JPS63108752A - エツチング方法 - Google Patents
エツチング方法Info
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- JPS63108752A JPS63108752A JP25505086A JP25505086A JPS63108752A JP S63108752 A JPS63108752 A JP S63108752A JP 25505086 A JP25505086 A JP 25505086A JP 25505086 A JP25505086 A JP 25505086A JP S63108752 A JPS63108752 A JP S63108752A
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Landscapes
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明ハ、アルミニウムまたはアルミニウム合金のエツ
チング方法に関し、特にフォトレジストによるバターニ
ングを正確に行うエツチング方法に関する。
チング方法に関し、特にフォトレジストによるバターニ
ングを正確に行うエツチング方法に関する。
本発明は、Ｍ又はＡｌ合金にフォトレジスト配線パター
ンをエツチングにより形成する方法に於いて、このエツ
チング処理工程中にＭ又はＭ合金の側壁を酸化する事に
よって、フォトレジストパターン通りの正確な配線パタ
ーンを得る事を可能にしたものである。
ンをエツチングにより形成する方法に於いて、このエツ
チング処理工程中にＭ又はＭ合金の側壁を酸化する事に
よって、フォトレジストパターン通りの正確な配線パタ
ーンを得る事を可能にしたものである。
超ＬＳＩの集積度が向上して、最小線幅１ｇ以下の製品
が市場に出現するのも目前の状況にある。
が市場に出現するのも目前の状況にある。
この高集積度化の実現に大きく寄与しているものの一つ
が、多層配線技術である。これは、通常アルミニウムの
ドライエツチングが用いられている。
が、多層配線技術である。これは、通常アルミニウムの
ドライエツチングが用いられている。
ドライエツチングには多くの方法があるが、現在異方性
ドライエツチングの主流となっているのは、反応性ドラ
イエツチング（ＲＩＥ）法又は比較的高い圧力で使用さ
れるプラズマエンチング法である。
ドライエツチングの主流となっているのは、反応性ドラ
イエツチング（ＲＩＥ）法又は比較的高い圧力で使用さ
れるプラズマエンチング法である。
プラズマエツチング法とはｉｏ−’〜Ｉ ＴｏｒｒのＣ
Ｆ４ガスをプラズマ中で解離して、 ＣＦ４ → ＣＦ３ ＋Ｆ” → ＣＦ２ ＋２Ｆ” → Ｃ＋４Ｆ” のように活性ラジカルＦ“を生成し、これによりＳｔを
エツチングする方法である。ＳｔはＦ“と反応して、 Ｓｉ＋４Ｆ”→５ｉＦａ ＳｉＯ２＋ ４ ’ｆ？”→ＳｉＦ４ ＋Ｏｈといった
揮発性の高いＳｉＦ４を生成する。プラズマエツチング
は等方的に行われる。ＭのエツチングにはＢＣＩ、 、
ＣＣ１，等の塩素系ガスが用いられるが、まず表面のＡ
ｌ ｚＯ、被膜を除去することが必要である。
Ｆ４ガスをプラズマ中で解離して、 ＣＦ４ → ＣＦ３ ＋Ｆ” → ＣＦ２ ＋２Ｆ” → Ｃ＋４Ｆ” のように活性ラジカルＦ“を生成し、これによりＳｔを
エツチングする方法である。ＳｔはＦ“と反応して、 Ｓｉ＋４Ｆ”→５ｉＦａ ＳｉＯ２＋ ４ ’ｆ？”→ＳｉＦ４ ＋Ｏｈといった
揮発性の高いＳｉＦ４を生成する。プラズマエツチング
は等方的に行われる。ＭのエツチングにはＢＣＩ、 、
ＣＣ１，等の塩素系ガスが用いられるが、まず表面のＡ
ｌ ｚＯ、被膜を除去することが必要である。
一方、反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法とは、ウェ
ーハをカソードに配置し、リアクタの壁全体′ をア
ノードとし、１３．５６ＭＨ，の高周波電力を印加させ
、ラジカルのみでなくイオンをも用いてエツチングする
方法である。この方法によると、垂直に入射してくるイ
オンの衝撃により異方性エツチングが可能となり、Ａｔ
上のＡｌ ｚ Ｏｘの除去が容易であり、良好なエツチ
ングが可能となる。（工業調査会 １９８４年４月２５
日発行 「最新ＬＳＩプロセス技術Ｊ Ｐ、Ｐ、２８
３〜２８９） 〔発明が解決しようとする問題点〕 現在、ＶＬＳＩの配線材料にはＭ又はＭ合金膜が多く使
用されている０Ｍのエツチングには主にＣｌｔを含むガ
ス又はＣＩを発生するガス系が用いられているが、基本
的にはＭとＣｔの化学反応が利用されている。その為、
表面のＭの酸化膜層を除去すれば、ＭとＣｔの反応は自
発的に進行する。エツチングは化学反応なので、被エツ
