JPH07335634A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07335634A JPH07335634A JP6145729A JP14572994A JPH07335634A JP H07335634 A JPH07335634 A JP H07335634A JP 6145729 A JP6145729 A JP 6145729A JP 14572994 A JP14572994 A JP 14572994A JP H07335634 A JPH07335634 A JP H07335634A
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
- H01L21/32137—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas of silicon-containing layers
Abstract
(57)【要約】
【目的】ガス種を削減し、シリサイドエッチング残渣の
無い、下地ポリＳｉに対して選択比の高い、異方性エッ
チングを行う半導体装置の製造方法の提供。 【構成】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成さ
れた高融点金属シリサイドを、フォトレジストパターン
をマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性エッチ
ングを行なう半導体装置の製造方法であって、ハロゲン
含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを主成分とし、塩素ガス
又は臭化水素ガスのいずれか一を副成分として含むこと
を特徴とする。
無い、下地ポリＳｉに対して選択比の高い、異方性エッ
チングを行う半導体装置の製造方法の提供。 【構成】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成さ
れた高融点金属シリサイドを、フォトレジストパターン
をマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性エッチ
ングを行なう半導体装置の製造方法であって、ハロゲン
含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを主成分とし、塩素ガス
又は臭化水素ガスのいずれか一を副成分として含むこと
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に高融点金属シリサイド配線や、シリサイド
／多結晶シリコン構造の配線を有する半導体装置の製造
方法に関する。
に関し、特に高融点金属シリサイド配線や、シリサイド
／多結晶シリコン構造の配線を有する半導体装置の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化にとも
ない、より微細なパターンを精度良く加工する技術が要
求されている。加工するパターンの微細化により、配線
の抵抗が増大し、このことが半導体デバイスの特性を劣
化させる可能性がある。このため、低抵抗の材料を精度
良く加工する技術が必要となってきている。
ない、より微細なパターンを精度良く加工する技術が要
求されている。加工するパターンの微細化により、配線
の抵抗が増大し、このことが半導体デバイスの特性を劣
化させる可能性がある。このため、低抵抗の材料を精度
良く加工する技術が必要となってきている。
【０００３】例えばポリシリコン（「ポリＳｉ」と記
す）はリン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）がドープされて低抵抗
とされるが、高密度化、高集積化とともに、抵抗値の条
件を満足することが材料の性質上困難となってきてい
る。また、抵抗値が低く高融点のシリサイドや金属をゲ
ート電極として直接用いるには、集積回路プロセスの要
求する諸条件（ゲート酸化膜との非反応性、化学的安定
性、加工性等）の点で問題があり、このため、金属シリ
サイドとポリＳｉの二重構造であるポリサイド構造が用
いられ、シリサイド層の電気伝導度が増大し、またポリ
サイド構造によって、シリサイドとゲート酸化膜との反
応を防ぐことができる。
す）はリン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）がドープされて低抵抗
とされるが、高密度化、高集積化とともに、抵抗値の条
件を満足することが材料の性質上困難となってきてい
る。また、抵抗値が低く高融点のシリサイドや金属をゲ
ート電極として直接用いるには、集積回路プロセスの要
求する諸条件（ゲート酸化膜との非反応性、化学的安定
性、加工性等）の点で問題があり、このため、金属シリ
サイドとポリＳｉの二重構造であるポリサイド構造が用
いられ、シリサイド層の電気伝導度が増大し、またポリ
サイド構造によって、シリサイドとゲート酸化膜との反
応を防ぐことができる。
【０００４】現在、最も一般的にタングステンポリサイ
ド（ＷＳｉx／ポリＳｉ）がゲート電極および配線材料
として用いられている。特に、シリコン酸化膜上のタン
グステンポリサイド層のドライエッチングにおいては、
寸法精度、形状の垂直性、シリコン酸化膜との選択比の
向上が望まれている。
ド（ＷＳｉx／ポリＳｉ）がゲート電極および配線材料
として用いられている。特に、シリコン酸化膜上のタン
グステンポリサイド層のドライエッチングにおいては、
寸法精度、形状の垂直性、シリコン酸化膜との選択比の
向上が望まれている。
【０００５】通常、ＷＳｉx層のエッチング条件では、
シリコン酸化膜との選択比が低く、シリコン酸化膜の信
頼性を低下させるため、ＷＳｉx層とポリＳｉ層とでエ
ッチングステップを切り替える２ステップエッチングを
用いている。
シリコン酸化膜との選択比が低く、シリコン酸化膜の信
頼性を低下させるため、ＷＳｉx層とポリＳｉ層とでエ
ッチングステップを切り替える２ステップエッチングを
用いている。
【０００６】この場合、エッチングの制御性、加工性を
考慮すると、ポリＳｉエッチング速度に対するＷＳｉx
エッチング速度の比（即ち、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択
比）の高いことが望まれる。この選択比が低いと、エッ
チング残渣が生じる可能性があり、この残渣はショート
などの問題を引き起こし、半導体デバイスの信頼性を低
下させる。
考慮すると、ポリＳｉエッチング速度に対するＷＳｉx
エッチング速度の比（即ち、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択
比）の高いことが望まれる。この選択比が低いと、エッ
チング残渣が生じる可能性があり、この残渣はショート
などの問題を引き起こし、半導体デバイスの信頼性を低
下させる。
【０００７】また、パターンの微細化にともない、ゲー
ト電極抵抗が増大するため、タングステンポリサイドの
ＷＳｉx層を厚くしポリＳｉ層を薄くして、低抵抗化を
図ることが検討されている。
ト電極抵抗が増大するため、タングステンポリサイドの
ＷＳｉx層を厚くしポリＳｉ層を薄くして、低抵抗化を
図ることが検討されている。
【０００８】このため、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比の高
いことがますます重要となってきている。また、ゲート
電極、配線材料自身の低抵抗化も検討され、ＷＳｉxに
