JPH0467624A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH0467624A JPH0467624A JP18181190A JP18181190A JPH0467624A JP H0467624 A JPH0467624 A JP H0467624A JP 18181190 A JP18181190 A JP 18181190A JP 18181190 A JP18181190 A JP 18181190A JP H0467624 A JPH0467624 A JP H0467624A
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- Japan
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- gas
- etching
- heavy metal
- thin film
- metal thin
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
エツチング方法に関し、
重金属薄膜をパターニングする際、重金属薄膜側壁の保
護を十分行って重金属薄膜側壁への横方向エツチングの
進行を止めることができ、略垂直な側壁を有する微細な
重金属薄膜パターンを形成することができるエツチング
方法を提供することを目的とし、 重金属または重金属化合物からなる被エツチング膜をプ
ラズマエツチングする方法において、該プラズマエツチ
ングする際のエツチングガスとして、塩素ガスと水素を
含有する有機塩素化物ガスとの混合ガス、または塩素ガ
スと四塩化炭素ガスと水素を含有する有機塩素化物ガス
との混合ガス、あるいは塩素ガスと四塩化炭素ガスと水
素ガスとの混合ガスを用いることを特徴とするエンチン
グ〔産業上の利用分野〕 本発明は、超ＬＳＩの製造工程の中で、特に重金属で構
成された配線パターンの形成方法、あるいはその製造工
程中微細な回路パターンを転写、形成する手段として要
請されているＸ線露光技術において、特に、回路パター
ンを転写するために必要となるＸ線マスク上のＸ線吸収
体パターンの形成方法に関する。
護を十分行って重金属薄膜側壁への横方向エツチングの
進行を止めることができ、略垂直な側壁を有する微細な
重金属薄膜パターンを形成することができるエツチング
方法を提供することを目的とし、 重金属または重金属化合物からなる被エツチング膜をプ
ラズマエツチングする方法において、該プラズマエツチ
ングする際のエツチングガスとして、塩素ガスと水素を
含有する有機塩素化物ガスとの混合ガス、または塩素ガ
スと四塩化炭素ガスと水素を含有する有機塩素化物ガス
との混合ガス、あるいは塩素ガスと四塩化炭素ガスと水
素ガスとの混合ガスを用いることを特徴とするエンチン
グ〔産業上の利用分野〕 本発明は、超ＬＳＩの製造工程の中で、特に重金属で構
成された配線パターンの形成方法、あるいはその製造工
程中微細な回路パターンを転写、形成する手段として要
請されているＸ線露光技術において、特に、回路パター
ンを転写するために必要となるＸ線マスク上のＸ線吸収
体パターンの形成方法に関する。
超ＬＳＩの集積度が増す毎に回路パターンの設計ルール
は微細化の一途を辿り、半導体装置間を結線する配線パ
ターン、あるいはパターンをｌ：１で基板上に転写する
Ｘ線マスク上の吸収体パターンの加工寸法も微細化の一
途を辿っている。このため、クリーンで、かつその断面
形状が矩形である重金属配線パターンあるいはＸ線吸収
体パターンの加工方法が要求されている。
は微細化の一途を辿り、半導体装置間を結線する配線パ
ターン、あるいはパターンをｌ：１で基板上に転写する
Ｘ線マスク上の吸収体パターンの加工寸法も微細化の一
途を辿っている。このため、クリーンで、かつその断面
形状が矩形である重金属配線パターンあるいはＸ線吸収
体パターンの加工方法が要求されている。
特に、配線パターン、あるいはＸ線マスクの吸収体パタ
ーンをその側壁が垂直になるように形成することができ
るエツチング方法が要請されている。
ーンをその側壁が垂直になるように形成することができ
るエツチング方法が要請されている。
従来、重金属であるＴａあるいはＷ等の重金属薄膜は、
予めスパッタ法等の方法によって形成し、この重金属薄
膜上にレジストを塗布し、さらにレジストのパターニン
グを紫外線露光法あるいは電子ビーム露光法等の方法に
よって行い、このレジストパターンをマスクとして反応
性イオンエツチングにより重金属薄膜の加工を行ってい
た。実際の系としては例えば、ＴａをＣ１，ガスとＣＣ
Ｚ。
予めスパッタ法等の方法によって形成し、この重金属薄
膜上にレジストを塗布し、さらにレジストのパターニン
グを紫外線露光法あるいは電子ビーム露光法等の方法に
よって行い、このレジストパターンをマスクとして反応
性イオンエツチングにより重金属薄膜の加工を行ってい
た。実際の系としては例えば、ＴａをＣ１，ガスとＣＣ
Ｚ。
ガスとの混合ガスを用いた反応性イオンエツチングによ
り行っていた。このエツチング方法については、特にＸ
線マスク上のＴａ吸収体に関して、例えば特開昭６２−
２１９９２４号公報で報告されている。
り行っていた。このエツチング方法については、特にＸ
線マスク上のＴａ吸収体に関して、例えば特開昭６２−
２１９９２４号公報で報告されている。
以下、具体的に図面を用いて従来のエツチング方法につ
いて説明する。
いて説明する。
第５図及び第６図は従来のエツチング方法を説明する図
であり、第５図は従来例のエンチング方法を説明する図
、第６図は従来例の反応性イオンエツチングを行う際の
反応室を示す断面概略図である。これらの図において、
３１はＳｉ等からなる基板、３２はＴａ（Ｗでもよい）
等からなる重金属薄膜、３２ａは重金属薄膜３２がパタ
ーニングされた重金属薄膜パターン、３３はエツチング
用マスクとなるレジストパターン、３４はレジストパタ
ーン３３に形成された開口部、３５は重金属薄膜パター
ン３２ａに形成された開口部、３６は電極、３７は高周
波電源、３８は真空系、３分は反応室、４０はエツチン
グガスである。
であり、第５図は従来例のエンチング方法を説明する図
、第６図は従来例の反応性イオンエツチングを行う際の
反応室を示す断面概略図である。これらの図において、
３１はＳｉ等からなる基板、３２はＴａ（Ｗでもよい）
等からなる重金属薄膜、３２ａは重金属薄膜３２がパタ
ーニングされた重金属薄膜パターン、３３はエツチング
用マスクとなるレジストパターン、３４はレジストパタ
ーン３３に形成された開口部、３５は重金属薄膜パター
ン３２ａに形成された開口部、３６は電極、３７は高周
波電源、３８は真空系、３分は反応室、４０はエツチン
グガスである。
次に、そのエツチング方法について説明する。
まず、第５図（ａ）に示すように、例えばスパッタ法に
より基板３１上にＴａを堆積して重金属薄膜３２を形成
し、重金属薄膜３２上にレジストを塗布した後、紫外線
露光あるいは電子ビーム露光、及び現像によりレジスト
をパターニングしてエツチング用マスクとなるレジスト
パターン３３を形成するとともに、開口部３４を形成す
る。この時、開口部３４内に重金属薄膜３２が露出され
る。
より基板３１上にＴａを堆積して重金属薄膜３２を形成
し、重金属薄膜３２上にレジストを塗布した後、紫外線
露光あるいは電子ビーム露光、及び現像によりレジスト
をパターニングしてエツチング用マスクとなるレジスト
パターン３３を形成するとともに、開口部３４を形成す
る。この時、開口部３４内に重金属薄膜３２が露出され
る。
次に、第６図に示すエツチング装置を用い、第５図（ｂ
）に示す如＜ＣＺ２ガスとＣＣＺ４ガスによる混合ガス
を用いたプラズマＲＩＥによりレジストパターン３３を
マスクとして重金属薄膜３２を選択的にエツチングして
重金属薄膜パターン３２ａを形成するとともに、開口部
３５を形成する。この時、開口部３５内に基板３１が露
出される。
）に示す如＜ＣＺ２ガスとＣＣＺ４ガスによる混合ガス
を用いたプラズマＲＩＥによりレジストパターン３３を
マスクとして重金属薄膜３２を選択的にエツチングして
重金属薄膜パターン３２ａを形成するとともに、開口部
３５を形成する。この時、開口部３５内に基板３１が露
出される。
そして、例えばｏ２プラズマによりレジストパターン３
３を除去することにより、第５図（Ｃ）に示すような基
板３１上に形成された重金属薄膜パターン３２ａを得る
ことができる。
３を除去することにより、第５図（Ｃ）に示すような基
板３１上に形成された重金属薄膜パターン３２ａを得る
ことができる。
上記した従来のエンチング方法では、重金属薄膜３２を
エツチングする際のエツチングガスがＣ７！２ガス及び
ＣＣ１，ガスであり、ここでのＣＣ１！４ガスはエツチ
ングの進行とともに現れるＴａからなる重金属薄膜３２
側壁を保護する機能はあるが、その保護能力は横方向の
エツチングを止めるには不十分であるため、塩素ラジカ
ルによる横方向のエツチングが若干進んでしまう。この
ため、第７図（ａ）〜（ｄ）に示す如く、反応の進行と
ともに露出する重金属薄膜３２側壁を浸食し、パターン
底部に近づく程、底の広い重金属薄膜パターン３２ａを
形成してしまう。このように、重金属薄膜３２をエツチ
ングする際、重金属薄膜３２側壁の保護が不十分である
ため、特に０．５μｍ以下の微細パターンを形成する場
合エツチング後の重金属薄膜パターン３２ａの断面が逆
テーパーを呈し易（、そのテーパー角は基板３１平面に
対して８５度±５度という不安定なパターンを形成して
いた。
エツチングする際のエツチングガスがＣ７！２ガス及び
ＣＣ１，ガスであり、ここでのＣＣ１！４ガスはエツチ
ングの進行とともに現れるＴａからなる重金属薄膜３２
側壁を保護する機能はあるが、その保護能力は横方向の
エツチングを止めるには不十分であるため、塩素ラジカ
ルによる横方向のエツチングが若干進んでしまう。この
ため、第７図（ａ）〜（ｄ）に示す如く、反応の進行と
ともに露出する重金属薄膜３２側壁を浸食し、パターン
底部に近づく程、底の広い重金属薄膜パターン３２ａを
形成してしまう。このように、重金属薄膜３２をエツチ
ングする際、重金属薄膜３２側壁の保護が不十分である
ため、特に０．５μｍ以下の微細パターンを形成する場
合エツチング後の重金属薄膜パターン３２ａの断面が逆
テーパーを呈し易（、そのテーパー角は基板３１平面に
対して８５度±５度という不安定なパターンを形成して
いた。
上記説明したように、Ｃ１，ガス及びＣＣＩ！４Ｃ７！
２ガスガスを用いるエツチング方法では、重金属薄膜３
２側壁の保護が不完全であるため、垂直な側壁を有する
重金属薄膜パターン３２ａを安定に形成することができ
ないという問題があった。
２ガスガスを用いるエツチング方法では、重金属薄膜３
２側壁の保護が不完全であるため、垂直な側壁を有する
重金属薄膜パターン３２ａを安定に形成することができ
ないという問題があった。
これは、微細化される程顕著になる傾向があった。
そこで、重金属薄膜をパターニングする際、重金属薄膜
側壁の保護を十分行って重金属薄膜側壁への横方向エツ
チングの進行を止めることができ、略垂直な側壁を有す
る微細な重金属薄膜パターンを形成することができるエ
ツチング方法を提供することを目的とするものである。
側壁の保護を十分行って重金属薄膜側壁への横方向エツ
チングの進行を止めることができ、略垂直な側壁を有す
る微細な重金属薄膜パターンを形成することができるエ
ツチング方法を提供することを目的とするものである。
本発明によるエツチング方法は上記目的達成のため、重
金属または重金属化合物からなる被エツチング膜をプラ
ズマエツチングする方法において、該プラズマエツチン
グする際のエツチングガスとして、塩素（ＣＣｌｚ）ガ
スと水素（Ｈ）を含有する有機塩素化物（ＣＣ１！、）
ガスとの混合ガス、または塩素ガスと四塩化炭素ガスと
水素を含有する有機塩素化物ガスとの混合ガス、あるい
は塩素ガスと四塩化炭素ガスと水素ガスとの混合ガスを
用いるように構成する。
金属または重金属化合物からなる被エツチング膜をプラ
ズマエツチングする方法において、該プラズマエツチン
グする際のエツチングガスとして、塩素（ＣＣｌｚ）ガ
スと水素（Ｈ）を含有する有機塩素化物（ＣＣ１！、）
ガスとの混合ガス、または塩素ガスと四塩化炭素ガスと
水素を含有する有機塩素化物ガスとの混合ガス、あるい
は塩素ガスと四塩化炭素ガスと水素ガスとの混合ガスを
用いるように構成する。
本発明に係る重金属には、Ｔ ａ −、Ｗ等が挙げられ
、重金属化合物にはＴａＳｉ、ＷＳｉ、ＴａＢ等が挙げ
られる。また、水素（Ｈ）を含有する有機塩素化物ガス
にはＣＨＣｌ１３ 、ＣＨｚ ＣＩ！ｚ、ＣＨ３Ｃ７！
等が挙げられる。
、重金属化合物にはＴａＳｉ、ＷＳｉ、ＴａＢ等が挙げ
られる。また、水素（Ｈ）を含有する有機塩素化物ガス
にはＣＨＣｌ１３ 、ＣＨｚ ＣＩ！ｚ、ＣＨ３Ｃ７！
等が挙げられる。
本発明においては、エツチングガスとして塩素（Ｃｆ２
）ガスと四塩化炭素（ＣＣＸ、 ）ガスとクロロホルム
（ＣＨＣＩ３ ）ガスとの混合ガスを用いる場合、その
体積混合比は０．５≦（ＣＨＣｌ３＋ＣＣｌ，）／ （
ＣＨＣｌ１３ ＋ＣＣＬ ＋ＣＩＺ ）≦０．８かつ０
．５≦ＣＨＣｌ、／ （ＣＨＣＩ、＋Ｃｃｐ４）≦１と
するのが好ましい。即ち、０．５〉（ＣＨＣｌ１３ ＋
ＣＣｌ４ ）／ （ＣＨＣＩ２２ ＋ＣＣｔ；＜ ａ
＋ ｃ ｉ ｚ ）となるとエツチング速度が急激に低
下して好ましくなく、０．８ ＜ （ＣＨＣＩ２． ＋
ＣＣＬ）／（ＣＨ（、ｅ、＋ＣＣＬ＋Ｃ１，）となると
堆積がエツチングよりも優勢となってエツチングが起こ
り難くなり好ましくない。そして、０．５ ＞ＣＨＣｆ
ｆｆ ／（ＣＨＣｌ１３ ＋ＣＣＬ ）となると側壁保
護の効果が小さ（なり好ましくないからである。
）ガスと四塩化炭素（ＣＣＸ、 ）ガスとクロロホルム
（ＣＨＣＩ３ ）ガスとの混合ガスを用いる場合、その
体積混合比は０．５≦（ＣＨＣｌ３＋ＣＣｌ，）／ （
ＣＨＣｌ１３ ＋ＣＣＬ ＋ＣＩＺ ）≦０．８かつ０
．５≦ＣＨＣｌ、／ （ＣＨＣＩ、＋Ｃｃｐ４）≦１と
するのが好ましい。即ち、０．５〉（ＣＨＣｌ１３ ＋
ＣＣｌ４ ）／ （ＣＨＣＩ２２ ＋ＣＣｔ；＜ ａ
＋ ｃ ｉ ｚ ）となるとエツチング速度が急激に低
下して好ましくなく、０．８ ＜ （ＣＨＣＩ２． ＋
ＣＣＬ）／（ＣＨ（、ｅ、＋ＣＣＬ＋Ｃ１，）となると
堆積がエツチングよりも優勢となってエツチングが起こ
り難くなり好ましくない。そして、０．５ ＞ＣＨＣｆ
ｆｆ ／（ＣＨＣｌ１３ ＋ＣＣＬ ）となると側壁保
護の効果が小さ（なり好ましくないからである。
本発明においては、エツチングガスとして塩素（Ｃｆ、
）ガスとクロロホルム（ＣＨＣＩ、）ガスとの混合ガ
スを用いる場合、その体積混合比は０．１≦ＣＨＣｆ
３ ／ （Ｃｆ ｚ ＋ ＣＨＣｌ ３ ） ≦０．
５とするのが好ましい。即ち、第３図に示すように（こ
こではＴａを例に挙げている）、０．１＞ＣＨＣｌ、ｘ
／ （Ｃｊ！ｚ ＋ＣＨＣｌ５ ）となるとＴａのエ
ツチング速度が急激に低下し、選択比が悪くなり、ＣＨ
（１，によるＴａ表面の自然酸化膜の除去が行い難くな
り好ましくなく、０．５＜ ＣＨＣｆ 。
）ガスとクロロホルム（ＣＨＣＩ、）ガスとの混合ガ
スを用いる場合、その体積混合比は０．１≦ＣＨＣｆ
３ ／ （Ｃｆ ｚ ＋ ＣＨＣｌ ３ ） ≦０．
５とするのが好ましい。即ち、第３図に示すように（こ
こではＴａを例に挙げている）、０．１＞ＣＨＣｌ、ｘ
／ （Ｃｊ！ｚ ＋ＣＨＣｌ５ ）となるとＴａのエ
ツチング速度が急激に低下し、選択比が悪くなり、ＣＨ
（１，によるＴａ表面の自然酸化膜の除去が行い難くな
り好ましくなく、０．５＜ ＣＨＣｆ 。
／ （Ｃｊ！ｚ ＋ＣＨＣ１ｘ ）となると堆積がエツ
チングよりも優勢になってエツチングされ難くなり選択
比も悪くなり好ましくないからである。
チングよりも優勢になってエツチングされ難くなり選択
比も悪くなり好ましくないからである。
本発明においては、プラズマエツチングする際のガス圧
力を０．１Ｔｏｒｒ以上０．３Ｔｏｒｒ以下とするのが
好ましい、即ち、第４図に示すように（Ｔａを例示）、
ガス圧力を０．１Ｔｏｒｒより小さくするとＴａのエツ
チング速度が急激に低下し選択比が悪くなり好ましくな
く、ガス圧力を０．３Ｔｏｒｒより大きくすると堆積が
エツチングよりも優勢になってエツチングされ難くなり
選択比も悪くなり好ましくないからである。
力を０．１Ｔｏｒｒ以上０．３Ｔｏｒｒ以下とするのが
好ましい、即ち、第４図に示すように（Ｔａを例示）、
ガス圧力を０．１Ｔｏｒｒより小さくするとＴａのエツ
チング速度が急激に低下し選択比が悪くなり好ましくな
く、ガス圧力を０．３Ｔｏｒｒより大きくすると堆積が
エツチングよりも優勢になってエツチングされ難くなり
選択比も悪くなり好ましくないからである。
本発明においては、高周波（１３，５６ＭＨｚ））放電
電力密度を０．６Ｗ／ｃｉｉ以上１．２Ｗ／ｄ以下とす
るのが好ましい。即ち、電力密度を０．６Ｗ／ｃｄより
小さくするとイオンエネルギーが小さ過ぎてエツチング
され難くなり好ましくなく、ガス圧力を１．２Ｗ／ｃｄ
より大きくするとＸ線マスク、ウェハー等にダメージを
与え易く、チャージアップし易くなり好ましくない。
電力密度を０．６Ｗ／ｃｉｉ以上１．２Ｗ／ｄ以下とす
るのが好ましい。即ち、電力密度を０．６Ｗ／ｃｄより
小さくするとイオンエネルギーが小さ過ぎてエツチング
され難くなり好ましくなく、ガス圧力を１．２Ｗ／ｃｄ
より大きくするとＸ線マスク、ウェハー等にダメージを
与え易く、チャージアップし易くなり好ましくない。
〔作用］
本発明では、側壁を保護する性質をもつガスを従来のエ
ツチングガス（ＣＺ、ガス＋ＣＣＺ、ガス）に添加する
ことによって達成される。側壁保護を促進するガスは、
その分子中に少なくとも１個の水素原子（Ｈ）を有する
有機塩素化物であればよい。例えばＣＨＣｌ３は、ＣＣ
Ｚ、と同一の分子構造をもっているが、その中で、塩素
原子１個が水素原子１個に置き替わっている。反応性イ
オンエツチングではエツチングガスを高周波放電により
分解し、これによって生じるイオンやラジカルを用いて
反応を進行させる。この時、ＣＨＣｌ、の分解によって
生成したＣＨ−等のラジカルはむしろ重合して、高分子
の有機膜を生成しようとする。これが第１図（ｂ）、（
Ｃ）に示す如く側壁保護膜５となる。その主成分は炭素
、水素及び塩素の連なった高分子有機膜（ポリ塩化ビニ
ル等）である。この高周波放電による高分子化について
は、例えば、Ａ、Ｒ，Ｗｅｓｔｗｏｏｄ；Ｇｌｏｗ Ｄ
ｉｓｃｈａｒｇｅ″Ｐｏｌｙｍａｒｉｚａｔｉｏｎ
、 Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕ
ｒｎａｌＶｏｌ、７（１９７１）３６３−３７５．等で
報告されている。
ツチングガス（ＣＺ、ガス＋ＣＣＺ、ガス）に添加する
ことによって達成される。側壁保護を促進するガスは、
その分子中に少なくとも１個の水素原子（Ｈ）を有する
有機塩素化物であればよい。例えばＣＨＣｌ３は、ＣＣ
Ｚ、と同一の分子構造をもっているが、その中で、塩素
原子１個が水素原子１個に置き替わっている。反応性イ
オンエツチングではエツチングガスを高周波放電により
分解し、これによって生じるイオンやラジカルを用いて
反応を進行させる。この時、ＣＨＣｌ、の分解によって
生成したＣＨ−等のラジカルはむしろ重合して、高分子
の有機膜を生成しようとする。これが第１図（ｂ）、（
Ｃ）に示す如く側壁保護膜５となる。その主成分は炭素
、水素及び塩素の連なった高分子有機膜（ポリ塩化ビニ
ル等）である。この高周波放電による高分子化について
は、例えば、Ａ、Ｒ，Ｗｅｓｔｗｏｏｄ；Ｇｌｏｗ Ｄ
ｉｓｃｈａｒｇｅ″Ｐｏｌｙｍａｒｉｚａｔｉｏｎ
、 Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕ
ｒｎａｌＶｏｌ、７（１９７１）３６３−３７５．等で
報告されている。
分子中に含まれる水素原子の個数は、高分子化に著しく
影響を与える０例えば、上記の例で、Ｃｆ（ｃｚ３の代
わりにＣＨ，（１，を用いるともはやエツチングは進行
しな（なるので、高分子膜の堆積がエツチングよりも優
勢になる。
影響を与える０例えば、上記の例で、Ｃｆ（ｃｚ３の代
わりにＣＨ，（１，を用いるともはやエツチングは進行
しな（なるので、高分子膜の堆積がエツチングよりも優
勢になる。
即ち、分子中に少なくとも１個の水素原子を有する有機
塩素化物をエツチングガス中に添加することによってＴ
ａ等の重金属が露出された側壁に極めて薄い高分子有機
膜が生成され、塩素ラジカルがＴａ表面を侵すことによ
る横方向のエツチングが阻止される。しかし、高エネル
ギーのイオンが入射することによって、高分子有機膜の
横方向への成長は抑制され、エツチングの進行とともに
垂直な側壁を保護するだけに止まる。
塩素化物をエツチングガス中に添加することによってＴ
ａ等の重金属が露出された側壁に極めて薄い高分子有機
膜が生成され、塩素ラジカルがＴａ表面を侵すことによ
る横方向のエツチングが阻止される。しかし、高エネル
ギーのイオンが入射することによって、高分子有機膜の
横方向への成長は抑制され、エツチングの進行とともに
垂直な側壁を保護するだけに止まる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図は本発明に係るエツチング方法の一実
施例を説明する図であり、第１図は一実施例のエツチン
グ方法を説明する図、第２図は一実施例の反応性イオン
エツチングを行う際の反応室を示す断面概略図である。
施例を説明する図であり、第１図は一実施例のエツチン
グ方法を説明する図、第２図は一実施例の反応性イオン
エツチングを行う際の反応室を示す断面概略図である。
これらの図において、ｌはＳｉ等からなる基板、２はＴ
ａ （Ｗでもよい）等からなる重金属薄膜、２ａは重金
属薄膜２がパターニングされた重金属薄膜パターン、３
はエツチング用マスクとなるレジストパターン、４はレ
ジストパターン３に形成された開口部、５は重金属薄膜
パターン２ａ側壁に形成された側壁保護膜、６は側壁保
護膜５間に形成された開口部、６は重金属薄膜パターン
２ａ間に形成された開口部、８は電極、９は高周波電源
、１０は真空系、１１は反応室、１２は四塩化炭素ガス
