JP3449741B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置にアルミニウ
ム配線を施すプロセスにおいて、プラズマを用いてアル
ミニウム合金膜をエッチングする方法、又はアルミニウ
ム合金膜とその下部に形成されたＴｉＮ膜とを一括して
エッチングする方法に関する。
ム配線を施すプロセスにおいて、プラズマを用いてアル
ミニウム合金膜をエッチングする方法、又はアルミニウ
ム合金膜とその下部に形成されたＴｉＮ膜とを一括して
エッチングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７はマイクロ波を用いた電子サイクロ
トロン共鳴（以下ECR という）を利用するプラズマエッ
チング装置の構成を示す模式的断面図であり、図中21は
エッチングを行うためのプラズマを生成するプラズマ生
成室である。プラズマ生成室21は、その上部壁中央にこ
こを封止する石英ガラス板のマイクロ波導入窓21ａを、
また下部壁中央に前記マイクロ波導入窓21ａと対向する
位置に円形のプラズマ引出窓21ｂをそれぞれ備えてい
る。またプラズマ生成室21の上部壁の前記マイクロ波導
入窓21ａより外縁には、これに原料ガスを供給するガス
供給管24が配設されている。
トロン共鳴（以下ECR という）を利用するプラズマエッ
チング装置の構成を示す模式的断面図であり、図中21は
エッチングを行うためのプラズマを生成するプラズマ生
成室である。プラズマ生成室21は、その上部壁中央にこ
こを封止する石英ガラス板のマイクロ波導入窓21ａを、
また下部壁中央に前記マイクロ波導入窓21ａと対向する
位置に円形のプラズマ引出窓21ｂをそれぞれ備えてい
る。またプラズマ生成室21の上部壁の前記マイクロ波導
入窓21ａより外縁には、これに原料ガスを供給するガス
供給管24が配設されている。
【０００３】そして前記マイクロ波導入窓21ａには他端
を図示しない高周波発振器に接続した導波管22の一端が
接続されており、またプラズマ引出窓21ｂに臨ませて試
料室23が配設されている。プラズマ生成室21の周囲及び
これに接続した導波管22の一端部にわったてこれらを取
り囲むようにこれらと同心状に励磁コイル35を配設して
ある。一方試料室23内には載置台27が配設されており、
その上にはSi基板上にSiＯ2 膜を介して例えばAl−１％
Si−0.5 ％CuのAl合金膜が堆積された試料Ｓがそのま
ま、または静電吸着等の手段にて着脱可能に載置されて
いる。また試料室23の側壁にはこれを貫通してガス供給
管25が配設されており、また下部壁には前記載置台27と
対向して排気口23ａが開口されている。
を図示しない高周波発振器に接続した導波管22の一端が
接続されており、またプラズマ引出窓21ｂに臨ませて試
料室23が配設されている。プラズマ生成室21の周囲及び
これに接続した導波管22の一端部にわったてこれらを取
り囲むようにこれらと同心状に励磁コイル35を配設して
ある。一方試料室23内には載置台27が配設されており、
その上にはSi基板上にSiＯ2 膜を介して例えばAl−１％
Si−0.5 ％CuのAl合金膜が堆積された試料Ｓがそのま
ま、または静電吸着等の手段にて着脱可能に載置されて
いる。また試料室23の側壁にはこれを貫通してガス供給
管25が配設されており、また下部壁には前記載置台27と
対向して排気口23ａが開口されている。
【０００４】このような装置にてエッチングを行うに
は、所要の真空度に設定したプラズマ生成室21，試料室
23内にCl2 ＋ＢCl3 混合ガスを供給し、励磁コイル35に
て磁界を形成しつつプラズマ生成室21にマイクロ波を導
入して、プラズマ生成室21を空洞共振器として供給した
Cl2 ＋ＢCl3 混合ガスをECR 励起してプラズマを生成さ
せ、該プラズマを励磁コイル35にて形成され試料室23側
に向かうに従い磁束密度が低下する発散磁界によって試
料室23内の載置台27上の試料Ｓ周辺に導き、Al合金膜上
に所定パターンに成形したレジストをマスクとしてAl合
金膜をエッチングする。
は、所要の真空度に設定したプラズマ生成室21，試料室
23内にCl2 ＋ＢCl3 混合ガスを供給し、励磁コイル35に
て磁界を形成しつつプラズマ生成室21にマイクロ波を導
入して、プラズマ生成室21を空洞共振器として供給した
Cl2 ＋ＢCl3 混合ガスをECR 励起してプラズマを生成さ
せ、該プラズマを励磁コイル35にて形成され試料室23側
に向かうに従い磁束密度が低下する発散磁界によって試
料室23内の載置台27上の試料Ｓ周辺に導き、Al合金膜上
に所定パターンに成形したレジストをマスクとしてAl合
金膜をエッチングする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような方
法にてAl合金膜のエッチングを行うと、このエッチング
は化学反応が主体となり等方向性エッチングとなるた
め、異方性エッチングを行うためには、エッチングした
Al合金膜の側壁に保護膜を形成させながらエッチングを
行っている。しかし前述した方法において保護膜の形成
は、プラズマによるレジストのスパッタリングに由来す
るものしか行われず、所要の異方性形状を得るのに十分
でない。そこで保護膜を強化するために、デポジション
性のSiCl4 ，ＣCl4 ，ＣＨCl3 ，Ｎ2 ，ＣＦ4 等のガス
を添加している。
法にてAl合金膜のエッチングを行うと、このエッチング
は化学反応が主体となり等方向性エッチングとなるた
め、異方性エッチングを行うためには、エッチングした
Al合金膜の側壁に保護膜を形成させながらエッチングを
行っている。しかし前述した方法において保護膜の形成
は、プラズマによるレジストのスパッタリングに由来す
るものしか行われず、所要の異方性形状を得るのに十分
でない。そこで保護膜を強化するために、デポジション
性のSiCl4 ，ＣCl4 ，ＣＨCl3 ，Ｎ2 ，ＣＦ4 等のガス
を添加している。
【０００６】ところが、通常使用されるCl2 ＋ＢCl3 混
合ガスに、例えばＮ2 ガスを添加すると、ECR プラズマ
エッチング装置ではＢCl3 とＮ2 とが反応してＢＮ系の
反応生成物が形成され、これが装置内に付着してパーテ
ィクルの問題を生じる。またデポジション性のガスの添
加にて強化された保護膜は、アッシングまたは湿式処理
等の保護膜の除去処理後も残存するため、この残存物に
含まれる塩素と大気中の水分とによって腐食が発生する
虞があった。そのため特開平３−104886号公報に記載さ
れている如く、Cl2 ＋ＢCl3 混合ガスに代えて塩素系ガ
ス及び窒素系ガスの混合ガスを用いてAl合金膜をエッチ
ングする方法が提案されている。
合ガスに、例えばＮ2 ガスを添加すると、ECR プラズマ
エッチング装置ではＢCl3 とＮ2 とが反応してＢＮ系の
反応生成物が形成され、これが装置内に付着してパーテ
ィクルの問題を生じる。またデポジション性のガスの添
加にて強化された保護膜は、アッシングまたは湿式処理
等の保護膜の除去処理後も残存するため、この残存物に
含まれる塩素と大気中の水分とによって腐食が発生する
虞があった。そのため特開平３−104886号公報に記載さ
れている如く、Cl2 ＋ＢCl3 混合ガスに代えて塩素系ガ
ス及び窒素系ガスの混合ガスを用いてAl合金膜をエッチ
ングする方法が提案されている。
【０００７】この方法によると試料周辺でのみ被エッチ
ング物とエッチングガスが反応するするため、装置内の
汚れが少なくてパーティクルの発生が抑制され、また形
成された保護膜は容易に除去される。しかしレジストと
Al合金膜との選択比が小さいため、例えばAl配線の段差
部におけるレジスト膜が薄い部分では過剰にエッチング
されてAl配線を傷つける虞があり、またレジストの上面
が均一にエッチングされずに凹凸が形成されるため、後
工程である保護膜の除去処理の際に問題となる。本発明
はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは塩素系ガス及び窒素系ガスの混合ガスを
用いても選択比が高くかつ後工程に影響を与えることな
くAl合金膜の異方性エッチングを行うプラズマエッチン
グ方法を提供することにある。
ング物とエッチングガスが反応するするため、装置内の
汚れが少なくてパーティクルの発生が抑制され、また形
成された保護膜は容易に除去される。しかしレジストと
Al合金膜との選択比が小さいため、例えばAl配線の段差
部におけるレジスト膜が薄い部分では過剰にエッチング
されてAl配線を傷つける虞があり、またレジストの上面
が均一にエッチングされずに凹凸が形成されるため、後
工程である保護膜の除去処理の際に問題となる。本発明
はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは塩素系ガス及び窒素系ガスの混合ガスを
用いても選択比が高くかつ後工程に影響を与えることな
くAl合金膜の異方性エッチングを行うプラズマエッチン
グ方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るプラズ
マエッチング方法は、エッチングガスとして塩素系ガス
及び窒素系ガスを用い、レジストをマスクとしてアルミ
