JPS62176134A - シリサイド、多結晶シリコン及びポリサイドのエッチング方法 - Google Patents
シリサイド、多結晶シリコン及びポリサイドのエッチング方法Info
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- JPS62176134A JPS62176134A JP24114286A JP24114286A JPS62176134A JP S62176134 A JPS62176134 A JP S62176134A JP 24114286 A JP24114286 A JP 24114286A JP 24114286 A JP24114286 A JP 24114286A JP S62176134 A JPS62176134 A JP S62176134A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般的に、半導体集積回路(IC)中に用い
られる伝導層のエツチング工程に関するものである。特
に、本発明は、金属シリサイド、多結晶シリコン(ポリ
シリコン)及び混合シリサイド−ポリシリコン(ポリサ
イド)構造をエツチングする方法と、その方法中に使用
する反応性プラズマ・ガス化学に関するものである。
られる伝導層のエツチング工程に関するものである。特
に、本発明は、金属シリサイド、多結晶シリコン(ポリ
シリコン)及び混合シリサイド−ポリシリコン(ポリサ
イド)構造をエツチングする方法と、その方法中に使用
する反応性プラズマ・ガス化学に関するものである。
2つの基本的なプラズマエツチングシステム=(1)化
学的にエツチング成分が主役であるプラズマエツチング
それ自体、(2)物理的なイオン衝突が主役である反応
性イオンエツチング−は、1981年10月26日出願
、1983年3月15日発行の“シリコン酸化物及び窒
化物のプラズマエツチングのための材料と方法”と題す
る、米国特許4.376.672号に記載されている。
学的にエツチング成分が主役であるプラズマエツチング
それ自体、(2)物理的なイオン衝突が主役である反応
性イオンエツチング−は、1981年10月26日出願
、1983年3月15日発行の“シリコン酸化物及び窒
化物のプラズマエツチングのための材料と方法”と題す
る、米国特許4.376.672号に記載されている。
ここではその記述を参考文献として組込んでいる。種々
のプラズマ・エツチング・システムの中で、反応性イオ
ンエツチングシステムは、例えば、電導性物質中の、フ
ォトレジスト・パターンの高分解能複製を行う上で好ま
しいシステムであると信じられている。
のプラズマ・エツチング・システムの中で、反応性イオ
ンエツチングシステムは、例えば、電導性物質中の、フ
ォトレジスト・パターンの高分解能複製を行う上で好ま
しいシステムであると信じられている。
図1は、反応性イオンエツチングのために、現在、好ま
しいシステムとされているエツチングシステム(10)
を図で示した。このシステム(10)は8100シリー
ス・システムとして、カリフォルニア、リング・クララ
のアプライド・マテリアル社(^pplied Mat
erials、Inc、)から市販されている。このシ
ステム(10)は円筒型反応容器(11)と高周波電源
(13)に連結している六角形陰極(12)を使用して
いる。排出口(14)は、反応容器の内部と真空ポンプ
を継いでいる。
しいシステムとされているエツチングシステム(10)
を図で示した。このシステム(10)は8100シリー
ス・システムとして、カリフォルニア、リング・クララ
のアプライド・マテリアル社(^pplied Mat
erials、Inc、)から市販されている。このシ
ステム(10)は円筒型反応容器(11)と高周波電源
(13)に連結している六角形陰極(12)を使用して
いる。排出口(14)は、反応容器の内部と真空ポンプ
を継いでいる。
反応容器(11)の壁と底板(16)は、このシステム
のアース陽極を形成している。ガス供給源(17)から
の反応性ガスの供給は、入口(18)を通して容器内部
に伝わり、4入構造(19)により、容器先端のガス分
布リング(20)に導びかれる。反応器(10)は非対
称である。即ち、陽極対陰極の比は2対lよりわずかに
大きく、陽極表面(11)に比して、六角形陰極表面(
12)に、より高いエネルギーの衝突が起こることにな
る。このような設計は、より低いパワー密度と、より優
れた、腐蝕均一性を与え、容器壁由来及びそれ自体の汚
染を減少させ、より高い異方性を促進する。さらに、陰
極構造の構成が、その工程中、全てのウェハーを垂直に
配向させることで、粒子(particulates)
に対するウェハー接触を最小限におさえることができる
。
のアース陽極を形成している。ガス供給源(17)から
の反応性ガスの供給は、入口(18)を通して容器内部
に伝わり、4入構造(19)により、容器先端のガス分
布リング(20)に導びかれる。反応器(10)は非対
称である。即ち、陽極対陰極の比は2対lよりわずかに
大きく、陽極表面(11)に比して、六角形陰極表面(
12)に、より高いエネルギーの衝突が起こることにな
る。このような設計は、より低いパワー密度と、より優
れた、腐蝕均一性を与え、容器壁由来及びそれ自体の汚
染を減少させ、より高い異方性を促進する。さらに、陰
極構造の構成が、その工程中、全てのウェハーを垂直に
配向させることで、粒子(particulates)
に対するウェハー接触を最小限におさえることができる
。
A M E8100システム(10)のようなプラズマ
・エツチング・システムが使用できるのにもかかわらず
、古典的なマイクロエレクトロニクス技術のなごりのよ
うな、マイクロエレクトロニクス、多結晶シリコン処理
技術がシリコン集積回路の集積の増加により今も活躍し
ている。
・エツチング・システムが使用できるのにもかかわらず
、古典的なマイクロエレクトロニクス技術のなごりのよ
うな、マイクロエレクトロニクス、多結晶シリコン処理
技術がシリコン集積回路の集積の増加により今も活躍し
ている。
ポリシリコンは、例えば、ゲート電極のような導体中、
単一ベル及び多層連結体中、抵抗中、埋没している接点
中、そして狭い自己配向エミッタ及び自己配向エミッタ
ー接点構造のようなエミッター構造の形成の中で、二極
及びCISFETIC技術の双方において、広く使用さ
れてきている。しかし、非常に小さなデバイス及び導体
における膜抵抗の必要条件を満たすのには、等方性エツ
チングと精巧なパターン伝達を犠牲にして得られる非常
に高いポリシリコンのドーピングレベルを要求する。
単一ベル及び多層連結体中、抵抗中、埋没している接点
中、そして狭い自己配向エミッタ及び自己配向エミッタ
ー接点構造のようなエミッター構造の形成の中で、二極
及びCISFETIC技術の双方において、広く使用さ
れてきている。しかし、非常に小さなデバイス及び導体
における膜抵抗の必要条件を満たすのには、等方性エツ
チングと精巧なパターン伝達を犠牲にして得られる非常
に高いポリシリコンのドーピングレベルを要求する。
過去数年間にわたり、マイクロエレクトロニクス工業は
、多くの方面でのポリシリコン技術の代替物としてポリ
サイド技術を発展させてきており、その理由の一部とし
てはポリサイドがドープしたポリシリコンよりたいへん
低い膜抵抗を有するということがある。ポリサイドはポ
リシリコン層上に金属シリサイド層を有する。ここで本
質的に興味のあるのは、チタニウム シリサイドTi5
tx %タンクニウム シリサイドTaSix %モリ
ブデンシリサイドMoSix及びタングステン シリサ
イドWSiX、などの耐火性金属シリサイド(典型的な
ジシリサイド)である。
、多くの方面でのポリシリコン技術の代替物としてポリ
サイド技術を発展させてきており、その理由の一部とし
てはポリサイドがドープしたポリシリコンよりたいへん
低い膜抵抗を有するということがある。ポリサイドはポ
リシリコン層上に金属シリサイド層を有する。ここで本
質的に興味のあるのは、チタニウム シリサイドTi5
tx %タンクニウム シリサイドTaSix %モリ
ブデンシリサイドMoSix及びタングステン シリサ
イドWSiX、などの耐火性金属シリサイド(典型的な
ジシリサイド)である。
(ポリサイド腐蝕の必要条件)
一般に、集積回路を製作する際、伝導層を含む物質をエ
ツチングするときには、満足しなければならないある必
要条件が存在する。伝導層は、マスキング層と腐蝕化物
質に最小の線巾損失をもつような異方的形状(垂直もし
くは斜めに)にエツチングしなくてはならない。上層(
原則的にはマスク)と下層に対し、優れた腐蝕選択性が
なければならない。むしろそのエツチングステップに従
い(ポリサイドの場合には、多くのステップを含む)、
高いエツチング速度に対する適度な条件が存在する。そ
の腐蝕ステップは残査を残さないものでなければならな
い。加えて、その腐蝕工程はその処理ごとに再現性のあ
る均一な特性を与えるものでなければならない。またデ
バイスへの損傷は避けなければならない。フッ素化した
、CF 4102 もしくはBCl37Cβ2ガス化学
のような現行のエツチャー(etcher)を用いてシ
リサイドをエツチングする際に、異方性と、酸化物に対
する高い選択性の双方共を得ることは非常に難しい。こ
の困難さの理由の一部には、少なくともその技術がポリ
サイドエツチングに対して多ステップ工程を用いている
ことがあげられる。この方法を使う際に、酸化物に対す
る高選択性は、シリサイドの腐蝕ステップのときとは違
って、下層ポリシリコンのエツチングのときには必要条
件となる。事実、シリサイド表面上や、シリサイド−ポ
リシリコン境界面に残存する本来の酸化物を除く意味で
シリサイド腐蝕が酸化物を腐蝕することができることが
望ましい。即ち、実際には、シリサイド腐蝕ステップの
際には酸化物に対する高選択性というよりもむしろ、酸
化物に対しては、低い腐蝕選択性を有している。
ツチングするときには、満足しなければならないある必
要条件が存在する。伝導層は、マスキング層と腐蝕化物
質に最小の線巾損失をもつような異方的形状(垂直もし
くは斜めに)にエツチングしなくてはならない。上層(
原則的にはマスク)と下層に対し、優れた腐蝕選択性が
なければならない。むしろそのエツチングステップに従
い(ポリサイドの場合には、多くのステップを含む)、
高いエツチング速度に対する適度な条件が存在する。そ
の腐蝕ステップは残査を残さないものでなければならな
い。加えて、その腐蝕工程はその処理ごとに再現性のあ
る均一な特性を与えるものでなければならない。またデ
バイスへの損傷は避けなければならない。フッ素化した
、CF 4102 もしくはBCl37Cβ2ガス化学
のような現行のエツチャー(etcher)を用いてシ
リサイドをエツチングする際に、異方性と、酸化物に対
する高い選択性の双方共を得ることは非常に難しい。こ
の困難さの理由の一部には、少なくともその技術がポリ
サイドエツチングに対して多ステップ工程を用いている
ことがあげられる。この方法を使う際に、酸化物に対す
る高選択性は、シリサイドの腐蝕ステップのときとは違
って、下層ポリシリコンのエツチングのときには必要条
件となる。事実、シリサイド表面上や、シリサイド−ポ
リシリコン境界面に残存する本来の酸化物を除く意味で
シリサイド腐蝕が酸化物を腐蝕することができることが
望ましい。即ち、実際には、シリサイド腐蝕ステップの
際には酸化物に対する高選択性というよりもむしろ、酸
化物に対しては、低い腐蝕選択性を有している。
シリサイド及びポリシリコンをエツチングするのに多ス
テップ工程を使用すると、単一ステップエツチングに伴
う困難さをいくぶん軽減する一方、各ステップに対する
種々の必要条件を入れ替えしてしまう。第1に、シリサ
イド腐蝕工程中の、ポリシリコンに対する高い選択性は
さらに厳しくなる。また、酸化物のような下層に対する
高選択性が問題となるのは、ポリシリサイド腐蝕工程の
際に限られる。さらに、シリサイド及びポリシリコン腐
蝕ステップの一致性は、シリサイド腐蝕が、ポリをアン
ダーカットしてはならないし、ポリ腐蝕ステップの性能
に影響を与えてはならないし、逆に、ポリ・エツチング
は、シリサイドをアンダーカットしてはならない点で必
要とされる。
テップ工程を使用すると、単一ステップエツチングに伴
う困難さをいくぶん軽減する一方、各ステップに対する
種々の必要条件を入れ替えしてしまう。第1に、シリサ
イド腐蝕工程中の、ポリシリコンに対する高い選択性は
さらに厳しくなる。また、酸化物のような下層に対する
高選択性が問題となるのは、ポリシリサイド腐蝕工程の
際に限られる。さらに、シリサイド及びポリシリコン腐
蝕ステップの一致性は、シリサイド腐蝕が、ポリをアン
ダーカットしてはならないし、ポリ腐蝕ステップの性能
に影響を与えてはならないし、逆に、ポリ・エツチング
は、シリサイドをアンダーカットしてはならない点で必
要とされる。
(トポグラフィ−・腐蝕の必要条件)
この分野ではよく知られている上記の必要条件に加えて
、我々は、やや不明瞭な、ポリシリコンに対するシリサ
イドの腐蝕選択性必要条件を発見した。この必要条件は
、非極性ステップト・トポグラフィ−(stepped
topography)上に形成されるポリサイド構
造のシリサイド成分の腐蝕工程に適する。例えば、ステ
ップト・トポグラフィ−は、凹形化又は半回形化した絶
縁隔離及び、多層金属境界構造と関連している。特に、
我々は、ポリサイドエツチングにおいてステップ付近で
しばしば形成される繊維もしくはフェンスは、十分高い
シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比Rで除外されるこ
とを測定した。我々は、そのエツチング速度比は、ポリ
サイド・フィルム厚、トポグラフィソクステソプの高さ
と角度の関数であると定量した。
、我々は、やや不明瞭な、ポリシリコンに対するシリサ
イドの腐蝕選択性必要条件を発見した。この必要条件は
、非極性ステップト・トポグラフィ−(stepped
topography)上に形成されるポリサイド構
造のシリサイド成分の腐蝕工程に適する。例えば、ステ
ップト・トポグラフィ−は、凹形化又は半回形化した絶
縁隔離及び、多層金属境界構造と関連している。特に、
我々は、ポリサイドエツチングにおいてステップ付近で
しばしば形成される繊維もしくはフェンスは、十分高い
シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比Rで除外されるこ
とを測定した。我々は、そのエツチング速度比は、ポリ
サイド・フィルム厚、トポグラフィソクステソプの高さ
と角度の関数であると定量した。
図2〜5.2A〜5A、2B〜5Bは、各角度θ=30
°、60″、75°のトポグラフィカル・ステップにわ
たり形成したポリサイド構造を連続的にエツチングする
工程を示している。ある多ステップ反応性イオン・エツ
チング工程で、別々のシリサイド及びポリシリコンエッ
チステップと、約2対1のシリサイド/ポリシリコン・
腐蝕速度比を与えるシリサイド腐蝕ステップを含むもの
が考えられる。図2の構造(21)は、酸化物下層(2
5)と基質(26)が比較的狭いステップ角(θ=30
”)を作る、シリコン酸化物のトポグラフィカル・ステ
ップ(24)にわたって形成するポリシリコン(23)
上に、出発シリサイド(22)が重なったサンドインチ
構造である。図2A及び2Bは、そのトポグラフィカル
角が各々、θ=60’、及び75°であること以外は、
図2と同様である。そのステップ、腐蝕配列は、シリサ
イド層(22)を除くための反応性イオン・エツチング
を用いる図3.3A及び3Bで始まる。
°、60″、75°のトポグラフィカル・ステップにわ
たり形成したポリサイド構造を連続的にエツチングする
工程を示している。ある多ステップ反応性イオン・エツ
チング工程で、別々のシリサイド及びポリシリコンエッ
チステップと、約2対1のシリサイド/ポリシリコン・
腐蝕速度比を与えるシリサイド腐蝕ステップを含むもの
が考えられる。図2の構造(21)は、酸化物下層(2
5)と基質(26)が比較的狭いステップ角(θ=30
”)を作る、シリコン酸化物のトポグラフィカル・ステ
ップ(24)にわたって形成するポリシリコン(23)
上に、出発シリサイド(22)が重なったサンドインチ
構造である。図2A及び2Bは、そのトポグラフィカル
角が各々、θ=60’、及び75°であること以外は、
図2と同様である。そのステップ、腐蝕配列は、シリサ
イド層(22)を除くための反応性イオン・エツチング
を用いる図3.3A及び3Bで始まる。
図3に示したように、ポリシリコンが、シリサイド腐蝕
により丁度露出したとき、薄いシリサイド残香(27)
が、側壁又は、30°ステツプの立上り上に残存する。
により丁度露出したとき、薄いシリサイド残香(27)
が、側壁又は、30°ステツプの立上り上に残存する。
それから、その残香は、引き続くシリサイド・オーバー
エッチにより取り除き、RIE様のポリシリコン、腐蝕
がポリシリコン(23)を除くのに用いられる。図4は
、ゲート酸化物が、ポリシリコン・腐蝕により、丁度露
出したときを示している。この時点で、シリサイド残存
層(27)とステップ角のために、ポリシリコン(28
)の残存層が、側壁に残っている。
エッチにより取り除き、RIE様のポリシリコン、腐蝕
がポリシリコン(23)を除くのに用いられる。図4は
、ゲート酸化物が、ポリシリコン・腐蝕により、丁度露
出したときを示している。この時点で、シリサイド残存
層(27)とステップ角のために、ポリシリコン(28
)の残存層が、側壁に残っている。
この残香(28)を、約20%のポリシリコン・オーバ
ー・エッチにより取除く、(図5)。ポリシリコン・エ
ツチングがゲート・酸化物を露出させるので、そのポリ
・オーバーエッチの際に、酸化物の分解/構造破壊を防
ぐために、酸化物への高選択性が要求される。
ー・エッチにより取除く、(図5)。ポリシリコン・エ
ツチングがゲート・酸化物を露出させるので、そのポリ
・オーバーエッチの際に、酸化物の分解/構造破壊を防
ぐために、酸化物への高選択性が要求される。
同様な、腐蝕配列を60°及び70°ステツプ構造に採
用したが、より厚いシリサイド側壁残存層(27A)と
(27B)、及びより厚いポリサイド残存層(28A)
と(28B)を生じた。そのポリシリコン・腐蝕の際の
、酸化物に対して十分高い選択性を仮定すれば、これら
の残香はゲート酸化物を破壊することなしに、ポリシリ
コン・オーバーエッチにより取除くことができる。
用したが、より厚いシリサイド側壁残存層(27A)と
(27B)、及びより厚いポリサイド残存層(28A)
と(28B)を生じた。そのポリシリコン・腐蝕の際の
、酸化物に対して十分高い選択性を仮定すれば、これら
の残香はゲート酸化物を破壊することなしに、ポリシリ
コン・オーバーエッチにより取除くことができる。
シリサイド・腐蝕の際に、もし、シリサイド/ポリシリ
コン・腐蝕速度比がそのシリサイド残香を除くには低す
ぎるとすると、その結果は全く異なってくる。即ち、も
し、シリサイド・腐蝕ステップが与えられたトポグラフ
ィ−に対する腐蝕速度必要条件を満足できず、それ故ポ
リまでのエツチングとそれによるゲート酸化物の露出の
前に、側壁又は立上り上のシリサイド残香を除くことが
できないと、ポリシリコン・腐蝕ステップは、ゲート酸
化物を保護するために、シリサイド・腐蝕ステップと置
き換えなければならない。典型的には、ポリシリコン・
腐蝕ステップは効率的にシリサイドを腐蝕しない。
コン・腐蝕速度比がそのシリサイド残香を除くには低す
ぎるとすると、その結果は全く異なってくる。即ち、も
し、シリサイド・腐蝕ステップが与えられたトポグラフ
ィ−に対する腐蝕速度必要条件を満足できず、それ故ポ
リまでのエツチングとそれによるゲート酸化物の露出の
前に、側壁又は立上り上のシリサイド残香を除くことが
できないと、ポリシリコン・腐蝕ステップは、ゲート酸
化物を保護するために、シリサイド・腐蝕ステップと置
き換えなければならない。典型的には、ポリシリコン・
腐蝕ステップは効率的にシリサイドを腐蝕しない。
このように、トポグラフィツク・ステップに沿ったシリ
サイド残香は、マイクロマスクとして働き、ステップに
沿って独立するシリサイド−ポリシリコン繊維又はフェ
ンスを形成する。図5Aと5Bの影像で示されている繊
維(29A)と(29B)を参照せよ。この繊維はポリ
シリコン層の厚みと同じ高さをもち、かつ、およそそれ
と同じ距離、トポグラフインク・ステップから離れてい
る。
サイド残香は、マイクロマスクとして働き、ステップに
沿って独立するシリサイド−ポリシリコン繊維又はフェ
ンスを形成する。図5Aと5Bの影像で示されている繊
維(29A)と(29B)を参照せよ。この繊維はポリ
シリコン層の厚みと同じ高さをもち、かつ、およそそれ
と同じ距離、トポグラフインク・ステップから離れてい
る。
高いシリサイド/ポリサイド・腐蝕速度比は、トポグラ
フインク・ステップに沿って、シリサイドの残香のない
除去を与え、そのステップにわたる繊維の形成を避ける
のに必要であるということは、この分野ではよ(知られ
