JPH0428791B2 - - Google Patents
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- JPH0428791B2 JPH0428791B2 JP62071737A JP7173787A JPH0428791B2 JP H0428791 B2 JPH0428791 B2 JP H0428791B2 JP 62071737 A JP62071737 A JP 62071737A JP 7173787 A JP7173787 A JP 7173787A JP H0428791 B2 JPH0428791 B2 JP H0428791B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
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- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
アルミニウム又はその合金の配線のテーパー・
エツチングを基板温度を60℃以下に保ちかつ炭素
を含まないエツチングガスでの反応性イオンエツ
チングによつて達成する。
エツチングを基板温度を60℃以下に保ちかつ炭素
を含まないエツチングガスでの反応性イオンエツ
チングによつて達成する。
本発明はドライエツチング方法、より詳しく
は、半導体装置配線のアルミニウム又はアルミニ
ウム合金の反応性イオンエツチング（RIE）法に
関するものである。
は、半導体装置配線のアルミニウム又はアルミニ
ウム合金の反応性イオンエツチング（RIE）法に
関するものである。
近年、半導体装置の製造プロセスにおいて、ド
ライエツチングはウエツトエツチングに比べて、
選択性、微細化、制御性、洗浄性等にすぐれてい
るために採用されるようになつてきており、特
に、量産性、異方性エツチング性を考慮して反応
性イオンエツチング方式が、現在は、主流となつ
ている。
ライエツチングはウエツトエツチングに比べて、
選択性、微細化、制御性、洗浄性等にすぐれてい
るために採用されるようになつてきており、特
に、量産性、異方性エツチング性を考慮して反応
性イオンエツチング方式が、現在は、主流となつ
ている。
半導体装置（LSIなど）はますます高密度化
（高集積化）が図られ、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金（以下、Alと略記する）の配線につ
いても微細加工されるようになつたきた。すなわ
ち、Alの配線の幅を狭くし、かつ配線相互間隔
もAl厚さに比べて狭くするわけである。このと
き、Al配線の側面の下地表面に対して角度（テ
ーパー角）が90度（垂直）に近くなつていること
が多い。そして、このような垂直な側面をもつ
Al配線上に形成するPSGなどの絶縁膜において
は、その表面凹凸が大きくなりその上に配線を形
成するとステツプカバレージ不良を招く、また絶
縁膜に凹所コーナでのクラツク発生や狭いAl配
線間にこのボイド（空洞）の発生の欠陥を生じて
半導体装置の寿命の低下となる。要するに、層間
絶縁膜として問題があり、この解決策としては
Al配線をテーパーエツチングする方法がある。
（高集積化）が図られ、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金（以下、Alと略記する）の配線につ
いても微細加工されるようになつたきた。すなわ
ち、Alの配線の幅を狭くし、かつ配線相互間隔
もAl厚さに比べて狭くするわけである。このと
き、Al配線の側面の下地表面に対して角度（テ
ーパー角）が90度（垂直）に近くなつていること
が多い。そして、このような垂直な側面をもつ
Al配線上に形成するPSGなどの絶縁膜において
は、その表面凹凸が大きくなりその上に配線を形
成するとステツプカバレージ不良を招く、また絶
縁膜に凹所コーナでのクラツク発生や狭いAl配
線間にこのボイド（空洞）の発生の欠陥を生じて
半導体装置の寿命の低下となる。要するに、層間
絶縁膜として問題があり、この解決策としては
Al配線をテーパーエツチングする方法がある。
従来のAlテーパーエツチング方法としては、
(1)マスクパターンのレジストのエツチレートと
Alのエツチレートとの比率（エツチング選択比）
をあまり大きくしないでマスクの後退を起こして
（マスク配線パターンを徐々に細くして）テーパ
ーを形成する方法（例えば、特公昭61−59658号
公報、参照）、および(2)エツチングガスにC2H4、
CHCl3などのAl側壁に付着する物を作るガスを
混合してテーパーを形成する方法（例えば、ニユ
ースレビユ“高速で溝が掘れ、Alのテーパー・
エツチングもできる減圧マグネトロンRIE装置”、
日経マイクロデバイス、1987年２月号、pp.148−
149、参照）がある。
(1)マスクパターンのレジストのエツチレートと
Alのエツチレートとの比率（エツチング選択比）
をあまり大きくしないでマスクの後退を起こして
（マスク配線パターンを徐々に細くして）テーパ
ーを形成する方法（例えば、特公昭61−59658号
公報、参照）、および(2)エツチングガスにC2H4、
CHCl3などのAl側壁に付着する物を作るガスを
混合してテーパーを形成する方法（例えば、ニユ
ースレビユ“高速で溝が掘れ、Alのテーパー・
エツチングもできる減圧マグネトロンRIE装置”、
日経マイクロデバイス、1987年２月号、pp.148−
149、参照）がある。
しかしながら、上述した第１のAlテーパーエ
ツチング方法にあつては、実際の半導体装置で
Al配線の下地にすでに凹凸があるために、レジ
ストの膜厚が一定でなくレジストの薄い部分では
レジストの後退が早すぎて、Al配線の過剰エツ
チングさらにはAl配線の断線を招く問題がある。
また、第２のAlテーパーエツチング方法にあつ
ては、Alパターン側壁以外のチヤンバ内壁など
にも付着物が生成し、これが剥れてゴミとなる問
題がある。これらはLSI製造歩留り向上の妨げ要
因となつていた。
ツチング方法にあつては、実際の半導体装置で
Al配線の下地にすでに凹凸があるために、レジ
ストの膜厚が一定でなくレジストの薄い部分では
レジストの後退が早すぎて、Al配線の過剰エツ
チングさらにはAl配線の断線を招く問題がある。
また、第２のAlテーパーエツチング方法にあつ
ては、Alパターン側壁以外のチヤンバ内壁など
にも付着物が生成し、これが剥れてゴミとなる問
題がある。これらはLSI製造歩留り向上の妨げ要
因となつていた。
本発明の目的は、従来のAlテーパーエツチン
グ方法とは異なるAlテーパーエツチング方法を
提供して従来の問題を回避して半導体装置製造に
寄与することである。
グ方法とは異なるAlテーパーエツチング方法を
提供して従来の問題を回避して半導体装置製造に
寄与することである。
本発明の別の目的は、Alの反応性イオンエツ
チング方法を改善することである。
チング方法を改善することである。
上述の目的が、アルミニウム又はアルミニウム
合金の反応性イオンエツチングにおいて、炭素を
含まないエツチングガスを用い、該アルミニウム
又はアルミニウム合金の膜を有する基板の温度を
60℃以下に保つことによつてテーパー・エツチン
グを行なうことを特徴とするドライエツチング方
法によつて達成される。
合金の反応性イオンエツチングにおいて、炭素を
含まないエツチングガスを用い、該アルミニウム
又はアルミニウム合金の膜を有する基板の温度を
60℃以下に保つことによつてテーパー・エツチン
グを行なうことを特徴とするドライエツチング方
法によつて達成される。
Alの反応性イオンエツチングではプラズマか
らの活性ラジカルおよびイオンの衝突およびAl
と塩素（Cl）との化学反応による発熱のためにウ
エハ（基板）温度が上昇する。このために、高い
高周波パワーや高いエツチング速度では温度が上
がりすぎてマスクのレジストが焦げたり、ウエハ
内で異常反応が生じたりする。これら防止するた
めに、通常は基板（ウエハ）を水冷ステージにの
せて、冷却しながらエツチングを行なつている。
それでも、このときに基板とステージとの間の接
触（コンタクト）度合が小さくて熱伝達が十分に
行なわれずにエツチング中の基板温度はかなり高
くなつてしまう。本発明者らが実際のAlの反応
性イオンエツチング中における基板（ウエハ）温
度を非接触式の螢光光フアイバー温度計でもつて
測定したところ、同時に多数の基板についてエツ
チング処理するバツチ方式で（多い分エツチング
速度は小さく、高周波パワー密度も小さい場合
で）、100℃以上、また、基板を１枚ずつエツチン
グ処理する枚葉式では130℃以上になつているこ
とがわかつた。このような条件ではAlは垂直に
又は逆テーパー形状にエツチングされてしまい、
上述したようにレジストに対するエツチング選択
比を下げるか付着物形成のガスを混入するかしな
いとテーパーエツチングはできなかつた。
らの活性ラジカルおよびイオンの衝突およびAl
と塩素（Cl）との化学反応による発熱のためにウ
エハ（基板）温度が上昇する。このために、高い
高周波パワーや高いエツチング速度では温度が上
がりすぎてマスクのレジストが焦げたり、ウエハ
内で異常反応が生じたりする。これら防止するた
めに、通常は基板（ウエハ）を水冷ステージにの
せて、冷却しながらエツチングを行なつている。
それでも、このときに基板とステージとの間の接
触（コンタクト）度合が小さくて熱伝達が十分に
行なわれずにエツチング中の基板温度はかなり高
くなつてしまう。本発明者らが実際のAlの反応
性イオンエツチング中における基板（ウエハ）温
度を非接触式の螢光光フアイバー温度計でもつて
測定したところ、同時に多数の基板についてエツ
チング処理するバツチ方式で（多い分エツチング
速度は小さく、高周波パワー密度も小さい場合
で）、100℃以上、また、基板を１枚ずつエツチン
グ処理する枚葉式では130℃以上になつているこ
とがわかつた。このような条件ではAlは垂直に
又は逆テーパー形状にエツチングされてしまい、
上述したようにレジストに対するエツチング選択
比を下げるか付着物形成のガスを混入するかしな
いとテーパーエツチングはできなかつた。
なお、螢光光フアイバー温度計は、従来エツチ
ング中に高周波、プラズマなどの影響で基板温度
を実際に測定することは非常に困難であつたのを
可能にしたものであつて、基板の裏に螢光物質を
つけてそれを光フアイバーを介して励起光を当
て、螢光を観察することにより外乱なく温度が容
易に測定できる。
ング中に高周波、プラズマなどの影響で基板温度
を実際に測定することは非常に困難であつたのを
可能にしたものであつて、基板の裏に螢光物質を
つけてそれを光フアイバーを介して励起光を当
て、螢光を観察することにより外乱なく温度が容
易に測定できる。
そこで、本発明者らは、基板（ウエハ）とステ
ージとの間の熱伝達を良くして基板の冷却効率を
高め、Alの反応性イオンエツチング中の基板温
度とAlエツチング形状との関係を調べたところ、
通常のエツチングガスを用いてかつレジストとの
エツチング選択比を変えることなくAlテーパー
エツチングが基板温度を60℃以下に保てば可能に
なることを見出した。本発明はこの知見に基づい
てなされた。
ージとの間の熱伝達を良くして基板の冷却効率を
高め、Alの反応性イオンエツチング中の基板温
度とAlエツチング形状との関係を調べたところ、
通常のエツチングガスを用いてかつレジストとの
エツチング選択比を変えることなくAlテーパー
エツチングが基板温度を60℃以下に保てば可能に
なることを見出した。本発明はこの知見に基づい
てなされた。
また、従来の場合で、エツチングガスにC2H4、
CHCl3などをガスを混合すると被エツチング材の
Alの側壁だけでなく、チヤンバ内壁にも付着物
が生成することがあるので、このような炭素を有
するガスを含有しないエツチングガスにして、付
着物がゴミとなつてしまう問題を回避することが
出来る。
CHCl3などをガスを混合すると被エツチング材の
Alの側壁だけでなく、チヤンバ内壁にも付着物
が生成することがあるので、このような炭素を有
するガスを含有しないエツチングガスにして、付
着物がゴミとなつてしまう問題を回避することが
出来る。
反応性イオンエツチング装置において、被エツ
チング物の基板（ウエハ）を冷却されたステージ
（水冷ステージ）に取付けるのに静電チヤツク
（例えば、特公昭57−44747号公報の吸着装置、）
を利用し、基板と直接のステージとなる静電チヤ
ツクとの接触（コンタクト）度合を静電チヤツク
の一対の電極間電圧を変えることによつて制御で
きる。水冷ステージによつて静電チヤツクは冷却
されており、この静電チヤツクを介して基板の熱
が水冷ステージに伝達されるので、基板と静電チ
ヤツクとの接触度合を制御すれば、基板温度が結
果として制御できるわけである。本発明では反応
性イオンエツチング中の基板温度を60℃以下に保
てば良いのであつて、上述の静電チヤツクを使用
しそこへの印加電圧を変化させる場合のほか、静
電チヤツクを一定印加電圧にて働かせて水冷ステ
ージの冷却水温を変えることによつて行なうこと
ができ、さらにほか適切な手段によつて達成でき
る。
チング物の基板（ウエハ）を冷却されたステージ
（水冷ステージ）に取付けるのに静電チヤツク
（例えば、特公昭57−44747号公報の吸着装置、）
を利用し、基板と直接のステージとなる静電チヤ
ツクとの接触（コンタクト）度合を静電チヤツク
の一対の電極間電圧を変えることによつて制御で
きる。水冷ステージによつて静電チヤツクは冷却
されており、この静電チヤツクを介して基板の熱
が水冷ステージに伝達されるので、基板と静電チ
ヤツクとの接触度合を制御すれば、基板温度が結
果として制御できるわけである。本発明では反応
性イオンエツチング中の基板温度を60℃以下に保
てば良いのであつて、上述の静電チヤツクを使用
しそこへの印加電圧を変化させる場合のほか、静
電チヤツクを一定印加電圧にて働かせて水冷ステ
ージの冷却水温を変えることによつて行なうこと
ができ、さらにほか適切な手段によつて達成でき
る。
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例
によつて本発明を詳しく説明する。
によつて本発明を詳しく説明する。
Alの反応性イオンエツチングを第３図に示す
ような静電チヤツクを装備した平行平板型エツチ
ング装置にて行なう。この装置の構造は基本的に
特公昭57−44747号公報にて開示された装置と同
じであり、エツチング室１内に陽極２と陰極であ
る水冷ステージ３が対向して配置されている。エ
ツチング室１は排気管４を介して真空ポンプ（図
示せず）によつて減圧状態にされ、そして導入管
５を通して反応ガス（エツチングガス）がエツチ
ング室１内に流入する。陽極２は接地され、水冷
ステージ（陰極）３はコンデンサ６を介して高周
波（RF）電流７に接続されている。水冷ステー
ジ３に静電チヤツク８が取付けられており、この
静電チヤツク８に第３図に示すように被エツチン
グAl層の形成された基板（ウエハ）９が吸着さ
れる。第３図に示したように基板９を下向きに装
着して塵埃の付着防止が図られている。
ような静電チヤツクを装備した平行平板型エツチ
ング装置にて行なう。この装置の構造は基本的に
特公昭57−44747号公報にて開示された装置と同
じであり、エツチング室１内に陽極２と陰極であ
る水冷ステージ３が対向して配置されている。エ
ツチング室１は排気管４を介して真空ポンプ（図
示せず）によつて減圧状態にされ、そして導入管
５を通して反応ガス（エツチングガス）がエツチ
ング室１内に流入する。陽極２は接地され、水冷
ステージ（陰極）３はコンデンサ６を介して高周
波（RF）電流７に接続されている。水冷ステー
ジ３に静電チヤツク８が取付けられており、この
静電チヤツク８に第３図に示すように被エツチン
グAl層の形成された基板（ウエハ）９が吸着さ
れる。第３図に示したように基板９を下向きに装
着して塵埃の付着防止が図られている。
例 １
上述したエツチング装置に使用する静電チヤツ
クとして第４図に示す静電チヤツク８を用いた。
この場合に、静電チヤツク８は平板電極１２Ａお
よび１２Ｂを絶縁層１３となるシリコン系樹脂に
埋込んで形成されている。そして、可変DC電源
１４，１５より、電源スイツチ１６，１７とチヨ
ークコイル１８，１９を経由して、電極１２Ａと
１２Ｂにそれぞれ正、負の電位があたえられ、静
電チヤツク８上の基板（ウエハ）９を静電的に吸
着する。なお、２０は電極１２Ａ，１２Ｂに帯電
した電荷を逃がす場合に使用するリークスイツチ
である。この静電チヤツク８を電極直径180mmの
反応性イオンエツチング装置（第３図）の水冷ス
テージ３に取付けた。被エツチング物としての
Al層を有する基板（ウエハ）を次のようにして
用意した。まず、６インチシリコン（Si）ウエハ
上に酸化膜（SiO2膜）を形成し、その上にAl−
Si（１％）合金を1μｍ厚さにスパツタリング法で
形成した。このAlSi合金属の上にレジスト
（TSMR 8800、東京応化製品）を1.6μｍ厚さで
塗布し、プリベーク後に露光現像して所定配線パ
ターンのマスクを形成し、そして110℃でポスト
ベークした。
クとして第４図に示す静電チヤツク８を用いた。
この場合に、静電チヤツク８は平板電極１２Ａお
よび１２Ｂを絶縁層１３となるシリコン系樹脂に
埋込んで形成されている。そして、可変DC電源
１４，１５より、電源スイツチ１６，１７とチヨ
ークコイル１８，１９を経由して、電極１２Ａと
１２Ｂにそれぞれ正、負の電位があたえられ、静
電チヤツク８上の基板（ウエハ）９を静電的に吸
着する。なお、２０は電極１２Ａ，１２Ｂに帯電
した電荷を逃がす場合に使用するリークスイツチ
である。この静電チヤツク８を電極直径180mmの
反応性イオンエツチング装置（第３図）の水冷ス
テージ３に取付けた。被エツチング物としての
Al層を有する基板（ウエハ）を次のようにして
用意した。まず、６インチシリコン（Si）ウエハ
上に酸化膜（SiO2膜）を形成し、その上にAl−
Si（１％）合金を1μｍ厚さにスパツタリング法で
形成した。このAlSi合金属の上にレジスト
（TSMR 8800、東京応化製品）を1.6μｍ厚さで
塗布し、プリベーク後に露光現像して所定配線パ
ターンのマスクを形成し、そして110℃でポスト
ベークした。
この基板９を反応性イオンエツチング装置の静
電チヤツク８上に吸着させた（第３図）。エツチ
ング室１内を排気してから、エツチングガスとし
て三塩化硼素（BCl3）と、四塩化珪素（SiCl4）
と、塩素（Cl2）との混合ガスを流して、エツチ
ング室１内を0.12Torrの圧力とした。そして、
周波数13.56MHzの高周波電力（350W、1.38W／
cm2）を印加して、プラズマ発生させ、エツチング
ガスのラジカルおよびイオンを生成してAlのエ
ツチングを行なつた。水冷ステージ３は30℃に保
たれ、一方、静電チヤツク８の印加電圧（平板電
極１２Ａに正電圧、平板電極１２Ｂに負電圧）を
±0.5kV、±0.8kV、±1.1kV、±1.5kV、±2.0kVお
よび±2.5kVを変えてエツチングをそれぞれの印
加電圧にて行なつた。エツチング中の基板９の温
度を螢光光フアイバー温度計で測定し、エツチン
グ後のAlSi合金配線の断面形状をSEM（走査形電
子顕微鏡）で調べて、第１ａ図〜第１ｆ図に示す
結果が得られた。第１ａ図〜第１ｆ図から明らか
なように、静電チヤツクへの印加電圧が±0.8kV
以下の基板温度82℃以上ではAl層が逆テーパー
エツチングされ（第１ａ図および第１ｂ図）、±
1.1kVの62℃では垂直（90゜）エツチングされ（第
１ｃ図）、そして、±2.5kV以上の40℃以下ではAl
層が十分にエツチングされずに残り（第１ｆ図）、
いずれも好ましくない。印加電圧が±1.5kV〜±
2.0kVでの基板温度57℃〜52℃であるときに、Al
層はテーパーエツチングされている（第１ｄ図お
よび第１ｅ図）。
電チヤツク８上に吸着させた（第３図）。エツチ
ング室１内を排気してから、エツチングガスとし
て三塩化硼素（BCl3）と、四塩化珪素（SiCl4）
と、塩素（Cl2）との混合ガスを流して、エツチ
ング室１内を0.12Torrの圧力とした。そして、
周波数13.56MHzの高周波電力（350W、1.38W／
cm2）を印加して、プラズマ発生させ、エツチング
ガスのラジカルおよびイオンを生成してAlのエ
ツチングを行なつた。水冷ステージ３は30℃に保
たれ、一方、静電チヤツク８の印加電圧（平板電
極１２Ａに正電圧、平板電極１２Ｂに負電圧）を
±0.5kV、±0.8kV、±1.1kV、±1.5kV、±2.0kVお
よび±2.5kVを変えてエツチングをそれぞれの印
加電圧にて行なつた。エツチング中の基板９の温
度を螢光光フアイバー温度計で測定し、エツチン
グ後のAlSi合金配線の断面形状をSEM（走査形電
子顕微鏡）で調べて、第１ａ図〜第１ｆ図に示す
結果が得られた。第１ａ図〜第１ｆ図から明らか
なように、静電チヤツクへの印加電圧が±0.8kV
以下の基板温度82℃以上ではAl層が逆テーパー
エツチングされ（第１ａ図および第１ｂ図）、±
1.1kVの62℃では垂直（90゜）エツチングされ（第
１ｃ図）、そして、±2.5kV以上の40℃以下ではAl
層が十分にエツチングされずに残り（第１ｆ図）、
いずれも好ましくない。印加電圧が±1.5kV〜±
2.0kVでの基板温度57℃〜52℃であるときに、Al
層はテーパーエツチングされている（第１ｄ図お
よび第１ｅ図）。
AlSi合金がAl−Si（１％）−Cu（２％）合金であ
つても同様な結果が得られた。
つても同様な結果が得られた。
例 ２
静電チヤツクを例１とは違う材料であるアルミ
ナ系セラミツクの絶縁層で第４図と同じような形
状で形成した。セラミツクスは例１でのシリコン
系樹脂のように弾性がないので、基板（ウエハ）
を吸着したときの接触度合が小さい。そこで、基
板から静電チヤツクへの熱伝達を確保するため
に、熱伝達媒体としてヘリウム（He）ガスを基
板と静電チヤツクとの間に満たすようにする。こ
のためには、例えば、静電チヤツクにHeガス流
出孔を設けておき、静電チヤツクの吸着力よりも
小さな力にしかならないようにHeガスを流せば
よい。このようなセラミツクの静電チヤツク８を
電極直径240mmの反応性イオンエツチング装置
（第３図）の水冷ステージ３に取付けた。そして、
例１での用意したAl層を有する基板（ウエハ）
９を静電チヤツク８上に吸着させた。
ナ系セラミツクの絶縁層で第４図と同じような形
状で形成した。セラミツクスは例１でのシリコン
系樹脂のように弾性がないので、基板（ウエハ）
を吸着したときの接触度合が小さい。そこで、基
板から静電チヤツクへの熱伝達を確保するため
に、熱伝達媒体としてヘリウム（He）ガスを基
板と静電チヤツクとの間に満たすようにする。こ
のためには、例えば、静電チヤツクにHeガス流
出孔を設けておき、静電チヤツクの吸着力よりも
小さな力にしかならないようにHeガスを流せば
よい。このようなセラミツクの静電チヤツク８を
電極直径240mmの反応性イオンエツチング装置
（第３図）の水冷ステージ３に取付けた。そして、
例１での用意したAl層を有する基板（ウエハ）
９を静電チヤツク８上に吸着させた。
エツチング室１内を排気してから、エツチング
ガスとしてSiCl4とCl2との混合ガスを流して、エ
ツチング室１内を0.10Torrの圧力とした。そし
て、周波数13.56MHzの高周波電力（600W、
1.33W／cm2）を印加して、プラズマを発生させ、
エツチングガスのラジカルおよびイオンを生成し
てAlのエツチングを行なつた。静電チヤツク１
１の印加電圧を±1.5kVに一定にして、基板９と
静電チヤツク１１との間に圧力10TorrのHeガス
を満たした（実際には少し流れていた）。このよ
うな条件下で、水冷ステージ３の温度のその冷却
水温を変えることで変化させてエツチングを行な
つた。例１と同様にエツチング中の基板９の温度
を測定し、エツチング後のAlSi合金配線の断面
形状を調べて第２ａ図〜第２ｆ図に示す結果が得
られた。
ガスとしてSiCl4とCl2との混合ガスを流して、エ
ツチング室１内を0.10Torrの圧力とした。そし
て、周波数13.56MHzの高周波電力（600W、
1.33W／cm2）を印加して、プラズマを発生させ、
エツチングガスのラジカルおよびイオンを生成し
てAlのエツチングを行なつた。静電チヤツク１
１の印加電圧を±1.5kVに一定にして、基板９と
静電チヤツク１１との間に圧力10TorrのHeガス
を満たした（実際には少し流れていた）。このよ
うな条件下で、水冷ステージ３の温度のその冷却
水温を変えることで変化させてエツチングを行な
つた。例１と同様にエツチング中の基板９の温度
を測定し、エツチング後のAlSi合金配線の断面
形状を調べて第２ａ図〜第２ｆ図に示す結果が得
られた。
第２ａ図〜第２ｆ図から明からなように、水冷
ステージの温度が60℃以上で基板温度82℃以上で
はAl層が逆テーパーエツチングされ（第２ａ図
および第２ｂ図）、水冷ステージ温度が40℃で基
板温度62℃では垂直エツチングされ（第２ｃ図）、
そして、ステージ温度が10℃以下で基板温度28℃
以下ではAl層が十分にエツチングされずに残り
（第２ｆ図）、いずれも好ましくない。ステージ温
度が30℃〜20℃での基板温度52℃〜43℃であると
きに、Al層はテーパーエツチングされている
（第２ｄ図および第２ｅ図）。
ステージの温度が60℃以上で基板温度82℃以上で
はAl層が逆テーパーエツチングされ（第２ａ図
および第２ｂ図）、水冷ステージ温度が40℃で基
板温度62℃では垂直エツチングされ（第２ｃ図）、
そして、ステージ温度が10℃以下で基板温度28℃
以下ではAl層が十分にエツチングされずに残り
（第２ｆ図）、いずれも好ましくない。ステージ温
度が30℃〜20℃での基板温度52℃〜43℃であると
きに、Al層はテーパーエツチングされている
（第２ｄ図および第２ｅ図）。
例２における水冷ステージ温度を30℃に設定し
て、Heガスの圧力を変えてこのHeガス熱伝達媒
体の冷却効率を変えた場合にも同様な結果が得ら
れた。
て、Heガスの圧力を変えてこのHeガス熱伝達媒
体の冷却効率を変えた場合にも同様な結果が得ら
れた。
Alの反応性イオンエツチング中の基板（ウエ
ハ）温度を従来よりも低く60℃以下に保つことに
よつて、通常のエツチングガスを用いてエツチン
グ選択比を小さくすることなくAlのテーパーエ
ツチングができる。また、従来の付着物生成ガス
混入でのテーパーエツチング方法と比べて本発明
のエツチング方法では汚染が少ないだけ製品歩留
りが向上し、装置のエツチング室の洗浄頻度を減
らし、生産性が高まる。
ハ）温度を従来よりも低く60℃以下に保つことに
よつて、通常のエツチングガスを用いてエツチン
グ選択比を小さくすることなくAlのテーパーエ
ツチングができる。また、従来の付着物生成ガス
混入でのテーパーエツチング方法と比べて本発明
のエツチング方法では汚染が少ないだけ製品歩留
りが向上し、装置のエツチング室の洗浄頻度を減
らし、生産性が高まる。
第１ａ図〜第１ｆ図は、静電チヤツクの印加電
圧変化と基板温度およびAl層エツチング形状と
の関係を説明する基板およびAl層配線の断面図
であり、第２ａ図〜第２ｆ図は、水冷ステージの
温度変化と基板温度およびAl層エツチング形状
との関係を説明する基板およびAl層配線の断面
図であり、第３図は、反応性イオンエツチング装
置の概略図であり、第４図は、静電チヤツクの模
式断面と配線図である。 １……エツチング室、３……水冷ステージ（陰
極）、８，１１……静電チヤツク、９……基板
（ウエハ）、１２Ａ，１２Ｂ……平板電極、１３…
…絶縁層。
圧変化と基板温度およびAl層エツチング形状と
の関係を説明する基板およびAl層配線の断面図
であり、第２ａ図〜第２ｆ図は、水冷ステージの
温度変化と基板温度およびAl層エツチング形状
との関係を説明する基板およびAl層配線の断面
図であり、第３図は、反応性イオンエツチング装
置の概略図であり、第４図は、静電チヤツクの模
式断面と配線図である。 １……エツチング室、３……水冷ステージ（陰
極）、８，１１……静電チヤツク、９……基板
（ウエハ）、１２Ａ，１２Ｂ……平板電極、１３…
…絶縁層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム又はアルミニウム合金の反応性
イオンエツチングにおいて、炭素を含まないエツ
チングガスを用い、該アルミニウム又はアルミニ
ウム合金の膜を有する基板の温度を60゜以下に保
つことによつてテーパエツチングを行うことを特
徴とするドライエツチング方法。 ２ 前記エツチングガスは、BCCl3、SiCl4及び
Cl2からなる混合ガスであることを特徴とする特
許請求の範囲第１記載のドライエツチング方法。 ３ 前記エツチングガスは、SiCl4とCl2とからな
る混合ガスであることを特徴とする特許請求の範
囲第１記載のドライエツチング方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071737A JPS63238288A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | ドライエツチング方法 |
| DE8888302615T DE3871851T2 (de) | 1987-03-27 | 1988-03-24 | Trockenaetzverfahren fuer aluminiumschichten. |
| EP88302615A EP0289131B1 (en) | 1987-03-27 | 1988-03-24 | Method of dry etching aluminum |
| KR1019880003266A KR920005633B1 (ko) | 1987-03-27 | 1988-03-25 | 알미늄 드라이 에칭법 |
| US07/174,348 US4798650A (en) | 1987-03-27 | 1988-03-28 | Method of dry etching aluminum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071737A JPS63238288A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238288A JPS63238288A (ja) | 1988-10-04 |
| JPH0428791B2 true JPH0428791B2 (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=13469137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62071737A Granted JPS63238288A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | ドライエツチング方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4798650A (ja) |
| EP (1) | EP0289131B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63238288A (ja) |
| KR (1) | KR920005633B1 (ja) |
| DE (1) | DE3871851T2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297898B1 (en) * | 1987-07-02 | 1995-10-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of dry etching |
| JPS6432633A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Taper etching method |
| US5147500A (en) * | 1987-07-31 | 1992-09-15 | Hitachi, Ltd. | Dry etching method |
| DE68928977T2 (de) * | 1988-02-09 | 1999-08-19 | Fujitsu Ltd | Trockenätzen mit Wasserstoffbromid oder Brom |
| US5316616A (en) * | 1988-02-09 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Dry etching with hydrogen bromide or bromine |
| JPH0478133A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-12 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| US5259922A (en) * | 1990-08-14 | 1993-11-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drying etching method |
| JPH05109728A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5460684A (en) * | 1992-12-04 | 1995-10-24 | Tokyo Electron Limited | Stage having electrostatic chuck and plasma processing apparatus using same |
| US5350488A (en) * | 1992-12-10 | 1994-09-27 | Applied Materials, Inc. | Process for etching high copper content aluminum films |
| US5591301A (en) * | 1994-12-22 | 1997-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Plasma etching method |
| JPH09172001A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-30 | Sony Corp | 半導体製造装置の温度制御方法および装置 |
| US5849641A (en) * | 1997-03-19 | 1998-12-15 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for etching a conductive layer to improve yield |
| US6432812B1 (en) * | 2001-07-16 | 2002-08-13 | Lsi Logic Corporation | Method of coupling capacitance reduction |
| KR100541152B1 (ko) * | 2003-07-18 | 2006-01-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 금속 배선층 형성 방법 |
| US20060000553A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Arun Ramamoorthy | Minimizing particle contamination of semiconductor wafers during pressure evacuation by selective orientation and shielding |
| JP4519567B2 (ja) * | 2004-08-11 | 2010-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡およびこれを用いた試料観察方法 |
| US8157951B2 (en) * | 2005-10-11 | 2012-04-17 | Applied Materials, Inc. | Capacitively coupled plasma reactor having very agile wafer temperature control |
| US8092638B2 (en) * | 2005-10-11 | 2012-01-10 | Applied Materials Inc. | Capacitively coupled plasma reactor having a cooled/heated wafer support with uniform temperature distribution |
| US8034180B2 (en) * | 2005-10-11 | 2011-10-11 | Applied Materials, Inc. | Method of cooling a wafer support at a uniform temperature in a capacitively coupled plasma reactor |
| US20070091540A1 (en) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Applied Materials, Inc. | Method of processing a workpiece in a plasma reactor using multiple zone feed forward thermal control |
| US8431486B2 (en) * | 2010-08-10 | 2013-04-30 | International Business Machines Corporation | Interconnect structure for improved time dependent dielectric breakdown |
| KR101800321B1 (ko) * | 2016-04-18 | 2017-11-22 | 최상준 | 건식 에칭장치 |
| KR101913684B1 (ko) * | 2016-10-21 | 2018-11-01 | 주식회사 볼트크리에이션 | 건식 에칭장치 및 그 제어방법 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS57116774A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-20 | Hitachi Ltd | Etching method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5744747A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-13 | Toyota Motor Corp | Controlling device of air-fuel ratio |
| US4384918A (en) * | 1980-09-30 | 1983-05-24 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein |
| US4462882A (en) * | 1983-01-03 | 1984-07-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Selective etching of aluminum |
| JPS6159658A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-27 | Pioneer Electronic Corp | デイスクロ−デイング機構 |
| GB2171360A (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-28 | Oerlikon Buehrle Inc | Etching aluminum/copper alloy films |
| DE3752140T2 (de) * | 1986-09-05 | 1998-03-05 | Hitachi Ltd | Trockenes Ätzverfahren |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62071737A patent/JPS63238288A/ja active Granted
-
1988
- 1988-03-24 EP EP88302615A patent/EP0289131B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-24 DE DE8888302615T patent/DE3871851T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-25 KR KR1019880003266A patent/KR920005633B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-03-28 US US07/174,348 patent/US4798650A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116774A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-20 | Hitachi Ltd | Etching method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63238288A (ja) | 1988-10-04 |
| KR880011893A (ko) | 1988-10-31 |
| DE3871851T2 (de) | 1992-12-03 |
| EP0289131B1 (en) | 1992-06-10 |
| EP0289131A1 (en) | 1988-11-02 |
| US4798650A (en) | 1989-01-17 |
| DE3871851D1 (de) | 1992-07-16 |
| KR920005633B1 (ko) | 1992-07-10 |
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