JPH11111689A - Etching method - Google Patents

Etching method

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JPH11111689A
JPH11111689A JP26899097A JP26899097A JPH11111689A JP H11111689 A JPH11111689 A JP H11111689A JP 26899097 A JP26899097 A JP 26899097A JP 26899097 A JP26899097 A JP 26899097A JP H11111689 A JPH11111689 A JP H11111689A
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tungsten
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a substantially vertical anisotropic etching of a tungsten or tungsten silicide layer by exposing the underlying surface in first step and then etching an objective layer in second step, using a second kind of etching gas having composition different from that of a first kind of etching gas. SOLUTION: An etching mask having an isolated pattern formed between wide space parts and a plurality of fine patterns arranged through a narrow space part is formed on a layer of tungsten or tungsten silicide to be etched which is formed on the underlying surface. The layer to be etched is then etched with a first gas via the etching mask to expose the underlying surface at the wide space part and further etched with second gas having composition different from that of the first gas. According to the method, substantially vertical anisotropic etching of a tungsten or tungsten silicide layer is made available using first gas of Cl2 or O2 .

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、エッチング方法に
関し、特にタングステン層またはタングステンシリサイ
ド層を含むエッチング対象層をエッチするエッチング方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching method, and more particularly to an etching method for etching a layer to be etched including a tungsten layer or a tungsten silicide layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置にタングステンやタン
グステンシリサイドが広く用いられるようになってきて
いる。タングステンシリサイドは、シリサイドの1種と
して、多結晶(ポリ)シリコン層上に積層されてポリサ
イド電極(配線)を形成する他、単独でもローカル配線
等に用いられる。タングステンは、化学気相堆積(CV
D)で導電領域上に選択成長することも、下地全面上に
ブランケット成長することもでき、導電性プラグや下層
配線として広く利用されている。なお、タングステンを
スパッタリングすることもできる。タングステンシリサ
イド層は、一般にCVDで形成するか、タングステンシ
リサイドをターゲットとしてスパッタリングで形成す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, tungsten and tungsten silicide have been widely used in semiconductor devices. Tungsten silicide is used as a kind of silicide to form a polycide electrode (wiring) by being stacked on a polycrystalline (poly) silicon layer, or used alone as a local wiring. Tungsten is deposited by chemical vapor deposition (CV).
In D), it can be selectively grown on a conductive region or can be grown on a blanket over the entire surface of a base, and is widely used as a conductive plug or a lower wiring. Note that tungsten can also be sputtered. The tungsten silicide layer is generally formed by CVD or by sputtering using tungsten silicide as a target.

【0003】高集積度の半導体集積回路内の微細MOS
トランジスタの多くは、ゲート電極としてポリサイド構
造を有する。下層のシリコン層によってMOSトランジ
スタの閾値特性を確保し、上層のシリサイド層によって
ゲート電極(配線)の抵抗値を低減している。MOSト
ランジスタの特性、特に動作速度はゲート長に大きく影
響される。狭いゲート長のトランジスタを高精度に作成
するには、ポリサイド積層を高精度にエッチングする技
術が望まれる。
Fine MOS in a highly integrated semiconductor integrated circuit
Many of the transistors have a polycide structure as a gate electrode. The threshold characteristic of the MOS transistor is secured by the lower silicon layer, and the resistance value of the gate electrode (wiring) is reduced by the upper silicide layer. The characteristics of the MOS transistor, particularly the operation speed, are greatly affected by the gate length. In order to produce a transistor with a narrow gate length with high precision, a technique for etching a polycide stack with high precision is desired.

【0004】以下、ゲート電極にWSi2 /polyS
iのポリサイド積層を用いた場合のパターニング工程を
説明する。WSi2 は、塩素を含有するガスと酸素ガス
との混合ガスでエッチングするのが一般的である。例え
ば、塩素含有ガスとしてCl 2 を用いる。酸素ガスの添
加は、蒸気圧の比較的高いWOCl4 を生成してエッチ
ングを容易にするために行われる。また、polySi
のエッチングにおいても、SiO2 のゲート酸化膜との
選択比を向上させるために酸素ガスを添加することが多
い。
Hereinafter, WSi is used for the gate electrode.Two/ PolyS
patterning process when using polycide lamination of i
explain. WSiTwoIs a gas containing chlorine and oxygen gas
Etching is generally performed with a mixed gas of example
If the chlorine-containing gas is Cl TwoIs used. Add oxygen gas
Addition of WOCl with relatively high vapor pressureFourGenerate and etch
This is done to make it easier to use. Also, polySi
SiO2 etchingTwoWith gate oxide film
Often, oxygen gas is added to improve the selectivity.
No.

【0005】図5は、このような従来の技術によるCl
2 /O2 プラズマを用いたWSi2/polySi積層
のエッチングを示す。Si基板101の上に、ゲート酸
化膜となる薄いSiO2 層102が形成され、その上に
多結晶(poly)Si層103、WSi2 層104が
積層されている。WSi2 層104の上に、レジストマ
スク107が形成される。レジストマスク107は、ゲ
ート形状に合わせたパターンを有する。LSIの配線が
微細になるに従って、配線間のスペース部分Sのアスペ
クト比(高さ/幅)は増大する。
[0005] FIG. 5 shows Cl according to such a conventional technique.
3 illustrates the etching of a WSi 2 / polySi stack using 2 / O 2 plasma. A thin SiO 2 layer 102 serving as a gate oxide film is formed on a Si substrate 101, and a polycrystalline (poly) Si layer 103 and a WSi 2 layer 104 are stacked thereon. A resist mask 107 is formed on WSi 2 layer 104. The resist mask 107 has a pattern corresponding to the gate shape. As the wiring of the LSI becomes finer, the aspect ratio (height / width) of the space S between the wirings increases.

【0006】図中上方の空間にCl2 /O2 ガスを供給
し、例えば2.45GHzのマイクロ波を供給してCl
2 /O2 のプラズマ108を生成させる。また、シリコ
ン基板101を載置するウエハサセプタに、例えば1
3.56MHzの高周波(RF)を印加する。
A Cl 2 / O 2 gas is supplied to an upper space in the drawing, and a microwave of, eg, 2.45 GHz is supplied to supply Cl 2 / O 2 gas.
A 2 / O 2 plasma 108 is generated. The wafer susceptor on which the silicon substrate 101 is placed is, for example, 1
A high frequency (RF) of 3.56 MHz is applied.

【0007】エッチング条件は、例えば圧力=2mTo
rr、マイクロ波パワー=1400W、RFパワー=4
0W、エッチングガスの流量はCl2 /O2 =25/9
sccmである。
The etching conditions are, for example, pressure = 2 mTo
rr, microwave power = 1400 W, RF power = 4
0 W, the flow rate of the etching gas is Cl 2 / O 2 = 25/9
sccm.