ている。しかし、従来の技術は、ポリシリコンに対する
シリサイドの腐蝕選択性の関係を定量化していなかった
。そして事実、この選択性と、ステップの幾何学及び厚
さの間の特殊な関係の存在を認めることはできないと信
じられていた。さらに、従来技術は、シリサイド繊維を
除くことができ、かつ、他のシリサイド・腐蝕の必要条
件を満たすことのできる腐蝕化学を与えることはなかっ
た。
フインク・ステップに沿って、シリサイドの残香のない
除去を与え、そのステップにわたる繊維の形成を避ける
のに必要であるということは、この分野ではよ(知られ
ている。しかし、従来の技術は、ポリシリコンに対する
シリサイドの腐蝕選択性の関係を定量化していなかった
。そして事実、この選択性と、ステップの幾何学及び厚
さの間の特殊な関係の存在を認めることはできないと信
じられていた。さらに、従来技術は、シリサイド繊維を
除くことができ、かつ、他のシリサイド・腐蝕の必要条
件を満たすことのできる腐蝕化学を与えることはなかっ
た。
上記議論の観点から、線巾損失を最小に保ちつつ、かつ
、ゲート酸化物の清浄を維持すべく酸化物への要求され
る選択性をもって、難溶性金属シリサイド−ポリシリコ
ンサンドインチ構造をエツチングするのが本発明の第1
の目的である。
、ゲート酸化物の清浄を維持すべく酸化物への要求され
る選択性をもって、難溶性金属シリサイド−ポリシリコ
ンサンドインチ構造をエツチングするのが本発明の第1
の目的である。
また、シリサイド残香を残すことなしにトポグラフィカ
ル構造をエツチングするのに必要なポリシリコンに対す
る高い選択性をもって、タングステン、モリブデン、チ
タン及びタンタルのシリサイドをエツチングするための
、エツチングガス組成及び一連のプラズマ工程を供給す
るのも本発明の1つの目的である。
ル構造をエツチングするのに必要なポリシリコンに対す
る高い選択性をもって、タングステン、モリブデン、チ
タン及びタンタルのシリサイドをエツチングするための
、エツチングガス組成及び一連のプラズマ工程を供給す
るのも本発明の1つの目的である。
相対的に低から中位の酸化物への選択性をもち、上層の
フォトレジスト・マスク層及び下層のポリシリコン層に
対する高い選択性でシリサイドを異方的にエツチングす
るガス・エツチング組成及び一連のプラズマエツチング
工程を供給することが本発明の関連する目的である。
フォトレジスト・マスク層及び下層のポリシリコン層に
対する高い選択性でシリサイドを異方的にエツチングす
るガス・エツチング組成及び一連のプラズマエツチング
工程を供給することが本発明の関連する目的である。
酸化物に対しては高い選択性をもち、シリサイドをアン
ダーカットすることなしに、異方的にポリシリコンをエ
ツチングする工程と組み合せて、またシリサイド及びポ
リシリコン腐蝕ステップのために同様な基本的ガス化学
を利用し、高い生産性を与えるオーバーオールな工程に
おいて、上述の型のシリサイドに対するシリサイドエツ
チングガス組成及び一連のプラズマエツチング工程を供
給することも本発明のもう1つの関連する目的である。
ダーカットすることなしに、異方的にポリシリコンをエ
ツチングする工程と組み合せて、またシリサイド及びポ
リシリコン腐蝕ステップのために同様な基本的ガス化学
を利用し、高い生産性を与えるオーバーオールな工程に
おいて、上述の型のシリサイドに対するシリサイドエツ
チングガス組成及び一連のプラズマエツチング工程を供
給することも本発明のもう1つの関連する目的である。
1つの面において、本発明は耐火性金属シリサイド及び
ポリシリコンをエツチングするための基本的ガス化学と
して、HCI!/C1,ガス化学の利用に部分的に関係
している。ポリシリコン腐蝕ステップにおけるH(1/
(J!2ガス化学及びシリサイド腐蝕ステップにおける
Bf13含有HCβ/C112ガス化学の使用は、真空
を切ることなしに、同じ容器内での本質的に連続的にシ
リサイド及びポリシリコン腐蝕工程を可能にする。
ポリシリコンをエツチングするための基本的ガス化学と
して、HCI!/C1,ガス化学の利用に部分的に関係
している。ポリシリコン腐蝕ステップにおけるH(1/
(J!2ガス化学及びシリサイド腐蝕ステップにおける
Bf13含有HCβ/C112ガス化学の使用は、真空
を切ることなしに、同じ容器内での本質的に連続的にシ
リサイド及びポリシリコン腐蝕工程を可能にする。
HC1/ Cj22ガス化学は、ゲート酸化物層のよう
な下層酸化物への選択性をもって、下層ポリシリコンの
高速異方性エツチングを可能にする。比較的小容積のド
ーパントガスで選択的に鈍化したBC7!:+含有HC
ロ/ C1,ガス化学は全ての4つの耐火性金属シリサ
イドを異方的にエツチングするだけではなく必要とされ
る、ポリシリコンに対するシリサイドの高腐蝕速度比を
与え、清浄で、繊維のないエツチングを供給する。加え
てBCl2/ HCI /、 Cj! zガス化学は、
有機性フォトレジストマスクに対する高い選択性と酸化
物の望ましい被腐蝕性を供給する。一般的に言うと、そ
の工程は、異方的ポリサイドプロフィール、最小線巾損
失清浄性、均−性及び再現性の必要条件と矛盾しない。
な下層酸化物への選択性をもって、下層ポリシリコンの
高速異方性エツチングを可能にする。比較的小容積のド
ーパントガスで選択的に鈍化したBC7!:+含有HC
ロ/ C1,ガス化学は全ての4つの耐火性金属シリサ
イドを異方的にエツチングするだけではなく必要とされ
る、ポリシリコンに対するシリサイドの高腐蝕速度比を
与え、清浄で、繊維のないエツチングを供給する。加え
てBCl2/ HCI /、 Cj! zガス化学は、
有機性フォトレジストマスクに対する高い選択性と酸化
物の望ましい被腐蝕性を供給する。一般的に言うと、そ
の工程は、異方的ポリサイドプロフィール、最小線巾損
失清浄性、均−性及び再現性の必要条件と矛盾しない。
1、R(シリサイド/ポリシリコン腐蝕比)の測定
a、定式化
ポリシリコンに対するシリサイドの要求される腐蝕速度
比Rを定量的に記述するために図6及び7を参照してみ
ると、シリサイドとポリシリコンフィルム(22)及び
(23)(図2)は整合的構造を有する。シリサイド及
びポリシリコンの厚みはそれぞれhl及びh2であり、
h、は酸化物ステップ(24)のトポグラフィツクな高
さ、θはトポグラフィツクな角度(0くθ<90°)で
ある。
比Rを定量的に記述するために図6及び7を参照してみ
ると、シリサイドとポリシリコンフィルム(22)及び
(23)(図2)は整合的構造を有する。シリサイド及
びポリシリコンの厚みはそれぞれhl及びh2であり、
h、は酸化物ステップ(24)のトポグラフィツクな高
さ、θはトポグラフィツクな角度(0くθ<90°)で
ある。
シリサイド腐蝕ステップの際に丁度ポリシリコン(23
)が露出したとき、最も厚く残存しているシリサイドは
図6及び図7に示されているように常にフット・ポイン
トCのところに存在する。トポグラフィツク・ステップ
については2つの領域があり、1つは(23C)曲って
おり、もう1つ(23L)は線状である。それらは境界
点Aで分離している。もし、図6に示されているヒ一゛
・−二、境界点へがフットポイントCの後1 /Jとき
、即ち、トポグラフィツク角度が低いときは、最も厚い
残存シリサイドは線状領域に存在し、 で与えられる。
)が露出したとき、最も厚く残存しているシリサイドは
図6及び図7に示されているように常にフット・ポイン
トCのところに存在する。トポグラフィツク・ステップ
については2つの領域があり、1つは(23C)曲って
おり、もう1つ(23L)は線状である。それらは境界
点Aで分離している。もし、図6に示されているヒ一゛
・−二、境界点へがフットポイントCの後1 /Jとき
、即ち、トポグラフィツク角度が低いときは、最も厚い
残存シリサイドは線状領域に存在し、 で与えられる。
それ故、ポリシリコンに対するシリサイドの必要とされ
る腐蝕速度比はポリシリコンの厚さに対する残存シリサ
イドの厚みの比と等しい。
る腐蝕速度比はポリシリコンの厚さに対する残存シリサ
イドの厚みの比と等しい。
もし図7に示したように、境界点AがフットポイントC
を越え、即ち、トポグラフィツク角度が高いとき、最も
厚い残存シリサイドはカーブ+h* hz hl
(31となる。
を越え、即ち、トポグラフィツク角度が高いとき、最も
厚い残存シリサイドはカーブ+h* hz hl
(31となる。
必要とされる腐蝕速度比は
ht h2
となり、トポグラフィカル・ステップが垂直、即ちθ=
90°のとき、 となる。
90°のとき、 となる。
b、工程必要条件に関する討論
等式(2)と(4)に従い、必要とする腐蝕速度比を、
独立したパラメーターとして、h+/h2 (図8、カ
ーブ34)とhs / ht +h2(図9、カーブ3
5)を使って、図8と図9中のθの関数としてプロット
した。
独立したパラメーターとして、h+/h2 (図8、カ
ーブ34)とhs / ht +h2(図9、カーブ3
5)を使って、図8と図9中のθの関数としてプロット
した。
トポロジカル角度θが増加すると、必要とする腐蝕速度
比は単調に増加する。その増加が最も激しいのは45〜
60°付近である。θが小さいとき、必要とする腐蝕速
度比はトポグラフィカルステップ高さに対し独立で、ポ
リシリコンに対するシリサイドの層厚み比に比例する。
比は単調に増加する。その増加が最も激しいのは45〜
60°付近である。θが小さいとき、必要とする腐蝕速
度比はトポグラフィカルステップ高さに対し独立で、ポ
リシリコンに対するシリサイドの層厚み比に比例する。
高いθのとき、ステップ高さと厚み比は、必要とする腐
蝕速度比に影響を与える。等式(2)と(4)を使うと
、与えられたデバイス・トポグラフィカル構造に対する
、必要とする腐蝕速度比を計算することができる。典型
的例として、5000オングストロームの約90’の急
勾配ステップ、3000オングストロームのシリサイド
、2000オングストロームのドープ化ポリサイドに対
し、きれいに腐蝕するにはその必要とする腐蝕速度比は
約2.3である。一般に、現在のトポグラフィ−に要求
されるRは(1〜2)=1、好ましくは〜2:lである
。B(J!!含有HC1/IJ2ガス化学を用いればタ
ンタルシリサイド及びチタンシリサイドに対しては(1
−2):1のR値は容易に得られるが、モリブデン及び
タングステンシリサイドに対しては、得られない。
蝕速度比に影響を与える。等式(2)と(4)を使うと
、与えられたデバイス・トポグラフィカル構造に対する
、必要とする腐蝕速度比を計算することができる。典型
的例として、5000オングストロームの約90’の急
勾配ステップ、3000オングストロームのシリサイド
、2000オングストロームのドープ化ポリサイドに対
し、きれいに腐蝕するにはその必要とする腐蝕速度比は
約2.3である。一般に、現在のトポグラフィ−に要求
されるRは(1〜2)=1、好ましくは〜2:lである
。B(J!!含有HC1/IJ2ガス化学を用いればタ
ンタルシリサイド及びチタンシリサイドに対しては(1
−2):1のR値は容易に得られるが、モリブデン及び
タングステンシリサイドに対しては、得られない。
2、必要とするシリサイド/ポリシリコン比Rのための
、ガス化学 a、f3CI!3含有CI!2ガス化学本発明者らは、
塩素化エツチングガス中にBCl3を含有させると、腐
蝕工程中、その基質の清浄性を促進し、腐蝕化した物質
を望ましい形状に維持する(アンダーカットを防ぐ)こ
とを発見した。
、ガス化学 a、f3CI!3含有CI!2ガス化学本発明者らは、
塩素化エツチングガス中にBCl3を含有させると、腐
蝕工程中、その基質の清浄性を促進し、腐蝕化した物質
を望ましい形状に維持する(アンダーカットを防ぐ)こ
とを発見した。
特に、この両目的は、B(/!3 : C12λ1:
1のBCl3とC12流速比を用いることにより満足す
ることができることを発見した。
1のBCl3とC12流速比を用いることにより満足す
ることができることを発見した。
Btu、は実質的にシリサイドの腐蝕速度を促進するこ
とはない。このことは、−15ミリトールの圧力、−3
00ボルトのバイアス下、C1,及びH(J流量をそれ
ぞれ30secm、 75secmに対し、B(1,量
を徐々に増加させるよう行った、C1z/HCj!ガス
化学に関するモリブデンシリサイド腐蝕速度を示した図
10のカーブ32により説明される。このカーブはBC
l、の流速は、モリブデンシリサイド腐蝕速度にほとん
ど影響を与えない。もしそれがあるとしたら、Bl!3
流量が増加することにより、モリブデンシリサイド腐蝕
速度はわずかに減少する。
とはない。このことは、−15ミリトールの圧力、−3
00ボルトのバイアス下、C1,及びH(J流量をそれ
ぞれ30secm、 75secmに対し、B(1,量
を徐々に増加させるよう行った、C1z/HCj!ガス
化学に関するモリブデンシリサイド腐蝕速度を示した図
10のカーブ32により説明される。このカーブはBC
l、の流速は、モリブデンシリサイド腐蝕速度にほとん
ど影響を与えない。もしそれがあるとしたら、Bl!3
流量が増加することにより、モリブデンシリサイド腐蝕
速度はわずかに減少する。
シリサイド及びポリシリコン ボリサイドフィルムに対
しここにリストしたデータは、単結晶シリコン物質上に
形成した酸化物層上にできたフィルムに対するものであ
る。ポリシリコンフィルムは5000オングストローム
厚のフィルムに対し、面積当り約15〜20オームの膜
抵抗を与えるような濃度にリンで高度にドープ化したn
−型である。シリサイド及びポリシリコンフィルムは約
1ミクロン厚のフォトレジストマスクを用い、上述した
アプライド マテリアル社、8100シリ一ズ反応器(
10)を用いてエツチングすることにより腐蝕した。こ
の工程は、シリコン−オン−サファイヤ構造についても
実証されている。
しここにリストしたデータは、単結晶シリコン物質上に
形成した酸化物層上にできたフィルムに対するものであ
る。ポリシリコンフィルムは5000オングストローム
厚のフィルムに対し、面積当り約15〜20オームの膜
抵抗を与えるような濃度にリンで高度にドープ化したn
−型である。シリサイド及びポリシリコンフィルムは約
1ミクロン厚のフォトレジストマスクを用い、上述した
アプライド マテリアル社、8100シリ一ズ反応器(
10)を用いてエツチングすることにより腐蝕した。こ
の工程は、シリコン−オン−サファイヤ構造についても
実証されている。
BCl23単独の効果と対照的に、シリサイド腐蝕速度
は全B(J、+(J、流速に左右される。
は全B(J、+(J、流速に左右される。
これは図11に示されている。カーブ(33)は25ミ
リトール、−300ボルトDCバイアス下で、75se
cmのH(l流に、Bl!3+ C12を徐々に増加さ
せて添加していく BCl3 / (/!z /HCI化学で達成されるモ
リブデン腐蝕速度の増加を描いている。記述した条件下
、全ガス流に対し、20パーセントから50パーセント
へとBCl、十01□を増加すると一分当り約900か
らi、iooオングストロームまでシリサイド腐蝕速度
が増加する。
リトール、−300ボルトDCバイアス下で、75se
cmのH(l流に、Bl!3+ C12を徐々に増加さ
せて添加していく BCl3 / (/!z /HCI化学で達成されるモ
リブデン腐蝕速度の増加を描いている。記述した条件下
、全ガス流に対し、20パーセントから50パーセント
へとBCl、十01□を増加すると一分当り約900か
らi、iooオングストロームまでシリサイド腐蝕速度
が増加する。
図12はシリサイド腐蝕速度への塩素の影響を示してい
る。さらに、その図は、一方では、チタン及びモリブデ
ンシリサイドの腐蝕動向における上述の両断法(dic
homy)を示しており、そして、他方、タングステン
とモリブデンシリサイドについて示している。即ち、こ
の図は、40sec、mのB(J3流に対し、塩素を徐
々に増加して加える、B(1,/Cβ2ガス化学により
達成されるシリサイド腐蝕速度及びシリサイド/ポリシ
リコン腐蝕速度比の増加を描いている。
る。さらに、その図は、一方では、チタン及びモリブデ
ンシリサイドの腐蝕動向における上述の両断法(dic
homy)を示しており、そして、他方、タングステン
とモリブデンシリサイドについて示している。即ち、こ
の図は、40sec、mのB(J3流に対し、塩素を徐
々に増加して加える、B(1,/Cβ2ガス化学により
達成されるシリサイド腐蝕速度及びシリサイド/ポリシ
リコン腐蝕速度比の増加を描いている。
カーブ(35)は25ミリトール圧、=350ボルトの
直流バイアス下での塩素流速に対するポリシリコン腐蝕
速度の変化を示している。カーブ(36)と(37)は
同様な条件下での、モリブデン シリサイド及びタング
ステン シリサイドの腐蝕速度を示している。モリブデ
ンw6fi!に速度カーブ(36)とタングステンのカ
ーブ(37)は、ポリシリコンのカーブ(35)にほぼ
平行であり、1:1よりわずかに大きいポリシリコンと
相関する腐蝕速度比を有している。
直流バイアス下での塩素流速に対するポリシリコン腐蝕
速度の変化を示している。カーブ(36)と(37)は
同様な条件下での、モリブデン シリサイド及びタング
ステン シリサイドの腐蝕速度を示している。モリブデ
ンw6fi!に速度カーブ(36)とタングステンのカ
ーブ(37)は、ポリシリコンのカーブ(35)にほぼ
平行であり、1:1よりわずかに大きいポリシリコンと
相関する腐蝕速度比を有している。
一方、同条件下で、タンタルのカーブ(38)は約20
secmより大きい塩素流に対しく即ち、図。
secmより大きい塩素流に対しく即ち、図。
12の流速の全範囲にわたる)Rλ2:1の値を有して
いる。同様に、チタンのカーブ(39)に対しては、図
12の流速の全範囲にわたりR−≧−2であり、その流
速範囲のほとんどについて、R=(3〜4):1である
。
いる。同様に、チタンのカーブ(39)に対しては、図
12の流速の全範囲にわたりR−≧−2であり、その流
速範囲のほとんどについて、R=(3〜4):1である
。
さらに、図13及び14は、これら腐蝕速度が、少なく
とも、実質的条件の範囲内では、高周波パワー(DCバ
イアス電圧)及び容器圧に比較的に左右されないことを
示している。図13のデータはBCl23及びC1,の
流速が各々40 secm、容器内圧25ミリトールで
とられている。DCバイアス電圧に対する、チタンのカ
ーブ(43)とモリブデンのカーブ(42)の腐蝕速度
の変化は、ポリシリコン腐蝕速度カーブ(41)の勾配
と大きく異ならない。またBCj!、及びC1zの流速
40secmで、−350ボルトのDCバイアス下での
、図14のチタン、モリブデン、ポリシリコンのカーブ
(46)。
とも、実質的条件の範囲内では、高周波パワー(DCバ
イアス電圧)及び容器圧に比較的に左右されないことを
示している。図13のデータはBCl23及びC1,の
流速が各々40 secm、容器内圧25ミリトールで
とられている。DCバイアス電圧に対する、チタンのカ
ーブ(43)とモリブデンのカーブ(42)の腐蝕速度
の変化は、ポリシリコン腐蝕速度カーブ(41)の勾配
と大きく異ならない。またBCj!、及びC1zの流速
40secmで、−350ボルトのDCバイアス下での
、図14のチタン、モリブデン、ポリシリコンのカーブ
(46)。
(45)、(44)も同じ相対的勾配を有している。結
果的に、DCバイアス及びse当りの圧力は、これらの
条件下で、モリブデンの、及びたぶんタングステンのシ
リサイドの腐蝕速度比を増加するのには役立たない。(
電圧(DCバイアス電圧)や圧力によって、チタン腐蝕
速度比及びタンタル腐蝕速度比が比較的影響されないに
もかかわらず、これらの腐蝕速度比は図13.14を通
して、非常に高いレベルであることに注意すべきである
。) 手短かに言えば、BCR,/ 12化学は、本質的に全
ての現在のトポグラフィカル幾何学に対し十分であると
信じられているチタン及びタンタルシリサイドに対する
浸れたシリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を与える。
果的に、DCバイアス及びse当りの圧力は、これらの
条件下で、モリブデンの、及びたぶんタングステンのシ
リサイドの腐蝕速度比を増加するのには役立たない。(
電圧(DCバイアス電圧)や圧力によって、チタン腐蝕
速度比及びタンタル腐蝕速度比が比較的影響されないに
もかかわらず、これらの腐蝕速度比は図13.14を通
して、非常に高いレベルであることに注意すべきである
。) 手短かに言えば、BCR,/ 12化学は、本質的に全
ての現在のトポグラフィカル幾何学に対し十分であると
信じられているチタン及びタンタルシリサイドに対する
浸れたシリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を与える。
しかし、約1:1のタングステン及びモリブデンシリサ
イド/ポリシリコン腐蝕速度比は、まだ、多くのトポグ
ラフィカルなICデバイスにとって低すぎる。また、特
殊なトポグラフィ−(例えば、低いθが受けいれられる
場合)のために、非常に大きな腐蝕速度比(約2:1の
)が必要とされない場合でさえ、ポリシリコンに対する
シリサイドの高い腐蝕速度比は、最小のオーバーエッチ
をもって、シリサイド残香を清浄にするのに好ましい。
イド/ポリシリコン腐蝕速度比は、まだ、多くのトポグ
ラフィカルなICデバイスにとって低すぎる。また、特
殊なトポグラフィ−(例えば、低いθが受けいれられる
場合)のために、非常に大きな腐蝕速度比(約2:1の
)が必要とされない場合でさえ、ポリシリコンに対する
シリサイドの高い腐蝕速度比は、最小のオーバーエッチ
をもって、シリサイド残香を清浄にするのに好ましい。
b、ドーパント−添加物の影響
モリブデン及びタングステン シリサイド/ポリシリコ
ン腐蝕速度比は、BCl3含有塩素ガスに、少量の酸素
及びフッ素化ドーパント(付加的)ガスを添加すること
により増加する。
ン腐蝕速度比は、BCl3含有塩素ガスに、少量の酸素
及びフッ素化ドーパント(付加的)ガスを添加すること
により増加する。
図15はBC1!3/ CCガス化学に、NF3を徐々
に増加させなから添加することによる、腐蝕速度及びポ
リシリコンに対するタングステンシリサイドの相対的腐
蝕速度比の増加を描いである。カーブ(47)は、Bi
3及びCj!zの各流速40secm、−350ボルト
のDCバイアス、25ミリトールの容器圧でのNF、流
速に対するポリシリコンの腐蝕速度の変化を示している
。同様に、カーブ(48)は、同条件下での、NF3流
速に対するタングステン腐蝕速度の変化を示している。
に増加させなから添加することによる、腐蝕速度及びポ
リシリコンに対するタングステンシリサイドの相対的腐
蝕速度比の増加を描いである。カーブ(47)は、Bi
3及びCj!zの各流速40secm、−350ボルト
のDCバイアス、25ミリトールの容器圧でのNF、流
速に対するポリシリコンの腐蝕速度の変化を示している
。同様に、カーブ(48)は、同条件下での、NF3流
速に対するタングステン腐蝕速度の変化を示している。
約203cc111より大きいNF、流速に対しく全(
B(1,+ C12+Nh)付加的ガス流速100sc
cn+の約20体積パーセントより大きい)、シリサイ
ド/ポリシリコン腐蝕速度比は約2:1より大きい。
B(1,+ C12+Nh)付加的ガス流速100sc
cn+の約20体積パーセントより大きい)、シリサイ
ド/ポリシリコン腐蝕速度比は約2:1より大きい。
他の流速の組合せ及び他のフッ素化添加物に対しても同
様の結果が得られた。図16は、(CF4+8.5%0
□)のガス混合物を徐々に増加して添加する、BCf2
:l / Cj! z / HCj’CCガス化学る
腐蝕速度及び、タングステンシリサイド及びポリシリコ
ンの腐蝕速度比の増加を描いている。その腐蝕条件は、
25ミリトール、−350ボルトDCバイアス、45℃
、ヘキソード温度、及び75/ 40/ 40sccm
のHCI/BCIt3/ Cft流速である。
様の結果が得られた。図16は、(CF4+8.5%0
□)のガス混合物を徐々に増加して添加する、BCf2
:l / Cj! z / HCj’CCガス化学る
腐蝕速度及び、タングステンシリサイド及びポリシリコ
ンの腐蝕速度比の増加を描いている。その腐蝕条件は、
25ミリトール、−350ボルトDCバイアス、45℃
、ヘキソード温度、及び75/ 40/ 40sccm
のHCI/BCIt3/ Cft流速である。
(CF、+8.5%0.)の流速が増加するに従がい、
約(2:1)の腐蝕速度比は約2525−30seのド
ーパントガス流速のときに到達される(180−185
secmの全 (BCf、 十(12+)fcIl十付加的ガス)流速
の約14〜16体積パーセント)。
約(2:1)の腐蝕速度比は約2525−30seのド
ーパントガス流速のときに到達される(180−185
secmの全 (BCf、 十(12+)fcIl十付加的ガス)流速
の約14〜16体積パーセント)。
フッ素化添加物も、モリブデンシリサイドの腐蝕速度を
増加するのに用いられるが、酸素添加物は、この目的に
とってフッ素化添加物より効果的であることが分った。
増加するのに用いられるが、酸素添加物は、この目的に
とってフッ素化添加物より効果的であることが分った。
図17〜20に示されるように、モリブデン シリサイ
ドに対する酸素添加物の影響は、ヘキソード温度に敏感
であり、そして、実質的にポリシリコン腐蝕速度に影響
を与えることなしに、モリブデン シリサイドの腐蝕速
度を効果的に倍化するのに十分である。
ドに対する酸素添加物の影響は、ヘキソード温度に敏感
であり、そして、実質的にポリシリコン腐蝕速度に影響
を与えることなしに、モリブデン シリサイドの腐蝕速
度を効果的に倍化するのに十分である。
図17〜20のエツチングデータは、25〜30ミリト
ールの容器圧、−300〜−350のDCバイアス、及
び75/ (30〜40)/(25〜40) sccm
のHe/!/B1./ (lzの流速という条件下で得
られた。図17を参照すると、75/ 40/ 40s
ecmのHCロ / BCf 3 / Cj! z流速
、30ミリトールの容器圧、−300ボルトのDCバイ
アス及び70℃のヘキソード温度に対し、モリブデン腐
蝕データ、曲線52及びポリシリコン腐蝕データ、曲線
51は、約4〜10105eのたいへん低い酸素流速で
の約2:1の腐蝕速度比を与える。
ールの容器圧、−300〜−350のDCバイアス、及
び75/ (30〜40)/(25〜40) sccm
のHe/!/B1./ (lzの流速という条件下で得
られた。図17を参照すると、75/ 40/ 40s
ecmのHCロ / BCf 3 / Cj! z流速
、30ミリトールの容器圧、−300ボルトのDCバイ
アス及び70℃のヘキソード温度に対し、モリブデン腐
蝕データ、曲線52及びポリシリコン腐蝕データ、曲線
51は、約4〜10105eのたいへん低い酸素流速で
の約2:1の腐蝕速度比を与える。
これはL 59〜165secmの全ガス流の約2.5
〜6体積パーセントである。前述のように、図17のデ
ータは、腐蝕工程中、ウェハーの温度が効果的である7
0℃のヘキソード温度で得られたものである。lQsc
cmの酸素流速以上では、Rは急激に1:1よりも小さ
く減少することに注目せよ。
〜6体積パーセントである。前述のように、図17のデ
ータは、腐蝕工程中、ウェハーの温度が効果的である7
0℃のヘキソード温度で得られたものである。lQsc
cmの酸素流速以上では、Rは急激に1:1よりも小さ
く減少することに注目せよ。
図18は、(CF4+8.5%0□)のフッ素化−酸素
混合物を用いた、モリブデン シリサイド/ポリシリコ
ン腐蝕速度比に関する同様ではあるが、添加物にそれ程
敏感でない効果を示している。即ち、75/ 40/
30sccmのHCl/BCA3 / Cβ2 流速、
25ミリトールの容器圧、−350ボルトのDCバイア
ス及び72℃ヘキソード温度という条件下で、モリブデ
ンシリサイド腐蝕データ、曲線54及びポリシリコン腐
蝕データ、曲線53は約25SCCm(170secm
の全ガス流速の約15体積パーセント)より大きいドー
パントガス流速に対し、約2:1の腐蝕速度比を示す。
混合物を用いた、モリブデン シリサイド/ポリシリコ
ン腐蝕速度比に関する同様ではあるが、添加物にそれ程
敏感でない効果を示している。即ち、75/ 40/
30sccmのHCl/BCA3 / Cβ2 流速、
25ミリトールの容器圧、−350ボルトのDCバイア
ス及び72℃ヘキソード温度という条件下で、モリブデ
ンシリサイド腐蝕データ、曲線54及びポリシリコン腐
蝕データ、曲線53は約25SCCm(170secm
の全ガス流速の約15体積パーセント)より大きいドー
パントガス流速に対し、約2:1の腐蝕速度比を示す。
図19〜21は図17及び18で示した腐蝕速度比増大
効果は、ドーパントガス同様、温度の付加的効果の結果
であることを示している。
効果は、ドーパントガス同様、温度の付加的効果の結果
であることを示している。
図19は、(CF4+8.5%02)を徐々に増加する
よう添加すると、事実、ポリシリコン、曲線58に対す
るモリブデン シリサイド、曲線59の腐蝕速度比をわ
ずかに減少させることを説明している。
よう添加すると、事実、ポリシリコン、曲線58に対す
るモリブデン シリサイド、曲線59の腐蝕速度比をわ
ずかに減少させることを説明している。
図20中の曲線62及び61で示されているモリブデン
及びポリシリコン腐蝕データは、付加的ドーパントガス
のない条件で、45℃から75℃の範囲でのヘキソード
温度の上昇は、シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を
増加する。
及びポリシリコン腐蝕データは、付加的ドーパントガス
のない条件で、45℃から75℃の範囲でのヘキソード
温度の上昇は、シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を
増加する。
図21を図20(及び図17)と比較することは、ヘキ
ソード温度を増加させたときの、BCf3/ Cβ2工
ツチングガス混合物中に、一定の体積パーセントのドー
パントガス(CF4+8.5%02)を存在させること
により与えられる二重の添加効果を示している。図21
の腐蝕データは、75/40/40/20sccmのH
cl/BCL/Cl2z/(CFs+8.5%0□)流
速、25ミリトールの容器圧及び−300ボルトのDC
バイアスFで測定した。モリブデンの曲線64に関連す
る腐蝕速度は、曲線63に関連するポリシリコン腐蝕デ
ータと相関して、45℃での約1:1から80℃での約
2:1の腐蝕速度へと急激に増加した。添加物流速(8
,5%X 2 Qsccm= 4secm)の酸素成分
は、175secmの全(BCj2+ + Cjl!2
+HCj!+i加物)流速の約2.3%である。70℃
のへキソード温度で、腐蝕速度比は、70℃での図17
に関する値と同様で、およそ2:1である。
ソード温度を増加させたときの、BCf3/ Cβ2工
ツチングガス混合物中に、一定の体積パーセントのドー
パントガス(CF4+8.5%02)を存在させること
により与えられる二重の添加効果を示している。図21
の腐蝕データは、75/40/40/20sccmのH
cl/BCL/Cl2z/(CFs+8.5%0□)流
速、25ミリトールの容器圧及び−300ボルトのDC
バイアスFで測定した。モリブデンの曲線64に関連す
る腐蝕速度は、曲線63に関連するポリシリコン腐蝕デ
ータと相関して、45℃での約1:1から80℃での約
2:1の腐蝕速度へと急激に増加した。添加物流速(8
,5%X 2 Qsccm= 4secm)の酸素成分
は、175secmの全(BCj2+ + Cjl!2
+HCj!+i加物)流速の約2.3%である。70℃
のへキソード温度で、腐蝕速度比は、70℃での図17
に関する値と同様で、およそ2:1である。
温度及び添加ガスの効果をまとめると、少量の体積パー
セントのフッ素化ガスの添加は、B(J、/ (J、の
タングステン シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を
倍化することができる。また、フッ素化添加物はポリシ
リコンに対するモリブデンシリサイドの腐蝕速度比を増
加する。しかし、その程度はわずかである。酸素添加物
は、モリブデン・シリサイドに対してフッ素化添加物よ
り効果があり、そして、タングステン シリサイド・エ
ツチングガスに対するフッ素化ガスの添加と同様に、モ
リブデン・シリサイド腐蝕速度及び、ポリシリコンに対
する腐蝕速度比を効果的に倍化する。ヘキソード温度を
変化させる範囲は限られている一方、ヘキソード温度変
化が、モリブデン シリサイドの腐食速度及びポリシリ
コンに対する腐蝕速度比を増加する上で、効果的である
と信じられており、確かに、特別なヘキソード反応器中
で得られる変化範囲内では、効果的である。
セントのフッ素化ガスの添加は、B(J、/ (J、の
タングステン シリサイド/ポリシリコン腐蝕速度比を
倍化することができる。また、フッ素化添加物はポリシ
リコンに対するモリブデンシリサイドの腐蝕速度比を増
加する。しかし、その程度はわずかである。酸素添加物
は、モリブデン・シリサイドに対してフッ素化添加物よ
り効果があり、そして、タングステン シリサイド・エ
ツチングガスに対するフッ素化ガスの添加と同様に、モ
リブデン・シリサイド腐蝕速度及び、ポリシリコンに対
する腐蝕速度比を効果的に倍化する。ヘキソード温度を
変化させる範囲は限られている一方、ヘキソード温度変
化が、モリブデン シリサイドの腐食速度及びポリシリ
コンに対する腐蝕速度比を増加する上で、効果的である
と信じられており、確かに、特別なヘキソード反応器中
で得られる変化範囲内では、効果的である。
さらに、シリサイドエツチングに対して、フッ素化ガス
又は酸素、もしくはその両方の添加は、その添加物の体
積パーセントが全ガス流の約20体積パーセントを越え
ないなら、引き続くポリシリコン腐蝕工程を妨害するこ
とはなかった。この限界を越えると、ポリシリコン又は
シリサイドのアンダーカッティングが生じ、ポリ腐蝕速
度が増加し、シリサイド/ポリ腐蝕速度比Rが減少し、
そして、エツチング後ウェハー上に残香が残る。
又は酸素、もしくはその両方の添加は、その添加物の体
積パーセントが全ガス流の約20体積パーセントを越え
ないなら、引き続くポリシリコン腐蝕工程を妨害するこ
とはなかった。この限界を越えると、ポリシリコン又は
シリサイドのアンダーカッティングが生じ、ポリ腐蝕速
度が増加し、シリサイド/ポリ腐蝕速度比Rが減少し、
そして、エツチング後ウェハー上に残香が残る。
C0清浄性と断面(アンダーカッティング)以前、清浄
性及びエツチング断面に対し、流速化BCL / CL
を1以上にすることのメリットを議論した。
性及びエツチング断面に対し、流速化BCL / CL
を1以上にすることのメリットを議論した。
図22は、(CF4+8.5%02)のドーパントガス
を含むBCj23含有Cβ2ガスに、徐々に増加させな
からHClを添加していったときに達成される、シリサ
イド及びポリシリコン腐蝕速度の増加を描いている。曲
線65は、25ミリトールの容器圧、−350ポル1−
DCバイアス、45℃ヘキソード温度及び50/40/
lQsccmのBCIlx/C1z /(CF4 +
8.5χo2)の流速という条件下、HCIの流速に対
するポリシリコン腐蝕速度の変化を示している。タング
ステンの曲線66は、同様の条件下で徐々に増加するH
CIの添加が、基本的なりCji!s/Cj2zガス及
びドーパントガスにより与えられるモリブデンシリサイ
ド腐蝕速度に影響しないことを説明している。またモリ
ブデンの曲線67は、15ミリトールの容器圧、−30
0ポルI−DCバイアス、及び各々40及び30scc
mのB113及びCZ、の流速の条件で、徐々に増加す
るH(lを添加することが、実質的にシリサイド腐蝕速
度に影響を与えないことを示している。
を含むBCj23含有Cβ2ガスに、徐々に増加させな
からHClを添加していったときに達成される、シリサ
イド及びポリシリコン腐蝕速度の増加を描いている。曲
線65は、25ミリトールの容器圧、−350ポル1−
DCバイアス、45℃ヘキソード温度及び50/40/
lQsccmのBCIlx/C1z /(CF4 +
8.5χo2)の流速という条件下、HCIの流速に対
するポリシリコン腐蝕速度の変化を示している。タング
ステンの曲線66は、同様の条件下で徐々に増加するH
CIの添加が、基本的なりCji!s/Cj2zガス及
びドーパントガスにより与えられるモリブデンシリサイ
ド腐蝕速度に影響しないことを説明している。またモリ
ブデンの曲線67は、15ミリトールの容器圧、−30
0ポルI−DCバイアス、及び各々40及び30scc
mのB113及びCZ、の流速の条件で、徐々に増加す
るH(lを添加することが、実質的にシリサイド腐蝕速
度に影響を与えないことを示している。
しかしなから、これらの条件及びこれらと同様の条件下
で処理したウェハーを観察すると、H(lはウェハー上
に残香を残さない清浄なエツチングを提供するのに有効
であることを明らかにした。一般に ((BClz + C1z )/全ガス流)<0.8/
1という比が、清浄なエツチングを維持するに十分なH
Clを供給するのに望ましい。
で処理したウェハーを観察すると、H(lはウェハー上
に残香を残さない清浄なエツチングを提供するのに有効
であることを明らかにした。一般に ((BClz + C1z )/全ガス流)<0.8/
1という比が、清浄なエツチングを維持するに十分なH
Clを供給するのに望ましい。
d、負荷効果
例えば図12及び22に示したように、HCβ流速でな
く、全(B(43及びCβ2)流速(特にC12流速)
が、HCf/BCf 3/(/!zガス化学におけるシ
リサイド腐蝕速度を決める要因となっている。
く、全(B(43及びCβ2)流速(特にC12流速)
が、HCf/BCf 3/(/!zガス化学におけるシ
リサイド腐蝕速度を決める要因となっている。
さらに、図23に示したように、BCl3及びCZ2の
全流速の増加は、負荷効果を減少させる。図23は腐蝕
容器内のウェハー数に対するタングステンシリサイド及
びポリシリコンの腐蝕速度を描いている。ポリシリコン
腐蝕曲線68は、タングステン腐蝕曲線69と対をなし
ている一方、ポリシリコン腐蝕曲線70は、タングステ
ンシリサイド腐蝕曲線71と対をなしている。即ち、曲
線68と70は、25ミリトールの容器圧、−350ボ
ルトDCバイアス、及び、175secmの全流速に対
し、75/40/ 40 / 20sccmのHClt
/ BCj23 / C1z /(CF、+8.5%
0□)の流速という条件下、反応容器へのウェハーの添
加に対する、ポリシリコン及びタングステン シリサイ
ドの腐蝕速度の変化を示している。タングステン シリ
サイド腐蝕速度、曲線69は、ウェハーを腐蝕容器に添
加するに従い、急速に減少する。曲線70及び71は、
同じ圧力、DCバイアス及び全ガス流量条件でのポリシ
リコン及びタングステンシリサイド腐蝕速度を描いてい
る。しかし、HCβ/BCl3/C,I!2/(CF、
+8.5%02)の各成分ガス流速は、25/60/6
0/30であった。結果として、タングステン シリサ
イド腐蝕曲線71はタングステン シリサイドの曲線6
9に比べ、ウェハーの添加に対しそれ程敏感ではない。
全流速の増加は、負荷効果を減少させる。図23は腐蝕
容器内のウェハー数に対するタングステンシリサイド及
びポリシリコンの腐蝕速度を描いている。ポリシリコン
腐蝕曲線68は、タングステン腐蝕曲線69と対をなし
ている一方、ポリシリコン腐蝕曲線70は、タングステ
ンシリサイド腐蝕曲線71と対をなしている。即ち、曲
線68と70は、25ミリトールの容器圧、−350ボ
ルトDCバイアス、及び、175secmの全流速に対
し、75/40/ 40 / 20sccmのHClt
/ BCj23 / C1z /(CF、+8.5%
0□)の流速という条件下、反応容器へのウェハーの添
加に対する、ポリシリコン及びタングステン シリサイ
ドの腐蝕速度の変化を示している。タングステン シリ
サイド腐蝕速度、曲線69は、ウェハーを腐蝕容器に添
加するに従い、急速に減少する。曲線70及び71は、
同じ圧力、DCバイアス及び全ガス流量条件でのポリシ
リコン及びタングステンシリサイド腐蝕速度を描いてい
る。しかし、HCβ/BCl3/C,I!2/(CF、
+8.5%02)の各成分ガス流速は、25/60/6
0/30であった。結果として、タングステン シリサ
イド腐蝕曲線71はタングステン シリサイドの曲線6
9に比べ、ウェハーの添加に対しそれ程敏感ではない。
このことはBCl3及びC12の流速を各々40から6
0sccmに増加したことに帰因する。
0sccmに増加したことに帰因する。
e、フォトレジストに対する選択性
本研究は、腐蝕清浄性の向上に加え、水素を含有するH
Cl流速の増加は、フォトレジストに対するオーバーオ
ールな腐蝕選択性と再現性を向上させる(即ち増加させ
る)。
Cl流速の増加は、フォトレジストに対するオーバーオ
ールな腐蝕選択性と再現性を向上させる(即ち増加させ
る)。
加えて、圧力の増加はフォトレジストに対すルオーハー
オールな腐蝕選択性を増加するのに有効である。例えば
、図24は、モリブデン・シリサイドのエツチングの際
のフォトレジストに対するオーバーオールな選択性を説
明している。シリサイド腐蝕は、(30+ 5 + 5
0)sccmの(B(1:+ +CC1z F2+HC
/)の流速と1100ワツトの電力を用いている。モリ
ブデン・シリサイド・エツチングの曲線72は、1oか
ら70ミリトールの範囲での圧力の増加は、シリサイド
腐蝕速度をほんの僅か増加することを示している。しか
し、曲線73は、同じ範囲内での圧力の増加は、Sl:
1からほとんど2:1までもフォトレジストに対するオ
ーバーオールな選択性を増加することを示している。
オールな腐蝕選択性を増加するのに有効である。例えば
、図24は、モリブデン・シリサイドのエツチングの際
のフォトレジストに対するオーバーオールな選択性を説
明している。シリサイド腐蝕は、(30+ 5 + 5
0)sccmの(B(1:+ +CC1z F2+HC
/)の流速と1100ワツトの電力を用いている。モリ
ブデン・シリサイド・エツチングの曲線72は、1oか
ら70ミリトールの範囲での圧力の増加は、シリサイド
腐蝕速度をほんの僅か増加することを示している。しか
し、曲線73は、同じ範囲内での圧力の増加は、Sl:
1からほとんど2:1までもフォトレジストに対するオ
ーバーオールな選択性を増加することを示している。
3、 シリサイド及びポリシリコン腐蝕の全工程と概要
表1は、チタン、タンタル、タングステン及びモリブデ
ンのシリサイドを用いた耐火性金属シリサイド−ポリシ
リコン複合体を腐蝕するのに使われている、一連の実用
的パラメータ範囲をまとめたものである。基本的ガス化
学は、ポリシリコン腐蝕に使われるHCE/ 12ガス
化学である。
ンのシリサイドを用いた耐火性金属シリサイド−ポリシ
リコン複合体を腐蝕するのに使われている、一連の実用
的パラメータ範囲をまとめたものである。基本的ガス化
学は、ポリシリコン腐蝕に使われるHCE/ 12ガス
化学である。
ポリシリコン腐蝕において、HCIはレジストに対する
エツチング選択性を改良するのに働き、一方、塩素は反
応因子として働いている。ポリシリコン及びシリサイド
の腐蝕ステップは同じ圧力、DCバイアス、H(J流速
及びCj22流速範囲を用いるので、結果的に、シリサ
イドからポリシリコン腐蝕への移行は、これらのパラメ
ータの精密な調整の必要性、及びBCf3及びフッ素化
ガスの流れ、又は酸素ガス流、もしくはその双方の流れ
で、停止することが最初の問題となる。このように、こ
の2つのステップは、基本的には連続する2段階工程と
して、真空を切ることなしに、同じ反応器内で容易に履
行することができる。
エツチング選択性を改良するのに働き、一方、塩素は反
応因子として働いている。ポリシリコン及びシリサイド
の腐蝕ステップは同じ圧力、DCバイアス、H(J流速
及びCj22流速範囲を用いるので、結果的に、シリサ
イドからポリシリコン腐蝕への移行は、これらのパラメ
ータの精密な調整の必要性、及びBCf3及びフッ素化
ガスの流れ、又は酸素ガス流、もしくはその双方の流れ
で、停止することが最初の問題となる。このように、こ
の2つのステップは、基本的には連続する2段階工程と
して、真空を切ることなしに、同じ反応器内で容易に履
行することができる。
表1のデータは容器体積約160リツトルのA M E
8100プラズマ・エツチング・システム用のものであ
る。しかし、本発明は、ここに与えた流速比を適用する
ことにより、反応性イオン・エツチングモードで操作可
能な他の同様なプラズマエツチャーに容易に移行可能で
ある。流速比の転換は本発明を定義した特許請求の範囲
で考慮されている。また、このように本発明を定義する
ことにおいてガス流速を特定した特許請求の範囲は、適
用可能な流速比にも一致して解釈されるものであり、s
ccmで表わされた特別な流速に限定されるべきもので
はない。
8100プラズマ・エツチング・システム用のものであ
る。しかし、本発明は、ここに与えた流速比を適用する
ことにより、反応性イオン・エツチングモードで操作可
能な他の同様なプラズマエツチャーに容易に移行可能で
ある。流速比の転換は本発明を定義した特許請求の範囲
で考慮されている。また、このように本発明を定義する
ことにおいてガス流速を特定した特許請求の範囲は、適
用可能な流速比にも一致して解釈されるものであり、s
ccmで表わされた特別な流速に限定されるべきもので
はない。
表2は、タングステン シリサイドにはCF。
ドーパントガス、そして、モリブデン シリサイドには
酸素を用いて、タングステン シリサイド及びモリブデ
ンシリサイドをエツチングするための典型的な、現在、
よく用いられるパラメーターを与える。
酸素を用いて、タングステン シリサイド及びモリブデ
ンシリサイドをエツチングするための典型的な、現在、
よく用いられるパラメーターを与える。
表−1
ポリサイドRIE席t
プロセス・パラメータ 2■並歪上腐蝕 ポyj己
しぢ4冑洩全ガス流量 、 sccm 180
8O−140HCI 〃
40−75 8O−100C42z
” 60−40 <408
C1!3 ” 80 40
−CF4 〃 ≦30
−Oz ″<10
−圧力 、 mT 15−45 1040DC
バイアス、 −volts 250−400 2
00−350電力、ワット 800−1500
300−800力ソード温度 、’C45−75 表−2 シリサイド 腐蝕 プ三火各二ペラlニタ −3iz Mo
5iz全ガス流量 、sccm 175
165HCJ 〃75 75 C1l、〃4040 BCj!3// 、to 40C
F4 〃 200□
5−10圧九 mT
25 30 DCバイアス、 −volts 350
300電力、ワット 1350 1350
カソード温庇’C4545 いくつかの臨界パラメータ及び流速化をまとめるために
、BC7!z : C1z > 1 : 1を清浄
性と、アンダーカッティングを防ぐ目的で用いた。さら
に、全流速に対する(BCI!3+ CIZ ”)流速
の比をなるべ(0,8〜0.4の範囲にした。即ち、(
BCA3 + Cl1z ): (全流量)=0.8
〜0.4゜上述したように、0.8という限界は、清浄
性に対し、十分なHClを保証するために用いられてい
る。約0.4の下限以下では、不十分な塩素流量が、ポ
リシリコンに対するシリサイドの腐蝕速度比を低いもの
にしてしまう。好ましくは、その比が、0.4から 0
.8の範囲内で高い値の方が、負荷効果を減じるという
意味で良い。最後に、徹底的にという訳ではないが、添
加ガス流量は、全ガス流の20パーセント以下が望まし
い。即ち(添加物流量)/(全ガス流量)<0.2゜こ
の限界以上では、アンダーカッティングが生じてしまう
。つまり、ポリシリコン腐蝕速度が増加し、及びシリサ
イド/ポリシリコン腐蝕速度比は減少する。そして酸化
物に対する選択性も減少してしまう。これらの流速及び
比は、約180secmの全流速を用いて得られたもの
である。上記の流速比を、他の全流速に対する、他の成
分流速を決めるのにも使うことができる。
しぢ4冑洩全ガス流量 、 sccm 180
8O−140HCI 〃
40−75 8O−100C42z
” 60−40 <408
C1!3 ” 80 40
−CF4 〃 ≦30
−Oz ″<10
−圧力 、 mT 15−45 1040DC
バイアス、 −volts 250−400 2
00−350電力、ワット 800−1500
300−800力ソード温度 、’C45−75 表−2 シリサイド 腐蝕 プ三火各二ペラlニタ −3iz Mo
5iz全ガス流量 、sccm 175
165HCJ 〃75 75 C1l、〃4040 BCj!3// 、to 40C
F4 〃 200□
5−10圧九 mT
25 30 DCバイアス、 −volts 350
300電力、ワット 1350 1350
カソード温庇’C4545 いくつかの臨界パラメータ及び流速化をまとめるために
、BC7!z : C1z > 1 : 1を清浄
性と、アンダーカッティングを防ぐ目的で用いた。さら
に、全流速に対する(BCI!3+ CIZ ”)流速
の比をなるべ(0,8〜0.4の範囲にした。即ち、(
BCA3 + Cl1z ): (全流量)=0.8
〜0.4゜上述したように、0.8という限界は、清浄
性に対し、十分なHClを保証するために用いられてい
る。約0.4の下限以下では、不十分な塩素流量が、ポ
リシリコンに対するシリサイドの腐蝕速度比を低いもの
にしてしまう。好ましくは、その比が、0.4から 0
.8の範囲内で高い値の方が、負荷効果を減じるという
意味で良い。最後に、徹底的にという訳ではないが、添
加ガス流量は、全ガス流の20パーセント以下が望まし
い。即ち(添加物流量)/(全ガス流量)<0.2゜こ
の限界以上では、アンダーカッティングが生じてしまう
。つまり、ポリシリコン腐蝕速度が増加し、及びシリサ
イド/ポリシリコン腐蝕速度比は減少する。そして酸化
物に対する選択性も減少してしまう。これらの流速及び
比は、約180secmの全流速を用いて得られたもの
である。上記の流速比を、他の全流速に対する、他の成
分流速を決めるのにも使うことができる。
第1図は、本発明に従って、シリサイド及びポリシリコ
ンを腐蝕するのに用いることができるプラズマエツチャ
ーの図的説明である。 第2図〜第5図、第2A図〜第5A図及び第2B図〜第
5B図は、それぞれθ=30.60及び75°のトポグ
ラフィカル ステップ上に形成されたポリサイド構造を
エツチングする工程を図的に描いたものである。 第6図及び第7図は、各々小角及び大角のステップ ト
ポグラフィ−に関するその大きさと幾何学的関係を説明
したものである。 第8図及び第9図は、異なるトポグラフィカル角度θに
対して、必要とされる、ポリシリコンに対するシリサイ
ド腐蝕速度比をグラフで示したものである。 第10図は、モリブデン シリサイドの場合の、BC7
!3流量に対する腐蝕速度を描いたものである。 第11図はモリブデン シリサイドの場合の、(BCj
23+ Cβ2)の流量に対する腐蝕速度を描いたもの
である。 第12図は、シリサイド及びポリシリコンの場合の、塩
素流量に対する腐蝕速度を描いたものである。 第13図は、チタン及びモリブデン シリサイドとポリ
シリコンの場合の、DCバイアス(RFパワー)に対す
る腐蝕速度を描いたものである。 第14図は、チタン及びモリブデン シリサイドとポリ
シリコンの場合の、容器圧に対する腐蝕速度を描いたも
のである。 第15図は、タングステン シリサイドとポリシリコン
の場合の、N F 3流量に対する腐蝕速度を描いたも
のである。 第16図〜第19図は、種々のヘキソード温度での、添
加ガス流量に対する、タングステン又はモリブデン シ
リサイド腐蝕速度とポリシリコン腐蝕速度を描いたもの
である。 第、20図及び第21図は、各々、少ない体積パーセン
トの添加ガスを欠いたエツチングガス及び含むエツチン
グガスに対して、ポリシリコン腐蝕速度と、モリブデン
腐蝕速度に関するヘキソード温度の影響を説明している
。 第22図は、ポリシリコン、モリブデン シリサイド及
びタングステン シリサイドの腐蝕速度に関するHCl
流量の効果を説明している。 第23図は、同じ全反応ガス流速を用いて、異なる(B
Cj2i / C1z )流速でのポリシリコン及びタ
ングステン シリサイドの腐蝕速度に関する負荷効果を
描いている。 第24図は、モリブデン シリサイドの腐蝕速度及びフ
ォトレジストに対するオーバーオールな選択性に関する
圧力の効果を描いている。 FIG、 2 FIG、 2A FIG
、 28FIGニ3 FIG、 3A
FIG、 38FIG、 5 FIG
、 5A FIG、 5Bトエリ”774gv
P’H7i e ト「クラ74#Vの/叉 θ FIG、 14 FIG、 19 FIG、 20 FIG、 21 FIG、 23 FIG、 22 FIG、 24
ンを腐蝕するのに用いることができるプラズマエツチャ
ーの図的説明である。 第2図〜第5図、第2A図〜第5A図及び第2B図〜第
5B図は、それぞれθ=30.60及び75°のトポグ
ラフィカル ステップ上に形成されたポリサイド構造を
エツチングする工程を図的に描いたものである。 第6図及び第7図は、各々小角及び大角のステップ ト
ポグラフィ−に関するその大きさと幾何学的関係を説明
したものである。 第8図及び第9図は、異なるトポグラフィカル角度θに
対して、必要とされる、ポリシリコンに対するシリサイ
ド腐蝕速度比をグラフで示したものである。 第10図は、モリブデン シリサイドの場合の、BC7
!3流量に対する腐蝕速度を描いたものである。 第11図はモリブデン シリサイドの場合の、(BCj
23+ Cβ2)の流量に対する腐蝕速度を描いたもの
である。 第12図は、シリサイド及びポリシリコンの場合の、塩
素流量に対する腐蝕速度を描いたものである。 第13図は、チタン及びモリブデン シリサイドとポリ
シリコンの場合の、DCバイアス(RFパワー)に対す
る腐蝕速度を描いたものである。 第14図は、チタン及びモリブデン シリサイドとポリ
シリコンの場合の、容器圧に対する腐蝕速度を描いたも
のである。 第15図は、タングステン シリサイドとポリシリコン
の場合の、N F 3流量に対する腐蝕速度を描いたも
のである。 第16図〜第19図は、種々のヘキソード温度での、添
加ガス流量に対する、タングステン又はモリブデン シ
リサイド腐蝕速度とポリシリコン腐蝕速度を描いたもの
である。 第、20図及び第21図は、各々、少ない体積パーセン
トの添加ガスを欠いたエツチングガス及び含むエツチン
グガスに対して、ポリシリコン腐蝕速度と、モリブデン
腐蝕速度に関するヘキソード温度の影響を説明している
。 第22図は、ポリシリコン、モリブデン シリサイド及
びタングステン シリサイドの腐蝕速度に関するHCl
流量の効果を説明している。 第23図は、同じ全反応ガス流速を用いて、異なる(B
Cj2i / C1z )流速でのポリシリコン及びタ
ングステン シリサイドの腐蝕速度に関する負荷効果を
描いている。 第24図は、モリブデン シリサイドの腐蝕速度及びフ
ォトレジストに対するオーバーオールな選択性に関する
圧力の効果を描いている。 FIG、 2 FIG、 2A FIG
、 28FIGニ3 FIG、 3A
FIG、 38FIG、 5 FIG
、 5A FIG、 5Bトエリ”774gv
P’H7i e ト「クラ74#Vの/叉 θ FIG、 14 FIG、 19 FIG、 20 FIG、 21 FIG、 23 FIG、 22 FIG、 24
Claims (8)
- (1)(イ)シリサイド層上の有機性マスクを形成し、
(ロ)閉鎖容器中で一対の電極の一つの上に、生成する
混成物を析出させ、(ハ)該電極の一つに高周波電気エ
ネルギーを供給し、(ニ)有機性マスクに対して高い選
択性を有するシリサイドをエッチングするためのHCl
と共に塩素及びBCl_3の混合物を原則的に含有する
反応性ガス混合物を該容器中に導く、 ことを含む、シリコン酸化物上のポリシリコン層上に形
成された耐火性金属シリサイド層を異方的にエッチング
する方法。 - (2)シリサイド腐蝕工程後、さらに、シリコン酸化物
に対し、比較的に高い選択性を有するポリシリコン下層
を異方的にエッチングするために、該容器中に、HCl
及び塩素を導く工程をさらに含む、耐火性金属シリサイ
ドを異方的にエッチングするための特許請求の範囲第1
項記載の方法。 - (3)(イ)シリサイドを、モリブデンシリサイド及び
タングステン シリサイドから選び、かつ(ロ)ポリシ
リコンに対して、高い腐蝕速度比をシリサイドに与える
ために、フッ素含有ガス、酸素、及びフッ素含有ガスと
酸素の混合物、から選んだ、全ガス流量の20容積パー
セントを越えない少量のドーパント・ガスを反応性ガス
混合物に添加する、耐火性金属シリサイドを異方的にエ
ッチングする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - (4)フッ素含有ガスをCF_4及びNF_3から選ぶ
特許請求の範囲第1項記載の耐火性金属シリサイドをエ
ッチングする方法。 - (5)ドーパント・ガスが、少なくとも約90体積パー
セントのCF_4を含む、酸素及びCF_4の混合物で
ある、特許請求の範囲第3項記載の耐火性金属シリサイ
ドをエッチングする方法。 - (6)耐火性金属シリサイドがタングステンシリサイド
で、かつ、ドーパント・ガスがNF_3である、特許請
求の範囲第3項記載の耐火性金属シリサイドをエッチン
グする方法。 - (7)耐火性金属シリサイドが、タングステンシリサイ
ドで、かつ、ドーパント・ガスがCF_4である特許請
求の範囲第3項記載の方法。 - (8)耐火性金属シリサイドがモリブデン・シリサイド
で、かつドーパント・ガスが酸素である、特許請求の範
囲第3項記載の難溶性金属シリサイドをエッチングする
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US78678385A | 1985-10-11 | 1985-10-11 | |
US786783 | 1985-10-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62176134A true JPS62176134A (ja) | 1987-08-01 |
JPH0744173B2 JPH0744173B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=25139579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61241142A Expired - Lifetime JPH0744173B2 (ja) | 1985-10-11 | 1986-10-09 | シリサイド、多結晶シリコン及びポリサイドのエッチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0744173B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63104335A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-05-09 | インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション | 半導体基板のリアクティブ・イオン・エッチング方法 |
WO2021171458A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理方法 |
US11532484B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-12-20 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5987813A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electronics Corp | エピタキシヤル成長装置 |
JPS59207632A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-24 | シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト | 金属ケイ化物又はケイ化物・ポリシリコン二重層構造の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61241142A patent/JPH0744173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5987813A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electronics Corp | エピタキシヤル成長装置 |
JPS59207632A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-24 | シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト | 金属ケイ化物又はケイ化物・ポリシリコン二重層構造の製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63104335A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-05-09 | インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション | 半導体基板のリアクティブ・イオン・エッチング方法 |
US11532484B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-12-20 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
WO2021171458A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理方法 |
WO2021171764A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理方法 |
JPWO2021171764A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ||
US12074033B2 (en) | 2020-02-27 | 2024-08-27 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0744173B2 (ja) | 1995-05-15 |
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