チング体の形状は等方性となる。この反応を利用しかつ
異方性の形状を得る為には、側壁保護効果が用いられる
。一般に側壁保護効果を得る為にレジストからの分解物
が利用されているが、レジストからの分解物が、不十分
であったり、ＭのエッチャントであるＣｌの濃度が過剰
な時などはＡＩの断面形状は第３図に示す様に逆テーパ
ーになってしまう。テーパーの底の部分のＡ点に於いて
は、テーパーの上部のＢ点に較べてフォトレジストの分
解物が十分付着しないので、フォトレジストの分解物に
よりカバーされているＢ点よりも早くエツチングが進行
する。
ーハをカソードに配置し、リアクタの壁全体′ をア
ノードとし、１３．５６ＭＨ，の高周波電力を印加させ
、ラジカルのみでなくイオンをも用いてエツチングする
方法である。この方法によると、垂直に入射してくるイ
オンの衝撃により異方性エツチングが可能となり、Ａｔ
上のＡｌ ｚ Ｏｘの除去が容易であり、良好なエツチ
ングが可能となる。（工業調査会 １９８４年４月２５
日発行 「最新ＬＳＩプロセス技術Ｊ Ｐ、Ｐ、２８
３〜２８９） 〔発明が解決しようとする問題点〕 現在、ＶＬＳＩの配線材料にはＭ又はＭ合金膜が多く使
用されている０Ｍのエツチングには主にＣｌｔを含むガ
ス又はＣＩを発生するガス系が用いられているが、基本
的にはＭとＣｔの化学反応が利用されている。その為、
表面のＭの酸化膜層を除去すれば、ＭとＣｔの反応は自
発的に進行する。エツチングは化学反応なので、被エツ
チング体の形状は等方性となる。この反応を利用しかつ
異方性の形状を得る為には、側壁保護効果が用いられる
。一般に側壁保護効果を得る為にレジストからの分解物
が利用されているが、レジストからの分解物が、不十分
であったり、ＭのエッチャントであるＣｌの濃度が過剰
な時などはＡＩの断面形状は第３図に示す様に逆テーパ
ーになってしまう。テーパーの底の部分のＡ点に於いて
は、テーパーの上部のＢ点に較べてフォトレジストの分
解物が十分付着しないので、フォトレジストの分解物に
よりカバーされているＢ点よりも早くエツチングが進行
する。
Ｍ配線層の断面形状が逆テーパーになると■ 配線抵抗
値がその分上昇する、 ■ 第５図に示されるように眉間絶縁膜、及びバッシヘ
ーション膜のカバレッジが悪くなり、平坦化が困難とな
る。さらに図中のＣで示される点にストレスが入りやす
くなる。またＣの点に巣が発生して、傍の平坦化膜によ
ってもそれを除去することができない事もある、■ 第
４図の点線で示されるようにコンタクトホール上のＭ配
線層の加工時にそれが逆テーパーとなると、下の拡散層
６までＲＩＥイオンが侵入しそれがエツチングされてし
まう可能性がある という問題点がある。またこの逆テーパーの発生を防止
する為にＣＩ濃度を十分下げる又は側壁保護効果を増す
様なカーボン系のガス（Ｄｅｐｏガス）を添加する方法
では、 ■ Ｍに対するエツチングレートが低下するので、エツ
チング時間が長くなりスルーブツトが低下する、 ■ 同様な理由によりマスクとの選択比がとりにくい、 ■ Ｄｅｐｏガス添加ではポリマーからなるダストの発
生原因となる、 という様な新たな問題が発生する。
値がその分上昇する、 ■ 第５図に示されるように眉間絶縁膜、及びバッシヘ
ーション膜のカバレッジが悪くなり、平坦化が困難とな
る。さらに図中のＣで示される点にストレスが入りやす
くなる。またＣの点に巣が発生して、傍の平坦化膜によ
ってもそれを除去することができない事もある、■ 第
４図の点線で示されるようにコンタクトホール上のＭ配
線層の加工時にそれが逆テーパーとなると、下の拡散層
６までＲＩＥイオンが侵入しそれがエツチングされてし
まう可能性がある という問題点がある。またこの逆テーパーの発生を防止
する為にＣＩ濃度を十分下げる又は側壁保護効果を増す
様なカーボン系のガス（Ｄｅｐｏガス）を添加する方法
では、 ■ Ｍに対するエツチングレートが低下するので、エツ
チング時間が長くなりスルーブツトが低下する、 ■ 同様な理由によりマスクとの選択比がとりにくい、 ■ Ｄｅｐｏガス添加ではポリマーからなるダストの発
生原因となる、 という様な新たな問題が発生する。
本発明に於いては、ＭまたはＡｌ合金上にレジスト層を
選択的に形成し、該レジスト層をマスクにして上記へ！
またはＡｔ合金を選択的にエツチングするエツチング方
法において、上記エツチングの途中で上記ＡＩまたはＡ
Ｚ合金の側壁を酸化する工程により上記問題点を解決し
た。
選択的に形成し、該レジスト層をマスクにして上記へ！
またはＡｔ合金を選択的にエツチングするエツチング方
法において、上記エツチングの途中で上記ＡＩまたはＡ
Ｚ合金の側壁を酸化する工程により上記問題点を解決し
た。
八！のＲＩＥ時には、Ｍの側壁に主にレジスト分解物か
らなるカーボン（炭素）系の保護膜が形成される。ＣＩ
ラジカルが過剰となり易いオーバーエッチ時には、側壁
保護効果が比較的弱くなり易い下地付近（第３図Ａ点）
でサイドアタック反応がおこり・その結果逆テーパーの
形状が発生し易かった。そこで、本発明に於いてはジャ
ストエッチ後にＯｔプラズマ処理を行って、Ｍの側壁に
酸化膜層を形成した。 ＡＩの酸化膜層はＣＩ系のラジ
カルではエツチングされず、またイオンに対しても入射
などのスパッタリング効果が存在しない限りエツチング
されることがない。原理的にはＭの側壁にはイオンの入
射はほとんどないので、オーバーエッチ時のＣｔ系ラジ
カルによるサイドアツタツク反応は防止され逆テーパー
の形状の発生を防止する事ができる。Ｏｔプラズマ処理
により下地表面にもに！ ｚ Ｏを膜が形成されるが、
これは垂直方向に入射するイオンにより叩かれてエツチ
ング除去されるので、残存するＭのオーバーエツチング
に障害とはなることはない。
らなるカーボン（炭素）系の保護膜が形成される。ＣＩ
ラジカルが過剰となり易いオーバーエッチ時には、側壁
保護効果が比較的弱くなり易い下地付近（第３図Ａ点）
でサイドアタック反応がおこり・その結果逆テーパーの
形状が発生し易かった。そこで、本発明に於いてはジャ
ストエッチ後にＯｔプラズマ処理を行って、Ｍの側壁に
酸化膜層を形成した。 ＡＩの酸化膜層はＣＩ系のラジ
カルではエツチングされず、またイオンに対しても入射
などのスパッタリング効果が存在しない限りエツチング
されることがない。原理的にはＭの側壁にはイオンの入
射はほとんどないので、オーバーエッチ時のＣｔ系ラジ
カルによるサイドアツタツク反応は防止され逆テーパー
の形状の発生を防止する事ができる。Ｏｔプラズマ処理
により下地表面にもに！ ｚ Ｏを膜が形成されるが、
これは垂直方向に入射するイオンにより叩かれてエツチ
ング除去されるので、残存するＭのオーバーエツチング
に障害とはなることはない。
本発明の０２プラズマ処理に使用するガスは、純粋０□
に限らず、放電により０を発生する様な物質又は０□を
含む２種以上の混合ガスであっても良い。
に限らず、放電により０を発生する様な物質又は０□を
含む２種以上の混合ガスであっても良い。
第１図Ａに示されるように、ＳｉＯ□層１に被エツチン
グ膜であるＭ−３ｉ（１χ）ＪＷ２を１．２μ厚に、さ
らにその上にフォトレジスト３を１．３μ厚に形成して
、フォトレジストに配線パターンを形成する。
グ膜であるＭ−３ｉ（１χ）ＪＷ２を１．２μ厚に、さ
らにその上にフォトレジスト３を１．３μ厚に形成して
、フォトレジストに配線パターンを形成する。
次に、Ｂ Ｃ１、／ Ｃ１２を主とする混合ガスを４．
７Ｐａの圧力で流して、０．２１Ｗ／−のパワー密度で
ＡＩ −５ｉ層２をエツチングする。
７Ｐａの圧力で流して、０．２１Ｗ／−のパワー密度で
ＡＩ −５ｉ層２をエツチングする。
第１図Ｂに示されるように、ＳｉＯ□層１が露出した時
点で（３９６，２ｎｍのＭの発光スペクトルの低下によ
り検知）上記エツチングを中断する。
点で（３９６，２ｎｍのＭの発光スペクトルの低下によ
り検知）上記エツチングを中断する。
次に０２ガスを４．７Ｐａの圧力で流して、０．２１Ｗ
／−のパワー密度でオーバーエツチングを行う。
／−のパワー密度でオーバーエツチングを行う。
本発明の効果を第２図Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて説明する。
エツチング処理前の配線パターンのフォトレジストの幅
をａ、エツチング終了後のＡＩ −５ｉＪｉ ２ （７
）幅をｂ、フォトレジスト３を除去した後のＡｌ−５ｉ
層の幅をＣとする。下地のＳｉＯ□層１が露出するまで
の本来のエツチング時間にさらに５０χのオーバーエツ
チングを連続して行ったエツチング工程を従来の工程と
し、本来のエツチングの終了後１〜２分間の０□プラズ
マ処理を行い、引き続いて５ｏｚのオーバーエツチング
を行った工程を本発明の工程として、両者を比較すると
次の様になった。
をａ、エツチング終了後のＡＩ −５ｉＪｉ ２ （７
）幅をｂ、フォトレジスト３を除去した後のＡｌ−５ｉ
層の幅をＣとする。下地のＳｉＯ□層１が露出するまで
の本来のエツチング時間にさらに５０χのオーバーエツ
チングを連続して行ったエツチング工程を従来の工程と
し、本来のエツチングの終了後１〜２分間の０□プラズ
マ処理を行い、引き続いて５ｏｚのオーバーエツチング
を行った工程を本発明の工程として、両者を比較すると
次の様になった。
これらの結果からも判る様に、本発明の工程に於いては
、配ｖＡ層の逆テーパー形状の発生が防止されることに
加えてａ、ｂ、ｃの変化が従来の工程に比較して少ない
事が判る。さらに、本発明の工程により配線抵抗値も低
下するという効果も判明した。
、配ｖＡ層の逆テーパー形状の発生が防止されることに
加えてａ、ｂ、ｃの変化が従来の工程に比較して少ない
事が判る。さらに、本発明の工程により配線抵抗値も低
下するという効果も判明した。
第１図Ａ、Ｂは本発明のエツチング方法を示す図である
。 第２図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の詳細な説明図である。 第３図はＭのエツチング形状を示す図である。 第４．５図は従来技術の問題点を示す図である。 １．５・・・ＳｉＯ□膜 ２・・・ｋ！−Ｓ１
層３・・・フォトレジスト ４・・・Ｓｉ基板６・
・・拡散層
。 第２図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の詳細な説明図である。 第３図はＭのエツチング形状を示す図である。 第４．５図は従来技術の問題点を示す図である。 １．５・・・ＳｉＯ□膜 ２・・・ｋ！−Ｓ１
層３・・・フォトレジスト ４・・・Ｓｉ基板６・
・・拡散層
Claims (1)
- ＡｌまたはＡｌ合金上にレジスト層を選択的に形成し、
該レジスト層をマスクにして上記ＡｌまたはＡｌ合金を
選択的にエッチングするエッチング方法において、上記
エッチングの途中で上記ＡｌまたはＡｌ合金の側壁を酸
化する工程を有することを特徴とするエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255050A JPH0828359B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255050A JPH0828359B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108752A true JPS63108752A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0828359B2 JPH0828359B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17273460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61255050A Expired - Lifetime JPH0828359B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828359B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207868A (en) * | 1990-09-11 | 1993-05-04 | Sony Corporation | Etching process for films of aluminum or its alloys |
| US6177337B1 (en) | 1998-01-06 | 2001-01-23 | International Business Machines Corporation | Method of reducing metal voids in semiconductor device interconnection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104139A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP61255050A patent/JPH0828359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104139A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207868A (en) * | 1990-09-11 | 1993-05-04 | Sony Corporation | Etching process for films of aluminum or its alloys |
| US6177337B1 (en) | 1998-01-06 | 2001-01-23 | International Business Machines Corporation | Method of reducing metal voids in semiconductor device interconnection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828359B2 (ja) | 1996-03-21 |
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