JPH04369220A - ドライエッチング方法 - Google Patents

ドライエッチング方法

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JPH04369220A
JPH04369220A JP14571791A JP14571791A JPH04369220A JP H04369220 A JPH04369220 A JP H04369220A JP 14571791 A JP14571791 A JP 14571791A JP 14571791 A JP14571791 A JP 14571791A JP H04369220 A JPH04369220 A JP H04369220A
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JP
Japan
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aluminum
etching
photoresist
photoresist pattern
resist
Prior art date
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Application number
JP14571791A
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English (en)
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Shingo Kadomura
新吾 門村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造分野
等において適用されるアルミニウム系材料のドライエッ
チング方法に関し、特に、レジストマスクとの選択比を
向上させたドライエッチング方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のアルミニウム系膜の
ドライエッチング技術としては、塩素(Cl)系ガスを
用いて行なわれることは良く知られており、最近は三塩
化ホウ素(BCl3)/塩素(Cl2)系ガスを主とす
る所謂ATT特許(特公昭59−22374号公報記載
に係る発明)が主に生産現場でも使われている。しかし
ながら、このようなBCl3系ガスによるアルミニウム
のエッチングにおける問題点としてはアフタコロージョ
ンの存在が大きくクローズアップされ、これに対して各
種の対策も報告されているが、この他にも、実用上常に
改善が求められている問題点にアルミニウムのエッチン
グ時の対レジスト選択比の低さがある。この対レジスト
選択比は、高くとも2という程度であり、これはエッチ
ングガスに塩素系ガスを用いることによる本質的な問題
ともいえ、デバイス構造の複雑化と共に、高段差を有す
るようになり、更にはマイグレーション耐性等の観点か
ら多層構造化が常識となりつつある最近のアルミニウム
系膜のエッチングには重大な問題といえる。例えば、低
い対レジスト選択比に対処する手近な手段としてレジス
ト膜厚の厚膜化が効果的だが、段差基板上では、段差部
でのフォトレジストの薄膜化等で充分な効果が得られず
、且つリソグラフィー解像度の低下も招くため、実用的
でない。更に、反射防止膜やバリアメタルの採用による
アルミニウム系膜の多層化は、バリアメタルエッチング
時のエッチレートの低下(通常、バリアメタルはアルミ
ニウムのエッチングを同じガス系でスパッタエッチング
的に加工してしまうためエッチレートが低い。)で、よ
り対レジスト選択比は低下してしまう。このような諸問
題に鑑みて、例えば以下に示すような、アルミニウムフ
ォトレジストの選択比向上プロセスが提案されている。
【0003】(1)SiCl4利用プロセス(寒川他、
第33回集積回路シンポジウム講演予稿集第115頁)
この方法は、Siの堆積物でレジスト表面を覆ってしま
うことで、アルミニウム/フォトレジスト間の選択比向
上を図ったものであり、Al−Si−Cu系合金のエッ
チング時のCu残渣除去用の高バイアス下でも、選択比
確保が可能なプロセスとして知られている。
【0004】(2)BBr3添加プロセス(H・Saw
aietal,Proceedings  of  1
1th  Symposium  on  DryPr
ocess,2−2,1989) この方法は、最近注目されている臭素(Br)系のガス
添加によるプロセスであり、レジストとBrの反応生成
物であるCBrXでレジスト表面を覆うことで、アルミ
ニウム/フォトレジストの高選択比を図っている。
【0005】(3)HCl添加プロセス(篠原他、19
90年秋季応用物理学会学術講演会26P−E−3,第
558頁) この方法は、アルミニウムのエッチング時の側壁保護膜
を強固にすることで、エッチング条件を低バイアス化し
て、実質的なレジストのエッチレート抑制を図ったもの
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の技術においては、以下に説明するような問題点
を有している。
【0007】上記(1)の方法においては、レジスト表
面を覆うSiの堆積物がそのままパーティクル源となっ
てしまい、量産現場では到底使えないという問題がある
【0008】上記(2)の方法においては、エッチング
時の反応生成物であるAlBrXの蒸気圧が低いため、
これがレジスト表面を覆ってしまい、高選択比は達成さ
れるものの、今度はレジストの剥離性が悪くなって、A
l系の付着物が、アッシング後も残ってしまうという問
題を有する。更には、この付着物には、BrやClを含
有しているため、当然耐コロージョン性も悪化してしま
う問題もある。
【0009】上記(3)の方法は、上記(1),(2)
の方法のような問題を生じない実用的なプロセスといえ
るが、半面、その分効果も薄く、選択比的には大幅な向
上は望めず、従来例の1.5倍程度しか改善されない。
【0010】以上のように、公知の選択比向上プロセス
は、高選択比が得られるプロセスでは、レジストの剥離
性やパーティクルに問題が残り、こういった問題を生じ
ないプロセスでは充分な選択比が確保できないという一
長一短の状況である。
【0011】本発明は、このような問題点に着目して創
案されたものであって、レジストの剥離性やパーティク
ル等の問題を生じない、アルミニウム/フォトレジスト
の高選択比プロセスを確立させるドライエッチング方法
を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アルミニウ
ム系膜のエッチング時の対レジスト選択比向上法として
、レジストの上面部のみを選択的に表面改質することで
、これが実現できることを見い出した。これは、表面改
質によってレジスト表面部のみに酸化層を作って、これ
をマスクにアルミニウム系膜のエッチングを行なうこと
で、レジストのエッチングレートを抑えるわけである。 即ち、本発明は、アルミニウム系被エッチング層上に選
択的にフォトレジストパターンを形成する工程と、該フ
ォトレジストパターン表面にフォトレジストと架橋反応
可能な原子を導入する工程と、前記アルミニウム系被エ
ッチング層を前記フォトレジストパターンをマスクとし
てエッチングする工程を備えたことを、その解決方法と
している。
【0013】
【作用】アルミニウム系被エッチング層上に形成したフ
ォトレジストパターン表面に、当該フォトレジストと架
橋反応可能な原子を導入することにより、フォトレジス
トパターン表面に硬化層が形成される。具体的には、例
えば、ノボラック樹脂系のフォトレジストに燐(P)を
高ドーズ量のイオン注入することにより、フォトレジス
トの分子構造中にPが置換された形で架橋反応を進行さ
せてプラズマに対する耐性を有する硬化層を形成するこ
とが可能である。更に具体的には、三フッ化リン(PF
3)又はホスフィン(PH3)を用いたプラズマを照射
することで、フォトレジスト上部の分子構造中にPを置
換させながら架橋反応を起し、しかる後塩素(Cl)系
ガスでのアルミニウム系膜のエッチングを行なえばよい
。 特に、硬化層の厚みを予め、条件出しを行なって、エッ
チング終了時に丁度硬化層が無くなるような厚みに適宜
設定することで、硬化層が残存して、アッシング残りを
生じることを回避できる。また、堆積を伴うプロセスで
はないため、当然パーティクル増加の懸念も無く、対レ
ジスト選択比の高いアルミニウムのドライエッチングを
可能にする。また、フォトレジストパターンの断面形状
を矩形状又は逆テーパ状とすることにより、フォトレジ
ストパターンの側壁に硬化層が形成されて、アッシング
残りが生じるのを防止することが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例に基
づいて説明する。
【0015】(第1実施例)図1〜図3は、本発明の実
施例の工程を示す断面図である。本実施例は、図1に示
すアルミニウム系膜のエッチング工程に本発明を適用し
たものである。
【0016】図1は、シリコン基板1表面に形成された
SiO2膜2上にアルミニウム系被エッチング層として
のアルミニウム系膜3を形成したものである。なお、こ
のアルミニウム系膜3はより具体的には、Al−1%S
i膜(4000Å)/TiON膜(700Å)/Ti膜
(300Å)というバリアメタルを含む多層構造である
。次いで、アルミニウム系膜3の上に、ノボラック系樹
脂でなるポジ型のフォトレジスト(TSMR−V3;東
京応化製)を塗布し、G線ステッパーを用いたリソグラ
フィー技術で断面矩形状の所定のフォトレジストパター
ン4を形成する。
【0017】次に、RFバイアス印加型のECRエッチ
ング装置にて、以下の条件でプラズマ処理を行なう。
【0018】○ガス及びその流量 PF3…100SCCM ○圧力…1mTorr ○μ波電力…850W ○RFバイアス…300W(2MHZ)これによって、
フォトレジストパターン4の上部表面には、図2に示す
ように、フォトレジストの分子構造中にリン(P)が置
換されて架橋反応を起して変質した硬化層4aが約50
0Åの厚さで形成される。このとき、フォトレジストパ
ターン4は、断面矩形状であるため、上部のみにリン(
P)が選択的に打ち込まれる。なお、PF3プラズマ照
射に際しては、リン(P)はフォトレジストパターン4
のみではなく当然アルミニウム系膜3上にも入り込むが
、これは後のエッチングプロセスで除去されるため問題
は生じない。更には、アルミニウム系膜のエッチングの
工程では、活性領域の露出は無いので、リンによるドー
パント化の懸念もない。
【0019】次に、同一チャンバ内でアルミニウム系膜
3を以下に示す条件でエッチングする。
【0020】○エッチングガス及びその流量三塩化ホウ
素(BCl3)…100SCCM塩素(Cl2)…50
SCCM ○圧力…10mTorr ○RFバイアス…60W ○μ波電力…850W 図3は、このようなエッチングの終了後の状態を示した
ものである。硬化層4aの存在によって、フォトレジス
トのエッチレートは大幅に抑えられ、アルミニウム/フ
ォトレジスト選択比は従来の2から8へと大幅に向上し
た。なお、硬化層4aは、アルミニウム系膜3のエッチ
ング時に徐々にエッチングされ、アルミニウム系膜3の
エッチング終了時には残存していない(図3参照)ので
、その後のアッシングでフォトレジストが残ることはな
い。
【0021】(第2実施例)本実施例は、上記第1実施
例と同様のサンプルを用いて、表面硬化処理にホスフィ
ン(PH3)プラズマを用いた例である。第1実施例と
同様のフォトレジストパターンを形成した後、同じくR
Fバイアス印加型のECRエッチング装置を用いて、以
下に示す条件でプラズマ処理を行なう。
【0022】○ガス及びその流量 PH3…100SCCM ○圧力…1mTorr ○μ波電力…850W ○RFバイアス…200W(2MHZ)斯るプラズマ処
理によって、第1実施例と同様に、リン(P)がレジス
ト分子構造内に置換され架橋反応を起し、第1実施例に
おける図2と同様の硬化層が形成される。なお、この硬
化層は、第1実施例よりも低バイアス条件としたことも
あって300Å程度の厚みであった。
【0023】次に、同一チャンバ内で、連続して以下に
示す条件でアルミニウム系膜のエッチングを行なう。
【0024】○エッチングガス及びその流量三塩化ホウ
素(BCl3)…60SCCM塩素(Cl2)…40S
CCM 塩化水素(HCl)…100SCCM ○圧力…10mTorr ○RFバイアス…30W ○μ波電力…1000W このエッチングは、HClを添加した低バイアス条件な
ので硬化層が薄くても充分対応でき、第1実施例を示し
た図3のように充分選択比を確保したエッチングが達成
された。また、硬化層はアルミニウム系膜のエッチング
時に徐々にエッチングされ、アルミニウム系膜のエッチ
ング終了時には残存していないので、その後のアッシン
グでフォトレジストが残ることはなかった。
【0025】以上、第1実施例及び第2実施例について
説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく
、用いる装置,基板サンプルの構造,エッチング条件等
は適宜変更可能であることから言うまでもない。
【0026】上記実施例においては、フォトレジストパ
ターンの断面形状を矩形形状にしたが、これはプラズマ
中から供給されてレジスト中で置換反応を起こすリン(
P)がなるべくレジスト上部のみに選択的に打ち込まれ
るようにするためである。というのも、フォトレジスト
パターンの断面形状がテーパ状だったり、プラズマ処理
を高圧で行なって、斜め入射成分を増やしたりするとレ
ジスト側面にも硬化層ができてしまい、後工程での除去
が難しくなるからである。即ち、フォトレジストパター
ンの上部のみの硬化層なら、上述のように硬化層の厚み
を、エッチングで無くなる分程度に最適化しておけば、
アッシング残りを後で生ずることは無いが、フォトレジ
ストパターン側面に硬化層ができると、側面にはイオン
が入射しないので、エッチング工程でも除去されずに硬
化層が残ってしまい、結果的にBr系ガスでのアルミニ
ウム系付着物と同様に、アッシング後に残存してしまう
こととなるからである。
【0027】このような理由から、本発明においては、
上記両実施例のフォトレジストパターンのような断面矩
形形状のものの他、図4及び図5に示すような断面が逆
テーパ状のフォトレジストパターンを用いることも、そ
の適用範囲としている。なお、図4はプラズマ処理前の
フォトレジストパターン4を示し、図5はプラズマ処理
後の硬化層4aを形成したフォトレジストパターン4を
示している。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るドイライエッチング方法によれば、フォトレジス
トの剥離性が良く(アッシングによる除去性が良く)、
パーティクルの発生もなく、しかもアルミニウム系膜/
フォトレジスト間の選択比を高める効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の工程を示す断面図。
【図2】本発明の第1実施例の工程を示す断面図。
【図3】本発明の第1実施例の工程を示す断面図。
【図4】フォトレジストパターンの変形例の断面図。
【図5】フォトレジストパターンの変形例の断面図。
【符号の説明】
3…アルミニウム系膜、4…フォトレジストパターン、
4a…硬化層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルミニウム系被エッチング層上に選
    択的にフォトレジストパターンを形成する工程と、該フ
    ォトレジストパターン表面にフォトレジストと架橋反応
    可能な原子を導入する工程と、前記アルミニウム系被エ
    ッチング層を前記フォトレジストパターンをマスクとし
    てエッチングする工程を備えたことを特徴とするドライ
    エッチング方法。
  2. 【請求項2】  前記フォトレジストパターンの断面が
    矩形状又は逆テーパ状である請求項1記載に係るドライ
    エッチング方法。
  3. 【請求項3】  前記原子がリン(P)である請求項1
    記載に係るドライエッチング方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011166061A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US10395899B2 (en) 2017-09-13 2019-08-27 Toshiba Memory Corporation Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011166061A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US8313998B2 (en) 2010-02-15 2012-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing semiconductor device
US10395899B2 (en) 2017-09-13 2019-08-27 Toshiba Memory Corporation Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus
US11217431B2 (en) 2017-09-13 2022-01-04 Kioxia Corporation Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus

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