JP3191224B2 - 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】本発明は半導体製造プロセスにお
いて、半導体素子の配線材料をドライエッチングする方
法に関するものである。
いて、半導体素子の配線材料をドライエッチングする方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子の配線材料としては、
安価で電気抵抗が低いアルミニウム又はＡｌ−Ｓｉ、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミニウム合金や、電気抵抗が比
較的低く耐熱性を有するＷ、Ｗ−Ｓｉ等の高融点金属が
用いられている。一方、近年では半導体素子の高集積化
に伴って配線パターンの微細化が進み、配線層の性能が
重要な課題となってきており、特に低抵抗で経時的劣化
のない配線材料が要求されている。ところが上記Ａｌ材
料を用いた配線層は、配線パターンの微細化に伴う電流
密度の増大によりエレクトロマイグレーションを起こし
やすく、従って現在においては、エレクトロマイグレー
ションに対して十分な耐性を持つ高融点金属のＴｉＷ膜
を、配線層あるいはアルミニウム合金や銅との積層化の
ための材料として用いることが検討されている。
安価で電気抵抗が低いアルミニウム又はＡｌ−Ｓｉ、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミニウム合金や、電気抵抗が比
較的低く耐熱性を有するＷ、Ｗ−Ｓｉ等の高融点金属が
用いられている。一方、近年では半導体素子の高集積化
に伴って配線パターンの微細化が進み、配線層の性能が
重要な課題となってきており、特に低抵抗で経時的劣化
のない配線材料が要求されている。ところが上記Ａｌ材
料を用いた配線層は、配線パターンの微細化に伴う電流
密度の増大によりエレクトロマイグレーションを起こし
やすく、従って現在においては、エレクトロマイグレー
ションに対して十分な耐性を持つ高融点金属のＴｉＷ膜
を、配線層あるいはアルミニウム合金や銅との積層化の
ための材料として用いることが検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ルミニウム合金とＴｉＷとの積層物のエッチング例の報
告は、Ｃｌ系ガスとＦ系ガスとの混合ガスにより異方性
エッチングが達成されるという程度であり、ＴｉＷのエ
ッチング方法は明確に示されていなかった。しかもＣｌ
系ガスとＦ系ガスとの混合ガスには、各ガスの種類や混
合比等により非常に多くの組み合わせがあり、全てが有
効であるとは言えなかった。例えば実際にＣｌ2 ガスと
ＣＦ4 ガスとの混合ガスを用いて、図５に示したように
上面にレジスト膜２２が成膜されたＴｉＷ膜２１をドラ
イエッチングすると、ＴｉＷ膜２１にアンダーカットが
発生することがわかった。またこのガスではＴｉＷ膜２
１のエッチレートは低く、ＴｉＷ膜２１とレジスト膜２
２との選択比も悪い結果となった。
ルミニウム合金とＴｉＷとの積層物のエッチング例の報
告は、Ｃｌ系ガスとＦ系ガスとの混合ガスにより異方性
エッチングが達成されるという程度であり、ＴｉＷのエ
ッチング方法は明確に示されていなかった。しかもＣｌ
系ガスとＦ系ガスとの混合ガスには、各ガスの種類や混
合比等により非常に多くの組み合わせがあり、全てが有
効であるとは言えなかった。例えば実際にＣｌ2 ガスと
ＣＦ4 ガスとの混合ガスを用いて、図５に示したように
上面にレジスト膜２２が成膜されたＴｉＷ膜２１をドラ
イエッチングすると、ＴｉＷ膜２１にアンダーカットが
発生することがわかった。またこのガスではＴｉＷ膜２
１のエッチレートは低く、ＴｉＷ膜２１とレジスト膜２
２との選択比も悪い結果となった。
【０００４】このように上記したＴｉＷ膜２１のドライ
エッチング方法では、Ｃｌ系ガスとＦ系ガスとの混合ガ
スによってエッチング特性が大きく異なり、かつ異方性
形状が確保できないという高集積半導体素子を製造する
上で致命的な問題があり、技術的に満足できるものでは
なかった。
エッチング方法では、Ｃｌ系ガスとＦ系ガスとの混合ガ
スによってエッチング特性が大きく異なり、かつ異方性
形状が確保できないという高集積半導体素子を製造する
上で致命的な問題があり、技術的に満足できるものでは
なかった。
【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、アンダーカットを発生させずに異方性エッチング
することができ、しかもＴｉＷ膜等のＴｉ系膜のエッチ
レートやＴｉＷ膜等のＴｉ系膜とレジストとの選択比が
良好なドライエッチング方法を提供することを目的とし
ている。
あり、アンダーカットを発生させずに異方性エッチング
することができ、しかもＴｉＷ膜等のＴｉ系膜のエッチ
レートやＴｉＷ膜等のＴｉ系膜とレジストとの選択比が
良好なドライエッチング方法を提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のドライエッチング方法は、ＳｉＣｌ4とＳＦ6
とＮ2との混合ガスを反応ガスとして用い、この反応ガ
スを反応室内に導入して該反応室内でプラズマを生成
し、該プラズマにより基板上のＴｉＷ膜をドライエッチ
ングするようにしたものである。
に本発明のドライエッチング方法は、ＳｉＣｌ4とＳＦ6
とＮ2との混合ガスを反応ガスとして用い、この反応ガ
スを反応室内に導入して該反応室内でプラズマを生成
し、該プラズマにより基板上のＴｉＷ膜をドライエッチ
ングするようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明のドライエッチング方法によれば、Ｓｉ
Ｃｌ4とＳＦ6とＮ2との混合ガスを反応ガスとして用い
ると、ＴｉＷ膜は異方性形状が確保されつつ、高エッチ
レート、高選択比でドライエッチングされる。しかもド
ライエッチング時に前記ＴｉＷ膜の側壁に結合の強いＳ
ｉ−Ｎ系の側壁保護膜が形成され、前記ＴｉＷ膜の等方
性エッチングの進行が抑制される。このため、前記Ｔｉ
Ｗ膜はアンダーカットを殆ど生じることなく異方性エッ
チングされる。
Ｃｌ4とＳＦ6とＮ2との混合ガスを反応ガスとして用い
ると、ＴｉＷ膜は異方性形状が確保されつつ、高エッチ
レート、高選択比でドライエッチングされる。しかもド
ライエッチング時に前記ＴｉＷ膜の側壁に結合の強いＳ
ｉ−Ｎ系の側壁保護膜が形成され、前記ＴｉＷ膜の等方
性エッチングの進行が抑制される。このため、前記Ｔｉ
Ｗ膜はアンダーカットを殆ど生じることなく異方性エッ
チングされる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係るドライエッチング方法の
実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のドラ
イエッチング方法に適用する装置の一例を示した模式図
である。図中１はガラス製のベルジャであり、本発明に
おける反応室となるものである。このベルジャ１内に
は、上面に試料１０を載置するための電極板２が設置さ
れている。電極板２は電極板２の下面側に立設された軸
２ａを中心にして回転するように構成されており、電極
板２には軸２ａを介して高周波電源３が接続されてい
る。またベルジャ１の側面にはドライエッチングに用い
る反応ガスのガス導入口７が形成され、ベルジャ１の下
面にはベルジャ１内のガスの排気口８が形成されてい
る。
実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のドラ
イエッチング方法に適用する装置の一例を示した模式図
である。図中１はガラス製のベルジャであり、本発明に
おける反応室となるものである。このベルジャ１内に
は、上面に試料１０を載置するための電極板２が設置さ
れている。電極板２は電極板２の下面側に立設された軸
２ａを中心にして回転するように構成されており、電極
板２には軸２ａを介して高周波電源３が接続されてい
る。またベルジャ１の側面にはドライエッチングに用い
る反応ガスのガス導入口７が形成され、ベルジャ１の下
面にはベルジャ１内のガスの排気口８が形成されてい
る。
【０００９】このベルジャ１の上方にはマイクロ波の導
波管４が設けられており、ベルジャ１の上部側は導波管
４内に設置された状態となっている。また導波管４には
マグネトロン発振器５が取り付けられ、ベルジャ１の上
部側に対応する位置の導波管４の外周には、磁場形成用
のソレノイドコイル６が配置されている。
波管４が設けられており、ベルジャ１の上部側は導波管
４内に設置された状態となっている。また導波管４には
マグネトロン発振器５が取り付けられ、ベルジャ１の上
部側に対応する位置の導波管４の外周には、磁場形成用
のソレノイドコイル６が配置されている。
【００１０】このように構成された装置を作動させる場
合は、まずガス導入口７よりベルジャ１内に反応ガスを
導入すると共に、ベルジャ１内のガスをガス排気口８か
ら排気し、ベルジャ１内を所定のガス圧力に保つ。次い
でソレノイドコイル６に電圧を印加してベルジャ１の上
部側に磁場を形成し、続いてマグネトロン発振器５より
マイクロ波を発生させる。すると、発生したマイクロ波
は導波管４を通ってベルジャ１の上部側に伝播し、ベル
ジャ１の反応ガスはこのマイクロ波と形成された磁場に
よって放電してプラズマを生成する。そして電極板２上
に載置された試料１０は、生成したプラズマによりドラ
イエッチングされる。なお、電極板２に接続された高周
波電源３の通電量を制御することによってプラズマ中の
イオンの試料１０に対する入射エネルギが制御される。
合は、まずガス導入口７よりベルジャ１内に反応ガスを
導入すると共に、ベルジャ１内のガスをガス排気口８か
ら排気し、ベルジャ１内を所定のガス圧力に保つ。次い
でソレノイドコイル６に電圧を印加してベルジャ１の上
部側に磁場を形成し、続いてマグネトロン発振器５より
マイクロ波を発生させる。すると、発生したマイクロ波
は導波管４を通ってベルジャ１の上部側に伝播し、ベル
ジャ１の反応ガスはこのマイクロ波と形成された磁場に
よって放電してプラズマを生成する。そして電極板２上
に載置された試料１０は、生成したプラズマによりドラ
イエッチングされる。なお、電極板２に接続された高周
波電源３の通電量を制御することによってプラズマ中の
イオンの試料１０に対する入射エネルギが制御される。
【００１１】次に、上記装置を用いて例えば試料１０中
のＴｉＷ膜をドライエッチングする方法に基づき、Ｔｉ
系膜をドライエッチングする本発明の方法の一実施例を
説明する。なお試料１０として、図２に示した如くＳｉ
基板１１上にＣＶＤ法でＳｉ０2膜１２を成膜し、その
上面にスパッタリング法でＴｉＷ膜１３、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ膜１４を順次成膜し、さらにその上面に通常のリソ
グラフィー工程によりポジ型のレジスト１５をパターン
形成したものを用いた場合について説明する。
のＴｉＷ膜をドライエッチングする方法に基づき、Ｔｉ
系膜をドライエッチングする本発明の方法の一実施例を
説明する。なお試料１０として、図２に示した如くＳｉ
基板１１上にＣＶＤ法でＳｉ０2膜１２を成膜し、その
上面にスパッタリング法でＴｉＷ膜１３、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ膜１４を順次成膜し、さらにその上面に通常のリソ
グラフィー工程によりポジ型のレジスト１５をパターン
形成したものを用いた場合について説明する。
【００１２】まずＴｉＷ膜１３のドライエッチングに先
立ち、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４のドライエッチングを以
下のようにして行う。反応ガスとして異方性エッチング
が可能であるＢＣｌ3 とＣｌ2 の混合ガスを用い、例え
ばＢＣｌ3 ６０ＳＣＣＭ、Ｃｌ2 ９０ＳＣＣＭ、ベルジ
ャ１内のガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波電力８０
０Ｗ、高周波電力７０Ｗの条件で上記装置を作動させ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４をドライエッチングする。ドラ
イエッチング中においては、例えば３９６ｎｍの波長に
おけるＡｌの発光強度をモニタし、Ａｌの発光強度が急
激に低下した時点をＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４のドライエ
ッチングの終了と判断し、加工を終了する。そして、ベ
ルジャ１内の残留ガスをガス排気口８から排気する。
立ち、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４のドライエッチングを以
下のようにして行う。反応ガスとして異方性エッチング
が可能であるＢＣｌ3 とＣｌ2 の混合ガスを用い、例え
ばＢＣｌ3 ６０ＳＣＣＭ、Ｃｌ2 ９０ＳＣＣＭ、ベルジ
ャ１内のガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波電力８０
０Ｗ、高周波電力７０Ｗの条件で上記装置を作動させ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４をドライエッチングする。ドラ
イエッチング中においては、例えば３９６ｎｍの波長に
おけるＡｌの発光強度をモニタし、Ａｌの発光強度が急
激に低下した時点をＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜１４のドライエ
ッチングの終了と判断し、加工を終了する。そして、ベ
ルジャ１内の残留ガスをガス排気口８から排気する。
【００１３】次いで、以下の条件でＴｉＷ膜１３をドラ
イエッチングする。すなわち、反応ガスとしてＣｌ系ガ
スのＢＣｌ3 とＳＦ6 とこれらに対し１２％のＮ2 を混
合したガスを用い、ＢＣｌ3 ２０ＳＣＣＭ、ＳＦ6 ８０
ＳＣＣＭ、ベルジャ１内のガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、マ
イクロ波電力８００Ｗ、高周波電力３０Ｗの条件で上記
装置を作動させ、ＴｉＷ膜１３をドライエッチングす
る。この条件でＴｉＷ膜１３をドライエッチングする
と、図３に示したように全くアンダーカットを生じさせ
ずにＴｉＷ膜１３を異方性エッチングすることができ、
またＴｉＷ膜１３のエッチレートが７０００Å／ｍｉ
ｎ、ＴｉＷ膜１３とレジスト１５との選択比が１．６以
上という高エッチレート、高選択比のドライエッチング
を行うことができることが認められた。
イエッチングする。すなわち、反応ガスとしてＣｌ系ガ
スのＢＣｌ3 とＳＦ6 とこれらに対し１２％のＮ2 を混
合したガスを用い、ＢＣｌ3 ２０ＳＣＣＭ、ＳＦ6 ８０
ＳＣＣＭ、ベルジャ１内のガス圧力１０ｍＴｏｒｒ、マ
イクロ波電力８００Ｗ、高周波電力３０Ｗの条件で上記
装置を作動させ、ＴｉＷ膜１３をドライエッチングす
る。この条件でＴｉＷ膜１３をドライエッチングする
と、図３に示したように全くアンダーカットを生じさせ
ずにＴｉＷ膜１３を異方性エッチングすることができ、
またＴｉＷ膜１３のエッチレートが７０００Å／ｍｉ
ｎ、ＴｉＷ膜１３とレジスト１５との選択比が１．６以
上という高エッチレート、高選択比のドライエッチング
を行うことができることが認められた。
【００１４】ここで上記ＴｉＷ膜１３のドライエッチン
グに際し、反応ガスを種々検討した実験結果について述
べる。まず反応ガスとしてＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガ
ス、Ｃｌ2 とＳＦ6 の混合ガス、ＢＣｌ3 とＣＦ4 の混
合ガスをそれぞれ用い、ＴｉＷ膜１３のドライエッチン
グを行った。その結果、アンダーカットが発生せずしか
も異方性形状が得やすい混合ガスは順に、ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＣＦ4 ＞Ｃｌ2 ／ＳＦ6 であった。ま
たＴｉＷ膜１３のエッチレートが速い順に、Ｃｌ2 ／Ｓ
Ｆ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＳＦ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＣＦ4 であった。
さらにＴｉＷ膜１３とレジスト１５の選択比は差がない
ことがわかった。ドライエッチングにおいては異方性形
状の確保が優先されるため、以上の結果よりＢＣｌ3 と
ＳＦ6 の混合ガスを用いれば、最も良好なエッチング特
性が得られることがわかった。
グに際し、反応ガスを種々検討した実験結果について述
べる。まず反応ガスとしてＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガ
ス、Ｃｌ2 とＳＦ6 の混合ガス、ＢＣｌ3 とＣＦ4 の混
合ガスをそれぞれ用い、ＴｉＷ膜１３のドライエッチン
グを行った。その結果、アンダーカットが発生せずしか
も異方性形状が得やすい混合ガスは順に、ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＣＦ4 ＞Ｃｌ2 ／ＳＦ6 であった。ま
たＴｉＷ膜１３のエッチレートが速い順に、Ｃｌ2 ／Ｓ
Ｆ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＳＦ6 ＞ＢＣｌ3 ／ＣＦ4 であった。
さらにＴｉＷ膜１３とレジスト１５の選択比は差がない
ことがわかった。ドライエッチングにおいては異方性形
状の確保が優先されるため、以上の結果よりＢＣｌ3 と
ＳＦ6 の混合ガスを用いれば、最も良好なエッチング特
性が得られることがわかった。
【００１５】次に、ＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガスを用
い、ＳＦ6 の混合比を変化させたときのＴｉＷ膜１３の
エッチレートと、ＴｉＷ膜１３とレジスト１５との選択
比の変化を調べた。その結果を図３に示す。図３から明
らかなように、ＴｉＷ膜１３のエッチレートを高くする
にはＳＦ6の混合比を増加させればよく、また同様にＳ
Ｆ6 の混合比を増加させるとＴｉＷ膜１３とレジスト１
５との選択比も高くなることがわかる。しかしながらＳ
Ｆ6の混合比を増加させると、ＳＦ6 から解離するＦラ
ジカルがＴｉＷ膜１３中のＷと反応し、ＷＦ6 として脱
離する確率が高くなるため、ＴｉＷ膜１３のアンダーカ
ットが発生しやすくなる現象が認められた。このように
反応ガスとしてＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガスを用いただ
けでは、ＴｉＷ膜１３を高エッチレート、高選択比でド
ライエッチングするには限界があることがわかった。
い、ＳＦ6 の混合比を変化させたときのＴｉＷ膜１３の
エッチレートと、ＴｉＷ膜１３とレジスト１５との選択
比の変化を調べた。その結果を図３に示す。図３から明
らかなように、ＴｉＷ膜１３のエッチレートを高くする
にはＳＦ6の混合比を増加させればよく、また同様にＳ
Ｆ6 の混合比を増加させるとＴｉＷ膜１３とレジスト１
５との選択比も高くなることがわかる。しかしながらＳ
Ｆ6の混合比を増加させると、ＳＦ6 から解離するＦラ
ジカルがＴｉＷ膜１３中のＷと反応し、ＷＦ6 として脱
離する確率が高くなるため、ＴｉＷ膜１３のアンダーカ
ットが発生しやすくなる現象が認められた。このように
反応ガスとしてＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガスを用いただ
けでは、ＴｉＷ膜１３を高エッチレート、高選択比でド
ライエッチングするには限界があることがわかった。
【００１６】そこで、ドライエッチング時のＴｉＷ膜１
３の側壁を保護するために、ＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガ
スにさらにＮ2 を加えて、ガス系よりＴｉＷ膜１３の側
壁に結合の強いＢ−Ｎ系の側壁保護膜を形成し、ドライ
エッチングする実験を行った。その結果、等方的なエッ
チングを完全に抑制することができ、ＴｉＷ膜１３をア
ンダーカットを殆ど生じさせることなく異方性エッチン
グすることができた。特に反応ガスとして上記実施例の
条件の混合ガスを用いた場合、すなわちＢＣｌ3 とＳＦ
6 とこれらに対して１２％のＮ2 を添加した混合ガスを
用いた場合、全くアンダーカットを生じさせずにＴｉＷ
膜１３を異方性エッチングすることができた。
３の側壁を保護するために、ＢＣｌ3 とＳＦ6 の混合ガ
スにさらにＮ2 を加えて、ガス系よりＴｉＷ膜１３の側
壁に結合の強いＢ−Ｎ系の側壁保護膜を形成し、ドライ
エッチングする実験を行った。その結果、等方的なエッ
チングを完全に抑制することができ、ＴｉＷ膜１３をア
ンダーカットを殆ど生じさせることなく異方性エッチン
グすることができた。特に反応ガスとして上記実施例の
条件の混合ガスを用いた場合、すなわちＢＣｌ3 とＳＦ
6 とこれらに対して１２％のＮ2 を添加した混合ガスを
用いた場合、全くアンダーカットを生じさせずにＴｉＷ
膜１３を異方性エッチングすることができた。
【００１７】以上の実験結果からも明らかなように、Ｔ
ｉＷ膜１３をドライエッチングする際の反応ガスとして
ＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスを用いれば、アンダ
ーカットを生じさせずに、しかも高エッチレート、高選
択比でＴｉＷ膜１３を異方性エッチングすることが可能
である。またＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスにおい
てＳＦ6 の混合比を増加させれば、より高エッチレー
ト、高選択比でＴｉＷ膜１３の異方性エッチングを達成
することができる。
ｉＷ膜１３をドライエッチングする際の反応ガスとして
ＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスを用いれば、アンダ
ーカットを生じさせずに、しかも高エッチレート、高選
択比でＴｉＷ膜１３を異方性エッチングすることが可能
である。またＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスにおい
てＳＦ6 の混合比を増加させれば、より高エッチレー
ト、高選択比でＴｉＷ膜１３の異方性エッチングを達成
することができる。
【００１８】次に反応ガス中のＣｌ系ガスとして上記Ｂ
Ｃｌ3 に代えてＳｉＣｌ4 を用い、上記試料１０をドラ
イエッチングする場合を説明する。まず、異方性エッチ
ングが可能であるＳｉＣｌ4 とＣｌ2 の混合ガスを反応
ガスとして用い、上記と同様にしてＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜
１４のドライエッチングを行う。そしてドライエッチン
グ終了後、ベルジャ１内の残留ガスをガス排気口８から
排気する。
Ｃｌ3 に代えてＳｉＣｌ4 を用い、上記試料１０をドラ
イエッチングする場合を説明する。まず、異方性エッチ
ングが可能であるＳｉＣｌ4 とＣｌ2 の混合ガスを反応
ガスとして用い、上記と同様にしてＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜
１４のドライエッチングを行う。そしてドライエッチン
グ終了後、ベルジャ１内の残留ガスをガス排気口８から
排気する。
【００１９】次いで、反応ガスとしてＣｌ系ガスのＳｉ
Ｃｌ4 とＳＦ6 とＮ2 を混合したガスを用い、ＴｉＷ膜
１３をドライエッチングする。この場合においてもＢＣ
ｌ3の場合と同様に、ガス系よりＴｉＷ膜１３の側壁に
結合の強いＳｉ−Ｎ系の側壁保護膜が形成される。従っ
て全くアンダーカットを生じさせずにＴｉＷ膜１３を異
方性エッチングすることができ、また高エッチレート、
高選択比でドライエッチングを行うことができる。さら
にＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスの場合と同様に、
ＳｉＣｌ4 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスにおいてＳＦ6 の
混合比を増加させれば、より高エッチレート、高選択比
でＴｉＷ膜１３の異方性エッチングを達成することがで
きる。なお、本実施例では反応ガス中のＣｌ系ガスとし
て、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 を用いた場合を説明したが、
ドライエッチングの際にガス系によりＴｉＷ膜１３の側
壁に保護膜を形成できるものであれば、上記実施例に限
定されないのは言うまでもない。
Ｃｌ4 とＳＦ6 とＮ2 を混合したガスを用い、ＴｉＷ膜
１３をドライエッチングする。この場合においてもＢＣ
ｌ3の場合と同様に、ガス系よりＴｉＷ膜１３の側壁に
結合の強いＳｉ−Ｎ系の側壁保護膜が形成される。従っ
て全くアンダーカットを生じさせずにＴｉＷ膜１３を異
方性エッチングすることができ、また高エッチレート、
高選択比でドライエッチングを行うことができる。さら
にＢＣｌ3 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスの場合と同様に、
ＳｉＣｌ4 とＳＦ6 とＮ2 の混合ガスにおいてＳＦ6 の
混合比を増加させれば、より高エッチレート、高選択比
でＴｉＷ膜１３の異方性エッチングを達成することがで
きる。なお、本実施例では反応ガス中のＣｌ系ガスとし
て、ＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 を用いた場合を説明したが、
ドライエッチングの際にガス系によりＴｉＷ膜１３の側
壁に保護膜を形成できるものであれば、上記実施例に限
定されないのは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のドライエッ
チング方法においては、反応室内に導入して該反応室内
でプラズマを生成する為の反応ガスとしてＳｉＣｌ4と
ＳＦ6とＮ2との混合ガスを用いるので、異方性形状を確
保しつつ高エッチレート、高選択比でＴｉＷ膜をドライ
エッチングすることができる。しかもドライエッチング
時に前記ＴｉＷ膜の側壁に結合の強いＢ−Ｎ系又はＳｉ
−Ｎ系の側壁保護膜が形成されるので、全くアンダーカ
ットを生じさせずに、しかも高エッチレート、高選択比
で異方性エッチングを行うことができる。従って、配線
材料として期待されているＴｉＷ膜により微細な配線層
を良好に形成することが可能であり、本発明は高集積半
導体素子を製造する上で非常に有効なものとなる。
チング方法においては、反応室内に導入して該反応室内
でプラズマを生成する為の反応ガスとしてＳｉＣｌ4と
ＳＦ6とＮ2との混合ガスを用いるので、異方性形状を確
保しつつ高エッチレート、高選択比でＴｉＷ膜をドライ
エッチングすることができる。しかもドライエッチング
時に前記ＴｉＷ膜の側壁に結合の強いＢ−Ｎ系又はＳｉ
−Ｎ系の側壁保護膜が形成されるので、全くアンダーカ
ットを生じさせずに、しかも高エッチレート、高選択比
で異方性エッチングを行うことができる。従って、配線
材料として期待されているＴｉＷ膜により微細な配線層
を良好に形成することが可能であり、本発明は高集積半
導体素子を製造する上で非常に有効なものとなる。
【図１】本発明のドライエッチング方法に適用する装置
の一例を示した模式図である。
の一例を示した模式図である。
【図２】試料の一構成例を示した模式図である。
【図３】ドライエッチング後のＴｉＷ膜の形状を示した
模式図である。
模式図である。
【図４】エッチレートと選択比とＳＦ6 の混合比の相関
関係図である。
関係図である。
【図５】従来のドライエッチングを行った後のＴｉＷ膜
の形状を示した模式図である。
の形状を示した模式図である。
１１ Ｓｉ基板 １３ ＴｉＷ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/28 301
Claims (1)
- 【請求項１】 反応室に反応ガスを導入し、該反応室内
でプラズマを生成し、該プラズマにより基板上のＴｉＷ
膜をドライエッチングする方法において、 前記反応ガスとして、ＳｉＣｌ4とＳＦ6とＮ2との混合
ガスを用い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 |
|---|---|---|---|
| JP08484192A JP3191224B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08484192A JP3191224B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
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| JPH05251401A JPH05251401A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3191224B2 true JP3191224B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=13842022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08484192A Expired - Fee Related JP3191224B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191224B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5527425A (en) * | 1995-07-21 | 1996-06-18 | At&T Corp. | Method of making in-containing III/V semiconductor devices |
| US7754610B2 (en) | 2006-06-02 | 2010-07-13 | Applied Materials, Inc. | Process for etching tungsten silicide overlying polysilicon particularly in a flash memory |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP08484192A patent/JP3191224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251401A (ja) | 1993-09-28 |
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