JPH08274078A - Etching - Google Patents

Etching

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JPH08274078A
JPH08274078A JP7663895A JP7663895A JPH08274078A JP H08274078 A JPH08274078 A JP H08274078A JP 7663895 A JP7663895 A JP 7663895A JP 7663895 A JP7663895 A JP 7663895A JP H08274078 A JPH08274078 A JP H08274078A
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JP
Japan
Prior art keywords
etching
oxide film
gate electrode
silicon oxide
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP7663895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kanehara
滋 金原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To precisely mold a gate electrode with little unevenness by first performing etching under such a condition that a sidewall protection layer may be easily formed on the gate electrode and then under such a condition that a sidewall protection layer may not be easily formed on the gate electrode. CONSTITUTION: After a thick insulating film 2 made of a silicon oxide film as an element insolation region is formed on the surface of a P-type semiconductor substrate 1, a gate insulating film 3 made of a silicon oxide film is formed thereon. Subsequently, a polysilicon layer 4 300nm thick is deposited. Then, after a resist is deposited, the resist 5 is patterned by lithography. Etching is performed using mixed gas of HBr and Cl2 at a ratio of HBr:Cl2 =10:1, where a sidewall protection layer 6 may be easily formed on the lateral side of the polysilicon layer 4. Then, etching is performed using gas of HBr and Cl2 mixed at a ratio of HBr:Cl2 =5:1, where a sidewall protection layer may not be easily formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はゲート電極を有する半導
体装置のエッチング方法に関し、特にゲート電極形成工
程において良好な異方性形状を形成できるエッチング方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching method for a semiconductor device having a gate electrode, and more particularly to an etching method capable of forming a good anisotropic shape in a gate electrode forming step.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSI等にみられるように半導
体装置の高集積化および高性能化が進展するに伴い、特
にゲート電極のエッチングにおいて高異方性、高速性、
高選択性の技術が望まれている。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices have become more highly integrated and have higher performance as seen in VLSI and the like in recent years, high anisotropy, high speed, especially in etching of gate electrodes,
A highly selective technique is desired.

【0003】現在、ゲート電極としては主にポリシリコ
ンゲートあるいはポリサイドゲートが用いられている
が、ポリシリコン中に不純物を含有する場合、エッチン
グによりゲート電極を形成する際にポリシリコン中の電
子がエッチャントに移動することでエッチング反応が促
進し、その結果図3(a)に示したようにサイドエッチ
が生じて精度の高い異方性エッチングが困難となる。図
3(a)において21は半導体基板、22は素子分離の
ための厚い絶縁層、23はゲート絶縁膜、24はポリシ
リコンゲート電極、25はレジストパターンである。こ
こで特にゲート電極がポリサイドゲートである場合、図
3(b)に示したように高融点金属シリサイド26とポ
リシリコン24との間でエッチング特性に違いが生じポ
リシリコン24が高融点金属シリサイド26よりも深く
エッチングされ、膜はがれなどポリサイド素子の形状不
良が起こるという問題点があった。なお27はシリコン
酸化膜である。
At present, a polysilicon gate or a polycide gate is mainly used as a gate electrode. However, when impurities are contained in polysilicon, electrons in the polysilicon are generated when the gate electrode is formed by etching. By moving to the etchant, the etching reaction is promoted, and as a result, side etching occurs as shown in FIG. 3A, which makes it difficult to perform highly accurate anisotropic etching. In FIG. 3A, 21 is a semiconductor substrate, 22 is a thick insulating layer for element isolation, 23 is a gate insulating film, 24 is a polysilicon gate electrode, and 25 is a resist pattern. Here, especially when the gate electrode is a polycide gate, a difference in etching characteristics occurs between the refractory metal silicide 26 and the polysilicon 24 as shown in FIG. There is a problem in that the polycide element is etched deeper than 26, resulting in a defective shape such as film peeling. 27 is a silicon oxide film.

