JPH08274073A - アルミニウム系金属膜のエッチング方法 - Google Patents
アルミニウム系金属膜のエッチング方法Info
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- JPH08274073A JPH08274073A JP7074980A JP7498095A JPH08274073A JP H08274073 A JPH08274073 A JP H08274073A JP 7074980 A JP7074980 A JP 7074980A JP 7498095 A JP7498095 A JP 7498095A JP H08274073 A JPH08274073 A JP H08274073A
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- 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
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/26—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials
- H10P50/264—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials by chemical means
- H10P50/266—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials by chemical means by vapour etching only
- H10P50/267—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials by chemical means by vapour etching only using plasmas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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】
【目的】 本発明は、既存のエッチング装置でアルミニ
ウム系金属膜をエッチングする際に、残渣の発生を無く
し、レジスト膜および下地の酸化シリコン膜の削れ量を
低減して、アルミニウム系金属膜加工の高品質化を図
る。 【構成】 ドライエッチングによりアルミニウム系金属
膜15を加工する際のエッチングガスに、三塩化ホウ素と
希ガスと塩素とを混合したガスを用いる。また基板11に
は、第１工程で、残渣となる合金粒18がエッチング除去
されかつアルミニウム系金属膜15が異方性エッチングさ
れる高周波電力が印加され、第２工程で、下地の酸化シ
リコン膜12が露出した時点またはその直前から、第１工
程の印加量よりも小さくかつアルミニウム系金属膜15が
異方性エッチングされる下限以上で酸化シリコン膜12に
対してエッチング選択性を有する高周波電力が印加され
る。
ウム系金属膜をエッチングする際に、残渣の発生を無く
し、レジスト膜および下地の酸化シリコン膜の削れ量を
低減して、アルミニウム系金属膜加工の高品質化を図
る。 【構成】 ドライエッチングによりアルミニウム系金属
膜15を加工する際のエッチングガスに、三塩化ホウ素と
希ガスと塩素とを混合したガスを用いる。また基板11に
は、第１工程で、残渣となる合金粒18がエッチング除去
されかつアルミニウム系金属膜15が異方性エッチングさ
れる高周波電力が印加され、第２工程で、下地の酸化シ
リコン膜12が露出した時点またはその直前から、第１工
程の印加量よりも小さくかつアルミニウム系金属膜15が
異方性エッチングされる下限以上で酸化シリコン膜12に
対してエッチング選択性を有する高周波電力が印加され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の配線の形
成方法に利用されるもので、特にはアルミニウム系金属
膜をドライエッチングして形成するアルミニウム系金属
膜のエッチング方法に関するものである。
成方法に利用されるもので、特にはアルミニウム系金属
膜をドライエッチングして形成するアルミニウム系金属
膜のエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のアルミニウム系配線
は、その微細化にともなって、エッチングマスクとなる
レジスト膜の薄膜化や、添加物の高濃度化（例えばアル
ミニウム−シリコン−銅合金やアルミニウム−銅合金中
の銅の濃度の増加）および高温処理によるカバリッジ改
善等が要求されている。その一つとして、アルミニウム
中にシリコンや銅等を添加したアルミニウム系金属膜を
用いる方法がある。
は、その微細化にともなって、エッチングマスクとなる
レジスト膜の薄膜化や、添加物の高濃度化（例えばアル
ミニウム−シリコン−銅合金やアルミニウム−銅合金中
の銅の濃度の増加）および高温処理によるカバリッジ改
善等が要求されている。その一つとして、アルミニウム
中にシリコンや銅等を添加したアルミニウム系金属膜を
用いる方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
（１）に示すようなアルミニウム中にシリコンや銅等を
添加したアルミニウム系金属膜４１では、シリコンや銅
等の添加物を増やせば、当然のことながら残渣の原因と
なる２元系合金粒４２やいわゆるノジュールが増加す
る。そのため、図４の（２）に示すように、イオンエネ
ルギーが低い状態（例えば、３１０ｅＶ程度）でエッチ
ングを行った場合、残渣４３が生じてしまう。この残渣
を生じることなく、アルミニウム系金属膜４１のエッチ
ング加工を行うことは難しい。また残渣４３の原因とな
る２元系合金粒（４２）やノジュールは高温処理によっ
て多く発生する。
（１）に示すようなアルミニウム中にシリコンや銅等を
添加したアルミニウム系金属膜４１では、シリコンや銅
等の添加物を増やせば、当然のことながら残渣の原因と
なる２元系合金粒４２やいわゆるノジュールが増加す
る。そのため、図４の（２）に示すように、イオンエネ
ルギーが低い状態（例えば、３１０ｅＶ程度）でエッチ
ングを行った場合、残渣４３が生じてしまう。この残渣
を生じることなく、アルミニウム系金属膜４１のエッチ
ング加工を行うことは難しい。また残渣４３の原因とな
る２元系合金粒（４２）やノジュールは高温処理によっ
て多く発生する。
【０００４】従来のアルミニウム配線加工プロセスで
は、アルミニウム系金属膜４１中の添加物に起因したエ
ッチング残渣が発生した場合、図４の（３）に示すよう
に、単純にエッチング時のイオンエネルギーを高めるこ
とでスパッタエッチングの作用を大きくして、残渣を除
去していた。その場合、レジストパターン４４の削れ量
も多くなるために、十分に厚いレジスト膜を形成する必
要があった。一方、下地となる層間絶縁膜４５の削れ量
が増えるため、層間絶縁膜の薄いデバイスには適用でき
なかった。
は、アルミニウム系金属膜４１中の添加物に起因したエ
ッチング残渣が発生した場合、図４の（３）に示すよう
に、単純にエッチング時のイオンエネルギーを高めるこ
とでスパッタエッチングの作用を大きくして、残渣を除
去していた。その場合、レジストパターン４４の削れ量
も多くなるために、十分に厚いレジスト膜を形成する必
要があった。一方、下地となる層間絶縁膜４５の削れ量
が増えるため、層間絶縁膜の薄いデバイスには適用でき
なかった。
【０００５】現在、半導体デバイスはより薄いレジスト
を用いて微細パターンを形成する方向に進んでいる。そ
のため、下地の層間絶縁膜の削れによる局所段差が拡大
する方向にある。そこで、エッチングにおける下地の層
間絶縁膜の削れ量をできるだけ少なくすることが要求さ
れている。また、残渣による下地の層間絶縁膜への転写
もないことが望ましいことは言うまでもない。
を用いて微細パターンを形成する方向に進んでいる。そ
のため、下地の層間絶縁膜の削れによる局所段差が拡大
する方向にある。そこで、エッチングにおける下地の層
間絶縁膜の削れ量をできるだけ少なくすることが要求さ
れている。また、残渣による下地の層間絶縁膜への転写
もないことが望ましいことは言うまでもない。
【０００６】一方、上記問題点を解決すべく、エッチン
グガスに反応性ガス（例えば窒素，臭化水素等）を添加
する方法も提案されているが、レジスト膜を保護する効
果が高いガスほど、いわゆるパーティクルの発生量が増
大する。勿論、エッチング装置の改善によって、パーテ
ィクルの発生量を低減することは可能ではあるが、その
ためには、装置コストが高くなる。また、単純にイオン
エネルギーを高めるのではなく、逆にエッチング雰囲気
中のラジカル密度を下げることでも残渣は低減できる。
しかし、残渣の除去性を第一にして、イオンエネルギー
とラジカル密度のバランスをとると、アルミニウム金属
膜のエッチング速度が低下してしまい、結果としてエッ
チングマスクとなるレジスト膜との選択比が低下するこ
とになり、好ましくない。
グガスに反応性ガス（例えば窒素，臭化水素等）を添加
する方法も提案されているが、レジスト膜を保護する効
果が高いガスほど、いわゆるパーティクルの発生量が増
大する。勿論、エッチング装置の改善によって、パーテ
ィクルの発生量を低減することは可能ではあるが、その
ためには、装置コストが高くなる。また、単純にイオン
エネルギーを高めるのではなく、逆にエッチング雰囲気
中のラジカル密度を下げることでも残渣は低減できる。
しかし、残渣の除去性を第一にして、イオンエネルギー
とラジカル密度のバランスをとると、アルミニウム金属
膜のエッチング速度が低下してしまい、結果としてエッ
チングマスクとなるレジスト膜との選択比が低下するこ
とになり、好ましくない。
【０００７】本発明は、既存のエッチング装置で、アル
ミニウム系金属膜を高品質に加工することを可能とする
アルミニウム系金属膜のエッチング方法を提供すること
を目的とする。
ミニウム系金属膜を高品質に加工することを可能とする
アルミニウム系金属膜のエッチング方法を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたアルミニウム系金属膜のエッチン
グ方法である。すなわち、ドライエッチングによってア
ルミニウム系金属膜を加工する際のエッチングガスに三
塩化ホウ素と希ガスと塩素とからなる混合ガスを用い
る。
成するためになされたアルミニウム系金属膜のエッチン
グ方法である。すなわち、ドライエッチングによってア
ルミニウム系金属膜を加工する際のエッチングガスに三
塩化ホウ素と希ガスと塩素とからなる混合ガスを用い
る。
【０００９】また基板に高周波電力を印加しながらドラ
イエッチングすることによってアルミニウム系金属膜を
加工する際に、第１工程で、アルミニウム系金属膜が異
方性エッチングされかつアルミニウム系金属膜中に含ま
れる合金粒がエッチング除去される電力量の高周波電力
を基板に印加し、第２工程で、アルミニウム系金属膜の
下地の酸化シリコン膜が露出した時点またはその直前か
ら、第１工程における印加量よりも少なくかつアルミニ
ウム系金属膜が異方性エッチングされる下限以上で下地
の酸化シリコン膜に対してエッチング選択性を有する電
力量の高周波電力を基板に印加するエッチング方法であ
る。
イエッチングすることによってアルミニウム系金属膜を
加工する際に、第１工程で、アルミニウム系金属膜が異
方性エッチングされかつアルミニウム系金属膜中に含ま
れる合金粒がエッチング除去される電力量の高周波電力
を基板に印加し、第２工程で、アルミニウム系金属膜の
下地の酸化シリコン膜が露出した時点またはその直前か
ら、第１工程における印加量よりも少なくかつアルミニ
ウム系金属膜が異方性エッチングされる下限以上で下地
の酸化シリコン膜に対してエッチング選択性を有する電
力量の高周波電力を基板に印加するエッチング方法であ
る。
【００１０】
【作用】上記アルミニウム系金属膜のエッチング方法で
は、三塩化ホウ素と希ガスと塩素とから構成されたエッ
チングガスを用いてアルミニウム系金属膜をドライエッ
チングすることから、希ガスによって、アルミニウム系
金属膜中に含まれる合金粒がスパッタリングされて除去
される。そのため、残渣の発生がなくなる。
は、三塩化ホウ素と希ガスと塩素とから構成されたエッ
チングガスを用いてアルミニウム系金属膜をドライエッ
チングすることから、希ガスによって、アルミニウム系
金属膜中に含まれる合金粒がスパッタリングされて除去
される。そのため、残渣の発生がなくなる。
【００１１】また、上記アルミニウム系金属配線の形成
方法では、基板に印加される高周波電力は、第１工程
で、アルミニウム系金属膜が異方性エッチングされかつ
アルミニウム系金属膜中に含まれる合金粒がエッチング
除去される電力量の高周波電力が印加されることから、
アルミニウム系金属膜に含まれる合金粒による残渣は生
じない。また、アルミニウム系金属膜の下地の酸化シリ
コン膜が露出した時点またはその直前で、第１工程にお
ける電力量よりも少なく、かつアルミニウム系金属膜が
異方性エッチングされる下限以上で下地の酸化シリコン
膜に対してエッチング選択性を有する電力量が印加され
ることから、下地の酸化シリコン膜をほとんどエッチン
グされなくなる。
方法では、基板に印加される高周波電力は、第１工程
で、アルミニウム系金属膜が異方性エッチングされかつ
アルミニウム系金属膜中に含まれる合金粒がエッチング
除去される電力量の高周波電力が印加されることから、
アルミニウム系金属膜に含まれる合金粒による残渣は生
じない。また、アルミニウム系金属膜の下地の酸化シリ
コン膜が露出した時点またはその直前で、第１工程にお
ける電力量よりも少なく、かつアルミニウム系金属膜が
異方性エッチングされる下限以上で下地の酸化シリコン
膜に対してエッチング選択性を有する電力量が印加され
ることから、下地の酸化シリコン膜をほとんどエッチン
グされなくなる。
【００１２】
【実施例】本発明の第１実施例を図１のエッチング工程
図によって説明する。ここでは、一例として、配線を形
成する方法を示す。またその説明に用いた数値は一例で
