NL8202103A - Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen. - Google Patents

Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen. Download PDF

Info

Publication number
NL8202103A
NL8202103A NL8202103A NL8202103A NL8202103A NL 8202103 A NL8202103 A NL 8202103A NL 8202103 A NL8202103 A NL 8202103A NL 8202103 A NL8202103 A NL 8202103A NL 8202103 A NL8202103 A NL 8202103A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
etching
equipment
plasma
gas
Prior art date
Application number
NL8202103A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Western Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co filed Critical Western Electric Co
Publication of NL8202103A publication Critical patent/NL8202103A/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
    • H01L21/32137—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas of silicon-containing layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
    • H01L21/28035—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities
    • H01L21/28044—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer
    • H01L21/28061—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer the conductor comprising a metal or metal silicide formed by deposition, e.g. sputter deposition, i.e. without a silicidation reaction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

, 'v _ * VO 3301
Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting waarbij de stap wordt toegepast om een laag door middel van plasma te etsen en wel doordat een plasma in een etsend gas"«crdt gevormd.
5 Het is bekend om ter verkrijging van een in hoge mate gelei dende poort-niveaumetallisering voor MOS-inrichtingen gebruik te maken van breking gevend metaalsilieide-op-polysilicium.
Een voorbeeld van een dergelijke werkwijze is beschreven in een art.ran S.P. Murarka, D.B. Fraser, A.K. Sinha en H.J. Levinstein 10 getiteld "Refractory Silicides of Titanium and Tantalum for Low-
Resistivity Gates and Interconnects"' gepubliceerd in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-15, No. 4, augustus 1980, biz. 474-482.
Een TaSi^-op-polysiliciumstruetuur is een bijzonder aantrekkelijk samenstelsel voor gebruik in zeer-groot-schalig-geïntegreerde 15 MOS-inrichtingen teneinde bijvoorbeeld poortelektrodes met hoog scheidend vermogen te vormen. Voor een doeltreffend gebruik van een dergelijk samenstelsel is het een vereiste dat fabricagetechnieken beschikbaar zijn door middel waarvan de TaSi2 en polysiliciumlagen anisotroop en met een minimaal verlies aan lijnbreedte van een patroon 20 kunnen worden voorzien. Wegens deze reden zijn pogingen ondernomen om te komen tot een hoog scheidend vermogen opleverende etsprocessen met behulp waarvan dergelijke lagen van een patroon kunnen worden voorzien. Tot nu toe ondernomen pogingen waarbij werd beoogd een doeltreffend etsproces beschikbaar te stellen voor TaSÏ2-op-polysilicium 25 en waarmee het mogelijk zou zijn eigenschappen met hoog scheidend vermogen in VLSI-inrichtingen te creëren, zijn echter niet succesvol gebleken.
Voor dergelijke problemen biedt de onderhavige uitvinding een oplossing bij een voor plasma-etsen van een laag dienend proces, dat 30 daardoor is gekenmerkt dat de laag tantaal-en siliciumcomponenten bevat en het etsmiddel fluor- en chloorcomponenten bevat als de predominante etsspecies voor de respectievelijke tantaal- en siliciumcomponenten.
8202103 i _»'>* l \ \ · \ I __ _ _......... .._ _____________________ ____ ___ ___ -2-
De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekening waarin: fig. 1 een schema geeft van een conventionele met reactieve ionen werkende etsinrichting van de soort waarmee een proces volgens 5 de uitvinding ten uitvoer kan worden gebracht; en fign. 2-t/m 4 geïdealiseerde, niet op schaal getekende weergaven zijn van een gedeelte van een specifiek ter illustratie behandeld werkstuk waarop onder toepassing van de grondslagen van de onderhavige uitvinding een patroon is gevormd.
10 Met een voor de onderhavige uitvinding illustratieve uitvoerings vorm is beoogd te komen tot een verbeterd proces voor het vervaardigen van zeer-groot-schalig-geIntegreerde inrichtingen. Meer in het bijzonder is beoogd te komen tot een voor zeer-groot-schalig-gelntegreerde MOS-inrichtingen bruikbaar droog-etsproces waarmee op samengestelde 15 TaSi2-op-polysiliciumstructuren gatronen met een hoge resolutie kunnen worden gevormd.
