JPH04322425A - Etching method for copper film - Google Patents
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Abstract
Description
［発明の目的］ [Purpose of the invention]
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に銅膜のエッチング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of etching a copper film.
【０００２】0002
【従来の技術】現在、ＬＳＩのチップ内配線として、Ａ
ｌを主成分とする配線が広く用いられている。その主な
理由は、Ａｌを主成分とする配線は低抵抗で加工性に優
れているからである。[Prior Art] Currently, A
Wiring having l as a main component is widely used. The main reason for this is that wiring containing Al as a main component has low resistance and excellent workability.
【０００３】しかしながら、ＬＳＩの高集積化が進むに
つれ、上記したＡｌを主成分とする配線は次の問題が顕
著になってきた。即ち、Ａｌはエレクトロマイグレーシ
ョン耐性、ストレスマイグレーション耐性が小さく、こ
のためＡｌに銅等の不純物を添加することにより、Ａｌ
の結晶粒界にこの不純物を偏析させてマイグレーション
耐性を向上させるようにしている。However, as LSIs become more highly integrated, the following problems have become more apparent with the above-mentioned wiring mainly composed of Al. That is, Al has low electromigration resistance and stress migration resistance, so by adding impurities such as copper to Al, Al
This impurity is segregated at grain boundaries to improve migration resistance.
【０００４】上記したように、ＬＳＩの高集積化が進む
と、配線は一層微細化し、電流密度が増々大きくなるの
で、エレクトロマイグレーション、ストレスマイグレー
ションは起こりやすくなる。これらのマイグレーション
に対して耐性を向上させるには、上記したように銅等の
不純物をさらに添加することが必要となるが、ドライエ
ッチング等の加工性の点から限界があるのが現状である
。即ち、銅等を添加したＡｌ膜をドライエッチング等に
より配線にパターニングする場合、添加した銅等が多い
と、これによる残渣が目立つようになり、加工性が著し
く劣化する。また、銅等の不純物がＡｌ配線中に多く含
まれるようになると、配線の抵抗が増大してしまうとい
う問題も起こる。As mentioned above, as the integration of LSIs progresses, the wiring becomes finer and the current density increases, making electromigration and stress migration more likely to occur. In order to improve resistance to these migrations, it is necessary to further add impurities such as copper as described above, but there is currently a limit in terms of processability such as dry etching. That is, when patterning an Al film to which copper or the like is added into a wiring by dry etching or the like, if a large amount of copper or the like is added, the resulting residue becomes noticeable and the workability is significantly deteriorated. Furthermore, when a large amount of impurities such as copper are contained in the Al wiring, a problem arises in that the resistance of the wiring increases.
【０００５】以上のことから、Ａｌにかわる新しい配線
材料として、銅が注目されている。銅配線を形成するに
は、Ａｌ配線の場合と同様、銅膜を堆積した後、これを
塩素ガスにより、エッチング加工する方法がある。[0005] For the above reasons, copper is attracting attention as a new wiring material to replace Al. To form copper wiring, there is a method in which a copper film is deposited and then etched using chlorine gas, as in the case of Al wiring.
【０００６】銅を塩素ガスによりエッチングするには、
２５０℃以上に加熱することが必要である。銅の塩化物
は蒸気圧が低く、凝縮しやすいからである。しかしなが
ら、２５０℃以上の温度では、銅はプラズマ下でなくて
も塩素ガスと容易に反応する性質があるので、アンダー
カットが生じやすい。従って、銅膜を異方的にエッチン
グするためには、銅膜の側壁に保護膜を形成する必要が
ある。[0006] To etch copper with chlorine gas,
It is necessary to heat to 250°C or higher. This is because copper chloride has a low vapor pressure and is easily condensed. However, at a temperature of 250° C. or higher, copper has the property of easily reacting with chlorine gas even when not under plasma, so undercutting is likely to occur. Therefore, in order to etch the copper film anisotropically, it is necessary to form a protective film on the sidewalls of the copper film.
【０００７】多結晶シリコン膜等のドライエッチングで
は、マスクとして用いるレジストの分解物やエッチング
ガス中に含まれる炭素が重合して高分子膜が形成され、
この高分子膜が多結晶シリコン膜等の側壁保護膜として
作用する。しかしながら、銅膜のエッチングの場合、前
記したように２５０℃以上の高温が必要であり、通常の
高分子膜は容易に分解してしまうという問題がある。In dry etching of polycrystalline silicon films, etc., carbon contained in the etching gas and decomposed products of the resist used as a mask polymerize to form a polymer film.
This polymer film acts as a sidewall protection film for a polycrystalline silicon film or the like. However, in the case of etching a copper film, a high temperature of 250° C. or higher is required as described above, and there is a problem in that ordinary polymer films easily decompose.
【０００８】さらに、通常エッチング後の銅膜表面には
エッチングガスの構成原子が残留する。塩素系ガスを用
いた場合には、塩素が残留する。この残留塩素をそのま
まにしておくと、配線の腐食など信頼性を損なう問題が
生じるため、これを除去する必要がある。この除去は、
通常酸素プラズマアッシングや加熱処理によって行われ
、この際表面に酸化膜が形成される。Ａｌならば、酸化
膜が緻密な構造を持ち外部からの酸素等の侵入を防止す
るので、エッチング工程後はこの酸化膜で表面に保護す
ることが可能である。しかし、銅は、酸化され易い性質
を持ち上、その酸化膜はＡｌと異なって緻密な構造を持
たないので、外部からの酸素等の侵入を防止できない。
そのため、表面を酸化膜では十分に保護できず、エッチ
ング工程後除去することが必要となる。従って、その後
銅膜表面に新たにパッシベーション膜を形成しなければ
ならなく、工程が複雑になってしまうという問題がある
。Furthermore, constituent atoms of the etching gas usually remain on the surface of the copper film after etching. When chlorine-based gas is used, chlorine remains. If this residual chlorine is left as it is, problems such as corrosion of wiring will occur, which impairs reliability, so it is necessary to remove it. This removal is
This is usually done by oxygen plasma ashing or heat treatment, and an oxide film is formed on the surface at this time. If Al is used, the oxide film has a dense structure and prevents oxygen from entering from the outside, so it is possible to protect the surface with this oxide film after the etching process. However, copper has the property of being easily oxidized and its oxide film does not have a dense structure unlike Al, so it is impossible to prevent oxygen from entering from the outside. Therefore, the surface cannot be sufficiently protected by the oxide film, and it is necessary to remove it after the etching process. Therefore, a new passivation film must be formed on the surface of the copper film after that, complicating the process.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の銅膜のエッチング方法はエッチング中に銅膜の側壁に
保護膜を形成することができないため、アンダーカット
を防止できないという問題点があった。また、銅の酸化
膜は緻密な構造を持たないので、銅膜表面を十分保護す
ることができず、このため酸化膜剥離、新たなパッシベ
ーション膜被覆を行なわなければならず、工程数が増加
してしまう問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the conventional copper film etching method has the problem that undercuts cannot be prevented because a protective film cannot be formed on the side walls of the copper film during etching. Ta. In addition, since the copper oxide film does not have a dense structure, it cannot sufficiently protect the surface of the copper film, which requires stripping the oxide film and applying a new passivation film, which increases the number of steps. There was a problem.
【００１０】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、エッチング中は銅膜の
アンダーカットを防止し、エッチング終了後は該銅膜を
十分保護することができる銅膜のエッチング方法を提供
することにある。
［発明の構成］The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent undercutting of the copper film during etching, and to sufficiently protect the copper film after etching is completed. An object of the present invention is to provide a method for etching a copper film. [Structure of the invention]
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ため本発明は、絶縁膜に対して銅膜を選択的にエッチン
グする方法であって、主エッチングガスとして金属のハ
ロゲン化合物ガスと塩素原子を含有するガスとの混合ガ
スを用いることを特徴とする銅膜のエッチング方法を提
供する。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for selectively etching a copper film with respect to an insulating film, which uses a metal halide compound gas and chlorine atoms as the main etching gas. Provided is a method for etching a copper film characterized by using a mixed gas with a gas containing.
【００１２】0012
【作用】本発明による銅膜のエッチング方法であれば、
主エッチングガスとして金属のハロゲン化合物ガスと塩
素原子を含有するガスとの混合ガスを用いるので、銅膜
の側壁に保護膜を形成しながら絶縁膜に対して選択的に
銅膜をエッチングすることができる。[Operation] If the copper film etching method according to the present invention is used,
Since a mixed gas of a metal halide gas and a gas containing chlorine atoms is used as the main etching gas, it is possible to selectively etch the copper film with respect to the insulating film while forming a protective film on the side walls of the copper film. can.
【００１３】即ち、前記銅膜を前記塩素原子を含有する
ガスによりエッチングするとともに、前記金属のハロゲ
ン化合物ガスにより前記銅膜の側壁に保護膜を形成する
ことができるので、該銅膜のアンダーカットを抑制する
ことができる。ここで、この保護膜は銅膜のエッチング
に必要とされる２５０℃においても安定であり、十分側
壁保護膜として作用する。That is, since the copper film is etched with the gas containing chlorine atoms and a protective film can be formed on the side wall of the copper film with the metal halide gas, undercutting of the copper film is avoided. can be suppressed. Here, this protective film is stable even at 250° C. required for etching the copper film, and functions sufficiently as a sidewall protective film.
【００１４】さらに、前記保護膜は十分緻密な膜である
ので、エッチング後は外部からの酸素等の侵入を防止す
るパッシベーション膜として作用し、前記銅膜表面を保
護することができる。Furthermore, since the protective film is a sufficiently dense film, after etching, it acts as a passivation film to prevent oxygen from entering from the outside, thereby protecting the surface of the copper film.
【００１５】具体的には、前記金属のハロゲン化合物ガ
スとして、例えばチタン、ヴァナジウム、タングステン
、セレン等の金属のハロゲン化合物ガスを用い、２５０
℃においても安定であるこれら金属の膜を銅膜の側壁に
付着させながらエッチングすることにより、エッチング
中はアンダーカットを抑制する膜として、エッチング終
了後はパッシベーション膜として使用することができる
。Specifically, as the metal halide gas, a metal halide gas such as titanium, vanadium, tungsten, selenium, etc. is used, and 250
By etching a film of these metals, which are stable even at .degree. C., while adhering to the sidewall of the copper film, it can be used as a film to suppress undercuts during etching and as a passivation film after etching.
【００１６】また、本発明では、前記混合ガスに対して
窒素原子を含有するガスを混合したガスを主エッチング
ガスとして用いても良く、この場合には銅膜の側壁に保
護膜として金属の窒化物膜を形成することができる。こ
の膜は前記した金属の膜よりも塩素を含有するガスに対
して耐エッチング性がさらに優れているので、前記銅膜
のアンダーカットを完全に防止できる。また、前記窒化
物膜は前記金属の膜よりも緻密であるので、エッチング
後のパッシベーション膜としての効果がさらに大きい。Further, in the present invention, a gas containing a nitrogen atom may be used as the main etching gas, and in this case, a metal nitride may be used as a protective film on the side wall of the copper film. A substance film can be formed. Since this film has better etching resistance against chlorine-containing gas than the metal film described above, undercutting of the copper film can be completely prevented. Furthermore, since the nitride film is denser than the metal film, it is more effective as a passivation film after etching.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明による銅膜のエッチング方法の
実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the copper film etching method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１８】図１は本実施例を実施するにあたり用いた
平行平板型リアクティブ・イオンエッチング装置の概略
構成図である。この図に示すように、真空容器１内には
試料２を載置する電極３及びその対向電極４が配置され
ている。電極３の内部にはヒータ５が埋め込まれており
、試料２を３００℃程度まで加熱することができる。
６はヒータ５の電源、７は高周波電源である。ガスはガ
ス導入口８より導入され、ガス排気口９より排気される
。次に、被エッチング試料の作製工程について述べる。
図２乃至図４はその工程を示す断面図である。まず、Ｓ
ｉ基板２１を熱酸化することにより厚さ８００ｎｍのＳ
ｉＯ２ 膜２２を形成し、この上にスパッタリング法に
より厚さ３００ｎｍの銅膜２３を形成した。さらに、銅
膜２３上にプラズマＣＶＤ法により厚さ３００ｎｍのＳ
ｉＮ膜２４を形成した後、レジストパターン２５を形成
した（図２）。次に、図３に示すようにＳｉＮ膜２４を
ＲＩＥ法によりエッチングした後、水素プラズマを使用
してレジストパターン２５を剥離した（図４）。
水素プラズマによりレジストパターン２５を剥離したの
は、下層の銅膜２３の露出表面が酸化されないようにす
るためである。これを試料２として図１に示したエッチ
ング装置に設置して、ＳｉＮ膜２４をマスクとして以下
の実施例に述べるように銅膜２３のエッチングを行った
。
第１の実施例FIG. 1 is a schematic diagram of a parallel plate type reactive ion etching apparatus used in carrying out this embodiment. As shown in this figure, an electrode 3 on which a sample 2 is placed and an electrode 4 facing the electrode 3 are arranged in a vacuum container 1. A heater 5 is embedded inside the electrode 3 and can heat the sample 2 to about 300°C. 6 is a power source for the heater 5, and 7 is a high frequency power source. Gas is introduced through a gas inlet 8 and exhausted through a gas exhaust port 9. Next, the process for preparing the sample to be etched will be described. 2 to 4 are cross-sectional views showing the process. First, S
By thermally oxidizing the i-substrate 21, a S layer with a thickness of 800 nm is formed.
An iO2 film 22 was formed, and a 300 nm thick copper film 23 was formed thereon by sputtering. Further, a 300 nm thick S layer is formed on the copper film 23 by plasma CVD method.
After forming the iN film 24, a resist pattern 25 was formed (FIG. 2). Next, as shown in FIG. 3, the SiN film 24 was etched by RIE, and then the resist pattern 25 was removed using hydrogen plasma (FIG. 4). The reason why the resist pattern 25 was removed using hydrogen plasma was to prevent the exposed surface of the underlying copper film 23 from being oxidized. This was set as sample 2 in the etching apparatus shown in FIG. 1, and the copper film 23 was etched using the SiN film 24 as a mask as described in the following example. First example
【００１９】まず、図１に示した平行平板型エッチング
装置内にいれた前記試料２を２５０℃まで加熱して、塩
素ガスを２０ｓｃｃｍ、四塩化チタンガスを３ｓｃｃｍ
の流量で導入し、圧力を０．０３Ｔｏｒｒに保持した。
ここで、四塩化チタンは常温では液体のため、５０℃に
設定したバブラーに入れて加熱し供給した。次いで、電
極３、４間に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を１Ｗ／ｃ
ｍ２ の電力密度で印加して放電させ、銅膜２３のエッ
チングを行った。First, the sample 2 placed in the parallel plate type etching apparatus shown in FIG.
The pressure was maintained at 0.03 Torr. Here, since titanium tetrachloride is a liquid at room temperature, it was heated and supplied in a bubbler set at 50°C. Next, 1W/c of 13.56MHz high frequency power was applied between electrodes 3 and 4.
The copper film 23 was etched by applying and discharging at a power density of m2.
【００２０】エッチング終了後、試料２を冷却し、その
後取り出して破断し、断面をＳＥＭ観察した。図５は、
この結果を示す試料の断面図である。この図に示すよう
に、アンダーカットはほとんど生じなかった。After the etching was completed, sample 2 was cooled, then taken out and broken, and the cross section was observed using a SEM. Figure 5 shows
FIG. 3 is a cross-sectional view of a sample showing this result. As shown in this figure, almost no undercut occurred.
【００２１】銅膜２３の側壁にはチタン膜３１が１０〜
２０ｎｍ程度の膜厚が堆積しているのが確認され、この
膜３１が側壁保護膜として作用したので、銅膜２３のア
ンダーカットを抑制できたのである。[0021] On the side wall of the copper film 23, a titanium film 31 with a thickness of 10~
It was confirmed that a film thickness of about 20 nm was deposited, and since this film 31 acted as a sidewall protection film, undercutting of the copper film 23 could be suppressed.
【００２２】また、この試料２を酸素プラズマに晒した
ところ、銅膜２３は酸化されず、銅膜２３の側壁に堆積
したチタン膜３１が該銅膜２３の表面を十分保護してい
ることが確認された。Furthermore, when this sample 2 was exposed to oxygen plasma, the copper film 23 was not oxidized, indicating that the titanium film 31 deposited on the side wall of the copper film 23 sufficiently protected the surface of the copper film 23. confirmed.
【００２３】比較のため、同じように試料２を図１のエ
ッチング装置内に入れ、該試料２を２５０℃まで加熱し
、塩素ガスを２０ｓｃｃｍの流量で導入し、０．０３Ｔ
ｏｒｒに保持した。前記した方法と同じ条件で放電させ
、銅膜２３のエッチングを行った。エッチング終了後、
同様に試料２の断面をＳＥＭ観察した。図６はその結果
を示す試料の断面図である。この図に示すように、塩素
ガス単独でエッチングした場合は、銅膜２３の側壁に保
護膜が形成されず、アンダーカットが生じてしまった。
第２の実施例For comparison, sample 2 was similarly placed in the etching apparatus shown in FIG. 1, heated to 250°C, chlorine gas introduced at a flow rate of 20 sccm,
It was held at orr. The copper film 23 was etched by discharging under the same conditions as in the method described above. After etching is completed,
Similarly, the cross section of Sample 2 was observed by SEM. FIG. 6 is a cross-sectional view of a sample showing the results. As shown in this figure, when etching was performed using chlorine gas alone, no protective film was formed on the sidewalls of the copper film 23, resulting in undercuts. Second embodiment
【００２４】本実施例は、金属のハロゲン化合物ガスと
塩素原子を含有するガスとの混合ガスに、窒素原子を含
有するガスを混合して、この混合したガスを主エッチン
グガスとして銅膜をエッチングする方法であるIn this example, a gas containing nitrogen atoms is mixed with a mixed gas of a metal halide compound gas and a gas containing chlorine atoms, and a copper film is etched using this mixed gas as the main etching gas. This is the way to do it.
【００２
５】まず、図１に示した平行平板型エッチング装置内に
前記した試料２を入れ、この試料２を２５０℃まで加熱
した。さらに、塩素ガス（流量２０ｓｃｃｍ）と四塩化
チタンガス（流量３ｓｃｃｍ）との混合ガスにさらに、
アンモニアガス３ｓｃｃｍを添加して、このガスをエッ
チングガスとして銅膜のエッチングを行った。002
5] First, the sample 2 described above was placed in the parallel plate type etching apparatus shown in FIG. 1, and this sample 2 was heated to 250°C. Furthermore, to the mixed gas of chlorine gas (flow rate 20 sccm) and titanium tetrachloride gas (flow rate 3 sccm),
Ammonia gas was added at 3 sccm, and the copper film was etched using this gas as an etching gas.
【００２６】エッチング終了後、試料２を冷却し、その
後取り出して破断し、断面をＳＥＭ観察した。図７はそ
の結果を示す試料の断面図である。図において前述した
図２乃至図４と同一部分には同一の符号を付ける。この
図に示すごとく、銅膜２３のアンダーカットは完全にな
くなり、垂直エッチングが達成された。After the etching was completed, sample 2 was cooled, then taken out and broken, and the cross section was observed using a SEM. FIG. 7 is a cross-sectional view of a sample showing the results. In the figures, the same parts as in FIGS. 2 to 4 described above are given the same reference numerals. As shown in this figure, the undercut of the copper film 23 was completely eliminated and vertical etching was achieved.
【００２７】このようにエッチングして形成した銅膜の
パターンの破断側面をマイクロオージェ分析した。図８
はその結果を示す特性図である。この図に示すように、
チタン、窒素が検出され厚さ１０〜２０ｎｍの窒化チタ
ン膜４１が銅膜２３の側壁に形成されていることが確認
された。この窒化チタン膜４１は前述したチタン膜３１
と比べて塩素ガスに対するエッチング耐性がさらに優れ
ているので、アンダーカットを完全に防止することがで
きたのである。また、窒化チタン膜４１はチタン膜３１
よりもさらに緻密であるので、銅膜２３に対するパッシ
ベーション膜としての効果が一層大きい。Micro Auger analysis was performed on the fractured side surface of the copper film pattern formed by etching in this manner. Figure 8
is a characteristic diagram showing the results. As shown in this figure,
Titanium and nitrogen were detected, and it was confirmed that a titanium nitride film 41 with a thickness of 10 to 20 nm was formed on the side wall of the copper film 23. This titanium nitride film 41 is similar to the titanium film 31 described above.
Since the etching resistance against chlorine gas is even better than that of the previous one, it was possible to completely prevent undercuts. Furthermore, the titanium nitride film 41 is similar to the titanium film 31.
Since it is even more dense than the copper film 23, its effect as a passivation film for the copper film 23 is even greater.
【００２８】なお、図８において、酸素と炭素のシグナ
ルが検出されているのは、エッチング終了後分析チャン
バーに導入する際に試料２が大気に晒され、大気中の酸
素や二酸化炭素が吸着したことによる。In FIG. 8, oxygen and carbon signals are detected because sample 2 was exposed to the atmosphere when introduced into the analysis chamber after etching, and oxygen and carbon dioxide in the atmosphere were adsorbed. It depends.
【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはない。即ち、例えば金属のハロゲン化合物ガスとし
て塩化ヴァナジウム、塩化タンタル、フッ化タンタル、
塩化タングステン、フッ化タングステン、塩化モリブデ
ン、フッ化モリブデン、塩化セレン等の、銅膜の側壁に
堆積物を生じるようなガスを用いることができ、上記し
た効果が認められた。さらに、塩素原子を含有するガス
として、他にも四塩化炭素、三塩化窒素等のガス、さら
にはＣｌＦ等のインターハロゲンガス等を用いることが
できる。要は、銅膜をエッチングし、かつ該銅膜の側壁
に堆積物を生じないようなガスであればよい。さらにま
た、窒素原子を含有するガスとして、他にも窒素、三弗
化窒素等のガスを用いることができ、銅膜の側壁に金属
窒化物を形成することにより、上記した効果が得られた
。なお、この場合金属窒化物を形成することが重要であ
り、シリコン等の半導体の窒化物ではエッチング後のパ
ッシベーション膜としての効果が十分ではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. That is, for example, vanadium chloride, tantalum chloride, tantalum fluoride,
Gases that produce deposits on the side walls of the copper film, such as tungsten chloride, tungsten fluoride, molybdenum chloride, molybdenum fluoride, and selenium chloride, can be used, and the above-mentioned effects have been observed. Further, as the gas containing chlorine atoms, other gases such as carbon tetrachloride and nitrogen trichloride, interhalogen gases such as ClF, etc. can be used. In short, any gas may be used as long as it etches the copper film and does not cause deposits on the side walls of the copper film. Furthermore, other gases such as nitrogen and nitrogen trifluoride can be used as the gas containing nitrogen atoms, and the above-mentioned effects can be obtained by forming metal nitrides on the side walls of the copper film. . Note that in this case, it is important to form a metal nitride, and a nitride of a semiconductor such as silicon does not have a sufficient effect as a passivation film after etching.
【００３０】以上、専ら側壁保護膜のアンダーカット防
止効果、パッシベーション膜としての保護効果について
述べたが、本発明は、絶縁膜に対して高選択比で選択的
に銅膜をエッチングすることができるという効果を有す
る。The above description has focused on the undercut prevention effect of the sidewall protective film and the protective effect as a passivation film, but the present invention can selectively etch a copper film with a high selectivity with respect to an insulating film. It has this effect.
【００３１】例えば、下地絶縁膜として酸化シリコン膜
が形成されており、この上の銅膜を選択的にエッチング
しようとする場合、主エッチングガス中に四塩化チタン
ガスを添加すると以下の現象が生ずる。即ち、エッチン
グが進み酸化シリコン膜表面が露出されると、該表面に
塩素ガスに対してエッチング耐性のある酸化チタン膜が
形成され、この膜でエッチングは止まる。For example, when a silicon oxide film is formed as a base insulating film and a copper film thereon is to be selectively etched, the following phenomenon occurs when titanium tetrachloride gas is added to the main etching gas. . That is, when the etching progresses and the surface of the silicon oxide film is exposed, a titanium oxide film that is resistant to etching against chlorine gas is formed on the surface, and the etching stops at this film.
【００３２】エッチングが酸化チタン膜で止まるのは、
チタンの塩化物がシリコンの塩化物と比べて蒸気圧が低
く、凝縮しやすいためである。この効果は、他の金属の
ハロゲン化合物ガスを用いても得られる。Etching stops at the titanium oxide film because
This is because titanium chloride has a lower vapor pressure than silicon chloride and is easier to condense. This effect can also be obtained using halide gases of other metals.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上述べたように、本発明による銅膜の
エッチング方法によれば、エッチング中に銅膜の側壁に
保護膜を形成することができるので、該銅膜をアンダー
カットを防止しながらエッチングすることができる。ま
た、エッチング後は前記保護膜がパッシベーション膜と
して作用するので、前記銅膜表面を保護することができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the method of etching a copper film according to the present invention, a protective film can be formed on the side wall of the copper film during etching, so that undercutting of the copper film can be prevented. It can be etched while Moreover, since the protective film acts as a passivation film after etching, the surface of the copper film can be protected.
【図１】 本発明による銅膜のエッチング方法で用い
たエッチング装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an etching apparatus used in the copper film etching method according to the present invention.
【図２】 エッチング試料の作製工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of an etching sample.
【図３】 エッチング試料の作製工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of an etching sample.
【図４】 エッチング試料の作製工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of an etching sample.
【図５】 本発明による銅膜のエッチング方法の一実
施例により得られた試料の断面を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of a sample obtained by an example of the copper film etching method according to the present invention.
【図６】 従来の方法により得られた試料の断面を示
す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a cross section of a sample obtained by a conventional method.
【図７】 本発明による銅膜のエッチング方法の他の
実施例により得られた試料の断面を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of a sample obtained by another example of the copper film etching method according to the present invention.
【図８】 図７の試料の銅膜パターンの破断側面をマ
イクロオージェ分析した結果を示す特性図。8 is a characteristic diagram showing the results of micro-Auger analysis of the fractured side surface of the copper film pattern of the sample in FIG. 7. FIG.
１…真空容器、 ２…試料、 ３、４…電極、 ５…ヒータ、 ６…ヒータ５の電源、 ７…高周波電源、 ８…ガス導入口、 ９…ガス排気口、 ２１…Ｓｉ基板、 ２２…ＳｉＯ２ 膜、 ２３…銅膜、 ２４…ＳｉＮ膜、 ２５…レジストパターン、 ３１…チタン膜（側壁保護膜）、 ４１…窒化チタン膜（側壁保護膜）。 1...vacuum container, 2...Sample, 3, 4...electrode, 5...Heater, 6... Power supply of heater 5, 7...High frequency power supply, 8...Gas inlet, 9...Gas exhaust port, 21...Si substrate, 22...SiO2 film, 23...Copper film, 24...SiN film, 25...Resist pattern, 31...Titanium film (side wall protective film), 41...Titanium nitride film (sidewall protective film).
Claims (5)
ングする方法であって、主エッチングガスとして金属の
ハロゲン化合物ガスと塩素原子を含有するガスとの混合
ガスを用いることを特徴とする銅膜のエッチング方法。1. A method for selectively etching a copper film with respect to an insulating film, characterized in that a mixed gas of a metal halide compound gas and a gas containing chlorine atoms is used as the main etching gas. Etching method for copper film.
スに混合したガスを主エッチングガスとして用いること
を特徴とする請求項１記載の銅膜のエッチング方法。2. The method of etching a copper film according to claim 1, wherein a gas containing nitrogen atoms is used as the main etching gas.
、ヴァナジウム、タングステン、セレンの塩化物又は臭
化物のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１
記載の銅膜のエッチング方法。3. The metal halide compound is any one of titanium, vanadium, tungsten, and selenium chloride or bromide.
The copper film etching method described.
であることを特徴とする請求項１記載の銅膜のエッチン
グ方法。4. The method of etching a copper film according to claim 1, wherein the gas containing chlorine atoms is chlorine.
、アンモニア、三弗化窒素のうちのいずれかであること
を特徴とする請求項２記載の銅膜のエッチング方法。5. The method of etching a copper film according to claim 2, wherein the gas containing nitrogen atoms is one of nitrogen, ammonia, and nitrogen trifluoride.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191791A JPH04322425A (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Etching method for copper film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191791A JPH04322425A (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Etching method for copper film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322425A true JPH04322425A (en) | 1992-11-12 |
Family
ID=14039937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191791A Pending JPH04322425A (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Etching method for copper film |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322425A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004064089A (en) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Samsung Electronics Co Ltd | Manufacture of dual damascene wiring of fine electronic element using inorganic filler which does not contain hybrid type low dielectric constant substance and carbon |
| US7276494B2 (en) | 2000-09-23 | 2007-10-02 | Photopharmica Limited | Photosensitisers |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP9191791A patent/JPH04322425A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276494B2 (en) | 2000-09-23 | 2007-10-02 | Photopharmica Limited | Photosensitisers |
| JP2004064089A (en) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Samsung Electronics Co Ltd | Manufacture of dual damascene wiring of fine electronic element using inorganic filler which does not contain hybrid type low dielectric constant substance and carbon |
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