JPH0643638B2 - アルミニウム膜のエツチング方法 - Google Patents
アルミニウム膜のエツチング方法Info
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- JPH0643638B2 JPH0643638B2 JP60207978A JP20797885A JPH0643638B2 JP H0643638 B2 JPH0643638 B2 JP H0643638B2 JP 60207978 A JP60207978 A JP 60207978A JP 20797885 A JP20797885 A JP 20797885A JP H0643638 B2 JPH0643638 B2 JP H0643638B2
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- Japan
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- aluminum film
- etching
- aluminum
- sample
- film
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アルミニウム膜をエッチングする新規な方法
に関するものである。
に関するものである。
［発明の背景］ 昨今の電子工学の発達に伴ない種々の機能を有する集積
回路が開発されており、これらの集積回路の配線には種
々の金属が用いられている。
回路が開発されており、これらの集積回路の配線には種
々の金属が用いられている。
このなかで、アルミニウム蒸着膜は広く配線材料として
使用されており、所望の配線パターンにエッチングされ
使用されている。
使用されており、所望の配線パターンにエッチングされ
使用されている。
上記のような基板上に設けられたアルミニウム膜のエッ
チング方法には、湿式法と乾式法とがあるが、最近は精
度の高い微細加工を有利に行なうことができる乾式法が
利用されることが多い。
チング方法には、湿式法と乾式法とがあるが、最近は精
度の高い微細加工を有利に行なうことができる乾式法が
利用されることが多い。
乾式法としては、一般にイオンエッチング方法およびプ
ラズマエッチング方法が知られている。
ラズマエッチング方法が知られている。
例えば、特公昭５５−６１０８号公報には、エッチング
ガスとして三塩化ホウ素を用いてアルミニウムあるいは
アルミニウムベース合金をエッチングする方法が開示さ
れている。この公報に開示されている発明は、従来より
利用されているアルミニウムのエッチング方法を改良し
てなるものであるが、昨今の高集積化に対応すべく、さ
らに改善が要求されている。
ガスとして三塩化ホウ素を用いてアルミニウムあるいは
アルミニウムベース合金をエッチングする方法が開示さ
れている。この公報に開示されている発明は、従来より
利用されているアルミニウムのエッチング方法を改良し
てなるものであるが、昨今の高集積化に対応すべく、さ
らに改善が要求されている。
上記公報の開示されている発明以外にも、従来から利用
されているアルミニウム膜のエッチング方法は、同様な
理由からさらに改善が要求されている。
されているアルミニウム膜のエッチング方法は、同様な
理由からさらに改善が要求されている。
［発明の目的］ 本発明は、従来のアルミニウム膜のエッチング方法とは
異なる原理に基づくアルミニウム膜のエッチング方法を
提供することを目的とする。
異なる原理に基づくアルミニウム膜のエッチング方法を
提供することを目的とする。
［発明の要旨］ 本発明は、ＢＣｌ３に、１ｍＪ／shot／ｃｍ２以上のエ
ネルギーを有するＡｒＦエキシマレーザー光をパルス照
射して、その少なくとも一部を分解し、その光分解生成
物をアルミニウム膜のエッチング予定部分に接触させる
ことを特徴とするアルミニウム膜のエッチング方法にあ
る。
ネルギーを有するＡｒＦエキシマレーザー光をパルス照
射して、その少なくとも一部を分解し、その光分解生成
物をアルミニウム膜のエッチング予定部分に接触させる
ことを特徴とするアルミニウム膜のエッチング方法にあ
る。
［発明の効果］ 本発明は、アルミニウム膜のエッチングに関して従来か
ら知られているイオンエッチング方法およびプラズマエ
ッチング方法などのエッチング方法に代わる新規なエッ
チング方法である。
ら知られているイオンエッチング方法およびプラズマエ
ッチング方法などのエッチング方法に代わる新規なエッ
チング方法である。
本発明のエッチング方法は、反応系に高エネルギー粒子
を含まず、反応条件が穏和であるので、従来問題とされ
ていた反応系に含まれる高エネルギーイオンによる下層
の素子への照射損傷が少ないなどの利点があり、ますま
す高集積化される傾向にある集積回路のアルミニウム膜
のエッチング方法として好適である。
を含まず、反応条件が穏和であるので、従来問題とされ
ていた反応系に含まれる高エネルギーイオンによる下層
の素子への照射損傷が少ないなどの利点があり、ますま
す高集積化される傾向にある集積回路のアルミニウム膜
のエッチング方法として好適である。
［発明の詳細な記述］ 本発明は、基本的には光分解性塩素含有物質であるＢＣ
ｌ３に特定波長の光線を照射してこのＢＣｌ３の少なく
とも一部を分解し、その光分解生成物をアルミニウム膜
のエッチング予定部分に接触させることを特徴とするア
ルミニウム膜のエッチングする方法である。
ｌ３に特定波長の光線を照射してこのＢＣｌ３の少なく
とも一部を分解し、その光分解生成物をアルミニウム膜
のエッチング予定部分に接触させることを特徴とするア
ルミニウム膜のエッチングする方法である。
エッチングの対象であるアルミニウム膜は、アルミニウ
ムあるいはアルミニウムを主成分とする合金の膜である
（本発明において特に限定しない限り「アルミニウム
膜」とは、この両者を総称するものとする）。このよう
なアルミニウム膜の例としては、、窒化シリコン膜やシ
リコン配線が膜上に蒸着されたアルミニウム蒸着膜を挙
げることができる。
ムあるいはアルミニウムを主成分とする合金の膜である
（本発明において特に限定しない限り「アルミニウム
膜」とは、この両者を総称するものとする）。このよう
なアルミニウム膜の例としては、、窒化シリコン膜やシ
リコン配線が膜上に蒸着されたアルミニウム蒸着膜を挙
げることができる。
本発明のエッチング方法の対象であるアルミニウム膜の
厚さは、通常は１０μｍ以下である。
厚さは、通常は１０μｍ以下である。
通常、アルミニウム膜表面にはアルミニウムの酸化皮膜
が形成されアルミニウム金属を保護している。エッチン
グに際しても、この酸化皮膜が所望の反応を阻止するよ
うに作用する。しかしながら、本発明者の検討による
と、本発明のエッチング方法において、光分解性塩素含
有物質としてＢＣｌ３を使用するとアルミニウム膜表面
に形成されている酸化皮膜の影響が少なく、特に有効に
アルミニウムのエッチングを行なうことができることが
判明した。従って、本発明のエッチング方法の際に使用
する光分解性塩素含有物質としてはＢＣｌ３であること
が必要である。
が形成されアルミニウム金属を保護している。エッチン
グに際しても、この酸化皮膜が所望の反応を阻止するよ
うに作用する。しかしながら、本発明者の検討による
と、本発明のエッチング方法において、光分解性塩素含
有物質としてＢＣｌ３を使用するとアルミニウム膜表面
に形成されている酸化皮膜の影響が少なく、特に有効に
アルミニウムのエッチングを行なうことができることが
判明した。従って、本発明のエッチング方法の際に使用
する光分解性塩素含有物質としてはＢＣｌ３であること
が必要である。
なお、ＢＣｌ３は、単独であっても他の光分解性塩素含
有物質と混合して使用することができる。さらに、アル
ミニウムと実質的に反応性を有していない気体で希釈し
て使用することもできる。
有物質と混合して使用することができる。さらに、アル
ミニウムと実質的に反応性を有していない気体で希釈し
て使用することもできる。
ＢＣｌ３は、アルミニウム膜を有するエッチング対象物
が配置された反応装置内に導入される。このときのＢＣ
ｌ３の圧力はアルミニウム膜の厚さ、照射する光線の種
類等を考慮して適宜設定することができる。通常は、１
Ｐａ（１／１３３トール）〜２×１０５Ｐａ（（２×１
０５）／１３３トール）の範囲内とする。
が配置された反応装置内に導入される。このときのＢＣ
ｌ３の圧力はアルミニウム膜の厚さ、照射する光線の種
類等を考慮して適宜設定することができる。通常は、１
Ｐａ（１／１３３トール）〜２×１０５Ｐａ（（２×１
０５）／１３３トール）の範囲内とする。
このようなＢＣｌ３に特定波長の光線としてＡｒＦエキ
シマレーザーをパルス照射して分解し、この光分解の生
成物をアルミニウム膜と接触させることによりアルミニ
ウムの塩化物を生成させ、これをアルミニウム膜表面か
ら除去する。
シマレーザーをパルス照射して分解し、この光分解の生
成物をアルミニウム膜と接触させることによりアルミニ
ウムの塩化物を生成させ、これをアルミニウム膜表面か
ら除去する。
また、アルミニウム膜の光照射部分の温度上昇または照
射部分の原子が化学的に活性化され、その部分の反応速
度が他の部分と比べて大きくなることを利用して、光照
射部分のみをエッチングすることもできる。
射部分の原子が化学的に活性化され、その部分の反応速
度が他の部分と比べて大きくなることを利用して、光照
射部分のみをエッチングすることもできる。
光線の発生源の例としては、ＡｒＦエキシマレーザー光
発生装置挙げることできる。
発生装置挙げることできる。
ＡｒＦエキシマレーザー光の波長は１９３ｎｍである。
ＡｒＦエキシマレーザー光のエネルギーは１ｍＪ／shot
／ｃm2以上のものである。１ｍＪ／shot／ｃm2に満たな
いエネルギーのＡｒＦエキシマレーザー光を使用した場
合にはＢＣｌ３の分解が有効に進行しないことがあり、
供給される塩素の量が少なくなるのでエッチング速度が
著しく低下することがある。
／ｃm2以上のものである。１ｍＪ／shot／ｃm2に満たな
いエネルギーのＡｒＦエキシマレーザー光を使用した場
合にはＢＣｌ３の分解が有効に進行しないことがあり、
供給される塩素の量が少なくなるのでエッチング速度が
著しく低下することがある。
エッチングの際のアルミニウム膜の温度は、適宜設定す
ることができるが、通常は室温から３００℃の以下の温
度範囲に設定される。
ることができるが、通常は室温から３００℃の以下の温
度範囲に設定される。
エッチング時間は、アルミニウム膜の厚さなどを考慮し
て適宜設定することができる。
て適宜設定することができる。
本発明のエッチング方法は、ＢＣｌ３を光分解させ、そ
の光分解物をアルミニウム膜に接触させて反応させるこ
とにより達成されるので、アルミニウム膜表面に衝突す
る高エネルギー粒子がないので下層の素子を損傷するこ
と少ない。またホトレジストあるいはこの代わりに使用
するマスクの損傷も少ない。
の光分解物をアルミニウム膜に接触させて反応させるこ
とにより達成されるので、アルミニウム膜表面に衝突す
る高エネルギー粒子がないので下層の素子を損傷するこ
と少ない。またホトレジストあるいはこの代わりに使用
するマスクの損傷も少ない。
本発明のエッチング方法は、このような利点を有するの
で、高密度集積化されている集積回路の製造分野に有利
に利用することができる。
で、高密度集積化されている集積回路の製造分野に有利
に利用することができる。
次に本発明の実施例を記載する。
［実施例１］ 試料の調製 結晶Ｓｉ板上に常法に従ってＡｌを蒸着した。Ａｌの蒸
着膜の厚さは２０００Åであった。
着膜の厚さは２０００Åであった。
装置の説明 本発明の実施例で使用したエッチング装置と分析装置と
が一体化された装置を第１図に示す。
が一体化された装置を第１図に示す。
この装置は、基本的には反応部１と誘導部２そして分析
部３よりなる。
部３よりなる。
反応部１には、頂部に試料４が載置された上下に動くム
ービンロッド５が備えられている。
ービンロッド５が備えられている。
そして、反応部１の壁面の一部には石英ガラス窓６が設
けられており、反応部１の外部に位置するＡｒＦエキシ
マレーザー光発生装置７から発生されたレーザー光を石
英ガラス窓６を通して試料４に照射することができるよ
うにされている。
けられており、反応部１の外部に位置するＡｒＦエキシ
マレーザー光発生装置７から発生されたレーザー光を石
英ガラス窓６を通して試料４に照射することができるよ
うにされている。
また、反応部１には気体導入管８と気体排出口９とが備
えられており、気体排出口９は真空ポンプ（図示なし）
と連結されている。従って、反応部１内部の気体を真空
ポプで排出しながら気体導入口８からＢＣｌ３を導入す
ることにより反応部１の内部に充填される気体の種類お