Deze en andere doeleinden van de onderhavige uitvinding kunnen kort gezegd worden bereikt met een specifieke voor de uitvinding illustratieve uitvoeringsvorm waarbij zich over een poort-oxidefilm-20 laag uitstrekkende TaSi^- en polysilicium-lagen, met behulp van een met reactieve ionen werkzaam etsproces van een anisotroop.patroon kunnen worden voorzien. Het TaSi^ omvat een laag van tezamen neergeslagen tantaal en silicium die is gevormd op de bovenzijde van de polysiliciumlaag. Volgens een voor de uitvinding illustratief kenmerk 25 biedt het voordeel om deze aangeduide plagen voordat zij worden gesinterd, volgens een twee-stapreeks te etsen.
In eerste aanleg wordt op de TaSi^-laag een maskerpatroon gevormd. Vervolgens wordt de TaSi2~laag in een voor het werken met reactieve ionen geschikte etskamer geëtst met behulp van een -plasma 30 dat de grondstoffen fluor en chloor bevat als de predominante actieve etsende species voor respectievelijk het tantaal en het silicium.
Bij een voorkeursuitvoeringsvorm bevat het in de kamer geïntroduceerde gas voor het vormen van het etsende plasma, CCl^F.
Illustratief is dat de TaSi2_laag alsook een gedeelte, echter 35 minder dan het geheel, van de zich daaronder bevindende polysiliciumlaag, door het in het voorafgaande beschreven plasma anisotroop worden 8202103 \ *.*- £ l \ \ -3- geëtst. Hierna wordt de resterende polysiliciumlaag die zich bevindt onder het van een patroon voorziene TaSL^r anisotroop geëtst in een plasma dat met betrekking tot de zich daaronder bevindende poort-oxidefilmlaag een selectieve etswerking uitoefent. Dit als tweede 5 genoemde plasma omvat bijvoorbeeld chloor als het predominante actieve etsspecies. Na van een patroon te zijn voorzien worden de TaSi2 en polysiliciumlagen gesinterd, waardoor een samengestelde poort-niveaustructuur met geringe weerstand is gevormd.
De bijzondere, bij wijze van illustratie in fig. 1 weergegeven, 10 van evenwijdige platen voorziene reactor, omvat· een cilindrisch niet-geleidend orgaan 12 en twee geleidende eindplaten 14 en 16. Het orgaan 12 is bijvoorbeeld gemaakt van glas en de platen 14 en 16 zijn respectievelijk gemaakt van aluminium en roestvrij staal. De weergegeven reactor omvat verder een geleidende werkstukhouder 18 die eveneens 15 bijvoorbeeld van aluminium is vervaardigd. In een illustratief geval <s vormt de bovenkant van de houder 18 een cirkelvormig oppervlak met een diameter van ongeveer 25,4 cm dat is bedoeld om zeven daarop geplaatste wafels met een diameter van ca. 7,6 cm te dragen. In fig. 1 zijn drie van dergelijke wafels 20 t/m 22 weergegeven.
20 De werkstukhouder 18 (fig. 1)’ is via een standaard aanpas- singsnetwerk 26 capacitief gekoppeld met een radio-frequentiegenerator 28 die bijvoorbeeld is ontworpen om de houder 18 aan te drijven met een frequentie van 13,56 MHz.
Zoals in fig. 1 is weergegeven is de bovenplaat 14 verbonden 25 met een punt waar een referentiepotentiaal, zoals aardpotentiaal, bestaat. De plaat 14 vormt de anode van de weergegeven reactor. De werkstukhouder 18 vormt de aangedreven kathode van de reactor. Bij een specifieke en illustratieve reactor van de soort zoals weergegeven in fig. 1, zijn de anode en de kathode van elkaar gescheiden«door een 30 afstand van ongeveer 12,7 cm en de diameter van de anodeplaat 14 is daarbij ongeveer 45,7 cm.
De basisplaat 16 van de in fig. 1 weergegeven inrichting is eveneens met aarde verbonden. Bovendien is een van een geopend uiteinde voorzien cilindrisch scherm 30 dat de houder 18 omgeeft, verbon-35 den met de plaat 16 en dus ook met aarde. Het gedeelte van de houder 18 dat door de plaat 16 heen reikt is door middel van een niet- 8202103 -4- geleidende bus 32 elektrisch ten opzichte daarvan geïsoleerd.
Volgens de grondslagen van de onderhavige uitvinding, wordt in de kamer 10 zoals weergegeven in fig. 1, een speciale gasatmosfeer die in het onderstaande nader:is gespecificeerd, gevormd. Via een ge-5 standaardiseerde toevoerinrichting 34 wordt gas met een bestuurde stroming in de kamer geleid. Bovendien wordt door middel van een conventioneel pompstelsel 36 in de kamer 10 een voorgeschreven lage-druk-toestand aangehouden.
Door vanaf de toevoerinrichting 34 een geschikt gas in de kamer • 10 10 volgens fig. 1 te leiden en een elektrisch veld te vormen tussen de anode 14 en de kathode 18, zoals in het onderstaande nader gedetailleerd zal worden behandeld, wordt in de kamer 10 een reactief plasma gevormd. Het daarin gevormde plasma is gekenmerkt door een gelijkmatig donker zijnde ruimte die zich bevindt in de onmiddellijke nabijheid 15 van de te etsen oppervlakken van de wafels. Vluchtige produkten die bij de wafeloppervlakken worden gevormd, gedurende het etsproces, worden door het stelsel 36 vanuit de kamer afgevoerd.
• In fig. 2 is in dwarsdoorsnede een gedeelte weergegeven van één van de wafels 20 t/m 22 die moet worden geëtst. Het weergegeven 20 gedeelte omvat een poort-oxidefilmlaag 40 die op het oppervlak van een siliciumorgaan 42 is gevormd. De op het orgaan 42 aanwezige filmlaag 40 is aangegroeid tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer .
1000 angströmeenheden. Bovenop de filmlaag 40 bevindt zich een laag 44
O
van gedoteerd polysilicium met een dikte van 3500 angsbromeenheden.
25 De laag 44 is bijvoorbeeld gevormd door een proces waarbij onder lage druk een chemische damp wordt neergeslagen waarna fosfor wordt gediffundeerd. Verder wordt op de laag 44 van polysilicium een laag 46 van TaSÏ2 gevormd met een dikte van 2500 angströmeenheden. Een hiervoor illustratieve werkwijze is dat het TaSi2 wordt aangebracht door vaLgens een 30 algemeen bekende techniek tantaal en silicium gezamenlijk te sputteren op het bovengedeelte van de laag 44. Op dat moment omvat de laag 46 voorafgaande aan een sinterproces, een co-sputter-neergeslagen meta-stabiele vaste oplossing.
Volgens de grondslagen van de onderhavige uitvinding worden 35 de lagen 44 en 46 gevormd door een etsproces waarbij reactieve ionen zijn betrokken, teneinde een poort-niveau-metalliseringspatroon te 8202103 ' .......-..... ---. *· -5- vormen in een MOS-inrichting. Voor dat doel wordt in eerste aanleg een van een patroon voorziene maskerlaag gevormd bovenop de TaSi^-laag 46.
De maskerlaag kan een patroon bevatten dat is verkregen door bijvoorbeeld standaard fotolithografische technieken toe te passen op een 5 10.000angströmeenheden-dikke-laag van een conventioneel fotoresistief materiaal zoals HPR-204 dat een in de handel verkrijgbaar positief fotoresistief materiaal is dat wordt vervaardigd door Philip A. Hunt Chemical Corp., Palisades Park, New.-Jersey.
Het is echter bijzonder voordelig om een maskerpatroon voor de 10 lagen 44 en 46 van fig. 2 te vormen onder toepassing van het proces zoals beschreven door J.M. Moran en D. Maydan in een artikel "High Resolution, Steep Profile, Resist Patterns" gepubliceerd in The Bell System Technical Journal, Vol. 58, No. 5. mei-juni 1979, biz. 1027-1036, Een dergelijk proces is tevens beschreven in het 15 Amerikaanse octrooischrift 4.244.799. Het beschreven proces dat soms wordt aangeduid als het drie-niveauproces, is gekenmerkt door een sub-micron scheidend vermogen met een uitstekende lijnbreedteregeling en stapcontrole.
Fig. 2 is illustratief voor een hoog-scheidend vermogen steil-20 profiel bezittend maskerpatroon dat is vervaardigd onder toepassing van het in het voorafgaande vermelde drie-niveauproces. Zoals in de figuur is weergegeven is het maskerpatroon gevormd op een betrekkelijk dikke laag 48 die bestaat uit een gehard organisch materiaal. De een patroon vormende laag 48 heeft bijvoorbeeld een dikte van ongeveer 25 2,5 micrometer en omvat een HPR-206 resistieve laag die bij ongeveer 210°C gedurende 2 uren is gebakken. Bovenop de laag 48 is een zogenaamde tussenmaskerlaag 50 gevormd met een dikte van ongeveer 1200 angsfcrömeenheden, en welke laag bijvoorbeeld is vervaardigd uit een met behulp van plasma neergeslagen silicium-dioxidemateriaal.
30 Bij eerdere stappen van het standaard drie-niveauproces was de laag 50 selectief geëtst (bijv. tijdens een etsstap met reactieve ionen en onder toepassing van een CHF^-plasma), onder gebruikmaking van een dun daaroverheen liggend hoog-scheidend vermogen bezittend resistief patroon (niet weergegeven) als het daarvoor dienende masker. Illustra-35 tief is dat het hoge-scheidend vermogen bezittend resistieve patroon is gedefinieerd door standaard X-straling lithografische technieken 8202103 -6- toe te passen op een laag die bestaat uit een mengsel van poly(2,3-dichloro-l-propylacrylaatj en poly(glycidylmethacrylaat-co-ethyl-acrylaat) dat ook wel bekend staat als DCOPA-resistief materiaal.
Het zich in de betrekkelijk dunne laag 50 bevindende patroon werd 5 hierna overgedragen naar de zich daaronder bevindende laag 48 teneinde een overeenkomstig patroon te vormen. Laatstbedoelde overdracht werd bijvoorbeeld bewerkstelligd door een op zichzelf bekende stap waarbij met behulp van reactieve ionen wordt geëtst in een C^-plasma.
Volgens de grondslagen van de onderhavige uitvinding wordt de 10 in fig. 2 weergegeven gemaskeerde TaSi2~laag 46 van een patroon voorzien door een etsstap waarbij reactieve ionen zijn betrokken. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm wordt zulks bereikt in een plasma dat is gevormd doordat inde reactiekamer een CCl^F-gas wordt geleid. CCl^F is een in de handel verkrijgbaar gas dat bekend staat als Freon 11 of 15 Halocarbon 11. Een etssnelheid van ongeveer 2000 angstromeenheden per minuut en een anisotropisch profiel in de TaSi^-laag 46 werden verkregen onder de volgende voorkeursbedrijfstoestanden in de ets-
apparatuur: het CCl_F-gas wordt toegevoerd met een snelheid van on-3 J
geveer 25 cm per minuut; het CCl^F-gas heeft een partiële druk van 20 ongeveer 5 micrometer (milliTorr) en een vermogensdichtheid aan het oppervlak van de wafels die moeten worden geëtst, van ongeveer 0,2 watt 2 per cm .
Meer in het bijzonder geldt dat een bevredigende anisotrope patroonvorming in de TaSij-laag 46 van fig. 2, onder gebruikmaking 25 van CCl^F in een etsstap waarbij reactieve ionen zijn betrokken, wordt verkregen onder de volgende bedrijfstoestanden: een stroomsnelheid van 3 het CCl^F-gas van 5-70 cm per minuut, een partiële druk van het CCl^F-gas van 2-50 micrometer; en een vermogensdichtheid van 0,04 tot , 2 0,6 watt per cm . · 30 Bovendien is ingezien dat anisotropisch etsen van TaSi^ onder gebruikmaking van reactieve ionen tevens mogelijk is onder gebruikmaking van 001^2 (Freon 12) of CCl^F (Freon 13) onder de bedrijfsomstandigheden zoals deze in de hieraan voorafgaande paragraaf zijn aangegeven.
35 Verder is door aanvraagster een algemene verklaring geformu leerd voor het in het voorafgaande beschreven etsproces van TaSi2· 8202 1 03 -7-
Volgens deze verklaring is het etsen, van ongesinterd TaSi^ in een plasma met reactieve ionen in hoofdzaak te wijten aan grondstoffen die fluor en chloor bevatten als de predominante actieve etsspecies voor respectievelijk tantaal en silicium. De in het voorafgaande op-5 gegeven gassen zijn illustratief voor methodes om dergelijke grond: stoffen toe te voeren.
Het in het voorafgaande behandelde etsproces voor TaSi2 is tevens werkzaam om de in fig. 2 weergegeven polysiliciumlaag 44 anisotropisch te etsen. In principe zouden de TaSi^- en polysilicium-10 lagen die over de dunne silicium-dioxidelaag 40 heen liggen, aldus beide volledig van een patroon worden voorzien onder gebruikmaking van de bovenvermelde plasma's. De etssnelheid voor TaSi^ en poly-silicium met betrekking tot Sii^ staat daarbij echter in een verhouding van slechts ongeveer 6 op 1. Aangezien in de praktijk echter 15 een enigszins te sterke etsing van de TaSi2”Op-polysiliciumstructuur in de regel is vereist ter * verklaring van patronen op oppervlakken met stapvormige discontinuïteiten of ter compensatie voor effecten, van een niet-gelijkmatige etsing over een wafel, wordt in de regel een betere etsselectiviteit met betrekking tot SiC^ voorgeschreven.
20 Ter verbetering van de voornoemde selectiviteit, teneinde daardoor de dunne poort-oxidelaag 40 (fig. 1) beter tegen erosie te beschermen, biedt het voordeel om de in dit verband beschouwde wafels door middel van een twee-stappen omvattend etsproces waarbij reactieve ionen zijn betrokken, te etsen. Bij de eerste stap worden de 25 TaSi2“laag 46 en een gedeelte, bijvoorbeeld tot ongeveer de helft, van de zich daaronder bevindende polysiliciumlaag 44 geëtst door toepassing van het in het voorafgaande omschreven proces. Op dat punt heeft de in fabricage zijnde structuur een gedaante zoals is weergegeven in fig. 3. 1 30 Vervolgens wordt ter voltooiing van de etsing van de gedeelte lijk van een patroon voorziene polysiliciumlaag 44 (fig. 3) de tweede stap van het twee-stappen omvattende etsproces waarbij reactieve ionen zijn betrokken, ten uitvoer gebracht. Volgens een hiervoor illustratieve wijze wordt een plasma gevormd dat grondstoffen omvat 35 die uitsluitend chloor bevatten als het predominante actieve etsspecies voor de aangegeven structuur. Een dergelijk plasma wordt bijvoorbeeld
82021QJ
t \ ________________________ _______ ____________ -8- gevormd door in de kamer waarin het etsproces met reactieve ionen zich afspeelt, een 'in hoofdzaak zuiver Clj-gas te leiden. Een ets- snelheid van ongeveer 1000 angströmeeriheden per minuut en een aniso- tropisch profiel in de polysiliciumlaag 44 werden onder de volgende 5 voorkeursvoorwaarden in de etsapparatuur verkregen: een stroomsnelheid van het toegevoerde Cl^-gas van ongeveer 15 cm^ per minuut; een partiële druk van het Cl_-gas van ongeveer 7 micrometer; en een ver- ^ 2 mogensdichtheid van ongeveer 0,2 watt per cm . Onder deze voorwaarden is de polysilicium-SiC^-differentiaaletssnelheid ongeveer gegeven 10 door de verhouding 22 op 1. Onder deze voorwaarden etst het voordien gedefinieerde TaSÏ2~patroon bovendien zeer langzaam (met een snelheid van slechts ongeveer 30 Angströmeenheden per minuut). Aldus dient TaSi2 als een uitstekend masker dat voor het etsen van het resterende polysilicium werkzaam is.
‘15 Meer in het algemeen werd een bevredigende anisotropische pa- troonvorming van de polysiliciumlaag 44 van fig. 3, onder toepassing van CI2 bij een etsstap waarbij reactieve ionen zijn betrokken, verkregen onder de volgende bedrijfstoestanden: een Cl_-stroomsnelheid 3 1 van 5-60 cm per minuut; een partiële druk van Cl van 2-30 micrometer; 2 2 20 en een vermogensdichtheid van 0,06 tot 0,6 watt per cm .
Bij de beëindiging van de in het voorafgaande omschreven poly-siliciumetsstap, ontstaat een van een patroon voorziene structuur zoals weergegeven in fig. 4. De resistieve laag 48 wordt vervolgens weggenomen met gebruikmaking van een standaardmethode, bijvoorbeeld 25 door het chemisch oplossen in een mengsel van en H2S04* Daarna wordt de overblijvende samengestelde poort-niveaustructuur met TaSi2~ op-polysilicium, gesinterd en wel bijvoorbeeld bij ongeveer 900°C in zuiver argon en gedurende ongeveer 30 minuten. Na sinteren werd voor éën zulk een specifieke en geïllustreerde samengestelde structuur 30 een specifieke weerstand gemeten van ongeveer 2,2 ohm per vierkant.
Tenslotte zal het duidelijk zijn dat de in het voorafgaande beschreven technieken slechts zijn bedoeld als illustratief voor de grondslagen van de onderhavige uitvinding. Uitgaande van deze grondslagen kunnen talrijke wijzigingen en alternatieven door de gemiddelde 35 vakman op dit gebied worden ontwikkeld zonder het kader van de uitvinding te verlaten.
8202103

Claims (10)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting waarbij een laag door middel van een plasma wordt geëtst doordat in een etsend gas een plasma wordt gevormd/ met het kenmerk, dat de laag tantaal-en siliciumcomponenten bevat; en het etsmiddel fluor- en 5 chloorcomponenten bevat als de predominante etsspecies voor respectievelijk het tantaal en het silicium.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde inrichting is aangebracht op de kathode-elektrode van apparatuur voor het met gebruikmaking van reactieve ionen etsen; de laag bestaat uit
10 TaSi^-materiaal; en de partiële druk van het etsende gas binnen deze apparatuur wordt gebracht op een waarde gelegen in het gebied tussen 2-50-micrometer; en de vermogensdichtheid aan het oppervlak van de t te etsen laag wordt gebracht op een waarde in het gebied tussen 2 0,04-0,6 watt per cm .
3. Werkwijze volgens de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat een gas gekozen uit de groep bestaande uit CCl^F, CCl^F^ en CCIF^, in genoemde apparatuur wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid waarvan de waarde is gelegen in het gebied tussen 5-70 cm^ per minuut, teneinde genoemd plasma te vormen.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het ge noemde gas CClFg bevat.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat CCIF^ in genoemde apparatuur wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 25 cm^ per minuut, waarbij de partiële druk van CCl^F binneii genoemde 25 apparatuur wordt gebracht op een waarde van 5 micrometer; en de vermogensdichtheid aan het oppervlak van de te etsen laag wordt gebracht 2 op een waarde van 0,2 watt per cm . <
6. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat genoemde inrichting een MOS-inrichting omvat en genoemde TaSi^-laag een niet- 30 gesinterde, co-sputter-neergeslagen metastabiele vaste oplossing gevormd op een gedoteerde polysilicium laag omvat, welke lagen omvatten een twee-laag TaSi^-op-polysilicium samengestelde poort-niveau metallisering die over een poort-oxidefilmlaag heen ligt, waarbij de gehele TaSi^-laag en een gedeelte, echter minder dan het geheel van 35 genoemde polysiliciumlaag, anisotroop vord®. geëtst tijdens een patroon- 82 02 1 03 ..................... .......... -|-------:--------------------- -10- vormende stap in apparatuur voor het met gebruikmaking van reactieve ionen .etsen.
7. Werkwijze volgens conclusiè 6, met het kenmerk, dat het resterend gedeelte van genoemde polysiliciumlaag, anisotropisch wordt 5 geëtst in genoemde apparatuur voor het onder toepassing van reactieve ionen etsen in een plasma dat actieve etsende grondstoffen bevat, die uitsluitend chloor als samenstellend bestanddeel als de predomi-nante etsende species bevatten.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het in 10 genoemde apparatuur geïntroduceerde gas voor het vormen van het plasma dat wordt gebruikt voor het etsen van de TaSi^-laag, CCl^F bevat en het in genoemde apparatuur geïntroduceerde gas voor het vormen van het plasma dat wordt gebruikt voor het etsen van de polysiliciumlaag, in hoofdzaak zuiver Cl^ bevat.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat genoemde in de vorm van een patroon gebrachte samengestelde metallisering na de patroonvorming daarvan wordt gesinterd.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat genoemde sinterwerking wordt uitgevoerd in in hoofdzakelijk zuiver argon 20 bij een temperatuur-van ongeveer 900°c en voor een duur van ongeveer 30 minuten. 8202103
NL8202103A 1981-05-22 1982-05-21 Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen. NL8202103A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26643381A 1981-05-22 1981-05-22
US26643381 1981-05-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8202103A true NL8202103A (nl) 1982-12-16

Family

ID=23014579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8202103A NL8202103A (nl) 1981-05-22 1982-05-21 Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen.

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS57198633A (nl)
BE (1) BE893251A (nl)
CA (1) CA1202597A (nl)
DE (1) DE3219284A1 (nl)
FR (1) FR2506519B1 (nl)
GB (1) GB2098931B (nl)
IT (1) IT1151209B (nl)
NL (1) NL8202103A (nl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216823A1 (de) * 1982-05-05 1983-11-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen von strukturen von aus metallsilizid und polysilizium bestehenden doppelschichten auf integrierte halbleiterschaltungen enthaltenden substraten durch reaktives ionenaetzen
US4414057A (en) * 1982-12-03 1983-11-08 Inmos Corporation Anisotropic silicide etching process
DE3315719A1 (de) * 1983-04-29 1984-10-31 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen von strukturen von aus metallsiliziden bzw. silizid-polysilizium bestehenden doppelschichten fuer integrierte halbleiterschaltungen durch reaktives ionenaetzen
US4528066A (en) * 1984-07-06 1985-07-09 Ibm Corporation Selective anisotropic reactive ion etching process for polysilicide composite structures
NL8500771A (nl) * 1985-03-18 1986-10-16 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting waarbij een op een laag siliciumoxide aanwezige dubbellaag - bestaande uit poly-si en een silicide - in een plasma wordt geetst.
EP0229104A1 (en) * 1985-06-28 1987-07-22 AT&T Corp. Procedure for fabricating devices involving dry etching
DE4114741C2 (de) * 1990-07-04 1998-11-12 Mitsubishi Electric Corp Verfahren zur Bildung einer Leiterbahn auf einem Halbleitersubstrat
US6177337B1 (en) * 1998-01-06 2001-01-23 International Business Machines Corporation Method of reducing metal voids in semiconductor device interconnection

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5519873A (en) * 1978-07-28 1980-02-12 Mitsubishi Electric Corp Forming method of metallic layer pattern for semiconductor

Also Published As

Publication number Publication date
IT8221430A0 (it) 1982-05-21
GB2098931B (en) 1985-02-06
BE893251A (fr) 1982-09-16
FR2506519B1 (fr) 1985-07-26
IT1151209B (it) 1986-12-17
GB2098931A (en) 1982-12-01
DE3219284A1 (de) 1982-12-16
DE3219284C2 (nl) 1989-08-10
JPS57198633A (en) 1982-12-06
FR2506519A1 (fr) 1982-11-26
CA1202597A (en) 1986-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4472237A (en) Reactive ion etching of tantalum and silicon
CN102239539B (zh) 制造衬底的方法
US5958801A (en) Anisotropic etch method
US4778563A (en) Materials and methods for etching tungsten polycides using silicide as a mask
US5624582A (en) Optimization of dry etching through the control of helium backside pressure
US5013398A (en) Anisotropic etch method for a sandwich structure
EP0221093B1 (en) Double layer photoresist technique for side-wall profile control in plasma etching processes
US5925577A (en) Method for forming via contact hole in a semiconductor device
US5691246A (en) In situ etch process for insulating and conductive materials
KR20010029859A (ko) 반도체 장치의 제조 방법
US5283208A (en) Method of making a submicrometer local structure using an organic mandrel
NL8202103A (nl) Werkwijze voor het met behulp van reactieve ionen etsen van tantalum en silicium bevattende lagen.
US5271799A (en) Anisotropic etch method
US4937643A (en) Devices having tantalum silicide structures
JPH0445974B2 (nl)
JPH0626202B2 (ja) パターン付け方法
US4608118A (en) Reactive sputter etching of metal silicide structures
US3592707A (en) Precision masking using silicon nitride and silicon oxide
TWI262558B (en) Planarization method of spin-on material layer and manufacturing method of photoresist layer
JPH07169755A (ja) 幅の小さいウインドゥ又は溝の形成方法
US6960496B2 (en) Method of damascene process flow
Meng et al. A straightforward and CMOS-compatible nanofabrication technique of periodic SiO2 nanohole arrays
JPH02219231A (ja) 半導体集積回路内の移動性イオン汚染を低減するための方法
JPS63202953A (ja) 半導体装置の製造方法
NL8303731A (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een geintegreerde keten.

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BT A notification was added to the application dossier and made available to the public
BB A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed