplied to form a plasma in the reaction vessel and etch the polysilicon layer.
Wherein the second reactive gas includes a Cl 2 gas and an Ar gas.

【0011】このように、メタル層のエッチングを行っ
た後に、反応性ガスをCl2ガス及びArガスを含むガ
スに切り替えた場合、Arガスがプラズマによりイオン
化され、そのArイオンが負電位のサセプタ上の被処理
基板に向かって進み、メタル層の一部が裾引きとして残
っている場合、その部分をスパッタリング作用により除
去する。また、メタル層のエッチングにより荒れた面を
Arイオンが叩き、同時にClプラズマによるエッチン
グ作用が加わるため、エッチングを受ける面が平坦にな
らされる。よって、この状態でポリシリコン層のエッチ
ングを続けた場合、全体的に均一にエッチングが進行す
る。
As described above, when the reactive gas is switched to a gas containing Cl 2 gas and Ar gas after the etching of the metal layer, the Ar gas is ionized by the plasma, and the Ar ions are converted to the negative potential susceptor. The metal layer proceeds toward the upper substrate to be processed, and if a part of the metal layer remains as a footing, the part is removed by a sputtering action. In addition, the surface roughened by the etching of the metal layer is struck by Ar ions, and at the same time, the etching action by the Cl plasma is applied, so that the surface to be etched is flattened. Therefore, if the etching of the polysilicon layer is continued in this state, the etching proceeds uniformly as a whole.

【0012】かかる作用を得るためには、第2の反応性
ガスは、Cl2ガス及びArガスのみから成るものが好
適であり、Cl2ガスを3%〜20%、Arガスを97
%〜80%とすることが好ましい。
In order to obtain such an effect, it is preferable that the second reactive gas comprises only Cl 2 gas and Ar gas, and the Cl 2 gas contains 3% to 20% and the Ar gas contains 97%.
% To 80%.

【0013】Cl及びArのプラズマの作用によりポリ
シリコン層の表面が滑らかにされた後は、Arプラズマ
は実質的にその役割を終えるので、ポリシリコン層のエ
ッチングに、より適した第3の反応性ガスを反応容器内
に供給してもよい。
After the surface of the polysilicon layer is smoothed by the action of the plasma of Cl and Ar, the Ar plasma substantially ceases its role, and thus the third reaction more suitable for etching the polysilicon layer. The reactive gas may be supplied into the reaction vessel.

【0014】また、メタル層のエッチングの終了時点を
正確に定めるために、反応容器内の前記プラズマの発光
を観察し、ポリシリコン層に含まれているシリコンに固
有の波長帯域を検出することが好ましい。シリコンがプ
ラズマ中に存在していることが検出されたならば、ポリ
シリコン層の一部が露出したこととなり、メタル層のエ
ッチングが一定レベル以上行われたことになる。従っ
て、この検出時点から反応性ガスを第2の反応性ガスに
切り替えてもよいし、一定時間更にオーバーエッチング
を行った後、反応性ガスの切替えを行ってもよい。
In order to accurately determine the end point of the etching of the metal layer, the emission of the plasma in the reaction vessel may be observed to detect a wavelength band specific to silicon contained in the polysilicon layer. preferable. If it is detected that silicon is present in the plasma, it means that a portion of the polysilicon layer has been exposed, and that the metal layer has been etched beyond a certain level. Therefore, the reactive gas may be switched to the second reactive gas from the time of this detection, or the reactive gas may be switched after further over-etching for a certain period of time.

【0015】請求項5〜8に記載の発明はドライエッチ
ング装置であり、上記の本発明によるドライエッチング
方法を有効に実施するためのものである。
The invention according to claims 5 to 8 is a dry etching apparatus for effectively performing the dry etching method according to the present invention.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明によるドライエッチング方
法を説明するためのシリコンウェハ(被処理基板)の構
成を概略的に示す断面図であり、(a)〜(e)はエッ
チング開始からエッチング完了までの層の状態を順に示
した図である。このシリコンウェハ1はゲート電極を切
り出すためのものであり、その表面にはゲート酸化膜で
あるSiO2膜2が形成されており、更にこのSiO2
2上には、ゲート電極層であるポリシリコン層3及びメ
タル層4が形成されている。メタル層4は、PVD工程
により成膜されており、TiN又はWNから成るバリア
メタル層4a、その上のW層4bから構成されている。
W層4bの上には、有機材料又はSiN等から成るマス
ク5が所望のパターンで形成されている。
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views schematically showing a structure of a silicon wafer (substrate to be processed) for explaining a dry etching method according to the present invention. FIGS. FIG. 3 is a diagram sequentially showing the states of layers up to FIG. Poly silicon wafer 1 is for cutting the gate electrode, and SiO 2 film 2 is formed a gate oxide film on the surface, further on the SiO 2 film 2, the gate electrode layer A silicon layer 3 and a metal layer 4 are formed. The metal layer 4 is formed by a PVD process and includes a barrier metal layer 4a made of TiN or WN and a W layer 4b thereon.
On the W layer 4b, a mask 5 made of an organic material or SiN is formed in a desired pattern.

【0018】また、図2は、本発明によるプラズマ式の
ドライエッチング装置10の一実施形態を示す概略図で
ある。図2において、ドライエッチング装置10は、内
部が減圧される反応容器12を備えている。反応容器1
2は、アルミニウムにアルマイト処理を施した材料等か
らなる円筒形の容器本体14と、その上部に取り付けら
れた放電用部品である蓋体16とから構成されている。
FIG. 2 is a schematic view showing one embodiment of a plasma type dry etching apparatus 10 according to the present invention. In FIG. 2, the dry etching apparatus 10 includes a reaction vessel 12 whose inside is depressurized. Reaction vessel 1
Reference numeral 2 denotes a cylindrical container main body 14 made of a material obtained by subjecting anodized aluminum to a material, and a lid 16 serving as a discharge component attached to an upper portion of the cylindrical main body 14.

【0019】反応容器12の内部には、シリコンウェハ
1を載置するサセプタ18が配置されている。このサセ
プタ18の上面には、シリコンウェハ1を固定するため
の静電チャック20が設けられている。サセプタ18は
電極としても機能し、整合器22及び高周波バイアス電
源24を介して接地されている。従って、接地された容
器本体14に対して高周波バイアス電圧が印加される
と、サセプタ18がカソードとして機能し容器本体14
がアノードとして機能するようになる。
A susceptor 18 on which the silicon wafer 1 is placed is arranged inside the reaction vessel 12. On the upper surface of the susceptor 18, an electrostatic chuck 20 for fixing the silicon wafer 1 is provided. The susceptor 18 also functions as an electrode, and is grounded via the matching unit 22 and the high frequency bias power supply 24. Therefore, when a high frequency bias voltage is applied to the grounded container body 14, the susceptor 18 functions as a cathode and the container body 14
Will function as an anode.

【0020】また、容器本体14には、反応容器12内
部の排気を行うための真空ポンプ(図示せず)に接続さ
れる排気口26が設けられており、更に、反応性ガスを
内部に導入するためのガス供給口28が設けられてい
る。
Further, the container body 14 is provided with an exhaust port 26 connected to a vacuum pump (not shown) for exhausting the inside of the reaction container 12, and further introduces a reactive gas into the inside. Gas supply port 28 is provided.

【0021】ガス供給口28には、配管を介してガス混
合室30が接続されている。このガス混合室30は各種
ガスを均一に混合する装置である。ガス混合室30には
各種のガス供給源32〜42がそれぞれ流量調節バルブ
44〜54を介して接続されている。メタル層4とポリ
シリコン層3のエッチングに利用可能なガスは種々ある
が、この実施形態ではSF6、HBr、Cl2、N2、A
r、O2が用いられ、それぞれのガス供給源32〜42
が設けられている。
A gas mixing chamber 30 is connected to the gas supply port 28 via a pipe. The gas mixing chamber 30 is a device for mixing various gases uniformly. Various gas supply sources 32 to 42 are connected to the gas mixing chamber 30 via flow control valves 44 to 54, respectively. There are various gases that can be used for etching the metal layer 4 and the polysilicon layer 3. In this embodiment, SF 6 , HBr, Cl 2 , N 2 , A
r and O 2 are used, and the respective gas supply sources 32 to 42
Is provided.

【0022】各流量調整バルブ44〜54は、マイクロ
コンピュータ等から成る制御装置56により、その開閉
が制御され、各ガスの流量が調節される。従って、反応
性ガスの混合割合等を所定値に設定することが可能とな
っている。
Opening and closing of each of the flow rate adjusting valves 44 to 54 is controlled by a control device 56 including a microcomputer or the like, and the flow rate of each gas is adjusted. Therefore, it is possible to set the mixing ratio of the reactive gas and the like to a predetermined value.

【0023】反応容器12の一部である蓋体16は、誘
電体材料から構成されている。蓋体16の外周にはコイ
ルアンテナ58が配設されており、コイルアンテナ58
により蓋体16を介して反応容器12の内部に電磁界が
誘起されてプラズマが発生し、更にこのプラズマ中の電
子にエネルギが供給されて、プラズマは高密度で維持さ
れる。なお、コイルアンテナ58には、整合器60を介
して高周波電源62が接続されている。更に、蓋体16
の外側にはシールド64が設けられており、発生する高
周波が外部に漏れるのを防止している。
The lid 16 which is a part of the reaction vessel 12 is made of a dielectric material. A coil antenna 58 is provided on the outer periphery of the lid 16.
As a result, an electromagnetic field is induced inside the reaction vessel 12 through the lid 16 to generate plasma, and energy is supplied to electrons in the plasma, so that the plasma is maintained at a high density. Note that a high-frequency power supply 62 is connected to the coil antenna 58 via a matching unit 60. Further, the lid 16
A shield 64 is provided on the outside of the device to prevent the generated high frequency from leaking to the outside.

【0024】更に、容器本体14の適所には透明窓66
が設けられており、内部を観察することが可能となって
いる。この透明窓66には光ファイバ68を介してモノ
クロメーター70が接続されている。このモノクロメー
ター70は、Siをプラズマにより発光させた場合に生
ずるSi固有の波長帯域の光を検出することができるよ
うに設定されている。モノクロメーター70の出力は前
記の制御装置56に送られる。
Further, a transparent window 66 is provided at an appropriate position of the container body 14.
Is provided so that the inside can be observed. A monochromator 70 is connected to the transparent window 66 via an optical fiber 68. The monochromator 70 is set so as to be able to detect light in a wavelength band unique to Si, which is generated when Si emits light by plasma. The output of the monochromator 70 is sent to the control device 56.