あって、その値に限定されるものではない。
図によって説明する。ここでは、一例として、配線を形
成する方法を示す。またその説明に用いた数値は一例で
あって、その値に限定されるものではない。
【００１３】図１の（１）に示すように、基板１１上に
は、酸化シリコン膜１２が形成され、その上面には、ス
パッタリングによって、いわゆるバリアメタル膜になる
厚さが２０ｎｍのチタン膜１３と厚さが２０ｎｍの窒化
チタン膜１４とが形成されている。さらに配線を形成す
るための厚さが５００ｎｍのアルミニウム−銅（０．５
％）合金からなるアルミニウム系金属膜１５が形成され
ている。さらにまた、いわゆるキャップメタル膜になる
厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１６が形成されてい
る。
は、酸化シリコン膜１２が形成され、その上面には、ス
パッタリングによって、いわゆるバリアメタル膜になる
厚さが２０ｎｍのチタン膜１３と厚さが２０ｎｍの窒化
チタン膜１４とが形成されている。さらに配線を形成す
るための厚さが５００ｎｍのアルミニウム−銅（０．５
％）合金からなるアルミニウム系金属膜１５が形成され
ている。さらにまた、いわゆるキャップメタル膜になる
厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１６が形成されてい
る。
【００１４】この時のスパッタリング条件の一例を以下
に説明する。上記アルミニウム系金属膜１５をスパッタ
リングによって形成する条件は、ターゲットにアルミニ
ウム−銅（０．５％）合金製のものを用い、スパッタリ
ングガスとなるアルゴンの流量を２００ｓｃｃｍ（ここ
でｓｃｃｍはｃｍ3 ／ｍｉｎで表される標準状態におけ
る流量の単位である）、スパッタリング雰囲気の圧力を
２７０Ｐａ、高周波電力を１．５ｋＷ、基板温度を３０
０℃に設定した。またチタン膜１３をスパッタリングに
よって形成する条件は、ターゲットにチタン製のものを
用い、その他の条件は、上記アルミニウム系金属膜１５
のスパッタリング条件と同様に設定した。さらに窒化チ
タン膜１４，１６をスパッタリングによって形成する条
件は、ターゲットにチタン製のものを用い、スパッタリ
ングガスとなる窒素の流量を２００ｓｃｃｍとし、スパ
ッタリング雰囲気の圧力、高周波電力および基板温度
は、上記アルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条
件と同様に設定した。
に説明する。上記アルミニウム系金属膜１５をスパッタ
リングによって形成する条件は、ターゲットにアルミニ
ウム−銅（０．５％）合金製のものを用い、スパッタリ
ングガスとなるアルゴンの流量を２００ｓｃｃｍ（ここ
でｓｃｃｍはｃｍ3 ／ｍｉｎで表される標準状態におけ
る流量の単位である）、スパッタリング雰囲気の圧力を
２７０Ｐａ、高周波電力を１．５ｋＷ、基板温度を３０
０℃に設定した。またチタン膜１３をスパッタリングに
よって形成する条件は、ターゲットにチタン製のものを
用い、その他の条件は、上記アルミニウム系金属膜１５
のスパッタリング条件と同様に設定した。さらに窒化チ
タン膜１４，１６をスパッタリングによって形成する条
件は、ターゲットにチタン製のものを用い、スパッタリ
ングガスとなる窒素の流量を２００ｓｃｃｍとし、スパ
ッタリング雰囲気の圧力、高周波電力および基板温度
は、上記アルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条
件と同様に設定した。
【００１５】次いでリソグラフィー技術（例えば、レジ
スト塗布、露光、現像、ベーキング等）によって、エッ
チングマスクとなるレジストパターン１７を形成した。
このレジストパターン１７は、例えばｉ線によって露光
されたもので、最小線幅が０．４０μｍ、膜厚が１．１
μｍに形成されている。
スト塗布、露光、現像、ベーキング等）によって、エッ
チングマスクとなるレジストパターン１７を形成した。
このレジストパターン１７は、例えばｉ線によって露光
されたもので、最小線幅が０．４０μｍ、膜厚が１．１
μｍに形成されている。
【００１６】上記成膜条件は、配線材料としては一般的
な条件ではあるが、スパッタリング時に基板温度を高め
たことで、残渣の除去と対レジスト選択比との両立が難
しくなる例である。
な条件ではあるが、スパッタリング時に基板温度を高め
たことで、残渣の除去と対レジスト選択比との両立が難
しくなる例である。
【００１７】次に図１の（２）に示すように、エッチン
グを行った。エッチング装置としては、有磁場マイクロ
波プラズマエッチング装置を用いた。以下に具体的な加
工条件を説明する。エッチングガスには、流量が１０ｓ
ｃｃｍの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、流量が６０ｓｃｃ
ｍの塩素（Ｃｌ2 ）および流量が３０ｓｃｃｍのアルゴ
ン（Ａｒ）とからなる混合ガスを用いる。エッチング雰
囲気の圧力は１．０６７ｋＰａ、マグネトロンフィラメ
ント電流を２００ｍＡに設定した。また、高周波電力は
２工程に設定し、第１工程は８０Ｗ（このときのイオン
エネルギーはおよそ５３０ｅＶ）、第２工程は５０Ｗ
（このときのイオンエネルギーはおよそ３１０ｅＶ）と
した。さらに基板温度を３０℃に設定した。なお、第１
工程のエッチング条件と第２工程のエッチング条件との
相違点は高周波電力のみである。
グを行った。エッチング装置としては、有磁場マイクロ
波プラズマエッチング装置を用いた。以下に具体的な加
工条件を説明する。エッチングガスには、流量が１０ｓ
ｃｃｍの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、流量が６０ｓｃｃ
ｍの塩素（Ｃｌ2 ）および流量が３０ｓｃｃｍのアルゴ
ン（Ａｒ）とからなる混合ガスを用いる。エッチング雰
囲気の圧力は１．０６７ｋＰａ、マグネトロンフィラメ
ント電流を２００ｍＡに設定した。また、高周波電力は
２工程に設定し、第１工程は８０Ｗ（このときのイオン
エネルギーはおよそ５３０ｅＶ）、第２工程は５０Ｗ
（このときのイオンエネルギーはおよそ３１０ｅＶ）と
した。さらに基板温度を３０℃に設定した。なお、第１
工程のエッチング条件と第２工程のエッチング条件との
相違点は高周波電力のみである。
【００１８】まず、第１工程のエッチングでは、窒化チ
タン膜１６とアルミニウム系金属膜１５とを異方性エッ
チングした。このとき、（１）に示したアルミニウム−
銅からなる合金粒１８もエッチングされる。そして窒化
チタン膜１４が露出した時点（またはその直前）で、第
２工程のエッチングに切り換えた。そして図１の（３）
に示すように、第２工程のエッチングでは、第１工程の
放電を継続した状態で高周波電力を８０Ｗから５０Ｗに
下げて、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とを異方性エ
ッチングした。このとき、酸化シリコン膜１２の上層の
一部分もわずかにエッチングされる。
タン膜１６とアルミニウム系金属膜１５とを異方性エッ
チングした。このとき、（１）に示したアルミニウム−
銅からなる合金粒１８もエッチングされる。そして窒化
チタン膜１４が露出した時点（またはその直前）で、第
２工程のエッチングに切り換えた。そして図１の（３）
に示すように、第２工程のエッチングでは、第１工程の
放電を継続した状態で高周波電力を８０Ｗから５０Ｗに
下げて、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とを異方性エ
ッチングした。このとき、酸化シリコン膜１２の上層の
一部分もわずかにエッチングされる。
【００１９】上記エッチングでは、エッチングガスに含
まれているアルゴンはスパッタエッチングにのみ寄与す
る。そして、上記アルミニウム系金属膜１５中に存在し
て残渣の原因になる合金粒１８（例えば、アルミニウム
−銅合金粒）は、ラジカル反応はしにくいがアルゴンイ
オン程度の重さのイオンによってスパッタリングされ
る。そのため、アルミニウム系金属膜１５中に多くの合
金粒１８が存在していても、アルゴンのスパッタエッチ
ングの作用により、合金粒１８はエッチングされる。し
たがって、合金粒１８による残渣は生じない。しかも、
ここで用いたエッチングガスは、従来のエッチングに用
いられてきたエッチングガス（三塩化ホウ素＝４０ｓｃ
ｃｍと塩素＝６０ｓｃｃｍとからなる混合ガス）におい
てエッチングガスの主たる成分である塩素の比率を変え
ることなく、三塩化ホウ素の一部をアルゴンに置き換え
たものである。そのため、レジストパターン１７をエッ
チングし易い三塩化ホウ素の量が低減されるので、レジ
ストパターン１７のエッチング速度は遅くなり、その膜
減り量は最小限に抑えられる。
まれているアルゴンはスパッタエッチングにのみ寄与す
る。そして、上記アルミニウム系金属膜１５中に存在し
て残渣の原因になる合金粒１８（例えば、アルミニウム
−銅合金粒）は、ラジカル反応はしにくいがアルゴンイ
オン程度の重さのイオンによってスパッタリングされ
る。そのため、アルミニウム系金属膜１５中に多くの合
金粒１８が存在していても、アルゴンのスパッタエッチ
ングの作用により、合金粒１８はエッチングされる。し
たがって、合金粒１８による残渣は生じない。しかも、
ここで用いたエッチングガスは、従来のエッチングに用
いられてきたエッチングガス（三塩化ホウ素＝４０ｓｃ
ｃｍと塩素＝６０ｓｃｃｍとからなる混合ガス）におい
てエッチングガスの主たる成分である塩素の比率を変え
ることなく、三塩化ホウ素の一部をアルゴンに置き換え
たものである。そのため、レジストパターン１７をエッ
チングし易い三塩化ホウ素の量が低減されるので、レジ
ストパターン１７のエッチング速度は遅くなり、その膜
減り量は最小限に抑えられる。
【００２０】また、第１工程のエッチングでは、残渣除
去が可能な高周波電力（イオンエネルギー）が必要にな
るが、それは残渣の原因となる合金粒が存在するアルミ
ニウム系金属膜１５のエッチングまでで十分である。
去が可能な高周波電力（イオンエネルギー）が必要にな
るが、それは残渣の原因となる合金粒が存在するアルミ
ニウム系金属膜１５のエッチングまでで十分である。
【００２１】もし、第１工程のエッチング条件で第２工
程のエッチングとして、いわゆるオーバエッチングを行
うと、レジストパターン１７の損失量は急速に大きくな
る。これは、図２の（１）に示すように、下地の酸化シ
リコン膜１２の分解によって発生した酸素ラジカル（Ｏ
＊）がレジストパターン１７を炭酸ガス（ＣＯｘ）化し
てエッチングするためである。
程のエッチングとして、いわゆるオーバエッチングを行
うと、レジストパターン１７の損失量は急速に大きくな
る。これは、図２の（１）に示すように、下地の酸化シ
リコン膜１２の分解によって発生した酸素ラジカル（Ｏ
＊）がレジストパターン１７を炭酸ガス（ＣＯｘ）化し
てエッチングするためである。
【００２２】これを防止するためには、図２の（２）に
示すように、下地の酸化シリコン膜１２が露出した時点
もしくはアルミニウム系金属膜１５のエッチングが終了
してから酸化シリコン膜１２が露出する前までの間に、
酸化シリコン膜１２に対して十分な選択比（例えば、選
択比が１６程度）が取れるエッチング条件、すなわち、
上記説明したような、下地の酸化シリコン膜１２がほと
んどスパッタリングされない低イオンエネルギー（例え
ば、３１０ｅＶ程度）のエッチング条件に切り換えれば
よい。そのようにすることにより、下地の酸化シリコン
膜１２から発生する酸素ラジカル（Ｏ＊）の量が少なく
なる。このように、異方性加工を可能とする最低の高周
波電力を印加して加工した方がレジストパターン１７に
対する選択比が大きくなってレジストパターン１７の削
れ量は少なくなる。
示すように、下地の酸化シリコン膜１２が露出した時点
もしくはアルミニウム系金属膜１５のエッチングが終了
してから酸化シリコン膜１２が露出する前までの間に、
酸化シリコン膜１２に対して十分な選択比（例えば、選
択比が１６程度）が取れるエッチング条件、すなわち、
上記説明したような、下地の酸化シリコン膜１２がほと
んどスパッタリングされない低イオンエネルギー（例え
ば、３１０ｅＶ程度）のエッチング条件に切り換えれば
よい。そのようにすることにより、下地の酸化シリコン
膜１２から発生する酸素ラジカル（Ｏ＊）の量が少なく
なる。このように、異方性加工を可能とする最低の高周
波電力を印加して加工した方がレジストパターン１７に
対する選択比が大きくなってレジストパターン１７の削
れ量は少なくなる。
【００２３】また図３の（１）に示すように、チタン膜
１３、窒化チタン膜１４、アルミニウム系金属膜１５、
窒化チタン膜１６等を順に形成するスパッタリングの際
に、これ等の膜の表面に大きな凹凸（図面では凹部２
１）を生じることがある。このような場合には、図３の
（２）に示すように、下地の酸化シリコン膜１２上に残
渣を生じなくても酸化シリコン膜１２の表面に上記凹凸
（図面では凹部２１）の転写が起きる。
１３、窒化チタン膜１４、アルミニウム系金属膜１５、
窒化チタン膜１６等を順に形成するスパッタリングの際
に、これ等の膜の表面に大きな凹凸（図面では凹部２
１）を生じることがある。このような場合には、図３の
（２）に示すように、下地の酸化シリコン膜１２上に残
渣を生じなくても酸化シリコン膜１２の表面に上記凹凸
（図面では凹部２１）の転写が起きる。
【００２４】この転写についてもオーバエッチング時の
高周波電力の印加量を下げて、金属膜（例えば、チタン
膜１３）と酸化シリコン膜１２との選択比を大きく（例
えば選択比を１２程度に）とることで、転写をなくすこ
とが可能になる。すなわち、図３の（３）に示すよう
に、高周波電力の印加量を下げることで、酸化シリコン
膜１２の削れ量が少なくなるため、上記凹凸は酸化シリ
コン膜１２に転写されなくなる。したがって、高周波電
力の印加量を低くすることは酸化シリコン膜１２への転
写防止の上でも有利となる。
高周波電力の印加量を下げて、金属膜（例えば、チタン
膜１３）と酸化シリコン膜１２との選択比を大きく（例
えば選択比を１２程度に）とることで、転写をなくすこ
とが可能になる。すなわち、図３の（３）に示すよう
に、高周波電力の印加量を下げることで、酸化シリコン
膜１２の削れ量が少なくなるため、上記凹凸は酸化シリ
コン膜１２に転写されなくなる。したがって、高周波電
力の印加量を低くすることは酸化シリコン膜１２への転
写防止の上でも有利となる。
【００２５】上記説明したエッチング条件によるエッチ
ングによれば、レジストパターン１７の損失が４００ｎ
ｍ以下の厚さに抑えられて、残渣および転写を生じさせ
ることなく、エッチング加工が行える。また下地の酸化
シリコン膜１２の削れ量が少なくなるため、配線によっ
て生じる局所段差は、従来プロセスに比較して少なくと
も８０ｎｍ程度は小さくなる。このように、下地に対し
て高選択比が得られることから、例えば電荷結合素子の
ような、いわゆるアクティブ領域上の酸化膜の削れ量が
デバイスの性能に大きく影響するようなデバイスの配線
加工には、特に有効となる。
ングによれば、レジストパターン１７の損失が４００ｎ
ｍ以下の厚さに抑えられて、残渣および転写を生じさせ
ることなく、エッチング加工が行える。また下地の酸化
シリコン膜１２の削れ量が少なくなるため、配線によっ
て生じる局所段差は、従来プロセスに比較して少なくと
も８０ｎｍ程度は小さくなる。このように、下地に対し
て高選択比が得られることから、例えば電荷結合素子の
ような、いわゆるアクティブ領域上の酸化膜の削れ量が
デバイスの性能に大きく影響するようなデバイスの配線
加工には、特に有効となる。
【００２６】次に、エッチングガス中に希ガスとしてア
ルゴンを添加した効果を調べた。エッチングガスの総流
量は１００ｓｃｃｍとし、また塩素（Ｃｌ2 ）の流量は
６０ｓｃｃｍとして、アルゴン（Ａｒ）と三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）の流量を変えて、図１で説明したようなア
ルミニウム−銅合金からなるアルミニウム系金属膜１５
を有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置でエッチン
グ加工した。そのときのエッチング条件としては、エッ
チング雰囲気の圧力を２．７Ｐａ、マグネトロンフィラ
メント電流を４００ｍＡ、高周波電力を１２０Ｗ、基板
温度を３０℃に設定した。その結果を表１に示す。な
お、残渣数および転写数は、４００倍の顕微鏡視野内で
観察した個数である。
ルゴンを添加した効果を調べた。エッチングガスの総流
量は１００ｓｃｃｍとし、また塩素（Ｃｌ2 ）の流量は
６０ｓｃｃｍとして、アルゴン（Ａｒ）と三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）の流量を変えて、図１で説明したようなア
ルミニウム−銅合金からなるアルミニウム系金属膜１５
を有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置でエッチン
グ加工した。そのときのエッチング条件としては、エッ
チング雰囲気の圧力を２．７Ｐａ、マグネトロンフィラ
メント電流を４００ｍＡ、高周波電力を１２０Ｗ、基板
温度を３０℃に設定した。その結果を表１に示す。な
お、残渣数および転写数は、４００倍の顕微鏡視野内で
観察した個数である。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示すように、エッチングガスにアル
ゴンの添加量を多くすることによって、残渣数（含む転
写数）が減少することがわかった。
ゴンの添加量を多くすることによって、残渣数（含む転
写数）が減少することがわかった。
【００２９】さらに、エッチング時に基板に印加する高
周波電力とエッチングマスクとなるレジストパターンの
残膜量との関係を、上記図１で説明したような窒化チタ
ン膜／アルミニウム系金属膜／窒化チタン膜／チタン膜
を有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置でエッチン
グ加工して調べた。なお、レジストパターンのエッチン
グ前の膜厚は１１００ｎｍであった。その結果を表２に
示す。
周波電力とエッチングマスクとなるレジストパターンの
残膜量との関係を、上記図１で説明したような窒化チタ
ン膜／アルミニウム系金属膜／窒化チタン膜／チタン膜
を有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置でエッチン
グ加工して調べた。なお、レジストパターンのエッチン
グ前の膜厚は１１００ｎｍであった。その結果を表２に
示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２に示すように、第１工程の窒化チタン
膜とアルミニウム系金属膜とのエッチング時に９０Ｗの
高周波電力を印加し、第２工程の窒化チタン膜とチタン
膜とのエッチング時に５０Ｗの高周波電力を印加した場
合のほうが、第１，第２工程とも９０Ｗの高周波電力を
印加した場合よりも、レジストパターンの残膜量が多く
なることがわかった。ここで、第１工程から第２工程へ
の切り換えは、アルミニウム系金属膜の下地となる窒化
チタン膜が露出した直後に行った。
膜とアルミニウム系金属膜とのエッチング時に９０Ｗの
高周波電力を印加し、第２工程の窒化チタン膜とチタン
膜とのエッチング時に５０Ｗの高周波電力を印加した場
合のほうが、第１，第２工程とも９０Ｗの高周波電力を
印加した場合よりも、レジストパターンの残膜量が多く
なることがわかった。ここで、第１工程から第２工程へ
の切り換えは、アルミニウム系金属膜の下地となる窒化
チタン膜が露出した直後に行った。
【００３２】次いで第２工程の高周波電力の印加量の相
違による下地〔ここではホウ素リンシリケートガラス
（ＢＰＳＧ）膜〕のエッチング選択性を調べた。その結
果を表３に示す。
違による下地〔ここではホウ素リンシリケートガラス
（ＢＰＳＧ）膜〕のエッチング選択性を調べた。その結
果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】表３に示すように、第２工程の高周波電力
を高くすることによって、下地のＢＰＳＧ膜のエッチン
グ選択性が小さくなることがわかった。すなわち、高周
波電力を高めると下地のＢＰＳＧ膜はエッチングされ易
くなる。
を高くすることによって、下地のＢＰＳＧ膜のエッチン
グ選択性が小さくなることがわかった。すなわち、高周
波電力を高めると下地のＢＰＳＧ膜はエッチングされ易
くなる。
【００３５】次いで第１工程の高周波電力の印加量の相
違によるレジストパターンの残膜量と残渣数の関係を、
上記図１で説明したような窒化チタン膜／アルミニウム
系金属膜／窒化チタン膜／チタン膜を有磁場マイクロ波
プラズマエッチング装置でエッチング加工して調べた。
その結果を表４に示す。
違によるレジストパターンの残膜量と残渣数の関係を、
上記図１で説明したような窒化チタン膜／アルミニウム
系金属膜／窒化チタン膜／チタン膜を有磁場マイクロ波
プラズマエッチング装置でエッチング加工して調べた。
その結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】
【００３７】表４に示すように、第１工程の高周波電力
を高くするにつれて、レジストパターンの残膜量は減少
するが、エッチングに影響を及ぼす程度の膜減り量には
なっていない。また残渣数は少なくなり、８０Ｗ以上で
は０個となった。
を高くするにつれて、レジストパターンの残膜量は減少
するが、エッチングに影響を及ぼす程度の膜減り量には
なっていない。また残渣数は少なくなり、８０Ｗ以上で
は０個となった。
【００３８】以上により、第１実施例に示したエッチン
グ条件が選択された。すなわち、望ましいエッチング条
件の一例としては、アルミニウム系金属膜のエッチング
が終了するまでの第１工程のエッチングでは高周波電力
は８０Ｗ（イオンエネルギー＝５３０ｅＶ）以上とし、
アルミニウム系金属膜の下地となる窒化チタン膜および
チタン膜を加工する第２工程のエッチングでは高周波電
力は５０Ｗ〜６０Ｗ（イオンエネルギー＝３１０ｅＶ〜
３３０ｅＶ）程度とする。
グ条件が選択された。すなわち、望ましいエッチング条
件の一例としては、アルミニウム系金属膜のエッチング
が終了するまでの第１工程のエッチングでは高周波電力
は８０Ｗ（イオンエネルギー＝５３０ｅＶ）以上とし、
アルミニウム系金属膜の下地となる窒化チタン膜および
チタン膜を加工する第２工程のエッチングでは高周波電
力は５０Ｗ〜６０Ｗ（イオンエネルギー＝３１０ｅＶ〜
３３０ｅＶ）程度とする。
【００３９】次に本発明の第２実施例を上記図１の形成
工程図によって説明する。ここでは、一例として、配線
を形成する方法を示す。なお、この第２実施例は、アル
ミニウム系金属膜の組成が上記第１実施例のアルミニウ
ム系金属膜と異なるだけなので、上記図１を用いて説明
することとした。またその説明に用いた数値は一例であ
って、その値に限定されるものではない。
工程図によって説明する。ここでは、一例として、配線
を形成する方法を示す。なお、この第２実施例は、アル
ミニウム系金属膜の組成が上記第１実施例のアルミニウ
ム系金属膜と異なるだけなので、上記図１を用いて説明
することとした。またその説明に用いた数値は一例であ
って、その値に限定されるものではない。
【００４０】図１の（１）に示すように、上記第１実施
例で説明したのと同様に、基板１１上には、酸化シリコ
ン膜１２が形成されている。その酸化シリコン膜１２の
上面には、厚さが２０ｎｍのチタン膜１３、厚さが２０
ｎｍの窒化チタン膜１４、厚さが５００ｎｍのアルミニ
ウム系金属膜１５、厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１
６がスパッタリングによって順に堆積されている。ここ
でのアルミニウム系金属膜１５はアルミニウム−銅
（１．０％）合金からなる。
例で説明したのと同様に、基板１１上には、酸化シリコ
ン膜１２が形成されている。その酸化シリコン膜１２の
上面には、厚さが２０ｎｍのチタン膜１３、厚さが２０
ｎｍの窒化チタン膜１４、厚さが５００ｎｍのアルミニ
ウム系金属膜１５、厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１
６がスパッタリングによって順に堆積されている。ここ
でのアルミニウム系金属膜１５はアルミニウム−銅
（１．０％）合金からなる。
【００４１】この時のスパッタリング条件の一例を以下
に説明する。アルミニウム−銅（１．０％）合金からな
るアルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条件は、
ターゲットにアルミニウム−銅（１．０％）合金製のも
のを用い、その他の条件は第１実施例で説明したのと同
様である。またチタン膜１３、窒化チタン膜１４，１６
のスパッタリング条件も第１実施例で説明したのと同様
である。
に説明する。アルミニウム−銅（１．０％）合金からな
るアルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条件は、
ターゲットにアルミニウム−銅（１．０％）合金製のも
のを用い、その他の条件は第１実施例で説明したのと同
様である。またチタン膜１３、窒化チタン膜１４，１６
のスパッタリング条件も第１実施例で説明したのと同様
である。
【００４２】次いで第１実施例と同様にして、リソグラ
フィー技術（例えば、レジスト塗布、露光、現像、ベー
キング等）によって、エッチングマスクとなるレジスト
パターン１７を形成した。
フィー技術（例えば、レジスト塗布、露光、現像、ベー
キング等）によって、エッチングマスクとなるレジスト
パターン１７を形成した。
【００４３】上記条件設定は、配線の信頼性（例えばエ
レクトロマイグレーション耐性）を高めるために銅の含
有量を高めてある。そのため、残渣が残りやすくなる。
レクトロマイグレーション耐性）を高めるために銅の含
有量を高めてある。そのため、残渣が残りやすくなる。
【００４４】次に図１の（２），（３）に示すように、
エッチングを行った。エッチング装置としては、有磁場
マイクロ波プラズマエッチング装置を用いた。以下に具
体的な加工条件を説明する。エッチングガスとその流
量、エッチング雰囲気の圧力、マグネトロンフィラメン
ト電流は、第１実施例で説明したのと同様に設定した。
また、高周波電力の印加は２工程に設定し、第１工程は
１００Ｗ（このときのイオンエネルギーはおよそ６３０
ｅＶ）を印加し、第２工程は５０Ｗ（このときのイオン
エネルギーはおよそ３１０ｅＶ）を印加した。さらに基
板温度を３０℃に設定した。したがって、第１工程のエ
ッチング条件と第２工程のエッチング条件との相違点は
高周波電力のみである。
エッチングを行った。エッチング装置としては、有磁場
マイクロ波プラズマエッチング装置を用いた。以下に具
体的な加工条件を説明する。エッチングガスとその流
量、エッチング雰囲気の圧力、マグネトロンフィラメン
ト電流は、第１実施例で説明したのと同様に設定した。
また、高周波電力の印加は２工程に設定し、第１工程は
１００Ｗ（このときのイオンエネルギーはおよそ６３０
ｅＶ）を印加し、第２工程は５０Ｗ（このときのイオン
エネルギーはおよそ３１０ｅＶ）を印加した。さらに基
板温度を３０℃に設定した。したがって、第１工程のエ
ッチング条件と第２工程のエッチング条件との相違点は
高周波電力のみである。
【００４５】まず、図１の（２）に示すように、第１工
程のエッチングとして、窒化チタン膜１６とアルミニウ
ム系金属膜１５とをエッチングした。このときのイオン
エネルギーは、大粒径のアルミニウム−銅合金からなる
合金粒やその数量増に対応するため、第１実施例で設定
したイオンエネルギーよりも１００ｅＶ高い６３０ｅＶ
に設定した。
程のエッチングとして、窒化チタン膜１６とアルミニウ
ム系金属膜１５とをエッチングした。このときのイオン
エネルギーは、大粒径のアルミニウム−銅合金からなる
合金粒やその数量増に対応するため、第１実施例で設定
したイオンエネルギーよりも１００ｅＶ高い６３０ｅＶ
に設定した。
【００４６】そして、図１の（３）に示すように、第２
工程のエッチングを行った。このエッチングでは、第１
工程の放電を継続した状態で高周波電力を５０Ｗに下げ
て、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とをエッチングし
た。その他の条件は、第１工程のエッチング条件と同様
に設定した。上記第１工程から第２工程への切替えは、
例えば第１実施例と同様に、アルミニウム系金属膜１５
のエッチングが終了した直後に行った。
工程のエッチングを行った。このエッチングでは、第１
工程の放電を継続した状態で高周波電力を５０Ｗに下げ
て、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とをエッチングし
た。その他の条件は、第１工程のエッチング条件と同様
に設定した。上記第１工程から第２工程への切替えは、
例えば第１実施例と同様に、アルミニウム系金属膜１５
のエッチングが終了した直後に行った。
【００４７】第２実施例のプロセスでは、アルミニウム
系金属膜中に銅が高濃度に含まれていても、第１実施例
のプロセスと同様に、残渣および転写を生じない加工が
なされる。またレジストパターンの総損失量は６００ｎ
ｍ以下に抑えられ、さらに配線パターンによって生じる
局所段差は少なくとも８０ｎｍ程度は低減される。
系金属膜中に銅が高濃度に含まれていても、第１実施例
のプロセスと同様に、残渣および転写を生じない加工が
なされる。またレジストパターンの総損失量は６００ｎ
ｍ以下に抑えられ、さらに配線パターンによって生じる
局所段差は少なくとも８０ｎｍ程度は低減される。
【００４８】次に本発明の第３実施例を図１の形成工程
図によって説明する。ここでは、一例として、配線を形
成する方法を示す。なお、この第３実施例は、アルミニ
ウム系金属膜の成膜方法が上記第１実施例のアルミニウ
ム系金属膜の成膜方法と異なるだけなので、上記図１を
用いて説明することとした。またその説明に用いた数値
は一例であって、その値に限定されるものではない。
図によって説明する。ここでは、一例として、配線を形
成する方法を示す。なお、この第３実施例は、アルミニ
ウム系金属膜の成膜方法が上記第１実施例のアルミニウ
ム系金属膜の成膜方法と異なるだけなので、上記図１を
用いて説明することとした。またその説明に用いた数値
は一例であって、その値に限定されるものではない。
【００４９】図１の（１）に示すように、上記第１実施
例で説明したのと同様に、基板１１上には、酸化シリコ
ン膜１２が形成されている。その酸化シリコン膜１２の
上面には、厚さが２０ｎｍのチタン膜１３、厚さが２０
ｎｍの窒化チタン膜１４、厚さが５００ｎｍのアルミニ
ウム−銅（１．０％）合金からなるアルミニウム系金属
膜１５、厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１６がスパッ
タリングによって順に堆積されている。
例で説明したのと同様に、基板１１上には、酸化シリコ
ン膜１２が形成されている。その酸化シリコン膜１２の
上面には、厚さが２０ｎｍのチタン膜１３、厚さが２０
ｎｍの窒化チタン膜１４、厚さが５００ｎｍのアルミニ
ウム−銅（１．０％）合金からなるアルミニウム系金属
膜１５、厚さが１００ｎｍの窒化チタン膜１６がスパッ
タリングによって順に堆積されている。
【００５０】この時のスパッタリング条件の一例を以下
に説明する。アルミニウム−銅（１．０％）合金からな
るアルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条件は、
ターゲットにアルミニウム−銅（１．０％）合金製のも
のを用い、４８０℃でリフロー処理を行った。その他の
条件は第１実施例で説明したのと同様である。またチタ
ン膜１３、窒化チタン膜１４，１６のスパッタリング条
件も第１実施れいで説明したのと同様である。
に説明する。アルミニウム−銅（１．０％）合金からな
るアルミニウム系金属膜１５のスパッタリング条件は、
ターゲットにアルミニウム−銅（１．０％）合金製のも
のを用い、４８０℃でリフロー処理を行った。その他の
条件は第１実施例で説明したのと同様である。またチタ
ン膜１３、窒化チタン膜１４，１６のスパッタリング条
件も第１実施れいで説明したのと同様である。
【００５１】次いで第１実施例と同様にして、リソグラ
フィー技術（例えば、レジスト塗布、露光、現像、ベー
キング等）によって、エッチングマスクとなるレジスト
パターン１７を形成した。
フィー技術（例えば、レジスト塗布、露光、現像、ベー
キング等）によって、エッチングマスクとなるレジスト
パターン１７を形成した。
【００５２】上記条件設定は、工程を簡略化するため、
タングステンプラグを用いず、高温リフロー処理を使用
した。そのため、アルミニウム系金属膜１５中のアルミ
ニウム−銅合金からなる合金粒はより大きく、エッチン
グ残渣が残り易くなっている。
タングステンプラグを用いず、高温リフロー処理を使用
した。そのため、アルミニウム系金属膜１５中のアルミ
ニウム−銅合金からなる合金粒はより大きく、エッチン
グ残渣が残り易くなっている。
【００５３】次に、図１の（２），（３）に示すよう
に、エッチングを行った。エッチング装置としては、有
磁場マイクロ波プラズマエッチング装置を用いた。以下
に具体的な加工条件を説明する。エッチングガスには、
流量が１０ｓｃｃｍの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、流量
が６０ｓｃｃｍの塩素（Ｃｌ2 ）および流量が３０ｓｃ
ｃｍのキセノン（Ｘｅ）とからなる混合ガスを用いた。
そして、エッチング雰囲気の圧力を６６７Ｐａ、マグネ
トロンフィラメント電流を２００ｍＡに設定した。また
高周波電力の印加は２工程とし、第１工程は１００Ｗ
（このときのイオンエネルギーはおよそ６３０ｅＶ）を
印加し、第２工程は５０Ｗ（このときのイオンエネルギ
ーはおよそ３１０ｅＶ）を印加した。さらに基板温度を
３０℃に設定した。したがって、第１工程のエッチング
条件と第２工程のエッチング条件との相違点は高周波電
力のみである。
に、エッチングを行った。エッチング装置としては、有
磁場マイクロ波プラズマエッチング装置を用いた。以下
に具体的な加工条件を説明する。エッチングガスには、
流量が１０ｓｃｃｍの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、流量
が６０ｓｃｃｍの塩素（Ｃｌ2 ）および流量が３０ｓｃ
ｃｍのキセノン（Ｘｅ）とからなる混合ガスを用いた。
そして、エッチング雰囲気の圧力を６６７Ｐａ、マグネ
トロンフィラメント電流を２００ｍＡに設定した。また
高周波電力の印加は２工程とし、第１工程は１００Ｗ
（このときのイオンエネルギーはおよそ６３０ｅＶ）を
印加し、第２工程は５０Ｗ（このときのイオンエネルギ
ーはおよそ３１０ｅＶ）を印加した。さらに基板温度を
３０℃に設定した。したがって、第１工程のエッチング
条件と第２工程のエッチング条件との相違点は高周波電
力のみである。
【００５４】まず、図１の（２）に示すように、第１工
程として、窒化チタン膜１６とアルミニウム系金属膜１
５とをエッチングする。このとき、大粒径のアルミニウ
ム−銅合金からなる合金粒に対応するため、希ガスにア
ルゴンよりも原子量が大きいキセノンを用いた。さら
に、エッチング雰囲気の圧力を低くすることによってイ
オンの平均自由行程を延ばして、スパッタ性の向上を図
った。
程として、窒化チタン膜１６とアルミニウム系金属膜１
５とをエッチングする。このとき、大粒径のアルミニウ
ム−銅合金からなる合金粒に対応するため、希ガスにア
ルゴンよりも原子量が大きいキセノンを用いた。さら
に、エッチング雰囲気の圧力を低くすることによってイ
オンの平均自由行程を延ばして、スパッタ性の向上を図
った。
【００５５】その後、図１の（３）に示すように、第２
工程として、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とをエッ
チングした。この第２工程のエッチングでは、第１工程
の放電を継続した状態で高周波電力を５０Ｗに下げた。
また第１工程から第２工程への切替えは、例えば第１実
施例と同様に、アルミニウム系金属膜１５のエッチング
が終了した直後に行った。
工程として、窒化チタン膜１４とチタン膜１３とをエッ
チングした。この第２工程のエッチングでは、第１工程
の放電を継続した状態で高周波電力を５０Ｗに下げた。
また第１工程から第２工程への切替えは、例えば第１実
施例と同様に、アルミニウム系金属膜１５のエッチング
が終了した直後に行った。
【００５６】第３実施例のプロセスでは、アルミニウム
系金属膜を高温スパッタリングで形成しても、第１実施
例のプロセスと同様に、残渣および転写を生じない加工
がなされる。またレジストパターンの厚さが１μｍでも
エッチング加工が可能となった。
系金属膜を高温スパッタリングで形成しても、第１実施
例のプロセスと同様に、残渣および転写を生じない加工
がなされる。またレジストパターンの厚さが１μｍでも
エッチング加工が可能となった。
【００５７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
三塩化ホウ素と希ガスと塩素とから構成されたエッチン
グガスを用いてアルミニウム系金属膜をドライエッチン
グするので、希ガスによってアルミニウム系金属膜中に
含まれる合金粒をスパッタリングして除去できる。よっ
て、残渣を生じることなく、アルミニウム系金属膜を高
品質にエッチング加工することができる。
三塩化ホウ素と希ガスと塩素とから構成されたエッチン
グガスを用いてアルミニウム系金属膜をドライエッチン
グするので、希ガスによってアルミニウム系金属膜中に
含まれる合金粒をスパッタリングして除去できる。よっ
て、残渣を生じることなく、アルミニウム系金属膜を高
品質にエッチング加工することができる。
【００５８】また、基板に印加される高周波電力は、ア
ルミニウム系金属膜をエッチングする時は合金粒のエッ
チングを可能とする電力量に設定されるので、その合金
粒はエッチングされて残渣にならない。さらに、アルミ
ニウム系金属膜の下地の酸化シリコン膜が露出した時点
またはその直前で、高周波電力は、アルミニウム系金属
膜が異方性エッチングされる下限以上で下地の酸化シリ
コン膜に対してエッチング選択性を有する電力量に設定
されるので、下地の酸化シリコン膜はほとんどエッチン
グされない。このため、エッチングによって生じる局所
段差が小さくなり、またレジストの削れ量が大幅に低減
できる。よって、高精度で高品質なエッチング加工が可
能になる。
ルミニウム系金属膜をエッチングする時は合金粒のエッ
チングを可能とする電力量に設定されるので、その合金
粒はエッチングされて残渣にならない。さらに、アルミ
ニウム系金属膜の下地の酸化シリコン膜が露出した時点
またはその直前で、高周波電力は、アルミニウム系金属
膜が異方性エッチングされる下限以上で下地の酸化シリ
コン膜に対してエッチング選択性を有する電力量に設定
されるので、下地の酸化シリコン膜はほとんどエッチン
グされない。このため、エッチングによって生じる局所
段差が小さくなり、またレジストの削れ量が大幅に低減
できる。よって、高精度で高品質なエッチング加工が可
能になる。
【図１】本発明の実施例のエッチング工程図である。
【図２】高周波電力とレジスト膜減り量との関係の説明
図である。
図である。
【図３】高周波電力と凹凸転写との関係の説明図であ
る。
る。
【図４】課題の説明図である。
１１ 基板 １２ 酸化シリコン膜 １５ アルミニウム系金属膜 １８ 合金粒
Claims (3)
- 【請求項１】 ドライエッチングによってアルミニウム
系金属膜を加工するアルミニウム系金属膜のエッチング
方法において、 前記ドライエッチングのエッチングガスは、三塩化ホウ
素と希ガスと塩素とを混合したガスから成ることを特徴
とするアルミニウム系金属膜のエッチング方法。 - 【請求項２】 基板に高周波電力を印加するドライエッ
チングによって、該基板上に形成されているアルミニウ
ム系金属膜を加工するアルミニウム系金属膜のエッチン
グ方法において、 前記アルミニウム系金属膜が異方性エッチングされかつ
該アルミニウム系金属膜中に含まれる合金粒がエッチン
グ除去される電力量の高周波電力を前記基板に印加する
第１工程と、 前記アルミニウム系金属膜の下地の酸化シリコン膜が露
出した時点またはその直前から、前記第１工程における
印加量よりも少なくかつ該アルミニウム系金属膜が異方
性エッチングされる下限以上で該下地の酸化シリコン膜
に対してエッチング選択性を有する電力量の高周波電力
を前記基板に印加する第２工程とを備えたことを特徴と
するアルミニウム系金属膜のエッチング方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のアルミニウム系金属膜の
エッチング方法において、 エッチングガスは、三塩化ホウ素と希ガスと塩素とを混
合したガスから成ることを特徴とするアルミニウム系金
属膜のエッチング方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP7074980A JPH08274073A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | アルミニウム系金属膜のエッチング方法 |
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| JP7074980A JPH08274073A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | アルミニウム系金属膜のエッチング方法 |
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|---|---|
| JPH08274073A true JPH08274073A (ja) | 1996-10-18 |
Family
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPH08274073A (ja) |
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