ニウム合金膜をプラズマエッチングする方法において、
前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜の
エッチングを、該エッチングにより削成されるアルミニ
ウム合金膜の側壁に、前記エッチングガス、レジスト及
び酸化膜の反応物であり、Ｓｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち
少なくとも２つを含み、アッシングにより除去可能な保
護膜を形成しつつ、前記レジスト上の酸化膜が除去され
るまで進行させることを特徴とする。 また第２の発明に
係るプラズマエッチング方法は、エッチングガスとして
塩素系ガス及び窒素系ガスを用い、レジストをマスクと
してアルミニウム合金膜及びその下部に形成されたＴｉ
Ｎ膜を一括してプラズマエッチングする方法において、
前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜及
びＴｉＮ膜のエッチングを、該エッチングにより削成さ
れるアルミニウム合金膜及びＴｉＮ膜の側壁に、前記エ
ッチングガス、レジスト及び酸化膜の反応物であり、Ｓ
ｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち少なくとも２つを含み、アッ
シングにより除去可能な保護膜を形成しつつ、前記レジ
スト上の酸化膜が除去されるまで進行させることを特徴
とする。 また第３の発明に係るプラズマエッチング方法
は、第１又は第２の発明において前記エッチングをＥＣ
Ｒプラズマを用いて行うことを特徴とする。 また第４の
発明に係るプラズマエッチング方法は、第１〜第３の発
明のいずれかにおける酸化膜の膜厚が、前記アルミニウ
ム合金膜の膜厚の１／２以下としてあることを特徴とす
る。更に第５の発明に係るプラズマエッチング方法は、
第１〜第４の発明のいずれかにおいて前記塩素系ガスと
してＣｌ2 を用い、また前記窒素系ガスとしてＮ2を用
いることを特徴とする。
マエッチング方法は、エッチングガスとして塩素系ガス
及び窒素系ガスを用い、レジストをマスクとしてアルミ
ニウム合金膜をプラズマエッチングする方法において、
前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜の
エッチングを、該エッチングにより削成されるアルミニ
ウム合金膜の側壁に、前記エッチングガス、レジスト及
び酸化膜の反応物であり、Ｓｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち
少なくとも２つを含み、アッシングにより除去可能な保
護膜を形成しつつ、前記レジスト上の酸化膜が除去され
るまで進行させることを特徴とする。 また第２の発明に
係るプラズマエッチング方法は、エッチングガスとして
塩素系ガス及び窒素系ガスを用い、レジストをマスクと
してアルミニウム合金膜及びその下部に形成されたＴｉ
Ｎ膜を一括してプラズマエッチングする方法において、
前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜及
びＴｉＮ膜のエッチングを、該エッチングにより削成さ
れるアルミニウム合金膜及びＴｉＮ膜の側壁に、前記エ
ッチングガス、レジスト及び酸化膜の反応物であり、Ｓ
ｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち少なくとも２つを含み、アッ
シングにより除去可能な保護膜を形成しつつ、前記レジ
スト上の酸化膜が除去されるまで進行させることを特徴
とする。 また第３の発明に係るプラズマエッチング方法
は、第１又は第２の発明において前記エッチングをＥＣ
Ｒプラズマを用いて行うことを特徴とする。 また第４の
発明に係るプラズマエッチング方法は、第１〜第３の発
明のいずれかにおける酸化膜の膜厚が、前記アルミニウ
ム合金膜の膜厚の１／２以下としてあることを特徴とす
る。更に第５の発明に係るプラズマエッチング方法は、
第１〜第４の発明のいずれかにおいて前記塩素系ガスと
してＣｌ2 を用い、また前記窒素系ガスとしてＮ2を用
いることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明においては、アルミニウム合金膜、又は
アルミニウム合金膜及びその下部に形成されたＴｉＮ膜
を、レジスト及び該レジスト上に形成した酸化膜をマス
クとしてエッチングするため、エッチングガスとしてＣ
ｌ2 等の塩素系ガス及びＮ2 等の窒素系ガスを用いたと
き、該エッチングガス中の塩素及び窒素と、エッチング
された酸化膜の成分とエッチングされたレジストとの反
応物により、エッチングされたアルミニウム合金膜の側
壁に保護膜が形成され、該保護膜による側壁の保護下に
てエッチングが進行して所要の異方性形状にエッチング
できる。形成される保護膜は、Si，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのう
ちの２つ以上を含んでおり、Ｏ2 ガスにＣＦ4 ガスを添
加してなる反応性ガスを用いたアッシングにより容易に
除去されるため、後工程に影響を与えない。更に酸化膜
とアルミニウム合金膜との選択比が高く、対レジスト選
択比も向上する。
アルミニウム合金膜及びその下部に形成されたＴｉＮ膜
を、レジスト及び該レジスト上に形成した酸化膜をマス
クとしてエッチングするため、エッチングガスとしてＣ
ｌ2 等の塩素系ガス及びＮ2 等の窒素系ガスを用いたと
き、該エッチングガス中の塩素及び窒素と、エッチング
された酸化膜の成分とエッチングされたレジストとの反
応物により、エッチングされたアルミニウム合金膜の側
壁に保護膜が形成され、該保護膜による側壁の保護下に
てエッチングが進行して所要の異方性形状にエッチング
できる。形成される保護膜は、Si，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのう
ちの２つ以上を含んでおり、Ｏ2 ガスにＣＦ4 ガスを添
加してなる反応性ガスを用いたアッシングにより容易に
除去されるため、後工程に影響を与えない。更に酸化膜
とアルミニウム合金膜との選択比が高く、対レジスト選
択比も向上する。
【００１０】また、レジストの上に堆積する酸化膜が除
去されるまでエッチングを進行させるため、エッチング
後のアッシング前に、残存する酸化膜を除去するための
前処理を要さない。
去されるまでエッチングを進行させるため、エッチング
後のアッシング前に、残存する酸化膜を除去するための
前処理を要さない。
【００１１】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面を用いて
具体的に説明する。図１は本発明に係る被エッチング試
料の模式的断面図であり、（ａ）はAl合金膜を、また
（ｂ）はAl合金膜及びその下に堆積したバリア層として
のTiＮ膜をエッチングする場合を示している。（ａ）で
は、Si基板１上に絶縁膜であるSiＯ2膜２が積層され、
該SiＯ 2 膜２の上にAl合金膜４が堆積されている。Al合
金膜４は、例えば、Al−１％Si−0.5 ％Cuなる組成を有
し、SiＯ2 膜２及びAl合金膜４の膜厚はそれぞれ5,000
Å及び10,000Åである。また（ｂ）では、Si基板１上に
積層された絶縁膜であるSiＯ2 膜２の上に、バリア層と
してのTiＮ膜３と、前記Al合金膜４とがこの順に堆積さ
れている。TiＮ膜３の膜厚は1,000 Åである。
具体的に説明する。図１は本発明に係る被エッチング試
料の模式的断面図であり、（ａ）はAl合金膜を、また
（ｂ）はAl合金膜及びその下に堆積したバリア層として
のTiＮ膜をエッチングする場合を示している。（ａ）で
は、Si基板１上に絶縁膜であるSiＯ2膜２が積層され、
該SiＯ 2 膜２の上にAl合金膜４が堆積されている。Al合
金膜４は、例えば、Al−１％Si−0.5 ％Cuなる組成を有
し、SiＯ2 膜２及びAl合金膜４の膜厚はそれぞれ5,000
Å及び10,000Åである。また（ｂ）では、Si基板１上に
積層された絶縁膜であるSiＯ2 膜２の上に、バリア層と
してのTiＮ膜３と、前記Al合金膜４とがこの順に堆積さ
れている。TiＮ膜３の膜厚は1,000 Åである。
【００１２】そして両Al合金膜４の上にレジスト膜５を
20,000Åの膜厚に堆積した後、該レジスト膜５の上にSO
G 膜６を、膜厚が5,000 Å以下となるように堆積する。
レジスト膜５上のSOG 膜６の膜厚は、エッチング処理後
を考慮して、処理後のレジスト膜５上にSOG 膜６が残ら
ないように、エッチング対象となるAl合金膜４の膜厚の
１／２以下となるように設定する必要があり、更には、
保護膜の膜厚がSOG 膜６の膜厚に依存するため十分な強
度の保護膜が得られるように設定する必要がある。前述
した5,000 Å以下なるSOG 膜６の膜厚は、10,000Åなる
Al合金膜４の膜厚に対して設定されたものである。この
ような膜厚を有するSOG 膜６の堆積後、図示しない他の
レジスト膜を堆積し、所定のパターンに露光後、ウェッ
ト処理にて現像し、これをマスクとしてＦ系ガスにてSO
G 膜６をエッチングし、前記マスクとして用いた他のレ
ジスト膜をＯ2 ガスを用いたアッシングにより除去す
る。これにより所定のパターンに成形されたSOG 膜６及
びレジスト膜５をマスクとしてCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによ
るプラズマにて、Al合金膜４またはAl合金膜４及びTiＮ
膜３の被エッチング膜をSiＯ2 膜２に達するまでエッチ
ングする。このエッチングによりSOG 膜６は、レジスト
膜５上に残存することなく除去される。
20,000Åの膜厚に堆積した後、該レジスト膜５の上にSO
G 膜６を、膜厚が5,000 Å以下となるように堆積する。
レジスト膜５上のSOG 膜６の膜厚は、エッチング処理後
を考慮して、処理後のレジスト膜５上にSOG 膜６が残ら
ないように、エッチング対象となるAl合金膜４の膜厚の
１／２以下となるように設定する必要があり、更には、
保護膜の膜厚がSOG 膜６の膜厚に依存するため十分な強
度の保護膜が得られるように設定する必要がある。前述
した5,000 Å以下なるSOG 膜６の膜厚は、10,000Åなる
Al合金膜４の膜厚に対して設定されたものである。この
ような膜厚を有するSOG 膜６の堆積後、図示しない他の
レジスト膜を堆積し、所定のパターンに露光後、ウェッ
ト処理にて現像し、これをマスクとしてＦ系ガスにてSO
G 膜６をエッチングし、前記マスクとして用いた他のレ
ジスト膜をＯ2 ガスを用いたアッシングにより除去す
る。これにより所定のパターンに成形されたSOG 膜６及
びレジスト膜５をマスクとしてCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによ
るプラズマにて、Al合金膜４またはAl合金膜４及びTiＮ
膜３の被エッチング膜をSiＯ2 膜２に達するまでエッチ
ングする。このエッチングによりSOG 膜６は、レジスト
膜５上に残存することなく除去される。
【００１３】図２はエッチングを行った結果を示す模式
的断面図であり、図中（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１中
の（ａ），（ｂ）に対応する。図２から明らかな如くSO
G 膜６及び被エッチング膜がエッチングされるにつれ
て、レジスト膜５の上端から被エッチング膜の下端にわ
たる側壁に、酸化膜であるSOG 膜６中のSi及びＯと、エ
ッチングガス中のCl，Ｎと、エッチングされたレジスト
膜５との反応物としての保護膜11が形成されている。ま
たSOG 膜６の選択比が高いため、該SOG 膜６がエッチン
グされてしまうまでレジスト膜５は残り、見かけ上対レ
ジスト選択比が向上する。そして被エッチング膜の側壁
は、前記保護膜11にてエッチングから保護されるため、
エッチングはSi基板１に垂直な方向へしか進まず所要の
異方性形状が得られる。以上の如く形成される保護膜11
は、Si，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうちの２つ以上を含んでお
り、エッチング処理後、Ｏ 2 ガスにＣＦ 4 ガスを添加し
てなる反応性ガスを用いてレジスト膜５を除去すべく行
われるアッシング処理により容易に除去され、後工程に
影響を与えない。
的断面図であり、図中（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１中
の（ａ），（ｂ）に対応する。図２から明らかな如くSO
G 膜６及び被エッチング膜がエッチングされるにつれ
て、レジスト膜５の上端から被エッチング膜の下端にわ
たる側壁に、酸化膜であるSOG 膜６中のSi及びＯと、エ
ッチングガス中のCl，Ｎと、エッチングされたレジスト
膜５との反応物としての保護膜11が形成されている。ま
たSOG 膜６の選択比が高いため、該SOG 膜６がエッチン
グされてしまうまでレジスト膜５は残り、見かけ上対レ
ジスト選択比が向上する。そして被エッチング膜の側壁
は、前記保護膜11にてエッチングから保護されるため、
エッチングはSi基板１に垂直な方向へしか進まず所要の
異方性形状が得られる。以上の如く形成される保護膜11
は、Si，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうちの２つ以上を含んでお
り、エッチング処理後、Ｏ 2 ガスにＣＦ 4 ガスを添加し
てなる反応性ガスを用いてレジスト膜５を除去すべく行
われるアッシング処理により容易に除去され、後工程に
影響を与えない。
【００１４】これに対し図３の如きレジスト膜５の上に
SOG 膜６を堆積させない従来の被エッチング試料におい
て、Cl2 ＋ＢCl3 混合ガス及びCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによ
るプラズマを用いてエッチングを行った結果を図４
（ａ）及び（ｂ）に示す。図４から明らかな如く前者を
用いた場合（ａ）、Al合金膜４の側壁保護膜12が弱いた
めAl合金膜４のエッチング形状は逆テーパ状となり、ま
た後者を用いた場合（ｂ）、Al合金膜４のエッチング形
状は良好ではあるが、レジスト膜５とAl合金膜４との選
択比が小さいためレジスト膜５が大きくエッチングされ
ており、かつレジスト膜５のエッチングされた跡には凹
凸が形成されている。またSOG 膜６を堆積させる場合に
比べSOG 膜６を堆積させない場合、エッチング形状の制
御性が劣り、制御範囲が狭い。
SOG 膜６を堆積させない従来の被エッチング試料におい
て、Cl2 ＋ＢCl3 混合ガス及びCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによ
るプラズマを用いてエッチングを行った結果を図４
（ａ）及び（ｂ）に示す。図４から明らかな如く前者を
用いた場合（ａ）、Al合金膜４の側壁保護膜12が弱いた
めAl合金膜４のエッチング形状は逆テーパ状となり、ま
た後者を用いた場合（ｂ）、Al合金膜４のエッチング形
状は良好ではあるが、レジスト膜５とAl合金膜４との選
択比が小さいためレジスト膜５が大きくエッチングされ
ており、かつレジスト膜５のエッチングされた跡には凹
凸が形成されている。またSOG 膜６を堆積させる場合に
比べSOG 膜６を堆積させない場合、エッチング形状の制
御性が劣り、制御範囲が狭い。
【００１５】一方レジスト膜５の上にSOG 膜６を堆積し
た図１（ａ）の被エッチング試料において、Cl2 ＋ＢCl
3 混合ガス及びCl2 ＋ＢCl3 に更にＮ2 ガスを添加した
混合ガスによるプラズマを用いてエッチングを行った結
果を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。図５から明らかな如
く前者を用いた場合（ａ）、レジスト膜５がエッチング
されないためAl合金膜４の側壁保護膜がほとんど形成さ
れず、レジスト膜５とAl合金膜４との境にアンダーカッ
トが発生し、また後者を用いた場合（ｂ）、添加したガ
スによるデポジション膜14が形成されるためAl合金膜４
のエッチング形状は順テーパ状となり、かつレジスト膜
５のアッシング除去後もデポジション膜14にＢＮ系膜が
含まれているため、アッシングできずに図６の如くデポ
ジション膜14が残る。
た図１（ａ）の被エッチング試料において、Cl2 ＋ＢCl
3 混合ガス及びCl2 ＋ＢCl3 に更にＮ2 ガスを添加した
混合ガスによるプラズマを用いてエッチングを行った結
果を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。図５から明らかな如
く前者を用いた場合（ａ）、レジスト膜５がエッチング
されないためAl合金膜４の側壁保護膜がほとんど形成さ
れず、レジスト膜５とAl合金膜４との境にアンダーカッ
トが発生し、また後者を用いた場合（ｂ）、添加したガ
スによるデポジション膜14が形成されるためAl合金膜４
のエッチング形状は順テーパ状となり、かつレジスト膜
５のアッシング除去後もデポジション膜14にＢＮ系膜が
含まれているため、アッシングできずに図６の如くデポ
ジション膜14が残る。
【００１６】また本発明においては、マスクとして用い
られた酸化膜（SOG 膜６）が、エッチング処理後にレジ
スト膜５上に残存しないため、レジスト膜５及び保護膜
11を除去するための前述したアッシング処理の前に、SO
G 膜６を除去するための処理が不要となる。
られた酸化膜（SOG 膜６）が、エッチング処理後にレジ
スト膜５上に残存しないため、レジスト膜５及び保護膜
11を除去するための前述したアッシング処理の前に、SO
G 膜６を除去するための処理が不要となる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明のプラズマエッ
チング方法は、Al合金膜と酸化膜との選択比が高いた
め、段差のある部分においてもAl合金膜のパターニング
表面に疵を生じることなく所要の異方性形状を広い制御
範囲で得ることができ、Al配線の信頼性が向上し、また
本発明のエッチングによってエッチング処理後に新たな
操作が増加しない等、本発明は優れた効果を奏する。
チング方法は、Al合金膜と酸化膜との選択比が高いた
め、段差のある部分においてもAl合金膜のパターニング
表面に疵を生じることなく所要の異方性形状を広い制御
範囲で得ることができ、Al配線の信頼性が向上し、また
本発明のエッチングによってエッチング処理後に新たな
操作が増加しない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係る被エッチング試料の模式的断面図
である。
である。
【図２】本発明に係るエッチングを行った結果を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図３】従来の被エッチング試料の模式的断面図であ
る。
る。
【図４】従来の被エッチング試料をCl2 ＋ＢCl3 混合ガ
ス及びCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによるプラズマを用いてエッ
チングを行った結果を示す模式的断面図である。
ス及びCl2 ＋Ｎ2 混合ガスによるプラズマを用いてエッ
チングを行った結果を示す模式的断面図である。
【図５】本発明に係る被エッチング試料をCl2 ＋ＢCl3
混合ガス及びCl2 ＋ＢCl3 にＮ 2 ガスを添加した混合ガ
スによるプラズマを用いてエッチングを行った結果を示
す模式的断面図である。
混合ガス及びCl2 ＋ＢCl3 にＮ 2 ガスを添加した混合ガ
スによるプラズマを用いてエッチングを行った結果を示
す模式的断面図である。
【図６】本発明に係る被エッチング試料をCl2 ＋ＢCl3
にＮ2 ガスを添加した混合ガスによるプラズマを用いて
エッチングし、更にアッシング処理した結果を示す模式
的断面図である。
にＮ2 ガスを添加した混合ガスによるプラズマを用いて
エッチングし、更にアッシング処理した結果を示す模式
的断面図である。
【図７】マイクロ波を用いたECR を利用するプラズマッ
チング装置の構成を示す模式的断面図である。
チング装置の構成を示す模式的断面図である。
１ Ｓｉ基盤
２ ＳｉＯ2 膜
３ ＴｉＮ膜
４ Al合金膜
５ レジスト
６ ＳＯＧ
１１ 保護膜
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−144026（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−116930（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−313936（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−165619（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−332118（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−49425（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−58835（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3213
H01L 21/3065
Claims (5)
- 【請求項１】 エッチングガスとして塩素系ガス及び窒
素系ガスを用い、レジストをマスクとしてアルミニウム
合金膜をプラズマエッチングする方法において、 前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜の
エッチングを、該エッチングにより削成されるアルミニ
ウム合金膜の側壁に、前記エッチングガス、レジスト及
び酸化膜の反応物であり、Ｓｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち
少なくとも２つを含み、アッシングにより除去可能な保
護膜を形成しつつ、前記レジスト上の酸化膜が除去され
るまで進行させることを特徴とするプラズマエッチング
方法。 - 【請求項２】 エッチングガスとして塩素系ガス及び窒
素系ガスを用い、レジストをマスクとしてアルミニウム
合金膜及びその下部に形成されたＴｉＮ膜を一括してプ
ラズマエッチングする方法において、 前記レジスト上に酸化膜を堆積し、該酸化膜及び前記レ
ジストをマスクとして用い、前記アルミニウム合金膜及
びＴｉＮ膜のエッチングを、該エッチングにより削成さ
れるアルミニウム合金膜及びＴｉＮ膜の側壁に、前記エ
ッチングガス、レジスト及び酸化膜の反応物であり、Ｓ
ｉ，Ｏ，Ｎ，Ｃ，Ｈのうち少なくとも２つを含み、アッ
シングにより除去可能な保護膜を形成しつつ、前記レジ
スト上の酸化膜が除去されるまで進行させることを特徴
とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】 前記エッチングをＥＣＲプラズマを用い
て行う請求項１又は請求項２記載のプラズマエッチング
方法。 - 【請求項４】 前記酸化膜の膜厚は、前記アルミニウム
合金膜の膜厚の１／２以下としてある請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項５】 前記塩素系ガスとしてＣｌ 2 を用い、ま
た前記窒素系ガスとしてＮ 2 を用いる請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31751892A JP3449741B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31751892A JP3449741B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163538A JPH06163538A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3449741B2 true JP3449741B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=18089137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31751892A Expired - Fee Related JP3449741B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3449741B2 (ja) |
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| US5849641A (en) * | 1997-03-19 | 1998-12-15 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for etching a conductive layer to improve yield |
| JP3019021B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2000-03-13 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4546667B2 (ja) * | 2001-05-17 | 2010-09-15 | 東京エレクトロン株式会社 | ドライエッチング方法 |
| KR100450564B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2004-09-30 | 동부전자 주식회사 | 반도체 소자의 금속 배선 후처리 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6358835A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2724165B2 (ja) * | 1987-08-28 | 1998-03-09 | 株式会社東芝 | 有機化合物膜の除去方法及び除去装置 |
| JPH01313936A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-19 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH03116930A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2663704B2 (ja) * | 1990-10-30 | 1997-10-15 | 日本電気株式会社 | Ａｌ合金の腐食防止法 |
| JPH04332118A (ja) * | 1991-05-02 | 1992-11-19 | Fujitsu Ltd | パターンの形成方法 |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31751892A patent/JP3449741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06163538A (ja) | 1994-06-10 |
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