JPH05226304A - ドライエッチング方法 - Google Patents
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- JPH05226304A JPH05226304A JP4059106A JP5910692A JPH05226304A JP H05226304 A JPH05226304 A JP H05226304A JP 4059106 A JP4059106 A JP 4059106A JP 5910692 A JP5910692 A JP 5910692A JP H05226304 A JPH05226304 A JP H05226304A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）ガスを使
用せずに、Ｗ−ポリサイド膜の１段階異方性エッチング
を行う。 【構成】 Ｓ2 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 等のハロゲン化イオ
ウをエッチング・ガスとして用い、Ｗ−ポリサイド膜５
をエッチングする。ハロゲン化イオウから生成するＳは
側壁保護膜７の形成に、Ｃｌ* ，Ｂｒ* はエッチング種
としてそれぞれ寄与する。上層側のＷＳｉx 層４のエッ
チング時に生成するＷＣｌx やＷＢｒx は、常温常圧下
では沸点が高いが、減圧加熱下では脱離に必要な蒸気圧
を得る。したがって、Ｓが昇華しない程度にウェハを加
熱すれば、エッチングは十分に進行する。プラズマ中に
Ｆ* が生成しないので、多結晶シリコン層３にアンダカ
ットが発生せず、またＣも存在しないので、パーティク
ル汚染やゲート酸化膜２に対する選択性低下が防止でき
る。
用せずに、Ｗ−ポリサイド膜の１段階異方性エッチング
を行う。 【構成】 Ｓ2 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 等のハロゲン化イオ
ウをエッチング・ガスとして用い、Ｗ−ポリサイド膜５
をエッチングする。ハロゲン化イオウから生成するＳは
側壁保護膜７の形成に、Ｃｌ* ，Ｂｒ* はエッチング種
としてそれぞれ寄与する。上層側のＷＳｉx 層４のエッ
チング時に生成するＷＣｌx やＷＢｒx は、常温常圧下
では沸点が高いが、減圧加熱下では脱離に必要な蒸気圧
を得る。したがって、Ｓが昇華しない程度にウェハを加
熱すれば、エッチングは十分に進行する。プラズマ中に
Ｆ* が生成しないので、多結晶シリコン層３にアンダカ
ットが発生せず、またＣも存在しないので、パーティク
ル汚染やゲート酸化膜２に対する選択性低下が防止でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造分野等
において適用されるドライエッチング方法に関し、特に
クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）ガスを使用せずに、
ポリサイド膜の高選択性，高異方性，低汚染性エッチン
グを行う方法に関する。
において適用されるドライエッチング方法に関し、特に
クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）ガスを使用せずに、
ポリサイド膜の高選択性，高異方性，低汚染性エッチン
グを行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン層とＷＳｉx （タングス
テン・シリサイド）等からなる高融点金属シリサイド層
とが積層されたポリサイド膜は、断面積の等しい多結晶
シリコンの単層膜と比べて約１桁低い抵抗値が得られる
ことから、ＬＳＩのゲート配線材料として近年広く使用
されるようになってきている。
テン・シリサイド）等からなる高融点金属シリサイド層
とが積層されたポリサイド膜は、断面積の等しい多結晶
シリコンの単層膜と比べて約１桁低い抵抗値が得られる
ことから、ＬＳＩのゲート配線材料として近年広く使用
されるようになってきている。
【０００３】このポリサイド膜は、異なる２種類の材料
に対して共に異方性を実現しなければならないことか
ら、ドライエッチング技術に新たな困難をもたらした。
それは、生成するハロゲン化合物の蒸気圧の差に起因し
て上層の高融点金属シリサイド層よりも下層の多結晶シ
リコン層が速くエッチングされること、および多結晶シ
リコン層と高融点金属シリサイド層の界面に反応層が形
成されること等の理由により、パターンにアンダカット
やくびれ等が生じやすいからである。これらの形状異常
は、ソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入
時に不純物の導入されないオフセット領域を発生させた
り、ＬＤＤ構造を実現するためのサイドウォール形成時
の寸法精度を低下させること等の原因となり、特にサブ
ミクロン・デバイスでは許容されないものである。した
がって、ポリサイド膜の異方性加工を実現する方法につ
いて、盛んに研究が行われている。
に対して共に異方性を実現しなければならないことか
ら、ドライエッチング技術に新たな困難をもたらした。
それは、生成するハロゲン化合物の蒸気圧の差に起因し
て上層の高融点金属シリサイド層よりも下層の多結晶シ
リコン層が速くエッチングされること、および多結晶シ
リコン層と高融点金属シリサイド層の界面に反応層が形
成されること等の理由により、パターンにアンダカット
やくびれ等が生じやすいからである。これらの形状異常
は、ソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入
時に不純物の導入されないオフセット領域を発生させた
り、ＬＤＤ構造を実現するためのサイドウォール形成時
の寸法精度を低下させること等の原因となり、特にサブ
ミクロン・デバイスでは許容されないものである。した
がって、ポリサイド膜の異方性加工を実現する方法につ
いて、盛んに研究が行われている。
【０００４】従来、ポリサイド膜用のエッチング・ガス
としては、ＣＦＣ１１３ (Ｃ2 Ｃｌ3 Ｆ3 ）に代表され
るクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）ガスが広く使用さ
れてきた。これは、分子中のＦ素原子とＣｌ原子の寄与
によりラジカル反応とイオン・アシスト反応の両方が進
行し、しかも炭素系ポリマーが堆積して側壁保護が行わ
れることにより高速異方性エッチングが可能となるから
である。
としては、ＣＦＣ１１３ (Ｃ2 Ｃｌ3 Ｆ3 ）に代表され
るクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）ガスが広く使用さ
れてきた。これは、分子中のＦ素原子とＣｌ原子の寄与
によりラジカル反応とイオン・アシスト反応の両方が進
行し、しかも炭素系ポリマーが堆積して側壁保護が行わ
れることにより高速異方性エッチングが可能となるから
である。
【０００５】しかしながら、ＣＦＣガスは周知のように
地球のオゾン層破壊の原因であることが指摘されている
ため、環境保護の観点からドライエッチングの分野にお
いてもＣＦＣガスの代替品を見出し、その効果的な利用
方法を確立することが急務とされている。
地球のオゾン層破壊の原因であることが指摘されている
ため、環境保護の観点からドライエッチングの分野にお
いてもＣＦＣガスの代替品を見出し、その効果的な利用
方法を確立することが急務とされている。
【０００６】この脱ＣＦＣ対策のひとつとして、本願出
願人は先に特願平２−１０４８９号明細書において、タ
ングステン・ポリサイド膜（以下、Ｗ−ポリサイド膜と
称する。）の上層側のＷＳｉx 層をＨＢｒ／ＳＦ6 混合
ガスを用いてエッチングし、下層側の多結晶シリコン層
はＨＢｒガス単独でエッチングする２段階エッチング技
術を提案している。この場合、ＷＳｉx 層はフッ化物の
形で速やかに除去され、多結晶シリコン層はイオン・ア
シスト機構にもとづいて臭化物の形で異方的に除去され
る。この技術は、ＷＢｒx （臭化タングステン）による
パーティクル汚染を防止しながら、実用的なエッチング
速度、ゲート酸化膜に対する高い選択性、高異方性を達
成できる点を、大きなメリットとしている。
願人は先に特願平２−１０４８９号明細書において、タ
ングステン・ポリサイド膜（以下、Ｗ−ポリサイド膜と
称する。）の上層側のＷＳｉx 層をＨＢｒ／ＳＦ6 混合
ガスを用いてエッチングし、下層側の多結晶シリコン層
はＨＢｒガス単独でエッチングする２段階エッチング技
術を提案している。この場合、ＷＳｉx 層はフッ化物の
形で速やかに除去され、多結晶シリコン層はイオン・ア
シスト機構にもとづいて臭化物の形で異方的に除去され
る。この技術は、ＷＢｒx （臭化タングステン）による
パーティクル汚染を防止しながら、実用的なエッチング
速度、ゲート酸化膜に対する高い選択性、高異方性を達
成できる点を、大きなメリットとしている。
【０００７】また、他の脱ＣＦＣ対策としては、たとえ
ば第５２回応用物理学会学術講演会（１９９１年秋季年
会）講演予稿集，ｐ．５０８，講演番号９ａ−ＺＦ−６
に、ＣＦＣ１１３に替えてＣｌ2 ／ＣＨ2 Ｆ2 混合ガス
を用いたＷ−ポリサイド膜のエッチングが報告されてい
る。このガス系によれば、ＣＨ2 Ｆ2 に由来して気相中
に生成する炭素系ポリマーを堆積させることにより、側
壁保護が行われる。また、ＣＨ2 Ｆ2 の流量比を最適化
すれば、ＷＳｉx 層と多結晶シリコン層との間の選択比
を増大させ、段差部の残渣を低減することもできる。
ば第５２回応用物理学会学術講演会（１９９１年秋季年
会）講演予稿集，ｐ．５０８，講演番号９ａ−ＺＦ−６
に、ＣＦＣ１１３に替えてＣｌ2 ／ＣＨ2 Ｆ2 混合ガス
を用いたＷ−ポリサイド膜のエッチングが報告されてい
る。このガス系によれば、ＣＨ2 Ｆ2 に由来して気相中
に生成する炭素系ポリマーを堆積させることにより、側
壁保護が行われる。また、ＣＨ2 Ｆ2 の流量比を最適化
すれば、ＷＳｉx 層と多結晶シリコン層との間の選択比
を増大させ、段差部の残渣を低減することもできる。
【０００８】一方、上述のような炭素系ポリマーの側壁
保護作用により高異方性を達成するのではなく、被エッ
チング基板（ウェハ）の低温化によりこれを達成しよう
とする技術も提案されている。これは、いわゆる低温エ
ッチングと呼ばれるプロセスであり、ウェハの温度を０
