JPH07147271A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07147271A JPH07147271A JP5296495A JP29649593A JPH07147271A JP H07147271 A JPH07147271 A JP H07147271A JP 5296495 A JP5296495 A JP 5296495A JP 29649593 A JP29649593 A JP 29649593A JP H07147271 A JPH07147271 A JP H07147271A
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- 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
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- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高融点金属を含んだ金属膜からなる配線をサイ
ド・エッチングなしに形成するエッチング方法を提供す
る。 【構成】ＳＦ6 とＮ2 との混合ガスによりタングステン
膜４ｃをエッチングすると、このエッチングによる形成
されるタングステン膜４ｃの垂直な側壁には、窒化タン
グステン膜１４が形成される。この窒化タングステン膜
１４がこのエッチングに対する保護膜となる。
ド・エッチングなしに形成するエッチング方法を提供す
る。 【構成】ＳＦ6 とＮ2 との混合ガスによりタングステン
膜４ｃをエッチングすると、このエッチングによる形成
されるタングステン膜４ｃの垂直な側壁には、窒化タン
グステン膜１４が形成される。この窒化タングステン膜
１４がこのエッチングに対する保護膜となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に高融点金属を含んだ金属膜のエッチング工程
に関する。
関し、特に高融点金属を含んだ金属膜のエッチング工程
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化の一手法として、
多層配線が多用されている。最上層の配線を除く中間
層，あるいは下層の配線では、層間絶縁膜の平坦化等の
熱処理に対する耐熱性が要求される。また、各層の配線
において、配線抵抗を可能な限り上昇させずに配線幅を
縮小することが要求される。このため、中間層（あるい
は下層）の配線の材料としては、比抵抗の低い（タング
ステン等の）高融点金属を含んだ金属膜（高融点金属の
単層膜，高融点金属膜を含んだ積層膜，高融点金属合金
膜，あるいは高融点金属合金膜を含んだ積層膜等）が広
く利用されつつある。さらに、配線幅が狭く高アスペク
ト比の配線を形成するためには、ＲＩＥ等の異方性エッ
チングにより、これら高融点金属を含んだ金属膜を微細
加工する必要がある。これら高融点金属を含んだ金属膜
に対するエッチング・ガスとしては、ＣＦ4 ，ＳＦ6 等
の弗素系ガスが従来から用いられている。
多層配線が多用されている。最上層の配線を除く中間
層，あるいは下層の配線では、層間絶縁膜の平坦化等の
熱処理に対する耐熱性が要求される。また、各層の配線
において、配線抵抗を可能な限り上昇させずに配線幅を
縮小することが要求される。このため、中間層（あるい
は下層）の配線の材料としては、比抵抗の低い（タング
ステン等の）高融点金属を含んだ金属膜（高融点金属の
単層膜，高融点金属膜を含んだ積層膜，高融点金属合金
膜，あるいは高融点金属合金膜を含んだ積層膜等）が広
く利用されつつある。さらに、配線幅が狭く高アスペク
ト比の配線を形成するためには、ＲＩＥ等の異方性エッ
チングにより、これら高融点金属を含んだ金属膜を微細
加工する必要がある。これら高融点金属を含んだ金属膜
に対するエッチング・ガスとしては、ＣＦ4 ，ＳＦ6 等
の弗素系ガスが従来から用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、弗素系ガスを
用いたＲＩＥ等の異方性エッチングにより高融点金属を
含んだ金属膜のエッチングを行なうと、レジスト膜等の
エッチング・マスクに対するこれら高融点金属を含んだ
金属膜のサイド・エッチングが生じる。このエッチング
反応では弗素系ガスから発生した弗素イオンのイオンア
シストによって生じる異方性エッチングが主であるが、
弗素系ガスから解離した弗素ラジカルと高融点金属との
