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JPS5914546B2 - Dry etching method - Google Patents
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JPS5914546B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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Publication number
JPS5914546B2
JPS5914546B2 JP14628675A JP14628675A JPS5914546B2 JP S5914546 B2 JPS5914546 B2 JP S5914546B2 JP 14628675 A JP14628675 A JP 14628675A JP 14628675 A JP14628675 A JP 14628675A JP S5914546 B2 JPS5914546 B2 JP S5914546B2
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JP
Japan
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etching
aluminum
aluminum layer
dry etching
etching method
Prior art date
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Expired
Application number
JP14628675A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5269831A (en
Inventor
清勝 神野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム層のエッチング方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method of etching an aluminum layer.

従来から行なわれているアルミニウム層のエッチング方
法は湿式法と呼ばれるもので一般的には、リン酸−酢酸
−硝酸系のエッチング液によつて行なわれている。
The conventional method of etching an aluminum layer is called a wet method, and is generally performed using a phosphoric acid-acetic acid-nitric acid based etching solution.

しかしながらこれらの方法では、サイドエッチングは避
け難〈また配線部分では段差の形状により液のまわりこ
みなどによるアルミニウム層の配線などが発生しやすい
。因みに、4μm幅のアルミニウム線をエッチング加工
する場合、合計2μm程度のサイドエッチングがある。
また液温とエッチング速度との関係が微妙でありこのコ
ントロールも難しくLSI製造プロセスの中でも最も問
題の多い工程である。これらとは思想を異にする陽極酸
化方式もかな5V)数多く検討されているが、アルミニ
ウム層間のリークなど完全に解決されない問題がある。
However, with these methods, it is difficult to avoid side etching (also, due to the shape of the step in the wiring section, wiring in the aluminum layer is likely to occur due to liquid getting around, etc.). Incidentally, when etching an aluminum line with a width of 4 μm, there is side etching of about 2 μm in total.
Furthermore, the relationship between the liquid temperature and the etching rate is delicate, and it is difficult to control this, making it the most problematic step in the LSI manufacturing process. A number of anodic oxidation methods (5V), which have a different concept from these, have been studied, but there are problems that have not been completely solved, such as leakage between aluminum layers.

一方、ドライプロセス技術が進歩し、Si)多結晶Si
、、SiNなどのプラズマエッチング技術が急速に普及
し、かつ超LSIなどより微細パタ10−ンのエッチン
グが必要となつている現在、アルミニウム層のドライエ
ッチングの必要性は非常に ・重要な要素となつてきて
いる。アルミニウムエッチングのドライプロセス化の1
手段として、フロンスパッタエッチングと呼ばれるエツ
チングシス15 テムが開発されているが、この方法で
は、フォトレジスト、アルミニウム、SiO2、Siな
ど多少のエッチング速度の差はちるがほとんど無差別エ
ッチングに近<、またレジストも劣化1、やすいという
欠点がある。一方、イオンエッチングという方20法も
考えられるが、これもほとんど無差別エッチング゛に近
い状態のもので、アルミニウムの選択エッチング性は小
さいことからなク実用化は難しい。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは
アルミニウム層の工25ッチング選択性がすぐれ、サイ
ドエッチングが少く高速でアルミニウム層をエッチング
てきるようなドライエッチング方法を提供するものであ
る。以下本発明の詳細について説明する。アルミニウム
を塩素系のガス(C4、CC4、30CF2C12、C
F3Clなど)で生成するガスプラズマ中にさらすと、
この中で発生した塩素ラジカルとアルミニウムが反応し
て塩化アルミニウムが生成する。
On the other hand, with advances in dry process technology, Si) polycrystalline Si
Nowadays, plasma etching technology for SiN, etc. is rapidly spreading, and etching of finer patterns than 10-inches is required for VLSI, etc., and the need for dry etching of aluminum layers is extremely important. I'm getting used to it. Dry process for aluminum etching 1
As a method, an etching system called freon sputter etching15 has been developed, but with this method, although there are some differences in etching speed for photoresist, aluminum, SiO2, Si, etc., it is almost indiscriminate etching. The resist also has the disadvantage of being easily degraded. On the other hand, a method called ion etching is also considered, but it is also almost indiscriminate etching, and since the selective etching ability of aluminum is small, it is difficult to put it into practical use. The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to provide a dry etching method that has excellent etching selectivity for aluminum layers, reduces side etching, and can etch aluminum layers at high speed. This is what we provide. The details of the present invention will be explained below. Aluminum with chlorine gas (C4, CC4, 30CF2C12, C
When exposed to gas plasma generated by F3Cl, etc.),
The chlorine radicals generated in this reaction react with aluminum to produce aluminum chloride.

この時生成した塩化アルミニウムは常温付近ではまつた
く昇華しないが180℃程度で35昇華する。本発明は
この特性を利用したものである。本発明では、チェンバ
ー内で対向する一対の電、ζクー極の一方のtに、表面
にマスクを形成したアルミニウム層を被着したウエハ一
を配置し、前記一対の電極間に高周波電源を与えると共
に前記チエンバ一内に塩素系ガスを導入してプラズマを
生成せしめ、前記マスクに対して前記アルミニウム層を
選択的にエツチングしている。
The aluminum chloride produced at this time does not sublimate at room temperature, but sublimes by 35% at about 180°C. The present invention takes advantage of this characteristic. In the present invention, a wafer coated with an aluminum layer with a mask formed on the surface is placed on one side of a pair of electrodes facing each other in a chamber, and a high frequency power is applied between the pair of electrodes. At the same time, a chlorine-based gas is introduced into the chamber to generate plasma to selectively etch the aluminum layer with respect to the mask.

このような本発明エツチング方法によれば、電極七にウ
エハ一を設けることによりウエハ一をプラズマ内部で処
理する従来技術と異なり、異方性エツチングが達成され
、しかも本発明では反応性のある塩素系ガスを使用して
いるので、発生するラジカルにより従来用いられて来た
アルゴンやフロンガスによるスパツタエッチングと比べ
て飛躍的なエツチング速度が得られる。
According to the etching method of the present invention, anisotropic etching is achieved, unlike the conventional technique in which the wafer is processed inside plasma by providing the wafer on the electrode 7, and moreover, in the present invention, reactive chlorine is used. Since a system gas is used, the radicals generated can provide a dramatically higher etching speed than conventional sputter etching using argon or chlorofluorocarbon gas.

又、本発明によればアルミニウムのエツチング速度は速
いのでスパッタエッチングのように高加速電圧でイオン
をウエハ一に対し衝撃する必要はなく、アルミニウム層
のマスクが損傷することも少く、マスクに対するアルミ
ニウムの選択エツチング性2〜4倍以上と非常にすぐれ
ている。以下に本発明の一実施例を説明する。
Furthermore, according to the present invention, since the etching speed of aluminum is fast, there is no need to bombard the wafer with ions at a high acceleration voltage as in sputter etching, and the aluminum layer mask is less likely to be damaged. It has excellent selective etching properties of 2 to 4 times or more. An embodiment of the present invention will be described below.

図面は本発明方法に使用する為の装置の→1を示してい
る。
The drawing shows →1 of the apparatus for use in the method of the invention.

図において、アルミニウム層1が被着されたウエハ一2
を配置する台3はアルミニウムと石英などからなる熱伝
導度のよいもので作つてあり、この台の部分が約180
℃に加熱してある。加熱は、台に内蔵した抵抗加熱によ
り行つたが、これに限定されない。そしてこれらのチエ
ンバ一4全体を約0.5〜1。0t0rrf)真空度に
保ち、CC4のガス5を流す。
In the figure, a wafer 2 on which an aluminum layer 1 is deposited
The stand 3 on which the
It has been heated to ℃. Heating was performed using resistance heating built into the stand, but is not limited thereto. The entire chamber 4 is kept at a vacuum level of about 0.5 to 1.0 t0rrf), and CC4 gas 5 is passed through it.

Cct4ガスは、液加熱により、バルブ6を介しチエン
バ一内に供給される。13。
The Cct4 gas is supplied into the chamber through the valve 6 by heating the liquid. 13.

56MHzの高周波のRF電源rを、電極3,8間に接
続し、前記Cct4ガスを放電させ、塩素ガスプラズマ
を発生させる。
A 56 MHz high frequency RF power source r is connected between the electrodes 3 and 8, and the Cct4 gas is discharged to generate chlorine gas plasma.

前記台3を電極兼用としたが、別体であつても良い。C
ct4が分解して生成したCtラジカルがアルミニウム
層1と反応してAt+3Ct噸Tc4 の反応によつて塩化アルミニウムが生成される。
Although the table 3 is used also as an electrode, it may be a separate body. C
Ct radicals generated by the decomposition of ct4 react with the aluminum layer 1, and aluminum chloride is generated by the reaction of At+3CtTc4.

この時、ウエハ一2のおいてある台3の温度が塩化アル
ミニウムの昇華点以上になつているので塩化アルミニウ
ムが昇華し、アルミニウムが除去されてゆくことになる
。除去速度は、毎分2000オングストローム程度と、
溶液エツチの倍となつた。この時、所定パターンに応じ
、アルミニウム1上にマスクとしてフオトレジスト(図
示せず)を予め、被着しておく。フオトレジストは塩素
ラジカルに対してかなり安定であることからマスクとし
て十分使用できる。ウエ・・一温度を百数十度にするた
めに特にネガ型のレジストを用いることが望ましい。P
記のような形で反応が進行するために、通常の湿式エツ
チング方法やプラズマエツチング方法のような等方法エ
ツチングよりむしろイオンエツチングやスパツタエッチ
ングに近いエッチフアクタの大きな段面が得られること
になる。特に、ウエ・・一のアルミ被着面と逆側面方向
から加熱する場合この傾向は強かつた。本発明による利
点はアルミニウム層のドライエツチングと、低混エツチ
ングが可能となつたこと、サイドエツチングが極めて少
ない高速の異方性の微細パターン形成が可能となつたこ
と、塩素ラジカルの使用により、SiO2,Si,多結
晶−Siなどはほとんどエッチングされないためにアル
ミニウム層の下に通常存在するSiO2がストツパとし
て働き、エツチング終点がわかりやすいこと、マスクに
対するエツチング選択件が良いこと等である。
At this time, since the temperature of the table 3 on which the wafer 1 2 is placed is higher than the sublimation point of aluminum chloride, the aluminum chloride sublimates and the aluminum is removed. The removal rate is about 2000 angstroms per minute.
It was twice the amount of solution etching. At this time, a photoresist (not shown) is previously applied as a mask on the aluminum 1 in accordance with a predetermined pattern. Photoresist is quite stable against chlorine radicals, so it can be used satisfactorily as a mask. It is particularly desirable to use a negative type resist in order to keep the temperature at 100-odd degrees Celsius. P
Because the reaction proceeds in the manner described above, a large step surface of etch factors is obtained which is more similar to ion etching or sputter etching than to isomethod etching such as conventional wet etching or plasma etching methods. This tendency was particularly strong when heating was performed from the side opposite to the aluminum-adhered surface of the wafer. The advantages of the present invention are that dry etching of the aluminum layer and low mixed etching have become possible, that high-speed anisotropic fine pattern formation with extremely little side etching has become possible, and that the use of chlorine radicals has enabled SiO2 etching. , Si, polycrystalline-Si, etc. are hardly etched, so SiO2, which normally exists under the aluminum layer, acts as a stopper, making it easy to see the etching end point, and providing good etching selection with respect to the mask.

又、上述した例にさらにエツチング後のリンス材料とし
てメタノール、水などを用いるリンスを行えば、さらに
効果が上る。
Moreover, if the above-mentioned example is further followed by rinsing using methanol, water, or the like as a rinsing material after etching, the effect will be further improved.

勿論自動化にも適していることは旨うまでもない。Needless to say, it is also suitable for automation.

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

図は、本発明に使用する装置の1例を説明するための構
成図である。 図において、1・・・アルミニウム層、3・・・台、5
・・・Cct4ガス、7・・・RF電源。
The figure is a configuration diagram for explaining an example of a device used in the present invention. In the figure, 1... aluminum layer, 3... stand, 5
...Cct4 gas, 7...RF power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 チェンバー内で対向する一対の電極の一方の上に表
面にマスクを形成したアルミニウム層を被着したウエハ
ーを配置し、前記一対の電極間に高周波電源を与えると
共に前記チェンバー内に塩素系ガスを導入してプラズマ
を生成せしめ、前記マスクに対して前記アルミニウム層
を選択的にエッチングすることを特徴とするドライエッ
チング方法。
1 A wafer coated with an aluminum layer with a mask formed on the surface is placed on one of a pair of electrodes facing each other in a chamber, and a high frequency power is applied between the pair of electrodes, and a chlorine-based gas is introduced into the chamber. A dry etching method, characterized in that the aluminum layer is selectively etched with respect to the mask by introducing plasma to generate plasma.
JP14628675A 1975-12-10 1975-12-10 Dry etching method Expired JPS5914546B2 (en)

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