JP3278924B2 - 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、ドライエッチング方法
に関する。本発明は、ドライエッチングを用いる各種の
技術分野で利用することができ、例えば、電子材料（半
導体装置等）の製造の際のドライエッチング方法として
利用できる。
に関する。本発明は、ドライエッチングを用いる各種の
技術分野で利用することができ、例えば、電子材料（半
導体装置等）の製造の際のドライエッチング方法として
利用できる。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】例えば半導体装置製造の
分野において、微細化・集積化が進行し、ＵＬＳＩプロ
セス等のパターンルールが小さくなるにつれ、微細加工
を行うドライエッチング技術に種々の問題が発生してき
ている。
分野において、微細化・集積化が進行し、ＵＬＳＩプロ
セス等のパターンルールが小さくなるにつれ、微細加工
を行うドライエッチング技術に種々の問題が発生してき
ている。
【０００３】例えば、配線材料としての用いる金属系材
料、特にＡｌやＡｌ合金膜等のドライエッチングにおい
ては、異方性形状を達成するため、マスクであるレジス
トをスパッタリングしレジスト分解物を発生させ、側壁
保護膜を形成させているが、この方法においては、異方
性形状は側壁保護膜により達成されているため、マスク
であるレジストの分解を積極的に行うことが必要であ
り、Ａｌ，Ａｌ合金膜のエッチングレートとマスクであ
るレジストのエッチングレートの比、いわゆる対レジス
ト選択比をそれ程高くできない。被エッチング基体であ
るウェハー基板等に入射するイオンエネルギーを下げる
ことで、対レジスト選択比の向上は可能であるが、この
ようにするとレジスト分解物の発生量が少なくなり、側
壁保護膜の形成が不十分となる。よってこのためアンダ
ーカットが発生し、形状制御性が悪化してしまう。
料、特にＡｌやＡｌ合金膜等のドライエッチングにおい
ては、異方性形状を達成するため、マスクであるレジス
トをスパッタリングしレジスト分解物を発生させ、側壁
保護膜を形成させているが、この方法においては、異方
性形状は側壁保護膜により達成されているため、マスク
であるレジストの分解を積極的に行うことが必要であ
り、Ａｌ，Ａｌ合金膜のエッチングレートとマスクであ
るレジストのエッチングレートの比、いわゆる対レジス
ト選択比をそれ程高くできない。被エッチング基体であ
るウェハー基板等に入射するイオンエネルギーを下げる
ことで、対レジスト選択比の向上は可能であるが、この
ようにするとレジスト分解物の発生量が少なくなり、側
壁保護膜の形成が不十分となる。よってこのためアンダ
ーカットが発生し、形状制御性が悪化してしまう。
【０００４】上記問題を解決する技術として、エッチン
グのガス系に臭素（Ｂｒ）を含むガスを添加する手法が
最近報告されてきている。Ａｌ，Ａｌ合金膜のドライエ
ッチングにおいては一般にＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 の混合ガス
を用いることが多いが、このガス系にＨＢｒ等を添加
し、放電で発生する臭素ラジカルとＡｌの反応生成物Ａ
ｌＢｒx （ＡｌＢｒ3 等）及びレジスト中に含まれる炭
素との反応生成物ＣＢｒx （ｘ：１〜４）を側壁保護に
利用するものである。
グのガス系に臭素（Ｂｒ）を含むガスを添加する手法が
最近報告されてきている。Ａｌ，Ａｌ合金膜のドライエ
ッチングにおいては一般にＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 の混合ガス
を用いることが多いが、このガス系にＨＢｒ等を添加
し、放電で発生する臭素ラジカルとＡｌの反応生成物Ａ
ｌＢｒx （ＡｌＢｒ3 等）及びレジスト中に含まれる炭
素との反応生成物ＣＢｒx （ｘ：１〜４）を側壁保護に
利用するものである。
【０００５】この手法は、例えば、図３に示すように行
われる。図３（ａ）に示すように、シリコン基板１上
に、酸化膜（ＳｉＯ2 ）２を形成した後、酸化膜２上よ
り順次チタン（Ｔｉ）３、酸化窒化チタン（ＴｉＯＮ）
４、及びＳｉを１％含有するＡｌ合金膜（Ａｌ−Ｓｉ）
５を形成して金属系材料層１０とする。上部にフォトリ
ソグラフィー法により、レジストパターン６を形成する
（図３（ａ））。
われる。図３（ａ）に示すように、シリコン基板１上
に、酸化膜（ＳｉＯ2 ）２を形成した後、酸化膜２上よ
り順次チタン（Ｔｉ）３、酸化窒化チタン（ＴｉＯＮ）
４、及びＳｉを１％含有するＡｌ合金膜（Ａｌ−Ｓｉ）
５を形成して金属系材料層１０とする。上部にフォトリ
ソグラフィー法により、レジストパターン６を形成する
（図３（ａ））。
【０００６】このレジストパターン６をマスクとして、