【0025】次に、上記構成のドライエッチング装置1
0を用いて、図1の(a)に示す層構成のシリコンウェ
ハ1に対して本発明のドライエッチング方法を適用して
ゲート電極を形成する場合について説明する。
Next, the dry etching apparatus 1 having the above configuration
The case where the gate electrode is formed by applying the dry etching method of the present invention to the silicon wafer 1 having the layer configuration shown in FIG.

【0026】まず、反応容器12内のサセプタ18上に
シリコンウェハ1を載置し、静電チャック20により固
定する。次いで、反応容器12内を真空ポンプにより所
定の真空度、例えば4mTorr程度に減圧する。
First, the silicon wafer 1 is placed on the susceptor 18 in the reaction vessel 12 and fixed by the electrostatic chuck 20. Next, the pressure inside the reaction vessel 12 is reduced by a vacuum pump to a predetermined degree of vacuum, for example, about 4 mTorr.

【0027】次に、制御装置56からの信号により流量
調節バルブ44,46,48,50を所要の開度で開
き、ガス供給源32,34,36,38のそれぞれから
SF6ガス、HBrガス、Cl2ガス、N2ガスを導出す
る。これらのガスはガス混合室30内で混合され、ガス
供給口28から反応容器12内に供給される。この混合
ガス(第1の反応性ガス)は、W層4bを主たる層とし
たメタル層4のエッチングに適したものとして従来から
知られたものである。
Next, the flow control valves 44, 46, 48, and 50 are opened at required opening degrees according to a signal from the controller 56, and SF 6 gas and HBr gas are supplied from the gas supply sources 32, 34, 36, and 38, respectively. , Cl 2 gas and N 2 gas are derived. These gases are mixed in the gas mixing chamber 30 and supplied into the reaction vessel 12 from the gas supply port 28. The mixed gas (first reactive gas) is conventionally known as a gas suitable for etching the metal layer 4 having the W layer 4b as a main layer.

【0028】第1の反応性ガスの供給が開始されたなら
ば、高周波バイアス電源24を投入し、容器本体14と
サセプタ18との間に例えば13.56MHzの高周波
バイアス電力を印加する。容器本体14は接地されてい
るため、サセプタ18は負電位とされ、カソードとして
機能する。また、コイルアンテナ58に高周波電源62
により例えば12.56MHzの高周波電力を印加する
と、反応容器12内にプラズマが発生し、且つまた、高
密度で維持される。第1の反応性ガスがプラズマにより
解離され、このプラズマ中に存在するFイオンがメタル
層4のエッチングに主として寄与し、エッチングが進行
していく。この際、Fイオンは負電位のサセプタ18に
向かって進むため、垂直方向の異方性エッチングが行わ
れる。
When the supply of the first reactive gas is started, the high frequency bias power supply 24 is turned on, and a high frequency bias power of, for example, 13.56 MHz is applied between the container body 14 and the susceptor 18. Since the container body 14 is grounded, the susceptor 18 has a negative potential and functions as a cathode. A high frequency power supply 62 is connected to the coil antenna 58.
For example, when high frequency power of, for example, 12.56 MHz is applied, plasma is generated in the reaction vessel 12 and the plasma is maintained at a high density. The first reactive gas is dissociated by the plasma, and the F ions present in the plasma mainly contribute to the etching of the metal layer 4, and the etching proceeds. At this time, since the F ions travel toward the susceptor 18 having the negative potential, the anisotropic etching in the vertical direction is performed.

【0029】メタル層4のエッチングが進んでいくと、
やがてポリシリコン層3の一部が露出する状態となる
(図1の(b)参照)これはイオンが接しやすい部位、
例えばマスク5間の間隔が広い部位や最外周部等のオー
プンスペースBにおいて顕著となる。
As the etching of the metal layer 4 proceeds,
Eventually, a part of the polysilicon layer 3 will be exposed (see FIG. 1B).
For example, it becomes remarkable in an open space B such as a portion where the interval between the masks 5 is wide or an outermost peripheral portion.

【0030】図1の(b)の状態となると、ポリシリコ
ン層3もエッチングされ、除去された層材料が反応容器
12内を浮遊し、プラズマにより解離される。従って、
プラズマ中にはポリシリコン層3の成分であるSiが含
まれたものとなる。Siの存在は、プラズマの発光から
Si固有の波長帯域を検出するよう設定されたモノクロ
メーター70により検出され、制御装置56はモノクロ
メーター70の出力信号から図1の(b)の状態となっ
たことを把握すると共に、Si検出時をメタン層4のエ
ッチングのエンドポイントと定める。
In the state shown in FIG. 1B, the polysilicon layer 3 is also etched, and the removed layer material floats in the reaction vessel 12 and is dissociated by plasma. Therefore,
The plasma contains Si which is a component of the polysilicon layer 3. The presence of Si is detected by the monochromator 70 set to detect the wavelength band specific to Si from the emission of the plasma, and the control device 56 changes from the output signal of the monochromator 70 to the state shown in FIG. At the same time, the time when Si is detected is determined as the end point of the etching of the methane layer 4.

