JPH04343422A - クリーン化ドライエッチング方法 - Google Patents
クリーン化ドライエッチング方法Info
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- JPH04343422A JPH04343422A JP3145640A JP14564091A JPH04343422A JP H04343422 A JPH04343422 A JP H04343422A JP 3145640 A JP3145640 A JP 3145640A JP 14564091 A JP14564091 A JP 14564091A JP H04343422 A JPH04343422 A JP H04343422A
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置等の製造
の際に利用されるドライエッチング方法に関し、特にフ
ォトレジストからのカーボンの発生を防止できるカーボ
ンフリーのクリーン化ドライエッチング方法に関する。
の際に利用されるドライエッチング方法に関し、特にフ
ォトレジストからのカーボンの発生を防止できるカーボ
ンフリーのクリーン化ドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い回路
パターンのデザインルールが微小化するにつれ、その加
工精度を確保するためにドライエッチング技術が広く利
用されるようになってきている。
パターンのデザインルールが微小化するにつれ、その加
工精度を確保するためにドライエッチング技術が広く利
用されるようになってきている。
【０００３】例えば、ＭＯＳＦＥＴデバイスは、シリコ
ン半導体基板上に形成されたＳｉＯ２からなるゲート絶
縁膜及びその上に形成されたポリシリコン或いはポリシ
リサイド等からなるゲート電極層を有するものであるが
、このようなゲート電極層は、半導体基板のＳｉ０２絶
縁膜上に形成された例えばポリシリコン層にフォトレジ
ストをパターニングし、その後にドライエッチングする
ことにより、レジストで覆われたポリシリコン層をゲー
ト電極層として残存させるとともに絶縁膜上の不要なポ
リシリコン層を除去してその部分の絶縁膜を露出させる
ことにより形成されている。ここで、Ｓｉ０２酸化膜の
不要なポリシリコン層を除去する際には、基板の面内に
おける処理の均一性を確保するためにポリシリコン層を
オーバーエッチングすることが不可欠となっている。
ン半導体基板上に形成されたＳｉＯ２からなるゲート絶
縁膜及びその上に形成されたポリシリコン或いはポリシ
リサイド等からなるゲート電極層を有するものであるが
、このようなゲート電極層は、半導体基板のＳｉ０２絶
縁膜上に形成された例えばポリシリコン層にフォトレジ
ストをパターニングし、その後にドライエッチングする
ことにより、レジストで覆われたポリシリコン層をゲー
ト電極層として残存させるとともに絶縁膜上の不要なポ
リシリコン層を除去してその部分の絶縁膜を露出させる
ことにより形成されている。ここで、Ｓｉ０２酸化膜の
不要なポリシリコン層を除去する際には、基板の面内に
おける処理の均一性を確保するためにポリシリコン層を
オーバーエッチングすることが不可欠となっている。
【０００４】このため、このようなゲート電極を形成す
るためのドライエッチングの際には、ゲート絶縁膜を構
成するＳｉＯ２に対しゲート電極層を構成するポリシリ
コン等を高選択比でエッチングすることが必要となる。 半導体装置の高集積化に伴ってゲート絶縁膜がいっそう
薄膜化している現状においては、高選択比エッチングを
実現することが、従来に比してより重要な課題となって
いる。
るためのドライエッチングの際には、ゲート絶縁膜を構
成するＳｉＯ２に対しゲート電極層を構成するポリシリ
コン等を高選択比でエッチングすることが必要となる。 半導体装置の高集積化に伴ってゲート絶縁膜がいっそう
薄膜化している現状においては、高選択比エッチングを
実現することが、従来に比してより重要な課題となって
いる。
【０００５】このような課題に対して、ゲート電極材料
のポリシリコンに対するエッチレートが、ＳｉＯ２に対
するものよりもかなり高いＨＢｒ等をドライエッチング
の反応ガスとして使用することが考えられる。しかし、
実際にＨＢｒ等を使用して前述のようにゲート電極を形
成しても十分な選択比でポリシリコンをエッチングでき
ないという問題があった。この原因は、フォトレジスト
自体がフォ−ワ−ドスパッタされることにより、或いは
レジストに含まれている残留ガスの脱ガスや溶媒の脱離
等により発生したカーボンがドライエッチング時に還元
性の物質に変化し、それがＳｉＯ２をエッチングしてし
まうためである。従って、このようなゲート電極の形成
する場合、少なくともポリシリコン層がオーバーエッチ
ングされる際に、カーボンが存在しないクリーン化なド
ライエッチング環境を実現することが望まれていた。
のポリシリコンに対するエッチレートが、ＳｉＯ２に対
するものよりもかなり高いＨＢｒ等をドライエッチング
の反応ガスとして使用することが考えられる。しかし、
実際にＨＢｒ等を使用して前述のようにゲート電極を形
成しても十分な選択比でポリシリコンをエッチングでき
ないという問題があった。この原因は、フォトレジスト
自体がフォ−ワ−ドスパッタされることにより、或いは
レジストに含まれている残留ガスの脱ガスや溶媒の脱離
等により発生したカーボンがドライエッチング時に還元
性の物質に変化し、それがＳｉＯ２をエッチングしてし
まうためである。従って、このようなゲート電極の形成
する場合、少なくともポリシリコン層がオーバーエッチ
ングされる際に、カーボンが存在しないクリーン化なド
ライエッチング環境を実現することが望まれていた。
【０００６】従来、このようなドライエッチングをクリ
ーン化するため手段としては、有機系のフォトレジスト
の代わりにＳｉＯ２をドライエッチ工程のマスクとして
使用し、更に、エッチングガスを高純度化すると共にエ
ッチング環境に存在する有機系材料を石英で被覆するこ
とが提案されている（月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｗｏｒｌｄ １９９１，８１〜８４頁）。
ーン化するため手段としては、有機系のフォトレジスト
の代わりにＳｉＯ２をドライエッチ工程のマスクとして
使用し、更に、エッチングガスを高純度化すると共にエ
ッチング環境に存在する有機系材料を石英で被覆するこ
とが提案されている（月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｗｏｒｌｄ １９９１，８１〜８４頁）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスク
をＳｉＯ２とすることは、マスクを形成するための工程
が増加しスループットの低下を招くという問題がある。 また、樹脂マスクは溶剤で溶解除去できるものであるが
、ＳｉＯ２からなるマスクは量産に適した方法で除去す
ることが困難であるという問題もある。
をＳｉＯ２とすることは、マスクを形成するための工程
が増加しスループットの低下を招くという問題がある。 また、樹脂マスクは溶剤で溶解除去できるものであるが
、ＳｉＯ２からなるマスクは量産に適した方法で除去す
ることが困難であるという問題もある。
【０００８】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、フォトレジストからのカ
ーボンの発生を防止し、ポリシリコン等の被エッチング
層と下地のＳｉＯ２等の絶縁層とを高選択比でエッチン
グできるカーボンフリーのクリーン化ドライエッチング
方法を提供することを目的とする。
解決しようとするものであり、フォトレジストからのカ
ーボンの発生を防止し、ポリシリコン等の被エッチング
層と下地のＳｉＯ２等の絶縁層とを高選択比でエッチン
グできるカーボンフリーのクリーン化ドライエッチング
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、基板上の被エッチング層上にフォト
レジストパターンを形成してドライエッチングを行う方
法において、該フォトレジストからのカーボンの発生を
防止できるように、該フォトレジストの表面にイオウ層
を形成することを特徴とするクリーン化ドライエッチン
グ方法を提供する。
めに、この発明は、基板上の被エッチング層上にフォト
レジストパターンを形成してドライエッチングを行う方
法において、該フォトレジストからのカーボンの発生を
防止できるように、該フォトレジストの表面にイオウ層
を形成することを特徴とするクリーン化ドライエッチン
グ方法を提供する。
【００１０】ここで、被エッチング層の下に絶縁膜が形
成されており、少なくとも被エッチング層がオーバーエ
ッチングされる際には、該レジストパターンの表面にイ
オウ被膜が形成されていることが好ましい。
成されており、少なくとも被エッチング層がオーバーエ
ッチングされる際には、該レジストパターンの表面にイ
オウ被膜が形成されていることが好ましい。
【００１１】また、イオウ被膜を形成する際に使用する
反応ガスとしては、好ましくはＳ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ
４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、
ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、２Ｃｌ１０及びＳＯＣｌ２からな
る群より選択される少なくとも１種の化合物を含む反応
ガスである。
反応ガスとしては、好ましくはＳ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ
４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、
ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、２Ｃｌ１０及びＳＯＣｌ２からな
る群より選択される少なくとも１種の化合物を含む反応
ガスである。
【００１２】以下、この発明のクリーン化ドライエッチ
ング方法を図面を参照しながら説明する。なお、図中、
同じ符号は同じもしくは同等の構成要素を示す。
ング方法を図面を参照しながら説明する。なお、図中、
同じ符号は同じもしくは同等の構成要素を示す。
【００１３】図１は、この発明のクリーン化ドライエッ
チング方法によって、ＭＯＳＦＥＴデバイスのゲート電
極を形成する場合を説明する図である。
