JPH0234927A - 選択的エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以ドのｒ４ｎ序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ００発明ＪＲ要 Ｃ０従来技術 り１発明か解決しようとする問題点［第２図］Ｅ１問題
点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１１Ａ］ Ｈ１１発明効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は選択的エツチング方法、特にアルミニウム、ア
ルミニウム合金、タングステン、タングステンシリサイ
ドあるいは多結晶シリコン等の膜トにマスク層を形成し
、藷マスク層をマスクとし・て」−記１１Ｑを選択的に
エツチングする選択的エッチングノＪ−法に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記の選択的エッチング力法において。

マスク層ｔ°の膜がオーバーエッチンクにより痩せて断
面が逆テーパー形状になることを防止するた・力、 金属等のＩｌｉに対するジャストエンチングの後、膜の
側面をそこに堆積１ノた保護膜で覆ってオーバーエツチ
ングを行うものである。

（Ｃ，従来技術） ＶＬＳＩのより一層の高ｉ禎化、ｆ、　郭体素了の微細
化にイ゛ｒっで電極、配線膜も微細化し、そのベターニ
ングのための工・Ｉチングは多くの場合ドライエツチン
グにより行われている。具体的にアルミニウムあるいは
アルミニウム合金を例に採って説明すると、アルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金からなる膜を形成した後そ
の表面にレジスト１１９、を塗／Ｔ】シ、露光、現像処
理を施したうえで残存１−るレノスト膜をマスクとして
アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる１ｑを
塩Ｊ、；Ｃ，Ｑ系のカスを用いてドラーｆ工２ｒチノグ
することによ、り電極、配線膜の形成が行われる。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）［第２図］ ところで、Ｊ二連した従来のドライエ・ソヂンクによれ
ば、オーバーエツチング時間が長いとレジスト膜ドのア
ルミニウムあるいはその合金からなる膜、即ち、電極あ
るいは配線膜が痩せて逆テーパ−１［ニ状になろという
間通か生じる。第２図はそのような配線膜を示すもので
あり、同図において、ａはｌ−４体）＾板、ｂは該半導
体基板ａの表面部に選択的に形成された選択酸化膜、Ｃ
は該選択酸化膜す上に形成されたアルミニウムあるいは
アルミニウム合金からなる配線１模、ｄはドライエツチ
ングにおけるマスクであるレノスト膜である、。

ドライエ・・！チングはウニ・Ｉトエッチングに比較す
るとサイ［；エツチングが少なく微細加ｒに趨している
といえとも塩素０１等のエッチャント・と被エツチング
膜との化学反応を利用するエツチングである以トオーバ
ーエッヂング時間が長くなるとドライエツチングにより
生した配線膜Ｃの露出した側面がエッチャントと反応し
・て痩せることは避は得ない。そして、半導体素子の構
造の複雑化に伴い、絶縁膜の表面の凹凸が激しくなり、
凹凸の激しい下地上に配線膜や電極を形成しなければな
らなくなり、その結果、どの部分においても膜のエツチ
ングされるべきところは完全にエツチングされるように
するには充分なオーバーエツチングが必要となっている
。従って、第２図に示すように配線膜Ｃが無視できない
程痩せてしまう虞れがあるのである。

このような配ＭＩＩｉＩＣの痩せは、当然のことながら
配線抵抗値の増大を招く。また、ソースやドレイン等の
半導体領域の取り出し電極を形成する場合にはその電Ｖ
ｊ！？、：痩せが生じると痩せによりなくなった部分に
ソースやトレイン等の半導体領域が露出し、半導体領域
までが一層エッチングされてしまうことになる。従って
、ドライエツチングによる配線膜、電極の痩せを防止す
る必要が生じているのである。

そのため、ドライエツチング中の下地が露出した段階で
エツチングガス中に酸化性のガスを加えてエツチングを
続ける、即ちオーバーエツチングする技術が開発され、
その技術が特願昭６２−７１８９３号により既に提案さ
れている。