【0031】図1の(b)からも明らかなように、この
エンドポイントの際には、メタル層4におけるバリアメ
タル層4aは未だ多量に残っているため、エンドポイン
トから更に一定時間経過するまで、第1の反応性ガスを
用いてメタル層4のエッチングを継続する。なお、この
オーバーエッチングの時間を過度に長くすると、「従来
の技術」の項で前述したように、SF6を主成分とした
反応性ガスを用いているので、ポリシリコン層3の表面
の荒れが著しくなる。そこで、この実施形態では、図1
の(c)に示す如くバリアメタル層4aが僅かに残る程
度となるように、オーバーエッチングの時間を比較的短
く設定している。
As is clear from FIG. 1B, at this end point, the barrier metal layer 4a in the metal layer 4 still remains in a large amount, so that a certain period of time elapses from the end point. Then, the etching of the metal layer 4 is continued using the first reactive gas. If the over-etching time is excessively long, the surface of the polysilicon layer 3 becomes rough because the reactive gas containing SF 6 as a main component is used, as described above in the section of “Prior Art”. Becomes significant. Therefore, in this embodiment, FIG.
The over-etching time is set relatively short so that the barrier metal layer 4a slightly remains as shown in FIG.

【0032】設定されたオーバーエッチング時間が経過
し、メタル層4に対するエッチングが終了したならば、
流量調節バルブ44,46,48,50を閉じ、反応容
器12内のガスを排気する。そして、反応容器12内の
圧力を調整した後、第2の反応性ガスとしてCl2ガス
及びArガスの混合ガスを反応容器12内に供給すべ
く、ガス供給源36,40に接続されている流量調節バ
ルブ48,52を開く。この場合、第2の反応性ガスの
組成は、全量に対してCl2ガスを3%〜20%及びA
rガスを97%〜80%とすることが好ましい。
After the set over-etching time has elapsed and the etching of the metal layer 4 has been completed,
The flow control valves 44, 46, 48, and 50 are closed, and the gas in the reaction vessel 12 is exhausted. Then, after adjusting the pressure in the reaction vessel 12, it is connected to the gas supply sources 36 and 40 so as to supply a mixed gas of Cl 2 gas and Ar gas as the second reactive gas into the reaction vessel 12. The flow control valves 48 and 52 are opened. In this case, the composition of the second reactive gas is 3% to 20% of Cl 2 gas and A
It is preferable that the r gas is 97% to 80%.

【0033】この第2の反応性ガスが反応容器12内に
供給されると、Arガスが解離されてArイオンとな
る。このArイオンは、負にバイアスがかけられたサセ
プタ18に向かって進行し、サセプタ18上で固定され
たシリコンウェハ1の表面を叩く(図1の(c)参
照)。これにより、残っているバリアメタル層4aがA
rイオンのスパッタリング作用により除去される。バリ
アメタル層の残余部分は、従来であれば、後のポリシリ
コン層のエッチングにより生ずる残渣の原因となってい
たが、本発明によればこの残余部分がスパッタリングで
除去されるため、残渣が大幅に低減されることになる。
When this second reactive gas is supplied into the reaction vessel 12, the Ar gas is dissociated into Ar ions. The Ar ions travel toward the negatively biased susceptor 18 and strike the surface of the silicon wafer 1 fixed on the susceptor 18 (see FIG. 1C). As a result, the remaining barrier metal layer 4a becomes A
It is removed by the sputtering action of r ions. Conventionally, the residual portion of the barrier metal layer has been a cause of a residue generated by etching the polysilicon layer later. However, according to the present invention, the residual portion is removed by sputtering. To be reduced.

【0034】更に、このArイオンはポリシリコン層3
の表面も叩き、第2の反応性ガスの導入後、一定の時間
が経過すると、図1の(d)に示すように、ポリシリコ
ン層3の表面は平滑なものとなる。このポリシリコン層
3の平滑化は、Clイオンによるエッチング作用と相ま
って、Arイオンがポリシリコン層3を押し付けること
によるものと考えられる。
Further, this Ar ion is applied to the polysilicon layer 3.
After a certain period of time has passed after the introduction of the second reactive gas, the surface of the polysilicon layer 3 becomes smooth as shown in FIG. It is considered that the smoothing of the polysilicon layer 3 is due to the Ar ions pressing against the polysilicon layer 3 in combination with the etching action by Cl ions.