反応による等方性エッチングが一定の割合で生じるため
に上記のサイド・エッチングが生じる。このため、この
エッチングを用いての配線の側壁の形状が垂直ではな
く、得られる配線幅は所望の値より小さくなり、配線抵
抗が高い値でばらつくことになる。
用いたＲＩＥ等の異方性エッチングにより高融点金属を
含んだ金属膜のエッチングを行なうと、レジスト膜等の
エッチング・マスクに対するこれら高融点金属を含んだ
金属膜のサイド・エッチングが生じる。このエッチング
反応では弗素系ガスから発生した弗素イオンのイオンア
シストによって生じる異方性エッチングが主であるが、
弗素系ガスから解離した弗素ラジカルと高融点金属との
反応による等方性エッチングが一定の割合で生じるため
に上記のサイド・エッチングが生じる。このため、この
エッチングを用いての配線の側壁の形状が垂直ではな
く、得られる配線幅は所望の値より小さくなり、配線抵
抗が高い値でばらつくことになる。
【０００４】上記サイド・エッチングを抑制するための
種々の方法が提案されている。特開平２−３４９２０号
公報に開示された方法では、エッチング・ガスとして弗
素系ガスに塩素系ガスを添加している。例えば高融点金
属を含んだ金属膜がタングステン膜からなるとき、この
方法によると、エッチングされたタングステン膜の側壁
には蒸気圧の低いタングステン塩化物（ＷＣｌX ）が被
着してタングステンと弗素ラジカルとの反応からこの側
壁を保護している。また、特開平３−２０１５２９に開
示された方法では、ＣＨＦ3 とＳＦ6 との混合ガスをエ
ッチング・ガスとして使用している。この方法では、Ｃ
ＨＦ3 から生じるポリマーにより側壁保護を行なってい
る。しかしながらこれらの方法では、塩化物，ポリマー
等の堆積物により側壁保護を行なうため、堆積物自身が
発塵源となり、エッチング後のレジスト膜剥離工程での
剥離性への悪影響が起る。
種々の方法が提案されている。特開平２−３４９２０号
公報に開示された方法では、エッチング・ガスとして弗
素系ガスに塩素系ガスを添加している。例えば高融点金
属を含んだ金属膜がタングステン膜からなるとき、この
方法によると、エッチングされたタングステン膜の側壁
には蒸気圧の低いタングステン塩化物（ＷＣｌX ）が被
着してタングステンと弗素ラジカルとの反応からこの側
壁を保護している。また、特開平３−２０１５２９に開
示された方法では、ＣＨＦ3 とＳＦ6 との混合ガスをエ
ッチング・ガスとして使用している。この方法では、Ｃ
ＨＦ3 から生じるポリマーにより側壁保護を行なってい
る。しかしながらこれらの方法では、塩化物，ポリマー
等の堆積物により側壁保護を行なうため、堆積物自身が
発塵源となり、エッチング後のレジスト膜剥離工程での
剥離性への悪影響が起る。
【０００５】したがって本発明の目的は、高融点金属を
含んだ金属膜からなる配線を形成するに際して、レジス
ト膜の剥離を容易にし、かつ、所望の側壁形状，所望の
配線幅，所望の配線抵抗を有する配線を形成する方法を
提供することにある。
含んだ金属膜からなる配線を形成するに際して、レジス
ト膜の剥離を容易にし、かつ、所望の側壁形状，所望の
配線幅，所望の配線抵抗を有する配線を形成する方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法の第１の態様は、半導体基板表面に絶縁膜を形成
する工程と、上記絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分
とする金属膜を形成し、この金属膜表面に所定のパター
ンを有するレジスト膜を形成する工程と、上記レジスト
膜をマスクにして、弗素系ガスと窒素ガスもしくはアン
モニアガスとを含む混合ガスにより、上記金属膜をエッ
チングする工程とを有する。
造方法の第１の態様は、半導体基板表面に絶縁膜を形成
する工程と、上記絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分
とする金属膜を形成し、この金属膜表面に所定のパター
ンを有するレジスト膜を形成する工程と、上記レジスト
膜をマスクにして、弗素系ガスと窒素ガスもしくはアン
モニアガスとを含む混合ガスにより、上記金属膜をエッ
チングする工程とを有する。
【０００７】本発明の半導体装置の製造方法の第２の態
様は、半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程と、上記
絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分とする金属膜を形
