JPH1171689A - プラズマ処理室中での積層物の選択された部分のエッチング法及びエッチングする間の側壁ポリマー堆積の低減法 - Google Patents
プラズマ処理室中での積層物の選択された部分のエッチング法及びエッチングする間の側壁ポリマー堆積の低減法Info
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Abstract
部分をエッチングする方法 【解決手段】 積層物が、金属処理層と、該金属処理層
に隣接して設けられた第1バリヤ層と、該金属処理層の
上方に設けられたフォトレジスト層とからなる場合に、
高スパッタリング成分エッチングを用いて第1バリヤ層
を少なくとも部分的にエッチングし、低スパッタリング
成分エッチングを用いて少なくとも部分的に金属処理層
をエッチングする。
Description
(IC)の製造に関する。特に、エッチングの間に生じ
るポリマー堆積がエッチング後により簡単に取り除かれ
得るIC積層物のエッチング法及び装置に関する。
ンジスタや、キャパシタ及び抵抗器のような素子は、典
型的にはシリコン製の半導体ウェハまたは基板中におよ
び/またはこれらの上に形成される。絶縁体上のガリウ
ムヒ素やシリコンのような他のウェハもまた有用であ
る。ウェハ上に配置される金属処理層からエッチングさ
れる金属連係線が、素子を互いに結合し、所望の回路を
形成するために用いられる。説明を容易にするために、
図1は典型的な半導体ICの製造中に形成される層を表
わす、積層物20の簡略化された(縮尺を定めていな
い)断面図である。
されている。簡略にするために、ウェハは種々の装置を
含んでいる。典型的には二酸化シリコンで形成される酸
化物あるいは層間絶縁層102が、ウェハ100の表面
の上に形成されて示されている。BSG、PSG及びB
PSGを含むドープされたあるいはドープされていない
ケイ酸塩ガラスもまた絶縁層を形成するのに有用であ
る。典型的にはTi、TiW、TiN、窒化Ta、タン
グステンカーバイド、窒化クロム、窒化ハフニウム、チ
タンカーバイド、ハウニウムカーバイド、モリブデンカ
ーバイドや他の適当なバリヤ材からなる底部バリヤ層1
04が、中間位置の絶縁層102の上方で次に堆積され
る金属処理層106に接して配置されている。底部バリ
ヤ層104は、単一のフィルムあるいは多層フィルムか
らなる複合層であってもよい。底部バリヤ層104が設
けられる時には、この底部バリヤ層104はシリコン原
子が中間の絶縁層102から金属処理層106に拡散す
るのを実質的に防止するよう機能し、信頼性を高めるの
である。
ウム、銅あるいはAl−Cu、Al−Si、Al−Cu
−Siのような未知のアルミニウム合金または導電性材
料から形成される。積層物20の残りの層は、金属処理
層106の、上方にまたはそれに接して形成された頂部
バリヤ層108及び110、頂部バリヤ層108及び1
10の上部に形成された耐反射コーティング(ARC)
層112と、耐反射コーティング層112の上方に形成
されたフォトレジスト(PR)層114を含んでもよ
い。公知のように、耐反射コーティング層112は、典
型的にはTi、TiN、TiW及び/または他の耐火金
属からなっている。一般的に、耐反射コーティング層1
12は、フォトリソグラフ工程に用いられる光が反射し
たり散乱するのを防ぐのに有用であり、時として、ヒロ
ックの成長を阻止する(例えば、耐反射コーティング層
がある応力特性を備えた耐火金属の場合)。耐反射コー
ティング層はまた、実質的に有機物であってもよい。あ
る積層物においては、耐反射コーティング層は必要とさ
れない場合もある。
できるものであり、化学堆積(CVD)やプラズマ化学
堆積(PECVD)やスパッタリング及び/または電気
めっきのような物理堆積(PVD)を含む公知の堆積工
程を用いて形成されてもよい。上記の層は、例示したも
のであって、他の追加的層が上部に、または下部にまた
は層間に存在してもよいことを特記すべきである。ま
た、上述したすべての層が必ずしも必要なわけではな
く、これらのいくつかあるいはすべてのものは様々な異
なる層と置き換えることができるものである。一例とし
て、1つ以上の層をバリヤ層と金属処理層との間にバリ
ヤ層の機能を無効にすることなく配置することができ
る。
ジスト層114は適当なフォトリソグラフ技術を用いて
パターン化され、続いて露出された金属フィルムがエッ
チングされる。例えば、そのようなフォトリソグラフ技
術は、接触またはステッパフォトリソグラフ及び/また
はエックス線装置においてフォトレジスト材料を露出す
ることによってフォトレジスト層114のパターンニン
グを行なうものであってもよいし、また、下方にある耐
反射コーティング層、バリヤ及び金属処理層の所定部分
を露出するパターン化されたマスクを形成するフォトレ
ジスト材料の露光であってもよい。このようにして、エ
ッチング剤を、フォトレジストマスクによって覆われて
いない下方層の部分をエッチングするのに引き続き用い
ることができる。従って、残りの金属処理材料は、選択
された機能回路パターンと一致する、複数の相互連係線
を形成するようになる。
後の図1の積層物20のエッチングされていない部分か
ら形成される相互連係線116を示している。そのよう
なエッチング工程は、例えば、反応性イオンエッチング
(RIE)を含んでいる。相互連係線116は、金属処
理層106のエッチングされていない部分によって形成
されている。積層物20の反応性イオンエッチングに用
いられる化学薬品には、例えば、塩素(Cl2)及び塩
化ホウ素(BCl3)が含まれる。HCl、HI、CH4
及び/またはCHCl3のようなその他のエッチング剤も
また積層物20の反応性イオンエッチングに有用であ
る。
116の層112、110、106、104および10
2を通る縦方向エッチングに加えて、フォトレジスト腐
食が起こる。その結果、フォトレジスト層114の頂部
表面が傾斜する。腐食されたフォトレジスト材料の幾つ
かは、相互連係線116の側壁120に沿って堆積され
るようになり、これにより、側壁をポリマーで不活性化
するのである。
望なものではない。例えば、側壁の不活性化はエッチン
グの間に輪郭の制御を維持するのを助け、エッチング剤
がエッチングされた形状の下を切り取るのを防止するこ
とで知られている。
グ剤(例えば塩素)およびエッチング層からのエッチン
グ材料(例えば、特に相互接続絶縁層102または金属
処理層106からの材料)の幾つかは、側壁120に沿
って形成されたポリマー堆積に吸収される。側壁120
に沿ったポリマー堆積は、このようにして、例えばCl
2、SiO2、Si、炭素、Ti、Alなどを含む無機及
び有機材料を含む。
堆積と共に上部のフォトレジストマスクを取り除くこと
が、典型的に必要である。従来は、フォトレジストの除
去は、エッチングに引き続いてプラズマストリップや水
洗工程を用いることによって達成されている。プラズマ
ストリップ工程においては、プラズマ状態の水蒸気およ
び酸素が、フォトレジストおよびポリマーをできるだけ
多く取り除くために用いられる。水洗工程は、更に重合
を取り除き、ポリマー側壁に吸収された塩素のような腐
食性ガスを更に希釈するために用いられる。連続するフ
ォトレジストストリップおよび水洗工程の間に、吸収さ
れた無機材料が、側壁120上のポリマー堆積を取り除
くのを困難にしてしまうという問題がある。言い換えれ
ば、フォトレジストストリップおよび水洗工程は、典型
的に全ての上方のフォトレジストマスク材料を実質的に
取り除くことに成功するのであるが、これらの従来技術
による工程では、無機材料を含む側壁堆積を完全に取り
除くことはできないのである。これは、所望の結果を達
成するために追加的な工程、例えば、湿式化学処理のよ
うな工程を必要とする。
壁120に部分的に付着して残る側壁堆積材料から形成
されるレール130を示している。水洗の間に、レール
130は側壁120から除去され得るし、ウェハの表面
上に再び堆積され得る。当業者には明らかなように、ウ
ェハ表面上にレール130が存在すること(主に無機材
料を含むポリマーストリップ)は、大いに望ましくな
い。少なくとも、これらレールは不溶な汚染物質を示
し、フォトリミテッドイールドデータ(photo limited
yield data ; PLYデータ)におけるノイズをもたら
し得る。レールの存在は、連続する処理工程(例えば、
絶縁充填)の間、或いは製品としての集積回路(IC)
の操作の間に起こり得るポテンシャル信頼性の問題も引
き起こし得る。
とされているのは、エッチングの間に形成される側壁堆
積が、連続するプラズマストリップ工程および/または
水洗工程によってより簡単に取り除かれるようなエッチ
ングである。
プラズマ処理室中で積層物の選択された部分をエッチン
グする方法に関する。積層物は、金属処理層と、該金属
処理層に接して設けられた第1バリヤ層と、該金属処理
層の上方に設けられたフォトレジスト層とからなる。こ
の方法は、高スパッタリング成分エッチングを用いて第
1バリヤ層を少なくとも部分的にエッチングすることを
含む。この方法は更に、低スパッタリング成分エッチン
グを用いて少なくとも部分的に金属処理層をエッチング
することを含む。低スパッタリング成分エッチングは、
高スパッタリング成分エッチングのスパッタリング成分
よりも低いスパッタリング成分を有している。
室中で積層物の選択された部分をエッチングする間の側
壁ポリマー堆積を減少させる方法に関する。積層物は、
底部バリヤ層と、該底部バリヤ層の上部に設けられた金
属処理層と、該金属処理層の上方に設けられた頂部バリ
ヤ層と、該金属処理層の上方に設けられたフォトレジス
ト層とからなる。
ヤ層を少なくとも部分的にエッチングすることを含む。
この方法は更に、第1室圧力よりも高い第2室圧力を用
いて少なくとも部分的に金属処理層をエッチングするこ
とを含む。第1室圧力は、頂部バリヤ層が、第2室圧力
に関するスパッタリング成分よりも高いスパッタリング
成分でエッチングされるように設定されている。第2室
圧力より低い第3室圧力を用いて少なくとも部分的に底
部バリヤ層をエッチングすることも更に含まれる。第3
室圧力は、底部バリヤ層が第2室圧力に関するスパッタ
リング成分よりも高いスパッタリング成分でエッチング
されるように設定されている。本発明のこれらのおよび
他の利点は、以下の詳細な説明を読み、そして様々な図
面を調べることによって明らかになろう。
図面に関連した以下の記載を参照することによって最も
良く理解される。
細部分は、本発明を完全に理解するために提供される。
しかしながら、本発明はこれらの特定された詳細の幾つ
かあるいは全てがなくても実施できることは当業者には
自明のことである。他の例においては、本発明を不必要
に不明瞭にしないために公知の工程が詳細に記載されて
いない。
成分エッチングを用いて少なくとも部分的にバリヤ層を
エッチングすることを含む積層物をエッチングする改良
された技術が提供される。高スパッタリング成分エッチ
ングは、フォトレジスト層のスパッタリングを有利に増
加する。このフォトレジスト層の増加されたスパッタリ
ングは、付加的炭素をエッチング反応器に存在させ、か
つ側壁堆積に吸収させる。
て、側壁堆積はより溶けやすくなり、従って続くフォト
レジストストリップおよび水洗工程の間に容易に除去で
きるようになる。物理堆積が増加されることによって
も、フォトレジストの多くがスパッタ除去されるのにと
もなってエッチングされた積層物の側壁の高さを減じる
ことによる側壁堆積の物理的寸法を減じる(例えば、フ
ォトレジスト形状を更に薄くおよび/または更に傾斜す
るようにして図2の高さ120を減じることによっ
て)。
分エッチングは、積層物のバイアス電圧を増加するため
にエッチング室の圧力を低下させることによって達成さ
れてもよい。処理圧力を減じると、プラズマ室内の平均
自由路が増えて、スパッタされたバリヤ層材料がプラズ
マ室からより容易に排出され、従ってその側壁堆積への
吸着が減じる。無機材料の吸着が減ると、側壁堆積は、
続くフォトレジストストリップおよび/または水洗工程
の間により多く溶け、容易に取り除くことができる。
とも部分的に金属処理層をエッチングするための低スパ
ッタリング成分エッチングが提供される。金属処理層は
通常、実質的にほとんどの積層物の頂部バリヤ層よりも
厚いので、フォトレジスト腐食を減じるために金属処理
層をエッチングする低スパッタリング成分エッチングを
採用するのが有利である。頂部バリヤ層をエッチングす
るために採用される高スパッタリング成分エッチングが
代わりに採用されると、金属処理エッチングのより長い
持続時間が、不当な量の保護フォトレジストをスパッタ
除去し、結果として生じる相互連係線の微小寸法が減じ
る。当業者には自明のことであるが、このことは、操作
中に相互連係線が電流および/または熱が原因の損害を
より受けやすくなるので、大いに望ましくないことであ
る。
は、底部バリヤ層をエッチングする高スパッタリング成
分エッチング工程を更に含んでいる。この場合において
も、高スパッタを使用することにより、フォトレジスト
材料の多くがスパッタ除去され、側壁ポリマーの炭素成
分が増加する。高スパッタリング成分エッチングが、エ
ッチング圧力を減少することによってもたらされるなら
ば、低バリヤ層材料の多くは排出され、これにより側壁
ポリマーに吸着される無機材料の量が減じる。炭素が多
く吸着無機材料が少ないレールは、続くフォトレジスト
ストリップおよび/または水洗工程の間により容易に取
り除かれる。
ング技術を用いて行われるけれども、反応性イオンエッ
チングが一例において用いられる。反応性イオンエッチ
ングは、例えばTCP(登録商標) 9600 SEプ
ラズマ反応器として知られる変圧器接続プラズマ反応器
を用いて行われる。このプラズマ反応器は、カリフォル
ニア州フレモントのラムリサーチ会社によって提供され
ている。説明を容易にするために、図3は、ウェハ27
0を含むTCP(登録商標) 9600 SEプラズマ
反応器の簡略化された概略図である。図3において、反
応器250は、プラズマ処理室252を有している。室
252の上部には、図3の例においてはコイルを備え
た、プラズマ発生源256が配置されている。コイル2
56は、典型的には、図示しない整合ネットワークを介
してRF発生器258によって駆動される。室252内
には、望ましくは、例えばエッチング剤ソースガスなど
のガス状ソース材料をそれ自体とウェハ270との間の
RF誘導プラズマ領域に放出するための複数の穴を有す
る、シャワーヘッド254が設けられている。
設けられた穴からもまた解放される。エッチング剤ソー
ス化学物質には、例えば、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金の一つをエッチングする場合、Cl2および
BCl3が含まれる。その他の塩素系エッチング剤化学
物質もまた使われる。オプションの不活性ガスおよび/
または非反応性ガスと共に用いられるCH4、HI、H
Br、HCl、CHCl3が例としてあげられる。
70が室252に導入され、第2電極として作用し好適
には無線周波数発生器264によってバイアスされる
(典型的に整合ネットワークを介して)チャック262
上に配置される。ウェハは、その上に作られる複数のI
Cを有している。ICには例えば、PLA、FPGAお
よびASICのようなロジック素子あるいはランダムア
クセスメモリー(RAM)、ダイナミックラム(SRA
M)、同期DRAM(SDRAM)あるいはリードオン
リーメモリー(ROM)のような記憶装置が含まれる。
ウェハは完成時、ダイシングされ、ICは独立のチップ
に分割される。RF電源が入ると、エッチング剤ソース
ガスから種が形成され、ウェハ270と反応し、プラズ
マ接触層をエッチングする。そして、揮発性の副産物
が、出口266から排出される。
属エッチング工程300を示している。本発明の工程は
ICの製造中に形成されるいかなる類似の積層物上で行
われても構わないが、説明を容易にするために、工程3
00は図1の積層物上で行われる。例として、(図1に
示される2つに代えて)唯一の頂部バリヤ層を有する積
層物上で行われても良い。
分エッチングを用いて少なくとも部分的に頂部バリヤ層
でエッチングが行われる。この第1の高スパッタリング
成分エッチングは、バリヤ層を「ブレークスルー」する
ために使用されるので、ここではブレークスルーエッチ
ングと呼ぶ。図1と関連して、頂部バリヤ層は、第1お
よび第2頂部バリヤ層108および110からなる。図
2の耐反射コーティング層112が有機物であるなら
ば、この耐反射コーティング層をまず、ガス、例えばN
2、Ar、O2、CHF3、CF4、CH3F、CO、C
O2、C4F8および/または他の適当な化学物質でブレ
ークスルーすることは有用である。
タリング成分を増やすことにより、より多い量のフォト
レジスト材料がスパッタ除去される。既に述べたよう
に、このことは、ポリマーレールの高さを減じる効果が
ある。例えば、図2の点124を低くし、これによりレ
ール130の高さを減じることができる。その結果、連
続するフォトレジストストリップおよび/または水洗工
程の間に取り除かれるべきポリマー材料が減るのであ
る。
タリングの増加が、反応室におけるフォトレジスト材料
の密度を増加させるということである。従って、スパッ
タされたフォトレジストの多くは形状の側壁に吸収され
る。公知のように、フォトレジスト粒子は、炭素含有率
が高い。フォトレジスト材料が側壁に多く吸収または吸
着することにより、ポリマー堆積の炭素含有率が増加す
る。当業者には自明のことであるが、高炭素含有率のポ
リマーレールは、連続するフォトレジストストリップ工
程の間により容易に剥がれる傾向がある。
ークスルーエッチングは、ウェハ上のバイアス電圧を増
加するためにプラズマ処理室内の圧力を減じることによ
って達成される。高スパッタリング成分エッチングを達
成するために室圧力を減じることで、別の重要な利点も
生じる、すなわち、ポリマー側壁に吸着される無機材料
の量が減るのである。このことは、室圧力の減少が、内
部の平均自由路を増加し、かつ/またはブレークスルー
エッチング中に室内の粒子密度を減じることによるので
ある。従って、より少ないエッチングされたバリヤ層材
料が室内に存在し、ポリマー側壁に吸着される。当業者
には自明のことであるが、無機材料の吸着の低減は、ポ
リマーレールをより溶けやすくし、ポリマーレールが連
続するフォトレジストストリップおよび/または水洗工
程の間に取り除かれるのを簡単にするのである。
チングは、バイアスパワーの設定を増やすことによって
も達成することもできることは、特記すべきである。バ
イアス(あるいは底部)パワー設定を増加することは、
上記した工程圧力を変更することとは独立している基板
(およびエッチングのスパッタリング成分)のバイアス
電圧を変更するメカニズムである。従って、基板(およ
びエッチングのスパッタリング成分)のバイアス電圧に
関する全体的な効果は、これら2つのメカニズムのいず
れがより支配的であるかということに依存している(両
メカニズムが同時に工程において採用される場合)。
ともに下部あるいは底部バイアスパワー設定を低くする
ことが場合に因って必要であるが、頂部(あるいは源)
パワー設定は、スパッタリング成分を増加するために低
くすることができる。これは、基板(およびエッチング
のスパッタリング成分)に関するバイアス電圧を変更す
るのに用いられる別の独立したメカニズムである。これ
らの実施態においては、高スパッタリング成分エッチン
グに関する利点、すなわち、ポリマーレールの高さを減
じその炭素含有率を増やすことは、有利に維持される。
全体、すなわち、金属処理層に亙るエッチングを保つ場
合には、エッチングの高スパッタリング成分は、保護フ
ォトレジストマスクを腐食してしまう。これが起こる
と、相互連係線の臨界寸法が不利に影響される。したが
って、高スパッタリング成分ブレークスルーエッチング
は、過度の量のフォトレジストが腐食して微小寸法の変
動が特定の許容範囲を越える前に、望ましくは終了され
る。1実施態では、高スパッタリング成分エッチング
は、金属処理層がエッチングされる前に終了される。よ
り好ましくは、高スパッタリング成分ブレークスルーエ
ッチングは、バリヤ層がエッチングされるときに実質的
に終了される。図2における金属処理層106のエッチ
ングは、高スパッタエッチング成分を必要としないこと
は特記すべきである。
発明の1実施態では、低スパッタリング成分メインエッ
チング工程が更に設けられている。この関係では、低ス
パッタリング成分エッチングは、単にブレークスルーエ
ッチングのスパッタリング成分に対してより低いスパッ
タリング成分を有しているエッチング工程を意味してい
る。メインエッチング工程は、図4に工程304で示さ
れている。
タリング成分エッチングを用い、金属処理層(例えば、
図1の金属処理層106)に対して少なくとも部分的に
進行するように行われている。エッチング工程304で
は、化学反応が支配的なエッチングメカニズムである。
化学反応が物理スパッタリングよりもより選択性である
ので、フォトレジスト層114のフォトレジスト腐食の
比率は高スパッタリング成分ブレークスルーエッチング
に関するフォトレジスト腐食割合と関連して減じられ
る。フォトレジスト腐食が減じられると、充分な保護フ
ォトレジストがエッチングされた形状(すなわち、この
場合相互連係線)の微小寸法を保護するためにウェハ表
面に残ることが保障されるのである。
チングは、ブレークスルーエッチングの間に存在する工
程圧力に対して工程圧力を増加することによって達成さ
れる。減結合あるいは高密度プラズマにおいて、工程圧
力の増加は、典型的には、フォトレジストの消費を減じ
ることにつながる。このことにより、エッチングが限ら
れたフォトレジスト予算で完成される。また、頂部パワ
ーおよび底部バイアスパワー設定が、イオン指向性を達
成することにより相互連係線の所望の特性を維持するた
めに増加される。
物がエッチングされるまで続く。しかしながら、1実施
態では、底部バリヤ層をエッチングするための他の高ス
パッタリング成分エッチングが提供される。この関連で
は、高スパッタリング成分エッチングは、単に主エッチ
ングのスパッタリング成分に比べて高いスパッタリング
成分を有するエッチング工程を意味する。この高スパッ
タリング成分エッチングは、ブレークスルーエッチング
工程で用いられたのと同じ技術を用いることによって達
成される。高スパッタリング成分エッチングは、側壁ポ
リマー堆積の炭素含有率を再び増やし、かつ/または側
壁ポリマー堆積に吸着される無機材料の量を減じる。こ
の追加的高スパッタリング成分エッチングは、図4のス
テップ306に示されており、このステップでは、エッ
チングは、高スパッタリング成分エッチングを用いて少
なくとも部分的に底部バリヤ層で行われる。この高スパ
ッタリング成分エッチングは、積層物がオーバーエッチ
ングを達成するためにエッチングされた後で、少しの時
間延長され得る。
306でも、結果として生じるポリマー側壁の高さが有
利に減り、続くフォトレジストストリップ及び/または
水洗工程の間にその取り除きが容易になる。結果として
生じるポリマー側壁も、炭素含有率を増加(し、かつ低
い工程圧力が高スパッタリング成分エッチングを達成す
るために用いられる場合には無機材料含有率を少なく)
することによってより溶解可能にされる。
相互連係線216にエッチングされた後の、図1の積層
物20を示している。図2の従来技術の相互連係線11
6と比較すると、側壁の高さは、高スパッタリング成分
エッチングの使用によって低くなっている。言い換えれ
ば、図5の高さ220は、図2の高さ120に比べて減
じられている。炭素含有率が高く及び/または無機材料
含有率が低くなっているので、レール230は、続くフ
ォトレジストストリップ及び/または水洗工程の間に溶
解しやすくなり容易に取り除ける。
600 SEプラズマ反応器で高スパッタリング成分ブ
レークスルーエッチングを行なうのに適した概ねの工程
パラメーターを示している。この表において、概ねの適
当範囲、有利な概ねの範囲及びより有利な概ねの範囲が
示されている。以下の表において、エッチングは82〜
300mmのウェハ上で行われている。この開示に関す
る当業者には自明のことであるが、開示された範囲は、
他のエッチング室及び/または他のウェハサイズで記載
されたエッチングを行なうために変えることができる。
600 SEプラズマ反応器中で低スパッタリング成分
主エッチングステップを実行するのに適した概ねの工程
パラメーターを示したものである。この表において、概
ねの適当範囲、有利な概ねの範囲及びより有利な概ねの
範囲が示されている。第2表において、処理圧力はバイ
アス電圧(及びエッチングのスパッタリング成分)を減
じるために増加される。バイアス(あるいは最低)出力
は、第1表に用いられているバイアス(あるいは底部出
力)設定に比べて増加して示されているが、基板バイア
ス電圧(及びエッチングのスパッタリング成分)に関す
る全体的な効果はこれを低下するようになる。この事実
は、基板バイアス電圧(及びエッチングのスパッタリン
グ成分)に関するこれら2つのメカニズム(バイアス出
力設定及び処理圧力)の独立した性質を強調する。
600 SEプラズマ反応器中で高スパッタリング成分
エッチング工程を実行する(底部バリヤ層及び/または
オーバーエッチングを実行する)のに適した概ねの処理
パラメーターを示したものである。この表において、概
ねの適当範囲、有利な概ねの範囲及びより有利な概ねの
範囲が示されている。第3表において、処理圧力はバイ
アス電圧(及びエッチングのスパッタリング成分)を増
やすために減じられる。バイアス(あるいは底部)出力
は、第1表に用いられているバイアス(あるいは最低出
力)設定に比べて減少して示されているけれども、基板
バイアス電圧(及びエッチングのスパッタリング成分)
に関する全体的な効果はこれを増加するようになる。こ
の事実は、基板バイアス電圧(及びエッチングのスパッ
タリング成分)に関するこれら2つの機構(バイアス出
力設定及び処理圧力)の独立した性質を強調する。
て記載したが、本発明の範囲内で変更、置き換え及び同
等のものを作ることができる。例えば、本発明の側壁積
層を少なくする技術を、一貫した説明を容易にし理解を
容易にするために主にDRAMに関して開示したが、本
発明はこのように限定されないことは理解されるべきで
ある。開示された側壁積層を少なくする技術は、金属処
理層のエッチングを必要とする、いかなる半導体装置
(例えば、マイクロプロセッサー、ロジック、メモリー
装置など)の製造にも適用できることが期待される。ま
た、本発明の方法及び装置を実施する他の代替的手法が
あることも注目されるべきである。
き換え及び同等のものを本発明の精神及び範囲内で表現
するものとして与えられている。
れる層を表わす積層物の断面図。
図であり、かつフォトレジストストリップおよび/また
は水洗後に残ったレールを含む図。
エッチング反応器を示す概略図。
フローチャートを示す図。
ってエッチングされた後の該積層物を示す断面図。
壁、 130 レール、216 相互連係線、 230
レール、 250 反応器、 252 室、254
シャワーヘッド、 256 プラズマ発生源、 258
RF発生器、 262 チャック、 264 無線周
波数発生器、 266 出口、 270 ウェハ
Claims (21)
- 【請求項1】 プラズマ処理室中での積層物の選択され
た部分のエッチング法において、該積層物が、金属処理
層と、該金属処理層に接して設けられた第1バリヤ層
と、該金属処理層の上方に設けられたフォトレジスト層
とからなる場合に、高スパッタリング成分エッチングを
用いて第1バリヤ層を少なくとも部分的にエッチング
し、かつ低スパッタリング成分エッチングを用いて少な
くとも部分的に金属処理層をエッチングし、その際、低
スパッタリング成分エッチングが、高スパッタリング成
分エッチングのスパッタリング成分よりも低いスパッタ
リング成分を有していることを特徴とする、プラズマ処
理室中での積層物の選択された部分のエッチング法。 - 【請求項2】 高スパッタリング成分エッチングを伴う
エッチングが、低スパッタリング成分エッチングに関す
るエッチング圧力よりも低いエッチング圧力を用いるこ
とによって達成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 高スパッタリング成分エッチングの間の
基板の第1バイアス電圧が、低スパッタリング成分エッ
チングの間の基板の第2バイアス電圧よりも高い、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 金属処理層がアルミニウムからなる、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 第1バリヤ層がチタン(Ti)からな
る、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 塩素含有化学物質が、高スパッタリング
成分エッチング及び低スパッタリング成分エッチングの
うちの1つに用いられている、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 更に、もう1つの高スパッタリング成分
エッチングを用いて第1バリヤ層とは異なる底部バリヤ
層を少なくとも部分的にエッチングすることを含み、そ
の際、第1バリヤ層は、金属処理層の上方に配置され、
底部バリヤ層は金属処理層の下方に配置され、もう1つ
の高スパッタリング成分エッチングは低スパッタリング
成分エッチングのスパッタリング成分よりも高いスパッ
タリング成分を有している、請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 金属処理層が、アルミニウム−銅(Al
−Cu)からなる、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 高スパッタリング成分エッチング及び低
スパッタリング成分エッチングの少なくとも1つが、反
応性イオンエッチング(RIE)を用いたエッチングで
ある、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 積層物が、動的ランダムアクセス記憶
装置(DRAM)の製造に用いられる、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項11】 プラズマ処理室中での積層物の選択さ
れた部分のエッチング法において、該積層物が、金属処
理層と、該金属処理層に接して設けられた第1バリヤ層
と、該金属処理層の上方に設けられたフォトレジスト層
からなる場合に、第1室圧力を用いて第1バリヤ層を少
なくとも部分的にエッチングし、かつ第1室圧力よりも
高い第2室圧力を用いて少なくとも部分的に金属処理層
をエッチングし、その際、第1室圧力が第1バリヤ層が
第2室圧力に関するスパッタリング成分よりも高いスパ
ッタリング成分でエッチングされるように設定されてい
ることを特徴とする、プラズマ処理室中での積層物の選
択された部分のエッチング法。 - 【請求項12】 積層物が、動的ランダムアクセス記憶
装置(DRAM)の製造に採用されている、請求項11
に記載の方法。 - 【請求項13】 更に、第2室圧力よりも低い第3室圧
力を用いて第1バリヤ層とは異なる底部バリヤ層を少な
くとも部分的にエッチングすることを含み、その際、第
1バリヤ層が金属処理層の上方に配置され、底部バリヤ
層が金属処理層の下方に配置され、第3室圧力が、底部
バリヤ層が第2室圧力に関するスパッタリング成分より
も高いスパッタリング成分でエッチングされるように設
定される、請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 第1バリヤ層及び底部バリヤ層の少な
くとも1つがチタン(Ti)からなり、金属処理層がア
ルミニウムからなる、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 積層物が、動的ランダムアクセス記憶
装置(DRAM)の製造に用いられる、請求項14に記
載の方法。 - 【請求項16】 金属処理層を少なくとも部分的にエッ
チングするために、塩素含有化学物質を使用する、請求
項14に記載の方法。 - 【請求項17】 金属処理層を少なくとも部分的にエッ
チングすることが、反応性イオンエッチング(RIE)
を含む、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 第1室圧力が約2ミリトル〜約10ミ
リトルの間である、請求項13に記載の方法。 - 【請求項19】 第2室圧力が約12ミリトル〜約20
ミリトルの間である、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 プラズマ処理室中で積層物の選択され
た部分をエッチングする間の側壁ポリマー堆積の低減法
において、該積層物が、底部バリヤ層と、底部バリヤ層
の上部に配置される金属処理層と、金属処理層の上部に
配置される頂部バリヤ層と、該金属処理層の上方に配置
されるフォトレジスト層とからなる場合に、第1室圧力
を用いて頂部バリヤ層を少なくとも部分的にエッチング
し、第1室圧力よりも高い第2室圧力を用いて少なくと
も部分的に金属処理層をエッチングし、その際、第1室
圧力が、頂部バリヤ層が第2室圧力に関するスパッタリ
ング成分よりも高いスパッタリング成分でエッチングさ
れるように設定されており、第2室圧力よりも低い第3
室圧力を用いて底部バリヤ層を少なくとも部分的にエッ
チングし、その際、第3室圧力が、底部バリヤ層が第2
室圧力に関するスパッタリング成分よりも高いスパッタ
リング成分でエッチングされるように設定されているこ
とを特徴とする、プラズマ処理室中で積層物の選択され
た部分をエッチングする間の側壁ポリマー堆積の低減
法。 - 【請求項21】 積層物が、動的ランダムアクセス記憶
装置(DRAM)の製造に使用される、請求項20に記
載の方法。
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