JPH08139080A - コバルトシリサイド層のエッチング方法 - Google Patents
コバルトシリサイド層のエッチング方法Info
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- JPH08139080A JPH08139080A JP24610495A JP24610495A JPH08139080A JP H08139080 A JPH08139080 A JP H08139080A JP 24610495 A JP24610495 A JP 24610495A JP 24610495 A JP24610495 A JP 24610495A JP H08139080 A JPH08139080 A JP H08139080A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さな形状寸法を規定しうるようにコバルト
シリサイド層をエッチングする方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板（１２）の上に形成したポ
リシリコン層（１４）の上に重畳され、且つマスク材料
（１６）によって選択的に覆われたコバルトシリサイド
層（１５）をエッチングするための方法であって：コバ
ルトシリサイド層（１５）を気体塩素流に規定された圧
力にてさらし；規定電力を用いることにより気体塩素を
イオン化して、コバルトシリサイド層（１５）を選択的
に除去するためのプラズマを形成する。
シリサイド層をエッチングする方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板（１２）の上に形成したポ
リシリコン層（１４）の上に重畳され、且つマスク材料
（１６）によって選択的に覆われたコバルトシリサイド
層（１５）をエッチングするための方法であって：コバ
ルトシリサイド層（１５）を気体塩素流に規定された圧
力にてさらし；規定電力を用いることにより気体塩素を
イオン化して、コバルトシリサイド層（１５）を選択的
に除去するためのプラズマを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコバルトシリサイド
層をエッチングする方法に関するものである。
層をエッチングする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロエレクトロニクスにて、電気的
な相互接続用の追加層を設けるのにポリシリコンを用い
ることは既知である。しかし、ポリシリコンはアルミニ
ウムほど良好な導体ではないため、ポリシリコンによる
相互接続は比較的短くする必要がある。
な相互接続用の追加層を設けるのにポリシリコンを用い
ることは既知である。しかし、ポリシリコンはアルミニ
ウムほど良好な導体ではないため、ポリシリコンによる
相互接続は比較的短くする必要がある。
【０００３】ポリシリコンの比較的高い抵抗率を低減さ
せる１つの方法として、ポリシリコン層の上にシリサイ
ド層を形成することが知られており；シリサイドの抵抗
率は低いために、シリサイド／ポリシリコン層の総シー
ト抵抗が低くなり、従って低抵抗の長い相互接続を形成
することができる。このようにして、デバイスの物理的
な寸法を小さくし、且つこれらデバイスの性能を向上さ
せることができる。
せる１つの方法として、ポリシリコン層の上にシリサイ
ド層を形成することが知られており；シリサイドの抵抗
率は低いために、シリサイド／ポリシリコン層の総シー
ト抵抗が低くなり、従って低抵抗の長い相互接続を形成
することができる。このようにして、デバイスの物理的
な寸法を小さくし、且つこれらデバイスの性能を向上さ
せることができる。
【０００４】シリサイド（ＷＳｉ2)は化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）により得たり、又はポリシリコン層の上にスパッタ
した比較的耐熱性の金属を熱処理することにより合成す
ることができる。最初の場合には、ウェハ上のいたると
ころにブランケット薄膜が形成され、次いで所望構造を
得るためにこれをパターン化する。第２の場合には、二
酸化シリコンによって覆われていないシリコン領域の上
にだけシリサイドが形成される（自己整合を適用）。或
る特別な用途によっては、自己整合シリサイドを形成
し、さらにこのシリサイドをパターン化する必要がある
（二重レベルポリシリコンバイポーラトランジスタ）。
Ｄ）により得たり、又はポリシリコン層の上にスパッタ
した比較的耐熱性の金属を熱処理することにより合成す
ることができる。最初の場合には、ウェハ上のいたると
ころにブランケット薄膜が形成され、次いで所望構造を
得るためにこれをパターン化する。第２の場合には、二
酸化シリコンによって覆われていないシリコン領域の上
にだけシリサイドが形成される（自己整合を適用）。或
る特別な用途によっては、自己整合シリサイドを形成
し、さらにこのシリサイドをパターン化する必要がある
（二重レベルポリシリコンバイポーラトランジスタ）。
【０００５】こうした場合における最も有望な材料はコ
バルトシリサイド（ＣｏＳｉ2)及びチタンシリサイド
（ＴｉＳｉ2)である。その理由は、これらは他のシリサ
イドに比べて抵抗率が低く、しかも熱安定性が高く、さ
らに自己整合法によって形成することができるからであ
る。
バルトシリサイド（ＣｏＳｉ2)及びチタンシリサイド
（ＴｉＳｉ2)である。その理由は、これらは他のシリサ
イドに比べて抵抗率が低く、しかも熱安定性が高く、さ
らに自己整合法によって形成することができるからであ
る。
【０００６】コバルトシリサイドはチタンシリサイドに
比べて多数の利点を有する。実際上、抵抗率の低いチタ
ンシリサイド層の形成はシリコン中に高濃度のＮ形ドパ
ントによって妨げられるが、コバルトシリサイドはドパ
ントの濃度に殆ど感応しない。さらに、コバルトシリサ
イドはチタンシリサイドよりも弗化水素酸を含有してい
る水溶液に対する耐性が大きい。
比べて多数の利点を有する。実際上、抵抗率の低いチタ
ンシリサイド層の形成はシリコン中に高濃度のＮ形ドパ
ントによって妨げられるが、コバルトシリサイドはドパ
ントの濃度に殆ど感応しない。さらに、コバルトシリサ
イドはチタンシリサイドよりも弗化水素酸を含有してい
る水溶液に対する耐性が大きい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ポリシリコンとシリサ
イドの層を形成した後に、これらの層は選択的に除去し
て、所望パターンの相互接続を形成する必要があり；規
定すべき形状寸法が小さい場合には、ドライエッチング
法を用いなければならない。このエッチング法は、リソ
グラフィックマスクを成すホトレジストに対する選択性
を高くしなければならず、しかも異方性として、微細な
寸法制御が行えるようにしなけばならない。
イドの層を形成した後に、これらの層は選択的に除去し
て、所望パターンの相互接続を形成する必要があり；規
定すべき形状寸法が小さい場合には、ドライエッチング
法を用いなければならない。このエッチング法は、リソ
グラフィックマスクを成すホトレジストに対する選択性
を高くしなければならず、しかも異方性として、微細な
寸法制御が行えるようにしなけばならない。
【０００８】問題は、これまでにコバルトシリサイド層
に好適なエッチング法が立証されていなかったことにあ
る。本発明の目的は上述した点に鑑みて、小さな形状寸
法を規定しうるコバルトシリサイド層のエッチング方法
を提供することにある。
に好適なエッチング法が立証されていなかったことにあ
る。本発明の目的は上述した点に鑑みて、小さな形状寸
法を規定しうるコバルトシリサイド層のエッチング方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
たような目的を達成するために、シリコン基板の上に形
成したポリシリコン層の上に重畳され、且つマスク材料
によって選択的に覆われたコバルトシリサイド層をエッ
チングする方法において、前記コバルトシリサイド層を
気体塩素流に規定された圧力にてさらし、且つ規定の電
力を用いることにより前記気体塩素をイオン化して、前
記コバルトシリサイド層を選択的に除去するためのプラ
ズマを形成することを特徴とする。
たような目的を達成するために、シリコン基板の上に形
成したポリシリコン層の上に重畳され、且つマスク材料
によって選択的に覆われたコバルトシリサイド層をエッ
チングする方法において、前記コバルトシリサイド層を
気体塩素流に規定された圧力にてさらし、且つ規定の電
力を用いることにより前記気体塩素をイオン化して、前
記コバルトシリサイド層を選択的に除去するためのプラ
ズマを形成することを特徴とする。
【００１０】上記本発明によれば、コバルトシリサイド
層をドライエッチングすることができ；この本発明によ
るエッチッグ法はマスク材料（ホトレジスト）に対して
選択性があり、又異方性でもあるため、コバルトシリサ
イド層に規定すべき形状寸法を微細に制御することがで
きる。
層をドライエッチングすることができ；この本発明によ
るエッチッグ法はマスク材料（ホトレジスト）に対して
選択性があり、又異方性でもあるため、コバルトシリサ
イド層に規定すべき形状寸法を微細に制御することがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を実施
例につき説明するに、先ず図４にはドライエッチング工
程用（特にプラズマエッチング用）にマイクロエレクト
ロニクス産業にて通常用いられてるタイプの反応室１を
図式的に示してある。この反応室１は２枚の平板３及び
４によって底部及び頂部がそれぞれ閉じられる円筒壁２
を実質上具えている。反応室１は頂部の平板４にガス種
供給用の入口手段（これは本来既知であるため、図示し