【0035】ポリシリコン層3の表面が平らにならされ
た後は、第2の反応性ガスをそのまま使用し、ポリシリ
コン層3のエッチングを継続してもよい。しかしなが
ら、ポリシリコン層3の表面の荒れが解消した場合に
は、SiO2膜2にピッチングが生じる等の問題は生じ
ないため、ポリシリコン層3のエッチングに適した他の
反応性ガスを用いることが有効である。そこで、この実
施形態では、第2の反応性ガスによるエッチングを一定
時間行った後、流量調節バルブ48,52を閉じる。そ
して、反応容器12内のガスを排気して圧力を再調整し
た後、流量調整バルブ46,48,54を開き、ガス供
給源34,36,42からそれぞれHBrガス、Cl2
ガス、O2ガスをガス混合室30を介して第3の反応性
ガスとして反応容器12内に供給する。この第3の反応
性ガスの組成は従来から知られたものであり、このガス
を用いてポリシリコン層3はエッチングされ、最後にマ
スクがアッシング処理等で除去されることで図1の
(e)に示すような形状のゲート電極が得られる。
After the surface of the polysilicon layer 3 is flattened, the etching of the polysilicon layer 3 may be continued by using the second reactive gas as it is. However, when the roughness of the surface of the polysilicon layer 3 is eliminated, problems such as pitching of the SiO 2 film 2 do not occur. Therefore, another reactive gas suitable for etching the polysilicon layer 3 should be used. Is valid. Therefore, in this embodiment, after etching with the second reactive gas is performed for a certain period of time, the flow control valves 48 and 52 are closed. After the gas in the reaction vessel 12 is exhausted and the pressure is readjusted, the flow control valves 46, 48 and 54 are opened, and the HBr gas and Cl 2 are supplied from the gas supply sources 34, 36 and 42, respectively.
Gas and O 2 gas are supplied into the reaction vessel 12 through the gas mixing chamber 30 as a third reactive gas. The composition of this third reactive gas is conventionally known, and the polysilicon layer 3 is etched using this gas, and finally the mask is removed by an ashing process or the like. A gate electrode having a shape as shown in FIG.

【0036】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことは言うまでもない。例えば、第1及び第3の反応性
ガスの組成は上記のものに限定されない。また、第2の
反応性ガスについても、Cl2ガス及びArガスに他の
ガスを添加したものも考えられる。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the compositions of the first and third reactive gases are not limited to those described above. Further, as the second reactive gas, a gas obtained by adding another gas to the Cl 2 gas and the Ar gas may be considered.

【0037】更に、メタル層4のエッチングの終了時点
を、上記実施形態では、エンドポイント(Si検出時)
から更にオーバーエッチングを行いその終了時点として
いるが、層の厚さ等によってはエンドポイントで第1の
反応性ガスによるエッチングを終了し、第2の反応性ガ
スによるエッチングを開始してもよい。また、エンドポ
イントの検出方法もモノクロメーター以外の検出手段に
よってもよい。
Further, in the above embodiment, the end point of the etching of the metal layer 4 is determined as an end point (when Si is detected).
After that, the over-etching is further performed to set the end point. However, depending on the thickness of the layer or the like, the etching with the first reactive gas may be ended at the end point and the etching with the second reactive gas may be started. Also, the method of detecting the end point may be a detection means other than the monochromator.

【0038】更にまた、上記実施形態のメタル層4はP
VD法により形成されるとしたため、バリアメタル層4
aとW層4bの2層構造であるが、CVD法による場合
は、バリアメタル層とW層との間にWニュークリエーシ
ョン層を有する3層構造となる。なお、Wニュークリエ
ーション層は、SiH4とWF6をプロセスガスとして用
いて形成され、、多孔性の層となっている。このような
多孔性のWニュークリエーション層を有するメタル層を
エッチングした場合、ポリシリコン層の表面の荒れはよ
り顕著となる。従って、ポリシリコン層の表面の荒れを
回避する本発明は、かかる3層構造のメタル層に対して
は特に有効となる。
Further, the metal layer 4 of the above embodiment is made of P
Since the barrier metal layer 4 is formed by the VD method,
Although a two-layer structure of a and a W layer 4b is used, in the case of the CVD method, a three-layer structure having a W nucleation layer between the barrier metal layer and the W layer is obtained. The W nucleation layer is formed using SiH 4 and WF 6 as a process gas, and is a porous layer. When the metal layer having such a porous W nucleation layer is etched, the surface roughness of the polysilicon layer becomes more remarkable. Therefore, the present invention for avoiding the surface roughness of the polysilicon layer is particularly effective for such a three-layer metal layer.

【0039】[0039]

【実施例】次に、ArガスとCl2ガスから成る反応性
ガスによるエッチングの効果を検証した実施例について
説明する。
Next, a description will be given of an embodiment in which the effect of etching by a reactive gas comprising Ar gas and Cl 2 gas is verified.

【0040】この実施例では、被処理基板としてシリコ
ンウェハが用いられ、その表面に5nmのSiO2膜が
形成され、その上に10nmのポリシリコン層、更にそ
の上に10nmのTiN層がバリアメタル層として形成
されている。また、バリアメタル層の上には100nm
のタングステン層が形成され、その上には膜厚160n
m、0.25μm幅のSiNマスクが間隙幅を0.25
μmとして形成されている。
In this embodiment, a silicon wafer is used as a substrate to be processed, a 5 nm SiO 2 film is formed on the surface thereof, a 10 nm polysilicon layer is formed thereon, and a 10 nm TiN layer is formed thereon. It is formed as a layer. Moreover, 100 nm is formed on the barrier metal layer.
A tungsten layer having a thickness of 160 n
m, 0.25 μm wide SiN mask reduces gap width to 0.25 μm
μm.

