JP3158770B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JP3158770B2 JP3158770B2 JP08050993A JP8050993A JP3158770B2 JP 3158770 B2 JP3158770 B2 JP 3158770B2 JP 08050993 A JP08050993 A JP 08050993A JP 8050993 A JP8050993 A JP 8050993A JP 3158770 B2 JP3158770 B2 JP 3158770B2
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- plasma etching
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体微細加工技術のひ
とつであるプラズマエッチング方法に関するもので、特
にシリコン酸化膜およびアルミ合金のエッチングに関す
るものである。
とつであるプラズマエッチング方法に関するもので、特
にシリコン酸化膜およびアルミ合金のエッチングに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラズマエッチング方法は超ＬＳ
Ｉの製造における微細加工のキーテクノロジーとしてシ
リコン酸化膜エッチングによるコンタクトホールの形成
や、アルミ合金配線の形成に使用されている。
Ｉの製造における微細加工のキーテクノロジーとしてシ
リコン酸化膜エッチングによるコンタクトホールの形成
や、アルミ合金配線の形成に使用されている。
【０００３】以下、上記した（１）従来のシリコン酸化
膜エッチングによるコンタクトホールの形成、（２）ア
ルミ合金配線の形成におけるプラズマエッチング方法の
一例について説明する。
膜エッチングによるコンタクトホールの形成、（２）ア
ルミ合金配線の形成におけるプラズマエッチング方法の
一例について説明する。
【０００４】まず、従来のシリコン酸化膜エッチングに
よるコンタクトホールの形成におけるプラズマエッチン
グ方法について示す。
よるコンタクトホールの形成におけるプラズマエッチン
グ方法について示す。
【０００５】図３に示すように、シリコン基板３１上に
形成されたシリコン酸化膜３２に、シリコン酸化膜３２
のエッチングによるコンタクトホール３４の形成ではエ
ッチングガスとして、たとえば、ＣＨＦ3／Ｏ2（混合ガ
ス）が用いられる。このエッチングガス系ではエッチャ
ントとしてＣＦ2+、ＣＦ3+、Ｆ・（フッ素ラジカル）な
どがプラズマ励起により発生し、これらのプラズマのエ
ッチングにより、保護膜として含フッ素有機高分子３５
の堆積が生じる。
形成されたシリコン酸化膜３２に、シリコン酸化膜３２
のエッチングによるコンタクトホール３４の形成ではエ
ッチングガスとして、たとえば、ＣＨＦ3／Ｏ2（混合ガ
ス）が用いられる。このエッチングガス系ではエッチャ
ントとしてＣＦ2+、ＣＦ3+、Ｆ・（フッ素ラジカル）な
どがプラズマ励起により発生し、これらのプラズマのエ
ッチングにより、保護膜として含フッ素有機高分子３５
の堆積が生じる。
【０００６】この保護膜３５が側壁に堆積することによ
りエッチングの異方性が生じる。すなわち、シリコン酸
化膜３２の側壁に保護膜が形成されるために、縦方向に
エッチングが進むことになる。また、含フッ素有機高分
子は酸化膜に比べシリコン表面に堆積しやすい性質があ
るため、シリコンのエッチングレートに比べて酸化膜の
エッチングレートが大きいという選択性が生じる。
りエッチングの異方性が生じる。すなわち、シリコン酸
化膜３２の側壁に保護膜が形成されるために、縦方向に
エッチングが進むことになる。また、含フッ素有機高分
子は酸化膜に比べシリコン表面に堆積しやすい性質があ
るため、シリコンのエッチングレートに比べて酸化膜の
エッチングレートが大きいという選択性が生じる。
【０００７】次に、図４にアルミ合金配線形成のプラズ
マエッチング方法について説明する。従来のアルミ合金
配線形成では、シリコンきばん４１上に形成したシリコ
ン酸化膜４２、アルミ合金配線４３を形成して、エッチ
ングガスとして、たとえば、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／ＣＨＣｌ
3が用いられて、エッチングされている。
マエッチング方法について説明する。従来のアルミ合金
配線形成では、シリコンきばん４１上に形成したシリコ
ン酸化膜４２、アルミ合金配線４３を形成して、エッチ
ングガスとして、たとえば、ＢＣｌ3／Ｃｌ2／ＣＨＣｌ
3が用いられて、エッチングされている。
【０００８】このエッチングガス系ではエッチャントと
してＣｌ・およびＣｌ+などがプラズマ励起により発生
し、保護膜として含塩素有機高分子４５の堆積が生じ
る。アルミ合金は塩素系ガスと発熱的に反応するため、
エッチングに異方性を持たせるために側壁保護膜が必要
となる。
してＣｌ・およびＣｌ+などがプラズマ励起により発生
し、保護膜として含塩素有機高分子４５の堆積が生じ
る。アルミ合金は塩素系ガスと発熱的に反応するため、
エッチングに異方性を持たせるために側壁保護膜が必要
となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来のシリコン酸化膜エッチング方法では、保護膜
としての含フッ素有機高分子のエッチング耐性が充分で
はないためコンタクトホールの高アスペクト比化および
段差増加によるエッチング膜厚の差の拡大、ジャンクシ
ョンのシャロー化などによりシリコンに対する選択比が
不足するという問題点を有していた。また、コンタクト
部のシリコン表面に堆積した有機物が残留しコンタクト
抵抗が増加するという問題点も有していた。
うな従来のシリコン酸化膜エッチング方法では、保護膜
