JPH11214358A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
- Publication number
- JPH11214358A JPH11214358A JP10009881A JP988198A JPH11214358A JP H11214358 A JPH11214358 A JP H11214358A JP 10009881 A JP10009881 A JP 10009881A JP 988198 A JP988198 A JP 988198A JP H11214358 A JPH11214358 A JP H11214358A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gas
- conductive layer
- microloading effect
- density
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 137
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 55
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 28
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 6
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003691 SiBr Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/18—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 the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/18—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 the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32139—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高集積度の半導体装置の製造に適した配線形
成方法に関し、エッチング速度を高く維持でき、かつ電
子シェーディングダメージを低減することのできるアル
ミニウムまたはアルミニウム合金の配線形成方法を提供
する。 【解決手段】 配線形成方法は、（ａ）アルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる導電層上に、低密度パタ
ーン部と高密度パターン部とを含むレジストパターンを
形成する工程と、（ｂ）レジストパターンをエッチング
マスクとして、導電層の厚さの一部を逆マイクロローデ
ィング効果を示すエッチングで除去する工程と、（ｃ）
レジストパターンをエッチングマスクとして、導電層の
厚さの他の一部をマイクロローディング効果を示すエッ
チングで除去する工程とを含む。
成方法に関し、エッチング速度を高く維持でき、かつ電
子シェーディングダメージを低減することのできるアル
ミニウムまたはアルミニウム合金の配線形成方法を提供
する。 【解決手段】 配線形成方法は、（ａ）アルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる導電層上に、低密度パタ
ーン部と高密度パターン部とを含むレジストパターンを
形成する工程と、（ｂ）レジストパターンをエッチング
マスクとして、導電層の厚さの一部を逆マイクロローデ
ィング効果を示すエッチングで除去する工程と、（ｃ）
レジストパターンをエッチングマスクとして、導電層の
厚さの他の一部をマイクロローディング効果を示すエッ
チングで除去する工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成方法に関
し、特に高集積度の半導体装置の製造に適した配線形成
方法に関する。
し、特に高集積度の半導体装置の製造に適した配線形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置等における配線の形
成は、下地表面上に導電層を形成し、導電層上にホトリ
ソグラフィを用いて所望の配線の平面形状に従ったレジ
ストパターンを形成し、レジストパターンをエッチング
マスクとし、導電層をエッチングすることによって形成
している。
成は、下地表面上に導電層を形成し、導電層上にホトリ
ソグラフィを用いて所望の配線の平面形状に従ったレジ
ストパターンを形成し、レジストパターンをエッチング
マスクとし、導電層をエッチングすることによって形成
している。
【０００３】導電層のエッチングにおいて、サイドエッ
チング（アンダーカット）が生じると、レジストパター
ンと導電層のパターンとの間に差が生じ、得られる配線
層の寸法精度が低下する。このため、サイドエッチング
を生じにくい異方性エッチングが多く用いられる。異方
性エッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）やマグネトロンＲＩＥ等が用いられていた。
チング（アンダーカット）が生じると、レジストパター
ンと導電層のパターンとの間に差が生じ、得られる配線
層の寸法精度が低下する。このため、サイドエッチング
を生じにくい異方性エッチングが多く用いられる。異方
性エッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）やマグネトロンＲＩＥ等が用いられていた。
【０００４】ＲＩＥは、たとえば平行平板電極間に電圧
を印加し、導入したガスのプラズマを容量結合によって
形成する。マグネトロンＲＩＥは、基板下方に磁石を配
置し、イオンの軌道を制御する。
を印加し、導入したガスのプラズマを容量結合によって
形成する。マグネトロンＲＩＥは、基板下方に磁石を配
置し、イオンの軌道を制御する。
【０００５】しかしながら、より高い集積度を実現する
ためには、より高密度の配線を形成することが望まれ
る。高密度の配線を形成しようとすると、エッチングの
寸法精度をより高めることが要求される。また、生産性
を向上するためには、エッチング速度を高めることも望
まれる。
ためには、より高密度の配線を形成することが望まれ
る。高密度の配線を形成しようとすると、エッチングの
寸法精度をより高めることが要求される。また、生産性
を向上するためには、エッチング速度を高めることも望
まれる。
【０００６】エッチレートを高めるためには、高密度プ
ラズマを形成することが望まれる。寸法精度を高めるた
めには、エッチングチャンバ内の圧力を低下させ、分子
（イオン）間の衝突を低減することが望まれる。
ラズマを形成することが望まれる。寸法精度を高めるた
めには、エッチングチャンバ内の圧力を低下させ、分子
（イオン）間の衝突を低減することが望まれる。
【０００７】このような要請に基づき、低圧高密度プラ
ズマを利用したエッチング技術が開発されてきた。たと
えば、容量結合の代わりに誘導結合を用いると、より低
圧でより高密度のプラズマを形成することが可能とな
る。
ズマを利用したエッチング技術が開発されてきた。たと
えば、容量結合の代わりに誘導結合を用いると、より低
圧でより高密度のプラズマを形成することが可能とな
る。
【０００８】しかしながら、このような低圧高密度プラ
ズマを用いたエッチングにおいて、別の問題が発生して
いる。幅の狭い領域をエッチングする際のエッチング速
度が、幅の広い領域をエッチングする際のエッチング速
度よりも遅くなるマイクロローディング効果が低圧高密
度プラズマを利用したエッチングにおいて顕著になって
くる。
ズマを用いたエッチングにおいて、別の問題が発生して
いる。幅の狭い領域をエッチングする際のエッチング速
度が、幅の広い領域をエッチングする際のエッチング速
度よりも遅くなるマイクロローディング効果が低圧高密
度プラズマを利用したエッチングにおいて顕著になって
くる。
【０００９】また、マイクロローディング効果が大きい
場合には、エッチングされる導電層に注入される電荷が
正負等量とならず、正電荷が過剰になり、蓄積される電
荷量に応じてＭＯＳトランジスタのゲート絶縁膜等を貫
通して電荷が輸送され、ゲート絶縁膜の寿命を短縮する
現象が生じる。この現象は、本来レジストパターンを会
して基板表面に注入されるべき電子が遮蔽（シェーディ
ング）されることに起因すると考えられ、電子シェーデ
ィングダメージと呼ばれる。電子シェーディングダメー
ジは、マイクロローディング効果が存在し、かつプラズ
マ中の電子温度が高い場合に生じる現象である。さらに
高エネルギ電子密度が高い場合に電子シェーディングダ
メージは大きくなる。
場合には、エッチングされる導電層に注入される電荷が
正負等量とならず、正電荷が過剰になり、蓄積される電
荷量に応じてＭＯＳトランジスタのゲート絶縁膜等を貫
通して電荷が輸送され、ゲート絶縁膜の寿命を短縮する
現象が生じる。この現象は、本来レジストパターンを会
して基板表面に注入されるべき電子が遮蔽（シェーディ
ング）されることに起因すると考えられ、電子シェーデ
ィングダメージと呼ばれる。電子シェーディングダメー
ジは、マイクロローディング効果が存在し、かつプラズ
マ中の電子温度が高い場合に生じる現象である。さらに
高エネルギ電子密度が高い場合に電子シェーディングダ
メージは大きくなる。
【００１０】また、電子シェーディングダメージと共
に、エッチングされた導電層の下部に切り込まれた形状
の切欠部（ノッチ）が発生する現象も生じる。
に、エッチングされた導電層の下部に切り込まれた形状
の切欠部（ノッチ）が発生する現象も生じる。
【００１１】従来のＲＩＥにおいては、電子温度が低
く、電子シェーディングダメージやノッチが起こりにく
かったものと考えられる。たとえ、電子温度が高くて
も、マイクロローディング効果が生じなければ電子シェ
ーディングダメージは生じにくいと考えられる。このた
め、電子温度を低くすること、高エネルギ電子の密度を
低くすること、またはマイクロローディング効果をなく
すことが要請される。
く、電子シェーディングダメージやノッチが起こりにく
かったものと考えられる。たとえ、電子温度が高くて
も、マイクロローディング効果が生じなければ電子シェ
ーディングダメージは生じにくいと考えられる。このた
め、電子温度を低くすること、高エネルギ電子の密度を
低くすること、またはマイクロローディング効果をなく
すことが要請される。
【００１２】電子シェーディングダメージは、絶縁性マ
スクの側壁上部が電子により帯電することが原因と考え
られる。したがって、帯電を生じない導電性のマスクを
用いて導電層をエッチングする方法が提案されている。
スクの側壁上部が電子により帯電することが原因と考え
られる。したがって、帯電を生じない導電性のマスクを
用いて導電層をエッチングする方法が提案されている。
【００１３】この場合、エッチングすべき導電層の上に
導電性ポリマ層を塗布し、その上にスピンオンによるガ
ラス層やスパッタリングによるＳｉＮ層やＳｉＯ2 層等
の無機マスク層を形成し、さらにその上にホトリソグラ
フィによるレジストマスクを形成する。このような３層
構造を用いて、まずレジストマスクを無機マスク層に転
写し、転写された無機マスクパターンを用いて下層のポ
リマ層をエッチングする。
導電性ポリマ層を塗布し、その上にスピンオンによるガ
ラス層やスパッタリングによるＳｉＮ層やＳｉＯ2 層等
の無機マスク層を形成し、さらにその上にホトリソグラ
フィによるレジストマスクを形成する。このような３層
構造を用いて、まずレジストマスクを無機マスク層に転
写し、転写された無機マスクパターンを用いて下層のポ
リマ層をエッチングする。
【００１４】このような工程によれば、通常のレジスト
マスクを用いるプロセスと比べ、工程数が多くなってし
まう。また、マイクロローディング効果は存在するた
め、導電層の下地層のオーバエッチングを低減すること
ができない。
マスクを用いるプロセスと比べ、工程数が多くなってし
まう。また、マイクロローディング効果は存在するた
め、導電層の下地層のオーバエッチングを低減すること
ができない。
【００１５】電子シェーディングダメージは、広いスペ
ース部でのエッチングが終了し、狭いスペース部の導電
層が半導体基板から電気的に分離された後のオーバエッ
チングにおいて生じる。したがって、高エネルギ電子の
密度を低くできる低プラズマ密度のエッチングでオーバ
エッチングを行なう方法が提案されている。
ース部でのエッチングが終了し、狭いスペース部の導電
層が半導体基板から電気的に分離された後のオーバエッ
チングにおいて生じる。したがって、高エネルギ電子の
密度を低くできる低プラズマ密度のエッチングでオーバ
エッチングを行なう方法が提案されている。
【００１６】誘導結合のプラズマエッチャーを用いる場
合においても、オーバエッチング時には供給電力を低減
し、高エネルギ電子の密度が低い条件を採用することに
より、電子シェーディングダメージが低減できることが
報告されている。しかしながら、オーバエッチングにお
いて、低プラズマ密度を採用すると、エッチング速度が
低下し、生産性が低下してしまう。
合においても、オーバエッチング時には供給電力を低減
し、高エネルギ電子の密度が低い条件を採用することに
より、電子シェーディングダメージが低減できることが
報告されている。しかしながら、オーバエッチングにお
いて、低プラズマ密度を採用すると、エッチング速度が
低下し、生産性が低下してしまう。
【００１７】電子シェーディングダメージを低減する他
の方法として、パルス変調プラズマを用いる方法が提案
されている。供給電力をパルス化することにより平均電
力を低減することができ、電子温度を低下させることが
できる。しかしながら、プラズマをパルス駆動するため
には特別の装置が必要となる。
の方法として、パルス変調プラズマを用いる方法が提案
されている。供給電力をパルス化することにより平均電
力を低減することができ、電子温度を低下させることが
できる。しかしながら、プラズマをパルス駆動するため
には特別の装置が必要となる。
【００１８】特開平４−３５０９３２号公報は、半導体
基板上に形成したポリサイド電極のエッチングを二段階
で行なう方法を提案している。ポリサイド電極は、下側
のポリシリコン層と上側のタングステンシリサイド層と
の積層で形成される。
基板上に形成したポリサイド電極のエッチングを二段階
で行なう方法を提案している。ポリサイド電極は、下側
のポリシリコン層と上側のタングステンシリサイド層と
の積層で形成される。
【００１９】上側のタングステンシリサイド層は、Ｃｌ
2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒから選択されたガスと、Ｓ
Ｆ6 、ＮＦ3 、Ｆ2 から選択されたガスとを混合した混
合ガスをエッチングガスとして用いる。下側のポリシリ
コン層は、Ｃｌ2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒから選択さ
れたガスまたはこのガスに不活性ガス等のＦを含まない
ガスを混合した混合ガスをエッチングガスとして用い
る。このエッチング方法によれば、サイドエッチングを
抑制し、エッチングにおける選択性を向上できると報告
されている。
2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒから選択されたガスと、Ｓ
Ｆ6 、ＮＦ3 、Ｆ2 から選択されたガスとを混合した混
合ガスをエッチングガスとして用いる。下側のポリシリ
コン層は、Ｃｌ2 、Ｂｒ2 、ＨＣｌ、ＨＢｒから選択さ
れたガスまたはこのガスに不活性ガス等のＦを含まない
ガスを混合した混合ガスをエッチングガスとして用い
る。このエッチング方法によれば、サイドエッチングを
抑制し、エッチングにおける選択性を向上できると報告
されている。
【００２０】特開平７−７４１５６号公報は、塩素を含
むガスと臭素を含むガスとの混合ガスに、窒素ガスある
いはフロンガス（ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 ）を２０
％以下添加してアルミニウムをプラズマエッチングする
方法を提案している。窒素ガスあるいはフロンガスを添
加することにより、マイクロローディング効果を減少さ
せ、添加量を２０％以下にすることにより選択性を維持
している。
むガスと臭素を含むガスとの混合ガスに、窒素ガスある
いはフロンガス（ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 ）を２０
％以下添加してアルミニウムをプラズマエッチングする
方法を提案している。窒素ガスあるいはフロンガスを添
加することにより、マイクロローディング効果を減少さ
せ、添加量を２０％以下にすることにより選択性を維持
している。
【００２１】ＵＳＰ５２１９４８５号は、Ｃｌ2 、ＢＣ
ｌ3 、ＨＣｌの混合ガスに、フッ素を含むガス、酸素の
少なくとも一方を２０体積％以下添加し、ポリサイド電
極のシリサイド層をエッチングする方法を提案してい
る。このエッチングによれば、パターン精度を高め、酸
化膜に対する選択比を高く維持できると報告されてい
る。
ｌ3 、ＨＣｌの混合ガスに、フッ素を含むガス、酸素の
少なくとも一方を２０体積％以下添加し、ポリサイド電
極のシリサイド層をエッチングする方法を提案してい
る。このエッチングによれば、パターン精度を高め、酸
化膜に対する選択比を高く維持できると報告されてい
る。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】エッチング速度を高め
るために、低圧高密度プラズマを用いると、電子シェー
ディングダメージが発生してしまう。
るために、低圧高密度プラズマを用いると、電子シェー
ディングダメージが発生してしまう。
【００２３】本発明の目的は、エッチング速度を高く維
持でき、かつ電子シェーディングダメージを低減するこ
とのできるアルミニウムまたはアルミニウム合金の配線
形成方法を提供することである。
持でき、かつ電子シェーディングダメージを低減するこ
とのできるアルミニウムまたはアルミニウム合金の配線
形成方法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、下地表面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金
からなる導電層を形成した基板上に、隣接パターン間に
広いスペースを有する低密度パターン部と隣接パターン
間に狭いスペース部を有する高密度パターン部とを含む
レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパタ
ーンをエッチングマスクとして、前記導電層の厚さの一
部を逆マイクロローディング効果を示すエッチングで除
去する工程と、前記レジストパターンをエッチングマス
クとして、前記導電層の厚さの他の一部をマイクロロー
ディング効果を示すエッチングで除去する工程とを含む
配線形成方法が提供される。
ば、下地表面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金
からなる導電層を形成した基板上に、隣接パターン間に
広いスペースを有する低密度パターン部と隣接パターン
間に狭いスペース部を有する高密度パターン部とを含む
レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパタ
ーンをエッチングマスクとして、前記導電層の厚さの一
部を逆マイクロローディング効果を示すエッチングで除
去する工程と、前記レジストパターンをエッチングマス
クとして、前記導電層の厚さの他の一部をマイクロロー
ディング効果を示すエッチングで除去する工程とを含む
配線形成方法が提供される。
【００２５】逆マイクロローディング効果を示すエッチ
ングと、マイクロローディング効果を示すエッチングと
を組み合わせることにより、低密度パターン部の平均エ
ッチング速度と高密度パターン部の平均エッチング速度
との差を低減することができる。全領域でほぼ同時にエ
ッチングが終了すれば、電子シェーディングダメージを
低減することができる。
ングと、マイクロローディング効果を示すエッチングと
を組み合わせることにより、低密度パターン部の平均エ
ッチング速度と高密度パターン部の平均エッチング速度
との差を低減することができる。全領域でほぼ同時にエ
ッチングが終了すれば、電子シェーディングダメージを
低減することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本明細書において、パターンの粗
密を以下のように定義する。スペース部のアスペクト比
（高さ／幅）が１を越えるパターンを高密度パターン
（広いスペース）と呼び、スペース部のアスペクト比が
１以下のパターンを低密度パターン（狭いスペース）と
定義する。たとえば、メモリセル中の配線パターン等が
高密度パターンとなる。
密を以下のように定義する。スペース部のアスペクト比
（高さ／幅）が１を越えるパターンを高密度パターン
（広いスペース）と呼び、スペース部のアスペクト比が
１以下のパターンを低密度パターン（狭いスペース）と
定義する。たとえば、メモリセル中の配線パターン等が
高密度パターンとなる。
【００２７】以下、図面を参照して本発明の基礎となる
実験事実および実施例を説明する。エッチングガスに、
エッチングを阻害するような反応生成物を発生させるガ
スを添加すると、反応生成物が堆積しやすい広いスペー
ス部においてエッチング速度が低下し、広いスペースに
おけるエッチング速度が狭いスペースにおけるエッチン
グ速度より遅くなる逆マイクロローディング効果が知ら
れている。
実験事実および実施例を説明する。エッチングガスに、
エッチングを阻害するような反応生成物を発生させるガ
スを添加すると、反応生成物が堆積しやすい広いスペー
ス部においてエッチング速度が低下し、広いスペースに
おけるエッチング速度が狭いスペースにおけるエッチン
グ速度より遅くなる逆マイクロローディング効果が知ら
れている。
【００２８】たとえば、従来技術において説明したよう
に、塩素を含むガスと臭素を含むガスとを主エッチング
ガスとし、フロンガスを添加することにより、マイクロ
ローディング効果が減少することが報告されている。
に、塩素を含むガスと臭素を含むガスとを主エッチング
ガスとし、フロンガスを添加することにより、マイクロ
ローディング効果が減少することが報告されている。
【００２９】図２（Ａ）は、本発明者が行なった実験に
用いた誘導結合プラズマエッチャーの構造を概略的に示
す。誘導結合プラズマエッチャーにおいて、低圧高密度
プラズマを形成するための真空チャンバ２１の上部に
は、電磁波を透過することのできる石英等の誘電体窓２
２が設けられ、下部には底部電極２３が設けられてい
る。なお、真空チャンバ２１の一部にはガス導入ポート
や排気口が設けられている。
用いた誘導結合プラズマエッチャーの構造を概略的に示
す。誘導結合プラズマエッチャーにおいて、低圧高密度
プラズマを形成するための真空チャンバ２１の上部に
は、電磁波を透過することのできる石英等の誘電体窓２
２が設けられ、下部には底部電極２３が設けられてい
る。なお、真空チャンバ２１の一部にはガス導入ポート
や排気口が設けられている。
【００３０】誘電体窓２２の上には、誘導コイル２４が
配置され、高周波電源２５に接続されている。高周波電
源２５は、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供
給する。底部電極２３も、高周波電源２７に接続され、
たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を受ける。
配置され、高周波電源２５に接続されている。高周波電
源２５は、たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供
給する。底部電極２３も、高周波電源２７に接続され、
たとえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を受ける。
【００３１】真空チャンバ２１内を排気し、エッチング
ガスを導入し、誘導コイル２４から真空チャンバ内に高
周波電力を供給すると、プラズマ２９が発生する。底部
電極２３の上に半導体ウエハ等の加工対象物３０を載置
し、底部電極２３にも高周波電力を供給し、プラズマ加
工を行なう。
ガスを導入し、誘導コイル２４から真空チャンバ内に高
周波電力を供給すると、プラズマ２９が発生する。底部
電極２３の上に半導体ウエハ等の加工対象物３０を載置
し、底部電極２３にも高周波電力を供給し、プラズマ加
工を行なう。
【００３２】以下に説明する実験においては、加工対象
物３０として絶縁層上にアルミニウム合金（Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ）層を有する半導体ウエハを用いた。アルミニウ
ム合金層の上には、種々のレジストパターンを形成し
た。
物３０として絶縁層上にアルミニウム合金（Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ）層を有する半導体ウエハを用いた。アルミニウ
ム合金層の上には、種々のレジストパターンを形成し
た。
【００３３】マイクロローディング効果を示すエッチン
グとして、Ｃｌ2 とＢＣｌ3 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／
ＢＣｌ3 ＝４０／２０ｓｃｃｍ）と、Ｃｌ2 、ＢＣ
ｌ3 、ＣＨＦ3 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｃ
ＨＦ3 ＝４０／２０／３ｓｃｃｍ）を用い、逆マイクロ
ローディング効果を示すエッチングとして、Ｃｌ2 、Ｂ
Ｃｌ3 、ＳＦ6 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 ＝８０／４０／２ｓｃｃｍ）を用いた。
グとして、Ｃｌ2 とＢＣｌ3 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／
ＢＣｌ3 ＝４０／２０ｓｃｃｍ）と、Ｃｌ2 、ＢＣ
ｌ3 、ＣＨＦ3 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｃ
ＨＦ3 ＝４０／２０／３ｓｃｃｍ）を用い、逆マイクロ
ローディング効果を示すエッチングとして、Ｃｌ2 、Ｂ
Ｃｌ3 、ＳＦ6 の混合ガス（流量Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 ＝８０／４０／２ｓｃｃｍ）を用いた。
【００３４】エッチング時の圧力および供給電力は各エ
ッチング条件共通に以下のように設定した。
ッチング条件共通に以下のように設定した。
【００３５】圧力＝１０ｍＴｏｒｒ、 上部高周波電力ＲＦｔｏｐ＝３３０Ｗ、 下部高周波電力ＲＦｂｏｔ＝１００Ｗ。
【００３６】上部高周波電力は、誘導コイル２４に印加
されるＲＦ電力を示し、下部高周波電力は底部電極２３
に印加される高周波電力を示す。
されるＲＦ電力を示し、下部高周波電力は底部電極２３
に印加される高周波電力を示す。
【００３７】マイクロローディング効果を示すエッチン
グにおいては、レジストパターンのライン幅を１μｍに
固定し、スペース幅を１０μｍから０．５μｍまで変化
させたラインアンドスペースパターンを用いた。逆マイ
クロローディング効果を示すエッチングにおいては、ラ
イン幅とスペース幅の比を１：１に固定し、ライン幅と
スペース幅の和を変化させたラインアンドスペースパタ
ーンを用いた。
グにおいては、レジストパターンのライン幅を１μｍに
固定し、スペース幅を１０μｍから０．５μｍまで変化
させたラインアンドスペースパターンを用いた。逆マイ
クロローディング効果を示すエッチングにおいては、ラ
イン幅とスペース幅の比を１：１に固定し、ライン幅と
スペース幅の和を変化させたラインアンドスペースパタ
ーンを用いた。
【００３８】図２（Ｂ）は、実験結果を示す。横軸はス
ペース幅をμｍで示し、縦軸は規格化エッチング速度を
示す。規格化エッチング速度は、無限大のスペース部に
おけるエッチング速度を１００％とし、スペース幅を狭
めた時のエッチング速度が無限大のスペース部のエッチ
ング速度に比べ何％になるかを示す数値である。
ペース幅をμｍで示し、縦軸は規格化エッチング速度を
示す。規格化エッチング速度は、無限大のスペース部に
おけるエッチング速度を１００％とし、スペース幅を狭
めた時のエッチング速度が無限大のスペース部のエッチ
ング速度に比べ何％になるかを示す数値である。
【００３９】曲線Ｅ１は、エッチングガスとしてＣｌ2
とＢＣｌ3 の混合ガスを用いた条件１の実験結果を示
す。曲線Ｅ２は、エッチングガスとしてＣｌ2 とＢＣｌ
3 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いた条件２の実験結果を示
す。曲線Ｅ３は、エッチングガスとしてＣｌ2 とＢＣｌ
3 とＳＦ6 の混合ガスを用いた条件３の実験結果を示
す。
とＢＣｌ3 の混合ガスを用いた条件１の実験結果を示
す。曲線Ｅ２は、エッチングガスとしてＣｌ2 とＢＣｌ
3 とＣＨＦ3 の混合ガスを用いた条件２の実験結果を示
す。曲線Ｅ３は、エッチングガスとしてＣｌ2 とＢＣｌ
3 とＳＦ6 の混合ガスを用いた条件３の実験結果を示
す。
【００４０】スペース幅が１０μｍから小さくなってい
くと、曲線Ｅ１ではマイクロローディング効果が発生す
る。Ｃｌ2 とＢＣｌ3 との混合ガスを用いた条件１のエ
ッチングにおいては、マイクロローディング効果が顕著
である。
くと、曲線Ｅ１ではマイクロローディング効果が発生す
る。Ｃｌ2 とＢＣｌ3 との混合ガスを用いた条件１のエ
ッチングにおいては、マイクロローディング効果が顕著
である。
【００４１】曲線Ｅ２では、２μｍ以上のスペース幅で
はエッチング速度にほとんど変化が生じていないが、ス
ペース幅がさらに狭くなると、マイクロローディング効
果が発生している。
はエッチング速度にほとんど変化が生じていないが、ス
ペース幅がさらに狭くなると、マイクロローディング効
果が発生している。
【００４２】条件１のエッチングガスにさらにＣＨＦ3
を添加した条件２においては、マイクロローディング効
果が低減している。これは、ＣＨＦ3 を添加することに
より、ＣＦx 系のポリマーが発生し、ウエハに堆積して
エッチングを阻害するためであると考えられる。このポ
リマーの堆積は、広いスペース部においてより優先的に
発生するため、狭いスペース部でのエッチング速度に対
し、広いスペース部でのエッチング速度を相対的に低減
させる効果を示すと考えられる。しかしながら、ＣＨＦ
3 ガスの添加によってマイクロローディング効果を解消
することはできず、特に１．０μｍ未満のスペース部に
おいては、マイクロローディング効果が顕著に発生して
いる。
を添加した条件２においては、マイクロローディング効
果が低減している。これは、ＣＨＦ3 を添加することに
より、ＣＦx 系のポリマーが発生し、ウエハに堆積して
エッチングを阻害するためであると考えられる。このポ
リマーの堆積は、広いスペース部においてより優先的に
発生するため、狭いスペース部でのエッチング速度に対
し、広いスペース部でのエッチング速度を相対的に低減
させる効果を示すと考えられる。しかしながら、ＣＨＦ
3 ガスの添加によってマイクロローディング効果を解消
することはできず、特に１．０μｍ未満のスペース部に
おいては、マイクロローディング効果が顕著に発生して
いる。
【００４３】曲線Ｅ３では逆マイクロローディング効果
が発生している。条件１のエッチングガスにＳＦ6 を添
加した条件３においては、狭いスペース部におけるエッ
チング速度が広いスペース部におけるエッチング速度よ
りも速くなり、逆マイクロローディング効果が生じてい
る。これは、ＳＦ6 が解離してできたＦラジカルによ
り、Ａｌ表面が弗化され、ＡｌＦ3 が形成されるためと
考えられる。
が発生している。条件１のエッチングガスにＳＦ6 を添
加した条件３においては、狭いスペース部におけるエッ
チング速度が広いスペース部におけるエッチング速度よ
りも速くなり、逆マイクロローディング効果が生じてい
る。これは、ＳＦ6 が解離してできたＦラジカルによ
り、Ａｌ表面が弗化され、ＡｌＦ3 が形成されるためと
考えられる。
【００４４】ＡｌＦ3 の形成は、広いスペース部でより
優先的に生じ、広いスペース部におけるエッチング速度
を低下させ、狭いスペース部におけるエッチング速度よ
りも小さなエッチング速度を発生させていると考えられ
る。
優先的に生じ、広いスペース部におけるエッチング速度
を低下させ、狭いスペース部におけるエッチング速度よ
りも小さなエッチング速度を発生させていると考えられ
る。
【００４５】条件２と条件３を比較すると、ＣＦx 系の
ポリマーよりもＡｌＦ3 の方が広いスペース部における
エッチング速度抑制効果が大きいことがわかる。これ
は、ＡｌＦ3 がよりエッチングされにくいためと考えら
れる。Ａｌ合金の場合を実験的に検証したが、Ａｌを用
いても同様の結果が得られるであろう。
ポリマーよりもＡｌＦ3 の方が広いスペース部における
エッチング速度抑制効果が大きいことがわかる。これ
は、ＡｌＦ3 がよりエッチングされにくいためと考えら
れる。Ａｌ合金の場合を実験的に検証したが、Ａｌを用
いても同様の結果が得られるであろう。
【００４６】なお、同様にＡｌ表面を弗化し、ＡｌＦ3
を形成することのできる添加ガスとしてＮＦ3 、Ｂ
Ｆ3 、ＰＦ3 を用いることが可能であろう。
を形成することのできる添加ガスとしてＮＦ3 、Ｂ
Ｆ3 、ＰＦ3 を用いることが可能であろう。
【００４７】いずれの条件においても、スペース幅が
１．０μｍよりも狭くなると、マイクロローディング効
果および逆マイクロローディング効果が極めて顕著とな
っている。高集積度半導体装置においては、１．０μｍ
未満のスペース幅を採用することがほぼ必須の条件とな
る。このような条件においては、マイクロローディング
効果や逆マイクロローディング効果が顕著に発生する。
１．０μｍよりも狭くなると、マイクロローディング効
果および逆マイクロローディング効果が極めて顕著とな
っている。高集積度半導体装置においては、１．０μｍ
未満のスペース幅を採用することがほぼ必須の条件とな
る。このような条件においては、マイクロローディング
効果や逆マイクロローディング効果が顕著に発生する。
【００４８】半導体集積回路装置において、すべてのパ
ターンを同一幅のスペースで形成することはできない。
エッチング工程においては、狭いスペースと同時に広い
スペースが生じる。単一のエッチングでは、マイクロロ
ーディング効果または逆マイクロローディング効果を避
け難いため、電子シェーディングダメージを防止するこ
とは困難となる。
ターンを同一幅のスペースで形成することはできない。
エッチング工程においては、狭いスペースと同時に広い
スペースが生じる。単一のエッチングでは、マイクロロ
ーディング効果または逆マイクロローディング効果を避
け難いため、電子シェーディングダメージを防止するこ
とは困難となる。
【００４９】しかしながら、マイクロローディング効果
を示すエッチングと、逆マイクロローディング効果を示
すエッチングとを組み合わせることにより、全体として
スペース幅によらずほぼ均一な平均エッチング速度を示
すエッチングを実現することが可能となる。
を示すエッチングと、逆マイクロローディング効果を示
すエッチングとを組み合わせることにより、全体として
スペース幅によらずほぼ均一な平均エッチング速度を示
すエッチングを実現することが可能となる。
【００５０】以下、図１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、本
発明の実施例を説明する。図１（Ａ）に示すように、シ
リコン基板等の半導体基板１の表面に酸化膜等の絶縁膜
２を形成した基板上にアルミニウム、またはアルミニウ
ム合金の導電層５を形成する。なお、半導体基板１の表
面には、ＭＯＳトランジスタの半導体素子を形成してお
く。
発明の実施例を説明する。図１（Ａ）に示すように、シ
リコン基板等の半導体基板１の表面に酸化膜等の絶縁膜
２を形成した基板上にアルミニウム、またはアルミニウ
ム合金の導電層５を形成する。なお、半導体基板１の表
面には、ＭＯＳトランジスタの半導体素子を形成してお
く。
【００５１】導電層５の上に、高密度パターン部ＨＤお
よび低密度パターン部ＬＤを有するレジストパターン８
を作成する。高密度パターン部ＨＤにおけるスペース部
９ａは、１を越えるアスペクト比を有する。低密度パタ
ーン部ＬＤにおけるスペース部９ｂは、１以下のアスペ
クト比を有する。導電層５は、たとえばＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕのアルミニウム合金で形成される。
よび低密度パターン部ＬＤを有するレジストパターン８
を作成する。高密度パターン部ＨＤにおけるスペース部
９ａは、１を越えるアスペクト比を有する。低密度パタ
ーン部ＬＤにおけるスペース部９ｂは、１以下のアスペ
クト比を有する。導電層５は、たとえばＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕのアルミニウム合金で形成される。
【００５２】図１（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）に示
すようなエッチング装置を用い、Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 をエッチングガスとした低圧高密度プラズマによ
り、導電層５をエッチングする。このエッチングは、図
２（Ｂ）曲線Ｅ３に示すように、逆マイクロローディン
グ効果を示すエッチングである。
すようなエッチング装置を用い、Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／Ｓ
Ｆ6 をエッチングガスとした低圧高密度プラズマによ
り、導電層５をエッチングする。このエッチングは、図
２（Ｂ）曲線Ｅ３に示すように、逆マイクロローディン
グ効果を示すエッチングである。
【００５３】したがって、高密度パターン部のスペース
部９ａにおけるエッチング速度が、低密度パターン部に
おけるスペース部９ｂのエッチング速度よりも速い。し
たがって、低密度パターン部のスペース９ａにおけるエ
ッチング深さＤｄ１は、低密度パターンにおけるスペー
ス部９ｂにおけるエッチング深さＤｏ１よりも大、Ｄｄ
１＞Ｄｏ１、となる。この逆マイクロローディング効果
を示すエッチングは、導電層５の一部をエッチングした
段階で終了させる。
部９ａにおけるエッチング速度が、低密度パターン部に
おけるスペース部９ｂのエッチング速度よりも速い。し
たがって、低密度パターン部のスペース９ａにおけるエ
ッチング深さＤｄ１は、低密度パターンにおけるスペー
ス部９ｂにおけるエッチング深さＤｏ１よりも大、Ｄｄ
１＞Ｄｏ１、となる。この逆マイクロローディング効果
を示すエッチングは、導電層５の一部をエッチングした
段階で終了させる。
【００５４】図１（Ｃ）に示すように、エッチングガス
をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 に切替え、さらに低圧高密度プラズ
マによるエッチングを行なう。このエッチングは、図２
の曲線Ｅ１に示すように、マイクロローディング効果を
示すエッチングである。したがって、低密度パターン部
ＬＤのスペース部９ｂにおけるエッチング速度が、高密
度パターン部Ｈｄのスペース部９ａにおけるエッチング
速度よりも速くなる。
をＣｌ2 ／ＢＣｌ3 に切替え、さらに低圧高密度プラズ
マによるエッチングを行なう。このエッチングは、図２
の曲線Ｅ１に示すように、マイクロローディング効果を
示すエッチングである。したがって、低密度パターン部
ＬＤのスペース部９ｂにおけるエッチング速度が、高密
度パターン部Ｈｄのスペース部９ａにおけるエッチング
速度よりも速くなる。
【００５５】したがって、高密度パターン部のスペース
部９ａにおけるエッチング深さＤｄ２と、低密度パター
ン部のスペース部９ｂにおけるエッチング深さＤｏ２と
の差は減少する。別の表現を用いれば、Ｄｄ１／Ｄｏ１
＞Ｄｄ２／Ｄｏ２となる。エッチング対象層の全厚を逆
マイクロローディング効果を示すエッチングとマイクロ
ローディング効果を示すエッチングとの組み合わせでエ
ッチングする。
部９ａにおけるエッチング深さＤｄ２と、低密度パター
ン部のスペース部９ｂにおけるエッチング深さＤｏ２と
の差は減少する。別の表現を用いれば、Ｄｄ１／Ｄｏ１
＞Ｄｄ２／Ｄｏ２となる。エッチング対象層の全厚を逆
マイクロローディング効果を示すエッチングとマイクロ
ローディング効果を示すエッチングとの組み合わせでエ
ッチングする。
【００５６】図１（Ｂ）に示すエッチングと、図１
（Ｃ）に示すエッチングとの比を選択することにより、
図１（Ｄ）に示すように高密度パターン部ＨＤおよび低
密度パターン部ＬＤにおいてほぼ同時にエッチングを終
了させることができる。逆マイクロローディング効果を
示すエッチングと、マイクロローディング効果を示すエ
ッチングの量の選択は、たとえばエッチング条件を一定
に保ち、エッチング時間を調整することによって設定す
ることができる。
（Ｃ）に示すエッチングとの比を選択することにより、
図１（Ｄ）に示すように高密度パターン部ＨＤおよび低
密度パターン部ＬＤにおいてほぼ同時にエッチングを終
了させることができる。逆マイクロローディング効果を
示すエッチングと、マイクロローディング効果を示すエ
ッチングの量の選択は、たとえばエッチング条件を一定
に保ち、エッチング時間を調整することによって設定す
ることができる。
【００５７】なお、逆マイクロローディング効果を示す
エッチングは、Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＳＦ6 をエッチング
ガスとするものに限らない。エッチングガスにＳＦ6 、
ＮＦ 3 、ＢＦ3 、ＰＦ3 から選ばれた１種以上のガスを
混合した混合ガスを用いることができる。主エッチング
ガスとしては、塩素を含むガス、臭素を含むガスの少な
くとも１種を用いることができる。
エッチングは、Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ／ＳＦ6 をエッチング
ガスとするものに限らない。エッチングガスにＳＦ6 、
ＮＦ 3 、ＢＦ3 、ＰＦ3 から選ばれた１種以上のガスを
混合した混合ガスを用いることができる。主エッチング
ガスとしては、塩素を含むガス、臭素を含むガスの少な
くとも１種を用いることができる。
【００５８】塩素を含むガスとしては、Ｃｌ2 、ＢＣｌ
3 、ＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 、ＨＣｌの１種以上を用いる
ことができる。臭素を含むガスとしては、Ｂｒ2 、ＢＢ
ｒ3、ＳｉＢｒ4 、ＣＢｒ4 、ＨＢｒの１種以上を用い
ることができる。また、逆マイクロローディング効果を
示すエッチングと、マイクロローディング効果を示すエ
ッチングにおいて、主エッチングガスとして異なるガス
を用いてもよい。
3 、ＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 、ＨＣｌの１種以上を用いる
ことができる。臭素を含むガスとしては、Ｂｒ2 、ＢＢ
ｒ3、ＳｉＢｒ4 、ＣＢｒ4 、ＨＢｒの１種以上を用い
ることができる。また、逆マイクロローディング効果を
示すエッチングと、マイクロローディング効果を示すエ
ッチングにおいて、主エッチングガスとして異なるガス
を用いてもよい。
【００５９】マイクロローディング効果を示すエッチン
グガスは広く知られており、塩素を含むガス、臭素を含
むガス、これらの混合ガス、さらにフレオンやＮ2 、不
活性ガスを添加したガス等を用いることができる。添加
ガスとして、Ｃx Ｈy Ｆz （ｘ、ｙ、ｚは０以上の整
数）を用いることもできる。
グガスは広く知られており、塩素を含むガス、臭素を含
むガス、これらの混合ガス、さらにフレオンやＮ2 、不
活性ガスを添加したガス等を用いることができる。添加
ガスとして、Ｃx Ｈy Ｆz （ｘ、ｙ、ｚは０以上の整
数）を用いることもできる。
【００６０】塩素を含むガスとしては、Ｃｌ2 、ＢＣｌ
3 、ＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 、ＨＣｌの１種以上を用いる
ことができる。臭素を含むガスとしては、Ｂｒ2 、ＢＢ
ｒ3、ＳｉＢｒ4 、ＣＢｒ4 、ＨＢｒの１種以上を用い
ることができる。
3 、ＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ4 、ＨＣｌの１種以上を用いる
ことができる。臭素を含むガスとしては、Ｂｒ2 、ＢＢ
ｒ3、ＳｉＢｒ4 、ＣＢｒ4 、ＨＢｒの１種以上を用い
ることができる。
【００６１】なお、逆マイクロローディング効果を示す
エッチングを先に行い、マイクロローディング効果を示
すエッチングをその後に行なう場合を説明したが、この
順序を逆にすることもできる。
エッチングを先に行い、マイクロローディング効果を示
すエッチングをその後に行なう場合を説明したが、この
順序を逆にすることもできる。
【００６２】ただし、逆マイクロローディング効果を示
すエッチングは、エッチングにおいて堆積物を生じるた
め、エッチング終了後に残渣が残る。ただし、その残渣
は除去可能である。たとえば、ＳＦ6 による残渣は、濃
硝酸で除去することができる。濃硝酸は、導電層のアル
ミニウムを溶解しないため、配線層に影響を与えない。
すエッチングは、エッチングにおいて堆積物を生じるた
め、エッチング終了後に残渣が残る。ただし、その残渣
は除去可能である。たとえば、ＳＦ6 による残渣は、濃
硝酸で除去することができる。濃硝酸は、導電層のアル
ミニウムを溶解しないため、配線層に影響を与えない。
【００６３】半導体装置における配線形成を例にとって
説明したが、配線形成は半導体装置に限らず、利用する
ことができる。たとえば、微細な配線を必要とする電子
装置におけるアルミニウムを含む配線層のエッチングに
利用することができる。
説明したが、配線形成は半導体装置に限らず、利用する
ことができる。たとえば、微細な配線を必要とする電子
装置におけるアルミニウムを含む配線層のエッチングに
利用することができる。
【００６４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッチング速度を高く保ち、かつマイクロローディング
効果を全体として低減することができる。また、電子シ
ェーディングダメージを低減することができる。
エッチング速度を高く保ち、かつマイクロローディング
効果を全体として低減することができる。また、電子シ
ェーディングダメージを低減することができる。
【図１】 本発明の実施例による配線形成方法を説明す
るための半導体基板の断面図である。
るための半導体基板の断面図である。
【図２】 本発明者の行なった実験を説明するためのエ
ッチング装置の概略断面図および実験結果を示すグラフ
である。
ッチング装置の概略断面図および実験結果を示すグラフ
である。
１ 半導体基板、 ２ 絶縁層、 ５ 導電層、
８ レジストパターン、 ９ スペース部、 ２
１ 真空チャンバ、 ２２ 誘電体窓、２３ 底部電
極、 ２４ 誘導コイル、 ２５、２７ 高周波電
源、 ３０ 加工対象物
８ レジストパターン、 ９ スペース部、 ２
１ 真空チャンバ、 ２２ 誘電体窓、２３ 底部電
極、 ２４ 誘導コイル、 ２５、２７ 高周波電
源、 ３０ 加工対象物
Claims (6)
- 【請求項１】 （ａ）下地表面上にアルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる導電層を形成した基板上に、
隣接パターン間に広いスペースを有する低密度パターン
部と隣接パターン間に狭いスペース部を有する高密度パ
ターン部とを含むレジストパターンを形成する工程と、 （ｂ）前記レジストパターンをエッチングマスクとし
て、前記導電層の厚さの一部を逆マイクロローディング
効果を示すエッチングで除去する工程と、 （ｃ）前記レジストパターンをエッチングマスクとし
て、前記導電層の厚さの他の一部をマイクロローディン
グ効果を示すエッチングで除去する工程とを含む配線形
成方法。 - 【請求項２】 前記工程（ｂ）が、塩素を含むガスまた
は臭素を含むガスと、ＳＦ6 、ＮＦ3 、ＢＦ3 、ＰＦ3
から成る群より選ばれた少なくとも１種のガスとを含む
エッチングガスを用いる請求項１記載の配線形成方法。 - 【請求項３】 前記工程（ｂ）が前記工程（ａ）の後に
行なわれ、前記工程（ｃ）が前記工程（ｂ）の後に行な
われる請求項１〜２のいずれかに記載の配線形成方法。 - 【請求項４】 前記工程（ｃ）が前記工程（ａ）の後に
行なわれ、前記工程（ｂ）が前記工程（ｃ）の後に行な
われ、さらに、 前記工程（ｂ）の後、残渣を除去する工程を含む請求項
１〜２のいずれかに記載の配線形成方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）とを行
なった時、前記低密度パターン部と前記高密度パターン
部とでほぼ同時に前記導電層のエッチングが終了する請
求項１〜４のいずれかに記載の配線形成方法。 - 【請求項６】 前記工程（ｃ）が、Ｃｌ2 ／ＢＣｌ3 ま
たはＣｌ2 ／ＢＣｌ 3 ／ＣＨＦ3 を含むガスをエッチン
グガスとして用いる請求項１〜５のいずれかに記載の配
線形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00988198A JP4013308B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 配線形成方法 |
| US09/234,576 US6080681A (en) | 1998-01-21 | 1999-01-21 | Method of forming wiring pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00988198A JP4013308B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214358A true JPH11214358A (ja) | 1999-08-06 |
| JP4013308B2 JP4013308B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=11732510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00988198A Expired - Fee Related JP4013308B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 配線形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6080681A (ja) |
| JP (1) | JP4013308B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419786B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2004-02-21 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| KR100437832B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2004-06-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| US7537990B2 (en) | 2006-09-27 | 2009-05-26 | Elpida Memory, Inc. | Method of manufacturing semiconductor devices |
| JP2010245101A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Hitachi High-Technologies Corp | ドライエッチング方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000306894A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Nec Corp | 基板のプラズマ処理方法 |
| US6372652B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-04-16 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method for forming a thin-film, electrically blowable fuse with a reproducible blowing wattage |
| JP3456461B2 (ja) * | 2000-02-21 | 2003-10-14 | Ｔｄｋ株式会社 | パターニング方法、薄膜デバイスの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
| US7208420B1 (en) | 2004-07-22 | 2007-04-24 | Lam Research Corporation | Method for selectively etching an aluminum containing layer |
| US7477130B2 (en) * | 2005-01-28 | 2009-01-13 | Littelfuse, Inc. | Dual fuse link thin film fuse |
| US7413992B2 (en) * | 2005-06-01 | 2008-08-19 | Lam Research Corporation | Tungsten silicide etch process with reduced etch rate micro-loading |
| KR100849190B1 (ko) * | 2007-03-19 | 2008-07-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법 |
| CN102903627A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种基于缓冲层进行深刻蚀的掩蔽方法 |
| CN115206979A (zh) * | 2021-04-14 | 2022-10-18 | 华邦电子股份有限公司 | 存储器组件及其制造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5219485A (en) * | 1985-10-11 | 1993-06-15 | Applied Materials, Inc. | Materials and methods for etching silicides, polycrystalline silicon and polycides |
| US4980018A (en) * | 1989-11-14 | 1990-12-25 | Intel Corporation | Plasma etching process for refractory metal vias |
| JP3210359B2 (ja) * | 1991-05-29 | 2001-09-17 | 株式会社東芝 | ドライエッチング方法 |
| JPH06151382A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-31 | Toshiba Corp | ドライエッチング方法 |
| JP2520225B2 (ja) * | 1994-01-26 | 1996-07-31 | 富士通株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| JP2996159B2 (ja) * | 1995-10-26 | 1999-12-27 | ヤマハ株式会社 | ドライエッチング方法 |
| US5846443A (en) * | 1996-07-09 | 1998-12-08 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for etching semiconductor wafers and layers thereof |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP00988198A patent/JP4013308B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-21 US US09/234,576 patent/US6080681A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419786B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2004-02-21 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| KR100437832B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2004-06-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| US7537990B2 (en) | 2006-09-27 | 2009-05-26 | Elpida Memory, Inc. | Method of manufacturing semiconductor devices |
| JP2010245101A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Hitachi High-Technologies Corp | ドライエッチング方法 |
| KR101095603B1 (ko) * | 2009-04-01 | 2011-12-19 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 드라이 에칭방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6080681A (en) | 2000-06-27 |
| JP4013308B2 (ja) | 2007-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6583065B1 (en) | Sidewall polymer forming gas additives for etching processes | |
| EP0049272B1 (en) | Fabrication of microminiature devices using plasma etching of silicon with fluorine-containing gaseous compounds | |
| US6399507B1 (en) | Stable plasma process for etching of films | |
| US6008139A (en) | Method of etching polycide structures | |
| EP0954877B1 (en) | Method for reducing plasma-induced charging damage | |
| WO1997036322A1 (en) | Methods and apparatus for minimizing etch rate loading | |
| EP1042796A1 (en) | Improved techniques for etching an oxide layer | |
| US6432832B1 (en) | Method of improving the profile angle between narrow and wide features | |
| JP4013308B2 (ja) | 配線形成方法 | |
| US5880033A (en) | Method for etching metal silicide with high selectivity to polysilicon | |
| US5346585A (en) | Use of a faceted etch process to eliminate stringers | |
| US5849641A (en) | Methods and apparatus for etching a conductive layer to improve yield | |
| EP1691402A1 (en) | Plasma etching method | |
| US6458648B1 (en) | Method for in-situ removal of side walls in MOM capacitor formation | |
| JP3331979B2 (ja) | 半導体のエッチング方法 | |
| US6146542A (en) | Dry etching method of multilayer film | |
| US20110171833A1 (en) | Dry etching method of high-k film | |
| JP3318801B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2727966B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10189537A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH09116149A (ja) | 半導体装置のポリサイドゲート形成方法 | |
| JP3271373B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| US11315795B2 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JPH11135481A (ja) | エッチング方法 | |
| JP3780657B2 (ja) | エッチング方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060309 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060328 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060529 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061113 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070523 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070720 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070903 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130921 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |