JP2002134475A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
- Publication number
- JP2002134475A JP2002134475A JP2000323772A JP2000323772A JP2002134475A JP 2002134475 A JP2002134475 A JP 2002134475A JP 2000323772 A JP2000323772 A JP 2000323772A JP 2000323772 A JP2000323772 A JP 2000323772A JP 2002134475 A JP2002134475 A JP 2002134475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- etching
- etched
- condition
- protective film
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】サイドエッチを発生させずに、設計通りの配線
幅を有する加工が可能なエッチング方法を提供する。 【解決手段】Ｔｉ含有層１３とＡｌ含有層１２の積層体
などをエッチングする工程において、Ｔｉ含有層１３と
Ａｌ含有層１２の界面に達しない領域までを、第１の条
件で側壁保護膜を生成および付着させながらエッチング
し、次に、Ｔｉ含有層１３とＡｌ含有層１２の界面近傍
領域を、第１の条件よりも側壁保護膜の生成および付着
がより促進される第２の条件にて、側壁保護膜を生成お
よび付着させながらエッチングする。
幅を有する加工が可能なエッチング方法を提供する。 【解決手段】Ｔｉ含有層１３とＡｌ含有層１２の積層体
などをエッチングする工程において、Ｔｉ含有層１３と
Ａｌ含有層１２の界面に達しない領域までを、第１の条
件で側壁保護膜を生成および付着させながらエッチング
し、次に、Ｔｉ含有層１３とＡｌ含有層１２の界面近傍
領域を、第１の条件よりも側壁保護膜の生成および付着
がより促進される第２の条件にて、側壁保護膜を生成お
よび付着させながらエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエッチング方法に関
し、特に半導体装置の製造方法において金属配線のパタ
ーン加工に用いられるエッチング方法に関する。
し、特に半導体装置の製造方法において金属配線のパタ
ーン加工に用いられるエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体集積回路の微細化および高
集積化は３年で次世代へ進み、デザインルールは前世代
の７割の縮小化が行われ、縮小化に伴い半導体装置の高
速化も実現してきた。半導体装置を微細に加工するため
に、例えばトランジスタのゲート電極のゲート幅やＤＲ
ＡＭなどでのキャパシタの占有面積を狭める一方で、配
線部も同様に、多層配線構造とするなど、微細に加工す
ることが必要になってきている。
集積化は３年で次世代へ進み、デザインルールは前世代
の７割の縮小化が行われ、縮小化に伴い半導体装置の高
速化も実現してきた。半導体装置を微細に加工するため
に、例えばトランジスタのゲート電極のゲート幅やＤＲ
ＡＭなどでのキャパシタの占有面積を狭める一方で、配
線部も同様に、多層配線構造とするなど、微細に加工す
ることが必要になってきている。
【０００３】図５は、上記の従来の配線の形成方法によ
り形成した配線部分の断面図であり、ここでは酸化シリ
コン膜などの絶縁膜１０上に金属配線Ｗをパターン形成
することを想定している。図５において、例えば不図示
の基板に形成された半導体素子などを被覆して、酸化シ
リコンなどからなる下層絶縁膜１０が形成されている。
下層絶縁膜１０の上層に、Ｔｉ層とＴｉＮ層の積層体
（以下Ｔｉ／ＴｉＮ層と称する）である下層バリアメタ
ル層１１、Ａｌ−Ｃｕ合金などからなり、配線の主体と
なる導電層１２、Ｔｉ／ＴｉＮ層である上層バリアメタ
ル層１３が積層しており、さらに、下層バリアメタル層
１１、導電層１２、および上層バリアメタル層１３の積
層体がパターン加工されていて、金属配線Ｗを構成して
いる。上記の上層バリアメタル層１３の上層には、例え
ばプラズマＣＶＤ（ChemicalVapor Deposition ）法な
どにより成膜されたＳｉＯＮなどからなる上層絶縁膜１
４が形成されている。
り形成した配線部分の断面図であり、ここでは酸化シリ
コン膜などの絶縁膜１０上に金属配線Ｗをパターン形成
することを想定している。図５において、例えば不図示
の基板に形成された半導体素子などを被覆して、酸化シ
リコンなどからなる下層絶縁膜１０が形成されている。
下層絶縁膜１０の上層に、Ｔｉ層とＴｉＮ層の積層体
（以下Ｔｉ／ＴｉＮ層と称する）である下層バリアメタ
ル層１１、Ａｌ−Ｃｕ合金などからなり、配線の主体と
なる導電層１２、Ｔｉ／ＴｉＮ層である上層バリアメタ
ル層１３が積層しており、さらに、下層バリアメタル層
１１、導電層１２、および上層バリアメタル層１３の積
層体がパターン加工されていて、金属配線Ｗを構成して
いる。上記の上層バリアメタル層１３の上層には、例え
ばプラズマＣＶＤ（ChemicalVapor Deposition ）法な
どにより成膜されたＳｉＯＮなどからなる上層絶縁膜１
４が形成されている。
【０００４】上記の配線の形成方法について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、酸化シリコンなどから
