JPH06104222A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH06104222A JPH06104222A JP25005692A JP25005692A JPH06104222A JP H06104222 A JPH06104222 A JP H06104222A JP 25005692 A JP25005692 A JP 25005692A JP 25005692 A JP25005692 A JP 25005692A JP H06104222 A JPH06104222 A JP H06104222A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、バリアメタル膜／アルミニウム膜又
はアルミニウム合金膜を含む多層の導電体膜を選択的に
ドライエッチングして配線層等を形成する半導体装置の
製造方法に関し、バリアメタル膜／Ａｌ膜等の境界での
Ａｌ膜等のサイドエッチングを防止し、かつチャンバ内
を清浄に保持することができる半導体装置の製造方法の
提供を目的とする。 【構成】基体上に形成された、少なくともバリアメタル
膜／アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる２
層の導電体膜のエッチングを行う半導体装置の製造方法
において、第１の流量のＢＣｌ3 ガスと第２の流量のＣ
ｌ2 ガスとの混合ガスにより前記アルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜をエッチングする工程と、前記第１の
流量よりも多い第３の流量のＢＣｌ3 ガスと前記第２の
流量のＣｌ 2 ガスとの混合ガスにより前記バリアメタル
膜をエッチングする工程とを含み構成する。
はアルミニウム合金膜を含む多層の導電体膜を選択的に
ドライエッチングして配線層等を形成する半導体装置の
製造方法に関し、バリアメタル膜／Ａｌ膜等の境界での
Ａｌ膜等のサイドエッチングを防止し、かつチャンバ内
を清浄に保持することができる半導体装置の製造方法の
提供を目的とする。 【構成】基体上に形成された、少なくともバリアメタル
膜／アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる２
層の導電体膜のエッチングを行う半導体装置の製造方法
において、第１の流量のＢＣｌ3 ガスと第２の流量のＣ
ｌ2 ガスとの混合ガスにより前記アルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜をエッチングする工程と、前記第１の
流量よりも多い第３の流量のＢＣｌ3 ガスと前記第２の
流量のＣｌ 2 ガスとの混合ガスにより前記バリアメタル
膜をエッチングする工程とを含み構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、更に詳しく言えば、バリアメタル膜／アルミニウ
ム膜又はアルミニウム合金膜を含む多層の導電体膜を選
択的にドライエッチングして配線層等を形成する半導体
装置の製造方法に関する。
関し、更に詳しく言えば、バリアメタル膜／アルミニウ
ム膜又はアルミニウム合金膜を含む多層の導電体膜を選
択的にドライエッチングして配線層等を形成する半導体
装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化に対応すべ
く、浅い拡散層と接続してアルミニウム膜（以下、Ａｌ
膜と称する。）からなる電極及び配線層等を形成する必
要がある。この場合、浅い拡散層へのＡｌの拡散を防止
するため、通常、半導体基板との良好なコンタクトを確
保するためのチタン膜（以下、Ｔｉ膜と称する。）及び
バリアメタルとしての窒化チタン膜（以下、ＴｉＮ膜と
称する。）を挟んでＡｌ膜が形成される構成が採られ
る。
く、浅い拡散層と接続してアルミニウム膜（以下、Ａｌ
膜と称する。）からなる電極及び配線層等を形成する必
要がある。この場合、浅い拡散層へのＡｌの拡散を防止
するため、通常、半導体基板との良好なコンタクトを確
保するためのチタン膜（以下、Ｔｉ膜と称する。）及び
バリアメタルとしての窒化チタン膜（以下、ＴｉＮ膜と
称する。）を挟んでＡｌ膜が形成される構成が採られ
る。
【０００３】図５（ａ）〜（ｃ），図６は、従来例のバ
リアメタル膜／アルミニウム膜を含む多層の導電体膜を
選択的にドライエッチングして配線層等を形成する半導
体装置の製造方法について説明する断面図である。
リアメタル膜／アルミニウム膜を含む多層の導電体膜を
選択的にドライエッチングして配線層等を形成する半導
体装置の製造方法について説明する断面図である。
【０００４】図５（ａ）は、半導体基板に形成された導
電体領域層上のコンタクトホールを被覆して、電極及び
配線層となるＴｉ膜／ＴｉＮ膜／Ａｌ膜が形成された後
の状態を示す図である。図中符号１は半導体基板、２は
半導体基板１に形成された導電型領域層、３は半導体基
板１上に形成された絶縁膜、４は導電型領域層２上の絶
縁膜３に形成されたコンタクトホール、５，６，７はそ
れぞれコンタクトホール４を被覆して形成された電極及
び配線層となるＴｉ膜，ＴｉＮ膜及びＡｌ膜である。
電体領域層上のコンタクトホールを被覆して、電極及び
配線層となるＴｉ膜／ＴｉＮ膜／Ａｌ膜が形成された後
の状態を示す図である。図中符号１は半導体基板、２は
半導体基板１に形成された導電型領域層、３は半導体基
板１上に形成された絶縁膜、４は導電型領域層２上の絶
縁膜３に形成されたコンタクトホール、５，６，７はそ
れぞれコンタクトホール４を被覆して形成された電極及
び配線層となるＴｉ膜，ＴｉＮ膜及びＡｌ膜である。
【０００５】このような状態で、まず、図５（ｂ）に示
すように、電極及び配線層を形成すべき領域のＡｌ膜７
上にレジストパターン膜８を形成する。次いで、図５
（ｃ）に示すように、ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ガスのプラズマ
ガスを用いたドライエッチングにより、Ａｌ膜７を選択
的にエッチング・除去する。
すように、電極及び配線層を形成すべき領域のＡｌ膜７
上にレジストパターン膜８を形成する。次いで、図５
（ｃ）に示すように、ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ガスのプラズマ
ガスを用いたドライエッチングにより、Ａｌ膜７を選択
的にエッチング・除去する。
【０００６】次に、図６に示すように、Ａｌ膜７を選択
的にエッチングしたのと同じ条件の、ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2
ガスのプラズマガスを用いたドライエッチングにより、
ＴｉＮ膜６／Ｔｉ膜５を順次選択的にエッチング・除去
する。これにより、導電型領域層２と接続する電極及び
配線層９が形成される。
的にエッチングしたのと同じ条件の、ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2
ガスのプラズマガスを用いたドライエッチングにより、
ＴｉＮ膜６／Ｔｉ膜５を順次選択的にエッチング・除去
する。これにより、導電型領域層２と接続する電極及び
配線層９が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来方
法によれば、図６に示すように、Ｃｌ2 ガスの残留によ
り、ＴｉＮ膜６ａとＡｌ膜７ａとの境界のＡｌ膜７ａが
サイドエッチングを受けて括れ、ＴｉＮ膜６ａとＡｌ膜
７ａとの接触面積が小さくなる。このため、Ａｌ膜７ａ
の剥がれやコンタクト抵抗の増大或いは配線抵抗の増大
の恐れがあり、問題となっている。
法によれば、図６に示すように、Ｃｌ2 ガスの残留によ
り、ＴｉＮ膜６ａとＡｌ膜７ａとの境界のＡｌ膜７ａが
サイドエッチングを受けて括れ、ＴｉＮ膜６ａとＡｌ膜
７ａとの接触面積が小さくなる。このため、Ａｌ膜７ａ
の剥がれやコンタクト抵抗の増大或いは配線抵抗の増大
の恐れがあり、問題となっている。
【０００８】この問題を解決するため、ＢＣｌ3 ガス流
量を増やすことによりＡｌ膜の側壁にデポジション膜を
形成してサイドエッチングを防止するようにしている
が、ＢＣｌ3 ガス流量を増やすことによりエッチング装
置のチャンバの内壁にデポジション膜が付着し、後に、
デポジション膜が剥がれてチャンバ内が汚染されるとい
う問題がある。このため、チャンバ内のクリーニングを
頻繁に行う必要があり、スループットの低下を招く。
量を増やすことによりＡｌ膜の側壁にデポジション膜を
形成してサイドエッチングを防止するようにしている
が、ＢＣｌ3 ガス流量を増やすことによりエッチング装
置のチャンバの内壁にデポジション膜が付着し、後に、
デポジション膜が剥がれてチャンバ内が汚染されるとい
う問題がある。このため、チャンバ内のクリーニングを
頻繁に行う必要があり、スループットの低下を招く。
【０００９】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、少なくとも、バリアメタル膜／Ａ
ｌ膜又はＡｌ合金膜という構成を有する多層の導電体膜
のエッチングにおいて、バリアメタル膜／Ａｌ膜等の境
界でのＡｌ膜等のサイドエッチングを防止し、かつチャ
ンバ内を清浄に保持することができる半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。
作されたものであり、少なくとも、バリアメタル膜／Ａ
ｌ膜又はＡｌ合金膜という構成を有する多層の導電体膜
のエッチングにおいて、バリアメタル膜／Ａｌ膜等の境
界でのＡｌ膜等のサイドエッチングを防止し、かつチャ
ンバ内を清浄に保持することができる半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、基
体上に形成された、少なくともバリアメタル膜とアルミ
ニウム膜又はアルミニウム合金膜とを順に積層した導電
体膜のエッチングを行う半導体装置の製造方法におい
て、第１の流量のＢＣｌ3 ガスと第２の流量のＣｌ2 ガ
スとの混合ガスにより前記アルミニウム膜又はアルミニ
ウム合金膜をエッチングする工程と、前記第１の流量よ
りも多い第３の流量のＢＣｌ3 ガスと前記第２の流量の
Ｃｌ2 ガスとの混合ガスにより前記バリアメタル膜をエ
ッチングする工程とを有する半導体装置の製造方法によ
って達成され、第２に、基体上に形成された、少なくと
もバリアメタル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合
金膜とを順に積層した導電体膜のエッチングを行う半導
体装置の製造方法において、第４の流量のＢＣｌ3 ガス
と第５の流量のＣｌ2 ガスと水素又はフッ素を含むガス
との混合ガスにより前記アルミニウム膜又はアルミニウ
ム合金膜及び前記バリアメタル膜をエッチングする工程
を有する半導体装置の製造方法によって達成され、第３
に、前記水素又はフッ素を含むガスは、水素ガス，水素
プラズマ，水素のハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3
ガス, ＣＨ4 ガス又はＣ2 Ｈ6 ガスであることを特徴と
する第２の発明に記載の半導体装置の製造装置によって
達成され、第４に、第１〜第３の発明のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法を用いて、少なくともバリアメ
タル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とを順
に積層した導電体膜からなる電極又は配線層を形成する
半導体装置の製造方法によって達成される。
体上に形成された、少なくともバリアメタル膜とアルミ
ニウム膜又はアルミニウム合金膜とを順に積層した導電
体膜のエッチングを行う半導体装置の製造方法におい
て、第１の流量のＢＣｌ3 ガスと第２の流量のＣｌ2 ガ
スとの混合ガスにより前記アルミニウム膜又はアルミニ
ウム合金膜をエッチングする工程と、前記第１の流量よ
りも多い第３の流量のＢＣｌ3 ガスと前記第２の流量の
Ｃｌ2 ガスとの混合ガスにより前記バリアメタル膜をエ
ッチングする工程とを有する半導体装置の製造方法によ
って達成され、第２に、基体上に形成された、少なくと
もバリアメタル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合
金膜とを順に積層した導電体膜のエッチングを行う半導
体装置の製造方法において、第４の流量のＢＣｌ3 ガス
と第５の流量のＣｌ2 ガスと水素又はフッ素を含むガス
との混合ガスにより前記アルミニウム膜又はアルミニウ
ム合金膜及び前記バリアメタル膜をエッチングする工程
を有する半導体装置の製造方法によって達成され、第３
に、前記水素又はフッ素を含むガスは、水素ガス，水素
プラズマ，水素のハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3
ガス, ＣＨ4 ガス又はＣ2 Ｈ6 ガスであることを特徴と
する第２の発明に記載の半導体装置の製造装置によって
達成され、第４に、第１〜第３の発明のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法を用いて、少なくともバリアメ
タル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とを順
に積層した導電体膜からなる電極又は配線層を形成する
半導体装置の製造方法によって達成される。
【００１１】
【作 用】本発明に係る半導体装置の製造方法において
は、少なくともバリアメタル膜とアルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜とを順に積層した構成を有する多層の
導電体膜のエッチングにおいて、まず、第１のガス流量
のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合
ガスによりアルミニウム膜等のみをエッチングし、次い
で、第１のガス流量よりも多い第３のガス流量のＢＣｌ
3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合ガスによ
りバリアメタル膜をエッチングしている。
は、少なくともバリアメタル膜とアルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜とを順に積層した構成を有する多層の
導電体膜のエッチングにおいて、まず、第１のガス流量
のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合
ガスによりアルミニウム膜等のみをエッチングし、次い
で、第１のガス流量よりも多い第３のガス流量のＢＣｌ
3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合ガスによ
りバリアメタル膜をエッチングしている。
【００１２】即ち、アルミニウム膜等のエッチングの際
には、第１のガス流量のＢＣｌ3 ガスを用いているの
で、第１のガス流量を調整することよりチャンバ内壁へ
のデポジション膜の形成を抑制することができる。ま
た、バリアメタル膜のエッチングの際には、ＢＣｌ3 ガ
スのガス流量を多くしてアルミニウム膜等の側壁にデポ
ジション膜を形成しているので、アルミニウム膜等のサ
イドエッチングを防止することができる。
には、第１のガス流量のＢＣｌ3 ガスを用いているの
で、第１のガス流量を調整することよりチャンバ内壁へ
のデポジション膜の形成を抑制することができる。ま
た、バリアメタル膜のエッチングの際には、ＢＣｌ3 ガ
スのガス流量を多くしてアルミニウム膜等の側壁にデポ
