JPS6255692B2 - - Google Patents
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- JPS6255692B2 JPS6255692B2 JP53015396A JP1539678A JPS6255692B2 JP S6255692 B2 JPS6255692 B2 JP S6255692B2 JP 53015396 A JP53015396 A JP 53015396A JP 1539678 A JP1539678 A JP 1539678A JP S6255692 B2 JPS6255692 B2 JP S6255692B2
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Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
半導体集積回路のアルミニウム微細配線を形成
するため、三塩化ホウ素もしくは四塩化炭素のガ
スプラズマによるドライエツチング法が用いられ
る。この方法は、通常ホトレジストのマスクパタ
ーンに対してアンダーカツト現象を伴うことなく
エツチングできるため、マスクパターンを正確に
転写した高精度で微細なアルミニウム配線パター
ンの形成が可能である。しかし、アンダーカツト
現象が全くないため、エツチング形成したアルミ
ニウム配線の壁面は基板面に対して垂直であるた
め、該アルミニウム配線上に被着形成されるべき
二酸化硅素、リン硅酸ガラス等絶縁物の被覆性が
著しく悪い。絶縁物の被覆性を向上するために
は、微細加工性を損わない程度に制御されたアン
ダーカツト現象を生じさせて、エツチング後のア
ルミニウムの壁面に所望の傾斜をつける必要があ
る。
するため、三塩化ホウ素もしくは四塩化炭素のガ
スプラズマによるドライエツチング法が用いられ
る。この方法は、通常ホトレジストのマスクパタ
ーンに対してアンダーカツト現象を伴うことなく
エツチングできるため、マスクパターンを正確に
転写した高精度で微細なアルミニウム配線パター
ンの形成が可能である。しかし、アンダーカツト
現象が全くないため、エツチング形成したアルミ
ニウム配線の壁面は基板面に対して垂直であるた
め、該アルミニウム配線上に被着形成されるべき
二酸化硅素、リン硅酸ガラス等絶縁物の被覆性が
著しく悪い。絶縁物の被覆性を向上するために
は、微細加工性を損わない程度に制御されたアン
ダーカツト現象を生じさせて、エツチング後のア
ルミニウムの壁面に所望の傾斜をつける必要があ
る。
三塩化ホウ素に少量の塩素もしくは塩化水素を
添加した混合ガスのプラズマにより、アルミニウ
ムをエツチングすると、レジストマスクの下部が
エツチングされるアンダーカツト現象が見出され
た。このアンダーカツトの程度は、塩素もしくは
塩化水素の添加比率と関係しており、三塩化ホウ
素に塩素を添加する例では、第１図に示したよう
に、塩素の添加比率の増大とともに、アルミニウ
ム壁面の傾斜角が減少する。第１図の実験結果
は、エツチング中のガス圧力0.2Torr、高周波電
力密度0.25W／cm2の条件下で得られたものであ
る。
添加した混合ガスのプラズマにより、アルミニウ
ムをエツチングすると、レジストマスクの下部が
エツチングされるアンダーカツト現象が見出され
た。このアンダーカツトの程度は、塩素もしくは
塩化水素の添加比率と関係しており、三塩化ホウ
素に塩素を添加する例では、第１図に示したよう
に、塩素の添加比率の増大とともに、アルミニウ
ム壁面の傾斜角が減少する。第１図の実験結果
は、エツチング中のガス圧力0.2Torr、高周波電
力密度0.25W／cm2の条件下で得られたものであ
る。
なお、上記のように、塩素を少量添加した三塩
化ホウ素ガスのプラズマによりアルミニウムをエ
ツチングすると、三塩化ホウ素のみのガスプラズ
マによりエツチングする場合よりもエツチング速
度が増大する利点がある。第２図は、アルミニウ
ムのエツチング速度と塩素の添加比率との関係を
示したものである。塩素の添加比率が10％では、
アルミニウムのエツチング速度が5000Å／minと
著しく大きいため、エツチング終了の制御が困難
となる。このため、塩素の添加比率は10％以下と
するのが望ましい。また、塩素を極く少量添加し
ても多少のアンダーカツト現象は認められる。し
かし、絶縁物の被覆性を充分向上させるには約
0.1vol.％以上の塩素を添加することが望ましい。
化ホウ素ガスのプラズマによりアルミニウムをエ
ツチングすると、三塩化ホウ素のみのガスプラズ
マによりエツチングする場合よりもエツチング速
度が増大する利点がある。第２図は、アルミニウ
ムのエツチング速度と塩素の添加比率との関係を
示したものである。塩素の添加比率が10％では、
アルミニウムのエツチング速度が5000Å／minと
著しく大きいため、エツチング終了の制御が困難
となる。このため、塩素の添加比率は10％以下と
するのが望ましい。また、塩素を極く少量添加し
ても多少のアンダーカツト現象は認められる。し
かし、絶縁物の被覆性を充分向上させるには約
0.1vol.％以上の塩素を添加することが望ましい。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
る。
実施例
シリコンウエーハ上に厚さ１μｍに被着された
アルミニウム膜上にホトレジストの微細パターン
が形成されている試料をエツチングするため以下
の手順に従つた。
アルミニウム膜上にホトレジストの微細パターン
が形成されている試料をエツチングするため以下
の手順に従つた。
平行平板からなる一対の電極の一方に上記試料
を載置し、これらを内蔵した真空槽内に塩素を
2vol.％含んだ三塩化ホウ素ガスを毎分100ml導入
し、真空槽の一端に接続した液体窒素トラツプに
より、上記ガスを吸着排気して、真空槽内の圧力
を0.2Torrとした。
を載置し、これらを内蔵した真空槽内に塩素を
2vol.％含んだ三塩化ホウ素ガスを毎分100ml導入
し、真空槽の一端に接続した液体窒素トラツプに
より、上記ガスを吸着排気して、真空槽内の圧力
を0.2Torrとした。
試料を置いた電極に13.56MHzの高周波電界を
印加し、両電極間に高周波グロー放電を生じさせ
た。使用電力密度は0.25W／cm2であつた。この条
件では、アルミニウムのエツチング速度は約2300
Å／minであり、アンダーカツト現象を伴いなが
らエツチングが進行する。本試料の場合、約５分
で厚さ１μｍのアルミニウムのエツチングが完了
した。エツチング完了後、アルミニウムの断面形
状を観察したところ、アルミニウムの壁面は約60
゜の傾斜を示した。
印加し、両電極間に高周波グロー放電を生じさせ
た。使用電力密度は0.25W／cm2であつた。この条
件では、アルミニウムのエツチング速度は約2300
Å／minであり、アンダーカツト現象を伴いなが
らエツチングが進行する。本試料の場合、約５分
で厚さ１μｍのアルミニウムのエツチングが完了
した。エツチング完了後、アルミニウムの断面形
状を観察したところ、アルミニウムの壁面は約60
゜の傾斜を示した。
なお、三塩化ホウ素に、酸素やフレオン系のガ
スたとえばCF4，C2F6等を少量添加した場合にも
全く同様の効果が得られる。これらは、式(1)，式
(2)に従つて三塩化ホウ素の分解を促進して、塩素
ガスを遊離させるので塩素添加と同様の効果を得
るためである。また、導入するガスの全圧力は
0.05〜0.5Torrとすれば良好な結果が得られる。
スたとえばCF4，C2F6等を少量添加した場合にも
全く同様の効果が得られる。これらは、式(1)，式
(2)に従つて三塩化ホウ素の分解を促進して、塩素
ガスを遊離させるので塩素添加と同様の効果を得
るためである。また、導入するガスの全圧力は
0.05〜0.5Torrとすれば良好な結果が得られる。
BCl3＋O2→B2O3＋Cl2 (1)
BCl3＋CF4→BF3＋CCl2F2＋Cl2 (2)
次に、本実施例で用いたプラズマエツチング装
置について述べる。
置について述べる。
第３図においてエツチング室１には、高周波電
極２と対向電極３が内装され、第１の排気口４は
液体窒素トラツプ５、油拡散ポンプ６、油回転ポ
ンプ７とからなる真空ポンプにバルブ８を介して
接続され、第２の排気口９には、２つの液体窒素
トラツプ１０，１１がバルブ１２，１３を介して
並列に接続される。液体窒素トラツプ１０，１１
には、各々にパージライン１４，１５がバルブ１
６，１７を介して設けられ、加熱ヒータ１８，１
９が内蔵されている。
極２と対向電極３が内装され、第１の排気口４は
液体窒素トラツプ５、油拡散ポンプ６、油回転ポ
ンプ７とからなる真空ポンプにバルブ８を介して
接続され、第２の排気口９には、２つの液体窒素
トラツプ１０，１１がバルブ１２，１３を介して
並列に接続される。液体窒素トラツプ１０，１１
には、各々にパージライン１４，１５がバルブ１
６，１７を介して設けられ、加熱ヒータ１８，１
９が内蔵されている。
アルミニウムのエツチングに際しては、高周波
電極２もしくは対向電極３上に試料２０を設置
し、エツチング室１を真空ポンプ５，６，７によ
り排気したのち、バルブ８を閉め三塩化ホウ素ま
たは四塩化炭素ガスと塩素等との混合ガスを約
100ml／minの流量で導入し、液体窒素トラツプ
１０により排気する。三塩化ホウ素や四塩化炭
素、塩素ガス等は液体窒素トラツプの内壁には急
速に吸着されるので、これらのガスをエツチング
室１内に導入しながら、バルブ１２のコンダクタ
ンス調整によつてエツチング室内の圧力を0.02〜
1Torrの圧力に調節できる。こののち、高周波電
極２に高周波電源２１により高周波電圧を印加し
て、グロー放電プラズマを発生させ、プラズマ中
の塩素イオン等の活性化学種によりアルミニウム
をエツチングする。エツチング終了後、バルブ１
２を閉め、パージライン１４を開けて、アルゴ
ン、窒素等の不活性ガスを通じ、加熱ヒータ１７
を昇温して、液体窒素トラツプ１０に吸着された
三塩化ホウ素または四塩化炭素等を脱ガスする。
次のエツチング加工中の三塩化ホウ素または四塩
化炭素ガス等の排気はもう１つの液体窒素トラツ
プ１１により行い、以下２つの液体窒素トラツプ
１０，１１を交互に使用することによつて、エツ
チング装置を連続的に稼動できる。
電極２もしくは対向電極３上に試料２０を設置
し、エツチング室１を真空ポンプ５，６，７によ
り排気したのち、バルブ８を閉め三塩化ホウ素ま
たは四塩化炭素ガスと塩素等との混合ガスを約
100ml／minの流量で導入し、液体窒素トラツプ
１０により排気する。三塩化ホウ素や四塩化炭
素、塩素ガス等は液体窒素トラツプの内壁には急
速に吸着されるので、これらのガスをエツチング
室１内に導入しながら、バルブ１２のコンダクタ
ンス調整によつてエツチング室内の圧力を0.02〜
1Torrの圧力に調節できる。こののち、高周波電
極２に高周波電源２１により高周波電圧を印加し
て、グロー放電プラズマを発生させ、プラズマ中
の塩素イオン等の活性化学種によりアルミニウム
をエツチングする。エツチング終了後、バルブ１
２を閉め、パージライン１４を開けて、アルゴ
ン、窒素等の不活性ガスを通じ、加熱ヒータ１７
を昇温して、液体窒素トラツプ１０に吸着された
三塩化ホウ素または四塩化炭素等を脱ガスする。
次のエツチング加工中の三塩化ホウ素または四塩
化炭素ガス等の排気はもう１つの液体窒素トラツ
プ１１により行い、以下２つの液体窒素トラツプ
１０，１１を交互に使用することによつて、エツ
チング装置を連続的に稼動できる。
本エツチング装置は、塩素を含んだ三塩化ホウ
素などの腐食性ガスが油回転ポンプ等の真空ポン
プに全く流入しないので、真空ポンプの機能低
下、ポンプ油の劣化等の問題が生じない、複数個
の液体窒素トラツプを採用することにより、装置
の連続稼動が可能等の利点がある。そのほか、エ
ツチングガスを節約するため、液体窒素トラツプ
１０に吸着した三塩化ホウ素等のエツチングガス
を加熱蒸発させて、エツチング室１に再び導入し
て、他方の液体窒素トラツプ１１により吸着排気
しながら、試料をエツチングすることも可能であ
る。なお、本装置が塩素ガス、塩化水素ガスを混
入しない三塩化ホウ素もしくは四塩化炭素ガスを
用いる場合にも適用できることは言うまでもな
い。
素などの腐食性ガスが油回転ポンプ等の真空ポン
プに全く流入しないので、真空ポンプの機能低
下、ポンプ油の劣化等の問題が生じない、複数個
の液体窒素トラツプを採用することにより、装置
の連続稼動が可能等の利点がある。そのほか、エ
ツチングガスを節約するため、液体窒素トラツプ
１０に吸着した三塩化ホウ素等のエツチングガス
を加熱蒸発させて、エツチング室１に再び導入し
て、他方の液体窒素トラツプ１１により吸着排気
しながら、試料をエツチングすることも可能であ
る。なお、本装置が塩素ガス、塩化水素ガスを混
入しない三塩化ホウ素もしくは四塩化炭素ガスを
用いる場合にも適用できることは言うまでもな
い。
第１図は添加する塩素ガス量と加工されるアル
ミニウム壁面の傾斜角の関係を示す図、第２図は
添加する塩素ガス量とアルミニウムのエツチング
速度との関係を示す図、第３図は本発明の一実施
例で用いたプラズマエツチング装置の構造を示す
図である。
ミニウム壁面の傾斜角の関係を示す図、第２図は
添加する塩素ガス量とアルミニウムのエツチング
速度との関係を示す図、第３図は本発明の一実施
例で用いたプラズマエツチング装置の構造を示す
図である。
Claims (1)
- １ 真空槽に内蔵された電極板上に被エツチング
試料を置き、電極に高周波電界を印加することに
より、導入したガスをプラズマ化し、プラズマ中
の活性な化学種によりアルミニウムをエツチング
加工する方法において、導入するガスを三塩化ホ
ウ素と三塩化ホウ素に対して0.1〜10容量％の塩
素を含む混合ガスを用いて半導体装置の配線用ア
ルミニウム材をエツチングすることを特徴とする
エツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1539678A JPS54109387A (en) | 1978-02-15 | 1978-02-15 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1539678A JPS54109387A (en) | 1978-02-15 | 1978-02-15 | Etching method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19051786A Division JPS6254441A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | エツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54109387A JPS54109387A (en) | 1979-08-27 |
| JPS6255692B2 true JPS6255692B2 (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=11887562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1539678A Granted JPS54109387A (en) | 1978-02-15 | 1978-02-15 | Etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54109387A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4310380A (en) * | 1980-04-07 | 1982-01-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Plasma etching of silicon |
| JPS57170534A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-20 | Hitachi Ltd | Dry etching method for aluminum and aluminum alloy |
| EP0099558A3 (en) * | 1982-07-22 | 1985-07-31 | Texas Instruments Incorporated | Fast plasma etch for aluminum |
| US4412885A (en) * | 1982-11-03 | 1983-11-01 | Applied Materials, Inc. | Materials and methods for plasma etching of aluminum and aluminum alloys |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50122878A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 | ||
| JPS51141741A (en) * | 1975-05-22 | 1976-12-06 | Ibm | Method of selectively removing aluminum |
| JPS53124979A (en) * | 1977-04-07 | 1978-10-31 | Fujitsu Ltd | Plasma etching method |
-
1978
- 1978-02-15 JP JP1539678A patent/JPS54109387A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50122878A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 | ||
| JPS51141741A (en) * | 1975-05-22 | 1976-12-06 | Ibm | Method of selectively removing aluminum |
| JPS53124979A (en) * | 1977-04-07 | 1978-10-31 | Fujitsu Ltd | Plasma etching method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54109387A (en) | 1979-08-27 |
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