成し、この金属膜表面に所定のパターンを有するレジス
ト膜を形成する工程と、上記レジスト膜をマスクにし
て、弗素系ガスからなる第１のガスと窒素ガスもしくは
アンモニアガスからなる第２のガスとを含み，この第２
のガスに対するこの第１のガスの流量比が所望の流量比
を有する混合ガスにより、上記金属膜をエッチングする
工程と、上記所望の流量比より高い値の流量比を有する
上記第１のガスと第２のガスとを含む混合ガスにより、
オーバー・エッチングする工程とを有する。
様は、半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程と、上記
絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分とする金属膜を形
成し、この金属膜表面に所定のパターンを有するレジス
ト膜を形成する工程と、上記レジスト膜をマスクにし
て、弗素系ガスからなる第１のガスと窒素ガスもしくは
アンモニアガスからなる第２のガスとを含み，この第２
のガスに対するこの第１のガスの流量比が所望の流量比
を有する混合ガスにより、上記金属膜をエッチングする
工程と、上記所望の流量比より高い値の流量比を有する
上記第１のガスと第２のガスとを含む混合ガスにより、
オーバー・エッチングする工程とを有する。
【０００８】
【作用】半導体装置の断面図である図５（ａ）と、図５
（ａ）のＡ部分の拡大断面図である図４（ｂ）と、図５
（ｂ）のＢ部分の拡大断面模式図である図５（ｃ）とを
参照し、タングステンのエッチングを例にして、所望の
側壁形状を制御性良くエッチングする本発明のメカニズ
ムを説明する。
（ａ）のＡ部分の拡大断面図である図４（ｂ）と、図５
（ｂ）のＢ部分の拡大断面模式図である図５（ｃ）とを
参照し、タングステンのエッチングを例にして、所望の
側壁形状を制御性良くエッチングする本発明のメカニズ
ムを説明する。
【０００９】表面が絶縁膜２に覆われた半導体基板１上
には、バリアメタル膜３とタングステン膜４ｃとが積層
されている。このタングステン膜４ｃが、レジスト膜５
をマスクにして、弗素系ガスと窒素ガスもしくはアンモ
ニアガスとの混合ガスによりエッチングされている。タ
ングステン膜４ｃのエッチングは、弗素系ガスから解離
した弗素ラジカルと弗素系イオンとにより行なわれる
〔図５（ａ）〕。弗素ラジカルによるエッチングは等方
性エッチングであり、弗素系イオンによるものはイオン
アシストによる異方性エッチングである。この混合ガス
では、エッチングの際に窒素ガスもしくはアンモニアガ
スから窒素ラジカルが解離する。この窒素ラジカルはエ
ッチングが進行しているタングステン膜４ｃ表面のタン
グステンと反応し、この表面に窒化タングステン膜１４
が形成される〔図５（ｂ）〕。この窒化タングステン膜
１４を構成する窒化タングステンは、タングステン原子
１０４のなす結晶格子の間に窒素原子１１４が入り込ん
だ侵入型化合物である〔図５（ｃ）〕。
には、バリアメタル膜３とタングステン膜４ｃとが積層
されている。このタングステン膜４ｃが、レジスト膜５
をマスクにして、弗素系ガスと窒素ガスもしくはアンモ
ニアガスとの混合ガスによりエッチングされている。タ
ングステン膜４ｃのエッチングは、弗素系ガスから解離
した弗素ラジカルと弗素系イオンとにより行なわれる
〔図５（ａ）〕。弗素ラジカルによるエッチングは等方
性エッチングであり、弗素系イオンによるものはイオン
アシストによる異方性エッチングである。この混合ガス
では、エッチングの際に窒素ガスもしくはアンモニアガ
スから窒素ラジカルが解離する。この窒素ラジカルはエ
ッチングが進行しているタングステン膜４ｃ表面のタン
グステンと反応し、この表面に窒化タングステン膜１４
が形成される〔図５（ｂ）〕。この窒化タングステン膜
１４を構成する窒化タングステンは、タングステン原子
１０４のなす結晶格子の間に窒素原子１１４が入り込ん
だ侵入型化合物である〔図５（ｃ）〕。
【００１０】この窒化タングステンは蒸気圧が低いた
め、窒化タングステン膜１４はタングステン膜４ｃの表
面から脱離せずに、タングステン膜４ｃの表面を保護す
ることになる。窒化タングステン膜１４による側壁保護
は、従来の技術で見られたようなデポジション膜による
側壁保護とは原理的に異なっている。デポジションがレ
ジスト膜５等に付着してエッチング後にレジスト膜５の
剥離性に影響を与えるこのはなく、エッチング後のレジ
スト膜の剥離は容易になる。
め、窒化タングステン膜１４はタングステン膜４ｃの表
