JPH0927475A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JPH0927475A JPH0927475A JP7173498A JP17349895A JPH0927475A JP H0927475 A JPH0927475 A JP H0927475A JP 7173498 A JP7173498 A JP 7173498A JP 17349895 A JP17349895 A JP 17349895A JP H0927475 A JPH0927475 A JP H0927475A
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Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素系ガスを用いたアルミニウム膜のドライ
エッチング後の腐食を防止する。 【解決手段】 塩素系ガスを用いたアルミニウム膜のド
ライエッチングの際に、フォトレジスト４とアルミニウ
ム配線６の側壁に付着した塩素系の反応生成物７を除去
するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズマ８
（ＣＦ4 ガス圧力２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処
理時間３０秒）で除去し、つぎにチャンバー内圧力を
０．１Ｐａまで真空排気することによりチャンバー１０
内に発生した塩素系ガスを除去しクリーンな状態にする
工程を、数サイクル繰り返す。
エッチング後の腐食を防止する。 【解決手段】 塩素系ガスを用いたアルミニウム膜のド
ライエッチングの際に、フォトレジスト４とアルミニウ
ム配線６の側壁に付着した塩素系の反応生成物７を除去
するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズマ８
（ＣＦ4 ガス圧力２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処
理時間３０秒）で除去し、つぎにチャンバー内圧力を
０．１Ｐａまで真空排気することによりチャンバー１０
内に発生した塩素系ガスを除去しクリーンな状態にする
工程を、数サイクル繰り返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板のア
ルミニウム配線のドライエッチング方法に関するもので
ある。
ルミニウム配線のドライエッチング方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化および高集積
化に伴い、アルミニウム配線のパターン形成にドライエ
ッチングが用いられている。以下図面を参照しながら、
上記した従来のアルミニウム配線のパターン形成工程の
一例について説明する。図４および図５に示すように、
半導体基板１に形成された酸化膜２上に、スパッタ法等
によりアルミニウム膜３を被着する。このとき、空気中
の酸素や水分等と反応し、アルミニウム膜３上に酸化ア
ルミニウムが生成される。その後、アルミニウム膜３上
にフォトレジスト４をパターニングし（図４（ａ））、
塩素等のガス５を用いてドライエッチングし（図４
（ｂ））、アルミニウム配線６をパターン形成する（図
４（ｃ））。この状態で半導体基板１を大気中にさらす
と、フォトレジスト４やアルミニウム配線６の側壁に付
着した塩素系の反応生成物７が、大気中の水分と反応し
てアルミニウム配線６を腐食してしまう（図４
（ｃ））。そこで、アルミニウム膜３をドライエッチン
グした後、ＣＦ4 ガス等のプラズマ８を用いて（図４
（ｄ））、側壁に付着した塩素系反応生成物７を置換除
去し（図５（ａ））、アルミニウム配線６の腐食を防止
する。最後にＯ2 ガス等のプラズマ９により（図５
（ｂ））、フォトレジスト４をダウンフロー方式で半導
体基板１にダメージを与えることなく除去し、アルミニ
ウム配線６のパターニングは完成する（図５（ｃ））。
化に伴い、アルミニウム配線のパターン形成にドライエ
ッチングが用いられている。以下図面を参照しながら、
上記した従来のアルミニウム配線のパターン形成工程の
一例について説明する。図４および図５に示すように、
半導体基板１に形成された酸化膜２上に、スパッタ法等
によりアルミニウム膜３を被着する。このとき、空気中
の酸素や水分等と反応し、アルミニウム膜３上に酸化ア
ルミニウムが生成される。その後、アルミニウム膜３上
にフォトレジスト４をパターニングし（図４（ａ））、
塩素等のガス５を用いてドライエッチングし（図４
（ｂ））、アルミニウム配線６をパターン形成する（図
４（ｃ））。この状態で半導体基板１を大気中にさらす
と、フォトレジスト４やアルミニウム配線６の側壁に付
着した塩素系の反応生成物７が、大気中の水分と反応し
てアルミニウム配線６を腐食してしまう（図４
（ｃ））。そこで、アルミニウム膜３をドライエッチン
グした後、ＣＦ4 ガス等のプラズマ８を用いて（図４
（ｄ））、側壁に付着した塩素系反応生成物７を置換除
去し（図５（ａ））、アルミニウム配線６の腐食を防止
する。最後にＯ2 ガス等のプラズマ９により（図５
（ｂ））、フォトレジスト４をダウンフロー方式で半導
体基板１にダメージを与えることなく除去し、アルミニ
ウム配線６のパターニングは完成する（図５（ｃ））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置の製造方法では、フォトレジスト４やアルミ
ニウム配線６の側壁に付着した塩素系反応生成物７を十
分に除去できず、半導体基板１を大気中に放置すると数
時間でアルミニウム配線６の腐食が発生してしまうとい
う問題点を有していた。
半導体装置の製造方法では、フォトレジスト４やアルミ
ニウム配線６の側壁に付着した塩素系反応生成物７を十
分に除去できず、半導体基板１を大気中に放置すると数
時間でアルミニウム配線６の腐食が発生してしまうとい
う問題点を有していた。
【０００４】この発明は上記問題点に鑑み、アルミニウ
ム配線のドライエッチング後に生じた塩素系反応生成物
を効率良く除去することができ、アルミニウム配線の腐
食の発生を抑えることができるドライエッチング方法を
提供することを目的とする。
ム配線のドライエッチング後に生じた塩素系反応生成物
を効率良く除去することができ、アルミニウム配線の腐
食の発生を抑えることができるドライエッチング方法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のドライエ
ッチング方法は、半導体基板のアルミニウム膜上にフォ
トレジストをパターニングする第１工程と、アルミニウ
ム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチング
で選択除去することによってアルミニウム配線をパター
ン形成する第２工程と、フォトレジストとアルミニウム
配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を反応ガスの
プラズマにより除去し、発生した塩素系ガスを真空排気
する第３工程とを含み、第３工程を複数回繰り返し実行
することを特徴とする。
ッチング方法は、半導体基板のアルミニウム膜上にフォ
トレジストをパターニングする第１工程と、アルミニウ
ム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチング
で選択除去することによってアルミニウム配線をパター
ン形成する第２工程と、フォトレジストとアルミニウム
配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を反応ガスの
プラズマにより除去し、発生した塩素系ガスを真空排気
する第３工程とを含み、第３工程を複数回繰り返し実行
することを特徴とする。
【０００６】このドライエッチング方法によると、塩素
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。
【０００７】請求項２記載のドライエッチング方法は、
請求項１記載のドライエッチング方法において、第３工
程の繰り返し回数を４回以上とする。請求項３記載のド
ライエッチング方法は、請求項１または請求項２記載の
ドライエッチング方法において、第３工程の反応ガスと
してＣＦ4 ガスを用い、このＣＦ4 ガスによる処理圧力
を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を
約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定する。
請求項１記載のドライエッチング方法において、第３工
程の繰り返し回数を４回以上とする。請求項３記載のド
ライエッチング方法は、請求項１または請求項２記載の
ドライエッチング方法において、第３工程の反応ガスと
してＣＦ4 ガスを用い、このＣＦ4 ガスによる処理圧力
を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を
約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定する。
【０００８】請求項４記載のドライエッチング方法は、
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物をＣＦ4 ガスのプラズマにより
除去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程
と、この第３工程の後にＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の
混合ガスのプラズマにより塩素系の反応生成物を除去
し、発生した塩素系ガスを真空排気する第４工程とを含
む。
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物をＣＦ4 ガスのプラズマにより
除去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程
と、この第３工程の後にＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の
混合ガスのプラズマにより塩素系の反応生成物を除去
し、発生した塩素系ガスを真空排気する第４工程とを含
む。
【０００９】このドライエッチング方法によると、塩素
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。
【００１０】請求項５記載のドライエッチング方法は、
請求項４記載のドライエッチング方法において、第３工
程を１回実行し、第４工程を少なくとも２回繰り返し実
行する。請求項６記載のドライエッチング方法は、請求
項４または請求項５記載のドライエッチング方法におい
て、第３工程のＣＦ4 ガスによる処理圧力を約２００Ｐ
ａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、真
空排気を約０．１Ｐａに設定し、第４工程のＣＦ4 ガス
とＨ2 およびＮ2 の混合ガスによる処理圧力を約２００
Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、
真空排気を約０．１Ｐａに設定する。
請求項４記載のドライエッチング方法において、第３工
程を１回実行し、第４工程を少なくとも２回繰り返し実
行する。請求項６記載のドライエッチング方法は、請求
項４または請求項５記載のドライエッチング方法におい
て、第３工程のＣＦ4 ガスによる処理圧力を約２００Ｐ
ａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、真
空排気を約０．１Ｐａに設定し、第４工程のＣＦ4 ガス
とＨ2 およびＮ2 の混合ガスによる処理圧力を約２００
Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、
真空排気を約０．１Ｐａに設定する。
【００１１】請求項７記載のドライエッチング方法は、
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物を反応ガスのプラズマにより除
去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程と、
この第３工程の後にフォトレジストとアルミニウム配線
の側壁をデポ性ガスによりポリマー被覆する第４工程と
を含み、第３工程を少なくとも４回繰り返すことを特徴
とする。
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物を反応ガスのプラズマにより除
去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程と、
この第３工程の後にフォトレジストとアルミニウム配線
の側壁をデポ性ガスによりポリマー被覆する第４工程と
を含み、第３工程を少なくとも４回繰り返すことを特徴
とする。
【００１２】このドライエッチング方法によると、塩素
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。ま
た、アルミニウム配線をポリマー被覆することにより、
アルミニウム配線の腐食をさらに抑えることができる。
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。ま
た、アルミニウム配線をポリマー被覆することにより、
アルミニウム配線の腐食をさらに抑えることができる。
【００１３】請求項８記載のドライエッチング方法は、
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物をＣＦ4 ガスのプラズマにより
除去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程
と、この第３工程の後にＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の
混合ガスのプラズマにより塩素系の反応生成物を除去
し、発生した塩素系ガスを真空排気する第４工程と、こ
の第４工程の後にフォトレジストとアルミニウム配線の
側壁をＣＦ4 ガスとＣＨＦ3 ガスによりポリマー被覆す
る第５工程とを含む。
半導体基板のアルミニウム膜上にフォトレジストをパタ
ーニングする第１工程と、アルミニウム膜を塩素系ガス
のプラズマを用いたドライエッチングで選択除去するこ
とによってアルミニウム配線をパターン形成する第２工
程と、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着
した塩素系の反応生成物をＣＦ4 ガスのプラズマにより
除去し、発生した塩素系ガスを真空排気する第３工程
と、この第３工程の後にＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の
混合ガスのプラズマにより塩素系の反応生成物を除去
し、発生した塩素系ガスを真空排気する第４工程と、こ
の第４工程の後にフォトレジストとアルミニウム配線の
側壁をＣＦ4 ガスとＣＨＦ3 ガスによりポリマー被覆す
る第５工程とを含む。
【００１４】このドライエッチング方法によると、塩素
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。ま
た、アルミニウム配線をポリマー被覆することにより、
アルミニウム配線の腐食をさらに抑えることができる。
系反応生成物を除去した際に発生する塩素系ガスをいっ
たん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして
から、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生した塩素
系ガスを真空排気するサイクル処理を実行するため、従
来よりも効率良く塩素系反応生成物を除去することがで
き、アルミニウム配線の腐食を抑えることができる。ま
た、アルミニウム配線をポリマー被覆することにより、
アルミニウム配線の腐食をさらに抑えることができる。
【００１５】請求項９記載のドライエッチング方法は、
請求項８記載のドライエッチング方法において、第３工
程を１回実行し、第４工程を少なくとも２回繰り返し実
行する。請求項１０記載のドライエッチング方法は、請
求項８または請求項９記載のドライエッチング方法にお
いて、第３工程のＣＦ4 ガスによる処理圧力を約２００
Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、
真空排気を約０．１Ｐａに設定し、第４工程のＣＦ4 ガ
スとＨ2 およびＮ2 の混合ガスによる処理圧力を約２０
０Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０
秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定し、第５工程のＣＦ
4 ガスとＣＨＦ3 ガスによる処理圧力を約２００Ｐａ、
高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒に設定す
る。
請求項８記載のドライエッチング方法において、第３工
程を１回実行し、第４工程を少なくとも２回繰り返し実
行する。請求項１０記載のドライエッチング方法は、請
求項８または請求項９記載のドライエッチング方法にお
いて、第３工程のＣＦ4 ガスによる処理圧力を約２００
Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒、
真空排気を約０．１Ｐａに設定し、第４工程のＣＦ4 ガ
スとＨ2 およびＮ2 の混合ガスによる処理圧力を約２０
０Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０
秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定し、第５工程のＣＦ
4 ガスとＣＨＦ3 ガスによる処理圧力を約２００Ｐａ、
高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０秒に設定す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明のドライエッチン
グ方法の第１の実施の形態について、図１および図２を
参照しながら説明する。まず、半導体基板１の主面上に
