JPH08264508A - エッチング方法 - Google Patents

エッチング方法

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JPH08264508A
JPH08264508A JP6542995A JP6542995A JPH08264508A JP H08264508 A JPH08264508 A JP H08264508A JP 6542995 A JP6542995 A JP 6542995A JP 6542995 A JP6542995 A JP 6542995A JP H08264508 A JPH08264508 A JP H08264508A
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JP
Japan
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etching
gas
electrode
substrate
atmosphere
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6542995A
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English (en)
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Ranko Hatsuda
蘭子 初田
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TDK Corp
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、弾性表面波装置のAlおよびAl合
金電極を塩素系ガスプラズマでエッチング加工する場合
の、電極の腐食を防止するエッチング方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】本発明は、Cl2とBCl3との混合ガスを用い
たプラズマエッチングによって弾性表面波装置のAlま
たはAl合金電極を形成する工程において、初期はCl
2とBCl3との混合ガスを用いてエッチングを行い、エ
ッチング終了前はCl2ガスだけでエッチングを行うエ
ッチング方法である。さらに、Cl2ガスだけでエッチ
ングを行う時期がエッチング終了前の、全エッチング時
間の40%乃至50%の時間であるエッチング方法であ
る。図(a)はエッチング終了前にCl2でエッチング
した場合で、また、図(b)はエッチング終了までCl
2とBCl3でエッチングした場合である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波装置のAl
またはAl合金電極の腐食を防止するためのエッチング
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、弾性表面波装置の高周波化が進む
につれてその電極加工の微細化が要求され、電極加工に
はウエットエッチング法に変わってドライエッチング法
が用いられてきている。また、弾性表面波装置の十分な
耐電力寿命を得るためには、電極材にAl−Cu等の合
金が必要とされている。
【0003】一般に、ドライエッチングによるAlおよ
びAl合金のエッチングには塩素系のガスが使用される
ため、エッチング後に残留するエッチングガス塩素が原
因となって大気中で発生する電極の腐食が問題となって
いる。
【0004】半導体装置のAl配線時にも同様の問題が
発生しているが、半導体装置で用いられるSiO2基板
より、弾性表面波装置で用いられるLiNbO3やLi
TaO3基板上のAl−Cu合金の方が腐食が発生しや
すいという問題がある。
【0005】上記問題を解決するため、半導体分野で
は、前記腐食を防止する方法として、エッチング後にフ
ッ素系ガスのプラズマ処理により塩素を置換する方法が
特開平5−36691号に、また、エッチング後に酸で
洗浄する方法が特開平2−148728号に、また、エ
ッチング後にアルカリで洗浄する方法が特開平3−14
5728号に、また、エッチング後に有機溶剤で洗浄す
る方法が特開平3−180040号に、また、エッチン
グ後に純水で洗浄する方法が特開平3−166724号
に、また、エッチング後に加熱する方法が特開平3−2
80535号に、また、エッチング後に熱した不活性ガ
スを供給する方法が特開昭63−53268号にそれぞ
れ開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法ではいずれも、十分な腐食の防止につながっては
いない。
【0007】従来の弾性表面波装置の電極加工において
は、AlまたはAl合金、特にAl−Cu合金を電極材
として用いこれを塩素系ガスでドライエッチング加工す
る場合、エッチング後に発生する腐食に対して十分な対
策が得られていなかった。
【0008】上記課題を、解決するために、本発明で
は、全く実施されていない新しいエッチング方法を発明
した。
【0009】本発明は、弾性表面波装置のAlおよびA
l合金電極を塩素系ガスプラズマでエッチング加工する
場合の、電極の腐食を防止するエッチング方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【問題を解決するための手段】本発明に係わるエッチン
グ方法は、Cl2とBCl3との混合ガスを用いたプラズ
マエッチングによって弾性表面波装置のAlまたはAl
合金電極を形成する工程において、初期はCl2とBC
3との混合ガスを用いてエッチングを進行させて、エ
ッチング終了前はエッチングガスをCl2ガスだけでエ
ッチングを行うエッチング方法である。
【0011】さらに、Cl2ガスだけでエッチングする
時間が、全エッチング時間の40%乃至50%の時間で
あるエッチング方法である。
【0012】
【作用】本発明の請求項1によれば、エッチング初期に
はCl2とBCl3との混合ガスを用いて、AlまたはA
l合金のエッチングを効率よく進行させ、エッチング終
了前はCl2ガスだけでエッチングすることによって、
BCl3が主原因となって発生する電極の腐食が以下に
示すように抑制される。
【0013】図1は、基板に付着物が付着するモデル図
である。図1において、フォトレジストパターンをエッ
チングマスクとして、Cl2とBCl3との混合ガスによ
り、RIEタイプのプラズマエッチングで圧電単結晶基
板LiNbO3またはLiTaO3上のAlおよびAl合
金のエッチングを行うと、図1(a),(b)に示すように、
プラズマ中のイオン、主としてBClx +によりレジスト
がスパッタされてその残渣がパターン近傍の基板に付着
する。この付着物はエッチングに引き続き行われる、O
2ガスを主成分とするプラズマによるレジストアッシン
グ工程でも除去されない。
【0014】この付着物中にはエッチングガス成分Cl
およびアッシングガス成分Oが多く含まれており、この
Cl,OがAlおよびAl合金の腐食に関与する。具体
的には、基板を大気中に取り出した後、このCl,Oが
大気中の水分と以下に示すように反応してAlおよびA
l合金電極の腐食を引き起こす。
【0015】 Cl2 + H2O → Cl- + H+ +O Al + H2O + O2 → Al3+ + OH- Al3+ + Cl- → AlCl3 この付着物は、エッチング工程においてAlおよびAl
合金のエッチングがほぼ終了し、基板表面が現れた時点
から基板への付着が始まり、AlおよびAl合金のエッ
チング進行中には付着しない。
【0016】これは、図1(a)に示すように、Alおよ
びAl合金のエッチングが進行している間は、レジスト
残渣はエッチングされるAlおよびAl合金上に付着す
るため、エッチング除去されるAlおよびAl合金と共
に残渣も除去されるのに対して、図1(b)に示すよう
に、圧電単結晶基板LiNbO3およびLiTaO3のエ
ッチングレートはAlの1/100以下と小さく、ほと
んどエッチングされないため、レジスト残渣も除去され
ず基板上に付着してゆくことによる。
【0017】Alのエッチングには、還元作用の強いB
Cl3はAl表面に存在する酸化膜の除去に不可欠であ
り、Cl2はAlのエッチングレートを増すために不可
欠であるが、Cl2は、BCl3に比べて陽イオンになり
にくく、レジストへのスパッタ作用は極く小さいため、
Cl2によるレジスト残渣はほとんど生じない。
【0018】従って、エッチング終了前にスパッタ作用
の大きいBCl3の供給を停止し、スパッタ作用の小さ
いCl2だけでエッチングすることによって、レジスト
残渣が基板へ付着するのを防止でき、従って残渣中に残
留するCl、Oの基板への残留が防止できて、電極の腐
食が大幅に低減される。また、本発明の請求項2によれ
ば、エッチング終了前にCl2ガスだけでエッチングす
る時間を、全エッチング時間の40%乃至50%時間に
することによって、レジスト残渣の基板への付着を最も
少なくでき、従って、残渣中の腐食要因Cl,Oを最も
少なくできて、電極の腐食が最も効率よく防止される。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。
【0020】図2(a)〜(d)は本発明実施例の工程の概略
図を示す断面図である。図2において、21は圧電単結
晶基板、22はAl−Cu電極層、23はフォトレジス
トである。
【0021】圧電単結晶基板(LiNbO3基板あるい
はLiTaO3基板)21上に、例えば0.15μmの厚
さのAl−0.5wt%Cu合金のスパッタ膜を形成し
た(図2(a))後、フォトリソグラフィにより、例えば
弾性表面波フィルタのレジストパターンを形成し(図2
(b))、その後、Cl2とBCl3との混合ガスを1:1
の体積比、0.65Pa、30Wのパワーで、マグネト
ロンRIEによってレジストパターンをマスクとしてA
l−0.5wt%Cu合金膜をプラズマエッチングし弾
性表面波フィルタの電極を形成したものである。(図2
(c))図3は、プラズマエッチング後の電極パターンを
示す写真である。図3において、31は電極パターン、
32はLiNbO3基板、33は付着物である。ここで
は未だ、Al−0.5%wtCu電極パターン31上に
はエッチングマスクとして用いた、レジストが存在す
る。基板32上の電極31の近傍にはこの時点で付着物
33が存在している。
【0022】図4はエッチング時間と付着物との相関を
示す写真である。図4(a)〜(c)において、Al−0.5
wt%Cu合金電極を形成する時の、エッチング時間と
電極パターン近傍の付着物の付着程度が示されている。
41は電極パターン、42はLiNbO3基板、43は
付着物である。ここでは、Al−Cu電極をエッチング
した後、高真空を保ったまま基板を別室に移し、O2
CF4の混合ガスを20:1体積比,100Pa,50
0Wでマイクロ波ダウンフロープラズマによってレジス
トパターンをアッシング除去している。(図2(d))図
4(a)は、エッチング時間60秒の場合の電極パターン
を示す写真である。エッチング時間60秒では、エッチ
ングは未だ進行中でAl−Cu合金が電極パターン41
外の基板42上に残っている。このエッチング60秒で
は電極パターン41の近傍の基板42上に付着物はみら
れない。
【0023】図4(b),(c)はそれぞれ、エッチング時間
が70秒、90秒の場合の電極パターンを示す写真であ
る。エッチング時間が70秒、90秒と長くなる程、電
極パターン41の近傍の基板42上の付着物43が多く
なる。
【0024】図5は本発明の実施例を具体的に示す写真
である。図5(a)〜(c)において、全エッチング時間は7
0秒である。本図は、初期はCl2とBCl3の混合ガス
でAl−0.5wt%Cu電極のエッチングを進行させ
て、エッチング終了前はCl2ガスだけでエッチングし
た場合の電極を示すものである。51は電極パターン、
52はLiNbO3基板、53は付着物である。
【0025】図5(a)はエッチング終了前にCl2ガスだ
けでエッチングする時間が、全エッチング時間70秒間
の内の、最後の10秒間の場合の写真である。この場合
は、電極51の近傍の基板52上に付着物53がみられ
る。これは、Cl2だけでのエッチング時間が短く、基
板表面が現われた時点でまだBCl3のスパッタ作用が
働いているためである。さらに、この付着物53の成分
はCl,C,F,OであることがEPMA(電子プロー
ブX線微小部分析装置)で確認されている。これは、こ
の付着物がレジスト残渣さであり、この残渣中に残留反
応ガス成分Cl,O,Fが存在していることを示してい
る。
【0026】図5(b)は、エッチング終了前にCl2ガス
だけでエッチングする時間が、全エッチング時間70秒
間の内の、最後の30秒間の場合の写真である。この場
合は、電極51の近傍の基板52上には付着物がみられ
ない。
【0027】図5(c)は、エッチング終了前にCl2ガス
だけでエッチングする時間が全エッチング時間70秒間
の内の、最後の60秒間の場合の写真である。この場合
は、電極51の近傍の基板52上には付着物はみられな
いが、基板52上に粗れが生じている。この粗れは、エ
ッチングガスCl2と基板LiNbO3の成分Liとが反
応し、LiClが生成され堆積したものであることがX
PS分析で分かっている。またこの粗れはオーバーエッ
チングによって生じることが分かっている。
【0028】これにより、図5(b)で示したように、
全エッチング時間70秒間に対してエッチング終了30
秒前にCl2ガスだけでエッチングした場合が、最適な
時間配分であることが分かる。この最適な時間は、全エ
ッチング時間に対しCl2ガスだけでエッチングする時
間の割合が、40%乃至50%の時であることが理解で
きる。
【0029】図6は腐食発生実験の結果を示す写真であ
る。図6(a),(b)は、前記エッチング/レジストアッシ
ングを終了した基板を高真空チャンバから大気中に取り
出し、24時間以上大気中に放置した後の弾性表面波装
置のAl−Cu合金電極の腐食の発生状態を示すSEM
写真である。
【0030】図6(a)は、エッチング終了前の30秒間
Cl2ガスだけでエッチングした場合の電極を示す図で
あり、図6(b)は、エッチング終了迄Cl2とBCl3
の混合ガスでエッチングした場合の電極を示す図であ
る。61は電極パターン、62はLiNbO3基板、6
3は電極の腐食部分である。
【0031】図6(b)に示すように、Cl2とBCl3
の混合ガスで最後迄エッチングした場合には電極61に
腐食63が多数発生したのに対して、図6(a)に示すよ
うに、本発明における全エッチング時間70秒間に対し
て、エッチング終了前の30秒間をCl2ガスだけでエ
ッチングした場合には電極61に腐食は全くみられなか
った。
【0032】このようにして、本発明の、エッチング初
期はCl2とBCl3との混合ガスでエッチングを効率よ
く進行させて、エッチング終了前はスパッタ作用の小さ
いCl2ガスだけでエッチングすることによって、大気
中での腐食発生の原因となるCl,Oを多く含む付着物
を基板に付着させないようにでき、従ってCl,Oを基
板に付着させないようにできて、電極の腐食を防止する
ことができる。
【0033】なお、前記実施例で用いたエッチングガス
は、Cl2とBCl3だけの混合ガスに限るものではな
く、前記Cl2とBCl3に別途CF4等のガスを添加し
たような場合も含まれることは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、電極の腐食を誘発する要因であるCl,Oを多く含
むレジスト残渣の基板への付着を防止することができ、
これによって電極の大気中での腐食は防止され、信頼性
の高い弾性表面波装置の電極パターンを得ることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は基板に付着物が付着するモデル図
【図2】第2図は本発明の実施例の工程を示す断面図
【図3】第3図はエッチング後の電極を示すSEM写真
【図4】第4図はエッチング時間と付着物との相関を示
すSEM写真
【図5】第5図は本発明の実施例を示すSEM写真
【図6】第6図は腐食発生実験の結果を示すSEM写真
【符号の説明】
11 圧電単結晶基板 12 Al−Cu合金電極層 13 フォトレジストパターン 14 付着物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cl2とBCl3との混合ガスを用いたプ
    ラズマエッチングによって弾性表面波装置のAlまたは
    Al合金電極を形成する工程において、初期はCl2
    BCl3との混合ガスを用いてエッチングを行い、エッ
    チング終了前はCl2ガスだけでエッチングを行うこと
    を特徴とするエッチング方法。
  2. 【請求項2】 Cl2ガスだけでエッチングする時間
    が、全エッチング時間の40%乃至50%の時間である
    ことを特徴とする請求項1に記載のエッチング方法。
JP6542995A 1995-03-24 1995-03-24 エッチング方法 Withdrawn JPH08264508A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413439B1 (en) 1999-03-18 2002-07-02 Fujitsu Limited Method of manufacturing surface acoustic wave device
US6686675B2 (en) 1998-08-05 2004-02-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic device and method for producing the same
DE19962117B4 (de) * 1999-03-18 2004-05-06 Fujitsu Ltd., Kawasaki Verfahren zur Herstellung einer akustischen Oberflächenwellenanordnung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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