よび圧力を調整することができる。
えられており、気体排出口９は真空ポンプ（図示なし）
と連結されている。従って、反応部１内部の気体を真空
ポプで排出しながら気体導入口８からＢＣｌ３を導入す
ることにより反応部１の内部に充填される気体の種類お
よび圧力を調整することができる。
反応部１と分析部３とは、誘導部２により連結されてい
る。そして、反応部１と誘導部２、誘導部２と分析部３
とは、それぞれ隔壁１０ａ，１０ｂで区画されている。
また、誘導部２にも真空ポンプ（図示なし）に連結され
た気体排出口１１が設けられている。
る。そして、反応部１と誘導部２、誘導部２と分析部３
とは、それぞれ隔壁１０ａ，１０ｂで区画されている。
また、誘導部２にも真空ポンプ（図示なし）に連結され
た気体排出口１１が設けられている。
分析部３は、具体的にはその場観察Ｘ線光電子分光法
（ＸＰＳ）により試料４の表面の分析が可能なＸ線光電
子分光装置である。
（ＸＰＳ）により試料４の表面の分析が可能なＸ線光電
子分光装置である。
すなわち、破線で示された位置の試料の表面にＸ線を照
射するＸ線源１２と、Ｘ線が照射された試料の表面から
放出される光電子の結合エネルギー状態を分析する結合
エネルギー分析手段１３からなる。
射するＸ線源１２と、Ｘ線が照射された試料の表面から
放出される光電子の結合エネルギー状態を分析する結合
エネルギー分析手段１３からなる。
分析部３もまた真空ポンプ（図示なし）に連結された気
体排出口１４を有する。
体排出口１４を有する。
この装置を利用することによって、大気などの影響を受
けることなくエッチングされた試料の表面の状態を分析
することができる。
けることなくエッチングされた試料の表面の状態を分析
することができる。
エッチング操作 上記の方法で調製した試料４を第１図に示すようにムー
ビングロッド５の頂部に載置し、ムービングロッド５を
操作して試料を分析部３に移動させて、試料表面にＸ線
源１２からＸ線を照射して試料表面の分析を行なった。
ビングロッド５の頂部に載置し、ムービングロッド５を
操作して試料を分析部３に移動させて、試料表面にＸ線
源１２からＸ線を照射して試料表面の分析を行なった。
第２図の（１）にこのときのＸＰＳの測定チャートを示
す。
す。
チャート（１）の結合エネルギー１２１ｅＶのピークは
Ａｌ２Ｏ３のＡｌのピーク、１１８ｅＶのピークは、ア
ルミニウム金属のＡｌのピークである。
Ａｌ２Ｏ３のＡｌのピーク、１１８ｅＶのピークは、ア
ルミニウム金属のＡｌのピークである。
そして、１０５〜１１０ｅＶの間にＳｉのピークが現れ
ないことから試料表面全体がアルミニウム蒸着膜で覆わ
れていることがわかる。
ないことから試料表面全体がアルミニウム蒸着膜で覆わ
れていることがわかる。
次に、試料４を反応部１に戻し、気体排出口９から反応
部１の内部の気体を排出しながら気体導入口８から純度
９９．９９９９％のＢＣｌ３を導入し反応部１の内部の
気体をＢＣｌ３で置換し、そして内部圧力を６０トール
（６０×１３３Ｐａ）に調節した。
部１の内部の気体を排出しながら気体導入口８から純度
９９．９９９９％のＢＣｌ３を導入し反応部１の内部の
気体をＢＣｌ３で置換し、そして内部圧力を６０トール
（６０×１３３Ｐａ）に調節した。
この状態で試料４を５分間放置した後、ムービングロッ
ド５を上昇させて試料４を誘導部２に移動し、隔壁１０
ａおよび１０ｂにより反応部１および分析部３との流通
を遮断し誘導部２内にある気体（主としてＢＣｌ３）を
気体排出口１１から排出除去した。
ド５を上昇させて試料４を誘導部２に移動し、隔壁１０
ａおよび１０ｂにより反応部１および分析部３との流通
を遮断し誘導部２内にある気体（主としてＢＣｌ３）を
気体排出口１１から排出除去した。
その後、隔壁１０ｂを開放し試料４を分析部３に移動さ
せて、上記と同様にして試料の分析を行なった。
せて、上記と同様にして試料の分析を行なった。
第２図の（２）にこのときのＸＰＳの測定チャートを示
す。
す。
得られたチャート（２）を見ると、（１）のチャートと
同様にＡｌ２Ｏ３のＡｌのピークが結合エネルギー１２
１ｅＶの位置に、アルミニウム金属のＡｌのピークが１
１８ｅＶの位置に確認された。すなわち、アルミニウム
蒸着膜が依然として存在していることが確認された。た
だし、結合エネルギー２００ｅＶの位置にわずかに吸着
塩素のピークが観察される。
同様にＡｌ２Ｏ３のＡｌのピークが結合エネルギー１２
１ｅＶの位置に、アルミニウム金属のＡｌのピークが１
１８ｅＶの位置に確認された。すなわち、アルミニウム
蒸着膜が依然として存在していることが確認された。た
だし、結合エネルギー２００ｅＶの位置にわずかに吸着
塩素のピークが観察される。
再び、試料４を反応部１に移動させ、今度はＡｒＦエキ
シマレーザー発生装置７から周波数１０Ｈｚ、エネルギ
ー２０ｍＪ／shot／ｃm2、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキ
シマレーザー光を石英ガラス窓６から反応部１内に照射
した。照射時間は３０分間である。
シマレーザー発生装置７から周波数１０Ｈｚ、エネルギ
ー２０ｍＪ／shot／ｃm2、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキ
シマレーザー光を石英ガラス窓６から反応部１内に照射
した。照射時間は３０分間である。
３０分経過後、上記と同様にして試料４を分析部３に移
動させて上記と同様にして試料の表面の分析を行なっ
た。
動させて上記と同様にして試料の表面の分析を行なっ
た。
第２図の（３）にこのときのin-situ ＸＰＳの測定チャ
ートを示す。
ートを示す。
得られたチャート（３）を検討すると（１）および
（２）のチャートに存在していたＡｌ２Ｏ３のＡｌの１
２１ｅＶの位置ピークおよびアルミニウム金属のＡｌの
１１８ｅＶの位置のピークの双方が消失し、代わりに結
合エネルギー１０４ｅＶの位置にＳｉのピークが現れ
た。
（２）のチャートに存在していたＡｌ２Ｏ３のＡｌの１
２１ｅＶの位置ピークおよびアルミニウム金属のＡｌの
１１８ｅＶの位置のピークの双方が消失し、代わりに結
合エネルギー１０４ｅＶの位置にＳｉのピークが現れ
た。
このチャートは、ＡｒＦエキシマレーザー光の照射によ
りＢＣｌ３が分解し、発生した塩素により厚さ２０００
Åのアルムニウム蒸着膜が全て除去されたことを意味し
ている。
りＢＣｌ３が分解し、発生した塩素により厚さ２０００
Åのアルムニウム蒸着膜が全て除去されたことを意味し
ている。
なお、結合エネルギー１９０〜１９５ｅＶ付近のピーク
はＢ２Ｏ３およびＢＣｌＳｉ２のホウ素のピークであ
る。
はＢ２Ｏ３およびＢＣｌＳｉ２のホウ素のピークであ
る。
なお、確認の為に上記の試料４を測定室内に けられた
アルゴンイオン銃（図示なし）により１０秒間（チャー
ト（４））、１分間（チャート（５））、５分間（チャ
ート（６））アルゴンイオンエッチングを行なったが、
Ａｌのピークは観察されなかった。すなわち、チャート
（３）におけるＡｌのピークの消失が、アルミニウム蒸
着膜上にシリコンが析出したことによる消失ではなく、
アルミニウム蒸着膜がエッチングにより除去されたこと
によるものであることが確認された。
アルゴンイオン銃（図示なし）により１０秒間（チャー
ト（４））、１分間（チャート（５））、５分間（チャ
ート（６））アルゴンイオンエッチングを行なったが、
Ａｌのピークは観察されなかった。すなわち、チャート
（３）におけるＡｌのピークの消失が、アルミニウム蒸
着膜上にシリコンが析出したことによる消失ではなく、
アルミニウム蒸着膜がエッチングにより除去されたこと
によるものであることが確認された。
第１図は、本発明の実施例で使用したエッチング装置と
分析装置とが一体化された装置を模式的に示す図であ
る。 第２図は、試料表面のＸＰＳによる測定チャートであ
る。 １：反応部、２：誘導部、３：分析部、４：試料、５：
ムービングロッド、６：石英ガラス窓、７：ＡｒＦエキ
シマレーザー発生装置、８：気体導入管、９，１１，１
４：気体排出口、１０ａ，１０ｂ：隔壁、１２：Ｘ線
源、１３：結合エネルギー分析手段
分析装置とが一体化された装置を模式的に示す図であ
る。 第２図は、試料表面のＸＰＳによる測定チャートであ
る。 １：反応部、２：誘導部、３：分析部、４：試料、５：
ムービングロッド、６：石英ガラス窓、７：ＡｒＦエキ
シマレーザー発生装置、８：気体導入管、９，１１，１
４：気体排出口、１０ａ，１０ｂ：隔壁、１２：Ｘ線
源、１３：結合エネルギー分析手段
Claims (3)
- 【請求項１】ＢＣｌ３に、１ｍＪ／shot／ｃｍ２以上の
エネルギーを有するＡｒＦエキシマレーザー光をパルス
照射して、その少なくとも一部を分解し、その光分解生
成物をアルミニウム膜のエッチング予定部分に接触させ
ることを特徴とするアルミニウム膜のエッチング方法。 - 【請求項２】アルミニウム膜の光照射部分の温度上昇ま
たは照射部分の原子が化学的に活性化され、その部分の
反応速度が他の部分と比べて大きくなることを利用した
光照射部分のみがエッチングされる特許請求の範囲第１
項記載のエッチング方法。 - 【請求項３】反応系の圧力が１Ｐａ〜２×１０５Ｐａの
範囲内にある特許請求の範囲第１項記載のエッチング方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207978A JPH0643638B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | アルミニウム膜のエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207978A JPH0643638B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | アルミニウム膜のエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270585A JPS6270585A (ja) | 1987-04-01 |
| JPH0643638B2 true JPH0643638B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16548652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207978A Expired - Lifetime JPH0643638B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | アルミニウム膜のエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643638B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018221188A1 (de) * | 2018-12-07 | 2020-06-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum in situ Schutz einer Aluminiumschicht und optische Anordnung für den VUV-Wellenlängenbereich |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4260649A (en) * | 1979-05-07 | 1981-04-07 | The Perkin-Elmer Corporation | Laser induced dissociative chemical gas phase processing of workpieces |
| JPS55160431A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-13 | Fujitsu Ltd | Method for etching treatment |
| JPS5990930A (ja) * | 1982-11-17 | 1984-05-25 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法及び装置 |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60207978A patent/JPH0643638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6270585A (ja) | 1987-04-01 |
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