【0004】上記のようなゲート電極のサイドエッチを
減少させる方法として、特開平4−142736号公報
に記載されるように、サイドエッチを防止するための側
壁保護膜を形成しながら異方性形状を形成する方法が提
案されている。この方法は、被エッチング基板を0℃以
下に冷却しながらイオウを堆積し得るガス系を使用して
エッチングを行なうことにより、イオウ等からなる側壁
保護膜を形成しながら異方性形状を形成し、サイドエッ
チの問題を解決しようとするものである。しかしながら
側壁保護膜を用いたエッチングでは、図3(c)に示し
たようにポリサイドゲート電極28に形成された側壁保
護膜29の形状がテーパーになる、あるいは側壁保護膜
29の付き方がパターンによって異なるために線幅のば
らつきの原因ともなる。さらに、被エッチング基板を0
℃以下に冷却しながら反応を行なう必要があるため、そ
のための冷却機構が必要となり、装置が大型化してしま
うという問題点もある。
As a method of reducing the side etching of the gate electrode as described above, as described in JP-A-4-142736, an anisotropic shape is formed while forming a sidewall protective film for preventing the side etching. A method of forming the is proposed. This method uses a gas system capable of accumulating sulfur while cooling the substrate to be etched to 0 ° C. or lower to form an anisotropic shape while forming a sidewall protective film made of sulfur or the like. , To try to solve the problem of side etch. However, in the etching using the side wall protective film, the shape of the side wall protective film 29 formed on the polycide gate electrode 28 becomes tapered as shown in FIG. Since it varies depending on the type, it also causes variations in the line width. Furthermore, the substrate to be etched is
Since it is necessary to carry out the reaction while cooling to below 0 ° C, a cooling mechanism for that is required, and there is also a problem that the apparatus becomes large.

【0005】またサイドエッチの量を考慮してレジスト
をマスク寸法よりも大きめにパターニングしておく方法
もあるが、この方法ではリソグラフィーにおけるフォー
カスマージンが低下してしまい、高精度に微細化を行な
うことは困難である。
There is also a method of patterning a resist so as to be larger than the mask size in consideration of the amount of side etching. However, this method reduces the focus margin in lithography, so that miniaturization can be performed with high accuracy. It is difficult.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の技術の問題点を解決するためになされたものであり、
2ステップでのエッチング(側壁保護膜の付着量が2段
階となるようなエッチング)を行なうことにより、高精
度に成形できかつばらつきの少ないゲート電極を得るこ
とができるエッチング方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional techniques.
An object of the present invention is to provide an etching method capable of forming a gate electrode that can be formed with high precision and has less variation by performing etching in two steps (etching in which the amount of the sidewall protective film attached is in two steps). And

【0007】また、本発明は側壁保護膜のかわりに酸化
膜によるサイドウォールを形成することにより、高精度
に成形できかつばらつきの少ないゲート電極を得ること
ができるエッチング方法を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an etching method capable of obtaining a gate electrode which can be formed with high precision and has less variation by forming a side wall of an oxide film instead of a side wall protection film. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明のエッチング方法においては、半導体装
置におけるゲート電極のエッチング方法において、ゲー
ト電極に側壁保護膜が形成されやすい条件でエッチング
を行なう第1のエッチング工程と、ゲート電極に側壁保
護膜が形成されにくい条件でエッチングを行なう第2の
エッチング工程と含むことを主な特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the etching method of the present invention, in the method of etching a gate electrode in a semiconductor device, etching is performed under the condition that a side wall protective film is easily formed on the gate electrode. The main feature is that it includes a first etching step to be performed and a second etching step to perform etching under conditions in which the sidewall protection film is difficult to form on the gate electrode.

