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JPH01243430A - Etching method for molybdenum silicide - Google Patents

Etching method for molybdenum silicide

Info

Publication number
JPH01243430A
JPH01243430A JP6932488A JP6932488A JPH01243430A JP H01243430 A JPH01243430 A JP H01243430A JP 6932488 A JP6932488 A JP 6932488A JP 6932488 A JP6932488 A JP 6932488A JP H01243430 A JPH01243430 A JP H01243430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
gas
molybdenum silicide
silicide
mask
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP6932488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Sugito
杉戸 重行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6932488A priority Critical patent/JPH01243430A/en
Publication of JPH01243430A publication Critical patent/JPH01243430A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the easy formation of a fine pattern, by using resist containing Si as a mask, and using Cl2 gas as etching gas. CONSTITUTION:Resist containing Si is used as a mask at the time of etching, and Cl2 gas or mixed gas of Cl2 gas and O2 gas is used as etching gas. That is, the resist containing Si has large resistance to O2 reactive ion etching (RIE). Resist, wherein Si content is large and the composition of the skeletal structure of polymer is approximate to SiO2 has resistance also to RIE using chlorine gas. Thereby, the selection ratio of the etching rates of molybudenum silicide to SiO2, as well as the selection ratio of molybudenum silicide to the etching mask can be made large at the same time, so that the fine pattern formation can be easily realized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子デバイスの製造などに用いられるモリブデ
ンシリサイドのエツチング方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for etching molybdenum silicide used in the manufacture of electronic devices.

[従来の技術] 従来、シリコンMOSトランジスタのゲート電極材料と
しては、ポリシリコンが最も一般的に使われていたが、
デバイスパターンの微細化に伴い、ゲート電極材料の抵
抗を小さくする必要性が生じており、近年は低抵抗電極
材料としてモリブデンシリサイドが使われつつある。モ
リブデンシリサイドの異方性エツチングは、ノボラック
樹脂とジアゾナフトキノンからなる有機フォトレジスト
をエツチングマスクとして平行平板内部電極型RF放電
の反応性イオンエツチング(RIE)装置を用イテ行t
)tL、CF3Cl!、CF2 Cj!2 、CFCJ
!a +Q2など、C,Fを含むガスにCを除去するた
めのUがざらに含まれるようなガスを使用して、有機フ
オトレジストとC,Fを含むガスによる側壁保護効果に
より、異方性エツチングが達成されている。
[Prior Art] Conventionally, polysilicon has been most commonly used as the gate electrode material for silicon MOS transistors.
As device patterns become finer, there is a need to reduce the resistance of gate electrode materials, and in recent years molybdenum silicide has been used as a low-resistance electrode material. Anisotropic etching of molybdenum silicide was carried out using a parallel plate internal electrode type RF discharge reactive ion etching (RIE) device using an organic photoresist consisting of novolac resin and diazonaphthoquinone as an etching mask.
)tL, CF3Cl! , CF2 Cj! 2.CFCJ
! By using a gas containing C and F, such as a+Q2, that contains a large amount of U for removing C, anisotropy can be achieved due to the sidewall protection effect of the organic photoresist and the gas containing C and F. Etching has been achieved.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、C,Fを含むようなハロゲン化炭素をエ
ツチングガスとして用いる場合にはモリブデンシリサイ
ドと5i02とのエツチング速度の選択比を大きくする
ことが難しい。5i02との選択比を大きくするために
はC,Fを含まない、例えばα2を単独で用いることが
考えられるが、CJlz単独では、モリブデンシリサイ
ドと有機フォトレジストのエツチング速度の選択比を大
きくすることができなくなり、微細パターンにおいては
パターン寸法の変動が生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when a halogenated carbon containing C and F is used as an etching gas, it is difficult to increase the etching rate selectivity between molybdenum silicide and 5i02. In order to increase the selectivity with 5i02, it is possible to use α2 alone, which does not contain C or F, but with CJlz alone, it is necessary to increase the selectivity of the etching rate between molybdenum silicide and organic photoresist. As a result, variations in pattern dimensions occur in fine patterns.

従って従来の方法では、モリブデンシリサイドと5i0
2および有機フォトレジストとのエツチング速度の選択
比をいずれも大きくとることはできず、このためゲート
電極あるいはこれに限らずモリブデンシリサイドの微細
なパターンの形成が困難であった。
Therefore, in the conventional method, molybdenum silicide and 5i0
It is not possible to obtain a large selectivity in etching rate with respect to etching rate No. 2 and organic photoresist, and therefore it has been difficult to form fine patterns of molybdenum silicide, not only gate electrodes, but also molybdenum silicide.

本発明は以上述べたような従来の問題点を改善し、モリ
ブデンシリサイドの微細パターンの形成に適するエツチ
ング方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and provide an etching method suitable for forming fine patterns of molybdenum silicide.

[課題を解決するための手段] 本発明は、モリブデンシリサイドを反応性エツチングま
たは電子サイクロトロン共鳴プラズマエツチングにより
エツチングしてなるモリブデンシリサイドのエツチング
方法において、モリブデンシリサイドのエツチング時の
マスクとしてSi含有レジストを用い、モリブデンシリ
サイドのエツチングガスとしてCl2ガス、あるいはC
12ガスと02ガスとの混合ガスを用いることを特徴と
するモリブデンシリサイドのエツチング方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a method for etching molybdenum silicide by etching molybdenum silicide by reactive etching or electron cyclotron resonance plasma etching, in which a Si-containing resist is used as a mask during etching of molybdenum silicide. , Cl2 gas or C as an etching gas for molybdenum silicide.
This is a molybdenum silicide etching method characterized by using a mixed gas of 12 gas and 02 gas.

[作用] Si含有レジストは02RIEに対する耐性が大きいが
、Si含有率が高く、特に高分子の骨格構造の組成が5
i02に近いものは塩素系のガスを用いたRIHに対し
ても耐性を持つ。したがって有機フォトレジストの代り
にSi含有レジストをエツチングマスクとして用い、C
l2のような塩素系のガスをモリブデンシリサイドのエ
ツチングガスに用いることにより、モリブデンシリサイ
ドと5i02のエツチング速度の選択比を大きくするこ
とができるとともに、モリブデンシリサイドとエツチン
グマスクとの選択比も同時に大きくすることができ、モ
リブデンシリサイドの微細パターン形成が従来法に比べ
容易に実現できる。また、α2に02を添加することに
より、S1含有レジスト中の炭素、水素等は、02と反
応し、レジスト中から除去されるため、Si含有レジス
トあるいは5i02とモリブデンシリサイドとのエツチ
ング速度比をさらに大きくとることができる。
[Effect] Si-containing resists have high resistance to 02RIE, but they have a high Si content, especially when the composition of the polymer skeleton structure is 5.
Those close to i02 are also resistant to RIH using chlorine-based gas. Therefore, a Si-containing resist is used as an etching mask instead of an organic photoresist, and C
By using a chlorine-based gas such as 12 as the etching gas for molybdenum silicide, it is possible to increase the etching rate selectivity between molybdenum silicide and 5i02, and at the same time increase the selectivity between molybdenum silicide and the etching mask. This makes it easier to form fine patterns of molybdenum silicide than with conventional methods. Furthermore, by adding 02 to α2, carbon, hydrogen, etc. in the S1-containing resist react with 02 and are removed from the resist, thereby further increasing the etching rate ratio between the Si-containing resist or 5i02 and molybdenum silicide. It can be made large.

[実施例] 次に本発明の実施例について詳細に説明する。[Example] Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施例ではSi含有レジストとして次の構造式で示さ
れる分子量的7000.式中のmおよびnが15〜20
のものを用いた。このSi含有レジスト中のSi含有量
は約28重量パーセントであり、高分子骨格はシルセス
キオキサンであって5i02組成に近い。
In this example, the Si-containing resist has a molecular weight of 7000. m and n in the formula are 15 to 20
I used the one from The Si content in this Si-containing resist is about 28 weight percent, and the polymer skeleton is silsesquioxane, which is close to the 5i02 composition.

まずSi基板上に熱酸化により約100人の5i02を
形成した後、スパッタ法により、5000人のモリブデ
ンシリサイドを堆積させた。このようにして作成したモ
リブデンシリサイド基板上に前記St含有高分子の20
%酢酸イソアミル溶液を400Orpmでスピン塗布し
た後、80℃、10分間のベークを行った。このときの
レジスト膜厚は4500人であった。
First, about 100 layers of 5i02 were formed on a Si substrate by thermal oxidation, and then 5000 layers of molybdenum silicide were deposited by sputtering. On the molybdenum silicide substrate thus prepared, 20% of the St-containing polymer was applied.
% isoamyl acetate solution was applied by spin coating at 400 rpm, and then baked at 80° C. for 10 minutes. The resist film thickness at this time was 4,500.

可変矩形電子ビーム露光機により電子ビーム露光を行っ
た後、酢酸イソプロピルで現像した。このときの露光量
は70μC/Cm2 、現像時間は1分間である。
After electron beam exposure was performed using a variable rectangular electron beam exposure machine, development was performed with isopropyl acetate. The exposure amount at this time was 70 μC/Cm2, and the development time was 1 minute.

以上の工程によりパターン形成されたSi含有レジスト
をエツチングマスクとして、次に平行平板内部電極型R
F放電の反応性イオンエツチング装置でモリブデンシリ
サイドの異方性エツチングを行った。このときのエツチ
ング条件は、ガス流量C1230secm、ガス圧力1
0Pa、電力密度0.2W/cm2であった。また、こ
の条件でエツチングした時のエツチング速度はモリブデ
ンシリサイドに対して1100人/min、 Si含有
レジストに対して90人/min。
Using the Si-containing resist patterned in the above steps as an etching mask, the parallel plate internal electrode type R
Anisotropic etching of molybdenum silicide was performed using an F discharge reactive ion etching device. The etching conditions at this time were: gas flow rate C1230sec, gas pressure 1
The power density was 0 Pa and the power density was 0.2 W/cm2. The etching speed when etching under these conditions was 1100 etching/min for molybdenum silicide and 90 etching/min for Si-containing resist.

5i02に対して70人/min程度であった。モリブ
デンシリサイド5000人に対し、4分30秒のエツチ
ングで下地5i02が現れ、その後30秒のオーバーエ
ツチングにより、モリブデンシリサイドの異方形状が得
られた。
It was about 70 people/min for 5i02. For 5,000 pieces of molybdenum silicide, the base layer 5i02 appeared by etching for 4 minutes and 30 seconds, and then by over-etching for 30 seconds, an anisotropic shape of molybdenum silicide was obtained.

次に、前記電子ビーム露光工程によりパターン形成した
Si含有レジストを電子サイクロトロン共鳴マイクロ波
プラズマエツチングに適用した例について述べる。エツ
チングガスは(j!2203CCmであり、このときの
ガス圧力は5 x 10’Pa、マイクロ波入力は80
0Wとし、基板ステージ側にはバイアスRFパワー20
−を印加した。エツチング速度はモリブデンシリサイド
に対して2800人/min、 s+含有レジストに対
して110人/min、  5io2に対して90人/
min程度であった。電子サイクロトロン共鳴プラズマ
エツチングは本来加工精度がよく、低ダメージ、低汚染
のエツチング法であり、本実施例の方法により、モリブ
デンシリサイド5000人に対し、2分のエツチングで
下地5i02が現れ、その後、15秒間のオーバーエツ
チングによりモリブデンシリサイドの異方形状が得られ
た。
Next, an example will be described in which a Si-containing resist patterned by the electron beam exposure process is applied to electron cyclotron resonance microwave plasma etching. The etching gas was (j!2203CCm, the gas pressure at this time was 5 x 10'Pa, and the microwave input was 80
0W, and bias RF power 20 on the substrate stage side.
− was applied. Etching speed is 2800 people/min for molybdenum silicide, 110 people/min for s+ containing resist, 90 people/min for 5io2.
It was about min. Electron cyclotron resonance plasma etching is originally an etching method with good processing accuracy, low damage, and low contamination. By the method of this example, for 5000 molybdenum silicides, the base 5i02 appeared in 2 minutes of etching, and then 15 An anisotropic shape of molybdenum silicide was obtained by over-etching for seconds.

次に反応性イオンエツチングのエツチングガスとしてα
2+02の混合ガスを用いた場合の実施例について説明
する。ガス流量としてCj!225SCCm1025s
ecmとし、ガス圧力を10Pa、電力密度を0、2W
/cm2としたときのエツチング速度は、モリブデンシ
リサイドに対して1020人101in、 Si含有レ
ジストに対して75人/min、  5io2に対して
60人/minであり、02を添加することにより、選
択比を大きくすることができた。
Next, α is used as an etching gas for reactive ion etching.
An example in which a 2+02 mixed gas is used will be described. Cj as gas flow rate! 225SCCm1025s
ecm, gas pressure is 10 Pa, and power density is 0.2 W.
/cm2, the etching speed is 1020 etching/cm2 for molybdenum silicide, 75 etching/min for Si-containing resist, and 60 etching/min for 5io2, and by adding 02, the etching rate can be increased. I was able to make it bigger.

以上の方法により、パターン幅0.35μsのモリブデ
ンシリクイドゲート電極を形成することができた。
By the above method, a molybdenum silicide gate electrode with a pattern width of 0.35 μs could be formed.

また、Cl2ガスはポリシリコンのエツチングガスとし
ても用いることができるため、ポリシリコンとモリブデ
ンシリサイドの2層からなるポリサイドの工)チングも
5i02との選択比を大きく取った状態で同時に行うこ
とができた。
In addition, since Cl2 gas can also be used as an etching gas for polysilicon, etching of polycide consisting of two layers of polysilicon and molybdenum silicide can be performed simultaneously with a high selectivity with 5i02. Ta.

[発明の効果] 以上のように、本発明によればモリブデンシリサイドと
5i02およびエツチングマスクとのエツチング速度の
選択比を大きく取ることができるため、ゲート電極等の
モリブデンシリサイドの微細パターンを容易に形成する
ことができると共に、エツチングガスとしてC12ガス
と02ガスとの混合ガスを用いることにより、上記選択
比をざらに高めることが可能である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a large etching rate selectivity between molybdenum silicide, 5i02, and the etching mask, and thus it is possible to easily form fine patterns of molybdenum silicide such as gate electrodes. In addition, by using a mixed gas of C12 gas and 02 gas as the etching gas, it is possible to greatly increase the above-mentioned selectivity.

また、ポリシリコンとモリブデンシリサイドの2Mから
なるポリサイドのエツチングをS!02との選択比を大
きく取った状態で同時に行うことができ、ゲート電極形
成プロセスが簡略化されるという効果も有する。
In addition, etching of polycide consisting of 2M of polysilicon and molybdenum silicide is performed using S! It can be performed simultaneously with a large selection ratio with 02, and has the effect of simplifying the gate electrode formation process.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モリブデンシリサイドを反応性エッチングまたは
電子サイクロトロン共鳴プラズマエッチングによりエッ
チングしてなるモリブデンシリサイドのエッチング方法
において、モリブデンシリサイドのエッチング時のマス
クとしてSi含有レジストを用い、モリブデンシリサイ
ドのエッチングガスとしてCl_2ガスを用いることを
特徴とするモリブデンシリサイドのエッチング方法。
(1) In a molybdenum silicide etching method in which molybdenum silicide is etched by reactive etching or electron cyclotron resonance plasma etching, a Si-containing resist is used as a mask during etching of molybdenum silicide, and Cl_2 gas is used as an etching gas for molybdenum silicide. A method of etching molybdenum silicide, characterized in that it is used.
(2)モリブデンシリサイドを反応性エッチングまたは
電子サイクロトロン共鳴プラズマエッチングによりエッ
チングしてなるモリブデンシリサイドのエッチング方法
において、モリブデンシリサイドのエッチング時のマス
クとしてSi含有レジストを用い、モリブデンシリサイ
ドのエッチングガスとしてCl_2ガスとO_2ガスと
の混合ガスを用いることを特徴とするモリブデンシリサ
イドのエッチング方法。
(2) In a molybdenum silicide etching method in which molybdenum silicide is etched by reactive etching or electron cyclotron resonance plasma etching, a Si-containing resist is used as a mask during etching of molybdenum silicide, and Cl_2 gas is used as an etching gas for molybdenum silicide. A method for etching molybdenum silicide, characterized by using a mixed gas with O_2 gas.
JP6932488A 1988-03-25 1988-03-25 Etching method for molybdenum silicide Pending JPH01243430A (en)

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