JPH04120282A - Ａｌ系材料膜のエッチング方法 - Google Patents
Ａｌ系材料膜のエッチング方法Info
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- JPH04120282A JPH04120282A JP2240486A JP24048690A JPH04120282A JP H04120282 A JPH04120282 A JP H04120282A JP 2240486 A JP2240486 A JP 2240486A JP 24048690 A JP24048690 A JP 24048690A JP H04120282 A JPH04120282 A JP H04120282A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ａｌ（アルミニウム）系材料膜のエツチング
方法に関する。本発明は、／ｌ系材料膜をエツチングす
る各種の分野に汎用でき、例えば、電子材料（半導体装
置等）の形成プロセスにおいて、配線材料等として用い
るアルミニウム系材料膜をドライエツチングして配線構
造を形成する場合等に適用することができる。
方法に関する。本発明は、／ｌ系材料膜をエツチングす
る各種の分野に汎用でき、例えば、電子材料（半導体装
置等）の形成プロセスにおいて、配線材料等として用い
るアルミニウム系材料膜をドライエツチングして配線構
造を形成する場合等に適用することができる。
本発明は、水素を構成元素として分子中に含むガスを１
０〜９９％含有する混合ガスを用いてアルミニウム系材
料膜を下地が露出するまでエツチングするとともに、酸
化性のガスを用いて前記エツチングにより形成されたＡ
ｌ系系材式パターン側壁に保護膜を形成しその後オーバ
ーエツチングを行うことによって、良好な形状が得られ
るエツチングを実現し、オーバーエツチング時にパター
ンに形状劣化が生じることをも防止したものである。
０〜９９％含有する混合ガスを用いてアルミニウム系材
料膜を下地が露出するまでエツチングするとともに、酸
化性のガスを用いて前記エツチングにより形成されたＡ
ｌ系系材式パターン側壁に保護膜を形成しその後オーバ
ーエツチングを行うことによって、良好な形状が得られ
るエツチングを実現し、オーバーエツチング時にパター
ンに形状劣化が生じることをも防止したものである。
Ａｌ系材料膜のエツチング技術は、例えば半導体装置の
製造プロセスにおいて、半導体集積回路等の配線として
用いられる／ｌ配線やＡ１合金配線の形成等のために用
いられている。
製造プロセスにおいて、半導体集積回路等の配線として
用いられる／ｌ配線やＡ１合金配線の形成等のために用
いられている。
ところで、半導体装置、特に半導体集積回路の配線とし
て用いられているＡｌや、Ａ２合金膜としては、最近バ
リアメタルと積層になっているＡ！多層膜構造が用いら
れるようになって来ている。即ち、耐マイグレーション
性、コンタクト抵抗の信頼性などの面から、例えば、Ａ
ｌＷＡやＡ２合金（Ａｌ−３ｉ等）膜の下に、Ｔｉ０Ｎ
／Ｔｉや、ＴｉＷや、Ｔ ｉ Ｗ ／ Ｔ ｉ層を形成
したバリアメタル構造で用いられるようになりつつある
。
て用いられているＡｌや、Ａ２合金膜としては、最近バ
リアメタルと積層になっているＡ！多層膜構造が用いら
れるようになって来ている。即ち、耐マイグレーション
性、コンタクト抵抗の信頼性などの面から、例えば、Ａ
ｌＷＡやＡ２合金（Ａｌ−３ｉ等）膜の下に、Ｔｉ０Ｎ
／Ｔｉや、ＴｉＷや、Ｔ ｉ Ｗ ／ Ｔ ｉ層を形成
したバリアメタル構造で用いられるようになりつつある
。
また、更に、Ａｌ裏表面反射によりリソグラフィーのパ
ターニングに悪影響が及ぼされるおそれがあるというこ
とから、これを防止すべ（、Ａｌ裏表面、反射防止膜（
例えば無機系の反射防止膜としてはＴｉｏＮ層など）を
形成した構造が用いられて来ている。
ターニングに悪影響が及ぼされるおそれがあるというこ
とから、これを防止すべ（、Ａｌ裏表面、反射防止膜（
例えば無機系の反射防止膜としてはＴｉｏＮ層など）を
形成した構造が用いられて来ている。
このような背景から、例えば第３図に示したような構造
の積層膜が用いられるようになっている。
の積層膜が用いられるようになっている。
第３図中、１はアルミニウム系材料膜で、例えばＡｌｆ
ｉ−３ｉ（例えばＳｉを１ｗｔ％程度含有する合金）膜
である。２はバリアメタル層で、Ａｌ系材料膜１に接す
る側からＴｉｏＮ層２１及びＴｉ層２２で構成されてい