としての含フッ素有機高分子のエッチング耐性が充分で
はないためコンタクトホールの高アスペクト比化および
段差増加によるエッチング膜厚の差の拡大、ジャンクシ
ョンのシャロー化などによりシリコンに対する選択比が
不足するという問題点を有していた。また、コンタクト
部のシリコン表面に堆積した有機物が残留しコンタクト
抵抗が増加するという問題点も有していた。
【００１０】さらに、従来のアルミ合金配線形成のエッ
チング方法では腐食防止のためにフッ素化不動態処理を
エッチング後に行わなければならないという問題点を有
していた。
チング方法では腐食防止のためにフッ素化不動態処理を
エッチング後に行わなければならないという問題点を有
していた。
【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、高選択比、低
抵抗コンタクホール形成および耐腐食性、高信頼性アル
ミ合金配線形成のためのプラズマエッチング方法を提供
するものである。
抵抗コンタクホール形成および耐腐食性、高信頼性アル
ミ合金配線形成のためのプラズマエッチング方法を提供
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のプラズマエッチング方法は、プラズマエッ
チングにおいてガス化可能なメタルハライドと還元性ガ
スまたはガス化可能な有機金属と還元性ガスをエッチン
グガスに添加することをという構成を備えたものであ
る。
めに本発明のプラズマエッチング方法は、プラズマエッ
チングにおいてガス化可能なメタルハライドと還元性ガ
スまたはガス化可能な有機金属と還元性ガスをエッチン
グガスに添加することをという構成を備えたものであ
る。
【００１３】
【作用】本発明は上記した構成によってエッチング処理
時の保護膜として耐ドライエッチング性、耐腐食性の高
い金属薄膜を使用するため高選択比、低抵抗コンタクホ
ール形成および耐腐食性、高信頼性アルミ合金配線形成
のためのプラズマエッチングを可能とすることとなる。
時の保護膜として耐ドライエッチング性、耐腐食性の高
い金属薄膜を使用するため高選択比、低抵抗コンタクホ
ール形成および耐腐食性、高信頼性アルミ合金配線形成
のためのプラズマエッチングを可能とすることとなる。
【００１４】
【実施例】以下本発明のプラズマエッチング方法につい
て実施例を２例を説明する。
て実施例を２例を説明する。
【００１５】（実施例１）まず、第１の実施例の本発明
によるコンタクトホールのエッチング方法について図１
を用いて説明する。エッチング装置として、公知の平行
平板型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングガスとしてたと
えばＣＦ4／Ｈ2／Ａｌ(ＣＨ3)3 （２０sccm／５sccm／
５sccm）の混合ガスを用いる。エッチング圧力は１Ｐ
ａ、ＲＦパワーは４００Ｗとした。プラズマ励起により
ＣＦ4はＦ・ラジカル、ＣＦ3+やＣＦ2+イオンを生成し、
酸化膜１２のエッチャントとして作用する。
によるコンタクトホールのエッチング方法について図１
を用いて説明する。エッチング装置として、公知の平行
平板型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングガスとしてたと
えばＣＦ4／Ｈ2／Ａｌ(ＣＨ3)3 （２０sccm／５sccm／
５sccm）の混合ガスを用いる。エッチング圧力は１Ｐ
ａ、ＲＦパワーは４００Ｗとした。プラズマ励起により
ＣＦ4はＦ・ラジカル、ＣＦ3+やＣＦ2+イオンを生成し、
酸化膜１２のエッチャントとして作用する。
【００１６】さらに、Ａｌ(ＣＨ3)3はＨ2によりプラズ
マ還元され金属Ａｌ１５をコンタクトホール１４に生成
し、これが保護膜として作用する。この金属Ａｌはフッ
素系のエッチャントではシリコン酸化膜に比べエッチン
グレートが低く、酸化膜１２表面に比べてシリコン１１
表面への堆積速度が大きいため、酸化膜エッチングの異
方性とシリコンに対する酸化膜の高選択比エッチングが
可能となる。
マ還元され金属Ａｌ１５をコンタクトホール１４に生成
し、これが保護膜として作用する。この金属Ａｌはフッ
素系のエッチャントではシリコン酸化膜に比べエッチン
グレートが低く、酸化膜１２表面に比べてシリコン１１
表面への堆積速度が大きいため、酸化膜エッチングの異
方性とシリコンに対する酸化膜の高選択比エッチングが
可能となる。
【００１７】（実施例２）次に、第２の実施例を図２を
用いて、本発明によるアルミ合金のエッチング方法につ
いて説明する。エッチング装置として、公知の平行平板
型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングガスとしてたとえば
ＴｉＣｌ4／Ｈ2／Ｃｌ2（２０sccm／１０sccm／５０scc
m）を用いる。エッチング圧力は２Ｐａ、ＲＦパワーは
２００Ｗとした。ＴｉＣｌ4／Ｃｌ2はプラズマ励起によ
りＣｌ+イオン、Ｃｌ・ラジカル、ＴｉＣｌ3+イオンなど
をエッチャントとして生成しＴｉＣｌ4はＨ2によりプラ
ズマ還元され、金属Ｔｉ２５をアルミ配線の側壁に生成
する。この金属Ｔｉはアルミ合金のエッチングの進行に
より露出した側壁に選択的に堆積し、エッチングの異方
性を高めるとともに、配線の耐腐食性と高信頼性を実現
する。
用いて、本発明によるアルミ合金のエッチング方法につ
いて説明する。エッチング装置として、公知の平行平板
型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングガスとしてたとえば
ＴｉＣｌ4／Ｈ2／Ｃｌ2（２０sccm／１０sccm／５０scc
m）を用いる。エッチング圧力は２Ｐａ、ＲＦパワーは
２００Ｗとした。ＴｉＣｌ4／Ｃｌ2はプラズマ励起によ
りＣｌ+イオン、Ｃｌ・ラジカル、ＴｉＣｌ3+イオンなど
をエッチャントとして生成しＴｉＣｌ4はＨ2によりプラ
ズマ還元され、金属Ｔｉ２５をアルミ配線の側壁に生成
する。この金属Ｔｉはアルミ合金のエッチングの進行に
より露出した側壁に選択的に堆積し、エッチングの異方
性を高めるとともに、配線の耐腐食性と高信頼性を実現
する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明は プラズマエッチ
ングにおいてガス化可能なメタルハライドと還元性ガス
またはガス化可能な有機金属と還元性ガスをエッチング
ガスに添加することにより、エッチング処理時の保護膜
として耐ドライエッチング性、耐腐食性の高い金属薄膜
を使用するため高選択比、低抵抗コンタクホール形成お
よび耐腐食性、高信頼性アルミ合金配線形成のためのプ
ラズマエッチングを可能とすることができる。
ングにおいてガス化可能なメタルハライドと還元性ガス
またはガス化可能な有機金属と還元性ガスをエッチング
ガスに添加することにより、エッチング処理時の保護膜
として耐ドライエッチング性、耐腐食性の高い金属薄膜
を使用するため高選択比、低抵抗コンタクホール形成お
よび耐腐食性、高信頼性アルミ合金配線形成のためのプ
ラズマエッチングを可能とすることができる。
【図１】本発明のプラズマエッチングによりコンタクト
ホールの形成を説明する図
ホールの形成を説明する図
【図２】本発明のプラズマエッチングによりアルミ合金
配線の形成を説明する図
配線の形成を説明する図
【図３】従来のプラズマエッチングによりコンタクトホ
ールの形成を説明する図
ールの形成を説明する図
【図４】従来のプラズマエッチングによりアルミ合金配
線の形成を説明する図
線の形成を説明する図
【符号の説明】 １１ Ｓｉ基板 １２ ＳｉＯ2 １３ レジスト １４ コンタクトホール １５ Ａ１ ２１ Ｓｉ基板 ２２ ＳｉＯ2 ２３ レジスト ２４ アルミ合金配線 ２５ Ｔｉ ３１ Ｓｉ基板 ３２ ＳｉＯ2 ３３ レジスト ３４ コンタクトホール ３５ フッソ有機高分子 ４１ Ｓｉ基板 ４２ ＳｉＯ2 ４３ アルミ合金配線 ４４ レジスト ４５ 塩素有機高分子
Claims (5)
- 【請求項１】エッチングガスに、ガス化可能な有機金属
と還元性ガスを添加してエッチングを行う工程を有す
る、プラズマ励起を用いたプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】シリコン酸化膜エッチングであって、前記
酸化膜の側壁に保護膜として金属薄膜を堆積しつつ前記
酸化膜のエッチングを行う工程を有する、請求項１に記
載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】シリコン酸化膜エッチングによるコンタク
トホール形成であって、前記エッチング後に前記コンタ
クトホール内部に金属薄膜が形成されている、請求項２
に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項４】腐食性メタル配線形成であって、前記腐食
性メタル材料の側壁に保護膜として耐腐食性の金属薄膜
を堆積しつつ前記腐食性メタル材料のエッチングを行う
工程を有する、請求項１に記載のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項５】メタル配線形成のエッチングであって、前
記メタル配線材料の側壁に高融点金属を堆積しつつ前記
メタル配線材料のエッチングを行う工程を有する、請求
項１に記載のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08050993A JP3158770B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08050993A JP3158770B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295884A JPH06295884A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3158770B2 true JP3158770B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=13720291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08050993A Expired - Fee Related JP3158770B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3158770B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100372654B1 (ko) * | 1995-11-20 | 2003-04-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의콘택홀형성방법 |
| US9620377B2 (en) * | 2014-12-04 | 2017-04-11 | Lab Research Corporation | Technique to deposit metal-containing sidewall passivation for high aspect ratio cylinder etch |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP08050993A patent/JP3158770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06295884A (ja) | 1994-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |