JPH0271519A - アルミニウムおよびアルミニウム合金のドライエッチング方法 - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、アルミニウムおよびアルミニウム合金のドラ
イエツチング方法に係り、特に、パターン密度が局所的
に大きく異なるようなパターンを同時に精度よくバター
ニングするｌζめの方法に関する。

（従来の技術） 反応性イオンエツチング法（ＲＩＥ）や反応性イオンビ
ームエツチング法（ＲＩＢＥ）は、マスクパターンに沿
って垂直に下地材料をエツチング加工するドライエツチ
ング手段として用いられ、特に、半導体集積回路素子の
微細化に大きな役割を果たしている。

これらのドライエツチング手段では、プラズマ中で生成
されたイオンが、基体表面にほぼ垂直に入射石突して、
エツチングが又と基板との化学反応を促進し、マスクパ
ターン下にアンダーカットの生じない異方性エツチング
が達成される。

従来、アルミニウムおよびアルミニウム合金のエツチン
グには塩化硼素（ＢＣｌ２＞や臭化硼素（ＢＢｒ３）を
主成分とし、これに３０％以下の塩素（Ｃｌ２）を添加
した混合ガスが用いられている（ジャーナルオンエレク
トロケミカルソサエティ第１３５巻１１８４ページ　Ｊ
、Ｅｌｅｋｃｔｒｏｃｈｅｍｉ、Ｓｏｃ、Ｖｏ　１．１
３５ｐｐ１９８４）。

また、高速エツチング法としては、エツチングガスとし
てＦ２　Ｍガスを用い、このガス圧を１．０ｐａ乃至２
０Ｐａの範囲とした方法も促案されている。この方法は
、ガス圧を１．ＯＰａ乃至２０Ｐａの範囲にしたとき、
塩素分子はアルミニウムおよびアルミニウム合金とイオ
ン衝撃のない状態でも容易に反応することを利用したも
のである。

ところで、近年、半導体集積回路素子の用途が広がり、
回路パターンも多様化しており、これに伴い、新しい問
題点が現れてきている。この１つは、１チツプの回路内
に配線パターンが密集した領域と、まばらな領域とが共
存することに起因するローディング（ｌｏａｄｉｎａ　
）効果が比較的大きいことである。

このローディング効果とは、被エツチング物の露出面積
が変化すると同時に、単位面積当たりのエッチャントの
供給量が変動するため、エツチング速度が変化する現象
や、マスク部分の面積の変化に佇い、スパッタ効果でマ
スクから放出される炭素等の不ＫＩ物吊が変動し、エツ
チング特性が変化するというｙＡ象である。

このようにチップ内部の配線パターンの疎密差が大きい
場合、ローディング効果によって部分毎にエツチング速
度に差が生じる。すなわち、配線密度の高い部分ではエ
ツチングが終了しているのに対し、配線密度の低い部分
ではアルミニウムが残っていたり、あるいは逆にオーバ
ーエツチングが生じていたりすることがある。

例えば、配線層パターンの形成に際し、配線間の類絡を
防止するためには、全ての領域でエツチングが終了する
まで、エツチングを続行する必要がある。しかしながら
、この間にエツチング速度の大きい領域では過剰にエツ
チングが進み、その結果、アルミニウム配ＦＪ服の下地
の絶縁膜が損傷を受けたり、マスクの下にもエツチング
が進行するアンダーカットが生じたりして、深刻な問題
となっていた。

このようなローディング効果を防止するには、エツチン
グガスの圧力を大幅に下げるという方法がある。しかし
ながら、ガス圧を下げると、塩素分子とアルミニウムと
の反応が抑制され、エツチング速度が大幅に低下してし
まうと言う問題があった。

（弁明が解決しようとする課題） このように、アルミニウムおよびアルミニウム合金の加
工に際して、パターン密度の差が大きい場合、エツチン
グ速度の局所的な変動すなわちローディング効果を生じ
易く、またこのローディング効果を抑制しようとすると
、エツチング速度が低下するという問題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、パターン
密度の大小にかかわらず、高速でかつほぼ均一なエツチ
ングを行うことのできるドライエツチング方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金膜のパターン形成のためのドライエツチングに際し
、塩素に対するハロゲン化Ｉ１１素の混合比が２５モル
％以上１００モル％以下であるように混合された塩素（
Ｃｌ２＞およびハロゲン化硼素（ＢＸ３　：Ｘ＝Ｃｌ、
ｓｒ）を主成分とする混合ガスを用いるようにしている
。

また、本発明では、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金膜のパターン形成のためのドライエツチングに際し
、塩素に対するハロゲン化硼素の混合比が２５モル％以
上１００モル％以下であってかつ圧力が１．ＯＰａ以上
２０Ｐａ以下であるように混合された塩素（Ｃｌ２）お
よびハロゲン化硼素（ＢＸ３　：Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ）を主
成分トスる混合ガスを用いるようにしている。

さらにまた、本Ｊｆｆｉ明では、アルミニウムあるいは
アルミニウム合金膜のパターン形成のためのドライエツ
チングに際し、塩素に対するハロゲン化ｌ１１素の混合
比が２５モル％以上１００モル％以下であるように混合
された塩素（Ｃｌ２＞およびハロゲン化硼素（ＢＸ３　
：　Ｘ＝ＣＩ　、　Ｂ　ｒ　）　ヲ主成分とする混合ガ
スを用いて、［ｆｉｌの中で放電プラズマを光生じ異方
性エツチングを行うようにしている。

（作用） 本発明者らは、アルミニウムあるいはアルミニウム合金
膜を、塩素とハロゲン化硼素を主成分とするエツチング
ガスを用いて、ドライエツチングする方法において、ガ
スの組成比および圧力範囲を変化させ、実験を行った結
果、これらを最適範囲に選ぶようにすれは“、パターン
の疎密差によるエツチング速度の変動が小さくかつエツ
チング速度の比較的高いエツチングを行うことが可能で
あることを発見し、本発明は、これに鑑みてなされたも
のである。

すなわち、塩素に対するハロゲン化硼素の混合比を２５
モル％以上１００モル％以下とすると、エツチング材料
のマスク被覆率に対するエツチング速度の影響が無視で
きる程度に小さくなることを発見した。

また、この効果はエツチングガスの圧力が１、ＯＰａ以
上２０ＰａＬＪ、下であるとき、特に顕著であることが
わかった。さらに、エツチング速度は、塩素に対するハ
ロゲン化Ｔａ素の混合比の増大と共に単調に減少するが
、許容限度内にあることが確かめられた。

さらにまた、磁場のなかで放電プラズマを発生させるこ
とにより、より異方性の高いエツチングが可能となる。

このように、本発明の方法によれば、パターン密度依存
性が小さく、エツチング速度の高いドライエツチングが
可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図は、本発明の方法に用いられるドライエツチング
装置の概略構成図である。

このドライエツチング装置は、エツチング室１０と、搬
入用予備室２０と、搬出用予備室３０とから構成され、
エツチング室１０と、搬入用予備室２０および搬出用予
備室３０との間はそれぞれゲートバルブ２１および３１
により仕切られ、エツチング室を真空に保持したまま、
それぞれ搬入用予備室２０および搬出用予備室３０に配
設されたゲートバルブ２２Ｉ６よび３２から被処理基体
を搬入および搬出することができ、大気中の水分や酸素
等の悪影響を避けることができるようになっている。２
３および３３は基板載置台である。

また、エツチング室１０は、真空容器１０ａ内に配設さ
れた、被処理基板１１を載置するための第１の電極１２
と、この第１の電極１２に１３．５６ＭＨ２の高周波電
圧を印加すべくブロッキングキャパシタ１３を介して接
続された高周波電源１４と、第１の電ｆｆ１１２を冷却
するための冷却管１５と、塩素ガス供給ライン１６と、
塩化硼素供給うイン１７とを具備し、真空容器１０ａ内
に塩素および塩化硼素を導入しつつ、この第１の電極１
２と第２の電極を兼ねた真空容器１０ａの内壁との間に
高周波電圧が印加されるようになっている。

この塩素ガス供給ライン１６および塩化硼素供給ライン
１７は、それぞれバルブ１６ａおよび１７ａと、流母調
整器１６ｂおよび１７ｂを具備し、流Ｑおよびガス圧を
所望の値に調整できるようになっている。