る。また、３は、Ａｌ系材料膜１の表面に形成した反射
防止膜で、ここではＴｉｏＮ層である。
ｉ−３ｉ（例えばＳｉを１ｗｔ％程度含有する合金）膜
である。２はバリアメタル層で、Ａｌ系材料膜１に接す
る側からＴｉｏＮ層２１及びＴｉ層２２で構成されてい
る。また、３は、Ａｌ系材料膜１の表面に形成した反射
防止膜で、ここではＴｉｏＮ層である。
ところが、このような多層構造の膜をエツチングしよう
として、従来から用いられているＡｌ−３ｉ膜のみの単
層を異方性良くエツチングする条件をそのまま適用して
も、良好なエツチングは達成できない。即ち、上記第３
図の構造を通常のレジストマスク４でエツチングする場
合、■第３図に示すようにレジストマスク４とＡｌ系材
料膜１との間に反射防止膜３であるＴｉｏＮ層が存在す
ること ■Ａｌ系材料膜１の下にバリアメタル層２であるＴｉ０
Ｎ／Ｔｉが存在すること という条件があることから、必ずしも従来知られていた
エツチング条件では良好な加工はできないのである。
として、従来から用いられているＡｌ−３ｉ膜のみの単
層を異方性良くエツチングする条件をそのまま適用して
も、良好なエツチングは達成できない。即ち、上記第３
図の構造を通常のレジストマスク４でエツチングする場
合、■第３図に示すようにレジストマスク４とＡｌ系材
料膜１との間に反射防止膜３であるＴｉｏＮ層が存在す
ること ■Ａｌ系材料膜１の下にバリアメタル層２であるＴｉ０
Ｎ／Ｔｉが存在すること という条件があることから、必ずしも従来知られていた
エツチング条件では良好な加工はできないのである。
即ち、この場合、アルミニウム系材料膜１と、バリアメ
タル層２とを連続してエツチング加工しようとすると、
バリアメタル層２をエツチングする条件では、アルミニ
ウム系材料膜１はオーバーエツチングされてしまう。
タル層２とを連続してエツチング加工しようとすると、
バリアメタル層２をエツチングする条件では、アルミニ
ウム系材料膜１はオーバーエツチングされてしまう。
この状況を、第２図に示す。第２図は、第３図の構造を
、ＥＣＲエツチング装置により、使用ガス系： ＢＣＺ
ｓ／Ｃｆｚ ＝６０／９０３ＣＣＭ圧力 ： １６ｓＴ
ｏｒｒ マイクロ波： ３００ｍＡ ＲＦバイアス：４０− のエツチング条件でエツチングした場合を示すが、図の
如く、バリアメタル層２が良好にエツチングされると、
アルミニウム系材料膜１は異方性が良好にならず、エツ
チングが過度に進行して、アンダーカットが生じてしま
う。
、ＥＣＲエツチング装置により、使用ガス系： ＢＣＺ
ｓ／Ｃｆｚ ＝６０／９０３ＣＣＭ圧力 ： １６ｓＴ
ｏｒｒ マイクロ波： ３００ｍＡ ＲＦバイアス：４０− のエツチング条件でエツチングした場合を示すが、図の
如く、バリアメタル層２が良好にエツチングされると、
アルミニウム系材料膜１は異方性が良好にならず、エツ
チングが過度に進行して、アンダーカットが生じてしま
う。
アンダーカットの発生を防止するため、入射イオンエネ
ルギーを大きくし、レジスト分解物の供給量を多くして
デボ（堆積）物により側壁保護を行うと、異方性形状に
はなる。しかし、イオンの入射エネルギーが大きいこと
から、次の問題が生じる。
ルギーを大きくし、レジスト分解物の供給量を多くして
デボ（堆積）物により側壁保護を行うと、異方性形状に
はなる。しかし、イオンの入射エネルギーが大きいこと
から、次の問題が生じる。
（１）対レジスト、対下地５ （ＳｉＯｔ等）選択比は
低下する。
低下する。
（２）オーバーエッチの際、下地５のスパッタ物がレジ
ストや形成されたパターンの側壁に付着し易い。よって
例えばエツチングガス系に塩素原子を含むものが含有さ
れている場合、それらの再デボ物は塩素を含むため、腐
食、いわゆるアフターコロ−ジョンに対しても不利にな
る（コロ−ジョンの問題については、篠原はか「半導体
・集積回路技術第３５回シンポジウム講演論文集」１３
〜１８頁、論文番号３．１９８８年１２月参照）。
ストや形成されたパターンの側壁に付着し易い。よって
例えばエツチングガス系に塩素原子を含むものが含有さ
れている場合、それらの再デボ物は塩素を含むため、腐
食、いわゆるアフターコロ−ジョンに対しても不利にな
る（コロ−ジョンの問題については、篠原はか「半導体
・集積回路技術第３５回シンポジウム講演論文集」１３
〜１８頁、論文番号３．１９８８年１２月参照）。
上述したアンダーカットによる形状劣化の問題の改善に
ついては、５ｉｌＪ４などのデボ（堆積性）ガスを使用
ガス系に積極的に添加してデボ物により側壁を保護する
技術が提案されているものの、この従来方法では、ガス