℃以下に保持することにより、深さ方向のエッチング速
度をイオン・アシスト効果により実用レベルに維持した
まま、パターン側壁部におけるラジカル反応を凍結また
は抑制してアンダカット等の形状異常を防止しようとす
る技術である。たとえば、第３５回応用物理学関係連合
講演会（１９８８年春季年会）講演予稿集第４９５ペー
ジ演題番号２８ａ−Ｇ−２には、ウェハを−１３０℃に
冷却し、ＳＦ6 ガスを用いてシリコン・トレンチ・エッ
チングおよびｎ+ 型多結晶シリコン層のエッチングを行
った例が報告されている。
保護作用により高異方性を達成するのではなく、被エッ
チング基板（ウェハ）の低温化によりこれを達成しよう
とする技術も提案されている。これは、いわゆる低温エ
ッチングと呼ばれるプロセスであり、ウェハの温度を０
℃以下に保持することにより、深さ方向のエッチング速
度をイオン・アシスト効果により実用レベルに維持した
まま、パターン側壁部におけるラジカル反応を凍結また
は抑制してアンダカット等の形状異常を防止しようとす
る技術である。たとえば、第３５回応用物理学関係連合
講演会（１９８８年春季年会）講演予稿集第４９５ペー
ジ演題番号２８ａ−Ｇ−２には、ウェハを−１３０℃に
冷却し、ＳＦ6 ガスを用いてシリコン・トレンチ・エッ
チングおよびｎ+ 型多結晶シリコン層のエッチングを行
った例が報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来から
幾つかの脱ＣＦＣ対策が提案されているが、それぞれに
解決しなければならない課題も残されている。たとえ
ば、ＨＢｒ／ＳＦ6 混合ガスとＨＢｒ単独ガスによる２
段階エッチング技術の実用性は、ＷＳｉx 層と多結晶シ
リコン層との間のガス組成の切り替えのタイミングがい
かに高精度に判定できるかに依存している。切り替えの
タイミングが早すぎると、残存するＷＳｉx 層が単独組
成のＨＢｒガスと反応して蒸気圧の低いＷＢｒx を生成
し、パーティクル・レベルを悪化させる虞れが大きい。
逆に切り替えのタイミングが遅れると、Ｆ* により多結
晶シリコン層にアンダカットが入ってしまう。
幾つかの脱ＣＦＣ対策が提案されているが、それぞれに
解決しなければならない課題も残されている。たとえ
ば、ＨＢｒ／ＳＦ6 混合ガスとＨＢｒ単独ガスによる２
段階エッチング技術の実用性は、ＷＳｉx 層と多結晶シ
リコン層との間のガス組成の切り替えのタイミングがい
かに高精度に判定できるかに依存している。切り替えの
タイミングが早すぎると、残存するＷＳｉx 層が単独組
成のＨＢｒガスと反応して蒸気圧の低いＷＢｒx を生成
し、パーティクル・レベルを悪化させる虞れが大きい。
逆に切り替えのタイミングが遅れると、Ｆ* により多結
晶シリコン層にアンダカットが入ってしまう。
【００１０】さらに近年では、ＳＲＡＭのビット線加工
やＥＰＲＯＭのコントロール・ゲート加工等のように、
大きな段差を有する基板上でポリサイド膜のエッチング
を行わなければならない場合があり、このタイミングの
判定はますます困難となっている。
やＥＰＲＯＭのコントロール・ゲート加工等のように、
大きな段差を有する基板上でポリサイド膜のエッチング
を行わなければならない場合があり、このタイミングの
判定はますます困難となっている。
【００１１】一方、Ｃｌ2 ／ＣＨ2 Ｆ2 混合ガスを用い
る方法には、ＣＨ2 Ｆ2 の堆積性が強すぎるという問題
がある。１９８８年ドライ・プロセス・シンポジウム抄
録集ｐ．７４，II−８には、ＣＨ2 Ｆ2 はＣ4 Ｆ8 ，Ｃ
2 Ｃｌ2 Ｆ4 （ＣＦＣ１１４），ＣＣｌ4 等のガスに比
べて強固なポリマーを形成し、入射イオンによるエッチ
ング速度が低い事実が報告されている。したがって、Ｃ
Ｈ2 Ｆ2 を使用すると再現性やパーティクル・レベルを
大きく損なう虞れが大きい。
る方法には、ＣＨ2 Ｆ2 の堆積性が強すぎるという問題
がある。１９８８年ドライ・プロセス・シンポジウム抄
録集ｐ．７４，II−８には、ＣＨ2 Ｆ2 はＣ4 Ｆ8 ，Ｃ
2 Ｃｌ2 Ｆ4 （ＣＦＣ１１４），ＣＣｌ4 等のガスに比
べて強固なポリマーを形成し、入射イオンによるエッチ
ング速度が低い事実が報告されている。したがって、Ｃ
Ｈ2 Ｆ2 を使用すると再現性やパーティクル・レベルを
大きく損なう虞れが大きい。
【００１２】また、エッチング反応系における炭素の存
在は、ＳｉＯ2 系材料層に対する選択性を劣化させる原
因ともなる。この問題点は、たとえば月刊セミコンダク
ターワールド１９９０年１月号，ｐ．８１〜８４（プレ
スジャーナル社刊）で指摘されている。ゲート酸化膜の
ようなＳｉＯ2 系材料層の表面に炭素が吸着すると、原
子間結合エネルギーの大きいＣ−Ｏ結合（２５７ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌｅ）が生成してＳｉ−Ｏ結合が弱められた
り、あるいはＳｉＯ2 がＳｉに還元されてハロゲン系の
エッチング種に引き抜かれ易くなってしまうのである。
このことは、薄いゲート酸化膜を下地としてゲート加工
を行う場合等に、重大な問題となる。
在は、ＳｉＯ2 系材料層に対する選択性を劣化させる原
因ともなる。この問題点は、たとえば月刊セミコンダク
ターワールド１９９０年１月号，ｐ．８１〜８４（プレ
スジャーナル社刊）で指摘されている。ゲート酸化膜の
ようなＳｉＯ2 系材料層の表面に炭素が吸着すると、原
子間結合エネルギーの大きいＣ−Ｏ結合（２５７ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌｅ）が生成してＳｉ−Ｏ結合が弱められた
り、あるいはＳｉＯ2 がＳｉに還元されてハロゲン系の
エッチング種に引き抜かれ易くなってしまうのである。
このことは、薄いゲート酸化膜を下地としてゲート加工
を行う場合等に、重大な問題となる。
【００１３】これらに対し、低温エッチングは脱ＣＦＣ
対策の有効な手段のひとつと期待されているが、高異方
性の達成をラジカルの反応の凍結もしくは抑制のみに頼
ろうとすると、前述のように液体窒素を要するレベルの
低温冷却が必要となる。しかしこれでは、大型で特殊な
冷却装置が必要となること、真空シール材の信頼性が低
下すること等のハードウェハ面の問題が生ずる。また、
ウェハの冷却および室温に戻すまでの加熱に時間がかか
るのでスループットが低下することも懸念され、経済性
や生産性を損なう虞れが大きい。
対策の有効な手段のひとつと期待されているが、高異方
性の達成をラジカルの反応の凍結もしくは抑制のみに頼
ろうとすると、前述のように液体窒素を要するレベルの
低温冷却が必要となる。しかしこれでは、大型で特殊な
冷却装置が必要となること、真空シール材の信頼性が低
下すること等のハードウェハ面の問題が生ずる。また、
ウェハの冷却および室温に戻すまでの加熱に時間がかか
るのでスループットが低下することも懸念され、経済性
や生産性を損なう虞れが大きい。
【００１４】そこで本発明は、これら２段階エッチング
における切り替えタイミング判定の困難さ、炭素系ポリ
マーによる汚染や選択性の低下、ウェハ温度の低温制御
に伴う諸問題を解決し、実用的なポリサイド膜のドライ
エッチング方法を提供することを目的とする。
における切り替えタイミング判定の困難さ、炭素系ポリ
マーによる汚染や選択性の低下、ウェハ温度の低温制御
に伴う諸問題を解決し、実用的なポリサイド膜のドライ
エッチング方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
である。すなわち、本願の第１の発明にかかるドライエ
ッチング方法は、ＳとＣｌとを構成元素として有し放電
解離条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成し得る化合
物、もしくはＳとＢｒとを構成元素として有し放電解離
条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成し得る化合物の少
なくとも一方を含むエッチング・ガスを用い、被エッチ
ング基板を加熱しながらポリサイド膜をエッチングする
ことを特徴とする。
グ方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
である。すなわち、本願の第１の発明にかかるドライエ
ッチング方法は、ＳとＣｌとを構成元素として有し放電
解離条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成し得る化合
物、もしくはＳとＢｒとを構成元素として有し放電解離
条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成し得る化合物の少
なくとも一方を含むエッチング・ガスを用い、被エッチ
ング基板を加熱しながらポリサイド膜をエッチングする
ことを特徴とする。
【００１６】本願の第２の発明にかかるドライエッチン
グ方法は、第１の発明で使用するエッチング・ガスにさ
らに窒素系化合物を添加することを特徴とする。
グ方法は、第１の発明で使用するエッチング・ガスにさ
らに窒素系化合物を添加することを特徴とする。
【００１７】本願の第３の発明にかかるドライエッチン
グ方法は、Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2との混合気化生成物
を含むエッチング・ガスを用い、被エッチング基板を加
熱しながらポリサイド膜をエッチングすることを特徴と
する。
グ方法は、Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2との混合気化生成物
を含むエッチング・ガスを用い、被エッチング基板を加
熱しながらポリサイド膜をエッチングすることを特徴と
する。
【００１８】さらに、本願の第４の発明にかかるドライ
エッチング方法は、第３の発明で使用するエッチング・
ガスにさらに窒素系化合物を添加することを特徴とす
る。
エッチング方法は、第３の発明で使用するエッチング・
ガスにさらに窒素系化合物を添加することを特徴とす
る。
【００１９】
【作用】本発明のドライエッチング方法のポイントは、
（ｉ）エッチング・ガスの成分としてフッ素系化合物を
使用しないこと、（ii）炭素系ポリマー以外の物質で側
壁保護を行うこと、および、(iii) 途中でエッチング条
件を変更することなく１段階異方性エッチングを実現す
