DE2922791C2 - Verfahren zum Trockenätzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents
Verfahren zum Trockenätzen von Aluminium und AluminiumlegierungenInfo
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Description
in VoL-%, bezogen auf Bortrichlorid, angegeben). Vorzugsweise wird dieser Wert des Freons auf 10 bis
28 VoL-% eingestellt Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die zugesetzte Menge an Freon etwa
20 VoI-% beträgt. Wenn die Menge an Freon mehr als
32 Vol.-% beträgt kann durch die Zugabe von Freon kein wesentlicher zusätzlicher Effekt erreicht werden
und die Ätzrate für Al oder Aluminiumlegierungen wird
drastisch vermindert In diesem Fall können daher keine guten Ergebnisse erzielt werden. Selbst wenn die züge- ίο
setzte Menge an Freon sehr klein ist, kann entsprechend ein gewisser Effekt erreicht werden. Im Fall von C2F6
oder C4F8 wird die zugesetzte Menge auf einen Wert
von nicht mehr als etwa 14 bzw. nicht mehr als etwa 7 VoL-% eingestellt
Die zugesetzte Menge Sauerstoff wird auf einen Wert von nicht mehr als 6.5 VoL-%, vorzugsweise auf 2 bis
5,5 Vol.-°/o eingestellt Die besten Ergebnisse werden erzielt wenn Sauerstoff in einer Menge vonstwa 4 VoL-%
zugegeben wird. Wie im Fall von Freon kann durch die Zugabe von Sauerstoff kein wesentlicher Effekt erzielt
werden, wenn die zugesetzte Menge an Sauerstoff mehr als der obere Grenzwert, d. h. mehr als 6,5 VoL-% beträgt und die Ätzrate gegenüber Aluminium oder Aluminiumlegierungen wird drastisch vermindert, so daß
keine guten Ergebnisse erzielt werden können. Auch wenn die zugesetzte Menge an Sauerstoff sehr klein ist
kann in entsprechender Weise ein gewisser Effekt erreicht werden.
Die vorstehend erläuterte Menge für das zugesetzte Freon oder den zugesetzten Sauerstoff bezieht sich auf
den Fall, wenn jeweils Freon oder Sauerstoff für sich dem Bortrichlorid zugesetzt wird. Wenn sowohl Freon,
als auch Sauerstoff gleichzeitig dem Bortrichlorid zugefügt werden, kann das Trockenätzen mit weiter verbes-
serter Selektivität durchgeführt werden. Im Fall dieser gleichzeitigen Zugabe können die zugesetzten Mengen
an Freon und Sauerstoff die gleichen sein, wie sie vorstehend im Hinblick auf die einzelne Zugabe beschrieben wurden. Genauer ausgedrückt werden die Mengen
an Freon und Sauerstoff, welche Bortrichlorid zugesetzt werden, auf Werte von nicht mehr als 32 Vol.-% bzw.
nicht mehr als 6,5 Vol.-% eingestellt. In diesem Fall beträgt die Menge eines Freons, beispicbweise CF4, vorzugsweise 10 bis 28VoI.-% und insbesondere etwa
20 Vol.-% und die Sauerstoffmenge beträgt vorzugsweise 2 bis 54 VoL-% und insbesondere etwa 4 Vol.-%.
Wenn die zugesetzte Meng« an Freon oder Sauerstoff mehr als 32 Vol.-% (für Freon) bzw. mehr als 6,5 Vol. -Vc
(bei Sauerstoff beträgt, so kenn durch die Zugabe von
Freon oder Sauerstoff kein wesentlicher Effekt mehr erzielt werden.
Das vorstehend beschriebene Mischgas wird einer Behandlung durch Plasmaentladung unterworfen und
das Aluminium oder die Aluminiumlegierung wird durch Ionen oder Radikale, welche durch diese Entladungsbehandlung erzeugt werden, mit einem Muster
versehen. Dies kann gemäß der bekannten Verfahrensweisen für das Plasmaätzen unter Verwendung einer
bekannten Ätzvorrichtung des Paralleldioden-Typs unter Verwendung von Plasma erfolgen, die normalerweise auf dem Halbleitergebiet eingesetzt wird. Es kann
jede beliebige Ätzvorrichtung angewendet werden, so lange mit ihrer Hilfe das Ätzen unter Verwendung von
Plasma durchgeführt wird Mit Hilfe dieser bekannten Plasmaätzmethode kann ein vorbestimmtes Muster auf
der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Schicht ausgebil.'ft werden. Für die beschrie
bene Trockenptzmethode ist es kennzeichnend, daß für
die Ausbildung eines vorbestimmten Musters auf einer Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
gemäß dieser bekannten Plasmaätzmethode ein Mischgas der vorstehend genannten Zusammensetzung verwendet wird, wodurch die Ätzrate und die Selektivität
der Ätzung der Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in bemerkenswerter Weise verbessert
werden können.
Der Gasdruck während des Trockenätzens kann auf einen üblicherweise angewendeten Wert eingestellt
werden; in vielen Fällen können jedoch sehr gute Ergebnisse dann erzielt werden, wenn der Gasdruck um
einen Wert von einigen Pa oder mehr über den üblichen Wert erhöht wird. Da jedoch der optimale Gasdruck in
Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gases und der Hochfrequenz-Leistung der Zerstäubungsvorrichtung variiert, wird der optimale Gasdruck vorzugsweise
entsprechend den tatsächlichen Beduv3ngen experimentell bestimmt Wenn die Frequenz de- Hochirequenzquelle 13,56 MHz beträgt und der Elektrodenabstand in der Zerstäubungsvorrichtung 80 mm beträgt so
liegt der anwendbare Gasdruck im Bereich von 1 bis 150 Pa unc? der bevorzugte Gasdruck beträgt 20 bis
35Pa.
Wenn eine Zerstäubung in Freon-Gas nach der Beendigung des Trockenätzvorgangs durchgeführt wird,
kann eine sehr hohe Wirksamkeit der K&rrosionsverhinderung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen
erreicht werden. Beim Ätzen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen unter Verwendung eines chlorierten Gases, wie CCU oder BCI3, wird häufig wegen des an
der Oberfläche des Aluminiums oder der Substratoberfläche abgeschiedenen Cl die Korrosion von Al oder
Aluminiumlegierungen, die zwingend vermieden werden sollte, verursacht. Um diese unerwünschte Korrosion zu verhindern, hat man bisher die Zerstäubung in
Sauerstoff und Wasserwäsche durchgeführt, dabei konnte jedoch keine zufriedenstellende Wirkung erzieh
werden.
Bei dem beschriebenen Verfahren kann eine zufriedenstellende Wirkung der Verhütung der Korrosion
von Aluminium oder Aluminiumlegierungen erreicht werden, wenn nach der Beendigung des Trockenätzens
die Zuführung des Bortrichlorids unterbrochen wird, während nur noch Freon zugeführt wird, und danach
eine Zerstäubungsreinigung in Freon durchgeführt wird, das Material in eine schwach alkalische wäßrige
Lösung eingetaucht und die Wasserwäsche durchgeführt wird. Als schwach alkalische wäßrige Lösung kann
beispielsweise wäßriges Ammoniak oder eine wäßrige Lösung /OKi Hydrazin verwendet werden. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Zerstäubungsreinigung in
Freon während etwa einer Minute durchgeführt wird.
Nach der Beendigung der vorstehend erwähnten Zerstäubungsreinigung können weitere Verfahrensstufen
angewendet werden, in denen eine Zerstäubung in gasförmigen Ammoniak während 3 bis 5 Minuten und danach eine Zerstäubung in He- oder Ar-Gasplasma während 2 bis 5 Minuten vorgenommen wird, welch« die
vorstehend erläuterte Naßwäsche ersetzen. In diesem Fall kann eine Antikorrosionswirkung erzielt werden,
die vergleichbar der m't Hilfe der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise erreichten Antikorrosionswirkung oder dieser noch überlegen ist und das Ätzverfahren kann vollständig in einer trockenen Verfahrensweise durchgeführt werden. Das vorstehend beschriebene
Zerstäuben in gasförmigen Ammoniak kann weggelas-
sen werden. Der vollständigste Antikorrosionseffekt kann aber erreicht werden, wenn das Zerstäuben in gasförmigen Ammoniak durchgeführt wird.
Die Antikorrosionsbehandlung einschließlich des vorstehend erwähnten Zerstäubungsreinigungsvorgangs in
Freongas ist auch beim Trockenätzen von Aluminium, Aluminiumlegierungen o. dgl. unter Verwendung von
CCl» wirksam, das etwa 5 VoI.-% CF4 enthält.
10
Bortrichlorid (BCb) wurde in einer Strömungsrate
von 50 ml/min in eine Paralleldioden-Ätzvorrichtung eingeleitet, in der Hochfrequenzplasma angewendet
wurde. Tetrafluorkohlenstoff (CF4) wurde gleichzeitig in is
variierender Strömungsrate zugeleitet und die Ätzraten für Aluminium, eine Aluminiumlegierung mit einem Gehalt an 2 Gew.-% Si und 4 Gew.-% Cu, Si, SiO2 und ein
positiv arbeitenden Photoresist (AZ-1350J der Shipley Co, USA) die jeweils auf einer Hochfrequenzelektrode
angeordnet wurden, wurden gemessen. Der Gasdruck betrug 21 Pa (0,16 Torr), die Hochfrequenzleistung betrug 200W, die Frequenz betrug 1346 MHz und der
Elektrodenabstand betrug 80 mm.
Die Ergebnisse der Messung sind in F i g. 1 gezeigt In
F i g. 1 sind außerdem Ergebnisse dargestellt, die erhalten wurden wenn CjFe oder C4Fg zum Ätzen von Aluminium als Freon verwendet wurden. In F i g. 1 ist auf der
Ordinate die Ätzrate (nm/sec) und auf der Abszisse die
Strömungsrate (ml/min) des Freons angegeben. Die Kurven 1,2,3 und 4 zeigen Ergebnisse, die für Aluminium und die Al-Si-Cu-Legierung, Si, den Photoresist bzw.
SiOj erhalten wurden. In jedem Fall wurde CF4 als Freon verwendet. Die Kurven 5 und 6 zeigen Ergebnisse,
die beim Ätzen von Aluminium unter Verwendung von CjF6 bzw. C4F8 als Freon erhalten wurden.
Wie aus den in F i g. 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, sind die Ätzraten für Aluminium und die Al-Si-Cu-Legierung, die durch Trockenätzen in einem Mischgas aus BCb, zugeführt in einer Strömungsrate von
50 ml/min, und CF4, zugeführt in einer Strömungsrate
von 10 ml/min (20 VoL-%), erreicht werden, etwa dreimal so hoch wie die Ätzraten, die durch das Trockenätzen in BCI3 für sich erzielt werden. Genauer gesagt wird
das Ätzen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen einer Dicke von 1 μιη innerhalb von 6 bis 8 Minuten
beendet, wenn das Trockenätzen in dem Mischgas durchgeführt wird. Darüber hinaus sind die Ätzraten für
SiOj, das Photorcjistmaterial und Si praktisch nicht unterschiedlich, gleichgültig ob das Trockenätzen in dem
Mischgas oder in BCl3 allein durchgeführt wird. Beim
Trockenätzen in dem Mischgas wird daher die Selektivität gegenüber der Selektivität verbessert, die beim
Trockenätzen in BCI3 erreichbar ist und die Verhältnisse Al/SiOj, Al/Photoresistmaterial und ΑΙ/Si betragen etwa 18, etwa 5 bzw. etwa 6.
Wenn die zugesetzte Menge an CF4 mehr als
32 VoL-% beträgt (16 ml/min), so werden die Ätzraten
für Aluminium und Aluminiumlegierungen drastisch vermindert und durch die Zugabe von CF4 können keine
wesentlichen Wirkungen erreicht werden. Auch wenn die zugesetzte Menge an Freon klein ist, kann in entsprechender Weise ein gewisser Effekt erzieh werden.
Der Fall, in welchem CF4 als Freon verwendet wird
(Kurve 1) ist vorteilhaft gegenüber dem Fall, in welchem C2F6 (Kurve 5) oder C4Fg (Kurve 6) als Freon verwendet
werden, weil die maximale Ätzrate höher ist und die Änderung der Ätzrate bei Änderungen der Strömungsrate des Freons merklich vermindert wird. Es ist daher
ersichtlich, daß bei Verwendung von CF4 als Freon besonders gute Ergebnisse erzielt werden können.
Eine Aluminiumlegierung, die 2 Gew.-% Si und 4 Gew.-% Cu enthielt und die auf einem Si-Plättchen
mit einem Durchmesser von 76 mm angeordnet war, wurde der Trockenätzung durch Plasma bei einer Hochfrequenzleistung von 03 W/cm2 in einem Mischgas aus
Bortrichlorid (BCb), zugeführt in einer Strömungsrate von 50 ml/min, und Tetrafluorkohlenstoff (CF4), zugeführt in einer Strömungsrate von 10 ml/min, unterworfen. Für den Ätzvorgang wurde ein positiv arbeitender
Photoresist (AZ-1350J) einer Dicke von 0,9 μπι als Maske verwendet. Als Ätzvorrichtung wurde eine übliche
Dioden-Zerstäubungsvorrichtung eingesetzt und der Gasdruck betrug 20 Pa. Die Dicke der Schicht aus Aluminiumlegierung betrug 1 μπι und das Ätzen der Al-Si-Cu-Legierung war in etwa 7 Minuten abgeschlossen.
Sofort nach der Beendigung des Ätzens wurde die Zuführung des gasförmigen BCb unterbrochen, während
nur noch CF4-GaS zugeleitet wurde, und die Zerstäubungsrtinigung wurde in einem Plasma aus CF4-GaS 1
Minute ,'feng durchgeführt. Die Probe wurde an die Luft
herausgenommen und in schwach alkalische konzentrierte wäßrige Ammoniaklösung oder eine wäßrige Lösung von Hydrazin während etwa 30 Sekunden eingetauchL An der so behandelten Al-Si-Cu-Legierungsschicht der Probe wurde keine Korrosion beobachtet.
Bortrichlorid (BCb) wurde in einer Strömungsrate von 50 ml/min in eine Paralleldioden-Ätzvorrichtung,
die unter Verwendung von Hochfrequenzplasma arbeitet, eingeleitet. Gleichzeitig wurde Sauerstoff (O2) in
variierender Strömungsrate zugeleitet, Aluminium eine
2 Gew.-% Si und 4 Gew.-% Cu enthaltende Aluminiumlegierung, Si, SiO2 und ein positiv arbeitender Photoresist (AZ 1350J), die jeweils auf einer Hochfrequenzelektrode angeordnet waren, wurden geätzt und die entsprechenden Ätzraten wurden gemessen. Der Gasdruck
betrug 20 Pa, die Radiofrequenzleistung betrug 200 W. die Frequenz betrug 13,56 MHz und der Elektrodenabstand betrug 80 mm.
Die Ergebnisse der Messung sind in Fig.2 dargestellt In F i g. 2 gibt die Ordinate die Ätzrate (nr.i »min)
an und die Abszisse zeigt die Strömungsrate (ml/min) des Sauerstoffes an. Die Kurven 11,12,13 und 14 zeigen
Ergebnisse, die jeweils für Aluminium und die Al-Si-Cu-Legierung, Si, das Photoresistmaterial bzw. SiO2 erhalten wurden.
Wie aus den in F i g. 2 dargestellten Ergebnissen klar
ersichtlich ist sind die für Aluminium und die Al-Si-Cu-Legierung erreichten Ätzraten etwa 5mal so hoch, wie
die Ätzraten, die durch Trockenätzen nur in BCI5 erreicht werden können, wenn das Trockenätzen in einem
Mischgas aus BCI3, das in einer Strömungsrate von 50 ml/min zugeleitet wird, und O2, das in einer Strömungsrate von 2 ml/min zugeleitet wird (4 VoL-% O2)
erfolgt Dabei betragen speziell die Ätzraten für Aluminium und Aluminiumlegierung 340 nm/min und das Ätzen von Aluminium und der Aluminiumlegierung in einer Dicke von 1 μπι ist in 3 bis 5 Minuten vervollständigt
7 8
gegenüber der Selektivität verbessert, die durch Trok- nisse für Al, d. h., AI/S1O2, ΑΙ/Photoresist und Al/Si bekenätzen in BCIj allein erreicht wird und die Verhältnis- tragen nämlich jeweils 65,22 bzw. 16.
se Al/SiOj, Al/Photoresistmaterial und Al/Si betragen Wenn der Druck des Mischgases im Bereich von 22
etwa 27, etwa 3,4 bzw. etwa 5,7. bis 33 Pa (0,18 bis 0,25 Torr) liegt, sollte natürlich der
Wenn die zugesetzte Menge an Sauerstoff mehr als 5 Bereich der Hochfrequenzleistung, bei der Plasmaentla-6,5 VoI.-0^ beträgt (etwa 3,3 ml/min), werden die Ätzra- düngen verursacht werden, begrenzt sein und das Verten für Aluminium und Aluminiumlegierung drastisch fahren wird beträchtlich durch die Ätzvorrichtung bevermindert und durch die Zugabe von Sauerstoff kann einflußt.
kein wesentlicher Effekt erzielt werden. Auch wenn die Bei dem beschriebenen Verfahren durch Trockenätzugesetzte Menge an Sauerstoff sehr gering ist, kann ein 10 zen einer Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumentsprechender, gewisser Effekt erreicht werden, legierung unter Verwendung eines Mischgases, das
hauptsächlich aus Bortrichlorid (BCI3) besteht und das
und/oder Sauerstoff (O2) enthält, kann das Selektivitäts-Aluminium, eine 2 Gew.-% Si und 4 Gew.-% Cu ent- 15 problem, das bei der üblichen Verfahrensweise auftritt,
haltende Aluminiumlegierung, Si, SiO2 und ein positiv in bemerkenswerter Weise verbessert werden und daarbe!ten<ier Photoresist (AZ-13501) wurden der bei kann speziell das Ätzratenverhältnis für Al/Si auf
Trockenätzung in einem Mischgas aus Bortrichlorid etwa 16 erhöht werden. Auf diese Weise kann eine prak-(BCIj). das in einer Strömungsrate von 50 ml/min züge- tisch ausreichende Selektivität erzielt werden,
führt wurde, und Sauerstoff, zugeführt in einer Strö- 20 Der durch die Zugabe von Freon erreichte Effekt
mungsrate von 2 ml/min (4 Vol.-%) unter variierendem kommt dadurch zustande, daß F in BCl3 eingeführt wird.
Gasdruck und variierender Hochfrequenzleistung un- ein gewisser Effekt kann auch durch Zugabe von C2F4
terworfen und die erreichten Ätzraten wurden gemes- oder C4Fi, erreicht werden, diese Wirkung ist aber gerinsen. Die Frequenz betrug 1336 MHz und der Elektro- ger als die durch Zugabe von CF4 erreichte Wirkung,
denabstand betrug 80 mm. 25 weil die Menge an F, die im Plasma erzeugt wird, relativ
Wenn die Hochfrequenzleistung 200 W betrug, waren gering ist Ein ähnlicher Effekt ist auch dann zu erreidie Ätzraten für Al, SiO2 bzw. das Photoresistmaterial chen, wenn F2 oder HF anstelle von Freon eingesetzt
jeweils 0 unter einem Mischgasdruck von 27 Pa werden.
(0,2 Tor ). Bei einem Mischgasdruck von 13Pa Wenn darüber hinaus eine Zerstäubungsreinigung in
(0,1 Torr) betrugen jedoch die Ätzraten für Aluminium 30 CF4-GaS, das Waschen mit einer schwach alkalischen
und die Aluminiumlegierung 200 nm/min und die Ätzra- wäßrigen Lösung und die Wasserwäsche durchgeführt
ten für das Photoresistmaterial 53 nm/min, für Si 12 nm/ werden, nachdem das beschriebene Verfahren zum
min und für SiO2 81 nm/min. Trockenlitzen vorgenommen worden ist, so kann in
Wenn der Druck des Mischgases auf 20 Pa (0,15 Torr), wirksamer Weise eine vollständige Verhinderung der
eingestellt wurde, wurden Aluminium und die Alumini- 35 Korrosion von Schichten aus Aluminium oder Aluminiumlegierung bei einer Hochfrequenzleistung von 160 W umiegierungen erreicht werden, was bei der üblichen
nicht geätzt und bei einer Hochfrequenzleistung von Verfahrensweise nicht möglich ist
250 W betrugen die Ätzraten für Aluminium und Alumi-
niumlegierung 400 nm/min und die Selektivitätswerte Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Al/SiO2, Al/Photoresistmaterial und Al/Si betrugen 26, 40
4,8 bzw. 2,1.
Bortrichlorid (BCI3) wurde in einer Strömungsrate 45
von 50 ml/min in eine Paralleldioden-Ätzvorrichtung,
die unter Verwendung von Hochfrequenzplasma arbeitet, eingeleitet Tetrafluorkohlenstoff (CF4) und Sauerstoff (O2) wurden gleichzeitig in Strömungsraten von
8,5 ml/min (17 VoL-% für CF4) und 2 ml/min (4 Vol.-%) 50
für O2 zugeleitet Aluminium, eine 2 Gew.-% Si und
4 Gew.-% Cu enthaltende Aluminiumlegierung, Si, SiO2
und ein positiv arbeitender Photoresist (AZ-1350J) wurden dem Trockenätzen unterworfen, bei dem die Hochfrequenzleistung auf 150 bis 250 W und der Mischgas- 55
druck im Bereich von 20 bis 33 Pa eingestellt wurden, so
daß eine Plasmaentladung ermöglicht wurde.
Die Ergebnisse der Messung des Selektivitätsverhaltens sind in Fig.3 gezeigt Auf der Ordinate ist das
Ätzratenverhältnis für Aluminium und Aluminiumlegie- 60
rung angegeben und die Abszisse gibt den Druck (Pa)
des Mischgases an. Die Kurven 21,22 und 23 zeigen die
Verhältnisse für Al/SiO2. Al/Si bzw. Al/Photoresistmaterial.
Wenn der Gasdruck 25,5 Pa beträgt, sind die Ätzraten 65
für Aluminium und Aluminiumlegierung etwa 140 nm/
min, wie aber aus F i g. 1 leicht ersichtlich ist, wird die
Selektivität merklich verbessert Die Ätzratenverhält-
Claims (1)
1. Verfahren zum Trockenätzen von aus Alumini- der Al-Legierung und dem Aluminium oder der Al-Leum
oder Aluminiumlegierungen bestehenden s gierung, d. h. die Selektivität der Ätzrate, ist gering.
Schichten mittels aufprallender Ionen einer durch Unter der Annahme, daß das Verhältnis der Ätzrate für
Entladung ionisierten und eine Halogenverbindung das Material A zu der Ätzrate für das Material ß als A/B
enthaltenden Gasatmosphäre, dadurch ge- ausgedrückt wird, beträgt bei Verwendung von Tetrakennzeichnet,
daß als Entladungsgas eine Mi- Chlorkohlenstoff das Verhältnis für Al/Photoresistmateschung
von Bortrichlorid und von mindestens einer io rial und Al/Si jeweils etwa 1. Um diesen Nachteil bei
Verbindung aus der Gruppe Freon und Sauerstoff Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff zu beseitigen,
verwendet wird. wird bekanntlich eine winzige Menge an He dem Tetra-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tAlorkohlenstoff zugesetzt, um die Selektivität zu verzeichnet,
daß man ein Mischgas verwendet, das Bor bessern. Selbst bei dieser Methode betragen die Vertrichlorid
sowie Freon in einer Menge bis zu 15 hältnisse für Al/Photoresistmaterial und Al/Si jeweils
32 VoL-% enthält etwa 2 und sind somit immer noch unzureichend für die
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- praktische Anwendung. Wenn Bortrichlorid verwendet
kennzeichnet daß man ein Mischgas verwendet, das wird, wird zwar die Selektivität gegenüber der Verwenzusätzlich
Sauerstoff in einer Menge bis zu dung von Tetrachlorkohlenstoff verbessert und die Ve.r-6,5
VoL-% enthält 20 häitnisse für Äi/Photoresistmateriai und Ai/Si betragen
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, jeweils 3 und das Verhältnis für AI/S1O2 beträgt etwa 10.
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Mischgas ver- Bei Verwendung von Bortrichlorid beträgt jedoch die
wendet, dessen Gehalt an Freon 10 bis 28 VoL-% Ätzrate für Al nur 60 nm/min und ist somit niedrig und
beträgt die Zeit, die zum Ätzen einer aus Al oder einer Al- Legie-
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 25 rung bestehenden Schicht einer Dicke voii 1,0 bis 1,5 μπι
dadurch gekennzeichnet, daß der Freongehalt des erforderlich ist, wie sie normalerweise als Verdrah-Mischgases
etwa 20 VoL-% beträgt tungsmaterial für eine Halbleitervorrichtung verwendet
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, werden, beträgt etwa 17 bis etwa 25 Minuten,
dadurch gekennzeichnet daß man ein Mischgas ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verwendet, dessei. Sauerstoffgehalt 2 bis 5,5 VoL-% be- 30 fahren zum Trockenätzen der eingangs genannten Art trägt hinsichtlich Selektivität und Ätzrate zu verbessern. Die-
dadurch gekennzeichnet daß man ein Mischgas ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verwendet, dessei. Sauerstoffgehalt 2 bis 5,5 VoL-% be- 30 fahren zum Trockenätzen der eingangs genannten Art trägt hinsichtlich Selektivität und Ätzrate zu verbessern. Die-
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, se Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
dadurch gekennzeichnet da3 als Freon CF* vorliegt als Entladungsgas eine Mischung von Bortrichchlorid
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und von mindestens einer Verbindung aus der Gruppe
dadurch gekennzeichnet daß man das Aluminium 35 Freon und Sauerstoff verwendet wird.
oder die Aluminiumlegierung nach dem Trockenät- Im folgenden werden Anwendungs- und Ausfüh-
zen einer Zerstäubungsreinigung in Freon, der Alka- rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert
liwäsche und der Wasserwäsche unterwirft In diesen Zeichnungen ist F i g. 1 ev.ic graphische Dar
liwäsche und der Wasserwäsche unterwirft In diesen Zeichnungen ist F i g. 1 ev.ic graphische Dar
stellung, die den Zusammenhang zwischen der Ätzrate
40 und der Strömungsrate von CF4 beim Trockenätzen unter
Verwendung von BCI3 zeigt, das zugesetztes CF4
enthält
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trockenät- F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, die den Zuzen
von aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen be- sammenhang zwischen der Ätzrate und der Strömungsstehenden
Schichten mittels aufprallender Ionen einer 45 rate von O2 beim Trockenätzen mit Hilfe von BCIj mit
durch Entladung ionisierten und eine Halogenverbin- einem Gehalt an zugesetztem O2 darstellt
dung enthaltenden Gasatmosphäre. F i g. 3 ist eine graphische Darstellung, weiche die Ab= Solche Verfahren, die sich zum Erzeugen von Ätzmu- hängigkeit des Verhältnisses der Ätzrate für Al von dem stern bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, Gasdruck zeigt
dung enthaltenden Gasatmosphäre. F i g. 3 ist eine graphische Darstellung, weiche die Ab= Solche Verfahren, die sich zum Erzeugen von Ätzmu- hängigkeit des Verhältnisses der Ätzrate für Al von dem stern bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, Gasdruck zeigt
magnetischen Vorrichtungen und dielektrischen Vor- 50 Das beschriebene Trockenätzverfahren kann auf berichtungen
eignen, sind bereits bekannt (Veröffentli- liebige Arten von Aluminium und Aluminiumlegierunchung
von R. L. Bersin in »Solid State Technology«, gen angewendet werden, die bisher als Metallisiermate-4.
April 1978, Seiten 117 bis 121); demnach wurde zum rialien für Halbleitervorrichtungen oder mit akustischen
Trockenätzen von Aluminium ein Plasma angewendet Oberflächenwellen arbeitende Vorrichtung verwendet
das aus gleichen Teilen Tetrachlorkohlenstoff und HeIi- 55 wurden.
um bestand. Bekanntlich ist Aluminium wegen seiner Als Verbindung der Freongruppe können beliebige
chemischen Reaktivität stets mit einer dichten passivie- Fluorkohlenstoffe bzw. Fluorkohlenwasserstoffe der
renden Oxidschicht bedeckt und es muß daher beim Freon-Gruppe, wie beispielsweise CF4, CiF6, C3F8, C4 F8,
Trockenätzvorgang zuerst die Oxidschicht beseitigt CHF3 und CCI2F2 verwendet werden; besonders gute
werden. 60 Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn CF4 eingesetzt
Als Möglichkeit zur Erzeugung einer dünnen Metall- wird.
schicht mit einem feineren Muster ist auch bereits ein Die Menge an Freon, die dem Bortrichlorid zugesetzt
Trockenätzverfahren bekannt, bei dem als reaktives wird, wird nachstehend anhand von CF4 als Beispiel er-
Gas zur Ausbildung der Atmosphäre Bortrichlorid läutert.
(BCI3) und Tetrachlorkohlenstoff (CCl4) angewendet 65 Die zugesetzte Menge an Freon wird auf einen Wert
werden. Wenn Tetrachlorkohlenstoff verwendet wird, eingestellt, der nicht größer als 32 Vol.-%, bezogen auf
so wird eine relativ hohe Ätzrate für Al von etwa 120 bis Bortrichlorid ist (die Menge an Freon oder Sauerstoff,
etwa 150 nm/min erzielt, aber die Differenz zwischen die dem Bortrichlorid zugesetzt wird, wird nachstehend
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---|---|---|---|
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