JPH08236503A - 酸化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法 - Google Patents

酸化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法

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JPH08236503A
JPH08236503A JP3821195A JP3821195A JPH08236503A JP H08236503 A JPH08236503 A JP H08236503A JP 3821195 A JP3821195 A JP 3821195A JP 3821195 A JP3821195 A JP 3821195A JP H08236503 A JPH08236503 A JP H08236503A
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JP
Japan
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gas
etching
aluminum oxide
film
thin film
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JP3821195A
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English (en)
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Jiyunichi Tonoya
純一 戸野谷
Shuichi Saito
秀一 齋藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化アルミニウム薄膜をアルミニウムやシリ
コンに対して高い選択比でエッチングすることが可能な
酸化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法を提供しよ
うとするものである。 【構成】 エッチングガスの励起により主として生じた
反応性イオンでアルミニウム膜表面の酸化アルミニウム
薄膜を選択的にエッチングする方法において、前記エッ
チングガスは、三塩化ホウ素ガスとフッ素を含む飽和も
しくは不飽和炭化水素ガスとＣＯガスもしくはＣＯ2 ガ
スとを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化アルミニウム薄膜
の選択エッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置等のデバイス
においては、必要な特性を得るために種々の材料を用い
て微細な電子回路が形成されている。例えばＴＦＴ形液
晶表示装置においては、薄膜トランジスタのゲート電極
をモリブデンのような高融点金属に代わって、低コスト
で加工性に優れ、さらに低抵抗であるアルミニウムを使
用することが試みられている。しかしながら、アルミニ
ウムは酸化によりヒロックを発生するため、アルミニウ
ムからなるゲート電極上に絶縁膜を形成すると、前記絶
縁膜が破壊される恐れがある。このようなヒロックによ
る絶縁膜の破壊等を防止するためにアルミニウム薄膜の
形態またはゲート電極の形成後に陽極酸化を施して表面
に強固かつ安定な酸化膜を形成することが行われてい
る。
【０００３】前述した薄膜トランジスタにおいては、配
線を前記ゲート電極に接続してゲート電極を外部に引き
出す必要がある。前記配線は、前記ゲート電極を含む領
域に被覆された絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜に開口
したコンタクトホールを通して前記ゲート電極に接続さ
れる。このようなコンタクトホールは、前記絶縁膜上に
フォトリソグラフィ技術によりレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして前記絶縁膜を
エッチング除去することにより形成される。このエッチ
ング工程において、前記アルミニウムからなるゲート電
極表面には前述した陽極酸化によるアルミニウム酸化膜
（ＡｌＯx ）が形成されているため、前記酸化膜も選択
的に除去することが必要である。したがって、前記酸化
膜のエッチングに際してはその下地であるゲート電極の
アルミニウムに対して十分大きなエッチング速度の比
（選択比）を有することが必要である。
【０００４】ところで、アルミニウム酸化膜のエッチン
グにはリン酸水溶液によるウェットエッチング方法が知
られている。しかしながら、この方法はアルミニウム酸
化膜よりアルミニウムの方が速くエッチングされ易いた
め、アルミニウム酸化膜を選択的にエッチングすること
ができない。
【０００５】一方、還元性で質量が比較的大きなＣＣｌ
4 やＢＣｌ3 のような塩素系ガスを用いた反応性イオン
エッチング方法は、アルミニウム表面の自然酸化膜をエ
ッチングできることが知られている。しかしながら、こ
のエッチング時における自然酸化膜のエッチング速度は
アルミニウムのそれよりも遅いため、アルミニウム酸化
膜を選択的にエッチングすることができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸化
アルミニウム薄膜をアルミニウムやシリコンに対して高
い選択比でエッチングすることが可能な酸化アルミニウ
ム薄膜の選択エッチング方法を提供しようとするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係わ
る酸化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法は、エッ
チングガスの励起により主として生じた反応性イオンで
アルミニウム膜表面の酸化アルミニウム薄膜を選択的に
エッチングする方法において、前記エッチングガスは、
三塩化ホウ素ガスとフッ素を含む飽和もしくは不飽和炭
化水素ガスとＣＯガスもしくはＣＯ2 ガスとを含むこと
を特徴とするものである。このような本発明の方法によ
れば、アルミニウム膜表面の酸化アルミニウム薄膜を高
いエッチング選択比で除去することができる。
【０００８】すなわち、三塩化ホウ素ガスとフッ素を含
む飽和もしくは不飽和炭化水素ガスとＣＯガスもしくは
ＣＯ2 ガスとを含むエッチングガスを励起すると、前記
三塩化ホウ素ガスの分解、活性化により酸化アルミニウ
ム等へのエッチングに主に寄与する反応性のＣｌ+ やＢ
Ｃｌ+ ，ＢＣｌ2 + 等が発生する。また、前記エッチン
グガスの励起によりフッ素を含む飽和もしくは不飽和炭
化水素ガスから活性化されたＣおよびＦが生成し、また
ＣＯガスもしくはＣＯ2 から活性化されたＣが供給され
てフロロカーボン系のフラグメントが生成される。その
結果、アルミニウムやシリコンからなる被エッチング面
にエッチングバリアとして作用するフロロカーボン膜が
堆積される。一方、酸化アルミニウムからなる被エッチ
ング面では前記エッチングガスの励起において生成され
たフロロカーボン系のフラグメントが前記被エッチング
面から放出された酸素により酸化されて、分子量が大き
くなる前に揮散されるため、前記フロロカーボン膜の堆
積が抑制される。したがって、前記エッチングガスを励
起させると、アルミニウム膜表面の酸化アルミニウム薄
膜表面は主に前記反応性塩素イオンによりエッチングが
進行する。このような酸化アルミニウム薄膜のエッチン
グの進行に伴って、その下地であるアルミニウム膜が露
出すると、前述したエッチングバリアとして作用するフ
ロロカーボン膜がその露出面に堆積されるため、アルミ
ニウム膜のエッチングが抑制ないし阻止され、結果とし
て酸化アルミニウムとアルミニウムとのエッチング選択
比を十分に向上でき、酸化アルミニウム薄膜を選択的に
エッチングできる。
【０００９】前記フッ素を含む飽和もしくは不飽和炭化
水素としては、例えばＣＨＦ3 、Ｃ4 Ｆ8 、Ｃ3 Ｆ3 等
を挙げることができる。本発明に係わる別の酸化アルミ
