JPH01234578A - 銅薄膜のドライエツチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属膜のエツチング方法に係り特に半導体装置
の配線を酸化に対して活性な金属膜で形成する場合に好
適な金属膜のエツチング方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の方法は、特開昭６０−６５５３３記載のように六
弗化イオンに窒素、アルゴンの少くとも一方を混合し、
モリブデン、タングステン、チタン、タンタルおよび、
それらの硅素化合物をドライエツチングする方法が提案
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は銅のような酸化に対して活性な金属につ
いて考慮がされておらず、エツチング前に銅の表面が酸
化物の不働態を作っているためエツチングガスと銅が化
学反応せずエツチングが進まないという問題があった。

特に銅の作る化合物は蒸気圧が低く一番高い塩化銅でも
エツチングガスの圧力を５ｐａにすると４００　’Ｃ程
度以上の温度にしなければ蒸発しない。そのためチャン
バー内が高温となり、残留酸素と銅が反応して酸化銅を
形成する。

本発明の目的は、エツチングガス中に水素を添加するこ
とにより、高温中で残留酸素と反応し酸化銅となった銅
薄膜の表面を還元し、銅のトライエツチングを可能にす
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的はエツチングガス中に数％の水素を添加するこ
とにより、高温中で酸化された銅はアニール作用で純銅
となる。純銅はプラズマ中でエツチングガスと反応して
エツチングが進むため銅のドライエツチングが達成され
る。

〔作用〕

エツチングガス中に数％の水素を添加することにより、
酸化物の不働態を形成している銅は純銅に還元される。

純銅に還元された銅の表面は、エツチングガスとプラズ
マ中で反応してその化合物を形成する。蒸気圧の高い銅
の化合物が形成されることにより、銅のエツチングが可
能となる。添加する水素は銅の還元作用のみに使われ、
プラズマの安定性をそこなうことはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図は
反応性イオンエツチング装置を用いて、銅薄膜が被着さ
れたウェハをエツチングし、銅の配線を形成した例であ
る。まず（ａ）に示すようにＳｉ基板５上に酸化膜４を
例えば３０００人被着した後、銅薄膜３を例えば５ｏｏ
ｏ人被着する。

その後トライエツチング時のマスク１、例えばスパッタ
５ｊＯ２膜をデポしパターニングする。その後、チャン
バー内にウェハを入り減圧する。次に銅の塩化物の蒸気
圧を考慮に入れチャンバー内を４００℃に加熱する。こ
のときチャンバー内の残留酸素が銅と反応し酸化銅２が
形成される。次に図（ｂ）に示すようにエツチングガス
６、例えばＣＣｆ１＋２０ａａとＨｅ　１０　ｃ　ｃ中
に水素８を例えば２％添加する。この水素８により酸化
銅２は還元されて銅薄膜は純銅となる。その後高周波電
力を印加してプラズマを発生させる。純銅は、プラズマ
中でエツチングガス６中のｃＱと反応し、塩化銅７が生
成される。塩化銅７は銅の化合物の中でも蒸気圧が高く
、例えばチャンバー内を５ｐａの減圧に保てば４００　
’Ｃ程度の温度で蒸発するので、塩化銅７がエツチング
される。このような方法により難エツチング性である銅
のドライエツチングが可能となり、図（ｃ）に示すよう
に銅の配線が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、難エツチング性である酸化銅を純銅に
還元し、銅の化合物の中でも蒸気圧の高い塩化銅を生成
することができる。そのため従来１くライエツチングが
困難であった銅のエツチングが可能となり、低抵抗かつ
耐マイグレーション性が秀れた銅の配線を可能にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明を適用して、銅の配線を
形成した一実施例を示す断面図である。 １・・・ドライエツチング時のマスク、２・・酸化銅、
３・・・銅薄膜、４・・・酸化膜、５・・Ｓｉ基板、６
　エツチングガス、７・・・塩化銅、８・・水素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、銅薄膜をドライエッチングする方法において、エッ
   チングガス中に数％の水素を添加することを特徴とする
   銅薄膜のドライエッチング方法。