JPH11186231A - エッチング方法 - Google Patents
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- JPH11186231A JPH11186231A JP9350826A JP35082697A JPH11186231A JP H11186231 A JPH11186231 A JP H11186231A JP 9350826 A JP9350826 A JP 9350826A JP 35082697 A JP35082697 A JP 35082697A JP H11186231 A JPH11186231 A JP H11186231A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下層のTiN膜のエッチング時に上層のAl
Cu膜にサイドエッチ(喰われ)が入りやすいのを抑制す
る。 【解決手段】 酸化膜をマスクとしてAlCu膜3/T
iN膜2の積層膜をエッチングする際に、下層のTiN
膜2をエッチングするガスとして、塩素原子を含む化合
物ガスを用い、このエッチングガスと添加ガスとの混合
ガスを用い、Cl2を用いないことにより、AlCu膜
3のエッチングガスの喰われ耐性を向上させる。
Cu膜にサイドエッチ(喰われ)が入りやすいのを抑制す
る。 【解決手段】 酸化膜をマスクとしてAlCu膜3/T
iN膜2の積層膜をエッチングする際に、下層のTiN
膜2をエッチングするガスとして、塩素原子を含む化合
物ガスを用い、このエッチングガスと添加ガスとの混合
ガスを用い、Cl2を用いないことにより、AlCu膜
3のエッチングガスの喰われ耐性を向上させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化膜をマスクと
してAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする方
法に関するものである。
してAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、AlCu膜/TiN膜の積層膜を
エッチングするには、フォトレジスト(PR)マスクが
使われていた。このとき、PR/AlCuの選択比は、
1.5〜2程度の低い値である。
エッチングするには、フォトレジスト(PR)マスクが
使われていた。このとき、PR/AlCuの選択比は、
1.5〜2程度の低い値である。
【0003】近年、配線の微細化に伴いPRの高さ(膜
厚)は解像度を保つために低く(薄く)なってきてい
る。また、デバイスに段差がある場合、PRの薄いとこ
ろがあることや、段差でのエッチング残りをなくすため
の多量のオーバーエッチングが必要となることから、P
R消滅によるAlCu膜の肩落ちが起こりやすく、PR
/AlCu選択比の低さは、今後のAlCu膜をエッチ
ングする際に致命的要素となる。そのため、PR(マス
ク)/AlCuの選択比が5〜10程度と高い酸化膜マ
スクが必須となる。
厚)は解像度を保つために低く(薄く)なってきてい
る。また、デバイスに段差がある場合、PRの薄いとこ
ろがあることや、段差でのエッチング残りをなくすため
の多量のオーバーエッチングが必要となることから、P
R消滅によるAlCu膜の肩落ちが起こりやすく、PR
/AlCu選択比の低さは、今後のAlCu膜をエッチ
ングする際に致命的要素となる。そのため、PR(マス
ク)/AlCuの選択比が5〜10程度と高い酸化膜マ
スクが必須となる。
【0004】従来例に係るAlCu膜のエッチング方法
を図2に示す。まず、図2(a)に示すように、層間絶
縁膜であるSiO2膜1上にスパッタによりTiN膜
2、AlCu膜3、TiN膜4を順次形成し、TiN膜
4上にSiO2膜5を堆積しする。
を図2に示す。まず、図2(a)に示すように、層間絶
縁膜であるSiO2膜1上にスパッタによりTiN膜
2、AlCu膜3、TiN膜4を順次形成し、TiN膜
4上にSiO2膜5を堆積しする。
【0005】次に、図2(b)に示すように、SiO2
膜5上にレジスト膜6を形成し、レジスト膜6をパター
ニングし、これをマスクとして下層のSiO2膜5をエ
ッチングする。
膜5上にレジスト膜6を形成し、レジスト膜6をパター
ニングし、これをマスクとして下層のSiO2膜5をエ
ッチングする。
【0006】引き続いて図2(c)に示すように、レジ
スト膜6を除去する。ここで、SiO2膜5をマスクと
し、配線の形成を行う。
スト膜6を除去する。ここで、SiO2膜5をマスクと
し、配線の形成を行う。
【0007】具体的に説明すると、まず、第一のステッ
プにおいてAlCu膜3のエッチングを行う。ここで
は、Cl2/BCl3/N2/CHF3を用いてエッチング
を行う。例えば、ガス流量Cl2/BCl3/N2/CH
F3=20sccm/40sccm/5sccm/5s
ccm、圧力25Pa、RF Power 650Wなる
条件を用いて、AlCu膜3の側壁にN系のデポを供給
し、側壁保護膜を形成しながらAlCu膜3をエッチン
グすることにより、電極配線7を形成する(図2
(d))。
プにおいてAlCu膜3のエッチングを行う。ここで
は、Cl2/BCl3/N2/CHF3を用いてエッチング
を行う。例えば、ガス流量Cl2/BCl3/N2/CH
F3=20sccm/40sccm/5sccm/5s
ccm、圧力25Pa、RF Power 650Wなる
条件を用いて、AlCu膜3の側壁にN系のデポを供給
し、側壁保護膜を形成しながらAlCu膜3をエッチン
グすることにより、電極配線7を形成する(図2
(d))。
【0008】次に、第二のステップにおいてTiN2膜
2のエッチングを行う。第二のステップにおいても、第
一のステップ同様にCl2/BCl3/N2/CHF3を用
いてエッチングを行う。例えば、ガス流量Cl2/BC
l3/N2/CHF3=5sccm/40sccm/5s
ccm/5sccm、圧力25Pa、RF Power
450Wなる条件を用いて、TiN2膜2のエッチング
とオーバーエッチングを行い、電極配線7を完成させる
(図2(e))。
2のエッチングを行う。第二のステップにおいても、第
一のステップ同様にCl2/BCl3/N2/CHF3を用
いてエッチングを行う。例えば、ガス流量Cl2/BC
l3/N2/CHF3=5sccm/40sccm/5s
ccm/5sccm、圧力25Pa、RF Power
450Wなる条件を用いて、TiN2膜2のエッチング
とオーバーエッチングを行い、電極配線7を完成させる
(図2(e))。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す従来例の技術には、第二ステップにおけるTiN膜
2のエッチング時にAlCu膜3にサイドエッチ(喰わ
れ)が入りやすいという問題があった。
示す従来例の技術には、第二ステップにおけるTiN膜
2のエッチング時にAlCu膜3にサイドエッチ(喰わ
れ)が入りやすいという問題があった。
【0010】その理由は以下の通りである。すなわち、
酸化膜を用いたマスクでは、レジスト膜からのカーボン
系のデポの供給がないことに起因する。AlCu/Ti
Nのエッチングでは、Clラジカルをメインのエッチャ
ントとしてエッチングを進行させる。また、垂直形状を
得るためにエッチングされたAlCu膜3の側壁に側壁
保護膜を形成しつつエッチングを行う。レジスト膜のマ
スクでは、レジストからのカーボンの供給によりAlC
u膜3の側壁に側壁保護膜が形成されるため、AlCu
膜の喰われを生じさせずにエッチングができる。
酸化膜を用いたマスクでは、レジスト膜からのカーボン
系のデポの供給がないことに起因する。AlCu/Ti
Nのエッチングでは、Clラジカルをメインのエッチャ
ントとしてエッチングを進行させる。また、垂直形状を
得るためにエッチングされたAlCu膜3の側壁に側壁
保護膜を形成しつつエッチングを行う。レジスト膜のマ
スクでは、レジストからのカーボンの供給によりAlC
u膜3の側壁に側壁保護膜が形成されるため、AlCu
膜の喰われを生じさせずにエッチングができる。
【0011】これに対して、酸化膜マスクでは、AlC
u膜3のエッチング時には添加ガスによる保護膜が形成
されるため、喰われは生じにくいが、TiN膜2のエッ
チング時には添加ガスの効果は小さく、カーボンの供給
がないことが大きな要因となり、レジスト膜を用いたマ
スクに比べてAlCu膜3の側壁保護効果が弱くなる。
このため、過剰なClラジカルとAlCu膜との反応が
進行し、AlCu膜側壁が等方的にエッチングされ、喰
われが発生してしまうためである。
u膜3のエッチング時には添加ガスによる保護膜が形成
されるため、喰われは生じにくいが、TiN膜2のエッ
チング時には添加ガスの効果は小さく、カーボンの供給
がないことが大きな要因となり、レジスト膜を用いたマ
スクに比べてAlCu膜3の側壁保護効果が弱くなる。
このため、過剰なClラジカルとAlCu膜との反応が
進行し、AlCu膜側壁が等方的にエッチングされ、喰
われが発生してしまうためである。
【0012】本発明の目的は、TiN膜のエッチング時
にAlCu膜にサイドエッチ(喰われ)が入りやすいのを
抑制するエッチング方法を提供することにある。
にAlCu膜にサイドエッチ(喰われ)が入りやすいのを
抑制するエッチング方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るエッチング方法は、酸化膜をマスクと
してAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする方
法であって、下層のTiN膜をエッチングするガスとし
て、塩素原子を含む化合物ガスを用い、このエッチング
ガスと添加ガスとの混合ガスを用い、Cl2を用いない
ことにより、AlCu膜のエッチングガスの喰われ耐性
を向上させるものである。
め、本発明に係るエッチング方法は、酸化膜をマスクと
してAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする方
法であって、下層のTiN膜をエッチングするガスとし
て、塩素原子を含む化合物ガスを用い、このエッチング
ガスと添加ガスとの混合ガスを用い、Cl2を用いない
ことにより、AlCu膜のエッチングガスの喰われ耐性
を向上させるものである。
【0014】また、前記エッチングガスとしてBCl3
を用い、添加ガスとしてN2,CHF3を用いるものであ
る。
を用い、添加ガスとしてN2,CHF3を用いるものであ
る。
【0015】また、前記エッチングガスとして、CHC
l3,HClを用いるものである。
l3,HClを用いるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
により説明する。
【0017】(実施形態1)図1は、本発明の形態形態
に係るエッチング方法を工程順に説明する断面図であ
り、本発明のエッチング方法をAlCu/TiNの配線
に適用した場合について説明する。
に係るエッチング方法を工程順に説明する断面図であ
り、本発明のエッチング方法をAlCu/TiNの配線
に適用した場合について説明する。
【0018】まず図1(a)に示すように、層間絶縁膜
であるSiO2膜1上にスパッタにより、TiN膜2、
AlCu膜3、TiN膜4を順次形成し、TiN膜4上
にSiO2膜5を堆積する。
であるSiO2膜1上にスパッタにより、TiN膜2、
AlCu膜3、TiN膜4を順次形成し、TiN膜4上
にSiO2膜5を堆積する。
【0019】次に図1(b)に示すように、SiO2膜
5上にレジスト膜6を形成し、レジスト膜6をパターニ
ングし、パターニングしたレジスト膜6をマスクとして
SiO2膜5をエッチングする。
5上にレジスト膜6を形成し、レジスト膜6をパターニ
ングし、パターニングしたレジスト膜6をマスクとして
SiO2膜5をエッチングする。
【0020】引き続いて図1(c)に示すように、レジ
スト膜6を除去する。ここで、SiO2膜5をマスクと
し、本発明を用いて配線の形成を行う。
スト膜6を除去する。ここで、SiO2膜5をマスクと
し、本発明を用いて配線の形成を行う。
【0021】具体的に説明すると、図1(d)に示すよ
うに、まず、第一のステップにおいて、SiO2膜5を
マスクとしてAlCu膜3のエッチングを行う。ここで
は、従来のエッチング方法と同様にCl2/BCl3/N
2/CHF3を用いてエッチングを行う。例えば、ガス流
量Cl2/BCl3/N2/CHF3=20sccm/40
sccm/5sccm/5sccm、圧力25Pa、R
F Power 650Wなる条件を用いて、AlCu膜
3の側壁にN系のデポを供給し、側壁保護膜を形成しな
がらAlCu膜3をエッチングすることにより、AlC
u膜3からなる電極配線7を形成する(図1(d))。
うに、まず、第一のステップにおいて、SiO2膜5を
マスクとしてAlCu膜3のエッチングを行う。ここで
は、従来のエッチング方法と同様にCl2/BCl3/N
2/CHF3を用いてエッチングを行う。例えば、ガス流
量Cl2/BCl3/N2/CHF3=20sccm/40
sccm/5sccm/5sccm、圧力25Pa、R
F Power 650Wなる条件を用いて、AlCu膜
3の側壁にN系のデポを供給し、側壁保護膜を形成しな
がらAlCu膜3をエッチングすることにより、AlC
u膜3からなる電極配線7を形成する(図1(d))。
【0022】次に第二のステップとして本発明を用いて
TiN膜2のエッチングを行う。本発明の実施形態で
は、エッチングガスにCl2を用いず、塩素原子を含む
化合物ガスを用いることを特徴とする。本発明の実施形
態では、例えば、エッチングガスとしてBCl3、添加
ガスとしてN2、CHF3を用いてエッチングを行う。
TiN膜2のエッチングを行う。本発明の実施形態で
は、エッチングガスにCl2を用いず、塩素原子を含む
化合物ガスを用いることを特徴とする。本発明の実施形
態では、例えば、エッチングガスとしてBCl3、添加
ガスとしてN2、CHF3を用いてエッチングを行う。
【0023】従来技術においてはTiN膜のエッチング
では、Clラジカルをメインのエッチャントとするた
め、Cl2ガスを含む混合ガスを用いていた。しかし、
検討を行ったところ、Cl2ガスを用いなくても、例え
ばBCl3のようなCl原子を含む化合物ガスでも、T
iNが十分にエッチングされることがわかった。
では、Clラジカルをメインのエッチャントとするた
め、Cl2ガスを含む混合ガスを用いていた。しかし、
検討を行ったところ、Cl2ガスを用いなくても、例え
ばBCl3のようなCl原子を含む化合物ガスでも、T
iNが十分にエッチングされることがわかった。
【0024】これは、エッチャントであるClラジカル
がBCl3から十分に発生し、供給されているためであ
ると考えられる。また、Cl2は解離度が大きいため、
過剰なClラジカルが発生してしまい、これがAlCu
膜3の喰われの原因となっていた。これに対し、BCl
3では必要以上のClラジカルを放出しないように制御
ができることがわかった。実際のエッチング条件とし
て、例えばガス流量BCl3/N2/CHF3=40sccm
/5sccm/5sccm、圧力25Pa、RF Power 4
50wなる条件を用いて、AlCu膜3の喰われを生じ
させずにTiN膜2のエッチングとオーバーエッチング
を行い、AlCu膜3からなる電極配線7を完成させ
る。
がBCl3から十分に発生し、供給されているためであ
ると考えられる。また、Cl2は解離度が大きいため、
過剰なClラジカルが発生してしまい、これがAlCu
膜3の喰われの原因となっていた。これに対し、BCl
3では必要以上のClラジカルを放出しないように制御
ができることがわかった。実際のエッチング条件とし
て、例えばガス流量BCl3/N2/CHF3=40sccm
/5sccm/5sccm、圧力25Pa、RF Power 4
50wなる条件を用いて、AlCu膜3の喰われを生じ
させずにTiN膜2のエッチングとオーバーエッチング
を行い、AlCu膜3からなる電極配線7を完成させ
る。
【0025】(実施形態2)次に、本発明に係るエッチ
ング方法をAlCu/TiNの配線に適用した場合を実
施形態2として説明する。
ング方法をAlCu/TiNの配線に適用した場合を実
施形態2として説明する。
【0026】本発明の実施形態2では、実施形態1と同
様に図1(d)に示す構造までを得る。次にTiN膜2
のエッチングを行う。
様に図1(d)に示す構造までを得る。次にTiN膜2
のエッチングを行う。
【0027】本発明の実施形態2では、実施形態1で用
いたBCl3の代わりにCHCl3やHClを用いたHC
l/N2/CHF3のようなガス系を用いてエッチングを
行う。エッチング条件として、例えばガス流量CHCl
/N2/CHF3=40sccm/5sccm/5sccm、圧力25
Pa、RF Power 450Wなる条件を用いて、A
lCu膜3の喰われを生じさせずにTiN膜2のエッチ
ングとオーバーエッチングを行い、電極配線7を完成さ
せる(図1(e))。
いたBCl3の代わりにCHCl3やHClを用いたHC
l/N2/CHF3のようなガス系を用いてエッチングを
行う。エッチング条件として、例えばガス流量CHCl
/N2/CHF3=40sccm/5sccm/5sccm、圧力25
Pa、RF Power 450Wなる条件を用いて、A
lCu膜3の喰われを生じさせずにTiN膜2のエッチ
ングとオーバーエッチングを行い、電極配線7を完成さ
せる(図1(e))。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、T
iN膜のエッチングに塩素原子を含む化合物ガスと添加
ガスからなる混合ガスを用い、Cl2を用いないことに
より、Clラジカルの発生を抑えることができる。これ
により、酸化膜(レジスト)をマスクとして用いた場合
に、レジストからのカーボン系のデポの供給がなくて
も、AlCu膜とClラジカルの反応量を抑制すること
ができ、AlCu膜の喰われ耐性を向上させつつ、塩素
原子を含む化合物ガス(BCl3等)から生じるClラジ
カルによりTiN膜をエッチングすることができる。こ
のため、今後の微細化に伴い必要となる酸化膜マスクに
よるAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする有
効な手段を提供することができる。
iN膜のエッチングに塩素原子を含む化合物ガスと添加
ガスからなる混合ガスを用い、Cl2を用いないことに
より、Clラジカルの発生を抑えることができる。これ
により、酸化膜(レジスト)をマスクとして用いた場合
に、レジストからのカーボン系のデポの供給がなくて
も、AlCu膜とClラジカルの反応量を抑制すること
ができ、AlCu膜の喰われ耐性を向上させつつ、塩素
原子を含む化合物ガス(BCl3等)から生じるClラジ
カルによりTiN膜をエッチングすることができる。こ
のため、今後の微細化に伴い必要となる酸化膜マスクに
よるAlCu膜/TiN膜の積層膜をエッチングする有
効な手段を提供することができる。
【図1】本発明の実施形態に係るエッチング方法を工程
順に示す断面図である。
順に示す断面図である。
【図2】従来例に係るエッチング方法を工程順に示す断
面図である。
面図である。
1 シリコン酸化膜 2 窒化チタン膜 3 AlCu膜 4 窒化チタン膜 5 シリコン酸化膜 6 レジスト膜 7 電極配線
Claims (3)
- 【請求項1】 酸化膜をマスクとしてAlCu膜/Ti
N膜の積層膜をエッチングする方法であって、 下層のTiN膜をエッチングするガスとして、塩素原子
を含む化合物ガスを用い、このエッチングガスと添加ガ
スとの混合ガスを用い、Cl2を用いないことにより、
AlCu膜のエッチングガスの喰われ耐性を向上させる
ことを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項2】 前記エッチングガスとしてBCl3を用
い、添加ガスとしてN2,CHF3を用いることを特徴と
する請求項1に記載のエッチング方法。 - 【請求項3】 前記エッチングガスとして、CHC
l3,HClを用いることを特徴とする請求項1に記載
のエッチング方法。
Priority Applications (6)
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