ジション膜を形成しているので、アルミニウム膜等のサ
イドエッチングを防止することができる。
【００１３】更に、第４のガス流量のＢＣｌ3 ガスと第
５のガス流量のＣｌ2 ガスの混合ガスに更に水素又はフ
ッ素を含むガス、例えば水素ガス，水素プラズマ，水素
のハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガ
ス又はＣ2 Ｈ6 ガスを添加することにより、水素又はフ
ッ素と、残留するＣｌ2 とを反応させて残留するＣｌ 2
を除去することができる。これにより、ＢＣｌ3 ガス流
量を増大させることなく、アルミニウム膜のサイドエッ
チングを防止することができ、更に、チャンバ内壁への
デポジション膜の形成を抑制することができる。
５のガス流量のＣｌ2 ガスの混合ガスに更に水素又はフ
ッ素を含むガス、例えば水素ガス，水素プラズマ，水素
のハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガ
ス又はＣ2 Ｈ6 ガスを添加することにより、水素又はフ
ッ素と、残留するＣｌ2 とを反応させて残留するＣｌ 2
を除去することができる。これにより、ＢＣｌ3 ガス流
量を増大させることなく、アルミニウム膜のサイドエッ
チングを防止することができ、更に、チャンバ内壁への
デポジション膜の形成を抑制することができる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。 （１）本発明の実施例に用いられるエッチング装置 図４は、本発明の実施例に用いられるエッチング装置に
ついて説明する構成図である。
しながら説明する。 （１）本発明の実施例に用いられるエッチング装置 図４は、本発明の実施例に用いられるエッチング装置に
ついて説明する構成図である。
【００１５】図４において、１１はチャンバ、１２はチ
ャンバ１１内を排気し、かつ不要な反応ガスを排出する
排気口、１３は排気口１２と接続されたターボポンプ、
１４はターボポンプ１３と直列接続され予備的に排気す
るロータリポンプである。
ャンバ１１内を排気し、かつ不要な反応ガスを排出する
排気口、１３は排気口１２と接続されたターボポンプ、
１４はターボポンプ１３と直列接続され予備的に排気す
るロータリポンプである。
【００１６】また、１５は反応ガスをチャンバ１１内に
導入するガス導入口で、ガス導入口１５には複数の反応
ガスをガス導入口１５に導く第１〜第４のガス導入管16
ａ〜16ｄが、ガス流量を制御する第１〜第４のバルブ17
ａ〜17ｄを介して接続されている。そして、第１〜第３
のガス導入管16ａ〜16ｃからそれぞれＨｅガス，ＢＣｌ
3 ガス，Ｃｌ2 ガスを導入することができ、更に第４の
ガス導入管16ｄからＨ 2 ガス，ＨＦやＨＢｒ等の水素の
ハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガス
又はＣ2 Ｈ6 ガスを導入することができるようになって
いる。
導入するガス導入口で、ガス導入口１５には複数の反応
ガスをガス導入口１５に導く第１〜第４のガス導入管16
ａ〜16ｄが、ガス流量を制御する第１〜第４のバルブ17
ａ〜17ｄを介して接続されている。そして、第１〜第３
のガス導入管16ａ〜16ｃからそれぞれＨｅガス，ＢＣｌ
3 ガス，Ｃｌ2 ガスを導入することができ、更に第４の
ガス導入管16ｄからＨ 2 ガス，ＨＦやＨＢｒ等の水素の
ハロゲン化物，ＣＦ4 ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガス
又はＣ2 Ｈ6 ガスを導入することができるようになって
いる。
【００１７】更に、１８は反応ガスをプラズマ化するμ
波をチャンバ１１に導く導波管、１９はウエハ２４を載
置する載置台で、載置台１９には膜質を緻密化するため
にウエハ２４に高周波電圧を印加するための高周波電源
２１が、インピーダンスマッチングを行うマッチングボ
ックス２０を介して接続されている。
波をチャンバ１１に導く導波管、１９はウエハ２４を載
置する載置台で、載置台１９には膜質を緻密化するため
にウエハ２４に高周波電圧を印加するための高周波電源
２１が、インピーダンスマッチングを行うマッチングボ
ックス２０を介して接続されている。
【００１８】また、２２はウエハをチャンバに搬送する
ためのウエハ搬送路、２３は処理ウエハ及び未処理ウエ
ハを収納するウエハカセットである。 （２）上記のエッチング装置を用いた第１及び第２の実
施例に係る半導体装置の製造方法 （Ａ）第１の実施例 図２（ａ）〜（ｃ），図３は、本発明の第１の実施例に
係るＴｉ膜／ＴｉＮ膜（バリアメタル膜）／Ａｌ膜又は
Ａｌ合金膜を含む３層の導電体膜を選択的にドライエッ
チングして配線層等を形成する半導体装置の製造方法に
ついて説明する断面図、図１（ａ）は上記のエッチング
装置のチャンバへのエッチングガスの導入のタイミング
チャートを示す図である。
ためのウエハ搬送路、２３は処理ウエハ及び未処理ウエ
ハを収納するウエハカセットである。 （２）上記のエッチング装置を用いた第１及び第２の実
施例に係る半導体装置の製造方法 （Ａ）第１の実施例 図２（ａ）〜（ｃ），図３は、本発明の第１の実施例に
係るＴｉ膜／ＴｉＮ膜（バリアメタル膜）／Ａｌ膜又は
Ａｌ合金膜を含む３層の導電体膜を選択的にドライエッ
チングして配線層等を形成する半導体装置の製造方法に
ついて説明する断面図、図１（ａ）は上記のエッチング
装置のチャンバへのエッチングガスの導入のタイミング
チャートを示す図である。
【００１９】図２（ａ）は、半導体基板に形成された導
電体領域層上のコンタクトホールを被覆して、電極及び
配線層となるＴｉ膜／ＴｉＮ膜／Ａｌ膜が形成された後
の状態を示す図である。図中符号３１はシリコンからな
る半導体基板、３２は半導体基板３２に形成されたｐ型
又はｎ型の導電型領域層、３３は半導体基板３１上に形
成された膜厚約6000Åのシリコン酸化膜からなる絶縁
膜、３４は導電型領域層３２上の絶縁膜３３に形成され
たコンタクトホール、３５〜３７はそれぞれコンタクト
ホール３４を被覆して形成された電極及び配線層となる
３層の導電体膜、即ち、膜厚約５００ÅのＴｉ膜，膜厚
約1500ÅのＴｉＮ膜（バリアメタル膜）及び膜厚約１μ
ｍのＡｌ膜である。なお、Ｔｉ膜３５は導電型領域層３
２との間で良好なコンタクトを得るために挿入され、Ｔ
ｉＮ膜３６はＡｌ膜３７のＡｌが導電型領域層３２の方
に移動するのを阻止するために挿入されたものである。
また、半導体基板３１，導電型領域層３２，絶縁膜３３
及びＴｉ膜３５が基体を構成する。
電体領域層上のコンタクトホールを被覆して、電極及び
配線層となるＴｉ膜／ＴｉＮ膜／Ａｌ膜が形成された後
の状態を示す図である。図中符号３１はシリコンからな
る半導体基板、３２は半導体基板３２に形成されたｐ型
又はｎ型の導電型領域層、３３は半導体基板３１上に形
成された膜厚約6000Åのシリコン酸化膜からなる絶縁
膜、３４は導電型領域層３２上の絶縁膜３３に形成され
たコンタクトホール、３５〜３７はそれぞれコンタクト
ホール３４を被覆して形成された電極及び配線層となる
３層の導電体膜、即ち、膜厚約５００ÅのＴｉ膜，膜厚
約1500ÅのＴｉＮ膜（バリアメタル膜）及び膜厚約１μ
ｍのＡｌ膜である。なお、Ｔｉ膜３５は導電型領域層３
２との間で良好なコンタクトを得るために挿入され、Ｔ
ｉＮ膜３６はＡｌ膜３７のＡｌが導電型領域層３２の方
に移動するのを阻止するために挿入されたものである。
また、半導体基板３１，導電型領域層３２，絶縁膜３３
及びＴｉ膜３５が基体を構成する。
【００２０】このような状態で、まず、図２（ｂ）に示
すように、電極及び配線層を形成すべき領域のＡｌ膜３
７上にレジストパターン膜３８を形成する。次いで、図
１（ａ）に示すように、ガス流量４０cc/minのＢＣｌ3
ガス＋ガス流量１５０cc/minのＣｌ2 ガスをチャンバ１
１内に導入し、圧力８mTorr に保持した後、電流２７０
ｍＡに相当する電力のμ波を印加するとともに、ウエハ
２４の載置台１９にＲＦ電力１２０Ｗを印加する。これ
により、反応ガスがプラズマ化する。この状態を所定の
時間保持してＡｌ膜３７を選択的にエッチング・除去す
る（図２（ｃ））。このとき、通常のガス流量のＢＣｌ
3 ガスを用いているので、チャンバ１１内壁へのデポジ
ション膜の形成を抑制することができる。
すように、電極及び配線層を形成すべき領域のＡｌ膜３
７上にレジストパターン膜３８を形成する。次いで、図
１（ａ）に示すように、ガス流量４０cc/minのＢＣｌ3
ガス＋ガス流量１５０cc/minのＣｌ2 ガスをチャンバ１
１内に導入し、圧力８mTorr に保持した後、電流２７０
ｍＡに相当する電力のμ波を印加するとともに、ウエハ
２４の載置台１９にＲＦ電力１２０Ｗを印加する。これ
により、反応ガスがプラズマ化する。この状態を所定の
時間保持してＡｌ膜３７を選択的にエッチング・除去す
る（図２（ｃ））。このとき、通常のガス流量のＢＣｌ
3 ガスを用いているので、チャンバ１１内壁へのデポジ
ション膜の形成を抑制することができる。
【００２１】次に、図１（ａ）に示すように、ＢＣｌ3
ガスのガス流量のみをＡｌ膜３７をエッチングしたとき
のガス流量よりも多いガス流量１２０cc/minとし、Ｃｌ
2 ガスのガス流量はＡｌ膜３７をエッチングしたときの
ガス流量１５０cc/minと同じとして、圧力８mTorr に保
持した後、電流２７０ｍＡに相当する電力のμ波を印加
するとともに、ウエハ２４の載置台１９にＲＦ電力１２
０Ｗを印加する。このようにしてプラズマ化した反応ガ
スによりＴｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５を順次選択的にエッ
チング・除去する。これにより、導電型領域層３２と接
続する電極及び配線層３９が形成される（図３）。この
とき、ＢＣｌ3 ガスの流量を多くしてＡｌ膜３７の側壁
にデポジション膜を形成しているので、Ａｌ膜３７のサ
イドエッチングを防止することができる。
ガスのガス流量のみをＡｌ膜３７をエッチングしたとき
のガス流量よりも多いガス流量１２０cc/minとし、Ｃｌ
2 ガスのガス流量はＡｌ膜３７をエッチングしたときの
ガス流量１５０cc/minと同じとして、圧力８mTorr に保
持した後、電流２７０ｍＡに相当する電力のμ波を印加
するとともに、ウエハ２４の載置台１９にＲＦ電力１２
０Ｗを印加する。このようにしてプラズマ化した反応ガ
スによりＴｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５を順次選択的にエッ
チング・除去する。これにより、導電型領域層３２と接
続する電極及び配線層３９が形成される（図３）。この
とき、ＢＣｌ3 ガスの流量を多くしてＡｌ膜３７の側壁
にデポジション膜を形成しているので、Ａｌ膜３７のサ
イドエッチングを防止することができる。
【００２２】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の
製造方法によれば、Ａｌ膜３７のエッチングの際には通
常のガス流量のＢＣｌ3 ガスを用いでデポジション膜の
形成を抑制し、また、ＴｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５のエッ
チングの際には通常のガス流量よりも多いガス流量のＢ
Ｃｌ3 ガスを用いてＡｌ膜３７の側壁にデポジション膜
を形成して、それぞれエッチングしているので、チャン
バ１１内を清浄に保持しつつ、ＴｉＮ膜３６／Ａｌ膜３
７の境界でのＡｌ膜３７のサイドエッチングを防止する
ことができる。
製造方法によれば、Ａｌ膜３７のエッチングの際には通
常のガス流量のＢＣｌ3 ガスを用いでデポジション膜の
形成を抑制し、また、ＴｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５のエッ
チングの際には通常のガス流量よりも多いガス流量のＢ
Ｃｌ3 ガスを用いてＡｌ膜３７の側壁にデポジション膜
を形成して、それぞれエッチングしているので、チャン
バ１１内を清浄に保持しつつ、ＴｉＮ膜３６／Ａｌ膜３
７の境界でのＡｌ膜３７のサイドエッチングを防止する
ことができる。
【００２３】なお、上記の実施例では、バリアメタル膜
上の導電体膜としてＡｌ膜を用いているが、銅やシリコ
ンを含むＡｌ合金膜を用いてもよい。また、バリアメタ
ル膜としてＴｉＮ膜を用いているが、他のバリアメタル
膜を用いてもよい。
上の導電体膜としてＡｌ膜を用いているが、銅やシリコ
ンを含むＡｌ合金膜を用いてもよい。また、バリアメタ
ル膜としてＴｉＮ膜を用いているが、他のバリアメタル
膜を用いてもよい。
【００２４】（Ｂ）第２の実施例 図１（ｂ）は、上記のエッチング装置のチャンバへのエ
ッチングガスの導入のタイミングチャートを示す図で、
図２（ａ）〜（ｃ），図３に示す工程により本発明の第
２の実施例について説明する。
ッチングガスの導入のタイミングチャートを示す図で、
図２（ａ）〜（ｃ），図３に示す工程により本発明の第
２の実施例について説明する。
【００２５】第１の実施例と異なるところは、通常の流
量のＢＣｌ3 ガスと通常の流量のＣｌ2 ガスとを用い、
かつこの混合ガスに更に水素ガス（Ｈ2 ガス）を添加し
ていることである。
量のＢＣｌ3 ガスと通常の流量のＣｌ2 ガスとを用い、
かつこの混合ガスに更に水素ガス（Ｈ2 ガス）を添加し
ていることである。
【００２６】図２（ａ）に示す状態の半導体基板３１を
用いて、まず、図２（ｂ）に示すように、電極及び配線
層を形成すべき領域のＡｌ膜３７上にレジストパターン
膜３８を形成する。
用いて、まず、図２（ｂ）に示すように、電極及び配線
層を形成すべき領域のＡｌ膜３７上にレジストパターン
膜３８を形成する。
【００２７】次いで、図２（ｃ）に示すように、ガス流
量４０cc/minのＢＣｌ3 ガス＋ガス流量１５０cc/minの
Ｃｌ2 ガス＋ガス流量４０cc/minの水素ガスのプラズマ
ガスを用いたドライエッチングにより、Ａｌ膜３７／Ｔ
ｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５を順次選択的にエッチング・除
去する。これにより、導電型領域層３２と接続する電極
及び配線層３９が形成される。
量４０cc/minのＢＣｌ3 ガス＋ガス流量１５０cc/minの
Ｃｌ2 ガス＋ガス流量４０cc/minの水素ガスのプラズマ
ガスを用いたドライエッチングにより、Ａｌ膜３７／Ｔ
ｉＮ膜３６／Ｔｉ膜３５を順次選択的にエッチング・除
去する。これにより、導電型領域層３２と接続する電極
及び配線層３９が形成される。
【００２８】以上のように、本発明の第２の実施例の半
導体装置の製造方法によれば、通常の流量のＢＣｌ3 ガ
スと通常の流量のＣｌ2 ガスとを用い、更に、この混合
ガスに水素ガスを添加することにより、水素と、残留す
るＣｌ2 とを反応させて残留するＣｌ2 を除去すること
ができる。これにより、ＢＣｌ3 ガス流量を増大させる
ことなく、Ａｌ膜３７のサイドエッチングを防止するこ
とができ、更に、チャンバ１１内壁へのデポジション膜
の形成を抑制することができる。
導体装置の製造方法によれば、通常の流量のＢＣｌ3 ガ
スと通常の流量のＣｌ2 ガスとを用い、更に、この混合
ガスに水素ガスを添加することにより、水素と、残留す
るＣｌ2 とを反応させて残留するＣｌ2 を除去すること
ができる。これにより、ＢＣｌ3 ガス流量を増大させる
ことなく、Ａｌ膜３７のサイドエッチングを防止するこ
とができ、更に、チャンバ１１内壁へのデポジション膜
の形成を抑制することができる。
【００２９】なお、水素又はフッ素を含むガスとして水
素ガスを用いているが、Ｃｌ2 との反応性を有する他の
ガス、例えばＨＦやＨＢｒ等の水素のハロゲン化物，Ｃ
Ｆ4ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガス又はＣ2 Ｈ6 ガス
を用いることもできる。
素ガスを用いているが、Ｃｌ2 との反応性を有する他の
ガス、例えばＨＦやＨＢｒ等の水素のハロゲン化物，Ｃ
Ｆ4ガス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガス又はＣ2 Ｈ6 ガス
を用いることもできる。
【００３０】また、バリアメタル膜はＴｉやＴｉＮに限
らず、ＷＮ，Ｗ，Ｔａ等他の高融点金属やその化合物を
用いることもできる。
らず、ＷＮ，Ｗ，Ｔａ等他の高融点金属やその化合物を
用いることもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法によれば、少なくともバリアメタル膜
／アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の構成を有す
る多層の導電体膜のエッチングにおいて、まず、第１の
ガス流量のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガス
との混合ガスによりアルミニウム膜等のみをエッチング
し、次いで、第１のガス流量よりも多い第３のガス流量
のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合
ガスによりバリアメタル膜をエッチングしているので、
第１のガス流量を調整することによりチャンバ内壁への
デポジション膜の形成を抑制することができ、また、第
１のガス流量よりも多い第３のガス流量のＢＣｌ3 ガス
によりアルミニウム膜等のサイドエッチングを防止する
ことができる。
体装置の製造方法によれば、少なくともバリアメタル膜
／アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の構成を有す
る多層の導電体膜のエッチングにおいて、まず、第１の
ガス流量のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガス
との混合ガスによりアルミニウム膜等のみをエッチング
し、次いで、第１のガス流量よりも多い第３のガス流量
のＢＣｌ3 ガスと第２のガス流量のＣｌ2 ガスとの混合
ガスによりバリアメタル膜をエッチングしているので、
第１のガス流量を調整することによりチャンバ内壁への
デポジション膜の形成を抑制することができ、また、第
１のガス流量よりも多い第３のガス流量のＢＣｌ3 ガス
によりアルミニウム膜等のサイドエッチングを防止する
ことができる。
【００３２】更に、第４のガス流量のＢＣｌ3 ガスと第
５のガス流量のＣｌ2 ガスの混合ガスに更に水素又はフ
ッ素を含むガスを添加することにより、水素又はフッ素
と残留Ｃｌ2 とを反応させることにより、ＢＣｌ3 ガス
流量を増大させることなく、アルミニウム膜のサイドエ
ッチングを防止することができ、更に、チャンバ内壁へ
のデポジション膜の形成を抑制することができる。
５のガス流量のＣｌ2 ガスの混合ガスに更に水素又はフ
ッ素を含むガスを添加することにより、水素又はフッ素
と残留Ｃｌ2 とを反応させることにより、ＢＣｌ3 ガス
流量を増大させることなく、アルミニウム膜のサイドエ
ッチングを防止することができ、更に、チャンバ内壁へ
のデポジション膜の形成を抑制することができる。
【図１】本発明の実施例に係るエッチング方法に用いる
エッチングガスの使用方法について説明するタイミング
チャートである。
エッチングガスの使用方法について説明するタイミング
チャートである。
【図２】本発明の第１及び第２の実施例に係るエッチン
グ方法について説明する断面図（その１）である。
グ方法について説明する断面図（その１）である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施例に係るエッチン
グ方法について説明する断面図（その２）である。
グ方法について説明する断面図（その２）である。
【図４】本発明の実施例に用いられるエッチング装置に
ついて説明する構成図である。
ついて説明する構成図である。
【図５】従来例に係るエッチング方法について説明する
断面図（その１）である。
断面図（その１）である。
【図６】従来例に係るエッチング方法について説明する
断面図（その２）である。
断面図（その２）である。
１１ チャンバ、 １２ 排気口、 １３ ターボポンプ、 １４ ロータリポンプ、 １５ ガス導入口、 16ａ 第１のガス導入管、 16ｂ 第２のガス導入管、 16ｃ 第３のガス導入管、 16ｄ 第４のガス導入管、 17ａ 第１のバルブ、 17ｂ 第２のバルブ、 17ｃ 第３のバルブ、 17ｄ 第４のバルブ、 １８ 導波管、 １９ 載置台、 ２０ マッチングボックス、 ２１ 高周波電源、 ２２ ウエハ搬送路、 ２３ ウエハカセット、 ３１ 半導体基板（ウエハ）、 ３２ 導電型領域層、 ３３ 絶縁膜、 ３４ コンタクトホール、 ３５ Ｔｉ膜、 ３６ ＴｉＮ膜（バリアメタル膜）、 ３７ Ａｌ膜、 ３８ レジストパターン膜、 ３９ 電極及び配線層。
Claims (4)
- 【請求項１】 基体上に形成された、少なくともバリア
メタル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とを
順に積層した導電体膜のエッチングを行う半導体装置の
製造方法において、 第１の流量のＢＣｌ3 ガスと第２の流量のＣｌ2 ガスと
の混合ガスにより前記アルミニウム膜又はアルミニウム
合金膜をエッチングする工程と、 前記第１の流量よりも多い第３の流量のＢＣｌ3 ガスと
前記第２の流量のＣｌ 2 ガスとの混合ガスにより前記バ
リアメタル膜をエッチングする工程とを有する半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 基体上に形成された、少なくともバリア
メタル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とを
順に積層した導電体膜のエッチングを行う半導体装置の
製造方法において、 前記第４の流量のＢＣｌ3 ガスと第５の流量のＣｌ2 ガ
スと水素又はフッ素を含むガスとの混合ガスにより前記
アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜及び前記バリア
メタル膜をエッチングする工程を有する半導体装置の製
造方法。 - 【請求項３】 前記水素又はフッ素を含むガスは、水素
ガス，水素プラズマ，水素のハロゲン化物，ＣＦ4 ガ
ス，ＣＨＦ3 ガス, ＣＨ4 ガス又はＣ2 Ｈ6 ガスである
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法を用いて、少なくともバリアメ
タル膜とアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とを順
に積層した導電体膜からなる電極又は配線層を形成する
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25005692A JPH06104222A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25005692A JPH06104222A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104222A true JPH06104222A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17202148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25005692A Withdrawn JPH06104222A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104222A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999012195A1 (fr) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Hitachi, Ltd. | Procede de gravure a sec |
| KR100252492B1 (ko) * | 1996-05-30 | 2000-05-01 | 가네꼬 히사시 | 반도체디바이스의제조방법 |
| KR100321697B1 (ko) * | 1998-06-30 | 2002-07-06 | 박종섭 | 반도체장치제조방법 |
| JP2010097992A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP25005692A patent/JPH06104222A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100252492B1 (ko) * | 1996-05-30 | 2000-05-01 | 가네꼬 히사시 | 반도체디바이스의제조방법 |
| WO1999012195A1 (fr) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Hitachi, Ltd. | Procede de gravure a sec |
| KR100321697B1 (ko) * | 1998-06-30 | 2002-07-06 | 박종섭 | 반도체장치제조방법 |
| JP2010097992A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP4685147B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2011-05-18 | エルピーダメモリ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US8133779B2 (en) | 2008-10-14 | 2012-03-13 | Elpida Memory, Inc. | Method of fabricating a semiconductor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |