JPH05195259A - アルミニウム含有層のエッチング方法 - Google Patents
アルミニウム含有層のエッチング方法Info
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- JPH05195259A JPH05195259A JP28676892A JP28676892A JPH05195259A JP H05195259 A JPH05195259 A JP H05195259A JP 28676892 A JP28676892 A JP 28676892A JP 28676892 A JP28676892 A JP 28676892A JP H05195259 A JPH05195259 A JP H05195259A
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Classifications
-
- 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
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- 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
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- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造が容易であり、エッチング終了点の調整
を良好に行い得るアルミニウム含有層のエッチング方法
を提供する。 【構成】 アルミニウム含有層５を反応室１中でプラズ
マに曝す。プラズマはＨＣｌガス及びＮ2 ガスを含有す
るガス混合物から形成される。反応室１は少なくとも
６．６７Ｐａ（５０ｍトル）の圧力下にある。
を良好に行い得るアルミニウム含有層のエッチング方法
を提供する。 【構成】 アルミニウム含有層５を反応室１中でプラズ
マに曝す。プラズマはＨＣｌガス及びＮ2 ガスを含有す
るガス混合物から形成される。反応室１は少なくとも
６．６７Ｐａ（５０ｍトル）の圧力下にある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム含有層をエ
ッチングする方法に関する。
ッチングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路のスイッチング素子を接続する
にはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯導体
を使用する。これらの帯導体はアルミニウム含有層を析
出することによりまた引続き構造化することにより製造
される。構造化は乾式エッチング処理により行われる。
その際乾式エッチング処理には以下に記載する諸要件が
設定される。
にはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる帯導体
を使用する。これらの帯導体はアルミニウム含有層を析
出することによりまた引続き構造化することにより製造
される。構造化は乾式エッチング処理により行われる。
その際乾式エッチング処理には以下に記載する諸要件が
設定される。
【０００３】構造化に際しては垂直或は正に傾斜した側
面を生じるべきである。エッチングに際して薄い側壁パ
ッシベーション部のみが重合により生じるべきである。
エッチング工程は完成帯導体が高度の耐食性を有するよ
うに行われるべきである。更にエッチング法は製造に適
していなければならない。特に高いエッチングレートが
達成されるべきである。エッチング工程は広いプロセス
ウィンドゥを有しているべきである。これらの要件は特
にＶＬＳＩ回路用帯導体の製造に重要である。
面を生じるべきである。エッチングに際して薄い側壁パ
ッシベーション部のみが重合により生じるべきである。
エッチング工程は完成帯導体が高度の耐食性を有するよ
うに行われるべきである。更にエッチング法は製造に適
していなければならない。特に高いエッチングレートが
達成されるべきである。エッチング工程は広いプロセス
ウィンドゥを有しているべきである。これらの要件は特
にＶＬＳＩ回路用帯導体の製造に重要である。
【０００４】アルミニウムをエッチングする場合、アル
ミニウムの表面に一般に薄いＡｌ2 Ｏ3 膜が存在すると
いう問題がある。このＡｌ2 Ｏ3 膜を本来のアルミニウ
ムエッチングの前に除去しなければならない。
ミニウムの表面に一般に薄いＡｌ2 Ｏ3 膜が存在すると
いう問題がある。このＡｌ2 Ｏ3 膜を本来のアルミニウ
ムエッチングの前に除去しなければならない。
【０００５】アルミニウム帯導体を製造する場合のアル
ミニウム含有層の構造化にはＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 、Ｃ
Ｃｌ4 のような塩素含有ガスをプラズマエッチング処理
の際に使用することが公知である（これに関してはチャ
ップマン（Ｂ．Ｃｈａｐｍａｎｎ）その他による「セミ
コンダクターインターナショナル（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）」１９８０年
１１月、第１３９頁以降；パーデス（Ａ．Ｊ．Ｐａｒｄ
ｅｓ）著「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ａｌ
（２）」１９８３年４月〜６月、第７１２頁以降；イャ
