JPH07201819A - 銅薄膜のエッチング方法 - Google Patents
銅薄膜のエッチング方法Info
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- JPH07201819A JPH07201819A JP33591393A JP33591393A JPH07201819A JP H07201819 A JPH07201819 A JP H07201819A JP 33591393 A JP33591393 A JP 33591393A JP 33591393 A JP33591393 A JP 33591393A JP H07201819 A JPH07201819 A JP H07201819A
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Landscapes
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】超ＬＳＩに用いられる微細な銅の配線パターン
を形成する際にエッチング速度が速く、かつサイドエッ
チングや腐食が起こることもなく、高いスループットで
銅配線の加工を行うことができるドライエッチングの方
法を提供する。 【構成】塩素あるいはクロロカーボンを含むガスに、一
般式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示さ
れる化合物を混合して、減圧下プラズマ中でドライエッ
チングする。
を形成する際にエッチング速度が速く、かつサイドエッ
チングや腐食が起こることもなく、高いスループットで
銅配線の加工を行うことができるドライエッチングの方
法を提供する。 【構成】塩素あるいはクロロカーボンを含むガスに、一
般式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示さ
れる化合物を混合して、減圧下プラズマ中でドライエッ
チングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超ＬＳＩに用いられる微
細な銅の配線パターンを形成する際に利用されるドライ
エッチング方法に関する。
細な銅の配線パターンを形成する際に利用されるドライ
エッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】半導体集積回路の高密度集
積化に伴い、配線パターンのいっそうの微細化が求めら
れている。この要求に対し、従来のアルミニウムを主体
とする合金では、電気抵抗が大きく、ジュール熱による
発熱や、配線の時定数の増加に伴う信号の遅延、エレク
トロマイグレーションやストレスマイグレーションによ
る信頼性の低下などが解決すべき大きな課題として指摘
されている。
積化に伴い、配線パターンのいっそうの微細化が求めら
れている。この要求に対し、従来のアルミニウムを主体
とする合金では、電気抵抗が大きく、ジュール熱による
発熱や、配線の時定数の増加に伴う信号の遅延、エレク
トロマイグレーションやストレスマイグレーションによ
る信頼性の低下などが解決すべき大きな課題として指摘
されている。
【０００３】これに対し、配線材料として銅を用いる提
案がなされている。銅は電気抵抗が低く、エレクトロマ
イグレーションやストレスマイグレーションに対する耐
性も高いので、上記問題点はことごとく解決できる。し
かしながら、配線材料に銅を用いるに当たっては、反応
性イオンエッチングによる配線加工が困難であることが
障害となっている。反応性イオンエッチングの生成物で
ある銅の塩化物の蒸気圧がアルミニウムなどの金属に比
べて低いため、蒸発速度が遅く、したがって十分な速度
でエッチングが進行しないのがその原因である。
案がなされている。銅は電気抵抗が低く、エレクトロマ
イグレーションやストレスマイグレーションに対する耐
性も高いので、上記問題点はことごとく解決できる。し
かしながら、配線材料に銅を用いるに当たっては、反応
性イオンエッチングによる配線加工が困難であることが
障害となっている。反応性イオンエッチングの生成物で
ある銅の塩化物の蒸気圧がアルミニウムなどの金属に比
べて低いため、蒸発速度が遅く、したがって十分な速度
でエッチングが進行しないのがその原因である。
【０００４】例えばＪ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．１３０，１７７７（１９８３）には銅をＣｌ2 やＣ
Ｃｌ4 でエッチングする方法が開示されているが、銅を
塩素化する反応は早いものの生成物のＣｕＣｌの除去が
十分ではなく、汚染や腐食の原因となり、またパターン
の側壁保護が十分ではなく、等方的なエッチングとなる
ため、サイドエッチが入って微細なパターンの場合の精
度が低下する、という問題点があった。
ｃ．１３０，１７７７（１９８３）には銅をＣｌ2 やＣ
Ｃｌ4 でエッチングする方法が開示されているが、銅を
塩素化する反応は早いものの生成物のＣｕＣｌの除去が
十分ではなく、汚染や腐食の原因となり、またパターン
の側壁保護が十分ではなく、等方的なエッチングとなる
ため、サイドエッチが入って微細なパターンの場合の精
度が低下する、という問題点があった。
【０００５】また、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，２８，１０７０（１９８９）およびＡｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９，９１４（１９９１）ではエ
ッチングガスとしてＳｉＣｌ4 を用いる方法が提示され
ているが、上記問題点は解決されたものの、エッチング
の速度が遅く、実用には適さない。特開平２−２３９６
２０号公報には、塩素および炭素を含むエッチングガス
を用い、エッチング時に基板表面の温度を２５０℃以上
に加熱することにより塩化物を揮発離脱させて高速にエ
ッチングする方法が提案されている。また、特開平２−
５８８３１号公報に開示されたドライエッチング方法で
は、エッチング後にスパッタエッチングを行うことによ
りエッチング表面の残渣を除去する方法が提案されてい
る。
ｓ．，２８，１０７０（１９８９）およびＡｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９，９１４（１９９１）ではエ
ッチングガスとしてＳｉＣｌ4 を用いる方法が提示され
ているが、上記問題点は解決されたものの、エッチング
の速度が遅く、実用には適さない。特開平２−２３９６
２０号公報には、塩素および炭素を含むエッチングガス
を用い、エッチング時に基板表面の温度を２５０℃以上
に加熱することにより塩化物を揮発離脱させて高速にエ
ッチングする方法が提案されている。また、特開平２−
５８８３１号公報に開示されたドライエッチング方法で
は、エッチング後にスパッタエッチングを行うことによ
りエッチング表面の残渣を除去する方法が提案されてい
る。
【０００６】しかしながら、前者の方法では基板を高温
に保つ必要があり、かつサイドエッチングが大きく精度
が上がらない欠点があり、後者の方法では、スパッタエ
ッチ工程を余分に付加する必要があるために、スループ
ットが低下し、またスパッタエッチによるＣＤ比が低下
するという問題があり、いずれにしても従来のエッチン
グ方法では、上記問題点を同時に解決することはできな
い。
に保つ必要があり、かつサイドエッチングが大きく精度
が上がらない欠点があり、後者の方法では、スパッタエ
ッチ工程を余分に付加する必要があるために、スループ
ットが低下し、またスパッタエッチによるＣＤ比が低下
するという問題があり、いずれにしても従来のエッチン
グ方法では、上記問題点を同時に解決することはできな
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以上
の問題点を解決するものであり、サイドエッチングを発
生させることなく、かつ十分な速度で銅薄膜をドライエ
ッチングできる方法を提供することにある。
の問題点を解決するものであり、サイドエッチングを発
生させることなく、かつ十分な速度で銅薄膜をドライエ
ッチングできる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記課題を解
決すべく鋭意努力した結果、次の技術手段によって上記
問題点が解決されることを発見し、標記発明に到達し
た。 （ａ）塩素あるいはクロロカーボンを含むガスに、一般
式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示され
る化合物を混合して、減圧下プラズマ中でドライエッチ
ングすること。（第１の発明） （ｂ）塩素およびイオウを含む化合物を用いて、減圧下
プラズマ中でドライエッチングすること。（第２の発
明） （ｃ）非金属のオキシクロライドを用いて、減圧下プラ
ズマ中でドライエッチングすること。（第３の発明）
決すべく鋭意努力した結果、次の技術手段によって上記
問題点が解決されることを発見し、標記発明に到達し
た。 （ａ）塩素あるいはクロロカーボンを含むガスに、一般
式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示され
る化合物を混合して、減圧下プラズマ中でドライエッチ
ングすること。（第１の発明） （ｂ）塩素およびイオウを含む化合物を用いて、減圧下
プラズマ中でドライエッチングすること。（第２の発
明） （ｃ）非金属のオキシクロライドを用いて、減圧下プラ
ズマ中でドライエッチングすること。（第３の発明）
【０００９】
【作用】第１の発明について説明する。銅は塩素あるい
はクロロカーボンガスのプラズマによって非常に速く塩
素化されて、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）を形成する。た
だし塩化銅（Ｉ）は蒸気圧が低いため、そのままでは除
去するのに高温を要する。そこで、一般式：ＡＸ3 を有
する物質を添加すると、蒸気圧の高い付加化合物を形成
し、その揮発が促進される。この揮発は完全に起こり、
残渣をほとんど残さないので、後工程における腐食が起
こりにくい。
はクロロカーボンガスのプラズマによって非常に速く塩
素化されて、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）を形成する。た
だし塩化銅（Ｉ）は蒸気圧が低いため、そのままでは除
去するのに高温を要する。そこで、一般式：ＡＸ3 を有
する物質を添加すると、蒸気圧の高い付加化合物を形成
し、その揮発が促進される。この揮発は完全に起こり、
残渣をほとんど残さないので、後工程における腐食が起
こりにくい。
【００１０】本発明による塩素あるいはクロロカーボン
を含むガスとしては、純塩素ガス、ヘリウムなどの不活
性ガスで希釈された塩素ガス、四塩化炭素、トリクロロ
メタン（クロロホルム）、ジクロロメタン（メチレンク
ロライド）、ヘキサクロロエタンなどが好適に用いられ
る。また一般式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲ
ン）で示される化合物としては、三塩化硼素（ＢＣｌ
3 ）、三フッ化硼素（ＢＦ3 ）、三臭化硼素（ＢＢｒ
3 ）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）、三フッ化窒
素（ＮＦ3 ）、三塩化燐（ＰＣｌ3 ）、三フッ化燐（Ｐ
Ｆ3 ）、三臭化燐（ＰＢｒ3 ）、三塩化砒素（ＡｓＣｌ
3 ）、三フッ化砒素（ＡｓＦ3 ）、三臭化砒素（ＡｓＢ
ｒ3 ）などが用いられる。上記ガスは減圧による気化を
利用するか又は加熱を併用したバプリングによって反応
容器中に導かれる。
を含むガスとしては、純塩素ガス、ヘリウムなどの不活
性ガスで希釈された塩素ガス、四塩化炭素、トリクロロ
メタン（クロロホルム）、ジクロロメタン（メチレンク
ロライド）、ヘキサクロロエタンなどが好適に用いられ
る。また一般式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲ
ン）で示される化合物としては、三塩化硼素（ＢＣｌ
3 ）、三フッ化硼素（ＢＦ3 ）、三臭化硼素（ＢＢｒ
3 ）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）、三フッ化窒
素（ＮＦ3 ）、三塩化燐（ＰＣｌ3 ）、三フッ化燐（Ｐ
Ｆ3 ）、三臭化燐（ＰＢｒ3 ）、三塩化砒素（ＡｓＣｌ
3 ）、三フッ化砒素（ＡｓＦ3 ）、三臭化砒素（ＡｓＢ
ｒ3 ）などが用いられる。上記ガスは減圧による気化を
利用するか又は加熱を併用したバプリングによって反応
容器中に導かれる。
【００１１】塩素あるいは塩素を含むガスと、一般式：
ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示される化
合物のガスの混合比率は任意でよいが、モル比率で１：
３〜３：１、好適には１：２〜２：１程度が望ましい。
次に第２の発明について説明する。銅はプラズマ中の塩
素によって非常に速く塩素化されて、塩化銅（Ｉ）（Ｃ
ｕＣｌ）を形成する。ただしこの反応は等方的であるの
で、サイドウォールの保護ができず、ＣＤロスが極めて
大きくなる。しかしここにイオウが存在すると、比較的
安定なＣｕ2 Ｓ、あるいはＣｕＳのような揮発性の低い
化合物が選択的にサイドウォールに形成されるため、サ
イドエッチングが著しく抑制され、異方性の高いエッチ
ングが可能となる。
ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示される化
合物のガスの混合比率は任意でよいが、モル比率で１：
３〜３：１、好適には１：２〜２：１程度が望ましい。
次に第２の発明について説明する。銅はプラズマ中の塩
素によって非常に速く塩素化されて、塩化銅（Ｉ）（Ｃ
ｕＣｌ）を形成する。ただしこの反応は等方的であるの
で、サイドウォールの保護ができず、ＣＤロスが極めて
大きくなる。しかしここにイオウが存在すると、比較的
安定なＣｕ2 Ｓ、あるいはＣｕＳのような揮発性の低い
化合物が選択的にサイドウォールに形成されるため、サ
イドエッチングが著しく抑制され、異方性の高いエッチ
ングが可能となる。
【００１２】塩素及びイオウを含むガスとしては、一塩
化イオウ（Ｓ2 Ｃｌ2 ）、二塩化イオウ（ＳＣｌ2 ）の
ような一分子内にＳ、Ｃｌを含むガスを用いる他、純塩
素ガス、四塩化炭素のような塩素化合物と、硫化水素、
二酸化イオウ、六弗化イオウのようなイオウ化合物を混
合したものを用いてもよい。これらのガスは、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで適宜希釈してもよ
い。上記ガスは減圧による気化を利用して、あるいは加
熱を併用したバプリングによって反応容器中に導かれ
る。
化イオウ（Ｓ2 Ｃｌ2 ）、二塩化イオウ（ＳＣｌ2 ）の
ような一分子内にＳ、Ｃｌを含むガスを用いる他、純塩
素ガス、四塩化炭素のような塩素化合物と、硫化水素、
二酸化イオウ、六弗化イオウのようなイオウ化合物を混
合したものを用いてもよい。これらのガスは、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで適宜希釈してもよ
い。上記ガスは減圧による気化を利用して、あるいは加
熱を併用したバプリングによって反応容器中に導かれ
る。
【００１３】塩素とイオウをのガス中の比率は任意でよ
いが、モル比率で１：３〜３：１、好適には１：２〜
２：１程度が望ましい。第３の発明は次のとおりであ
る。銅はプラズマ中の塩素によって速やかに塩素化され
て、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）を形成する。この反応は
等方的であるので、サイドウォールの保護ができず、Ｃ
Ｄロスが極めて大きくなる。しかしオキシクロライド由
来の酸素が存在するために、比較的安定なＣｕ2 Ｏ、Ｃ
ｕ2 ＯＣｌ2 あるいはＣｕＯのような揮発性の低い化合
物が選択的にサイドウォールに形成されるため、サイド
エッチングが著しく抑制され、異方性の高いエッチング
が可能となる。
いが、モル比率で１：３〜３：１、好適には１：２〜
２：１程度が望ましい。第３の発明は次のとおりであ
る。銅はプラズマ中の塩素によって速やかに塩素化され
て、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）を形成する。この反応は
等方的であるので、サイドウォールの保護ができず、Ｃ
Ｄロスが極めて大きくなる。しかしオキシクロライド由
来の酸素が存在するために、比較的安定なＣｕ2 Ｏ、Ｃ
ｕ2 ＯＣｌ2 あるいはＣｕＯのような揮発性の低い化合
物が選択的にサイドウォールに形成されるため、サイド
エッチングが著しく抑制され、異方性の高いエッチング
が可能となる。
【００１４】非金属のオキシクロライドとしては、塩化
カルボニル（ＣＯＣｌ2 ）、塩化オキザリル（（ＣＯＣ
ｌ）2 ）、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ2 ）、塩化ニトリ
ル（ＮＯ2 Ｃｌ2 ）、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）、
塩化スルフリル（ＳＯ2 Ｃｌ 2 ）、塩化チオニル（ＳＯ
Ｃｌ2 ）などが用いられる。これらのガスは、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで適宜希釈してもよ
い。また塩素や四塩化炭素等の他のエッチングガスと併
用することもできる。上記ガスは減圧による気化を利用
するか又は加熱を併用したバプリングによって反応容器
中に導かれる。
カルボニル（ＣＯＣｌ2 ）、塩化オキザリル（（ＣＯＣ
ｌ）2 ）、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ2 ）、塩化ニトリ
ル（ＮＯ2 Ｃｌ2 ）、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）、
塩化スルフリル（ＳＯ2 Ｃｌ 2 ）、塩化チオニル（ＳＯ
Ｃｌ2 ）などが用いられる。これらのガスは、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガスで適宜希釈してもよ
い。また塩素や四塩化炭素等の他のエッチングガスと併
用することもできる。上記ガスは減圧による気化を利用
するか又は加熱を併用したバプリングによって反応容器
中に導かれる。
【００１５】以上の各方法におけるドライエッチングの
手段としては、通常ＲＩＥモードのプラズマエッチング
を用いる。プラズマ発生の方式は特に限定されないが、
ＲＦプラズマ、ＥＣＲプラズマ、ヘリコン波プラズマな
どが好適に用いられる。この時の圧力はプラズマの発生
方式によって異なるが、一般のＲＦプラズマの場合、
０．０２〜０．１０Ｔｏｒｒ程度の圧力で操作される。
手段としては、通常ＲＩＥモードのプラズマエッチング
を用いる。プラズマ発生の方式は特に限定されないが、
ＲＦプラズマ、ＥＣＲプラズマ、ヘリコン波プラズマな
どが好適に用いられる。この時の圧力はプラズマの発生
方式によって異なるが、一般のＲＦプラズマの場合、
０．０２〜０．１０Ｔｏｒｒ程度の圧力で操作される。
【００１６】また、アルゴンガスやアルゴンイオンの添
加によるイオンアシストでエッチングを行うことも可能
である。
加によるイオンアシストでエッチングを行うことも可能
である。
【００１７】
実施例−１ 図１は反応性イオンエッチング装置の概念図である。以
下に示す本発明の実施例および比較例は図１に示す反応
性イオンエッチング装置を用いて処理したものである。
下に示す本発明の実施例および比較例は図１に示す反応
性イオンエッチング装置を用いて処理したものである。
【００１８】表面に線幅０．５μｍ厚さ１．０μｍのレ
ジストパターンを形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設
けた直径６インチのシリコンウエーハ１をエッチングチ
ャンバ２の電極兼ステージ３に装着し、排気系４にて１
０-4Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、ガス供給系を構成す
る複数のガスボンベ５から対向電極６中のガスノズルを
通して反応ガスを供給し、圧力制御装置７を通してエッ
チングチャンバ２内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御
した。
ジストパターンを形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設
けた直径６インチのシリコンウエーハ１をエッチングチ
ャンバ２の電極兼ステージ３に装着し、排気系４にて１
０-4Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、ガス供給系を構成す
る複数のガスボンベ５から対向電極６中のガスノズルを
通して反応ガスを供給し、圧力制御装置７を通してエッ
チングチャンバ２内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御
した。
【００１９】ここにＲＦ電源８から１３．５６ＭＨｚの
高周波をステージ３と対向電極６との間に印加してプラ
ズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッチン
グした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに調整
した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し約１
３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確認さ
れた。
高周波をステージ３と対向電極６との間に印加してプラ
ズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッチン
グした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに調整
した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し約１
３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確認さ
れた。
【００２０】表１にそれぞれ反応ガス成分を変えて上記
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表１から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少していることが
わかる。
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表１から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少していることが
わかる。
【００２１】
【表１】
【００２２】さらに基板に残留する塩素の量をイオンク
ロマトグラフ法で測定したところ、実施例の場合はいず
れも０．０１ｐｐｍ以下であったのに対し、比較例はい
ずれも１０ｐｐｍ以上と大きく、本発明による腐食の原
因となる塩素の量が減少していることがわかった。以上
より、本発明の実施例においてはエッチング速度が低下
することなく、サイドエッチングや腐食を防止すること
ができ、しかも高温エッチングやスパッタエッチングの
ような工程を増加させることもなく、高いスループット
で加工が達成できることがわかった。 実施例−２ 図１に示す反応性イオンエッチング装置を用いてエッチ
ングを行った。
ロマトグラフ法で測定したところ、実施例の場合はいず
れも０．０１ｐｐｍ以下であったのに対し、比較例はい
ずれも１０ｐｐｍ以上と大きく、本発明による腐食の原
因となる塩素の量が減少していることがわかった。以上
より、本発明の実施例においてはエッチング速度が低下
することなく、サイドエッチングや腐食を防止すること
ができ、しかも高温エッチングやスパッタエッチングの
ような工程を増加させることもなく、高いスループット
で加工が達成できることがわかった。 実施例−２ 図１に示す反応性イオンエッチング装置を用いてエッチ
ングを行った。
【００２３】表面に線幅０．５μｍ厚さ１．０μｍのレ
ジストパターンを形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設
けた直径６インチのシリコンウエーハ１をエッチングチ
ャンバ２の電極兼ステージ３に装着し、排気系４にて１
０-4Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、ガス供給系を構成す
る複数のガスボンベ５から対向電極６中のガスノズルを
通して反応ガスを供給し、圧力制御装置７を通してエッ
チングチャンバ２内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御
した。
ジストパターンを形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設
けた直径６インチのシリコンウエーハ１をエッチングチ
ャンバ２の電極兼ステージ３に装着し、排気系４にて１
０-4Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、ガス供給系を構成す
る複数のガスボンベ５から対向電極６中のガスノズルを
通して反応ガスを供給し、圧力制御装置７を通してエッ
チングチャンバ２内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御
した。
【００２４】ヒータ９に電力を通じ、基板温度を２５０
℃一定とした後、ここにＲＦ電源８から１３．５６ＭＨ
ｚの高周波をステージ３と対向電極６との間に印加して
プラズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッ
チングした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに
調整した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し
約１３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確
認された。
℃一定とした後、ここにＲＦ電源８から１３．５６ＭＨ
ｚの高周波をステージ３と対向電極６との間に印加して
プラズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッ
チングした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに
調整した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し
約１３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確
認された。
【００２５】表２にそれぞれ反応ガス成分を変えて上記
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表２から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少減少しているこ
とがわかる。
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表２から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少減少しているこ
とがわかる。
【００２６】
【表２】
【００２７】以上より、本発明の実施例においてはエッ
チング速度が低下することなく、サイドエッチングや腐
食を防止することができ、しかもスパッタエッチングの
ような工程を増加させることもなく、高いスループット
で加工が達成できることがわかった。 実施例−３ 図１に示す反応性イオンエッチング装置を用いて、表面
に線幅０．５μｍ厚さ１．０μｍのレジストパターンを
形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設けた直径６インチ
のシリコンウエーハ１をエッチングチャンバ２の電極兼
ステージ３に装着し、排気系４にて１０-4Ｔｏｒｒまで
真空排気を行い、ガス供給系を構成する複数のガスボン
ベ５から対向電極６中のガスノズルを通して反応ガスを
供給し、圧力制御装置７を通してエッチングチャンバ２
内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御した。
チング速度が低下することなく、サイドエッチングや腐
食を防止することができ、しかもスパッタエッチングの
ような工程を増加させることもなく、高いスループット
で加工が達成できることがわかった。 実施例−３ 図１に示す反応性イオンエッチング装置を用いて、表面
に線幅０．５μｍ厚さ１．０μｍのレジストパターンを
形成した厚さ１．０μｍの銅薄膜を設けた直径６インチ
のシリコンウエーハ１をエッチングチャンバ２の電極兼
ステージ３に装着し、排気系４にて１０-4Ｔｏｒｒまで
真空排気を行い、ガス供給系を構成する複数のガスボン
ベ５から対向電極６中のガスノズルを通して反応ガスを
供給し、圧力制御装置７を通してエッチングチャンバ２
内の圧力を１０-2Ｔｏｒｒ一定に制御した。
【００２８】ここにＲＦ電源８から１３．５６ＭＨｚの
高周波をステージ３と対向電極６との間に印加してプラ
ズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッチン
グした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに調整
した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し約１
３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確認さ
れた。
高周波をステージ３と対向電極６との間に印加してプラ
ズマを発生させ、ウエーハ１の銅薄膜を２分間エッチン
グした。このときのプラズマの電力は約１５０Ｗに調整
した。また、基板表面の浮遊電位はプラズマに対し約１
３０Ｖとなり、ＲＩＥモードとなっていることが確認さ
れた。
【００２９】表３にそれぞれ反応ガス成分を変えて上記
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表３から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少していることが
わかる。
工程でエッチングを行った場合の実施例および比較例を
掲げた。表３から明らかなように、本発明によるエッチ
ング方法は、比較例に対しエッチング速度が大きく向上
し、サイドエッチングの量も著しく減少していることが
わかる。
【００３０】
【表３】
【００３１】以上より、本発明の実施例においてはエッ
チング速度が低下することなく、サイドエッチングを防
止することができ、しかもスパッタエッチングのような
工程を増加させることもなく、高いスループットで加工
が達成できることがわかった。
チング速度が低下することなく、サイドエッチングを防
止することができ、しかもスパッタエッチングのような
工程を増加させることもなく、高いスループットで加工
が達成できることがわかった。
【００３２】
【発明の効果】本発明のドライエッチング方法によれ
ば、エッチングによって発生する銅の塩化物を効果的に
除去できるためにエッチング速度が速く、かつサイドエ
ッチングや腐食が起こることもなく、さらに第２、３の
発明では、サイドウォールの保護効果によってエッチン
グ速度を損なうことなく、高いスループットで銅配線の
加工を行うことができ、その工業的利用価値は頗る大で
ある。
ば、エッチングによって発生する銅の塩化物を効果的に
除去できるためにエッチング速度が速く、かつサイドエ
ッチングや腐食が起こることもなく、さらに第２、３の
発明では、サイドウォールの保護効果によってエッチン
グ速度を損なうことなく、高いスループットで銅配線の
加工を行うことができ、その工業的利用価値は頗る大で
ある。
【図１】本発明の実施例のフローシートである。
１ ウェーハ ２ エッチング
チャンバ ３ ステージ ４ 排気装置 ５ ガスボンベ ６ 対向電極 ７ 圧力制御装置 ８ ＲＦ電源 ９ ヒータ
チャンバ ３ ステージ ４ 排気装置 ５ ガスボンベ ６ 対向電極 ７ 圧力制御装置 ８ ＲＦ電源 ９ ヒータ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体装置の銅薄膜をエッチングする際
に、塩素あるいはクロロカーボンを含むガスに、一般
式：ＡＸ3 （Ａは３価の元素、Ｘはハロゲン）で示され
る化合物を混合して、減圧下プラズマ中でドライエッチ
ングすることを特徴とする銅薄膜のエッチング方法。 - 【請求項２】 半導体装置の銅薄膜をエッチングする際
に、塩素およびイオウを含む化合物を用いて、減圧下プ
ラズマ中でドライエッチングすることを特徴とする銅薄
膜のエッチング方法。 - 【請求項３】 半導体装置の銅薄膜をエッチングする際
に、非金属のオキシクロライドを用いて、減圧下プラズ
マ中でドライエッチングすることを特徴とする銅薄膜の
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33591393A JPH07201819A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 銅薄膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33591393A JPH07201819A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 銅薄膜のエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201819A true JPH07201819A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18293772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33591393A Pending JPH07201819A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 銅薄膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201819A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886573B2 (en) | 2002-09-06 | 2005-05-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Plasma cleaning gas with lower global warming potential than SF6 |
| JP2012502452A (ja) * | 2008-09-03 | 2012-01-26 | マイクロン テクノロジー， インク． | 銅層処理 |
| US8728882B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-05-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Manufacturing method for thin film transistor array panel |
| WO2025071164A1 (ko) * | 2023-09-26 | 2025-04-03 | 에이피에스리서치 주식회사 | 구리박막의 건식 식각 방법 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33591393A patent/JPH07201819A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886573B2 (en) | 2002-09-06 | 2005-05-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Plasma cleaning gas with lower global warming potential than SF6 |
| JP2012502452A (ja) * | 2008-09-03 | 2012-01-26 | マイクロン テクノロジー， インク． | 銅層処理 |
| US8728882B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-05-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Manufacturing method for thin film transistor array panel |
| WO2025071164A1 (ko) * | 2023-09-26 | 2025-04-03 | 에이피에스리서치 주식회사 | 구리박막의 건식 식각 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030128 |