干蚀刻方法技术

使用Ｃｌ↓［２］＋Ｏ↓［２］气体作为蚀刻气体，通过等离子体蚀刻，对硅化钨层（１０４）进行蚀刻。在硅化钨层（１０４）的蚀刻几乎结束时，将蚀刻气体改变为Ｃｌ↓［２］＋Ｏ↓［２］＋ＮＦ↓［３］，通过等离子体蚀刻，进行过蚀刻，将在硅化钨层（１０４）下侧形成的多晶硅层（１０３）稍稍地进行了均匀蚀刻的状态下，结束蚀刻工序。由此，与以往相比，可以使多晶硅层（１０３）的残膜量均匀，从而可以稳定地制造优质的半导体装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在半导体装置制造中的，特别是关于通过掩膜层对在多晶硅层上形成的硅化钨层或钨层进行蚀刻的。
技术介绍
近年来，硅化钨和钨被广泛地用作半导体装置的电极材料等。另外，在多晶硅层(多晶硅)上层叠硅化钨等的金属硅化物的多层(polyside)构造被广泛地用于半导体装置上的MOS晶体管的栅电极上。在制造该多层构造的栅电极等时，如图10(a)所，在硅基板201上，按照顺序依次形成栅氧化膜(SiO2)202、多晶硅层203、硅化钨层204，在硅化钨层204上形成由硅氮化膜和光刻胶组成的经布线图案后的掩膜层205。然后，通过利用该掩膜层205进行蚀刻，首先，形成硅化钨层204的布线图案。在该硅化钨层204的蚀刻工序中，以往一般是采用等离子体蚀刻，使用由Cl2+O2等组成的蚀刻气体。另外，在进行上述硅化钨层204的蚀刻时，为了除去台阶部分等，一般要进行某种程度的过蚀刻，如图10(b)所示，多晶硅层203的表面也某种程度地用该过蚀刻进行蚀刻。另外，在进行上述硅化钨层204的蚀刻后，通过进行多晶硅层203的蚀刻，可以得到设定布线图案的多层构造。如上所述，在现有的硅化钨层的蚀刻工序中，一般是采用使用由Cl2+O2等组成的蚀刻气体的一个步骤的等离子体蚀刻。但是，用上述现有的方法，要提高硅化钨与多晶硅的选择比而改变条件的话，则由于会发生布线图案形状恶化和产生残渣等问题，所以难以提高硅化钨与多晶硅的选择比。所以，在进行前述的过蚀刻时，存在着作为下层的多晶硅层被过多地蚀刻，而在晶片面内，蚀刻结束时的多晶硅层的残膜量(图10(b)中所示的R)产生大的偏差的问题。上述的问题，特别是在具有形成的布线图案的形状有与相邻的布线图案接近而被紧密地配置的部分和与相邻的布线图案分离而被疏松地配置的部分时，将成为大问题。即，对于布线图案被紧密地配置(布线图案的开孔径∶布线图案的开孔间距离＝1∶0.8～1∶1)的部分和被疏松地配置(布线图案的开孔径∶布线图案的开孔间距离＝1∶10～1∶10000)的部分，硅化钨的蚀刻速率(蚀刻速度)会发生不同。该蚀刻速度不同的结果是造成基板的多晶硅层的露出时间发生偏差，由于在多晶硅层早露出的部分上，多晶硅层的蚀刻量增多而残膜量减少，相反地，在多晶硅层迟露出的部分上，多晶硅层的蚀刻量减少而残膜量增多，所以多晶硅层的残膜量产生大的偏差。这样，如上述那样多晶硅层的残膜量产生大的偏差的话，在作为下一个工序的多晶硅层的蚀刻工序中，多晶硅层的残膜量少的部分比残膜量多的部分更早露出下层的栅氧化膜，从而产生栅氧化膜露出时间的偏差。所以，早露出的栅氧化膜受到破坏，作为栅氧化膜容易损坏，从而带来成品率降低和质量降低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供可以使多晶硅层的残膜量比现有的均匀，可以稳定地制造优质的半导体装置的。为了解决上述课题，本专利技术的特征在于，具有使用含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的硅化钨进行蚀刻的工序。另外，本专利技术的特征在于，在使用前述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序之前，还具有使用含有Cl2气体和O2气体的蚀刻气体对硅上的硅化钨进行蚀刻的工序。另外，本专利技术的特征在于，在使用前述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序中，与使用前述的含有Cl2气体和O2气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序相比，增加O2气体相对于Cl2气体的流量比(O2气体流量/Cl2气体流量)。另外，本专利技术的特征在于，在使用前述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序中O2气体相对于总的蚀刻气体的流量比为0.2以上和0.5以下(0.2≤(O2气体流量/(Cl2气体流量+O2气体流量+NF3气体流量))≤0.5)。另外，本专利技术的特征在于，将前述硅化钨蚀刻为具有与相邻的布线图案接近而被紧密地配置的部分和与相邻的布线图案分离而被疏松地配置的部分的布线图案。另外，本专利技术的特征在于，具有使用含有N2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的钨进行蚀刻的工序。另外，本专利技术的特征在于，前述的蚀刻气体还含有O2气体。另外，本专利技术的特征在于，在使用前述含有N2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序之前，还具有使用含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的钨进行蚀刻的工序。另外，本专利技术的特征在于，具有使用含有O2气体和NE3气体的蚀刻气体对硅上的钨进行蚀刻的工序。另外，本专利技术的特征在于，以氮化硅作为掩膜对前述钨进行蚀刻。另外，本专利技术的特征在于，具有使用含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的钨进行蚀刻的工序，该蚀刻气体的Cl2气体相对于该总的蚀刻气体的流量比大于0而在0.125以下(0＜(Cl2气体流量/(Cl2气体流量+O2气体流量+NF3气体流量))≤0.125)。另外，本专利技术的特征在于，在使用前述蚀刻气体进行蚀刻的工序之前，还具有使用Cl2气体相对于该总的蚀刻气体的流量比比该工序大的蚀刻气体，对硅上的钨进行蚀刻的前段的蚀刻工序。另外，本专利技术的特征在于，利用可以向搭载被处理基板的下部电极供给高频电的方式构成的平行平板型的等离子体蚀刻装置，进行前述前段的蚀刻工序以及前述的蚀刻工序，在前述的蚀刻工序中施加在前述下部电极上的高频电功率与在前述前段的蚀刻工序中被施加在前述下部电极上的高频电功率相比也增加。另外，本专利技术的特征在于，检测等离子体中的波长为578nm附近的光和波长为542nm附近的光，根据该检测出的光的变化，进行前述前段的蚀刻工序和前述的蚀刻工序。另外，本专利技术的特征在于，将前述钨蚀刻为具有与相邻的布线图案接近而被紧密地配置的部分和与相邻的布线图案分离而被疏松地配置的部分的布线图案。另外，本专利技术的特征在于，在前述硅和前述钨之间设置阻挡金属层。附图说明图1是模式地说明本专利技术的一个实施方式的晶片截面构成的示意图。图2是使用于本专利技术一个实施方式的装置的构成的实例的示意图。图3是说明本专利技术的一个实施方式的终点检测的例子的示意图。图4是表示气体的流量比和选择比的关系的示意图。图5是模式地说明本专利技术的另一个实施方式的晶片截面构成的示意图。图6是模式地说明本专利技术的另一个实施方式的晶片截面构成的示意图。图7是说明本专利技术的一个实施方式的终点检测的例子的示意图。图8是模式地说明本专利技术的另一个实施方式的晶片截面构成的示意图。图9是模式地说明本专利技术的另一个实施方式的晶片截面构成的示意图。图10是模式地说明现有技术的晶片截面构成的示意图。具体实施例方式以下，参照附图，对涉及本专利技术实施方式的进行说明。图1是为了说明本专利技术的一个实施方式，而将半导体晶片(硅基板)纵截面的一部分进行放大表示的模式图。如该图(a)所示，在硅基板101上，从下侧按照顺序依次形成栅氧化膜(SiO2)102、多晶硅层103、硅化钨层104，在硅化钨层104上形成布图成设定的布线图案的掩膜层105。上述掩膜层105由硅氮化膜和光刻胶等构成，布图成具有如图中左侧部分所示，与相邻的布线图案接近而被紧密地配置的部分；和如图中右侧部分所示，与相邻的布线图案分离而被疏松地配置的部分的形状。在本实施方式中，首先从图1(a)所示的状态，使用Cl2气体+O2气体作为蚀刻气体，通过等离子体蚀刻，蚀刻硅化钨层104。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干蚀刻方法，其特征在于，具有使用含有Ｃｌ↓［２］气体、Ｏ↓［２］气体和ＮＦ↓［３］气体的蚀刻气体对硅上的硅化钨进行蚀刻的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2001-4-19 121794/2001;JP 2001-4-23 124731/2001;1.一种干蚀刻方法，其特征在于，具有使用含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的硅化钨进行蚀刻的工序。2.如权利要求1所述的干蚀刻方法，其特征在于，在使用所述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序之前，还具有使用含有Cl2气体和O2气体的蚀刻气体对硅上的硅化钨进行蚀刻的工序。3.如权利要求2所述的干蚀刻方法，其特征在于，在使用所述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序中，与使用所述含有Cl2气体和O2气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序相比增加O2气体相对于Cl2气体的流量比(O2气体流量/Cl2气体流量)。4.如权利要求1～3中的任一项所述的干蚀刻方法，其特征在于，O2气体相对于在使用所述含有Cl2气体、O2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序中总的蚀刻气体的流量比在0.2以上、0.5以下(0.2≤(O2气体流量/(Cl2气体流量+O2气体流量+NF3气体流量))≤0.5)。5.如权利要求1～4中的任一项所述的干蚀刻方法，其特征在于，将所述硅化钨蚀刻为具有与相邻的布线图案接近而被紧密地配置的部分和与相邻的布线图案分离而被疏松地配置的部分的布线图案。6.一种干蚀刻方法，其特征在于，具有使用含有N2气体和NF3气体的蚀刻气体对硅上的钨进行蚀刻的工序。7.如权利要求6所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述的蚀刻气体还含有O2气体。8.如权利要求6或7所述的干蚀刻方法，其特征在于，在使用含有N2气体和NF3气体的蚀刻气体进行蚀刻的工序之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明辉，三浦利仁，深泽孝之，清水昭贵，栉引理人，山下朝夫，樋口文彦，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]