ること、である。
（ｉ）エッチング・ガスの成分としてフッ素系化合物を
使用しないこと、（ii）炭素系ポリマー以外の物質で側
壁保護を行うこと、および、(iii) 途中でエッチング条
件を変更することなく１段階異方性エッチングを実現す
ること、である。
【００２０】まず、本発明ではエッチングに異方性低下
の原因となるＦ* を利用せず、代わりにＣｌ* および／
またはＢｒ* を利用する。従来技術においてＣｌ* ，Ｂ
ｒ*が積極的に利用されていなかったのは、Ｗの塩化物
や臭化物の蒸気圧が高いからである。たとえば、沸点で
みるとＷＣｌ5 は２７５．６℃、ＷＣｌ6 は３４６．７
℃、ＷＢｒ6 は２３２℃であり、常温で気体であるＷＦ
6 よりも遙かに高い。しかし、発想を転換すれば、この
程度の沸点を有する化合物は、エッチングが行われるよ
うな減圧下でウェハをある程度加熱すれば、脱離に必要
な蒸気圧を得るので、エッチングは十分に進行し得るも
のと考えられる。
の原因となるＦ* を利用せず、代わりにＣｌ* および／
またはＢｒ* を利用する。従来技術においてＣｌ* ，Ｂ
ｒ*が積極的に利用されていなかったのは、Ｗの塩化物
や臭化物の蒸気圧が高いからである。たとえば、沸点で
みるとＷＣｌ5 は２７５．６℃、ＷＣｌ6 は３４６．７
℃、ＷＢｒ6 は２３２℃であり、常温で気体であるＷＦ
6 よりも遙かに高い。しかし、発想を転換すれば、この
程度の沸点を有する化合物は、エッチングが行われるよ
うな減圧下でウェハをある程度加熱すれば、脱離に必要
な蒸気圧を得るので、エッチングは十分に進行し得るも
のと考えられる。
【００２１】一方、炭素系ポリマー以外の側壁保護物質
に関しては、本発明者はイオウ（Ｓ）および窒化イオウ
系化合物に着目し、これまでに多数の提案を行ってい
る。Ｓは、特願平３−２１０５１６号明細書に記載した
ように、放電解離条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成
し得る化合物を用いて生成させることができる。堆積し
たＳは、エッチング終了後にウェハをおおよそ９０℃以
上に加熱すれば、昇華除去することができる。
に関しては、本発明者はイオウ（Ｓ）および窒化イオウ
系化合物に着目し、これまでに多数の提案を行ってい
る。Ｓは、特願平３−２１０５１６号明細書に記載した
ように、放電解離条件下でプラズマ中に遊離のＳを生成
し得る化合物を用いて生成させることができる。堆積し
たＳは、エッチング終了後にウェハをおおよそ９０℃以
上に加熱すれば、昇華除去することができる。
【００２２】一方の窒化イオウ系化合物は、特願平３−
３０１２８１号明細書に記載したように、Ｓを生成し得
る化合物にさらに窒素系化合物を添加すれば、同様に生
成させることができる。ここで生成する窒化イオウ系化
合物としては、ポリチアジル（ＳＮ）x が主なものであ
り、以下の明細書でも（ＳＮ）x を中心とした記述を行
うが、この他にもエッチング・ガスの組成に応じてハロ
ゲン化チアジルやチアジル水素等が生成する可能性があ
る。しかし、いずれもウェハをおおよそ１３０℃以上に
加熱すれば、容易に昇華もしくは分解し、除去すること
ができる。
３０１２８１号明細書に記載したように、Ｓを生成し得
る化合物にさらに窒素系化合物を添加すれば、同様に生
成させることができる。ここで生成する窒化イオウ系化
合物としては、ポリチアジル（ＳＮ）x が主なものであ
り、以下の明細書でも（ＳＮ）x を中心とした記述を行
うが、この他にもエッチング・ガスの組成に応じてハロ
ゲン化チアジルやチアジル水素等が生成する可能性があ
る。しかし、いずれもウェハをおおよそ１３０℃以上に
加熱すれば、容易に昇華もしくは分解し、除去すること
ができる。
【００２３】したがって、前述のウェハ加熱は、これら
Ｓや窒化イオウ系化合物が除去されない温度範囲で行わ
れることが前提となる。以上が、本願の４発明に共通す
る考え方である。
Ｓや窒化イオウ系化合物が除去されない温度範囲で行わ
れることが前提となる。以上が、本願の４発明に共通す
る考え方である。
【００２４】本願の第１の発明はＳ堆積プロセスを実現
するものであり、エッチング・ガスの主成分として、Ｓ
とＣｌ* 、もしくはＳとＢｒ* を１分子から同時に供給
できる化合物の少なくとも一方を使用する。かかる化合
物としては、本願出願人が先に特願平３−２１０５１６
号明細書に提案したＳ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2
等の塩化イオウ、もしくはＳ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，Ｓ
Ｂｒ2 等の臭化イオウが代表的なものである。Ｃｌ* お
よびＢｒ* はポリサイド膜のエッチング種として、また
Ｓは側壁保護物質としてそれぞれ寄与する。
するものであり、エッチング・ガスの主成分として、Ｓ
とＣｌ* 、もしくはＳとＢｒ* を１分子から同時に供給
できる化合物の少なくとも一方を使用する。かかる化合
物としては、本願出願人が先に特願平３−２１０５１６
号明細書に提案したＳ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2
等の塩化イオウ、もしくはＳ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，Ｓ
Ｂｒ2 等の臭化イオウが代表的なものである。Ｃｌ* お
よびＢｒ* はポリサイド膜のエッチング種として、また
Ｓは側壁保護物質としてそれぞれ寄与する。
【００２５】本願の第２の発明は窒化イオウ堆積プロセ
スを実現するものであり、塩化イオウ、臭化イオウの少
なくとも一方を含むエッチング・ガスに、さらに窒素系
化合物を添加する。この場合、塩化イオウおよび／また
は臭化イオウから解離生成するＳと窒素系化合物から解
離生成するＮとが反応すると、まずチアジル（Ｎ≡Ｓ）
が生成し、さらにこのチアジルが不対電子を利用して求
核攻撃を行うことにより、分子間で容易に重合して（Ｓ
Ｎ）2 ，（ＳＮ）4 ，さらにはポリチアジル（ＳＮ）x
を生成するわけである。（ＳＮ）x は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．２９，ｐ．６３５８〜６３６
３（１９７５）にも記載されているように、結晶状態で
はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−…の共有結合鎖が平行に配列した構
造を有している。このポリマーは、ラジカルやイオンの
攻撃に対して高い耐性を示すため、Ｓよりもさらに強固
な側壁保護効果を発揮する。
スを実現するものであり、塩化イオウ、臭化イオウの少
なくとも一方を含むエッチング・ガスに、さらに窒素系
化合物を添加する。この場合、塩化イオウおよび／また
は臭化イオウから解離生成するＳと窒素系化合物から解
離生成するＮとが反応すると、まずチアジル（Ｎ≡Ｓ）
が生成し、さらにこのチアジルが不対電子を利用して求
核攻撃を行うことにより、分子間で容易に重合して（Ｓ
Ｎ）2 ，（ＳＮ）4 ，さらにはポリチアジル（ＳＮ）x
を生成するわけである。（ＳＮ）x は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．２９，ｐ．６３５８〜６３６
３（１９７５）にも記載されているように、結晶状態で
はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−…の共有結合鎖が平行に配列した構
造を有している。このポリマーは、ラジカルやイオンの
攻撃に対して高い耐性を示すため、Ｓよりもさらに強固
な側壁保護効果を発揮する。
【００２６】本願の第３の発明および第４の発明は、液
状のハロゲン化イオウの有効な利用方法を提供するもの
であり、前者はＳ堆積プロセスであり、後者は窒化イオ
ウ堆積プロセスをそれぞれ実現するものである。第３の
発明および第４の発明で使用するハロゲン化イオウは、
Ｓ2 Ｃｌ2 （二塩化二イオウ）およびＳ2 Ｂｒ2 （二臭
化二イオウ）である。Ｓ2 Ｃｌ2 は融点−７７℃，沸点
１３８℃の油状物質、Ｓ2 Ｂｒ2 は融点−４６℃，沸点
５４℃（２．３９×１０3 Ｐａ）の油状物質であり、い
ずれも常温常圧下では液体である。これらは、不活性ガ
スを用いてバブリングを行う等の方法により気化させて
エッチング・チャンバ内へ導入すれば、単独組成でもエ
ッチング・ガスとして使用できる。
状のハロゲン化イオウの有効な利用方法を提供するもの
であり、前者はＳ堆積プロセスであり、後者は窒化イオ
ウ堆積プロセスをそれぞれ実現するものである。第３の
発明および第４の発明で使用するハロゲン化イオウは、
Ｓ2 Ｃｌ2 （二塩化二イオウ）およびＳ2 Ｂｒ2 （二臭
化二イオウ）である。Ｓ2 Ｃｌ2 は融点−７７℃，沸点
１３８℃の油状物質、Ｓ2 Ｂｒ2 は融点−４６℃，沸点
５４℃（２．３９×１０3 Ｐａ）の油状物質であり、い
ずれも常温常圧下では液体である。これらは、不活性ガ
スを用いてバブリングを行う等の方法により気化させて
エッチング・チャンバ内へ導入すれば、単独組成でもエ
ッチング・ガスとして使用できる。
【００２７】しかし、本発明者はこれら両方の化合物を
予め混合してから気化させることにより、プラズマの状
態を変化させ、より多様な化学種をエッチング反応系へ
供給できることを見出した。これは、Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2
Ｂｒ2 との間でハロゲン交換反応が起こり、Ｓ2 ＣｌＢ
ｒ（塩化臭化イオウ）が一部生成することに起因してい
る。Ｓ2 ＣｌＢｒからは、ＳＣｌＢｒ+ ，ＣｌＢｒ+ 等
のように、Ｓ2 Ｃｌ2単独またはＳ2 Ｂｒ2 単独の組成
のエッチング・ガスからは生成し得ない化学種が生成す
る可能性があり、また放電解離効率も変化する。
予め混合してから気化させることにより、プラズマの状
態を変化させ、より多様な化学種をエッチング反応系へ
供給できることを見出した。これは、Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2
Ｂｒ2 との間でハロゲン交換反応が起こり、Ｓ2 ＣｌＢ
ｒ（塩化臭化イオウ）が一部生成することに起因してい
る。Ｓ2 ＣｌＢｒからは、ＳＣｌＢｒ+ ，ＣｌＢｒ+ 等
のように、Ｓ2 Ｃｌ2単独またはＳ2 Ｂｒ2 単独の組成
のエッチング・ガスからは生成し得ない化学種が生成す
る可能性があり、また放電解離効率も変化する。
【００２８】なお、本願では液体状態のハロゲン化イオ
ウを便宜上、上記の２物質に限定しているが、ハロゲン
化イオウには純粋状態での存在や物性の確定されていな
い他の原子組成比を有する化合物も多い。原理的には、
たとえこれらの不確定な化合物を用いても、同様の混合
気化生成物を得ることができる。
ウを便宜上、上記の２物質に限定しているが、ハロゲン
化イオウには純粋状態での存在や物性の確定されていな
い他の原子組成比を有する化合物も多い。原理的には、
たとえこれらの不確定な化合物を用いても、同様の混合
気化生成物を得ることができる。
【００２９】ところで、２成分系ガスのハロゲン交換反
応によりエッチング特性が変化する例としては、アルミ
ニウム系材料層のエッチングにおいて、ＢＣｌ3 とＢＢ
ｒ3を予混合してから供給することにより、対レジスト
選択比が向上する事実が知られている。今回の発明は、
この事実に着想を得たものである。この選択比向上の詳
細な機構は必ずしも明らかではないが、レジスト・マス
クの表面に形成されるＣＣｌx Ｂｒy 系のポリマーの構
造や性質がより複雑多様化することにより、イオン・ス
パッタ作用やラジカルの攻撃に対する高い耐性が付与さ
れているものと考えられる。
応によりエッチング特性が変化する例としては、アルミ
ニウム系材料層のエッチングにおいて、ＢＣｌ3 とＢＢ
ｒ3を予混合してから供給することにより、対レジスト
選択比が向上する事実が知られている。今回の発明は、
この事実に着想を得たものである。この選択比向上の詳
細な機構は必ずしも明らかではないが、レジスト・マス
クの表面に形成されるＣＣｌx Ｂｒy 系のポリマーの構
造や性質がより複雑多様化することにより、イオン・ス
パッタ作用やラジカルの攻撃に対する高い耐性が付与さ
れているものと考えられる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００３１】実施例１ 本実施例は、本願の第１の発明をゲート電極加工に適用
し、Ｓ2 Ｃｌ2 を用いてＷ−ポリサイド膜をエッチング
した例である。このプロセスを、図１を参照しながら説
明する。まず、図１（ａ）に示されるように、単結晶シ
リコン基板１上にＳｉＯ2 からなるゲート酸化膜２を介
してＷ−ポリサイド膜５が形成され、さらにこの上に所
定の形状にパターニングされたレジスト・マスク６が形
成されてなるウェハを準備した。ここで、上記Ｗ−ポリ
サイド膜５は、ｎ型不純物をドープした厚さ約１００ｎ
ｍの多結晶シリコン層３と、厚さ約１００ｎｍのＷＳｉ
x 層４とが順次積層されてなるものである。また、上記
レジスト・マスク６は、一例としてネガ型３成分系の化
学増幅型フォトレジスト材料（シプレー社製；商品名Ｓ
ＡＬ−６０１）を用い、ＫｒＦエキシマ・レーザ・リソ
グラフィを行うことにより、約０．３５μｍのパターン
幅に形成されている。
し、Ｓ2 Ｃｌ2 を用いてＷ−ポリサイド膜をエッチング
した例である。このプロセスを、図１を参照しながら説
明する。まず、図１（ａ）に示されるように、単結晶シ
リコン基板１上にＳｉＯ2 からなるゲート酸化膜２を介
してＷ−ポリサイド膜５が形成され、さらにこの上に所
定の形状にパターニングされたレジスト・マスク６が形
成されてなるウェハを準備した。ここで、上記Ｗ−ポリ
サイド膜５は、ｎ型不純物をドープした厚さ約１００ｎ
ｍの多結晶シリコン層３と、厚さ約１００ｎｍのＷＳｉ
x 層４とが順次積層されてなるものである。また、上記
レジスト・マスク６は、一例としてネガ型３成分系の化
学増幅型フォトレジスト材料（シプレー社製；商品名Ｓ
ＡＬ−６０１）を用い、ＫｒＦエキシマ・レーザ・リソ
グラフィを行うことにより、約０．３５μｍのパターン
幅に形成されている。
【００３２】このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記Ｗ−ポリサイド膜５をエッチン
グした。 Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、上記Ｓ2 Ｃｌ2 は常温で液状物質であるため、
Ｈｅガスを用いるバブリングにより気化させた後、エッ
チング・チャンバ内へ導入した。
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記Ｗ−ポリサイド膜５をエッチン
グした。 Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、上記Ｓ2 Ｃｌ2 は常温で液状物質であるため、
Ｈｅガスを用いるバブリングにより気化させた後、エッ
チング・チャンバ内へ導入した。
【００３３】この工程では、Ｃｌ* によるラジカル反応
がＳx + ，ＳＣｌx + ，Ｃｌx + 等のイオンの入射エネ
ルギーにアシストされる機構でＷ−ポリサイド膜５のエ
ッチングが進行した。ここで、ＷＳｉx 層４のエッチン
グ中に生成する反応生成物ＷＣｌx は沸点の高い化合物
であるが、上述のような高真空下でウェハが８０℃に加
熱されていることにより、脱離に十分な蒸気圧を得てお
り、パーティクル汚染を惹起させることはなかった。一
方、プラズマ中にはＳ2 Ｃｌ2 から解離した遊離のＳが
存在しており、このＳが図１（ｂ）に示されるように側
壁保護膜７を形成した。これらイオン・アシスト効果と
側壁保護効果により、１段階エッチングでも良好な異方
性形状を有するゲート電極５ａが形成された。なお、図
中、エッチング後に形成された各材料層のパターンは、
元の番号に添字ａを付けて表してある。
がＳx + ，ＳＣｌx + ，Ｃｌx + 等のイオンの入射エネ
ルギーにアシストされる機構でＷ−ポリサイド膜５のエ
ッチングが進行した。ここで、ＷＳｉx 層４のエッチン
グ中に生成する反応生成物ＷＣｌx は沸点の高い化合物
であるが、上述のような高真空下でウェハが８０℃に加
熱されていることにより、脱離に十分な蒸気圧を得てお
り、パーティクル汚染を惹起させることはなかった。一
方、プラズマ中にはＳ2 Ｃｌ2 から解離した遊離のＳが
存在しており、このＳが図１（ｂ）に示されるように側
壁保護膜７を形成した。これらイオン・アシスト効果と
側壁保護効果により、１段階エッチングでも良好な異方
性形状を有するゲート電極５ａが形成された。なお、図
中、エッチング後に形成された各材料層のパターンは、
元の番号に添字ａを付けて表してある。
【００３４】ところで、通常このような加熱条件下で
は、レジスト・マスク６に対する選択性の低下が懸念さ
れるが、本発明ではレジスト・マスク６の表面において
Ｓの堆積過程とそのスパッタ除去過程とが競合するた
め、レジスト選択性が低下することはなかった。また、
本実施例ではエッチング・ガスの成分に炭素が含まれて
いないため、ＣＦＣガスを用いる従来のプロセスと異な
り、ゲート酸化膜２に対して５０以上もの選択比を確保
することができた。
は、レジスト・マスク６に対する選択性の低下が懸念さ
れるが、本発明ではレジスト・マスク６の表面において
Ｓの堆積過程とそのスパッタ除去過程とが競合するた
め、レジスト選択性が低下することはなかった。また、
本実施例ではエッチング・ガスの成分に炭素が含まれて
いないため、ＣＦＣガスを用いる従来のプロセスと異な
り、ゲート酸化膜２に対して５０以上もの選択比を確保
することができた。
【００３５】エッチング終了後、ウェハを約１００℃に
加熱したところ、図１（ｃ）に示されるように側壁保護
膜７は速やかに昇華除去され、ウェハ上に何らパーティ
クル汚染を惹起させることはなかった。最後に、通常の
条件にしたがってＯ2 プラズマ・アッシングを行い、図
１（ｄ）に示されるように、レジスト・マスク６を除去
した。このアッシングによれば、仮にウェハ上に微量の
Ｓが残存していたとしても、ＳＯx の形でこれを完全に
除去することができる。
加熱したところ、図１（ｃ）に示されるように側壁保護
膜７は速やかに昇華除去され、ウェハ上に何らパーティ
クル汚染を惹起させることはなかった。最後に、通常の
条件にしたがってＯ2 プラズマ・アッシングを行い、図
１（ｄ）に示されるように、レジスト・マスク６を除去
した。このアッシングによれば、仮にウェハ上に微量の
Ｓが残存していたとしても、ＳＯx の形でこれを完全に
除去することができる。
【００３６】なお、側壁保護膜７の除去は、レジスト・
マスク６の除去と同時に行っても良い。
マスク６の除去と同時に行っても良い。
【００３７】実施例２ 本実施例は、本願の第１の発明をゲート電極加工に適用
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｓ2Ｂｒ2 混合系を用いてＷ−ポリサ
イド膜をエッチングした例である。まず、図１（ａ）に
示すウェハを有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装
置にセットし、一例として次の条件でＷ−ポリサイド膜
５をエッチングした。
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｓ2Ｂｒ2 混合系を用いてＷ−ポリサ
イド膜をエッチングした例である。まず、図１（ａ）に
示すウェハを有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装
置にセットし、一例として次の条件でＷ−ポリサイド膜
５をエッチングした。
【００３８】 Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ２５ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ２５ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、Ｓ2 Ｂｒ2 も常温で液状物質であるため、Ｓ2
Ｃｌ2 と同様にバブリングで気化させた後に、エッチン
グ・チャンバ内へ導入した。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、Ｓ2 Ｂｒ2 も常温で液状物質であるため、Ｓ2
Ｃｌ2 と同様にバブリングで気化させた後に、エッチン
グ・チャンバ内へ導入した。
【００３９】この工程では、Ｃｌ* ，Ｂｒ* によるラジ