と塩素ガスとの混合ガス、１３はクロロホルム（ＣＨＣ
ｌ２３）ガス、１４は流量計である。
ａ （Ｗでもよい）等からなる重金属薄膜、２ａは重金
属薄膜２がパターニングされた重金属薄膜パターン、３
はエツチング用マスクとなるレジストパターン、４はレ
ジストパターン３に形成された開口部、５は重金属薄膜
パターン２ａ側壁に形成された側壁保護膜、６は側壁保
護膜５間に形成された開口部、６は重金属薄膜パターン
２ａ間に形成された開口部、８は電極、９は高周波電源
、１０は真空系、１１は反応室、１２は四塩化炭素ガス
と塩素ガスとの混合ガス、１３はクロロホルム（ＣＨＣ
ｌ２３）ガス、１４は流量計である。
次に、そのエツチング方法について説明する。
まず、第１図（ａ）に示すように、例えばスパッタ法に
より基板１上にＴａを堆積して膜厚が例えば１μｍの重
金属薄膜２を形成し、重金属薄膜２上にレジストを膜厚
が例えば０．５μｍで塗布した後、電子ビーム露光及び
現像によりレジストをバターニングしてエツチング用マ
スクとなるレジストパターン３を形成するとともに、開
口幅が例えば０．２〜０．３μｍの開口部４を形成する
。この時、開口部４内に重金属薄膜２が露出される。
より基板１上にＴａを堆積して膜厚が例えば１μｍの重
金属薄膜２を形成し、重金属薄膜２上にレジストを膜厚
が例えば０．５μｍで塗布した後、電子ビーム露光及び
現像によりレジストをバターニングしてエツチング用マ
スクとなるレジストパターン３を形成するとともに、開
口幅が例えば０．２〜０．３μｍの開口部４を形成する
。この時、開口部４内に重金属薄膜２が露出される。
次に、第２図に示すエツチング装置を用い、第１図（ｂ
）、（Ｃ）に示す如＜ＣＺＺガス、ＣＨＣｌ３ガス及び
ＣＣＺ、ガスの混合ガスによるプラズマＲＩＥによりレ
ジストパターン３を選択的にエツチングして重金属薄膜
パターン２ａを形成する。この時、重金属薄膜２側壁に
側壁保護膜５が堆積されながら重金属薄膜２がエツチン
グされ、最終的に重金属薄膜パターン２ａが形成される
と重金属薄膜パターン２ａ側壁に膜厚が０．０５〜０．
１μｍ程度の側壁保護膜５が形成される。そして、側壁
保護膜５間に開口部６が形成され、開口部６内に基板１
が露出される。なお、ここでの体積混合比はＣＨＣｌ３
／ （ＣＨＣｌｓ ＋Ｃｊ！ｚ）＝０．４であり、ガ
ス圧力は０，２ Ｔｏｒｒ、高周波（１３，５６ＭＨｚ
）電力密度は０．８ Ｗ／ｃｄである。
）、（Ｃ）に示す如＜ＣＺＺガス、ＣＨＣｌ３ガス及び
ＣＣＺ、ガスの混合ガスによるプラズマＲＩＥによりレ
ジストパターン３を選択的にエツチングして重金属薄膜
パターン２ａを形成する。この時、重金属薄膜２側壁に
側壁保護膜５が堆積されながら重金属薄膜２がエツチン
グされ、最終的に重金属薄膜パターン２ａが形成される
と重金属薄膜パターン２ａ側壁に膜厚が０．０５〜０．
１μｍ程度の側壁保護膜５が形成される。そして、側壁
保護膜５間に開口部６が形成され、開口部６内に基板１
が露出される。なお、ここでの体積混合比はＣＨＣｌ３
／ （ＣＨＣｌｓ ＋Ｃｊ！ｚ）＝０．４であり、ガ
ス圧力は０，２ Ｔｏｒｒ、高周波（１３，５６ＭＨｚ
）電力密度は０．８ Ｗ／ｃｄである。
そして、例えばＯＲプラズマによりレジストパターン３
を除去することにより、第１図（ｄ）に示すような基板
１上に形成された重金属薄膜パターン２ａを得ることが
できる。この時、側壁保護膜５も除去され、重金属薄膜
パターン２３間に開口部７が形成される。
を除去することにより、第１図（ｄ）に示すような基板
１上に形成された重金属薄膜パターン２ａを得ることが
できる。この時、側壁保護膜５も除去され、重金属薄膜
パターン２３間に開口部７が形成される。
すなわち、上記実施例では、エツチングガスとしてＣ１
２ガス、及びＣＨＣｌ、ガスの混合ガスを用い、重金属
薄膜２側壁に側壁保護［５を堆積させながら重金属薄膜
２をエツチングして重金属薄膜パターン２ａを形成する
ようにしている。このため、重金属薄膜２をバターニン
グする際、重金属薄膜２側壁に形成される側壁保護膜５
により重金属薄膜２側壁の保護を十分行うことができ、
重金属薄膜２側壁への横方向エツチングの進行を止める
ことができ、略垂直な側壁を有する重金属薄膜パターン
２ａを形成することができる。これについては、従来の
ＣＩ！２ガスとＣＣＺ、ガスの混合ガスによる場合テー
パ角度が８５度±５度であったのに対し、本発明では９
０度±２度にすることができることを確認した。そして
、本発明では、寸法精度０．０５μｍ以内で行うことが
できた。
２ガス、及びＣＨＣｌ、ガスの混合ガスを用い、重金属
薄膜２側壁に側壁保護［５を堆積させながら重金属薄膜
２をエツチングして重金属薄膜パターン２ａを形成する
ようにしている。このため、重金属薄膜２をバターニン
グする際、重金属薄膜２側壁に形成される側壁保護膜５
により重金属薄膜２側壁の保護を十分行うことができ、
重金属薄膜２側壁への横方向エツチングの進行を止める
ことができ、略垂直な側壁を有する重金属薄膜パターン
２ａを形成することができる。これについては、従来の
ＣＩ！２ガスとＣＣＺ、ガスの混合ガスによる場合テー
パ角度が８５度±５度であったのに対し、本発明では９
０度±２度にすることができることを確認した。そして
、本発明では、寸法精度０．０５μｍ以内で行うことが
できた。
なお、上記実施例では配線となる重金属薄膜パターン２
ａを形成する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、Ｘ線マスクのＸ線吸収体パタ
ーンとなる重金属薄膜パターンを形成する場合であって
もよい。
ａを形成する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、Ｘ線マスクのＸ線吸収体パタ
ーンとなる重金属薄膜パターンを形成する場合であって
もよい。
本発明によれば、重金属薄膜をバターニングする際、重
金属薄膜側壁の保護を十分行って重金属薄膜側壁への横
方向エツチングの進行を止めることができ、略垂直な側
壁を有する微細な重金属薄膜パターンを形成することが
できるという効果がある。
金属薄膜側壁の保護を十分行って重金属薄膜側壁への横
方向エツチングの進行を止めることができ、略垂直な側
壁を有する微細な重金属薄膜パターンを形成することが
できるという効果がある。
第１図及び第２図は本発明に係るエツチング方法の一実
施例を説明する図であり、 第１図は一実施例のエツチング方法を説明する図、 第２図は一実施例の反応性イオンエツチングを行う際の
反応室を示す断面概略図、 第３図及び第４図は本発明の詳細な説明する図、第５図
及び第６図は従来のエツチング方法を説明する図であり
、 第５図は従来例のエツチング方法を説明する図、第６図
は従来例の反応性イオンエンチングを行う際の反応室を
示す断面概略図、 第７図は従来例の課題を説明する図である。 ｌ・・・・・・基板、 ２・・・・・・重金Ｎ薄膜、 ２ａ・・・・・・重金属薄膜パターン、３・・・・・・
レジストパターン、 ４・・・・・・開口部、 ５・・・・・・側壁保護膜、 ６・・・・・・開口部、 ７・・・・・・開口部。 ＋−Ｉへへの寸Ｄ■ト 第 図 従来例のエツチング方法を説明する同 第 図 第 図
施例を説明する図であり、 第１図は一実施例のエツチング方法を説明する図、 第２図は一実施例の反応性イオンエツチングを行う際の
反応室を示す断面概略図、 第３図及び第４図は本発明の詳細な説明する図、第５図
及び第６図は従来のエツチング方法を説明する図であり
、 第５図は従来例のエツチング方法を説明する図、第６図
は従来例の反応性イオンエンチングを行う際の反応室を
示す断面概略図、 第７図は従来例の課題を説明する図である。 ｌ・・・・・・基板、 ２・・・・・・重金Ｎ薄膜、 ２ａ・・・・・・重金属薄膜パターン、３・・・・・・
レジストパターン、 ４・・・・・・開口部、 ５・・・・・・側壁保護膜、 ６・・・・・・開口部、 ７・・・・・・開口部。 ＋−Ｉへへの寸Ｄ■ト 第 図 従来例のエツチング方法を説明する同 第 図 第 図
Claims (6)
- （１）重金属または重金属化合物からなる被エッチング
膜をプラズマエッチングする方法において、 該プラズマエッチングする際のエッチングガスとして、
塩素（Ｃｌ＿２）ガスと水素（Ｈ）を含有する有機塩素
化物ガスとの混合ガス、または塩素ガスと四塩化炭素（
ＣＣｌ＿４）ガスと水素を含有する有機塩素化物ガスと
の混合ガス、あるいは塩素ガスと四塩化炭素ガスと水素
ガスとの混合ガスを用いることを特徴とするエッチング
方法。 - （２）前記被エッチング膜がタンタルからなり、前記水
素を含有する有機塩素化物がクロロホルムであることを
特徴とする請求項１記載のエッチング方法。 - （３）前記エッチングガスとして塩素（Ｃｌ＿２）ガス
と四塩化炭素（ＣＣｌ＿４）ガスとクロロホルム（ＣＨ
Ｃｌ＿３）ガスとの混合ガスを用い、その体積混合比を
０．５≦（ＣＨＣｌ＿３＋ ＣＣｌ＿４）／（ＣＨＣｌ