【0008】レジスト107の形状に従い、先ずその下
のWSi2 層104がほぼ垂直にエッチングされる。や
がてレジストマスク107の外側に広い空間が露出する
広いスペース部においてはWSi2 層104のエッチン
グが終了する。この時点においても、パターン間のスペ
ース部が狭い領域においては、マイクロローディング効
果によりエッチング速度が低下するので、WSi2 層の
エッチングは終了しない。
According to the shape of the resist 107, the underlying WSi 2 layer 104 is first etched substantially vertically. Eventually, the etching of the WSi 2 layer 104 ends in a wide space where a wide space is exposed outside the resist mask 107. Even at this point, in the region where the space between the patterns is narrow, the etching rate of the WSi 2 layer does not end because the microloading effect lowers the etching rate.

【0009】続けてエッチングを行っていくと、狭いス
ペース部でWSi2 層104のエッチングが更に進行
し、広いスペース部においてはWSi2 層の下のpol
ySi層103のエッチングが進行する。やがて、狭い
スペース部でもWSi2 層104のエッチングが終了
し、その下のpolySi層103がエッチングされ
る。広いスペース部に続き、狭いスペース部でもpol
ySi層103のエッチングが終了すると、図に示すよ
うな形状となる。
As the etching is continued, the etching of the WSi 2 layer 104 further progresses in the narrow space portion, and the polling under the WSi 2 layer in the wide space portion.
The etching of the ySi layer 103 proceeds. Eventually, the etching of the WSi 2 layer 104 is completed even in the narrow space portion, and the underlying polySi layer 103 is etched. Pol in a narrow space following a wide space
When the etching of the ySi layer 103 is completed, the shape becomes as shown in the figure.

【0010】この時、WSi2 層104の狭いスペース
部に面した側壁は、図に示すように逆テーパー状となっ
てしまう。これは、Si層のエッチングおよびオーバー
エッチングにおいて、過剰となった酸素とWSi2 層の
側壁とが反応して、WOCl x を形成し、蒸発するため
にWSi2 層の側壁がエッチされるためであると考えら
れている。
At this time, WSiTwoNarrow space of layer 104
The side wall facing the part has an inverse tapered shape as shown in the figure.
Would. This is due to the etching and over-
Excessive oxygen and WSi during etchingTwoLayer of
The side wall reacts with WOCl xTo form and evaporate
To WSiTwoIt is thought that the side wall of the layer is etched.
Have been.

【0011】このように、WSi2 層の側壁が逆テーパ
ー状となると、その後のイオン注入工程において、ゲー
ト電極直下にも不純物が打ち込まれることになり、実効
的なゲート長が変化してしまう。また、サイドウォール
スペーサの形状寸法もゲート側壁が垂直な場合と異なる
ので、MOSトランジスタのゲインや寿命が所望の値に
ならない可能性がある。
As described above, when the side wall of the WSi 2 layer has an inversely tapered shape, in the subsequent ion implantation step, impurities are also implanted immediately below the gate electrode, and the effective gate length changes. Further, since the shape and dimensions of the side wall spacers are different from those in the case where the gate side walls are vertical, there is a possibility that the gain and the life of the MOS transistor do not become desired values.

【0012】逆テーパ形状の発生を防止するためにイオ
ンエネルギを高めて、エッチングの異方性を高めること
が考えられる。しかし、イオンエネルギを高めるとレジ
ストのエッチング選択性が低下するのでレジスト膜厚を
厚くしなければならなくなる。レジスト膜を厚くすると
ホトリソグラフィの分解能が損なわれ、加工精度が低下
してしまう。
It is conceivable to increase the ion energy in order to prevent the occurrence of the reverse tapered shape, thereby increasing the etching anisotropy. However, when the ion energy is increased, the etching selectivity of the resist is reduced, so that the resist film thickness must be increased. When the resist film is thickened, the resolution of photolithography is impaired, and the processing accuracy is reduced.

【0013】特開平1−239932号公報は、塩素ガ
ス(Cl2 )と窒素ガス(N2 )とを混合したエッチン
グガスを用いて、タングステンシリサイド層とポリシリ
コン層との積層をエッチングする方法を提案している。
このエッチングガスを用いると、タングステンシリサイ
ド層は順テーパー状にエッチングされ、ポリシリコン層
は垂直にエッチングされることが報告されている(同公
報第3頁右下欄〜第4頁右上欄)。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-239932 discloses a method of etching a stack of a tungsten silicide layer and a polysilicon layer using an etching gas obtained by mixing chlorine gas (Cl 2 ) and nitrogen gas (N 2 ). is suggesting.
It is reported that when this etching gas is used, the tungsten silicide layer is etched in a forward tapered shape, and the polysilicon layer is etched vertically (page 3, lower right column to page 4, upper right column).

【0014】また同公報は、下層のポリシリコン層をエ
ッチングする際、主エッチングに続き、残膜をエッチす
るために塩素ガスと窒素ガスとSiCl4 ガスとの混合
ガスを用いてオーバーエッチングする技術も記載してい
る(同公報第4頁右上欄〜第4頁右下欄)。
Further this publication, when etching the underlying polysilicon layer, followed main etch to over-etching using a mixed gas of chlorine gas and nitrogen gas and SiCl 4 gas to etch the remaining film technology (Upper right column of page 4 to lower right column of page 4).

【0015】USP5,219,485号は、ポリサイ
ド電極に対する種々のエッチング工程を開示している。
その1つとして、タングステンシリサイド層とポリシリ
コン層との積層を、BCl3 /Cl2 /NF3 の混合ガ
スでエッチングする方法が提案されている。NF3 は、
WSi2 層をエッチングする際に、蒸気圧の高いWのフ
ッ化物(WF6 )を形成し、エッチング速度を高めるた
めに用いられる(第15図、第9欄、第1〜19行)。
US Pat. No. 5,219,485 discloses various etching steps for polycide electrodes.
As one of them, a method of etching a stacked structure of a tungsten silicide layer and a polysilicon layer with a mixed gas of BCl 3 / Cl 2 / NF 3 has been proposed. NF 3
When etching the WSi 2 layer, a fluoride (WF 6 ) of W having a high vapor pressure is formed and used to increase the etching rate (FIG. 15, column 9, line 1 to line 19).

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
タングステンシリサイド層とポリシリコン層との積層構
造をCl2 /O2 ガスでエッチングすると、タングステ
ンシリサイド層が逆テーパー状にエッチングされてしま
う。Cl2 /O2 の代わりに、Cl2 /N2 を用いる
と、WSi2 層が逆テーパー状となることは防止できる
が、逆に順テーパー状となってしまう。微細パターンの
エッチングにおいては、エッチングのパターン精度を向
上させるためには、ほぼ垂直に側壁を形成できることが
望ましい。
As described above,
When the stacked structure of the tungsten silicide layer and the polysilicon layer is etched with Cl 2 / O 2 gas, the tungsten silicide layer is etched in a reverse taper shape. Instead of Cl 2 / O 2, the use of Cl 2 / N 2, although the WSi 2 layer is reversed taper shape can be prevented, resulting in a forward tapered shape in reverse. In the etching of a fine pattern, it is desirable that the sidewall can be formed almost vertically in order to improve the pattern accuracy of the etching.

【0017】本発明の目的は、タングステンまたはタン
グステンシリサイド層をほぼ垂直にエッチングできる異
方性エッチングの方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method of anisotropic etching capable of etching a tungsten or tungsten silicide layer almost vertically.

【0018】本発明の他の目的は、タングステンまたは
タングステンシリサイド層とポリシリコン層との積層を
ほぼ垂直にエッチングすることのできる異方性エッチン
グ方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an anisotropic etching method capable of substantially vertically etching a stack of a tungsten or tungsten silicide layer and a polysilicon layer.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、下地表面上に形成され、タングステンまたはタング
ステンシリサイドで形成されたエッチング対象層の上
に、広いスペース部に挟まれた孤立パターンと狭いスペ
ース部を介して配置された複数個の密集パターンとを含
むエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチング
マスクを介して、前記エッチング対象層を第1の種類の
ガスでエッチし、前記広いスペース部の下地表面を露出
する第1エッチ工程と、第1エッチ工程に続き、第1の
種類とは異なる組成を有する第2の種類のエッチングガ
スで残ったエッチング対象層をエッチングする第2エッ
チ工程とを含むエッチング方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, an isolated pattern sandwiched between wide spaces is formed on an etching target layer formed on a base surface and formed of tungsten or tungsten silicide. Forming an etching mask including a plurality of dense patterns arranged via a narrow space portion; and etching the etching target layer with a first type of gas via the etching mask, thereby forming the wide space. A first etching step of exposing a base surface of a portion, and a second etching step following the first etching step, etching the remaining etching target layer with a second type of etching gas having a composition different from the first type. And an etching method comprising:

【0020】タングステンまたはタングステンシリサイ
ド層は、Cl2 /O2 などの第1の種類のガスでほぼ垂
直に異方性エッチングすることが可能である。
The tungsten or tungsten silicide layer can be substantially vertically anisotropically etched with a first type of gas, such as Cl 2 / O 2 .

【0021】同一基板上に狭いスペース部を有するパタ
ーン密度の高い領域と広いスペース部を有するパターン
密度の低い領域とが混在する場合、マイクロローディン
グ効果によりパターン密度の低い領域ではエッチングが
終了しても、パターン密度の高い領域ではエッチングは
未だ終了しない。パターン密度の高い領域でエッチング
を完了させるために、第1の種類のガスとは異なる第2
の種類のエッチングガスを用い、残ったタングステン又
はタングステンシリサイド層をオーバーエッチングする
ことにより、タングステン又はタングステンシリサイド
層の全体をほぼ垂直に異方性エッチングすることが可能
となる。
When a high-pattern-density region having a narrow space portion and a low-pattern-density region having a wide space portion coexist on the same substrate, even if etching is completed in a low-pattern-density region due to a microloading effect. Etching is not yet finished in a region having a high pattern density. In order to complete the etching in the region having a high pattern density, a second gas different from the first type gas is used.
When the remaining tungsten or tungsten silicide layer is over-etched using an etching gas of the type described above, the whole tungsten or tungsten silicide layer can be anisotropically etched substantially vertically.

【0022】タングステン又はタングステンシリサイド
層の下にシリコン層が存在する場合、シリコン層も併せ
て垂直にエッチングすることが望まれる。第2の種類の
ガスを選択することにより、シリコン層もほぼ垂直にエ
ッチングすることが可能となる。
When a silicon layer exists under the tungsten or tungsten silicide layer, it is desired that the silicon layer is also vertically etched. By selecting the second type of gas, the silicon layer can also be etched substantially vertically.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】上述のように、特開平1−239
932号は、分子中に塩素原子を含む塩素系ガスと窒素
ガスとを含んでいるエッチングガスを用いて、ポリサイ
ド構造のゲート積層膜をドライエッチングする方法を提
案している。しかしながら、この方法によれば、シリサ
イド膜は順テーパー状にエッチングされる。シリサイド
層の下のポリシリコン層は、必然的にレジストパターン
よりも広い幅を有することになる。従って、極めて短い
ゲート長を有するMOSトランジスタ等を作成する際に
は、この方法では限界が生じる。また、順テーパー形状
を正確に制御できなければ、エッチング工程のパターン
精度も低下してしまう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 932 proposes a method of dry-etching a gate laminated film having a polycide structure using an etching gas containing a chlorine-based gas containing a chlorine atom in a molecule and a nitrogen gas. However, according to this method, the silicide film is etched in a forward tapered shape. The polysilicon layer below the silicide layer necessarily has a wider width than the resist pattern. Therefore, when a MOS transistor or the like having an extremely short gate length is produced, this method has limitations. In addition, if the forward taper shape cannot be accurately controlled, the pattern accuracy in the etching step will be reduced.

【0024】なお、WSi2 のRIEラグのデータから
判断すると、ラインアンドスペースパターンのスペース
部のアスペクト比(高さ/幅)が1を越えるようなパタ
ーンを密パターン(高密度パターン)と定義することが
できる。実際の半導体装置においては、メモリセル領域
の配線パターン等が高密度パターン又は配線が密な領域
として定義できる。
Judging from the RIE lag data of WSi 2, a pattern in which the aspect ratio (height / width) of the space portion of the line-and-space pattern exceeds 1 is defined as a dense pattern (high-density pattern). be able to. In an actual semiconductor device, a wiring pattern or the like in a memory cell region can be defined as a high-density pattern or a region with dense wiring.

【0025】エッチングが終了した時点において、配線
の断面形状の上端が、レジストマスクの下端と一致し、
レジストマスクの端部からサイドエッチされた箇所が何
もない状態が得られる場合、エッチングはテーパーエッ
チングであると定義できる。この定義によれば、垂直な
側壁を有する配線を形成する異方性エッチングもテーパ
ーエッチングである。
When the etching is completed, the upper end of the cross-sectional shape of the wiring coincides with the lower end of the resist mask,
If there is obtained a state where there is no side-etched portion from the end of the resist mask, the etching can be defined as taper etching. According to this definition, the anisotropic etching for forming a wiring having vertical side walls is also a taper etching.

【0026】順テーパーとは、エッチングした配線層の
断面形状において、下地表面から見た仰角が0°〜90
°であるエッチング形状を指す。
The forward taper means that the elevation angle of the cross section of the etched wiring layer as viewed from the underlying surface is 0 ° to 90 °.
° refers to the etched shape.

【0027】また、エッチングした配線層の断面形状に
おいて、基板側から見た仰角が90°を越えて180°
までの領域にある場合、そのようなテーパーを逆テーパ
ーと定義できる。半導体装置の構成としては、エッチン
グはテーパーエッチングであり、かつ順テーパーの形状
を形成することが好ましい。順テーパーの断面形状を作
成できてもマスク端部に浸食が生じたような(非テーパ
ーエッチング)の場合、高いパターン精度を実現するこ
とは困難である。
In the cross-sectional shape of the etched wiring layer, the elevation angle as viewed from the substrate side exceeds 90 ° and is 180 °.
In such a case, such a taper can be defined as a reverse taper. As for the structure of the semiconductor device, it is preferable that the etching be taper etching and a forward tapered shape be formed. Even if a cross-sectional shape of a forward taper can be created, it is difficult to achieve high pattern accuracy in the case where erosion occurs at the mask edge (non-taper etching).

【0028】パターンの外側に広いスペース部分を有す
る低密度パターン領域において対象とする層のエッチン
グが終了した時点から、パターンとパターンの間に狭い
スペース部分しか有さない高密度パターン領域において
対象とする層を完全に除去するまでのエッチングをオー
バーエッチングと定義する。
From the end of the etching of the target layer in the low-density pattern region having a wide space portion outside the pattern, it is targeted in the high-density pattern region having only a narrow space portion between the patterns. Etching until the layer is completely removed is defined as overetching.

【0029】本発明者は、Cl2 /N2 をエッチングガ
スとする異方性エッチングの性質をより詳細に調べた。
The present inventors have examined in more detail the properties of anisotropic etching using Cl 2 / N 2 as an etching gas.

【0030】図3は、この予備実験において用い、さら
に本発明の実施例においても用いたエレクトロンサイク
ロトロン共鳴(ECR)プラズマエッチャー装置の構成
を概略的に示す断面図である。エッチャー装置のハウジ
ング20は、金属で形成され、その内部に導波管26及
び反応室21を画定する。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electron cyclotron resonance (ECR) plasma etcher used in this preliminary experiment and also used in the embodiment of the present invention. The housing 20 of the etcher device is formed of metal and defines a waveguide 26 and a reaction chamber 21 therein.

【0031】導波管26と反応室21の境には、石英ガ
ラス等のマイクロ波を透過させる透過窓27が気密に設
けられている。導波管26上方より例えば2.45GH
zのマイクロ波を供給し、反応室21内にマイクロ波を
導く。反応室21は、径の狭い部分と広い部分の2段構
造を有し、それぞれの外側に電磁石24、25を備えて
いる。これらの電磁石24、25の発生する磁場中にマ
イクロ波を導入することにより、ECR条件を成立させ
る。反応室21には、図示しないガス供給孔と、排気孔
33が接続されている。
At the boundary between the waveguide 26 and the reaction chamber 21, a transmission window 27 for transmitting microwaves such as quartz glass is provided in an airtight manner. 2.45 GH from above waveguide 26
The microwave of z is supplied to guide the microwave into the reaction chamber 21. The reaction chamber 21 has a two-stage structure of a narrow part and a wide part, and is provided with electromagnets 24 and 25 on the outside thereof. By introducing microwaves into the magnetic field generated by these electromagnets 24 and 25, the ECR condition is satisfied. A gas supply hole (not shown) and an exhaust hole 33 are connected to the reaction chamber 21.

【0032】また、反応室下部には、ハウジングに気密
に結合され、下部電極となるウエハサセプタ28が設け
られている。このウエハサセプタ28には、例えば1
3.56MHzの高周波電源29が接続されている。ウ
エハサセプタ28上にシリコンウエハ31を載置し、反
応室21内にECRプラズマを発生させ、エッチングの
実験を行う。
A lower portion of the reaction chamber is provided with a wafer susceptor 28 which is airtightly connected to the housing and serves as a lower electrode. The wafer susceptor 28 has, for example, 1
A 3.56 MHz high frequency power supply 29 is connected. A silicon wafer 31 is placed on the wafer susceptor 28, an ECR plasma is generated in the reaction chamber 21, and an etching experiment is performed.

【0033】図4(A)は、実験に用いたサンプルの1
つの構成を概略的に示す。Si基板40の上に、WSi
2 層41が形成され、その上にレジストパターン42が
形成されている。このレジストパターン42をエッチン
グマスクとし、Cl2 /N2をエッチングガスとしたE
CRプラズマエッチングを行った。エッチング条件は以
下の通りである。
FIG. 4A shows one of the samples used in the experiment.
One configuration is shown schematically. On the Si substrate 40, WSi
Two layers 41 are formed, and a resist pattern 42 is formed thereon. E using this resist pattern 42 as an etching mask and Cl 2 / N 2 as an etching gas.
CR plasma etching was performed. The etching conditions are as follows.

【0034】圧力=2mTorr、 マイクロ波パワー=1400W、 RF(13.56MHz)パワー=40W、 Cl2 +N2 =30〜100sccm このような条件でWSi2 層41をエッチングすると、
図4(A)に示すように、WSi2 層41は順テーパー
状にエッチングされた。順テーパー状の側壁がSi基板
40となすテーパー角度をθとする。エッチングガスの
総ガス流量およびそのエッチングガス中のN2 流量割合
(%)を変化させてWSi2 層41のエッチングを行っ
た。その結果を図4(B)に示す。
Pressure = 2 mTorr, microwave power = 1400 W, RF (13.56 MHz) power = 40 W, Cl 2 + N 2 = 30-100 sccm When the WSi 2 layer 41 is etched under these conditions,
As shown in FIG. 4A, the WSi 2 layer 41 was etched in a forward tapered shape. The taper angle between the forward tapered side wall and the Si substrate 40 is represented by θ. The WSi 2 layer 41 was etched by changing the total gas flow rate of the etching gas and the N 2 flow rate ratio (%) in the etching gas. The results are shown in FIG.

【0035】図4(B)のグラフから明らかなように、
2 流量割合を増やすと、順テーパー角度は徐々に減少
する。総ガス流量の変化に対しても、テーパー角θは連
続的な変化を示している。このような順テーパー角の変
化は、エッチングの進行と共に、Wの窒化物(WNx
およびSiの窒化物がWSi2 層41の側壁に付着する
からであると考えられる。図4(B)の結果は、N2
量割合を増やすと側壁保護膜の窒化物堆積量が増えるこ
とを示していると考えられる。
As is clear from the graph of FIG.
As the N 2 flow rate is increased, the forward taper angle gradually decreases. The taper angle θ shows a continuous change with respect to the change of the total gas flow rate. Such a change in the forward taper angle causes the nitride of W (WN x ) as the etching proceeds.
This is considered to be because nitride of Si and Si adhere to the sidewall of the WSi 2 layer 41. It is considered that the result of FIG. 4B indicates that when the flow rate ratio of N 2 is increased, the amount of nitride deposited on the sidewall protective film is increased.

【0036】本発明者は、さらにレジストパターンのパ
ターン密度を変化させた実験を行った。
The present inventor further conducted experiments in which the pattern density of the resist pattern was changed.

【0037】図4(C)は、実験に用いたサンプルの形
状を概略的に示す。図4(A)のサンプルと同様、Si
基板40の上にWSi2 層41を堆積し、その上にレジ
ストパターン42を形成した。レジストパターン42
は、ライン幅0.5μmのパターンが0.5μmの間隔
で並列に配置された狭いスペースを有するパターン(図
中左側)と、幅0.5μmのパターンが広いスペースに
孤立して配置された孤立配線部分(図中右側)を有す
る。エッチング条件は、上述の実験と同様 圧力=2mTorr、 マイクロ波パワー=1400W、 RFパワー=40W、 Cl2 /N2 =27/3sccm とした。またオープンスペースでのWSi2 層のエッチ
ング深さを250nmに設定した。
FIG. 4C schematically shows the shape of the sample used in the experiment. As with the sample of FIG.
A WSi 2 layer 41 was deposited on a substrate 40, and a resist pattern 42 was formed thereon. Resist pattern 42
Is a pattern having a narrow space in which patterns with a line width of 0.5 μm are arranged in parallel at intervals of 0.5 μm (left side in the figure), and an isolated pattern in which a pattern with a width of 0.5 μm is isolated in a wide space. It has a wiring portion (right side in the figure). The etching conditions were the same as in the above experiment: pressure = 2 mTorr, microwave power = 1400 W, RF power = 40 W, and Cl 2 / N 2 = 27/3 sccm. The etching depth of the WSi 2 layer in the open space was set to 250 nm.

【0038】この条件でWSi2 層41をエッチングす
ると、孤立配線パターンでは仰角36°の順テーパー形
状が形成され、密集配線パターンでは仰角53.5°の
順テーパー形状を有するエッチング形状が得られた。す
なわち、順テーパー形状のテーパー角は、パターンの密
度に依存することが判明した。テーパー角度は、パター
ンの密度が高くなるほど高くなるものと期待される。
When the WSi 2 layer 41 was etched under these conditions, a forward tapered shape with an elevation angle of 36 ° was formed in the isolated wiring pattern, and an etched shape having a forward tapered shape with an elevation angle of 53.5 ° was obtained in the dense wiring pattern. . That is, it has been found that the taper angle of the forward taper shape depends on the density of the pattern. The taper angle is expected to increase as the pattern density increases.

【0039】この実験結果を解釈すると、孤立配線パタ
ーンの側壁上には窒化物の側壁保護膜が多く堆積し、狭
い間隔で配置した密集配線パターンの側壁上には、側壁
保護膜が少なく堆積すると推定される。狭い間隔で配置
した密集配線パターンの場合、側壁保護膜が堆積しても
その量は広いオープンスペースよりも少量となり、エッ
チング後の側壁は垂直に近づくことが推定される。
Interpreting the results of this experiment, it can be seen that a large amount of nitride sidewall protection film is deposited on the sidewalls of the isolated wiring pattern, and a small amount of sidewall protection film is deposited on the sidewalls of the dense wiring pattern arranged at a narrow interval. Presumed. In the case of dense wiring patterns arranged at narrow intervals, even if a sidewall protective film is deposited, the amount thereof is smaller than that of a wide open space, and it is presumed that the sidewall after etching approaches vertical.

【0040】上述の実験においては、塩素を含むガスと
してCl2 を用いたが、塩素を含むガスとしてCl2
HCl、BCl3 、SiCl2 、S2 Cl2 、CCl4
のいずれか、又はこれらの組合わせを用いることができ
るであろう。タングステンシリサイドの代わりにタング
ステンを用いても同様の結果が得られるであろう。
In the above experiment, Cl 2 was used as the gas containing chlorine, but Cl 2 ,
HCl, BCl 3 , SiCl 2 , S 2 Cl 2 , CCl 4
Or any combination of these could be used. Similar results would be obtained using tungsten instead of tungsten silicide.

【0041】タングステンまたはタングステンシリサイ
ド層をCl2 等の塩素含有ガスと窒素ガスとの混合ガス
でエッチングすると、エッチングしたタングステンまた
はタングステンシリサイド層の断面形状が順テーパー状
となることは避け難いであろう。
When the tungsten or tungsten silicide layer is etched with a mixed gas of a chlorine-containing gas such as Cl 2 and a nitrogen gas, it is unavoidable that the etched tungsten or tungsten silicide layer has a forward tapered cross section.

【0042】Cl2 /O2 等のエッチングガスを用いれ
ば、タングステン又はタングステンシリサイド層の側壁
が垂直な形状でエッチングを行うことができる。しかし
ながら、このエッチングを低密度パターン領域でのエッ
チングが終了した後も続け、高密度パターン領域でのエ
ッチングが終了するまで行うと、高密度パターン領域に
おいてタングステンまたはタングステンシリサイド層の
断面形状が逆テーパー状となることは従来技術で述べた
通りである。
If an etching gas such as Cl 2 / O 2 is used, the etching can be performed with the sidewall of the tungsten or tungsten silicide layer being vertical. However, if this etching is continued after the etching in the low-density pattern region is completed and is continued until the etching in the high-density pattern region is completed, the cross-sectional shape of the tungsten or tungsten silicide layer in the high-density pattern region becomes an inversely tapered shape. Is as described in the prior art.

【0043】本発明者は、タングステンまたはタングス
テンシリサイド層の異方性エッチングにおいて、垂直断
面形状を得ることの可能なエッチングガスを用いる主エ
ッチング工程と、塩素含有ガスと窒素ガスの混合ガスを
含むエッチングガスを用いるオーバーエッチング工程と
を用いることを提案する。
The present inventors have found that in anisotropic etching of a tungsten or tungsten silicide layer, a main etching step using an etching gas capable of obtaining a vertical sectional shape, and an etching including a mixed gas of a chlorine-containing gas and a nitrogen gas. It is proposed to use an over-etching step using a gas.

【0044】図1、図2は、本発明の実施例によるエッ
チング方法の主要工程を示す半導体基板の断面図であ
る。
1 and 2 are sectional views of a semiconductor substrate showing main steps of an etching method according to an embodiment of the present invention.

【0045】図1(A)に示すように、Si基板1の表
面上にゲート酸化膜等の薄いシリコン酸化膜2を形成
し、その上に多結晶Si層3とタングステンシリサイド
層4の積層を堆積する。タングステンシリサイド層4の
上に、ホトレジストパターン7を形成する。ホトレジス
トパターンは狭い間隔でパターンが高密度に密集した密
集パターン領域NSとパターンの両側に広いスペース部
分が存在する低密度パターン領域WSとを含む。
As shown in FIG. 1A, a thin silicon oxide film 2 such as a gate oxide film is formed on the surface of a Si substrate 1, and a polycrystalline Si layer 3 and a tungsten silicide layer 4 are laminated thereon. accumulate. A photoresist pattern 7 is formed on the tungsten silicide layer 4. The photoresist pattern includes a dense pattern area NS in which patterns are densely packed at small intervals and a low density pattern area WS in which a large space exists on both sides of the pattern.

【0046】図1(B)に示すように、まずCl2 /O
2 ガスを用いたCl2 /O2 プラズマ8により、タング
ステンシリサイド層4の主エッチング工程を行う。この
主エッチング工程は、低密度パターン領域WSにおいて
タングステンシリサイド層4が完全にエッチングされる
までのエッチング工程である。
As shown in FIG. 1B, first, Cl 2 / O
The main etching step of the tungsten silicide layer 4 is performed by the Cl 2 / O 2 plasma 8 using two gases. This main etching step is an etching step until the tungsten silicide layer 4 is completely etched in the low density pattern region WS.

【0047】この工程が終了した時点で、低密度パター
ン領域WSでは多結晶Si層3の表面が露出した広い開
孔5が形成されている。高密度パターン領域NSにおい
てはマイクロローディング効果によりエッチング速度が
低下するため、タングステンシリサイド層4の厚さの中
間部まで進行した溝6が形成されている。
When this step is completed, a wide opening 5 in which the surface of the polycrystalline Si layer 3 is exposed is formed in the low density pattern region WS. In the high-density pattern region NS, since the etching rate is reduced due to the microloading effect, the groove 6 is formed which has advanced to the middle part of the thickness of the tungsten silicide layer 4.

【0048】図2(C)に示すように、高密度パターン
領域NSにおいてタングステンシリサイド層4を完全に
エッチングするオーバーエッチング工程を行う。このオ
ーバーエッチング工程は、エッチングガスをCl2 /N
2 に変換して行う。
As shown in FIG. 2C, an over-etching step is performed to completely etch the tungsten silicide layer 4 in the high-density pattern region NS. In this over-etching step, the etching gas is Cl 2 / N
Convert it to 2 .

【0049】上述の予備実験から判明したように、低密
度パターン領域においてはタングステンシリサイド層4
の側壁に窒化物の保護膜11が多く堆積する。これに対
し、高密度パターン領域NSにおいては窒化物の保護膜
12が少なく堆積する。このため、低密度パターン領域
WSにおいてはタングステンシリサイド層4の側壁に十
分な量の保護膜11が堆積し、タングステンシリサイド
層4が横方向からエッチングされることが少ない。この
ため、側壁の垂直形状が維持され、寸法精度が保たれ
る。
As apparent from the above preliminary experiment, the tungsten silicide layer 4
A large amount of nitride protective film 11 is deposited on the side wall of the substrate. On the other hand, in the high-density pattern region NS, a small amount of the nitride protective film 12 is deposited. Therefore, in the low-density pattern region WS, a sufficient amount of the protective film 11 is deposited on the side wall of the tungsten silicide layer 4, and the tungsten silicide layer 4 is less likely to be etched in the lateral direction. For this reason, the vertical shape of the side wall is maintained, and the dimensional accuracy is maintained.

【0050】高密度パターン領域NSにおいては、タン
グステンシリサイド層4の側壁上に堆積する窒化物の保
護膜12が少なく、タングステンシリサイド層4のエッ
チングが効率的に続行される。側壁は、若干の順テーパ
形状か、ほぼ垂直な形状となる。高密度パターン領域N
Sにおいてオーバーエッチングが終了するまでの間に、
低密度パターン領域においてはタングステンシリサイド
層4の下の多結晶Si層3がエッチングされる。このC
2 /N2 によるシリコンのエッチングは、垂直な側壁
を形成する。すなわち、オーバーエッチング工程におい
て低密度パターン領域で逆テーパー形状は生ぜず、ほぼ
垂直な側壁が得られ、高密度パターン領域においては垂
直な側壁が得られる。
In the high-density pattern region NS, the nitride protective film 12 deposited on the side wall of the tungsten silicide layer 4 is small, and the etching of the tungsten silicide layer 4 is efficiently continued. The side walls have a slightly forward tapered shape or a substantially vertical shape. High density pattern area N
By the time the overetching is completed in S,
In the low density pattern region, the polycrystalline Si layer 3 under the tungsten silicide layer 4 is etched. This C
Etching of silicon with l 2 / N 2 forms vertical sidewalls. That is, in the over-etching step, an inversely tapered shape does not occur in the low-density pattern region, and a substantially vertical side wall is obtained. In the high-density pattern region, a vertical side wall is obtained.

【0051】図2(D)は、多結晶Si層の異方性エッ
チング工程を示す。タングステンシリサイド層4のオー
バーエッチングを終了した後、再びガスを切り換えて多
結晶Si層3の垂直なエッチングを行う。エッチングガ
スを例えばCl2 /O2 に切り換え、ECRプラズマエ
ッチングを行う。Cl2 /O2 プラズマ10は、SiO
2 層2に対して高い選択比を保ち、Si層3を垂直にエ
ッチングできる性質を有する。
FIG. 2D shows an anisotropic etching step of the polycrystalline Si layer. After the over-etching of the tungsten silicide layer 4 is completed, the gas is switched again and the polycrystalline Si layer 3 is vertically etched. The etching gas is switched to, for example, Cl 2 / O 2 and ECR plasma etching is performed. The Cl 2 / O 2 plasma 10 is SiO 2
It has the property of maintaining a high selectivity with respect to the two layers 2 and capable of etching the Si layer 3 vertically.

【0052】なお、図2(C)に示すCl2 /N2 のプ
ラズマエッチングによってもSi層を垂直にエッチング
することができる。従ってCl2 /N2 のプラズマエッ
チングからCl2 /O2 のプラズマエッチングへの切替
はSi層の下地のSiO2 層が露出した時でもよい。W
Si2 層のオーバーエッチング終了からSiO2 層露出
までの間でもよい。Cl2 /N2 ガスのエッチングで下
地との選択比が取れればCl2 /N2 でSi層を全てエ
ッチングしてもよい。
The Si layer can be vertically etched also by the Cl 2 / N 2 plasma etching shown in FIG. Accordingly, the switching from the plasma etching of Cl 2 / N 2 to the plasma etching of Cl 2 / O 2 may be performed when the SiO 2 layer underlying the Si layer is exposed. W
It may be between the end of the overetching of the Si 2 layer and the exposure of the SiO 2 layer. The entire Si layer may be etched with Cl 2 / N 2 as long as the selectivity with respect to the base can be obtained by etching with the Cl 2 / N 2 gas.

【0053】なお、このSi層の垂直エッチングの際、
タングステンシリサイド層4の側壁上には保護膜が残存
しているため、タングステンシリサイド層がエッチング
されて逆テーパー形状ができることが防止される。
When the Si layer is vertically etched,
Since the protective film remains on the side wall of the tungsten silicide layer 4, it is possible to prevent the tungsten silicide layer from being etched to form an inversely tapered shape.

【0054】このような工程により、タングステンシリ
サイド層とシリコン層の積層から成るポリサイド積層構
造をほぼ垂直にエッチングすることができる。
According to such a process, a polycide laminated structure composed of a laminated layer of a tungsten silicide layer and a silicon layer can be etched almost vertically.

【0055】なお、タングステンシリサイド層のエッチ
ングにCl2 /O2 を用いたが、タングステンまたはタ
ングステンシリサイドを垂直にエッチングすることので
きる他のエッチングガスを用いてもよい。
Although Cl 2 / O 2 is used for etching the tungsten silicide layer, another etching gas capable of vertically etching tungsten or tungsten silicide may be used.

【0056】WSi2 層/シリコン層のポリサイド層を
エッチングする場合を説明したがタングステンシリサイ
ド層またはタングステン層の単層のエッチングにも同様
の工程を用いることができよう。タングステンまたはタ
ングステンシリサイド層のオーバーエッチング工程にお
いて、塩素を含むガスと窒素ガスとの混合ガスを含むエ
ッチングガスを用いることが重要である。
Although the case where the WSi 2 layer / polycide layer of the silicon layer is etched has been described, a similar process can be used for etching the tungsten silicide layer or the single layer of the tungsten layer. In the over-etching step of the tungsten or tungsten silicide layer, it is important to use an etching gas containing a mixed gas of a gas containing chlorine and a nitrogen gas.

【0057】なお、塩素を含むガスと窒素ガスとを含む
ガス(たとえば、Cl2 /N2 )により、シリコン層を
垂直にエッチングすることは可能である。従って、タン
グステン又はタングステンシリサイド層のエッチングが
終了した後も、塩素を含むガスと窒素ガスとを含む混合
ガスによりエッチングを続け、タングステン又はタング
ステンシリサイド層の下のシリコン層をエッチングして
も良い。
The silicon layer can be vertically etched with a gas containing chlorine and a gas containing nitrogen (eg, Cl 2 / N 2 ). Therefore, even after the etching of the tungsten or the tungsten silicide layer is completed, the etching may be continued with the mixed gas containing the gas containing chlorine and the nitrogen gas to etch the silicon layer below the tungsten or the tungsten silicide layer.

【0058】また、ポリサイド構造のエッチングに限ら
ず、タングステン又はタングステンシリサイド層の単層
を上述のようにエッチングしても良い。この場合、当然
にシリコン層のみのエッチング工程は省略することがで
きる。
In addition to the etching of the polycide structure, a single layer of a tungsten or tungsten silicide layer may be etched as described above. In this case, of course, the etching step for only the silicon layer can be omitted.

【0059】MOSトランジスタのゲート長は、動作速
度を決める重要な要素である。半導体チップ上にパター
ン密度の粗な部分とパターン密度の密な部分が存在する
場合、パターン密度の粗な部分ではゲート電極パターン
の両側に広いスペース部分が存在する。パターン密度の
密な部分においては、ゲート電極パターンが狭い間隔を
おいて密集して配置される。このようなパターン形状に
おいては、パターン密度の密な部分でエッチング速度が
遅れるマイクロローディング効果(又はRIEラグ)が
発生する。
The gate length of a MOS transistor is an important factor that determines the operation speed. When a portion with a low pattern density and a portion with a high pattern density exist on a semiconductor chip, a wide space portion exists on both sides of the gate electrode pattern in the portion with a low pattern density. In a portion where the pattern density is high, the gate electrode patterns are densely arranged at small intervals. In such a pattern shape, a microloading effect (or RIE lag) in which the etching rate is delayed in a portion where the pattern density is high occurs.

【0060】従来の技術によれば、全てのパターンにお
いて順テーパー形状が発生するか、パターン密度の密な
部分において逆テーパー形状が発生する。
According to the prior art, a forward tapered shape occurs in all the patterns, or an inverse tapered shape occurs in a portion where the pattern density is high.

【0061】上述の実施例によれば、先ず第1の種類の
エッチングガスにより、異方性の高いエッチングを行っ
てパターン密度の粗な部分でタングステン又はタングス
テンシリサイド層を異方的にエッチングし、ほぼ垂直な
側壁を形成する。
According to the above-described embodiment, first, a tungsten or tungsten silicide layer is anisotropically etched at a portion having a low pattern density by performing etching with high anisotropy using an etching gas of the first type. Form substantially vertical sidewalls.

【0062】この主エッチング工程に続き、塩素を含む
ガスと窒素ガスとを含むエッチングガスを用い、タング
ステン又はタングステンシリサイド層のオーバーエッチ
ング工程を行う。このオーバーエッチング工程において
は、WNx からなる側壁保護膜がパターン側壁に堆積す
るものと考えられる。さらに、この窒化物の保護膜は、
堆積する量がパターン密度に依存する。パターン密度の
粗な部分においては堆積する量が多く、パターン側壁が
強く保護される。これに対し、パターン密度の密な部分
においては堆積する窒化物の保護膜の量が少なく、エッ
チング形状が順テーパー状となる程度を低減することが
できる。
Following this main etching step, an over-etching step of the tungsten or tungsten silicide layer is performed using an etching gas containing a gas containing chlorine and a nitrogen gas. In this over-etching step, it is considered that a sidewall protective film made of WN x is deposited on the pattern sidewall. In addition, this nitride protective film
The amount to be deposited depends on the pattern density. In a portion having a low pattern density, a large amount is deposited, and the pattern side wall is strongly protected. On the other hand, in a portion where the pattern density is high, the amount of the deposited nitride protective film is small, and the degree to which the etched shape becomes a forward tapered shape can be reduced.

【0063】エッチングの始めから第2の種類のエッチ
ングガスを用いてエッチングを行うと、広いスペースを
有する領域においては強い順テーパー形状が形成され易
いが、パターン密度の粗な部分においては、垂直形状を
有するパターンニングが既に完了しているため、順テー
パー形状を防止することができる。
When etching is performed using the second type of etching gas from the beginning of etching, a strong forward taper shape is easily formed in a region having a wide space, but a vertical shape is formed in a portion having a coarse pattern density. Since the patterning having the pattern (1) has already been completed, the forward tapered shape can be prevented.

【0064】広いスペースを有するパターン密度の粗な
領域においてタングステン又はタングステンシリサイド
層の側壁の垂直形状を保護膜で守り、逆テーパー形状の
狭いスペースを有する高密度パターン領域においては、
保護膜堆積量を減少させることにより、順テーパーの程
度を低減させることができる。
In a region with a large pattern density having a large space, the vertical shape of the side wall of the tungsten or tungsten silicide layer is protected by a protective film, and in a high-density pattern region having a narrow space of a reverse taper shape,
By reducing the protective film deposition amount, the degree of forward taper can be reduced.

【0065】さらに、このオーバーエッチング工程にお
いて、タングステン又はタングステンシリサイド層の下
にシリコン層が存在する場合、パターン密度の低い領域
においてシリコン層のエッチングにより生成するSiN
x Cly により側壁を保護することができる。このため
サイドエッチングを防止することもできる。
Further, in this over-etching step, if a silicon layer exists under the tungsten or tungsten silicide layer, SiN generated by etching the silicon layer in a region having a low pattern density is used.
it is possible to protect the side wall by x Cl y. Therefore, side etching can be prevented.

【0066】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自
明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, and combinations are possible.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タングステン又はタングステンシリサイド層をほぼ垂直
に異方性エッチングすることができる。
As described above, according to the present invention,
The tungsten or tungsten silicide layer can be anisotropically etched substantially vertically.

【0068】ポリサイド構造のエッチングにおいては、
シリサイド層とシリコン層を共にほぼ垂直にエッチング
することができる。
In the etching of the polycide structure,
Both the silicide layer and the silicon layer can be etched substantially vertically.

【0069】サイドエッチングの量も抑制することがで
き、高いパターン精度を得ることができる。
The amount of side etching can be suppressed, and high pattern accuracy can be obtained.

【0070】エッチングの寸法精度を高くすることがで
き、高性能の半導体集積回路を作成することができる。
The dimensional accuracy of the etching can be increased, and a high-performance semiconductor integrated circuit can be manufactured.

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

【図1】 本発明の実施例による半導体装置の製造方法
の主要工程を示す半導体基板の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor substrate showing main steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例による半導体装置の製造方法
の主要工程を示す半導体基板の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor substrate showing main steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 ECRプラズマエッチャー装置の構成を概略
的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an ECR plasma etcher device.

【図4】 本発明者の行った予備実験を説明するための
断面図および三次元グラフである。
FIG. 4 is a cross-sectional view and a three-dimensional graph for explaining a preliminary experiment performed by the inventor.

【図5】 従来の技術を説明するための半導体基板の断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板、 2 SiO2 層、 3 シリコン
層、 4 タングステンシリサイド層、 5、6
開孔、 7 レジストパターン、 8、9、10
プラズマ
1 Si substrate, 2 SiO 2 layer, 3 silicon layer, 4 tungsten silicide layer, 5, 6
Opening, 7 Resist pattern, 8, 9, 10
plasma

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下地表面上に形成され、タングステンま
たはタングステンシリサイドで形成されたエッチング対
象層の上に、広いスペース部に挟まれた孤立パターンと
狭いスペース部を介して配置された複数個の密集パター
ンとを含むエッチングマスクを形成する工程と、 前記エッチングマスクを介して、前記エッチング対象層
を第1の種類のガスでエッチし、前記広いスペース部の
下地表面を露出する第1エッチ工程と、 第1エッチ工程に続き、第1の種類とは異なる組成を有
する第2の種類のエッチングガスで残ったエッチング対
象層をエッチングする第2エッチ工程とを含むエッチン
グ方法。
1. A plurality of densely-spaced patterns formed on a surface of an underlayer and formed on an etching target layer formed of tungsten or tungsten silicide via an isolated pattern sandwiched between wide spaces and a narrow space. A step of forming an etching mask including a pattern, a first etching step of etching the layer to be etched with a first type of gas through the etching mask, and exposing a base surface of the wide space portion; A second etching step of etching the remaining etching target layer with a second type of etching gas having a composition different from the first type, following the first etching step.
【請求項2】 前記第2の種類のガスが塩素を含むガス
と窒素ガスをと含む請求項1記載のエッチング方法。
2. The etching method according to claim 1, wherein the second type of gas includes a gas containing chlorine and a nitrogen gas.
【請求項3】 前記塩素を含むガスがCl2 、HCl、
BCl3 、SiCl4、S2 Cl4 、CCl4 の少なく
とも1種類である請求項2記載のエッチング方法。
3. The gas containing chlorine is Cl 2 , HCl,
3. The etching method according to claim 2, wherein the etching method is at least one of BCl 3 , SiCl 4 , S 2 Cl 4 and CCl 4 .
【請求項4】 前記第1の種類のガスが塩素を含むガス
と酸素ガスとを含む請求項1〜3のいずれかに記載のエ
ッチング方法。
4. The etching method according to claim 1, wherein the first type of gas includes a gas containing chlorine and an oxygen gas.
【請求項5】 前記下地が絶縁層上に形成されたシリコ
ン層を最上層として有し、前記第2エッチ工程の後、さ
らに第1の種類のガスでシリコン層をエッチする第3エ
ッチ工程を含む請求項1〜4のいずれかに記載のエッチ
ング方法。
5. The method according to claim 1, wherein the underlayer has a silicon layer formed on an insulating layer as an uppermost layer, and after the second etching step, further includes a third etching step of etching the silicon layer with a first type of gas. The etching method according to claim 1, wherein the etching method comprises:
【請求項6】 前記第3エッチ工程が、前記狭いスペー
ス部でのエッチング対象層のエッチングが終了した後に
行われる請求項5記載のエッチング方法。
6. The etching method according to claim 5, wherein the third etching step is performed after the etching of the etching target layer in the narrow space portion is completed.
【請求項7】 前記第3エッチ工程が前記広いスペース
部で前記絶縁層が露出した後に行われる請求項5記載の
エッチング方法。
7. The etching method according to claim 5, wherein the third etching step is performed after the insulating layer is exposed in the wide space.
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