JPH0936013A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method

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JPH0936013A
JPH0936013A JP18123795A JP18123795A JPH0936013A JP H0936013 A JPH0936013 A JP H0936013A JP 18123795 A JP18123795 A JP 18123795A JP 18123795 A JP18123795 A JP 18123795A JP H0936013 A JPH0936013 A JP H0936013A
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material film
film
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manufacturing
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor manufacturing method adaptable to microminiaturization of quarter micron or less by etching a material film to be etched through an etching mask having a specific range of taper angle. SOLUTION: An oxide gate film 2 is formed on an Si substrate 1 and a polysilicon film 3 is formed on the oxide gate film 2, and afterwards W-poliside film 5 is formed by forming WSix film 4. Resist pattern 6 is formed by dry- etching the W-poliside film 5. The resist pattern 6 is slightly processed by plasma through an etching mask having a taper angle θ in a range of 86 deg.<=θ<=90 deg.. This method can be adapted to microminiaturization of quarter micron or less.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にプラズマ・エッチング工程を含むプロセ
スにおいて形成されるパターンとエッチング・マスクと
の間の寸法変換差を最小限に抑える方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for minimizing a dimension conversion difference between a pattern formed in a process including a plasma etching process and an etching mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSI,ULSI等の高集積化
半導体デバイスの製造分野では、サブミクロン・レベル
のデザイン・ルールが既に量産に適用される段階に入っ
ており、研究分野では0.25μm,0.18μmとい
ったクォーターミクロン以下のレベルの微細加工が検討
されている。この微細加工の重要技術であるプラズマ・
エッチングにおいては、優れた形状制御性、実用的なエ
ッチング速度、高い下地選択性、高いマスク選択性、低
汚染性、低ダメージ性といった諸特性に対する要求水準
が著しく上昇しており、装置やプロセス等、あらゆる側
面からの研究が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of manufacturing highly integrated semiconductor devices such as VLSI and ULSI, the submicron level design rule is already in the stage of mass production, and in the field of research, 0.25 μm, Fine processing at a level of 0.18 μm or less, which is a quarter micron or less, is under study. Plasma, which is an important technology for this fine processing,
In etching, the required level for various characteristics such as excellent shape controllability, practical etching rate, high underlayer selectivity, high mask selectivity, low contamination and low damage has risen remarkably. , Research from all sides is being conducted.

【0003】MOSトランジスタのゲート電極加工は、
DRAMやSRAM等のメモリ系デバイスやゲート・ア
レイ等のロジック系デバイスにおいて最小加工寸法の適
用される加工であり、その精度はこれらのデバイスの集
積度を決定すると言っても過言ではない。クォーターミ
クロン以降のゲート電極加工では、塩素(Cl)系ある
いは臭素(Br)系のエッチング・ガスを用い、蒸気圧
の低いエッチング反応生成物を側壁保護に利用する手法
が主流になると考えられている。なお、ゲート電極加工
の下地膜は一般にSiOxからなるゲート絶縁膜である
が、これらCl系およびBr系のエッチング・ガスは、
ゲート絶縁膜に対して原理的に高い選択性が達成できる
ガスでもある。
The processing of the gate electrode of a MOS transistor is
It is an exaggeration to say that the minimum processing dimension is applied to memory-based devices such as DRAM and SRAM and logic-based devices such as gate arrays, and the accuracy determines the degree of integration of these devices. In the processing of gate electrodes after quarter micron, it is considered that a method in which a chlorine (Cl) -based or bromine (Br) -based etching gas is used and an etching reaction product having a low vapor pressure is used for sidewall protection will become the mainstream. . Although the base film for processing the gate electrode is generally a gate insulating film made of SiOx, these Cl-based and Br-based etching gases are
It is also a gas that can achieve high selectivity with respect to the gate insulating film in principle.

【0004】ところで、シリコン・デバイスのゲート電
極を構成する一般的な材料膜は、ポリシリコン膜、高融
点金属シリサイド膜、ポリサイド膜(ポリシリコン膜上
に高融点金属シリサイド膜を積層した2層膜)、ポリメ
タル膜(ポリシリコン膜上に高融点金属膜を積層した2
層膜)等のシリコン系材料膜である。高融点金属シリサ
イドやポリサイド膜に含まれる高融点金属の代表例は、
タングステン(W)である。
By the way, a general material film forming a gate electrode of a silicon device is a polysilicon film, a refractory metal silicide film, a polycide film (a two-layer film in which a refractory metal silicide film is laminated on a polysilicon film). ), A polymetal film (a high melting point metal film is laminated on a polysilicon film 2
It is a silicon-based material film such as a layer film). Typical examples of refractory metals contained in refractory metal silicides and polycide films are:
It is tungsten (W).

【0005】これらのシリコン系材料膜をCl系あるい
はBr系のガスを用いてエッチングすると、SixCl
y,SixBry,WClx,WBrxといった堆積性
反応生成物を発生させることができる。ただし、これで
は生成するハロゲン化タングステン化合物の蒸気圧が低
すぎてエッチング速度が低下するので、近年ではCl2
/O2 あるいはHBr/O2 といった混合ガス系を用
い、より蒸気圧の高いオキシハロゲン化タングステン
(WClxOyやWBrxOy)を生成させてWを除去
する手法がとられる。なお、このときの堆積性反応生成
物であるオキシハロゲン化シリコン(SiOxClyや
SiOxBry)は、エッチング反応系内で酸化され、
最終的にはSiOxの形で側壁保護に寄与する。
When these silicon-based material films are etched using a Cl-based or Br-based gas, SixCl
Depositive reaction products such as y, SixBry, WClx, WBrx can be generated. However, in this case, since the vapor pressure of the generated tungsten halide compound is too low and the etching rate decreases, in recent years, Cl 2
A method of removing W by using a mixed gas system such as / O 2 or HBr / O 2 to generate tungsten oxyhalide (WClxOy or WBrxOy) having a higher vapor pressure is used. In addition, silicon oxyhalide (SiOxCly or SiOxBry) which is a deposition reaction product at this time is oxidized in the etching reaction system,
Finally, it contributes to sidewall protection in the form of SiOx.

【0006】エッチング反応系内に発生した堆積性反応
生成物は、被エッチング物の表面に堆積する。このと
き、プラズマ中からイオンが入射する水平面において
は、堆積した反応生成物が直ちにスパッタ除去されてし
まうので、この反応生成物はエッチング速度を調整した
り、下地材料膜やエッチング・マスクに対する選択性を
向上させる役割を果たす。一方、イオンが入射しにくい
垂直面あるいは垂直に近い面では反応生成物が堆積し易
く、側壁保護膜を形成する。この側壁保護膜は、イオン
はもとよりラジカルによる側方攻撃をブロックし、エッ
チング・パターンの形状制御に寄与する。近年のプラズ
マ・エッチングでは、この側壁保護効果を積極的に利用
して、できるだけ低いイオン入射エネルギーで異方性形
状を達成することが行われている。
The deposition reaction product generated in the etching reaction system is deposited on the surface of the object to be etched. At this time, since the deposited reaction products are immediately sputtered off on the horizontal surface where the ions are incident from the plasma, the reaction products can adjust the etching rate and have selectivity for the underlying material film and the etching mask. Play a role in improving. On the other hand, a reaction product is likely to deposit on a vertical surface or a surface nearly vertical to which ions are hard to enter, forming a sidewall protective film. This side wall protective film blocks lateral attack by not only ions but also radicals and contributes to shape control of the etching pattern. In plasma etching in recent years, an anisotropic shape is achieved with the ion incident energy as low as possible by positively utilizing the side wall protection effect.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、側壁保護効
果を発揮する上述の堆積性反応生成物は、エッチングに
より形成されるパターンの側壁面のみならず、エッチン
グ・マスクの側壁面にも堆積する。ここで問題となるの
は、側壁保護膜の厚さである。つまり、側壁保護膜の厚
さがエッチング・マスクの見掛け上のパターン幅を変化
させ、このことがエッチングにより形成されるパターン
の線幅の変動をもたらすからである。
By the way, the above-mentioned deposition reaction product exhibiting the side wall protection effect is deposited not only on the side wall surface of the pattern formed by etching but also on the side wall surface of the etching mask. The problem here is the thickness of the side wall protective film. That is, the thickness of the side wall protective film changes the apparent pattern width of the etching mask, which causes the line width of the pattern formed by etching to vary.

【0008】しかも、この側壁保護膜の厚さはエッチン
グ・マスクのテーパ角に依存する。ここで、本明細書中
におけるテーパ角の定義について、図1を参照しながら
説明する。本明細書中で述べるテーパ角θとは、被エッ
チング物の水平面に対するマスク側壁面の傾きを該マス
クの内側で測定した角度を指す。θ<90゜であれば
(a)図に示す順テーパであり、θ>90゜であれば
(b)図に示す逆テーパである。また、近年エキシマ・
レーザ・リソグラフィに用いられる化学増幅系レジスト
では、露光により発生した酸触媒の散逸に起因して被エ
ッチング物との界面に裾を引く形状のマスクが形成され
ることがあるが、このような場合も裾の部分は無視し、
マスクの主たる側壁面の傾きをもって定義する。(c)
図は裾のある順テーパ状マスク、(d)図は裾のある逆
テーパ状マスクをそれぞれ示している。さらに、(e)
図に示されるように順テーパと逆テーパが混在したマス
ク形状もあり得るが、このような場合にもマスクの主た
る側壁面の傾きをもって定義する。
Moreover, the thickness of the side wall protective film depends on the taper angle of the etching mask. Here, the definition of the taper angle in the present specification will be described with reference to FIG. The taper angle θ described in this specification refers to the angle obtained by measuring the inclination of the side wall surface of the mask with respect to the horizontal plane of the object to be etched inside the mask. If θ <90 °, the forward taper shown in (a) is obtained, and if θ> 90 °, the reverse taper shown in (b) is obtained. Also, in recent years,
In chemically amplified resists used for laser lithography, a mask with a skirt may be formed at the interface with the object to be etched due to the dissipation of the acid catalyst generated by exposure. Ignore the hem part,
It is defined by the inclination of the main side wall surface of the mask. (C)
The figure shows a forward tapered mask with a hem, and the figure (d) shows an inverse tapered mask with a hem. Furthermore, (e)
As shown in the figure, there may be a mask shape in which a forward taper and an inverse taper are mixed, but even in such a case, the inclination is defined as the inclination of the main side wall surface of the mask.

【0009】次に、エッチングにより形成されるパター
ンの線幅がマスクのテーパ角θに応じてどのように変化
するかについて、図2を参照しながら説明する。ここで
は、Si基板1上にゲート酸化膜2を介して積層された
W−ポリサイド膜5を、レジスト・パターン6を介し、
かつCl2 /O2 混合ガスを用いてエッチングする場合
を考える。なお、上記W−ポリサイド膜5は、下層側か
ら順に、n+ 型ポリシリコン膜3とタングステン・シリ
サイド(WSix)膜4が積層されたものである。また
図2中、符号に付した添字aは異方性形状を有すること
(anisotropic)を表し、添字tはテーパ形状を有するこ
と(tapered) を表す。
Next, how the line width of the pattern formed by etching changes according to the taper angle θ of the mask will be described with reference to FIG. Here, the W-polycide film 5 laminated on the Si substrate 1 with the gate oxide film 2 interposed therebetween, with the resist pattern 6 interposed therebetween,
Also, consider the case of etching using a Cl 2 / O 2 mixed gas. The W-polycide film 5 is formed by laminating an n + type polysilicon film 3 and a tungsten silicide (WSix) film 4 in this order from the lower layer side. Further, in FIG. 2, the subscript a attached to the reference numeral has an anisotropic shape.
(anisotropic), and the subscript t represents having a tapered shape (tapered).

【0010】まず、(a)図に示されるように、マスク
幅dmを有する順テーパ状のレジスト・パターン6が形
成されている場合は、このレジスト・パターン6の側壁
面にもある程度のイオンが入射する。したがって、側壁
面における堆積性反応生成物の側壁保護効果は大きくは
なく、特にレジスト・パターン6の裾の部分はイオン・
スパッタ作用により途中で消失してしまう。したがっ
て、(b)図に示されるように、最終的に得られるゲー
ト電極5aのパターン幅dpは元のマスク幅dmより小
さくなる。ここで、得られるパターン幅dpと最初のマ
スク幅dmとの差を寸法変換差ΔCDと定義すると、順
テーパ状レジスト・パターンを用いたエッチングでは負
の寸法変換差ΔCD(=dp−dm<0)が発生したこ
とになる。なお、この裾がエッチングの進行につれて消
失するか否かは、スペース幅dsにも依存する。一般に
堆積性反応生成物が発生する系では、スペース幅dsの
狭い領域ほど発生する該生成物の絶対量が少なく、側壁
保護効果が働きにくいため、裾が消失し易くなる。した
がって、負の寸法変換差ΔCDが大きくなり易い。一
方、(c)図に示されるように、マスク幅dmを有する
逆テーパ状のレジスト・パターン6が形成されている場
合は、このマスク幅レジスト・パターン6の側壁面にま
ず堆積性反応生成物7が堆積し始める。逆テーパの側壁
面上ではイオンの入射が極めて少ないので、この堆積は
等方的にしかも過剰に起こり易い。この結果、ゲート電
極5tのパターン幅dpが元のマスク幅dmよりも大き
くなる。すなわち、正の寸法変換差ΔCD(=dp−d
m>0)が発生する。
First, as shown in FIG. 3A, when a forward tapered resist pattern 6 having a mask width dm is formed, a certain amount of ions are also present on the side wall surface of the resist pattern 6. Incident. Therefore, the sidewall protection effect of the depositable reaction product on the sidewall surface is not so large, and particularly, the hem portion of the resist pattern 6 is
It disappears on the way due to the sputtering action. Therefore, as shown in FIG. 6B, the pattern width dp of the finally obtained gate electrode 5a becomes smaller than the original mask width dm. Here, if the difference between the obtained pattern width dp and the initial mask width dm is defined as the dimension conversion difference ΔCD, a negative dimension conversion difference ΔCD (= dp-dm <0 in etching using a forward tapered resist pattern). ) Has occurred. Whether or not this skirt disappears as the etching progresses also depends on the space width ds. Generally, in a system in which a sedimentary reaction product is generated, the smaller the space width ds is, the smaller the absolute amount of the generated product is, and the side wall protection effect is hard to work, so that the hem is easily lost. Therefore, the negative dimension conversion difference ΔCD is likely to be large. On the other hand, as shown in FIG. 7C, when the inverse tapered resist pattern 6 having the mask width dm is formed, the deposition reaction product is first formed on the side wall surface of the mask width resist pattern 6. 7 begins to deposit. Since the incidence of ions on the side surface of the reverse taper is extremely small, this deposition is likely to occur isotropically and excessively. As a result, the pattern width dp of the gate electrode 5t becomes larger than the original mask width dm. That is, the positive dimension conversion difference ΔCD (= dp-d
m> 0) occurs.

