JPS6056231B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPS6056231B2 JPS6056231B2 JP12420779A JP12420779A JPS6056231B2 JP S6056231 B2 JPS6056231 B2 JP S6056231B2 JP 12420779 A JP12420779 A JP 12420779A JP 12420779 A JP12420779 A JP 12420779A JP S6056231 B2 JPS6056231 B2 JP S6056231B2
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- JP
- Japan
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- etching
- gas
- ccl4
- ratio
- film
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良されたプラズマエッチング方法に関する
。
。
最近、互いに対向して設けられた電極に高周波（ＲＦ
）電力を印加して前記電極間に反応性ガスからガスプラ
ズマを形成し、前記電極上でエッチングを行なうプラズ
マエッチング方法が酸化シリコン（ＳｉＯ２）の他シリ
コをン（Ｓｉ）やアルミニウム（Ａｌ）膜をもエッチン
グ出来ることからＩＣやＬＳＩの分野で注目されている
。
）電力を印加して前記電極間に反応性ガスからガスプラ
ズマを形成し、前記電極上でエッチングを行なうプラズ
マエッチング方法が酸化シリコン（ＳｉＯ２）の他シリ
コをン（Ｓｉ）やアルミニウム（Ａｌ）膜をもエッチン
グ出来ることからＩＣやＬＳＩの分野で注目されている
。
ところでＩＣやトＩではＡｌ膜が電極や配線として広
く使われているが、ＳｉやＳｉＯ。
く使われているが、ＳｉやＳｉＯ。
に対してＡｌ膜を選択エッチングすることはその導入に
あたつて重要な問題となる。例えばおよそ素子形成の済
んだ基板全面にＡｌを堆積し、適当なパターンをエッチ
ングマスクとして前記Ａｌ膜から電極や配線を形成する
。しかしＡｌ膜は段差部での実効的厚みが（基板面に垂
直に測つて）大きくなるので、この部位でのエッチング
が完了する前に平坦部のＮ膜エッチングは完了してしま
う。従つてエツ・チング選択性が悪いとフィールド酸化
膜表面がエッチングされたり、コンタクトホール内でＡ
ｌ膜パターンからはずれた基板表面がエッチングされＰ
ｎ接合が損傷を受けてリーク電流の原因となつたりする
。即ち基板表面の逆導電型領域に設けら・れたコンタク
トホールは、高密度化を図るために開口が１〜２μ四角
になると最早マスク合わせの点でＡｌパターンをコンタ
クトホール全体を覆うように設けるのは困難で、一部が
コンタクトホールに接触する状態でも許容するようにな
る。ノ 従来Ｎエッチング時の導入ガスとしては毒性も
少く取り扱い易いＣＣＩ。（四塩化炭素）が広く試みら
れて来たが、エッチング速度が遅く、またＡｌ／ＳｉＯ
２特にＡｌ／Ｓｉエッチング選択比が悪く未だ実用化に
は至つていない。本発明は上記事情に鑑みて為されたも
ので、互いに対向して設けられた電極に高周波電力を印
加して前記電極間にガスプラズマを形成し、前記電極上
でエッチングを行なうにあたり、ＣＣｌ４ガスにＣｌ２
ガスを加えたＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧力比が０．８
以下であるガスを用いて前記ガスプラズマを形成し、０
．１Ｔ０ｒｒ以下の高真空下でアルミニウム膜をエッチ
ングすることを特徴とするプラズマエッチング方法を提
供するものである。
あたつて重要な問題となる。例えばおよそ素子形成の済
んだ基板全面にＡｌを堆積し、適当なパターンをエッチ
ングマスクとして前記Ａｌ膜から電極や配線を形成する
。しかしＡｌ膜は段差部での実効的厚みが（基板面に垂
直に測つて）大きくなるので、この部位でのエッチング
が完了する前に平坦部のＮ膜エッチングは完了してしま
う。従つてエツ・チング選択性が悪いとフィールド酸化
膜表面がエッチングされたり、コンタクトホール内でＡ
ｌ膜パターンからはずれた基板表面がエッチングされＰ
ｎ接合が損傷を受けてリーク電流の原因となつたりする
。即ち基板表面の逆導電型領域に設けら・れたコンタク
トホールは、高密度化を図るために開口が１〜２μ四角
になると最早マスク合わせの点でＡｌパターンをコンタ
クトホール全体を覆うように設けるのは困難で、一部が
コンタクトホールに接触する状態でも許容するようにな
る。ノ 従来Ｎエッチング時の導入ガスとしては毒性も
少く取り扱い易いＣＣＩ。（四塩化炭素）が広く試みら
れて来たが、エッチング速度が遅く、またＡｌ／ＳｉＯ
２特にＡｌ／Ｓｉエッチング選択比が悪く未だ実用化に
は至つていない。本発明は上記事情に鑑みて為されたも
ので、互いに対向して設けられた電極に高周波電力を印
加して前記電極間にガスプラズマを形成し、前記電極上
でエッチングを行なうにあたり、ＣＣｌ４ガスにＣｌ２
ガスを加えたＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧力比が０．８
以下であるガスを用いて前記ガスプラズマを形成し、０
．１Ｔ０ｒｒ以下の高真空下でアルミニウム膜をエッチ
ングすることを特徴とするプラズマエッチング方法を提
供するものである。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は本実施例で用いたプラズマエッチング装置の概
略を示す装置断面図である。
略を示す装置断面図である。
ステンレス製の真空容器１にはガス導入口２，３が設け
られ、夫々ＣＣｌ４ガスとＣｌ２ガスが導入される。両
電極４，５は平行平板状を為し、夫々絶縁物（ここでは
テフロン）６，６″によつて容器から絶縁されている。
電極４には真空シール７を通して１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ電源８が整合器９を経て接続され、電極５は接地の状
態にしてあり、このようにして電極４，５には２００Ｗ
（７）ＲＦ電力が印加される。
られ、夫々ＣＣｌ４ガスとＣｌ２ガスが導入される。両
電極４，５は平行平板状を為し、夫々絶縁物（ここでは
テフロン）６，６″によつて容器から絶縁されている。
電極４には真空シール７を通して１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ電源８が整合器９を経て接続され、電極５は接地の状
態にしてあり、このようにして電極４，５には２００Ｗ
（７）ＲＦ電力が印加される。
また両電極４，５は水冷バイブ１０，１『により冷却さ
れ、ガスは拡散ポンプやルーツポンプ、ロータリーポン
プなどの排気手段１１で容器１が０．０１Ｔ０ｒｒ以下
に達した後に導入され、コンダクタンスバルブ１２，１
２″によつて真空容器１内の真空度即ちエッチング圧力
が調整される。尚コンダクタンスバルブ１２，１２″間
には液体窒素トラップ１３が設けられている。このよう
にしてグロー放電により電極４，５間にガスプラズマが
形成され、減圧下で電極４上の試料１４がエッチングさ
れる。
れ、ガスは拡散ポンプやルーツポンプ、ロータリーポン
プなどの排気手段１１で容器１が０．０１Ｔ０ｒｒ以下
に達した後に導入され、コンダクタンスバルブ１２，１
２″によつて真空容器１内の真空度即ちエッチング圧力
が調整される。尚コンダクタンスバルブ１２，１２″間
には液体窒素トラップ１３が設けられている。このよう
にしてグロー放電により電極４，５間にガスプラズマが
形成され、減圧下で電極４上の試料１４がエッチングさ
れる。
第２図は先述装置でＡｌ膜、Ｓｉ膜、ＳｉＯ，膜をエッ
チングした時の塩素ガス混合比即ちＣｌ２／ＣＣｌ４：
，＋Ｃｌ２圧力比を変化させてエッチング速度及びエッ
チング選択比との関係を示した特性図である。
チングした時の塩素ガス混合比即ちＣｌ２／ＣＣｌ４：
，＋Ｃｌ２圧力比を変化させてエッチング速度及びエッ
チング選択比との関係を示した特性図である。
ここでは真空容器１内の真空度即ちエッチング圧力を０
．１Ｔ０ｒｒと一定にした。曲線Ａ，ｂ，ｃはエッチン
グ終了後にエッチング深さとエッチング時４間とから算
出した夫々Ａｌ，Ｓｉ，ＳｉＯ２のエッチング速度、曲
線Ｄ，ｅはその結果を用いて得た夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａｌ
／ＳｉＯ２のエッチング選択比を示す。Ｃｌ２ガスの混
合比を増加させてゆくと、Ａｌ，Ｓｉ，ＳｌＯ２のエッ
チング速度は夫々Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比が０．７