自体が堆積性をもつため、被エツチングチェンバー全体
がデボ雰囲気になって、この結果パーティクルが発生す
ることが避けられず、抜本的な問題解決にはならない。
ついては、５ｉｌＪ４などのデボ（堆積性）ガスを使用
ガス系に積極的に添加してデボ物により側壁を保護する
技術が提案されているものの、この従来方法では、ガス
自体が堆積性をもつため、被エツチングチェンバー全体
がデボ雰囲気になって、この結果パーティクルが発生す
ることが避けられず、抜本的な問題解決にはならない。
本発明は上述した問題点を解決しようとするものである
。即ち、本発明は、Ａｊ２系材料膜をエツチングする場
合に、被エツチング構造がバリアメタル及び／または反
射防止膜などとＡｊ２系材料膜との多層膜である場合も
、良好な形状でＡｌ系材料膜をエツチングでき、しかも
その際イオンエネルギーを増大させる必要なく、また堆
積性のガスを添加する必要なく、良好な形状のエツチン
グを行うことができ、また、その場合に、オーバーエッ
チ、特に過剰なオーバーエッチが必要である場合も、該
オーバーエッチ時の過剰なラジカル等による側壁のエツ
チング（サイドアタック反応による側壁のえぐれ）を防
止して良好なエツチングを実現できるエツチング方法を
提供せんとするものである。
。即ち、本発明は、Ａｊ２系材料膜をエツチングする場
合に、被エツチング構造がバリアメタル及び／または反
射防止膜などとＡｊ２系材料膜との多層膜である場合も
、良好な形状でＡｌ系材料膜をエツチングでき、しかも
その際イオンエネルギーを増大させる必要なく、また堆
積性のガスを添加する必要なく、良好な形状のエツチン
グを行うことができ、また、その場合に、オーバーエッ
チ、特に過剰なオーバーエッチが必要である場合も、該
オーバーエッチ時の過剰なラジカル等による側壁のエツ
チング（サイドアタック反応による側壁のえぐれ）を防
止して良好なエツチングを実現できるエツチング方法を
提供せんとするものである。
上記目的を達成するため、本発明のＡｌ系材料膜のエツ
チング方法は、次の構成とする。即ち、本発明は、下地
上に形成されたＡｌ系材料膜をエツチングするＡｌ系材
料膜のエツチング方法において、水素を構成元素として
分子中に含むガスを１０〜９９％含有してなる混合ガス
を用いて下地が露出するまでエツチングを行い、酸化性
のガスを用いて前記エツチングにより形成されたＡｌ系
材料パターンの側壁に保護膜を形成し、その後オーバー
エツチングを行うことを特徴とするＡｌ系材料膜のエツ
チング方法である。
チング方法は、次の構成とする。即ち、本発明は、下地
上に形成されたＡｌ系材料膜をエツチングするＡｌ系材
料膜のエツチング方法において、水素を構成元素として
分子中に含むガスを１０〜９９％含有してなる混合ガス
を用いて下地が露出するまでエツチングを行い、酸化性
のガスを用いて前記エツチングにより形成されたＡｌ系
材料パターンの側壁に保護膜を形成し、その後オーバー
エツチングを行うことを特徴とするＡｌ系材料膜のエツ
チング方法である。
本発明において、アルミニウム系材料膜とは、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、アルミニウム化合物、もしく
はこれらを成分として含有する材料から成る膜をいう。
ウム、アルミニウム合金、アルミニウム化合物、もしく
はこれらを成分として含有する材料から成る膜をいう。
また、水素を構成元素として分子中に有するガス（以下
台Ｈガスと略称する）とは、エツチング時に分解して分
子中から水素原子（Ｈ）が発生し得るガスを言い、例え
ば、水素ガス、ハロゲン化水素、硫化水素、その他の非
金属元素と水素との化合物等である。含Ｈガスは、それ
自体は堆積性が小さいことが好ましく、堆積性がないこ
とが特に好ましい。この意味でＣやＳｔを分子中に含む
ガスは好ましくない。含Ｈガスとしては、Ｈ（１４、Ｈ
Ｂｒ、ＨＦ０群から選ばれる少なくとも１種を用いるこ
とが好ましい。
台Ｈガスと略称する）とは、エツチング時に分解して分
子中から水素原子（Ｈ）が発生し得るガスを言い、例え
ば、水素ガス、ハロゲン化水素、硫化水素、その他の非
金属元素と水素との化合物等である。含Ｈガスは、それ
自体は堆積性が小さいことが好ましく、堆積性がないこ
とが特に好ましい。この意味でＣやＳｔを分子中に含む
ガスは好ましくない。含Ｈガスとしては、Ｈ（１４、Ｈ
Ｂｒ、ＨＦ０群から選ばれる少なくとも１種を用いるこ
とが好ましい。
また、含Ｈガスを１０〜９９％含有してなる混合ガスと
は、被エツチング材であるＡｌ系材料膜をエツチングす
