JPH07193048A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
- Publication number
- JPH07193048A JPH07193048A JP33067393A JP33067393A JPH07193048A JP H07193048 A JPH07193048 A JP H07193048A JP 33067393 A JP33067393 A JP 33067393A JP 33067393 A JP33067393 A JP 33067393A JP H07193048 A JPH07193048 A JP H07193048A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gas
- aluminum
- mixed gas
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミもしくはアルミ合金のドライエッチン
グにおいて、エッチング残渣の発生を抑え異方性形状を
保ちながら、エッチングマスクとアルミニウムとの高選
択比エッチングを実現する。 【構成】 半導体基板上に形成されたアルミ合金２をフ
ォトレジスト１をエッチングマスクにしドライエッチン
グを行うに際し、エッチングガスとしてＢＣｌ3とＣｌ
2 から成る混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガスを
用いる。
グにおいて、エッチング残渣の発生を抑え異方性形状を
保ちながら、エッチングマスクとアルミニウムとの高選
択比エッチングを実現する。 【構成】 半導体基板上に形成されたアルミ合金２をフ
ォトレジスト１をエッチングマスクにしドライエッチン
グを行うに際し、エッチングガスとしてＢＣｌ3とＣｌ
2 から成る混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガスを
用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
に用いられるアルミニウムもしくはアルミニウム合金の
配線のドライエッチング方法に関する。
に用いられるアルミニウムもしくはアルミニウム合金の
配線のドライエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金のドライエッチング方法としては、エッチングガ
スとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 を主成分とする混合ガスに、
Ｏ2 およびフロロカーボンガスを添加した混合ガスを用
いるドライエッチング方法が報告されている（特開昭５
９−１３４８３３号公報）。
ム合金のドライエッチング方法としては、エッチングガ
スとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 を主成分とする混合ガスに、
Ｏ2 およびフロロカーボンガスを添加した混合ガスを用
いるドライエッチング方法が報告されている（特開昭５
９−１３４８３３号公報）。
【０００３】この公報に記載の従来技術は、主元素とし
てアルミニウムから成る導電性材料をプラズマエッチン
グする際に使用する改良された反応性プラズマガス混合
系を提供するものである。その目的は、Ｏ2 およびフロ
ロカーボンガス（好ましいフロロカーボンガスは、ＣＦ
4 である）から成る少量のドーピングガス混合物と、Ｂ
Ｃｌ3 とＣｌ2 から成る主ガス混合物とする反応性ガス
混合物とを使用することにより達成される。つまり、被
覆フォトレジストに対しアルミニウムを十分な選択性を
もってエッチングし、且つそれによってアルミニウムの
エッチングにおいて垂直な側壁パターンを形成すること
ができるものである。また、主ガス混合物とドーピング
ガス混合物とを、反応イオンエッチング室中に少なくと
も８：１の容量比で供給することが好ましいとされてい
る。
てアルミニウムから成る導電性材料をプラズマエッチン
グする際に使用する改良された反応性プラズマガス混合
系を提供するものである。その目的は、Ｏ2 およびフロ
ロカーボンガス（好ましいフロロカーボンガスは、ＣＦ
4 である）から成る少量のドーピングガス混合物と、Ｂ
Ｃｌ3 とＣｌ2 から成る主ガス混合物とする反応性ガス
混合物とを使用することにより達成される。つまり、被
覆フォトレジストに対しアルミニウムを十分な選択性を
もってエッチングし、且つそれによってアルミニウムの
エッチングにおいて垂直な側壁パターンを形成すること
ができるものである。また、主ガス混合物とドーピング
ガス混合物とを、反応イオンエッチング室中に少なくと
も８：１の容量比で供給することが好ましいとされてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウムもしくは
アルミニウム合金のドライエッチング方法において、エ
ッチングガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 を主成分とする混
合ガスにＯ2 およびフロロカーボンガスを添加した混合
ガスを用いると、フロロカーボンガスがフッ素（Ｆ）を
含むガスであるため、フォトレジスト１をマスクとし
て、ＡｌＳｉＣｕ膜２をエッチング中に図４（ａ）に示
すようにアルミニウム表面がフッ化されＡｌＦX 層４を
形成し、ＡｌＦX は不揮発性の絶縁物であるため、図４
（ｂ）に示すようにＡｌＦX 起因のエッチング残渣５の
原因となり、配線間ショート６を引き起こし、問題とな
っていた。
アルミニウム合金のドライエッチング方法において、エ
ッチングガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 を主成分とする混
合ガスにＯ2 およびフロロカーボンガスを添加した混合
ガスを用いると、フロロカーボンガスがフッ素（Ｆ）を
含むガスであるため、フォトレジスト１をマスクとし
て、ＡｌＳｉＣｕ膜２をエッチング中に図４（ａ）に示
すようにアルミニウム表面がフッ化されＡｌＦX 層４を
形成し、ＡｌＦX は不揮発性の絶縁物であるため、図４
（ｂ）に示すようにＡｌＦX 起因のエッチング残渣５の
原因となり、配線間ショート６を引き起こし、問題とな
っていた。
【０００５】また、アルミニウム配線分離後のオーバー
エッチング時において、下地酸化膜（ＳｉＯ2 ）３は、
フロロカーボンガスの分解物（Ｆラジカル，ＣＦX イオ
ン）によって容易にエッチングされ、必要以上の下地Ｓ
ｉＯ2 のエッチングが行われ、エッチング制御性を著し
く低下させていた。
エッチング時において、下地酸化膜（ＳｉＯ2 ）３は、
フロロカーボンガスの分解物（Ｆラジカル，ＣＦX イオ
ン）によって容易にエッチングされ、必要以上の下地Ｓ
ｉＯ2 のエッチングが行われ、エッチング制御性を著し
く低下させていた。
【０００６】本発明の目的は、アルミもしくはアルミ合
金のドライエッチングにおいて、エッチング残渣の発生
を抑え、異方性形状を保ちながら、エッチングマスクと
アルミとの高選択比エッチングを実現することにある。
金のドライエッチングにおいて、エッチング残渣の発生
を抑え、異方性形状を保ちながら、エッチングマスクと
アルミとの高選択比エッチングを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
上に形成されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金
をプラズマを用いてドライエッチングする方法におい
て、エッチングガスとして、ＢＣｌ3 とＣｌ2 とからな
る主混合ガスに、ＣＯガスを添加したガスを用いること
を特徴とする。
上に形成されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金
をプラズマを用いてドライエッチングする方法におい
て、エッチングガスとして、ＢＣｌ3 とＣｌ2 とからな
る主混合ガスに、ＣＯガスを添加したガスを用いること
を特徴とする。
【０００８】またＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3
＋Ｃｌ2 ＋ＣＯ）］としては、２０％以下とするのが好
適である。
＋Ｃｌ2 ＋ＣＯ）］としては、２０％以下とするのが好
適である。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。
明する。
【００１０】（実施例１）実施例１では、リアクティブ
・イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置を用いた。図２に
ＲＩＥ装置を示す。半導体ウエハ９は、ウエハステージ
１０に固定される。排気口１２より十分エッチングチャ
ンバ８を真空排気した後、ガス導入口１１よりエッチン
グガスを供給する。設定圧力に圧力を調節した後、ブロ
ッキングコンデンサ１４を介し、ＲＦ電源１３から１
３．５６ＭＨｚの高周波をウエハステージ１０に供給
し、チャンバ８内においてプラズマを生成し、プラズマ
エッチングを行う。
・イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置を用いた。図２に
ＲＩＥ装置を示す。半導体ウエハ９は、ウエハステージ
１０に固定される。排気口１２より十分エッチングチャ
ンバ８を真空排気した後、ガス導入口１１よりエッチン
グガスを供給する。設定圧力に圧力を調節した後、ブロ
ッキングコンデンサ１４を介し、ＲＦ電源１３から１
３．５６ＭＨｚの高周波をウエハステージ１０に供給
し、チャンバ８内においてプラズマを生成し、プラズマ
エッチングを行う。
【００１１】エッチングサンプル断面図を図１に示す。
図１（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２０上に熱酸化法に
よりＳｉＯ2 膜３を５０００オングストローム形成す
る。その後、スパッタ法によりＡｌＳｉＣｕ膜２を１μ
ｍ形成する。さらにフォトリソグラフィにより、厚さ２
ｍｍのフォトレジストパターン１を形成する。
図１（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２０上に熱酸化法に
よりＳｉＯ2 膜３を５０００オングストローム形成す
る。その後、スパッタ法によりＡｌＳｉＣｕ膜２を１μ
ｍ形成する。さらにフォトリソグラフィにより、厚さ２
ｍｍのフォトレジストパターン１を形成する。
【００１２】エッチングガスとして、ＢＣｌ3 とＣｌ2
とから成る主混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガス
を用いる。ＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ
2 ＋ＣＯ）］は、２０％以下とした。この混合ガスを用
い、図２のＲＩＥ装置においてドライエッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／ＣＯ＝
２０／７０／１０［ｓｃｃｍ］で行い、反応圧力は１０
０ｍＴｏｒｒ 、ＲＦ電力は２００Ｗで行った。
とから成る主混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガス
を用いる。ＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ
2 ＋ＣＯ）］は、２０％以下とした。この混合ガスを用
い、図２のＲＩＥ装置においてドライエッチングを行っ
た。エッチングガス流量は、ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／ＣＯ＝
２０／７０／１０［ｓｃｃｍ］で行い、反応圧力は１０
０ｍＴｏｒｒ 、ＲＦ電力は２００Ｗで行った。
【００１３】エッチング途中の断面図を図１（ｂ）に示
す。ＡｌＳｉＣｕ側面は、ＣＯガス添加により、アルミ
ニウムの酸化物，炭素重合物の付着による保護膜７が形
成されることにより、アルミニウムのサイドエッチング
が抑制されている。
す。ＡｌＳｉＣｕ側面は、ＣＯガス添加により、アルミ
ニウムの酸化物，炭素重合物の付着による保護膜７が形
成されることにより、アルミニウムのサイドエッチング
が抑制されている。
【００１４】尚、側壁以外のアルミニウムエッチング面
にもアルミニウム酸化物，炭素重合物の付着は生じる
が、アルミニウム酸化物はＢＣｌX イオンにより容易に
エッチング除去され、炭素重合物に関してはプラズマか
らのイオン照射により容易にスパッタ除去される。
にもアルミニウム酸化物，炭素重合物の付着は生じる
が、アルミニウム酸化物はＢＣｌX イオンにより容易に
エッチング除去され、炭素重合物に関してはプラズマか
らのイオン照射により容易にスパッタ除去される。
【００１５】プラズマからウエハへのイオン入射は、ウ
エハに対し垂直成分が主である。そのため側壁以外のア
ルミニウム面には、実質的に保護膜の形成は生じない。
つまり、エッチング残渣の原因となる膜形成は起こらな
いことになる。
エハに対し垂直成分が主である。そのため側壁以外のア
ルミニウム面には、実質的に保護膜の形成は生じない。
つまり、エッチング残渣の原因となる膜形成は起こらな
いことになる。
【００１６】エッチング後の配線断面形状を図１（ｃ）
に示す。アルミニウム側壁の保護膜７の形成により良好
な異方性形状を得ることができる。また、アルミニウム
のサイドエッチングが抑制されるため、アルミニウムの
エッチング速度とレジストのエッチング速度の比（Ａｌ
／レジスト選択比）を大きくすることが可能となり、Ａ
ｌ／レジスト高選択比エッチングを達成できる。
に示す。アルミニウム側壁の保護膜７の形成により良好
な異方性形状を得ることができる。また、アルミニウム
のサイドエッチングが抑制されるため、アルミニウムの
エッチング速度とレジストのエッチング速度の比（Ａｌ
／レジスト選択比）を大きくすることが可能となり、Ａ
ｌ／レジスト高選択比エッチングを達成できる。
【００１７】さらに、下地ＳｉＯ2 膜３に関しても、前
述の混合ガスを用いた場合、Ａｌ／ＳｉＯ2 選択比を十
分大きくすることができ、下地ＳｉＯ2 のエッチング量
抑制を容易にすることができる。エッチング残渣に関し
ても、アルミ側壁以外に保護膜の形成は生じないため、
起こらない。
述の混合ガスを用いた場合、Ａｌ／ＳｉＯ2 選択比を十
分大きくすることができ、下地ＳｉＯ2 のエッチング量
抑制を容易にすることができる。エッチング残渣に関し
ても、アルミ側壁以外に保護膜の形成は生じないため、
起こらない。
【００１８】（実施例２）実施例２においても、実施例
１と同様のエッチング装置を用い、アルミニウムのエッ
チングを行った。エッチングサンプル断面図を図３に示
す。図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２０上に熱酸化
法によりＳｉＯ2 膜３を５０００オングストローム形成
し、さらにスパッタ法によりＡｌＣｕ膜１６を１μｍ形
成する。その後、エッチングマスクとして無機物である
プラズマＳｉＯ2 を用い、５０００オングストローム厚
のエッチングマスクパターン１５を形成する。
１と同様のエッチング装置を用い、アルミニウムのエッ
チングを行った。エッチングサンプル断面図を図３に示
す。図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２０上に熱酸化
法によりＳｉＯ2 膜３を５０００オングストローム形成
し、さらにスパッタ法によりＡｌＣｕ膜１６を１μｍ形
成する。その後、エッチングマスクとして無機物である
プラズマＳｉＯ2 を用い、５０００オングストローム厚
のエッチングマスクパターン１５を形成する。
【００１９】エッチングガスとして、ＢＣｌ3 とＣｌ2
とから成る主混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガス
を用いる。ＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ
2 ＋ＣＯ）］は、２０％以下とした。エッチングガス流
量は、ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／ＣＯ＝１０／７０／２０［ｓ
ｃｃｍ］、反応圧５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗと
し、エッチングを行った。エッチング途中の断面図を図
３（ｂ）に示す。実施例１と同様、アルミニウム側壁に
保護膜７が形成され、アルミニウムのサイドエッチング
は生じない。
とから成る主混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガス
を用いる。ＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3 ＋Ｃｌ
2 ＋ＣＯ）］は、２０％以下とした。エッチングガス流
量は、ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／ＣＯ＝１０／７０／２０［ｓ
ｃｃｍ］、反応圧５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力２００Ｗと
し、エッチングを行った。エッチング途中の断面図を図
３（ｂ）に示す。実施例１と同様、アルミニウム側壁に
保護膜７が形成され、アルミニウムのサイドエッチング
は生じない。
【００２０】エッチング終了後のアルミニウム配線形成
時の断面形状を図３（ｃ）に示す。保護膜７の形成によ
り、良好な異方性形状が得られており、またエッチング
残渣も生じない。
時の断面形状を図３（ｃ）に示す。保護膜７の形成によ
り、良好な異方性形状が得られており、またエッチング
残渣も生じない。
【００２１】さらに、エッチングマスクであるプラズマ
ＳｉＯ2 ，下地ＳｉＯ2 とも、Ａｌ／ＳｉＯ2 選択比が
大きくとれるため、エッチングマスクは薄膜化が可能で
あり、下地ＳｉＯ2 はエッチング量の抑制が容易とな
る。
ＳｉＯ2 ，下地ＳｉＯ2 とも、Ａｌ／ＳｉＯ2 選択比が
大きくとれるため、エッチングマスクは薄膜化が可能で
あり、下地ＳｉＯ2 はエッチング量の抑制が容易とな
る。
【００２２】このように、エッチングマスクとして、フ
ォトレジスト等の有機物を用いた場合でも、プラズマＳ
ｉＯ2 等の無機物を用いた場合においても、エッチング
残渣なく良好な異方性形状を得ることが可能であり、さ
らにエッチングマスクとの高選択比エッチングを達成で
きる。
ォトレジスト等の有機物を用いた場合でも、プラズマＳ
ｉＯ2 等の無機物を用いた場合においても、エッチング
残渣なく良好な異方性形状を得ることが可能であり、さ
らにエッチングマスクとの高選択比エッチングを達成で
きる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、アルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金をプラズマを用いてエ
ッチングするドライエッチング方法において、エッチン
グガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とから成る主混合ガスに
ＣＯガスを添加した混合ガスを用いることにより、エッ
チングマスクとアルミニウムとの高選択比エッチングを
実現でき、また、配線間ショートの原因となるエッチン
グ残渣の発生を防止することができる。
ニウムもしくはアルミニウム合金をプラズマを用いてエ
ッチングするドライエッチング方法において、エッチン
グガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とから成る主混合ガスに
ＣＯガスを添加した混合ガスを用いることにより、エッ
チングマスクとアルミニウムとの高選択比エッチングを
実現でき、また、配線間ショートの原因となるエッチン
グ残渣の発生を防止することができる。
【図１】レジストをマスクとするアルミニウムエッチン
グプロセスフロー断面図である。
グプロセスフロー断面図である。
【図２】アルミニウムエッチング装置を示す図である。
【図３】プラズマＳｉＯ2 をマスクとするアルミニウム
エッチングプロセスフロー断面図である。
エッチングプロセスフロー断面図である。
【図４】従来例におけるアルミニウムエッチングプロセ
スフロー断面図である。
スフロー断面図である。
１ フォトレジスト ２ ＡｌＳｉＣｕ膜 ３ ＳｉＯ2 膜 ４ ＡｌＦX 層 ５ エッチング残渣 ６ 配線間ショート部分 ７ 保護膜 ８ エッチングチャンバ ９ ウエハ １０ ウエハステージ １１ ガス導入口 １２ 排気口 １３ ＲＦ電源 １４ ブロッキングコンデンサ １５ プラズマＳｉＯ2 １６ ＡｌＣｕ膜 ２０ Ｓｉ基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】半導体ウエハ上に形成されたアルミニウム
もしくはアルミニウム合金をプラズマを用いてエッチン
グする方法において、 エッチングガスとして、ＢＣｌ3 とＣｌ2 とから成る主
混合ガスに、ＣＯガスを添加した混合ガスを用いること
を特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】ＣＯガスの添加量［ＣＯ／（ＢＣｌ3 ＋Ｃ
ｌ2 ＋ＣＯ）］が２０％以下であることを特徴とする請
求項１記載のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33067393A JPH07193048A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33067393A JPH07193048A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193048A true JPH07193048A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18235311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33067393A Pending JPH07193048A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07193048A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63244848A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
| JPH02275627A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-11-09 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33067393A patent/JPH07193048A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63244848A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
| JPH02275627A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-11-09 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5382316A (en) | Process for simultaneous removal of photoresist and polysilicon/polycide etch residues from an integrated circuit structure | |
| US5007982A (en) | Reactive ion etching of silicon with hydrogen bromide | |
| US4256534A (en) | Device fabrication by plasma etching | |
| CN1524287B (zh) | 用于蚀刻有机低k材料的特殊化学工艺 | |
| JP2553513B2 (ja) | 有機マスクを状態調節するための方法 | |
| JPH0758079A (ja) | キセノンを用いたプラズマエッチング | |
| JPH08172077A (ja) | ビアのプラズマエッチング改良方法 | |
| JPH0245927A (ja) | エッチング方法 | |
| US6080680A (en) | Method and composition for dry etching in semiconductor fabrication | |
| JP3318801B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| US5387312A (en) | High selective nitride etch | |
| JPH1098029A (ja) | 基板から有機反射防止膜をエッチングする処理法 | |
| US6756314B2 (en) | Method for etching a hard mask layer and a metal layer | |
| JP2891952B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5741742A (en) | Formation of aluminum-alloy pattern | |
| US6214725B1 (en) | Etching method | |
| US5277757A (en) | Dry etching method | |
| US5338395A (en) | Method for enhancing etch uniformity useful in etching submicron nitride features | |
| JP2681058B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP3082396B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2907314B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07193048A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH07263406A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05136103A (ja) | エツチング方法 | |
| JPH06163479A (ja) | ドライエッチング方法 |