次に、このドライエツチング装置を用いたエツチング方
法について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、被処理基体を形成す
る。すなわち、シリコン是板４１上に、熱酸化によって
形成された酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜４２を形成した
後、スパッタ蒸着法によりアルミニウムーシリコン−銅
合金膜（ＡＩ−３ｉ−Ｃｕ）４３を形成し、このアルミ
ニウムーシリコン−銅合金膜４３上にレジストパターン
４４を形成する。このレジストパターンは、東京応化製
の０ＦＰＲ８００と槓杵されているフォトレジストを、
基板表面に塗布し、フォトリソ法によって選択的に除去
し、形成される。そして、このマスクパターンとしては
、シリコン基板の全面積に対するパターン面積が０％〜
５０％の範囲内で仲々のものを用意した。

このようにして形成された被処理基体を、第１図に示し
たドライエツチング装置を用いてエツチングづる。

このときのエツチング条件は、エツチングガスとして塩
素（Ｃｌ２＞および塩化硼素（ＢＣｌ２）を主成分とす
る温合ガスを用い、ガス流りは７５ａｔｎ　ｃｍ３　／
分、圧力は３　Ｐａ、印加したＲＦｍ力は電極１−当た
り０．６Ｗとした。

このときのエツチング結果は、第３図に示すように、エ
ツチングガスとして塩素ガスのみを用いた場合（曲線ａ
＞、マスク被覆率０のサンプルに対しては０．８５μｍ
／分のエツチング速度が得られるにもかかわらず、エツ
チング速度はマスク被覆率と其に単調に減少し、マスク
被覆率５０％の場合、エツチング速度は約１／３に減少
した。

このように、マスクパターン依存性が極めて大きい。こ
れに対し、エツチングガスとしての塩素ガスに塩化硼素
ガスを１５％（曲ｌｂ、、２５％（曲線Ｃ）、５０％（
曲線ｄ）と添加していくと、曲線は次第に便きが小さく
なって平坦となり、パターン密度に対する依存性が徐々
に低減されていることがわかる。このように添加量を増
すほどパターン密度依存性が低下する傾向にあるが、マ
スク被覆率Ｏのサンプルに対するマスク被覆率５０％の
サンプルのエツチング速度の比が６０％程度が許容限度
であり、このときの塩化硼素ガスの添加量は２５％（曲
線Ｃ）である。また、塩化硼素ガスの添加量が１００％
を越えると曲ｌｉｅに示すようにエツチング速度が低く
なる。従って、エツチングガスとして、塩素ガスに対す
る塩化１７１素ガスの比が２５％〜１００％のものを用
いるのが望ましい。

さらに、第２図（ｂ）に示すように、マスクパターンを
フがトレジストに替えて、酸化シリコン膜パターン４５
とした場合のマスク被覆率とエツチング速度との関係を
測定した結果を第４図に示す。エツチング条件について
は、前記エツチング時と同様とする。

ここでも曲線ａは、塩素ガスのみをエツチングガスとし
て用いた場合のマスク被覆率とエツチング速度との関係
を示す。ここで、エツチングガスとして塩素ガスのみを
用いた場合（曲Ｆｉｎａｌ、マスク被覆率Ｏのサンプル
に対しては０．８５μｍ／分のエツチング速度が得られ
るにもかかわらず、エツチング速度はマスク被覆率と共
に単調に増加し、マスク被覆率５０％の場合は１．５μ
ｍ／分とエツチング速度は約１．８倍に達している。こ
のように、マスクパターン依存性が極めて大きい。

これに対し、エツチングガスとしての塩素ガスに塩化硼
素ガスを１５％（曲１ｂ）、２５％（曲線ｃ）、５０％
（曲線ｄ）と添加していくと、この場合も曲線は次第に
傾きが小さくなって平坦となり、パターン密度に対する
依存性が徐々に低減されていることがわかる。そして、
添加量２５％の場合、マスク被覆率によるエツチング速
度の変動率は、２０％程度となっている。

また、同様の実験を、窒化シリコン膜をマスクとして行
ったところ、第４図に示した酸化シリコン膜パターンを
マスクとした場合とほぼ同じ特性を示すことが明らかと
なった。

このように、有機物であるフォトレジストをマスクとし
た場合（第３図）と酸化シリコン膜または窒化シリコン
膜専の無ｎ膜をマスクどした場合とでは、マスク被覆率
依存性すなわちパターン密度依存性は全く逆の傾向を示
している。しかしながら、いずれのマスク材料を用いた
場合も、一定量の塩化硼素を添加することによって、パ
ターン密度依存性が大幅に低下している。また、加工形
状もパターン密度に依存することなく、はぼ同一であっ
た。

さらに、塩化硼素ガスの添加に伴うエツチング速度の変
動を測定した結果を第５図に示す。ここでは、測定はマ
スク被覆率Ｏとした上記実施例と同様のサンプルについ
て行った。そして他のエツチング条件については、上記
実施例の場合と同様にそれぞれガス縮流１７５ａｔｎ＋
　ｃ１３　／分、圧力は３Ｐａ、印加したＲＦ雷力は電
極１　ｃｊｆ当たり０．６Ｗとした。この図からも明ら
かなように、エツチング速度は塩化硼素ガスの添加と共
に単調に減少する。

以上の実験結果からもわかるように、パターン依存性が
小さくかつ比較的高いエツチング条件が得られるガス混
合比は２５％〜１００％程度である。

さらに、エツチングガスの圧力とエツチング速度との関
係を測定した結果を第６図に示す。ここで曲線Ａは塩素
ガスのみをエツチングガスとした場合について、曲ａＢ
は塩化硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した（塩素
ガスに対する塩化硼素ガスの混合比１ｏＯ％の）混合ガ
スをエツチングガスとした場合にの測定結果である。エ
ツチング速度はいずれの場合も１０Ｐａ程度で最大とな
る。そして、比較的高いエツチング速度を得ることがで
きるのはＩＰａ〜２０Ｐａの範囲に圧力を設定したとき
であることがわかる。

また全ガス流りに対するエツチング速度の関係を測定し
た結果を第７図に示す。ここでも、曲線Ａは塩素ガスの
みをエツチングガスとした場合について、曲線Ｂは塩化
硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した（塩素ガスに
対する塩化硼素ガスの混合比１００％の）混合ガスをエ
ツチングガスとした場合であって放電を付加した場合の
測定結果である。さらにＡ′およびＢ′はそれぞれの場
合についてエツチング初期のみ放電をおこない、あとは
ｔＪｌ電を付加しない場合の測定結果である。

ここでエツチング初期のみ放電をおこなうようにしたの
は、アルミニウムは塩素分子と活光に反応するため放電
なしにエツチング反応は進行するが、アルミニウム表面
の自然酸化膜は塩素分子と反応しないため、この自然酸
化膜をあらかじめ除去しておくためである。

第７図において、曲４ＳＩＡと曲線△′とを比較すると
、はぼ同一線上に有り、塩素ガスのみをエツチングガス
とした場合は、放電の有無にかかわらず、エツチング速
度がほぼ同一であり、しかもガス流Φにほぼ比例して別
人していることがわかる。

この結果は、放電を付加した場合でも、主たるエツチン
グ反応は塩素分子とアルミニウムとの反応であり、塩素
ガスの供給によって反応が律速されていることを示唆し
ている。

また曲線Ｂ′をみると、塩化硼素ガスと塩素ガスとを１
対１で混合した混合ガスをエツチングガスとした場合で
あって放電を付加しない場合では、エツチング速度は、
塩素ガスのみをエツチングガスとした曲線ＡおよびＡ′
の場合と比較して、約１／２となり、やはり流Φにほぼ
比例して増大することがわかる。この場合も主たるエツ
チング反応は塩素分子とアルミニウムとの反応であり、
塩素ガスの供給によりエツチング反応が進行する。

これに対し、曲ＩＢでは他の場合と異なっており、塩化
硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した混合ガスをエ
ツチングガスとした場合であって放電を付加した場合で
は、エツチング速度はガスの流伝に対する依存性が小さ
く、特に流０７５ａｔ１１　に１１３　／分以上ではほ
ぼ飽和する傾向にある。

この結果は、エツチング反応の律速段階がｉ素分子の供
給とは異なることを示唆している。

このように、エツチング反応の律速段階が変化する原因
として以下の３点が考えられる。

■塩化硼素の放電分解物が塩素分子と反応することによ
って、気相中の塩素分子の濃度が減少する。

■塩化硼素のｈ！ｌ電分解物が、アルミニウム表面に吸
着または堆積して、塩素分子とアルミニウムとの反応を
抑制する。

■塩素分子によるエッヂング生成物はＡｌＣ１ａまたは
Ａｌ２Ｃ１６と考えられているが、塩化硼素を添加する
ことにより別の反応生成物ができる。

これらの原因を明らかにするため、ＸＰＳによリ、エツ
チング後のアルミニウム表面元素の分析を行った。ここ
では、塩化硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した混
合ガスをエツチングガスとした場合であって塩素分子に
よりエツチングが進行する放電を付加した場合と塩素分
子によりエツチングが抑制される放電を付加しない場合
とついて比較した結果を数表に示す。