【0041】実施例で用いたドライエッチング装置は図
2に示すものであり、用いたガス種も上記実施形態で示
したものである。サセプタと容器本体との間に印加した
高周波電力は13.56Mhz、コイルアンテナに印加
した高周波電力は12.56Mhzであった。
The dry etching apparatus used in the examples is shown in FIG. 2, and the gas species used are the same as those described in the above embodiment. The high-frequency power applied between the susceptor and the container body was 13.56 Mhz, and the high-frequency power applied to the coil antenna was 12.56 Mhz.

【0042】メタル層のエッチングでは、反応容器内の
圧力を4mTorrとした。また、メタル層に対するエ
ッチングのための第1の反応性ガスとして、SF6ガス
をガス流量50sccm、HBrガスを10sccm、
2ガスを45sccm、Cl2ガスを10sccmで反
応容器に供給した。メタル層のエッチングを開始してか
ら25秒でモノクロメーターによりプラズマ中のSiが
検出された。また、このSi検出時(エンドポイント)
から、同条件で、7秒間、引き続きメタル層のオーバー
エッチングを行った。
In the etching of the metal layer, the pressure in the reaction vessel was set at 4 mTorr. Also, as a first reactive gas for etching the metal layer, SF 6 gas is used at a gas flow rate of 50 sccm, HBr gas is used at 10 sccm,
The reaction vessel was supplied with N 2 gas at 45 sccm and Cl 2 gas at 10 sccm. Twenty-five seconds after the start of the etching of the metal layer, monochromator detected Si in the plasma. When this Si is detected (end point)
Then, under the same conditions, the metal layer was continuously over-etched for 7 seconds.

【0043】この後、反応容器内の圧力を4mTorr
に維持し、Cl2ガスとArガスの混合ガスを第2の反
応性ガスとして反応容器に導入した。Cl2ガスを20
sccm(全ガス流量に対して10%)、Arガスを1
80sccm(全ガス流量に対して90%)で流し、こ
の第2の反応性ガスによるエッチングを30秒間行っ
た。
Thereafter, the pressure in the reaction vessel was increased to 4 mTorr.
, And a mixed gas of Cl 2 gas and Ar gas was introduced into the reaction vessel as a second reactive gas. 20 Cl 2 gas
sccm (10% of total gas flow rate), Ar gas is 1
The flow was performed at 80 sccm (90% of the total gas flow rate), and etching with the second reactive gas was performed for 30 seconds.

【0044】以上の工程を経て得られたシリコンウェハ
のエッチングパターンを示したものが図3である。図3
の(a)は当該シリコンウェハの断面形状を示すSEM
顕微鏡写真であり、図3の(b)はシリコンウェハの表
面を俯瞰状態で撮影したSEM顕微鏡写真である。な
お、これらの写真は、アッシング処理及びHF洗浄処理
をしてSiNマスクを除去したシリコンウェハを撮影し
たものである。
FIG. 3 shows an etching pattern of the silicon wafer obtained through the above steps. FIG.
(A) is an SEM showing a cross-sectional shape of the silicon wafer.
FIG. 3B is an SEM micrograph of the surface of the silicon wafer taken in an overhead view. Note that these photographs are obtained by photographing the silicon wafer from which the SiN mask has been removed by the ashing process and the HF cleaning process.

【0045】ここで、従来の技術の説明で用いた図4の
写真は、上記実施例とほぼ同条件でエッチングを行った
ものであるが、第2の反応性ガスによるエッチングは行
わず、代わりにオーバーエッチングの15秒に延ばした
ものである。この図4と本発明の図3とを比較すると、
本発明によりポリシリコン層の表面が平滑化され、従来
方法に比して明らかに改善されていることが理解されよ
う。
Here, the photograph of FIG. 4 used in the description of the prior art shows that the etching was performed under substantially the same conditions as in the above embodiment, but the etching was not performed by the second reactive gas, but instead. The length is extended to 15 seconds of over-etching. 4 and FIG. 3 of the present invention,
It will be appreciated that the present invention smoothes the surface of the polysilicon layer and provides a distinct improvement over prior art methods.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に従って、ポ
リシリコン層と、W層を主層とするメタル層とをドライ
エッチングを行うことにより、メタル層のエッチングに
よって荒らされるポリシリコン層の表面を平滑な状態に
改善することができる。また、メタル層を始点とする残
渣の発生も防止することができる。従って、ポリシリコ
ン層の下層に対する悪影響、例えばピッチング等を防止
することができ、将来の半導体集積回路の微細化、高性
能化に寄与することができる。
As described above, according to the present invention, by performing dry etching on a polysilicon layer and a metal layer having a W layer as a main layer, the surface of the polysilicon layer roughened by the etching of the metal layer. Can be improved to a smooth state. Further, generation of a residue starting from the metal layer can be prevented. Therefore, it is possible to prevent an adverse effect on the lower layer of the polysilicon layer, for example, pitching and the like, and it is possible to contribute to miniaturization and high performance of a semiconductor integrated circuit in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ポリシリコン層及びWメタル層を有するシリコ
ンウェハに対して本発明のドライエッチング方法を適用
した一実施形態を示す概略説明図であり、(a)〜
(e)はそれぞれエッチング処理前から処理後までの断
面形状の変化を示す図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment in which a dry etching method of the present invention is applied to a silicon wafer having a polysilicon layer and a W metal layer, and (a) to (b) of FIG.
(E) is a figure which shows the change of the cross-sectional shape from before etching processing to after processing, respectively.

【図2】本発明によるドライエッチング装置の一実施形
態を概略的に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing one embodiment of a dry etching apparatus according to the present invention.

【図3】本発明の一実施例により得られたシリコンウェ
ハのエッチングパターンを示すSEM顕微鏡写真であ
り、(a)はその断面形状を示し、(b)はシリコンウ
ェハの表面を俯瞰状態で示す顕微鏡写真である。
3A and 3B are SEM micrographs showing an etching pattern of a silicon wafer obtained according to an example of the present invention, wherein FIG. 3A shows a cross-sectional shape thereof, and FIG. 3B shows a surface of the silicon wafer in a bird's-eye view. It is a microscope picture.

【図4】従来のドライエッチング方法によって得られた
シリコンウェハのエッチングパターンを示す図4と同様
なSEM顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an SEM micrograph similar to FIG. 4 showing an etching pattern of a silicon wafer obtained by a conventional dry etching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコンウェハ(被処理基板)、2…SiO2膜、
3…ポリシリコン層、4…メタル層、4a…バリアメタ
ル層、4b…タングステン層、5…マスク、10…ドラ
イエッチング装置、12…反応容器、18…サセプタ、
24…高周波バイアス電源(バイアス手段)、32〜4
2…ガス供給源、44〜54…流量調整バルブ、56…
制御装置、62…高周波電源(プラズマ発生手段)、7
0…モノクロメータ(シリコン検出手段)。
1. Silicon wafer (substrate to be processed) 2: SiO 2 film,
3 ... polysilicon layer, 4 ... metal layer, 4a ... barrier metal layer, 4b ... tungsten layer, 5 ... mask, 10 ... dry etching apparatus, 12 ... reaction vessel, 18 ... susceptor,
24 ... High frequency bias power supply (bias means), 32-4
2: Gas supply source, 44 to 54: Flow control valve, 56:
Control device, 62 high frequency power supply (plasma generating means), 7
0: Monochromator (silicon detection means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 大輔 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 西澤 孝則 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 笹野 宏樹 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 松尾 仁 千葉県成田市新泉14−3野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Fターム(参考) 4K057 DA04 DA11 DA14 DB06 DB08 DB11 DB12 DB15 DD01 DD02 DE01 DE06 DE11 DE14 DE20 DG07 DG12 DG13 DG15 DJ03 DN01 5F004 BA06 BC03 BD01 CB02 CB15 DA00 DA04 DA18 DA23 DA25 DA26 DB02 DB12 EA07 EA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Daisuke Tajima 14-3 Shinzumi, Narita-shi, Chiba Pref. Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Takanori Nishizawa 14-3 Shinzumi, Noizumi, Narita-shi, Chiba Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Hiroki Sasano 14-3 Shinsen, Narita-shi, Chiba Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Matsuo Niizumi, Narita-shi, Chiba 14-3 Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. F-term (reference) 4K057 DA04 DA11 DA14 DB06 DB08 DB11 DB12 DB15 DD01 DD02 DE01 DE06 DE11 DE14 DE20 DG07 DG12 DG13 DG15 DJ03 DN01 5F004 BA06 BC03 BD01 CB02 CB15 DA00 DA04 DA18 DA23 DA25 DA26 DB02 DB12 EA07 EA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリシリコン層と、その上に形成された
バリアメタル層及びタングステン層を含むメタル層とを
有する被処理基板を反応容器内のサセプタ上に配置する
第1のステップと、 前記反応容器内を所定の圧力に減圧する第2のステップ
と、 前記サセプタに負のバイアス電力を印加する第3のステ
ップと、 前記反応容器内に第1の反応性ガスを供給すると共に、
前記反応容器内にプラズマを形成して、前記メタル層を
エッチングする第4のステップと、 前記第4のステップの終了後に、前記反応容器内のガス
を排気して前記反応容器内に第2の反応性ガスを供給す
ると共に、前記反応容器内にプラズマを形成して、前記
ポリシリコン層をエッチングする第5のステップとを含
むドライエッチング方法であって、 前記第2の反応性ガスが、Cl2ガス及びArガスを含
むことを特徴とするドライエッチング方法。
A first step of disposing a substrate to be processed having a polysilicon layer and a metal layer including a barrier metal layer and a tungsten layer formed thereon on a susceptor in a reaction vessel; A second step of reducing the pressure in the vessel to a predetermined pressure, a third step of applying a negative bias power to the susceptor, and supplying a first reactive gas into the reaction vessel,
A fourth step of forming a plasma in the reaction vessel and etching the metal layer; and after the fourth step, evacuating the gas in the reaction vessel to form a second plasma in the reaction vessel. A fifth step of supplying a reactive gas and forming a plasma in the reaction vessel to etch the polysilicon layer, wherein the second reactive gas comprises Cl A dry etching method comprising two gases and an Ar gas.
【請求項2】 前記第2の反応性ガスがCl2ガス及び
Arガスから成り、Cl2ガスが3%〜20%、Arガ
スが97%〜80%であることを特徴とする請求項1に
記載のドライエッチング方法。
2. The method according to claim 1, wherein the second reactive gas comprises Cl 2 gas and Ar gas, wherein the Cl 2 gas is 3% to 20% and the Ar gas is 97% to 80%. 3. The dry etching method according to 1.
【請求項3】 前記第5のステップにおけるエッチング
を所定時間行った後、前記反応容器内のガスを排気して
前記反応容器内に第3の反応性ガスを供給すると共に、
前記反応容器内にプラズマを形成して、前記ポリシリコ
ン層を更にエッチングするステップを含むことを特徴と
する請求項1又は2に記載のドライエッチング方法。
3. After performing the etching in the fifth step for a predetermined time, the gas in the reaction vessel is exhausted to supply a third reactive gas into the reaction vessel,
3. The dry etching method according to claim 1, further comprising a step of forming a plasma in the reaction vessel to further etch the polysilicon layer.
【請求項4】 前記反応容器内の前記プラズマの発光を
観察し、前記ポリシリコン層に含まれているシリコンに
固有の波長帯域を検出することにより、前記第4のステ
ップの終了時点を定めるステップを含むことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれか1項に記載のドライエッチン
グ方法。
4. A step of determining the end point of the fourth step by observing the emission of the plasma in the reaction vessel and detecting a wavelength band unique to silicon contained in the polysilicon layer. The dry etching method according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
【請求項5】 被処理基板上に形成されたポリシリコン
層と、その上に形成されたバリアメタル層及びタングス
テン層を含むメタル層とをプラズマ環境下でエッチング
するためのドライエッチング装置において、 内部が所定の圧力に減圧される反応容器と、 前記反応容器内で前記被処理基板を支持するサセプタ
と、 前記サセプタに負のバイアス電力を印加するバイアス手
段と、 前記反応容器内に、前記メタル層をエッチングするため
の第1の反応性ガスを供給する第1のガス供給手段と、 前記反応容器内に、Cl2ガス及びArガスを含む第2
の反応性ガスを供給する第2のガス供給手段と、 前記反応容器内にプラズマを発生させるためのプラズマ
発生手段と、 前記メタル層のエッチングを行うべく前記第1の反応性
ガスを前記反応容器内に供給するよう前記第1のガス供
給手段を制御すると共に、前記メタル層のエッチングが
終了した後、前記反応容器内に供給される反応性ガスを
前記第1の反応性ガスから前記第2の反応性ガスに切り
替えるよう前記第1及び第2のガス供給手段を制御する
制御手段とを備えることを特徴とするドライエッチング
装置。
5. A dry etching apparatus for etching a polysilicon layer formed on a substrate to be processed and a metal layer including a barrier metal layer and a tungsten layer formed thereon under a plasma environment. A reaction vessel whose pressure is reduced to a predetermined pressure; a susceptor that supports the substrate to be processed in the reaction vessel; bias means for applying a negative bias power to the susceptor; and a metal layer in the reaction vessel. A first gas supply unit for supplying a first reactive gas for etching a gas, a second gas containing a Cl 2 gas and an Ar gas in the reaction vessel.
Second gas supply means for supplying a reactive gas of the type described above, plasma generating means for generating plasma in the reaction vessel, and the first reactive gas for etching the metal layer in the reaction vessel. Controlling the first gas supply means so as to supply the reaction gas into the reaction vessel, and after the etching of the metal layer is completed, the reaction gas supplied into the reaction vessel from the first reaction gas to the second reaction gas. Control means for controlling said first and second gas supply means so as to switch to said reactive gas.
【請求項6】 前記第2の反応性ガスがCl2ガス及び
Arガスから成り、Cl2ガスが3%〜20%、Arガ
スが97%〜80%となるよう前記第2のガス供給手段
が調整されていることを特徴とする請求項5に記載のド
ライエッチング装置。
6. The second gas supply means, wherein the second reactive gas comprises Cl 2 gas and Ar gas, wherein the Cl 2 gas is 3% to 20% and the Ar gas is 97% to 80%. 6. The dry etching apparatus according to claim 5, wherein the value of the dry etching is adjusted.
【請求項7】 前記反応容器内の前記プラズマの発光か
らシリコンに固有の波長帯域を検出するシリコン検出手
段を備え、 前記メタル層のエッチング中に、前記ポリシリコン層か
らのシリコンが前記反応容器内の前記プラズマに含まれ
ていることを前記シリコン検出手段が検出した場合に、
前記制御手段が、前記メタル層のエッチングの終了時点
を決定することを特徴とする請求項5又は6に記載のド
ライエッチング装置。
7. A silicon detecting means for detecting a wavelength band specific to silicon from light emission of the plasma in the reaction vessel, wherein silicon from the polysilicon layer is contained in the reaction vessel during etching of the metal layer. When the silicon detecting means detects that the silicon is contained in the plasma,
The dry etching apparatus according to claim 5, wherein the control unit determines a termination time point of the etching of the metal layer.
【請求項8】 前記反応容器内に、前記ポリシリコン層
をエッチングするための第3の反応性ガスを供給する第
3のガス供給手段を備えることを特徴とする請求項5〜
7のいずれか1項に記載のドライエッチング装置。
8. The reaction vessel according to claim 5, further comprising a third gas supply unit for supplying a third reactive gas for etching the polysilicon layer.
8. The dry etching apparatus according to any one of items 7 to 7.
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