カル反応がＳx + ，ＳＣｌx + ，ＳＢｒx + ，Ｃ
ｌx + ，Ｂｒx + 等のイオンの入射エネルギーにアシス
トされる機構でＷ−ポリサイド膜５のエッチングが進行
した。ここで、ＷＳｉx 層４のエッチング中に生成する
反応生成物ＷＣｌx ，ＷＢｒx は、ウェハが加熱されて
いるので脱離可能である。Ｓによる側壁保護の機構は、
実施例１で上述したとおりである。
カル反応がＳx + ，ＳＣｌx + ，ＳＢｒx + ，Ｃ
ｌx + ，Ｂｒx + 等のイオンの入射エネルギーにアシス
トされる機構でＷ−ポリサイド膜５のエッチングが進行
した。ここで、ＷＳｉx 層４のエッチング中に生成する
反応生成物ＷＣｌx ，ＷＢｒx は、ウェハが加熱されて
いるので脱離可能である。Ｓによる側壁保護の機構は、
実施例１で上述したとおりである。
【００４０】本実施例によっても、１段階エッチングに
より良好な異方性形状を有するゲート電極５ａを形成す
ることができた。
より良好な異方性形状を有するゲート電極５ａを形成す
ることができた。
【００４１】実施例３ 本実施例は、本願の第１の発明をゲート電極加工に適用
した例であるが、エッチング・マスクとしてはＷ−ポリ
サイド膜上に反射防止膜として形成されたＴｉＯＮ層を
パターニングしたものを用い、エッチング・ガスとして
はＳ2 Ｂｒ2 を使用した。このプロセスを、図２を参照
しながら説明する。図２の参照符号は、図１と一部共通
である。
した例であるが、エッチング・マスクとしてはＷ−ポリ
サイド膜上に反射防止膜として形成されたＴｉＯＮ層を
パターニングしたものを用い、エッチング・ガスとして
はＳ2 Ｂｒ2 を使用した。このプロセスを、図２を参照
しながら説明する。図２の参照符号は、図１と一部共通
である。
【００４２】図２（ａ）は、エッチング前のウェハを示
す。このウェハは、前出の図１（ａ）に示したウェハと
は異なり、Ｗ−ポリサイド膜５の表面に反応性スパッタ
リング等により厚さ約４０ｎｍのＴｉＯＮ反射防止膜８
が形成されてなるものである。レジスト・マスク６は、
このＴｉＯＮ反射防止膜８の存在によりＷＳｉx 層４か
らの強い反射光の影響を免れており、良好な異方性形状
にパターニングされている。
す。このウェハは、前出の図１（ａ）に示したウェハと
は異なり、Ｗ−ポリサイド膜５の表面に反応性スパッタ
リング等により厚さ約４０ｎｍのＴｉＯＮ反射防止膜８
が形成されてなるものである。レジスト・マスク６は、
このＴｉＯＮ反射防止膜８の存在によりＷＳｉx 層４か
らの強い反射光の影響を免れており、良好な異方性形状
にパターニングされている。
【００４３】まず、上記のウェハをマグネトロンＲＩＥ
装置にセットし、一例として下記の条件でＴｉＯＮ反射
防止膜８をエッチングした。 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ３０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー １０００Ｗ（１３．５６Ｍ
Ｈｚ） 上記ｃ−Ｃ4 Ｆ8 （オクタフルオロシクロブタン）は、
いわゆる高次フルオロカーボン化合物の一種であり、１
分子から複数個のＣＦx + を生成してイオン・アシスト
反応による高速エッチングに寄与する。このエッチング
により、ＴｉＯＮ反射防止膜８は、ＴｉＯx Ｆy 等の形
で除去された。
装置にセットし、一例として下記の条件でＴｉＯＮ反射
防止膜８をエッチングした。 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ３０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー １０００Ｗ（１３．５６Ｍ
Ｈｚ） 上記ｃ−Ｃ4 Ｆ8 （オクタフルオロシクロブタン）は、
いわゆる高次フルオロカーボン化合物の一種であり、１
分子から複数個のＣＦx + を生成してイオン・アシスト
反応による高速エッチングに寄与する。このエッチング
により、ＴｉＯＮ反射防止膜８は、ＴｉＯx Ｆy 等の形
で除去された。
【００４４】さらに、ウェハをプラズマ・アッシング装
置に移設し、通常のＯ2 プラズマ・アッシング条件によ
りレジスト・マスク６を除去した。これにより、図２
（ｂ）に示されるように、ＴｉＯＮ反射防止膜パターン
８ａが形成された。つまり、既に反射防止膜としての役
割を終えたＴｉＯＮ反射防止膜６を、今度はエッチング
・マスクとして使用するわけである。
置に移設し、通常のＯ2 プラズマ・アッシング条件によ
りレジスト・マスク６を除去した。これにより、図２
（ｂ）に示されるように、ＴｉＯＮ反射防止膜パターン
８ａが形成された。つまり、既に反射防止膜としての役
割を終えたＴｉＯＮ反射防止膜６を、今度はエッチング
・マスクとして使用するわけである。
【００４５】次に、上記ウェハを有磁場マイクロ波プラ
ズマ・エッチング装置にセットし、一例として下記の条
件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。 Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例１の塩素を臭素に読み替えたものにほぼ等し
く、図２（ｃ）に示されるように、良好な異方性形状を
有するゲート電極５ａが形成された。この場合の反応生
成物ＷＢｒx は、ＷＣｌx よりもさらに蒸気圧が高いの
で、エッチング速度が実施例１よりも向上した。
ズマ・エッチング装置にセットし、一例として下記の条
件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。 Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例１の塩素を臭素に読み替えたものにほぼ等し
く、図２（ｃ）に示されるように、良好な異方性形状を
有するゲート電極５ａが形成された。この場合の反応生
成物ＷＢｒx は、ＷＣｌx よりもさらに蒸気圧が高いの
で、エッチング速度が実施例１よりも向上した。
【００４６】ここで、パターン側壁部にはＳ2 Ｂｒ2 か
ら解離生成したＳが堆積して側壁保護膜７が形成され
た。一方、ＴｉＯＮ反射防止膜パターン８ａの表面で
は、プラズマ中のＢｒ* の作用によりＴｉ原子が引き抜
かれると同時にＮのダングリング・ボンドが生成し、こ
のダングリング・ボンドにプラズマ中のＳが結合して窒
化イオウ系堆積層９が形成された。図２（ｃ）では、ポ
リチアジル（ＳＮ）x が堆積した様子を模式的に示し
た。この窒化イオウ系堆積層９は、入射イオンやラジカ
ルの攻撃に対して高い耐性を示し、薄いＴｉＯＮ反射防
止膜パターン８ａがエッチング・マスクとして機能する
ことを可能としている。
ら解離生成したＳが堆積して側壁保護膜７が形成され
た。一方、ＴｉＯＮ反射防止膜パターン８ａの表面で
は、プラズマ中のＢｒ* の作用によりＴｉ原子が引き抜
かれると同時にＮのダングリング・ボンドが生成し、こ
のダングリング・ボンドにプラズマ中のＳが結合して窒
化イオウ系堆積層９が形成された。図２（ｃ）では、ポ
リチアジル（ＳＮ）x が堆積した様子を模式的に示し
た。この窒化イオウ系堆積層９は、入射イオンやラジカ
ルの攻撃に対して高い耐性を示し、薄いＴｉＯＮ反射防
止膜パターン８ａがエッチング・マスクとして機能する
ことを可能としている。
【００４７】次に、ウェハを約１５０℃に加熱したとこ
ろ、図２（ｄ）に示されるように、Ｓからなる側壁保護
膜７および（ＳＮ）x からなる窒化イオウ系堆積層９は
速やかに昇華もしくは分解除去された。なお、ウェハ加
熱の代わりに通常のＯ2 プラズマ・アッシング条件と同
様のじ条件でＯ2 プラズマ処理を行っても、同様に側壁
保護膜７や窒化イオウ系堆積層９の除去は可能である。
ろ、図２（ｄ）に示されるように、Ｓからなる側壁保護
膜７および（ＳＮ）x からなる窒化イオウ系堆積層９は
速やかに昇華もしくは分解除去された。なお、ウェハ加
熱の代わりに通常のＯ2 プラズマ・アッシング条件と同
様のじ条件でＯ2 プラズマ処理を行っても、同様に側壁
保護膜７や窒化イオウ系堆積層９の除去は可能である。
【００４８】ところで、本実施例ではエッチング・ガス
の成分に炭素が含まれていないことはもちろん、Ｗ−ポ
リサイド膜５のエッチング時にレジスト・マスクを使用
していないため、ゲート酸化膜２に対する選択性は実施
例１よりもさらに向上し、１００以上とすることができ
た。上記ＴｉＯＮ反射防止膜パターン８ａは、層厚がゲ
ート電極５ａの１／５程度であるため、このまま残して
層間絶縁膜の一部として使用しても、ウェハの表面段差
を極端に増大させることはない。
の成分に炭素が含まれていないことはもちろん、Ｗ−ポ
リサイド膜５のエッチング時にレジスト・マスクを使用
していないため、ゲート酸化膜２に対する選択性は実施
例１よりもさらに向上し、１００以上とすることができ
た。上記ＴｉＯＮ反射防止膜パターン８ａは、層厚がゲ
ート電極５ａの１／５程度であるため、このまま残して
層間絶縁膜の一部として使用しても、ウェハの表面段差
を極端に増大させることはない。
【００４９】実施例４ 本実施例は、本願の第２の発明をゲート電極加工に適用
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｎ2混合系を用いてＷ−ポリサイド膜
をエッチングした例である。このプロセスを、図３を参
照しながら説明する。本実施例でエッチング・サンプル
として使用したウェハは、前出の図１（ａ）に示される
ものと同じである。このウェハを有磁場マイクロ波プラ
ズマ・エッチング装置にセットし、一例として下記の条
件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｎ2混合系を用いてＷ−ポリサイド膜
をエッチングした例である。このプロセスを、図３を参
照しながら説明する。本実施例でエッチング・サンプル
として使用したウェハは、前出の図１（ａ）に示される
ものと同じである。このウェハを有磁場マイクロ波プラ
ズマ・エッチング装置にセットし、一例として下記の条
件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
【００５０】 Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ５０ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例１とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図３に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。この窒化イオウ系化合物による側壁保護効
果はＳのそれよりもさらに強力であるため、実施例１と
比べてＲＦバイアス・パワーが低いにもかかわらず、良
好な異方性形状を有するゲート電極５ａを形成すること
ができた。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例１とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図３に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。この窒化イオウ系化合物による側壁保護効
果はＳのそれよりもさらに強力であるため、実施例１と
比べてＲＦバイアス・パワーが低いにもかかわらず、良
好な異方性形状を有するゲート電極５ａを形成すること
ができた。
【００５１】実施例５ 本実施例は、本願の第２の発明をゲート電極加工に適用
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｓ2Ｂｒ2 ／Ｎ2 混合系を用いてＷ−
ポリサイド膜をエッチングした例である。本実施例で
は、図１（ａ）に示されるウェハを用い、一例として下
記の条件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
し、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｓ2Ｂｒ2 ／Ｎ2 混合系を用いてＷ−
ポリサイド膜をエッチングした例である。本実施例で
は、図１（ａ）に示されるウェハを用い、一例として下
記の条件でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
【００５２】 Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ２５ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ２５ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例２とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図３に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例２とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図３に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。
【００５３】実施例６ 本実施例は、ＴｉＯＮ反射防止膜をエッチング・マスク
とし、Ｓ2 Ｂｒ2 ／Ｎ2 系によりＷ−ポリサイド膜５を
エッチングした例である。このプロセスを、図４を参照
しながら説明する。本実施例では、図２（ａ）に示され
るウェハを用い、一例として下記の条件でＷ−ポリサイ
ド膜５をエッチングした。
とし、Ｓ2 Ｂｒ2 ／Ｎ2 系によりＷ−ポリサイド膜５を
エッチングした例である。このプロセスを、図４を参照
しながら説明する。本実施例では、図２（ａ）に示され
るウェハを用い、一例として下記の条件でＷ−ポリサイ
ド膜５をエッチングした。
【００５４】 Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ５０ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例３とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図４に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 １２０℃ この工程におけるＷ−ポリサイド膜５のエッチング機構
は、実施例３とほぼ同様である。ただし本実施例では、
気相中に生成したＳの少なくとも一部がさらにＮ2 と反
応して窒化イオウ系化合物が生成し、これがパターン側
壁部に堆積して図４に示されるような側壁保護膜１０が
形成された。
【００５５】実施例７ 本実施例は、本願の第３の発明をゲート加工に適用し、
Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2 の混合気化生成物を用いてＷ−
ポリサイド膜をエッチングした例である。まず、図１
（ａ）に示されるウェハを用い、一例として下記の条件
でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2 の混合気化生成物を用いてＷ−
ポリサイド膜をエッチングした例である。まず、図１
（ａ）に示されるウェハを用い、一例として下記の条件
でＷ−ポリサイド膜５をエッチングした。
【００５６】 （Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂｒ2 ）流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、（Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂｒ2 ）流量とは、液体状
のＳ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2 とを容積１リットルのガス・
ボンベ中で５０ｇずつ混合した後、これを気化させて得
られる混合気化生成物の流量を表している。この混合気
化生成物中には、所定の割合でハロゲン交換反応生成物
であるＳ2 ＣｌＢｒが含まれている。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ５０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ ここで、（Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂｒ2 ）流量とは、液体状
のＳ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2 とを容積１リットルのガス・
ボンベ中で５０ｇずつ混合した後、これを気化させて得
られる混合気化生成物の流量を表している。この混合気
化生成物中には、所定の割合でハロゲン交換反応生成物
であるＳ2 ＣｌＢｒが含まれている。
【００５７】このときのエッチング反応系には、実施例
２におけるよりも多様なエッチング種が生成した。すな
わち、Ｃｌ* ，Ｂｒ* 等によるＷ，Ｓｉの引き抜きがＳ
x +，ＳＣｌx + ，ＳＢｒx + ，Ｃｌx + ，Ｂｒx + ，
ＣｌＢｒ+ 等のイオンの入射エネルギーにアシストされ
る機構でエッチングが進行した。本実施例でも、Ｓの側
壁保護膜７を形成しながら、良好な異方性加工を行うこ
とができた。また、レジスト・マスク６の表面に形成さ
れるポリマーの組成が複雑化することにより、レジスト
・マスク６に対する選択性も向上した。
２におけるよりも多様なエッチング種が生成した。すな
わち、Ｃｌ* ，Ｂｒ* 等によるＷ，Ｓｉの引き抜きがＳ
x +，ＳＣｌx + ，ＳＢｒx + ，Ｃｌx + ，Ｂｒx + ，
ＣｌＢｒ+ 等のイオンの入射エネルギーにアシストされ
る機構でエッチングが進行した。本実施例でも、Ｓの側
壁保護膜７を形成しながら、良好な異方性加工を行うこ
とができた。また、レジスト・マスク６の表面に形成さ
れるポリマーの組成が複雑化することにより、レジスト
・マスク６に対する選択性も向上した。
【００５８】実施例８本実施例は、本願の第４の発明を
ゲート加工に適用し、（Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂ ｒ2 ）／Ｎ2 系を用いてＷ−ポリサイド膜をエッチング
した例である。まず、図１（ａ）に示されるウェハを用
い、一例として下記の条件でＷ−ポリサイド膜５をエッ
チングした。
ゲート加工に適用し、（Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂ ｒ2 ）／Ｎ2 系を用いてＷ−ポリサイド膜をエッチング
した例である。まず、図１（ａ）に示されるウェハを用
い、一例として下記の条件でＷ−ポリサイド膜５をエッ
チングした。
【００５９】 （Ｓ2 Ｃｌ2 ＋Ｓ2 Ｂｒ2 ）流量 ５０ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １．３Ｐａ（１０ｍＴｏ
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ この工程におけるエッチング機構は、ほぼ実施例７で上
述したとおりである。ただし本実施例では、混合気化生
成物から放出されたＳの少なくとも一部が気相中でＮ2
と反応して（ＳＮ）x 等の窒化イオウ系化合物を生成
し、これが側壁保護に寄与した。この窒化イオウ系化合
物による側壁保護効果はＳのそれよりもさらに強力であ
るため、実施例７と比べてＲＦバイアス・パワーが低い
にもかかわらず、良好な異方性加工が実現した。
ｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ８０℃ この工程におけるエッチング機構は、ほぼ実施例７で上
述したとおりである。ただし本実施例では、混合気化生
成物から放出されたＳの少なくとも一部が気相中でＮ2
と反応して（ＳＮ）x 等の窒化イオウ系化合物を生成
し、これが側壁保護に寄与した。この窒化イオウ系化合
物による側壁保護効果はＳのそれよりもさらに強力であ
るため、実施例７と比べてＲＦバイアス・パワーが低い
にもかかわらず、良好な異方性加工が実現した。
【００６０】以上、本発明を８つの実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの各実施例に何ら限定され
るものではなく、たとえば窒素系化合物としては、上述
のＮ2 の他、Ｎ2 Ｈ2 ，ＮＦ3 ，ＮＣｌ3 ，ＮＢｒ3 ，
ＮＯ2 等を使用することができる。ＮＨ3 はハロゲン化
イオウと反応して除去が困難な硫化アンモニウムを副生
するので、好ましくない。
説明したが、本発明はこれらの各実施例に何ら限定され
るものではなく、たとえば窒素系化合物としては、上述
のＮ2 の他、Ｎ2 Ｈ2 ，ＮＦ3 ，ＮＣｌ3 ，ＮＢｒ3 ，
ＮＯ2 等を使用することができる。ＮＨ3 はハロゲン化
イオウと反応して除去が困難な硫化アンモニウムを副生
するので、好ましくない。
【００６１】また、エッチング・ガスには各種の添加ガ
スを混合しても良い。たとえば、Ｈ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン
系ガスのようにエッチング系内にＨ* ，Ｓｉ* 等を供給
し得るガスを添加すれば、これらのラジカルが過剰なハ
ロゲン・ラジカルを捕捉し、Ｓの堆積効果を高めること
ができる。さらに、スパッタリング効果，冷却効果，希
釈効果を得る目的でＨｅ，Ａｒ等の希ガスが添加されて
いても良い。
スを混合しても良い。たとえば、Ｈ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン
系ガスのようにエッチング系内にＨ* ，Ｓｉ* 等を供給
し得るガスを添加すれば、これらのラジカルが過剰なハ
ロゲン・ラジカルを捕捉し、Ｓの堆積効果を高めること
ができる。さらに、スパッタリング効果，冷却効果，希
釈効果を得る目的でＨｅ，Ａｒ等の希ガスが添加されて
いても良い。
【００６２】Ｗ−ポリサイド膜上の反射防止膜は、上述
のＴｉＯＮの他、Ｓｉx Ｎy 等であっても良い。高融点
金属シリサイド層は、上述のＷＳｉx 層の他、ＭｏＳｉ
x 層，ＴｉＳｉx 層，ＴａＳｉx 層等であっても良い。
さらに、使用するエッチング装置、エッチング条件、ウ
ェハの構成等は適宜変更可能であることは言うまでもな
い。
のＴｉＯＮの他、Ｓｉx Ｎy 等であっても良い。高融点
金属シリサイド層は、上述のＷＳｉx 層の他、ＭｏＳｉ
x 層，ＴｉＳｉx 層，ＴａＳｉx 層等であっても良い。
さらに、使用するエッチング装置、エッチング条件、ウ
ェハの構成等は適宜変更可能であることは言うまでもな
い。
【００６３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のドライエッチング方法によれば、従来では困難であ
ったポリサイド膜の１段階エッチングが、ＣＦＣガスを
使用することなく実現できる。このことは、大きな段差
を有する基板上に形成されたポリサイド膜のエッチング
に、新たな道を開くものである。特に、単独組成のエッ
チング・ガスを使用する系では、エッチングの制御性も
著しく向上させることができる。しかも、エッチング・
ガスの組成に炭素が含まれていないため、ＳｉＯ2 系の
下地に対する選択性が向上し、パーティクル汚染が抑制
できる。
明のドライエッチング方法によれば、従来では困難であ
ったポリサイド膜の１段階エッチングが、ＣＦＣガスを
使用することなく実現できる。このことは、大きな段差
を有する基板上に形成されたポリサイド膜のエッチング
に、新たな道を開くものである。特に、単独組成のエッ
チング・ガスを使用する系では、エッチングの制御性も
著しく向上させることができる。しかも、エッチング・
ガスの組成に炭素が含まれていないため、ＳｉＯ2 系の
下地に対する選択性が向上し、パーティクル汚染が抑制
できる。
【００６４】したがって、本発明は微細なデザイン・ル
ールにもとづいて設計され、高集積度，高性能，高信頼
性を要求される半導体装置の製造に極めて好適である。
ールにもとづいて設計され、高集積度，高性能，高信頼
性を要求される半導体装置の製造に極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をゲート加工に適用したプロセス例をそ
の工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）は
Ｗ−ポリサイド膜上にレジスト・マスクが形成された状
態、（ｂ）はＷ−ポリサイド膜がＳの堆積による側壁保
護膜の形成を伴いながらエッチングされた状態、（ｃ）
は側壁保護膜が除去された状態、（ｄ）はレジスト・マ
スクが除去された状態をそれぞれ表す。
の工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）は
Ｗ−ポリサイド膜上にレジスト・マスクが形成された状
態、（ｂ）はＷ−ポリサイド膜がＳの堆積による側壁保
護膜の形成を伴いながらエッチングされた状態、（ｃ）
は側壁保護膜が除去された状態、（ｄ）はレジスト・マ
スクが除去された状態をそれぞれ表す。
【図２】本発明をゲート加工に適用した他のプロセス例
をその工程順にしたがって示す概略断面図であり、
（ａ）はＷ−ポリサイド膜上にＴｉＯＮ反射防止膜を介
してレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）はＴｉ
ＯＮ反射防止膜パターンが形成され、レジスト・マスク
が除去された状態、（ｃ）はＴｉＯＮ反射防止膜パター
ンをマスクとしてＷ−ポリサイド膜がエッチングされた
状態、（ｄ）は側壁保護膜および窒化イオウ系堆積層が
除去された状態をそれぞれ表す。
をその工程順にしたがって示す概略断面図であり、
（ａ）はＷ−ポリサイド膜上にＴｉＯＮ反射防止膜を介
してレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）はＴｉ
ＯＮ反射防止膜パターンが形成され、レジスト・マスク
が除去された状態、（ｃ）はＴｉＯＮ反射防止膜パター
ンをマスクとしてＷ−ポリサイド膜がエッチングされた
状態、（ｄ）は側壁保護膜および窒化イオウ系堆積層が
除去された状態をそれぞれ表す。
【図３】本発明をゲート加工に適用した他のプロセス例
において、窒化イオウ系化合物の堆積により側壁保護膜
が形成された状態を示す概略断面図である。
において、窒化イオウ系化合物の堆積により側壁保護膜
が形成された状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明をゲート加工に適用したさらに他のプロ
セス例において、窒化イオウ系化合物の堆積により側壁
保護膜および窒化イオウ系堆積層が形成された状態を示
す概略断面図である。
セス例において、窒化イオウ系化合物の堆積により側壁
保護膜および窒化イオウ系堆積層が形成された状態を示
す概略断面図である。
１ ・・・単結晶シリコン基板 ２ ・・・ゲート酸化膜 ３ ・・・多結晶シリコン層 ４ ・・・ＷＳｉx 層 ５ ・・・Ｗ−ポリサイド膜 ５ａ・・・ゲート電極 ６ ・・・レジスト・マスク ７ ・・・側壁保護膜（Ｓ） ８ ・・・ＴｉＯＮ反射防止膜 ８ａ・・・ＴｉＯＮ反射防止膜パターン ９ ・・・窒化イオウ系堆積層 １０・・・側壁保護膜〔（ＳＮ）x 〕
Claims (4)
- 【請求項１】 多結晶シリコン層と高融点金属シリサイ
ド層とがこの順に積層されてなるポリサイド膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、 ＳとＣｌとを構成元素として有し放電解離条件下でプラ
ズマ中に遊離のＳを生成し得る化合物、もしくはＳとＢ
ｒとを構成元素として有し放電解離条件下でプラズマ中
に遊離のＳを生成し得る化合物の少なくとも一方を含む
エッチング・ガスを用い、被エッチング基板を加熱しな
がら前記ポリサイド膜をエッチングすることを特徴とす
るドライエッチング方法。 - 【請求項２】 前記エッチング・ガスがさらに窒素系化
合物を含むことを特徴とする請求項１記載のドライエッ
チング方法。 - 【請求項３】 多結晶シリコン層と高融点金属シリサイ
ド層とがこの順に積層されてなるポリサイド膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、 Ｓ2 Ｃｌ2 とＳ2 Ｂｒ2 との混合気化生成物を含むエッ
チング・ガスを用い、被エッチング基板を加熱しながら
前記ポリサイド膜をエッチングすることを特徴とするド
ライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記エッチング・ガスがさらに窒素系化
合物を含むことを特徴とする請求項３記載のドライエッ
チング方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05910692A JP3198586B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ドライエッチング方法 |
| US08/013,325 US5391244A (en) | 1992-02-14 | 1993-02-04 | Dry etching method |
| DE69331862T DE69331862T2 (de) | 1992-02-14 | 1993-02-11 | Trockenätzverfahren eines Polyzids ohne Verwendung von FCKW-Gasen |
| EP93102170A EP0555858B1 (en) | 1992-02-14 | 1993-02-11 | Method of dry etching a polycide without using a CFC gas |
| KR1019930001891A KR100255402B1 (ko) | 1992-02-14 | 1993-02-12 | 드라이에칭방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05910692A JP3198586B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ドライエッチング方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226304A true JPH05226304A (ja) | 1993-09-03 |