表 酸素および炭素が検出されているのは、エツヂング後−
旦大気中に取り出したために表面のアルミニウムが酸化
されたり、不純物が何着したりしたことによるものであ
る。

この表で注目したいのは放電有りの場合のみ表面から硼
素が検出されている点である。この結果は、首記理由■
または理由■により、エツチング反応が抑制されている
可能性があることを示している。

次に、エツチング時のウェハｆ４　ｆｆｌを測定した結
果を第８図に示す。第８図（ａ）は塩素ガスのみをエツ
チングガスとして放電を行いつつエツチングを行う場合
についての、放電開始からのエツチング経過時間とウェ
ハ温度との関係を測定した結果を示し、第８図（ｂ）は
塩化硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した混合ガス
をエツチングガスとして放電を行いつつエツチングを行
う場合についての、放電開始からのエツチング経過時間
とウェハ温度との関係を測定した結果を示す。なお、ウ
ェハの載置されている電極には冷却管１５によって０℃
の冷却水が流されており、放電開始前はウェハは０℃に
保たれている。

第８図（ａ＞の塩素ガスのみをエツチングが又とした場
合、ウェハ温度は５０℃まで一旦上昇し、その後エツチ
ングされるアルミニウムがなくなり、下地の酸化シリコ
ンがあられれると、４５℃に低下している。アルミニウ
ムエツヂレグ時に温度が上昇するのは、放電プラズマか
らの輻射熱およびイオン衝撃による加熱と、アルミニウ
ムのエツチング反応に伴う発熱によるものであると考え
られる。また、エツチング終了後アルミニウム温度が下
降するのは反応熱による寄与がなくなったためである。

この結果は、アルミニウムの塩素によるエツチング反応
（次式１）が全体として発熱反応であることを示してい
る。

ｘ／２・Ｃ１２（ＣＮ＋￥ＡＩ　（Ｓ）→ＡｌｙＣＩｘ
（Ｑ）　　（１） （Ｖ＝１．２．ｘ＝１〜６） 一方、第８図（ｂ）の塩化硼素ガスと塩素ガスとを１対
１で混合した混合ガスをエツチングガスとして放電を行
いつつエツチングを行う場合は、ＣＩ２のみの場合と箕
なり、放電開始後、アルミニウムのエツチング反応が進
行している間はウェハの温度上昇が温度は３５℃にとど
まっているのに対し、エツチングが終了して酸化シリコ
ンが露出した後は、４５℃までｃＵ上弊している。この
結果は、アルミニウムのエツチング反応が全体として水
熱反応であることを示唆している。

現時点では、このエツチング反応の反応式を特定するこ
とはできないが、＠素ガスのみでエツチングする場合と
は、エツチングに寄与する活性種または、エツチング反
応の生成物が異なっている可能性がある。

このような実験結果から第３図において、塩素ガスの含
有比率が大きいものほど、フォトレジストマスクの被覆
率が増大するとエツチングガス度が低下する傾向が強い
のは、イオン衝撃によりフォトレジストがスパッタされ
、その分解生成物がアルミニウム上に堆積して、塩素分
子とアルミニウムとの反応を抑制しているためと考えら
れる。マスフパターンのピッチを変化させた実験による
と、このようなスパッタ物の堆積による効果は、マスク
から半径３ｎｎ程度すなわち約３０Ｉｌ１２の面積範囲
に及ぶことが明らかとなった。

また、第４図において、塩素ガスの含有比率が大きいも
のほど、酸化シリコンまたは窒化シリコンマスクの被覆
率が増大すると、エツチング速度がｉｌ大する傾向が強
いのは、つきのような理由によるものと考えられる。酸
化シリコンや窒化シリコン等の烈ぼ膜はスパッタをうけ
にくく、エツチングを抑制するような分解生成物は発生
せず、マスクの″ｍ覆率が増大すると単位面積当たりの
塩素ガス供給０が増大するため、エツチング速度が増大
するものと思われる。