かわる低抵抗のゲート電極および配線材料として、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）、モリブデンシリサイド
（ＭｏＳｉx）等が検討されている。
いことがますます重要となってきている。また、ゲート
電極、配線材料自身の低抵抗化も検討され、ＷＳｉxに
かわる低抵抗のゲート電極および配線材料として、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）、モリブデンシリサイド
（ＭｏＳｉx）等が検討されている。
【０００９】従来、半導体基板にシリコン酸化膜を介し
て形成されたシリサイド（特にＷＳｉx、ＭｏＳｉx）／
ポリＳｉ構造をエッチングしてゲート電極を形成する際
に、シリサイド部分のエッチングガスとして、例えば特
開昭６２−１７６１３４号公報（以下「従来例」とい
う）に記載されるように、ＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3混合
ガスを基本ガスとして、フッ素含有ガス（例えばＮ
Ｆ3、ＣＦ4）の添加が用いられている。
て形成されたシリサイド（特にＷＳｉx、ＭｏＳｉx）／
ポリＳｉ構造をエッチングしてゲート電極を形成する際
に、シリサイド部分のエッチングガスとして、例えば特
開昭６２−１７６１３４号公報（以下「従来例」とい
う）に記載されるように、ＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3混合
ガスを基本ガスとして、フッ素含有ガス（例えばＮ
Ｆ3、ＣＦ4）の添加が用いられている。
【００１０】以下図を用いて従来例を説明する。
【００１１】図１２に、ＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3混合ガ
スを基本ガスとして、シリサイドをエッチングする従来
例の工程断面図を示す。従来例では、ゲート酸化物層の
ような下層酸化物への選択性があるＨＣｌ、Ｃｌ2ガス
化学を下層ポリＳｉエッチング時に使用している。この
ためシリサイドのエッチング時のＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣ
ｌ3混合ガスの使用は、真空を切ること無しに同じ容器
内で本質的にポリサイド／ポリＳｉの連続エッチングが
可能であるとしている。しかし、シリサイドのエッチン
グ時とポリＳｉのエッチング時に異なるガス化学を使用
しても、シリサイドのエッチングをポリＳｉのエッチン
グ間に排気、置換ステップを組み込めば、真空を切るこ
と無しにエッチングすることは可能である。
スを基本ガスとして、シリサイドをエッチングする従来
例の工程断面図を示す。従来例では、ゲート酸化物層の
ような下層酸化物への選択性があるＨＣｌ、Ｃｌ2ガス
化学を下層ポリＳｉエッチング時に使用している。この
ためシリサイドのエッチング時のＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣ
ｌ3混合ガスの使用は、真空を切ること無しに同じ容器
内で本質的にポリサイド／ポリＳｉの連続エッチングが
可能であるとしている。しかし、シリサイドのエッチン
グ時とポリＳｉのエッチング時に異なるガス化学を使用
しても、シリサイドのエッチングをポリＳｉのエッチン
グ間に排気、置換ステップを組み込めば、真空を切るこ
と無しにエッチングすることは可能である。
【００１２】図１２の構造のエッチング特性の例を図１
３に示す。図１３は、ＷＳｉx２７とポリＳｉ２８の添
加ガス（ＣＦ4＋Ｏ2）流量に対するエッチング速度を示
している。
３に示す。図１３は、ＷＳｉx２７とポリＳｉ２８の添
加ガス（ＣＦ4＋Ｏ2）流量に対するエッチング速度を示
している。
【００１３】図１３から、添加ガス流量の増大と共に、
ＷＳＩx／ポリＳｉの選択比が向上することがわかる。
ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比の向上は、清浄で繊維の無
い、つまり残渣の無いエッチングを供給する。
ＷＳＩx／ポリＳｉの選択比が向上することがわかる。
ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比の向上は、清浄で繊維の無
い、つまり残渣の無いエッチングを供給する。
【００１４】ここで、エッチング残渣の生じる要因とし
て、ＷＳｉxエッチング速度よりもポリＳｉエッチング
速度の方が速い、即ち、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比の低
いことが上げられている。そして、残渣の生じない条件
として、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比が２以上であること
が必要であるとしている。
て、ＷＳｉxエッチング速度よりもポリＳｉエッチング
速度の方が速い、即ち、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比の低
いことが上げられている。そして、残渣の生じない条件
として、ＷＳｉx／ポリＳｉ選択比が２以上であること
が必要であるとしている。
【００１５】従来例では、ポリサイドとして特にＷＳｉ
x、ＭｏＳｉxについて詳しく調べられているが、更にチ
タンポリサイド（ＴｉＳｉx／ポリＳｉ）に関してもデ
ータを示している。従来例には、チタンポリサイドにつ
いて、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、Ｃｌ2混合ガスを基本ガスと
し、混合比をＢＣｌ3：Ｃｌ2≧１：１とすることで残渣
の無いエッチングが行えることが開示されている。な
お、従来例によれば、残渣の生じるＢＣｌ3：Ｃｌ2＜
１：１の領域でもＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比は２以上
である。
x、ＭｏＳｉxについて詳しく調べられているが、更にチ
タンポリサイド（ＴｉＳｉx／ポリＳｉ）に関してもデ
ータを示している。従来例には、チタンポリサイドにつ
いて、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、Ｃｌ2混合ガスを基本ガスと
し、混合比をＢＣｌ3：Ｃｌ2≧１：１とすることで残渣
の無いエッチングが行えることが開示されている。な
お、従来例によれば、残渣の生じるＢＣｌ3：Ｃｌ2＜
１：１の領域でもＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比は２以上
である。
【００１６】表１に典型的なポリサイドエッチング条件
を、表２に、特にＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2のエッチング条件
を示す。表１からポリサイドエッチング時には、少なく
とも３種類のガスが使用される。エッチング機構の簡易
性の点からできるだけ少ないガスでエッチングをするこ
とが望ましい。
を、表２に、特にＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2のエッチング条件
を示す。表１からポリサイドエッチング時には、少なく
とも３種類のガスが使用される。エッチング機構の簡易
性の点からできるだけ少ないガスでエッチングをするこ
とが望ましい。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例では、シリ
サイドのエッチングガスとしてＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3
の混合ガスを基本ガスとし、さらにフッ素系ガスの添加
を使用して、残渣のない異方性エッチングを実現してい
るが、使用するガス種が多くガス系としては複雑であ
る。このようにガス種が多いと、エッチング制御が難し
くなり、エッチング機構の簡易性の点からできるだけ少
ないガスでエッチングをすることが望ましい。
サイドのエッチングガスとしてＨＣｌ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3
の混合ガスを基本ガスとし、さらにフッ素系ガスの添加
を使用して、残渣のない異方性エッチングを実現してい
るが、使用するガス種が多くガス系としては複雑であ
る。このようにガス種が多いと、エッチング制御が難し
くなり、エッチング機構の簡易性の点からできるだけ少
ないガスでエッチングをすることが望ましい。
【００２０】また前記従来例では、ＢＣｌ3：Ｃｌ2を変
えた場合のシリサイド／ポリＳｉ選択比が示されている
が、ウェハー上に残渣を残さない清浄なエッチングを提
供するには、ＨＣｌは不可欠とされ、使用するガス種は
少なくとも３種必要とされる。
えた場合のシリサイド／ポリＳｉ選択比が示されている
が、ウェハー上に残渣を残さない清浄なエッチングを提
供するには、ＨＣｌは不可欠とされ、使用するガス種は
少なくとも３種必要とされる。
【００２１】そして、前記従来例では、残渣はシリサイ
ドとポリＳｉのエッチング速度差に起因するものであ
り、シリサイド／ポリＳｉ選択比が２以上であればエッ
チング残渣が生じないとしているが、チタンシリサイド
の場合には、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が２以上とい
う事実から、残渣発生の要因はチタンシリサイド、ポリ
Ｓｉのエッチング速度差に起因するものではない。実際
に、チタンシリサイド層のエッチング途中でエッチング
を止めても残渣は生じている。
ドとポリＳｉのエッチング速度差に起因するものであ
り、シリサイド／ポリＳｉ選択比が２以上であればエッ
チング残渣が生じないとしているが、チタンシリサイド
の場合には、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が２以上とい
う事実から、残渣発生の要因はチタンシリサイド、ポリ
Ｓｉのエッチング速度差に起因するものではない。実際
に、チタンシリサイド層のエッチング途中でエッチング
を止めても残渣は生じている。
【００２２】一方で、チタンシリサイドと下層のポリＳ
ｉとのエッチング選択比が高くないと、マイクロローデ
ィングに起因するパターンの加工不良が生じてしまう。
ここで、マイクロローディングとは、パターンの粗密に
よってエッチング速度が異なる現象をいい、このマイク
ロローディングにより、パターンとパターンの間隔が狭
くエッチングされる領域が狭くなった箇所では、残され
るべきパターンが孤立しており、その周囲のエッチング
領域が広いところに比べてエッチング速度が遅くなる。
配線パターンの配置には設計上の制約から粗密は不可避
であるが、オーバーエッチングを行なうことにより、エ
ッチング速度の遅い密なパターンの加工が可能とされ
る。そのためには、下地とのエッチング選択比が高くな
ければならず、即ち、シリサイドエッチング時に下地の
ポリＳｉのエッチング速度は低くなければならない。
ｉとのエッチング選択比が高くないと、マイクロローデ
ィングに起因するパターンの加工不良が生じてしまう。
ここで、マイクロローディングとは、パターンの粗密に
よってエッチング速度が異なる現象をいい、このマイク
ロローディングにより、パターンとパターンの間隔が狭
くエッチングされる領域が狭くなった箇所では、残され
るべきパターンが孤立しており、その周囲のエッチング
領域が広いところに比べてエッチング速度が遅くなる。
配線パターンの配置には設計上の制約から粗密は不可避
であるが、オーバーエッチングを行なうことにより、エ
ッチング速度の遅い密なパターンの加工が可能とされ
る。そのためには、下地とのエッチング選択比が高くな
ければならず、即ち、シリサイドエッチング時に下地の
ポリＳｉのエッチング速度は低くなければならない。
【００２３】従って、本発明は、上記従来の課題を解決
するものであり、ガス種を削減し簡便なガス系を用いる
ことを可能とし、且つシリサイドエッチング残渣の無
い、更に下地ポリＳｉに対して選択比の高い、異方性エ
ッチングを行う半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。本発明は、以下で明らかとされるように、
好ましくは、チタンシリサイド（ＴｉＳｉx）エッチン
グにおいて、下地ポリＳｉに対して選択比の高く、また
残渣の無い異方性エッチングを行う半導体装置の製造方
法を提供するものである。
するものであり、ガス種を削減し簡便なガス系を用いる
ことを可能とし、且つシリサイドエッチング残渣の無
い、更に下地ポリＳｉに対して選択比の高い、異方性エ
ッチングを行う半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。本発明は、以下で明らかとされるように、
好ましくは、チタンシリサイド（ＴｉＳｉx）エッチン
グにおいて、下地ポリＳｉに対して選択比の高く、また
残渣の無い異方性エッチングを行う半導体装置の製造方
法を提供するものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板上にシリコン酸化膜を介して
形成された高融点金属シリサイドを、フォトレジストパ
ターンをマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性
エッチングを行なう半導体装置の製造方法であって、前
記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを主成分と
し、塩素ガス又は臭化水素ガスのいずれか一を副成分と
して含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供
する。
に、本発明は、半導体基板上にシリコン酸化膜を介して
形成された高融点金属シリサイドを、フォトレジストパ
ターンをマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性
エッチングを行なう半導体装置の製造方法であって、前
記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを主成分と
し、塩素ガス又は臭化水素ガスのいずれか一を副成分と
して含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供
する。
【００２５】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いては、前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを
２５％以上含有し、残部が臭化水素ガスであることを特
徴とする。
いては、前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを
２５％以上含有し、残部が臭化水素ガスであることを特
徴とする。
【００２６】さらに、本発明は、半導体基板上にシリコ
ン酸化膜を介して形成された高融点金属シリサイドを、
フォトレジストパターンをマスクとしてハロゲン含有ガ
スを用いて異方性エッチングを行なう半導体装置の製造
方法であって、前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素
ガスと、塩素ガス又は臭化水素ガスのいずれか一とを含
み、更に、希ガスを添加することを特徴とするものであ
る。
ン酸化膜を介して形成された高融点金属シリサイドを、
フォトレジストパターンをマスクとしてハロゲン含有ガ
スを用いて異方性エッチングを行なう半導体装置の製造
方法であって、前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素
ガスと、塩素ガス又は臭化水素ガスのいずれか一とを含
み、更に、希ガスを添加することを特徴とするものであ
る。
【００２７】そして本発明は、その好適な態様として、
半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成されたチタ
ンシリサイド膜又はチタンシリサイド／多結晶シリコン
の積層膜を、フォトレジストパターンをマスクとして反
応性イオンエッチング装置でエッチングする際に、チタ
ンシリサイド膜のエッチングガスとして、三塩化ホウ素
ガスと塩素との混合ガスを用い、三塩化ホウ素の流量を
全ガス流量に対して５０％以上として、異方性エッチン
グを行うことを特徴とするものである。
半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成されたチタ
ンシリサイド膜又はチタンシリサイド／多結晶シリコン
の積層膜を、フォトレジストパターンをマスクとして反
応性イオンエッチング装置でエッチングする際に、チタ
ンシリサイド膜のエッチングガスとして、三塩化ホウ素
ガスと塩素との混合ガスを用い、三塩化ホウ素の流量を
全ガス流量に対して５０％以上として、異方性エッチン
グを行うことを特徴とするものである。
【００２８】また本発明は、その好適な態様として、半
導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成されたチタン
シリサイド膜又はチタンシリサイド／多結晶シリコンの
積層膜を、フォトレジストパターンをマスクとして反応
性イオンエッチング装置でエッチングする際に、チタン
シリサイド膜のエッチングガスとして、三塩化ホウ素と
臭化水素との混合ガスを用い、三塩化ホウ素の流量を全
ガス流量に対して２５％以上として、異方性エッチング
を行うことを特徴とするものである。
導体基板上にシリコン酸化膜を介して形成されたチタン
シリサイド膜又はチタンシリサイド／多結晶シリコンの
積層膜を、フォトレジストパターンをマスクとして反応
性イオンエッチング装置でエッチングする際に、チタン
シリサイド膜のエッチングガスとして、三塩化ホウ素と
臭化水素との混合ガスを用い、三塩化ホウ素の流量を全
ガス流量に対して２５％以上として、異方性エッチング
を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
【作用】本発明は、半導体基板上にシリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ2）を介して形成された、好ましくはチタンポリサ
イド層をマスクを用いてエッチングする際に、チタンシ
リサイド（ＴｉＳｉx）層のエッチングに三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3）を含むガスをエッチングガスとして用い、
残渣の無い異方性エッチングを可能としている。また、
本発明によれば、シリサイドエッチング用のハロゲン含
有ガスのガス種を２種にまで削減し、シリサイドエッチ
ング速度／ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）の増
大を可能としている。さらに、本発明においては、好ま
しくはヘリウム等の希ガスを添加することにより、プラ
ズマが広がり、エッチングの均一性が向上する。
ｉＯ2）を介して形成された、好ましくはチタンポリサ
イド層をマスクを用いてエッチングする際に、チタンシ
リサイド（ＴｉＳｉx）層のエッチングに三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3）を含むガスをエッチングガスとして用い、
残渣の無い異方性エッチングを可能としている。また、
本発明によれば、シリサイドエッチング用のハロゲン含
有ガスのガス種を２種にまで削減し、シリサイドエッチ
ング速度／ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）の増
大を可能としている。さらに、本発明においては、好ま
しくはヘリウム等の希ガスを添加することにより、プラ
ズマが広がり、エッチングの均一性が向上する。
【００３０】
【実施例】図２は通常用いられている平行平板型反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）装置の概念図である。７は
エッチングガスの供給と電極とを兼ねる上部電極、８は
真空容器、９はＲＦ電源、１０はマッチングボックス、
１１は試料１２を載置するステージを兼ねる下地電極を
示す。
イオンエッチング（ＲＩＥ）装置の概念図である。７は
エッチングガスの供給と電極とを兼ねる上部電極、８は
真空容器、９はＲＦ電源、１０はマッチングボックス、
１１は試料１２を載置するステージを兼ねる下地電極を
示す。
【００３１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、ＲＩＥ装置を用い
てチタンポリサイド構造のチタンシリサイド層をエッチ
ングする一実施例を示す工程順を説明するための断面図
である。図１（Ａ）は、エッチング前の試料断面の構造
を示し、図１（Ｂ）は、シリサイドエッチング後の試料
断面の構造を示している。
てチタンポリサイド構造のチタンシリサイド層をエッチ
ングする一実施例を示す工程順を説明するための断面図
である。図１（Ａ）は、エッチング前の試料断面の構造
を示し、図１（Ｂ）は、シリサイドエッチング後の試料
断面の構造を示している。
【００３２】以下、これらの図を参照しながら実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３３】エッチングを行う前の試料は、図１（Ａ）
に示されるように、半導体基板１に熱酸化により厚さ１
００⌒のＳｉＯ2膜２を形成し、その上に例えばＣＶＤ
法により厚さ１５００⌒のポリＳｉ層３を形成し、必要
であればリン（Ｐ）をドープし、次に例えばスパッタ法
により厚さ１５００⌒のＴｉＳｉx層４を形成し、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）層４の上にＴｉＳｉx層とポ
リＳｉ層をエッチングしてゲート電極を形成するための
厚さ１μｍ、幅０．４μｍのレジストマスク５を形成し
て、作製される。
に示されるように、半導体基板１に熱酸化により厚さ１
００⌒のＳｉＯ2膜２を形成し、その上に例えばＣＶＤ
法により厚さ１５００⌒のポリＳｉ層３を形成し、必要
であればリン（Ｐ）をドープし、次に例えばスパッタ法
により厚さ１５００⌒のＴｉＳｉx層４を形成し、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）層４の上にＴｉＳｉx層とポ
リＳｉ層をエッチングしてゲート電極を形成するための