| JP3198586B2 JP3198586B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=13103735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05910692A Expired - Fee Related JP3198586B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ドライエッチング方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5391244A (ja) |
| EP (1) | EP0555858B1 (ja) |
| JP (1) | JP3198586B2 (ja) |
| KR (1) | KR100255402B1 (ja) |
| DE (1) | DE69331862T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686363A (en) * | 1992-12-05 | 1997-11-11 | Yamaha Corporation | Controlled taper etching |
| KR100673142B1 (ko) * | 2000-05-29 | 2007-01-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | 게이트 전극 형성 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0786244A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Sony Corp | ドライエッチング方法 |
| US5674782A (en) * | 1993-12-31 | 1997-10-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for efficiently removing by-products produced in dry-etching |
| GB2297864B (en) * | 1994-12-12 | 1998-11-11 | Japan Res Dev Corp | Method for etching semiconductor crystals |
| US5554563A (en) * | 1995-04-04 | 1996-09-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | In situ hot bake treatment that prevents precipitate formation after a contact layer etch back step |
| JPH10223608A (ja) * | 1997-02-04 | 1998-08-21 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5882535A (en) * | 1997-02-04 | 1999-03-16 | Micron Technology, Inc. | Method for forming a hole in a semiconductor device |
| JP2003195082A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-09 | Hitachi Cable Ltd | 溝部の形成方法および光導波路素子の製造方法 |
| US6855643B2 (en) * | 2002-07-12 | 2005-02-15 | Padmapani C. Nallan | Method for fabricating a gate structure |
| JP2009021584A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-29 | Applied Materials Inc | 高ｋ材料ゲート構造の高温エッチング方法 |
| US9533332B2 (en) | 2011-10-06 | 2017-01-03 | Applied Materials, Inc. | Methods for in-situ chamber clean utilized in an etching processing chamber |
| US8932947B1 (en) | 2013-07-23 | 2015-01-13 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming a round bottom silicon trench recess for semiconductor applications |
| US9214377B2 (en) | 2013-10-31 | 2015-12-15 | Applied Materials, Inc. | Methods for silicon recess structures in a substrate by utilizing a doping layer |
| CN110571129B (zh) * | 2018-06-05 | 2022-08-02 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 一种导电金属氧化物的加工方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4465552A (en) * | 1983-08-11 | 1984-08-14 | Allied Corporation | Method of selectively etching silicon dioxide with SF6 /nitriding component gas |
| JPS6050923A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-22 | Hitachi Ltd | プラズマ表面処理方法 |
| JPS61220432A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Hitachi Ltd | エツチング方法 |
| JPS648628A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Kyocera Corp | Gas etching |
| JPS6432627A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Low-temperature dry etching method |
| JPH01166539A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Hitachi Ltd | 低温ドライエツチング方法および低温ドライエツチング装置 |
| JPH0817170B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1996-02-21 | 富士通株式会社 | 半導体装置のエッチング方法 |
| JP2681117B2 (ja) * | 1989-04-26 | 1997-11-26 | 康夫 南日 | 化合物半導体表面の安定化方法 |
| JPH0336723A (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び電子サイクロトロン共鳴エッチング装置 |
| JP2591209B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1997-03-19 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP2964605B2 (ja) * | 1990-10-04 | 1999-10-18 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP3220992B2 (ja) * | 1991-01-22 | 2001-10-22 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JP3371143B2 (ja) * | 1991-06-03 | 2003-01-27 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP05910692A patent/JP3198586B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-04 US US08/013,325 patent/US5391244A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-11 EP EP93102170A patent/EP0555858B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-11 DE DE69331862T patent/DE69331862T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-12 KR KR1019930001891A patent/KR100255402B1/ko not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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| EP0555858A3 (ja) | 1995-02-22 |
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| JP3198586B2 (ja) | 2001-08-13 |
| KR100255402B1 (ko) | 2000-06-01 |
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| US5391244A (en) | 1995-02-21 |
| DE69331862D1 (de) | 2002-06-06 |
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