なり、不図示の基板に形成された半導体素子などを被覆
して形成された下層絶縁膜１０の上層に、例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある下層バリアメタル層１１を積層させ、さらに例えば
スパッタリング法により数１００ｎｍの膜厚のＡｌ−Ｃ
ｕからなる導電層１２を堆積させ、さらに例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある上層バリアメタル層１３を積層させる。
まず、図６（ａ）に示すように、酸化シリコンなどから
なり、不図示の基板に形成された半導体素子などを被覆
して形成された下層絶縁膜１０の上層に、例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある下層バリアメタル層１１を積層させ、さらに例えば
スパッタリング法により数１００ｎｍの膜厚のＡｌ−Ｃ
ｕからなる導電層１２を堆積させ、さらに例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある上層バリアメタル層１３を積層させる。
【０００５】上記のＴｉ／ＴｉＮ膜１３の上層に、例え
ばプラズマＣＶＤ法により数〜数１０ｎｍの膜厚のＳｉ
ＯＮを堆積させ、上層絶縁膜１４を形成する。次に、フ
ォトリソグラフィー工程により、感光性樹脂層を塗布
し、所定の露光マスクを用いた露光および現像を行っ
て、配線パターンのレジスト膜Ｒを形成する。
ばプラズマＣＶＤ法により数〜数１０ｎｍの膜厚のＳｉ
ＯＮを堆積させ、上層絶縁膜１４を形成する。次に、フ
ォトリソグラフィー工程により、感光性樹脂層を塗布
し、所定の露光マスクを用いた露光および現像を行っ
て、配線パターンのレジスト膜Ｒを形成する。
【０００６】次に、図６（ｂ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面を越える深さまでエッチングする。ここ
で、上記のエッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／５／４０ｓｃｃｍ 圧力：６ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面を越える深さまでエッチングする。ここ
で、上記のエッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／５／４０ｓｃｃｍ 圧力：６ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
【０００７】次に、図７（ｃ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、導電層１２と下層バリアメタ
ル層１１の界面までエッチングする。ここで、上記のエ
ッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝８０／６０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：９００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２０Ｗ
スト膜Ｒをマスクとして、導電層１２と下層バリアメタ
ル層１１の界面までエッチングする。ここで、上記のエ
ッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝８０／６０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：９００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２０Ｗ
【０００８】次に、図７（ｄ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、下層絶縁膜１０に達するまで
エッチングする。ここで、上記のエッチングは、例えば
次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
スト膜Ｒをマスクとして、下層絶縁膜１０に達するまで
エッチングする。ここで、上記のエッチングは、例えば
次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
【０００９】以降の工程としては、有機溶剤処理あるい
はアッシング処理などにより、レジスト膜Ｒを除去し
て、図５に示す形態に至る。
はアッシング処理などにより、レジスト膜Ｒを除去し
て、図５に示す形態に至る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図６（ｂ）に示す上層バリアメタル層１３と導電層１２
の界面を越える深さまでエッチングする工程において、
側壁保護膜の生成および付着させる量が相対的に多い条
件であり、このために上層バリアメタル層１３の側面が
基板側に対して順テーパ状の形状となってしまい、この
場合、図５に示すように、配線の設計幅Ｌ１は、上層絶
縁膜１４の表面における幅に転写されるのみで、実際に
形成される配線の幅Ｌ２は上記Ｌ１よりも太くなってし
まい、設計通りの配線幅とする加工ができなくなってい
る。
図６（ｂ）に示す上層バリアメタル層１３と導電層１２
の界面を越える深さまでエッチングする工程において、
側壁保護膜の生成および付着させる量が相対的に多い条
件であり、このために上層バリアメタル層１３の側面が
基板側に対して順テーパ状の形状となってしまい、この
場合、図５に示すように、配線の設計幅Ｌ１は、上層絶
縁膜１４の表面における幅に転写されるのみで、実際に
形成される配線の幅Ｌ２は上記Ｌ１よりも太くなってし
まい、設計通りの配線幅とする加工ができなくなってい
る。
【００１１】ここで、側壁保護膜とは、エッチング加工
時に出現する断面を被覆するように形成される膜であ
り、エッチング工程の条件により生成および付着させる
量と除去される量とが変わるため、生成および付着させ
る量と除去される量との差の大きさが最終的に形成され
る側壁保護膜の生成および付着させる量となる。
時に出現する断面を被覆するように形成される膜であ
り、エッチング工程の条件により生成および付着させる
量と除去される量とが変わるため、生成および付着させ
る量と除去される量との差の大きさが最終的に形成され
る側壁保護膜の生成および付着させる量となる。
【００１２】上記の上層バリアメタル層１３と導電層１
２の界面を越える深さまでエッチングする工程におい
て、上層バリアメタル層１３の側面が基板側に対して垂
直な形状となるように、側壁保護膜の生成および付着さ
せる量が相対的に少ない条件とすると、図８に示すよう
に、側壁保護膜の量が少ないために、サイドエッチに対
する保護が弱くなり、上層バリアメタル層１３と導電層
１２のエッチング特性が異なり、導電層１２の方がエッ
チングされやすいために、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面において主として導電層１２側にＶ字状
のサイドエッチＳＥが形成されてしまう結果となる。
２の界面を越える深さまでエッチングする工程におい
て、上層バリアメタル層１３の側面が基板側に対して垂
直な形状となるように、側壁保護膜の生成および付着さ
せる量が相対的に少ない条件とすると、図８に示すよう
に、側壁保護膜の量が少ないために、サイドエッチに対
する保護が弱くなり、上層バリアメタル層１３と導電層
１２のエッチング特性が異なり、導電層１２の方がエッ
チングされやすいために、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面において主として導電層１２側にＶ字状
のサイドエッチＳＥが形成されてしまう結果となる。
【００１３】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明の目的は、サイドエッチを発
生させずに、設計通りの配線幅とする加工が可能なエッ
チング方法を提供することである。
のであり、従って、本発明の目的は、サイドエッチを発
生させずに、設計通りの配線幅とする加工が可能なエッ
チング方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のエッチング方法は、被エッチング層をエッ
チングするエッチング方法であって、第１の条件で側壁
保護膜を生成および付着させながら上記被エッチング層
をエッチングする第１のエッチング工程と、第２の条件
で側壁保護膜を生成および付着させながら上記被エッチ
ング層をエッチングする第２のエッチング工程とを有
し、上記第１の条件と上記第２の条件における側壁保護
膜の生成および付着される量が異なる。
め、本発明のエッチング方法は、被エッチング層をエッ
チングするエッチング方法であって、第１の条件で側壁
保護膜を生成および付着させながら上記被エッチング層
をエッチングする第１のエッチング工程と、第２の条件
で側壁保護膜を生成および付着させながら上記被エッチ
ング層をエッチングする第２のエッチング工程とを有
し、上記第１の条件と上記第２の条件における側壁保護
膜の生成および付着される量が異なる。
【００１５】上記の本発明のエッチング方法は、第１の
条件で側壁保護膜を生成および付着させながら被エッチ
ング層をエッチングし、次に、側壁保護膜の生成および
付着される量が第１の条件と異なる第２の条件にて、側
壁保護膜を生成および付着させながら上記被エッチング
層をエッチングする。
条件で側壁保護膜を生成および付着させながら被エッチ
ング層をエッチングし、次に、側壁保護膜の生成および
付着される量が第１の条件と異なる第２の条件にて、側
壁保護膜を生成および付着させながら上記被エッチング
層をエッチングする。
【００１６】上記の本発明のエッチング方法によれば、
側壁保護膜の生成および付着される量が異なる第１の条
件と第２の条件を連続してエッチングするので、サイド
エッチが入りやすい領域を側壁保護膜の生成および付着
される量を多くしてサイドエッチに対する保護を強く
し、一方で側壁保護膜の生成および付着される量を多く
する条件では基板側に対して順テーパ状の形状となって
しまう領域を側壁保護膜の生成および付着される量を少
なくしてサイドエッチに対する保護を弱くすることがで
き、この条件を適宜選択することで、サイドエッチを発
生させずに、設計通りの配線幅を有する加工が可能であ
る。
側壁保護膜の生成および付着される量が異なる第１の条
件と第２の条件を連続してエッチングするので、サイド
エッチが入りやすい領域を側壁保護膜の生成および付着
される量を多くしてサイドエッチに対する保護を強く
し、一方で側壁保護膜の生成および付着される量を多く
する条件では基板側に対して順テーパ状の形状となって
しまう領域を側壁保護膜の生成および付着される量を少
なくしてサイドエッチに対する保護を弱くすることがで
き、この条件を適宜選択することで、サイドエッチを発
生させずに、設計通りの配線幅を有する加工が可能であ
る。
【００１７】上記の本発明のエッチング方法は、好適に
は、上記側壁保護膜の生成および付着は、上記第１の条
件よりも上記第２の条件の方がより促進される条件であ
る。上層よりも下層側にサイドエッチが入りやすい膜が
積層している部分をエッチングする場合に、上記の問題
が発生しやすく、このような層構成に対して第１の条件
よりも第２の条件の方が側壁保護膜の生成および付着が
より促進される条件とすることで対応できる。
は、上記側壁保護膜の生成および付着は、上記第１の条
件よりも上記第２の条件の方がより促進される条件であ
る。上層よりも下層側にサイドエッチが入りやすい膜が
積層している部分をエッチングする場合に、上記の問題
が発生しやすく、このような層構成に対して第１の条件
よりも第２の条件の方が側壁保護膜の生成および付着が
より促進される条件とすることで対応できる。
【００１８】上記の本発明のエッチング方法は、好適に
は、上記被エッチング層が、第１の被エッチング層と、
当該第１の被エッチング層の上層に形成され、上記第１
の被エッチング層とエッチング特性の異なる第２の被エ
ッチング層の積層体であり、上記第１のエッチング工程
において、少なくとも上記第１の被エッチング層と第２
の被エッチング層の界面に達しない領域までをエッチン
グし、上記第２のエッチング工程において、少なくとも
上記第１の被エッチング層と第２の被エッチング層の界
面近傍をエッチングする。さらに好適には、上記第１の
被エッチング層がＡｌ含有層であり、上記第２の被エッ
チング層がＴｉ含有層である。またさらに好適には、上
記第１の条件が塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスを含
むガスを用いる条件であり、上記第２の条件がさらに塩
化ホウ素ガスおよびアルゴンガスを含むガスを用いる条
件である。
は、上記被エッチング層が、第１の被エッチング層と、
当該第１の被エッチング層の上層に形成され、上記第１
の被エッチング層とエッチング特性の異なる第２の被エ
ッチング層の積層体であり、上記第１のエッチング工程
において、少なくとも上記第１の被エッチング層と第２
の被エッチング層の界面に達しない領域までをエッチン
グし、上記第２のエッチング工程において、少なくとも
上記第１の被エッチング層と第２の被エッチング層の界
面近傍をエッチングする。さらに好適には、上記第１の
被エッチング層がＡｌ含有層であり、上記第２の被エッ
チング層がＴｉ含有層である。またさらに好適には、上
記第１の条件が塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスを含
むガスを用いる条件であり、上記第２の条件がさらに塩
化ホウ素ガスおよびアルゴンガスを含むガスを用いる条
件である。
【００１９】Ａｌ含有層の上層にＴｉ含有層が積層して
いる場合、Ａｌ含有層とＴｉ含有層はエッチング特性が
異なり、Ａｌ含有層の方がサイドエッチが入りやすい膜
であるが、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面に達しない領
域までを塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスを含むガス
を用いる条件である側壁保護膜の生成および付着がより
少ない条件とし、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面近傍を
塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスにさらに塩化ホウ素
ガスおよびアルゴンガスを含むガスを用いる条件である
側壁保護膜の生成および付着がより多い条件とすること
で、Ｔｉ含有層を壁面が垂直となるように加工でき、ま
た、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面にサイドエッチが形
成されるのを防止することができる。
いる場合、Ａｌ含有層とＴｉ含有層はエッチング特性が
異なり、Ａｌ含有層の方がサイドエッチが入りやすい膜
であるが、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面に達しない領
域までを塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスを含むガス
を用いる条件である側壁保護膜の生成および付着がより
少ない条件とし、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面近傍を
塩素ガスおよびフッ化炭化水素ガスにさらに塩化ホウ素
ガスおよびアルゴンガスを含むガスを用いる条件である
側壁保護膜の生成および付着がより多い条件とすること
で、Ｔｉ含有層を壁面が垂直となるように加工でき、ま
た、Ａｌ含有層とＴｉ含有層の界面にサイドエッチが形
成されるのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本実施形態に係るエッチング方法
を用いた配線の形成方法により形成した配線部分の断面
図であり、ここでは酸化シリコン膜などの絶縁膜１０上
に金属配線Ｗをパターン形成することを想定している。
図１において、例えば不図示の基板に形成された半導体
素子などを被覆して、酸化シリコンなどからなる下層絶
縁膜１０が形成されている。下層絶縁膜１０の上層に、
Ｔｉ層とＴｉＮ層の積層体（以下Ｔｉ／ＴｉＮ層と称す
る）である下層バリアメタル層１１、Ａｌ−Ｃｕ合金な
どからなり、配線の主体となる導電層１２、Ｔｉ／Ｔｉ
Ｎ層である上層バリアメタル層１３が積層しており、さ
らに、下層バリアメタル層１１、導電層１２、および上
層バリアメタル層１３の積層体がパターン加工されてい
て、金属配線Ｗを構成している。上記の上層バリアメタ
ル層１３の上層には、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition ）法などにより成膜されたＳｉＯＮ
などからなる上層絶縁膜１４が形成されている。
を用いた配線の形成方法により形成した配線部分の断面
図であり、ここでは酸化シリコン膜などの絶縁膜１０上
に金属配線Ｗをパターン形成することを想定している。
図１において、例えば不図示の基板に形成された半導体
素子などを被覆して、酸化シリコンなどからなる下層絶
縁膜１０が形成されている。下層絶縁膜１０の上層に、
Ｔｉ層とＴｉＮ層の積層体（以下Ｔｉ／ＴｉＮ層と称す
る）である下層バリアメタル層１１、Ａｌ−Ｃｕ合金な
どからなり、配線の主体となる導電層１２、Ｔｉ／Ｔｉ
Ｎ層である上層バリアメタル層１３が積層しており、さ
らに、下層バリアメタル層１１、導電層１２、および上
層バリアメタル層１３の積層体がパターン加工されてい
て、金属配線Ｗを構成している。上記の上層バリアメタ
ル層１３の上層には、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition ）法などにより成膜されたＳｉＯＮ
などからなる上層絶縁膜１４が形成されている。
【００２２】上記の配線の形成方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、酸化シリコンなどから
なり、不図示の基板に形成された半導体素子などを被覆
して形成された下層絶縁膜１０の上層に、例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある下層バリアメタル層１１を積層させ、さらに例えば
スパッタリング法により数１００ｎｍの膜厚のＡｌ−Ｃ
ｕからなる導電層１２を堆積させ、さらに例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある上層バリアメタル層１３を積層させる。
まず、図２（ａ）に示すように、酸化シリコンなどから
なり、不図示の基板に形成された半導体素子などを被覆
して形成された下層絶縁膜１０の上層に、例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある下層バリアメタル層１１を積層させ、さらに例えば
スパッタリング法により数１００ｎｍの膜厚のＡｌ−Ｃ
ｕからなる導電層１２を堆積させ、さらに例えばスパッ
タリング法により数１０ｎｍの膜厚のＴｉ／ＴｉＮ膜で
ある上層バリアメタル層１３を積層させる。
【００２３】上記の上層バリアメタル層１３の上層に、
例えばプラズマＣＶＤ法により数〜数１０ｎｍの膜厚の
ＳｉＯＮを堆積させ、上層絶縁膜１４を形成する。次
に、フォトリソグラフィー工程により、感光性樹脂層を
塗布し、所定の露光マスクを用いた露光および現像を行
って、配線パターンのレジスト膜Ｒを形成する。
例えばプラズマＣＶＤ法により数〜数１０ｎｍの膜厚の
ＳｉＯＮを堆積させ、上層絶縁膜１４を形成する。次
に、フォトリソグラフィー工程により、感光性樹脂層を
塗布し、所定の露光マスクを用いた露光および現像を行
って、配線パターンのレジスト膜Ｒを形成する。
【００２４】次に、図２（ｂ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面に達しない領域までをエッチングする。
ここで、上記のエッチングは、例えば次に示す条件で行
う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＣＨＦ3 ＝６０〜８０／５
ｓｃｃｍ 圧力：８〜１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：８００〜１０００Ｗ バイアスＲＦパワー：７０〜１００Ｗ 上記の条件は側壁保護膜の生成および付着がより少ない
条件であり、上層バリアメタル層１３を壁面が垂直とな
るように加工できる。
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面に達しない領域までをエッチングする。
ここで、上記のエッチングは、例えば次に示す条件で行
う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＣＨＦ3 ＝６０〜８０／５
ｓｃｃｍ 圧力：８〜１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：８００〜１０００Ｗ バイアスＲＦパワー：７０〜１００Ｗ 上記の条件は側壁保護膜の生成および付着がより少ない
条件であり、上層バリアメタル層１３を壁面が垂直とな
るように加工できる。
【００２５】次に、図３（ｃ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面近傍領域をエッチングする。ここで、上
記のエッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／５／４０ｓｃｃｍ 圧力：６ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ 上記の条件は側壁保護膜の生成および付着がより多い条
件であり、上層バリアメタル層１３と導電層１２の界面
にサイドエッチが形成されるのを防止することができ
る。
スト膜Ｒをマスクとして、上層バリアメタル層１３と導
電層１２の界面近傍領域をエッチングする。ここで、上
記のエッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／５／４０ｓｃｃｍ 圧力：６ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ 上記の条件は側壁保護膜の生成および付着がより多い条
件であり、上層バリアメタル層１３と導電層１２の界面
にサイドエッチが形成されるのを防止することができ
る。
【００２６】次に、図３（ｄ）に示すように、上記レジ
スト膜Ｒをマスクとして、導電層１２と下層バリアメタ
ル層１１の界面までエッチングする。ここで、上記のエ
ッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝８０／６０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：９００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２０Ｗ
スト膜Ｒをマスクとして、導電層１２と下層バリアメタ
ル層１１の界面までエッチングする。ここで、上記のエ
ッチングは、例えば次に示す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝８０／６０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：９００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２０Ｗ
【００２７】次に、図４に示すように、上記レジスト膜
Ｒをマスクとして、下層絶縁膜１０に達するまでエッチ
ングする。ここで、上記のエッチングは、例えば次に示
す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
Ｒをマスクとして、下層絶縁膜１０に達するまでエッチ
ングする。ここで、上記のエッチングは、例えば次に示
す条件で行う。 ガス種および流量：Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＣＨＦ3 ／Ａｒ
＝５０／４０／３／４０ｓｃｃｍ 圧力：１０ｍＴｏｒｒ ソースＲＦパワー：７００Ｗ バイアスＲＦパワー：１２５Ｗ
【００２８】以降の工程としては、有機溶剤処理あるい
はアッシング処理などにより、レジスト膜Ｒを除去し
て、図１に示す形態に至る。
はアッシング処理などにより、レジスト膜Ｒを除去し
て、図１に示す形態に至る。
【００２９】上記の本実施形態の金属配線のパターン加
工に用いるエッチング方法によれば、上層バリアメタル
層（Ｔｉ含有層）と導電層（Ａｌ含有層）の界面に達し
ない領域までを側壁保護膜の生成および付着がより少な
い条件とすることで、Ｔｉ含有層を壁面が垂直となるよ
うに加工でき、設計通りの配線幅を有する加工が可能と
なる。また、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面近傍を側壁
保護膜の生成および付着がより多い条件とすることで、
Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面にサイドエッチが形成さ
れるのを防止することができる。
工に用いるエッチング方法によれば、上層バリアメタル
層（Ｔｉ含有層）と導電層（Ａｌ含有層）の界面に達し
ない領域までを側壁保護膜の生成および付着がより少な
い条件とすることで、Ｔｉ含有層を壁面が垂直となるよ
うに加工でき、設計通りの配線幅を有する加工が可能と
なる。また、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面近傍を側壁
保護膜の生成および付着がより多い条件とすることで、
Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面にサイドエッチが形成さ
れるのを防止することができる。
【００３０】本発明は、ＤＲＡＭなどのＭＯＳトランジ
スタの半導体装置や、バイポーラ系の半導体装置、ある
いはＡ／Ｄコンバータなどの半導体装置の製造方法にお
いて、あるいはその他の電子回路装置の製造方法などに
おいて、金属配線などをパターン加工するエッチング方
法として用いることができる。
スタの半導体装置や、バイポーラ系の半導体装置、ある
いはＡ／Ｄコンバータなどの半導体装置の製造方法にお
いて、あるいはその他の電子回路装置の製造方法などに
おいて、金属配線などをパターン加工するエッチング方
法として用いることができる。
【００３１】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、配線の加工に限定されず、種々の材料層の
エッチング加工に適用することができる。また、被エッ
チング体である各積層体の材料に合わせて、エッチング
ガスの種類や流量、その他の条件などを適宜選択するこ
とができる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変更を行うことができる。
い。例えば、配線の加工に限定されず、種々の材料層の
エッチング加工に適用することができる。また、被エッ
チング体である各積層体の材料に合わせて、エッチング
ガスの種類や流量、その他の条件などを適宜選択するこ
とができる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変更を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明のエッチング方法によれば、上層
バリアメタル層（Ｔｉ含有層）と導電層（Ａｌ含有層）
の界面に達しない領域までを側壁保護膜の生成および付
着がより少ない条件とすることで、Ｔｉ含有層を壁面が
垂直となるように加工でき、設計通りの配線幅を有する
加工が可能となる。また、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界
面近傍を側壁保護膜の生成および付着がより多い条件と
することで、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面にサイドエ
ッチが形成されるのを防止することができる。
バリアメタル層（Ｔｉ含有層）と導電層（Ａｌ含有層）
の界面に達しない領域までを側壁保護膜の生成および付
着がより少ない条件とすることで、Ｔｉ含有層を壁面が
垂直となるように加工でき、設計通りの配線幅を有する
加工が可能となる。また、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界
面近傍を側壁保護膜の生成および付着がより多い条件と
することで、Ｔｉ含有層とＡｌ含有層の界面にサイドエ
ッチが形成されるのを防止することができる。
【図１】図１は、本実施形態に係るエッチング方法を用
いた配線の形成方法により形成した配線部分の断面図で
ある。
いた配線の形成方法により形成した配線部分の断面図で
ある。
【図２】図２は、本実施形態に係るエッチング方法を用
いた配線の形成方法の形成工程を示す断面図であり、
（ａ）はレジスト膜の形成工程まで、（ｂ）は上層バリ
アメタル層と導電層の界面に達しない領域までのエッチ
ング工程までを示す。
いた配線の形成方法の形成工程を示す断面図であり、
（ａ）はレジスト膜の形成工程まで、（ｂ）は上層バリ
アメタル層と導電層の界面に達しない領域までのエッチ
ング工程までを示す。
【図３】図３は、図２の続きの工程を示し、（ｃ）は上
層バリアメタル層と導電層の界面近傍領域までのエッチ
ング工程まで、（ｄ）は導電層のエッチング工程までを
示す。
層バリアメタル層と導電層の界面近傍領域までのエッチ
ング工程まで、（ｄ）は導電層のエッチング工程までを
示す。
【図４】図４は、図３の続きの工程を示し、下層バリア
メタル層のエッチング工程までを示す。
メタル層のエッチング工程までを示す。
【図５】図５は、従来例に係るエッチング方法を用いた
配線の形成方法により形成した配線部分の断面図であ
る。
配線の形成方法により形成した配線部分の断面図であ
る。
【図６】図６は、従来例に係るエッチング方法を用いた
配線の形成方法の形成工程を示す断面図であり、（ａ）
はレジスト膜の形成工程まで、（ｂ）は上層バリアメタ
ル層と導電層の界面近傍領域までのエッチング工程まで
を示す。
配線の形成方法の形成工程を示す断面図であり、（ａ）
はレジスト膜の形成工程まで、（ｂ）は上層バリアメタ
ル層と導電層の界面近傍領域までのエッチング工程まで
を示す。
【図７】図７は、図６の続きの工程を示し、（ｃ）は導
電層のエッチング工程まで、（ｄ）は下層バリアメタル
層のエッチング工程を示す。
電層のエッチング工程まで、（ｄ）は下層バリアメタル
層のエッチング工程を示す。
【図８】図８は、従来例のエッチング方法の問題点を説
明する断面図である。
明する断面図である。
１０…下層絶縁膜、１１…下層バリアメタル層、１２…
導電層、１３…上層バリアメタル層、１４…上層絶縁
膜、Ｒ…レジスト膜、ＳＥ…サイドエッチ、Ｗ…配線。
導電層、１３…上層バリアメタル層、１４…上層絶縁
膜、Ｒ…レジスト膜、ＳＥ…サイドエッチ、Ｗ…配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｎ Ｒ Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB14 CC01 DD37 DD65 DD66 DD67 EE14 EE17 FF13 FF17 FF18 GG09 GG10 GG14 GG15 GG16 HH14 5F004 AA02 DA00 DA04 DA11 DA16 DA23 DA30 DB00 DB08 DB09 EA13 EA28 5F033 HH09 HH18 HH33 MM08 MM13 PP15 QQ08 QQ10 QQ11 QQ15 QQ16 QQ21 QQ24 QQ25 RR04 RR08 SS15 VV00 VV16 WW10 XX03
Claims (5)
- 【請求項１】被エッチング層をエッチングするエッチン
グ方法であって、 第１の条件で側壁保護膜を生成および付着させながら上
記被エッチング層をエッチングする第１のエッチング工
程と、 第２の条件で側壁保護膜を生成および付着させながら上
記被エッチング層をエッチングする第２のエッチング工
程とを有し、 上記第１の条件と上記第２の条件における側壁保護膜の
生成および付着される量が異なるエッチング方法。 - 【請求項２】上記側壁保護膜の生成および付着は、上記
第１の条件よりも上記第２の条件の方がより促進される
条件である請求項１に記載のエッチング方法。 - 【請求項３】上記被エッチング層が、第１の被エッチン
グ層と、当該第１の被エッチング層の上層に形成され、
上記第１の被エッチング層とエッチング特性の異なる第
２の被エッチング層の積層体であり、 上記第１のエッチング工程において、少なくとも上記第
１の被エッチング層と第２の被エッチング層の界面に達
しない領域までをエッチングし、 上記第２のエッチング工程において、少なくとも上記第
１の被エッチング層と第２の被エッチング層の界面近傍
をエッチングする請求項１に記載のエッチング方法。 - 【請求項４】上記第１の被エッチング層がＡｌ含有層で
あり、 上記第２の被エッチング層がＴｉ含有層である請求項３
に記載のエッチング方法。 - 【請求項５】上記第１の条件が塩素ガスおよびフッ化炭
化水素ガスを含むガスを用いる条件であり、 上記第２の条件がさらに塩化ホウ素ガスおよびアルゴン
ガスを含むガスを用いる条件である請求項４に記載のエ
ッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000323772A JP2002134475A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000323772A JP2002134475A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134475A true JP2002134475A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18801402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000323772A Pending JP2002134475A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328767C (zh) * | 2003-12-18 | 2007-07-25 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 一种金属配线的多步干法刻蚀方法 |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000323772A patent/JP2002134475A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1328767C (zh) * | 2003-12-18 | 2007-07-25 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 一种金属配线的多步干法刻蚀方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6383942B1 (en) | Dry etching method | |
| JPH11204504A (ja) | シリコン層のエッチング方法 | |
| US5773890A (en) | Semiconductor device that prevents peeling of a titanium nitride film | |
| KR100252492B1 (ko) | 반도체디바이스의제조방법 | |
| JP2932488B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2000294544A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| KR100824627B1 (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
| JP2892337B2 (ja) | 半導体素子の金属配線製造方法 | |
| JP2002134475A (ja) | エッチング方法 | |
| JP3324466B2 (ja) | 金属配線のドライエッチング方法 | |
| JP3082396B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11145112A (ja) | パターニング方法 | |
| US6586324B2 (en) | Method of forming interconnects | |
| US7585774B2 (en) | Method for fabricating metal line of semiconductor device | |
| JP2000232107A (ja) | 半導体装置のパターン形成方法 | |
| US7205243B2 (en) | Process for producing a mask on a substrate | |
| JPH02134818A (ja) | 配線構造体の形成法 | |
| JPH09237768A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR0181959B1 (ko) | 반도체 장치의 비아홀 형성방법 | |
| JPH07111265A (ja) | 配線の形成方法 | |
| JP2004158821A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11265934A (ja) | 接続部の形成方法 | |
| JP2002217203A (ja) | 半導体装置の金属配線形成方法 | |
| JP2004055986A (ja) | 半導体装置の製造方法及びその半導体装置 | |
| JPH1065000A (ja) | 半導体装置のコンタクトホール形成方法 |