【0009】また本発明のエッチング方法においては、
半導体装置におけるゲート電極のエッチング方法におい
て、ゲート絶縁膜上にポリシリコン層を形成する工程
と、ポリシリコン層上にシリコン酸化膜を形成する工程
と、シリコン酸化膜を選択的に除去してパターニングす
る工程と、ポリシリコン層およびパターニングされたシ
リコン酸化膜上にCVD酸化膜を形成する工程と、CV
D酸化膜を選択的に除去してパターニングされたシリコ
ン酸化膜の上方および側方にCVD酸化膜を残すように
パターニングする工程と、パターニングされたCVD酸
化膜をマスクとしてポリシリコン層をエッチングする工
程を有することを主な特徴とする。
Further, in the etching method of the present invention,
In a method of etching a gate electrode in a semiconductor device, a step of forming a polysilicon layer on a gate insulating film, a step of forming a silicon oxide film on the polysilicon layer, and a step of selectively removing and patterning the silicon oxide film A step of forming a CVD oxide film on the polysilicon layer and the patterned silicon oxide film, and CV
A step of selectively removing the D oxide film to leave a CVD oxide film above and to the side of the patterned silicon oxide film; and a step of etching the polysilicon layer using the patterned CVD oxide film as a mask The main feature is to have.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、側壁保護膜の形成されやすさ
が異なる2段階のエッチングを行なうことにより、ゲー
ト電極のテーパー形状化を防ぎ、サイドエッチ量を低減
させたエッチングを行なうことができる。
According to the present invention, by performing the two-step etching in which the ease of forming the side wall protective film is different, it is possible to prevent the gate electrode from being formed into a taper shape and perform the etching with a reduced side etching amount. .

【0011】また本発明によれば、側壁保護膜のかわり
にサイドウォールを形成することによりゲート電極のテ
ーパー形状化を防ぎ、サイドエッチ量を低減させること
ができる。
Further, according to the present invention, by forming the side wall instead of the side wall protective film, it is possible to prevent the gate electrode from being tapered and to reduce the side etch amount.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明
する。図1は本発明の第1の実施例であるN+ポリシリ
コンゲートトランジスタ(ただし、N+はNの右上に+
がついたものを示し、高濃度N型を表す。以下において
も同様)の製造方法を示す断面図である。まず図1
(a)において、例えば導電型がP型の半導体基板1の
表面に素子分離領域となるシリコン酸化膜からなる厚い
絶縁層2を形成した後、シリコン酸化膜からなるゲート
絶縁膜3を形成する。ここで、本実施例においてはP型
の半導体基板を用いてN+ポリシリコンゲートトランジ
スタを得るものであるが、基板としてN型のものを用い
てP+ポリシリコンゲートトランジスタを形成すること
も勿論可能である。次に図1(b)に示したようにポリ
シリコン層4を例えば350nmの厚さに成膜する。次
に図1(c)に示したようにレジストを堆積させたのち
リソグラフィー法によりレジスト5のパターニングを行
なう。ここまでは従来の方法と同様に形成する。次に図
1(d)に示したように、例えばエッチングガスの混合
比をHBr:Cl2=10:1としたHBr/Cl2混合
ガスを用いてポリシリコン層4を例えば表面から150
nmエッチングして除去する。このときHBr/Cl2
の混合比を上記のように設定したことが重要であり、こ
のような混合比にしたことによりレジスト5で覆われた
部分のポリシリコン層4の側面には側壁保護膜6が形成
される。次に図1(e)に示したように、例えばエッチ
ングガスの混合比をHBr:Cl2=5:1としたHB
r/Cl2混合ガスを用いてポリシリコン層4のエッチ
ングを行なう。このときのHBr/Cl2混合ガスの流
量比では、側壁保護膜が付着しにくく、ポリシリコン層
4の側壁7のエッチング形状は、図1(d)に側壁保護
膜6として示したようなテーパー形状にはならない。最
後に側壁保護膜6、レジスト5を除去することにより、
図1(f)に示したすようにゲート電極8が形成され
る。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples. FIG. 1 shows an N + polysilicon gate transistor according to the first embodiment of the present invention (where N + is + in the upper right corner of N).
Indicates a high concentration N type. It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the following). Figure 1
In (a), for example, a thick insulating layer 2 made of a silicon oxide film to be an element isolation region is formed on the surface of a semiconductor substrate 1 having a conductivity type of P, and then a gate insulating film 3 made of a silicon oxide film is formed. Here, in this embodiment, the N + polysilicon gate transistor is obtained by using the P type semiconductor substrate, but it is of course possible to form the P + polysilicon gate transistor by using the N type substrate as the substrate. is there. Next, as shown in FIG. 1B, a polysilicon layer 4 is formed to a thickness of 350 nm, for example. Next, as shown in FIG. 1C, a resist is deposited, and then the resist 5 is patterned by a lithography method. Up to this point, formation is performed in the same manner as the conventional method. Next, as shown in FIG. 1D, the polysilicon layer 4 is formed, for example, from the surface by using an HBr / Cl 2 mixed gas in which the mixing ratio of the etching gas is HBr: Cl 2 = 10: 1.
nm etching to remove. At this time, HBr / Cl 2
It is important to set the mixing ratio of the above as described above, and by setting such a mixing ratio, the side wall protective film 6 is formed on the side surface of the polysilicon layer 4 in the portion covered with the resist 5. Next, as shown in FIG. 1E, for example, HB: Cl 2 = 5: 1 was used as the etching gas mixing ratio.
The polysilicon layer 4 is etched using a mixed gas of r / Cl 2 . At this flow rate ratio of the HBr / Cl 2 mixed gas, the side wall protective film is unlikely to adhere, and the etching shape of the side wall 7 of the polysilicon layer 4 is tapered as shown as the side wall protective film 6 in FIG. It does not become a shape. Finally, by removing the side wall protective film 6 and the resist 5,
The gate electrode 8 is formed as shown in FIG.

【0013】なお、上述した実施例においては、側壁保
護膜が形成されやすい条件として、HBr:Cl2=1
0:1としたHBr/Cl2混合ガスを用いてエッチン
グを行ない、また側壁保護膜が形成されにくい条件とし
て、HBr:Cl2=5:1としたHBr/Cl2混合ガ
スを用いてエッチングを行なっている。しかし、側壁保
護膜の付着量が2段階となるようなエッチングの条件と
しては、これらに限定されるものではない。すなわち、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、HBr/Cl
2の混合比を変えたり、あるいは他のエッチングガスを
混合比を考慮して用いたり、2段階のエッチング工程で
互いに異なるエッチングガスを用いたりしてもかまわな
い。さらに本発明においてはゲート電極がポリシリコン
ゲート電極であるものについて説明したが、他のゲート
電極、例えばポリサイド構造のゲート電極であってもか
まわない。この場合には当然ながら、側壁保護膜が形成
されやすい条件と側壁保護膜が形成されにくい条件を考
慮する必要がある。
In the above-described embodiment, HBr: Cl 2 = 1 as a condition for forming the side wall protective film.
0: 1 and subjected to etching using HBr / Cl 2 mixture gas, and as difficult conditions sidewall protective film is formed, HBr: Cl 2 = 5: etching with 1 and the HBr / Cl 2 mixed gas I am doing it. However, the conditions for the etching so that the amount of deposition of the sidewall protective film is in two stages are not limited to these. That is,
HBr / Cl may be used without departing from the scope of the present invention.
The mixing ratio of 2 may be changed, another etching gas may be used in consideration of the mixing ratio, or different etching gases may be used in the two-step etching process. Furthermore, in the present invention, the gate electrode is a polysilicon gate electrode, but it may be another gate electrode, for example, a gate electrode having a polycide structure. In this case, as a matter of course, it is necessary to consider the condition that the side wall protective film is easily formed and the condition that the side wall protective film is hard to be formed.

【0014】上述した実施例によれば従来の方法に比べ
CDロスが減少し、側壁保護膜の付着量のばらつきによ
りゲート電極幅が異なってしまうことを抑えることが可
能となる。
According to the above-mentioned embodiment, the CD loss is reduced as compared with the conventional method, and it is possible to prevent the gate electrode width from being varied due to the variation in the adhesion amount of the sidewall protection film.

