JPH04199820A - ドライエッチング装置 - Google Patents
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、例えば半導体ウェハ、プリント配線基板等に
おける電極や配線などを形成するための(従来の技術〕 従来、シリコン(Si)、ガリウムヒ素(GaAS)半
導体等の各種基板やプリント配線基板等における電極や
配線などを形成するための金属膜として良く知られてい
るものに、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、銅膜
、銅合金膜がある。
おける電極や配線などを形成するための(従来の技術〕 従来、シリコン(Si)、ガリウムヒ素(GaAS)半
導体等の各種基板やプリント配線基板等における電極や
配線などを形成するための金属膜として良く知られてい
るものに、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、銅膜
、銅合金膜がある。
これら金属膜から電極や配線等を形成するためのエツチ
ング方法としては、反応性イオンエツチング装置による
ドライエツチングや各種酸性水溶液等からなる反応性水
溶液によるウェットエツチングが知られている。
ング方法としては、反応性イオンエツチング装置による
ドライエツチングや各種酸性水溶液等からなる反応性水
溶液によるウェットエツチングが知られている。
但し、銅またはその合金については、ドライ条件(気相
)でエツチングされ難く、特に塩素ガス(cffi2)
等の反応性ガスを用いる反応性イオンエンチング装置に
よるエツチング方法では、反応性ガスと銅が化学変化し
て銅またはこれを含有する金属薄膜の表面に蒸気圧の低
い塩化銅(CuCpx)等の銅化合物(CuX)が生成
し、金属薄膜がほとんどエツチングされない。従って銅
またはこれを含有する金属薄膜の所定部分をエツチング
除去し、電極や配線などを形成するためには、各種酸性
水溶液等からなる反応性水溶液によるウェットエツチン
グ方法が採用されている。
)でエツチングされ難く、特に塩素ガス(cffi2)
等の反応性ガスを用いる反応性イオンエンチング装置に
よるエツチング方法では、反応性ガスと銅が化学変化し
て銅またはこれを含有する金属薄膜の表面に蒸気圧の低
い塩化銅(CuCpx)等の銅化合物(CuX)が生成
し、金属薄膜がほとんどエツチングされない。従って銅
またはこれを含有する金属薄膜の所定部分をエツチング
除去し、電極や配線などを形成するためには、各種酸性
水溶液等からなる反応性水溶液によるウェットエツチン
グ方法が採用されている。
このウェットエツチング方法は、表面に銅またはこれを
含有する金属3膜と所定マスクパターン薄膜とを積層形
成した基板を、容器の中に入れた反応性水溶液に浸漬す
ることにより、表面に露出した銅またはこれを含有する
金属薄膜を化学反応で反応性水溶液に溶解させ、所定部
分の金属薄膜のみを基板の表面に残し、電極または配線
などを形成するものである。
含有する金属3膜と所定マスクパターン薄膜とを積層形
成した基板を、容器の中に入れた反応性水溶液に浸漬す
ることにより、表面に露出した銅またはこれを含有する
金属薄膜を化学反応で反応性水溶液に溶解させ、所定部
分の金属薄膜のみを基板の表面に残し、電極または配線
などを形成するものである。
しかし、ウェットエツチング方法は、基板の浸漬時間に
よる反応性水溶液の組成や反応性水溶液の液温管理の制
御性が悪く、エツチング量の均一性に欠け、集積度の高
いIC等の量産に適さない。
よる反応性水溶液の組成や反応性水溶液の液温管理の制
御性が悪く、エツチング量の均一性に欠け、集積度の高
いIC等の量産に適さない。
また、反応性水溶液ではエツチングが等方的に行われる
ため、銅または銅を含有する金属薄膜の横方向のエツチ
ング(アンダーカット)が避けられない。
ため、銅または銅を含有する金属薄膜の横方向のエツチ
ング(アンダーカット)が避けられない。
一方、金、金合金、銀、銀合金のエツチング方法として
は、イオンミリング法を利用することが考えられ。
は、イオンミリング法を利用することが考えられ。
この方法は、アルゴン(A r )のような不活性ガス
をイオン源にてイオン化し、このイオンビームで金属膜
を物理的にエツチングするものである。
をイオン源にてイオン化し、このイオンビームで金属膜
を物理的にエツチングするものである。
しかし、イオンミリング法によるエツチングはエツチン
グ速度が極めて遅く、生産性が悪い。その上、マスク材
や下地に対する選択性乃至選択比が悪く、微細パターン
を精度良く形成することは困難である。
グ速度が極めて遅く、生産性が悪い。その上、マスク材
や下地に対する選択性乃至選択比が悪く、微細パターン
を精度良く形成することは困難である。
そこで本発明者の研究によると、銅、銅合金、金、金合
金、銀、銀合金等の金属膜を早く、精度良くエツチング
できるドライエツチング方法として、ハロゲンガスまた
は(および)ハロゲン化物のガスと、中性配位子となる
物質のガスまたはハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスを
真空容器に導入し、これら混合ガスを所定真空状態下で
電圧印加のもとにプラズマ化し、該プラズマで前記金属
膜をエツチングするドライエツチング方法が考えられる
。
金、銀、銀合金等の金属膜を早く、精度良くエツチング
できるドライエツチング方法として、ハロゲンガスまた
は(および)ハロゲン化物のガスと、中性配位子となる
物質のガスまたはハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスを
真空容器に導入し、これら混合ガスを所定真空状態下で
電圧印加のもとにプラズマ化し、該プラズマで前記金属
膜をエツチングするドライエツチング方法が考えられる
。
この方法によると、ハロゲンガスまたは(および)ハロ
ゲン化物のガスと、中性配位子となる物質のガスまたは
ハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスとの両者混合ガスの
プラズマで前記金属膜が比較的早く、比較的精度良くド
ライエツチングされる。
ゲン化物のガスと、中性配位子となる物質のガスまたは
ハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスとの両者混合ガスの
プラズマで前記金属膜が比較的早く、比較的精度良くド
ライエツチングされる。
すなわち、例えば銅膜を例にとると、中性配位子を用い
るときは、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物
のガスが銅と反応してハロゲン化銅が生成され、このハ
ロゲン化銅と中性配位子となる物質のガスプラズマとが
反応して銅の金属錯体が生成される。この錯体は蒸気圧
が高く、容易に気相中に脱離し、かくして銅膜がドライ
エツチングされる。
るときは、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物
のガスが銅と反応してハロゲン化銅が生成され、このハ
ロゲン化銅と中性配位子となる物質のガスプラズマとが
反応して銅の金属錯体が生成される。この錯体は蒸気圧
が高く、容易に気相中に脱離し、かくして銅膜がドライ
エツチングされる。
また、ハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスを用いるとき
には、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物のガ
スが銅と反応してハロゲン化銅が生成され、このハロゲ
ン化銅とハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスのプラズマ
とが反応して銅・アルミニウムハロゲン化合物が生成さ
れ、これが容易に気相中へ脱離し、かくして銅膜がエツ
チングされる。