ていない）も具えている。
例につき説明するに、先ず図４にはドライエッチング工
程用（特にプラズマエッチング用）にマイクロエレクト
ロニクス産業にて通常用いられてるタイプの反応室１を
図式的に示してある。この反応室１は２枚の平板３及び
４によって底部及び頂部がそれぞれ閉じられる円筒壁２
を実質上具えている。反応室１は頂部の平板４にガス種
供給用の入口手段（これは本来既知であるため、図示し
ていない）も具えている。
【００１２】円筒壁２及び平板３と４は反応室１の３つ
の電極を形成し、平板３と４は円筒壁２から電気的に絶
縁されている。周波数が１００ＫＨｚの電圧を発生する
第１電源５は第１整合回路網６を経て反応室の底部平板
３に接続されており、周波数が１３．５６ＭＨｚの電圧
を発生して、第２整合回路網８に供給する第２電源７は
スイッチ９を介して円筒壁２か、底部平板３のいずれか
に交互に接続することができる。反応室の頂部平板４は
共通の接地点ＧＮＤに接続されている。
の電極を形成し、平板３と４は円筒壁２から電気的に絶
縁されている。周波数が１００ＫＨｚの電圧を発生する
第１電源５は第１整合回路網６を経て反応室の底部平板
３に接続されており、周波数が１３．５６ＭＨｚの電圧
を発生して、第２整合回路網８に供給する第２電源７は
スイッチ９を介して円筒壁２か、底部平板３のいずれか
に交互に接続することができる。反応室の頂部平板４は
共通の接地点ＧＮＤに接続されている。
【００１３】反応室１は２通りの異なる三極管構成にて
作動させることができ：その第１構成では、スイッチ９
が図４に破線にて示す位置を占めて、円筒壁２に１３．
５６ＭＨｚの電圧が供給され；第２構成では、スイッチ
９が図４に実線にて示す位置を占めて、底部平板３に１
００ＫＨｚの電圧と１３．５６ＭＨｚの電圧との双方が
供給される。
作動させることができ：その第１構成では、スイッチ９
が図４に破線にて示す位置を占めて、円筒壁２に１３．
５６ＭＨｚの電圧が供給され；第２構成では、スイッチ
９が図４に実線にて示す位置を占めて、底部平板３に１
００ＫＨｚの電圧と１３．５６ＭＨｚの電圧との双方が
供給される。
【００１４】図１にはエッチングすべきウェハ１０の一
部分の断面を示してある。図１に示す構造を形成するに
至る工程段は全く通常通りであり：シリコン基板１２の
上に二酸化シリコン層１３を成長させ；この二酸化シリ
コン層１３の上にポリシリコン層１４を堆積し；このポ
リシリコン層１４の上にコバルトシリサイド層１５を形
成し；このコバルトシリサイド層１５の上にホトレジス
ト層１６を堆積して、それに所望パターンをリソグラフ
ィ法で転写して、ホトレジスト層１６に窓１７を開けて
形成する。
部分の断面を示してある。図１に示す構造を形成するに
至る工程段は全く通常通りであり：シリコン基板１２の
上に二酸化シリコン層１３を成長させ；この二酸化シリ
コン層１３の上にポリシリコン層１４を堆積し；このポ
リシリコン層１４の上にコバルトシリサイド層１５を形
成し；このコバルトシリサイド層１５の上にホトレジス
ト層１６を堆積して、それに所望パターンをリソグラフ
ィ法で転写して、ホトレジスト層１６に窓１７を開けて
形成する。
【００１５】斯かる構成のウェハ１０を反応室１内に入
れる。（使用する反応室の特殊な形式に応じて）、１〜
１００ｍＴｏｒｒの範囲内の圧力で塩素（Ｃｌ2 ）を反
応室１に供給する。反応室１を前記第２構成、即ち図４
に実線にて示す位置にあるスイッチ９を経て反応室１の
底部平板３に接続される１３．５６ＭＨｚの第２電源７
（これは５インチのウェハに対して１．６〜３．３Ｗ／
ｃｍ2 のパワー密度に相当する２００〜４００Ｗの電力
定格を有する）と、１００ＫＨｚの第１電源５（これは
０．４〜１．６Ｗ／ｃｍ2 のパワー密度に相当する５０
〜２００Ｗの電力定格を有する）とで作動させる。１
３．５６ＭＨｚの電圧は塩素分子をイオン化して、反応
室内にプラズマを形成し；１００ＫＨｚの電圧はイオン
を底部平板３の方へと加速する。塩素イオンはコバルト
シリサイド層１５をホトレジスト層１６よりも高いエッ
チング速度でエッチングするため、ホトレジスト層１６
で覆われていない個所、即ち窓１７におけるコバルトシ
リサイド層１５だけが除去される。このエッチング工程
は、コバルトシリサイド層１５が完全に除去されたとき
に終了させ；この状態はレーザ干渉法又は分光分析法に
よって検出することができる。実際には、この工程の終
了時にポリシリコン層１４の一部分も除去されてしまう
（図２）。塩素でのプラズマエッチングを使用すると、
ホトレジスト層１６の下側がアンダーカットされないた
め、コバルトシリサイド層１５に規定すべき形状寸法を
微細に制御することができる。
れる。（使用する反応室の特殊な形式に応じて）、１〜
１００ｍＴｏｒｒの範囲内の圧力で塩素（Ｃｌ2 ）を反
応室１に供給する。反応室１を前記第２構成、即ち図４
に実線にて示す位置にあるスイッチ９を経て反応室１の
底部平板３に接続される１３．５６ＭＨｚの第２電源７
（これは５インチのウェハに対して１．６〜３．３Ｗ／
ｃｍ2 のパワー密度に相当する２００〜４００Ｗの電力
定格を有する）と、１００ＫＨｚの第１電源５（これは
０．４〜１．６Ｗ／ｃｍ2 のパワー密度に相当する５０
〜２００Ｗの電力定格を有する）とで作動させる。１
３．５６ＭＨｚの電圧は塩素分子をイオン化して、反応
室内にプラズマを形成し；１００ＫＨｚの電圧はイオン
を底部平板３の方へと加速する。塩素イオンはコバルト
シリサイド層１５をホトレジスト層１６よりも高いエッ
チング速度でエッチングするため、ホトレジスト層１６
で覆われていない個所、即ち窓１７におけるコバルトシ
リサイド層１５だけが除去される。このエッチング工程
は、コバルトシリサイド層１５が完全に除去されたとき
に終了させ；この状態はレーザ干渉法又は分光分析法に
よって検出することができる。実際には、この工程の終
了時にポリシリコン層１４の一部分も除去されてしまう
（図２）。塩素でのプラズマエッチングを使用すると、
ホトレジスト層１６の下側がアンダーカットされないた
め、コバルトシリサイド層１５に規定すべき形状寸法を
微細に制御することができる。
【００１６】相互接続線を規定する方法を完了させるた
めには、ポリシリコン層１４をコバルトシリサイド層１
５と一緒に自己整合法にてエッチングする。反応室１に
は塩素と塩化水素酸（ＨＣｌ）又は塩素と臭化水素酸
（ＨＢｒ）の混合物をそれぞれ例えば１対８の容積比で
供給する。斯くしてポリシリコン層１４を完全に除去し
て、下側の二酸化シリコン層１３を露出させる（図
４）。Ｃｌ2 とＨＣｌの混合物はオーバエッチングする
ためにも用いられる。これは斯様な混合物は二酸化シリ
コン層１３をエッチングせず、しかもエッチングした面
の異方性を変更しない選択性が十分に大きいからであ
る。
めには、ポリシリコン層１４をコバルトシリサイド層１
５と一緒に自己整合法にてエッチングする。反応室１に
は塩素と塩化水素酸（ＨＣｌ）又は塩素と臭化水素酸
（ＨＢｒ）の混合物をそれぞれ例えば１対８の容積比で
供給する。斯くしてポリシリコン層１４を完全に除去し
て、下側の二酸化シリコン層１３を露出させる（図
４）。Ｃｌ2 とＨＣｌの混合物はオーバエッチングする
ためにも用いられる。これは斯様な混合物は二酸化シリ
コン層１３をエッチングせず、しかもエッチングした面
の異方性を変更しない選択性が十分に大きいからであ
る。
【図１】本発明による方法を実施する前における、ポリ
シリコン層上に重畳させたコバルトシリサイド層を有す
るシリコンウェハの一部を示す断面図である。
シリコン層上に重畳させたコバルトシリサイド層を有す
るシリコンウェハの一部を示す断面図である。
【図２】本発明による方法を実施した後における図１と
同様な断面図である。
同様な断面図である。
【図３】ポリシリコン層を全て除去した後における図１
及び図２と同様な断面図である。
及び図２と同様な断面図である。
【図４】本発明による方法を実施するのに用いられる反
応室の図式的断面図である。
応室の図式的断面図である。
１ 反応室 ２ 円筒壁 ３ 底部平板 ４ 頂部平板 ５ 第１電源 ６ 第１整合回路網 ７ 第２電源 ８ 第２整合回路網 ９ スイッチ １０ ウェハ １２ シリコン基板 １３ 二酸化シリコン層 １４ ポリシリコン層 １５ コバルトシリサイド層 １６ ホトレジスト層 １７ 窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/768 (72)発明者 シリノ ラピサルダ イタリア国 カターニア 95032 ベルパ ソ ヴィア ヴィットリオ エマニュエル テルツォ，110
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板（１２）の上に形成したポ
リシリコン層（１４）の上に重畳され、且つマスク材料
（１６）によって選択的に覆われたコバルトシリサイド
層（１５）をエッチングする方法において、前記コバル
トシリサイド層（１５）を気体塩素流に規定された圧力
にてさらし、且つ規定の電力を用いることにより前記気
体塩素をイオン化して、前記コバルトシリサイド層（１
５）を選択的に除去するためのプラズマを形成すること
を特徴とするコバルトシリサイド層のエッチング方法。 - 【請求項２】 前記規定圧力を１〜１００ｍＴｏｒｒの
範囲内の圧力とすることを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 前記規定電力を前記シリコン基板（１
２）の表面積に対して、２〜１０Ｗ／ｃｍ2 の範囲内の
電力とすることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記ポリシリコン層（１４）が、前記シ
リコン基板（１２）の上に重畳させた二酸化シリコン層