【0015】図2は本発明の第2の実施例であるポリサ
イドゲート構造トランジスタの製造方法を示す断面図で
ある。まず図2(a)において、例えば導電型がP型の
半導体基板1の表面に素子分離領域となるシリコン酸化
膜からなる厚い絶縁層2を形成した後、シリコン酸化膜
からなるゲート絶縁膜3を形成する。ここで、本実施例
においてはP型の半導体基板を用いてN+ポリサイドゲ
ートトランジスタを得るものであるが、基板としてN型
のものを用いてP+ポリサイドゲートトランジスタを形
成することも勿論可能である。次に図2(b)に示した
ように、ポリシリコン層4を例えば180nmの厚さに
成膜し、その上に高融点金属シリサイド層、例えばタン
グステンシリサイド(WSix)膜9を100nmの厚
さに成膜し、さらにシリコン酸化膜10を120nmの
厚さで成膜する。次に図2(c)に示したように、レジ
ストを堆積させたのちリソグラフィー法によりレジスト
5のパターニングを行なう。次に図2(d)に示したよ
うに、例えばエッチングガスの混合比をHBr:Cl2
=5:1としたHBr/Cl2混合ガスを用いて側壁保
護膜を付着させないようにシリコン酸化膜10、WSi
x膜9を順次エッチングしてレジスト5の下部を除いて
除去する。そしてレジスト5を除去した後、図2(e)
に示したように、CVD酸化膜11を例えば30nmの
厚さで成膜する。次に図2(f)に示したように、CV
D酸化膜11をエッチバックする。このときシリコン酸
化膜10およびWSix膜9の上方および側方にのみC
VD酸化膜11が残るようにする。最後に図2(g)に
示したように、側壁保護膜を付着させないようにポリシ
リコン層4のエッチングを行ない、ゲート電極12を得
る。このとき側壁保護膜を付着させないようにポリシリ
コン層4のエッチングをするためには、流量比をHB
r:Cl2=5:1としたHBr/Cl2混合ガスを用い
ればよい。
FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing a polycide gate structure transistor according to the second embodiment of the present invention. First, in FIG. 2A, for example, a thick insulating layer 2 made of a silicon oxide film to be an element isolation region is formed on the surface of a semiconductor substrate 1 having a conductivity type of P, and then a gate insulating film 3 made of a silicon oxide film is formed. Form. Here, in the present embodiment, the N + polycide gate transistor is obtained by using the P type semiconductor substrate, but it is of course possible to form the P + polycide gate transistor by using the N type substrate as the substrate. is there. Next, as shown in FIG. 2B, a polysilicon layer 4 is formed to a thickness of, for example, 180 nm, and a refractory metal silicide layer, for example, a tungsten silicide (WSix) film 9 is formed to a thickness of 100 nm. Then, the silicon oxide film 10 is further formed to a thickness of 120 nm. Next, as shown in FIG. 2C, after depositing a resist, the resist 5 is patterned by a lithography method. Next, as shown in FIG. 2D, for example, the mixing ratio of the etching gas is set to HBr: Cl 2
= 5: 1 HBr / Cl 2 mixed gas is used to prevent the side wall protective film from adhering to the silicon oxide film 10 and WSi.
The x film 9 is sequentially etched to remove the lower part of the resist 5. Then, after removing the resist 5, FIG.
As shown in, the CVD oxide film 11 is formed with a thickness of, for example, 30 nm. Next, as shown in FIG.
The D oxide film 11 is etched back. At this time, C is formed only above and on the sides of the silicon oxide film 10 and the WSix film 9.
The VD oxide film 11 is left. Finally, as shown in FIG. 2G, the polysilicon layer 4 is etched so that the sidewall protection film is not attached, and the gate electrode 12 is obtained. At this time, in order to etch the polysilicon layer 4 so that the sidewall protective film is not attached, the flow rate ratio is set to HB.
A HBr / Cl 2 mixed gas with r: Cl 2 = 5: 1 may be used.

【0016】なお、上述した実施例においては、シリコ
ン酸化膜10とWSix膜9のエッチング工程およびポ
リシリコン層4のエッチング工程におけるエッチングガ
スとして、HBr:Cl2=5:1としたHBr/Cl2
混合ガスを用いている。しかしエッチングの条件として
はこれらに限定されるものではない。すなわち、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲において、つまり側壁保護膜が
付着しにくい条件であれば、HBr/Cl2の混合比を
変えたり、あるいは他のエッチングガスを混合比を考慮
して用いたり、2つのエッチング工程で互いに異なるエ
ッチングガスを用いたりしてもかまわない。
In the above-described embodiment, HBr / Cl 2 is set to HBr: Cl 2 = 5: 1 as an etching gas in the etching process of the silicon oxide film 10 and the WSix film 9 and the etching process of the polysilicon layer 4.
A mixed gas is used. However, the etching conditions are not limited to these. That is, within a range not departing from the gist of the present invention, that is, under the condition that the sidewall protective film is difficult to adhere, the HBr / Cl 2 mixing ratio may be changed, or another etching gas may be used in consideration of the mixing ratio. Different etching gases may be used in the two etching processes.

【0017】また、本実施例においてはポリサイド構造
のゲート電極を形成する場合について説明したが、同様
の方法によってポリシリコンゲート電極を形成すること
も可能である。その場合には上述した高融点金属シリサ
イド層9を形成する工程を省略すればよく、他の工程に
ついては同様にして形成することができる。
Further, although the case of forming the gate electrode having the polycide structure has been described in the present embodiment, it is also possible to form the polysilicon gate electrode by a similar method. In that case, the step of forming the refractory metal silicide layer 9 described above may be omitted, and the other steps can be similarly formed.

【0018】また、CVD酸化膜11をエッチバックし
てシリコン酸化膜10および高融点金属シリサイド層9
の上方および側方にのみCVD酸化膜11が残るように
パターニングする工程においては、シリコン酸化膜10
および高融点金属シリサイド層9の側方に残されたCV
D酸化膜11の幅(サイドウォール幅)が、その後のポ
リシリコン層4のエッチング工程において通常の方法に
よればエッチングされてしまうゲート電極としてのポリ
シリコンの細り幅(すなわち、図3(b)に示した従来
の方法によるシリコン酸化膜27や高融点金属シリサイ
ド層26に対するポリシリコン層24のオーバーエッチ
ング分の幅)と略等しくなるように制御することによ
り、精度よくゲート電極を形成することが可能となり、
より好適である。
Further, the CVD oxide film 11 is etched back to etch the silicon oxide film 10 and the refractory metal silicide layer 9.
In the step of patterning so that the CVD oxide film 11 remains only above and on the sides of the silicon oxide film 10,
And CV left on the side of the refractory metal silicide layer 9
The width (sidewall width) of the D oxide film 11 is a narrow width of the polysilicon as the gate electrode that is etched by the usual method in the subsequent etching step of the polysilicon layer 4 (that is, FIG. 3B). The width of the overetched portion of the polysilicon layer 24 with respect to the silicon oxide film 27 and the refractory metal silicide layer 26 by the conventional method shown in FIG. Becomes possible,
It is more suitable.

【0019】本実施例によれば、従来の技術にみられた
ように、ポリシリコン層がWSix層に比べて深くエッ
チングされることはない。さらに側壁保護膜の付着量の
ばらつきによりゲート電極幅が異なってしまうことを抑
えることができる。
According to the present embodiment, the polysilicon layer is not etched deeper than the WSix layer as seen in the prior art. Furthermore, it is possible to prevent the gate electrode width from varying due to variations in the amount of the sidewall protective film attached.

【0020】[0020]

【発明の効果】請求項1および2に記載の本発明によれ
ば、側壁保護膜の形成されやすさが異なる2段階のエッ
チングを行なうことにより、ゲート電極のテーパー形状
化を防ぎ、サイドエッチ量を低減させることができる。
特にポリサイドゲートのように2種以上の材質によるゲ
ート電極のエッチングにおいては寸法精度向上に効果が
ある。
According to the present invention as set forth in claims 1 and 2, by performing two-step etching in which the ease of forming the side wall protective film is different, it is possible to prevent the gate electrode from being tapered and to prevent the side etching amount. Can be reduced.
In particular, etching of a gate electrode made of two or more kinds of materials such as polycide gate is effective in improving dimensional accuracy.

【0021】また請求項3または4に記載の本発明によ
れば、側壁保護膜のかわりにサイドウォールを形成する
ことによりゲート電極のテーパー形状化を防ぎ、かつサ
イドエッチ量を低減させることが可能となる。また側壁
保護膜の付着量のばらつきによるゲート電極幅変動の低
減が可能となる。
Further, according to the present invention as set forth in claim 3 or 4, it is possible to prevent the gate electrode from being tapered and to reduce the side etching amount by forming the side wall instead of the side wall protective film. Becomes Further, it is possible to reduce the variation in the gate electrode width due to the variation in the adhesion amount of the sidewall protection film.

【0022】さらに請求項5に記載の本発明によれば、
サイドウォール幅を、通常の方法であればポリシリコン
層のエッチングの際にサイドエッチされてしまう、シリ
コン酸化膜等に対するオーバーエッチング分になるよう
に制御することにより、精度よくゲート電極を形成する
ことが可能となる。特にポリサイドゲートにおいては従
来の技術である図3(b)にみられるようなゲートの形
状不良を防止する効果が顕著になる。
Further, according to the invention of claim 5,
Accurately forming the gate electrode by controlling the side wall width so that it is side-etched by the usual method when the polysilicon layer is etched, which is over-etched with respect to the silicon oxide film or the like. Is possible. Particularly in the polycide gate, the effect of preventing the defective shape of the gate as shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例であるエッチング方法を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an etching method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例であるエッチング方法を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an etching method according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の技術のエッチング方法による問題点を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a problem caused by a conventional etching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 絶縁層 3 ゲート絶縁膜 4 ポリシリコン層 5 レジスト 6 側壁保護膜 7 ゲート電極の側壁 8、12 ゲート電極 9 WSix膜 10 酸化膜 11 CVD酸化膜 1 Semiconductor Substrate 2 Insulating Layer 3 Gate Insulating Film 4 Polysilicon Layer 5 Resist 6 Sidewall Protective Film 7 Sidewall of Gate Electrode 8 and 12 Gate Electrode 9 WSix Film 10 Oxide Film 11 CVD Oxide Film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体装置におけるゲート電極のエッチン
グ方法において、前記ゲート電極に側壁保護膜が形成さ
れやすい条件でエッチングを行なう第1のエッチング工
程と、前記ゲート電極に側壁保護膜が形成されにくい条
件でエッチングを行なう第2のエッチング工程と含むこ
とを特徴とするエッチング方法。
1. A method of etching a gate electrode in a semiconductor device, comprising: a first etching step in which a sidewall protective film is easily formed on the gate electrode; and a condition in which a sidewall protective film is difficult to form on the gate electrode. An etching method comprising: a second etching step of performing etching according to.
【請求項2】前記ゲート電極はポリシリコンゲート電極
であり、前記第1のエッチング工程はエッチングガスの
流量比がHBr:CL2≒10:1であるようなHBr
/CL2混合ガスによるエッチングであり、前記第2の
エッチング工程はエッチングガスの流量比がHBr:C
2≒5:1であるようなHBr/CL2混合ガスによる
エッチングであることを特徴とする請求項1に記載のエ
ッチング方法。
2. The gate electrode is a polysilicon gate electrode, and in the first etching step, an HBr flow rate ratio of HBr: CL 2 ≉10: 1 is used.
/ CL 2 mixed gas etching, and the second etching step has an etching gas flow rate ratio of HBr: C.
The etching method according to claim 1, wherein the etching is performed by using a HBr / CL 2 mixed gas such that L 2 ≉5: 1.
【請求項3】半導体装置におけるポリシリコンゲート電
極のエッチング方法において、ゲート絶縁膜上にポリシ
リコン層を形成する工程と、前記ポリシリコン層上にシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記シリコン酸化膜を
選択的に除去してパターニングする工程と、前記ポリシ
リコン層およびパターニングされたシリコン酸化膜上に
CVD酸化膜を形成する工程と、前記CVD酸化膜を選
択的に除去して前記パターニングされたシリコン酸化膜
の上方および側方にCVD酸化膜を残すようにパターニ
ングする工程と、前記パターニングされたCVD酸化膜
をマスクとして前記ポリシリコン層をエッチングする工
程を有することを特徴とするエッチング方法。
3. A method of etching a polysilicon gate electrode in a semiconductor device, comprising the steps of forming a polysilicon layer on a gate insulating film, forming a silicon oxide film on the polysilicon layer, and forming the silicon oxide film. Selectively removing and patterning, a step of forming a CVD oxide film on the polysilicon layer and the patterned silicon oxide film, and a step of selectively removing the CVD oxide film and the patterned silicon An etching method comprising: a step of patterning so as to leave a CVD oxide film above and to the side of the oxide film; and a step of etching the polysilicon layer using the patterned CVD oxide film as a mask.
【請求項4】半導体装置におけるポリサイドゲート電極
のエッチング方法において、ゲート絶縁膜上にポリシリ
コン層を形成する工程と、前記ポリシリコン層上に高融
点金属シリサイド層を形成する工程と、前記高融点金属
シリサイド層上にシリコン酸化膜を形成する工程と、前
記シリコン酸化膜および高融点金属シリサイド層を選択
的に除去してパターニングする工程と、前記ポリシリコ
ン層およびパターニングされたシリコン酸化膜上にCV
D酸化膜を形成する工程と、前記CVD酸化膜を選択的
に除去して前記パターニングされたシリコン酸化膜およ
び高融点金属シリサイド層の上方および側方にCVD酸
化膜を残すようにパターニングする工程と、前記パター
ニングされたCVD酸化膜をマスクとして前記ポリシリ
コン層をエッチングする工程を有することを特徴とする
エッチング方法。
4. A method of etching a polycide gate electrode in a semiconductor device, comprising: forming a polysilicon layer on a gate insulating film; forming a refractory metal silicide layer on the polysilicon layer; Forming a silicon oxide film on the melting point metal silicide layer, selectively removing and patterning the silicon oxide film and the refractory metal silicide layer, and forming a silicon oxide film on the polysilicon layer and the patterned silicon oxide film. CV
A step of forming a D oxide film, and a step of selectively removing the CVD oxide film so as to leave a CVD oxide film above and on the sides of the patterned silicon oxide film and refractory metal silicide layer. An etching method comprising: etching the polysilicon layer using the patterned CVD oxide film as a mask.
【請求項5】前記CVD酸化膜をパターニングする工程
においては前記パターニングされたシリコン酸化膜およ
び高融点金属シリサイド層の側方に残されたCVD酸化
膜の幅(サイドウォール幅)が前記ポリシリコン層のエ
ッチング工程における細り幅と略等しいことを特徴とす
る請求項3または4に記載のエッチング方法。
5. In the step of patterning the CVD oxide film, the width (sidewall width) of the CVD oxide film left on the side of the patterned silicon oxide film and refractory metal silicide layer is the polysilicon layer. 5. The etching method according to claim 3 or 4, wherein the thinning width is substantially equal to that in the etching step.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6376383B2 (en) 1998-01-16 2002-04-23 Nec Corporation Method for etching silicon layer
KR100781450B1 (en) * 2006-10-27 2007-12-03 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for forming the polysilicon gate electrode having trench structure
JP2013145896A (en) * 2013-02-25 2013-07-25 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing semiconductor device

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