以下の条件にてエッチングを行う。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ：５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ
以下の条件にてエッチングを行う。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ：５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ
【０００７】エッチングガス中に添加されているＨＢｒ
が放電分解し、臭素イオン（Ｂｒ+）及び臭素ラジカル
が発生し、Ａｌ−Ｓｉ、Ｔｉ系材料、レジスト分解物の
カーボン（Ｃ）と反応し、塩素系化合物より蒸気圧の低
い臭素系化合物を形成する。次の表１にＡｌ，Ｔｉ，Ｃ
の塩化物及び臭化物の沸点を示す。
が放電分解し、臭素イオン（Ｂｒ+）及び臭素ラジカル
が発生し、Ａｌ−Ｓｉ、Ｔｉ系材料、レジスト分解物の
カーボン（Ｃ）と反応し、塩素系化合物より蒸気圧の低
い臭素系化合物を形成する。次の表１にＡｌ，Ｔｉ，Ｃ
の塩化物及び臭化物の沸点を示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１からも明らかなように、各臭化物は塩
化物より沸点が高く、室温付近での蒸気圧は低いため、
エッチングはイオンの入射によるスパッタリングにてエ
ッチングされる。従って、エッチング面よりスパッタさ
れた臭化物は、レジスト６、及び被エッチング膜である
金属系材料１０（Ｔｉ３，ＴｉＯＮ４，Ａｌ−Ｓｉ５）
の側壁に付着する。このような臭化物が被エッチング膜
（金属系材料１０）の側壁に付着することで過剰な塩素
ラジカルによるサイドアタック反応を防止することが可
能で、従来のレジスト分解物を主に側壁保護に用いてい
る場合より、対レジスト選択比を高くすることができ
る。図３（ｂ）に、この側壁付着物を符号７で示す。
化物より沸点が高く、室温付近での蒸気圧は低いため、
エッチングはイオンの入射によるスパッタリングにてエ
ッチングされる。従って、エッチング面よりスパッタさ
れた臭化物は、レジスト６、及び被エッチング膜である
金属系材料１０（Ｔｉ３，ＴｉＯＮ４，Ａｌ−Ｓｉ５）
の側壁に付着する。このような臭化物が被エッチング膜
（金属系材料１０）の側壁に付着することで過剰な塩素
ラジカルによるサイドアタック反応を防止することが可
能で、従来のレジスト分解物を主に側壁保護に用いてい
る場合より、対レジスト選択比を高くすることができ
る。図３（ｂ）に、この側壁付着物を符号７で示す。
【００１０】エッチング後、大気に取り出すことで発生
するアフターコロージョンを防止するため、酸素
（Ｏ2 ）をメインとするガス系にてエッチングを行う
が、この時側壁に付着している臭化物は酸化により以下
のように変化する。 ＡｌＢｒ3 ＋Ｏ2 →Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂｒ ＴｉＢｒ4 ＋Ｏ2 →ＴｉＯ2 ＋Ｂｒ
するアフターコロージョンを防止するため、酸素
（Ｏ2 ）をメインとするガス系にてエッチングを行う
が、この時側壁に付着している臭化物は酸化により以下
のように変化する。 ＡｌＢｒ3 ＋Ｏ2 →Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂｒ ＴｉＢｒ4 ＋Ｏ2 →ＴｉＯ2 ＋Ｂｒ
【００１１】臭化アルミニウムは酸化アルミニウムへ、
臭化チタンは酸化チタンへと変化し、マスクであるレジ
スト６は除去される。しかしこのとき、酸化アルミニウ
ム、酸化チタンはほとんど蒸気圧が無いため、図３
（ｃ）に示す如く除去できないまま残ってしまう。
臭化チタンは酸化チタンへと変化し、マスクであるレジ
スト６は除去される。しかしこのとき、酸化アルミニウ
ム、酸化チタンはほとんど蒸気圧が無いため、図３
（ｃ）に示す如く除去できないまま残ってしまう。
【００１２】この側壁付着別７の除去は非常に困難で、
フッ酸溶液にて除去は可能であるが、フッ酸溶液を用い
ると下地酸化膜２もエッチングされ、更に、Ｔｉ３、Ｔ
ｉＯＮ４、Ａｌ−Ｓｉ５が酸の溶液に接触すると電池効
果によりＡｌが溶出するという問題が発生する。従っ
て、この側壁付着物を効果的に除去する技術の開発が望
まれている。
フッ酸溶液にて除去は可能であるが、フッ酸溶液を用い
ると下地酸化膜２もエッチングされ、更に、Ｔｉ３、Ｔ
ｉＯＮ４、Ａｌ−Ｓｉ５が酸の溶液に接触すると電池効
果によりＡｌが溶出するという問題が発生する。従っ
て、この側壁付着物を効果的に除去する技術の開発が望
まれている。
【００１３】
【発明の目的】本発明は、この問題の解決のため創案さ
れたもので、金属系材料を含む被エッチング材を、臭素
