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JP3010699B2 - Method for etching Al-based material film - Google Patents
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JP3010699B2 - Method for etching Al-based material film - Google Patents

Method for etching Al-based material film

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JP3010699B2
JP3010699B2 JP2201976A JP20197690A JP3010699B2 JP 3010699 B2 JP3010699 B2 JP 3010699B2 JP 2201976 A JP2201976 A JP 2201976A JP 20197690 A JP20197690 A JP 20197690A JP 3010699 B2 JP3010699 B2 JP 3010699B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Al(アルミニウム)系材料膜のエッチング
方法に関する。本発明は、Al系材料膜をエッチングする
各種の分野に汎用でき、例えば、電子材料(半導体装置
等)の形成プロセスにおいて、配線材料等として用いる
アルミニウム系材料膜をドライエッチングして配線構造
を形成する場合等に適用することができる。
The present invention relates to a method for etching an Al (aluminum) -based material film. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used in various fields for etching an Al-based material film. For example, in a process of forming an electronic material (semiconductor device or the like), a wiring structure is formed by dry-etching an aluminum-based material film used as a wiring material or the like. It can be applied to the case where it does.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、上層膜及び下層膜にAl系材料膜が挟まれて
なる多層構造をなす場合のAl系材料膜のエッチング方法
において、水素を構成元素として分子中に含むとともに
堆積性を有さないガスを20〜99%含有し、かつ被エッチ
ング材のエッチャントとなるガスを含有してなる混合ガ
スを用いてエッチングを行うことにより、良好な形状が
得られるエッチングを実現したものである。
The present invention provides an etching method for an Al-based material film in the case of forming a multilayer structure in which an Al-based material film is sandwiched between an upper layer film and a lower layer film, and includes hydrogen as a constituent element in the molecule and has no deposition property. By performing etching using a mixed gas containing 20 to 99% of a gas and containing a gas to be an etchant of a material to be etched, an etching capable of obtaining a good shape is realized.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

Al系材料膜のエッチング技術は、例えば半導体装置の
製造プロセスにおいて、Al配線の形成等のために用いら
れている。ところで、半導体装置、特に半導体集積回路
の配線として用いられているAlや、Al合金膜としては、
最近バリアメタルと積層になっているAl多層膜構造が用
いられるようになって来ている。即ち、耐マイグレーシ
ョン性、コンタクト抵抗の信頼性などの面から、例え
ば、Al膜やAl合金(Al−Si等)膜の下に、TiON/Tiや、T
iWや、TiW/Ti層を形成したバリアメタル構造で用いられ
るようになりつつある。また、更に、Al表面の反射によ
りリソグラフィーのパターニングに悪影響が及ぼされる
おそれがあるということから、これを防止すべく、Al表
面に、反射防止膜(例えば無機系の反射防止膜としては
TiON層など)を形成した構造が用いられて来ている。
The etching technique of the Al-based material film is used for forming an Al wiring in a manufacturing process of a semiconductor device, for example. By the way, Al and Al alloy films used as wiring of semiconductor devices, especially semiconductor integrated circuits,
Recently, an Al multilayer structure laminated with a barrier metal has been used. That is, from the viewpoint of migration resistance and reliability of contact resistance, for example, TION / Ti, T
It is being used in iW and barrier metal structures formed with TiW / Ti layers. Further, since reflection on the Al surface may adversely affect lithography patterning, an antireflection film (for example, an inorganic antireflection film as an inorganic antireflection film)
Structures such as a TiON layer have been used.

このような背景から、例えば第3図に示したような構
造の積層膜が用いられるようになっている。第3図中、
1はアルミニウム系材料膜で、例えばAl−Si(例えばSi
を1wt%程度含有する合金)膜である。2はバリアメタ
ル層で、Al系材料膜1に接する側からTiON層21及びTi層
22で構成されている。また、3は、Al系材料膜1の表面
に形成した反射防止膜で、ここではTiON層である。
From such a background, for example, a laminated film having a structure as shown in FIG. 3 has been used. In FIG.
Reference numeral 1 denotes an aluminum-based material film, for example, Al-Si (for example, Si
(Alloy) film containing about 1% by weight of Reference numeral 2 denotes a barrier metal layer, which is a titanium layer 21 and a Ti layer from the side in contact with the Al-based material film 1.
It consists of 22. Reference numeral 3 denotes an antireflection film formed on the surface of the Al-based material film 1, which is a TiON layer here.

ところが、このような多層構造の膜をエッチングしよ
うとして、従来から用いられているAl−Si膜のみの単層
を異方性良くエッチングする条件をそのまま適用して
も、良好なエッチングは達成できない。即ち、上記第3
図の構造を通常のレジストマスク4でエッチングする場
合、 第3図に示すようにレジストマスク4とAl系材料膜1
との間に反射防止膜3であるTiONが存在すること Al系材料膜1の下にバリアメタル層2であるTiON/Ti
が存在すること という条件があることから、必ずしも従来知られていた
エッチング条件では良好な加工はできないのである。
However, in order to etch a film having such a multi-layer structure, good etching cannot be achieved even if a conventional condition for etching a single layer of only an Al—Si film with good anisotropy is applied as it is. That is, the third
In the case where the structure shown in the figure is etched with a normal resist mask 4, as shown in FIG.
And the presence of TION, which is the anti-reflection film 3, between the Al-based material film 1 and the TION / Ti, which is the barrier metal layer 2,
Therefore, good processing cannot always be performed under the conventionally known etching conditions.

即ち、この場合、アルミニウム系材料膜1と、バリア
メタル層2とを連続してエッチング加工することが好ま
しいが、こうすると、バリアメタル層2をエッチングす
る条件では、アルミニウム系材料膜1はオーバーエッチ
されてしまう。
That is, in this case, it is preferable that the aluminum-based material film 1 and the barrier metal layer 2 are continuously etched, but in this case, the aluminum-based material film 1 is over-etched under the condition that the barrier metal layer 2 is etched. Will be done.

この状況を、第2図に示す。第2図は、第3図の構造
を、ECRエッチング装置により、 使用ガス系:BCl3/Cl2=60/90SCCM 圧 力 :16mTorr マイクロ波:300mA RFバイアス:40W のエッチング条件でエッチングした場合を示すが、図の
如く、バリアメタル層2が良好にエッチングされるか、
アルミニウム系材料膜1は異方性が良好にならず、エッ
チングが過度に進行して、アンダーカットが生じてしま
う。
This situation is shown in FIG. FIG. 2 shows a case where the structure shown in FIG. 3 is etched by an ECR etching apparatus under the etching conditions of gas used: BCl 3 / Cl 2 = 60/90 SCCM Pressure: 16 mTorr Microwave: 300 mA RF bias: 40 W As shown, whether the barrier metal layer 2 is satisfactorily etched as shown in FIG.
The aluminum-based material film 1 does not have good anisotropy, and the etching proceeds excessively, resulting in undercut.

アンダーカットの発生を防止するため、入射イオンエ
ネルギーを大きくし、レジスト分解物の供給量を多くし
てデポ(堆積)物により側壁保護を行うと、異方性形状
にはなる。しかし、イオンの入射エネルギーが大きいこ
とから、次の問題が生じる。
In order to prevent the occurrence of undercut, if the incident ion energy is increased, the supply amount of the resist decomposition product is increased, and the side wall is protected by a deposit (deposit), an anisotropic shape is obtained. However, since the incident energy of the ions is large, the following problem occurs.

対レジスト、対下地5(SiO2等)選択比は低下する。The selectivity for resist and base 5 (such as SiO 2 ) decreases.

オーバーエッチの際、下地5をエッチングすることで
O(酸素原子)が発生し、レジストのエッチング速度が
増大して、対レジスト選択比が更に低下する。
At the time of overetching, O (oxygen atoms) is generated by etching the underlayer 5, the etching rate of the resist increases, and the selectivity to resist further decreases.

上述のアンダーカットによる形状劣化の問題の改善に
ついては、SiCl4、またはCHCl3などのデポ(堆積性)ガ
スを使用ガス系に積極的に添加してデポ物により側壁を
保護する技術が提案されているものの、この従来方法で
は、ガス自体が堆積性を持つため、被エッチング材であ
る例えばウェハ上のみならず、エッチングチェンバー全
体でデポ(堆積)が発生し、この結果パーティクルが発
生することが避けられず、抜本的な問題解決にはならな
い。
Regarding the improvement of the problem of shape deterioration due to the undercut described above, a technique has been proposed in which a deposition (depositing) gas such as SiCl 4 or CHCl 3 is positively added to the gas system used to protect the side walls with a deposit. However, in this conventional method, since the gas itself has a deposition property, a deposit (deposition) is generated not only on the material to be etched, for example, on the wafer, but also on the entire etching chamber, and as a result, particles are generated. It is inevitable and does not provide a radical solution.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は上述した問題点を解決しようとするものであ
る。即ち、本発明は、Al系材料膜をエッチングする場合
に、被エッチング構造がバリアメタル及び/または反射
防止膜などとAl系材料膜との多層膜である場合も、良好
な形状でAl系材料膜をエッチングでき、しかもその際イ
オンエネルギーを増大させる必要なく、また堆積性のガ
スを添加する必要なく、異方性を向上させることがで
き、また、その場合に、オーバーエッチ時のレジスト膜
減り量も減少させることができ、更にパーティクル発生
を抑制するように構成できるエッチング技術を提供せん
とするものである。
The present invention seeks to solve the above-mentioned problems. That is, the present invention provides an Al-based material having a good shape even when the structure to be etched is a multilayer film of an Al-based material film and a barrier metal and / or an antireflection film when etching the Al-based material film. The film can be etched, and at the same time, the anisotropy can be improved without increasing ion energy and without adding a deposition gas, and in that case, the resist film is reduced during overetching. It is an object of the present invention to provide an etching technique capable of reducing the amount and further suppressing the generation of particles.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、本発明は、上層膜及び下層
膜にAl系材料膜が挟まれてなる多層構造をなす場合のAl
系材料膜のエッチング方法において、水素を構成元素と
して分子中に含むとともに堆積性を有さないガスを20〜
99%含有し、かつ被エッチング材のエッチャントとなる
ガスを含有してなる混合ガスを用いる構成を採る。
In order to achieve the above object, the present invention provides an Al film having a multilayer structure in which an Al-based material film is sandwiched between an upper film and a lower film.
In a method of etching a base material film, a gas containing hydrogen as a constituent element and having no
A configuration is used in which a mixed gas containing 99% and containing a gas serving as an etchant for the material to be etched is used.

本発明において、アルミニウム系材料膜とは、アルミ
ニウム、アルミニウム合金、アルミニウム化合物、もし
くはこれらを成分として含有する材料から成る膜をい
う。
In the present invention, the aluminum-based material film refers to a film made of aluminum, an aluminum alloy, an aluminum compound, or a material containing these as components.

また、水素を構成元素として分子中に有するガス(以
下含Hガスと略称する)とは、エッチング時に分解して
分子中から水素原子(H)が発生し得るガスを言い、例
えば、水素ガス、ハロゲン化水素、硫化水素、その他の
非金属元素と水素との化合物等である。含Hガスとして
は、それ自体は堆積性を有さないものを用いる。すなわ
ち、CやSiを分子中に含むガスは採用しない。含Hガス
としては、HCl、HBr、HFの群から選ばれる少なくとも1
種を用いることが好ましい。
Further, a gas containing hydrogen as a constituent element in a molecule (hereinafter, abbreviated as an H-containing gas) refers to a gas which can be decomposed during etching to generate hydrogen atoms (H) from the molecule. Examples include hydrogen halide, hydrogen sulfide, and compounds of hydrogen with other nonmetallic elements. As the H-containing gas, a gas which does not itself have a deposition property is used. That is, a gas containing C or Si in the molecule is not used. As the H-containing gas, at least one selected from the group consisting of HCl, HBr and HF is used.
Preferably, a seed is used.

また、含Hガスを20〜99%含有してなる混合ガスと
は、被エッチング材であるAl系材料膜をエッチングする
エッチャントとなるガス成分のほかに、該含Hガスが全
体の20〜99%(体積%、即ち流量%である)含有されて
いるものを言う。含Hガスの更に好ましい含有量は、エ
ッチレートも考慮すると、特に20〜50%である。
Further, the mixed gas containing 20 to 99% of the H-containing gas refers to a gas component serving as an etchant for etching the Al-based material film as a material to be etched and the H-containing gas of 20 to 99% in total. % (Volume%, that is, flow rate%). The more preferable content of the H-containing gas is particularly 20 to 50% in consideration of the etch rate.

エッチャントとなるガスとしては、Al系材料のエッチ
ングガスとして知られる各種のものを任意に用いること
ができ、塩素系ガスを好ましく用いることができる。例
えば、BCl3、Cl2や、これらの混合ガス系などである。
また、エッチャントとなるガス、含Hガスのほかに、適
宜希釈ガス等として、他のガスを添加しても差支えな
い。
As a gas to be an etchant, various gases known as etching gases for Al-based materials can be arbitrarily used, and a chlorine-based gas can be preferably used. For example, BCl 3 , Cl 2, and a mixed gas system thereof are used.
In addition to the gas serving as the etchant and the H-containing gas, other gases may be appropriately added as a diluting gas or the like.

〔作 用〕(Operation)

本発明のエッチング方法は、次のような作用を示すと
考えられる。
It is considered that the etching method of the present invention exhibits the following operation.

含Hガス自体は、堆積性が乏しく、例えばHClなど
は、全く堆積性がない。
The H-containing gas itself has poor deposition properties, for example, HCl and the like have no deposition properties at all.

エッチング時に、プラズマ等により発生する水素
(H)は、これとレジスト分解物(CzHy)との反応によ
り、カーボン系物質の堆積を起こし易くする。
During etching, hydrogen generated by the plasma, etc. (H) by reaction of the resist degradation product with (C z H y) which is susceptible to deposition of carbon-based material.

オーバーエッチ時に下地であるSiO2等のエッチングで
発生する酸素(O)を、OHという形でトラップできるた
め、オーバーエッチ時のレジストエッチング速度の増大
を抑えられる。
Oxygen (O) generated by etching the underlying SiO 2 or the like at the time of over-etching can be trapped in the form of OH, thereby suppressing an increase in the resist etching rate at the time of over-etching.

本発明によれば、上記各作用が相乗的に働いて、効果
をもたらすと考えられる。また、これらの作用が最も良
好に機能して、良好なエッチングを達成できるのが、含
Hガスが20〜99%、好ましくは20〜50%である場合であ
って、これは本発明者の検討の結果見い出されたことで
ある。
According to the present invention, it is considered that the above-described actions work synergistically to bring about an effect. In addition, the best functioning of these effects and the achievement of good etching can be achieved when the H-containing gas is 20 to 99%, preferably 20 to 50%. It was found as a result of examination.

また、添加する含Hガス自体は堆積性は有さないの
で、パーティクルが増大するなどの問題は原理的に無
い。(CHCl3を添加することにより形状改善を行う技術
が知られているが、これはプラズマ放電させるとプラズ
マ中すべての領域で堆積雰囲気となり、ダストが発生し
易いという問題があるが、本発明はそのおそれがな
い)。
Further, since the added H-containing gas itself does not have a deposition property, there is basically no problem such as an increase in particles. (A technique for improving the shape by adding CHCl 3 is known. However, this is a problem that when plasma discharge is performed, a deposition atmosphere is formed in all regions in the plasma, and dust is easily generated. There is no danger).

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例について説明する。但し当然では
あるが、本発明は以下述べる実施例により限定されるも
のではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, needless to say, the present invention is not limited to the embodiments described below.

実施例−1 この実施例においては、被エッチングサンプルとし
て、第3図に示したバリアメタル層2及び反射防止膜3
を有するAl系材料膜1を使用した。Al系材料膜1は、Al
−Si合金(Si 1wt%含有)から成り、バリアメタル層2
はTiON層21及びTi層22から成る。反射防止膜3は、TiON
層である。下地5はSiO2である。
Example 1 In this example, a barrier metal layer 2 and an antireflection film 3 shown in FIG.
Was used. The Al-based material film 1 is made of Al
-Barrier metal layer 2 consisting of Si alloy (containing 1 wt% of Si)
Is composed of a TiON layer 21 and a Ti layer 22. The anti-reflection film 3 is made of TION
Layer. The underlayer 5 is SiO 2 .

本実施例では、比較となる従来例(第2図参照)の場
合の使用ガス系(BCl3/Cl2=60/90SCCM)に対し、これ
に含Hガスとして、HClガスを添加したものを用いた。
本実施例では、次の,の2通りの条件でエッチング
を行った。
In the present embodiment, a gas mixture (BCl 3 / Cl 2 = 60/90 SCCM) to which a HCl gas was added as an H-containing gas was used for the comparative conventional example (see FIG. 2). Using.
In this embodiment, etching was performed under the following two conditions.

(エッチング−) ここでは、比較のガス系(BCl3/Cl2=60/90SCCM)
に、含HガスであるHClガスを40SCCM添加して、用い
た。但しこの場合、系内に入るCl量を一定にするため、
Cl2流量を70SCCMとした。含Hガスの量は約23.5であ
る。
(Etching-) Here, the comparative gas system (BCl 3 / Cl 2 = 60 / 90SCCM)
HCl gas, which is an H-containing gas, was added to 40 SCCM. However, in this case, to keep the amount of Cl entering the system constant,
The Cl 2 flow rate was 70 SCCM. The amount of the H-containing gas is about 23.5.

即ち、エッチング条件は次のとおりとして、ECRエッ
チング装置にてエッチングを行った。
That is, the etching was performed with an ECR etching apparatus under the following etching conditions.

使用ガス系:BCl3/Cl2/HCl=60/70/40SCCM 圧 力:16mTorr マイクロ波:300mA RFバイアス:40W エッチングにより得られた形状を、第1図に示す。上
記のエッチング条件は、ジャストエッチに要する時間が
51.8秒であるものであるが、第1図は78.3秒エッチング
を行ってオーバーエッチした場合の写真に基づいて図面
化したものである。図の如く、アンダーカットは無くな
り、異方性良くエッチングされた。これは、添加したHC
lガスにより側壁保護効果が強くなったためと推定され
るが、詳細は不明である。但し、ジャストエッチの時間
も2秒程遅くなるだけであり、単にガスの希釈効果とは
考えにくい。
Gas used: BCl 3 / Cl 2 / HCl = 60/70 / 40SCCM Pressure: 16 mTorr Microwave: 300 mA RF bias: 40 W The shape obtained by etching is shown in FIG. The above etching conditions are based on the time required for just etch.
FIG. 1 is a drawing based on a photograph of the case where etching was performed for 78.3 seconds and over-etching was performed for 51.8 seconds. As shown in the figure, the undercut disappeared and the etching was performed with good anisotropy. This is due to the added HC
It is presumed that the gas has enhanced the sidewall protection effect, but details are unknown. However, the just-etching time is only delayed by about 2 seconds, and it is hardly considered to be simply a gas dilution effect.

なお、従来技術で、H2を0.5〜10%添加するプロセス
は知られている(特開昭57−170537号)が、本発明はこ
れと作用が異なるものである。即ち、該従来技術のH2
加では、H2添加に伴い、被エッチング部の対レジスト選
択比は低下する方向であるが、本発明の添加範囲では、
対レジスト選択比の低下はない。例えば、本実施例の条
件では、22%以上添加した時点で異方性が得られ効果が
認められた。
In the prior art, the process of of H 2 added 0.5% to 10% is known (JP 57-170537), but the present invention is the action that this is different. That is, in the H 2 addition of the prior art, with in H 2 addition, although selectivity to the resist of the etched portion is the direction to decrease, the addition range of the present invention,
There is no reduction in the resist selectivity. For example, under the conditions of this example, an anisotropy was obtained at the time of adding 22% or more, and the effect was recognized.

(エッチング−) また更に上記の効果を見るため、入射イオンエネルギ
ーを30Wに低下させた場合について実施した。この場
合、含HガスであるHClを98SCCM添加(含Hガス約49.5
%)することで効果があった。
(Etching-) In order to further observe the above-mentioned effect, the case where the incident ion energy was reduced to 30 W was performed. In this case, 98 SCCM of H-containing HCl is added (about 49.5 H-containing gas).
%) Was effective.

即ち、ここでは次の条件とした。 That is, here, the following conditions were set.

使用ガス系:BCl3/Cl2/HCl=60/40/98SCCM 圧 力:16mTorr マイクロ波:300mA RFバイアス:30W エッチング結果を第4図(a)に示す。第4図(a)
は、上記条件でのジャストエッチの時間が62.4秒である
のに対して、約30%オーバーエッチである81.8秒でエッ
チングした場合の写真に基づいて、図面化したものであ
る。
Gas used: BCl 3 / Cl 2 / HCl = 60/40 / 98SCCM Pressure: 16 mTorr Microwave: 300 mA RF bias: 30 W The etching results are shown in FIG. FIG. 4 (a)
Is a drawing based on a photograph in which the etching time is 81.8 seconds, which is about 30% overetching, while the just etching time under the above conditions is 62.4 seconds.

本実施例から理解されるように、印加RFバイアス電力
を30Wとしたこの低入射イオンエネルギー条件では、含
Hガスを約50%添加することで効果が認められる。
As understood from the present embodiment, under this low incident ion energy condition in which the applied RF bias power is 30 W, the effect can be recognized by adding about 50% of the H-containing gas.

上述のエッチング−,の両条件下での結果、即ち
RFバイアスが40Wの時には含HガスであるHClは約22%添
加で効果があり(エッチング−)、RFバイアスが30W
の時には含HガスであるHClは約50%添加で効果がある
(エッチング−)という結果から考えると、更に低バ
イアスにすると、HCl添加量を多くすることで効果が得
られると考えられる。
The result under both of the above-mentioned etching conditions, that is,
When the RF bias is 40 W, the H-containing gas, HCl, is effective by adding about 22% (etching), and the RF bias is 30 W
Considering the result that the H-containing gas HCl is effective (addition of about 50%) at the time of (1), it is considered that the effect can be obtained by increasing the amount of added HCl when the bias is further reduced.

また、第4図(b)に示すのは、別途上記と同様にし
てエッチングした被エッチング材について、レジストを
除去した後、断面写真が明瞭になるようにSiN層6で被
エッチング部をおおって得たSEM写真に基づいて、図面
を起こしたものである。
FIG. 4 (b) shows that the material to be etched which has been separately etched in the same manner as described above is covered with the SiN layer 6 after the resist is removed so that the sectional photograph becomes clear. Drawing is based on the obtained SEM photograph.

以上示したように、本発明の実施の際、低入射イオン
エネルギー条件にするに従って、HCl等の含Hガスは多
く添加する程効果がある。これは、従来知られているよ
うな添加ガス(0.5〜10%。特開昭57−170537号)の働
きとは性質を異にしている。
As described above, when the present invention is carried out, the effect increases as the amount of H-containing gas such as HCl is increased as the conditions of low incident ion energy are set. This is different from the function of a conventionally known additive gas (0.5 to 10%; Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 57-170537).

また、本発明は、オーバーエッチ時のレジスト膜減り
量を減少させる効果をもたせて、実施することができ
る。オーバーエッチ時は、下地5である例えばSiO2膜を
スパッタエッチすることになり、酸素が発生し、レジス
トのエッチング速度は増大する。ところがHCl等の含H
ガスを添加することによって、酸素が効果的にトラップ
され、レジストのエッチング速度を減少させることが可
能である。
Further, the present invention can be carried out with the effect of reducing the amount of resist film loss during overetching. At the time of overetching, for example, an SiO 2 film as the base 5 is sputter-etched, oxygen is generated, and the etching rate of the resist increases. However, containing H such as HCl
By adding the gas, oxygen can be effectively trapped and the etching rate of the resist can be reduced.

第5図にSiO2上のレジストエッチング速度を示す。横
軸にCl2/HClの流量、縦軸にSiO2とレジストのエッチン
グ速度をとっている。第5図のグラフIIより、SiO2のエ
ッチレートが変わらないことからイオンの入射エネルギ
ーは変わっていないはずだが、HClを添加することで、
レジストのエッチレートは低下し(グラフI参照)、オ
ーバーエッチ時のレジスト膜減り量を低減することが可
能であることがわかる。
FIG. 5 shows the resist etching rate on SiO 2 . The horizontal axis shows the flow rate of Cl 2 / HCl, and the vertical axis shows the etching rates of SiO 2 and resist. According to the graph II in FIG. 5, the incident energy of ions should not be changed because the etch rate of SiO 2 is not changed, but by adding HCl,
It can be seen that the etch rate of the resist is reduced (see graph I), and that the amount of reduction in the resist film during overetch can be reduced.

以上の結果からも明らかなように、本発明の場合、従
来添加ガスとして適正と言われている量(0.5〜10%)
よりもはるかに多いレベルで効果が認められ(20〜99
%、その効果も 形状改善 レジスト膜減り の双方がある。特に、については、従来、全く添加ガ
スの効果として知られていなかったものであり、従来技
術では発揮できない効果である。
As is clear from the above results, in the case of the present invention, the amount (0.5 to 10%) which is conventionally considered to be appropriate as an additive gas
The effect was observed at a much higher level than
%, The effect also has both shape improvement and resist film reduction. In particular, the effect has not been known as an effect of the additive gas at all, and is an effect that cannot be exhibited by the conventional technology.

上述のように、本発明の採用で、従来異方性エッチン
グができなかった低イオン入射エネルギー領域で異方性
加工が可能になった。
As described above, by employing the present invention, anisotropic processing can be performed in a low ion incident energy region where anisotropic etching cannot be performed conventionally.

上述した実施例に基づいて、本発明の作用が従来技術
におけるものと異なることにつき更に付言すると、次の
とおりである。
Based on the above-described embodiment, the fact that the operation of the present invention is different from that of the prior art will be further described as follows.

即ち、本発明でのHCl等含Hガスの添加量について
は、入射イオンエネルギーを下げるとそれだけ多くする
必要があり、従来知られている添加ガスの効果と性質が
異なる。
That is, the addition amount of the H-containing gas such as HCl in the present invention needs to be increased as the incident ion energy is reduced, and the effect and properties of the conventionally known addition gas are different.

例えば、上記実施例に即して言えば、RFバイアスが40
Wのとき、HCl添加量は24%より大であることが好まし
く、30Wのときは、50%より大であれば好ましい効果が
もたらされると考えられる。このように、RFバイアス40
WのときHCl24%以上添加、同じく30Wのとき50%以上添
加で効果があるということと、RFバイアス50Wのときは
必ずしもHCl添加がなくても異方性形状が得られるとい
う本発明者の知見とを総合的に勘案すると、上記実施例
の条件の場合、RFバイアスを40Wよりも更に低バイアス
化した場合は、更にHCl添加量を多くすれば効果が発現
するものであることは容易に理解されよう。上記RFバイ
アスとHCl添加量との関係のグラフの外挿によれば、20
W,10WのRFバイアスでは、HClの添加量は、75%、99%程
度になると考えられる。
For example, according to the above embodiment, the RF bias is 40
In the case of W, it is preferable that the amount of HCl added is greater than 24%, and in the case of 30W, it is considered that a favorable effect is obtained if it is greater than 50%. Thus, the RF bias 40
The inventor's finding that addition of 24% or more of HCl at W and addition of 50% or more at 30W is effective, and that at an RF bias of 50W an anisotropic shape can be obtained without necessarily adding HCl. In consideration of the above, it is easy to understand that, under the conditions of the above embodiment, when the RF bias is further reduced to a value lower than 40 W, the effect can be obtained by increasing the amount of HCl added. Let's do it. According to the extrapolation of the graph of the relationship between the RF bias and the amount of HCl added, 20
With the RF bias of W and 10 W, the added amount of HCl is considered to be about 75% and 99%.

その他本発明者の検討によれば、含Hガスを10〜99%
含有する混合ガスによるエッチングにより、本発明の効
果が得られることが明らかになったものである。
In addition, according to the study of the present inventors, the H-containing gas was reduced to 10 to 99%.
It has been clarified that the effects of the present invention can be obtained by etching with the contained mixed gas.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、各種のAl系材料膜を良
好にエッチングできるものである。例えば、被エッチン
グ構造がバイアメタル及び/または反射防止膜などとAl
系材料膜との多層膜である場合も、良好な形状でAl系材
料膜をエッチングでき、しかもその際イオンエネルギー
を増大させる必要なく、また堆積性のガスを添加する必
要もなく、異方性を向上させることができる。更に、オ
ーバーエッチ時のレジスト膜減り量も減少させることが
できる。
As described above, according to the present invention, various Al-based material films can be favorably etched. For example, the structure to be etched is a via metal and / or an anti-reflection film and the like.
Even in the case of a multilayer film with a base material film, an Al-based material film can be etched in a good shape, and at that time, there is no need to increase ion energy, and there is no need to add a deposition gas. Can be improved. Further, the amount of resist film loss during overetch can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、実施例−1で得られたエッチング形状の断面
図である。第2図は、従来例(比較例)で得られたエッ
チング形状の断面図である。第3図は、被エッチング材
の一例を示す断面図である。第4図(a)(b)は、実
施例−1で得られた別のエッチング形状の断面図であ
る。第5図は、レジスト及びSiO2のエッチング速度の含
Hガス(HCl)流量依存を示すグラフである。 1……アルミニウム系材料膜、2……バイアメタル層、
3……反射防止膜。
FIG. 1 is a sectional view of an etched shape obtained in Example-1. FIG. 2 is a sectional view of an etched shape obtained in a conventional example (comparative example). FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a material to be etched. 4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views of different etching shapes obtained in Example-1. FIG. 5 is a graph showing the dependence of the etching rate of resist and SiO 2 on the flow rate of H-containing gas (HCl). 1 ... Aluminum-based material film, 2 ... Via metal layer,
3. Antireflection film.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】上層膜及び下層膜にAl系材料膜が挟まれて
なる多層構造をなす場合のAl系材料膜のエッチング方法
において、 水素を構成元素として分子中に含むとともに堆積性を有
さないガスを20〜99%含有し、かつ被エッチング材のエ
ッチャントとなるガスを含有してなる混合ガスを用いる
ことを特徴とするAl系材料膜のエッチング方法。
In an etching method for an Al-based material film having a multilayer structure in which an Al-based material film is sandwiched between an upper film and a lower film, hydrogen is contained in a molecule as a constituent element and has a deposition property. A method of etching an Al-based material film, comprising using a mixed gas containing 20 to 99% of a non-existing gas and containing a gas serving as an etchant for a material to be etched.
【請求項2】水素を構成元素として分子中に含むガス
が、HCl、HBr、HF、H2、H2Sから成る化合物群から選ば
れる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1
記載のAl系材料膜のエッチング方法。
2. The gas containing hydrogen as a constituent element in a molecule thereof is at least one selected from the group consisting of HCl, HBr, HF, H 2 , and H 2 S.
The method for etching an Al-based material film as described above.
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