５を最大とするような特性を示すが、なかでもＮの変化
割合が大きい。そして曲線Ｄ，ｅに示すようにＡ１／Ｓ
ｉ，Ａｌ／ＳｌＯ，のエッチング選択比は共にＣｌ２／
ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比が０．８以下では、Ｃｌ２／ＣＣｌ
４＋Ｃｌ２比が零即ちＣＣｌ４ガス単独でエッチングす
るよりも選択性及びＡｌ膜のエッチング速度が向上して
いる。
．１Ｔ０ｒｒと一定にした。曲線Ａ，ｂ，ｃはエッチン
グ終了後にエッチング深さとエッチング時４間とから算
出した夫々Ａｌ，Ｓｉ，ＳｉＯ２のエッチング速度、曲
線Ｄ，ｅはその結果を用いて得た夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａｌ
／ＳｉＯ２のエッチング選択比を示す。Ｃｌ２ガスの混
合比を増加させてゆくと、Ａｌ，Ｓｉ，ＳｌＯ２のエッ
チング速度は夫々Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比が０．７
５を最大とするような特性を示すが、なかでもＮの変化
割合が大きい。そして曲線Ｄ，ｅに示すようにＡ１／Ｓ
ｉ，Ａｌ／ＳｌＯ，のエッチング選択比は共にＣｌ２／
ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比が０．８以下では、Ｃｌ２／ＣＣｌ
４＋Ｃｌ２比が零即ちＣＣｌ４ガス単独でエッチングす
るよりも選択性及びＡｌ膜のエッチング速度が向上して
いる。
第３図はエッチング圧力を０．０４Ｔ０ｒｒと一定にし
て第２図と説明したと同様にＡｌ，Ｓｉ，ＳｉＯ２膜を
エッチングした時のＣｌ２／ＣＣｌ，＋Ｃｌ２圧力比を
変化させてエッチング速度及びエッチング選択比との関
係を第２図で説明したと同様に求めた特性図である。
て第２図と説明したと同様にＡｌ，Ｓｉ，ＳｉＯ２膜を
エッチングした時のＣｌ２／ＣＣｌ，＋Ｃｌ２圧力比を
変化させてエッチング速度及びエッチング選択比との関
係を第２図で説明したと同様に求めた特性図である。
曲線ａ″，ｂ″，ｃ″は夫々Ａｌ，Ｓｉ，ＳｉＯ２のエ
ッ門チング速度、曲線ｄ゛，ｅ″は夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａ
ｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択比を示す。Ｃｌ２ガスの
混合比を増加させてゆくと、先述Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃ
ｌ２比が０．８以下では、ＣＣｌ４ガス単独でエッチン
グするよりもＡ１膜のエッチング速度及びＡｌ／Ｓｉ，
Ａｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択性が向上した。
ッ門チング速度、曲線ｄ゛，ｅ″は夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａ
ｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択比を示す。Ｃｌ２ガスの
混合比を増加させてゆくと、先述Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃ
ｌ２比が０．８以下では、ＣＣｌ４ガス単独でエッチン
グするよりもＡ１膜のエッチング速度及びＡｌ／Ｓｉ，
Ａｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択性が向上した。
Ａ１膜は０．９では全んどエッチングされなくなつた。
第４図はＮ膜、Ｓｉ膜、ＳｉＯ２膜をエッチングした時
のエッチング圧力とエッチング速度及びエッチング選択
比の関係を示す特性図である。
第４図はＮ膜、Ｓｉ膜、ＳｉＯ２膜をエッチングした時
のエッチング圧力とエッチング速度及びエッチング選択
比の関係を示す特性図である。
エッチング圧力はＣＣｌ４ガスを０．０２５Ｔ０ｒｒ．
．Ｃ１２ガスを０．０１５Ｔ０ｒｒの圧力で導入しなが
ら先述コンダクタンスバルブを用いて０．０４，０．０
５，０．０７，０．０８５，０．１，０．１１，０．１
２の各圧力に設定した。ここではＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃ
ｌ２比は０．０１５／０．４である。曲線Ａ，ｂ，ｃは
夫々Ａｌ，Ｓｊ，ＳｉＯ２のエッチング速度、曲線Ｄ，
ｅは夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択
比を示す。図に示すようにエッチング圧力を増加させて
ゆくに伴ないＡ１／Ｓｉ，Ａｌ／ＳｉＯ２エッチング選
択比も上昇し、０．１Ｔ０ｒｒで夫々５，１００に達し
た。
．Ｃ１２ガスを０．０１５Ｔ０ｒｒの圧力で導入しなが
ら先述コンダクタンスバルブを用いて０．０４，０．０
５，０．０７，０．０８５，０．１，０．１１，０．１
２の各圧力に設定した。ここではＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃ
ｌ２比は０．０１５／０．４である。曲線Ａ，ｂ，ｃは
夫々Ａｌ，Ｓｊ，ＳｉＯ２のエッチング速度、曲線Ｄ，
ｅは夫々Ａ１／Ｓｉ，Ａｌ／ＳｉＯ２のエッチング選択
比を示す。図に示すようにエッチング圧力を増加させて
ゆくに伴ないＡ１／Ｓｉ，Ａｌ／ＳｉＯ２エッチング選
択比も上昇し、０．１Ｔ０ｒｒで夫々５，１００に達し
た。
尚、０．１５Ｔ０ｒｒではＡ１は全んどエッチングされ
なくなつた。この他さらに種々条件を変えて実験を行な
つたが何れにおいてもエッチング選択比、Ａｌ膜エッチ
ング速度から総合的に判断して、ＣＣｌ４ガス単独でエ
ッチングするより優れていると判断されるＣｌ２／ＣＣ
ｌ４＋Ｃｌ２比を、この比が０．８以下の範囲に認める
ことが出来た。
なくなつた。この他さらに種々条件を変えて実験を行な
つたが何れにおいてもエッチング選択比、Ａｌ膜エッチ
ング速度から総合的に判断して、ＣＣｌ４ガス単独でエ
ッチングするより優れていると判断されるＣｌ２／ＣＣ
ｌ４＋Ｃｌ２比を、この比が０．８以下の範囲に認める
ことが出来た。
例えば高周波電力を種々変えたが同様であつた。
第５図ａは高周波電力１００Ｗ（０．１２Ｗ／Ｃｌｔ）
、２００Ｗ（０．２４Ｗ／Ｃｆｉ）、３００Ｗ（０．３
６Ｗ／Ｃ７ｌｆ）でのＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ。
、２００Ｗ（０．２４Ｗ／Ｃｆｉ）、３００Ｗ（０．３
６Ｗ／Ｃ７ｌｆ）でのＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ。
圧力比と陰極降下電圧■Ｄｃとの関係を示す。陰極とは
ＲＦ電源が接続される電極を指す。即ち陰極には高周波
の正の半周期でプラズマ中の電子が流入し、次の負の半
周期でプラズマ中の正イオンが流入するが、正イオンよ
り電子の易動度の方が大きいので両者の差がなくなるよ
うに陰極の電位は低下して自己補正される。この電位の
低下は陰極降下電圧・■ＤＣ（ＶｄＣ＝ψ）と呼はれ第
４図ｂに説明図を示す。（Ｖ，：最大値、Ｖ２最小値）
。第５図ａで曲線Ｆ，ｇ，ｈは夫々１００Ｗ，２００Ｗ
，３００Ｗの場合を示し、夫々ＣＩ２添加量に対しほぼ
不変であつた。
ＲＦ電源が接続される電極を指す。即ち陰極には高周波
の正の半周期でプラズマ中の電子が流入し、次の負の半
周期でプラズマ中の正イオンが流入するが、正イオンよ
り電子の易動度の方が大きいので両者の差がなくなるよ
うに陰極の電位は低下して自己補正される。この電位の
低下は陰極降下電圧・■ＤＣ（ＶｄＣ＝ψ）と呼はれ第
４図ｂに説明図を示す。（Ｖ，：最大値、Ｖ２最小値）
。第５図ａで曲線Ｆ，ｇ，ｈは夫々１００Ｗ，２００Ｗ
，３００Ｗの場合を示し、夫々ＣＩ２添加量に対しほぼ
不変であつた。
ところで、第２図、第３図の結果で示されるに膜のエッ
チング速度の変化は次のように推察される。
チング速度の変化は次のように推察される。
即ちＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比を増すに伴ないＣＣＩ
４が多い間には過剰なＣがＡＩ膜表面をカバーし、Ａｌ
膜のエッチング速度は低く、Ｃｌ２添加によつてこのＣ
はＣｌ２によりＣＣｌ４となり除去されＣｌ２／ＣＣｌ
４＋Ｃｌ２比０．７５でＮ膜エッチングは最良となるが
、その後は大気中で形成されたＮ表面部のＡｌ２Ｏ３薄
層のＣＣｌ３＋による環元がＣＣｌ４ガスが少ないため
行なわれ難くなりエッチング速度が急激に減少したもの
と考えられる。尚、Ｃｌ２添加による効果はＣｌ２／Ｃ
Ｃｌ４＋Ｃｌ。
４が多い間には過剰なＣがＡＩ膜表面をカバーし、Ａｌ
膜のエッチング速度は低く、Ｃｌ２添加によつてこのＣ
はＣｌ２によりＣＣｌ４となり除去されＣｌ２／ＣＣｌ
４＋Ｃｌ２比０．７５でＮ膜エッチングは最良となるが
、その後は大気中で形成されたＮ表面部のＡｌ２Ｏ３薄
層のＣＣｌ３＋による環元がＣＣｌ４ガスが少ないため
行なわれ難くなりエッチング速度が急激に減少したもの
と考えられる。尚、Ｃｌ２添加による効果はＣｌ２／Ｃ
Ｃｌ４＋Ｃｌ。
比が０．１特に０．２から明瞭に現われ始める。なかで
も０．４〜０．諾に０．６〜０．８の範囲が顕著であつ
た。又、Ａ１膜のエッチング速度やＡ］／Ｓｉ，ＡＩ／
ＳｌＯ２選択比の急変部を除くにはＣｌ２／ＣＣｌ４＋
Ｃｌ２比は０．７以下特に０．６以下が好ましい。さら
にエッチング圧力は、０．０１特に０．０肝０ｒｒ′を
下限、０．０６Ｔ０ｒｒを上限とする範囲で選択性効果
は顕著に表われた。
も０．４〜０．諾に０．６〜０．８の範囲が顕著であつ
た。又、Ａ１膜のエッチング速度やＡ］／Ｓｉ，ＡＩ／
ＳｌＯ２選択比の急変部を除くにはＣｌ２／ＣＣｌ４＋
Ｃｌ２比は０．７以下特に０．６以下が好ましい。さら
にエッチング圧力は、０．０１特に０．０肝０ｒｒ′を
下限、０．０６Ｔ０ｒｒを上限とする範囲で選択性効果
は顕著に表われた。
又、Ｎ膜上に被着するエッチングマスクとして用いるパ
ターンのＡ１膜エッチング時の損傷や、マスク下のアン
ダーカットを考慮する場合には少なくとも１００（０．
１２Ｗ／ｄ）〜３００Ｗ（イ）．３６Ｗ／ｃ＃ｉ）程度
の高周波電力、陰極降下電圧にして−２０〜−２２０Ｖ
にする必要があつた。
ターンのＡ１膜エッチング時の損傷や、マスク下のアン
ダーカットを考慮する場合には少なくとも１００（０．
１２Ｗ／ｄ）〜３００Ｗ（イ）．３６Ｗ／ｃ＃ｉ）程度
の高周波電力、陰極降下電圧にして−２０〜−２２０Ｖ
にする必要があつた。
これらについて詳しく説明する。第６図は、エッチング
圧力を変化させた時の各ｄ電力に対するＶｄｃの変化を
示している。ここではＣＣｌ４ガス０．０２５Ｔ０ｒｒ
′、Ｃｌ２ガス０．０１５Ｔ０ｒｒで流しながら前記圧
力調節をした。曲線ａはｄ電力１００Ｗ（０．１２Ｗ／
Ｃｌｔ）、ｂは２００Ｗ（０．２４Ｗ／ｄ）、ｃは３０
０Ｗ（４）．３６Ｗ／Ｃ７ｌｆ）の場合を示し、ｄ電力
が大きい程Ｖｄｃは大きく、またエッチング圧力が低い
程Ｖｄｃが大きい。第７図ａに示すようにＳｉＯ２で被
覆されたウェハ３１上に１μｍ厚のアルミニウム３２を
堆積し、ポジ型レジストマスク３３を形成して０．１Ｔ
０ｒｒ，２００Ｗでエッチングを行なつたが図に示すよ
うに大きなアンダーカット３４が生じ、また下地ＳｉＯ
２上に重合物３５が堆積した。
圧力を変化させた時の各ｄ電力に対するＶｄｃの変化を
示している。ここではＣＣｌ４ガス０．０２５Ｔ０ｒｒ
′、Ｃｌ２ガス０．０１５Ｔ０ｒｒで流しながら前記圧
力調節をした。曲線ａはｄ電力１００Ｗ（０．１２Ｗ／
Ｃｌｔ）、ｂは２００Ｗ（０．２４Ｗ／ｄ）、ｃは３０
０Ｗ（４）．３６Ｗ／Ｃ７ｌｆ）の場合を示し、ｄ電力
が大きい程Ｖｄｃは大きく、またエッチング圧力が低い
程Ｖｄｃが大きい。第７図ａに示すようにＳｉＯ２で被
覆されたウェハ３１上に１μｍ厚のアルミニウム３２を
堆積し、ポジ型レジストマスク３３を形成して０．１Ｔ
０ｒｒ，２００Ｗでエッチングを行なつたが図に示すよ
うに大きなアンダーカット３４が生じ、また下地ＳｉＯ
２上に重合物３５が堆積した。
又、０．０４Ｔ０ｒｒ−（ＣＣｌ４Ｏ．Ｏ２５ＴＯｒｒ
，Ｃｌ。Ｏ．Ｏｌ５ＴＯｒＴ′）の圧力下で１００Ｗ，
２００Ｗ，３００Ｗの各Ｒｆ電力で同様にしてエッチン
グを行なつたが１００Ｗはアンダーカットが生じた。第
８図にはエッチング圧力とアンダーカット量（横方向エ
ッチング食い込み量）との関係（実線）を示す。
，Ｃｌ。Ｏ．Ｏｌ５ＴＯｒＴ′）の圧力下で１００Ｗ，
２００Ｗ，３００Ｗの各Ｒｆ電力で同様にしてエッチン
グを行なつたが１００Ｗはアンダーカットが生じた。第
８図にはエッチング圧力とアンダーカット量（横方向エ
ッチング食い込み量）との関係（実線）を示す。
ＣＣｌ４Ｏ．Ｏ２５ＴＯｒｒ′，Ｃｌ２Ｏ．Ｏｌ５ＴＯ
ｒｒで流しながら圧力調節し、Ｒｆ電力は２００Ｗとし
た。その結果０．１Ｔ０ｒｒではＮ膜厚以上の著しく大
きなアンダーカットが生じた。このようにアンダーカッ
トは■Ｄｃと密接に関係し、少なくともＶｄｃは−２０
Ｖより低い状態でエッチングを行なうことが著しく大き
なアンダーカットを避ける上で必要であつた。
ｒｒで流しながら圧力調節し、Ｒｆ電力は２００Ｗとし
た。その結果０．１Ｔ０ｒｒではＮ膜厚以上の著しく大
きなアンダーカットが生じた。このようにアンダーカッ
トは■Ｄｃと密接に関係し、少なくともＶｄｃは−２０
Ｖより低い状態でエッチングを行なうことが著しく大き
なアンダーカットを避ける上で必要であつた。
■Ｄｃが０Ｖに近くなると試料に垂直に入射するＣＣｌ
３＋等のイオン種によるエッチングが減少し、中性種に
よるエッチングが増す結果エッチングに方向性が得られ
なくなるものと推察される。０．０４Ｔ０ｒｒ（ＣＣｌ
４Ｏ．Ｏ２５ＴＯｒｒ，Ｃｌ２Ｏ．Ｏｌ５ＴＯｒｒ）の
圧力下、Ｒｆ電力２００Ｗの条件ではレジストマスクは
殆んどエッチングされず、またアンダーカットも殆んど
認められなかつた。
３＋等のイオン種によるエッチングが減少し、中性種に
よるエッチングが増す結果エッチングに方向性が得られ
なくなるものと推察される。０．０４Ｔ０ｒｒ（ＣＣｌ
４Ｏ．Ｏ２５ＴＯｒｒ，Ｃｌ２Ｏ．Ｏｌ５ＴＯｒｒ）の
圧力下、Ｒｆ電力２００Ｗの条件ではレジストマスクは
殆んどエッチングされず、またアンダーカットも殆んど
認められなかつた。
この様子を第９図ａに示す。
即ちエッチングされたＡ１膜の側壁に堆積物５１が観ら
られた。こ・の堆積物はＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒＯｎＰ
ｒＯｂｅＭｉｃｒＯ．Ａｒｌａｌｙｓｉｓ）測定からに
を主体とする物質であることが判明した。Ａｌエッチン
グ時にエッチングに伴ないその側壁に堆積物が附着して
ゆき、この堆積物によりにのアンダーカットを防いでい
るものと考えられる。第９図ａの状態のレジストは酸素
プラズマによつて灰化されるが、第９図ｂのように堆積
物は灰化されないで残る。ところがａの状態のウェハー
をレジスト剥離液（東京応化製Ｊ−１００）等の中でレ
ジスト剥離条件（１１ＣｆＣ，５分）を用いるとｃのよ
うにレジストばかりでなく堆積物５１も同時にエッチン
グされて、微細加工されたアンダーカットのないＡ１膜
のパターンが現われた。このようにした１μ厚で１μｍ
幅のラインアンドスペースのパターンが達成された。第
１０図はＣｌ２添加量即ちＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧
力比に対するアンダーカット量の変化（実線）を示し、
エッチング圧力０．０４Ｔ０ｒｒ，．ｒｆ電力２００Ｗ
の条件である。Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧力比が０．
３〜０．３５では殆んどアンダーカットは認められなか
つた。
られた。こ・の堆積物はＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒＯｎＰ
ｒＯｂｅＭｉｃｒＯ．Ａｒｌａｌｙｓｉｓ）測定からに
を主体とする物質であることが判明した。Ａｌエッチン
グ時にエッチングに伴ないその側壁に堆積物が附着して
ゆき、この堆積物によりにのアンダーカットを防いでい
るものと考えられる。第９図ａの状態のレジストは酸素
プラズマによつて灰化されるが、第９図ｂのように堆積
物は灰化されないで残る。ところがａの状態のウェハー
をレジスト剥離液（東京応化製Ｊ−１００）等の中でレ
ジスト剥離条件（１１ＣｆＣ，５分）を用いるとｃのよ
うにレジストばかりでなく堆積物５１も同時にエッチン
グされて、微細加工されたアンダーカットのないＡ１膜
のパターンが現われた。このようにした１μ厚で１μｍ
幅のラインアンドスペースのパターンが達成された。第
１０図はＣｌ２添加量即ちＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧
力比に対するアンダーカット量の変化（実線）を示し、
エッチング圧力０．０４Ｔ０ｒｒ，．ｒｆ電力２００Ｗ
の条件である。Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧力比が０．
３〜０．３５では殆んどアンダーカットは認められなか
つた。
これは先述側壁堆積物による効果である。前記比からは
ずれるに従い効果は薄れてゆくが、Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋
ＣＩ２比が０．６以下であればＣＣｌ４単独即ちＣｌ２
／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比零よりアンダーカットは少なかつ
た。
ずれるに従い効果は薄れてゆくが、Ｃｌ２／ＣＣｌ４＋
ＣＩ２比が０．６以下であればＣＣｌ４単独即ちＣｌ２
／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比零よりアンダーカットは少なかつ
た。
特にＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２圧力比が０．２〜０．４
５であればアンダーカットは実質的に零となる。
５であればアンダーカットは実質的に零となる。
本発明はさらにレジストマスクの変形防止に有効である
。
。
２００Ｗ，Ｃ１２／ＣＣｌ，＋Ｃｌ２比が０．３〜０．
３５ではエッチング後のレジストは原形のままの状態で
あるが、第１０図（Ｒｆ電力２００Ｗ，０．０４Ｔ０ｒ
ｒ）に示すよう（破線）にＣｌ。
３５ではエッチング後のレジストは原形のままの状態で
あるが、第１０図（Ｒｆ電力２００Ｗ，０．０４Ｔ０ｒ
ｒ）に示すよう（破線）にＣｌ。
／ＣＣｌ４＋Ｃｌ。圧力比によつてはにエッチング後の
レジストには大きな膨潤が生じ（膨潤量は横方向への拡
がりとして現わ−した）例えばＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ
２比０．７では第７図ｂに示すように大きな膨潤を示す
と共に下地ＳｉＯ２上に重合物を生じる。このようにＣ
ｌ２／ＣＣｌ，＋Ｃｌ２比が０．６１）．下であればＣ
Ｃｌ，単独の場合よりもレジストの変形は小さ．い。
レジストには大きな膨潤が生じ（膨潤量は横方向への拡
がりとして現わ−した）例えばＣｌ２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ
２比０．７では第７図ｂに示すように大きな膨潤を示す
と共に下地ＳｉＯ２上に重合物を生じる。このようにＣ
ｌ２／ＣＣｌ，＋Ｃｌ２比が０．６１）．下であればＣ
Ｃｌ，単独の場合よりもレジストの変形は小さ．い。
第８図破線もレジスト膨潤量を示す。
尚、Ｖｄｃが−２２０■、特に−３３０Ｖより低い状態
になるとエッチング種の大きな運動エネルギーによつて
レジストマスクは損傷を受ける。
になるとエッチング種の大きな運動エネルギーによつて
レジストマスクは損傷を受ける。
又、アル・ミニウム膜のエッチング速度、Ａ１／Ｓｉ，
Ａｌ／ＳｉＯ２エッチング選択性を考慮すれば上記Ｃｌ
２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比は０．２〜０．６が良い。又、
Ｖｄｃは−２０Ｖ以下からさらに−５０Ｖ以下になると
アンダーカット、レジスト膨潤を防ぐのにさらに有効で
ある。尚、以上の結果は数％の銅やシリコンを含むアル
ミニウム膜でも同様であり本発明はこれらをも含むもの
である。特に下地露出後のアンダーカットは純Ｎより数
％Ｓｉが入つたアルミニウム膜の方が進行が遅かつた。
尚、ＣＣｌ４へのＣｌ．添加は上記効果に止まらず、７
ＣＣＩ，中のＣや重合物であるＣ２Ｃｌ等の汚染原因と
なる物質をＣＣｌ４に再び環元し、エッチングの再現性
を良くし、排気系のオイルやポンプの劣化を防ぐという
付加的効果もあることが判明した。
Ａｌ／ＳｉＯ２エッチング選択性を考慮すれば上記Ｃｌ
２／ＣＣｌ４＋Ｃｌ２比は０．２〜０．６が良い。又、
Ｖｄｃは−２０Ｖ以下からさらに−５０Ｖ以下になると
アンダーカット、レジスト膨潤を防ぐのにさらに有効で
ある。尚、以上の結果は数％の銅やシリコンを含むアル
ミニウム膜でも同様であり本発明はこれらをも含むもの
である。特に下地露出後のアンダーカットは純Ｎより数
％Ｓｉが入つたアルミニウム膜の方が進行が遅かつた。
尚、ＣＣｌ４へのＣｌ．添加は上記効果に止まらず、７
ＣＣＩ，中のＣや重合物であるＣ２Ｃｌ等の汚染原因と
なる物質をＣＣｌ４に再び環元し、エッチングの再現性
を良くし、排気系のオイルやポンプの劣化を防ぐという
付加的効果もあることが判明した。
本発明はシリコンや酸化シリコン層上のアルミニウム膜
をエッチングするのに好適である。又、シリコンは多結
晶、単結晶シリコン共に同様な効果を示す。
をエッチングするのに好適である。又、シリコンは多結
晶、単結晶シリコン共に同様な効果を示す。
第１図はプラズマエッチング装置の概略的な断゛面図、
第２図はエッチング圧力０．１Ｔ０ｒｒにおけるＣｌ２
混合比に対するエッチング速度及びエッチング選択比の
特性図、第３図はエッチング圧力０．０４Ｔ０ｒｒにお
けるＣｌ。
第２図はエッチング圧力０．１Ｔ０ｒｒにおけるＣｌ２
混合比に対するエッチング速度及びエッチング選択比の
特性図、第３図はエッチング圧力０．０４Ｔ０ｒｒにお
けるＣｌ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向して設けられた電極に高周波電力を印加
して前記電極間にガスプラズマを形成し、前記電極上で
エッチングを行なうにあたり、ＣＣｌ＿４ガスにＣｌ＿
２ガスを加えたＣｌ＿２／ＣＣｌ＿４＋Ｃｌ＿２圧力比
が０．８以下であるガスを用いて前記ガスプラズマを形
成し、０．１Ｔｏｒｒ以下の高真空下でアルミニウム膜
をエッチングすることを特徴とするプラズマエッチング
方法。 ２ Ｃｌ＿２／ＣＣｌ＿４＋Ｃｌ＿２圧力比が０．６以
下であるとともに陰極降下電圧が−２０ボルト以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載したプ
ラズマエッチング方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12420779A JPS6056231B2 (ja) | 1979-09-28 | 1979-09-28 | プラズマエッチング方法 |
| DE3030814A DE3030814C2 (de) | 1979-08-17 | 1980-08-14 | Verfahren zum Plasmaätzen eines Werkstücks |
| US06/177,910 US4341593A (en) | 1979-08-17 | 1980-08-14 | Plasma etching method for aluminum-based films |
| FR8018069A FR2463976A1 (fr) | 1979-08-17 | 1980-08-18 | Procede de gravure par plasma pour pellicules a base d'aluminium |
| GB8026885A GB2059879B (en) | 1979-08-17 | 1980-08-18 | Plasma etching method for aluminumbased films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12420779A JPS6056231B2 (ja) | 1979-09-28 | 1979-09-28 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5647568A JPS5647568A (en) | 1981-04-30 |
| JPS6056231B2 true JPS6056231B2 (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=14879634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12420779A Expired JPS6056231B2 (ja) | 1979-08-17 | 1979-09-28 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056231B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123141A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-11 | Fujitsu Ltd | エツチング方法 |
-
1979
- 1979-09-28 JP JP12420779A patent/JPS6056231B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5647568A (en) | 1981-04-30 |
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