JP3200949B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造等にお
いて適用されるドライエッチング方法に関し、特にＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ合金のような銅（Ｃｕ）を含むアルミニウ
ム（Ａｌ）系材料層をエッチングする際に、Ｃｕに起因
する残渣の発生を防止し、かつアフターコロージョンを
抑制する方法に関する。
いて適用されるドライエッチング方法に関し、特にＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ合金のような銅（Ｃｕ）を含むアルミニウ
ム（Ａｌ）系材料層をエッチングする際に、Ｃｕに起因
する残渣の発生を防止し、かつアフターコロージョンを
抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の配線材料としては、アルミ
ニウム（Ａｌ）系材料が最も広く使用されている。この
Ａｌ系材料には、下地のシリコン基板との合金化反応に
よるｐｎ接合の破壊や劣化を防止したり、コンタクト・
ホール内部へシリコンが析出して導通不良が発生するこ
とを防止する目的で、１〜２％のＳｉが添加されている
のが一般的である。さらに近年では、エレクトロマイグ
レーション耐性やストレスマイグレーション耐性を高め
るために、さらに０．５〜１％のＣｕを添加したＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ合金も用いられている。
ニウム（Ａｌ）系材料が最も広く使用されている。この
Ａｌ系材料には、下地のシリコン基板との合金化反応に
よるｐｎ接合の破壊や劣化を防止したり、コンタクト・
ホール内部へシリコンが析出して導通不良が発生するこ
とを防止する目的で、１〜２％のＳｉが添加されている
のが一般的である。さらに近年では、エレクトロマイグ
レーション耐性やストレスマイグレーション耐性を高め
るために、さらに０．５〜１％のＣｕを添加したＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ合金も用いられている。
【０００３】Ａｌ系材料層のドライエッチングは、一般
に塩素系ガスを使用して行われている。たとえば、特公
昭５９−２２３７４号公報に開示されるＢＣｌ3 ／Ｃｌ
2 混合ガスはその代表例である。Ａｌ系材料層のエッチ
ングにおいて主エッチング種として寄与する化学種はＣ
ｌ* であり、自発的で極めて速やかなエッチング反応を
進行させる。しかし、Ｃｌ* のみではエッチングが等方
的に進行するので、通常は入射イオン・エネルギーを高
めた条件下でイオン・アシスト反応を進行させ、高異方
性を達成している。
に塩素系ガスを使用して行われている。たとえば、特公
昭５９−２２３７４号公報に開示されるＢＣｌ3 ／Ｃｌ
2 混合ガスはその代表例である。Ａｌ系材料層のエッチ
ングにおいて主エッチング種として寄与する化学種はＣ
ｌ* であり、自発的で極めて速やかなエッチング反応を
進行させる。しかし、Ｃｌ* のみではエッチングが等方
的に進行するので、通常は入射イオン・エネルギーを高
めた条件下でイオン・アシスト反応を進行させ、高異方
性を達成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ａｌ系材料層
にＣｕが含有されている場合には、エッチングに上述の
ような塩素系ガスを使用すると、反応生成物の蒸気圧の
低さに起因して残渣が頻繁に発生するという問題が指摘
されている。この問題を図２を参照しながら説明する。
にＣｕが含有されている場合には、エッチングに上述の
ような塩素系ガスを使用すると、反応生成物の蒸気圧の
低さに起因して残渣が頻繁に発生するという問題が指摘
されている。この問題を図２を参照しながら説明する。
【０００５】たとえば図２（ａ）に示されるように、Ｓ
ｉＯ2 層間絶縁膜１１上にＡｌ系多層膜１５が形成さ
れ、さらにこの上に所定の形状にパターニングされたレ
ジスト・マスク１６が形成されたウェハを考える。ここ
で、上記Ａｌ系多層膜１５は、下層側から上層側に向か
ってＴｉＮバリヤメタル１２、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５
％Ｃｕ層１３、ＴｉＯＮ反射防止膜１４が順次積層され
てなるものである。
ｉＯ2 層間絶縁膜１１上にＡｌ系多層膜１５が形成さ
れ、さらにこの上に所定の形状にパターニングされたレ
ジスト・マスク１６が形成されたウェハを考える。ここ
で、上記Ａｌ系多層膜１５は、下層側から上層側に向か
ってＴｉＮバリヤメタル１２、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５
％Ｃｕ層１３、ＴｉＯＮ反射防止膜１４が順次積層され
てなるものである。
【０００６】次に、従来の一般的な塩素系ガスでレジス
ト・マスク１６を介してＡｌ系多層膜１５をエッチング
したときのウェハの状態を、図２（ｂ）に示す。ここ
で、エッチング後の各材料層は、元の符号に添字ａもし
くは添字ｂを付して表してある。このエッチングによ
り、レジスト・マスク１６にマスクされた部分では異方
性形状を有するＡｌ系配線パターン１５ａが形成されて
いるが、マスクされていない部分にも針状の残渣１５ｂ
が大量に発生している。これは、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．
５％Ｃｕ層１３に含有されるＣｕがエッチング反応性の
Ｃｌ* と反応して蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ2 が生成し、
これがマイクロ・マスク１７と呼ばれる微細なエッチン
グ・マスクとして機能する結果、このマイクロ・マスク
１７に遮蔽された領域にＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ
層１３の残渣１３ｂやＴｉＮバリヤメタル１２の残渣１
２ｂが残ってしまうからである。これは、Ａｌ系材料層
のエッチングにおける異方性の達成が、高い入射イオン
・エネルギーに依存していることから避け難い現象であ
る。
ト・マスク１６を介してＡｌ系多層膜１５をエッチング
したときのウェハの状態を、図２（ｂ）に示す。ここ
で、エッチング後の各材料層は、元の符号に添字ａもし
くは添字ｂを付して表してある。このエッチングによ
り、レジスト・マスク１６にマスクされた部分では異方
性形状を有するＡｌ系配線パターン１５ａが形成されて
いるが、マスクされていない部分にも針状の残渣１５ｂ
が大量に発生している。これは、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．
５％Ｃｕ層１３に含有されるＣｕがエッチング反応性の
Ｃｌ* と反応して蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ2 が生成し、
これがマイクロ・マスク１７と呼ばれる微細なエッチン
グ・マスクとして機能する結果、このマイクロ・マスク
１７に遮蔽された領域にＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ
層１３の残渣１３ｂやＴｉＮバリヤメタル１２の残渣１
２ｂが残ってしまうからである。これは、Ａｌ系材料層
のエッチングにおける異方性の達成が、高い入射イオン
・エネルギーに依存していることから避け難い現象であ
る。
【０００７】そこで、この残渣１５ｂを除去する方法と
して、たとえば第３７回応用物理学関係連合講演会（１
９９０年春季年会）講演予稿集，ｐ．４５６，講演番号
２８ａ−ＺＦ−１には、残渣を化学的に除去する方法が
報告されている。これは、具体的にはラジカル反応が主
体となる等方的な条件でオーバーエッチングを行うこと
により、針状の残渣１５ｂを横方向からも浸食し、これ
を除去しようとするものである。しかし、この方法は残
渣１５ｂの除去には有効であるものの、マイクロ・マス
ク１７そのものを分解除去することはできないため、図
２（ｃ）に示されるように、マイクロ・マスク１７自身
がパーティクル汚染源となる虞れが大きい。
して、たとえば第３７回応用物理学関係連合講演会（１
９９０年春季年会）講演予稿集，ｐ．４５６，講演番号
２８ａ−ＺＦ−１には、残渣を化学的に除去する方法が
報告されている。これは、具体的にはラジカル反応が主
体となる等方的な条件でオーバーエッチングを行うこと
により、針状の残渣１５ｂを横方向からも浸食し、これ
を除去しようとするものである。しかし、この方法は残
渣１５ｂの除去には有効であるものの、マイクロ・マス
ク１７そのものを分解除去することはできないため、図
２（ｃ）に示されるように、マイクロ・マスク１７自身
がパーティクル汚染源となる虞れが大きい。
【０００８】さらに、Ａｌ系材料層にＣｕが含有された
場合の問題点としては、アフターコロージョン耐性の低
下も指摘されている。これは、蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ
2 が配線パターンの近傍に残留しているところへ水分が
供給されると、Ｃｌ- を電解質、ＡｌとＣｕを両極とす
る局部電池が形成され、配線パターンの腐食が促進ささ
れてしまうからである。
場合の問題点としては、アフターコロージョン耐性の低
下も指摘されている。これは、蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ
2 が配線パターンの近傍に残留しているところへ水分が
供給されると、Ｃｌ- を電解質、ＡｌとＣｕを両極とす
る局部電池が形成され、配線パターンの腐食が促進ささ
れてしまうからである。
【０００９】そこで本発明は、Ｃｕを含有するＡｌ系材
料層をドライエッチングするに際し、Ｃｕに起因する残
渣の発生を抑制し、アフターコロージョン耐性を向上さ
せる方法を提供することを目的とする。
料層をドライエッチングするに際し、Ｃｕに起因する残
渣の発生を抑制し、アフターコロージョン耐性を向上さ
せる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるドライエ
ッチング方法は、上述の目的を達成するために提案され
るものであり、銅を含有するアルミニウム系材料層のド
ライエッチング方法において、塩素系化合物もしくは臭
素系化合物の少なくとも一方とヨウ素系化合物を含むエ
ッチング・ガスを用い、被エッチング基板を加熱しなが
らエッチングすることにより、前記銅を含有するアルミ
ニウム系材料層中のアルミニウムを塩化アルミニウムも
しくは臭化アルミニウムとして除去するとともに、前記
銅を含有するアルミニウム系材料層中の銅をヨウ化銅と
して除去し、被エッチング基板上のエッチング残渣を防
止することを特徴とする。
ッチング方法は、上述の目的を達成するために提案され
るものであり、銅を含有するアルミニウム系材料層のド
ライエッチング方法において、塩素系化合物もしくは臭
素系化合物の少なくとも一方とヨウ素系化合物を含むエ
ッチング・ガスを用い、被エッチング基板を加熱しなが
らエッチングすることにより、前記銅を含有するアルミ
ニウム系材料層中のアルミニウムを塩化アルミニウムも
しくは臭化アルミニウムとして除去するとともに、前記
銅を含有するアルミニウム系材料層中の銅をヨウ化銅と
して除去し、被エッチング基板上のエッチング残渣を防
止することを特徴とする。
【００１１】また本発明は、塩素系化合物もしくは臭素
系化合物の少なくとも一方を含むエッチング・ガスを用
いてＣｕを含有するＡｌ系材料層を実質的にその層厚分
だけエッチングするジャストエッチング工程と、塩素系
化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方とヨウ素
系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エッチン
グ基板を加熱しながら前記Ｃｕを含有するＡｌ系材料層
の残余部をエッチングするオーバーエッチング工程とを
有することを特徴とする。
系化合物の少なくとも一方を含むエッチング・ガスを用
いてＣｕを含有するＡｌ系材料層を実質的にその層厚分
だけエッチングするジャストエッチング工程と、塩素系
化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方とヨウ素
系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エッチン
グ基板を加熱しながら前記Ｃｕを含有するＡｌ系材料層
の残余部をエッチングするオーバーエッチング工程とを
有することを特徴とする。
【００１２】さらに本発明は、放電解離条件下でプラズ
マ中に塩素系化学種もしくは臭素系化学種の少なくとも
一方とイオウ系化学種とを生成可能なエッチング・ガス
を用い、Ｃｕを含有するＡｌ系材料層を実質的にその層
厚分だけエッチングするジャストエッチング工程と、塩
素系化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方とヨ
ウ素系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エッ
チング基板を加熱しながら前記Ｃｕを含有するＡｌ系材
料層の残余部をエッチングするオーバーエッチング工程
とを有することを特徴とする。
マ中に塩素系化学種もしくは臭素系化学種の少なくとも
一方とイオウ系化学種とを生成可能なエッチング・ガス
を用い、Ｃｕを含有するＡｌ系材料層を実質的にその層
厚分だけエッチングするジャストエッチング工程と、塩
素系化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方とヨ
ウ素系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エッ
チング基板を加熱しながら前記Ｃｕを含有するＡｌ系材
料層の残余部をエッチングするオーバーエッチング工程
とを有することを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明者は、Ｃｕに起因する残渣を発生させな
いためには、エッチング反応生成物としてできるだけ蒸
気圧の高いＣｕ化合物を与える化学種が必要であると考
え、ヨウ素に着目した。ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏ
ｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，７
１ｓｔ Ｅｄｉｔｉｏｎ，６−５１（ＣＲＣ Ｐｒｅｓ
ｓ Ｉｎｃ．）、あるいは同５３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎ，Ｄ−１７２に記載されている無機化合物の蒸気圧の
データによると、１〜７６０ｍｍＨｇ（＝１．３３×１
０2 〜１．０１×１０5 Ｐａ）の蒸気圧を示す時の温度
は、Ｃｕ2 Ｉ2 がＣｕ2 Ｃｌ2 ，Ｃｕ2 Ｂｒ2 のいずれ
よりも低いことが明らかである。このことは、換言すれ
ば、同一の温度におけるＣｕ2 Ｉ2 の蒸気圧が、Ｃｕ2
Ｃｌ2 ，Ｃｕ2 Ｂｒ2 のいずれの蒸気圧よりも高いとい
うことである。通常のドライエッチングが行われるエッ
チング反応系のガス圧は、上述の圧力範囲よりは遙かに
低い領域に属しているが、かかる低圧下でも同様の傾向
は維持されている。
いためには、エッチング反応生成物としてできるだけ蒸
気圧の高いＣｕ化合物を与える化学種が必要であると考
え、ヨウ素に着目した。ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏ
ｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，７
１ｓｔ Ｅｄｉｔｉｏｎ，６−５１（ＣＲＣ Ｐｒｅｓ
ｓ Ｉｎｃ．）、あるいは同５３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎ，Ｄ−１７２に記載されている無機化合物の蒸気圧の
データによると、１〜７６０ｍｍＨｇ（＝１．３３×１
０2 〜１．０１×１０5 Ｐａ）の蒸気圧を示す時の温度
は、Ｃｕ2 Ｉ2 がＣｕ2 Ｃｌ2 ，Ｃｕ2 Ｂｒ2 のいずれ
よりも低いことが明らかである。このことは、換言すれ
ば、同一の温度におけるＣｕ2 Ｉ2 の蒸気圧が、Ｃｕ2
Ｃｌ2 ，Ｃｕ2 Ｂｒ2 のいずれの蒸気圧よりも高いとい
うことである。通常のドライエッチングが行われるエッ
チング反応系のガス圧は、上述の圧力範囲よりは遙かに
低い領域に属しているが、かかる低圧下でも同様の傾向
は維持されている。
【００１４】したがって、ヨウ素を含むエッチング反応
系においてＣｕ2 Ｉ2 を生成させれば、これはＣｕ2 Ｃ
ｌ2 等よりも低いウェハ温度にて脱離させることができ
るわけである。
系においてＣｕ2 Ｉ2 を生成させれば、これはＣｕ2 Ｃ
ｌ2 等よりも低いウェハ温度にて脱離させることができ
るわけである。
【００１５】本発明では、このヨウ素をエッチング反応
系へ供給するためのヨウ素系化合物を、塩素系化合物も
しくは臭素系化合物の少なくとも一方に添加する。塩素
系化合物および臭素系化合物から生成する塩素系化学種
および臭素系化学種により、Ａｌ系材料層の大部分を占
めるＡｌ、および少量添加されているＳｉを塩化物もし
くは臭化物の形で除去することができる。また、このと
きのエッチングが被エッチング基板（ウェハ）を加熱し
ながら行われるため、同じく少量添加されているＣｕは
Ｃｕ2 Ｉ2 の形で除去される。したがって、ウェハ上に
何ら残渣が残る虞れがない。さらに、上記のウェハ加熱
により、パターン近傍にＡｌＣｌx 等の形で残留する塩
素も減少させることができるため、アフターコロージョ
ン耐性も改善できる。
系へ供給するためのヨウ素系化合物を、塩素系化合物も
しくは臭素系化合物の少なくとも一方に添加する。塩素
系化合物および臭素系化合物から生成する塩素系化学種
および臭素系化学種により、Ａｌ系材料層の大部分を占
めるＡｌ、および少量添加されているＳｉを塩化物もし
くは臭化物の形で除去することができる。また、このと
きのエッチングが被エッチング基板（ウェハ）を加熱し
ながら行われるため、同じく少量添加されているＣｕは
Ｃｕ2 Ｉ2 の形で除去される。したがって、ウェハ上に
何ら残渣が残る虞れがない。さらに、上記のウェハ加熱
により、パターン近傍にＡｌＣｌx 等の形で残留する塩
素も減少させることができるため、アフターコロージョ
ン耐性も改善できる。
【００１６】本発明ではまた、ジャストエッチングは従
来公知の塩素系もしくは臭素系のガスを用いて行い、オ
ーバーエッチング時にヨウ素系化合物を上記のガスに添
加する方法も提案する。オーバーエッチング時には、ウ
ェハを加熱する。これにより、たとえジャストエッチン
グ工程で残渣が発生したとしても、この残渣を構成する
ＡｌやＳｉはオーバーエッチング時に主として塩化物ま
たは臭化物の形で、Ｃｕは主としてヨウ化物の形でそれ
ぞれ除去される。したがって、Ｃｕに起因するパーティ
クル汚染を防止することができる。
来公知の塩素系もしくは臭素系のガスを用いて行い、オ
ーバーエッチング時にヨウ素系化合物を上記のガスに添
加する方法も提案する。オーバーエッチング時には、ウ
ェハを加熱する。これにより、たとえジャストエッチン
グ工程で残渣が発生したとしても、この残渣を構成する
ＡｌやＳｉはオーバーエッチング時に主として塩化物ま
たは臭化物の形で、Ｃｕは主としてヨウ化物の形でそれ
ぞれ除去される。したがって、Ｃｕに起因するパーティ
クル汚染を防止することができる。
【００１７】この方法によれば、エッチング工程の大部
分を占めるジャストエッチング工程ではウェハ加熱を特
に行う必要が無いため、レジスト選択性を向上させるこ
とができる。
分を占めるジャストエッチング工程ではウェハ加熱を特
に行う必要が無いため、レジスト選択性を向上させるこ
とができる。
【００１８】本発明ではさらに徹底した低汚染化を図る
ために、ジャストエッチング時に放電解離条件下でプラ
ズマ中に塩素系化学種もしくは臭素系化学種の少なくと
も一方とイオウ系化学種とを生成可能なエッチング・ガ
スを用いる。これは、従来どおり塩素系化学種、あるい
は臭素系化学種でＡｌ系材料層をジャストエッチングす
る一方、Ｓ（イオウ）を側壁保護に利用するためであ
る。
ために、ジャストエッチング時に放電解離条件下でプラ
ズマ中に塩素系化学種もしくは臭素系化学種の少なくと
も一方とイオウ系化学種とを生成可能なエッチング・ガ
スを用いる。これは、従来どおり塩素系化学種、あるい
は臭素系化学種でＡｌ系材料層をジャストエッチングす
る一方、Ｓ（イオウ）を側壁保護に利用するためであ
る。
【００１９】このＳを側壁保護に利用する技術について
は、本願出願人が特願平３−２１０５１６号明細書等に
おいて提案している。Ｓは、条件にもよるが、ウェハが
おおよそ室温以下に温度制御されていればその表面に堆
積する。そこで、Ｓを側壁保護に利用すれば、その分、
異方性加工に必要な炭素系ポリマーの堆積量、さらには
入射イオン・エネルギーを低減させることができ、選択
性を向上させ、パーティクル汚染を低減させることがで
きる。また、炭素系ポリマーはその構造中に必然的に塩
素を取り込むが、Ｓではそのようなことがないため、Ｓ
の堆積はアフターコロージョン耐性を向上させる観点か
らも有効である。しかも、Ｓはウェハをおおよそ９０℃
以上に加熱すれば容易に昇華するので、自身がパーティ
クル汚染源となることはない。本発明では、オーバーエ
ッチング時のウェハ加熱により、Ｓを除去することがで
きる。
は、本願出願人が特願平３−２１０５１６号明細書等に
おいて提案している。Ｓは、条件にもよるが、ウェハが
おおよそ室温以下に温度制御されていればその表面に堆
積する。そこで、Ｓを側壁保護に利用すれば、その分、
異方性加工に必要な炭素系ポリマーの堆積量、さらには
入射イオン・エネルギーを低減させることができ、選択
性を向上させ、パーティクル汚染を低減させることがで
きる。また、炭素系ポリマーはその構造中に必然的に塩
素を取り込むが、Ｓではそのようなことがないため、Ｓ
の堆積はアフターコロージョン耐性を向上させる観点か
らも有効である。しかも、Ｓはウェハをおおよそ９０℃
以上に加熱すれば容易に昇華するので、自身がパーティ
クル汚染源となることはない。本発明では、オーバーエ
ッチング時のウェハ加熱により、Ｓを除去することがで
きる。
【００２０】なお、今回の発明に関連する技術として、
本願出願人は先に特願平３−９１５４４号明細書におい
て、塩素系化合物とＨＩ（ヨウ化水素）とを含むエッチ
ング・ガスを用いてＡｌ系材料層をエッチングする技術
を提案している。これは、レジスト・マスクの分解生成
物にＨが含有されるとその堆積が促進されることに着目
し、放電解離条件下で効率良くＨを放出できる化合物と
してＨＩを選択したものである。つまり、Ｈ−Ｉ結合の
原子間結合エネルギーはＨ−Ｃｌ結合やＨ−Ｂｒ結合の
それに比べて小さいので、ＨＩを用いれば他のハロゲン
化水素を用いる場合よりも炭素系ポリマーの堆積が促進
されるのである。この先行技術において、Ａｌ系材料層
がＣｕを含有するか否かは、発明の趣旨とは無関係であ
る。
本願出願人は先に特願平３−９１５４４号明細書におい
て、塩素系化合物とＨＩ（ヨウ化水素）とを含むエッチ
ング・ガスを用いてＡｌ系材料層をエッチングする技術
を提案している。これは、レジスト・マスクの分解生成
物にＨが含有されるとその堆積が促進されることに着目
し、放電解離条件下で効率良くＨを放出できる化合物と
してＨＩを選択したものである。つまり、Ｈ−Ｉ結合の
原子間結合エネルギーはＨ−Ｃｌ結合やＨ−Ｂｒ結合の
それに比べて小さいので、ＨＩを用いれば他のハロゲン
化水素を用いる場合よりも炭素系ポリマーの堆積が促進
されるのである。この先行技術において、Ａｌ系材料層
がＣｕを含有するか否かは、発明の趣旨とは無関係であ
る。
【００２１】これに対し、今回の発明はＡｌ系材料層が
Ｃｕを含むことを前提としており、このＣｕに起因して
ジャストエッチング時に発生した残渣を、オーバーエッ
チング時にＨＩを使用することで除去しようとするもの
である。したがって、今回の発明は、本願出願人の先願
とは目的も効果も異なるものである。
Ｃｕを含むことを前提としており、このＣｕに起因して
ジャストエッチング時に発生した残渣を、オーバーエッ
チング時にＨＩを使用することで除去しようとするもの
である。したがって、今回の発明は、本願出願人の先願
とは目的も効果も異なるものである。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２３】実施例１ 本実施例は、ＴｉＮバリヤメタル，Ａｌ−１％Ｓｉ−
０．５％Ｃｕ層，ＴｉＯＮ反射防止膜が積層されてなる
Ａｌ系多層膜をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＨＩ混合ガスを用い
てエッチングした例である。このプロセスを、図１
（ａ）および（ｃ）を参照しながら説明する。
０．５％Ｃｕ層，ＴｉＯＮ反射防止膜が積層されてなる
Ａｌ系多層膜をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＨＩ混合ガスを用い
てエッチングした例である。このプロセスを、図１
（ａ）および（ｃ）を参照しながら説明する。
【００２４】本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１上にＡｌ系多層膜５が形成され、さらに
この上に所定の形状にパターニングされたレジスト・マ
スク６が形成されたものである。ここで、上記Ａｌ系多
層膜５は、下層側から上層側に向かって厚さ約０．１μ
ｍのＴｉＮバリヤメタル２、厚さ約０．４μｍのＡｌ−
１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３、厚さ約０．０３μｍのＴ
ｉＯＮ反射防止膜４が順次積層されてなるものである。
用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１上にＡｌ系多層膜５が形成され、さらに
この上に所定の形状にパターニングされたレジスト・マ
スク６が形成されたものである。ここで、上記Ａｌ系多
層膜５は、下層側から上層側に向かって厚さ約０．１μ
ｍのＴｉＮバリヤメタル２、厚さ約０．４μｍのＡｌ−
１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３、厚さ約０．０３μｍのＴ
ｉＯＮ反射防止膜４が順次積層されてなるものである。
【００２５】このウェハを、ＲＦバイアス印加型の有磁
場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一
例として下記の条件でＡｌ系多層膜５をエッチングし
た。 Ｃｌ2 流量 ８０ＳＣＣＭ ＢＣｌ3 流量 １０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃
場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一
例として下記の条件でＡｌ系多層膜５をエッチングし
た。 Ｃｌ2 流量 ８０ＳＣＣＭ ＢＣｌ3 流量 １０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃
【００２６】このガス系は、Ａｌ系材料層のドライエッ
チングに用いられる最も一般的な混合ガスにＨＩを添加
したものである。上記のエッチング過程では、Ｃｌ* に
よるラジカル反応がＣｌ+ ，ＢＣｌx + 等のイオンの入
射エネルギーにアシストされる機構でＡｌ系多層膜５が
エッチングされた。ＢＣｌ3 は、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．
５％Ｃｕ層３の表面の自然酸化膜を還元し、エッチング
を速やかに進行させることにも寄与している。またＣｕ
は、ＨＩから生成するＩ* ，Ｉ+ 等と反応することによ
りＣｕ2 Ｉ2 等を生成し、これがウェハ加熱条件下で速
やかに脱離した。また、エッチング反応系内には、上記
イオンにスパッタされて生成したレジスト・マスク６の
フラグメントとＣｌ* とが反応してＣＣｌx 等が生成し
た。このＣＣｌx は、パターン側壁面上に堆積して図示
されない側壁保護膜を形成し、異方性加工に寄与した。
チングに用いられる最も一般的な混合ガスにＨＩを添加
したものである。上記のエッチング過程では、Ｃｌ* に
よるラジカル反応がＣｌ+ ，ＢＣｌx + 等のイオンの入
射エネルギーにアシストされる機構でＡｌ系多層膜５が
エッチングされた。ＢＣｌ3 は、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．
５％Ｃｕ層３の表面の自然酸化膜を還元し、エッチング
を速やかに進行させることにも寄与している。またＣｕ
は、ＨＩから生成するＩ* ，Ｉ+ 等と反応することによ
りＣｕ2 Ｉ2 等を生成し、これがウェハ加熱条件下で速
やかに脱離した。また、エッチング反応系内には、上記
イオンにスパッタされて生成したレジスト・マスク６の
フラグメントとＣｌ* とが反応してＣＣｌx 等が生成し
た。このＣＣｌx は、パターン側壁面上に堆積して図示
されない側壁保護膜を形成し、異方性加工に寄与した。
【００２７】この結果、図１（ｃ）に示されるように、
レジスト・マスク６の直下に異方性形状を有するＡｌ系
配線パターン５ａが形成された。なお、図中、エッチン
グ後の各材料層には、元の符号に添字ａを付して表して
ある。このとき、ウェハ上に何ら残渣が発生することは
なかった。
レジスト・マスク６の直下に異方性形状を有するＡｌ系
配線パターン５ａが形成された。なお、図中、エッチン
グ後の各材料層には、元の符号に添字ａを付して表して
ある。このとき、ウェハ上に何ら残渣が発生することは
なかった。
【００２８】この後、ウェハを上記エッチング装置に付
属のプラズマ・アッシング装置に搬送し、通常の条件に
てＯ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・マ
スク６を除去した。このウェハを試験的に大気中に放置
したが、７２時間後でもアフターコロージョンの発生は
認められなかった。
属のプラズマ・アッシング装置に搬送し、通常の条件に
てＯ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・マ
スク６を除去した。このウェハを試験的に大気中に放置
したが、７２時間後でもアフターコロージョンの発生は
認められなかった。
【００２９】実施例２ 本実施例は、同じＡｌ系多層膜をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 混合
ガスを用いてジャストエッチングした後、Ｃｌ2 ／ＨＩ
混合ガスを用いてオーバーエッチングを行うことにより
残渣を除去した例である。このプロセスを、図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しながら説明する。
ガスを用いてジャストエッチングした後、Ｃｌ2 ／ＨＩ
混合ガスを用いてオーバーエッチングを行うことにより
残渣を除去した例である。このプロセスを、図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しながら説明する。
【００３０】本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハは、図１（ａ）に示したものと同じであ
る。このウェハを、ＲＦバイアス印加型の有磁場マイク
ロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例として
下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチングし
た。 Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ＢＣｌ3 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ２５℃
用したウェハは、図１（ａ）に示したものと同じであ
る。このウェハを、ＲＦバイアス印加型の有磁場マイク
ロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例として
下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチングし
た。 Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ＢＣｌ3 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ２５℃
【００３１】このガス系は、従来からＡｌ系材料層のド
ライエッチングに用いられる最も一般的な混合ガスであ
る。このジャストエッチング工程では、イオン・アシス
ト機構とＣＣｌx による側壁保護効果により、図１
（ｂ）に示されるように、レジスト・マスク６の直下に
異方性形状を有するＡｌ系配線パターン５ａが形成され
た。しかし、このＡｌ系配線パターン５ａの周辺には、
針状の残渣５ｂが大量に発生していた。これは、上記Ａ
ｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３中に含まれるＣｕが気
相中のＣｌ* と反応して蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ2 が生
成し、これがマイクロ・マスク７として機能したためで
ある。
ライエッチングに用いられる最も一般的な混合ガスであ
る。このジャストエッチング工程では、イオン・アシス
ト機構とＣＣｌx による側壁保護効果により、図１
（ｂ）に示されるように、レジスト・マスク６の直下に
異方性形状を有するＡｌ系配線パターン５ａが形成され
た。しかし、このＡｌ系配線パターン５ａの周辺には、
針状の残渣５ｂが大量に発生していた。これは、上記Ａ
ｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３中に含まれるＣｕが気
相中のＣｌ* と反応して蒸気圧の低いＣｕ2 Ｃｌ2 が生
成し、これがマイクロ・マスク７として機能したためで
ある。
【００３２】なお、図中、エッチング後の各材料層に
は、元の符号に添字ａもしくは添字ｂを付して表してあ
る。
は、元の符号に添字ａもしくは添字ｂを付して表してあ
る。
【００３３】そこで、次に一例として下記の条件でＡｌ
系多層膜５をオーバーエッチングした。 Ｃｌ2 流量 ６０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ６０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー １５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃ このオーバーエッチング工程では、図１（ｃ）に示され
るように残渣５ｂが除去された。すなわち、Ａｌ−１％
Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３の残渣３ｂはＡｌＣｌx ，Ｓｉ
Ｃｌx ，Ｃｕ2 Ｉ2 等の形で、ＴｉＮ層２の残渣２ｂは
ＴｉＣｌx 等の形で、またマイクロ・マスク７はＣｕ2
Ｉ2 等の形でそれぞれ除去された。したがって、ウェハ
上のパーティクル・レベルが何ら悪化することはなかっ
た。また、この工程では下地へのダメージを防止する観
点からジャストエッチング時に比べてＲＦバイアス・パ
ワーが低減されているが、ＣＨx Ｃｌy 等の炭素系ポリ
マーが効率良く堆積することにより、Ａｌ系配線パター
ン５ａの異方性形状が維持された。さらに、ウェハが加
熱されることにより、Ａｌ系配線パターン５ａの近傍に
残留している塩素もほぼ揮発除去された。
系多層膜５をオーバーエッチングした。 Ｃｌ2 流量 ６０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ６０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー １５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃ このオーバーエッチング工程では、図１（ｃ）に示され
るように残渣５ｂが除去された。すなわち、Ａｌ−１％
Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層３の残渣３ｂはＡｌＣｌx ，Ｓｉ
Ｃｌx ，Ｃｕ2 Ｉ2 等の形で、ＴｉＮ層２の残渣２ｂは
ＴｉＣｌx 等の形で、またマイクロ・マスク７はＣｕ2
Ｉ2 等の形でそれぞれ除去された。したがって、ウェハ
上のパーティクル・レベルが何ら悪化することはなかっ
た。また、この工程では下地へのダメージを防止する観
点からジャストエッチング時に比べてＲＦバイアス・パ
ワーが低減されているが、ＣＨx Ｃｌy 等の炭素系ポリ
マーが効率良く堆積することにより、Ａｌ系配線パター
ン５ａの異方性形状が維持された。さらに、ウェハが加
熱されることにより、Ａｌ系配線パターン５ａの近傍に
残留している塩素もほぼ揮発除去された。
【００３４】この後、ウェハを上記エッチング装置に付
属のプラズマ・アッシング装置に搬送し、通常の条件に
てＯ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・マ
スク６を除去した。このウェハを試験的に大気中に放置
したが、７２時間後でもアフターコロージョンの発生は
認められなかった。
属のプラズマ・アッシング装置に搬送し、通常の条件に
てＯ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・マ
スク６を除去した。このウェハを試験的に大気中に放置
したが、７２時間後でもアフターコロージョンの発生は
認められなかった。
【００３５】実施例３ 本実施例は、同じＡｌ系多層膜をＢＣｌ3 ／Ｓ2 Ｃｌ2
混合ガスを用いてジャストエッチングした後、Ｃｌ2 ／
ＨＩ混合ガスを用いてオーバーエッチングを行い、残渣
を除去した例である。本実施例でエッチング・サンプル
として使用したウェハは、図１（ａ）に示したものと同
じである。このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例と
して下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチング
した。
混合ガスを用いてジャストエッチングした後、Ｃｌ2 ／
ＨＩ混合ガスを用いてオーバーエッチングを行い、残渣
を除去した例である。本実施例でエッチング・サンプル
として使用したウェハは、図１（ａ）に示したものと同
じである。このウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例と
して下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチング
した。
【００３６】 ＢＣｌ3 流量 ３０ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ０℃ このジャストエッチング工程では、Ｃｌ* が主エッチン
グ種となってエッチングが進行する一方、Ｓ2 Ｃｌ2 か
ら生成するＳが側壁保護に寄与した。したがって、実施
例１のジャストエッチング工程に比べてＲＦバイアス・
パワーを若干低下させ炭素系ポリマーの堆積量が減少し
ているにもかかわらず、良好な異方性加工を行うことが
できた。
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ０℃ このジャストエッチング工程では、Ｃｌ* が主エッチン
グ種となってエッチングが進行する一方、Ｓ2 Ｃｌ2 か
ら生成するＳが側壁保護に寄与した。したがって、実施
例１のジャストエッチング工程に比べてＲＦバイアス・
パワーを若干低下させ炭素系ポリマーの堆積量が減少し
ているにもかかわらず、良好な異方性加工を行うことが
できた。
【００３７】次に、上述の実施例２のオーバーエッチン
グ工程と同じ条件でオーバーエッチングを行った。この
ときのウェハ加熱（１５０℃）により、ジャストエッチ
ング工程で堆積したＳは速やかに昇華除去された。この
後、Ｏ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・
マスク６を除去し、ウェハを試験的に大気中に放置した
が、９６時間後でもアフターコロージョンの発生は認め
られなかった。実施例２に比べてアフターコロージョン
耐性が向上したのは、ジャストエッチング時に側壁保護
に寄与する炭素系ポリマーの堆積量を低減できたことに
より、パターン近傍の残留塩素量が減少したからであ
る。
グ工程と同じ条件でオーバーエッチングを行った。この
ときのウェハ加熱（１５０℃）により、ジャストエッチ
ング工程で堆積したＳは速やかに昇華除去された。この
後、Ｏ2 プラズマ・アッシングを行って上記レジスト・
マスク６を除去し、ウェハを試験的に大気中に放置した
が、９６時間後でもアフターコロージョンの発生は認め
られなかった。実施例２に比べてアフターコロージョン
耐性が向上したのは、ジャストエッチング時に側壁保護
に寄与する炭素系ポリマーの堆積量を低減できたことに
より、パターン近傍の残留塩素量が減少したからであ
る。
【００３８】実施例４ 本実施例は、同じＡｌ系多層膜をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ
2 Ｂｒ2 混合ガスを用いてジャストエッチングした後、
Ｃｌ2 ／ＨＢｒ／ＨＩ混合ガスを用いてオーバーエッチ
ングを行い、残渣を除去した例である。まず、図１
（ａ）に示したウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例と
して下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチング
した。
2 Ｂｒ2 混合ガスを用いてジャストエッチングした後、
Ｃｌ2 ／ＨＢｒ／ＨＩ混合ガスを用いてオーバーエッチ
ングを行い、残渣を除去した例である。まず、図１
（ａ）に示したウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例と
して下記の条件でＡｌ系多層膜５をジャストエッチング
した。
【００３９】 Ｃｌ2 流量 ８０ＳＣＣＭ ＢＣｌ3 流量 ２０ＳＣＣＭ Ｓ2 Ｂｒ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ０℃ このジャストエッチング工程では、Ｃｌ* ，Ｂｒ* が主
エッチング種となってエッチングが進行する一方、Ｓ2
Ｂｒ2 から生成するＳが側壁保護に寄与した。このＢｒ
の存在は、レジスト選択性の向上に寄与している。これ
は、レジスト・マスクのエッチング反応生成物の飽和蒸
気圧を比較すると、すべての温度領域においてＣＢｒ4
の方がＣＣｌ4 よりも低いことからも明らかなように、
レジスト・マスクの表面がＣＢｒx に保護されるからで
ある。このＢｒによるレジスト選択性の向上について
は、たとえば月刊セミコンダクターワールド，１９９０
年１２月号，ｐ１０３〜１０７に詳述されている。
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ０℃ このジャストエッチング工程では、Ｃｌ* ，Ｂｒ* が主
エッチング種となってエッチングが進行する一方、Ｓ2
Ｂｒ2 から生成するＳが側壁保護に寄与した。このＢｒ
の存在は、レジスト選択性の向上に寄与している。これ
は、レジスト・マスクのエッチング反応生成物の飽和蒸
気圧を比較すると、すべての温度領域においてＣＢｒ4
の方がＣＣｌ4 よりも低いことからも明らかなように、
レジスト・マスクの表面がＣＢｒx に保護されるからで
ある。このＢｒによるレジスト選択性の向上について
は、たとえば月刊セミコンダクターワールド，１９９０
年１２月号，ｐ１０３〜１０７に詳述されている。
【００４０】続いて、一例として下記の条件によりオー
バーエッチングを行った。 Ｃｌ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ流量 ３０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ６０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー １５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃ この工程では、図１（ｃ）に示されるように残渣５ｂが
除去されることはもちろんであるが、Ｂｒの使用による
高レジスト選択性もジャストエッチング時と同様に維持
された。また、このときのウェハ加熱（１５０℃）によ
り、ジャストエッチング工程で堆積したＳは速やかに昇
華除去された。
バーエッチングを行った。 Ｃｌ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ流量 ３０ＳＣＣＭ ＨＩ流量 ６０ＳＣＣＭ ガス圧 ２Ｐａ（＝１５ｍＴｏｒ
ｒ） マイクロ波パワー ９００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー １５Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 １５０℃ この工程では、図１（ｃ）に示されるように残渣５ｂが
除去されることはもちろんであるが、Ｂｒの使用による
高レジスト選択性もジャストエッチング時と同様に維持
された。また、このときのウェハ加熱（１５０℃）によ
り、ジャストエッチング工程で堆積したＳは速やかに昇
華除去された。
【００４１】この後、Ｏ2 プラズマ・アッシングを行っ
て上記レジスト・マスク６を除去し、ウェハを試験的に
大気中に放置したが、１２０時間後でもアフターコロー
ジョンの発生は認められなかった。実施例３に比べてさ
らにアフターコロージョン耐性が向上したのは、レジス
ト選択性の向上により炭素系ポリマーの供給量が減少
し、パターン近傍の残留塩素量が大きく減少したからで
ある。
て上記レジスト・マスク６を除去し、ウェハを試験的に
大気中に放置したが、１２０時間後でもアフターコロー
ジョンの発生は認められなかった。実施例３に比べてさ
らにアフターコロージョン耐性が向上したのは、レジス
ト選択性の向上により炭素系ポリマーの供給量が減少
し、パターン近傍の残留塩素量が大きく減少したからで
ある。
【００４２】ところで、上述の実施例２ないし実施例４
では、ジャストエッチング工程とオーバーエッチング工
程におけるウェハ温度が大きく異なっている。このよう
な場合、ウェハの昇降温のための所要時間によりスルー
プットを低下させないために、ウェハ載置電極の設定温
度の異なる複数のエッチング・チャンバを高真空下に接
続したマルチチャンバ型のエッチング装置を使用するこ
とが特に好ましい。
では、ジャストエッチング工程とオーバーエッチング工
程におけるウェハ温度が大きく異なっている。このよう
な場合、ウェハの昇降温のための所要時間によりスルー
プットを低下させないために、ウェハ載置電極の設定温
度の異なる複数のエッチング・チャンバを高真空下に接
続したマルチチャンバ型のエッチング装置を使用するこ
とが特に好ましい。
【００４３】あるいは、本発明者が先に特願平３−３０
１２７９号明細書において提案しているように、冷却手
段を有する固定電極と加熱手段を有する可動電極とを組
み合わせたウェハ載置電極を装備したＥＣＲプラズマ装
置等を使用することも、極めて有効である。
１２７９号明細書において提案しているように、冷却手
段を有する固定電極と加熱手段を有する可動電極とを組
み合わせたウェハ載置電極を装備したＥＣＲプラズマ装
置等を使用することも、極めて有効である。
【００４４】以上、本発明を４例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、塩素系化合物としては上述の
Ｃｌ2 やＢＣｌ3 の他、ＨＣｌ等を使用しても良い。臭
素系化合物としては、上述のＨＢｒの他、ＢＢｒ3 、あ
るいはＢｒ2 を気化させたもの等を使用することができ
る。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、塩素系化合物としては上述の
Ｃｌ2 やＢＣｌ3 の他、ＨＣｌ等を使用しても良い。臭
素系化合物としては、上述のＨＢｒの他、ＢＢｒ3 、あ
るいはＢｒ2 を気化させたもの等を使用することができ
る。
【００４５】放電解離条件下でプラズマ中に塩素系化学
種もしくは臭素系化学種の少なくとも一方とイオウ系化
学種とを生成可能なエッチング・ガスも、上述のＢＣｌ
3 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガスやＣｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ2 Ｂｒ
2 混合ガスに限られるものではない。たとえば、上記の
混合ガスではＳ2 Ｃｌ2 やＳ2 Ｂｒ2 のように１分子か
らイオウ系化学種とハロゲン系化学種の両方を供給でき
る化合物が使用されているが、イオウ系化学種のみをＨ
2 Ｓのような分子から別途供給させるようにしても良
い。
種もしくは臭素系化学種の少なくとも一方とイオウ系化
学種とを生成可能なエッチング・ガスも、上述のＢＣｌ
3 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガスやＣｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ2 Ｂｒ
2 混合ガスに限られるものではない。たとえば、上記の
混合ガスではＳ2 Ｃｌ2 やＳ2 Ｂｒ2 のように１分子か
らイオウ系化学種とハロゲン系化学種の両方を供給でき
る化合物が使用されているが、イオウ系化学種のみをＨ
2 Ｓのような分子から別途供給させるようにしても良
い。
【００４６】Ｃｕを含有するＡｌ系材料層は、上述のＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金の他、Ａｌ−Ｃｕ合金等であっても
良い。この他、エッチング条件、使用するエッチング装
置、サンプル・ウェハの構成等は適宜変更可能であるこ
とは言うまでもない。
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金の他、Ａｌ−Ｃｕ合金等であっても
良い。この他、エッチング条件、使用するエッチング装
置、サンプル・ウェハの構成等は適宜変更可能であるこ
とは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、Ｃｕを含有するＡｌ系材料層をエッチング
するに際し、少なくともオーバーエッチング時にガス系
にＨＩを添加することにより、Ｃｕに起因する残渣の発
生を防止し、かつアフターコロージョン耐性を向上させ
ることができる。特に、ジャストエッチング工程におい
てＳを側壁保護に利用する場合には、アフターコロージ
ョン耐性を一層向上させることができる。
明によれば、Ｃｕを含有するＡｌ系材料層をエッチング
するに際し、少なくともオーバーエッチング時にガス系
にＨＩを添加することにより、Ｃｕに起因する残渣の発
生を防止し、かつアフターコロージョン耐性を向上させ
ることができる。特に、ジャストエッチング工程におい
てＳを側壁保護に利用する場合には、アフターコロージ
ョン耐性を一層向上させることができる。
【００４８】本発明は、微細なデザイン・ルールにもと
づいて設計され、高集積度、高性能、高信頼性を要求さ
れる半導体装置の製造において極めて有効である。
づいて設計され、高集積度、高性能、高信頼性を要求さ
れる半導体装置の製造において極めて有効である。
【図１】本発明を適用したプロセス例をその工程順にし
たがって説明する概略断面図であり、（ａ）はＡｌ系多
層膜上にレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）は
Ａｌ系多層膜がジャストエッチングされた状態、（ｃ）
は残渣が除去された状態をそれぞれ表す。
たがって説明する概略断面図であり、（ａ）はＡｌ系多
層膜上にレジスト・マスクが形成された状態、（ｂ）は
Ａｌ系多層膜がジャストエッチングされた状態、（ｃ）
は残渣が除去された状態をそれぞれ表す。
【図２】従来の問題点を説明するため、従来のプロセス
例をその工程順にしたがって説明する概略断面図であ
り、（ａ）はＡｌ系多層膜上にレジスト・マスクが形成
された状態、（ｂ）はＡｌ系多層膜がジャストエッチン
グされた状態、（ｃ）は残渣の除去に伴ってマイクロ・
マスクのパーティクルが発生した状態をそれぞれ表す。
例をその工程順にしたがって説明する概略断面図であ
り、（ａ）はＡｌ系多層膜上にレジスト・マスクが形成
された状態、（ｂ）はＡｌ系多層膜がジャストエッチン
グされた状態、（ｃ）は残渣の除去に伴ってマイクロ・
マスクのパーティクルが発生した状態をそれぞれ表す。
１ ・・・ＳｉＯ2 層間絶縁膜 ２ ・・・ＴｉＮバリヤメタル ３ ・・・Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ層 ４ ・・・ＴｉＯＮ反射防止膜 ５ ・・・Ａｌ系多層膜 ５ａ・・・Ａｌ系配線パターン ５ｂ・・・残渣 ６ ・・・レジスト・マスク ７ ・・・マイクロ・マスク
Claims (3)
- 【請求項１】 銅を含有するアルミニウム系材料層のド
ライエッチング方法において、 塩素系化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方と
ヨウ素系化合物を含むエッチング・ガスを用い、被エッ
チング基板を加熱しながらエッチングすることにより、前記銅を含有するアルミニウム系材料層中のアルミニウ
ムを塩化アルミニウムもしくは臭化アルミニウムとして
除去するとともに、 前記銅を含有するアルミニウム系材料層中の銅をヨウ化
銅として除去し、被エッチング基板上のエッチング残渣
を防止すること を特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】 塩素系化合物もしくは臭素系化合物の少
なくとも一方を含むエッチング・ガスを用いて銅を含有
するアルミニウム系材料層を実質的にその層厚分だけエ
ッチングするジャストエッチング工程と、 塩素系化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方と
ヨウ素系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エ
ッチング基板を加熱しながら前記銅を含有するアルミニ
ウム系材料層の残余部をエッチングするオーバーエッチ
ング工程とを有することを特徴とするドライエッチング
方法。 - 【請求項３】 放電解離条件下でプラズマ中に塩素系化
学種もしくは臭素系化学種の少なくとも一方とイオウ系
化学種とを生成可能なエッチング・ガスを用い、銅を含
有するアルミニウム系材料層を実質的にその層厚分だけ
エッチングするジャストエッチング工程と、 塩素系化合物もしくは臭素系化合物の少なくとも一方と
ヨウ素系化合物とを含むエッチング・ガスを用い、被エ
ッチング基板を加熱しながら前記銅を含有するアルミニ
ウム系材料層の残余部をエッチングするオーバーエッチ
ング工程とを有することを特徴とするドライエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10222292A JP3200949B2 (ja) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10222292A JP3200949B2 (ja) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05275395A JPH05275395A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3200949B2 true JP3200949B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=14321643
Family Applications (1)
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| JP10222292A Expired - Lifetime JP3200949B2 (ja) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3200949B2 (ja) |
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-
1992
- 1992-03-28 JP JP10222292A patent/JP3200949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05275395A (ja) | 1993-10-22 |
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