この技術は途中で酸化性のガスを加えることにより配線
膜の側面を酸化し、それによって形成される酸化）漠に
より配線膜側面を保護してそこがエツチングされること
を防止しようとするものである。また、下地が露出した
段階でフッ素系のプラズマ処理を施してエツチングを行
うようにする技術も開発され、これについても特願昭６
２−７１８９４号により提案が為されている。これは、
配線膜の側面のフッ化膜により配線膜の側面をエツチン
グから守ろうとするものである。

しかしながら、これ等の技術は保護膜である酸化膜ある
いは窒化膜を充分に厚くすることが難しく、側面保護効
果を充分に大きくすることが難しいという問題を有して
いる。

また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金に対する
選択的ドライエツチングにおいてはその技術はある程度
の有効性を持つが保護膜の種類が被エツチング物の酸化
膜あるいは窒素膜に限定されてしまい、タングステン、
タングステンシリサイド等のドライエツチングには応用
が難しいという問題を有している。

本発明はかかる事情に鑑みて為されたもので、被エツチ
ング膜がアルミニウム、アルミニウム合金からなるか否
かを問わすマスク層下の膜がオーバーエツチングにより
痩せて逆テーパー形状になることを有効に防止すること
を目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明選択的エツチング方法は上記問題点を解決するた
め、金属等の膜に対するジャストエツチングの後、その
膜の側面に保護膜を堆積し、その後オーバーエツチング
を行うことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明選択的エツチング方法によれば、マスク層下の膜
の側面に充分な膜厚を有する保護膜を形成してオーバー
エツチングを行うことができるので、オーバーエツチン
グによるマスク層下の膜が痩せて逆テーパー形状になる
ことを保護膜によって有効、確実に防止することができ
る。

そ１ノて、保護膜の膜種は、アルミニウムの酸化１１！
Ｑ、窒化膜というように被エツチング物や下地に拘束さ
れることなく適宜に選ぶことができ延いては配線膜、電
極の痩せの防止をアルミニウム、アルミニウム合金に対
する選択的エツチングの場合だけでなく、タングステン
、タングステ〉′シリサイド、多結晶シリコン等に対す
る選択的エツチングの場合においても行うことができる
。

（Ｇ、実施例）［第１図］ 以下、本発明選択的エツチング方法を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。

第１図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明選択的エツチング方法
の一つの実施例を工程順に示す断面図である。

（Ａ）シリコン半導体基板！上の絶縁膜２の表面に金属
ｒ！Ａ３を形成し、該金属膜３表面にレジストＩｔ！Ｑ
４を形成し、該レジスト膜４に露光処理、現像処理を施
す。同図（Ａ）はレジスト膜４に対する現像処理を施し
た後の状態を示す。

（Ｂ）次いで、同図（Ｂ）に示すようにレジストＩＩ！
Ｑ４をマスクと１ノて金属ｖ、３をＦ［Ｅにより下地２
が露出し始める程度までエツチングする。つまり、金属
膜３の膜厚程度分エツチング（ジャストエツチング）す
る。

＜Ｃ＞次に、同図（Ｃ）に示すように、保護膜５を光Ｃ
ＶＤあるいはＬＰＧＶＤ等により低温（室温シ２００℃
）且つダメージレスに堆積する。保護膜５の膜厚は例え
ば２０〜１００人程度である。

（Ｄ）次に、同図（Ｄ）に示すように保護膜５に対して
ＲＩＥによりレジスト膜４下の金属膜３の側面のみにサ
イドウオールとして残存するようにエツチング処理を施
す。即ち、サイドウオール技術を駆使して金属膜３の側
面に保護膜５を形成する。

（Ｅ）その後、同図（Ｅ）に示すようにＲＩＥによりオ
ーバーエツチングを行う。該エツチング後はレジスト膜
４及び保護膜５を除去する。尚、保護膜５は必ずしも完
全に全部除去することは必要でない。

このような選択的エツチング方法によれば、オーバーエ
ツチングの財にレジスト膜４下の金属１漠３の側面を保
Ｍｌｌ！２５で保護しておくのでオーバーエツチングに
より金属膜３側面がエツチングされることを防止するこ
とができる。特に、保護膜５の）膜厚はＣＶＤ等で保護
膜５をデポジションするときの厚さの調節により制御す
ることがてきるので、保護ｖ５を充分な金属膜側面保護
効果か得られるような膜厚にすることにより非常に有効
に金属膜３の痩せを防止することができ、レジスト膜４
下の金属膜３が痩せて逆デーパー形状になることを完全
に阻むことができる 尚、金属膜３がアルミニウム又はアルミニウム合金から
なる場合には保護膜５としてアモルファスシリコン膜、
ポリシリコン膜、５ｉＯｚｌｆ＆、Ｓ　ｉ　Ｎ　ＩＩＱ
を形成すると良い。また、金属膜３がタングステン又は
タングステンシリサイドからなる場合には保護膜５とし
てＳ　ｉ　Ｏ２膜、ＳｉＮ膜を形成すると良い。ちなみ
に、特願昭６２−７１８９３号、特願昭６２−７１８９
４号により提案済の技術によれば、タングステンの酸化
あるいは窒化によってはほとんど膜が出来ず充分な側面
保護効果が１ｑられないが、本発明によれば配線膜材料
、金属材料と無関係の材質を保護膜として選ぶことがで
きるので、タングステン、タングステンシリサイドに対
する選択的エツチング方法にも本発明を適用して充分な
効果を奏することができるのである。

尚、配線膜あるいは電極として金属ではなく半導体材料
、例えば多結晶シリコン、不純物がドープされた多結晶
シリコンを用いる場合が多くなっているが、これにも本
発明を適用することができることはいうまでもない。こ
の場合は、保護膜５として５ｉｎ２膜、ＳｉＮ膜を形成
すると良い。

（ｆｌ　、発明の効果） 以上に述べたように、本発明選択的エツチング方法は、
金属等の股上にマスク層を形成し、該マスク層をマスク
として上記膜を選択的にエツチングする選択的エツチン
グ方法において、上記マスク層をマスクとする上記膜に
対するエツチングをその下地が露出したところで停止し
、残存する膜の側面に保ｔｉ膜を堆積し、その後、追加
のエツチングを行うことを特徴とするものである。

従って、本発明選択的エツチング方法によれば、オーバ
ーエツチングによりマスク層下の膜が痩せて逆テーパー
形状になることを保護膜によって行動、確実に防止する
ことができる。

そして、保、ＩＦＢの膜種は、アルミニウムの酸化膜、
窒化膜というように被エツチング物や下地に拘束される
ことなく適宜に選ぶことができ延いては配線膜、電極の
痩せの防止をアルミニウム、アルミニウム合金に対する
選択的エツチングの場合だけでなく、タングステン、タ
ングステンシリサイド、多結晶シリコンに対する選択的
エツチング等の場合についても行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明選択的エツチング方法
の一つの実施例を工程順に示す）断面図、第２図は発明
が解決しようとする問題点を示す断面図である。 符号の説明 ２・・・下地、３・・・金属等の膜、 ４・・・マスク層、５・・・保護膜。 ′Ｘ艷１を工程Ｊ順に示１針面図 第１図 区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属等の膜上にマスク層を形成し、該マスク層を
   マスクとして上記膜を選択的にエッチングする選択的エ
   ッチング方法において、上記マスク層をマスクとする、
   上記膜に対するエッチングをその下地が露出したところ
   で停止し、残存する上記膜の側面に保護膜を堆積し、そ
   の後、追加のエッチングを行うことを特徴とする選択的
   エッチング方法