面から脱離せずに、タングステン膜４ｃの表面を保護す
ることになる。窒化タングステン膜１４による側壁保護
は、従来の技術で見られたようなデポジション膜による
側壁保護とは原理的に異なっている。デポジションがレ
ジスト膜５等に付着してエッチング後にレジスト膜５の
剥離性に影響を与えるこのはなく、エッチング後のレジ
スト膜の剥離は容易になる。
【００１１】上記窒化タングステン膜１４は、タングス
テン膜４ｃの側壁のエッチング面にのみ形成されるので
はなく、半導体基板１表面に平行なエッチング面の表面
にも形成される。レジスト膜５によりマスクされていな
いタングステン膜４ｃのエッチング面では、弗素系イオ
ンのイオンアシストによる半導体基板１表面に垂直な方
向の異方性エッチングが加わることになり、この部分で
は形成された窒化タングステン膜１４とタングステン膜
４ｃとがエッチングされることになる。この弗素系イオ
ンのイオンアシストによる異方性エッチングでは、レジ
スト膜５によりマスクされたタングステン膜４ｃのエッ
チング面はエッチングされない。このようなメカニズム
を利用し、さらに、圧力，電力および混合ガスのそれぞ
れの流量比を選択（詳細は後述する）することにより、
残置されたタングステン膜４ｃの側壁が概ね垂直になる
ようにエッチングすることが、可能になる。この側壁で
は、弗素ラジカルとタングステンとの反応より窒素ラジ
カルとタングステンとの反応が優位に立つため、窒化タ
ングステン膜１４が形成され、かつ、残置されるこのに
なる。
テン膜４ｃの側壁のエッチング面にのみ形成されるので
はなく、半導体基板１表面に平行なエッチング面の表面
にも形成される。レジスト膜５によりマスクされていな
いタングステン膜４ｃのエッチング面では、弗素系イオ
ンのイオンアシストによる半導体基板１表面に垂直な方
向の異方性エッチングが加わることになり、この部分で
は形成された窒化タングステン膜１４とタングステン膜
４ｃとがエッチングされることになる。この弗素系イオ
ンのイオンアシストによる異方性エッチングでは、レジ
スト膜５によりマスクされたタングステン膜４ｃのエッ
チング面はエッチングされない。このようなメカニズム
を利用し、さらに、圧力，電力および混合ガスのそれぞ
れの流量比を選択（詳細は後述する）することにより、
残置されたタングステン膜４ｃの側壁が概ね垂直になる
ようにエッチングすることが、可能になる。この側壁で
は、弗素ラジカルとタングステンとの反応より窒素ラジ
カルとタングステンとの反応が優位に立つため、窒化タ
ングステン膜１４が形成され、かつ、残置されるこのに
なる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１３】図１および図２は本発明の第１の実施例を
説明するための半導体装置の断面図である。
説明するための半導体装置の断面図である。
【００１４】図１を参照すると、本実施例に用いる試料
の作成は、以下のようになっている。まず、表面が絶縁
膜２に覆われた半導体基板１上に、膜厚１６０ｎｍ程度
のバリアメタル膜３をスパッタリングにより堆積する。
さらに、このバリアメタル３上に膜厚３００ｎｍ程度の
タングステン膜４ａを堆積し、このタングステン膜４ａ
上に所定のパターンを有するレジスト膜５を形成する。
の作成は、以下のようになっている。まず、表面が絶縁
膜２に覆われた半導体基板１上に、膜厚１６０ｎｍ程度
のバリアメタル膜３をスパッタリングにより堆積する。
さらに、このバリアメタル３上に膜厚３００ｎｍ程度の
タングステン膜４ａを堆積し、このタングステン膜４ａ
上に所定のパターンを有するレジスト膜５を形成する。
【００１５】本実施例では、陰極結合方式で放電励起周
波数が１３．５６ＭＨｚの平行平板型のＲＩＥ装置を用
い、弗素系ガスであるＳＦ6 とＮ2 との混合ガスをエッ
チング・ガスとし、電力約１２０Ｗ，エッチング・ガス
の圧力約８．７Ｐａの条件でエッチングを行なってい
る。
波数が１３．５６ＭＨｚの平行平板型のＲＩＥ装置を用
い、弗素系ガスであるＳＦ6 とＮ2 との混合ガスをエッ
チング・ガスとし、電力約１２０Ｗ，エッチング・ガス
の圧力約８．７Ｐａの条件でエッチングを行なってい
る。
【００１６】本実施例において、ＳＦ6 流量が１００ｓ
ｃｃｍ，Ｎ2 流量が０〜７０ｓｃｃｍの間で変化させた
とき、このエッチングにより形成されたタングステン膜
の代表的な断面形状を示す図２を参照すると、それぞれ
以下のようになる。Ｎ2 流量＝０ｓｃｃｍの場合、タン
グステン膜４ａが十分にエッチングさると、タングステ
