JP3143949B2 - Dry etching method - Google Patents
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Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method used in a semiconductor device manufacturing process.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, ULSI (ultra large)
e scale integration) In conjunction to the speed of the device, for example, tungsten polycide made of a laminated film of a doped polycrystalline silicon (DOPOS) from its upper tungsten silicide as the gate structures of transistors (WSi X) (W-polycide ) Is being adopted.
【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。[0003] Such a method of etching tungsten polycide is disclosed in the spring of 1990;
The method described in ZF-3 is known. This method is etching by a gas system without using chlorofluorocarbon,
Using an RF bias application type ECR plasma etcher,
Etching is performed using sulfur hexafluoride (SF 6 ) and hydrogen bromide (HBr), and sidewalls are protected by deposits ( compound for forming a protective film; SiBr 4 ) resulting from the addition of HBr. This allows anisotropic processing.
【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。In addition, tungsten silicide (WSi
Two-stage etching is known in which X ) is etched using SF 6 + HBr, and then doped polysilicon (DOPOS) is etched with HBr.
【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。Conventional techniques described above, for example, as shown in FIG. 4, on the SiO 2 film 2 formed on the surface of the silicon substrate 1, successively doped polysilicon (DOPOS) film 3, a tungsten silicide (WSi X) film A resist 5 having a desired pattern is patterned on a tungsten polycide structure formed by laminating the resist 4 and using this resist as a mask,
Successively WSi X film 4, DOPOS film 3 SF 6 + HBr, H
It is intended to perform etching using Br.
【0006】[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。However, when etching is carried out using such a conventional method, the sidewalls are not covered by SiBr 4 deposited due to the addition of HBr until the just-etched state shown in FIG. Despite the protection effect, the supply of Si for forming SiBr 4 is lost during over-etching performed to surely remove the DOPOS film 3 (this is because the DOPOS film disappears, and SiBr 4 is removed from the underlying SiO 2 film). Is not supplied), which causes a problem that the DOPOS film 3 is undercut as shown in FIG.
【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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a dry etching method which does not cause undercut when overetching a polycide film and a silicon-based thin film. Is what you do.
【0008】[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。Means for Solving the Problems] The present invention is, Siri
The reaction product between the dry etching and the thin film
While depositing as a protective film, the silicon-based thin film is etched.
In the dry etching method of a silicon-based thin film having a just etching step of quenching, the Jasutoe
After the etching step, SiB is applied to the etching gas.
Mixing by separately adding r 4 as a compound for forming a protective film
The gas causes Si on the pattern side wall of the silicon-based thin film.
While depositing Br 4 , the silicon-based thin film is etched.
Having an over-etching step of
To solve the problem.
【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。Further, a silicon-based thin film and an etching gas
Deposits the reaction product of
Stacked film of point metal silicide thin film and the silicon-based thin film
Having a just etching process for etching
In the dry etching method of Con-based thin film, the Ja
After the strike etching step, the etching gas
SiBr 4 was separately added as a protective film forming compound.
Pattern side wall of the silicon-based thin film
With depositing SiBr 4, the said silicon-based film
Having an over-etching step for etching
And it has a second aspect.
【0010】[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。According to a first aspect of the present invention, when a silicon-based thin film is over-etched, a gas containing SiBr 4 is supplied to the silicon-based thin film to form a SiBr 4 (sidewall) on the sidewall of the silicon-based thin film.
(A compound for forming a protective film) is adhered to prevent undercut.
【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。According to the second aspect of the present invention, similarly to the first aspect of the present invention, the side wall of the silicon-based thin film which is the lower layer of the refractory metal silicide thin film is also formed with SiBr 4 (for forming a side wall protective film) during over-etching . is a protective film made of a compound) is formed, it is possible to anisotropic processing.
【0012】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the dry etching method according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS.
【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。First, as shown in FIG.
A doped polysilicon (DOPOS) film 12 as a silicon-based thin film is formed on a SiO 2 film 11 formed on
After depositing the VD method, a tungsten polycide structure by laminating a tungsten silicide (WSi X) film 13 thereon. Then, a resist is patterned on the tungsten silicide film 13.
【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。Next, the tungsten silicide film 13 is etched under the following etching conditions (just etching).
Process) .
【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。Etching gas and its flow rate Sulfur hexafluoride (SF 6 ): 15 SCCM Hydrogen bromide (HBr): 35 SCCM Pressure: 5 mTorr Microwave current: 250 mA RF bias: 150 W Next, the doped polysilicon film 12 is removed. Etching is performed under the following etching conditions (just etching step) .
【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。Etching gas and its flow rate Hydrogen bromide (HBr) 50 SCCM Pressure 5 mTorr Microwave current 250 mA RF bias 200 W When etching the doped polysilicon film 12, the etching gas is caused by the addition of HBr. And SiB
sidewall protective film 12a made of r X are formed.
【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。After that, from the state where the underlying SiO 2 film 11 has begun to be exposed, over-etching (over-etching step) is performed under the following etching conditions.
【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。Etching gas and its flow rate Hydrogen bromide (HBr) 40 SCCM SiBr 4 10 SCCM Pressure 5 mTorr Microwave current 250 mA RF bias 200 W As described above, SiBr 4 is added to the etching gas during over-etching. As a result, SiBr 4 adheres (deposits) to the sidewalls of the doped polysilicon film 12, thereby preventing the occurrence of undercut. If etching is performed only with HBr without adding SiBr 4 , the SiBr 4 forming the side wall protective film 12a is separated from the side wall, and an undercut occurs. Further, since Si in the underlying SiO 2 film 11 is strongly bonded to oxygen, it does not form SiBr 4 with Br in HBr.
【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。The invention has been described by applying the present invention to a tungsten polycide structure is a laminated film of a silicon-based thin film and the refractory metal silicide film, Ja silicon-based thin film
The present invention can be widely applied to the case where the strike etching and the over etching are performed.
【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。In the above embodiment, the etching is performed in three stages, namely, the just etching of the tungsten silicide film 13, the just etching and the over etching of the doped polysilicon film 12. Only SiBr 4
May be added.
【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。Further, in order to promote the formation of the sidewall protective film, oxygen (O 2 ) and nitrogen (N 2 ) are used during over-etching.
Alternatively, SiO x , SiN or the like may be formed on the side wall by adding such a material.
【0022】[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。As is apparent from the above description, according to the dry etching method of the present invention, it is possible to prevent the silicon-based thin film from being undercut during over-etching, and to perform good anisotropic processing. effective.
【図1】本発明の実施例の工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例の工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the steps of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例の工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the steps of the embodiment of the present invention.
【図4】従来例の工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of a conventional example.
【図5】従来例の工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a process of a conventional example.
【図6】従来例の工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of a conventional example.
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。11: SiO 2 film, 12: doped polysilicon film, 1
2a: sidewall protective film, 13: tungsten silicide film.
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 29/78 301G (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/302 H01L 21 / 28 H01L 29/43 H01L 29/78
Claims (2)
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。1. The method of claim 1, wherein the silicon thin film and the dry etching
The reaction product is deposited as a sidewall protective film, and
Just etching process to etch recon-based thin film
In the method of dry-etching a silicon-based thin film having the method, after the just etching step, the etching gas
Separately added SiBr 4 as a protective film forming compound
The silicon-based thin film is patterned by the added mixed gas.
SiBr 4 is deposited on the side wall of
Has an over-etching process for etching system thin films
The dry etching method according to claim Rukoto.
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。2. The reaction between a silicon-based thin film and an etching gas.
The reaction product is deposited as a sidewall protective film,
A laminated film of a metal silicide thin film and the silicon-based thin film is etched.
Silicon with just etching step
In the dry etching method for a system thin film , after the just etching step, the etching gas
Separately added SiBr 4 as a protective film forming compound
The silicon-based thin film is patterned by the added mixed gas.
SiBr 4 is deposited on the side wall of
Has an over-etching process for etching system thin films
The dry etching method according to claim Rukoto.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03112716A JP3143949B2 (en) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03112716A JP3143949B2 (en) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | Dry etching method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04340716A JPH04340716A (en) | 1992-11-27 |
JP3143949B2 true JP3143949B2 (en) | 2001-03-07 |
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ID=14593733
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3143949B2 (en) |
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/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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Publication number | Publication date |
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JPH04340716A (en) | 1992-11-27 |
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