JPH0245927A - エッチング方法 - Google Patents

エッチング方法

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JPH0245927A JP63196785A JP19678588A JPH0245927A JP H0245927 A JPH0245927 A JP H0245927A JP 63196785 A JP63196785 A JP 63196785A JP 19678588 A JP19678588 A JP 19678588A JP H0245927 A JPH0245927 A JP H0245927A
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高融点金属及びその化合物のエツチング方法に
関する。
近年、半導体装置の配線材料の低抵抗化と耐熱性の要請
に伴い、高融点金属及びその化合物を配線材料として用
いる場合が多くなってきたが２本発明は配線材料のバタ
ーニングの際のエツチングに適用できる。
３、発明の詳細な説明 〔概要〕 高融点金属又はその化合物のエツチング方法に関し。
通常の装置により、汚染や損傷に対して有効な側壁保護
膜を形成するエツチング方法を提供し。
サイドエツチングのない微細パターニングを目的とし。
高融点金属又はその化合物のエツチングに際し。
該高融点金属のハロゲン化物を含むエッチャントを用い
て行うように構成する。
〔従来の技術〕
Ｗ、　Ｍｏ、　Ｔｉ等の高融点金属やその化合物のエツ
チングは９例えば第２図に示される平行平板型リアクテ
ィブイオンエツチング（ＲＩＢ）装置を用いて。
例えば−をエツチングする場合はエッチャントとしてｓ
ｐ、ガスを用い、これを０．２〜０．３　Ｔｏｒｒに減
圧し９周波数１３．５６　ＭＨｚのＲＦ電力を平行平板
型の電極間に印加して行う。
第２図は通常の平行平板型ＲＩＥ装置の模式断面図であ
る。
図において、１は反応室、２は陰極、３は陽極。
４はエツチングガス導入口、５は排気口、６はＲＦ電源
、７はキャパシタ、８はエツチングしようとするウェハ
である。
配線材料のエツチングに際して要求される条件は次のよ
うである。
■　断面形状及び線幅の制御性がよいこと■　被エツチ
ング材及び下地は低損傷であること 断面形状については、側壁が垂直又は順テーパ形状の要
求がある。
この要求を達成するために１次の方法が用いられている
。
ｆａｌ　　高真空下でのエツチング （ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）エツチング。
有磁場エツチング等〕 （ｂ）　　高バイアス下でのエツチング（Ｃ）　　エツ
チング中に生成する揮発性生成物が側壁保護膜として付
着することを助長する方法〔発明が解決しようとする課
題〕 ところが、上記の方法において。
（ａ）の高真空下でのエツチングでは、　ＥＣＲエツチ
ングではエツチングレートが小さく、有磁場エツチング
ではウェハ内の均一性に問題があり、又。
いずれも装置が複雑化するという問題がある。
（ｂ）の高バイアス下でのエツチングでは■の損傷の問
題を生ずる。
（Ｃ）の側壁保護膜を利用する場合は、従来レジストマ
スクより揮発するカーボン系の付着物を用いてきたが、
このような物質ではプロセスの汚染源となり、パターン
側壁のサイドエツチング等の問題があった。
本発明は高融点金属又はその化合物からなる配線材料を
エツチングする際に、特別な装置を必要としないで通常
の装置により、汚染や損傷に対して有効な側壁保護膜を
形成するエツチング方法を提供し、サイドエツチングＱ
ない微細な配線パターンを形成することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題の解決は、高融点金属又はその化合物のエツチ
ングに際し、該高融点金属のハロゲン化物を含むエッチ
ャントを用いて行うことを特徴とするエツチング方法に
より達成される。
〔作用〕
本発明は、エッチャントの中に被エツチング材である高
融点金属のハロゲン化物を加えることにより、従来のレ
ジストの分解によるカーボン系の側壁保護膜の代わりに
、高融点金属を含む揮発性の反応生成物をパターン側壁
に被着して汚染や損傷を受は難い側壁保護膜を形成する
ようにしたものである。
第１図は本発明の原理図で、エツチングの反応機構を説
明する模式的な基板断面を示した図である。
図において、１１はＦ”　、　ＣＩ′″等の基板表面に
入射するイオン、１２は畦４等の反応生成物で、揮発性
の高融点金属ハロゲン化物、１３はイオンアシストを受
けている水平面、１４はイオンアシストを受けていない
垂直面、１５は讐等の被エツチング材である高融点金属
、１６は下地層で基板上に被着された５ｉＣｈ層等、１
７は側壁保護膜、１８はレジスト等からなるエツチング
マスクである。
エツチングは、被エツチング材１５がエッチャントと物
理、化学的に反応して、この被エツチング材１５が揮発
性のハロゲン化物を生成し、離脱して進行する。
ここで、エッチャントの中に反応生成物である金属ハロ
ゲン化物を加えておくと、その分圧に相当する分だけ被
エツチング材の離脱が抑えられることになる。
その割合はイオンアシストを受けていない垂直面１４の
方がイオンアシストを受けている水平面１３より大きく
、ハロゲン化物の離脱は少ない。この結果、サイドエツ
チングが抑制される。
又、被エツチング材のハロゲン化物のうち、ストイキオ
メトリの異なったものが生成されて側壁に被着して被エ
ツチング材の側壁をサイドエッチングより保護する側壁
保護膜１７が形成される。
〔実施例〕
第２図の平行平板型ＲＩＥ装置を用いて、匈又はりＳｉ
ｚをエツチングする。
エッチャントとしてＳＦ６ガス５０　ＳＣＣＭに、−の
ハロゲン化物としてＷＦ６ガスを１５〜２０　ＳＣＣＭ
添加したものを用い、これを０．２〜０．３　Ｔｏｒｒ
に減圧し。
周波数１３．５６　ＭＨｚのＲＦ電力を１．５　Ｗ／ｃ
ｍ”電極間に印加して行う。
実施例では、側壁保護膜が配線金属の組成に近いため、
従来のカーボン系側壁保護膜に比し、サイドエツチング
を極力抑えた異方性エツチングが可能となる。
第３図＋１１．　＋２１は実施例と従来例の異方性エツ
チングの結果を示す断面図である。
第３図（１）は実施例、第３図（２）は従来例のエツチ
ング結果を示す。
図で、下地のＳｉＯ□層１６主１６上２５００人の一膜
１５を被着し、厚さ１０００人＜７）ＣＶＤ　５ｉｆｔ
層１９と厚さ１．２μｍのレジストパターン１８をマス
クにして線幅０．８μｍにパターニングした結果を示す
。
実施例では配線パターンはほぼ所定の線幅が得られたが
、従来例ではサイドエツチングのため細くなり約０．３
μｍであった。
側壁保護膜の中には、エツチングマスクであるレジスト
からのカーボン系のものが含まれるが。
この量は反応生成物に比しごくわずかである。従って、
従来例において被着するカーボン系側壁保護膜の厚さは
ウェハ内のパターンの疎密に依存し。
パターンの蜜な個所で厚く被着し、疎の個所で薄く被着
していたが、実施例ではこの影響はないと考えられる。
又本発明の他の効果は、側壁保護膜は被エツチング材料
と同系の物質であるためエツチング装置のクリーニング
が容易なことである。
実施例では１通常のＲＩＥ装置によるエツチングに適用
したが、　ＥＣＲやｆ′磁場エツチングの場合にも本発
明は適用できることは勿論である。
実施例では、被エツチング材として讐及び−の化合物に
ついて説明したが、その他の高融点金属も含めてこれら
に対する。エッチャントに添加する被エツチング材のハ
ロゲン化物を次表にまとめる。
被エツチング　材 讐 ＷＳｉ。
Ｎ Ｍ。
ｏＳｉｘ Ｔ′５ｉＸ Ｔ’Ｎ Ｔ″Ｗ Ｔ’Ｗ 被エツチング　材のハロゲン化物 ＷＦ、、ＷＣｌ６ ＷＦ６．ＷＣＩ。
ＷＦ６．ＷＣＩ。
ＭｏＣｓ、ＭｏＦ、。
ＭｏＣ５，ＭｏＦ６ ｉＣａ ｉＣ４ ｉＣ４ ＷＦｌ、、ＷＣｌ６ １Ｃ１ａ なお、被エツチング材のハロゲン化物として上表では弗
化物と塩化物を用いたが、臭化物等を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、高融点金属又はそ
の化合物からなる配線材料をエツチングする際に、特別
な装置を必要としないで通常の装置により、汚染や損傷
に対して有効な側壁保護膜を形成でき、従ってサイドエ
ツチングのない微細な配線パターンを形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理図で、エツチングの反応機構を説
明する模式的な基板断面を示した図。 第２図は通常の平行平板型ＲＩＥ装置の模式断面図。 第３図（１１，＋２１は実施例と従来例の異方性エツチ
ングの結果を示す断面図である。 図において。 １は反応室、　　２は陰極、　　３は陽掻。 ４はエツチングガス導入口、５は排気口。 ６はＲＦ電源、　　７はキャパシタ。 ８はエツチングしようとするウェハ。 １１は基板表面に入射するイオン。 １２は反応生成物で、揮発性の高融点金属のハロゲン化
物。 １３はイオンアシストを受けている水平面。 １４はイオンアシストを受けていない垂直面。 １５は被エツチング材である高融点金属。 １６は下地層で基板上に被着されたＳｉＯ□層。 １７は側壁保護膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高融点金属又はその化合物のエッチングに際し、該高融
    点金属のハロゲン化物を含むエッチャントを用いて行う
    ことを特徴とするエッチング方法。
JP63196785A 1988-08-06 1988-08-06 エッチング方法 Expired - Lifetime JPH0622218B2 (ja)

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