【0011】以上、レジスト・パターン6に裾がある場
合について論じてきたが、この議論はは裾がない場合へ
も拡張することができる。すなわち、順テーパ状レジス
ト・パターンについては、上述(b)図における寸法変
換差ΔCDがゼロに近づくが、逆テーパ状レジスト・パ
ターンについては基本的にパターン幅dpが太る傾向は
変わらない。
Although the case where the resist pattern 6 has a skirt has been discussed above, this discussion can be extended to the case where the hem has no skirt. That is, for the forward tapered resist pattern, the dimension conversion difference ΔCD in FIG. (B) approaches zero, but for the reverse tapered resist pattern, the pattern width dp basically remains the same.

【0012】また、上述の議論はレジスト・パターンを
用いた場合、すなわちエッチング・マスク自身がイオン
・スパッタ作用による膜減りを起こす場合を想定して行
ったが、膜減りをほとんど起こさない無機材料膜パター
ンをマスクとした場合にも、これが逆テーパ状であれ
ば、やはりパターン幅dpが太る。
The above discussion was made on the assumption that a resist pattern is used, that is, the etching mask itself causes film reduction due to the ion sputtering action. However, an inorganic material film that hardly causes film reduction. Even when the pattern is used as a mask, if it has a reverse taper shape, the pattern width dp also becomes thick.

【0013】上述の寸法変換差ΔCDは、幅0.35μ
mのライン・アンド・スペース・パターンの形成におい
てすら、±100nmのオーダーに達することが実験的
に確認されている。しかしながら、米国半導体工業会
(SIA)がまとめた西暦2010年までの技術ロード
マップ「ザ・ナショナル・テクノロジー・ロードマップ
・フォー・セミコンダクターズ(The National Technolo
gy Roadmap for Semiconductors)」の1994年改訂版
によると、線幅0.18μmのゲート電極に許容される
寸法変換差はその1割程度、僅かに18nmである。し
たがって、上述のように±100nmもの寸法変換差が
たやすく発生してしまうようなプロセスでは、クォータ
ーミクロン以降の微細加工は到底不可能となる。
The above-mentioned dimension conversion difference ΔCD has a width of 0.35 μ
It has been experimentally confirmed that even in the formation of m line and space patterns, the order of ± 100 nm is reached. However, the technology roadmap compiled by the American Semiconductor Industry Association (SIA) until the year 2010 "The National Technology Roadmap for Semiconductors (The National Technolo
gy Roadmap for Semiconductors) ”, revised in 1994, the dimensional conversion difference allowed for a gate electrode having a line width of 0.18 μm is about 10%, which is only 18 nm. Therefore, in the process in which the dimensional conversion difference of ± 100 nm easily occurs as described above, fine processing after quarter micron becomes extremely impossible.

【0014】そこで本発明は、上述のような寸法変換差
ΔCDを最小限に抑えることにより、クォーターミクロ
ン以降の微細加工にも対応可能な高精度プラズマ・エッ
チング工程を含む半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device including a high-precision plasma etching process that can be applied to fine processing of quarter micron or later by minimizing the above-mentioned dimension conversion difference ΔCD. The purpose is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、被エッチング材料膜のエッチングに伴って堆積
性反応生成物が発生するプラズマ・エッチング工程を含
む場合に、このエッチングをテーパ角θが86゜≦θ≦
90゜の範囲にあるエッチング・マスクを介して行う。
すなわち、順テーパ状ないし垂直形状のエッチング・マ
スクを用いる。このようにテーパ角θの範囲を規定する
のは、堆積性反応生成物の等方的な堆積過程と異方的な
スパッタ除去過程とをうまくバランスさせるためであ
り、これにより被エッチング材料膜とエッチング・マス
クとの間の寸法変換差を最小限に抑制することが可能と
なる。テーパ角θのより好ましい範囲は87゜≦θ≦8
9゜である。
A method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is proposed to achieve the above-mentioned object, and a deposition reaction product is generated along with the etching of the material film to be etched. When the plasma etching process is performed, the taper angle θ is 86 ° ≦ θ ≦
Through an etching mask in the 90 ° range.
That is, a forward tapered or vertical etching mask is used. The range of the taper angle θ is defined in this way in order to achieve a good balance between the isotropic deposition process of the depositable reaction product and the anisotropic sputter removal process. It is possible to minimize the size conversion difference between the etching mask and the etching mask. A more preferable range of the taper angle θ is 87 ° ≦ θ ≦ 8
It is 9 °.

【0016】また、上記エッチング・マスクとしては、
前記被エッチング材料膜との界面近傍において一定のテ
ーパ角θを有しているもの、すなわち裾のないエッチン
グ・マスクが、寸法変換差を抑える上で好適である。部
分的に逆テーパ部分を持たないエッチング・マスク、す
なわち断面形状にくびれを持たないものであれば、なお
良い。
Further, as the etching mask,
An etching mask having a constant taper angle θ in the vicinity of the interface with the material film to be etched, that is, an etching mask having no hem is suitable for suppressing the dimensional conversion difference. It is even better if the etching mask does not partially have an inverse taper portion, that is, an etching mask that does not have a constriction in cross section.

【0017】前記エッチング・マスクとしては、有機材
料膜パターン、無機材料膜パターン、あるいは導電材料
膜パターンのどれを用いても良い。上記有機材料膜パタ
ーンは、露光光や電子ビームを用いたリソグラフィ技術
により直接的にパターニングされるので、そのテーパ角
θはレジスト材料の種類、露光量、パターンの粗密、現
像条件に依存する。
As the etching mask, any of an organic material film pattern, an inorganic material film pattern, or a conductive material film pattern may be used. Since the organic material film pattern is directly patterned by a lithography technique using exposure light or an electron beam, the taper angle θ depends on the type of resist material, the exposure amount, the pattern density, and the development conditions.

【0018】これに対し、無機材料パターンや導電材料
膜パターンは他のエッチング・マスク(典型的にはレジ
スト・パターン)を用いたプラズマ・エッチングにより
間接的にパターニングされるので、そのテーパ角θはエ
ッチング条件により決まる。すなわち、このプラズマ・
エッチング中に発生する堆積性生成物の堆積量、あるい
は他のエッチング・マスクの後退量にもとづいて決ま
る。
On the other hand, since the inorganic material pattern and the conductive material film pattern are indirectly patterned by plasma etching using another etching mask (typically a resist pattern), the taper angle θ is Determined by etching conditions. That is, this plasma
It is determined based on the amount of depositable products generated during etching or the amount of recession of other etching masks.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明は、エッチング・マスクと
して好ましくは順テーパ状の、しかもテーパ角θを所定
範囲に規定したものを用いることにより、プラズマ・エ
ッチングに伴って発生する堆積性反応生成物の堆積と除
去のバランスを調整し、被エッチング材料膜のエッチン
グ形状を制御しようとするものである。まず、レジスト
・パターンを用いたポリサイド・ゲート電極加工につい
て、寸法変換差ΔCDの発生状況とスペース幅dsとの
相関関係がレジスト・パターンのテーパ角θによりどの
ように変化するかを、実験的に検討した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention employs a forward taper mask having a taper angle .theta. It is intended to control the etching shape of the material film to be etched by adjusting the balance between deposition and removal of the material. First, regarding the polycide gate electrode processing using a resist pattern, it was experimentally investigated how the correlation between the occurrence state of the dimension conversion difference ΔCD and the space width ds changes depending on the taper angle θ of the resist pattern. investigated.

【0020】使用したサンプル・ウェハは、前出の図2
の(a)図に示した構成を有する。ここで、直径5イン
チのSi基板1上のゲート酸化膜2は、850℃でのパ
イロジェニック酸化により10nmの厚さに形成された
ものである。また、W−ポリサイド膜5は、SiH4
原料ガスとする減圧CVD法により厚さ約100μmの
+ 型ポリシリコン膜3を成膜した後、WF6 /SiC
22 混合ガスを原料ガスとする減圧CVD法により
厚さ約100μmのWSix膜4を積層することにより
形成した。
The sample wafer used is as shown in FIG.
(A) of FIG. Here, the gate oxide film 2 on the Si substrate 1 having a diameter of 5 inches is formed to have a thickness of 10 nm by pyrogenic oxidation at 850 ° C. Further, W- polycide film 5, after forming the n + -type polysilicon film 3 having a thickness of about 100μm by a low pressure CVD method using SiH 4 as a raw material gas, WF 6 / SiC
It was formed by laminating a WSix film 4 having a thickness of about 100 μm by a low pressure CVD method using a mixed gas of l 2 H 2 as a source gas.

【0021】また、レジスト・パターン6は、化学増幅
系ポジ型フォトレジストを用い、KrFエキシマ・レー
ザ・リソグラフィおよび現像処理を経て0.35μmの
パターン幅dmに形成した。ただし、このパターン幅d
mの約 ? %は裾が占めている。上記レジスト・パタ
ーン6のテーパ角θは86゜〜94゜の範囲で変化させ
たが、この変化は露光量および現像条件の制御により達
成した。
The resist pattern 6 was formed with a chemically amplified positive type photoresist to a pattern width dm of 0.35 μm through KrF excimer laser lithography and development processing. However, this pattern width d
About m? % Is occupied by the foot. The taper angle θ of the resist pattern 6 was changed in the range of 86 ° to 94 °, and this change was achieved by controlling the exposure amount and the developing conditions.

【0022】また、ドライエッチングは有磁場マイクロ
波プラズマ・エッチング装置を用いて、一例として下記
の条件 Cl2 流量 75 SCCM O2 流量 5 SCCM 圧力 0.5 Pa マイクロ波パワー 850 W(2.45 GHz) RFバイアス・パワー 70 W(2 MHz) ウェハ温度 20 ℃ で行った。
In the dry etching, a magnetic field microwave plasma etching apparatus is used and the following conditions are given as an example: Cl 2 flow rate 75 SCCM O 2 flow rate 5 SCCM pressure 0.5 Pa microwave power 850 W (2.45 GHz) ) RF bias power 70 W (2 MHz) Wafer temperature 20 ° C.

【0023】結果を図3に示す。この図は、横軸にスペ
ース幅ds(μm)、縦軸に寸法変換差ΔCD(nm)
をとっており、黒塗りのプロットはテーパ角θ≧90゜
(垂直ないし逆テーパ状)、白抜きのプロットはテーパ
角θ<90゜(順テーパ状)の場合をそれぞれ表す。
FIG. 3 shows the results. In this figure, the horizontal axis represents the space width ds (μm), and the vertical axis represents the dimension conversion difference ΔCD (nm).
The black plots represent the taper angle θ ≧ 90 ° (vertical or inverse tapered), and the white plots represent the taper angle θ <90 ° (forward tapered).

【0024】この図をみると、逆テーパ状の場合には、
スペース幅dsが小さく、堆積性反応生成物の生成が本
来的に少ない場合ですら正の寸法変換差ΔCDが生じて
いることがわかる。図中、実線で囲んだ領域(b)で
は、スペース幅dsが大きいことに起因して、得られる
パターン幅が太る傾向が特に顕著に現れている。
Looking at this figure, in the case of the inverse taper shape,
It can be seen that a positive dimensional conversion difference ΔCD occurs even when the space width ds is small and the amount of sedimentary reaction products is essentially small. In the region (b) surrounded by the solid line in the figure, the tendency that the obtained pattern width becomes thick is particularly remarkable due to the large space width ds.

【0025】これに対して順テーパ状の場合には、実線
で囲んだ領域(a)においてスペース幅dsが狭いこと
に起因する負の寸法変換差ΔCDが発生しているが、堆
積性反応生成物が過剰となり易い広いスペース幅dsの
領域では、それほど大きな寸法変換差ΔCDは発生して
いない。
On the other hand, in the case of the forward taper shape, a negative dimensional conversion difference ΔCD occurs due to the narrow space width ds in the area (a) surrounded by the solid line, but the deposition reaction reaction is generated. In the region of the wide space width ds where the objects tend to be excessive, the dimensional conversion difference ΔCD is not so large.

【0026】テーパ角θ=90゜の場合は両者の中間的
な傾向が現れており、寸法変換差ΔCDのばらつきが正
負にわたって最も大きい。これは、異方性形状のレジス
ト・パターンについても生じ得るイオン・スパッタ作用
による膜減り等、エッチング条件の影響が敏感に反映さ
れたものと考えられる。
When the taper angle θ = 90 °, an intermediate tendency between the two appears, and the variation in the dimension conversion difference ΔCD is the largest in both positive and negative. It is considered that this is because the influence of the etching conditions is sensitively reflected, such as the film reduction due to the ion-sputtering action that may occur even in the resist pattern having an anisotropic shape.

【0027】以上は、おおまかな寸法変換差ΔCDの発
生傾向であるが、より詳しくみると、テーパ角θ=88
゜の場合に最も優れた寸法変換差ΔCDの抑制効果が現
れている。特に、堆積性反応生成物の堆積が最も多く、
集積回路中では孤立パターンとみなせるスペース幅ds
=6μmの場合においても、寸法変換差ΔCDが20〜
30nmの範囲に抑制されていることは、注目に値す
る。すなわち、この角度において、マスク側壁面への堆
積性反応生成物の付着とイオン入射によるその除去との
バランスが最も良くとれていることを意味する。テーパ
角θ=90゜では上述のように寸法変換差ΔCDのばら
つきが大きく、テーパ角θ=86゜ではスペース幅ds
が狭い場合の負の寸法変換差ΔCDが大きくなることを
考慮すると、最も好ましいテーパ角θの範囲を87゜≦
θ≦89゜と決定することができる。
The above is the tendency for the rough dimension conversion difference ΔCD to occur. More specifically, the taper angle θ = 88.
The most excellent effect of suppressing the dimensional conversion difference ΔCD appears in the case of °. In particular, the accumulation of sedimentary reaction products is the highest,
Space width ds that can be regarded as an isolated pattern in the integrated circuit
= 6 μm, the dimension conversion difference ΔCD is 20 to
It is worth noting that it is suppressed to the range of 30 nm. That is, at this angle, it means that the deposition reaction product deposited on the side wall surface of the mask and the removal thereof by ion incidence are in the best balance. When the taper angle θ = 90 °, the dimensional conversion difference ΔCD varies greatly as described above, and when the taper angle θ = 86 °, the space width ds.
Considering that the negative dimensional conversion difference ΔCD becomes large when N is narrow, the most preferable range of the taper angle θ is 87 ° ≦
It can be determined that θ ≦ 89 °.

【0028】ただし、レジスト・パターン6に裾がない
場合には、全体的に負の寸法変換差ΔCDが解消される
方向となるので、テーパ角θが86゜≦θ≦90゜の範
囲にあれば、一応の形状制御は可能である。これが、本
発明におけるテーパ角θの範囲に関する規定の根拠であ
る。
However, if the resist pattern 6 does not have a hem, the negative dimension conversion difference ΔCD tends to be eliminated as a whole, so that the taper angle θ falls within the range of 86 ° ≦ θ ≦ 90 °. For example, it is possible to control the shape to some extent. This is the basis for the regulation regarding the range of the taper angle θ in the present invention.

【0029】なお、寸法変換差ΔCDは、ある条件の範
囲内では被エッチング材料膜の膜厚にも当然比例すると
考えられる。図3に示したデータは、膜厚200nmの
W−ポリサイド膜について得られたものである。しか
し、今後の世代のゲート電極に使用されるW−ポリサイ
ド膜はこれよれもずっと薄く、たとえば64MDRAM
では100μm(ポリシリコン膜50μm+WSix膜
50μm)程度となる。つまり、上述のデータは今後の
量産プロセスよりもかなり厳しい条件で得られたもので
あり、このデータにもとづいてより薄いW−ポリサイド
膜の加工を行うことについては、何ら問題は生じない。
It is considered that the dimension conversion difference ΔCD is naturally proportional to the film thickness of the material film to be etched within the range of certain conditions. The data shown in FIG. 3 was obtained for a W-polycide film having a film thickness of 200 nm. However, the W-polycide film used for future generation gate electrodes is much thinner than this, for example, 64M DRAM.
Is about 100 μm (polysilicon film 50 μm + WSix film 50 μm). That is, the above-mentioned data was obtained under conditions severer than those of future mass-production processes, and there is no problem in processing a thinner W-polycide film based on this data.

【0030】また、上述の検討ではポジ型フォトレジス
ト材料を用いたが、これは通常のフォトレジストの解像
・現像特性から考えて当然の選択である。ただし、一般
的に逆テーパ状(テーパ角θ>90゜)を呈し易いネガ
型フォトレジストであっても、露光・現像条件の最適化
によりテーパ角θ=90゜を達成することは可能であ
る。
Further, although a positive photoresist material was used in the above examination, this is a natural choice in view of the resolution and development characteristics of ordinary photoresists. However, even in the case of a negative photoresist, which is generally easy to exhibit an inverse taper shape (taper angle θ> 90 °), it is possible to achieve the taper angle θ = 90 ° by optimizing the exposure and development conditions. .

【0031】以下の実施例では、上述の結果にもとづ
き、様々なエッチング・マスクを用いた個々の事例につ
いて説明する。
The following examples are based on the above results and describe individual cases with different etching masks.

【0032】[0032]

【実施例】実施例1 本実施例では、本発明をMOSトランジスタのポリサイ
ド・ゲート電極加工に適用した例について、図4および
図5を参照しながら説明する。
EXAMPLE 1 In this example, an example in which the present invention is applied to processing a polycide gate electrode of a MOS transistor will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

【0033】本実施例で用いたサンプル・ウェハを図4
に示す。このウェハの作成方法は、ほぼ図2で述べたも
のと同じであるが、W−ポリサイド膜5の膜厚は約10
0nmとした。また、本実施例のレジスト・パターン6
には裾が存在しない。かかるレジスト・パターン6は、
化学増幅系ポジ型フォトレジスト材料を用いた場合であ
っても露光・現像条件の最適化により形成可能である
が、ここでは、上述のように裾の発生したレジスト・パ
ターン6について軽い酸素プラズマ処理(ディスカム処
理)を施すことにより、裾を除去した。テーパ角θは8
8゜である。また、スペース幅dsは6.0μmとし
た。
The sample wafer used in this embodiment is shown in FIG.
Shown in The method for producing this wafer is almost the same as that described in FIG. 2, but the thickness of the W-polycide film 5 is about 10
It was set to 0 nm. In addition, the resist pattern 6 of this embodiment
Has no hem. The resist pattern 6 is
Even if a chemically amplified positive photoresist material is used, it can be formed by optimizing the exposure / development conditions. Here, a light oxygen plasma treatment is applied to the resist pattern 6 having the hem as described above. The hem was removed by performing (discum treatment). Taper angle θ is 8
8 ゜. The space width ds was 6.0 μm.

【0034】この状態で、先の図3に関する説明の中で
述べたエッチング条件により上記W−ポリサイド膜5を
ドライエッチングした。この工程では、レジスト・パタ
ーン6の側壁面に若干のイオンが入射し、その一方で堆
積性反応生成物として主にSiClxOyが発生した
が、イオン入射と堆積過程とが釣合うことにより、マス
クの後退も過剰な堆積も効果的に抑制された。この結
果、図5に示されるように、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、寸法変換差ΔCDを1
0nm以内に抑えることができた。
In this state, the W-polycide film 5 was dry-etched under the etching conditions described in the description of FIG. In this step, some ions were incident on the side wall surface of the resist pattern 6, while SiClxOy was mainly generated as a deposition reaction product. However, due to the balance between the ion incidence and the deposition process, Both recession and excessive deposition were effectively suppressed. As a result, the gate electrode 5a having an anisotropic shape can be formed as shown in FIG.
It could be suppressed to within 0 nm.

【0035】実施例2 本実施例では、MOSトランジスタのポリサイド・ゲー
ト電極加工においてオフセットSiOx膜をエッチング
・マスクとして利用した例について、図6ないし図8を
参照しながら説明する。なお、これらの図中では、前出
の図4および図5と一部共通の符号を用いる。
Embodiment 2 In this embodiment, an example in which an offset SiOx film is used as an etching mask in processing a polycide gate electrode of a MOS transistor will be described with reference to FIGS. 6 to 8. In these figures, the same reference numerals are used in part as in FIGS. 4 and 5 described above.

【0036】本実施例で用いたエッチング・サンプル
は、図6に示されるように、W−ポリサイド膜5の上に
さらに厚さ約80nmのオフセットSiOx膜8が形成
され、さらにその上にテーパ角θ=90゜、すなわち異
方性形状を有するレジスト・パターン9が形成されたも
のである。なお、上記オフセットSiOx膜8とは、い
わゆる自己整合コンタクト・プロセスにおいて用いられ
る膜であり、その直下の配線パターンと、その上層側の
パターンとの間の絶縁を確保する役目を果たす。このウ
ェハをマグネトロンRIE装置にセットし、まず上記オ
フセットSiOx膜8を、一例として下記の条件 CHF3 流量 40 SCCM CO 流量 200 SCCM 圧力 1.0 Pa RFパワー 1000 W(13.56 MHz) ウェハ温度 0 ℃ でドライエッチングした。
In the etching sample used in this embodiment, as shown in FIG. 6, an offset SiOx film 8 having a thickness of about 80 nm is further formed on the W-polycide film 5, and the taper angle is further formed thereon. θ = 90 °, that is, the resist pattern 9 having an anisotropic shape is formed. The offset SiOx film 8 is a film used in a so-called self-aligned contact process, and plays a role of ensuring insulation between the wiring pattern immediately below and the pattern on the upper layer side. This wafer is set in a magnetron RIE apparatus, and the above-mentioned offset SiOx film 8 is first used as an example under the following conditions: CHF 3 flow rate 40 SCCM CO flow rate 200 SCCM pressure 1.0 Pa RF power 1000 W (13.56 MHz) wafer temperature 0 Dry etching was performed at ℃.

【0037】SiOx膜のドライエッチングには通常、
原子間結合エネルギーの大きいSi−O結合を切断する
ためにイオン入射エネルギーの高い条件が採用されるた
め、レジスト・パターン9はプラズマ中のイオンにスパ
ッタされて角が落ち、次第にテーパ化および膜減りを生
ずる。その一方で、エッチング・ガスの分解に起因して
フルオロカーボン系のポリマーが生成し、これがレジス
ト・パターン9の側壁面に堆積する。この膜減りと堆積
とが競合することにより、図7に示されるように、テー
パ角θ=88゜を有するオフセットSiOx膜パターン
8tが形成された。
Dry etching of a SiOx film is usually performed.
Since the condition of high ion incident energy is adopted to break the Si—O bond having a large interatomic bond energy, the resist pattern 9 is sputtered by the ions in the plasma and its angle is lowered, and the taper and the film decrease gradually. Cause On the other hand, a fluorocarbon polymer is generated due to the decomposition of the etching gas, and this is deposited on the sidewall surface of the resist pattern 9. Due to the competition between the film reduction and the deposition, an offset SiOx film pattern 8t having a taper angle θ = 88 ° was formed as shown in FIG.

【0038】続いて、レジスト・パターン9をアッシン
グにより除去し、上記オフセットSiOx膜パターン8
tをマスクとするW−ポリサイド膜5のエッチングを有
磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置を用いて行っ
た。このときのエッチング条件は、図3に関する説明の
中で上述したとおりである。この結果、図8に示される
ように、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。
Then, the resist pattern 9 is removed by ashing, and the offset SiOx film pattern 8 is formed.
The W-polycide film 5 was etched using t as a mask by using a magnetic field microwave plasma etching apparatus. The etching conditions at this time are as described above in the description relating to FIG. As a result, the gate electrode 5a having an anisotropic shape could be formed as shown in FIG.

【0039】実施例3 本実施例では、EPROMのゲート電極加工において、
レジスト・パターンを介して形成されたポリサイド・コ
ントロール・ゲート電極を該レジスト・パターンと共に
マスクとして用いることにより、フローティング・ゲー
ト電極加工を行った。本実施例のプロセスを、図9ない
し図11を参照しながら説明する。なお、これらの図中
では、前出の図4および図5と一部共通の符号を用い
る。
Embodiment 3 In this embodiment, in processing the gate electrode of EPROM,
The floating gate electrode was processed by using the polycide control gate electrode formed through the resist pattern as a mask together with the resist pattern. The process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. In these figures, the same reference numerals are used in part as in FIGS. 4 and 5 described above.

【0040】本実施例で用いたエッチング・サンプル
は、図9に示されるように、Si基板1のパイロジェニ
ック酸化により形成されたゲート酸化膜2の上に、厚さ
約50nmのn+ 型ポリシリコン膜10が形成され、そ
の上にONO膜11を介してW−ポリサイド膜14が形
成され、さらにその上にレジスト・パターン15が形成
されたものである。ここで、上記ONO膜11は、細か
い図示は省略するが、下層側から順に厚さ4nmのSi
Ox膜、厚さ6nmのSixNy膜、厚さ2nmのSi
Ox膜が積層されたものである。また、上記W−ポリサ
イド膜14は、下層側から順に厚さ約50nmのn+
ポリシリコン膜12と厚さ約50nmのWSix膜13
とが積層されたものである。上記レジスト・パターン1
5のテーパ角θは86゜とした。
The etching samples used in this example, as shown in FIG. 9, on the gate oxide film 2 formed by the pyrogenic oxidation of the Si substrate 1, a thickness of about 50 nm n + -type poly A silicon film 10 is formed, a W-polycide film 14 is formed on the silicon film 10 via an ONO film 11, and a resist pattern 15 is further formed thereon. Here, although detailed illustration is omitted, the ONO film 11 is made of Si having a thickness of 4 nm in order from the lower layer side.
Ox film, 6 nm thick SixNy film, 2 nm thick Si
It is a stack of Ox films. The W-polycide film 14 is composed of an n + -type polysilicon film 12 having a thickness of about 50 nm and a WSix film 13 having a thickness of about 50 nm in this order from the lower layer side.
And are laminated. Resist pattern 1 above
The taper angle θ of No. 5 was 86 °.

【0041】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 Cl2 流量 75 SCCM O2 流量 5 SCCM 圧力 0.5 Pa マイクロ波パワー 850 W(2.45 GHz) RFバイアス・パワー 80 W(2 MHz) ウェハ温度 20 ℃ でW−ポリサイド膜14をドライエッチングした。
This wafer is loaded with a magnetic field microwave plasma
It is set in an etching apparatus and, as an example, the following conditions: Cl 2 flow rate 75 SCCM O 2 flow rate 5 SCCM pressure 0.5 Pa microwave power 850 W (2.45 GHz) RF bias power 80 W (2 MHz) wafer temperature 20 The W-polycide film 14 was dry-etched at ℃.

【0042】ここでは、レジスト・パターン15のテー
パ角θが実施例1よりも小さく設定されいるためにマス
クの後退が進み、テーパ角θ=88゜を有するコントロ
ール・ゲート14tが形成された。続いて、ウェハをマ
グネトロンRIE装置に移設し、上述のオフセットSi
Ox膜のエッチングと同じ条件でONO膜11をエッチ
ングした。
In this case, since the taper angle θ of the resist pattern 15 is set smaller than that of the first embodiment, the retreat of the mask progresses, and the control gate 14t having the taper angle θ = 88 ° is formed. Subsequently, the wafer is transferred to a magnetron RIE apparatus, and the above-mentioned offset Si
The ONO film 11 was etched under the same conditions as the etching of the Ox film.

【0043】さらに、ウェハを有磁場マイクロ波プラズ
マ・エッチング装置に戻し、一例として下記の条件 HBr流量 120 SCCM O2 流量 2 SCCM 圧力 0.6 Pa マイクロ波パワー 850 W(2.45 GHz) RFバイアス・パワー 60 W(2 MHz) ウェハ温度 20 ℃ でn+ 型ポリシリコン膜10をドライエッチングした。
Further, the wafer was returned to the magnetic field microwave plasma etching apparatus, and as an example, the following conditions HBr flow rate 120 SCCM O 2 flow rate 2 SCCM pressure 0.6 Pa microwave power 850 W (2.45 GHz) RF bias The power of 60 W (2 MHz) and the wafer temperature of 20 ° C. were used to dry-etch the n + type polysilicon film 10.

【0044】このエッチングでは、コントロール・ゲー
ト電極14tとレジスト・パターン15の両方がエッチ
ング・マスクとして機能し、かつ堆積性反応生成物とし
てはSiBrxOyが発生する。しかし、エッチング・
マスクはいずれも順テーパ形状を呈するため、過剰な堆
積を生じて見かけ上のマスク幅を太らせることはなかっ
た。この結果、図11に示されるように、異方性形状を
有するフローティング・ゲート電極10aを形成するこ
とができ、寸法変換差ΔCDを10nm以内に抑えるこ
とができた。
In this etching, both the control gate electrode 14t and the resist pattern 15 function as an etching mask, and SiBrxOy is generated as a deposition reaction product. However, etching
Since each of the masks had a forward taper shape, excessive deposition was not caused to increase the apparent mask width. As a result, as shown in FIG. 11, the floating gate electrode 10a having an anisotropic shape can be formed, and the dimensional conversion difference ΔCD can be suppressed within 10 nm.

【0045】以上、3例の実施例を挙げたが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。すなわち、
サンプル・ウェハの構成、ウェハを構成する膜の形成方
法、各部の寸法、使用するドライエッチング装置、ドラ
イエッチング条件は適宜変更・選択が可能である。特に
シリコン系材料膜用のエッチング・ガスに関しては、上
述のCl系やBr系のガスに替えてヨウ素(I)系のガ
スを用いることも可能である。また、実施例2では、上
記オフセットSiOx膜8に替えてSixNy膜やSi
OxNy膜を採用しても良い。
Although three examples have been described above, the present invention is not limited to these examples. That is,
The structure of the sample wafer, the method of forming the film forming the wafer, the dimensions of each part, the dry etching apparatus used, and the dry etching conditions can be appropriately changed and selected. In particular, regarding the etching gas for the silicon-based material film, it is possible to use iodine (I) -based gas instead of the above Cl-based or Br-based gas. In the second embodiment, the offset SiOx film 8 is replaced by a SixNy film or a Si film.
An OxNy film may be adopted.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、エッチング・マスクとの寸法変換差ΔCD
を最小限に抑えたドライエッチングが可能となり、クォ
ーターミクロン以降の微細加工にも極めて良好に対応可
能な半導体装置の製造方法を提供することができる。し
たがって本発明は、半導体装置の微細化、高集積化、高
性能化に大きく貢献するものである。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the dimensional conversion difference ΔCD from the etching mask is increased.
It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which enables dry etching with a minimum of the above, and which can very well cope with fine processing of quarter micron or later. Therefore, the present invention greatly contributes to miniaturization, high integration, and high performance of semiconductor devices.

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

【図1】エッチング・マスクのテーパ角の定義を説明す
るための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the definition of a taper angle of an etching mask.

【図2】ポリサイド・ゲート電極加工における寸法変換
差ΔCDの発生を、レジスト・パターンの形状別に比較
した模式的断面図であり、(a)は順テーパ状レジスト
・パターンを用いた場合のエッチング前の状態、(b)
はエッチング後に負の寸法変換差が発生した状態、
(c)は逆テーパ状レジスト・パターンを用いた場合の
エッチング前の状態、(d)はエッチング後に正の寸法
変換差が発生した状態をそれぞれ表す。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view comparing generation of a dimension conversion difference ΔCD in processing a polycide gate electrode for each shape of a resist pattern, and (a) before etching when a forward tapered resist pattern is used. State, (b)
Indicates that a negative dimension conversion difference has occurred after etching,
(C) shows a state before etching when an inverse tapered resist pattern is used, and (d) shows a state where a positive dimensional conversion difference occurs after etching.

【図3】ポリサイド・ゲート電極加工における寸法変換
差ΔCDのスペース幅ds依存性を表すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a space width ds dependency of a dimension conversion difference ΔCD in processing a polycide gate electrode.

【図4】本発明を適用してMOSトランジスタのポリサ
イド・ゲート電極加工を行うプロセス例において、W−
ポリサイド膜とシリコン上でレジスト・パターニングを
行った状態を示す模式的断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing a process example in which a polycide / gate electrode of a MOS transistor is processed by applying the present invention.
It is a typical sectional view showing the state where resist patterning was performed on the polycide film and silicon.

【図5】図4のレジスト・パターンをマスクとしてW−
ポリサイド膜を異方性エッチングした状態を示す模式的
断面図である。
FIG. 5 shows W-using the resist pattern of FIG. 4 as a mask.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a polycide film is anisotropically etched.

【図6】本発明を適用してMOSトランジスタのポリサ
イド・ゲート電極加工を行う他のプロセス例において、
オフセットSiOx膜上でレジスト・パターニングを行
った状態を示す模式的断面図である。
FIG. 6 shows another process example in which the present invention is applied to process a polycide gate electrode of a MOS transistor,
It is a typical sectional view showing the state where resist patterning was performed on the offset SiOx film.

【図7】図6のレジスト・パターンをマスクとしてオフ
セットSiOx膜を順テーパ状にエッチングし、レジス
ト・パターンを除去した状態を示す模式的断面図であ
る。
7 is a schematic cross-sectional view showing a state where the offset SiOx film is etched in a forward tapered shape by using the resist pattern of FIG. 6 as a mask and the resist pattern is removed.

【図8】図7のオフセットSiOx膜パターンをマスク
としてW−ポリサイド膜を異方性エッチングした状態を
示す模式的断面図である。
8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the W-polycide film is anisotropically etched using the offset SiOx film pattern of FIG. 7 as a mask.

【図9】本発明を適用して不揮発性メモリのゲート電極
加工を行うプロセス例において、W−ポリサイド膜上で
レジスト・パターニングを行った状態を示す模式的断面
図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state where resist patterning is performed on a W-polycide film in a process example of processing a gate electrode of a nonvolatile memory to which the present invention is applied.

【図10】図9のレジスト・パターンをマスクとしてW
−ポリシリコン膜を異方性エッチングすることによりコ
ントロール・ゲート電極を形成した状態を示す模式的断
面図である。
FIG. 10 is a graph showing W using the resist pattern of FIG. 9 as a mask.
-A schematic cross-sectional view showing a state in which a control gate electrode is formed by anisotropically etching a polysilicon film.

【図11】図10のコントロール・ゲート電極をレジス
ト・パターンと共にマスクとして用い、ポリシリコン膜
を異方性エッチングしてフローティング・ゲート電極を
形成した状態を示す模式的断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state where a floating gate electrode is formed by anisotropically etching a polysilicon film using the control gate electrode of FIG. 10 together with a resist pattern as a mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5,14 W−ポリサイド膜 5a (異方性形状を有する)ゲート電極 6,9,15 レジスト・パターン 7 堆積性反応生成物 8t (テーパ状)オフセットSiOx膜パターン 10 n+ 型ポリシリコン膜 10a フローティング・ゲート電極 14t コントロール・ゲート電極5,14 W-polycide film 5a (having an anisotropic shape) gate electrode 6,9,15 resist pattern 7 deposition reaction product 8t (tapered) offset SiOx film pattern 10 n + type polysilicon film 10a floating・ Gate electrode 14t Control gate electrode

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被エッチング材料膜のエッチングに伴っ
て堆積性反応生成物が発生するプラズマ・エッチング工
程を含む半導体装置の製造方法において、 前記エッチングは、テーパ角θが86゜≦θ≦90゜の
範囲にあるエッチング・マスクを介して行う半導体装置
の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device including a plasma etching step in which a depositable reaction product is generated along with etching of a material film to be etched, wherein the etching has a taper angle θ of 86 ° ≦ θ ≦ 90 °. A method of manufacturing a semiconductor device through an etching mask in the range of.
【請求項2】 前記テーパ角θを87゜≦θ≦89゜の
範囲に設定する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the taper angle θ is set within a range of 87 ° ≦ θ ≦ 89 °.
【請求項3】 前記エッチング・マスクが、少なくとも
前記被エッチング材料膜との界面近傍において一定のテ
ーパ角θを有する請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching mask has a constant taper angle θ at least in the vicinity of the interface with the material film to be etched.
【請求項4】 前記プラズマ・エッチング工程では、塩
素系化学種,臭素系化学種,ヨウ素系化学種の少なくと
もいずれかを発生させるエッチング・ガスを用いてシリ
コン系材料膜をエッチングする請求項1記載の半導体装
置の製造方法。
4. The silicon-based material film is etched in the plasma etching step using an etching gas that generates at least one of chlorine-based chemical species, bromine-based chemical species, and iodine-based chemical species. Of manufacturing a semiconductor device of.
【請求項5】 前記エッチング・マスクとして有機材料
膜パターンを用いる請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an organic material film pattern is used as the etching mask.
【請求項6】 前記エッチング・マスクとして無機材料
膜パターンを用いる請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an inorganic material film pattern is used as the etching mask.
【請求項7】 前記無機材料膜パターンは他のエッチン
グ・マスクを介したプラズマ・エッチングにより形成さ
れ、該無機材料膜パターンのテーパ角θは該プラズマ・
エッチング中に発生する堆積性生成物の堆積量にもとづ
いて制御される請求項6記載の半導体装置の製造方法。
7. The inorganic material film pattern is formed by plasma etching through another etching mask, and the taper angle θ of the inorganic material film pattern is the plasma etching rate.
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the method is controlled on the basis of the amount of depositable deposits generated during etching.
【請求項8】 前記無機材料膜パターンが酸化シリコン
系材料,窒化シリコン系材料,酸窒化シリコン系材料の
少なくともいずれかより構成され、前記堆積性生成物が
カーボン系ポリマーである請求項7記載の半導体装置の
製造方法。
8. The inorganic material film pattern is composed of at least one of a silicon oxide based material, a silicon nitride based material, and a silicon oxynitride based material, and the depositable product is a carbon based polymer. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項9】 前記無機材料膜パターンは他のエッチン
グ・マスクを介したプラズマ・エッチングにより形成さ
れ、該無機材料膜パターンのテーパ角θは該他のエッチ
ング・マスクの後退量にもとづいて制御される請求項6
記載の半導体装置の製造方法。
9. The inorganic material film pattern is formed by plasma etching through another etching mask, and a taper angle θ of the inorganic material film pattern is controlled based on a receding amount of the other etching mask. Claim 6
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項10】 前記エッチング・マスクとして少なく
とも導電材料膜パターンを用いる請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein at least a conductive material film pattern is used as the etching mask.
【請求項11】 前記導電材料膜パターンは他のエッチ
ング・マスクを介したプラズマ・エッチングにより形成
され、該導電材料膜パターンのテーパ角θは該プラズマ
・エッチング中に発生する堆積性反応生成物の堆積量に
もとづいて制御される請求項10記載の半導体装置の製
造方法。
11. The conductive material film pattern is formed by plasma etching through another etching mask, and the taper angle θ of the conductive material film pattern is a deposition reaction product generated during the plasma etching. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the method is controlled based on the amount of deposition.
【請求項12】 前記導電材料膜パターンがシリコン系
材料膜より構成される請求項11記載の半導体装置の製
造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the conductive material film pattern is composed of a silicon-based material film.
【請求項13】 前記導電材料膜パターンは他のエッチ
ング・マスクを介したプラズマ・エッチングにより形成
され、該導電材料膜パターンのテーパ角θは該他のエッ
チング・マスクの後退量にもとづいて制御される請求項
10記載の半導体装置の製造方法。
13. The conductive material film pattern is formed by plasma etching through another etching mask, and the taper angle θ of the conductive material film pattern is controlled based on the receding amount of the other etching mask. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10,
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JP2009246368A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Tokyo Electron Ltd Multi-layer/multi-input/multi-output (mlmimo) model, and method of using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004165675A (en) * 2000-10-02 2004-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for producing semiconductor integrated circuit device
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