ン膜４ａ−１が残置される。このとき、タングステン膜
４ａ−１の側壁には、大きなサイド・エッチングが生し
ている〔図２（ａ）〕。Ｎ2 流量＝１０ｓｃｃｍの場
合、Ｎ2 流量＝０ｓｃｃｍの場合より改善されるもの
の、残置されたタングステン膜４ａ−２の側壁には、ま
だサイド・エッチングの痕跡が残っている〔図２
（ｂ）〕。Ｎ2 流量＝４０ｓｃｃｍ，７０ｓｃｃｍの場
合、残置されたタングステン膜４ａ−３，４ａ−４の側
壁は、それぞれ概ね垂直である〔図２（ｃ），
（ｄ）〕。上記の条件のもとでは、結果として、エッチ
ング・ガス中に占るＮ2 流量の割合が２５％以上である
ならば、所望の断面形状を有した配線が得られる。ま
た、酸素プラズマによるアッシングにより、エッチング
後のレジスト膜５の剥離を行なっても、剥離残りは無
い。
ｃｃｍ，Ｎ2 流量が０〜７０ｓｃｃｍの間で変化させた
とき、このエッチングにより形成されたタングステン膜
の代表的な断面形状を示す図２を参照すると、それぞれ
以下のようになる。Ｎ2 流量＝０ｓｃｃｍの場合、タン
グステン膜４ａが十分にエッチングさると、タングステ
ン膜４ａ−１が残置される。このとき、タングステン膜
４ａ−１の側壁には、大きなサイド・エッチングが生し
ている〔図２（ａ）〕。Ｎ2 流量＝１０ｓｃｃｍの場
合、Ｎ2 流量＝０ｓｃｃｍの場合より改善されるもの
の、残置されたタングステン膜４ａ−２の側壁には、ま
だサイド・エッチングの痕跡が残っている〔図２
（ｂ）〕。Ｎ2 流量＝４０ｓｃｃｍ，７０ｓｃｃｍの場
合、残置されたタングステン膜４ａ−３，４ａ−４の側
壁は、それぞれ概ね垂直である〔図２（ｃ），
（ｄ）〕。上記の条件のもとでは、結果として、エッチ
ング・ガス中に占るＮ2 流量の割合が２５％以上である
ならば、所望の断面形状を有した配線が得られる。ま
た、酸素プラズマによるアッシングにより、エッチング
後のレジスト膜５の剥離を行なっても、剥離残りは無
い。
【００１７】図３は、上記第１の実施例に用いた上記条
件でのエッチングにおいて、添加したＮ2 流量の変化に
対するタングステン膜のエッチングレートを示すグラフ
である。エッチングレートは、Ｎ2 流量が増加すると減
少する。これは、Ｎ2 流量の増加により、窒素ラジカル
とタングステンとの反応生成物である窒化タングステン
の量（膜厚）が増加し、タングステンのエッチングが抑
制され、さらにＮ2 自身がエッチング・ガスの希釈ガス
として作用しているためである。
件でのエッチングにおいて、添加したＮ2 流量の変化に
対するタングステン膜のエッチングレートを示すグラフ
である。エッチングレートは、Ｎ2 流量が増加すると減
少する。これは、Ｎ2 流量の増加により、窒素ラジカル
とタングステンとの反応生成物である窒化タングステン
の量（膜厚）が増加し、タングステンのエッチングが抑
制され、さらにＮ2 自身がエッチング・ガスの希釈ガス
として作用しているためである。
【００１８】なお、上記第１の実施例は、添加ガスとし
てＮ2 を採用したが、添加ガスとしてアンモニアガスを
用いても、図２，図３に示した結果と同様の傾向を有し
た結果が得られる。
てＮ2 を採用したが、添加ガスとしてアンモニアガスを
用いても、図２，図３に示した結果と同様の傾向を有し
た結果が得られる。
【００１９】半導体装置の製造工程の断面図である図４
を参照すると、本発明の第２の実施例は、絶縁膜に段差
があるときの製造方法である。
を参照すると、本発明の第２の実施例は、絶縁膜に段差
があるときの製造方法である。
【００２０】まず、半導体基板１表面は、膜厚の厚い絶
縁膜２ａと膜厚の薄い絶縁膜２ｂとにより覆われてい
る。これら絶縁膜２ａ，２ｂ表面には、バリアメタル膜
３とタングステン膜４ｂとが積層される。例えば絶縁膜
２ａ上のタングステン膜４ｂ上には、所定のパターンを
有するレジスト膜５が形成される〔図４（ａ）〕。
縁膜２ａと膜厚の薄い絶縁膜２ｂとにより覆われてい
る。これら絶縁膜２ａ，２ｂ表面には、バリアメタル膜
３とタングステン膜４ｂとが積層される。例えば絶縁膜
２ａ上のタングステン膜４ｂ上には、所定のパターンを
有するレジスト膜５が形成される〔図４（ａ）〕。
【００２１】次に、例えば電力＝１２０Ｗ，エッチング
・ガスの圧力＝８．７Ｐａ，ＳＦ6流量＝１００ｓｃｃ
ｍ，Ｎ2 流量＝４０ｓｃｃｍの条件で、レジスト膜５の
パターンを転写したタングステン膜４ｂａが得られるま
でエッチング（ジャスト・エッチング）が行なわれる。
このとき、絶縁膜２ａ，２ｂの段差部にタングステン膜
４ｂｂが残留する〔図４（ｂ）〕。