系ガスを用いてエッチングする場合に、エッチングによ
り形成されたパターンの側壁に生成する付着物を容易に
除去するドライエッチング方法を提供しようとするもの
である。
れたもので、金属系材料を含む被エッチング材を、臭素
系ガスを用いてエッチングする場合に、エッチングによ
り形成されたパターンの側壁に生成する付着物を容易に
除去するドライエッチング方法を提供しようとするもの
である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金のエッチングにおい
て、臭素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中にてエッチングを行った後、塩素原子を構
成原子として含有するガスを少なくとも含むガス中にて
エッチングを行う場合に、 前記臭素原子を構成原子とし
て含有するガスを少なくとも含むガス中におけるエッチ
ング後、被エッチング材を冷却し、前記塩素原子を構成
原子として含有するガスを少なくとも含むガス中におけ
るエッチングを行い、その後にレジストが変質しない温
度まで加熱することを特徴とするドライエッチング方法
であり、これにより上記目的を達成するものである。
ミニウムまたはアルミニウム合金のエッチングにおい
て、臭素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中にてエッチングを行った後、塩素原子を構
成原子として含有するガスを少なくとも含むガス中にて
エッチングを行う場合に、 前記臭素原子を構成原子とし
て含有するガスを少なくとも含むガス中におけるエッチ
ング後、被エッチング材を冷却し、前記塩素原子を構成
原子として含有するガスを少なくとも含むガス中におけ
るエッチングを行い、その後にレジストが変質しない温
度まで加熱することを特徴とするドライエッチング方法
であり、これにより上記目的を達成するものである。
【００１５】請求項２の発明は、 アルミニウムまたはア
ルミニウム合金のエッチングにおいて、臭素原子を構成
原子として含有するガスを少なくとも含むガス中にてエ
ッチングを行った後、塩素原子を構成原子として含有す
るガスを少なくとも含むガス中にてエッチングを行う場
合に、 前記臭素原子を構成原子として含有するガスを少
なくとも含むガス中におけるエッチング後、被エッチン
グ材を冷却し、前記塩素原子を構成原子として含有する
ガスを少なくとも含むガス中におけるエッチングを行
い、その後にレジストが変質しない温度まで加熱し、再
び酸素原子を構成原子として含有するガスを少なくとも
含むガス中でのエッチングを行うことを特徴とするドラ
イエッチング方法であり、これにより上記目的を達成す
るものである。
ルミニウム合金のエッチングにおいて、臭素原子を構成
原子として含有するガスを少なくとも含むガス中にてエ
ッチングを行った後、塩素原子を構成原子として含有す
るガスを少なくとも含むガス中にてエッチングを行う場
合に、 前記臭素原子を構成原子として含有するガスを少
なくとも含むガス中におけるエッチング後、被エッチン
グ材を冷却し、前記塩素原子を構成原子として含有する
ガスを少なくとも含むガス中におけるエッチングを行
い、その後にレジストが変質しない温度まで加熱し、再
び酸素原子を構成原子として含有するガスを少なくとも
含むガス中でのエッチングを行うことを特徴とするドラ
イエッチング方法であり、これにより上記目的を達成す
るものである。
【００１６】請求項３の発明は、 前記加熱が、希ガス中
でプラズマを放電することによる加熱処理であることを
特徴とする請求項１または２に記載のドライエッチング
方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
でプラズマを放電することによる加熱処理であることを
特徴とする請求項１または２に記載のドライエッチング
方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１７】請求項４の発明は、 臭素原子を構成原子と
して含有するガスが、ＨＢｒ，ＢＢｒ ３ ，ＣＢｒ ４ ，Ｂ
ｒ ２ からなる化合物群からから任意に選択された１種類
以上のガスであることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載のドライエッチング方法であり、これに
より上記目的を達成するものである。
して含有するガスが、ＨＢｒ，ＢＢｒ ３ ，ＣＢｒ ４ ，Ｂ
ｒ ２ からなる化合物群からから任意に選択された１種類
以上のガスであることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載のドライエッチング方法であり、これに
より上記目的を達成するものである。
【００１８】請求項５の発明は、 臭素原子を構成原子と
して含有するガスを少なくとも含むガスが、ＨＢｒ，Ｂ
Ｂｒ ３ ，ＣＢｒ ４ ，Ｂｒ ２ からなる化合物群から任意に
選択された１種類以上のガスと、ＨＣｌ，Ｃｌ ２ ，ＢＣ
ｌ ３ ，ＣＣｌ ４ からなる化合物群から任意に選択された
１種類以上のガスとの混合ガスであることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載のドライエッチング
方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
して含有するガスを少なくとも含むガスが、ＨＢｒ，Ｂ
Ｂｒ ３ ，ＣＢｒ ４ ，Ｂｒ ２ からなる化合物群から任意に
選択された１種類以上のガスと、ＨＣｌ，Ｃｌ ２ ，ＢＣ
ｌ ３ ，ＣＣｌ ４ からなる化合物群から任意に選択された
１種類以上のガスとの混合ガスであることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載のドライエッチング
方法であり、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１９】請求項６の発明は、 塩素原子を構成原子と
して含有するガスが、ＨＣｌ，Ｃｌ ２ ，ＢＣｌ ３ ，ＣＣ
ｌ ４ からなる化合物群から任意に選択された１種類以上
のガスであることを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかに記載のドライエッチング方法であり、これにより
上記目的を達成するものである。
して含有するガスが、ＨＣｌ，Ｃｌ ２ ，ＢＣｌ ３ ，ＣＣ
ｌ ４ からなる化合物群から任意に選択された１種類以上
のガスであることを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかに記載のドライエッチング方法であり、これにより
上記目的を達成するものである。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【作用】本発明においては、臭素系のガスを添加したガ
ス系でエッチングすることで発生する蒸気圧の低い臭化
物を、塩素ラジカルの発生する状態にさらして、臭化物
を塩化物へと蒸気圧の高い物質に変化させることによ
り、側壁の付着物が除去される。本発明によれば、気相
の状態で側壁付着物を除去することが可能となり、溶液
処理時のような電池効果によるＡｌの溶出の問題も生じ
ない。
ス系でエッチングすることで発生する蒸気圧の低い臭化
物を、塩素ラジカルの発生する状態にさらして、臭化物
を塩化物へと蒸気圧の高い物質に変化させることによ
り、側壁の付着物が除去される。本発明によれば、気相
の状態で側壁付着物を除去することが可能となり、溶液
処理時のような電池効果によるＡｌの溶出の問題も生じ
ない。
【００２５】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。な
お、当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定を受けるものではない。
お、当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定を受けるものではない。
【００２６】実施例１本例は、参考例であって、 微細なＵＬＳＩの製造プロセ
スにおいて、Ａｌ系材料膜を被エッチング膜に有するエ
ッチング材をエッチングする場合を示すものである。こ
の例は、本発明の具体例である次に示す実施例２の説明
の前提となるものであるので、便宜上、実施例１と称す
る。図１及び図２を参照する。
スにおいて、Ａｌ系材料膜を被エッチング膜に有するエ
ッチング材をエッチングする場合を示すものである。こ
の例は、本発明の具体例である次に示す実施例２の説明
の前提となるものであるので、便宜上、実施例１と称す
る。図１及び図２を参照する。
【００２７】図３（ａ）に示すように、シリコン基板１
上に酸化膜２（ＳｉＯ2 ）を形成し、その上部に順次、
前記説明したのと同様に、Ｔｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ−
Ｓｉ５を形成して、被エッチング膜である金属系材料１
０を形成する。上部にフォトリソグラフィー法によっ
て、レジストパターン６を形成する。
上に酸化膜２（ＳｉＯ2 ）を形成し、その上部に順次、
前記説明したのと同様に、Ｔｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ−
Ｓｉ５を形成して、被エッチング膜である金属系材料１
０を形成する。上部にフォトリソグラフィー法によっ
て、レジストパターン６を形成する。
【００２８】このサンプルを従来例と同様に、ＥＣＲ放