（１３）の上に形成される請求項１に記載のコバルトシ
リサイド層のエッチング方法において、前記ポリシリコ
ン層（１４）を塩素と塩化水素酸との気体混合物の流れ
にさらし、且つ前記ポリシリコン層（１４）を除去する
ためのプラズマを形成することにより、前記ポリシリコ
ン層１４）を前記コバルトシリサイド層（１５）と自己
整列法でエッチングすることを特徴とするコバルトシリ
サイド層のエッチング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT94830463:9 | 1994-09-29 | ||
| EP94830463A EP0704886A1 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Process for etching cobalt silicide layers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139080A true JPH08139080A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=8218542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24610495A Pending JPH08139080A (ja) | 1994-09-29 | 1995-09-25 | コバルトシリサイド層のエッチング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0704886A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08139080A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8293430B2 (en) | 2005-01-27 | 2012-10-23 | Applied Materials, Inc. | Method for etching a molybdenum layer suitable for photomask fabrication |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477128A (en) * | 1987-03-26 | 1989-03-23 | Applied Materials Inc | Material and method for etching tungsten polycrystalline silicide with silicon compound as mask |
| DE3935189A1 (de) * | 1989-10-23 | 1991-05-08 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von werkstuecken durch reaktives ionenaetzen |
| JPH0496223A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06103746B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1994-12-14 | シャープ株式会社 | 半導体装置 |
-
1994
- 1994-09-29 EP EP94830463A patent/EP0704886A1/en not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24610495A patent/JPH08139080A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477128A (en) * | 1987-03-26 | 1989-03-23 | Applied Materials Inc | Material and method for etching tungsten polycrystalline silicide with silicon compound as mask |
| DE3935189A1 (de) * | 1989-10-23 | 1991-05-08 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von werkstuecken durch reaktives ionenaetzen |
| JPH0496223A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0704886A1 (en) | 1996-04-03 |
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