JPH0456785A - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JPH0456785A
JPH0456785A JP16461690A JP16461690A JPH0456785A JP H0456785 A JPH0456785 A JP H0456785A JP 16461690 A JP16461690 A JP 16461690A JP 16461690 A JP16461690 A JP 16461690A JP H0456785 A JPH0456785 A JP H0456785A
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etching
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dry etching
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Nobuo Fujiwara
伸夫 藤原
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Mitsubishi Electric Corp
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大規模集積回路等の半導体装置の微細パタ
ーンの加工に適用されるドライエツチング方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a dry etching method applied to processing fine patterns of semiconductor devices such as large-scale integrated circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は半導体装置のアルミニウム配線パターンを従来
のドライエツチング方法により加工形成する場合の一部
の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of an aluminum wiring pattern of a semiconductor device formed by a conventional dry etching method.

まず、半導体等の基板1上にアルミニウム(Aで)膜が
形成され、その上にフォトレジストが塗布され、フォト
リソグラフィ技術を用いてデバイス構成に必要なパター
ンを有するフォトレジストパターン2が形成される。
First, an aluminum (A) film is formed on a substrate 1 such as a semiconductor, a photoresist is applied thereon, and a photoresist pattern 2 having a pattern necessary for device configuration is formed using photolithography technology. .

そして、このフォトレジストパターン2をエツチングマ
スクとして、反応性イオンエツチング(RI E)によ
り、フォトレジストパターン2により覆われていない領
域のAll膜が除去され、所定のAn)配線パターン3
が形成される。
Then, using this photoresist pattern 2 as an etching mask, reactive ion etching (RIE) is performed to remove the All film in the area not covered by the photoresist pattern 2, and a predetermined An) wiring pattern 3 is removed.
is formed.

ところで、従来RIEによりAllをドライエツチング
する際のエツチングガスには、三臭化ホウ素(B B 
r s )と塩素ガス(Cρ2)の混合ガスが用いられ
、このときフォトレジストパターン2の表面に、この混
合ガスの放電によるプラズマより供給されるBrが取り
込まれ、フォトレジストパターン2の表面に、第3図に
示す如く、C−Brポリマー層4が形成される。
By the way, when dry etching All by conventional RIE, the etching gas used is boron tribromide (B B
A mixed gas of r s ) and chlorine gas (Cρ2) is used, and at this time, Br supplied from the plasma caused by the discharge of this mixed gas is incorporated into the surface of the photoresist pattern 2, and the surface of the photoresist pattern 2 is As shown in FIG. 3, a C-Br polymer layer 4 is formed.

このC−Brポリマー層4は、耐プラズマ性に優れ、フ
ォトレジストパターン2をプラズマがら保護する機能を
有するため、八9とフォトレジストとのエツチング速度
比(選択比)が高く、しかも寸法シフト量が小さい高精
度なエツチングを行うことが可能である。
This C-Br polymer layer 4 has excellent plasma resistance and has the function of protecting the photoresist pattern 2 from plasma, so it has a high etching rate ratio (selectivity) between the etching pattern 2 and the photoresist, and also has a dimensional shift amount. It is possible to perform highly accurate etching with a small amount of etch.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のエツチングプロセスでは、前述したように高選択
比化が可能である反面、フォトレジストの分解物のAI
配線パターン3の側壁への付着によるいわゆる側壁保護
膜の形成が十分てないため、第3図に示すように、Al
l配線パターン3の側壁が塩素分子や臭素分子、塩素ラ
ジカル(CD”)や臭素ラジカル(B r’ )と容易
に反応し、A9配線パターン2のサイドエツチングが生
じ、Alの寸法精度が低下し、デバイスの特性の劣化を
招くという問題点があった。
In the conventional etching process, as mentioned above, it is possible to achieve a high selectivity, but on the other hand, the photoresist decomposition product AI
Since the so-called sidewall protective film is not sufficiently formed by adhering to the sidewall of the wiring pattern 3, as shown in FIG.
l The side wall of the wiring pattern 3 easily reacts with chlorine molecules, bromine molecules, chlorine radicals (CD'') and bromine radicals (Br'), causing side etching of the A9 wiring pattern 2 and reducing the dimensional accuracy of the Al. However, there was a problem in that the characteristics of the device deteriorated.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、レジストに対する高い選択比を保ったまま
、サイドエツチングの無い高精度なAI又はA1合金の
ドライエツチングを可能にすることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to enable highly accurate dry etching of AI or A1 alloy without side etching while maintaining a high selectivity to resist. purpose.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るドライエツチング方法は、三臭化ホウ素
ガス及び塩素ガスを用い、所定のレジストパターンをエ
ツチングマスクとして基板上方のアルミニウム又はアル
ミニウム合金をドライエツチングするドライエツチング
方法において、前記両ガスに水素ガスを混合することを
特徴としている。
A dry etching method according to the present invention uses boron tribromide gas and chlorine gas to dry-etch aluminum or aluminum alloy above a substrate using a predetermined resist pattern as an etching mask, in which hydrogen gas is added to both of the gases. It is characterized by a mixture of

〔作用〕[Effect]

この発明においては、ドライエツチングのエツチングガ
スとして、三臭化ガス、塩素ガス及び水素ガスの混合ガ
スを用いるため、アルミニウム又はアルミニウム合金の
サイドエツチングの原因となっていた塩素分子、臭素分
子及び塩素ラジカル。
In this invention, since a mixed gas of tribromide gas, chlorine gas and hydrogen gas is used as the etching gas for dry etching, chlorine molecules, bromine molecules and chlorine radicals, which are the cause of side etching of aluminum or aluminum alloy, are removed. .

臭素ラジカルが水素と反応し、塩化水素分子、臭化水素
分子となり、これら塩化水素及び臭化水素は、中性ラジ
カル状態ではアルミニウム又はアルミニウム合金に対す
る反応性が低く、サイドエツチングを生しることがなく
、一方しシストパターン表面には従来と同様にC−Br
ポリマー層が形成されて高選択比が得られる。
Bromine radicals react with hydrogen to form hydrogen chloride molecules and hydrogen bromide molecules, and these hydrogen chloride and hydrogen bromide have low reactivity toward aluminum or aluminum alloys in their neutral radical state, and may cause side etching. On the other hand, the surface of the cyst pattern is coated with C-Br as before.
A polymer layer is formed and a high selectivity is obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明のドライエツチング方法の一実施例の
断面図を示す。
FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the dry etching method of the present invention.

いま、基板l上のAll膜を、所定のフォトレジストパ
ターン2をエツチングマスクとしてドライエツチングす
る場合に、従来のB B r a及びCI2のほかに水
素ガス(I2)を加え、これらの混合ガスをエツチング
ガスとして用いる。
Now, when dry etching the All film on the substrate l using a predetermined photoresist pattern 2 as an etching mask, hydrogen gas (I2) is added in addition to the conventional BBR a and CI2, and these mixed gases are Used as etching gas.

このように、BBr  、C1、Hの混合ガスを用いる
と、従来BBr  及びC12の混合ガスをエツチング
ガスとした場合にA1配線パターン3のサイドエツチン
グの原因となっていた塩素*   * 分子、臭素分子及びCfI 、Br  がI2と反応し
、塩化水素(HCII)、臭化水素(HBr)となり、
これらHCl及びHBrは、中性ラジカル状態ではAI
に対する反応性が低いため、レジスト分解物による側壁
保護膜が薄いにも拘らず、サイドエツチングを生じるこ
とがない。
In this way, when a mixed gas of BBr, C1, and H is used, chlorine* * molecules and bromine molecules, which were the cause of side etching of the A1 wiring pattern 3 when a mixed gas of BBr and C12 was used as the etching gas, are removed. and CfI and Br react with I2 to form hydrogen chloride (HCII) and hydrogen bromide (HBr),
These HCl and HBr are AI in the neutral radical state.
Since the reactivity to etching is low, side etching does not occur even though the side wall protective film made of resist decomposition products is thin.

第2図は、B B r  、  CI  、 I2の流
量をそれぞれ20SCCM、60SCCM、20SCC
Mとし、水素濃度を0〜50%の範囲で変化させたとき
の水素濃度とA9のサイドエッチ量[入コとの関係を表
わしたものであり、水素濃度が20%以上であればサイ
ドエッチ量は0となり、サイドエツチングが全く生じな
いことから、B B r 3 。
Figure 2 shows the flow rates of B B r , CI , and I2 at 20 SCCM, 60 SCCM, and 20 SCCM, respectively.
This shows the relationship between the hydrogen concentration and the side etch amount of A9 when the hydrogen concentration is changed in the range of 0 to 50%, and if the hydrogen concentration is 20% or more, the side etch is Since the amount is 0 and no side etching occurs, B B r 3 .

CfI 、I2の混合ガスであって、水素濃度を20%
以上とすることによって、A9配線パターン3のサイド
エツチングを防止することができる。
A mixed gas of CfI and I2 with a hydrogen concentration of 20%.
By doing so, side etching of the A9 wiring pattern 3 can be prevented.

一方、フォトレジストパターン2の表面には、従来と同
様、B B r aとCI2の反応によってC−Brポ
リマー層4が形成され、従来と同様の高い選択比を得る
ことができる。
On the other hand, a C-Br polymer layer 4 is formed on the surface of the photoresist pattern 2 by the reaction between B B r a and CI2, as in the conventional case, and it is possible to obtain a high selectivity as in the conventional case.

従って、B B r  、CI  、H2の混合ガスを
ドライエツチングのエツチングガスとして用いることに
より、従来と同様にフォトレジストに対する高い選択比
を保ちつつ、AIのサイドエツチングを防止でき、高精
度なAIのドライエツチングが可能となり、精度の高い
微細なAll配線パターンを得ることができる。
Therefore, by using a mixed gas of B B r , CI, and H2 as an etching gas for dry etching, side etching of AI can be prevented while maintaining a high selectivity to photoresist as in the conventional method, and high precision AI etching can be achieved. Dry etching becomes possible, and a fine Al wiring pattern with high precision can be obtained.

なお、上記実施例ではAIからなる配線パターンを形成
した場合について説明したが、A1合金からなる配線パ
ターンを形成する場合であっても、この発明を同様に実
施することかできる。
In addition, although the above-mentioned example explained the case where the wiring pattern is formed of AI, the present invention can be implemented in the same way even when the wiring pattern is formed of A1 alloy.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明のドライエツチング方法によれ
ば、三臭化ホウ素ガス、塩素ガス及び水素ガスの混合ガ
スをエツチングガスとして用いるため、アルミニウム又
はアルミニウム合金のサイドエツチングの原因となって
いた塩素ラジカル。
As described above, according to the dry etching method of the present invention, a mixed gas of boron tribromide gas, chlorine gas, and hydrogen gas is used as an etching gas, so that chlorine, which is a cause of side etching of aluminum or aluminum alloy, is removed. radical.

臭素ラジカル等の中性ガスを水素との反応によって不活
性化でき、アルミニウム又はアルミニウム合金のサイド
エツチングを防止することができ、一方しシストパター
ン表面には、従来と同様にC−Brポリマー層の形成に
より高選択比を得ることができ、高精度なアルミニウム
又はアルミニウム合金の微細パターンを形成することが
可能となり、大規模集積回路等の製造において極めて有
利である。
Neutral gases such as bromine radicals can be inactivated by reaction with hydrogen, and side etching of aluminum or aluminum alloy can be prevented. It is possible to obtain a high selectivity through formation, and it is possible to form a highly precise fine pattern of aluminum or aluminum alloy, which is extremely advantageous in the production of large-scale integrated circuits and the like.

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

第1図はこの発明のトライエツチング方法の一実施例の
断面図、第2図は第1図の方法におけるエツチングガス
の水素濃度とANのサイドエッチ量との関係図、第3図
は従来のドライエツチング方法によるAI配線パターン
の断面図である。 図において、1は基板、2はフォトレジストパターン、
3はAll配線パターンである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the trial etching method of the present invention, FIG. 2 is a relationship between the hydrogen concentration of the etching gas and the side etching amount of AN in the method of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the conventional etching method. FIG. 3 is a cross-sectional view of an AI wiring pattern formed by dry etching. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a photoresist pattern,
3 is an All wiring pattern. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)三臭化ホウ素ガス及び塩素ガスを用い、所定のレ
ジストパターンをエッチングマスクとして基板上方のア
ルミニウム又はアルミニウム合金をドライエッチングす
るドライエッチング方法において、 前記両ガスに水素ガスを混合することを特徴とするドラ
イエッチング方法。
(1) A dry etching method in which aluminum or aluminum alloy above the substrate is dry etched using boron tribromide gas and chlorine gas using a predetermined resist pattern as an etching mask, characterized in that hydrogen gas is mixed with both of the gases. Dry etching method.
JP16461690A 1990-06-22 1990-06-22 Dry etching method Expired - Lifetime JPH0814034B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774156A (en) * 1993-08-31 1995-03-17 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
WO1996019800A1 (en) * 1994-12-20 1996-06-27 Citizen Watch Co., Ltd. Method of processing magnetic head slider

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774156A (en) * 1993-08-31 1995-03-17 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
WO1996019800A1 (en) * 1994-12-20 1996-06-27 Citizen Watch Co., Ltd. Method of processing magnetic head slider
US5997700A (en) * 1994-12-20 1999-12-07 Citizen Watch Co., Ltd. Method of fabricating magnetic head slider

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