＿３＋ＣＣｌ＿４＋Ｃｌ＿２）≦０．８かつ０．５≦Ｃ
ＨＣｌ＿３／（ＣＨＣｌ＿３＋ＣＣｌ＿４）≦１とする
ことを特徴とする請求項２記載のエッチング方法。 - （４）前記エッチングガスとして塩素（Ｃｌ＿２）ガス
とクロロホルム（ＣＨＣｌ＿４）ガスとの混合ガスを用
い、その体積混合比を０．１≦ＣＨＣｌ＿３／（Ｃｌ＿
２＋ＣＨＣｌ＿３）≦０．５とすることを特徴とする請
求項２記載のエッチング方法。 - （５）前記プラズマエッチングする際のガス圧力を０．
１Ｔｏｒｒ以上０．３Ｔｏｒｒ以下とすることを特徴と
する請求項２〜４記載のエッチング方法。 - （６）前記プラズマエッチングする際の高周波（１３．
５６ＭＨｚ）放電電力密度を０．６Ｗ／ｃｍ＾２以上１
．２Ｗ／ｃｍ＾２以下とすることを特徴とする請求項２
〜４記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18181190A JPH0467624A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18181190A JPH0467624A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0467624A true JPH0467624A (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=16107251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18181190A Pending JPH0467624A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0467624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5397433A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-14 | Vlsi Technology, Inc. | Method and apparatus for patterning a metal layer |
| US5595941A (en) * | 1994-06-01 | 1997-01-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming fine patterns |
| KR100230981B1 (ko) * | 1996-05-08 | 1999-11-15 | 김광호 | 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP18181190A patent/JPH0467624A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5397433A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-14 | Vlsi Technology, Inc. | Method and apparatus for patterning a metal layer |
| US5595941A (en) * | 1994-06-01 | 1997-01-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming fine patterns |
| US5688723A (en) * | 1994-06-01 | 1997-11-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming fine patterns |
| US5710066A (en) * | 1994-06-01 | 1998-01-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming fine patterns |
| KR100230981B1 (ko) * | 1996-05-08 | 1999-11-15 | 김광호 | 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 |
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