るエッチャントとなるガス成分のほかに、該含有Ｈガス
が全体の１０〜９９％（体積％、即ち流量％である）含
有されているものを言う。含Ｈガスの更に好ましい含有
量は、エッチレートも考慮すると、２０％以上であり、
特に２０〜５０％である。
は、被エツチング材であるＡｌ系材料膜をエツチングす
るエッチャントとなるガス成分のほかに、該含有Ｈガス
が全体の１０〜９９％（体積％、即ち流量％である）含
有されているものを言う。含Ｈガスの更に好ましい含有
量は、エッチレートも考慮すると、２０％以上であり、
特に２０〜５０％である。
エッチャントとなるガスとしては、Ａｌ系材料のエツチ
ングガスとして知られる各種のものを任意に用いること
ができ、塩素系ガスを好ましく用いることができる。例
えば、ＢＣ／！、 、Ｃｆ２や、これらの混合ガス系な
どである。また、エッチャントとなるガス、含Ｈガスの
ほかに、適宜希釈ガス等として、他のガスを添加しても
差支えない。
ングガスとして知られる各種のものを任意に用いること
ができ、塩素系ガスを好ましく用いることができる。例
えば、ＢＣ／！、 、Ｃｆ２や、これらの混合ガス系な
どである。また、エッチャントとなるガス、含Ｈガスの
ほかに、適宜希釈ガス等として、他のガスを添加しても
差支えない。
また本発明において、酸化性のガスとは、エツチングに
よりパターニングされたＡｌ系材料の側壁に酸化膜等の
保護膜を形成し得るガスを言う。
よりパターニングされたＡｌ系材料の側壁に酸化膜等の
保護膜を形成し得るガスを言う。
このような酸化性のガスとしては、例えば、ｏ２（酸素
）、０３ （オシ７） 、ＮＯ，Ｎｏｔ等の少なくとも
酸素原子を構成元素として分子中に有するガスを用いる
ことができる。放電のない条件では、０□や０３が好ま
しい。
）、０３ （オシ７） 、ＮＯ，Ｎｏｔ等の少なくとも
酸素原子を構成元素として分子中に有するガスを用いる
ことができる。放電のない条件では、０□や０３が好ま
しい。
本発明のエツチング方法において、含Ｈガスは次のよう
な作用を示すと考えられる。
な作用を示すと考えられる。
■含Ｈガス自体は、堆積性が乏しく、例えばＨＣｌなど
は、全く堆積性がない。
は、全く堆積性がない。
■エツチング時に、プラズマ等により発生する水素（Ｈ
）は、これとレジスト分解物（Ｃ，Ｈ，）との反応によ
り、カーボン系物質の堆積を起こし易くする。
）は、これとレジスト分解物（Ｃ，Ｈ，）との反応によ
り、カーボン系物質の堆積を起こし易くする。
更に本発明においては、上記含Ｈガスを含有する混合ガ
スを用いて下地が露出するまでエツチングを行って、オ
ーバーエツチングに先立ち、酸化性のガスを用いてＡｌ
系材料パターンの側壁保護膜を形成し、その後オーバー
エツチングするので、オーバーエッチ時にパターン側壁
がエツチングされることが、該保護膜により防止される
。従って、サイドアタックによる側壁のエツチングが防
止されて、えぐれ（アンダーカット）の発生が防がれ、
形状劣化を抑制できる。
スを用いて下地が露出するまでエツチングを行って、オ
ーバーエツチングに先立ち、酸化性のガスを用いてＡｌ
系材料パターンの側壁保護膜を形成し、その後オーバー
エツチングするので、オーバーエッチ時にパターン側壁
がエツチングされることが、該保護膜により防止される
。従って、サイドアタックによる側壁のエツチングが防
止されて、えぐれ（アンダーカット）の発生が防がれ、
形状劣化を抑制できる。
本発明において、含Ｈガスの上記した作用が最も良好に
機能して、良好なエツチングを達成できるのは、含Ｈガ
スが１０〜９９％、好ましくは２０〜５０％である場合
である。これは本発明者の検討の結果見い出されたこと
である。
機能して、良好なエツチングを達成できるのは、含Ｈガ
スが１０〜９９％、好ましくは２０〜５０％である場合
である。これは本発明者の検討の結果見い出されたこと
である。
また、添加する含Ｈガス自体は堆積性である必要はなく
、むしろ一般に堆積性は有さないので、パーティクルが
増大するなどの問題は原理的に無い。（ＣＨＣＩ３を添
加することにより形状改善を行う技術が知られているが
、これはプラズマ放電させるとプラズマ中すべての領域
で堆積雰囲気となり、ダストが発生し易いという問題が
あるが、本発明はそのおそれがない）。
、むしろ一般に堆積性は有さないので、パーティクルが
増大するなどの問題は原理的に無い。（ＣＨＣＩ３を添
加することにより形状改善を行う技術が知られているが
、これはプラズマ放電させるとプラズマ中すべての領域
で堆積雰囲気となり、ダストが発生し易いという問題が
あるが、本発明はそのおそれがない）。
また後記実施例で詳述するが、本発明によれば、ガス系
に含塩素ガスを用いても、アンシング後の残留塩素量の
低減をも可能にすることができるものである。
に含塩素ガスを用いても、アンシング後の残留塩素量の
低減をも可能にすることができるものである。
以下本発明の実施例について説明する。但し当然ではあ
るが、本発明は以下述べる実施例により限定されるもの
ではない。
るが、本発明は以下述べる実施例により限定されるもの
ではない。
実施例−１
この実施例においては、被エツチングサンプルとして、
第３図に示したバリアメタル層２及び反射防止膜３を有
するＡｌ系材料Ｍｌを使用した。
第３図に示したバリアメタル層２及び反射防止膜３を有
するＡｌ系材料Ｍｌを使用した。
Ａｌ系材料膜１は１，１４２−Ｓｉ合金（Ｓｉ１ｗｔ％
含有）から成り、バリアメタル層２はＴｉ０ＮＮ２１及
びＴｉ層２２から成る。反射防止ＷＩ３は、ＴｉｏＮ層
である。下地５は５ｉＯｚである。
含有）から成り、バリアメタル層２はＴｉ０ＮＮ２１及
びＴｉ層２２から成る。反射防止ＷＩ３は、ＴｉｏＮ層
である。下地５は５ｉＯｚである。
本実施例では、まず第１ステツプとして次の条件でエツ
チングを行った。
チングを行った。
使用ガス系： ＢＣｌ３／Ｃ１ｔ／ＨＣＩ ＝６０／
４０／１００ ＳＣＣＭ圧 力 ： １６ｍＴ
ｏｒｒ マイクロ波： ３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０− エツチング装置は、第４図に示したＥＣＲエツチング装
置を用いた。第４図中、１０は被エツチング材である半
導体ウェハであり、１１はこれを支持する載置台（ウェ
ハサセプタ）である、６は反応室テアリ、６１は石英ベ
ルジャ、６２はマグネトロン、６３は導波管、６４は磁
場形成用ソレノイドコイルである。６５はエツチングガ
ス導入系、６６は排気等を示す。６７は高周波電源であ
る。
４０／１００ ＳＣＣＭ圧 力 ： １６ｍＴ
ｏｒｒ マイクロ波： ３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０− エツチング装置は、第４図に示したＥＣＲエツチング装
置を用いた。第４図中、１０は被エツチング材である半
導体ウェハであり、１１はこれを支持する載置台（ウェ
ハサセプタ）である、６は反応室テアリ、６１は石英ベ
ルジャ、６２はマグネトロン、６３は導波管、６４は磁
場形成用ソレノイドコイルである。６５はエツチングガ
ス導入系、６６は排気等を示す。６７は高周波電源であ
る。
本実施例によれば、比較となる従来のガス系（Ｂ Ｃ１
３／ Ｃ１ｚ）を用いた場合、被エツチング材であるウ
ェハに印加するＲＦバイアスは５０Ｗにしないと異方性
形状は得られなかったのに対し、その６０％である３０
Ｗの印加で異方性形状が得られた。
３／ Ｃ１ｚ）を用いた場合、被エツチング材であるウ
ェハに印加するＲＦバイアスは５０Ｗにしないと異方性
形状は得られなかったのに対し、その６０％である３０
Ｗの印加で異方性形状が得られた。
ところがこのガス系では、更にオーバーエツチングを行
う場合、３０％程度のオーバーエッチでは問題無いもの
の、５０％以上オーバーエッチを行うと、過剰な塩素ラ
ジカルによりパターンの側壁のサイドアタック反応が起
こり、パターンにアンダーカットが生じるなど形状が悪
化することがある。
う場合、３０％程度のオーバーエッチでは問題無いもの
の、５０％以上オーバーエッチを行うと、過剰な塩素ラ
ジカルによりパターンの側壁のサイドアタック反応が起
こり、パターンにアンダーカットが生じるなど形状が悪
化することがある。
そこで本実施例では、次の第２ステツプの保護膜形成工
程を設けて、その後第３ステツプでオーバーエツチング
を行うようにした。
程を設けて、その後第３ステツプでオーバーエツチング
を行うようにした。
即ち本実施例では、上記第１ステップ条件で下地５が露
出するまでエツチングを行い、第２ステツプでは、下記
条件でエツチングした。
出するまでエツチングを行い、第２ステツプでは、下記
条件でエツチングした。
使用ガス系：０□＝２００ ＳＣＣＭ
圧 力 ： １６１ＩＩＴｏｒｒマイクロ波：
３００ｍＡ ＲＦバイアス：Ｏｗ 時 間：２秒 この第２ステツプにより、Ａｌ系材料膜パターンの側壁
に安定な酸化膜を形成し、これを保護膜とする。このと
き同時に、レジスト４は１０００人程度エンチングされ
る。
３００ｍＡ ＲＦバイアス：Ｏｗ 時 間：２秒 この第２ステツプにより、Ａｌ系材料膜パターンの側壁
に安定な酸化膜を形成し、これを保護膜とする。このと
き同時に、レジスト４は１０００人程度エンチングされ
る。
次に、下記条件で第３ステツプのオーバーエツチングを
行う。
行う。
使用ガス系： ＢＣｆ３／Ｃ１ｚ／ＨＣ１＝６０／４
０／１００ ＳＣＣＭ圧 カニ １６ｍＴｏｒ
ｒ マイクロ波：３０抛Ａ ＲＦパ゛イアス：３〇− これは第１ステツプにおけるエツチング条件と同じであ
る。本実施例ではこの条件で、例えば５０％のオーバー
エツチングを行った。なお場合によっては、ガス系を第
１ステツプと変えてもよい。
０／１００ ＳＣＣＭ圧 カニ １６ｍＴｏｒ
ｒ マイクロ波：３０抛Ａ ＲＦパ゛イアス：３〇− これは第１ステツプにおけるエツチング条件と同じであ
る。本実施例ではこの条件で、例えば５０％のオーバー
エツチングを行った。なお場合によっては、ガス系を第
１ステツプと変えてもよい。
このオーバーエッチ時にはＡｌｆｉ系材料膜１の側壁に
は第２ステツプで形成された保護膜（この例では安定な
酸化膜と考えられる）が形成されているため、本実施例
のように含ＨガスとしてのＨ（１の如き含Ｃｌガスを用
いても、オーバーエッチ時にもパターン側壁は過剰な塩
素ラジカルのサイドアタック反応から保護される。
は第２ステツプで形成された保護膜（この例では安定な
酸化膜と考えられる）が形成されているため、本実施例
のように含ＨガスとしてのＨ（１の如き含Ｃｌガスを用
いても、オーバーエッチ時にもパターン側壁は過剰な塩
素ラジカルのサイドアタック反応から保護される。
よって、サイドエツチングが生じることなく、良好なオ
ーバーエツチングがなされ最終的に良好なエツチング形
状を得ることができる。
ーバーエツチングがなされ最終的に良好なエツチング形
状を得ることができる。
得られた形状を第１図に示す。図の如く、アンダーカッ
トの無い異方性の良好なエツチングが達成された。
トの無い異方性の良好なエツチングが達成された。
また本実施例によれば、含ＨガスとしてＨ（１を用いて
いるが、残留塩素は非常に少ないものであった。
いるが、残留塩素は非常に少ないものであった。
第５図に、従来プロセスでエツチングした場合と、本実
施例でエツチングした場合とについて、エツチング後に
残留塩素を分析した結果を示すが、Ａで示す従来プロセ
ス（１ウエハにつき約２０μｇ強）に比し、Ｂに示す本
実施例では残留塩素ははるかに少なくなっている（同約
１５μｇ弱）。第６図には、エツチング後、更にアッシ
ングを行ったサンプルについて残留塩素を分析した結果
を示すが、２サンプルについて、従来プロセスでは１ウ
エハにつき０．１６μｇ程度（ＡＩ、Ａ２）であるのに
対し、本実施例では０．１μｇを少し上まわるもの（Ｂ
１）と、これを下まわるもの（Ｂ２）とが得られるとい
う結果が出、残留塩素についても再現性良く良好な結果
が得られていることがわかる。
施例でエツチングした場合とについて、エツチング後に
残留塩素を分析した結果を示すが、Ａで示す従来プロセ
ス（１ウエハにつき約２０μｇ強）に比し、Ｂに示す本
実施例では残留塩素ははるかに少なくなっている（同約
１５μｇ弱）。第６図には、エツチング後、更にアッシ
ングを行ったサンプルについて残留塩素を分析した結果
を示すが、２サンプルについて、従来プロセスでは１ウ
エハにつき０．１６μｇ程度（ＡＩ、Ａ２）であるのに
対し、本実施例では０．１μｇを少し上まわるもの（Ｂ
１）と、これを下まわるもの（Ｂ２）とが得られるとい
う結果が出、残留塩素についても再現性良く良好な結果
が得られていることがわかる。
上記第６図の結果はアッシング後であるので、本実施例
のサンプルについては側壁保護膜はアッシングで除去さ
れており、該保護膜に起因する残留塩素はないと考えら
れ、残留塩素が少ないことも含Ｈガスを用いたことによ
る効果と考えられるが、いずれにしても本実施例によれ
ば、塩素に基づくコロ−ジョンの問題に対しても有利で
あることがわかる。
のサンプルについては側壁保護膜はアッシングで除去さ
れており、該保護膜に起因する残留塩素はないと考えら
れ、残留塩素が少ないことも含Ｈガスを用いたことによ
る効果と考えられるが、いずれにしても本実施例によれ
ば、塩素に基づくコロ−ジョンの問題に対しても有利で
あることがわかる。
アッシング時に保護膜が良好に除去されることについて
は、本実施例では、ここで用いるＨ（１が側壁保護膜形
成に寄与しているので該側壁保護膜がハイドロカーボン
系に近（なり、これによりアッシングで除去され易い状
態となって、この結果これが良好に除去されるものと考
えられる。
は、本実施例では、ここで用いるＨ（１が側壁保護膜形
成に寄与しているので該側壁保護膜がハイドロカーボン
系に近（なり、これによりアッシングで除去され易い状
態となって、この結果これが良好に除去されるものと考
えられる。
なお、上記残留塩素の分析は、処理後の被エツチング材
（ウェハ）に一定量の純水を盛り、一定時間後採取して
イオンクロマトグラフィーで測定したものである。
（ウェハ）に一定量の純水を盛り、一定時間後採取して
イオンクロマトグラフィーで測定したものである。
上述の如く本実施例によれば、ジャストエッチ後にＡｌ
系材料から成るパターンの側壁を酸化性のガスにより処
理し、その後オーハーエソチを行うことにより、側壁に
アンダーカットの無い良好な異方性形状が得られる。か
つこのオーバーエッチ前の酸化性ガスによる処理は、例
えば単に系内に０□を流すだけで容易に実施できる。
系材料から成るパターンの側壁を酸化性のガスにより処
理し、その後オーハーエソチを行うことにより、側壁に
アンダーカットの無い良好な異方性形状が得られる。か
つこのオーバーエッチ前の酸化性ガスによる処理は、例
えば単に系内に０□を流すだけで容易に実施できる。
また本実施例では、イオンの入射エネルギーに影響する
ＲＦバイアスを小さくできる（例えば５０Ｗから３０Ｗ
）。このことによっても、本例の如くＣｌを含有するガ
スを用いた場合も、オーバーエッチ時の塩素を含んだ下
地スパッタ物の量を少なくでき、残留塩素を低減できる
。
ＲＦバイアスを小さくできる（例えば５０Ｗから３０Ｗ
）。このことによっても、本例の如くＣｌを含有するガ
スを用いた場合も、オーバーエッチ時の塩素を含んだ下
地スパッタ物の量を少なくでき、残留塩素を低減できる
。
また、上記酸化性ガスによる処理（０２プラズマ処理等
）によっても、残留塩素低減効果が高められていると考
えられる。
）によっても、残留塩素低減効果が高められていると考
えられる。
よって、アフターコロ−ジョンに対して非常に有利であ
る。
る。
更に、堆積性のガスを用いる必要がなく、パーティクル
等の発生を防止できるという点でも有利である。
等の発生を防止できるという点でも有利である。
上述の如く、本発明によれば、各種のＡｌ系材料膜を良
好にエツチングできるものであり、例えば、被エツチン
グ構造がバリアメタル及び／または反射防止膜などと／
ｌ系材料膜との多層膜である場合も、良好な形状でＡｌ
系材料膜をエツチングできる。しかもその際イオンエネ
ルギーを増大させる必要もなく、また堆積性のガスを添
加する必要もな（、異方性を向上させることができる。
好にエツチングできるものであり、例えば、被エツチン
グ構造がバリアメタル及び／または反射防止膜などと／
ｌ系材料膜との多層膜である場合も、良好な形状でＡｌ
系材料膜をエツチングできる。しかもその際イオンエネ
ルギーを増大させる必要もなく、また堆積性のガスを添
加する必要もな（、異方性を向上させることができる。
更に、オーバーエッチ時には保護膜によりパターン側壁
が保護されるので、オーバーエッチ時における形状劣化
もなく、良好なエツチング形状が得られる。
が保護されるので、オーバーエッチ時における形状劣化
もなく、良好なエツチング形状が得られる。
第１図は、実施例−１で得られたエツチング形状の断面
図である。第２図は、従来例（比較例）で得られたエツ
チング形状の断面図である。第３図は、被エツチング材
の一例を示す断面図である。 第４図は、実施例−１で用いたエツチング装置の構成図
である。第５図及び第６図は、残留塩素を従来例、実施
例について分析した結果を示す図である ｌ・・・アルミニウム系材料膜、２・・・バリアメタル
層、３・・・反射防止膜、５・・・下地。
図である。第２図は、従来例（比較例）で得られたエツ
チング形状の断面図である。第３図は、被エツチング材
の一例を示す断面図である。 第４図は、実施例−１で用いたエツチング装置の構成図
である。第５図及び第６図は、残留塩素を従来例、実施
例について分析した結果を示す図である ｌ・・・アルミニウム系材料膜、２・・・バリアメタル
層、３・・・反射防止膜、５・・・下地。
Claims (1)
- １．下地上に形成されたＡｌ系材料膜をエッチングする
Ａｌ系材料膜のエッチング方法において、水素を構成元
素として分子中に含むガスを１０〜９９％含有してなる
混合ガスを用いて下地が露出するまでエッチングを行い
、 酸化性のガスを用いて前記エッチングにより形成された
Ａｌ系材料パターンの側壁に保護膜を形成し、 その後オーバーエッチングを行うことを特徴とするＡｌ
系材料膜のエッチング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24048690A JP3170791B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ａｌ系材料膜のエッチング方法 |
| KR1019910014714A KR100214032B1 (ko) | 1990-09-11 | 1991-08-24 | 알루미늄계재료막의에칭방법 |
| US07/757,642 US5207868A (en) | 1990-09-11 | 1991-09-11 | Etching process for films of aluminum or its alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24048690A JP3170791B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ａｌ系材料膜のエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120282A true JPH04120282A (ja) | 1992-04-21 |
| JP3170791B2 JP3170791B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17060232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24048690A Expired - Lifetime JP3170791B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ａｌ系材料膜のエッチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5207868A (ja) |
| JP (1) | JP3170791B2 (ja) |
| KR (1) | KR100214032B1 (ja) |
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| JP2021114615A (ja) * | 2011-10-19 | 2021-08-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタ |
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| US5480748A (en) * | 1992-10-21 | 1996-01-02 | International Business Machines Corporation | Protection of aluminum metallization against chemical attack during photoresist development |
| KR970001883B1 (ko) * | 1992-12-30 | 1997-02-18 | 삼성전자 주식회사 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
| US5387556A (en) * | 1993-02-24 | 1995-02-07 | Applied Materials, Inc. | Etching aluminum and its alloys using HC1, C1-containing etchant and N.sub.2 |
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| JPH08130206A (ja) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Sony Corp | Ａｌ系金属層のプラズマエッチング方法 |
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| KR101381914B1 (ko) * | 2012-07-19 | 2014-04-07 | (주) 정산인터내셔널 | 서로 다른 액상 실리콘 고무 코팅액을 이용한 합성피혁의 제조방법 |
Family Cites Families (5)
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