電を利用したエッチング装置にて、以下のような条件に
てエッチングする。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ：５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ
電を利用したエッチング装置にて、以下のような条件に
てエッチングする。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ：５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ
【００２９】これにより図３（ｂ）で示したように、レ
ジストパターン６の側壁及びＴｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ
−Ｓｉ５の側壁には、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃの臭化物から成る
側壁付着物７が生成付着した状態で、エッチングは終了
する。
ジストパターン６の側壁及びＴｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ
−Ｓｉ５の側壁には、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃの臭化物から成る
側壁付着物７が生成付着した状態で、エッチングは終了
する。
【００３０】この状態で、以下の条件にて放電を行う。 ガス系：ＨＣｌ＝１００ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：０Ｗ
【００３１】入射イオンエネルギーを制御するＲＦバイ
アスを０Ｗとすることで、被エッチング材であるウェハ
ーへ入射するイオンエネルギーは非常に小さく、下地酸
化膜２をエッチングすることはほとんど無い。
アスを０Ｗとすることで、被エッチング材であるウェハ
ーへ入射するイオンエネルギーは非常に小さく、下地酸
化膜２をエッチングすることはほとんど無い。
【００３２】放電で発生した塩素ラジカル（Ｃｌ* ）
は、臭化物と以下の反応を起こす。 ＡｌＢｒ3 ＋３Ｃｌ* → ＡｌＣｌ3 ↑＋３Ｂｒ ΔＨｆ＝−１５８ｋＪ／ｍｏｌ ＴｉＢｒ4 ＋４Ｃｌ* → ＴｉＣｌ4 ＋４Ｂｒ ΔＨｆ＝−２５４ｋＪ／ｍｏｌ
は、臭化物と以下の反応を起こす。 ＡｌＢｒ3 ＋３Ｃｌ* → ＡｌＣｌ3 ↑＋３Ｂｒ ΔＨｆ＝−１５８ｋＪ／ｍｏｌ ＴｉＢｒ4 ＋４Ｃｌ* → ＴｉＣｌ4 ＋４Ｂｒ ΔＨｆ＝−２５４ｋＪ／ｍｏｌ
【００３３】この場合の標準生成エンタルピーでの変化
は、それぞれ、−１５８ｋＪ／ｍｏｌ、−２５４ｋＪ／
ｍｏｌと発熱反応となり、上記の反応は自発的に進行す
る。これにより、ＡＣｌ3 、ＴｉＣｌ3 は比較的蒸気圧
が高いため、気相で除去される。またこの時ガス中に水
素原子（Ｈ）も含有しており、蒸気圧の高い水素化合物
を形成する効果も寄与していると考えられる。この、塩
素系ガスを用いたエッチングによって、図１（ａ）に示
すエッチング形状が得られた。上記エッチングの内、臭
素系ガスを用いた最初のエッチングは異方性の傾向が強
く、次の塩素系ガスを用いたエッチングは等方性の傾向
が強いものである。
は、それぞれ、−１５８ｋＪ／ｍｏｌ、−２５４ｋＪ／
ｍｏｌと発熱反応となり、上記の反応は自発的に進行す
る。これにより、ＡＣｌ3 、ＴｉＣｌ3 は比較的蒸気圧
が高いため、気相で除去される。またこの時ガス中に水
素原子（Ｈ）も含有しており、蒸気圧の高い水素化合物
を形成する効果も寄与していると考えられる。この、塩
素系ガスを用いたエッチングによって、図１（ａ）に示
すエッチング形状が得られた。上記エッチングの内、臭
素系ガスを用いた最初のエッチングは異方性の傾向が強
く、次の塩素系ガスを用いたエッチングは等方性の傾向
が強いものである。
【００３４】その後、酸素（Ｏ2 ）をメインとするガス
系にて、エッチングを行う。側壁に付着していた臭化物
は既に除去されているため、レジストは完全に除去さ
れ、従来例のような問題は発生しない。この結果、図１
（ｂ）に示す良好なエッチング形状が得られた。
系にて、エッチングを行う。側壁に付着していた臭化物
は既に除去されているため、レジストは完全に除去さ
れ、従来例のような問題は発生しない。この結果、図１
（ｂ）に示す良好なエッチング形状が得られた。
【００３５】本実施例により、次の効果がもたらされ
る。 エッチング時の側壁保護膜の除去が可能となり、信頼
性の高い配線を形成することができる。 ドライプロセスにて側壁保護膜の除去が可能となり、
再現性を向上できる。 レジスト除去時に側壁保護膜のはがれ等でパーティク
ルが発生することが無くなり、歩留まり向上に効果があ
る。
る。 エッチング時の側壁保護膜の除去が可能となり、信頼
性の高い配線を形成することができる。 ドライプロセスにて側壁保護膜の除去が可能となり、
再現性を向上できる。 レジスト除去時に側壁保護膜のはがれ等でパーティク
ルが発生することが無くなり、歩留まり向上に効果があ
る。
【００３６】実施例２ 実施例１においては、連続して処理を行ったが、温度コ
ントロールを行うことで更に制御性が向上する。本実施
例はかかる温度コントロールを行った場合である。本実
施例について、従来例で示した図３（ａ）のサンプルを
用いて説明する。また、図２を参照する。
ントロールを行うことで更に制御性が向上する。本実施
例はかかる温度コントロールを行った場合である。本実
施例について、従来例で示した図３（ａ）のサンプルを
用いて説明する。また、図２を参照する。
【００３７】実施例１と同様に、図３（ａ）のサンプル
をＥＣＲ放電を利用したエッチング装置にて、エッチン
グを行う。エッチング条件は下記のとおりとした。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ＝５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ 図３（ｂ）で示したように、レジストパターン６の側
壁、Ｔｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ−Ｓｉ５の側壁には、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｃの臭化物から成る側壁付着物７の付着した
状態で、エッチングは終了する。
をＥＣＲ放電を利用したエッチング装置にて、エッチン
グを行う。エッチング条件は下記のとおりとした。 ガス系：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝５０／３０ＳＣＣＭ ＨＢｒ＝５０ＳＣＣＭ 圧 力：１０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：３０Ｗ 図３（ｂ）で示したように、レジストパターン６の側
壁、Ｔｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ−Ｓｉ５の側壁には、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｃの臭化物から成る側壁付着物７の付着した
状態で、エッチングは終了する。
【００３８】次の表２に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃの塩化物、臭
化物の融点を示した。ここで、ＡｌＣｌ3 は昇華性があ
り、常圧で融点は無い。
化物の融点を示した。ここで、ＡｌＣｌ3 は昇華性があ
り、常圧で融点は無い。
【００３９】
【表２】
【００４０】表２に示したように、−２５℃以下であれ
ば、ＴｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 は固体であり、蒸気圧は非常
に小さい。そこで本実施例では、ウェハー温度を−３０
℃とし、以下の条件にて放電を行った。 ガス系：Ｃｌ2 ＝１００ＳＣＣＭ 圧 力：２０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：０Ｗ ウェハー温度：−３０℃ 放電により発生した塩素ラジカル（Ｃｌ* ）は、実施例
１で説明したように、臭化物と反応し、ＡｌＣｌ3 、Ｔ
ｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 等の塩化物を生成する。即ち図３
（ｂ）で示した臭化物から成る側壁付着物７は、図２
（ａ）で示したように、塩化物から成る側壁付着物８と
なる。十分な放電（例えば５分）を行うことで、塩化物
８となるが、ウェハー温度が低いため、塩化物は付着し
たままである（図２（ａ）の状態）。
ば、ＴｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 は固体であり、蒸気圧は非常
に小さい。そこで本実施例では、ウェハー温度を−３０
℃とし、以下の条件にて放電を行った。 ガス系：Ｃｌ2 ＝１００ＳＣＣＭ 圧 力：２０ｍＴｏｒｒ μ波パワー：３００ｍＡ ＲＦバイアス：０Ｗ ウェハー温度：−３０℃ 放電により発生した塩素ラジカル（Ｃｌ* ）は、実施例
１で説明したように、臭化物と反応し、ＡｌＣｌ3 、Ｔ
ｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 等の塩化物を生成する。即ち図３
（ｂ）で示した臭化物から成る側壁付着物７は、図２
（ａ）で示したように、塩化物から成る側壁付着物８と
なる。十分な放電（例えば５分）を行うことで、塩化物
８となるが、ウェハー温度が低いため、塩化物は付着し
たままである（図２（ａ）の状態）。
【００４１】その後、ウェハー温度を１５０℃に加熱
し、減圧下で放置する。ウェハー表面温度を上げるた
め、希ガス（ここではＡｒ。その他Ｈｅ、Ｎｅ等でも同
様）を用いて、以下の条件にて放電することも効果的で
あった。 ガス系：Ａｒ＝２００ＳＣＣＭ 圧力：２０ｍＴｏｒｒ μ波：３００ｍＡ ＲＦ：０Ｗ
し、減圧下で放置する。ウェハー表面温度を上げるた
め、希ガス（ここではＡｒ。その他Ｈｅ、Ｎｅ等でも同
様）を用いて、以下の条件にて放電することも効果的で
あった。 ガス系：Ａｒ＝２００ＳＣＣＭ 圧力：２０ｍＴｏｒｒ μ波：３００ｍＡ ＲＦ：０Ｗ
【００４２】レジストパターン６及び配線パターンの側
壁に付着していた塩化物側壁付着物８は、加熱により気
体とし、除去する。これにより図２（ｂ）の構造とす
る。その後、酸素をメインとするガス系にて、エッチン
グを行う。これにより図（２（ｃ）の構造が得られる。
側壁付着物は既に除去されており、レジストは完全に除
去され、従来例のような問題は発生しない。
壁に付着していた塩化物側壁付着物８は、加熱により気
体とし、除去する。これにより図２（ｂ）の構造とす
る。その後、酸素をメインとするガス系にて、エッチン
グを行う。これにより図（２（ｃ）の構造が得られる。
側壁付着物は既に除去されており、レジストは完全に除
去され、従来例のような問題は発生しない。
【００４３】この実施例において、塩素を含有するガス
としてＣｌ2 を用いたが、ガス中に塩素原子を含有して
なるガスで良く、ＨＣｌ、ＢＣｌ3 、ＣＣｌ4 等でも良
い。ＨＣｌ、Ｃｌ2 ガスが特に好適である。
としてＣｌ2 を用いたが、ガス中に塩素原子を含有して
なるガスで良く、ＨＣｌ、ＢＣｌ3 、ＣＣｌ4 等でも良
い。ＨＣｌ、Ｃｌ2 ガスが特に好適である。
【００４４】また、ウェハーの温度については、塩素系
ガスでの放電時に−３０℃としたが、側壁に付着してい
る材料の構成比に応じて、適宜、変更することが可能で
ある。
ガスでの放電時に−３０℃としたが、側壁に付着してい
る材料の構成比に応じて、適宜、変更することが可能で
ある。
【００４５】また、ウェハー加熱温度、及びウェハー表
面温度を上げるための放電条件においても、これらは、
配線材料、側壁に付着している材料の構成比に応じて、
適宜変更可能である。但し、ウェハー加熱温度について
は、マスク材であるレジストマスク６が変質しない温度
が良く、１００〜２００℃が好適である。これ以上の温
度にても効果はあるものの、レジストマスク６が熱によ
り変質し、酸素をメインとするガス系にての除去が困難
となるおそれがある。また、ウェハー表面温度を上げる
ための放電においてＡｒの実施例を示したが、Ｈｅ，Ｎ
ｅ等の希ガスを用いることも可能である。
面温度を上げるための放電条件においても、これらは、
配線材料、側壁に付着している材料の構成比に応じて、
適宜変更可能である。但し、ウェハー加熱温度について
は、マスク材であるレジストマスク６が変質しない温度
が良く、１００〜２００℃が好適である。これ以上の温
度にても効果はあるものの、レジストマスク６が熱によ
り変質し、酸素をメインとするガス系にての除去が困難
となるおそれがある。また、ウェハー表面温度を上げる
ための放電においてＡｒの実施例を示したが、Ｈｅ，Ｎ
ｅ等の希ガスを用いることも可能である。
【００４６】本実施例では、実施例１と同様の効果を、
一層制御性良く得ることができた。
一層制御性良く得ることができた。
【００４７】
【発明の効果】本発明のドライエッチング方法によれ
ば、金属系材料を含む被エッチング材を、臭素系ガスを
用いてエッチングする場合に、エッチングにより形成さ
れたパターンの側壁に生成する付着物を、容易かつ悪影
響をもたらすことなく除去することができる。
ば、金属系材料を含む被エッチング材を、臭素系ガスを
用いてエッチングする場合に、エッチングにより形成さ
れたパターンの側壁に生成する付着物を、容易かつ悪影
響をもたらすことなく除去することができる。
【図１】実施例１の工程を示す図である。
【図２】実施例２の工程を示す図である。
【図３】従来例の工程を示す図である。
１ 基板 １０ 金属系材料（Ｔｉ３、ＴｉＯＮ４、Ａｌ−Ｓｉ
５）
５）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065
Claims (6)
- 【請求項１】アルミニウムまたはアルミニウム合金のエ
ッチングにおいて、臭素原子を構成原子として含有する
ガスを少なくとも含むガス中にてエッチングを行った
後、塩素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中にてエッチングを行う場合に、 前記臭素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中におけるエッチング後、被エッチング材を
冷却し、前記塩素原子を構成原子として含有するガスを
少なくとも含むガス中におけるエッチングを行い、その
後にレジストが変質しない温度まで加熱する ことを特徴
とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】アルミニウムまたはアルミニウム合金のエ
ッチングにおいて、臭素原子を構成原子として含有する
ガスを少なくとも含むガス中にてエッチングを行った
後、塩素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中にてエッチングを行う場合に、 前記臭素原子を構成原子として含有するガスを少なくと
も含むガス中におけるエッチング後、被エッチング材を
冷却し、前記塩素原子を構成原子として含有するガスを
少なくとも含むガス中におけるエッチングを行い、その
後にレジストが変質しない温度まで加熱し、再び酸素原
子を構成原子として含有するガスを少なくとも含むガス
中でのエッチングを行う ことを特徴とするドライエッチ
ング方法。 - 【請求項３】前記加熱が、希ガス中でプラズマを放電す
ることによる加熱処理であることを特徴とする請求項１
または２に記載のドライエッチング方法。 - 【請求項４】臭素原子を構成原子として含有するガス
が、ＨＢｒ，ＢＢｒ３，ＣＢｒ４，Ｂｒ２からなる化合
物群からから任意に選択された１種類以上のガスである
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
ドライエッチング方法。 - 【請求項５】臭素原子を構成原子として含有するガスを
少なくとも含むガスが、ＨＢｒ，ＢＢｒ３，ＣＢｒ４，
Ｂｒ２からなる化合物群から任意に選択された１種類以
上のガスと、ＨＣｌ，Ｃｌ２，ＢＣｌ３，ＣＣｌ４から
なる化合物群から任意に選択された１種類以上のガスと
の混合ガスであることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載のドライエッチング方法。 - 【請求項６】塩素原子を構成原子として含有するガス
が、ＨＣｌ，Ｃｌ２，ＢＣｌ３，ＣＣｌ４からなる化合
物群から任意に選択された１種類以上のガスであること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のドラ
イエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25578792A JP3278924B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25578792A JP3278924B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684842A JPH0684842A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3278924B2 true JP3278924B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=17283630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25578792A Expired - Fee Related JP3278924B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278924B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5910021A (en) | 1994-07-04 | 1999-06-08 | Yamaha Corporation | Manufacture of semiconductor device with fine pattens |
| JP2015028996A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25578792A patent/JP3278924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 菅野卓雄，「半導体プラズマプロセス技術」，日本，産業図書，１９８０年７月１０日，初版，Ｐ２３１−２３４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684842A (ja) | 1994-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |