JPH061770B2 - Dry etching method - Google Patents
Dry etching methodInfo
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- JPH061770B2 JPH061770B2 JP59013249A JP1324984A JPH061770B2 JP H061770 B2 JPH061770 B2 JP H061770B2 JP 59013249 A JP59013249 A JP 59013249A JP 1324984 A JP1324984 A JP 1324984A JP H061770 B2 JPH061770 B2 JP H061770B2
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- etching
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- aluminum
- precision
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ドライエッチング方法に係り、特にアルミニ
ウムおよびアルミニウムを主成分とする合金(以下、ア
ルミニウム合金と略)をエッチングするのに好適なドラ
イエッチング方法に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a dry etching method, and particularly to a dry etching method suitable for etching aluminum and an alloy containing aluminum as a main component (hereinafter, abbreviated as an aluminum alloy). It is about the method.
半導体素子製造の1工程であるウェハのドライエッチン
グプロセスにおいてはエッチングの高速性、精密性を兼
ね備えねばならない。高速性は半導体素子の生産性を左
右し、精密性は高集積化のための微細性を支配するた
め、高速性と精密性は重要な因子である。In the dry etching process of a wafer, which is one step of manufacturing semiconductor devices, it is necessary to have both high speed and precision of etching. High speed and precision are important factors because the high speed affects the productivity of semiconductor devices and the precision controls the fineness for high integration.
エッチングの高速性と精密性とを同時に達成するために
は、被エッチング材料に適したエッチング装置を用い、
かつ好適なエッチング方法に依らねばならない。エッチ
ング装置としては、互に対向した平行な一対の円板状の
電極の一方に高周波電力を印加し、電極間で生じるグロ
ー放電によるプラズマによってウェハのエッチングを行
う形式の装置が使用される。この種の装置は電極上に設
置した複数のウェハを同時にエッチングする形式の装置
と、電極上に1枚のウェハを設置してエッチングを行う
形式の装置があり、それぞれ独自の特徴を有する。In order to achieve both high speed and precision of etching at the same time, use an etching device suitable for the material to be etched,
And it must rely on a suitable etching method. As the etching apparatus, there is used an apparatus of a type in which high-frequency electric power is applied to one of a pair of parallel disk-shaped electrodes facing each other and a wafer is etched by plasma generated by glow discharge generated between the electrodes. This type of apparatus includes an apparatus of a type that simultaneously etches a plurality of wafers set on electrodes, and an apparatus of a type that sets one wafer on an electrode to perform etching, each having its own characteristics.
一方、被エッチング材料がアルミニウムおよびアルミニ
ウムを主成分とするアルミニウム合金の場合のエッチン
グ方法では反応室に導入するガスに塩素系のガスを使用
する。On the other hand, in the etching method in the case where the material to be etched is aluminum or an aluminum alloy containing aluminum as a main component, a chlorine-based gas is used as the gas introduced into the reaction chamber.
高速性と精密性を兼ね合せたエッチング方法として最
近、四塩化珪素(SiCl4),三塩化ホウ素(BCl3),塩
素(Cl2)およびヘリウム(He)を混合したガスが提案
されている(Single WaferPlasma Etching;Solid State
Technology/April 1982)。Recently, a gas mixture of silicon tetrachloride (SiCl 4 ), boron trichloride (BCl 3 ), chlorine (Cl 2 ) and helium (He) has been proposed as an etching method that combines high speed and precision. Single WaferPlasma Etching; Solid State
Technology / April 1982).
これによるとおのおののガス流量はSiCl4が190〜
300SCCM,BCl3が100〜190SCCM,Cl2
が100〜190SCCM,Heが800〜2000SC
CMで、合計流量は1190〜2680SCCMとな
り、この流量は通常のドライエッチングでのガス流量の
数倍に相当する大流量である。さらに放電パワー密度も
2.2〜3.0W/cm3と通常の場合よりはるかに大きい。According to this, the gas flow rate of SiCl 4 is 190 to
300 SCCM, BCl 3 is 100 to 190 SCCM, Cl 2
Is 100-190SCCM, He is 800-2000SC
In CM, the total flow rate is 1190 to 2680 SCCM, which is a large flow rate that is several times the gas flow rate in normal dry etching. Furthermore, the discharge power density
2.2 to 3.0 W / cm 3, which is much higher than usual.
反応室はある圧力の減圧状態に維持せねばならないの
で、ガス流量が大となると排気ポンプの容量を大きくす
るか又は高排気量の特殊ポンプを採用せねばならない。
さらに放電パワー密度が大になると容量の大きい高周波
発振設備を必要とする。これは何れも付帯設備を含めた
ドライエッチング装置が大形になり、かつ高価になる直
接的な因子である。Since the reaction chamber must be maintained at a certain depressurized state, when the gas flow rate becomes large, the capacity of the exhaust pump must be increased or a special pump having a high displacement must be adopted.
Furthermore, when the discharge power density becomes large, a high-frequency oscillating equipment with large capacity is required. This is a direct factor in that the dry etching apparatus including the auxiliary equipment becomes large and expensive.
本発明の目的は、エッチングガスの流量を多くするこ
となく、かつ、小さい放電パワー密度でアルニウムおよ
びアルミニウム合金のエッチングの高速性と精密性を達
成することで、ドライエッチング装置を小形で安価にで
きるドライエッチング方法を提供することにある。An object of the present invention is to achieve a high speed and precision of etching of aluminum and aluminum alloys with a small discharge power density without increasing the flow rate of an etching gas, so that the dry etching apparatus can be made small and inexpensive. It is to provide a dry etching method.
本発明は、四塩化珪素(SiCl4)と塩素(Cl2)と四塩化炭
素CCCl4)とを40:40:10の割合で混合したガスを
エッチングガスに使用し、該エッチングガスを絶対圧力
40Paの減圧下でプラズマ化し、アルミニウムもしくは
アルミニウム合金をエッチングすることを特徴とするも
ので、エッチングガスの流量を多くすることなく、か
つ、小さい放電パワー密度でアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金のエッチングの高速性と精密性を達成しよう
とするものである。The present invention uses a gas in which silicon tetrachloride (SiCl 4 ), chlorine (Cl 2 ) and carbon tetrachloride CCCl 4 ) are mixed at a ratio of 40:40:10 as an etching gas, and the etching gas is used at an absolute pressure. The invention is characterized in that plasma is generated under a reduced pressure of 40 Pa to etch aluminum or an aluminum alloy, and the aluminum and aluminum alloy can be etched at high speed with a small discharge power density without increasing the flow rate of the etching gas. It seeks to achieve precision.
アルミニウムおよびアルミニウム合金のエッチング方
法において高速性と精密性を得るために鋭意実験を重ね
たところ、SiCl4+Cl2の混合ガスにより小流量、かつ、
低放電パワー密度で精密性にかける高速性が達成できる
こと、さらにSiCl4+Cl2+四ハロゲン化炭素の混合ガス
で高速性を維持したまま精密性が達成されるという知見
を得た。In the etching method of aluminum and aluminum alloys, we have conducted intensive experiments to obtain high speed and precision, and a small flow rate due to a mixed gas of SiCl 4 + Cl 2 and
It was found that a high speed can be achieved in precision with a low discharge power density, and precision can be achieved while maintaining high speed with a mixed gas of SiCl 4 + Cl 2 + carbon tetrahalide.
すなわち一対の電極の下側の電極に13.56MHzの高周
波電力を印加し、下側の電極上にフォトレジストでパタ
ーニングされた1枚のウェハを設置し、高周波電力を変
化させてエッチングを実施した。図面は二つの条件での
エッチング速度と放電パワー密度との関係を示したもの
である。That is, 13.56 MHz high frequency power was applied to the lower electrodes of the pair of electrodes, one wafer patterned with photoresist was placed on the lower electrodes, and etching was performed by changing the high frequency power. The drawing shows the relationship between the etching rate and the discharge power density under the two conditions.
実験条件は条件A,Bともに電極間隔は30mm,絶対圧
力は40Paである。ガス流量については条件AはSiCl4
40SCCM,Cl240SCCM、合計流量80SCC
Mであり、条件BはSiCl440SCCM,Cl240SCC
M,四ハロゲン化炭素としてCCl410SCCM、合計流
量90SCCMである。The experimental condition is that the electrode spacing is 30 mm and the absolute pressure is 40 Pa in both conditions A and B. Regarding gas flow rate, condition A is SiCl 4
40SCCM, Cl 2 40SCCM, total flow 80SCC
M, condition B is SiCl 4 40SCCM, Cl 2 40SCC
M, CCl 4 as carbon tetrahalide 10 SCCM, total flow 90 SCCM.
図面のごとく、小さい放電パワー密度0.5〜1.0W/cm3
でエッチング速度1,000〜2,000nm/minとなり
エッチングの高速性が得られた。As shown in the drawing, small discharge power density 0.5 to 1.0 W / cm 3
The etching rate was 1,000 to 2,000 nm / min, and high-speed etching was obtained.
一方、エッチングの精密性は通常エッチング前後のパタ
ーン幅の減量、すなわちエッチング前のフォトレジスト
寸法とエッチング後のフォトレジストを除去したパター
ン幅との差△Wで判定される。エッチング前のレジスト
寸法が2μmのとき、条件Aでの△Wは0.4〜1.2μmと
大であり、精密エッチングとはほど遠い状態であった。
条件Bは同じ2μmのとき、△Wは0.1μmであり、
エッチングの断面形状は垂直であり、フォトレジストの
パターンに忠実な精密エッチングが実現できた。On the other hand, the precision of etching is usually judged by the reduction of the pattern width before and after etching, that is, the difference ΔW between the photoresist size before etching and the pattern width after removing the photoresist after etching. When the resist dimension before etching was 2 μm, ΔW under the condition A was as large as 0.4 to 1.2 μm, which was far from the precision etching.
When condition B is the same 2 μm, ΔW is 0.1 μm,
The cross-sectional shape of the etching was vertical, and precision etching faithful to the photoresist pattern was realized.
なお、Heは熱伝導率が他のガスと比較して極めて大きい
ためにウェハの冷却に効果的であり、しばしば使用され
る。本発明においても、条件A,BにHeを5〜30SC
CM添加した場合の実験を実施したが、エッチング速度
および精密性には何等悪影響を与えなかった。したがっ
て本発明は第4成分のガス種としてHeが用いられる場合
も当然包含される。Note that He has an extremely large thermal conductivity as compared with other gases, and is effective in cooling the wafer, and is often used. Also in the present invention, He is 5 to 30 SC in the conditions A and B.
An experiment was carried out when CM was added, but the etching rate and precision were not adversely affected. Therefore, the present invention naturally includes the case where He is used as the gas species of the fourth component.
以上の説明において四ハロゲン化炭素としてCCl4の場合
について述べたが、ハロゲン物として少くとも塩素を1
個以上含む形でCCl4の塩素とフッ素の置換化合物、すな
わちCFCl3,CF2Cl2,CF3Clがエッチングの精密性を達成す
るのに効果的である。In the above description, CCl 4 was used as the carbon tetrahalide, but at least chlorine was used as the halogen.
In the form of containing more than one, a substitution compound of chlorine and fluorine of CCl 4 , that is, CFCl 3 , CF 2 Cl 2 and CF 3 Cl are effective for achieving etching precision.
本実施例のようなドライエッチング方法では、従来にな
い小さい放電パワー密度と、少量のエッチングガス流量
でもって、アルミニウムおよびアルミニウム合金のエッ
チングの高速性と精密性を達成することができ、このた
め、高周波発振設備の容量が小となり、また排気ポンプ
も小形となり、これら付帯設備を含めたドライエッチン
グ装置を小形にかつ安価なものにすることができる。In the dry etching method as in the present embodiment, it is possible to achieve high speed and precision in etching aluminum and aluminum alloys with a low discharge power density and a small amount of etching gas flow rate which have never been achieved. The capacity of the high-frequency oscillating equipment becomes small and the exhaust pump also becomes small, so that the dry etching apparatus including these incidental equipment can be made small and inexpensive.
本発明は、上記説明したように、四塩化珪素(SiCl4)と
塩素(Cl2)と四塩化炭素CCl4)とを40:40:10の割
合で混合したガスをエッチングガスに使用し、該エッチ
ングガスを絶対圧力40Paの減圧下でプラズマ化し、ア
ルミニウム若しくはアルミニウム合金をエッチングする
ことで、エッチングガスの流量を多くすることなく、か
つ、小さい放電パワー密度でアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金のエッチングの高速性と精密性を達成できる
もので、ドライエッチング装置を小形で安価にできると
いう効果がある。As described above, the present invention uses, as an etching gas, a gas obtained by mixing silicon tetrachloride (SiCl 4 ), chlorine (Cl 2 ), and carbon tetrachloride CCl 4 ) in a ratio of 40:40:10. The etching gas is turned into plasma under a reduced pressure of 40 Pa to etch aluminum or an aluminum alloy, thereby increasing the etching speed of aluminum and an aluminum alloy without increasing the flow rate of the etching gas and with a small discharge power density. The precision can be achieved, and there is an effect that the dry etching apparatus can be made small and inexpensive.
図面は、本発明者らが得た放電パワー密度とエッチング
関係線図である。The drawing is a diagram of discharge power density and etching relationship obtained by the present inventors.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 喜正 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−123978(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshimasa Fukushima 502 Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Machinery Research Institute, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (56) Reference JP-A-57-123978 (JP, A)
Claims (1)
素(CCl4)とを40:40:10の割合で混合したガスを
エッチングガスに使用し、該エッチングガスを絶対圧力
40Paの減圧下でプラズマ化し、アルミニウムもしくは
アルミニウムを主成分とする合金を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 gas in which silicon tetrachloride (SiCl 4 ), chlorine (Cl 2 ) and carbon tetrachloride (CCl 4 ) are mixed at a ratio of 40:40:10 is used as an etching gas. A dry etching method, which comprises forming plasma under a reduced pressure of 40 Pa absolute and etching aluminum or an alloy containing aluminum as a main component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013249A JPH061770B2 (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013249A JPH061770B2 (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Dry etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158630A JPS60158630A (en) | 1985-08-20 |
| JPH061770B2 true JPH061770B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=11827930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP59013249A Expired - Lifetime JPH061770B2 (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Dry etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061770B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0727890B2 (en) * | 1986-09-19 | 1995-03-29 | 日本電気株式会社 | Dry etching method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2087315B (en) * | 1980-10-14 | 1984-07-18 | Branson Int Plasma | Plasma etching of aluminum |
-
1984
- 1984-01-30 JP JP59013249A patent/JPH061770B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60158630A (en) | 1985-08-20 |
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