JPS63244848A - ドライエツチング方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体基板上に積層された金属膜をエツチング
して金属配線層等を形成するために使用されるドライエ
ツチング方法に関する。

（従来の技術） 第４図は従来のドライエツチング方法に使用される装置
の断面図を示している。反応室１の上面にガス導入口２
が形成されると共に、反応室１の側面に排気口３が形成
されており、エツチング対象物４となる金属板あるいは
金属膜が形成された半導体基板が反応室１内にセットさ
れている。排気口３は真空ポンプなどの減圧手段（図示
せず）に接続されており、反応Ｓ！１内が減圧状態とな
っている。エツチングを行う反応性ガスとしてはフッ素
、塩素、臭素などのハロゲンを主体としたものが使用さ
れて、ガス導入口２から反応室１内に導入されてエツチ
ングが行われる。ハロゲンを使用する理由は、化学反応
力が大きいと共に、エツチングによって生成した反応生
成物の蒸気圧が高く、除去し易いからである。この反応
性ガスは生のまま、あるいはプラズマ状態で反応室１内
に導入される。一方、エツチング対象物４は第５図に示
すように、基板などの下地７上にアルミニウムなどの金
属層６が堆積されており、金属層６上にはマスク剤とす
るレジスト５が塗布されている。

反応室１内に導入された反応性ガスは生ガス８やイオン
９あるいはラジカル１０となって金属１ｇ１６と反応し
て反応生成物１１を形成し、この反応生成物１１は排気
口３から排出されるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら反応生成物１１の蒸気圧が低い場合には、
その排出が回能で反応生成物１１が反応室１内に滞留し
、エツチングを阻害する。特にエツチング対象物４が銅
などの遷移金属を含む金属合金の場合には、その反応生
成物の蒸気圧が低く、エツチング阻害ばかりでなく、エ
ツチング残漬が生じており、目的とするパターンがエツ
チングされない問題点を有している。例えば、Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を塩素系ガスでエツチングするとエツチング速度
が６０００人７ｍ１ｎであるが、これに銅が含有される
と銅がエツチングされずに残渣として残在する。

このようにエツチング対象物が遷移金属を含有する金属
合金の場合には、ドライエツチングが円滑に行われない
という問題点がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたちので、遷移金属
を含有する場合においても良好なエツチングが可能なド
ライエツチング方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明によるドライエツチング
方法は、遷移金属を含む金属をエツチングするに際し、
酸化炭素系ガスを含有したエツチングガスを使用するこ
とを特徴とする。

（作　用） 本発明ではエツチングガスとして酸化炭素系ガスを用い
ているので酸化炭素系ガスが遷移金属と反応して蒸気圧
の高い反応生成物となり、排出が容易となる。

（実施例） 以下、本発明をさらに具体的に説明する。

本発明は遷移金属を含む金属をエツチングするものであ
る。エツチング対象となる金属はアルミニウムやアルミ
ニウムシリカ合金、その他のものが選択される。エツチ
ングを行う反応性ガスは塩素、臭素、フッ素などのハロ
ゲンが好適で、これらの単体又は２種以上が混合されて
使用される。

本発明において、反応性ガスには酸化炭素系ガスが混入
されてエツチングに供される。酸化炭素系ガスとしては
一酸化炭素又は二酸化炭素が単体で、あるいはこれらが
適宜、混合されて使用される。

反応性ガスは生ガスのまま、あるいはプラズマ状態でエ
ツチング対象物と反応してエツチングするが、酸化炭素
系ガスが同時に反応して蒸気圧の高い反応生成物が生成
される。例えば、酸化炭素系ガスとして一酸化炭素を使
用し、反応性ガスとして塩素ガスを使用した場合、金属
中の遷移金属Ｍとの反応によって、蒸気圧の高い Ｍ２Ｃ１２，２（Ｇｏ）が生成され、容易に排出される
からエツチングを円滑に、しかも確実に行うことができ
る。

酸化炭素系ガスは、その種類や使用される反応性ガスあ
るいはエツチング対象物の材質に応じて、その配合比が
適宜、決定される。第１図はかかる配合比を決定するグ
ラフの一例を示している。同図は反応性ガスとして塩素
（ＣＩ□）、３塩化ホウ素（ＢＣｌ２）、ヘリウム（Ｈ
ｅ）の混合ガスを使用し、酸化炭素系ガスとして一酸化
炭素（Ｇｏ）を配合したものである。又、遷移金属とし
て銅（Ｃｕ）を含むアルミニウムシリカ合金をエツチン
グ対象物としたものであり、Ａ１が９８．５％、Ｓｉが
１％に対しＣＵが０．５％含有されている。同図の縦軸
はＣ１［ｉ子数に対するＣＯの分子数の割合Ｒ１すなわ
ちＲ−（Ｇｏの分子数）／（ＣＩの原子数）、を対数プ
ロットしである。又、横軸は金属中に含有される遷移金
属Ｃｕの原子数の割合×１すなわちＸ−Ｃｕ原子数／全
金属の原子数、をＸＸ１０’でプロットしである。上記
金属の場合、Ｘ＝５Ｘ１０’となり、これに対応するＲ
は０．００１６以上１以下となり、この範囲が良好なエ
ツチングが行われる領域となる。第２図はこの場合のエ
ツチング状態を示している。Ａｌ−８ｔ−Ｃｕの合金か
らなるエツチング対象物４上の所定部分にレジスト５が
塗布されており、Ｒ＝Ｏ１すなわちＣＯを全く含有しな
いエツチングガスでエツチングを行うと、エツチング部
分に銅の残渣１６が発生する（同図（ａ））。一方、Ｒ
＝２ではＣＯの含有量が過剰となり、この場合にはエツ
チング部分に炭素の残渣１７が発生する。これに対し、
上記範囲のＲ１例えばＲ＝０．３の場合にはエツチング
が良好に行われ、エツチングによる反応生成物が円滑に
排出されるから同図（Ｃ）のように残渣を生じることが
ない。

第３図は本発明が適用される装置の一例を示している。

反応室１内に平行平板電極１２．１３が対向配置され、
エツチング対象物４は下部電極１３上にセットされてい
る。上部電極１２は反応室１に接続されてアースされる
と共に、ガス導入口２となるノズルが形成されている。

又、下部電極１３にはコンデンサＣ，コイルＬなどによ
って構成されるマツチング回路１４が接続され、さらに
このマツチング回路１４は電源１５に接続されている。

なお、反応生成物を排出する排気口３は反応室１下面に
開設される。このような装置では、エツチングガスはガ
ス導入口２を通って上部電極１２から反応室１内に導入
され、下部電極に高電圧を作用させてプラズマ放電する
ことによりエツチングが行われる。

本発明は上記実施例に限らず、種々変更が可能である。

遷移金属として、ニッケル（Ｎ　＋　）　、モソブデン
（ＭＯ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）さらに
は鉄（Ｆｅ）を含む場合にも良好なエツチングが可能で
ある。又、酸化炭素系ガスとして二酸化炭素（ＣＯ２）
を配合してもよく、反応性ガスとして臭素系ガスを使用
してもよい。

さらにプラズマ放電を行うことなく、生ガスでエツチン
グしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明は、醸化炭素系ガスをエツチングガ
ス中に含有させて蒸気圧の高い反応生成物を生成するよ
うにしたから、反応生成物の排出が良好となり、エツチ
ングが円滑に進行する。

【図面の簡単な説明】

第１図は良好なエツチング領域における遷移金属の配合
比に対する酸化炭素系ガスの配合比を示すグラフ、第２
図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は種々の条件でのエツチング
状態の斜視図、第３図は本発明が適用されるドライエツ
チングＩｌｌのブロック図、第４図は従来のドライエツ
チング装置の断面図、第５図はエツチングのメカニズム
を示す断面図である。 １・・・反応室、２・・・ガス導入口、３・・・排気口
、４・・・エツチング対象物、５・・・レジスト、６・
・・金属層、７・・・基板、８・・・生ガス、９・・・
イオン、１０・・・ラジカル、１１・・・反応生成物、
１２．１３・・・平行平板電極、１４・・・マツチング
回路、１５・・・電源、１６・・・銅の残漬、１７・・
・炭素の残渣出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化炭素系ガスが含有されたエッチングガスによっ
   て遷移金属を含む金属をエッチングすることを特徴とす
   るドライエッチング方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のドライエッチング方法
   において、前記酸化炭素系ガスが一酸化炭素又は二酸化
   炭素であることを特徴とするドライエッチング方法。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のドライエッ
   チング方法において、前記金属中の遷移金属の原子数の
   割合ｘに対して、ｘ／３〜２００ｘの分子数比率となる
   ように前記酸化炭素系ガスが含有されていることを特徴
   とするドライエッチング方法