JP2698112B2 - Etching method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、Al合金或いはAlをエッチングするエッチン
グ装置及びそのエッチング方法に関する。The present invention relates to an etching apparatus and an etching method for etching an Al alloy or Al.
（ロ）従来の技術 従来、半導体装置の配線に用いられるAl合金（Alを含
む）のドライエッチングは、平行平板型の電極を備えた
真空反応管内にエッチングガス（反応ガス）を流入し、
一対の電極間にプラズマを発生させてエッチングガスと
Al合金とを反応させることに依って行われる。また、エ
ッチングガスには、SiCl4,BCl3,Cl2,CF4,O2などのガス
が用いられる。(B) Conventional technology Conventionally, in dry etching of an Al alloy (including Al) used for wiring of a semiconductor device, an etching gas (reactive gas) flows into a vacuum reaction tube having parallel plate type electrodes,
A plasma is generated between a pair of electrodes to form an etching gas.
This is performed by reacting with an Al alloy. Further, as an etching gas, a gas such as SiCl 4 , BCl 3 , Cl 2 , CF 4 , and O 2 is used.
このようなドライエッチングを行なう場合、第３図
（Ａ）に示すように基板（１）の表面に形成されたAl層
（２）上にレジスト（３）でパターンが形成される。そ
して、このレジスト（３）をエッチングマスクとしてAl
層（２）をエッチング除去し、Alのパターンを形成す
る。しかし、上述の如き従来のドライエッチングに依れ
ば、Al層（２）のサイドエッチングが進み、第３図
（Ｂ）に示すようにAlのパターンの幅が所望の幅より狭
くなる場合が生じる。また、エッチングガスの混合比や
圧力等のエッチング条件を変化させると、第３図（Ｃ）
に示すようにAlのパターンの幅が基板（１）側に向って
狭くなる逆テーパー状になる場合も生じる。When such dry etching is performed, a pattern is formed with a resist (3) on an Al layer (2) formed on the surface of a substrate (1) as shown in FIG. Then, using this resist (3) as an etching mask,
The layer (2) is removed by etching to form an Al pattern. However, according to the conventional dry etching as described above, the side etching of the Al layer (2) proceeds, and the width of the Al pattern may become narrower than a desired width as shown in FIG. 3 (B). . When the etching conditions such as the mixing ratio of the etching gas and the pressure are changed, FIG.
As shown in (1), the width of the Al pattern may become inversely tapered in which the width decreases toward the substrate (1).
（ハ）発明が解決しようとする課題 従って、Al及びAl合金をエッチングする場合には、エ
ッチングガスの混合比やガス流量、或いは装置の高周波
出力等のエッチング条件を精密に設定することが必要な
ため、Alのパターンの形状の微細な制御は困難であっ
た。(C) Problems to be Solved by the Invention Therefore, when etching Al and Al alloys, it is necessary to precisely set the etching conditions such as the mixing ratio and gas flow rate of the etching gas or the high-frequency output of the apparatus. Therefore, it was difficult to finely control the shape of the Al pattern.
そこで本発明は、パターンの微細化に伴ってエッチン
グの精度の向上が望まれるのに対応し、Al及びAl合金を
精度良く所望の形状にエッチングすることのできるエッ
チング装置並びにエッチング方法の提供を目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide an etching apparatus and an etching method capable of accurately etching Al and an Al alloy into a desired shape in response to a demand for improvement in etching accuracy with pattern miniaturization. And
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するためのもので、反応管
と、この反応管内に対向配置された一対の平行平板型の
電極と、上記反応管内に反応ガスを供給する供給手段
と、を備えたエッチング装置に於いて、上記反応ガス供
給手段は、上記反応管内にCl2ガスを供給する第１の供
給手段と、恒温層に収容されたCHCl3液内にN2ガスを吹
込んで発生せしめられたN2ガス及びCHCl3ガスの混合ガ
スを上記反応管内に供給する第２の供給手段と、からな
ることを特徴とする。(D) Means for Solving the Problems The present invention is for solving the above-mentioned problems, and includes a reaction tube, a pair of parallel plate type electrodes arranged opposite to each other in the reaction tube, and a reaction tube in the reaction tube. A supply means for supplying a gas, the reaction gas supply means comprising: a first supply means for supplying Cl 2 gas into the reaction tube; and a CHCl 3 liquid contained in a constant temperature layer. Second supply means for supplying a mixed gas of N 2 gas and CHCl 3 gas generated by blowing N 2 gas into the reaction tube into the reaction tube.
そして、Al及びAl合金のエッチング方法に於いて、一
対の平行平板電極が対向配置された反応管内に、Cl2ガ
ス及びCHCl3ガスに加えてN2ガスを供給し、上記一対の
電極間にプラズマを発生させ、反応ガスとAlとを反応さ
せることを特徴とする。Then, in the Al and Al alloy etching method, N 2 gas is supplied in addition to Cl 2 gas and CHCl 3 gas into a reaction tube in which a pair of parallel plate electrodes are arranged to face each other, and between the pair of electrodes. It is characterized in that plasma is generated and a reaction gas reacts with Al.
（ホ）作 用 本発明に依れば、Cl2及びCHCl3の反応ガスに加えてN2
ガスを反応管内に添加してドライエッチングを行うよう
に構成したことで、N2ガスがAlの側壁保護の働きをする
ため、Alのサイドエッチングが減少し、反応ガス中のN2
ガスの割合の変化でAlパターンの側壁の形状を制御でき
る。(E) Operation According to the present invention, in addition to the reaction gas of Cl 2 and CHCl 3 , N 2
Since the gas is added to the inside of the reaction tube to perform the dry etching, the N 2 gas functions to protect the side wall of the Al, so that the side etching of the Al is reduced, and the N 2 in the reaction gas is reduced.
The shape of the side wall of the Al pattern can be controlled by changing the gas ratio.
（ヘ）実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。(F) Example An example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は第１図は本発明のエッチング方法を採用する
エッチング装置の概略図である。この図に於いて（10）
は反応管、（11）（12）は平行平板型の電極、（13）は
プラズマを発生させるための電力源である。反応管（1
0）には内部を真空にするための排気口（14）が設けら
れており、真空ポンプ（図示せず）が接続される。さら
に、反応管（10）には２つのガス供給口（15）（16）が
設けられ、一方のガス供給口（15）からCl2ガスが供給
され、他方の供給口（16）からN2ガスとCHCl3ガスとの
混合ガスが供給される。この混合ガスは、高温槽（17）
に収容されて所定の温度に保持されたCHCl3液（18）中
にN2ガスを吹き込んでバブリングさせることでCHCl3液
（18）を気化させ、このCHCl3ガスとN2ガスとが混合さ
れて得られる。このように高温槽（17）で得られた混合
ガスは流量コントローラ（19）を介して供給口（16）か
ら反応管（10）内に供給される。反応管（10）内には一
対の平行平板型の電極（11）（12）が水平に対向配置さ
れ、電極（11）上にはウェハ（20）が配置される。そし
て、電極源（13）の高周波出力が電極（11）（12）間に
印加される。FIG. 1 is a schematic view of an etching apparatus employing the etching method of the present invention. In this figure (10)
Is a reaction tube, (11) and (12) are parallel plate type electrodes, and (13) is a power source for generating plasma. Reaction tube (1
0) is provided with an exhaust port (14) for evacuating the inside, and is connected to a vacuum pump (not shown). Further, the reaction tube (10) is provided with two gas supply ports (15) and (16), and Cl 2 gas is supplied from one gas supply port (15) and N 2 gas is supplied from the other supply port (16). A mixed gas of gas and CHCl 3 gas is supplied. This mixed gas is supplied to a high-temperature bath (17)
The CHCl 3 solution (18) is vaporized by blowing a N 2 gas into the CHCl 3 solution (18) stored at a predetermined temperature and bubbling, and the CHCl 3 gas and the N 2 gas are mixed. It is obtained. The mixed gas obtained in the high-temperature tank (17) is supplied from the supply port (16) into the reaction tube (10) via the flow rate controller (19). In the reaction tube (10), a pair of parallel plate type electrodes (11) and (12) are horizontally opposed to each other, and a wafer (20) is arranged on the electrode (11). Then, the high-frequency output of the electrode source (13) is applied between the electrodes (11) and (12).
次に、本発明のエッチング方法について説明する。本
発明エッチング方法は、第１図に示すエッチング装置を
用い、反応管（10）内にエッチングガスを供給し、電極
（11）（12）にブラズマを発生させて行う。ここで、本
願の特徴は、Cl2ガス及びCHCl3ガスにN2ガスを添加した
混合ガスをエッチングガスとして用いることにある。即
ち、反応管（10）内には供給口（15）からCl2ガスが供
給され、供給口（16）からN2ガスとCHCl3ガスとの混合
ガスが供給される。そして電力源（13）の高周波出力に
依って電極（11）（12）間にプラズマを形成すると、こ
のプラズマ中でエッチングガスが活性ラジカルに変成さ
れ、ウェハ（20）上のAl層が活性ラジカルと反応してAl
層がエッチングされる。このとき、エッチングガス中に
N2ガスが含まれているため、このN2ガスがAlパターンの
側壁保護の働きをして、Al層のサイドエッチングが極め
て少なくなり、エッチングの制御が容易になる。Next, the etching method of the present invention will be described. The etching method of the present invention is performed by using an etching apparatus shown in FIG. 1 and supplying an etching gas into the reaction tube (10) to generate plasma on the electrodes (11) and (12). Here, the feature of the present application resides in that a mixed gas obtained by adding N 2 gas to Cl 2 gas and CHCl 3 gas is used as an etching gas. That is, Cl 2 gas is supplied into the reaction tube (10) from the supply port (15), and a mixed gas of N 2 gas and CHCl 3 gas is supplied from the supply port (16). When a plasma is formed between the electrodes (11) and (12) by the high-frequency output of the power source (13), the etching gas is transformed into active radicals in the plasma, and the Al layer on the wafer (20) becomes active radicals. Reacts with Al
The layer is etched. At this time, the etching gas
Since the N 2 gas is contained, the N 2 gas functions to protect the side wall of the Al pattern, so that the side etching of the Al layer is extremely reduced, and the etching can be easily controlled.
従って第２図に示す如くAl層（２）をレジスト（３）
のパターンに沿い、基板（１）側に向って幅の広くなる
テーパー状にエッチングすることができる。また、Alパ
ターンの側壁の形状（テーパーの傾斜角度）は、N2ガス
とCHCl3ガスとの混合比を変えることに依って変化させ
ることができる。この混合比は、高温槽（17）の温度を
変化させてCHCl3液の気化量を変化させることに依り可
変設定することができる。Therefore, as shown in FIG. 2, the Al layer (2) is
Can be etched in a tapered shape with the width increasing toward the substrate (1) along the pattern (1). Further, the shape of the side wall of the Al pattern (the inclination angle of the taper) can be changed by changing the mixing ratio of the N 2 gas and the CHCl 3 gas. This mixing ratio can be variably set by changing the temperature of the high-temperature bath (17) to change the amount of CHCl 3 vaporized.
（ト）発明の効果 本発明に依れば、Al及びAl合金のドライエッチングに
於いて、精度良くエッチングを制御することができ、所
望の形状を容易に得ることができる。(G) Effects of the Invention According to the present invention, in dry etching of Al and an Al alloy, the etching can be accurately controlled, and a desired shape can be easily obtained.
また、エッチングに依って得られるパターンの側壁の
形状をエッチング条件、特にエッチングガスの条件の変
更に依って変化させることができるため、パターンのテ
ーパー角度の調整が比較的容易に行える。Further, since the shape of the side wall of the pattern obtained by etching can be changed by changing the etching conditions, particularly the conditions of the etching gas, the taper angle of the pattern can be adjusted relatively easily.
第１図は本発明エッチング装置の概略図、第２図は本発
明エッチング方法が施されたパターン形状の断面図、第
３図は従来のエッチング方法を説明する断面図である。 （１）……基板、（２）……Al層、（３）……レジス
ト、（10）……反応管、（11）（12）……電極、（13）
……電力源、（15）（16）……供給口、（17）……恒温
槽、（18）……CHCl3液、（20）……ウェハ。FIG. 1 is a schematic view of the etching apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a pattern formed by the etching method of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view for explaining a conventional etching method. (1) ... substrate, (2) ... Al layer, (3) ... resist, (10) ... reaction tube, (11) (12) ... electrode, (13)
...... power source, (15) (16) ... supply port (17) ... constant temperature bath, (18) .... CHCl 3 solution, (20) .... wafer.
Claims (2)
この反応管内に対向配置された一対の平行平板電極と、
この一対の電極間にプラズマを発生させる電力源と、上
記第１及び第２の供給口から上記反応管内に反応ガスを
供給する供給手段と、を有するエッチング装置を用いて
Al及びAl合金をエッチングするエッチング方法におい
て、上記反応管内に、上記第１の供給口からCl2ガスを
供給し、上記第２の供給口からCHCl3ガス及びN2ガスの
混合ガスを供給すると共に、上記一対の電極間にプラズ
マを発生させて反応ガスとAlとを反応させることを特徴
とするエッチング方法。1. A reaction tube having first and second supply ports,
A pair of parallel plate electrodes opposed to each other in the reaction tube,
Using an etching apparatus having a power source for generating plasma between the pair of electrodes, and a supply unit for supplying a reaction gas from the first and second supply ports into the reaction tube.
In the etching method for etching Al and an Al alloy, a Cl 2 gas is supplied into the reaction tube from the first supply port, and a mixed gas of CHCl 3 gas and N 2 gas is supplied from the second supply port. In addition, an etching method characterized in that plasma is generated between the pair of electrodes to cause a reaction gas to react with Al.
HCl3液中にN2ガスを吹き込んでバブリングさせて得るこ
とを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。 2. The mixed gas of CHCl 3 gas and N 2 gas is C
The etching method of claim 1, wherein the in HCl 3 solution obtained by bubbling by blowing N 2 gas.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63234115A JP2698112B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Etching method |
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|---|---|---|---|
| JP63234115A JP2698112B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282525A JPH0282525A (en) | 1990-03-23 |
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ID=16965869
Family Applications (1)
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-
1988
- 1988-09-19 JP JP63234115A patent/JP2698112B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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