形成された酸化膜２上に、スパッタ法によりアルミニウ
ム膜３を膜厚約６０００〜８０００Åで形成する。この
とき、空気中の酸素や水分等と反応し、アルミニウム膜
３上に酸化アルミニウムが生成される。その後、アルミ
ニウム膜３上にフォトレジスト４を約１．２〜２．０μ
ｍの膜厚でパターン形成し（図１（ａ））、塩素系ガス
を反応ガスとするプラズマ５を用いたドライエッチング
（図１（ｂ））によりアルミニウム配線６をパターン形
成する。この際、フォトレジスト４やアルミニウム配線
６の側壁には、塩素系の反応生成物７が付着する（図１
（ｃ））。この状態で、半導体基板１を大気中にさらす
と、塩素系反応生成物７が大気中の水分と反応してしま
い、アルミニウム配線６を腐食してしまうので、大気中
にさらす前に塩素系反応生成物７を除去する必要があ
る。
グ方法の第１の実施の形態について、図１および図２を
参照しながら説明する。まず、半導体基板１の主面上に
形成された酸化膜２上に、スパッタ法によりアルミニウ
ム膜３を膜厚約６０００〜８０００Åで形成する。この
とき、空気中の酸素や水分等と反応し、アルミニウム膜
３上に酸化アルミニウムが生成される。その後、アルミ
ニウム膜３上にフォトレジスト４を約１．２〜２．０μ
ｍの膜厚でパターン形成し（図１（ａ））、塩素系ガス
を反応ガスとするプラズマ５を用いたドライエッチング
（図１（ｂ））によりアルミニウム配線６をパターン形
成する。この際、フォトレジスト４やアルミニウム配線
６の側壁には、塩素系の反応生成物７が付着する（図１
（ｃ））。この状態で、半導体基板１を大気中にさらす
と、塩素系反応生成物７が大気中の水分と反応してしま
い、アルミニウム配線６を腐食してしまうので、大気中
にさらす前に塩素系反応生成物７を除去する必要があ
る。
【００１７】従来の方法では、塩素系反応生成物７を除
去するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズマ
（ＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ），圧力２００Ｐａ，
高周波電力３００Ｗ，処理時間２分）で処理を行ってい
た。しかしながら、この従来の方法では塩素系反応生成
物７を十分除去することができず、表１に示すように、
大きな腐食が多数発生していた。
去するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズマ
（ＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ），圧力２００Ｐａ，
高周波電力３００Ｗ，処理時間２分）で処理を行ってい
た。しかしながら、この従来の方法では塩素系反応生成
物７を十分除去することができず、表１に示すように、
大きな腐食が多数発生していた。
【００１８】この発明の第１の実施の形態では、チャン
バー１０内において、アルミニウム膜３をドライエッチ
ングした後、ＣＦ4 ガス等のプラズマ８を用いて、側壁
に付着した塩素系反応生成物７を置換除去する工程を繰
り返し、アルミニウム配線６の腐食を防止する。より詳
しく述べると、図２に示すように、塩素系反応生成物７
を除去するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズ
マ（ＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ），圧力２００Ｐ
ａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒）で置換除去
した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排気す
ることによりチャンバー１０内に発生した塩素系ガスを
除去しクリーンな状態にする処理を、３〜５サイクル繰
り返し、実験を行った。結果は、表１に示すように、３
サイクルでは腐食が発生したが、４サイクルで腐食が少
なくなり、５サイクルでは腐食は小さい腐食が少し発生
した程度であった。また、図３に塩素のＴＤＳ分析（昇
温脱離法）の結果を示す。従来の方法では、残留塩素が
多く検知されているが、この発明のサイクル処理では、
サイクル数が多くなるほど残留塩素が少なくなっている
ことが分かる。
バー１０内において、アルミニウム膜３をドライエッチ
ングした後、ＣＦ4 ガス等のプラズマ８を用いて、側壁
に付着した塩素系反応生成物７を置換除去する工程を繰
り返し、アルミニウム配線６の腐食を防止する。より詳
しく述べると、図２に示すように、塩素系反応生成物７
を除去するために、ＣＦ4 ガスを反応ガスとするプラズ
マ（ＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ），圧力２００Ｐ
ａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒）で置換除去
した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排気す
ることによりチャンバー１０内に発生した塩素系ガスを
除去しクリーンな状態にする処理を、３〜５サイクル繰
り返し、実験を行った。結果は、表１に示すように、３
サイクルでは腐食が発生したが、４サイクルで腐食が少
なくなり、５サイクルでは腐食は小さい腐食が少し発生
した程度であった。また、図３に塩素のＴＤＳ分析（昇
温脱離法）の結果を示す。従来の方法では、残留塩素が
多く検知されているが、この発明のサイクル処理では、
サイクル数が多くなるほど残留塩素が少なくなっている
ことが分かる。
【００１９】ここで、表１の処理時間について説明す
る。なお、表２についても同様である。まず、従来は、
搬送１分＋ガス導入１０秒＋放電２分＋真空引き２０秒
で計３分３０秒となっている。第１の実施の形態におい
て、３サイクルでは、搬送１分＋（ガス導入１０秒＋放
電３０秒＋真空引き２０秒）×３で計４分、４サイクル
では同様にして計５分、５サイクルでは同様にして６分
となる。
る。なお、表２についても同様である。まず、従来は、
搬送１分＋ガス導入１０秒＋放電２分＋真空引き２０秒
で計３分３０秒となっている。第１の実施の形態におい
て、３サイクルでは、搬送１分＋（ガス導入１０秒＋放
電３０秒＋真空引き２０秒）×３で計４分、４サイクル
では同様にして計５分、５サイクルでは同様にして６分
となる。
【００２０】つぎに、ＴＤＳ分析について詳しく説明す
る。ＴＤＳ分析とは、昇温脱離法のことで、ウェハを数
１００℃まで加熱することにより、ウェハに含まれる残
留塩素を蒸気化させてスペクトル分析することにより残
留塩素を調べる方法である。したがって、スペクトル分
析の信号の大小によりウェハに含まれる残留塩素の大小
は判定てきるウェハに含まれる残留塩素の大小は判定で
きるが、その具体的な量まで特定できないので、図３の
ＴＤＳ分析の信号の単位は特に意味はない。
る。ＴＤＳ分析とは、昇温脱離法のことで、ウェハを数
１００℃まで加熱することにより、ウェハに含まれる残
留塩素を蒸気化させてスペクトル分析することにより残
留塩素を調べる方法である。したがって、スペクトル分
析の信号の大小によりウェハに含まれる残留塩素の大小
は判定てきるウェハに含まれる残留塩素の大小は判定で
きるが、その具体的な量まで特定できないので、図３の
ＴＤＳ分析の信号の単位は特に意味はない。
【００２１】なお、プラズマによる置換除去処理の期間
も、圧力が２００Ｐａになるように、排気を継続してい
る。この例の効果は置換除去処理後に塩素系ガスを完全
排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして、再び置
換除去処理を繰り返すことにある。また、２００Ｐａ→
０．１Ｐａ、０．１Ｐａ→２００Ｐａの移行は、どちら
もおよそ１０秒程度時間がかかる。この例では、上記し
たように、ガス導入を１０秒に設定し、真空排気は完全
に塩素系ガスを排除するために２０秒に設定している。
も、圧力が２００Ｐａになるように、排気を継続してい
る。この例の効果は置換除去処理後に塩素系ガスを完全
排気し、チャンバー内をクリーンな状態にして、再び置
換除去処理を繰り返すことにある。また、２００Ｐａ→
０．１Ｐａ、０．１Ｐａ→２００Ｐａの移行は、どちら
もおよそ１０秒程度時間がかかる。この例では、上記し
たように、ガス導入を１０秒に設定し、真空排気は完全
に塩素系ガスを排除するために２０秒に設定している。
【００２２】このようにこの発明の第１の実施の形態で
は、従来の方法と比較して、塩素系反応生成物７の置換
除去と発生した塩素系ガスの真空排気を繰り返すことに
より、常にチャンバー内をクリーンな状態にして置換除
去処理を行うために、効率良く防食処理を行うことがで
き、アルミニウム配線６の腐食を防止することができ
る。
は、従来の方法と比較して、塩素系反応生成物７の置換
除去と発生した塩素系ガスの真空排気を繰り返すことに
より、常にチャンバー内をクリーンな状態にして置換除
去処理を行うために、効率良く防食処理を行うことがで
き、アルミニウム配線６の腐食を防止することができ
る。
【００２３】しかしながら、この第１の実施の形態のＣ
Ｆ4 ガスによるサイクル処理では、５サイクル以上繰り
返さないと、腐食の発生を有効に抑えることができず、
表１に示すように処理時間が６分以上かかるのが問題で
ある。なお、４サイクルの繰り返しでも、従来例に比べ
て腐食の発生を抑えることができるのは、表１に示した
とおりである。
Ｆ4 ガスによるサイクル処理では、５サイクル以上繰り
返さないと、腐食の発生を有効に抑えることができず、
表１に示すように処理時間が６分以上かかるのが問題で
ある。なお、４サイクルの繰り返しでも、従来例に比べ
て腐食の発生を抑えることができるのは、表１に示した
とおりである。
【００２４】
【表１】
【００２５】そこで、この発明の第２の実施の形態で
は、サイクル処理による防食処理時間を短縮するため
に、サイクル数を３サイクルに制限し、防食ガスとして
ＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガス（Ｈ2 ３％＋Ｎ
2 ９７％）を使用した。具体的には、第１サイクルとし
てＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ）を用い、圧力２００
Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で塩素系反
応生成物７を置換除去した後、チャンバー内圧力を０．
１Ｐａまで真空排気することにより、チャンバー内に発
生した塩素系ガスを除去し、第２サイクルとしてＣＦ4
ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とＨ2 およびＮ2 の混合ガス
（流量６０ｓｃｃｍ）とを用い、圧力２００Ｐａ，高周
波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で置換除去した後、チ
ャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排気し、第３サイ
クルとしてＣＦ4 ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とＨ2 およ
びＮ2 の混合ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とを用い、圧力
２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で置
換除去した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空
排気した。
は、サイクル処理による防食処理時間を短縮するため
に、サイクル数を３サイクルに制限し、防食ガスとして
ＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガス（Ｈ2 ３％＋Ｎ
2 ９７％）を使用した。具体的には、第１サイクルとし
てＣＦ4 ガス（流量８０ｓｃｃｍ）を用い、圧力２００
Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で塩素系反
応生成物７を置換除去した後、チャンバー内圧力を０．
１Ｐａまで真空排気することにより、チャンバー内に発
生した塩素系ガスを除去し、第２サイクルとしてＣＦ4
ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とＨ2 およびＮ2 の混合ガス
（流量６０ｓｃｃｍ）とを用い、圧力２００Ｐａ，高周
波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で置換除去した後、チ
ャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排気し、第３サイ
クルとしてＣＦ4 ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とＨ2 およ
びＮ2 の混合ガス（流量６０ｓｃｃｍ）とを用い、圧力
２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒で置
換除去した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空
排気した。
【００２６】結果は、表２に示すように、３サイクル処
理でも腐食を、小腐食が少し発生する程度に抑えること
ができた。この結果は、図３の塩素のＴＤＳ分析でも明
らかなように、残留塩素が少ないためである。この発明
の第２の実施の形態で残留塩素が少ないのは、第１の実
施の形態であるＣＦ4 ガスのみのサイクル処理では、除
去できる塩素系反応生成物７に限りがあるのに対し、第
２の実施の形態であるＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混
合ガスのサイクル処理では、ＣＦ4 ガスの弗素Ｆで塩素
系反応生成物７を置換除去した後、弗素Ｆで除去しきれ
なかった塩素系反応生成物７をＨ2 およびＮ2 の混合ガ
スの水素Ｈで置換除去し、さらにＨ2 およびＮ2 の混合
ガスの窒素Ｎでエッチング除去するためと考えられる。
理でも腐食を、小腐食が少し発生する程度に抑えること
ができた。この結果は、図３の塩素のＴＤＳ分析でも明
らかなように、残留塩素が少ないためである。この発明
の第２の実施の形態で残留塩素が少ないのは、第１の実
施の形態であるＣＦ4 ガスのみのサイクル処理では、除
去できる塩素系反応生成物７に限りがあるのに対し、第
２の実施の形態であるＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混
合ガスのサイクル処理では、ＣＦ4 ガスの弗素Ｆで塩素
系反応生成物７を置換除去した後、弗素Ｆで除去しきれ
なかった塩素系反応生成物７をＨ2 およびＮ2 の混合ガ
スの水素Ｈで置換除去し、さらにＨ2 およびＮ2 の混合
ガスの窒素Ｎでエッチング除去するためと考えられる。
【００２７】このように、この発明の第２の実施の形態
であるＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2の混合ガスによるサ
イクル処理では、第１の実施の形態であるＣＦ4 ガスの
みのサイクル処理よりも防食効果は大きいが、微小腐食
までは完全に抑えられない。そこで、この発明の第３の
実施の形態では、サイクル数は第２の実施の形態と同じ
３サイクルに制限し、防食ガスとして、ＣＦ4 ガスとＨ
2 およびＮ2 の混合ガスとデポ性のＣＨＦ3 ガスとを用
いた。具体的には、第１サイクルとしてＣＦ 4 ガス（流
量８０ｓｃｃｍ）を用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力
３００Ｗ，処理時間３０秒で塩素系反応生成物７を置換
除去した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排
気することにより、チャンバー内に発生した塩素系ガス
を除去し、第２サイクルとしてＣＦ4 ガス（流量６０ｓ
ｃｃｍ）とＨ2 およびＮ2 の混合ガス（流量６０ｓｃｃ
ｍ）とを用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，
処理時間３０秒で置換除去した後、チャンバー内圧力を
０．１Ｐａまで真空排気し、第３サイクルとしてＣＦ4
ガス（流量４０ｓｃｃｍ）とＣＨＦ3 ガス（流量４０ｓ
ｃｃｍ）を用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力３００
Ｗ，処理時間３０秒でポリマー被覆した。結果は、表２
に示すように３サイクル処理でも腐食の発生を完全に抑
えることができた。この結果は、図３の塩素のＴＤＳ分
析でも明らかなように、残留塩素がほとんど無いためで
ある。これは、塩素系反応生成物７を、第１サイクルで
弗素Ｆによる置換除去を行い、第２サイクルで水素Ｈに
よる置換除去と窒素Ｎによるエッチング除去を行い、さ
らに第３サイクルでデポ性のＣＨＦ3 ガスによりアルミ
ニウム配線６の側壁をポリマー被覆し、水分の浸入を阻
止し腐食の成長を抑えるためであると考えられる。
であるＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2の混合ガスによるサ
イクル処理では、第１の実施の形態であるＣＦ4 ガスの
みのサイクル処理よりも防食効果は大きいが、微小腐食
までは完全に抑えられない。そこで、この発明の第３の
実施の形態では、サイクル数は第２の実施の形態と同じ
３サイクルに制限し、防食ガスとして、ＣＦ4 ガスとＨ
2 およびＮ2 の混合ガスとデポ性のＣＨＦ3 ガスとを用
いた。具体的には、第１サイクルとしてＣＦ 4 ガス（流
量８０ｓｃｃｍ）を用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力
３００Ｗ，処理時間３０秒で塩素系反応生成物７を置換
除去した後、チャンバー内圧力を０．１Ｐａまで真空排
気することにより、チャンバー内に発生した塩素系ガス
を除去し、第２サイクルとしてＣＦ4 ガス（流量６０ｓ
ｃｃｍ）とＨ2 およびＮ2 の混合ガス（流量６０ｓｃｃ
ｍ）とを用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，
処理時間３０秒で置換除去した後、チャンバー内圧力を
０．１Ｐａまで真空排気し、第３サイクルとしてＣＦ4
ガス（流量４０ｓｃｃｍ）とＣＨＦ3 ガス（流量４０ｓ
ｃｃｍ）を用い、圧力２００Ｐａ，高周波電力３００
Ｗ，処理時間３０秒でポリマー被覆した。結果は、表２
に示すように３サイクル処理でも腐食の発生を完全に抑
えることができた。この結果は、図３の塩素のＴＤＳ分
析でも明らかなように、残留塩素がほとんど無いためで
ある。これは、塩素系反応生成物７を、第１サイクルで
弗素Ｆによる置換除去を行い、第２サイクルで水素Ｈに
よる置換除去と窒素Ｎによるエッチング除去を行い、さ
らに第３サイクルでデポ性のＣＨＦ3 ガスによりアルミ
ニウム配線６の側壁をポリマー被覆し、水分の浸入を阻
止し腐食の成長を抑えるためであると考えられる。
【００２８】ただし、この発明の第３の実施の形態のよ
うにデポ性のＣＨＦ3 ガスを使用した場合、フォトレジ
スト４をアッシングした際にラビットイヤーが発生する
ので、薬液洗浄等によりラビットイヤーを除去しなけれ
ばならない。
うにデポ性のＣＨＦ3 ガスを使用した場合、フォトレジ
スト４をアッシングした際にラビットイヤーが発生する
ので、薬液洗浄等によりラビットイヤーを除去しなけれ
ばならない。
【００２９】
【表２】
【００３０】なお、第１の実施の形態のように、ＣＦ4
ガスのみで、塩素系反応生成物７を置換除去する場合に
おいても、その最後に、ＣＦ4 ガス（流量４０ｓｃｃ
ｍ）とＣＨＦ3 ガス（流量４０ｓｃｃｍ）を用い、圧力
２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒でア
ルミニウム配線の側壁をポリマー被覆すると、腐食の抑
制効果が第１の実施の形態に比べて高くなる。
ガスのみで、塩素系反応生成物７を置換除去する場合に
おいても、その最後に、ＣＦ4 ガス（流量４０ｓｃｃ
ｍ）とＣＨＦ3 ガス（流量４０ｓｃｃｍ）を用い、圧力
２００Ｐａ，高周波電力３００Ｗ，処理時間３０秒でア
ルミニウム配線の側壁をポリマー被覆すると、腐食の抑
制効果が第１の実施の形態に比べて高くなる。
【００３１】また、上記第２または第３の実施の形態で
は、ＣＦ4 ガスによる塩素系反応生成物７の置換除去お
よび真空排気のサイクルを１回とし、ＣＦ4 ガスとＨ2
およびＮ2 の混合ガスによる塩素系反応生成物７の置換
除去および真空排気のサイクルを２回としたが、それぞ
れ２回以上、３回以上とすると、腐食の抑制効果は一層
高くなる。
は、ＣＦ4 ガスによる塩素系反応生成物７の置換除去お
よび真空排気のサイクルを１回とし、ＣＦ4 ガスとＨ2
およびＮ2 の混合ガスによる塩素系反応生成物７の置換
除去および真空排気のサイクルを２回としたが、それぞ
れ２回以上、３回以上とすると、腐食の抑制効果は一層
高くなる。
【００３２】
【発明の効果】この発明のドライエッチング方法によれ
ば、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着し
た塩素系の反応生成物を除去する際に発生する塩素系ガ
スをいったん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状
態にしてから、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生
した塩素系ガスを真空排気するサイクル処理を実行する
ため、効率よく塩素系反応生成物を除去し、アルミニウ
ム配線の腐食を抑えることができる。
ば、フォトレジストとアルミニウム配線の側壁に付着し
た塩素系の反応生成物を除去する際に発生する塩素系ガ
スをいったん真空排気し、チャンバー内をクリーンな状
態にしてから、再度、塩素系反応生成物を除去し、発生
した塩素系ガスを真空排気するサイクル処理を実行する
ため、効率よく塩素系反応生成物を除去し、アルミニウ
ム配線の腐食を抑えることができる。
【００３３】アルミニウム配線をポリマー被覆すれば、
水の侵入を阻止し、アルミニウム配線の腐食の成長を抑
えるので、アルミニウム配線の腐食を完全に抑えること
ができる。
水の侵入を阻止し、アルミニウム配線の腐食の成長を抑
えるので、アルミニウム配線の腐食を完全に抑えること
ができる。
【図１】この発明のドライエッチング方法の第１の実施
の形態における工程図である。
の形態における工程図である。
【図２】この発明のドライエッチング方法の第１の実施
の形態における工程図である。
の形態における工程図である。
【図３】この発明の第１，２，３の実施の形態および従
来方法での塩素のＴＤＳ分析の結果を示す図である。
来方法での塩素のＴＤＳ分析の結果を示す図である。
【図４】従来のドライエッチング方法の工程図である。
【図５】従来のドライエッチング方法の工程図である。
１ 半導体基板 ２ 酸化膜 ３ アルミニウム膜 ４ フォトレジスト ５ 塩素系ガス ６ アルミニウム配線 ７ 塩素系反応生成物 ８ ＣＦ4 等のガスのプラズマ １０ チャンバー
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体基板のアルミニウム膜上にフォト
レジストをパターニングする第１工程と、前記アルミニ
ウム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチン
グで選択除去することによってアルミニウム配線をパタ
ーン形成する第２工程と、前記フォトレジストと前記ア
ルミニウム配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を
反応ガスのプラズマにより除去し、発生した塩素系ガス
を真空排気する第３工程とを含み、前記第３工程を複数
回繰り返し実行することを特徴とするドライエッチング
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のドライエッチング方法に
おいて、第３工程の繰り返し回数を４回以上とするドラ
イエッチング方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のドライエ
ッチング方法において、第３工程の反応ガスとしてＣＦ
4 ガスを用い、このＣＦ4 ガスによる処理圧力を約２０
０Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間を約３０
秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定するドライエッチン
グ方法。 - 【請求項４】 半導体基板のアルミニウム膜上にフォト
レジストをパターニングする第１工程と、前記アルミニ
ウム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチン
グで選択除去することによってアルミニウム配線をパタ
ーン形成する第２工程と、前記フォトレジストと前記ア
ルミニウム配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を
ＣＦ4 ガスのプラズマにより除去し、発生した塩素系ガ
スを真空排気する第３工程と、この第３工程の後にＣＦ
4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガスのプラズマにより塩
素系の反応生成物を除去し、発生した塩素系ガスを真空
排気する第４工程とを含むドライエッチング方法。 - 【請求項５】 請求項４記載のドライエッチング方法に
おいて、第３工程を１回実行し、第４工程を少なくとも
２回繰り返し実行するドライエッチング方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５記載のドライエ
ッチング方法において、第３工程のＣＦ4 ガスによる処
理圧力を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理
時間を約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定し、第
４工程のＣＦ 4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガスによる
処理圧力を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処
理時間を約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定する
ドライエッチング方法。 - 【請求項７】 半導体基板のアルミニウム膜上にフォト
レジストをパターニングする第１工程と、前記アルミニ
ウム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチン
グで選択除去することによってアルミニウム配線をパタ
ーン形成する第２工程と、前記フォトレジストと前記ア
ルミニウム配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を
反応ガスのプラズマにより除去し、発生した塩素系ガス
を真空排気する第３工程と、この第３工程の後に前記フ
ォトレジストと前記アルミニウム配線の側壁をデポ性ガ
スによりポリマー被覆する第４工程とを含み、前記第３
工程を少なくとも４回繰り返すことを特徴とするドライ
エッチング方法。 - 【請求項８】 半導体基板のアルミニウム膜上にフォト
レジストをパターニングする第１工程と、前記アルミニ
ウム膜を塩素系ガスのプラズマを用いたドライエッチン
グで選択除去することによってアルミニウム配線をパタ
ーン形成する第２工程と、前記フォトレジストと前記ア
ルミニウム配線の側壁に付着した塩素系の反応生成物を
ＣＦ4 ガスのプラズマにより除去し、発生した塩素系ガ
スを真空排気する第３工程と、この第３工程の後にＣＦ
4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガスのプラズマにより塩
素系の反応生成物を除去し、発生した塩素系ガスを真空
排気する第４工程と、この第４工程の後に前記フォトレ
ジストと前記アルミニウム配線の側壁をＣＦ4 ガスとＣ
ＨＦ3 ガスによりポリマー被覆する第５工程とを含むド
ライエッチング方法。 - 【請求項９】 請求項８記載のドライエッチング方法に
おいて、第３工程を１回実行し、第４工程を少なくとも
２回繰り返し実行するドライエッチング方法。 - 【請求項１０】 請求項８または請求項９記載のドライ
エッチング方法において、第３工程のＣＦ4 ガスによる
処理圧力を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処
理時間を約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定し、
第４工程のＣＦ4 ガスとＨ2 およびＮ2 の混合ガスによ
る処理圧力を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、
処理時間を約３０秒、真空排気を約０．１Ｐａに設定
し、第５工程のＣＦ4 ガスとＣＨＦ3 ガスによる処理圧
力を約２００Ｐａ、高周波電力を約３００Ｗ、処理時間
を約３０秒に設定するドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173498A JPH0927475A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173498A JPH0927475A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927475A true JPH0927475A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15961638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7173498A Pending JPH0927475A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927475A (ja) |
-
1995
- 1995-07-10 JP JP7173498A patent/JPH0927475A/ja active Pending
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