チング方法によって、ＭＯＳＦＥＴデバイスのゲート電
極を形成する場合を説明する図である。
【００１４】まず、シリコン半導体基板１、ＳｉＯ２か
らなるゲート絶縁膜２及びポリサイド層３からなる被エ
ッチング体のポリサイド層３上に、常法に従いゲート電
極を形成するためのフォトレジスト層４をパターニング
する（図１の（Ａ））。
らなるゲート絶縁膜２及びポリサイド層３からなる被エ
ッチング体のポリサイド層３上に、常法に従いゲート電
極を形成するためのフォトレジスト層４をパターニング
する（図１の（Ａ））。
【００１５】次に、図１の（Ｂ）に示すように、全面に
イオウを堆積させイオウ層５を形成する。イオウ層５は
、後述するように、この後に行う異方性エッチングによ
り除去されていくので、このイオウ層５の厚みとしては
、異方性エッチングをゲート絶縁膜２がオーバーエッチ
ングされるまで続けたときにも、フォトレジスト層４の
保護膜として十分な厚さが残存するようにする。
イオウを堆積させイオウ層５を形成する。イオウ層５は
、後述するように、この後に行う異方性エッチングによ
り除去されていくので、このイオウ層５の厚みとしては
、異方性エッチングをゲート絶縁膜２がオーバーエッチ
ングされるまで続けたときにも、フォトレジスト層４の
保護膜として十分な厚さが残存するようにする。
【００１６】イオウを堆積させる手段としては、熱、プ
ラズマ、レーザービーム等の種々の励起手段を使用する
ことができるが、このようなゲート電極加工においてエ
ッチャントとを生成する励起手段として広く低温プラズ
マが利用されている点に鑑みて、特に低温プラズマを利
用することが好ましい。
ラズマ、レーザービーム等の種々の励起手段を使用する
ことができるが、このようなゲート電極加工においてエ
ッチャントとを生成する励起手段として広く低温プラズ
マが利用されている点に鑑みて、特に低温プラズマを利
用することが好ましい。
【００１７】また、堆積させるイオウの供給は、例えば
前述した低温プラズマ化することにより被エッチング基
板に堆積するできるイオウを生成する化合物を使用する
。この様な化合物としては、Ｓ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ４
、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、Ｓ
Ｃｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃｌ１０、ＳＯＣｌ２などが挙
げられる。これらの化合物は単独でも、或いは混合して
使用することができる。生成したイオウは、被エッチン
グ体を室温、好ましくは０℃以下の温度に、被エッチン
グ基板を冷却することにより容易にその表面に堆積させ
ることができる。なお、これらの化合物は、イオウを生
成するだけでなくエッチャントとなるフッ素ラジカルや
塩素ラジカルを生成するので、後述するエッチング工程
においても使用することができる。
前述した低温プラズマ化することにより被エッチング基
板に堆積するできるイオウを生成する化合物を使用する
。この様な化合物としては、Ｓ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ４
、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、Ｓ
Ｃｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃｌ１０、ＳＯＣｌ２などが挙
げられる。これらの化合物は単独でも、或いは混合して
使用することができる。生成したイオウは、被エッチン
グ体を室温、好ましくは０℃以下の温度に、被エッチン
グ基板を冷却することにより容易にその表面に堆積させ
ることができる。なお、これらの化合物は、イオウを生
成するだけでなくエッチャントとなるフッ素ラジカルや
塩素ラジカルを生成するので、後述するエッチング工程
においても使用することができる。
【００１８】なお、イオウ層５を堆積する際に使用する
ガスとエッチングガスとを同じにした場合、プラズマ化
の条件をコントロールすることによって、イオウの堆積
或いはエッチングのどちらかを意図的に優先させること
ができる。例えば、反応ガスとしてＳ２Ｆ２を使用し、
エッチング装置として有磁場マイクロ波プラズマエッチ
ング装置を使用した場合には、Ｓ２Ｆ２流量１００ＳＣ
ＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ
、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−７０℃という条件ではイオ
ウの堆積が優先する。また、Ｓ２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ
、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、Ｒ
Ｆバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−７０℃という条
件ではエッチングが優先する。
ガスとエッチングガスとを同じにした場合、プラズマ化
の条件をコントロールすることによって、イオウの堆積
或いはエッチングのどちらかを意図的に優先させること
ができる。例えば、反応ガスとしてＳ２Ｆ２を使用し、
エッチング装置として有磁場マイクロ波プラズマエッチ
ング装置を使用した場合には、Ｓ２Ｆ２流量１００ＳＣ
ＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ
、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−７０℃という条件ではイオ
ウの堆積が優先する。また、Ｓ２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ
、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、Ｒ
Ｆバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−７０℃という条
件ではエッチングが優先する。
【００１９】次に、イオウ層５の上方から異方性ドライ
エッチングを行う。これにより、平面上のイオウ層５は
除去され、その結果、フォトレジストで覆われていない
ポリサイド層３がエッチングされる。このエッチングを
続け、ポリサイド層３をオーバーエッチンしてゲート絶
縁膜２がわずかにエッチングされる状態（図１の（Ｃ）
）で終了させ、被エッチング領域のポリサイド層３のエ
ッチングを完了する。このとき、フォトレジスト層４は
イオウ層３で被覆されているのでカーボンを発生させず
、従ってクリーンなドライエッチングが可能となる。更
に、エッチングされ難い側壁部ではイオウの堆積が続き
、イオウ層が側壁保護膜として機能するので高度の異方
性エッチングが可能となる。
エッチングを行う。これにより、平面上のイオウ層５は
除去され、その結果、フォトレジストで覆われていない
ポリサイド層３がエッチングされる。このエッチングを
続け、ポリサイド層３をオーバーエッチンしてゲート絶
縁膜２がわずかにエッチングされる状態（図１の（Ｃ）
）で終了させ、被エッチング領域のポリサイド層３のエ
ッチングを完了する。このとき、フォトレジスト層４は
イオウ層３で被覆されているのでカーボンを発生させず
、従ってクリーンなドライエッチングが可能となる。更
に、エッチングされ難い側壁部ではイオウの堆積が続き
、イオウ層が側壁保護膜として機能するので高度の異方
性エッチングが可能となる。
【００２０】なお、このような異方性エッチングに使用
するエッチングガスとしては、ゲート絶縁膜２が露出す
る直前までのエッチング（ジャストエッチング）におい
てはゲート絶縁膜２はエッチングされずポリサイド層３
だけがエッチングされるので、ポリサイド膜３とゲート
絶縁膜２とのエッチング選択比を考慮する必要がないた
めに、ＣＦ４等のカーボンを含有する化合物を使用する
ことができるが、好ましくは前述したカーボンを含まな
いＳ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２
、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃ
ｌ１０、ＳＯＣｌ２等の化合物を使用する。これらの化
合物は前述したように、プラズマ中でエッチャントとな
るフッ素ラジカルや塩素ラジカルを生成する。その他、
反応ガスには、水素やアルゴン等を必要に応じて添加す
ることができる。
するエッチングガスとしては、ゲート絶縁膜２が露出す
る直前までのエッチング（ジャストエッチング）におい
てはゲート絶縁膜２はエッチングされずポリサイド層３
だけがエッチングされるので、ポリサイド膜３とゲート
絶縁膜２とのエッチング選択比を考慮する必要がないた
めに、ＣＦ４等のカーボンを含有する化合物を使用する
ことができるが、好ましくは前述したカーボンを含まな
いＳ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ３Ｃｌ２
、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５、Ｓ２Ｃ
ｌ１０、ＳＯＣｌ２等の化合物を使用する。これらの化
合物は前述したように、プラズマ中でエッチャントとな
るフッ素ラジカルや塩素ラジカルを生成する。その他、
反応ガスには、水素やアルゴン等を必要に応じて添加す
ることができる。
【００２１】また、異方性エッチング時にイオウ層５の
厚さが十分でなくなった場合には、エッチングガスのプ
ラズマ化条件をイオウの堆積が優先する条件に変更する
ことにより、再度図１の（Ｂ）に示すように、イオウを
被エッチング層の全面に堆積してもよい。
厚さが十分でなくなった場合には、エッチングガスのプ
ラズマ化条件をイオウの堆積が優先する条件に変更する
ことにより、再度図１の（Ｂ）に示すように、イオウを
被エッチング層の全面に堆積してもよい。
【００２２】このようにして異方性ドライエッチングを
終了後はイオウ層５を除去するが、イオウ層５は、被エ
ッチング基板を室温より高い温度にまで昇温させれば容
易に昇華除去することができる。このため、エッチング
系内にパーティクル汚染を発生させない。
終了後はイオウ層５を除去するが、イオウ層５は、被エ
ッチング基板を室温より高い温度にまで昇温させれば容
易に昇華除去することができる。このため、エッチング
系内にパーティクル汚染を発生させない。
【００２３】図２は、この発明のクリーン化ドライエッ
チング方法の別の態様を説明するための図である。
チング方法の別の態様を説明するための図である。
【００２４】まず、図１の（Ａ）と同様にポリサイド層
３にフォトレジスト層４を形成する（図２の（Ａ））。
３にフォトレジスト層４を形成する（図２の（Ａ））。
【００２５】続いて、被エッチング体の全面から異方性
エッチングにより、ポリサイド層３のジャストエッチン
グを行う（図２の（Ｂ））。なお、このエッチング時に
おいてもフォトレジスト層４の側壁部ではイオウの堆積
が続くので、イオウ層が側壁保護膜５ａとして機能する
ので高度の異方性エッチングが可能となる。
エッチングにより、ポリサイド層３のジャストエッチン
グを行う（図２の（Ｂ））。なお、このエッチング時に
おいてもフォトレジスト層４の側壁部ではイオウの堆積
が続くので、イオウ層が側壁保護膜５ａとして機能する
ので高度の異方性エッチングが可能となる。
【００２６】次に、図２の（Ｃ）に示すように、イオウ
を全面に堆積させイオウ層５を形成する。イオウ層５を
形成する方法は図１の（Ｂ）で説明したとおりである。
を全面に堆積させイオウ層５を形成する。イオウ層５を
形成する方法は図１の（Ｂ）で説明したとおりである。
【００２７】ついで、ポリサイド層３のオーバーエッチ
ングを行う（図２の（Ｄ））。このとき、フォトレジス
ト４がイオウ層５で覆われているのでカーボンを発生せ
ず、従ってクリーンなドライエッチングが可能となる。
ングを行う（図２の（Ｄ））。このとき、フォトレジス
ト４がイオウ層５で覆われているのでカーボンを発生せ
ず、従ってクリーンなドライエッチングが可能となる。
【００２８】なお、この発明のクリーン化ドライエッチ
ング方法は、ＭＯＳトランジスタ等の個別半導体の他、
超ＬＳＩなどの集積回路の製造に好ましく適用できる。
ング方法は、ＭＯＳトランジスタ等の個別半導体の他、
超ＬＳＩなどの集積回路の製造に好ましく適用できる。
【００２９】
【作用】この発明においては、レジストパターンの表面
にイオウ被膜を形成するので、ドライエッチングの際に
フォトレジストが直接エッチングされることが防止され
、フォトレジストからのカーボンの発生がなくなる。 このためカーボンフリーのドライエッチングが可能とな
る。
にイオウ被膜を形成するので、ドライエッチングの際に
フォトレジストが直接エッチングされることが防止され
、フォトレジストからのカーボンの発生がなくなる。 このためカーボンフリーのドライエッチングが可能とな
る。
【００３０】また、形成されたイオウ層は、昇温により
容易に除去されるので、エッチング系内のパーティクル
汚染も防止可能となる。
容易に除去されるので、エッチング系内のパーティクル
汚染も防止可能となる。
【００３１】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づき具体的に説
明する。しかしこの発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
明する。しかしこの発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【００３２】実施例１
シリコン半導体基板に８０オングストローム厚のＳｉＯ
２からなるゲート絶縁膜を形成し、更にＷポリサイド膜
（ＷＳｉ １０００オングストローム／ｎ＋−ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ １０００オングストローム）を形成し、更
にフォトレジストをパターニングすることにより、レジ
ストマスクを形成した。
２からなるゲート絶縁膜を形成し、更にＷポリサイド膜
（ＷＳｉ １０００オングストローム／ｎ＋−ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ １０００オングストローム）を形成し、更
にフォトレジストをパターニングすることにより、レジ
ストマスクを形成した。
【００３３】この基板を有磁場マイクロ波プラズマエッ
チング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス
圧２０Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイア
ス出力０Ｗ、−７０℃という条件でイオウを堆積した。 なお、後述するドライエッチングが完了するまでの間、
このイオウの堆積操作を数回行った。
チング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス
圧２０Ｔｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイア
ス出力０Ｗ、−７０℃という条件でイオウを堆積した。 なお、後述するドライエッチングが完了するまでの間、
このイオウの堆積操作を数回行った。
【００３４】ついで、同じ装置に基板を入れたまま、Ｓ
２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイ
クロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨ
ｚ）、−７０℃という条件でＷポリサイド膜をドライエ
ッチングし、最後にゲート絶縁膜をオーバーエッチング
した。
２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイ
クロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨ
ｚ）、−７０℃という条件でＷポリサイド膜をドライエ
ッチングし、最後にゲート絶縁膜をオーバーエッチング
した。
【００３５】これにより、Ｗポリサイド膜をオーバーエ
ッチングする際には、フォトレジストがイオウによって
被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化ドラ
イエッチングが可能となり、ゲート絶縁膜に対してＷポ
リサイドを高選択比でドライエッチングすることができ
た。
ッチングする際には、フォトレジストがイオウによって
被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化ドラ
イエッチングが可能となり、ゲート絶縁膜に対してＷポ
リサイドを高選択比でドライエッチングすることができ
た。
【００３６】実施例２
シリコン半導体基板に８０オングストローム厚のＳｉＯ
２からなるゲート絶縁膜を形成し、更にＷポリサイド膜
（ＷＳｉ １０００オングストローム／ｎ＋−ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ １０００オングストローム）を形成し、更
にフォトレジストをパターニングすることにより、レジ
ストマスクを形成した。
２からなるゲート絶縁膜を形成し、更にＷポリサイド膜
（ＷＳｉ １０００オングストローム／ｎ＋−ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ １０００オングストローム）を形成し、更
にフォトレジストをパターニングすることにより、レジ
ストマスクを形成した。
【００３７】この基板を有磁場マイクロ波プラズマエッ
チング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧
１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイア
ス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−７０℃、エッチング時間
３０秒という条件でＷポリサイド膜をジャストエッチン
グした。
チング装置に入れ、Ｓ２Ｆ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧
１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイア
ス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−７０℃、エッチング時間
３０秒という条件でＷポリサイド膜をジャストエッチン
グした。
【００３８】ついで、同じ装置に基板を入れたまま、Ｓ
２Ｆ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マ
イクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−７０
℃という条件で３０秒間、基板にイオウを堆積させた。
２Ｆ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マ
イクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−７０
℃という条件で３０秒間、基板にイオウを堆積させた。
【００３９】ついで装置のエッチング条件をＳ２Ｆ２流
量２０ＳＣＣＭ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出
力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−
７０℃に変え５秒間、Ｗポリサイド膜ゲート絶縁膜のオ
ーバーエッチングを行った。
量２０ＳＣＣＭ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出
力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−
７０℃に変え５秒間、Ｗポリサイド膜ゲート絶縁膜のオ
ーバーエッチングを行った。
【００４０】これにより、Ｗポリサイド膜をオーバーエ
ッチングする際には、フォトレジストがイオウによって
被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化ドラ
イエッチングが可能となり、ゲート絶縁膜に対してＷポ
リサイドを高選択比でドライエッチングすることができ
た。
ッチングする際には、フォトレジストがイオウによって
被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化ドラ
イエッチングが可能となり、ゲート絶縁膜に対してＷポ
リサイドを高選択比でドライエッチングすることができ
た。
【００４１】実施例３
シリコン半導体基板に５０００オングストローム厚のＳ
ｉＯ２層間絶縁膜を形成し、更にアルミニウム多層膜（
Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ＝３００／７００／３０００
オングストローム）を形成し、更にフォトレジストをパ
ターニングすることにより、レジストマスクを形成した
。
ｉＯ２層間絶縁膜を形成し、更にアルミニウム多層膜（
Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ＝３００／７００／３０００
オングストローム）を形成し、更にフォトレジストをパ
ターニングすることにより、レジストマスクを形成した
。
【００４２】この基板を有磁場マイクロ波プラズマエッ
チング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス
圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイ
アス出力０Ｗ、−７０℃という条件でイオウの堆積した
。なお、後述するドライエッチングが完了するまでの間
、このイオウの堆積操作を数回行った。
チング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス
圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイ
アス出力０Ｗ、−７０℃という条件でイオウの堆積した
。なお、後述するドライエッチングが完了するまでの間
、このイオウの堆積操作を数回行った。
【００４３】ついで、同じ装置に基板を入れたまま、Ｓ
２Ｃｌ２流量１５０ＳＣＣＭ、ガス圧１６ｍＴｏｒｒ、
マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力５０Ｗ（２
ＭＨｚ）、−１０℃″という条件でアルミニウム多層膜
をドライエッチングし、最後にアルミニウム多層膜をオ
ーバーエッチングした。
２Ｃｌ２流量１５０ＳＣＣＭ、ガス圧１６ｍＴｏｒｒ、
マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力５０Ｗ（２
ＭＨｚ）、−１０℃″という条件でアルミニウム多層膜
をドライエッチングし、最後にアルミニウム多層膜をオ
ーバーエッチングした。
【００４４】これにより、アルミニウム多層膜層をオー
バーエッチングする際には、フォトレジストがイオウに
よって被覆されているので、カーボンフリーのクリーン
化ドライエッチングが可能となり、層間絶縁膜に対して
アルミニウム多層膜を高選択比でドライエッチングする
ことができた。
バーエッチングする際には、フォトレジストがイオウに
よって被覆されているので、カーボンフリーのクリーン
化ドライエッチングが可能となり、層間絶縁膜に対して
アルミニウム多層膜を高選択比でドライエッチングする
ことができた。
【００４５】実施例４
シリコン半導体基板に５０００オングストローム厚のＳ
ｉＯ２層間絶縁膜を形成し、更にアルミニウム多層膜（
Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ＝３００／７００／３０００
オングストローム）を形成し、更にフォトレジストをパ
ターニングすることにより、レジストマスクを形成した
。
ｉＯ２層間絶縁膜を形成し、更にアルミニウム多層膜（
Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ＝３００／７００／３０００
オングストローム）を形成し、更にフォトレジストをパ
ターニングすることにより、レジストマスクを形成した
。
【００４６】この基板を有磁場マイクロ波プラズマエッ
チング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス
圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイ
アス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−１０℃という条件でア
ルミニウム多層膜をジャストエッチングした。
チング装置に入れ、Ｓ２Ｃｌ２流量２０ＳＣＣＭ、ガス
圧１０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波出力８００Ｗ、ＲＦバイ
アス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、−１０℃という条件でア
ルミニウム多層膜をジャストエッチングした。
【００４７】ついで、同じ装置に基板を入れたまま、Ｓ
２Ｃｌ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、
マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−１
０℃という条件で基板にイオウを堆積させた。
２Ｃｌ２流量１００ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、
マイクロ波出力５００Ｗ、ＲＦバイアス出力０Ｗ、−１
０℃という条件で基板にイオウを堆積させた。
【００４８】ついで装置のエッチング条件をＳ２Ｃｌ２
流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波
出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、
−１０℃という条件に変え、層間絶縁膜のオーバーエッ
チングを行った。
流量２０ＳＣＣＭ、ガス圧２０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波
出力８００Ｗ、ＲＦバイアス出力３０Ｗ（２ＭＨｚ）、
−１０℃という条件に変え、層間絶縁膜のオーバーエッ
チングを行った。
【００４９】これにより、アルミニウム多層膜をオーバ
ーエッチングする際には、フォトレジストがイオウによ
って被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化
ドライエッチングが可能となり、層間絶縁膜に対してア
ルミニウム多層膜を高選択比でドライエッチングするこ
とができた。
ーエッチングする際には、フォトレジストがイオウによ
って被覆されているので、カーボンフリーのクリーン化
ドライエッチングが可能となり、層間絶縁膜に対してア
ルミニウム多層膜を高選択比でドライエッチングするこ
とができた。
【００５０】
【発明の効果】この発明のクリーン化ドライエッチング
方法によれば、カーボンフリーのクリーン化ドライエッ
チングを行うことができる。これにより、被エッチング
層をその下地の絶縁膜に対して高選択比でエッチングす
ることができる。
方法によれば、カーボンフリーのクリーン化ドライエッ
チングを行うことができる。これにより、被エッチング
層をその下地の絶縁膜に対して高選択比でエッチングす
ることができる。
【図１】図１は、この発明のクリーン化ドライエッチン
グ方法を説明する図である。
グ方法を説明する図である。
【図２】図２は、この発明の別の態様のクリーン化ドラ
イエッチング方法を説明する図である。
イエッチング方法を説明する図である。
１ 基板
２ ゲート絶縁膜
３ ポリサイド層
４ フォトレジスト層
５ イオウ層
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上の被エッチング層上にフォトレ
ジストパターンを形成してドライエッチングを行う方法
において、該フォトレジストからのカーボンの発生を防
止できるように、該フォトレジストの表面にイオウ層を
形成することを特徴とするクリーン化ドライエッチング
方法。 - 【請求項２】 該被エッチング層の下に絶縁膜が形成
されており、少なくとも該被エッチング層をオーバーエ
ッチングする際には、該レジストの表面にイオウ被膜が
形成されている請求項１記載のクリーン化ドライエッチ
ング方法。 - 【請求項３】 イオウ被膜を形成する際に使用する反
応ガスが、Ｓ２Ｆ２、ＳＦ２，ＳＦ４、Ｓ２Ｆ１０、Ｓ
３Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、ＳＣｌ４、ＳＣｌ５
、２Ｃｌ１０及びＳＯＣｌ２からなる群より選択される
少なくとも１種の化合物を含むものである請求項１又は
２記載のクーリン化ドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145640A JPH04343422A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | クリーン化ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145640A JPH04343422A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | クリーン化ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343422A true JPH04343422A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15389689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3145640A Pending JPH04343422A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | クリーン化ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04343422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378653A (en) * | 1992-04-08 | 1995-01-03 | Sony Corporation | Method of forming aluminum based pattern |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3145640A patent/JPH04343422A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378653A (en) * | 1992-04-08 | 1995-01-03 | Sony Corporation | Method of forming aluminum based pattern |
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