(57)【要約】【課題】高誘電率絶縁膜上に金属膜及び多結晶Ｓｉを堆積した構造の半導体を垂直にかつ微細に加工する。【解決手段】半導体基板上に形成されたＨｆあるいはＺｒを含む絶縁膜１０２、該絶縁膜上に並置して形成された互いに仕事関数が異なる第１および第２の金属膜１０３，１０４、該第１および第２の金属膜上に堆積して形成した多結晶シリコン膜１０５を有し、該多結晶シリコン膜上に形成したレジスト１０８を用いて、プラズマ雰囲気中で前記多結晶シリコン膜並びに前記第１および第２の金属膜をエッチング加工する半導体加工方法において、前記前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成されたＨｆあるいはＺｒを含む絶縁膜、該絶縁膜上に並置して形成された互いに仕事関数が異なる第１および第２の金属膜、該第１および第２の金属膜上に堆積して形成した多結晶シリコン膜を有し、該多結晶シリコン膜上に形成したレジストを用いて、プラズマ雰囲気中で前記多結晶シリコン膜並びに前記第１および第２の金属膜をエッチング加工する半導体加工方法において、
前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用いることを特徴とする半導体加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体加工方法において、
前記第１の金属膜はＴｉを含む金属膜であり、第２の金属膜はＴａを含む金属膜であることを特徴とする半導体加工方法。
【請求項３】
半導体基板上に形成されたＨｆあるいはＺｒを含む絶縁膜、該絶縁膜上に並置して形成された互いに仕事関数が異なる第１および第２の金属膜、該第１および第２の金属膜上に堆積して形成した多結晶シリコン膜を有し、該多結晶シリコン膜上に形成したレジストを用いて、プラズマ雰囲気中で前記多結晶シリコン膜並びに前記第１および第２の金属膜をエッチング加工する半導体加工方法において、
前記第２の金属膜はＴｉを含む金属膜であり、第１の金属膜はＴａを含む金属膜であり、前記第１および第２の金属膜上の多結晶シリコンのエッチング終了後、前記第２の金属膜をＣＦ４あるいはＮＦ３あるいはＳＦ６を含むガスを用いてエッチングしたのち、第１の金属膜をＣｌ２を含むガスを用いてエッチングすることをことを特徴とする半導体加工方法。
【請求項４】
半導体基板上に形成されたＨｆあるいはＺｒを含む絶縁膜、該絶縁膜上に並置して形成された互いに仕事関数が異なる第１および第２の金属膜、該第１および第２の金属膜上に堆積して形成した多結晶シリコン膜を有し、該多結晶シリコン膜上に形成したレジストを用いて、プラズマ雰囲気中で前記多結晶シリコン膜並びに前記第１および第２の金属膜をエッチング加工する半導体加工方法において、
前記第２の金属膜はＴｉを含む金属膜であり、第１の金属膜はＴａを含む金属膜であり、前記第１および第２の金属膜上の多結晶シリコンのエッチング終了後、前記第２の金属膜および第１の金属膜を、ＣＦ４およびＣｌ２の総和に対してＣＦ４を３５％ないし５０％含む混合ガスを用いてエッチングすることをことを特徴とする半導体加工方法。
【請求項５】
請求項２記載の半導体加工方法において、
前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用い、
前記第１および第２の金属膜上の多結晶シリコンのエッチング終了後、前記第２の金属膜をＣＦ４あるいはＮＦ３あるいはＳＦ６を含むガスを用いてエッチングしたのち、第１の金属膜をＣｌ２を含むガスを用いてエッチングすることをことを特徴とする半導体加工方法。
【請求項６】
請求項２記載の半導体加工方法において、
前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用い、
前記第１および第２の金属膜上の多結晶シリコンのエッチング終了後、前記第２の金属膜をＣＦ４あるいはＮＦ３あるいはＳＦ６を６０％以上含むガスを用いてエッチングしたのち、第１の金属膜をＣｌ２を６０％以上含むガスを用いてエッチングすることをことを特徴とする半導体加工方法。
【請求項７】
請求項２記載の半導体加工方法において、
前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用い、
前記第１および第２の金属膜上の多結晶シリコンのエッチング終了後、前記第２の金属膜および第１の金属膜を、ＣＦ４およびＣｌ２の総和に対してＣＦ４を３５％ないし５０％含む混合ガスを用いてエッチングすることをことを特徴とする半導体加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体加工方法に係り、特に高誘電率絶縁膜上に金属膜を堆積した構造の半導体を加工する半導体加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トランジスタのより高速化を図るため、ｈｉｇｈ−ｋ膜と呼ばれるＨｆＯやＺｒＯなどの誘電率が高いゲート絶縁膜上にＴｉＮ、ＴａＮなどの仕事関数の制御を目的とした金属を堆積した構造のゲート電極を備える半導体素子が製造されるようになった。この構造を備える半導体素子は、その加工に際して、ゲートを構成するｈｉｇｈ−ｋ膜（通常はＨｆあるいはＺｒの酸化物の膜）上にＴｉＮあるいはＴａＮのような仕事関数を制御する目的の金属を堆積して、さらにこれらの金属上に多結晶Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を堆積させた構造を、レジストなどをマスクとしてエッチングする。
【０００３】
前記ＴｉＮあるいはＴａＮのエッチングする方法としては、ＴｉＮあるいはＴａＮをＢＣｌ３／Ｎ２ガス（混合ガス）を用いてエッチングする方法、ＴａＮをＳｉＣｌ４／ＮＦ３ガスを用いてエッチングする方法、ＴｉＮあるいはＴａＮをＢＣｌ３ガスを用いてエッチングする方法、ＴａＮをＢＣｌ３／Ａｒ／Ｏ２ガスを用いてエッチングする方法が知られている。また、特許文献１には、ＴａＮあるいはＴｉＮをＣｌ２／ＨＢｒ／Ｏ２ガスを用いてエッチングする方法が記載されている。また、特許文献２には、ＴａＮをＳＦ６ガスを用いてエッチングする方法が記載されている。
【特許文献１】Journal of Vacuum Science and Technology,A 23(4),Jul/Aug 2005 P964-970 American Vacuum Society
【特許文献２】Journal of Vacuum Science and Technology,B 15(6),Nov/Dec 1997 P2259-2263 American Vacuum Society
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、ＴｉＮあるいはＴａＮをエッチングする方法は開示されている。しかし、ゲートを構成するｈｉｇｈ−ｋ膜上にＴｉＮ膜あるいはＴａＮ膜のような仕事関数を制御する目的の金属膜を堆積して、さらにこれらの金属上に多結晶Ｓｉを堆積させた構造を、レジストなどをマスクとしてエッチングする場合、要求される加工のサイズ（ラインの幅）は微細化し、現在では４５ｎｍ以下となっている。
【０００５】
さらにＣＭＯＳと呼ばれる半導体素子を製造する場合においては、ＣＭＯＳトランジスタを構成する２つのゲート電極はそれぞれ異なる金属材料で形成されており、この異なる２種類の金属材料およびその上に堆積されている多結晶Ｓｉをそれぞれ垂直にエッチングしなければならない。
【０００６】
ここで、多結晶Ｓｉを下地金属材料上に堆積する場合、堆積される多結晶Ｓｉの状態（例えば配向性）は下地金属材料の種類毎に異なることになる。すなわち堆積する結晶の状態は下地金属材料に影響されることになる。このため、堆積した多結晶Ｓｉのエッチング速度は前記下地金属材料毎に異なり、前記それぞれの下地金属材料上に形成された多結晶Ｓｉを均等に加工することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、高誘電率絶縁膜上に金属膜及び多結晶Ｓｉを堆積した構造の半導体を垂直にかつ微細に加工することのできる半導体加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【０００９】
半導体基板上に形成されたＨｆあるいはＺｒを含む絶縁膜、該絶縁膜上に並置して形成された互いに仕事関数が異なる第１および第２の金属膜、該第１および第２の金属膜上に堆積して形成した多結晶シリコン膜を有し、該多結晶シリコン膜上に形成したレジストを用いて、プラズマ雰囲気中で前記多結晶シリコン膜並びに前記第１および第２の金属膜をエッチング加工する半導体加工方法において、前記前記複数種の金属膜上の多結晶シリコン膜のうちエッチング終了が早い方である第２の金属膜上の多結晶シリコン膜のエッチング終了後は、前記処理ガスとして、ＨＢｒおよび酸素を含むガスを用いる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上の構成を備えるため、高誘電率絶縁膜上に金属膜および多結晶Ｓｉを堆積した構造の半導体を垂直にかつ微細に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態にかかる半導体加工方法を説明する図であり、図１（ａ）は加工対象となる半導体素子の断面図である。半導体素子は、図１（ａ）に示すようにＳｉ基板１０１、Ｓｉ基板１０１上に形成した高誘電率絶縁膜としてのＨｆＳｉＯＮ膜１０２、前記高誘電率絶縁膜としてのＨｆＳｉＯＮ膜１０２上に併置して形成したｐ型チャネルＦＥＴ用の仕事関数制御金属としての第１の金属膜１０３およびｎ形チャネルＦＥＴ用としての第２の金属膜１０４を備える。
【００１２】
ここで、第１の金属膜には仕事関数が比較的大きいＴｉあるいはＭｏなどの金属あるいはその化合物が用いられ、第２の金属膜には比較的仕事関数が小さいＴａあるいはその化合物などが用いられる。
【００１３】
第１および第２の金属膜上には、電極材料としての多結晶Ｓｉ膜１０５、キャップとしてのＳｉＮ膜１０６、反射防止膜１０７およびリソグラフィーによりパタニングされたレジスト１０８が順次堆積されている。
【００１４】
それぞれの膜厚はＨｆＳｉＯＮ膜１０２が２ｎｍ、ＴｉＮ膜１０３が１０ｎｍ、多結晶Ｓｉ膜１０５が５０ｎｍ、ＳｉＮ膜１０６が５０ｎｍ、反射防止膜１０７が８０ｎｍ、レジスト１０８が２００ｎｍである。
【００１５】
図１（ａ）は、処理の初期状態を示し、リソグラフィーによりパタニングされたレジスト１０８が最上層にある。
【００１６】
この構造をドライエッチングすると、図１（ｂ）の構造が得られる。すなわち、第１の金属膜（Ｔｉ）１０３上に形成された多結晶Ｓｉ膜および第２の金属膜（Ｔａ）１０４上に形成された多結晶Ｓｉ膜は、その膜厚が同じであるにもかかわらず、第１の金属膜（Ｔｉ）１０３上の多結晶Ｓｉ膜と第２の金属膜（Ｔａ）１０４上の多結晶Ｓｉ膜とではエッチングの進行状況が異なることが観察される。この原因は、金属膜の構造の差によりその上に堆積する多結晶Ｓｉの配向性など構造に差が生じ、これによりエッチング速度に差が生じたものと考えられる。
【００１７】
このため、図１（ｂ）に示すように、第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉのエッチングが終了した時点では、第１の金属膜１０３上の多結晶Ｓｉは残っている。また、第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉはテーパ形状をしている。
【００１８】
なお、図１（ｂ）の時点（第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉのエッチングが終了した時点）以降に処理ガスとして、多結晶Ｓｉのエッチングに際して通常用いられるフッ素あるいはＣｌ２を多く含むガスを用いると、第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉにサイドエッチングが入ってしまう。
【００１９】
これを防ぐためには、第１の金属膜１０３上の多結晶Ｓｉのエッチングが終了していない時点でガスをサイドエッチングが入りにくいものに変えればよい。
【００２０】
具体例としては図１（ｂ）の時点（第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉのエッチングが終了する時点）までを、例えばＳＦ６／ＣＨＦ３／ＣＦ４／Ａｒの混合ガスを、流量７／３５／１１５／３０ｍｌ／ｍｉｎ  圧力０．８Ｐａで供給し、ウエハバイアス４０Ｗでエッチングする。さらに、図１（ｃ）の時点までをＣｌ２／ＨＢｒ／Ｏ２／Ａｒの混合ガスを流量１０／８０／４／３０ｍｌ／ｍｉｎ、圧力０．４Ｐａで供給し、ウエハバイアス３０Ｗでエッチングする。
【００２１】
ここでＨＢｒ／Ｃｌ２の流量比を１以上，１０以下にすることで図１（ｃ）に示すように第１の金属膜１０３上の多結晶Ｓｉのエッチングが終了した時点で第２の金属膜１０４上の多結晶Ｓｉを垂直形状に保つことができる。Ｃｌ２流量が多すぎると下地の金属膜１０４が削れてしまう。また、少なすぎると多結晶Ｓｉのエッチング速度が非常に遅くなる。また、酸素の割合は０％以上5%以下が適正である。酸素は多結晶Siの側壁を保護する目的で微量添加されているが、多すぎるとエッチングが停止してしまう。
【００２２】
次に、処理ガスを例えばＨＢｒ２００ｍｌ／ｍｉｎ、圧力５Ｐａ、ウエハバイアス２０Ｗに切り替えてエッチングを行い、図１（ｄ）に示すように、第１の金属膜（Ｔｉ）１０３上の多結晶Ｓｉにオーバエッチング施す。これにより、第１および第２の金属膜上の多結晶Ｓｉを垂直形状にエッチングすることができる。このようにＨＢｒガスの流量比が高いガス系は下地の金属をエッチングしないので、このガス系でオーバエッチングすることで、多結晶Ｓｉの側壁のみがエッチングされて、テーパ形状が改善される。
【００２３】
図２は、半導体素子を加工する加工装置（プラズマエッチング装置）を説明する図である。この装置は電子スピン共鳴（ＥＣＲ）方式と呼ばれる装置であり、プラズマ電源２０１から放出された電磁波をアンテナ２０２、石英などの電磁波を透過する窓２０３を通して真空チャンバ（減圧処理室）２０４内に導入する。チャンバ２０４内はエッチングガスが一定の圧力で保持されており、前記電磁波によりガスをプラズマ化し、反応性イオンをウエハ２０６に入射させることでエッチングが進行する。
【００２４】
ウエハ２０６を保持する試料台２０５には入射イオンを加速するためのバイアス電源２０７が接続されている。この装置では電磁コイル２０８によりチャンバ２０４内に磁場を発生する。プラズマ中の電子スピン周波数と、プラズマ電源２０１の周波数が一致するように磁場強度を設定すると、電力が効率よくプラズマに吸収されて、低圧にて高いプラズマ密度を維持することができる。電磁コイル２０８に流す電流値を変えることにより磁場強度をＥＣＲが生じるように設定することができる。なお、エッチングに用いる加工装置は、ＥＣＲ方式に限られるものではなく、例えば誘導結合型あるいは容量結合型のプラズマ処理装置などを用いることができる。
【００２５】
次に、前記第１および第２の金属膜、ならびに前記金属膜上に堆積した多結晶Ｓｉ膜を加工する方法について説明する。
【００２６】
金属膜の加工においては、これらを構成する材料を垂直に加工するとともに、前記金属膜上に堆積した多結晶Ｓｉ膜のサイドエッチングを極力抑制しなければならない。このためには金属材料に対するエッチング速度が極力大きなガス系を選ぶことが重要である。実験によると、ＴｉＮ膜に対してはＣｌ２を主体とするガスを、また、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮあるいはＴａＣ膜に対してはＣＦ４などＦを主体とするガスを用いてエッチングすればよいことが分かった。
【００２７】
図３はＣｌ２とＮ２の混合ガスを用いた場合のＴｉＮおよびＴａＳｉＮのエッチング速度を、また図４はＣＦ４とＮ２の混合ガスを用いた場合のＴｉＮおよびＴａＳｉＮのエッチング速度を示す。
【００２８】
図３に示すようにＴｉＮのエッチング速度を増加するには、エッチングガスにおけるＣｌ２の割合を増加すればよく、ＴａＳｉＮのエッチング速度を増加するにはＣＦ４の割合を増加すればよいことが分かる。
【００２９】
ところで、図３に示すように、ＴｉＮはＣｌ２ガスを１００％含むエッチングガスを用いた場合エッチング速度が最大となる。しかし、Ｃｌ２ガスを用いてエッチングを開始する前にＣＦ４などのフッ素を含むガスを用いて、ＴｉＮ表面に形成された酸化膜などの変性膜を除去しておかないとエッチングが進行しないことが分かった。
【００３０】
すなわち、エッチング時間を最短にするとともに多結晶Ｓｉ膜に対するサイドエッチングを抑制するためには、ＣＦ４ガスを用いてＴａＳｉＮに対するエッチングを先に行い、これにより、ＴｉＮ膜上に形成された変性層を除去しておくことが望ましい。このようにして変成層を除去しておくと、後続するＣｌ２ガスを用いたＴｉＮ膜に対するエッチングが支障なく進行する。
【００３１】
例えば、図１（ｄ）に示す多結晶Ｓｉのオーバエッチング終了後、ＣＦ４ガスを流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、圧力０．２Ｐａ、ウエハバイアスを１０Ｗで１５ｓ供給して第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）１０４をエッチングし、その後、Ｃｌ２ガスを流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、圧力０．４Ｐａ、ウエハバイアスを２０Ｗで５ｓ供給して第１の金属膜（ＴｉＮ）１０３にエッチングを施す。これにより、多結晶Ｓｉ膜がサイドエッチングされることがなく、かつＴｉＮ膜およびＴａＳｉＮ膜を垂直にエッチングすることができた。
【００３２】
第２の金属膜１０４としてＴａＳｉＮに代えてＴａＳｉあるいはＴａＣを用いた場合においても、同じガスを用いて垂直に加工することができた。なお、エッチングガスにおけるＣｌ２およびＣＦ４の割合はどちらも６０％以上ならば垂直加工が可能であった。
【００３３】
それぞれのガス比が小さくなるとＴｉＮおよびＴａＳｉＮのエッチング速度が低下して、エッチング時間が長くなり、この間にラジカルによる多結晶Ｓｉのサイドエッチングなどが進行して形状が劣化する。またＣＦ４の代わりにＮＦ３あるいはＳＦ６を用いても垂直加工ができる。またＴｉＮおよびＴａＳｉＮをエッチングするときの圧力は１Ｐａ以下０．０５Ｐａ以上が望ましい。圧力が低いとプラズマ中のイオン／ラジカル比が増加するので、垂直形状が保たれる。なお、圧力が低すぎるとプラズマが不安定になる。
【００３４】
なお、前記エッチングの順序を上述とは逆にすると、第１の金属膜（ＴｉＮ）１０３をエッチングするためにフッ素を含んだガスによる変性層除去処理が必要となり、この処理期間中に多結晶Ｓｉ膜に対する余計なサイドエッチが進行することになる。
【００３５】
図５は、第１および第２の金属膜を同時にエッチングする例を説明する図である。多結晶Ｓｉ膜に対するサイドエッチングを抑制し、かつ、第１および第２の金属膜を短時間でエッチングするには、第１および第２の金属膜をほぼ同じ速度でエッチングすることのできるガスを用いるとよい。
【００３６】
実験によると、第１の金属膜（ＴｉＮ）および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）をほぼ同じ速度でエッチングするためには、ＣＦ４ガスとＣｌ２ガスの混合ガスを用い、その混合比を適正値に制御すればよいことが分かった。
【００３７】
図５は、ＣＦ４ガスとＣｌ２ガスを混合したガスを用いた場合における第１の金属膜（ＴｉＮ）１０３および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）１０４のエッチング速度を示す図である。図に示すように、ＣＦ４の割合を増加すると第１の金属膜（ＴｉＮ）のエッチング速度が低下して、第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）のエッチング速度が増加する。ガスの混合比を変えてエッチングを施したところ、ＣＦ４の割合が３５％から５０％ににおいて、第１の金属膜（ＴｉＮ）および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）のエッチング速度がほぼ同じになることがわかる。また、第１の金属膜（ＴｉＮ）および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）ともに垂直に加工することができた。ＣＦ４およびＣｌ２の混合ガスに希ガスや窒素などを混合する場合においてもＣＦ４とＣｌ２の混合の比率を３５％から５０％にすることにより、第１の金属膜（ＴｉＮ）および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）をほぼ同じ速度でのエッチングすることができる。また、第１の金属膜（ＴｉＮ）および第２の金属膜（ＴａＳｉＮ）を垂直に加工することができた。
【００３８】
なお、以上において説明したエッチングに際しては、ウエハに印加するバイアス電圧の振幅は下地ＨｆＳｉＯＮ膜との選択比を高く保つために３５０Ｖ以下にするのが望ましい。電圧が高すぎるとＨｆＳｉＯＮ膜のエッチング速度が高くなり、選択比が低下する。また低すぎると金属のエッチング速度が低下して形状が悪化する。
【００３９】
また、プラズマ中のイオン／ラジカル比を高くして垂直加工を行うためには、圧力は１Ｐａ以下０．０５Ｐａ以上にするのが望ましい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、その上に堆積される多結晶Ｓｉ膜のエッチング速度が相対的に遅くなる第１の金属膜と相対的に速くなる第２の金属膜を並設し、前記第１および第２の金属膜上に形成した多結晶Ｓｉにエッチングを施す際、エッチング速度が遅くなる方の金属膜（第１の金属膜）上の多結晶Ｓｉのエッチング終了に合わせて、エッチング時間あるいはオーバエッチング時間を設定する。
【００４１】
また、エッチング速度が速くなる方の金属膜（第２の金属膜）上の多結晶Ｓｉのサイドエッチングを防ぐために、すくなくとも第２の金属膜上のエッチングが終了した後はエッチングガスとしてＨＢｒおよびＯ２を含むガスを用いる。
【００４２】
なお、ウエハ上に第１の金属膜および第２の金属膜が混在する場合において、第１および第２の金属膜上に形成された多結晶Ｓｉのエッチングの終了時点は、発光波形の変化、例えば２段階に変化する発光波形の変化、あるいは、エッチング途中の様子を電子顕微鏡などで観察することにより知ることができる。
【００４３】
ここで発光を用いる場合は、エッチングの終了を以下のように定める。図６はプラズマからのＳｉの反応生成物からの発光強度の時間変化を表す。発光強度の最大を１００％とすると、発光強度が低下して９０％から０％の間をエッチング終了期間と定め、この期間の間にエッチングステップを切り替えればよい。
【００４４】
また、前述のように多結晶Ｓｉのエッチングに続く第１および第２の金属膜のエッチング処理に際しては、前記金属膜のエッチング中に多結晶Ｓｉがサイドエッチングされないようにしておくことが必要である。このためには前記金属膜の垂直方向のエッチング速度を多結晶Ｓｉのサイドエッチング速度より十分大きく設定しておく必要がある。
【００４５】
また、本実施形態では、第１の金属膜がＴｉを主成分に含み、第２の金属膜がＴａを主成分に含む場合には、第１の金属膜をＣｌ２を主成分としたガスでエッチングし、第２の金属膜をＣＦ４，ＮＦ３，ＳＦ６などのＦを含むガスでエッチングし、さらに第２の金属膜を第１の金属膜よりも先にエッチングする。すなわち、Ｔｉを含む金属膜（第１の金属膜）は、その表面に酸化膜などの変成層が存在する場合が多く、この層を取り除かないとＣｌ２を主体とするガスでは第１の金属膜のエッチング進行しないからである。このように第２の金属膜をＦを含むガスで先にエッチングすることにより、第１の金属膜に形成された酸化膜を取り除いておくことにより、次のＣｌ２を主体としたガスによる第１の金属膜に対するエッチングを良好に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態にかかる半導体加工方法を説明する図である。
【図２】半導体素子を加工する加工装置を説明する図である。
【図３】ＴｉＮのエッチング速度を示す図である。
【図４】ＴａＳｉＮのエッチング速度を示す図である。
【図５】ＴｉＮおよびＴａＳｉＮのエッチング速度を示す図である。
【図６】プラズマからの発光強度の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１  Ｓｉ基板
１０２  ＨｆＳｉＯＮ
１０３  第１の金属膜
１０４  第２の金属膜
１０５  多結晶Ｓｉ膜
１０６  ＳｉＮ
１０７  反射防止膜
１０８  レジスト
２０１  プラズマ電源
２０２  アンテナ
２０３  窓
２０４  真空チャンバ
２０５  試料台
２０６  ウエハ
２０７  バイアス電源
２０８  電磁コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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