−シェン−マアー（Ｊｅｒ−ｓｈｅｎ Ｍａａ）その他
による「Ｊ．Ｖｏｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．」第４巻
（４）、１９８６年７月／８月、第８２２頁以降；ベル
（Ｈ．Ｂ． Ｂｅｌｌ）その他による「Ｊ．Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」１９８８年５月、第１１８４
頁以降；米国特許第３９９４７９３号明細書参照）。こ
のＡｌ2 Ｏ3 膜を集中的イオン衝撃の使用下にこれらの
ガスで除去する。同時に残留揮発分をエッチング室から
除去する。本来のアルミニウムエッチングはＣｌ2 を含
有する主エッチング工程中に行われる。Ｃｌ2 を構造化
のために使用されるフォトレジストと反応させることに
よりＣＣｌポリマーが生じ、それらは側壁パッシベーシ
ョン部として生じたアルミニウム構造物の側面に沈積す
る。そられは側面でエッチング作用を阻止し、Ｃｌ2 含
有主エッチング工程を異方性に導く。Ｃｌ2 を用いての
エッチングは元来等方性のものである。プラズマの遮断
後Ｃｌ2 がエッチング反応炉内に充満している間はＣｌ
2 で更にエッチングを進める。その結果エッチングの終
了点の調整は一層困難なものとなる。更にＢＣｌ3 、Ｓ
ｉＣｌ4 及びＣＣｌ4 のようなガスは腐食性であり、取
扱が困難であり、従って製造が難しい。
ミニウム含有層の構造化にはＢＣｌ3 、ＳｉＣｌ4 、Ｃ
Ｃｌ4 のような塩素含有ガスをプラズマエッチング処理
の際に使用することが公知である（これに関してはチャ
ップマン（Ｂ．Ｃｈａｐｍａｎｎ）その他による「セミ
コンダクターインターナショナル（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）」１９８０年
１１月、第１３９頁以降；パーデス（Ａ．Ｊ．Ｐａｒｄ
ｅｓ）著「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ａｌ
（２）」１９８３年４月〜６月、第７１２頁以降；イャ
−シェン−マアー（Ｊｅｒ−ｓｈｅｎ Ｍａａ）その他
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（４）、１９８６年７月／８月、第８２２頁以降；ベル
（Ｈ．Ｂ． Ｂｅｌｌ）その他による「Ｊ．Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」１９８８年５月、第１１８４
頁以降；米国特許第３９９４７９３号明細書参照）。こ
のＡｌ2 Ｏ3 膜を集中的イオン衝撃の使用下にこれらの
ガスで除去する。同時に残留揮発分をエッチング室から
除去する。本来のアルミニウムエッチングはＣｌ2 を含
有する主エッチング工程中に行われる。Ｃｌ2 を構造化
のために使用されるフォトレジストと反応させることに
よりＣＣｌポリマーが生じ、それらは側壁パッシベーシ
ョン部として生じたアルミニウム構造物の側面に沈積す
る。そられは側面でエッチング作用を阻止し、Ｃｌ2 含
有主エッチング工程を異方性に導く。Ｃｌ2 を用いての
エッチングは元来等方性のものである。プラズマの遮断
後Ｃｌ2 がエッチング反応炉内に充満している間はＣｌ
2 で更にエッチングを進める。その結果エッチングの終
了点の調整は一層困難なものとなる。更にＢＣｌ3 、Ｓ
ｉＣｌ4 及びＣＣｌ4 のようなガスは腐食性であり、取
扱が困難であり、従って製造が難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、製造
が容易であり、エッチングの終了点の調整を良好に行い
得るアルミニウム含有層のエッチング方法を提供するこ
とにある。
が容易であり、エッチングの終了点の調整を良好に行い
得るアルミニウム含有層のエッチング方法を提供するこ
とにある。
【０００７】この課題は本発明により、アルミニウム含
有層を反応室中でプラズマに曝し、そのプラズマがＨＣ
ｌガス及びＮ2ガスを含むガス混合物から構成されてお
り、反応室内は少なくとも６．６７Ｐａ（５０ｍトル）
の圧力下にある諸工程下にアルミニウム含有層をエッチ
ングすることにより解決される。
有層を反応室中でプラズマに曝し、そのプラズマがＨＣ
ｌガス及びＮ2ガスを含むガス混合物から構成されてお
り、反応室内は少なくとも６．６７Ｐａ（５０ｍトル）
の圧力下にある諸工程下にアルミニウム含有層をエッチ
ングすることにより解決される。
【０００８】
【作用効果】本発明方法によれば十分な圧力が存在する
限りアルミニウム含有層の表面はＨＣｌ分子で完全に被
覆される。ＨＣｌガスはアルミニウムを腐食しない。プ
ラズマ中でのイオン衝撃により初めてＨＣｌはアルミニ
ウム含有層の表面で解離する。その際生じるＣｌは表面
に腐食を来す。反応室中の圧力が十分大きい場合アルミ
ニウム含有層の表面のＨＣｌ被覆は直ちに補充される。
限りアルミニウム含有層の表面はＨＣｌ分子で完全に被
覆される。ＨＣｌガスはアルミニウムを腐食しない。プ
ラズマ中でのイオン衝撃により初めてＨＣｌはアルミニ
ウム含有層の表面で解離する。その際生じるＣｌは表面
に腐食を来す。反応室中の圧力が十分大きい場合アルミ
ニウム含有層の表面のＨＣｌ被覆は直ちに補充される。
【０００９】本発明方法ではエッチングレートはプラズ
マの燃焼時間に関与する。プラズマを遮断した場合ＨＣ
ｌの解離はアルミニウム含有層の表面にはもはや生ぜ
ず、従ってエッチングは直ちに中断される。こうしてエ
ッチングの終了点調整は良好に行われる。
マの燃焼時間に関与する。プラズマを遮断した場合ＨＣ
ｌの解離はアルミニウム含有層の表面にはもはや生ぜ
ず、従ってエッチングは直ちに中断される。こうしてエ
ッチングの終了点調整は良好に行われる。
【００１０】Ｃｌ2 を少量添加することによりエッチン
グの均等性が改善されるのが観察される。従ってガス混
合物に０〜５０ｓｃｃｍのガス流量でＣｌ2 を添加する
ことは本発明の枠内にある。
グの均等性が改善されるのが観察される。従ってガス混
合物に０〜５０ｓｃｃｍのガス流量でＣｌ2 を添加する
ことは本発明の枠内にある。
【００１１】磁界の作用下にアルミニウムのエッチング
レートは上昇する。磁束密度７５×１０-4Ｔ（７５ガウ
ス）の磁界をかけることによりアルミニウムに対するエ
ッチングレートは磁界なしで得られる値に比べて３０〜
４０％上昇する。従ってエッチングを磁束密度０〜１０
０×１０-4Ｔ（１００ガウス）の磁界により作用させる
ことは本発明の枠内にある。
レートは上昇する。磁束密度７５×１０-4Ｔ（７５ガウ
ス）の磁界をかけることによりアルミニウムに対するエ
ッチングレートは磁界なしで得られる値に比べて３０〜
４０％上昇する。従ってエッチングを磁束密度０〜１０
０×１０-4Ｔ（１００ガウス）の磁界により作用させる
ことは本発明の枠内にある。
【００１２】本発明の他の実施態様は請求項２以下から
明らかである。
明らかである。
【００１３】
【実施例】本発明を図面及び実施例に基づき以下に詳述
する。
する。
【００１４】真空状態の反応室１中に上部電極２及び下
部電極３を配設する。上部電極２と下部電極３との間に
高周波交流電界を作る。下部電極３上にアルミニウム含
有層５を有する基板４を配設する。アルミニウム含有層
５を構造化する。これは予め構造化されたフォトレジス
トマスク（図示されていない）を備えている。
部電極３を配設する。上部電極２と下部電極３との間に
高周波交流電界を作る。下部電極３上にアルミニウム含
有層５を有する基板４を配設する。アルミニウム含有層
５を構造化する。これは予め構造化されたフォトレジス
トマスク（図示されていない）を備えている。
【００１５】ガス導入口６及びガス排出口７を介して反
応室１はガス混合物を混入される。更に反応室１内には
永久磁石８の極又は電気リール（図示されていない）を
介して磁界を設置してもよい（図１参照）。
応室１はガス混合物を混入される。更に反応室１内には
永久磁石８の極又は電気リール（図示されていない）を
介して磁界を設置してもよい（図１参照）。
【００１６】アルミニウム含有層５をエッチングするた
め反応室１にＨＣｌガス及びＮ2 ガスを含有するガス混
合物を送る。その際反応室１内は６．６７Ｐａ（５０ｍ
トル）〜４０Ｐａ（３００ｍトル）の圧力に調整されて
いる。その際ＨＣｌガス流量は５０〜３００ｓｃｃｍで
あり、Ｎ2 ガス流量は５０〜２００ｓｃｃｍである。エ
ッチングの均等性を改善するためガス混合物にガス流量
０〜５０ｓｃｃｍでＣｌ2 ガスを添加する。
め反応室１にＨＣｌガス及びＮ2 ガスを含有するガス混
合物を送る。その際反応室１内は６．６７Ｐａ（５０ｍ
トル）〜４０Ｐａ（３００ｍトル）の圧力に調整されて
いる。その際ＨＣｌガス流量は５０〜３００ｓｃｃｍで
あり、Ｎ2 ガス流量は５０〜２００ｓｃｃｍである。エ
ッチングの均等性を改善するためガス混合物にガス流量
０〜５０ｓｃｃｍでＣｌ2 ガスを添加する。
【００１７】上部電極２と下部電極３との間に周波数１
３．５６ＭＨｚ及び電力３００〜５００ワットを有する
高周波電場を作る。エッチングレートは０〜１００×１
０-4Ｔ（１００ガウス）の範囲の磁束密度を有する磁界
により高められた。
３．５６ＭＨｚ及び電力３００〜５００ワットを有する
高周波電場を作る。エッチングレートは０〜１００×１
０-4Ｔ（１００ガウス）の範囲の磁束密度を有する磁界
により高められた。
【００１８】Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製のＰ５
０００型（これは磁界補助されたＲＩＥ型のエッチング
チャンバを有するチャンバ系である）のエッチング装置
上で次のパラメータで最高の結果が得られた。
０００型（これは磁界補助されたＲＩＥ型のエッチング
チャンバを有するチャンバ系である）のエッチング装置
上で次のパラメータで最高の結果が得られた。
【００１９】
【表１】 反応室内の圧力： １３ Ｐａ（１００ ｍトル） １３．５６ＭＨｚでの高周波電力： ３５０ ワット ＨＣｌガス流量： １００ ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量 ： ５０ ｓｃｃｍ Ｃｌ2 ガス流量： １５ ｓｃｃｍ 磁束密度： ７５×１０-4 Ｔ（７５ガウス）
【図１】基板上に位置しているアルミニウム含有層を有
する反応室を示す概略図。
する反応室を示す概略図。
１ 反応室 ２ 上部電極 ３ 下部電極 ４ 基板 ５ アルミニウム含有層 ６ ガス導入口 ７ ガス排出口 ８ 永久磁石
Claims (9)
- 【請求項１】 アルミニウム含有層のエッチング方法に
おいて、 −アルミニウム含有層（５）を反応室（１）中でプラズ
マに曝し、 −そのプラズマがＨＣｌガス及びＮ2ガスを含むガス混
合物から形成されており、 −反応室（１）内は少なくとも６．６７Ｐａ（５０ｍト
ル）の圧力下にあることを特徴とするアルミニウム含有
層のエッチング方法。 - 【請求項２】 反応室１内の圧力を６．６７Ｐａ〜４０
Ｐａの範囲に調整することを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 ＨＣｌガスを５０〜３００ｓｃｃｍの範
囲内のガス流量で反応室（１）を介して案内することを
特徴とする請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 Ｎ2 ガスを５０〜２００ｓｃｃｍの範囲
内のガス流量で反応室（１）を介して案内することを特
徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。 - 【請求項５】 ガス混合物にＣｌ2 ガスを添加すること
を特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の方法。 - 【請求項６】 Ｃｌ2 ガスを０〜５０ｓｃｃｍの範囲内
のガス流量で反応室（１）を介して案内することを特徴
とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 プラズマを０〜１００×１０-4Ｔ（１０
０ガウス）の範囲の磁束密度の磁界により作用させるこ
とを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の方法。 - 【請求項８】 プラズマが１３．５６ＭＨｚの高周波及
び３００〜５００ワットの範囲の高周波電力で点火され
ることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の方
法。 - 【請求項９】 アルミニウム含有層（５）がＣｕ、Ｔｉ
又はＳｉの元素の少なくとも１つを含んでいることを特
徴とする請求項１ないし８の１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4132838.8 | 1991-10-02 | ||
| DE4132838 | 1991-10-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195259A true JPH05195259A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=6442002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28676892A Withdrawn JPH05195259A (ja) | 1991-10-02 | 1992-09-30 | アルミニウム含有層のエッチング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0535540A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05195259A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387556A (en) * | 1993-02-24 | 1995-02-07 | Applied Materials, Inc. | Etching aluminum and its alloys using HC1, C1-containing etchant and N.sub.2 |
| US5779926A (en) * | 1994-09-16 | 1998-07-14 | Applied Materials, Inc. | Plasma process for etching multicomponent alloys |
| US5849641A (en) * | 1997-03-19 | 1998-12-15 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for etching a conductive layer to improve yield |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994793A (en) * | 1975-05-22 | 1976-11-30 | International Business Machines Corporation | Reactive ion etching of aluminum |
| FR2312114A1 (fr) * | 1975-05-22 | 1976-12-17 | Ibm | Attaque de materiaux par ions reactifs |
| JPS57170534A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-20 | Hitachi Ltd | Dry etching method for aluminum and aluminum alloy |
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-
1992
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- 1992-09-30 JP JP28676892A patent/JPH05195259A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0535540A2 (de) | 1993-04-07 |
| EP0535540A3 (en) | 1994-10-19 |
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