JPH1154490A - 半導体装置の金属膜エッチング方法 - Google Patents
半導体装置の金属膜エッチング方法Info
- Publication number
- JPH1154490A JPH1154490A JP10110867A JP11086798A JPH1154490A JP H1154490 A JPH1154490 A JP H1154490A JP 10110867 A JP10110867 A JP 10110867A JP 11086798 A JP11086798 A JP 11086798A JP H1154490 A JPH1154490 A JP H1154490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- metal film
- gas
- film
- chamber
- 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.)
- Pending
Links
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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
-
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高集積化による微細なパターンが要求される
半導体装置を容易に製造可能な半導体装置の金属膜エッ
チング方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板３０上に酸化膜３２を形成
し、この上にチタン膜３４、アルミニウム膜３６、及び
チタンナイトライド膜３８を順に積層させて多層金属膜
を形成する。半導体基板３０上に所定のパターンを形成
するためにチタンナイトライド膜３８の上にエッチング
マスクであるフォトレジスト４０を形成する。また、金
属膜を形成した半導体基板３０を、外壁にコイルを備え
て誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成したチャンバ内に設
置して、このチャンバの螺旋状共鳴器を利用してプラズ
マを発生させることにより、半導体基板３０上の金属膜
をエッチングする。
半導体装置を容易に製造可能な半導体装置の金属膜エッ
チング方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板３０上に酸化膜３２を形成
し、この上にチタン膜３４、アルミニウム膜３６、及び
チタンナイトライド膜３８を順に積層させて多層金属膜
を形成する。半導体基板３０上に所定のパターンを形成
するためにチタンナイトライド膜３８の上にエッチング
マスクであるフォトレジスト４０を形成する。また、金
属膜を形成した半導体基板３０を、外壁にコイルを備え
て誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成したチャンバ内に設
置して、このチャンバの螺旋状共鳴器を利用してプラズ
マを発生させることにより、半導体基板３０上の金属膜
をエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の金属膜
エッチング方法に係り、より詳しくは半導体基板上に形
成された金属膜をプラズマを利用してエッチングする半
導体装置の金属膜エッチング方法に関する。
エッチング方法に係り、より詳しくは半導体基板上に形
成された金属膜をプラズマを利用してエッチングする半
導体装置の金属膜エッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造では、半導体基
板上に素子の特性に従ったパターンを形成するエッチン
グ工程が実行される。このようなエッチング工程は、半
導体素子の高集積化に伴って、ケミカルを利用したエッ
チング工程からプラズマを利用したエッチング工程に、
そして、プラズマの効率を更に向上させたエッチング工
程としての反応性イオンエッチング工程（Ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の
ように発達している。
板上に素子の特性に従ったパターンを形成するエッチン
グ工程が実行される。このようなエッチング工程は、半
導体素子の高集積化に伴って、ケミカルを利用したエッ
チング工程からプラズマを利用したエッチング工程に、
そして、プラズマの効率を更に向上させたエッチング工
程としての反応性イオンエッチング工程（Ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の
ように発達している。
【０００３】しかし、半導体素子の集積度が更に微細化
する近年の半導体装置の製造工程では、パターンの線幅
（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の急
激な縮小とともに、トポロジ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）の影
響による評価項目等の細分化により、高集積化されてい
く半導体素子のパターン形成をエッチング工程により実
行するには限界があった。即ち、エッチング工程では、
前述した評価項目等によるマイクロローディング、プロ
ファイルの管理、または下部膜に対するエッチング選択
比等の仕様を満足させることができなかった。特に、近
年、金属膜のエッチング工程では、微細なコンタクトホ
ール等のパターンを形成するための仕様がより厳格に要
求されている。
する近年の半導体装置の製造工程では、パターンの線幅
（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の急
激な縮小とともに、トポロジ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）の影
響による評価項目等の細分化により、高集積化されてい
く半導体素子のパターン形成をエッチング工程により実
行するには限界があった。即ち、エッチング工程では、
前述した評価項目等によるマイクロローディング、プロ
ファイルの管理、または下部膜に対するエッチング選択
比等の仕様を満足させることができなかった。特に、近
年、金属膜のエッチング工程では、微細なコンタクトホ
ール等のパターンを形成するための仕様がより厳格に要
求されている。
【０００４】このように、従来の半導体装置の金属膜エ
ッチング方法では、高集積化に伴い微細化する半導体素
子の全ての仕様を満足させるには限界があった。
ッチング方法では、高集積化に伴い微細化する半導体素
子の全ての仕様を満足させるには限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の半導体装置の金属膜エッチング方法では、高集積化し
ている近年の半導体素子の仕様を満足させるには限界が
あるため、半導体素子の１頼度を低下させてしまう問題
点があった。本発明はこのような課題を解決し、高集積
化による微細なパターンが要求される近年の半導体素子
の仕様を満足させることができる金属膜のエッチング工
程を実行するための半導体装置の金属膜エッチング方法
を提供することを目的とする。
の半導体装置の金属膜エッチング方法では、高集積化し
ている近年の半導体素子の仕様を満足させるには限界が
あるため、半導体素子の１頼度を低下させてしまう問題
点があった。本発明はこのような課題を解決し、高集積
化による微細なパターンが要求される近年の半導体素子
の仕様を満足させることができる金属膜のエッチング工
程を実行するための半導体装置の金属膜エッチング方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明を解決するための手段】本発明は前述した課題を
解決するために、半導体基板上に形成した金属膜をチャ
ンバ内でエッチングする半導体装置の金属膜エッチング
方法において、チャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器に
より形成したプラズマにより半導体基板上の金属膜をエ
ッチングする。
解決するために、半導体基板上に形成した金属膜をチャ
ンバ内でエッチングする半導体装置の金属膜エッチング
方法において、チャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器に
より形成したプラズマにより半導体基板上の金属膜をエ
ッチングする。
【０００７】ここで、金属膜はアルミニウム膜が好まし
く、このアルミニウム膜には０．８％〜１．２％のシリ
コン及び０．４％〜０．６％の銅を含有するか、または
０．８％〜１．２％のシリコンを含有しているアルミニ
ウム膜のいずれかとすることが好ましい。また、金属膜
はアルミニウム膜を含む多層金属膜とすることも可能
で、この多層金属膜はチタン膜、アルミニウム膜、及び
チタンナイトライド膜を順に積層して形成する。またエ
ッチング工程では、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを混合
した混合ガスをエッチングガスとして利用し、三塩化弗
素ガスを１分当たり１００ｃｃ以下、塩素ガスを３０ｃ
ｃ〜１００ｃｃそれぞれ供給する。またエッチング工程
では、窒素ガスを添加ガスとして利用し、１分当たり５
ｃｃ〜３０ｃｃ供給することもできる。また、エッチン
グ工程では、３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの圧力を加
えて工程を実行するのが好ましい。更に、チャンバの上
部電極にパワーを７００ｗ〜３５００ｗ印加し、チャン
バの下部電極にパワーを５００ｗ以下で印加するととも
に、３０℃〜５０℃の温度に維持するのが好ましい。
く、このアルミニウム膜には０．８％〜１．２％のシリ
コン及び０．４％〜０．６％の銅を含有するか、または
０．８％〜１．２％のシリコンを含有しているアルミニ
ウム膜のいずれかとすることが好ましい。また、金属膜
はアルミニウム膜を含む多層金属膜とすることも可能
で、この多層金属膜はチタン膜、アルミニウム膜、及び
チタンナイトライド膜を順に積層して形成する。またエ
ッチング工程では、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを混合
した混合ガスをエッチングガスとして利用し、三塩化弗
素ガスを１分当たり１００ｃｃ以下、塩素ガスを３０ｃ
ｃ〜１００ｃｃそれぞれ供給する。またエッチング工程
では、窒素ガスを添加ガスとして利用し、１分当たり５
ｃｃ〜３０ｃｃ供給することもできる。また、エッチン
グ工程では、３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの圧力を加
えて工程を実行するのが好ましい。更に、チャンバの上
部電極にパワーを７００ｗ〜３５００ｗ印加し、チャン
バの下部電極にパワーを５００ｗ以下で印加するととも
に、３０℃〜５０℃の温度に維持するのが好ましい。
【０００８】本発明による半導体装置の金属膜エッチン
グ方法の他の実施の形態は、半導体基板上に金属膜を形
成する段階を備える半導体装置の金属膜エッチング方法
において、金属膜上にエッチングマスクを形成する段階
と、エッチングマスクの一部を所定のパターンに除去す
る段階と、一部のエッチングマスクの除去によって露出
した金属膜をチャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器によ
り形成したプラズマによりエッチングする段階とを備え
る。
グ方法の他の実施の形態は、半導体基板上に金属膜を形
成する段階を備える半導体装置の金属膜エッチング方法
において、金属膜上にエッチングマスクを形成する段階
と、エッチングマスクの一部を所定のパターンに除去す
る段階と、一部のエッチングマスクの除去によって露出
した金属膜をチャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器によ
り形成したプラズマによりエッチングする段階とを備え
る。
【０００９】ここで、金属膜はアルミニウム膜が好まし
く、エッチング工程では５ｍＴｏｒｒの圧力及び４０℃
の温度でチャンバの上部電極にパワーを８００ｗ及び下
部電極にパワーを１２０ｗ各々印加し、三塩化弗素ガス
及び塩素ガスを１分当たりそれぞれ８０ｃｃ混合した混
合ガスを供給しながら実行するのが好ましい。
く、エッチング工程では５ｍＴｏｒｒの圧力及び４０℃
の温度でチャンバの上部電極にパワーを８００ｗ及び下
部電極にパワーを１２０ｗ各々印加し、三塩化弗素ガス
及び塩素ガスを１分当たりそれぞれ８０ｃｃ混合した混
合ガスを供給しながら実行するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
による半導体装置の金属膜エッチング方法の実施の形態
を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体装置の
金属膜エッチング方法の実施の形態で使用される螺旋状
共鳴器を形成したチャンバを示す構成図である。また、
図２は、図１に示したチャンバ内でエッチングする半導
体基板上の多層金属膜を示す断面図である。
による半導体装置の金属膜エッチング方法の実施の形態
を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体装置の
金属膜エッチング方法の実施の形態で使用される螺旋状
共鳴器を形成したチャンバを示す構成図である。また、
図２は、図１に示したチャンバ内でエッチングする半導
体基板上の多層金属膜を示す断面図である。
【００１１】図１に示すように、本発明による半導体装
置の金属膜エッチング方法の実施の形態は、プラズマを
利用してエッチングするものであり、プラズマを形成す
るために、誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成したチャン
バ１を備えている。このチャンバ１は、チャンバ１の内
部にウェーハ１０を設置するためのチャック１２が備え
られており、チャンバ１は円形の内壁１４及び外壁１６
により形成されており、その上部にガスを供給するホー
ルを所定の間隔で形成したカバー１８が備えられてい
る。
置の金属膜エッチング方法の実施の形態は、プラズマを
利用してエッチングするものであり、プラズマを形成す
るために、誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成したチャン
バ１を備えている。このチャンバ１は、チャンバ１の内
部にウェーハ１０を設置するためのチャック１２が備え
られており、チャンバ１は円形の内壁１４及び外壁１６
により形成されており、その上部にガスを供給するホー
ルを所定の間隔で形成したカバー１８が備えられてい
る。
【００１２】ここで、内壁１４は、石英またはセラミッ
ク等の非伝導性材質、即ち、絶縁材質で形成されてお
り、外壁１６は伝導性材質で形成されている。そして、
内壁１４と外壁１６との間に形成された空間には、螺旋
形に形成されたコイル２０を設置し、内側の壁には静電
気遮閉膜２２を装着するとともに、底面には内壁１４を
冷却させる冷却機２４を設けてある。このようにチャン
バ１には、内壁１４と外壁１６との間の空間にコイル２
０を設置して誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成してい
る。
ク等の非伝導性材質、即ち、絶縁材質で形成されてお
り、外壁１６は伝導性材質で形成されている。そして、
内壁１４と外壁１６との間に形成された空間には、螺旋
形に形成されたコイル２０を設置し、内側の壁には静電
気遮閉膜２２を装着するとともに、底面には内壁１４を
冷却させる冷却機２４を設けてある。このようにチャン
バ１には、内壁１４と外壁１６との間の空間にコイル２
０を設置して誘導結合型の螺旋状共鳴器を形成してい
る。
【００１３】このような構成からなる誘導結合型の螺旋
状共鳴器を備えたチャンバ１を利用してプラズマを形成
させる場合は、まず、カバー１８のホールを介してガス
を供給する。そして、コイル２０に１３．５６ＭＨｚの
高周波を印加すると、コイル２０によって電場及び磁場
が形成され、この電場及び磁場によってプラズマが発生
する。
状共鳴器を備えたチャンバ１を利用してプラズマを形成
させる場合は、まず、カバー１８のホールを介してガス
を供給する。そして、コイル２０に１３．５６ＭＨｚの
高周波を印加すると、コイル２０によって電場及び磁場
が形成され、この電場及び磁場によってプラズマが発生
する。
【００１４】ここで、電場はコイル２０が設置された方
向と同一方向に形成され、この電場の方向に対して垂直
方向に磁場が形成される。これにより、チャンバ１内の
電子は、磁場によってローレンツ力を受けて円運動をし
ながらガス分子と衝突し、電離してイオン及びラディカ
ルとなり金属膜のエッチングが実行される。
向と同一方向に形成され、この電場の方向に対して垂直
方向に磁場が形成される。これにより、チャンバ１内の
電子は、磁場によってローレンツ力を受けて円運動をし
ながらガス分子と衝突し、電離してイオン及びラディカ
ルとなり金属膜のエッチングが実行される。
【００１５】また、プラズマを利用した本実施の形態で
は、図２に示すように、半導体基板３０の酸化膜３２上
に金属膜３４、３６、３８、即ち、多層金属膜を形成し
ており、この多層金属膜は所定のパターンに形成され
る。このため、多層金属膜を形成した半導体基板３０
は、フォトレジスト４０をエッチングマスクとして形成
した後にエッチング工程を実行する。
は、図２に示すように、半導体基板３０の酸化膜３２上
に金属膜３４、３６、３８、即ち、多層金属膜を形成し
ており、この多層金属膜は所定のパターンに形成され
る。このため、多層金属膜を形成した半導体基板３０
は、フォトレジスト４０をエッチングマスクとして形成
した後にエッチング工程を実行する。
【００１６】ここで、半導体基板３０の酸化膜３２上に
形成される金属膜３４、３６、３８は、アルミニウム膜
３６を含む多層金属膜であり、チタン膜３４、アルミニ
ウム膜３６、及びチタンナイトライド膜３８を順に積層
して形成している。
形成される金属膜３４、３６、３８は、アルミニウム膜
３６を含む多層金属膜であり、チタン膜３４、アルミニ
ウム膜３６、及びチタンナイトライド膜３８を順に積層
して形成している。
【００１７】また、アルミニウム膜としては、約０．８
％〜１．２％のシリコン及び約０．４％〜０．６％の銅
を含有したアルミニウム膜、または約０．８％〜１．２
％のシリコンを含有したアルミニウム膜等を形成するこ
とが可能であり、後述する実施例では０．８％〜１．２
％のシリコンを含有したアルミニウム膜３６を形成す
る。
％〜１．２％のシリコン及び約０．４％〜０．６％の銅
を含有したアルミニウム膜、または約０．８％〜１．２
％のシリコンを含有したアルミニウム膜等を形成するこ
とが可能であり、後述する実施例では０．８％〜１．２
％のシリコンを含有したアルミニウム膜３６を形成す
る。
【００１８】そして、金属膜３４、３６、３８をチャン
バ内でエッチングするために使用される主エッチングガ
スは、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを混合した混合ガ
ス、または塩素ガス等のガスが利用できる。後述する実
施例では、混合ガスを主エッチングガスとして利用す
る。
バ内でエッチングするために使用される主エッチングガ
スは、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを混合した混合ガ
ス、または塩素ガス等のガスが利用できる。後述する実
施例では、混合ガスを主エッチングガスとして利用す
る。
【００１９】ここで、三塩化弗素は１分当たり１００ｃ
ｃ以下で供給し、塩素ガスは約３０ｃｃ〜１００ｃｃ供
給することができ、実施例での混合ガスの供給量は三塩
化弗素及び塩素ガスを１分当たり各々８０ｃｃ供給す
る。
ｃ以下で供給し、塩素ガスは約３０ｃｃ〜１００ｃｃ供
給することができ、実施例での混合ガスの供給量は三塩
化弗素及び塩素ガスを１分当たり各々８０ｃｃ供給す
る。
【００２０】また、エッチングガスとしては、この他に
も窒素ガスを添加ガスとして利用しており、その供給量
は１分当たり約５ｃｃ〜３０ｃｃ供給することができ
る。実施例では、１分当たり１０ｃｃ供給する。
も窒素ガスを添加ガスとして利用しており、その供給量
は１分当たり約５ｃｃ〜３０ｃｃ供給することができ
る。実施例では、１分当たり１０ｃｃ供給する。
【００２１】このように、主エッチングガス及び添加ガ
スを供給した後には、チャンバ内に約３ｍＴｏｒｒ〜１
５ｍＴｏｒｒの圧力を加えてエッチング工程が実行され
る。実施例では、圧力を５ｍＴｏｒｒ加えてエッチング
工程を実行する。また、エッチング工程は、チャンバ内
を約３０℃〜５０℃の温度に維持して行われるが、実施
例では温度を４０℃に維持する。
スを供給した後には、チャンバ内に約３ｍＴｏｒｒ〜１
５ｍＴｏｒｒの圧力を加えてエッチング工程が実行され
る。実施例では、圧力を５ｍＴｏｒｒ加えてエッチング
工程を実行する。また、エッチング工程は、チャンバ内
を約３０℃〜５０℃の温度に維持して行われるが、実施
例では温度を４０℃に維持する。
【００２２】そして、エッチング工程の実行時には、チ
ャンバ１の上部電極に印加するパワー、即ち、ソースパ
ワーを約７００Ｗ〜３５００Ｗとしている。また、チャ
ンバ１の下部電極に印加するパワー、即ち、ウェーハ１
０を設置する位置に印加するボトムパワーを５００Ｗ以
下としている。ここで、実施例では、ソースパワーを８
００Ｗ、ボトムパワーを１２０Ｗ各々印加する。
ャンバ１の上部電極に印加するパワー、即ち、ソースパ
ワーを約７００Ｗ〜３５００Ｗとしている。また、チャ
ンバ１の下部電極に印加するパワー、即ち、ウェーハ１
０を設置する位置に印加するボトムパワーを５００Ｗ以
下としている。ここで、実施例では、ソースパワーを８
００Ｗ、ボトムパワーを１２０Ｗ各々印加する。
【００２３】このような条件下で実行する金属膜エッチ
ング工程は、誘導結合型の螺旋状共鳴器により形成した
プラズマを利用して主エッチングガスである三塩化弗素
及び塩素ガスの混合ガスを電離させ、この電離させたイ
オンと金属膜３４、３６、３８とを化学反応させること
によりエッチングが実行される。ここで、主エッチング
ガス及び添加ガス等のエッチングガスの供給は、カバー
１８に複数のホールが形成されたチャンバ１を利用する
ことによりガスを均一に混合させながら行われる。
ング工程は、誘導結合型の螺旋状共鳴器により形成した
プラズマを利用して主エッチングガスである三塩化弗素
及び塩素ガスの混合ガスを電離させ、この電離させたイ
オンと金属膜３４、３６、３８とを化学反応させること
によりエッチングが実行される。ここで、主エッチング
ガス及び添加ガス等のエッチングガスの供給は、カバー
１８に複数のホールが形成されたチャンバ１を利用する
ことによりガスを均一に混合させながら行われる。
【００２４】また、エッチング工程では、プラズマの形
成時に磁場が発生してもウェーハ１０が損傷することが
ない。これは、図１に示したコイル２０と内壁１４との
間の所定空間に装着された静電気遮閉膜２２により磁場
を効率的に誘導するためである。即ち、静電気遮閉膜２
２は、磁場のＺ軸ベクトル成分のみを通過させることで
イオンと内壁１４との衝突を防止するため、磁場による
ウェーハ１０の損傷を最少化することができる。
成時に磁場が発生してもウェーハ１０が損傷することが
ない。これは、図１に示したコイル２０と内壁１４との
間の所定空間に装着された静電気遮閉膜２２により磁場
を効率的に誘導するためである。即ち、静電気遮閉膜２
２は、磁場のＺ軸ベクトル成分のみを通過させることで
イオンと内壁１４との衝突を防止するため、磁場による
ウェーハ１０の損傷を最少化することができる。
【００２５】これにより、金属膜３４、３６、３８等の
エッチング工程時には、最適のプロファイルを得ること
ができ、エッチングマスクであるフォトレジストと金属
膜、金属膜と下部膜において各々適したエッチング選択
比を得ることができ、また、マイクロローディング等を
著るしく減らすことができるため、異方性モードとして
形成することができる。従って、金属膜エッチング工程
は、デザインルールが微細化されていく近年の半導体装
置の製造、即ち、半導体素子が要求する微細パターンの
仕様を満足させることができる。
エッチング工程時には、最適のプロファイルを得ること
ができ、エッチングマスクであるフォトレジストと金属
膜、金属膜と下部膜において各々適したエッチング選択
比を得ることができ、また、マイクロローディング等を
著るしく減らすことができるため、異方性モードとして
形成することができる。従って、金属膜エッチング工程
は、デザインルールが微細化されていく近年の半導体装
置の製造、即ち、半導体素子が要求する微細パターンの
仕様を満足させることができる。
【００２６】ここで、本発明による半導体装置の金属膜
エッチング方法の実施の形態を説明したが、更に、実施
例により詳細に説明する。実施例 まず、図２に示したように、半導体基板３０上に酸化膜
３２及び金属膜３４、３６、３８を順に形成する。即
ち、酸化膜３２上にチタン膜３４、アルミニウム膜３６
及びチタンナイトライド膜３８を各々形成する。ここ
で、アルミニウム膜３６は、前述した条件により０．８
％〜１．２％のシリコンを含有させる。そして、所定の
パターンを形成するため、チタンライトナイド膜３８上
にエッチングマスクであるフォトレジスト４０を形成し
た後、写真エッチング工程を実行する。
エッチング方法の実施の形態を説明したが、更に、実施
例により詳細に説明する。実施例 まず、図２に示したように、半導体基板３０上に酸化膜
３２及び金属膜３４、３６、３８を順に形成する。即
ち、酸化膜３２上にチタン膜３４、アルミニウム膜３６
及びチタンナイトライド膜３８を各々形成する。ここ
で、アルミニウム膜３６は、前述した条件により０．８
％〜１．２％のシリコンを含有させる。そして、所定の
パターンを形成するため、チタンライトナイド膜３８上
にエッチングマスクであるフォトレジスト４０を形成し
た後、写真エッチング工程を実行する。
【００２７】ここで、金属膜３４、３６、３８等をパタ
ーンに形成するための金属膜エッチング工程では、ま
ず、誘導結合型の螺旋状共鳴器を利用してプラズマを形
成する。また、金属膜３４、３６、３８が形成された半
導体基板３０、即ち、図１に示したウェーハ１０をチャ
ンバ１内に設置し、このチャンバ１内に主エッチングガ
スである三塩化弗素ガス及び塩素ガスをそれぞれ１分当
たり８０ｃｃ供給するとともに、添加ガスである窒素ガ
スを１分当たり１０ｃｃ供給する。
ーンに形成するための金属膜エッチング工程では、ま
ず、誘導結合型の螺旋状共鳴器を利用してプラズマを形
成する。また、金属膜３４、３６、３８が形成された半
導体基板３０、即ち、図１に示したウェーハ１０をチャ
ンバ１内に設置し、このチャンバ１内に主エッチングガ
スである三塩化弗素ガス及び塩素ガスをそれぞれ１分当
たり８０ｃｃ供給するとともに、添加ガスである窒素ガ
スを１分当たり１０ｃｃ供給する。
【００２８】また、金属膜エッチング工程の実行時に
は、５ｍＴｏｒｒの圧力、及び４０℃の温度に維持す
る。ここで、金属膜エッチング工程の実行時に４０℃の
温度を維持するため、チャンバ１の冷却機２４を利用す
る。そして、チャンバ１の上部電極にソースパワーを８
００Ｗ、下部電極にボトムパワーを１２０Ｗ各々印加す
る。
は、５ｍＴｏｒｒの圧力、及び４０℃の温度に維持す
る。ここで、金属膜エッチング工程の実行時に４０℃の
温度を維持するため、チャンバ１の冷却機２４を利用す
る。そして、チャンバ１の上部電極にソースパワーを８
００Ｗ、下部電極にボトムパワーを１２０Ｗ各々印加す
る。
【００２９】また、金属膜エッチング工程時には、ウェ
ーハ１０と電極との間の温度調節を行うために１２ｔｏ
ｒｒの圧力でバックサイドヘリウムを供給する。このよ
うな条件下で誘導結合型の螺旋状共鳴器を利用してプラ
ズマを形成することにより、１素ガスが電離して塩素イ
オン及び塩素ラディカルが生成され、この生成された塩
素ラディカルが金属膜３４、３６、３８と順次反応して
金属膜３４、３６、３８をエッチングする。
ーハ１０と電極との間の温度調節を行うために１２ｔｏ
ｒｒの圧力でバックサイドヘリウムを供給する。このよ
うな条件下で誘導結合型の螺旋状共鳴器を利用してプラ
ズマを形成することにより、１素ガスが電離して塩素イ
オン及び塩素ラディカルが生成され、この生成された塩
素ラディカルが金属膜３４、３６、３８と順次反応して
金属膜３４、３６、３８をエッチングする。
【００３０】また、三塩化弗素もプラズマによって電離
され、金属膜３４、３６、３８と順に反応してエッチン
グする。ここで、窒素ガスは、金属膜エッチング工程時
にエッチング速度等を調節してエッチング工程を実行
し、形成されるパターンのプロファイルなどを向上させ
るために添加される。このような実施例による金属膜エ
ッチング工程は、金属膜３４、３６、３８、即ち、多層
金属膜を形成した半導体基板のエッチング工程に好適で
ある。
され、金属膜３４、３６、３８と順に反応してエッチン
グする。ここで、窒素ガスは、金属膜エッチング工程時
にエッチング速度等を調節してエッチング工程を実行
し、形成されるパターンのプロファイルなどを向上させ
るために添加される。このような実施例による金属膜エ
ッチング工程は、金属膜３４、３６、３８、即ち、多層
金属膜を形成した半導体基板のエッチング工程に好適で
ある。
【００３１】また、このような実施例での条件、即ち、
５ｍＴｏｒｒの圧力及び４０℃の温度で、チャンバ１の
上部電極に８００Ｗのパワー及び下部電極に１２０Ｗの
パワーを各々印加し、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを１
分当たりそれぞれ８０ｃｃ供給して混合した混合ガスと
１分当たり１０ｃｃの窒素ガスとを供給する工程条件
は、金属膜３４、３６、３８中のアルミニウム３６のエ
ッチング工程において最も好適な工程条件となる。
５ｍＴｏｒｒの圧力及び４０℃の温度で、チャンバ１の
上部電極に８００Ｗのパワー及び下部電極に１２０Ｗの
パワーを各々印加し、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを１
分当たりそれぞれ８０ｃｃ供給して混合した混合ガスと
１分当たり１０ｃｃの窒素ガスとを供給する工程条件
は、金属膜３４、３６、３８中のアルミニウム３６のエ
ッチング工程において最も好適な工程条件となる。
【００３２】また、このような工程条件は、前述した実
施例の条件、例えば、温度４０℃を３０℃〜５０℃、圧
力５ｍＴｏｒｒを３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの範囲
内で変更でき、この範囲内でエッチング工程を実行すれ
ば、金属膜３４、３６、３８のエッチング工程において
満足した工程を実行することができる。従って、本実施
例は、微細なパターンを要求する半導体装置の製造にお
いて生産効率を向上させることができ、デザインルール
が微細化している半導体素子の仕様要求を満足させるこ
とができる。
施例の条件、例えば、温度４０℃を３０℃〜５０℃、圧
力５ｍＴｏｒｒを３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの範囲
内で変更でき、この範囲内でエッチング工程を実行すれ
ば、金属膜３４、３６、３８のエッチング工程において
満足した工程を実行することができる。従って、本実施
例は、微細なパターンを要求する半導体装置の製造にお
いて生産効率を向上させることができ、デザインルール
が微細化している半導体素子の仕様要求を満足させるこ
とができる。
【００３３】以上、本発明によってなされた半導体装置
の金属膜エッチング方法の実施の形態を詳細に説明した
が、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例え
ば、実施例において、温度４０℃、圧力５ｍＴｏｒｒ等
の工程条件によるエッチング工程を説明したが、これに
限定されるものではなく、この工程条件は、温度３０℃
〜５０℃、圧力３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの各範囲
内で変更可能である。
の金属膜エッチング方法の実施の形態を詳細に説明した
が、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例え
ば、実施例において、温度４０℃、圧力５ｍＴｏｒｒ等
の工程条件によるエッチング工程を説明したが、これに
限定されるものではなく、この工程条件は、温度３０℃
〜５０℃、圧力３ｍＴｏｒｒ〜１５ｍＴｏｒｒの各範囲
内で変更可能である。
【００３４】
【発明の効果】このように本発明の半導体装置の金属膜
エッチング方法によれば、金属膜のエッチング時に要求
されるエッチング選択比を得ることができ、またバーチ
カルな異方性モードのプロファイルを形成できるため、
微細化する半導体素子の仕様を満足させる金属膜のエッ
チング工程が実行でき、半導体素子の信頼度を向上させ
る効果がある。
エッチング方法によれば、金属膜のエッチング時に要求
されるエッチング選択比を得ることができ、またバーチ
カルな異方性モードのプロファイルを形成できるため、
微細化する半導体素子の仕様を満足させる金属膜のエッ
チング工程が実行でき、半導体素子の信頼度を向上させ
る効果がある。
【図１】本発明による半導体装置の金属膜エッチング方
法で使用される螺旋状共鳴器を形成したチャンバを示す
構成図。
法で使用される螺旋状共鳴器を形成したチャンバを示す
構成図。
【図２】図１に示したチャンバ内でエッチングされる半
導体基板上の多層金属膜を示す断面図。
導体基板上の多層金属膜を示す断面図。
１ チャンバ １０ ウェーハ １２ チャック １４ 内壁 １６ 外壁 １８ カバー ２０ コイル ２２ 静電気遮閉膜 ２４ 冷却機 ３０ 半導体基板 ３２ 酸化膜 ３４ チタン膜 ３６ アルミニウム膜 ３８ チタンナイトライド膜 ４０ フォトレジスト
Claims (18)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成した金属膜をチャン
バ内でエッチングする半導体装置の金属膜エッチング方
法において、 前記チャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器により形成さ
れたプラズマにより前記半導体基板上の金属膜をエッチ
ングすることを特徴とする半導体装置の金属膜エッチン
グ方法。 - 【請求項２】 前記金属膜は、アルミニウム膜であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の金属膜エ
ッチング方法。 - 【請求項３】 前記アルミニウム膜は、０．８％〜１．
２％のシリコン、及び０．４％〜０．６％の銅を含有し
ているアルミニウム膜であることを特徴とする請求項２
に記載の半導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項４】 前記アルミニウム膜は、０．８％〜１．
２％のシリコンを含有しているアルミニウム膜であるこ
とを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の金属膜エ
ッチング方法。 - 【請求項５】 前記金属膜は、アルミニウム膜を含む多
層金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項６】 前記多層金属膜は、チタン膜、アルミニ
ウム膜、及びチタンナイトライド膜が順に形成された多
層金属膜であることを特徴とする請求項５に記載の半導
体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項７】 前記エッチングでは、三塩化弗素ガス及
び塩素ガスを混合した混合ガスをエッチングガスとして
利用することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
の金属膜エッチング方法。 - 【請求項８】 前記エッチングガスは、三塩化弗素ガス
を１分当たり１００ｃｃ以下、前記塩素ガスを３０ｃｃ
〜１００ｃｃ供給することを特徴とする請求項７に記載
の半導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項９】 前記エッチングでは、塩素ガスをエッチ
ングガスとして利用することを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項１０】 前記エッチングは、窒素ガスを添加ガ
スとして利用することを特徴とする請求項１に記載の半
導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項１１】 前記添加ガスである窒素ガスは、１分
当たり５ｃｃ〜３０ｃｃ供給することを特徴とする請求
項１０に記載の半導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項１２】 前記エッチングでは、３ｍＴｏｒｒ〜
１５ｍＴｏｒｒの圧力下で実行することを特徴とする請
求項１に記載の半導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項１３】 前記エッチング時には、前記チャンバ
の上部電極にパワーを７００ｗ〜３５００ｗ印加するこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の金属膜エ
ッチング方法。 - 【請求項１４】 前記エッチング時には、前記チャンバ
の下部電極にパワーを５００ｗ以下で印加することを特
徴とする請求項１に記載の半導体装置の金属膜エッチン
グ方法。 - 【請求項１５】 前記エッチングでは、３０℃〜５０℃
の温度で実行することを特徴とする請求項１に記載の半
導体装置の金属膜エッチング方法。 - 【請求項１６】 半導体基板上に金属膜を形成する段階
を備えた半導体装置の金属膜エッチング方法において、 前記金属膜上にエッチングマスクを形成する段階と、 前記エッチングマスクの一部を所定のパターンに除去す
る段階と、 前記一部のエッチングマスクの除去によって露出した前
記金属膜をチャンバの誘導結合型の螺旋状共鳴器により
形成したプラズマによりエッチングする段階とを備えて
いることを特徴とする半導体装置の金属膜エッチング方
法。 - 【請求項１７】 前記金属膜は、アルミニウム膜である
ことを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の金属
膜エッチング方法。 - 【請求項１８】 前記エッチングは、５ｍＴｏｒｒの圧
力及び４０℃の温度で、前記チャンバの上部電極にパワ
ーを８００ｗ及び下部電極にパワーを１２０ｗ各々印加
し、三塩化弗素ガス及び塩素ガスを１分当たりそれぞれ
８０ｃｃ混合した混合ガスを供給しながら実行すること
を特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の金属膜エ
ッチング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970035184A KR100291585B1 (ko) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 반도체장치의금속막식각방법 |
| KR1997P-35184 | 1997-07-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154490A true JPH1154490A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=19515726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10110867A Pending JPH1154490A (ja) | 1997-07-25 | 1998-04-21 | 半導体装置の金属膜エッチング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6037267A (ja) |
| JP (1) | JPH1154490A (ja) |
| KR (1) | KR100291585B1 (ja) |
| TW (1) | TW418465B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3473580B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2003-12-08 | 住友電気工業株式会社 | ＺｎＳｅ多結晶体の炭酸ガスレーザ用回折型光学部品の製造方法 |
| US20040107561A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-06-10 | Tokyo Electron Limited | Electrostatically shielded radio frequency plasma apparatus and method of manufacturing |
| JP4865361B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2012-02-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | ドライエッチング方法 |
| CN106611692A (zh) * | 2015-10-26 | 2017-05-03 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 上电极组件及反应腔室 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07230993A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体装置の配線の形成方法 |
| JPH07335623A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Sony Corp | プラズマエッチング方法 |
| JPH0982495A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | プラズマ生成装置およびプラズマ生成方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372877A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Tokuda Seisakusho Ltd | 真空処理装置 |
| JP3238925B2 (ja) * | 1990-11-17 | 2001-12-17 | 株式会社東芝 | 静電チャック |
| JP3257741B2 (ja) * | 1994-03-03 | 2002-02-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング装置及び方法 |
-
1997
- 1997-07-25 KR KR1019970035184A patent/KR100291585B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-03-30 TW TW087104738A patent/TW418465B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-04-21 JP JP10110867A patent/JPH1154490A/ja active Pending
- 1998-07-16 US US09/116,483 patent/US6037267A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07230993A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体装置の配線の形成方法 |
| JPH07335623A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Sony Corp | プラズマエッチング方法 |
| JPH0982495A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-28 | Toshiba Corp | プラズマ生成装置およびプラズマ生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6037267A (en) | 2000-03-14 |
| KR100291585B1 (ko) | 2001-11-30 |
| TW418465B (en) | 2001-01-11 |
| KR19990011929A (ko) | 1999-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6175570B2 (ja) | ガスパルスを用いる深掘りシリコンエッチングのための方法 | |
| KR101811910B1 (ko) | 질화규소막에 피처를 에칭하는 방법 | |
| JP2016154234A (ja) | サブ１０ｎｍパターニングを実現するための材料プロセシング | |
| JP2005508078A (ja) | 高アスペクト比形態のエッチング方法 | |
| JP2001110784A (ja) | プラズマ処理装置および処理方法 | |
| KR100430189B1 (ko) | 플라즈마 에칭 방법 | |
| WO2013073193A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR20010033406A (ko) | 포토레지스트 마스크를 사용한 개선된 엣칭방법 | |
| JPH1154490A (ja) | 半導体装置の金属膜エッチング方法 | |
| TWI759348B (zh) | 被處理體之處理方法 | |
| US11842900B2 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
| US20170301550A1 (en) | Method for preferential oxidation of silicon in substrates containing silicon and germanium | |
| JP2010010154A (ja) | チャンバー部品を介してプロセス流体を導入する方法及びシステム | |
| KR100550348B1 (ko) | 반도체소자의 식각방법 | |
| US6914010B2 (en) | Plasma etching method | |
| US6432730B2 (en) | Plasma processing method and apparatus | |
| KR102580124B1 (ko) | 플라스마 처리 방법 | |
| KR102660694B1 (ko) | 플라스마 처리 방법 | |
| JP2000299306A (ja) | 誘導結合型プラズマエッチング装置 | |
| JP2018074006A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| KR19990035509A (ko) | 반도체장치의 폴리막 식각방법 | |
| CN114496769A (zh) | 蚀刻方法 | |
| JP6328703B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| TW202404425A (zh) | 電漿處置系統 | |
| CN116705601A (zh) | 等离子体处理方法和等离子体处理装置 |