JPH0410220B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0410220B2 JPH0410220B2 JP58076543A JP7654383A JPH0410220B2 JP H0410220 B2 JPH0410220 B2 JP H0410220B2 JP 58076543 A JP58076543 A JP 58076543A JP 7654383 A JP7654383 A JP 7654383A JP H0410220 B2 JPH0410220 B2 JP H0410220B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon film
- resist
- polycrystalline silicon
- amorphous silicon
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法、特に高融点金
属のシリコン化合物によるパターンをレジストを
用いることなく形成する製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for forming a pattern using a silicon compound of a high melting point metal without using a resist.
(b) 従来技術と問題点
半導体装置の製造工程における微細加工は、主
としていわゆるリソグラフイ法によつて行なわれ
ている。すなわち例えば基板上の導体、半導体も
しくは絶縁体の皮膜等を所要の形状・寸法とする
際に、この皮膜上にレジスト皮膜による所要のパ
ターンを形成してこのレジスト皮膜をマスクとし
て目的とする前記皮膜等をエツチングすること、
或いはレジスト膜の所要のパターン部分を選択的
に除去し、その上に所要の材料を用いて皮膜を形
成し、該皮膜の不要の部分をレジスト皮膜ととも
に剥離除去することが行なわれている。(b) Prior Art and Problems Microfabrication in the manufacturing process of semiconductor devices is mainly performed by the so-called lithography method. That is, for example, when shaping a conductor, semiconductor, or insulator film on a substrate into a desired shape and size, a desired pattern of a resist film is formed on the film and the resist film is used as a mask to form the desired film. Etching etc.
Alternatively, a desired pattern portion of a resist film is selectively removed, a film is formed thereon using a desired material, and unnecessary portions of the film are peeled off together with the resist film.
このレジストを用いてパターンを形成するリソ
グラフイ法においては、レジスト自身の解像特
性、感光特性、密着性及び耐エツチング性等の諸
特性について目的に応じて選択し、かつレジスト
の塗布方法、露光、現像処理及びその前後の熱処
理等を何れも充分に管理された状態で実施するこ
とが必要であるが、なお次の如き問題点を有す
る。 In the lithography method of forming patterns using this resist, various properties of the resist itself, such as resolution characteristics, photosensitive characteristics, adhesion, and etching resistance, are selected depending on the purpose, and the resist coating method and exposure Although it is necessary to carry out the development treatment and the heat treatment before and after the development treatment in a well-controlled manner, the following problems still arise.
例えばパターンの微細化を行なうためにはレジ
スト膜厚を薄くすることが必要であるが、レジス
ト膜厚を薄くすればピンホール等を生ずる危険性
が増大する。 For example, in order to miniaturize a pattern, it is necessary to reduce the thickness of the resist film, but reducing the thickness of the resist film increases the risk of pinholes and the like.
露光処理においてはパターンが微細化するに伴
つて、光の回析とコヒーレンシイが面質に大きい
影響を及ぼすなどレジストパターンの精度低下が
問題となる。例えば解像特性が優れるポジ型のフ
オトレジストを用い紫外線露光を行つても、光の
回析及び定在波の影響によりレジスト膜厚方向の
光エネルジ分布が不均一となつて現像後の端面が
垂直とはならず、パターンの寸法が例えば〔μ
m〕程度以下である場合には左右の端面が分離し
ないいわゆるプリツジ現象を生ずることがある。 In exposure processing, as patterns become finer, a decrease in precision of resist patterns becomes a problem, as light diffraction and coherency greatly affect surface quality. For example, even if a positive photoresist with excellent resolution characteristics is exposed to ultraviolet light, the light energy distribution in the resist film thickness direction becomes uneven due to the effects of light diffraction and standing waves, resulting in an uneven end face after development. It is not vertical, and the pattern dimensions are, for example, [μ
m] or less, a so-called prisge phenomenon may occur in which the left and right end faces are not separated.
また現像処理において用いられる有機溶剤はレ
ジストを膨潤させるために、その溶剤の除去とレ
ジストの密着性を向上するためにポストベークと
呼ばれる熱処理が必要とされているが、前記の膨
潤、熱処理もレジストパターンの精度低下の要因
となつている。 Furthermore, since the organic solvent used in the development process causes the resist to swell, a heat treatment called post-bake is required to remove the solvent and improve the adhesion of the resist. This is a factor that reduces pattern accuracy.