これら２つの場合の相異なるエツチング速度依存性はい
ずれもエツチング反応が、主として反応式（１）に基づ
いて起こり、塩素分子とアルミニウムとの化学反応であ
ることに起因する。

すなわち、化学反応であるため、表面の汚染物の影響を
受は易く、また塩素の供給量に律速されるため、アルミ
ニウムの露出面積の変化の影響も受けやすい。これにｔ
Ｊ　Ｌ、塩化硼素を２５％以上添加すると、エツチング
反応の律速段階が変化し、このようなパターン依存性が
解浦されたものと思われる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

この方法で使用するエツチング装置は、第９図に概略図
を示すように、第２の電極を兼ねた真空容器１０の上部
に同心円状に配列され、回転軸１９を中心にして偏心回
転される永久磁石１８を備え、真空容器１０内に最大２
００Ｇａｕｓｓの磁場が発生するようになっていること
を特徴とするもので、他部については第１図に示したエ
ツチング装置と全く同様に構成されている。

この装置では、真空容器１０に反応ガスを導入して、Ｒ
ＦＷＪ力を印加すると、電極とこれに直交するｍｓ酸成
分効果により、プラズマ中の電子がサイクロイド運動を
する。この結果、分子の解離効率が上り、高密度のマグ
ネトロンプラズマを得ることができるものである。

このエツチング装置を用いたアルミニウムのエツチング
特性を測定した結果を第１０図に示す。

第１０図は、エツチング速度とガスの縮流Ｑとの関係を
測定した結果を示し、前記実施例に於ける第７図に対応
するものである。サンプルおよびエツチング条件につい
ては、前記実施例と全く同様にしておこなった。

すなわち、曲ＦＪＡは塩素ガスのみをエツチングガスと
した場合について、曲線Ｂは塩化硼素ガスと」塩素ガス
とを１対１で混合したく塩素ガスに対する塩化硼素ガス
の混合比１００％の）混合ガスをエツチングガスとした
場合であって放電を付加した場合の測定結果である。圧
力は３Ｐａ、印加したＲＦ電力は電極１　ｃｔＡ当たり
０．６Ｗとした。

この装置によって実験を行った結果においても、第７図
に示した前記実施例の場合と同様の特性を示す。すなわ
ち、塩素ガスのみをエツチングガスとした曲線Ａの場合
は、エツチング速度がほぼ流量に比例して増大するのに
対し、塩化硼素ガスと塩素ガスとを１対１で混合した混
合ガスをエツチングガスとした曲１！ＪＢの場合は、磁
石に対して飽和する傾向を示す。しかしながら、この飽
和点に於けるエツチング速度が、前記実施例の場合３０
００人／分に過ぎないのに対し、マグネトロンプラズマ
を用いたこの場合は、５０００八／分に達している。

また、マスクパターン面積すなわちマスク被覆率に対す
るエツチング速度依存性は、前記実施例の場合と同様で
あり、塩素のみでは極めて大きいのに対し、塩化硼素を
添加することにより、このエツチング速度依存性は大幅
に低減され、塩化硼素に対する塩素の混合比が２５％〜
１００％の範囲で良好なエツチング結果を得ることがで
きた。

また、エツチング圧力０．３Ｐａ乃至１０Ｐａの範囲で
２０００八／分という実用に供し得るエツチング速度を
得ることができた。

なお、本発明は、実施例に限定されるものではない。

例えば、実施例ではエツチング手段として、平行平板形
の反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）およびマグネトロ
ン形の反応性イオンエツチングを用いたが、電子サイク
ロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを用いた異方性ドライ
エツチング等を用いる場合に対しても適用可能である。

さらに、前記実施例では、塩素ガスと塩化硼素ガスとの
混合ガスを用いたが、塩化硼素に代えて、臭化硼素（Ｂ
Ｂｒ３）を用いても同様の効果を呈することが確認され
ている。さらに、塩素ガスとハロゲン化硼素（ＢＸ３　
：Ｘ＝Ｃ１，Ｂｒ）ｅ主成分として含み、ヘリウム（ｆ
−１ｅ）や窒１（Ｎ２）等の不活性ガスや、−酸化炭素
（Ｃｏ）や四塩化炭素（ＣＣ１４）等の炭素を含む混合
ガスを用いる場合にも有効である。

さらにまた、被処理材料としては、実施例で用いたアル
ミニウムーシリコン−銅合金の伯、アルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とする他の合金にも有効である。

〔発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の方法によれば、アル
ミニウムあるいはアルミニウム合金膜のパターン形成に
際し、塩素に対するハロゲン化硼素の混合比が２５モル
％以上１００モル％であるように混合された塩素（Ｃｌ
２）およびハロゲン化１１ＪＩ素（ＢＸ３　：ｘ＝ｃｌ
、Ｂｒｌを主成分トする混合ガスを用いるようにしてい
るため、パターン密度依存性が小さく、エツチング速度
の高いドライエツチングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例のエツチング方法に用いられる
エツチング装置を示す概略図、第２図（ａ＞および第２
図（ｂ）は、それぞれ被処理基体を示す図、第３図およ
び第４図は、それぞれ第２図（ａ）および第２図（ｂ）
の被処理基体に対し、エツチングをおこなった場合のエ
ツチング速度とマスク被覆率との関係を示す図、第５図
は塩化ｔｌＩ素の添加Φに対するエツチング速度の変動
を示す図、第６図はエツチング経過とエツチング速度と
の関係を示す図、第７図は全ガス流昂に対するエツチン
グ速度の関係を示す図、第８図（ａ）および第８図（ｂ
）はそれぞれエツチングが又として塩素ガスを用いた場
合と塩化ｎ素と塩素との混合ガスを用いた場合とにおけ
るエツチング経過に伴うウェハ温度の変化を示す図、第
９図は本発明の他の実施例のエツチング装置を示す図、
第１０図は第９図のエツチング装置を用いてエツチング
を行った場合の全ガス磁石に月するエツチング経過度の
関係を示す図である。 １０・・・エツチング室、１０ａ・・・真空容器、２０
・・・搬入用予備室、３・・・搬出用予備室、２１，２
２゜３１．３２・・・ゲートパルプ、２３．３３・・・
基板載置台、１１・・・被処理基板、１２・・・第１の
１橿、１３・・・ブロッキングダイオード、１４・・・
高周波電源、１５・・・冷却管、１６・・・塩素ガス供
給ライン１７・・・塩化硼素供給ライン、１６ａ、１７
ａ・・・バルブ、１６ｂ、１７ｂ・・・流量調整器、１
８・・・永久磁石、１９・・・回転軸、４１・・・シリ
コン基板、４２・・・酸化シリコン膜、４３・・・アル
ミニウムーシリコン−銅合金膜、４４・・・レジストパ
ターン、４５・・・酸化シリコン膜パターン。 マス７粧槽率（・ｉ、） 第３図 マスク禎ＩｆＩｐ （ム） 第４図 ［ＢＣ【３］　／　ＣＣｌ２］ （”／、） Ｃ１ｚ＋ＢＣ１ｉ　？ス＊童（ａｔｍ゛ｃｍ３／分）第
７図 エッナンテｔス瓜η（ｐａ） Ｃ１ｚ＋ＢＣ１ｉ　？ス清ｔ　（ａｔｍ−ｃｍ３／＋）
第１０図 峙 闇 第８図 （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に所定のマスクパターンの形成されたアルミ
   ニウムあるいはアルミニウム合金膜を含む被処理基体を
   、エッチングガスを含む容器内に設置し、放電プラズマ
   を形成し、該被処理基体表面にほぼ垂直なイオン流を生
   ぜしめ、該アルミニウムあるいはアルミニウム合金膜を
   該マスクパターンに沿って選択的にエッチングするドラ
   イエッチング方法において、 前記エッチングガスが、塩素（Ｃｌ＿２）とハロゲン化
   硼素（ＢＸ＿３：Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ）を主成分とする混合
   ガスであって、塩素に対するハロゲン化硼素の混合比を
   ２５モル％以上１００モル％以下としたことを特徴とす
   るアルミニウムおよびアルミニウム合金のドライエッチ
   ング方法。
2. （２）前記エッチングガスの圧力を１．０Ｐａ以上２０
   Ｐａ以下としたことを特徴とする請求項（１）記載のア
   ルミニウムおよびアルミニウム合金のドライエッチング
   方法。
3. （３）前記容器内には、磁場が形成されていることを特
   徴とする請求項（１）記載のアルミニウムおよびアルミ
   ニウム合金のドライエッチング方法。