JPH0555176A

JPH0555176A - ドライエツチング方法

Info

Publication number: JPH0555176A
Application number: JP23683791A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sato; 淳一佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】Ａｌ系材料層のエッチングにおいて、対レジ
スト選択性および対下地選択性を向上させ、かつ装置の
メンテナンスを容易化する。【構成】まず、Ａｌ−１％Ｓｉ層６の表面の自然酸化
膜７をＢＣｌ₃を用いて還元除去し、次にＳ₂Ｃｌ₂／
Ｎ₂混合ガスを用いてＡｌ−１％Ｓｉ層６およびＴｉ系
のバリヤメタル５をエッチングする。Ｓ₂Ｃｌ₂から解
離生成するＣｌ^*は主エッチング種として、またＳはＮ
₂と反応してポリチアジル（ＳＮ）_xを主体とする側壁
保護膜９を形成することに寄与し、低バイアス下でも異
方性加工が行われる。還元性のＢＣｌ₃はＡｌ−１％Ｓ
ｉ層６のエッチング時には使用されないので、下地の層
間絶縁膜１に対する選択性が向上する。また、装置の排
気系統に大量のＢ₂Ｏ₃が析出することもない。

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ドライエッチング方法に関し、特に
アルミニウム（Ａｌ）系材料層のエッチングにおいて対
レジスト選択性と対下地選択性の向上、および装置のメ
ンテナンスの容易化等を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の電極配線材料としては、ア
ルミニウム（Ａｌ）、あるいはこれに１〜２％のシリコ
ン（Ｓｉ）を添加したＡｌ−Ｓｉ合金、さらにストレス
・マイグレーション対策として０．５〜１％の銅（Ｃ
ｕ）を添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金等のＡｌ系材料が
広く使用されている。Ａｌ系材料層のドライエッチング
は、一般に塩素系ガスを使用して行われている。たとえ
ば、特公昭５９−２２３７４号公報に開示されるＢＣｌ
₃／Ｃｌ₂混合ガスはその代表例である。Ａｌ系材料層
のエッチングにおいて主エッチング種として寄与する化
学種はＣｌ^*（塩素ラジカル）であるから、本来的には
Ｃｌ₂のみを使用すれば良い。しかし、実際のＡｌ系材
料層の表面には自然酸化膜が存在しており、これを還元
しなければ速やかにエッチングは進行しない。また、Ｃ
ｌ^*のみではエッチングが等方的に進行するので、異方
性加工を行うためには何らかの形でイオンの寄与が必要
である。ＢＣｌ₃はかかる必要性に鑑みて添加されてい
るものである。すなわち、ＢＣｌ₃はプラズマ中で強力
な還元作用を有する化学種ＢＣｌ_xを生成するため、Ａ
ｌ系材料層の表面の自然酸化膜を還元し、速やかにエッ
チング反応を進行させることができる。また、ＢＣｌ₃
から生成するＢＣｌ_x ⁺等のイオンはレジスト・マスク
のフォワード・スパッタリングを促進し、炭素系の分解
生成物をパターン側壁部に堆積させるので、この堆積物
の側壁保護効果により異方性加工も可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｂ
Ｃｌ₃／Ｃｌ₂混合ガスには次のような問題点がある。
その第一は、メンテナンス性の悪化である。ＢＣｌ₃は
排気される途中で酸素と反応してＢ₂Ｏ₃（ホウ酸）を
生成し、この白色粉末がエッチング装置の排気系統の配
管を詰まらせるため、メンテナンスの所要時間が長くな
り、スループットが低下する原因となる。第二の問題
は、ＢＣｌ₃が強い還元性を有しているために、酸化シ
リコン等からなる下地絶縁膜が露出した場合にこれが還
元され、Ｃｌ^*によるエッチングを受け易くなることで
ある。これは、オーバーエッチング時における顕著な対
下地選択性の低下を意味する。第三の問題は、レジスト
・マスクのフォワード・スパッタリングを期待するため
にはある程度大きなイオン入射エネルギーが必要となる
が、これにより当然レジスト選択性が低下することであ
る。さらに、下地絶縁膜が露出してかかる大きなエネル
ギーを有するイオンにスパッタされると、該絶縁膜がパ
ターン側壁部に堆積して再付着層を形成する。この再付
着層は多孔質であるため残留塩素を吸蔵し易く、アフタ
コロージョンを促進する原因となる。特に近年では、Ａ
ｌ系材料層の下層側にバリヤメタルが設けられていた
り、Ａｌ系材料層の上に反射防止膜が積層されていた
り、Ａｌ系材料層にＣｕが添加されている場合が多く、
アフタコロージョン防止の観点からは不利な条件が揃っ
ている。したがって、塩素の残留の場を提供する再付着
層の形成は極力避けなければならない。

【０００４】このように、従来のＡｌ系材料のエッチン
グにおける問題点の多くはＢＣｌ₃の使用に起因するも
のである。したがって、Ａｌ系材料層のエッチング・プ
ロセスの全般にわたってＢＣｌ₃を添加したエッチング
・ガスを使用することは好ましくないと言える。そこで
本発明は、対レジスト選択性、対下地選択性、メンテナ
ンス性に優れ、アフタコロージョンを効果的に防止しな
がらＡｌ系材料層の異方性加工を可能とするドライエッ
チング方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、ＢＣｌ₃，ＳｉＣｌ₄，ＳｉとＳとハロゲンと
を構成元素として有する化合物から選ばれる少なくとも
１種類の化合物を含むエッチング・ガスを用いてＡｌ系
材料層の表面の自然酸化膜を除去する工程と、Ｓ₃Ｃｌ
₂，Ｓ₂Ｃｌ₂，ＳＣｌ₂から選ばれる少なくとも１種
類の化合物と窒素系化合物とを含むエッチング・ガスを
用いて前記アルミニウム系材料層をエッチングする工程
とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明のドライエッチング方法では、Ａｌ系材
料層の表面に存在する自然酸化膜の除去の工程にのみ還
元性ガスを使用し、プロセスの中心となるＡｌ系材料層
のエッチングには塩化イオウを使用する。この考え方
は、本発明者が先に特願平３−７７２６２号明細書にお
いて提案した技術の考え方と同じである。つまり、自然
酸化膜の除去にはＢＣｌ₃，ＳｉＣｌ₄，ＳｉとＳとハ
ロゲンとを構成元素として有する化合物の少なくともひ
とつを還元性ガスとして使用し、プロセスの中心となる
Ａｌ系材料層のエッチングにはＳ₃Ｃｌ₂，Ｓ₂Ｃ
ｌ₂，ＳＣｌ₂の少なくともひとつを使用する。この方
法によれば、Ａｌ系材料層のエッチング中には還元性ガ
スが存在しないので、下地絶縁膜の一部が露出してから
Ａｌ系材料層のオーバーエッチングを行ったとしても該
下地絶縁膜が還元されることがなく、対下地選択性が向
上する。一方、上記塩化イオウは、本願出願人が特願平
３−３１８０６号明細書等で述べているものであり、Ａ
ｌ系材料層の主エッチング種であるＣｌ^*を生成すると
共に、放電解離条件下でプラズマ中に放出された遊離の
Ｓを堆積させて側壁保護膜を形成することができる点を
最大の特長としている。この側壁保護膜により低バイア
ス条件下での異方性加工が可能となり、対レジスト選択
比が向上する。また、下地絶縁膜がスパッタされてパタ
ーン側壁部に再付着することが少なくなるので、アフタ
コロージョンを大幅に低減することができる。しかも、
上記側壁保護膜はエッチング終了後には容易に昇華除去
でき、パーティクル源とはならない。

【０００７】今回の発明は、上述の基本的なエッチング
反応機構にもとづきながら、従来に比べて側壁保護を一
層強化できる点で優れている。すなわち、今回の発明で
は、自然酸化膜を除去した後のＡｌ系材料層のエッチン
グを行う際に、塩化イオウに窒素系ガスを添加したエッ
チング・ガスを使用する。これは、塩化イオウから放出
されるＳと、窒素系ガスから放出されるＮ系化学種との
反応により、窒化イオウ系化合物を生成させるためであ
る。

【０００８】上記窒化イオウ系化合物としては、後述す
るごとく種々の化合物が知られているが、本発明におい
て特に側壁保護効果を期待される代表的な化合物はポリ
チアジル（ＳＮ）_xである。最も単純に考えれば、窒素
系化合物の放電解離によりプラズマ中に生成したＮと、
塩化イオウの放電解離によりプラズマ中に生成したＳと
が結合して、まずチアジル（Ｎ≡Ｓ）が形成される。こ
のチアジルは、酸素類似体である一酸化窒素（ＮＯ）の
構造から類推して不対電子を持っており、容易に重合し
て（ＳＮ）₂を生ずる。（ＳＮ）₂は３０℃付近で分解
する化合物であるが、２０℃付近では容易に重合して
（ＳＮ）₄、さらには（ＳＮ）_xを生成する。（ＳＮ）
₄は融点１７８℃，分解温度２０６℃の環状物質であ
る。

【０００９】（ＳＮ）_xの性質，構造等については、
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．２９，ｐ．６
３５８〜６３６３（１９７５）に詳述されている。常圧
下では２０８℃、減圧下では１４０〜１５０℃付近まで
安定に存在するポリマー状物質である。したがって、通
常のドライエッチングが行われるウェハ温度条件下では
該ウェハ上に堆積し、イオンの垂直入射面ではスパッタ
除去過程と競合することによりエッチング速度を低下さ
せ、パターン側壁部では側壁保護の役割を果たす。しか
も、（ＳＮ）_xの結晶中では、Ｓ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−…の繰
り返し共有結合からなる主鎖が互いに平行に配向してい
る。したがって、この（ＳＮ）_xを主体とする窒化イオ
ウ系化合物は、Ｆ^*等の侵入を有効に阻止することがで
きる。また、条件により加速されたイオンが入射したと
しても、結合角や立体配座の変化等に由来していわゆる
スポンジ効果が発揮され、イオン衝撃を吸収もしくは緩
和することができる。つまり、単体のＳの堆積物よりも
側壁保護効果が大きく、またイオン衝撃に対する緩衝性
も高いのである。さらに、（ＳＮ）_xは減圧下で１４０
〜１５０℃付近まで加熱すれば容易に分解または昇華
し、完全に除去することができる。

【００１０】この他、プラズマ中にＦ^*等のハロゲン・
ラジカルが存在している場合には、上記（ＳＮ）_xのＳ
原子上にハロゲン原子が結合したハロゲン化チアジルも
生成し得る。また、Ｆ^*の生成量を制御するために水素
系ガスが添加されている場合には、チアジル水素も生成
し得る。さらに、条件によってはＳ₄Ｎ₂（融点２３
℃），Ｓ₁₁Ｎ₂（融点１５０〜１５５℃），Ｓ₁₅Ｎ
₂（融点１３７℃），Ｓ₁₆Ｎ₂（融点１２２℃）等のよ
うに分子内のＳ原子数とＮ原子数が不均衡な環状窒化イ
オウ化合物、あるいはこれら環状窒化イオウ化合物のＮ
原子上にＨ原子が結合したＳ₇ＮＨ（融点１１３．５
℃），１，３−Ｓ₆（ＮＨ）₂（融点１３０℃），１，
４−Ｓ₆（ＮＨ）₂（融点１３３℃），１，５−Ｓ
₆（ＮＨ）₂（融点１５５℃），１，３，５−Ｓ₅（Ｎ
Ｈ）₃（融点１２４℃），１，３，６−Ｓ₅（ＮＨ）₃
（融点１３１℃），Ｓ₄（ＮＨ）₄（融点１４５℃）等
のイミド型の化合物等も生成可能である。いずれにして
も、上述の窒化イオウ系化合物は、通常のウェハ温度条
件下ではウェハ上に堆積可能である。しかし、自然酸化
膜を除去した後にウェハを加熱すれば、いずれも分解ま
たは昇華により容易に除去することができ、何らパーテ
ィクル汚染の原因となるものではない。

【００１１】ところで、Ａｌ系材料層用のエッチング・
ガスとして窒素系ガスを含むものは既に知られるところ
であり、たとえば第５０回応用物理学会学術講演会（１
９８９年秋季年会），講演予稿集第２分冊，ｐ．５５
３，演題番号６ａ−Ｌ−７には、従来のＢＣｌ₃／Ｃｌ
₂系にＮ₂を添加したエッチング・ガスが報告されてい
る。これは今回の発明とは異なり、エッチング反応生成
物としてＡｌ_xＮ_yを生成させ、これをレジスト表面や
パターン側壁部の保護に利用することを意図している。
しかし、Ａｌ_xＮ_yは一旦生成してしまうとアッシング
等によっても除去できず、パーティクル汚染の原因とな
り易い。これに対し、今回の発明では窒素系ガスは前述
のように窒化イオウ系化合物の形成に寄与する。ここ
で、本発明においてもＡｌ_xＮ_yは生成するのではない
かという疑問が当然出てくるが、これは原子間結合エネ
ルギーの比較により優先的には生成しないことがわか
る。すなわち、原子間結合エネルギーの値がＡｌ−Ｎ結
合では７１±２３ｋｃａｌ／ｍｏｌであるのに対し、Ｎ
−Ｓ結合では１１１±５ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、後者
の方が安定だからである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００１３】実施例１本実施例は、ＢＣｌ₃を用いてＡｌ系材料層の表面の自
然酸化膜を除去した後、Ｓ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂混合ガスを用
いてＡｌ系材料層およびバリヤメタルのエッチングを行
った例である。このプロセスを図１を参照しながら説明
する。まず、一例として図１（ａ）に示されるように、
ＳｉＯ₂からなる層間絶縁膜１上に厚さ約０．０３μｍ
の第１のＴｉ層２、厚さ約０．０７μｍのＴｉＯＮ層
３、厚さ約０．０３μｍの第２のＴｉ層４が順次積層さ
れてなるバリヤメタル５を介して厚さ約０．３μｍのＡ
ｌ−１％Ｓｉ層６がスパッタリング等により形成され、
さらに該Ａｌ−１％Ｓｉ層６上にレジスト・パターン８
が形成されてなるウェハを準備した。上記Ａｌ−１％Ｓ
ｉ層６の表面にはＡｌ₂Ｏ₃を組成の主体とする自然酸
化膜７が形成されている。

【００１４】上述のウェハを有磁場マイクロ波プラズマ
・エッチング装置にセットし、一例としてＢＣｌ₃流量
１００ＳＣＣＭ，ガス圧２．１Ｐａ（１６ｍＴｏｒ
ｒ），マイクロ波パワー８００Ｗ，ＲＦバイアス・パワ
ー５０Ｗ（２ＭＨｚ）の条件にて上記自然酸化膜７の除
去（いわゆるブレイクスルー）を行った。この過程で
は、図１（ｂ）に示されるように、レジスト・パターン
８でマスクされていない領域においてＢＣｌ₃の還元作
用により自然酸化膜７が速やかに除去された。

【００１５】次に、エッチング条件をＳ₂Ｃｌ₂流量１
３０ＳＣＣＭ，Ｎ₂流量３０ＳＣＣＭ，ガス圧２．１Ｐ
ａ（１６ｍＴｏｒｒ），マイクロ波パワー８００Ｗ，Ｒ
Ｆバイアス・パワー２０Ｗ（２ＭＨｚ）、ウェハ温度２
０℃に切り換え、上記Ａｌ−１％Ｓｉ層６およびバリヤ
メタル５のエッチングを行った。ここで、上記Ｓ₂Ｃｌ
₂（融点−８０℃）は常温で液体であるため、エッチン
グ系内へはＨｅガス・バブリングにより気化させながら
導入した。上述のエッチング過程では、マイクロ波放電
によりＳ₂Ｃｌ₂から解離生成するＣｌ^*を主エッチン
グ種とするラジカル反応が、同じくＳ₂Ｃｌ₂から生成
するＳ⁺，ＳＣｌ⁺，Ｃｌ⁺等のイオンにアシストされ
る機構でエッチング反応が進行した。これにより、Ａｌ
−１％Ｓｉ層６はＡｌＣｌ_x、バリヤメタルはＴｉＣｌ
_xの形でそれぞれ除去された。またこれと同時に、Ｓ₂
Ｃｌ₂から生成するＳの一部がＮ₂と反応して（ＳＮ）
_xを主体とする窒化イオウ系化合物が生成し、これがパ
ターン側壁部に堆積して側壁保護膜９が形成された。こ
の側壁保護膜９は、極めて優れた側壁保護効果を発揮し
た。この結果、良好な異方性形状を有するＡｌ−１％Ｓ
ｉ層パターン６ａ、およびバリヤメタル・パターン５ａ
が形成された。ただし、図１（ｃ）中、パターニング後
の各材料層は対応する元の材料層の番号に添字ａを付し
て表されている。

【００１６】この後、約５０％のオーバーエッチングを
行ったが、（ＳＮ）_xによる側壁保護は引き続き行われ
るため、Ｃｌ^*が相対的に過剰となってもバリヤメタル
５にアンダカットが入ることはなかった。また、ＲＦバ
イアス・パワーが比較的低い領域でエッチングを行って
いるため、対レジスト選択性が向上し、下地の層間絶縁
膜１がスパッタされてパターン側壁部に再付着すること
もなかった。したがって、アフタコロージョンの早期発
生が防止された。また、上記側壁保護膜９は、エッチン
グ終了後にウェハを約１５０℃に加熱することにより、
容易に昇華除去され、何らパーティクル汚染を惹起させ
ることはなかった。あるいは、上記側壁保護膜９を、レ
ジスト・パターン８をＯ₂プラズマを用いてアッシング
する際に、燃焼反応により除去するようにしても良い。

【００１７】なお、本実施例の場合、自然酸化膜７を除
去する段階でＢＣｌ₃が使用されるため、排気系統での
若干のＢ₂Ｏ₃の生成は避けられない。しかし、自然酸
化膜７の除去は短時間で終了するため、ＢＣｌ₃がプロ
セス全般を通して使用されている従来の方法に比べれば
その生成量は遙かに少なく、メンテナンスの頻度や手間
は大幅に軽減される。また、上記Ｓ₂Ｃｌ₂も排気され
る途中においてエッチング系内の残留Ｏ₂と反応し、Ｓ
Ｏ_xを生成する可能性がある。しかし、ＳＯ_xは前述の
Ｂ₂Ｏ₃とは異なり気体であって、脱硫装置を設置すれ
ば容易に排気できるため、装置のメンテナンスが煩雑化
することはない。

【００１８】実施例２本実施例は、ＳｉＣｌ₄を用いてＡｌ−１％Ｓｉ層の表
面の自然酸化膜を除去した後、Ｓ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂混合ガ
スを用いてＡｌ−１％Ｓｉ層およびバリヤメタルをエッ
チングした例である。使用したウェハは実施例１で述べ
たものと同様である。まず、前述の図１（ａ）に示され
るウェハを有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置
にセットし、ＳｉＣｌ₄流量１５０ＳＣＣＭ，ガス圧
２．１Ｐａ（１６ｍＴｏｒｒ），マイクロ波パワー８０
０Ｗ，ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（２ＭＨｚ）の条件
でブレイクスルーを行った。この過程では、マイクロ波
放電によりプラズマ中に還元性の強い化学種ＳｉＣｌ_x
が生成し、図１（ｂ）に示されるように自然酸化膜７が
速やかに除去された。さらに、実施例１に上述した条件
と同様の条件でＳ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂混合ガスを用いてＡｌ
−１％Ｓｉ層６およびバリヤメタル５をエッチングした
ところ、（ＳＮ）_xを主体とする側壁保護膜９が形成さ
れながらエッチングが進行し、図１（ｃ）に示されるよ
うに良好な異方性形状を有するＡｌ−１％Ｓｉパターン
６ａおよびバリヤメタル・パターン５ａが形成された。

【００１９】実施例３本実施例は、Ｓｉ₂Ｓ₂Ｃｌ₄（テトラクロロシクロジ
シルチアン）を用いてＡｌ−１％Ｓｉ層の表面の自然酸
化膜を除去した後、Ｓ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂混合ガスを用いて
Ａｌ−１％Ｓｉ層およびバリヤメタルをエッチングした
例である。使用したウェハは実施例１で述べたものと同
様である。まず、前述の図１（ａ）に示されるウェハを
有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセット
し、Ｓｉ₂Ｓ₂Ｃｌ₄流量１５０ＳＣＣＭ，ガス圧２．
１Ｐａ（１６ｍＴｏｒｒ），マイクロ波パワー８００
Ｗ，ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（２ＭＨｚ）の条件で
ブレイクスルーを行った。ここで、上記Ｓｉ₂Ｓ₂Ｃｌ
₄は次の化１に示される構造を有する化合物である。

【化１】ただし、この化合物は高温領域では重合する虞れがある
ので、エッチング反応系の温度を１８０℃以下に維持す
ることが必要である。

【００２０】上述のエッチング過程では、ＳｉＣｌ₄を
使用した実施例２の場合と同様、マイクロ波放電により
プラズマ中に還元性の強い化学種ＳｉＣｌ_xが生成し、
図１（ｂ）に示されるように自然酸化膜７が速やかに除
去された。これと同時に、気相中にはＳｉ₂Ｓ₂Ｃｌ₄
の放電解離によりＳが生成するが、このＳは次のＡｌ−
１％Ｓｉ層６のエッチング過程において側壁保護膜９を
構成する成分となるので、ウェハ上やエッチング・チャ
ンバ内等に堆積しても何ら問題はない。さらに、実施例
１に上述した条件と同様の条件でＳ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂混合
ガスを用いてＡｌ−１％Ｓｉ層６およびバリヤメタル５
をエッチングしたところ、（ＳＮ）_xを主体とする側壁
保護膜９が形成されながらエッチングが進行し、図１
（ｃ）に示されるように良好な異方性形状を有するＡｌ
−１％Ｓｉパターン６ａおよびバリヤメタル・パターン
５ａが形成された。

【００２１】なお、本実施例では自然酸化膜７をエッチ
ングするための化合物としてＳｉ₂Ｓ₂Ｃｌ₄を使用し
たが、ＳｉとＳとハロゲンとを構成元素として有する化
合物として実用に供し得る化合物としては、次の化２で
示されるＳｉ₂Ｓ₂Ｆ₄（テトラフルオロシクロジシル
チアン）がある。

【化２】ただし、この化合物は昇温により分解するので、エッチ
ング反応系の温度を２０℃以下に維持しながら使用する
ことが必要である。さらにあるいは、ＳｉＳＣｌ₂（硫
化塩化珪素）やＳｉＳＢｒ₂（硫化臭化珪素）も考えら
れるが、これらは共に室温で固体であるため、適当な有
機溶媒に溶解させた後に気化させる等の方法でエッチン
グ系内に導入することが望ましい。

【００２２】以上、本発明を３種類の実施例にもとづい
て説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定され
るものではなく、たとえば上述のＳ₂Ｃｌ₂に代えて他
の塩化イオウＳ₃Ｃｌ₂，ＳＣｌ₂を使用しても、同様
の結果が得られる。また、エッチング・ガスにはスパッ
タリング効果，希釈効果，冷却効果等を期待する意味
で、Ａｒ，Ｈｅ等の希ガスが適宜添加されていても良
い。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では還元性ガスがＡｌ系材料層表面の自然酸化膜を除
去する段階のみに使用されるため、下地絶縁膜に対する
選択性が低下する虞れがない。またメイン・プロセスで
あるＡｌ系材料層のエッチング過程では、塩化イオウと
窒素系ガスとの反応により気相中に生成する（ＳＮ）_x
を主体とする窒化イオウ系化合物により側壁保護が行わ
れる。したがって、低バイアス条件下でも高異方性加工
が可能となり、対レジスト選択比および対下地選択比が
向上する他、オーバーエッチング時における下地絶縁膜
の再付着およびそれに付随するアフタコロージョンの発
生が抑制される。この（ＳＮ）_xはウェハを加熱すれば
容易に昇華除去できるため、パーティクル汚染の原因と
はならない。したがって、本発明は微細なデザイン・ル
ールにもとづき高性能および高信頼性を要求される半導
体装置の製造に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をその工程順にしたがって示
す概略断面図であり、（ａ）はエッチング前のウェハの
状態、（ｂ）はＡｌ−１％Ｓｉ層の表面の自然酸化膜が
除去された状態、（ｃ）はＡｌ−１％Ｓｉ層およびバリ
ヤメタルの異方性エッチングが終了した状態をそれぞれ
示す。

【符号の説明】

１・・・層間絶縁膜（ＳｉＯ₂）２・・・第１のＴｉ層３・・・ＴｉＯＮ層４・・・第２のＴｉ層５・・・バリヤメタル６・・・Ａｌ−１％Ｓｉ層６ａ・・・Ａｌ−１％Ｓｉパターン７・・・自然酸化膜８・・・レジスト・パターン９・・・側壁保護膜〔（ＳＮ）_x〕

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＢＣｌ₃，ＳｉＣｌ₄，ＳｉとＳとハロ
ゲンとを構成元素として有する化合物から選ばれる少な
くとも１種類の化合物を含むエッチング・ガスを用いて
アルミニウム系材料層の表面の自然酸化膜を除去する工
程と、Ｓ₃Ｃｌ₂，Ｓ₂Ｃｌ₂，ＳＣｌ₂から選ばれる少なく
とも１種類の化合物と窒素系化合物とを含むエッチング
・ガスを用いて前記アルミニウム系材料層をエッチング
する工程とを有することを特徴とするドライエッチング
方法。