ニウム薄膜の選択エッチング方法は、エッチングガスの
励起により主として生じた反応性イオンでアルミニウム
膜表面の酸化アルミニウム薄膜を選択的にエッチングす
る方法において、前記エッチングガスは、三塩化ホウ素
ガスと低級アルコール、炭素数１〜５の飽和もしくは不
飽和炭化水素から選ばれる少なくとも１種のガスとを含
むことを特徴とするものである。このような本発明の方
法によれば、アルミニウム膜表面の酸化アルミニウム薄
膜を高いエッチング選択比で除去することができる。
【００１０】すなわち、三塩化ホウ素ガスと低級アルコ
ール、炭素数１〜５の飽和もしくは不飽和炭化水素から
選ばれる少なくとも１種のガスとを含むエッチングガス
を励起すると、前記三塩化ホウ素ガスの分解、活性化に
より酸化アルミニウム等へのエッチングに主に寄与する
反応性のＣｌ+ やＢＣｌ+ ，ＢＣｌ2 + 等が発生する。
また、前記エッチングガスの励起により前記低級アルコ
ール、炭素数１〜５の飽和もしくは不飽和炭化水素から
活性化されたＣおよびＨが生成され、これらの反応によ
りハイドロカーボン系のフラグメントが生成される。そ
の結果、アルミニウムやシリコンからなる被エッチング
面にエッチングバリアとして作用するハイドロカーボン
膜が堆積される。一方、前記酸化アルミニウムからなる
被エッチング面では前記エッチングガスの励起において
生成されたハイドロカーボン系のフラグメントが前記被
エッチング面から放出された酸素により酸化されて、分
子量が大きくなる前に揮散されるため、前記ハイドロカ
ーボン膜の堆積が抑制される。したがって、前記エッチ
ングガスを励起させると、アルミニウム膜表面の酸化ア
ルミニウム薄膜表面は主に前記反応性塩素イオンにより
エッチングが進行する。このような酸化アルミニウム薄
膜のエッチングの進行に伴って、その下地であるアルミ
ニウム膜が露出すると、前述したエッチングバリアとし
て作用するハイドロカーボン膜がその露出面に堆積され
るため、アルミニウム膜のエッチングが抑制ないし阻止
され、結果として酸化アルミニウムとアルミニウムとの
エッチング選択比を十分に向上でき、酸化アルミニウム
薄膜を選択的にエッチングできる。
【００１１】前記低級アルコールとしては、例えばＣＨ
3 ＯＨ、Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ等を挙げることができる。前記炭
素数１〜５の飽和もしくは不飽和炭化水素としては、例
えばＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ4 、Ｃ2 Ｈ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等を挙
げることができる。
【００１２】本発明に係わるさらに別の酸化アルミニウ
ム薄膜の選択エッチング方法は、表面が酸化アルミニウ
ム薄膜で覆われたアルミニウム膜を有する被エッチング
部材をチャンバ内の電極上に配置し、前記チャンバ内に
エッチングガスを導入すると共に、前記電極に高周波電
力を印加して前記エッチングガスを励起することにより
主として生じた反応性イオンで前記酸化アルミニウム薄
膜を選択的にエッチングする方法において、前記エッチ
ングガスは、三塩化ホウ素ガスと塩素ガスとを含み、か
つ前記電極に印加する高周波電力を６００Ｗ以上、つま
り４Ｗ／ｃｍ2 以上にすることを特徴とするものであ
る。このような本発明の方法によれば、アルミニウム膜
表面の酸化アルミニウム薄膜を高いエッチング選択比で
除去することができる。これは、次のようなエッチング
挙動によるものと推測される。
【００１３】すなわち、表面が酸化アルミニウム薄膜で
覆われたアルミニウム膜を有する被エッチング部材をチ
ャンバ内の電極上に配置し、前記チャンバ内に三塩化ホ
ウ素ガスと塩素ガスとを含むエッチングガスを導入する
と共に、前記電極に６００Ｗ以上、つまり４Ｗ／ｃｍ2
以上の高周波電力を印加して前記エッチングガスを励起
すると、前記三塩化ホウ素ガスの分解および前記塩素ガ
スの解離により酸化アルミニウム等へのエッチングに主
に寄与する反応性塩素イオンが発生する。また、アルミ
ニウムやシリコンからなる被エッチング面には前記三塩
化ホウ素ガスの分解により生成したエッチングバリアと
して作用するホウ素の被膜が堆積される。特に、電極に
印加する高周波電力を７００Ｗ以上にすることによって
前記ホウ素の生成量を増大できる。一方、酸化アルミニ
ウムからなる被エッチング面では前記エッチングガスの
励起において生成されたホウ素が前記被エッチング面か
ら放出された酸素と結合すること等によりホウ素の被膜
として堆積されない。したがって、表面が酸化アルミニ
ウム薄膜で覆われたアルミニウム膜を有する被エッチン
グ部材が載置された電極に所定の高周波電力を印加して
前記エッチングガスを励起すると、アルミニウム膜表面
の酸化アルミニウム薄膜表面は主に前記反応性塩素イオ
ンによりエッチングが進行する。このような酸化アルミ
ニウム薄膜のエッチングの進行に伴って、その下地であ
るアルミニウム膜が露出すると、前述したエッチングバ
リアとして作用するホウ素の被膜がその露出面に堆積さ
れるため、アルミニウム膜のエッチングが抑制ないし阻
止され、結果として酸化アルミニウムとアルミニウムと
のエッチング選択比を十分に向上でき、酸化アルミニウ
ム薄膜を選択的にエッチングできる。
【００１４】前記電極に印加する高周波電力を規定した
のは、その高周波電力を６００Ｗ未満にすると、酸化ア
ルミニウムとアルミニウムとのエッチング選択比を十分
に高めることができなくなる。
【００１５】なお、エッチングガスの励起により主とし
て生じた反応性イオンでアルミニウムもくしくはアルミ
ニウム合金からなる薄膜をテーパエッチングするに際
し、前記エッチングガスとして三塩化ホウ素ガスとフッ
素を含む飽和もしくは不飽和炭化水素ガスとＣＯガスも
しくはＣＯ2 ガスとを含み、前述した酸化アルミニウム
の選択エッチングに比べて三塩化ホウ素ガスの比率を高
くしたものを用いることにより、６０゜未満の緩慢な角
度を有するテーパエッチングを実現することができる。
【００１６】また、エッチングガスの励起により主とし
て生じた反応性イオンでアルミニウムもくしくはアルミ
ニウム合金からなる薄膜をテーパエッチングするに際
し、前記エッチングガスとして三塩化ホウ素ガスと四フ
ッ化炭素と水素ガスとを含むものを用いることにより、
６０゜未満の緩慢な角度を有するテーパエッチングを実
現することができる。
【００１７】さらに、エッチングガスの励起により主と
して生じた反応性イオンでアルミニウムもくしくはアル
ミニウム合金からなる薄膜をテーパエッチングするに際
し、前記エッチングガスとして三塩化ホウ素ガスとメタ
ンガスもしくは二塩化メチレンガスとを含むものを用い
ることにより、６０゜未満の緩慢な角度を有するテーパ
エッチングを実現することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の実施例で使用する反応性
イオンエッチング装置を示す概略図である。一方の電極
（上部電極）を兼ねる容器１内には、下部電極２が配置
されている。前記容器１は、グランドに接続されてい
る。前記下部電極２は、冷却水が循環する構造になって
いる。高周波電源３は、前記下部電極２にマッチングボ
ックス４を通して接続されている。ガス供給管５は、前
記容器１の上部側壁に連結されている。排気管６は、前
記容器１の供給管５の連結部と対向する側壁の下部付近
に連結されている。前記排気管６の他端には、図示しな
いターボ分子ポンプとドライポンプが連結されている。
永久磁石７は、前記容器１の上方に回転自在に配置され
ている。なお、図１中の８は前記下部電極２に載置され
る試料である。
【００１９】（実施例１）まず、ガラス基板上に厚さ３
５０ｎｍのアルミニウム膜（Ａｌ膜）をスパッタ蒸着
し、このＡｌ膜上に写真蝕刻法によりレジスト膜を選択
的に形成した後、レジスト膜を１４０℃、１０分間のベ
ーキングを行った。前記ウェハを１ｃｍ×１．５ｃｍの
寸法に切断してＡｌ試料片を作製した。このＡｌ試料片
を前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容
器１内の下部電極２上に試料８として載置し、図示しな
いターボン分子ポンプおよびドライポンプを作動して前
記容器１内のガスを排気した。つづいて、ＢＣｌ3 ガ
ス、ＣＨＦ3 およびＣＯをガス供給管５を通して前記容
器１内に供給し、下部電極２に高周波電源３から３００
Ｗの高周波電力を印加すると共に、永久磁石７を５００
ｒｐｍの速度で回転させて前記試料８上方の容器１空間
に高密度のプラズマを形成することにより前記レジスト
膜（マスク）から露出したＡｌ膜を３分間エッチングし
た。なお、前記ＢＣｌ3 ガスは１００ｓｃｃｍの流量で
前記容器１内に供給し、ＣＨＦ3 ガスおよびＣＯガスは
流量比ＣＨＦ3 ：ＣＯを１：３に固定すると共にそれら
の総量が２０〜２００ｓｃｃｍになるように前記容器１
内に供給した。前記容器１内の圧力は１Ｐａに、前記試
料温度は２５℃にそれぞれ設定した。
【００２０】また、ガラス基板上に厚さ４００ｎｍのア
ルミニウム膜（Ａｌ膜）をスパッタ蒸着し、さらに３．
６８重量％濃度の酒石酸アンモニウム水溶液とエチレン
グリコールが容量で１：１の割合にて含む溶液を用いて
陽極酸化を施して表面に厚さ約２００ｎｍの酸化アルミ
ニウム膜（ＡｌＯx 膜）を形成した。前記ＡｌＯx 膜上
に写真蝕刻法によりレジスト膜を選択的に形成した後、
レジスト膜を１４０℃、１０分間のベーキングを行っ
た。前記ガラス基板を１ｃｍ×１．５ｃｍの寸法に切断
してＡｌＯx 試料片を作製し、これを前述した図１に示
す反応性イオンエッチング装置の容器１内の下部電極２
上に載置し、Ａｌ試料片と同様な条件で露出したＡｌＯ
x 膜をエッチングした。
【００２１】このようなエッチング処理を施したＡｌ試
料片およびＡｌＯx 試料片のレジスト膜を除去し、前記
レジスト膜が存在した箇所とエッチング面との段差を接
触式段差計により測定することによりエッチングガス中
に占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯガスの総量を変えた時
のＡｌ試料片によるＡｌのエッチング量、ＡｌＯx 試料
片によるＡｌＯx のエッチング量を求めた。これらの結
果を図２に示す。なお、図２にはＢＣｌ3 のみからなる
エッチングガスを用いた場合のＡｌのエッチング量、Ａ
ｌＯx のエッチング量を併記した。
【００２２】図２から明らかなようにＢＣｌ3 のみから
なるエッチングガスを用いた場合には、ＡｌＯx のエッ
チングレートは約３５ｎｍ／ｍｉｎ、Ａｌのエッチング
レートは約７０ｎｍ／ｍｉｎで、ＡｌＯx の対Ａｌ選択
比［（ＡｌＯx のエッチングレート）／（Ａｌのエッチ
ングレート）］は約０．５である。
【００２３】一方、ＢＣｌ3 、ＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ
ガスからなるエッチングガスを用いた場合、エッチング
ガスに占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯガスの総量が増加
するに伴ってＡｌのエッチングレートが減少する。ＣＨ
Ｆ3 ガスおよびＣＯガスの総量が６７ｓｃｃｍではＡｌ
Ｏx のエッチングレートは前記ＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ
ガスを共存させない時と変化がないが、Ａｌのエッチン
グレートが４０ｎｍ／ｍｉｎに減少するため、ＡｌＯx
の対Ａｌ選択比は０．８である。さらに、エッチングガ
スに占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯガスの総量を増加す
ると、ＡｌＯxおよびＡｌの両者のエッチングレートが
減少する。前記総量が１２０ｓｃｃｍを越えると、Ａｌ
のエッチングがほぼ零に近くなるためにＡｌＯx とＡｌ
のエッチングレートが逆転する。したがって、ＡｌＯx
をＡｌに対して選択的にエッチングできることがわか
る。
【００２４】（実施例２）実施例１と同様なＡｌ試料片
を前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容
器１内の下部電極２上に試料８として載置し、図示しな
いターボ分子ポンプおよびドライポンプを作動して前記
容器１内のガスを排気した。つづいて、ＢＣｌ3 ガス、
ＣＨＦ3 およびＣＯ2 をガス供給管５を通して前記容器
１内に供給し、下部電極２に高周波電源３から２．６ｋ
Ｗの高周波電力を印加すると共に、永久磁石７を５００
ｒｐｍの速度で回転させて前記試料８上方の容器１空間
に高密度のプラズマを形成することにより前記レジスト
膜（マスク）から露出したＡｌ膜をエッチングした。な
お、前記ＢＣｌ3 ガスを前記容器１内に供給し、一方Ｃ
ＨＦ3 ガスおよびＣＯ2 ガスを流量比ＣＨＦ3 ：ＣＯ2
を１：３に固定して前記容器１内に供給した。前記容器
１内の圧力は１Ｐａに、前記試料温度は２０℃にそれぞ
れ設定した。
【００２５】また、実施例１と同様なＡｌＯx 試料片を
前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容器
１内の下部電極２上に載置し、Ａｌ試料片と同様な条件
で露出したＡｌＯx 膜をエッチングした。
【００２６】このようなエッチング処理を施したＡｌ試
料片およびＡｌＯx 試料片のレジスト膜を除去し、前記
レジスト膜が存在した箇所とエッチング面との段差を接
触式段差計により測定することによりエッチングガスに
占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ2 ガスの総量を変えた時
のＡｌ試料片によるＡｌのエッチング量、ＡｌＯx 試料
片によるＡｌＯx のエッチング量を求めた。これらの結
果を図３に示す。なお、図３にはＢＣｌ3 のみからなる
エッチングガスを用いた場合のＡｌのエッチング量、Ａ
ｌＯx のエッチング量を併記した。
【００２７】図３から明らかなようにＢＣｌ3 のみから
なるエッチングガスを用いた場合には、Ａｌのエッチン
グレートは約１５０ｎｍ／ｍｉｎ、ＡｌＯx のエッチン
グレートは約１０ｍｍ／ｍｉｎで、ＡｌＯx の対Ａｌ選
択比［（ＡｌＯx のエッチングレート）／（Ａｌのエッ
チングレート）］は約０．０６６である。
【００２８】一方、ＢＣｌ3 、ＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ
2 ガスからなるエッチングガスを用いた場合、エッチン
グガスに占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ2 ガスの総量が
増加するに伴ってＡｌのエッチングレートが減少する。
エッチングガスに占めるＣＨＦ3 ガスおよびＣＯ2 ガス
の総量が８０％を越えると、ＡｌＯx とＡｌのエッチン
グレートが逆転する。したがって、ＡｌＯx をＡｌに対
して選択的にエッチングできることがわかる。
【００２９】（実施例３）実施例１と同様なＡｌ試料片
を前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容
器１内の下部電極２上に試料８として載置し、図示しな
いターボン分子ポンプおよびドライポンプを作動して前
記容器１内のガスを排気した。つづいて、ＢＣｌ3 およ
びＣＨ3 ＯＨからなる混合系ガスをガス供給管５を通し
て前記容器１内に供給し、下部電極２に高周波電源３か
ら２００Ｗの高周波電力を印加すると共に、永久磁石７
を５００ｒｐｍの速度で回転させて前記試料８上方の容
器１空間に高密度のプラズマを形成することにより前記
レジスト膜（マスク）から露出したＡｌ膜をエッチング
した。なお、前記ＢＣｌ3 は２０ｓｃｃｍの流量で、前
記ＣＨ3 ＯＨは１０ｓｃｃｍの流量で前記容器１内にそ
れぞれ供給し、かつ前記容器１内の圧力は２Ｐａに、前
記試料温度は２５℃にそれぞれ設定した。
【００３０】また、実施例１と同様なＡｌＯx 試料片を
前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容器
１内の下部電極２上に載置し、Ａｌ試料片と同様な条件
で露出したＡｌＯx 膜をエッチングした。
【００３１】このようなエッチング処理を施したＡｌ試
料片およびＡｌＯx 試料片のレジスト膜を除去し、前記
レジスト膜が存在した箇所とエッチング面との段差を接
触式段差計により測定することによりＡｌおよびＡｌＯ
x のエッチング量を測定した。これらの結果を図４に示
す。
【００３２】（比較例）実施例１と同様なＡｌ試料片を
前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容器
１内の下部電極２上に試料８として載置し、図示しない
ターボ分子ポンプおよびドライポンプを作動して前記容
器１内のガスを排気した。つづいて、ＢＣｌ3 ガスのみ
をガス供給管５を通して１００ｓｃｃｍの流量で前記容
器１内に供給し、下部電極２に高周波電源３から３００
Ｗの高周波電力を印加すると共に、永久磁石７を５００
ｒｐｍの速度で回転させて前記試料８上方の容器１空間
に高密度のプラズマを形成することにより前記レジスト
膜（マスク）から露出したＡｌ膜を３分間エッチングし
た。なお、前記容器１内の圧力は１Ｐａに、前記試料温
度は２５℃にそれぞれ設定した。
【００３３】また、ＡｌＯx 膜の厚さが２１０ｎｍであ
る以外実施例１と同様なＡｌＯx 試料片を前述した図１
に示す反応性イオンエッチング装置の容器１内の下部電
極２上に載置し、Ａｌ試料片と同様な条件で露出したＡ
ｌＯx 膜をエッチングした。
【００３４】このようなエッチング処理を施したＡｌ試
料片およびＡｌＯx 試料片のレジスト膜を除去し、前記
レジスト膜が存在した箇所とエッチング面との段差を接
触式段差計により測定することによりＡｌおよびＡｌＯ
x のエッチング量を測定した。これらの結果を図５に示
す。
【００３５】図５から明らかなようにＢＣｌ3 のみから
なるエッチングガスを用いた比較例の場合には、ＡｌＯ
x のエッチングレートは約３５ｎｍ／ｍｉｎ、Ａｌのエ
ッチングレートは約７０ｎｍ／ｍｉｎで、ＡｌＯx の対
Ａｌ選択比［（ＡｌＯx のエッチングレート）／（Ａｌ
のエッチングレート）］は約０．５である。
【００３６】これに対し、ＢＣｌ3 およびＣＨ3 ＯＨか
らなる混合系のエッチングガスを用いた実施例３では、
図４に示すようにＡｌＯx が２９．７ｎｍ／ｍｉｎの速
度でエッチングが進み、約１０分でＡｌＯx がエッチン
グ除去されて下地であるＡｌ膜が露出する。その後、Ａ
ｌ膜では１５．３ｎｍ／ｍｉｎの速度でエッチングが進
む。つまり、ＡｌではＡｌＯx より遅い速度でエッチン
グが進行する。したがって、ＡｌＯx ；２９．７ｎｍ／
ｍｉｎ、Ａｌ；１５．３ｎｍ／ｍｉｎのエッチング速度
となるため、ＡｌＯx の対Ａｌ選択比は１．９になり、
ＡｌＯx をＡｌに対して選択的にエッチングできること
がわかる。
【００３７】（実施例４）実施例１と同様なＡｌ試料片
を前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容
器１内の下部電極２上に試料８として載置し、図示しな
いターボ分子ポンプおよびドライポンプを作動して前記
容器１内のガスを排気した。つづいて、ＢＣｌ3 および
Ｃｌ2 からなる混合系ガス（ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝１００
ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍ）をガス供給管５を通して前記
容器１内に供給し、下部電極２に高周波電源３から高周
波電力を可変しながら印加すると共に、永久磁石７を５
００ｒｐｍの速度で回転させて前記試料８上方の容器１
空間に高密度のプラズマを形成することにより前記レジ
スト膜（マスク）から露出したＡｌ膜をエッチングし
た。なお、前記容器１内の圧力は５Ｐａに、前記試料温
度は２５℃にそれぞれ設定した。
【００３８】また、実施例１と同様なＡｌＯx 試料片を
前述した図１に示す反応性イオンエッチング装置の容器
１内の下部電極２上に載置し、Ａｌ試料片と同様な条件
で露出したＡｌＯx 膜をエッチングした。
【００３９】このようなエッチング処理を施したＡｌ試
料片およびＡｌＯx 試料片のレジスト膜を除去し、前記
レジスト膜が存在した箇所とエッチング面との段差を接
触式段差計により測定することにより高周波電力を変え
た時のＡｌおよびＡｌＯx のエッチング速度を測定し
た。これらの結果を図６に示す。
【００４０】図６から明らかなようにＢＣｌ3 およびＣ
ｌ2 からなるエッチングガスを用いたＡｌとＡｌＯx の
エッングに際し、印加する高周波電力を高めるのに伴っ
てＡｌのエッチングレートが減少し、ＡｌＯx のエッチ
ングレートが増大する。６００Ｗを越える高周波電力を
印加すると、ＡｌＯx とＡｌのエッチングレートが逆転
する。したがって、ＢＣｌ3 およびＣｌ2 からなり、そ
れらが所望の比率で混合されたエッチングガスを用いる
と共に、高周波電力を所望の値に制御することによりＡ
ｌＯx をＡｌに対して選択的にエッチングできることが
わかる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わる酸
化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法によれば酸化
アルミニウム薄膜をアルミニウムやシリコンに対して高
いエッチング選択比で除去すことができ、ひいては半導
体装置や液晶表示装置の酸化アルミニウム薄膜のパター
ニングに有効に利用できる等顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で使用する反応性イオンエッチ
ング装置を示す概略図。
【図２】エッチングガス中に占めるＣＨＦ3 ガスおよび
ＣＯガスの総量を変えた時のＡｌおよびＡｌＯx のエッ
チング量を示す特性図。
【図３】エッチングガス中に占めるＣＨＦ3 ガスおよび
ＣＯ2 ガスの総量を変えた時のＡｌおよびＡｌＯx のエ
ッチング速度を示す特性図。
【図４】本発明の実施例３におけるエッチング時間に対
するＡｌおよびＡｌＯx のエッチング量を示す特性図。
【図５】比較例におけるエッチング時間に対するＡｌお
よびＡｌＯx のエッチング量を示す特性図。
【図６】高周波出力を変えた時のＡｌおよびＡｌＯx の
エッチング速度を示す特性図。
【符号の説明】
１…容器、２…下部電極、３…高周波電源、５…ガス供
給管、７…永久磁石、８…試料。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エッチングガスの励起により主として生
    じた反応性イオンでアルミニウム膜表面の酸化アルミニ
    ウム薄膜を選択的にエッチングする方法において、 前記エッチングガスは、三塩化ホウ素ガスとフッ素を含
    む飽和もしくは不飽和炭化水素ガスとＣＯガスもしくは
    ＣＯ2 ガスとを含むことを特徴とする酸化アルミニウム
    薄膜の選択エッチング方法。
  2. 【請求項２】 エッチングガスの励起により主として生
    じた反応性イオンでアルミニウム膜表面の酸化アルミニ
    ウム薄膜を選択的にエッチングする方法において、 前記エッチングガスは、三塩化ホウ素ガスと低級アルコ
    ール、炭素数１〜５の飽和もしくは不飽和炭化水素から
    選ばれる少なくとも１種のガスとを含むことを特徴とす
    る酸化アルミニウム薄膜の選択エッチング方法。
  3. 【請求項３】 表面が酸化アルミニウム薄膜で覆われた
    アルミニウム膜を有する被エッチング部材をチャンバ内
    の電極上に配置し、前記チャンバ内にエッチングガスを
    導入すると共に、前記電極に高周波電力を印加して前記
    エッチングガスを励起することにより主として生じた反
    応性イオンで前記酸化アルミニウム薄膜を選択的にエッ
    チングする方法において、 前記エッチングガスは、三塩化ホウ素ガスと塩素ガスと
    を含み、かつ前記電極に印加する高周波電力を６００Ｗ
    以上にすることを特徴とする酸化アルミニウム薄膜の選
    択エッチング方法。
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