・ガスの圧力＝８．７Ｐａ，ＳＦ6流量＝１００ｓｃｃ
ｍ，Ｎ2 流量＝４０ｓｃｃｍの条件で、レジスト膜５の
パターンを転写したタングステン膜４ｂａが得られるま
でエッチング（ジャスト・エッチング）が行なわれる。
このとき、絶縁膜２ａ，２ｂの段差部にタングステン膜
４ｂｂが残留する〔図４（ｂ）〕。
【００２２】上記条件でさらにエッチングの続行し、タ
ングステン膜４ｂｂを除去することもできるが、エッチ
ング時間がかなり長くなる。これに対して本実施例によ
るオーバー・エッチングは、ＳＦ6 流量を増加させるか
Ｎ2 流量を（例えば４０ｓｃｃｍを１０ｓｃｃｍに）減
少させて（すなわちＳＦ6 の流量比を高くして）、タン
グステン膜のエッチングレートを高めるという方法を採
っている。このような方法が可能なのは、この段階でタ
ングステン膜４ｂａの側壁が窒化タングステン膜により
保護されているためである。
ングステン膜４ｂｂを除去することもできるが、エッチ
ング時間がかなり長くなる。これに対して本実施例によ
るオーバー・エッチングは、ＳＦ6 流量を増加させるか
Ｎ2 流量を（例えば４０ｓｃｃｍを１０ｓｃｃｍに）減
少させて（すなわちＳＦ6 の流量比を高くして）、タン
グステン膜のエッチングレートを高めるという方法を採
っている。このような方法が可能なのは、この段階でタ
ングステン膜４ｂａの側壁が窒化タングステン膜により
保護されているためである。
【００２３】なお、上記第１，および第２の実施例で
は、高融点金属を主たる成分とする金属膜としてタング
ステン膜を採用したが、タングステン合金膜，モリブデ
ン膜，モリブデン合金膜，タンタル膜，あるいはタンタ
ル合金膜に対しても、さらにはタングステン膜を含めた
これらの金属膜を適宜に組合せた積層膜に対しても、本
発明は適用できる。また、弗素系ガスとしてＳＦ6 を採
用したが、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 等のフロロカーボン系のガ
スでもよい。
は、高融点金属を主たる成分とする金属膜としてタング
ステン膜を採用したが、タングステン合金膜，モリブデ
ン膜，モリブデン合金膜，タンタル膜，あるいはタンタ
ル合金膜に対しても、さらにはタングステン膜を含めた
これらの金属膜を適宜に組合せた積層膜に対しても、本
発明は適用できる。また、弗素系ガスとしてＳＦ6 を採
用したが、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 等のフロロカーボン系のガ
スでもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法によると、弗素系ガスと窒素ガスもしくはア
ンモニアガスとを含む混合ガスにより高融点金属を主た
る成分とする金属膜をエッチングして配線を形成するこ
とにより、レジスト膜の剥離を容易にし、かつ、所望の
側壁形状，所望の配線幅，所望の配線抵抗を有する配線
が容易に形成される。
の製造方法によると、弗素系ガスと窒素ガスもしくはア
ンモニアガスとを含む混合ガスにより高融点金属を主た
る成分とする金属膜をエッチングして配線を形成するこ
とにより、レジスト膜の剥離を容易にし、かつ、所望の
側壁形状，所望の配線幅，所望の配線抵抗を有する配線
が容易に形成される。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための半導体
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図２】上記第１の実施例を説明するための半導体装置
の断面図である。
の断面図である。
【図３】上記第１の実施例を説明するためのタングステ
ン膜のエッチングレートの変化を示すグラフである。
ン膜のエッチングレートの変化を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例の製造工程の断面図であ
る。
る。
【図５】タングステン膜を例にした本発明のメカニズム
を説明するための半導体装置の断面図および断面模式図
である。
を説明するための半導体装置の断面図および断面模式図
である。
１ 半導体基板 ２，２ａ，２ｂ 絶縁膜 ３ バリアメタル膜 ４ａ，４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４，４
ｂ，４ｂａ，４ｂｂ，４ｃ タングステン膜 ５ レジスト膜 １４ 窒化タングステン膜 １０４ タングステン原子 １１４ 窒素原子
ｂ，４ｂａ，４ｂｂ，４ｃ タングステン膜 ５ レジスト膜 １４ 窒化タングステン膜 １０４ タングステン原子 １１４ 窒素原子
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程
と、 前記絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分とする金属膜
を形成し、該金属膜表面に所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクにして、弗素系ガスと窒素ガス
もしくはアンモニアガスとを含む混合ガスにより、前記
金属膜をエッチングする工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程
と、 前記絶縁膜表面に高融点金属を主たる成分とする金属膜
を形成し、該金属膜表面に所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクにして、弗素系ガスからなる第
１のガスと窒素ガスもしくはアンモニアガスからなる第
２のガスとを含み，該第２のガスに対する該第１のガス
の流量比が所望の流量比を有する混合ガスにより、前記
金属膜をエッチングする工程と、 前記所望の流量比より高い値の流量比を有する前記第１
のガスと第２のガスとを含む混合ガスにより、オーバー
・エッチングする工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296495A JPH07147271A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
| KR1019940031261A KR0185227B1 (ko) | 1993-11-26 | 1994-11-25 | 반도체 장치 제조 방법 |
| US08/663,599 US5753533A (en) | 1993-11-26 | 1996-06-14 | Method for etching a tungsten film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296495A JPH07147271A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147271A true JPH07147271A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17834296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5296495A Pending JPH07147271A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5753533A (ja) |
| JP (1) | JPH07147271A (ja) |
| KR (1) | KR0185227B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0955370A (ja) * | 1995-08-16 | 1997-02-25 | Nec Corp | ドライエッチング方法 |
| JPH09186100A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-15 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| EP0849806A3 (en) * | 1996-12-19 | 1999-08-25 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to semiconductor devices having tungsten nitride sidewalls |
| JP2005302840A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
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| US6136211A (en) * | 1997-11-12 | 2000-10-24 | Applied Materials, Inc. | Self-cleaning etch process |
| US6322714B1 (en) | 1997-11-12 | 2001-11-27 | Applied Materials Inc. | Process for etching silicon-containing material on substrates |
| US6872322B1 (en) | 1997-11-12 | 2005-03-29 | Applied Materials, Inc. | Multiple stage process for cleaning process chambers |
| US6797188B1 (en) | 1997-11-12 | 2004-09-28 | Meihua Shen | Self-cleaning process for etching silicon-containing material |
| US6037263A (en) * | 1998-11-05 | 2000-03-14 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Plasma enhanced CVD deposition of tungsten and tungsten compounds |
| US6613682B1 (en) * | 1999-10-21 | 2003-09-02 | Applied Materials Inc. | Method for in situ removal of a dielectric antireflective coating during a gate etch process |
| US6527968B1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-03-04 | Applied Materials Inc. | Two-stage self-cleaning silicon etch process |
| US6440870B1 (en) | 2000-07-12 | 2002-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method of etching tungsten or tungsten nitride electrode gates in semiconductor structures |
| US6905800B1 (en) | 2000-11-21 | 2005-06-14 | Stephen Yuen | Etching a substrate in a process zone |
| US6852242B2 (en) | 2001-02-23 | 2005-02-08 | Zhi-Wen Sun | Cleaning of multicompositional etchant residues |
| US8118946B2 (en) * | 2007-11-30 | 2012-02-21 | Wesley George Lau | Cleaning process residues from substrate processing chamber components |
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| JPH0234920A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Sony Corp | エッチング方法 |
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-
1993
- 1993-11-26 JP JP5296495A patent/JPH07147271A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-25 KR KR1019940031261A patent/KR0185227B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-06-14 US US08/663,599 patent/US5753533A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5753533A (en) | 1998-05-19 |
| KR950015650A (ko) | 1995-06-17 |
| KR0185227B1 (ko) | 1999-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981117 |