更にレジストパターン形成後のエツチング処理
においても、レジスト皮膜の密着性が不充分であ
るならば、ウエツトエツチング処理においてはレ
ジスト皮膜と下地との間にエツチング液が浸入し
てパターン精度が著しく劣化する。また特にウエ
ツトエツチング処理において強く現われるサイド
エツチングによつて、得られるパターンの精度は
大きく低下している。この様にパターン精度上問
題の多いウエツトエツチング処理に代えてドライ
エツチング処理が次第に多く行なわれているが、
ドライエツチング処理は一般に物質の差による選
択性に乏しく、レジスト膜厚をウエツトエツチン
グ処理に比較して厚くする必要があるなどの不利
な点を有する。 Furthermore, in the etching process after resist pattern formation, if the adhesion of the resist film is insufficient, the etching solution will enter between the resist film and the underlying layer in the wet etching process, resulting in a significant deterioration of pattern accuracy. . In addition, the accuracy of the pattern obtained is greatly reduced due to side etching, which appears particularly strongly in wet etching processing. Dry etching is increasingly being used to replace wet etching, which has many problems with pattern accuracy.
Dry etching generally has disadvantages such as poor selectivity due to differences in materials and requires a thicker resist film than wet etching.
MOS型電界効果トランジスタは半導体集積回
路装置を構成するトランジスタとして最も多く用
いられているが、その動作速度及び集積密度の向
上のためにそのゲート長の短縮が推進されてお
り、また同時にゲート電極等を従来の多結晶シリ
コンより低抵抗率の金属又は金属のシリコン化合
物によつて形成することが行なわれている。 MOS type field effect transistors are most commonly used as transistors constituting semiconductor integrated circuit devices, but in order to improve their operating speed and integration density, their gate lengths are being shortened, and at the same time, gate lengths such as gate electrodes, etc. It is now common practice to use a metal or a metal silicon compound that has a lower resistivity than conventional polycrystalline silicon.
このゲート電極等の形成にも現在リソグラフイ
法が適用されており、前記の如き問題の解決が必
要とされている。 Lithography is currently being applied to the formation of gate electrodes, etc., and there is a need to solve the above-mentioned problems.
(c) 発明の目的
本発明は前記問題点に対処するために、金属の
シリコン化合物よりなる電極及び配線等につい
て、レジストを用いることなくそのパターンを形
成する半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。(c) Purpose of the Invention In order to address the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which patterns of electrodes, wiring, etc. made of a metal silicon compound are formed without using a resist. purpose.
(d) 発明の構成
本発明の前記目的は、半導体基体上に非晶質シ
リコン膜を形成し、該非晶質シリコン膜にエネル
ギ線を選択的に照射して該非晶質シリコン膜を多
結晶シリコン膜に変換し、該多結晶シリコン膜に
対して選択的に前記非晶質シリコン膜を除去し、
しかる後に該多結晶シリコン膜を金属皮膜で被覆
して加熱処理を行ない該多結晶シリコン膜を前記
金属のシリコン化合物膜に変換する製造方法によ
り達成される。(d) Structure of the Invention The object of the present invention is to form an amorphous silicon film on a semiconductor substrate, selectively irradiate the amorphous silicon film with an energy beam, and convert the amorphous silicon film into polycrystalline silicon. converting the amorphous silicon film into a film, and selectively removing the amorphous silicon film with respect to the polycrystalline silicon film;
This is achieved by a manufacturing method in which the polycrystalline silicon film is then coated with a metal film and subjected to heat treatment to convert the polycrystalline silicon film into a metal silicon compound film.
(e) 発明の実施例
以下本発明を実施例により図面を参照して具体
的に説明する。(e) Embodiments of the Invention The present invention will be specifically explained below using embodiments with reference to the drawings.
第1図乃至第5図は本発明のMOS型電界効果
トランジスタ(MOS FET)のゲート電極にか
かる実施例を示す断面図である。 1 to 5 are cross-sectional views showing embodiments of the gate electrode of a MOS field effect transistor (MOS FET) according to the present invention.
第1図参照
シリコン基板1上に従来技術によつてフイール
ド酸化膜2及びゲート酸化膜3を形成する。Refer to FIG. 1. A field oxide film 2 and a gate oxide film 3 are formed on a silicon substrate 1 by a conventional technique.
ゲート酸化膜3及びフイールド酸化膜2上に、
例えば電子ビーム蒸着法によつて非晶質シリコン
膜4を厚さ例えば0.4〔μm〕程度に形成する。 On the gate oxide film 3 and field oxide film 2,
For example, the amorphous silicon film 4 is formed to have a thickness of about 0.4 [μm], for example, by electron beam evaporation.
次いで非晶質シリコン膜4上に、例えばスパツ
タリング法によつて二酸化シリコン膜5を厚さ例
えば約0.6〔μm〕に形成する。この二酸化シリコ
ン膜5の厚さは本実施例の如くエネルギ線として
光を用いる場合には反射率を極小とする値が選択
される。 Next, a silicon dioxide film 5 is formed on the amorphous silicon film 4 to a thickness of, for example, about 0.6 [μm] by, for example, a sputtering method. The thickness of this silicon dioxide film 5 is selected to a value that minimizes the reflectance when light is used as the energy beam as in this embodiment.
第2図参照
非晶質シリコン膜4のゲート電極とする領域
4′に選択的にエネルギ線照射を行なう。本実施
例においてはエネルギ線としては連続波、出力約
1〔W〕のアルゴン(Ar)レーザを用い、ビーム
径を約1〔μm〕として速度約5〔cm/sec〕で走
査を行つている。照射領域を選択する手段はマス
クを用いても又マスクを用いない選択的照射でも
よい。なおこのアルゴンレーザ光照射の際に、本
実施例においては半導体基体の温度を250〔℃〕程
度に加熱している。Refer to FIG. 2. A region 4' of the amorphous silicon film 4 to be used as a gate electrode is selectively irradiated with an energy beam. In this example, a continuous wave argon (Ar) laser with an output of about 1 [W] is used as the energy beam, and scanning is performed at a speed of about 5 [cm/sec] with a beam diameter of about 1 [μm]. . The means for selecting the irradiation area may be by using a mask or by selective irradiation without using a mask. Note that during this argon laser beam irradiation, in this embodiment, the temperature of the semiconductor substrate is heated to about 250 [° C.].
このエネルギ線が照射された領域4′の非晶質
シリコンは加熱されて多結晶シリコン領域6とな
る。 The amorphous silicon in the region 4' irradiated with this energy beam is heated and becomes a polycrystalline silicon region 6.
第3図参照
二酸化シリコン膜5を弗酸(HF)系エツチン
グ液により除去し、次いで弗酸、硝酸(HNO3)
燐酸(H3PO4)及び過塩素酸(HClO4)を含む
エツチング液によつて非晶質と多結晶状態でのエ
ツチングレートの差を利用して非晶質シリコン膜
4を選択的に除去する。この選択的エツチングは
反応性イオンエツチング法によつて実施すること
も可能である。See Figure 3. The silicon dioxide film 5 is removed using a hydrofluoric acid (HF) based etching solution, and then hydrofluoric acid and nitric acid (HNO 3 ) are used.
The amorphous silicon film 4 is selectively removed using an etching solution containing phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and perchloric acid (HClO 4 ) using the difference in etching rate between the amorphous and polycrystalline states. do. This selective etching can also be carried out by reactive ion etching.
第4図参照
上記半導体基体上に高融点金属、本実施例にお
いてはモリブデン(Mo)、皮膜7を厚さ例えば
0.2〔μm〕経度に電子ビーム蒸着法などによつて
形成し、前記多結晶シリコン領域6を被覆する。Refer to FIG. 4 A coating 7 of a high melting point metal, molybdenum (Mo) in this embodiment, is formed on the semiconductor substrate to a thickness of e.g.
It is formed at a longitude of 0.2 [μm] by electron beam evaporation or the like to cover the polycrystalline silicon region 6.
次いで例えば温度550〔℃〕、時間30分間程度の
加熱処理を行なう。この加熱処理によつて領域6
の多結晶シリコンはモリブデンとの間で共晶を生
成しモリブデンシリサイド(MoSi2)に変換され
てゲート電極8が形成される。 Next, heat treatment is performed at a temperature of, for example, 550 [° C.] for about 30 minutes. By this heat treatment, area 6
The polycrystalline silicon forms a eutectic with molybdenum and is converted into molybdenum silicide (MoSi 2 ), forming the gate electrode 8.
第5図参照
モリブデン皮膜7を、例えば硝酸、燐酸
(H3PO4)及び酢酸の混合溶液を用いて除去し
て、図に示すゲート酸化膜3上にモリブデンシリ
サイドゲート電極8が設けられた状態が得られ
る。See FIG. 5 Molybdenum film 7 is removed using, for example, a mixed solution of nitric acid, phosphoric acid (H 3 PO 4 ), and acetic acid, and molybdenum silicide gate electrode 8 is provided on gate oxide film 3 as shown in the figure. is obtained.
以下従来技術によつてMOS FETを製造する
ことができる。 A MOS FET can be manufactured using the following conventional techniques.
なお、本実施例においてはシリコンとの間に化
合物を形成せしめる金属としてモリブデンを用い
ているが、他の高融点金属、例えばチタン
(Ti)、タングステン(W)等を用いて本発明を
実施しても、同様の効果を得ることができる。 In this example, molybdenum is used as the metal that forms a compound with silicon, but the present invention can also be carried out using other high-melting point metals, such as titanium (Ti) and tungsten (W). However, the same effect can be obtained.
また本発明の製造方法によつて配線を形成する
ことも可能である。この配線が接続される電極又
は下層配線が高融点金属或いはそのシリサイドで
ある場合においても、本発明のエネルギ線照射に
よつて自から共融化が行なわれる。 It is also possible to form wiring by the manufacturing method of the present invention. Even if the electrode or underlying wiring to which this wiring is connected is made of a high-melting point metal or its silicide, eutecticization is automatically performed by the energy beam irradiation of the present invention.
(f) 発明の効果
以上説明した如く本発明によれば、モリブデン
シリサイド等の金属シリコン化合物による電極及
び配線などのパターンをレジストを用いることな
く形成することが可能であり、かつパターン形成
の手段としてはマスクを用いる化学的方法のみな
らず、レーザ光もしくは電子ビームによる直接描
画法も適用することが可能であつて、レジストに
かかる問題点を排除して優れた半導体装置を製造
することができる。(f) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, it is possible to form patterns such as electrodes and wiring made of metal silicon compounds such as molybdenum silicide without using a resist, and it is possible to form patterns using metal silicon compounds such as molybdenum silicide without using a resist. It is possible to apply not only a chemical method using a mask but also a direct writing method using a laser beam or an electron beam, and it is possible to manufacture an excellent semiconductor device by eliminating problems related to resist.
第1図乃至第5図はMOS型電界効果トランジ
スタのゲート電極にかかる本発明の実施例を示す
断面図である。
図において、1はシリコン基板、2はフイール
ド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は非晶質シリコ
ン膜、5は二酸化シリコン膜、6は多結晶シリコ
ン領域、7はモリブデン膜、8はモリブデンシリ
サイドゲート電極を示す。
1 to 5 are cross-sectional views showing embodiments of the present invention relating to the gate electrode of a MOS type field effect transistor. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2 is a field oxide film, 3 is a gate oxide film, 4 is an amorphous silicon film, 5 is a silicon dioxide film, 6 is a polycrystalline silicon region, 7 is a molybdenum film, and 8 is molybdenum silicide. The gate electrode is shown.
Claims (1)
該非晶質シリコン膜にエネルギ線を選択的に照射
して該非晶質シリコン膜を多結晶シリコン膜に変
換し、該多結晶シリコン膜に対して選択的に前記
非晶質シリコン膜を除去し、しかる後に該多結晶
シリコン膜を金属皮膜で被覆して加熱処理を行な
い該多結晶シリコン膜を前記金属のシリコン化合
物膜に変換する工程を含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。1 Forming an amorphous silicon film on a semiconductor substrate,
selectively irradiating the amorphous silicon film with an energy beam to convert the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film, selectively removing the amorphous silicon film with respect to the polycrystalline silicon film, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: thereafter covering the polycrystalline silicon film with a metal film and subjecting the polycrystalline silicon film to a heat treatment to convert the polycrystalline silicon film into a silicon compound film of the metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076543A JPS59201421A (en) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076543A JPS59201421A (en) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201421A JPS59201421A (en) | 1984-11-15 |
| JPH0410220B2 true JPH0410220B2 (en) | 1992-02-24 |
Family
ID=13608179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076543A Granted JPS59201421A (en) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201421A (en) |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076543A patent/JPS59201421A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59201421A (en) | 1984-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6323657B2 (en) | ||
| JPS6355208B2 (en) | ||
| US4687730A (en) | Lift-off technique for producing metal pattern using single photoresist processing and oblique angle metal deposition | |
| JPH0620062B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US4551907A (en) | Process for fabricating a semiconductor device | |
| JP3511802B2 (en) | Method of forming metal wiring | |
| JPS6211068B2 (en) | ||
| JPH0466345B2 (en) | ||
| JPH0410220B2 (en) | ||
| JPH0410221B2 (en) | ||
| JPH0314172B2 (en) | ||
| JPH10135239A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH0629968B2 (en) | Pattern formation method | |
| JP2921507B2 (en) | Electron beam exposure mask and method of manufacturing the same | |
| JPS59177930A (en) | Pattern formation of semiconductor device | |
| JP2899542B2 (en) | Method of manufacturing transfer mask | |
| JPH03257825A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH0670954B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH06132188A (en) | Pattern formation method | |
| JP3439488B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3078164B2 (en) | Fine processing method | |
| JP3179068B2 (en) | Pattern formation method | |
| JPH0313949A (en) | Resist pattern forming method | |
| JPS5811511B2 (en) | Ion etching method | |
| JPH0358176B2 (en) |