厚さ１μｍ、幅０．４μｍのレジストマスク５を形成し
て、作製される。
【００３４】図１（Ａ）に示される試料を図２に示した
ＲＩＥ装置に配置して、様々なエッチングガスを供給し
て、レジストマスク５をマスクにしてチタンシリサイド
（ＴｉＳｉx）層４とポリＳｉ層３のドライエッチング
を行った。
ＲＩＥ装置に配置して、様々なエッチングガスを供給し
て、レジストマスク５をマスクにしてチタンシリサイド
（ＴｉＳｉx）層４とポリＳｉ層３のドライエッチング
を行った。
【００３５】その際、圧力、ＲＦパワー、下部電極温度
は表３に示すように一定でガス種のみを変えて行った。
エッチングガスの総流量は１００ｓｃｃｍとした。
は表３に示すように一定でガス種のみを変えて行った。
エッチングガスの総流量は１００ｓｃｃｍとした。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【実施例１】まず、本発明の第１の実施例として、図３
に、エッチングガスとして、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）
および塩素（Ｃｌ2）の混合ガスを用いた場合におい
て、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）流量を変えたときのチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）およびポリＳｉのエッチン
グ速度１３、１４を示し、図４に、ＴｉＳｉx／ポリＳ
ｉ選択比１５を示す。
に、エッチングガスとして、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）
および塩素（Ｃｌ2）の混合ガスを用いた場合におい
て、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）流量を変えたときのチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉx）およびポリＳｉのエッチン
グ速度１３、１４を示し、図４に、ＴｉＳｉx／ポリＳ
ｉ選択比１５を示す。
【００３８】図３に示すように、三塩化ホウ素（ＢＣｌ
3）流量の増加と共にチタンシリサイド（ＴｉＳｉx）お
よびポリＳｉのエッチング速度１３、１４は減少する。
エッチング速度は、塩素（Ｃｌ2）流量によって決定さ
れ、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）１００％ではほとんどエ
ッチングは進行しない。
3）流量の増加と共にチタンシリサイド（ＴｉＳｉx）お
よびポリＳｉのエッチング速度１３、１４は減少する。
エッチング速度は、塩素（Ｃｌ2）流量によって決定さ
れ、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）１００％ではほとんどエ
ッチングは進行しない。
【００３９】また、図４に示すように、ＴｉＳｉx／ポ
リＳｉ選択比１５は三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）１００％
の場合を除けば、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）０％でも２
以上であり、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を増加すると３
近くになる。
リＳｉ選択比１５は三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）１００％
の場合を除けば、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）０％でも２
以上であり、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を増加すると３
近くになる。
【００４０】このときの形状を観察すると、全ての場合
で異方性であるが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）０％と２
５％では残渣が生じていた。その密度は２５％の方が少
ない。
で異方性であるが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）０％と２
５％では残渣が生じていた。その密度は２５％の方が少
ない。
【００４１】三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガスには残渣を
抑制する効果があり、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガスを
混合比を５０％以上とすることで残渣無しの異方性形状
が得られる。被エッチング面が平面状の状態でエッチン
グは進行する。
抑制する効果があり、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガスを
混合比を５０％以上とすることで残渣無しの異方性形状
が得られる。被エッチング面が平面状の状態でエッチン
グは進行する。
【００４２】また、マイクロローディングが生じる場合
でも、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が３と高いため、オ
ーバーエッチングを行うことでマイクロローディングを
実質的に低減できる。
でも、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が３と高いため、オ
ーバーエッチングを行うことでマイクロローディングを
実質的に低減できる。
【００４３】三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガスの混合比が
５０％の時の、ＴｉＳｉxのエッチング速度は３６５０
⌒／ｍｉｎ．、ポリＳｉのエッチング速度は１２６０⌒
／ｍｉｎ．、選択比は２．９である。
５０％の時の、ＴｉＳｉxのエッチング速度は３６５０
⌒／ｍｉｎ．、ポリＳｉのエッチング速度は１２６０⌒
／ｍｉｎ．、選択比は２．９である。
【００４４】一方、図５及び図７は、比較例として、通
常タングステンシリサイド（ＷＳｉx）エッチングに用
いられるＳＦ6、Ｃｌ2混合ガスと、ＨＢｒ、Ｃｌ2混合
ガスを用いた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉのエッチ
ング速度（１６、１７；１９、２０）をそれぞれ示して
いる。
常タングステンシリサイド（ＷＳｉx）エッチングに用
いられるＳＦ6、Ｃｌ2混合ガスと、ＨＢｒ、Ｃｌ2混合
ガスを用いた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉのエッチ
ング速度（１６、１７；１９、２０）をそれぞれ示して
いる。
【００４５】また、図６及び図８に、ＳＦ6、Ｃｌ2混合
ガスとＨＢｒ、Ｃｌ2混合ガスを用いた場合のＴｉＳｉx
／ポリＳｉ選択比１８、２１をそれぞれ示す。
ガスとＨＢｒ、Ｃｌ2混合ガスを用いた場合のＴｉＳｉx
／ポリＳｉ選択比１８、２１をそれぞれ示す。
【００４６】図５に示すように、ＳＦ6流量の増加と共
に、ＴｉＳｉxのエッチング速度１６は減少し、ポリＳ
ｉのエッチング速度１７は増加するため、選択比１８は
図６に示されるように減少する。ＳＦ6流量の増加とと
もに形状ではサイドエッチングが増大する。また、残渣
はＳＦ6流量に無関係であり、全ての場合に生じる。
に、ＴｉＳｉxのエッチング速度１６は減少し、ポリＳ
ｉのエッチング速度１７は増加するため、選択比１８は
図６に示されるように減少する。ＳＦ6流量の増加とと
もに形状ではサイドエッチングが増大する。また、残渣
はＳＦ6流量に無関係であり、全ての場合に生じる。
【００４７】ＨＢｒ、Ｃｌ2混合ガスでは、図７に示さ
れるようにＴｉＳｉxエッチング速度１９はＨＢｒ流量
の増加と共に徐々に減少し、ポリＳｉエッチング速度２
０は、ほぼ一定である。このため、選択比２１は図８の
ように低下する。形状は、全て異方的であるが、残渣は
ＨＢｒ流量と共に増加する。
れるようにＴｉＳｉxエッチング速度１９はＨＢｒ流量
の増加と共に徐々に減少し、ポリＳｉエッチング速度２
０は、ほぼ一定である。このため、選択比２１は図８の
ように低下する。形状は、全て異方的であるが、残渣は
ＨＢｒ流量と共に増加する。
【００４８】
【実施例２】次に、本発明の第２の実施例としてエッチ
ングガスとして、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、臭化水素
（ＨＢｒ）混合ガスを使用した場合の、ＢＣｌ3流量を
変えたときのＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチング速度
２２、２３を図９に、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比２４
を図１０に示す。
ングガスとして、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、臭化水素
（ＨＢｒ）混合ガスを使用した場合の、ＢＣｌ3流量を
変えたときのＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチング速度
２２、２３を図９に、ＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比２４
を図１０に示す。
【００４９】ＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチング速度
はＢＣｌ3流量の増加と共に減少する。選択比はＢＣｌ3
０％のときは１であるが、ＢＣｌ3２５％で２となる。
しかし、さらにＢＣｌ3流量を増加しても選択比は２か
ら変化しない。
はＢＣｌ3流量の増加と共に減少する。選択比はＢＣｌ3
０％のときは１であるが、ＢＣｌ3２５％で２となる。
しかし、さらにＢＣｌ3流量を増加しても選択比は２か
ら変化しない。
【００５０】形状は、全ての場合で異方的であるが、Ｂ
Ｃｌ3流量と共にマイクロローディングが増加する。
Ｃｌ3流量と共にマイクロローディングが増加する。
【００５１】残渣はＢＣｌ3０％では生じるが、ＢＣｌ3
２５％以上で生じない。ＢＣｌ3、ＨＢｒ混合ガスで
も、ＢＣｌ3ガスは残渣を抑制する効果があり、ＢＣｌ3
流量２５％以上で残渣無しで異方的形状が得られる。混
合比２５％の時のＴｉＳｉxエッチング速度は４２２５
⌒／ｍｉｎ．、ポリＳｉエッチング速度は２２５２⌒／
ｍｉｎ．、選択比は１．９である。
２５％以上で生じない。ＢＣｌ3、ＨＢｒ混合ガスで
も、ＢＣｌ3ガスは残渣を抑制する効果があり、ＢＣｌ3
流量２５％以上で残渣無しで異方的形状が得られる。混
合比２５％の時のＴｉＳｉxエッチング速度は４２２５
⌒／ｍｉｎ．、ポリＳｉエッチング速度は２２５２⌒／
ｍｉｎ．、選択比は１．９である。
【００５２】
【比較結果】異なるガスを用いたときのＴｉＳｉx／ポ
リＳｉ選択比の比較例を図１１に、エッチング残渣の有
無を表４に示す。図１１、表４から、三塩化ホウ素（Ｂ
Ｃｌ3）ガスには、対ポリＳｉとの選択比の向上とエッ
チング残渣の抑制に効果がある。また、表４に示すよう
に、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）は、ＢＣｌ3とＣｌ2混合
ガスの場合に５０％以上で、またＢＣｌ3とＨＢｒ混合
ガスの場合には２５％以上でエッチング残渣が生じな
い。これに対して、ＳＦ6／Ｃｌ2、ＣＦ4／Ｃｌ2、ＨＢ
ｒ／Ｃｌ2ではすべての混合比においてエッチング残渣
が生じている。また、本発明の第１、第２の実施例はＴ
ｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が大きく、オーバーエッチン
グを行うことでマイクロローディングを実質的に低減で
きる。図１１に示すように、第１、第２の実施例とも三
塩化ホウ素（ＢＣｌ3）が全ガス流量の略７５％程度ま
でＴｉＳｉx／ポリＳｉは高い値を保つ。
リＳｉ選択比の比較例を図１１に、エッチング残渣の有
無を表４に示す。図１１、表４から、三塩化ホウ素（Ｂ
Ｃｌ3）ガスには、対ポリＳｉとの選択比の向上とエッ
チング残渣の抑制に効果がある。また、表４に示すよう
に、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）は、ＢＣｌ3とＣｌ2混合
ガスの場合に５０％以上で、またＢＣｌ3とＨＢｒ混合
ガスの場合には２５％以上でエッチング残渣が生じな
い。これに対して、ＳＦ6／Ｃｌ2、ＣＦ4／Ｃｌ2、ＨＢ
ｒ／Ｃｌ2ではすべての混合比においてエッチング残渣
が生じている。また、本発明の第１、第２の実施例はＴ
ｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が大きく、オーバーエッチン
グを行うことでマイクロローディングを実質的に低減で
きる。図１１に示すように、第１、第２の実施例とも三
塩化ホウ素（ＢＣｌ3）が全ガス流量の略７５％程度ま
でＴｉＳｉx／ポリＳｉは高い値を保つ。
【００５３】
【表４】
【００５４】なお、本発明の第１の実施例は、第２の実
施例よりＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が大きい。しか
し、第２の実施例は、チェンバーやそれに付着した汚染
物をエッチングすることがないため、汚染が生じないと
いう利点を有する。
施例よりＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比が大きい。しか
し、第２の実施例は、チェンバーやそれに付着した汚染
物をエッチングすることがないため、汚染が生じないと
いう利点を有する。
【００５５】
【実施例３】本発明の第３の実施例として、ＢＣｌ3、
Ｃｌ2混合ガス、又はＢＣｌ3、ＨＢｒ混合ガス中にヘリ
ウム（Ｈｅ）を添加すると、プラズマが広がり、エッチ
ングの均一性が向上し、残渣は生じない。なおＨｅガス
の添加量は全体の５０％程度までとされる。
Ｃｌ2混合ガス、又はＢＣｌ3、ＨＢｒ混合ガス中にヘリ
ウム（Ｈｅ）を添加すると、プラズマが広がり、エッチ
ングの均一性が向上し、残渣は生じない。なおＨｅガス
の添加量は全体の５０％程度までとされる。
【００５６】上述のようにＴｉＳｉx／ポリＳｉ選択比
が２以上でも、残渣はシリサイドエッチング時に生じ
る。また、ＢＣｌ3ガスを添加し、流量を増加すること
で残渣は低減される。ＢＣｌ3ガスのエッチング機構
は、イオン性が主体である。このため、チタンシリサイ
ド膜中にＴｉ、Ｓｉとの酸化物のグレインが存在してい
る可能性があり、この酸化物のグレインがマイクロマス
クとなって残渣が生じていると考えられる。
が２以上でも、残渣はシリサイドエッチング時に生じ
る。また、ＢＣｌ3ガスを添加し、流量を増加すること
で残渣は低減される。ＢＣｌ3ガスのエッチング機構
は、イオン性が主体である。このため、チタンシリサイ
ド膜中にＴｉ、Ｓｉとの酸化物のグレインが存在してい
る可能性があり、この酸化物のグレインがマイクロマス
クとなって残渣が生じていると考えられる。
【００５７】ＢＣｌ3、Ｃｌ2混合ガス、又はＢＣｌ3、
ＨＢｒ混合ガスに均一性向上などの目的のために、第３
のガスとしてＨｅなどの希ガスを添加しても残渣無しの
異方性エッチングは実現される。
ＨＢｒ混合ガスに均一性向上などの目的のために、第３
のガスとしてＨｅなどの希ガスを添加しても残渣無しの
異方性エッチングは実現される。
【００５８】以上、本発明を上記各種実施例に即して説
明したが、本発明は、上記実施態様に限定されるもので
なく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論
である。例えば、圧力、ＲＦパワー、下部電極温度など
のパラメータは表３に限定されたものではなく、エッチ
ング形状の最適化などのために変えることも可能であ
る。また、本発明は、上記実施例で説明したＲＩＥ装置
に限定されるものではなく、他のエッチング装置にも適
用可能である。さらに、上記実施例では、ＷＳｉxにか
わる低抵抗のゲート電極および配線材料として着目され
つつある、チタンシリサイドを例に説明したが、本発明
はチタンシリサイド以外の高融点金属シリサイドにも同
様にして適用可能である。
明したが、本発明は、上記実施態様に限定されるもので
なく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論
である。例えば、圧力、ＲＦパワー、下部電極温度など
のパラメータは表３に限定されたものではなく、エッチ
ング形状の最適化などのために変えることも可能であ
る。また、本発明は、上記実施例で説明したＲＩＥ装置
に限定されるものではなく、他のエッチング装置にも適
用可能である。さらに、上記実施例では、ＷＳｉxにか
わる低抵抗のゲート電極および配線材料として着目され
つつある、チタンシリサイドを例に説明したが、本発明
はチタンシリサイド以外の高融点金属シリサイドにも同
様にして適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来例と比較してガス種を大幅に削減することを可能と
し、残渣無しの異方性エッチングを可能としている。ま
た、本発明によれば、シリサイドエッチング速度／ポリ
Ｓｉエッチング速度の比（選択比）の増大を可能とし、
このため簡易なガス種によりながら、ポリサイド構造の
エッチングにおいて、エッチングプロセスのマージン、
制御性、さらに微細加工性が向上し、マイクロローディ
ングに対してもオーバーエッチングを行うことでこれを
実質的に低減することが可能である。さらに、本発明に
おいては、希ガスを添加することにより、プラズマが広
がり、エッチングの均一性が向上するという効果を奏す
る。
従来例と比較してガス種を大幅に削減することを可能と
し、残渣無しの異方性エッチングを可能としている。ま
た、本発明によれば、シリサイドエッチング速度／ポリ
Ｓｉエッチング速度の比（選択比）の増大を可能とし、
このため簡易なガス種によりながら、ポリサイド構造の
エッチングにおいて、エッチングプロセスのマージン、
制御性、さらに微細加工性が向上し、マイクロローディ
ングに対してもオーバーエッチングを行うことでこれを
実質的に低減することが可能である。さらに、本発明に
おいては、希ガスを添加することにより、プラズマが広
がり、エッチングの均一性が向上するという効果を奏す
る。
【図１】本発明の実施例の工程順断面図である。（Ａ）
はエッチング前試料構造であり、（Ｂ）はチタンシリサ
イドエッチング後試料構造を示す図である。
はエッチング前試料構造であり、（Ｂ）はチタンシリサ
イドエッチング後試料構造を示す図である。
【図２】反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置の概念
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例における、ＢＣｌ3、Ｃｌ2混
合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポ
リＳｉエッチング速度を示す図である。
合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポ
リＳｉエッチング速度を示す図である。
【図４】本発明の一実施例における、ＢＣｌ3、Ｃｌ2混
合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳ
ｉエッチング速度の比（選択比）を示す図である。
合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳ
ｉエッチング速度の比（選択比）を示す図である。
【図５】比較例として、ＳＦ6、Ｃｌ2混合ガスのＳＦ6
流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチン
グ速度を示す図である。
流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチン
グ速度を示す図である。
【図６】比較例として、ＳＦ6、Ｃｌ2混合ガスのＳＦ6
流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング速
度の比（選択比）を示す図である。
流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング速
度の比（選択比）を示す図である。
【図７】比較例として、ＨＢｒ，Ｃｌ2混合ガスのＨＢ
ｒ流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチ
ング速度を示す図である。
ｒ流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよびポリＳｉエッチ
ング速度を示す図である。
【図８】比較例として、ＨＢｒ，Ｃｌ2混合ガスのＨＢ
ｒ流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング
速度の比（選択比）を示す図である。
ｒ流量を変えた場合のＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング
速度の比（選択比）を示す図である。
【図９】本発明の別の実施例における、ＢＣｌ3、ＨＢ
ｒ混合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよ
びポリＳｉエッチング速度を示す図である。
ｒ混合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉxおよ
びポリＳｉエッチング速度を示す図である。
【図１０】本発明の別の実施例における、ＢＣｌ3、Ｈ
Ｂｒ混合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉx／
ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）を示す図であ
る。
Ｂｒ混合ガスのＢＣｌ3流量を変えた場合のＴｉＳｉx／
ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）を示す図であ
る。
【図１１】異なるガス系を使用したときの混合比に対す
るＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）
を示す図である。
るＴｉＳｉx／ポリＳｉエッチング速度の比（選択比）
を示す図である。
【図１２】従来例の試料構造を示す図である。
【図１３】従来例のタングステンシリサイドのエッチン
グ特性を示す図である。
グ特性を示す図である。
１ 半導体基板 ２ シリコン酸化膜 ３ ポリシリコン ４ チタンシリサイド ５ レジストマスク ６ 残渣 ７ 上部電極 ８ 真空容器 ９ ＲＦ電源 １０ マッチングボックス １１ 下部電極 １２ 試料 ２６ シリサイド
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】エッチングを行う前の試料は、図１（Ａ）
に示されるように、半導体基板１に熱酸化により厚さ１
００ÅのＳｉＯ２膜２を形成し、その上に例えばＣＶＤ
法により厚さ１５００ÅのポリＳｉ層３を形成し、必要
であればリン（Ｐ）をドープし、次に例えばスパッタ法
により厚さ１５００ÅのＴｉＳｉｘ層４を形成し、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉｘ）層４の上にＴｉＳｉｘ層と
ポリＳｉ層をエッチングしてゲート電極を形成するため
の厚さ１μｍ、幅０．４μｍのレジストマスク５を形成
して、作製される。
に示されるように、半導体基板１に熱酸化により厚さ１
００ÅのＳｉＯ２膜２を形成し、その上に例えばＣＶＤ
法により厚さ１５００ÅのポリＳｉ層３を形成し、必要
であればリン（Ｐ）をドープし、次に例えばスパッタ法
により厚さ１５００ÅのＴｉＳｉｘ層４を形成し、チタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉｘ）層４の上にＴｉＳｉｘ層と
ポリＳｉ層をエッチングしてゲート電極を形成するため
の厚さ１μｍ、幅０．４μｍのレジストマスク５を形成
して、作製される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガスの混合比が
５０％の時の、ＴｉＳｉｘのエッチング速度は３６５０
Å／ｍｉｎ．、ポリＳｉのエッチング速度は１２６０Å
／ｍｉｎ．、選択比は２．９である。
５０％の時の、ＴｉＳｉｘのエッチング速度は３６５０
Å／ｍｉｎ．、ポリＳｉのエッチング速度は１２６０Å
／ｍｉｎ．、選択比は２．９である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】残渣はＢＣｌ３０％では生じるが、ＢＣｌ
３２５％以上で生じない。ＢＣｌ３、ＨＢｒ混合ガスで
も、ＢＣｌ３ガスは残渣を抑制する効果があり、ＢＣｌ
３流量２５％以上で残渣無しで異方的形状が得られる。
混合比２５％の時のＴｉＳｉｘエッチング速度は４２２
５Å／ｍｉｎ．、ポリＳｉエッチング速度は２２５２Å
／ｍｉｎ．、選択比は１．９である。
３２５％以上で生じない。ＢＣｌ３、ＨＢｒ混合ガスで
も、ＢＣｌ３ガスは残渣を抑制する効果があり、ＢＣｌ
３流量２５％以上で残渣無しで異方的形状が得られる。
混合比２５％の時のＴｉＳｉｘエッチング速度は４２２
５Å／ｍｉｎ．、ポリＳｉエッチング速度は２２５２Å
／ｍｉｎ．、選択比は１．９である。
Claims (9)
- 【請求項１】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形
成された高融点金属シリサイドを、フォトレジストパタ
ーンをマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性エ
ッチングを行なう半導体装置の製造方法であって、 前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを主成分と
し、塩素ガス又は臭化水素ガスのいずれか一を副成分と
して含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形
成された高融点金属シリサイドを、フォトレジストパタ
ーンをマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性エ
ッチングを行なう半導体装置の製造方法であって、 前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスを２５％以
上含有し、残部が臭化水素ガスであることを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形
成された高融点金属シリサイドを、フォトレジストパタ
ーンをマスクとしてハロゲン含有ガスを用いて異方性エ
ッチングを行なう半導体装置の製造方法であって、 前記ハロゲン含有ガスが、三塩化ホウ素ガスと、塩素ガ
ス又は臭化水素ガスのいずれか一とを含み、更に、希ガ
スを添加することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記高融点金属シリサイドが、チタンシリ
サイド膜又はチタンシリサイド／多結晶シリコン積層膜
であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記異方性エッチングが反応性イオンエッ
チング装置を用いて行なわれることを特徴とする請求項
１ないし４のいずれか一に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項６】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形
成されたチタンシリサイド膜又はチタンシリサイド／多
結晶シリコンの積層膜を、フォトレジストパターンをマ
スクとして反応性イオンエッチング装置でエッチングす
る際に、チタンシリサイド膜のエッチングガスとして、
三塩化ホウ素ガスと塩素との混合ガスを用い、三塩化ホ
ウ素の流量を全ガス流量に対して５０％以上として、異
方性エッチングを行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項７】半導体基板上にシリコン酸化膜を介して形
成されたチタンシリサイド膜又はチタンシリサイド／多
結晶シリコンの積層膜を、フォトレジストパターンをマ
スクとして反応性イオンエッチング装置でエッチングす
る際に、チタンシリサイド膜のエッチングガスとして、
三塩化ホウ素と臭化水素との混合ガスを用い、三塩化ホ
ウ素の流量を全ガス流量に対して２５％以上として、異
方性エッチングを行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項８】前記混合ガスに希ガスを添加してエッチン
グを行うことを特徴とする請求項６又は７記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項９】前記希ガスがヘリウムガスを含むことを特
徴とする請求項３又は８記載の半導体装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP6145729A JP2727966B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 半導体装置の製造方法 |
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| JP6145729A JP2727966B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 半導体装置の製造方法 |
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