には、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物のガ
スが銅と反応してハロゲン化銅が生成され、このハロゲ
ン化銅とハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスのプラズマ
とが反応して銅・アルミニウムハロゲン化合物が生成さ
れ、これが容易に気相中へ脱離し、かくして銅膜がエツ
チングされる。
金、銀等についても同様にドライエツチングされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このエツチングによると、ハロゲンガス
または(および)ハロゲン化物のガスと銅等の金属膜と
の反応がプラズマのアシスト無しでも一部進行し、また
、生成したハロゲン化銅等のハロゲン化合物の膜を通し
てハロゲンが浸透する。従って、錯体を生成する反応や
生成された錯体の脱離が遅いと、また、銅・アルミニウ
ムハロゲン化合物等を生成する反応や生成した化合物の
脱離が遅いと、ハロゲン化合物を生成する反応が該ハロ
ゲン化合物と金属膜との界面で進行する。
または(および)ハロゲン化物のガスと銅等の金属膜と
の反応がプラズマのアシスト無しでも一部進行し、また
、生成したハロゲン化銅等のハロゲン化合物の膜を通し
てハロゲンが浸透する。従って、錯体を生成する反応や
生成された錯体の脱離が遅いと、また、銅・アルミニウ
ムハロゲン化合物等を生成する反応や生成した化合物の
脱離が遅いと、ハロゲン化合物を生成する反応が該ハロ
ゲン化合物と金属膜との界面で進行する。
このとき、該界面へはイオン、ラジカル等の活性種は殆
ど到達しないので、物理的作用は失われ、化学的エツチ
ングが進行し、サイドエツチングが避けられず、いわゆ
るアンダーカント等の不具合な現象が発生し、トライエ
ツチングの特徴である異方性エツチングを十分精度良く
行えないという問題がある。
ど到達しないので、物理的作用は失われ、化学的エツチ
ングが進行し、サイドエツチングが避けられず、いわゆ
るアンダーカント等の不具合な現象が発生し、トライエ
ツチングの特徴である異方性エツチングを十分精度良く
行えないという問題がある。
従って、前記ハロゲン化合物生成反応、錯体生成反応、
銅・アルミニウムハロゲン化合物等の生成反応、生成し
た錯体や化合物の脱離の各過程をうまく制御する必要が
ある。
銅・アルミニウムハロゲン化合物等の生成反応、生成し
た錯体や化合物の脱離の各過程をうまく制御する必要が
ある。
そこで本発明は、銅、銅合金、金、金合金、銀、銀合金
等の金属膜をドライエツチングすることができ、しかも
、円滑に安定した状態で、アンダーカットの如き不具合
な状態を減少させて十分に精度よく異方性エツチングで
きるドライエツチング装置を提供することを目的とする
。
等の金属膜をドライエツチングすることができ、しかも
、円滑に安定した状態で、アンダーカットの如き不具合
な状態を減少させて十分に精度よく異方性エツチングで
きるドライエツチング装置を提供することを目的とする
。
(課題を解決するための手段)
本発明者はさらに研究を重ねた結果、エツチング対象金
属膜の温度を上げた状態でドライエツチングすれば、こ
のような問題が比較的改善されることを見出し、本発明
を完成した。
属膜の温度を上げた状態でドライエツチングすれば、こ
のような問題が比較的改善されることを見出し、本発明
を完成した。
すなわち本発明は前記目的に従い、
真空吸引手段によって所定の真空状態を得ることができ
る真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン
化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、中性配位
子となる物質のガスを前記真空容器へ導入する手段と、
前記真空容器に設けたエツチング対象金属膜を有する物
品の支持ホルダと、前記真空容器内へ導入されるガスを
プラズマ化するための電源と、前記支持ホルダに支持さ
れる銅、銅合金、金、金合金、銀および銀合金のすくな
くとも一種からなるエツチング対象金属膜を加熱するヒ
ータを備えたことを特徴とするドライエツチング装置を
提供する。
る真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン
化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、中性配位
子となる物質のガスを前記真空容器へ導入する手段と、
前記真空容器に設けたエツチング対象金属膜を有する物
品の支持ホルダと、前記真空容器内へ導入されるガスを
プラズマ化するための電源と、前記支持ホルダに支持さ
れる銅、銅合金、金、金合金、銀および銀合金のすくな
くとも一種からなるエツチング対象金属膜を加熱するヒ
ータを備えたことを特徴とするドライエツチング装置を
提供する。
また、本発明は前記目的に従い、
真空吸引手段によって所定の真空状態を得ることができ
る真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン
化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、ハロゲン
化アルミニウムからその蒸気ガスを生成し、該蒸気ガス
を前記真空容器内へ導入する手段と、前記真空容器に設
けたエツチング対象金属膜を有する物品の支持ホルダと
、前記真空容器内へ導入されるガスをプラズマ化するた
めの電源と、前記支持ホルダに支持される銅、銅合金、
金、金合金、銀および銀合金のすくなくとも一種からな
るエツチング対象金属膜を加熱するヒータを備えたこと
を特徴とするドライエツチング装置を提供する。
る真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン
化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、ハロゲン
化アルミニウムからその蒸気ガスを生成し、該蒸気ガス
を前記真空容器内へ導入する手段と、前記真空容器に設
けたエツチング対象金属膜を有する物品の支持ホルダと
、前記真空容器内へ導入されるガスをプラズマ化するた
めの電源と、前記支持ホルダに支持される銅、銅合金、
金、金合金、銀および銀合金のすくなくとも一種からな
るエツチング対象金属膜を加熱するヒータを備えたこと
を特徴とするドライエツチング装置を提供する。
前記ハロゲンガスとしては、フッ素(F2)、塩素(C
ffi2)、臭素(Brz)、ヨウ素(I2)等のガス
を挙げることができる。
ffi2)、臭素(Brz)、ヨウ素(I2)等のガス
を挙げることができる。
また、前記ハロゲン化物のガスは、フン化水素(HF)
、塩化水素CHCE) 、臭化水素(HBr)、ヨウ化
水素(HI)等のハロゲン化水素、フッ化炭素(CF、
)等のハロゲン化炭素などのハロゲン元素を含む物質の
ガスである。
、塩化水素CHCE) 、臭化水素(HBr)、ヨウ化
水素(HI)等のハロゲン化水素、フッ化炭素(CF、
)等のハロゲン化炭素などのハロゲン元素を含む物質の
ガスである。
前記中性配位子となる物質には、アンモニア(NH3)
、水(F20)、カルボニル(’co)、ニトロシル(
NO)、メチルアミン(NF2(CH3))の如き第1
級アミン、ジメチルアミン(NF2 (CHff)2
)の如き第2級アミン、トリメチルアミン(N F2
(CF3)3)の如き第3級アミン、エチレンジアミン
(N Hz(CH2)2 N H’z )等の単座また
は多座配位子を有する物質を例示できる。
、水(F20)、カルボニル(’co)、ニトロシル(
NO)、メチルアミン(NF2(CH3))の如き第1
級アミン、ジメチルアミン(NF2 (CHff)2
)の如き第2級アミン、トリメチルアミン(N F2
(CF3)3)の如き第3級アミン、エチレンジアミン
(N Hz(CH2)2 N H’z )等の単座また
は多座配位子を有する物質を例示できる。
また、ハロゲン化アルミニウムとしては、塩化アルミニ
ウムCAICβ3)1、臭化アルミニウム(AlBr3
)、ヨウ化アルミニウム(、III3)等で、蒸発する
と、二量体分子の、または単量体分子と二量体分子とが
共存する蒸気ガスとなるものなどが考えられる。
ウムCAICβ3)1、臭化アルミニウム(AlBr3
)、ヨウ化アルミニウム(、III3)等で、蒸発する
と、二量体分子の、または単量体分子と二量体分子とが
共存する蒸気ガスとなるものなどが考えられる。
前記ヒータとしては、前記ホルダ上の物品のエツチング
対象金属膜を直接的に、または該支持ホルダを介する等
して間接的に、ドライエツチングが円滑に進行する温度
へ昇温させ得るものであればよく、電気ヒータ、赤外線
ヒータ、温水等の熱媒を通すタイプのヒータ等の各種ヒ
ータを利用できる。
対象金属膜を直接的に、または該支持ホルダを介する等
して間接的に、ドライエツチングが円滑に進行する温度
へ昇温させ得るものであればよく、電気ヒータ、赤外線
ヒータ、温水等の熱媒を通すタイプのヒータ等の各種ヒ
ータを利用できる。
[作 用]
中性配位子となる物質のガスを供給する手段を有する本
発明装置によると、所定の真空状態下で真空容器内へハ
ロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物のガスがその
導入手段から導入されるとともに中性配位子となる物質
のガスがその導入手段から導入され、真空容器内におけ
るこれら混合ガスに電圧が印加され、該ガスがプラズマ
化される。
発明装置によると、所定の真空状態下で真空容器内へハ
ロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物のガスがその
導入手段から導入されるとともに中性配位子となる物質
のガスがその導入手段から導入され、真空容器内におけ
るこれら混合ガスに電圧が印加され、該ガスがプラズマ
化される。
一方、ホルダに支持された物品のエツチング対象金属膜
は、ヒータにより予めドライエツチングを円滑に開始、
進行できる温度に上昇せしめられる。
は、ヒータにより予めドライエツチングを円滑に開始、
進行できる温度に上昇せしめられる。
かくして該金属膜は前記プラズマにより精度良く、異方
性エツチングされる。
性エツチングされる。
また、ハロゲン化アルミニウムの蒸気ガスを供給する手
段を有する本発明装置によると、所定の真空状態下で真
空容器内へハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物
のガスがその導入手段から導入されるとともにハロゲン
化アルミニウムの蒸気ガスがその導入手段から導入され
、真空容器内におけるこれら混合ガスに電圧が印加され
、該ガスがプラズマ化される。
段を有する本発明装置によると、所定の真空状態下で真
空容器内へハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物
のガスがその導入手段から導入されるとともにハロゲン
化アルミニウムの蒸気ガスがその導入手段から導入され
、真空容器内におけるこれら混合ガスに電圧が印加され
、該ガスがプラズマ化される。
一方、ホルダに支持された物品のエツチング対象金属膜
は、ヒータにより予めドライエツチングを円滑に開始、
進行できる温度に上昇せしめられる。
は、ヒータにより予めドライエツチングを円滑に開始、
進行できる温度に上昇せしめられる。
かくして該金属膜は前記プラズマにより精度良く、異方
性エツチングされる。
性エツチングされる。
〔実 施 例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、第1図に示す本発明の1実施例装置と該装置によ
るドライエツチング例につき説明する。
るドライエツチング例につき説明する。
第1図に示す装置は反応性イオンエツチング装置(RI
E)で、真空容器1、該容器に開閉弁2a、2bおよび
流量制御部2cを介して配管接続されたハロゲンガスま
たは(および)ハロゲン化物ガスのボンベ2、容器1に
開閉弁3a、3bおよび流量制御部3cを介して配管接
続された中性配位子となる物質のガスのボンベ3、容器
1に開閉弁4a、4b及び流量制御部4cを介して配管
接続された前処理用のクリプトン(Kr)、アルゴン(
Ar)等の希ガスまたは該希ガスを含むガスのボンへ4
、容器1に開閉弁5a、5b及び流量制御部5cを介し
て配管接続された三塩化ホウ素ガス(BCj23)等の
エツチング促進ガスのボンベ5、容器1に開閉弁61を
介して接続され、該容器内を所定真空状態にする真空ポ
ンプ6、該容器内に電気絶縁性シール材71を介して設
置され、エツチング対象物を支持するホルダ7、該ホル
ダに接続された高周波電圧を印加する高周波電源8を備
えている。
E)で、真空容器1、該容器に開閉弁2a、2bおよび
流量制御部2cを介して配管接続されたハロゲンガスま
たは(および)ハロゲン化物ガスのボンベ2、容器1に
開閉弁3a、3bおよび流量制御部3cを介して配管接
続された中性配位子となる物質のガスのボンベ3、容器
1に開閉弁4a、4b及び流量制御部4cを介して配管
接続された前処理用のクリプトン(Kr)、アルゴン(
Ar)等の希ガスまたは該希ガスを含むガスのボンへ4
、容器1に開閉弁5a、5b及び流量制御部5cを介し
て配管接続された三塩化ホウ素ガス(BCj23)等の
エツチング促進ガスのボンベ5、容器1に開閉弁61を
介して接続され、該容器内を所定真空状態にする真空ポ
ンプ6、該容器内に電気絶縁性シール材71を介して設
置され、エツチング対象物を支持するホルダ7、該ホル
ダに接続された高周波電圧を印加する高周波電源8を備
えている。
さらに、この装置は、ホルダ7上のエツチング対象金属
膜をドライエツチングが円滑に行われるように加熱する
ヒータH、ドライエツチングにより生成される錯体等の
真空容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空容
器壁に設けられたヒータh、および同じく錯体等の真空
容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空ポンプ
11と真空容器1の間に接続された凝縮器Cを備えてい
る。
膜をドライエツチングが円滑に行われるように加熱する
ヒータH、ドライエツチングにより生成される錯体等の
真空容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空容
器壁に設けられたヒータh、および同じく錯体等の真空
容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空ポンプ
11と真空容器1の間に接続された凝縮器Cを備えてい
る。
該凝縮器Cは冷却水を通すパイプを備えたもので、装置
に脱着可能に構成されている。
に脱着可能に構成されている。
以上の装置を用い、エツチング対象物として、電極や配
線を形成するための厚さ5000人の銅(Cu)からな
る金属薄膜を表面に有し、該金属薄膜上にマスク材にて
所定パターンを形成し、該金属薄膜と基板上のシリコン
酸化膜との間にチタン(Ti)からなる厚さ2000人
の下地金属層ををする直径5インチのシリコン半導体ウ
ェハ9を準備し、該ウェハを前記ホルダ7上に載置した
。
線を形成するための厚さ5000人の銅(Cu)からな
る金属薄膜を表面に有し、該金属薄膜上にマスク材にて
所定パターンを形成し、該金属薄膜と基板上のシリコン
酸化膜との間にチタン(Ti)からなる厚さ2000人
の下地金属層ををする直径5インチのシリコン半導体ウ
ェハ9を準備し、該ウェハを前記ホルダ7上に載置した
。
なお、下地金属層は、半導体ウェハ等では、配線や電極
を形成するための金属層の下に積層され、本来の金属膜
と同じパターンでエツチングされるもので、通常、金属
膜の付着強化や、拡散防止、オーミックコンタクトをと
る等の目的で設けられる。該下地金属層としては前記例
の他、チタンナイトライド(TiN)、チタンタングス
テン(TiW)、タングステンシリサイド(WSi)、
モリブデンシリサイド(MoSi)等を例示することが
できる。
を形成するための金属層の下に積層され、本来の金属膜
と同じパターンでエツチングされるもので、通常、金属
膜の付着強化や、拡散防止、オーミックコンタクトをと
る等の目的で設けられる。該下地金属層としては前記例
の他、チタンナイトライド(TiN)、チタンタングス
テン(TiW)、タングステンシリサイド(WSi)、
モリブデンシリサイド(MoSi)等を例示することが
できる。
また、ボンベ4はクリプトン(Kr)ガスボンベ、エツ
チング促進ガスのボンベ5は三塩化ホウ素ガス(BCl
2)ボンベとした。
チング促進ガスのボンベ5は三塩化ホウ素ガス(BCl
2)ボンベとした。
そして、エツチングに先立つ第1ステツプとして、ヒー
タHおよびヒータhをオンしてエツチング対象金属膜を
約100°Cに向は加熱し、容器1内部を約80°Cに
向は加熱するとともに、先ず容器1内をlXl0−3[
Torr]以下の真空状態とした後、真空容器1内を圧
力40[mTorr]に維持しつつボンベ4からクリプ
トンガスを流量90(sccm)で真空容器1内に導入
し、電58に713.56 (MHz)、500 CW
Eの高周波電圧を15秒印加し、クリプトンガスのプラ
ズマを発生させ、このプラズマで露出している銅薄膜表
面の不純物等を除去した。
タHおよびヒータhをオンしてエツチング対象金属膜を
約100°Cに向は加熱し、容器1内部を約80°Cに
向は加熱するとともに、先ず容器1内をlXl0−3[
Torr]以下の真空状態とした後、真空容器1内を圧
力40[mTorr]に維持しつつボンベ4からクリプ
トンガスを流量90(sccm)で真空容器1内に導入
し、電58に713.56 (MHz)、500 CW
Eの高周波電圧を15秒印加し、クリプトンガスのプラ
ズマを発生させ、このプラズマで露出している銅薄膜表
面の不純物等を除去した。
予めハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物ガスの
ボンベ2として塩素ガスCCez )ボンベを採用して
おくとともに中性配位子となる物質のガスボンベ3とし
てアンモニアガス(NH,)ボンベを採用しておき、第
2ステツプとして、前記ヒータH,hはそのままオンし
ておくとともに、真空容器1内を圧力40 (mTo
r r)に維持しつつ容器1内にボンへ5から流量25
Csccm〕で三塩化ホウ素ガス(BCl23)を、
ボンへ2から流量20(sccm)で塩素ガス(CL)
を、ボンベ3から流量20(sccm)でアンモニアガ
ス(NH:l)を導入し、電源8にて13゜56 (M
Hz ) 、300 (W)の高周波電圧を150秒印
加し、これら混合ガスをプラズマ化したところ、前記ウ
ェハの銅薄膜の5000人の異方性エツチングが精度良
く実現した。
ボンベ2として塩素ガスCCez )ボンベを採用して
おくとともに中性配位子となる物質のガスボンベ3とし
てアンモニアガス(NH,)ボンベを採用しておき、第
2ステツプとして、前記ヒータH,hはそのままオンし
ておくとともに、真空容器1内を圧力40 (mTo
r r)に維持しつつ容器1内にボンへ5から流量25
Csccm〕で三塩化ホウ素ガス(BCl23)を、
ボンへ2から流量20(sccm)で塩素ガス(CL)
を、ボンベ3から流量20(sccm)でアンモニアガ
ス(NH:l)を導入し、電源8にて13゜56 (M
Hz ) 、300 (W)の高周波電圧を150秒印
加し、これら混合ガスをプラズマ化したところ、前記ウ
ェハの銅薄膜の5000人の異方性エツチングが精度良
く実現した。
下地金属層も引き続きプラズマによりエツチングされた
。
。
このドライエツチングにおいては、露出した銅薄膜部分
においてハロゲン化銅を生成する反応Cu+x/2−
Cf、−+CuCIXと、ハロゲン化銅である塩化銅と
アンモニアガスの中性配位子とが反応して銅の金属錯体
が生成される反応 Cu Cj2x + y N Hz −CCuC1x (NH2)y ) が生じている。
においてハロゲン化銅を生成する反応Cu+x/2−
Cf、−+CuCIXと、ハロゲン化銅である塩化銅と
アンモニアガスの中性配位子とが反応して銅の金属錯体
が生成される反応 Cu Cj2x + y N Hz −CCuC1x (NH2)y ) が生じている。
この反応はウェハの金属膜がヒータHにより加熱されて
いるので円滑に進行する。
いるので円滑に進行する。
ハロゲン化銅は蒸気圧が低く、蒸発しにくいが、この金
属錯体(CuCfx (NH3)y l]は蒸気圧が
高く、容易に蒸発し、かくしてエツチングが行われる。
属錯体(CuCfx (NH3)y l]は蒸気圧が
高く、容易に蒸発し、かくしてエツチングが行われる。
ドライエ・ノチングにより生成されて真空容器内部付着
堆積しようとする錯体等は、該容器がヒータhにより加
熱されているので、その熱で容器内部への付着、堆積が
抑制され、また、凝縮器Cが設けられているので、該凝
縮器に付着凝縮して除去されることにより容器内部への
付着、堆積が抑制される。従って、それだけ真空容器1
等の清掃回数を少なく済ませることができる。
堆積しようとする錯体等は、該容器がヒータhにより加
熱されているので、その熱で容器内部への付着、堆積が
抑制され、また、凝縮器Cが設けられているので、該凝
縮器に付着凝縮して除去されることにより容器内部への
付着、堆積が抑制される。従って、それだけ真空容器1
等の清掃回数を少なく済ませることができる。
凝縮器Cに付着物が多くなると、これを装置から外して
清掃し、再び装置に装着しておけばよい。
清掃し、再び装置に装着しておけばよい。
なお、前記第1および第2ステツプは銅合金についても
同様に実施できる。
同様に実施できる。
ドライエツチングにおいて、塩素ガスに代えて他のハロ
ゲンガス等を採用し、アンモニアガスに代えて他の中性
配位子となるガスを使用した場合でも、他の条件はその
まま、または必要に応じて調整、変更等することにより
同様に銅または(および)銅合金層および下地金属層の
ドライエツチングを行うことができる。
ゲンガス等を採用し、アンモニアガスに代えて他の中性
配位子となるガスを使用した場合でも、他の条件はその
まま、または必要に応じて調整、変更等することにより
同様に銅または(および)銅合金層および下地金属層の
ドライエツチングを行うことができる。
銅または銅合金のドライエツチング工程における他のガ
スの組み合わせ例と、その場合の化学反応例を次に列挙
する。
スの組み合わせ例と、その場合の化学反応例を次に列挙
する。
■ 塩素ガス(Cfz )と水(Hl 0)を使用する
場合。
場合。
Cu+x/2− C1z −+CuClXCuCl!、
x +y Hz O →(CuCfx (Hl o)y J■ 塩素ガス(
C1z )とカルボニル(CO)である−酸化炭素ガス
を使用する場合。
x +y Hz O →(CuCfx (Hl o)y J■ 塩素ガス(
C1z )とカルボニル(CO)である−酸化炭素ガス
を使用する場合。
Cu−1−x/2− Cj2z −+CuCIXCuC
IX+yCO →(CuCj!x (CO)yl ■ 塩素ガス(Cffiz )とニトロシル(NO)で
ある−酸化窒素ガスを使用する場合。
IX+yCO →(CuCj!x (CO)yl ■ 塩素ガス(Cffiz )とニトロシル(NO)で
ある−酸化窒素ガスを使用する場合。
Cu + x / 2 ・Cl z →Cu CI2
xCuClx + y N O →〔CuC2X (NO)y] ■ 塩素ガス(CAz )とメチルアミン(N H2(
C)f、 ) )ガスを使用する場合。
xCuClx + y N O →〔CuC2X (NO)y] ■ 塩素ガス(CAz )とメチルアミン(N H2(
C)f、 ) )ガスを使用する場合。
Cu + x / 2 ・CI2 z −Cu CRx
CuClx +yNHz(CHff)、(CuC/!
X (NH2(CHI)) ! )■ 塩素ガス(
C12)とエチレンジアミン(NH2CCHl)Z N
Hl )ガスを使用する場合。
CuClx +yNHz(CHff)、(CuC/!
X (NH2(CHI)) ! )■ 塩素ガス(
C12)とエチレンジアミン(NH2CCHl)Z N
Hl )ガスを使用する場合。
Cu+x/2− C1,−+CuC1゜Cu Clx
+ yNH2(CHl)Z N Hl−(Cu Cj2
x (NHz(CHz)z NHz ) y :1■
ヨウ化水素ガス(Hl)とアンモニアガス(NH3)
を使用する場合。
+ yNH2(CHl)Z N Hl−(Cu Cj2
x (NHz(CHz)z NHz ) y :1■
ヨウ化水素ガス(Hl)とアンモニアガス(NH3)
を使用する場合。
Cu+xHI−+CuIx (+xH)CulX+y
NHs →[CuIX (NH3)y] ■ ヨウ化水素ガス(HI)と水(H2C)を使用する
場合。
NHs →[CuIX (NH3)y] ■ ヨウ化水素ガス(HI)と水(H2C)を使用する
場合。
Cu+xHI−+Cu IX (十xH)Cu IX十
yH20 −(CulX (H2C)y) ■ ヨウ化水素ガス(HI)とカルボニル(CO)であ
る−酸化炭素ガスを使用する場合。
yH20 −(CulX (H2C)y) ■ ヨウ化水素ガス(HI)とカルボニル(CO)であ
る−酸化炭素ガスを使用する場合。
Cu+xHI−+Cu 1.(+xH)Cu IX +
yCO →、(Cu IX (CO) y )■ ヨウ化水素
ガス(HI)とニトロシル(NO)である−酸化窒素ガ
スを使用する場合。
yCO →、(Cu IX (CO) y )■ ヨウ化水素
ガス(HI)とニトロシル(NO)である−酸化窒素ガ
スを使用する場合。
Cu十xHI−+Cu IX (+xH)Cu IX+
yNO →〔CuIX (NO)y] [相] ヨウ化水素ガス(Hl)とメチルアミン(NH
z(CH3))ガスを使用する場合。
yNO →〔CuIX (NO)y] [相] ヨウ化水素ガス(Hl)とメチルアミン(NH
z(CH3))ガスを使用する場合。
Cu十xHI−+Cu lx (+xH)Cu Ix
+ yNHz(CH3) →[:Cu Ix (NH2(CH3)) y)■
ヨウ化水素ガス(HI)とエチレンジアミン(NH2(
CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
+ yNHz(CH3) →[:Cu Ix (NH2(CH3)) y)■
ヨウ化水素ガス(HI)とエチレンジアミン(NH2(
CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
Cu+xHI−+Cu IX (十xH)CuIX +
yNH2(CH2)2 NH4−(Cu lx (N
H2(CH2)2 NH2)−)@ ヨウ素ガス(I2
)とアンモニアガス(NH3)を使用する場合。
yNH2(CH2)2 NH4−(Cu lx (N
H2(CH2)2 NH2)−)@ ヨウ素ガス(I2
)とアンモニアガス(NH3)を使用する場合。
Cu+x/2 ・Iz →Cu Ix
Cu IX +y NH:1
→(Cu IX (NH3)! )■ ヨウ素ガス
(I2)と水(Hz O)を使用する場合。
(I2)と水(Hz O)を使用する場合。
Cu−1−x/2 ・Iz −+Cu lXCu IX
+yH20 →〔cu IX (Hz O) y 〕■ ヨウ素ガ
ス(I2)とカルボニル(CO)である−酸化炭素ガス
を使用する場合。
+yH20 →〔cu IX (Hz O) y 〕■ ヨウ素ガ
ス(I2)とカルボニル(CO)である−酸化炭素ガス
を使用する場合。
Cu+x/2 ・If →Cu lX
Cu IX+yC○
→(Cu Ix (Co) y)
■ ヨウ素ガス(I2)とニトロシル(NO)である−
酸化窒素ガスを使用する場合。
酸化窒素ガスを使用する場合。
Cu+x/2−1.−+Cu IX
CuIx+yNO
→[Cu I+r (No) y]
[相] ヨウ素ガス(I2)とメチルアミン(NH2(
CH3))ガスを使用する場合。
CH3))ガスを使用する場合。
Cu+x/2 ・Iz −Cu lx
Cu 1.+yNH2(CH3)
→(Cu IN (NHz(CH:+))y )■
ヨウ素ガス(I2)とエチレンジアミン(NH2(C
H2)2NH2)ガスを使用する場合。
ヨウ素ガス(I2)とエチレンジアミン(NH2(C
H2)2NH2)ガスを使用する場合。
Cu+x/2 ・Iz −>Cu IXCu I X
+ y N H2(CH2)2 N H2→(Cu l
x (NHz(CHzh NHz )y J■ 臭化
水素ガス(HBr)とアンモニアガス(NH,)を使用
する場合。
+ y N H2(CH2)2 N H2→(Cu l
x (NHz(CHzh NHz )y J■ 臭化
水素ガス(HBr)とアンモニアガス(NH,)を使用
する場合。
Cu+xHBr−+CuBrX (+xH)Cu B
r x + y N H= →(CuB rX (NH:+)y )[相] 臭化
水素ガス(HBr)と水(H2o)を使用する場合。
r x + y N H= →(CuB rX (NH:+)y )[相] 臭化
水素ガス(HBr)と水(H2o)を使用する場合。
Cu+xHBr−+CuBrx (+xH)CuBr
X+yH20 −[CuBrx (H20)! ) [相] 臭化水素ガス(HBr)とカルボニル(Co)
である−酸化炭素ガスを使用する場合。
X+yH20 −[CuBrx (H20)! ) [相] 臭化水素ガス(HBr)とカルボニル(Co)
である−酸化炭素ガスを使用する場合。
Cu+xHBr−+CuBrx (+xH)CuBr
x +yc。
x +yc。
→(CuB rx (Co)y、J
■ 臭化水素ガス(HBr)とニトロシル(NO)であ
る−酸化窒素ガスを使用する場合。
る−酸化窒素ガスを使用する場合。
Cu+xHBr−+CuBr、(−t−xH)CuBr
X+yNO →〔CuBrX (NO)y] 0 臭化水素ガス(HBr)とメチルアミン(NH,(
CH3))ガスを使用する場合。
X+yNO →〔CuBrX (NO)y] 0 臭化水素ガス(HBr)とメチルアミン(NH,(
CH3))ガスを使用する場合。
Cu−1−xHBr−+CuBrx (+xH)Cu
B rx tyNHz(cH3) →(CuB rx (NHz(CHi))y )■
臭化水素ガス(HBr)とエチレンジアミン(NH2(
CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
B rx tyNHz(cH3) →(CuB rx (NHz(CHi))y )■
臭化水素ガス(HBr)とエチレンジアミン(NH2(
CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
Cu+xHBr−+CuBrx (+xH)CuB
rx + yNHz(CHz)z NHz→(CuB
rX (NHz(CHz)z NHz )y )@
四フッ化炭素(CF、)とアンモニアガス(NH,)を
使用する場合。
rx + yNHz(CHz)z NHz→(CuB
rX (NHz(CHz)z NHz )y )@
四フッ化炭素(CF、)とアンモニアガス(NH,)を
使用する場合。
Cu+x/4 HCF4 →CuFx (+x/、4
・C)Cu Fx + y N H3 →(CuFx (NH3) y J[相] 四フ
ッ化炭素(CF、)と水(H2O)を使用する場合。
・C)Cu Fx + y N H3 →(CuFx (NH3) y J[相] 四フ
ッ化炭素(CF、)と水(H2O)を使用する場合。
Cu+x/4 ・CFa −+CuFx (+x/4
− C)CuFx +yHz O 、(CuFX (Hz O) y) [相] 四フッ化炭素(CF、)とカルボニル(Co)
である−酸化炭素ガスを使用する場合。
− C)CuFx +yHz O 、(CuFX (Hz O) y) [相] 四フッ化炭素(CF、)とカルボニル(Co)
である−酸化炭素ガスを使用する場合。
Cu+x/4− CFa −+CuFx (+x/4
− C)CuFx +yCO →(Cu Fx (Co) y ) [相] 四フッ化炭素(CF、)とニトロシル(No)
である−酸化窒素ガスを使用する場合。
− C)CuFx +yCO →(Cu Fx (Co) y ) [相] 四フッ化炭素(CF、)とニトロシル(No)
である−酸化窒素ガスを使用する場合。
Cu+x/4 HCF4→CuFx (十x/4 ・
C)CuFX+yNO →(CuFx (No) y) [相] 四フッ化炭素(CF4)とメチルアミン(N
Hz(CH,))ガスを使用する場合。
C)CuFX+yNO →(CuFx (No) y) [相] 四フッ化炭素(CF4)とメチルアミン(N
Hz(CH,))ガスを使用する場合。
Cu+x/4 ・CFa −+CuFX (+X/4
・C)Cu FX + )’ NHz(CHz)−
(Cu FX (NHz(CHa)l y )[相]
四ツ・7化炭素(CF4)とエチレンジアミン(NH
2(CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
・C)Cu FX + )’ NHz(CHz)−
(Cu FX (NHz(CHa)l y )[相]
四ツ・7化炭素(CF4)とエチレンジアミン(NH
2(CH2)2 NH2)ガスを使用する場合。
Cu+x/4 ・CFa −+CuFX (+X/4
・C)C’uFx tyNHz(CHz)z NH4
−[Cu Fx (NH2(CH2)2 NH2)
−]以以上間した実施例装置は、金、金合金、銀、銀合
金等にも同様に適用できる。
・C)C’uFx tyNHz(CHz)z NH4
−[Cu Fx (NH2(CH2)2 NH2)
−]以以上間した実施例装置は、金、金合金、銀、銀合
金等にも同様に適用できる。
また、ドライエツチングにおける前述した化学反応は、
金や銀に関しても同様であり、前述の弐においてCuを
Au、Agに替えたものとなる。
金や銀に関しても同様であり、前述の弐においてCuを
Au、Agに替えたものとなる。
(以下、この頁余白)
次に、第2図に示す本発明の実施例装置と該装置による
ドライエツチング例につき説明する。
ドライエツチング例につき説明する。
第2図に示す装置は反応性イオンエツチング装置であり
、真空容器1、該容器に開閉弁2a、2bおよび流量制
御部2cを介して配管接続されたハロゲンガスまたは(
および)ハロゲン化物ガスのボンベ2、容器1に開閉弁
4a、4b及び流量制御部4Cを介して配管接続された
クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)等の不活性ガス
のボンベ4、容器1に開閉弁5a、5b及び流量制御部
5Cを介して配管接続された三塩化ホウ素ガス(BCl
2)等のエツチング促進ガスのボンベ5、容器1に開閉
弁10a、10bおよび流量制御部10cを介して配管
接続されたハロゲン化アルミニウムの蒸気ガス生成用恒
温槽10、容器1に開閉弁61を介して接続され、該容
器内を所定真空状態にする真空ポンプ6、該容器内に電
気絶縁性シール材71を介して設置され、エツチング対
象物を支持するホルダ7、該ホルダに接続された高周波
電圧を印加する高周波電源8を備えている。
、真空容器1、該容器に開閉弁2a、2bおよび流量制
御部2cを介して配管接続されたハロゲンガスまたは(
および)ハロゲン化物ガスのボンベ2、容器1に開閉弁
4a、4b及び流量制御部4Cを介して配管接続された
クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)等の不活性ガス
のボンベ4、容器1に開閉弁5a、5b及び流量制御部
5Cを介して配管接続された三塩化ホウ素ガス(BCl
2)等のエツチング促進ガスのボンベ5、容器1に開閉
弁10a、10bおよび流量制御部10cを介して配管
接続されたハロゲン化アルミニウムの蒸気ガス生成用恒
温槽10、容器1に開閉弁61を介して接続され、該容
器内を所定真空状態にする真空ポンプ6、該容器内に電
気絶縁性シール材71を介して設置され、エツチング対
象物を支持するホルダ7、該ホルダに接続された高周波
電圧を印加する高周波電源8を備えている。
さらに、この装置は、ホルダ7上のエツチング対象金属
膜をドライエツチングが円滑に行われるように加熱する
ヒータH、ドライエツチングにより生成される銅・アル
ミニウムハロゲン化合物等の真空容器内部への付着、堆
積を抑制するるための真空容器壁に設けられたヒータh
、および同じく銅・アルミニウムハロゲン化合物等の真
空容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空ポン
プ6と真空容器1の間に接続された凝縮器Cを備えてい
る。
膜をドライエツチングが円滑に行われるように加熱する
ヒータH、ドライエツチングにより生成される銅・アル
ミニウムハロゲン化合物等の真空容器内部への付着、堆
積を抑制するるための真空容器壁に設けられたヒータh
、および同じく銅・アルミニウムハロゲン化合物等の真
空容器内部への付着、堆積を抑制するるための真空ポン
プ6と真空容器1の間に接続された凝縮器Cを備えてい
る。
該凝縮器Cは冷却水を通すパイプを備えたもので、装置
に脱着可能に構成されている。
に脱着可能に構成されている。
なお、恒温槽10は加熱温度を調節してハロゲン化アル
ミニウムの蒸気ガス発生量を調節できるものである。
ミニウムの蒸気ガス発生量を調節できるものである。
以上の装置を用い、エツチング対象物として、前記同様
のシリコン半導体ウェハ90 (銅膜厚は5000人)
を準備し、該ウェハを前記ホルダ7上に載置した。
のシリコン半導体ウェハ90 (銅膜厚は5000人)
を準備し、該ウェハを前記ホルダ7上に載置した。
また、ボンベ4をクリプトン(Kr)ガスボンベ、エツ
チング促進ガスのボンベ5を三塩化ホウ素ガス(BCl
2)ボンベとした。
チング促進ガスのボンベ5を三塩化ホウ素ガス(BCl
2)ボンベとした。
そして、エツチングに先立つ第1ステツプとして、ヒー
タHおよびヒータhをオンしてエツチング対象金属膜を
約100℃に向は加熱し、容器1内部を約80℃に向は
加熱するとともに、容器1内をlXl0−3(Torr
)以下の真空状態とした後、真空容器1内を圧力40(
mTorr)に維持しつつボンベ4からクリプトンガス
を流量90(sccm)で真空容器1内に導入し、電源
8にて13. 56 (MHz) 、500 (W〕の
高周波電圧を60秒印加し、クリプトンガスのプラズマ
を発生させ、このプラズマで露出している銀薄膜表面の
不純物等を除去した。
タHおよびヒータhをオンしてエツチング対象金属膜を
約100℃に向は加熱し、容器1内部を約80℃に向は
加熱するとともに、容器1内をlXl0−3(Torr
)以下の真空状態とした後、真空容器1内を圧力40(
mTorr)に維持しつつボンベ4からクリプトンガス
を流量90(sccm)で真空容器1内に導入し、電源
8にて13. 56 (MHz) 、500 (W〕の
高周波電圧を60秒印加し、クリプトンガスのプラズマ
を発生させ、このプラズマで露出している銀薄膜表面の
不純物等を除去した。
次に、予め前記ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン
化物ガスのボンベ2として塩素ガス(C12)ボンベを
採用しておくとともに、恒温槽10にはハロゲン化アル
ミニウムとして固体塩化アルミニウム(AIC7!、)
を入れ、160℃で加熱してその蒸気ガスを生成できる
ようにしておき、第2ステツプとして、前記ヒータH,
hはオンとしたまま真空容器1内を圧力40(mTor
r)に維持しつつ容器1内にボンベ5から流量25(s
ccm)で三塩化ホウ素ガス(B(1,)を、ボンベ1
から流量20(sccm)で塩素ガス(CI!Z)を、
恒温層10から流量10100(sc〕で塩化アルミニ
ウム(/’7ICI!3)の蒸気ガスをを導入し、電源
8にて13.56 (MHz)、275[W)の高周
波電圧を300秒印加し、これら混合ガスをプラズマ化
したところ、前記ウェハの銅8%の異方性エツチングが
精度良く実現した。
化物ガスのボンベ2として塩素ガス(C12)ボンベを
採用しておくとともに、恒温槽10にはハロゲン化アル
ミニウムとして固体塩化アルミニウム(AIC7!、)
を入れ、160℃で加熱してその蒸気ガスを生成できる
ようにしておき、第2ステツプとして、前記ヒータH,
hはオンとしたまま真空容器1内を圧力40(mTor
r)に維持しつつ容器1内にボンベ5から流量25(s
ccm)で三塩化ホウ素ガス(B(1,)を、ボンベ1
から流量20(sccm)で塩素ガス(CI!Z)を、
恒温層10から流量10100(sc〕で塩化アルミニ
ウム(/’7ICI!3)の蒸気ガスをを導入し、電源
8にて13.56 (MHz)、275[W)の高周
波電圧を300秒印加し、これら混合ガスをプラズマ化
したところ、前記ウェハの銅8%の異方性エツチングが
精度良く実現した。
下地金属層も引き続きプラズマによりエツチングされた
。
。
このエツチングにおいては、露出した銅i!I膜部分に
おいてハロゲン化銅を生成する反応Cu+x/2・C1
2→CuCIX と、ハロゲン化銅である塩化銅と塩
化アルミニウム(AICI、) の蒸気ガスとが反応
して銅・アルミニウムハロゲン化合物を生成する反応C
uCAx +yAfCj!z −CA l y Cu CI X−?ly)とが起こる
。
おいてハロゲン化銅を生成する反応Cu+x/2・C1
2→CuCIX と、ハロゲン化銅である塩化銅と塩
化アルミニウム(AICI、) の蒸気ガスとが反応
して銅・アルミニウムハロゲン化合物を生成する反応C
uCAx +yAfCj!z −CA l y Cu CI X−?ly)とが起こる
。
この反応はウェハの金属膜がヒータHにより加熱されて
いるので円滑に進行する。
いるので円滑に進行する。
ハロゲン化銅は蒸気圧が低く、蒸発しにくいが、この銅
・アルミニラみハロゲン化合物は容易に気相中に蒸発し
、かくしてエツチングが行われる。
・アルミニラみハロゲン化合物は容易に気相中に蒸発し
、かくしてエツチングが行われる。
ドライエツチングにより生成されて真空容器内部付着堆
積しようとする銅・アルミニウムハロゲン化合物等は、
該容器がヒータhにより加熱されているので、その熱で
容器内部への付着、堆積が抑制され、また、凝縮器Cが
設けられているので、該凝縮器に付着凝縮して除去され
ることにより容器内部への付着、堆積が抑制される。従
って、それだけ真空容器1等の清掃回数を少なく済ませ
ることができる。
積しようとする銅・アルミニウムハロゲン化合物等は、
該容器がヒータhにより加熱されているので、その熱で
容器内部への付着、堆積が抑制され、また、凝縮器Cが
設けられているので、該凝縮器に付着凝縮して除去され
ることにより容器内部への付着、堆積が抑制される。従
って、それだけ真空容器1等の清掃回数を少なく済ませ
ることができる。
凝縮器Cに付着物が多くなると、これを装置から外して
清掃し、再び装置に装着しておけばよい。
清掃し、再び装置に装着しておけばよい。
なお、前記第1および第2ステツプは銅合金についても
同様に実施できる。
同様に実施できる。
塩素ガスに代えて他のハロゲンガスまたは(および)ハ
ロゲン化物のガスを採用し、塩化アルミニウム(AlC
l2)に代えて他のハロゲン化アルミニウムを採用した
場合でも、他の条件はそのまま、または必要に応じて調
整、変更等することにより、同様に銅層または(および
)銅合金層のエツチングを行える。
ロゲン化物のガスを採用し、塩化アルミニウム(AlC
l2)に代えて他のハロゲン化アルミニウムを採用した
場合でも、他の条件はそのまま、または必要に応じて調
整、変更等することにより、同様に銅層または(および
)銅合金層のエツチングを行える。
銅または銅合金のドライエツチングにおける他のガスの
組み合わせ例とその場合の化学反応例を次に列挙する。
組み合わせ例とその場合の化学反応例を次に列挙する。
■ 塩素ガス(CI!2)と臭化アルミニウム(AlB
r3)の蒸気ガスを使用する場合。
r3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+x/2 ・C#2−*CuCIXCu Ci!
x ” y A I B r 3→CAi!、CuCl
!x B r:+y)■ 塩素ガス(C7!2)とヨウ
化アルミニウム(Aj!I*)の蒸気ガスを使用する場
合。
x ” y A I B r 3→CAi!、CuCl
!x B r:+y)■ 塩素ガス(C7!2)とヨウ
化アルミニウム(Aj!I*)の蒸気ガスを使用する場
合。
Cu + x / 2 ・Ci z −Cu CI X
Cu(1!X+yA# I:+ ” CA ly Cu Clx I 3y)■ フッ
化水素ガス(HF)と塩化アルミニウムCAlC13)
の蒸気ガスを使用する場合。
Cu(1!X+yA# I:+ ” CA ly Cu Clx I 3y)■ フッ
化水素ガス(HF)と塩化アルミニウムCAlC13)
の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHF−4CuF、 (十xH)CuFx +
yA#CA3 ” CA Ry Cu Fx CEzy’)■ フッ化
水素ガス(HF)と臭化アルミニウム(A jl! B
F3 )の蒸気ガスを使用する場合。
yA#CA3 ” CA Ry Cu Fx CEzy’)■ フッ化
水素ガス(HF)と臭化アルミニウム(A jl! B
F3 )の蒸気ガスを使用する場合。
Cu十xHF−4CuF)((+xH>CuF、+yA
IBrs −(A Il y Cu F x B r 3y〕■
フッ化水素ガス(HF)とヨウ化アルミニウム(A/I
3)の蒸気ガスを使用する場合。
IBrs −(A Il y Cu F x B r 3y〕■
フッ化水素ガス(HF)とヨウ化アルミニウム(A/I
3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHF−CuFx (+xH)CuF、+yA
/21.3 →〔AlyCuFX I3y〕 ■ フッ素ガス(F2)と塩化アルミニウム(A7IC
1,)の蒸気ガスを使用する場合。
/21.3 →〔AlyCuFX I3y〕 ■ フッ素ガス(F2)と塩化アルミニウム(A7IC
1,)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHF−CuFx (+xH)CuF、+yA
7IC1゜ →(A Ry Cu FX Clzy〕■ フッ素ガス
(F2)と臭化アルミニウム(AABr3)の蒸気ガス
を使用する場合。
7IC1゜ →(A Ry Cu FX Clzy〕■ フッ素ガス
(F2)と臭化アルミニウム(AABr3)の蒸気ガス
を使用する場合。
Cu+x/2・F2→CuFX
Cu F x + Y A I B r x−〔A!!
、y Cu FX B r:+y)■ フッ素ガス(F
2)とヨウ化アルミニウム(A# I3)の蒸気ガスを
使用する場合。
、y Cu FX B r:+y)■ フッ素ガス(F
2)とヨウ化アルミニウム(A# I3)の蒸気ガスを
使用する場合。
Cu十x/2 HF2−CuFx
CuF)(+yAA 13
−(A E、 Cu Fx I 3y)■ 塩化水素
ガス(HCIりと塩化アルミニウム(Af(13)の蒸
気ガスを使用する場合。
ガス(HCIりと塩化アルミニウム(Af(13)の蒸
気ガスを使用する場合。
Cu+xHC1−4CuCI!X (+xH)Cu C
l x 十y A Il Ci 3− CAβ、CuC
βX+3y) [相] 塩化水素ガス(H(1りと臭化アルミニウム(
AJBr3)の蒸気ガスを使用する場合。
l x 十y A Il Ci 3− CAβ、CuC
βX+3y) [相] 塩化水素ガス(H(1りと臭化アルミニウム(
AJBr3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHC1”CuCIX (十xH)CuCIX+
yAj!Br3 →(A j!y Cu CEXB r 3y)■ 塩化
水素ガス(HCIりとヨウ化アルミニウム(AlI3)
の蒸気ガスを使用する場合。
yAj!Br3 →(A j!y Cu CEXB r 3y)■ 塩化
水素ガス(HCIりとヨウ化アルミニウム(AlI3)
の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHCf→CuCj!X (+xH)CuC1x
+yAA 13 →〔AlyCuC71!X I3y〕 ■ 臭素ガス(Brz)と塩化アルミニウムCANCβ
3)の蒸気ガスを使用する場合。
+yAA 13 →〔AlyCuC71!X I3y〕 ■ 臭素ガス(Brz)と塩化アルミニウムCANCβ
3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu + x / 2 ・B r 2 →Cu B r
xCuBrX+yAiIC1)3 →CA AyCu B rx cz3y)@ 臭素ガス
(Brz)と臭化アルミニウム(AIBri)の蒸気ガ
スを使用する場合。
xCuBrX+yAiIC1)3 →CA AyCu B rx cz3y)@ 臭素ガス
(Brz)と臭化アルミニウム(AIBri)の蒸気ガ
スを使用する場合。
Cu + x / 2 ・B r 2−* Cu B
r XCuBrX+yAj!Br、。
r XCuBrX+yAj!Br、。
= (A l−y Cu B r X士ly)■
臭素ガス(Brz)とヨウ化アルミニウム(AA I
3)の蒸気ガスを使用する場合。
臭素ガス(Brz)とヨウ化アルミニウム(AA I
3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu + x / 2 ・B r 2− Cu 13
r XCuBrx +yAl 13 →CA Ily Cu B r x I 3y〕[相
] 臭化水素ガス(HBr)と塩化アルミニウム(Al
3N4)の蒸気ガスを使用する場合。
r XCuBrx +yAl 13 →CA Ily Cu B r x I 3y〕[相
] 臭化水素ガス(HBr)と塩化アルミニウム(Al
3N4)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu十xHBr−CuBrX (+xH)Cu B r
に十y A E C13→CAByCuBrx CE
zy] ■ 臭化水素ガス(HBr)と臭化アルミニウム(AA
Br:l)の蒸気ガスを使用する場合。
に十y A E C13→CAByCuBrx CE
zy] ■ 臭化水素ガス(HBr)と臭化アルミニウム(AA
Br:l)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHBr−+CuBrX (+xH)CuBrx
+yAABr3 − CA (! y Cu B r x+:+
y)■ 臭化水素ガス(HBr)とヨウ化アルミニウム
(A/I3)の蒸気ガスを使用する場合。
+yAABr3 − CA (! y Cu B r x+:+
y)■ 臭化水素ガス(HBr)とヨウ化アルミニウム
(A/I3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHBr−4CuBrX (+xH)CuBr)
4 +yAIT:1 =(A Ily Cu B rx I 3y)[相]
ヨウ素ガス(I2)と塩化アルミニウム(AlCl2)
の蒸気ガスを使用する場合。
4 +yAIT:1 =(A Ily Cu B rx I 3y)[相]
ヨウ素ガス(I2)と塩化アルミニウム(AlCl2)
の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+x/2・■2→CulX
Cu IX +yAfIC13
一= (A l、 Cu Tx CI!1ry)[相]
ヨウ素ガス(I2)と臭化アルミニウム(Aj!Br
5)の蒸気ガスを使用する場合。
ヨウ素ガス(I2)と臭化アルミニウム(Aj!Br
5)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+x/2・■2→CuIX
Cu I x +yA RB r 3
→〔AlyCuIXBr3y〕
[相] ヨウ素ガス(I2)とヨウ化アルミニウム(A
AIff)の蒸気ガスを使用する場合。
AIff)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+x/2・I2→CulX
Cu IX+yAI!I3
−” (AnyCu Ix+:+y)
■ ヨウ化水素ガス(Hl)と塩化アルミニウム(Al
(1!3)の蒸気ガスを使用する場合。
(1!3)の蒸気ガスを使用する場合。
Cu+xHI→Cu IX (+XH)Cu 1.+
yAICR,。
yAICR,。
= (A j!yCu Ix Clsy〕0 ヨウ化水
素ガス(HI)と臭化アルミニウム(AfBr3)の蒸
気ガスを使用する場合。
素ガス(HI)と臭化アルミニウム(AfBr3)の蒸
気ガスを使用する場合。
Cu+xHI−Culx (+xH)Cu 1.+y
Aj!Br。
Aj!Br。
→(A 1 y Cu I XB r 3Y)■ ヨウ
化水素ガス(Hr)とヨウ化アルミニウム(AAI3)
の蒸気ガスを使用する場合。
化水素ガス(Hr)とヨウ化アルミニウム(AAI3)
の蒸気ガスを使用する場合。
Cu十xHT”Cu lx (+xH)Culx +
yAI!l3 −CA it y c u I)(43y)以上説明し
た実施例装置は金、金合金、銀、銀合金等にも同様に適
用できる。
yAI!l3 −CA it y c u I)(43y)以上説明し
た実施例装置は金、金合金、銀、銀合金等にも同様に適
用できる。
また、ドライエツチングにおける前述の化学反応は、金
や銀に関しても同様であり、前述の式においてCuをA
u、Agに替えたものとなる。
や銀に関しても同様であり、前述の式においてCuをA
u、Agに替えたものとなる。
また、前記各実施例では、エツチング対象物としてシリ
コン半導体ウェハを例示したが、本発明は、シリコン半
導体、化合物半導体等の各種半導体基板、プリント基板
等に適用できる。
コン半導体ウェハを例示したが、本発明は、シリコン半
導体、化合物半導体等の各種半導体基板、プリント基板
等に適用できる。
以上説明したように、本発明装置によると、銅、銅合金
、金、金合金、銀、銀合金等の金属膜をドライエツチン
グすることができ、しかも、該エツチング処理において
エツチング対象金属膜を加熱できるようにしたことによ
り円滑に安定した状態で、また、アンダーカットが発生
しないか少ない状態で精度良くドライエツチングするこ
とができる。
、金、金合金、銀、銀合金等の金属膜をドライエツチン
グすることができ、しかも、該エツチング処理において
エツチング対象金属膜を加熱できるようにしたことによ
り円滑に安定した状態で、また、アンダーカットが発生
しないか少ない状態で精度良くドライエツチングするこ
とができる。
第1図は本発明の1実施例の概略構成図、第2図は本発
明の他の実施例の概略構成図である。 1・・・真空容器 2・・・ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物ガ
スのボンベ 3・・・中性配位子となる物質のガスボンベ4・・・不
活性ガスボンベ 5・・・エツチング促進ガスボンベ 6・・・真空ポンプ 7・・・ホルダ 8・・・高周波電源 9.90・・・半導体ウェハ 10・・・恒温槽 H・・・ヒータ h・・・ヒータ C・・・凝縮器 第1図 1・・・真空容器 2・・・ハロゲンガスまたはハロゲン化物のガスのボン
ベ 3・・・中性配位子となる物質のガスボンベ4・・・希
ガスボンベ 5・エツチング促進ガスボンベ 6 真空ポンプ 7・・・ホルダ 8・・高周波電源 9・・・半導体ウェーハ H,h−、e−タ C・・・凝lit器
明の他の実施例の概略構成図である。 1・・・真空容器 2・・・ハロゲンガスまたは(および)ハロゲン化物ガ
スのボンベ 3・・・中性配位子となる物質のガスボンベ4・・・不
活性ガスボンベ 5・・・エツチング促進ガスボンベ 6・・・真空ポンプ 7・・・ホルダ 8・・・高周波電源 9.90・・・半導体ウェハ 10・・・恒温槽 H・・・ヒータ h・・・ヒータ C・・・凝縮器 第1図 1・・・真空容器 2・・・ハロゲンガスまたはハロゲン化物のガスのボン
ベ 3・・・中性配位子となる物質のガスボンベ4・・・希
ガスボンベ 5・エツチング促進ガスボンベ 6 真空ポンプ 7・・・ホルダ 8・・高周波電源 9・・・半導体ウェーハ H,h−、e−タ C・・・凝lit器
Claims (2)
- (1)真空吸引手段によって所定の真空状態を得ること
ができる真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハ
ロゲン化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、中
性配位子となる物質のガスを前記真空容器へ導入する手
段と、前記真空容器に設けたエッチング対象金属膜を有
する物品の支持ホルダと、前記真空容器内へ導入される
ガスをプラズマ化するための電源と、前記支持ホルダに
支持される銅、銅合金、金、金合金、銀および銀合金の
すくなくとも一種からなるエッチング対象金属膜を加熱
するヒータを備えたことを特徴とするドライエッチング
装置。 - (2)真空吸引手段によって所定の真空状態を得ること
ができる真空容器と、ハロゲンガスまたは(および)ハ
ロゲン化物のガスを前記真空容器へ導入する手段と、ハ
ロゲン化アルミニウムからその蒸気ガスを生成し、該蒸
気ガスを前記真空容器内へ導入する手段と、前記真空容
器に設けたエッチング対象金属膜を有する物品の支持ホ
ルダと、前記真空容器内へ導入されるガスをプラズマ化
するための電源と、前記支持ホルダに支持される銅、銅
合金、金、金合金、銀および銀合金のすくなくとも一種
からなるエッチング対象金属膜を加熱するヒータを備え
たことを特徴とするドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33577490A JPH04199820A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33577490A JPH04199820A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04199820A true JPH04199820A (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=18292303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33577490A Pending JPH04199820A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04199820A (ja) |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33577490A patent/JPH04199820A/ja active Pending
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