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JPH07161687A - Dry etching method and equipment - Google Patents

Dry etching method and equipment

Info

Publication number
JPH07161687A
JPH07161687A JP30359093A JP30359093A JPH07161687A JP H07161687 A JPH07161687 A JP H07161687A JP 30359093 A JP30359093 A JP 30359093A JP 30359093 A JP30359093 A JP 30359093A JP H07161687 A JPH07161687 A JP H07161687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
etching
aluminum halide
substrate
halide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP30359093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Urano
新一 浦野
Naoto Okazaki
尚登 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP30359093A priority Critical patent/JPH07161687A/en
Publication of JPH07161687A publication Critical patent/JPH07161687A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make possible precise dry etching of Cu or Cu alloy by introducing gas of aluminum halide, gas of halide except halogen gas and/or aluminum halide, and gas capable of turning to neutral ligand into a vacuum equipment, and generating plasma. CONSTITUTION:A Cu film is formed on the surface of an Si substrate S1 further a wiring patter is drawn by using resist on it, and then the substrate S1 is carried in a vessel 1 and mounted on an electrode 2. From gas supply part 5, Cl2 gas and NH3 gas capable of turning to neutral ligand are introduced into a vessel 1, and BCl3 gas for accelerating etching is introduced. By heating the inside of a thermostatic chamber 43, AlCl3 431 evaporated and introduced into the vessel 1. The mixed gas is turned into plasma, and the Cu film on the substrate S1 surface is etched. Thereby Cu or Cu alloy can be dry-etched with high precision.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング用ガスを電
力印加によりプラズマ化させ、該プラズマの下で被処理
物をエッチングするドライエッチング処理において、配
線や電極等を形成するために基体上に形成された銅(C
u)またはCu合金の膜をドライエッチングする方法及
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching process in which an etching gas is turned into plasma by applying electric power and an object to be processed is etched under the plasma to form wirings and electrodes on a substrate. Formed copper (C
The present invention relates to a method and apparatus for dry etching a film of u) or Cu alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチング用ガスを電力印加によりプラ
ズマ化させ、該プラズマの下で被処理物をエッチングす
るドライエッチング処理は、例えば半導体を利用した薄
膜トランジスタ、LSI、太陽電池等の各種デバイスを
製造するにあたり、基体上に形成された金属膜を配線パ
ターン、電極パターン等を残してエッチングしたり、基
体上に形成された半導体膜を所定パターンを残してエッ
チングしたりすること等に広く利用されている。
2. Description of the Related Art A dry etching process in which an etching gas is turned into plasma by applying electric power and an object to be processed is etched under the plasma is used to manufacture various devices such as thin film transistors, LSIs, and solar cells using semiconductors. In this case, it is widely used for etching a metal film formed on a substrate while leaving a wiring pattern, an electrode pattern, etc., and for etching a semiconductor film formed on a substrate while leaving a predetermined pattern. .

【0003】前記のドライエッチング処理は、例えば図
2に示す反応性イオンエッチング(RIE)に用いる平
行平板型のエッチング装置を用いて行われる。このエッ
チング装置は、真空容器1を備え、その中には、エッチ
ング対象膜を形成した基体S2を設置する基体ホルダを
兼ねる電極2を備えている。電極2は、容器1内に導入
されるエッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加
してプラズマ化させるための電力印加電極として使用さ
れ、図示の例ではマッチングボックス21を介して高周
波電源22に接続されている。
The dry etching process is performed using a parallel plate type etching apparatus used for reactive ion etching (RIE) shown in FIG. 2, for example. This etching apparatus includes a vacuum container 1 and an electrode 2 which also serves as a substrate holder on which a substrate S2 on which a film to be etched is formed is installed. The electrode 2 is used as a power application electrode for applying high frequency power or direct current power to the etching gas introduced into the container 1 to turn it into plasma. In the illustrated example, the electrode 2 is connected to the high frequency power supply 22 via the matching box 21. It is connected.

【0004】真空容器1には、さらに、弁71を介して
排気ポンプ72を配管接続した排気装置7が接続されて
いるとともに、ガス供給部6を配管接続してある。ガス
供給部6には、1又は2以上のマスフローコントローラ
611、612・・・・及び開閉弁621、622・・
・・を介して所要量のエッチング用ガスを供給するガス
源631、632・・・・が含まれている。
The vacuum container 1 is further connected to an exhaust device 7 connected to an exhaust pump 72 via a valve 71 and a gas supply unit 6 connected to the vacuum container 1. The gas supply unit 6 includes one or more mass flow controllers 611, 612, ... And open / close valves 621, 622.
The gas sources 631, 632, ... Supplying a required amount of etching gas via.

【0005】このエッチング装置によると、エッチング
対象基体S2が容器1内の高周波電極2上に設置され、
該容器1内が排気装置7の運転にて所定真空度とされ、
ガス供給部6からエッチング用ガスが導入される。ま
た、電極2に高周波電源22から高周波電力が印加さ
れ、それによって導入されたガスがプラズマ化され、こ
のプラズマの下に基体S2上の膜がエッチングされる。
なお、電極2は、必要に応じ、水冷装置20等の温度制
御装置で温度制御されることもある。
According to this etching apparatus, the substrate S2 to be etched is placed on the high frequency electrode 2 in the container 1,
The inside of the container 1 is set to a predetermined vacuum degree by the operation of the exhaust device 7,
An etching gas is introduced from the gas supply unit 6. Further, high-frequency power is applied to the electrode 2 from the high-frequency power source 22, the gas introduced thereby is turned into plasma, and the film on the substrate S2 is etched under this plasma.
The temperature of the electrode 2 may be controlled by a temperature control device such as the water cooling device 20 if necessary.

【0006】また前記エッチング装置を用いたRIEに
おいて、エッチング対象物が例えば配線、電極等を形成
するためにCu又はCu合金膜で被覆した基体である場
合、Cu又はCu合金はエッチングされ難く、特にハロ
ゲンを含むガスをエッチング用ガスとして用いる場合、
Cuがハロゲンと反応してハロゲン化銅を生成し、該化
合物の蒸気圧が低いためにエッチング残渣として残るこ
とが多い。
Further, in RIE using the above etching apparatus, when the etching target is a substrate coated with a Cu or Cu alloy film for forming wiring, electrodes, etc., Cu or Cu alloy is difficult to be etched, and particularly, When using a gas containing halogen as an etching gas,
Cu reacts with halogen to form copper halide, and often remains as an etching residue because the vapor pressure of the compound is low.

【0007】特開平4−180580号公報によると、
エッチング用ガスとしてハロゲン化アルミニウムのガス
と、ハロゲンガスまたはハロゲン化物のガスとからなる
混合ガスを用いることにより、銅・アルミニウム・ハロ
ゲンで構成される錯体が生成し、該化合物の蒸気圧が高
いためエッチング残渣が少ないことが開示されている。
According to Japanese Patent Laid-Open No. 4-180580,
By using a mixed gas consisting of an aluminum halide gas and a halogen gas or a halide gas as an etching gas, a complex composed of copper / aluminum / halogen is generated, and the vapor pressure of the compound is high. It is disclosed that the etching residue is small.

【0008】また特開平4−173988号公報による
と、エッチング用ガスとして中性配位子となりうる物質
のガスと、ハロゲンガスまたはハロゲン化物のガスとか
らなる混合ガスを用いることにより、銅・ハロゲン・中
性配位子で構成される錯体が生成し、該化合物の蒸気圧
が高いためエッチング残渣が少ないことが開示されてい
る。
Further, according to JP-A-4-173988, copper / halogen is prepared by using a mixed gas consisting of a gas of a substance capable of becoming a neutral ligand and a halogen gas or a halide gas as an etching gas. -It is disclosed that a complex composed of a neutral ligand is generated and the vapor pressure of the compound is high, so that the etching residue is small.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法によってもエッチング残渣はわずかながら残り、形
成する電極や配線の寸法精度に限界があるとともに、電
極や配線の微細化の妨げとなっている。そこで本発明
は、Cu又はCu合金を極めて精度よくドライエッチン
グできるドライエッチング方法及び装置を提供すること
を課題とする。
However, even with the above method, a slight amount of etching residue remains, which limits the dimensional accuracy of the electrodes and wirings to be formed and hinders the miniaturization of the electrodes and wirings. Therefore, it is an object of the present invention to provide a dry etching method and apparatus capable of dry etching Cu or Cu alloy with extremely high precision.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の方法は、少なくとも、ハロゲン化アルミニウムのガ
スと、ハロゲンガスまたは(及び)ハロゲン化アルミニ
ウム以外のハロゲン化物のガスと、中性配位子となりう
る物質のガスとを真空装置内に導入し、この混合ガスを
所定真空状態下で電力印加によりプラズマ化し、このプ
ラズマの下で前記真空装置内に予め配置したCu又はC
u合金をドライエッチングすることを特徴とする。
According to the method of the present invention for solving the above-mentioned problems, at least an aluminum halide gas, a halogen gas or (and) a halide gas other than aluminum halide, and neutral coordination are used. A gas of a substance that can serve as a child is introduced into a vacuum device, and the mixed gas is turned into plasma by applying power under a predetermined vacuum state. Under this plasma, Cu or C is previously placed in the vacuum device.
The u alloy is characterized by being dry-etched.

【0011】また、前記課題を解決する本発明の装置
は、排気手段により所定の真空状態にすることができる
真空装置を含み、該真空装置に少なくとも、固体のハロ
ゲン化アルミニウムからハロゲン化アルミニウムのガス
を生成する手段を含む該ガスの導入手段と、ハロゲンガ
スまたは(及び)ハロゲン化アルミニウム以外のハロゲ
ン化物のガスの導入手段と、中性配位子となりうる物質
のガスの導入手段とを接続するとともに、エッチング対
象物の支持ホルダを兼ねる電極と、該支持ホルダを兼ね
る電極に接続された、前記真空装置内に導入されるガス
をプラズマ化するための電力印加手段とを備えたことを
特徴とする。
Further, the apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a vacuum device which can be brought into a predetermined vacuum state by exhaust means, and the vacuum device has at least a solid aluminum halide gas to an aluminum halide gas. A means for introducing the gas, which includes means for generating a gas, a means for introducing a halogen gas or a halide gas other than aluminum halide, and a means for introducing a gas of a substance that can be a neutral ligand are connected. At the same time, an electrode serving also as a support holder for the etching object, and an electric power applying means connected to the electrode also serving as the support holder for plasmaizing the gas introduced into the vacuum device are characterized by being provided. To do.

【0012】前記方法及び装置において、ハロゲン化ア
ルミニウムとしては塩化アルミニウム(AlCl3 )、
臭化アルミニウム(AlBr3 )、ヨウ化アルミニウム
(AlI3 )等を挙げることができ、これらのうち1又
は2以上が用いられる。またハロゲンガスとしてはフッ
素(F2 )ガス、塩素(Cl2 )ガス、臭素(Br2
ガス、ヨウ素(I2 )ガス等を挙げることができ、これ
らのうち1又は2以上を用いることができる。
In the above method and apparatus, the aluminum halide is aluminum chloride (AlCl 3 ),
Aluminum bromide (AlBr 3 ), aluminum iodide (AlI 3 ) and the like can be mentioned, and one or more of these are used. As the halogen gas, fluorine (F 2 ) gas, chlorine (Cl 2 ) gas, bromine (Br 2 )
Gas, iodine (I 2 ) gas and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.

【0013】また、ハロゲン化アルミニウム以外のハロ
ゲン化物としては、フッ素水素(FH)、塩酸(HC
l)、臭化水素(HBr)、ヨウ化水素(HI)等のハ
ロゲン化水素、四フッ化炭素(CF4 )、フルオロホル
ム(CHF3 )、一フッ化メタン(CH3 F)、四塩化
メタン(CCl4 )、クロロホルム(CHCl3 )、二
塩化メタン(CH2 Cl2 )、一塩化メタン(CH3
l)、ブロモホルム(CHBr3 )、二臭化メタン(C
2 2 )、一ヨウ化メタン(CH3 I)等の炭化水素
の水素をハロゲンで置換した化合物、三フッ化ホウ素
(BF3 )、三塩化ホウ素(BCl3 )、三臭化ホウ素
(BBr3 )等のハロゲン化ホウ素等を挙げることでが
き、これらのうち1又は2以上を用いることができる。
Further, as halides other than aluminum halide, hydrogen fluoride (FH), hydrochloric acid (HC
l), hydrogen bromide (HBr), hydrogen halide such as hydrogen iodide (HI), carbon tetrafluoride (CF 4 ), fluoroform (CHF 3 ), monofluoromethane (CH 3 F), tetrachloride Methane (CCl 4 ), chloroform (CHCl 3 ), methane dichloride (CH 2 Cl 2 ), methane monochloride (CH 3 C
l), bromoform (CHBr 3 ), methane dibromide (C
H 2 I 2 ), compounds in which hydrocarbon hydrogen such as methane monoiodide (CH 3 I) is replaced with halogen, boron trifluoride (BF 3 ), boron trichloride (BCl 3 ), boron tribromide ( It is possible to use boron halides such as BBr 3 ), and one or more of them can be used.

【0014】前記のハロゲン化アルミニウム、ハロゲン
ガス、ハロゲン化アルミニウム以外のハロゲン化物につ
いてそれぞれ1種類の化合物を用いる場合、ハロゲンの
種類は同一であってもよく、全て異なっていてもよく、
又は一部異なっていてもよい。また、中性配位子となり
うる物質としては、アンモニア(NH3 )、一酸化窒素
(NO)等の単座又は多座配位子となりうる物質を例示
できる。
When one kind of compound is used for each of the above-mentioned aluminum halide, halogen gas, and halides other than aluminum halide, the kinds of halogen may be the same or different.
Alternatively, they may be partially different. Examples of the substance that can be a neutral ligand include substances that can be monodentate or polydentate ligands such as ammonia (NH 3 ) and nitric oxide (NO).

【0015】また、前記方法において前記のエッチング
用ガスに加えて、目的とする効果が得られる範囲内で不
活性ガス等のエッチングを促進するガスを加えてもよ
い。また、エッチングに先立ち前記真空装置にヘリウム
(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプ
トン(Kr)等の不活性ガス等を導入し、該ガスを所定
真空状態下で電力印加によりプラズマ化し、このプラズ
マの下でエッチング対象物であるCu又はCu合金表面
の清浄化を行ってもよい。
Further, in the above method, in addition to the etching gas, a gas such as an inert gas which promotes etching may be added within a range where the intended effect is obtained. Prior to etching, an inert gas such as helium (He), argon (Ar), neon (Ne), or krypton (Kr) is introduced into the vacuum device, and plasma is generated by applying power to the gas under a predetermined vacuum state. Then, the surface of Cu or Cu alloy, which is an etching target, may be cleaned under this plasma.

【0016】また、前記装置において、前記真空装置は
前記のエッチング用ガスを導入する手段に加えて、目的
とする効果が得られる範囲内で不活性ガス等のエッチン
グを促進するガスを導入する手段を有していてもよく、
さらに、前記真空装置はエッチング対象物表面の清浄化
のためのHe、Ar、Ne、Kr等の不活性ガス等を導
入する手段を有してもよい。
Further, in the above apparatus, in addition to the means for introducing the etching gas, the vacuum apparatus introduces a gas for promoting etching such as an inert gas within a range in which a desired effect is obtained. May have
Further, the vacuum device may have a means for introducing an inert gas such as He, Ar, Ne, Kr or the like for cleaning the surface of the etching target.

【0017】[0017]

【作用】本発明の方法及び装置によると、所定の真空度
とされた真空装置内にエッチング用ガスとしてハロゲン
化アルミニウムのガスと、ハロゲンガスまたは(及び)
ハロゲン化アルミニウム以外のハロゲン化物のガスと、
中性配位子となりうる物質のガスとが導入されるととも
に、該ガスに直流又は高周波電力が印加され、前記のエ
ッチング用ガスがプラズマ化される。該プラズマとエッ
チング対象物に含有される銅とが反応してまず塩化銅が
生成し、さらに銅・アルミニウム・塩素・中性配位子で
構成される錯体が生成する。
According to the method and apparatus of the present invention, an aluminum halide gas as an etching gas, a halogen gas, and / or an oxygen gas are contained in a vacuum apparatus having a predetermined vacuum degree.
Gas of halide other than aluminum halide,
A gas that is a substance that can serve as a neutral ligand is introduced, and direct-current or high-frequency power is applied to the gas to turn the etching gas into plasma. The plasma reacts with copper contained in the etching target to first generate copper chloride, and further a complex composed of copper, aluminum, chlorine, and a neutral ligand.

【0018】エッチング生成物である前記錯体は、蒸気
圧が高く容易にエッチング対象物表面から気相中に脱離
する。
The complex as an etching product has a high vapor pressure and is easily desorbed from the surface of the object to be etched into the gas phase.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の装置の1実施例であるRIEに用
いる平行平板型のエッチング装置の概略構成を示してい
る。この装置は図2に示す従来のエッチング装置におい
てエッチング用ガス供給部6に代えてエッチング用ガス
供給部3を備えたものであり、ガス供給部3は、ハロゲ
ン化アルミニウムガスの供給部4と、ハロゲン化アルミ
ニウムガス以外のエッチング用ガスの供給部5とからな
っている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a parallel plate type etching apparatus used for RIE which is one embodiment of the apparatus of the present invention. This apparatus includes an etching gas supply unit 3 in place of the etching gas supply unit 6 in the conventional etching apparatus shown in FIG. 2, and the gas supply unit 3 includes an aluminum halide gas supply unit 4 and an aluminum halide gas supply unit 4. It is composed of an etching gas supply unit 5 other than an aluminum halide gas.

【0020】ハロゲン化アルミニウムガスの供給部4
は、マスフローコントローラ41及び開閉弁42を介し
て配管接続された恒温槽43を含んでいる。恒温槽43
内部には固体状のハロゲン化アルミニウム431及び加
熱ヒータ432が配置され、ヒータ432には給電回路
及び温度調節器を含む温度制御装置433が接続されて
いる。ハロゲン化アルミニウムガスの容器1内への供給
量の制御は、温度制御装置433及びヒータ432によ
る温度制御とマスフローコントローラ41及び開閉弁4
2によるガスの流量制御により行うことができる。な
お、必要に応じ、コントローラ41、弁42及び配管の
全部又は一部を加熱してもよい。
Aluminum halide gas supply section 4
Includes a constant temperature bath 43 which is connected by piping via a mass flow controller 41 and an opening / closing valve 42. Constant temperature bath 43
A solid aluminum halide 431 and a heater 432 are arranged inside, and a temperature control device 433 including a power supply circuit and a temperature controller is connected to the heater 432. The control of the supply amount of the aluminum halide gas into the container 1 is performed by temperature control by the temperature control device 433 and the heater 432, the mass flow controller 41, and the on-off valve 4.
It can be performed by controlling the flow rate of the gas according to 2. In addition, you may heat all or one part of the controller 41, the valve 42, and piping as needed.

【0021】ハロゲン化アルミニウム以外のガスの供給
部5は2又は3以上のマスフローコントローラ511、
512、513・・・及び開閉弁521、522、52
3を介して配管接続されたガス源531、532、53
3・・・を含んでおり、少なくとも1種類のハロゲンガ
スまたは(及び)少なくとも1種類のハロゲン化アルミ
ニウム以外のハロゲン化物のガスと、少なくとも1種類
の中性配位子となりうる物質のガスとを供給することが
できる。なお、この例ではエッチングに先立つ基体清浄
化のための不活性ガス、エッチング促進用のガスも導入
できるようになっている。また、この例ではガス供給部
5の各ガス源は共通の配管を用いて真空容器1に接続さ
れているが、それぞれ別の配管を用いて接続されていて
もよい。
The gas supply section 5 for the gas other than aluminum halide has two or more mass flow controllers 511,
512, 513, ... and on-off valves 521, 522, 52
Gas sources 531, 532, 53 pipe-connected through 3
3, and at least one kind of halogen gas or (and) at least one kind of halide gas other than aluminum halide, and at least one kind of gas of a substance that can be a neutral ligand. Can be supplied. In this example, an inert gas for cleaning the substrate prior to etching and a gas for promoting etching can also be introduced. Further, in this example, each gas source of the gas supply unit 5 is connected to the vacuum container 1 using a common pipe, but may be connected to each other using different pipes.

【0022】以上説明した本発明のドライエッチング装
置によると、本発明の方法は次のように実施される。真
空容器1内にエッチング対象基体S1が搬入され基体ホ
ルダを兼ねる高周波電極2上に設置され、排気装置7の
運転にて容器1内が所定の真空度とされる。また、ヒー
タ432にて恒温槽43内の温度を上昇させることによ
り固体状のハロゲン化アルミニウム431が加熱され、
ハロゲン化アルミニウムのガスが発生し恒温槽43内に
溜められる。次いで、容器1内にガス供給部5からハロ
ゲン化アルミニウムガス以外のエッチング用ガスが導入
され、ガス供給部4からハロゲン化アルミニウムのガス
が導入されるとともに電極2に高周波電源22から高周
波電力が印加され、それによって導入されたガスがプラ
ズマ化され、このプラズマの下に基体S1上の膜がエッ
チングされる。
According to the dry etching apparatus of the present invention described above, the method of the present invention is carried out as follows. The substrate S1 to be etched is carried into the vacuum container 1 and placed on the high-frequency electrode 2 which also serves as a substrate holder, and the inside of the container 1 is brought to a predetermined vacuum degree by the operation of the exhaust device 7. Further, the solid aluminum halide 431 is heated by raising the temperature in the constant temperature bath 43 by the heater 432,
Aluminum halide gas is generated and stored in the constant temperature bath 43. Next, an etching gas other than an aluminum halide gas is introduced from the gas supply unit 5 into the container 1, an aluminum halide gas is introduced from the gas supply unit 4, and a high frequency power is applied from the high frequency power supply 22 to the electrode 2. The gas introduced thereby is turned into plasma, and the film on the substrate S1 is etched under this plasma.

【0023】次に図1に示すエッチング装置を用いてシ
リコン(Si)基体上に形成されたCu膜をドライエッ
チングした具体例について説明する。 例1 表面に厚さ12000ÅのCu膜を形成し、さらにその
上にレジストにて配線パターンを描いた直径150m
m、厚さ0.65mmのSi基体S1を容器1内に搬入
し、電極2上に載置した。
Next, a specific example in which the Cu film formed on the silicon (Si) substrate is dry-etched using the etching apparatus shown in FIG. 1 will be described. Example 1 A Cu film with a thickness of 12000Å was formed on the surface, and a wiring pattern was drawn on it with a resist.
A Si substrate S1 having a thickness of m and a thickness of 0.65 mm was loaded into the container 1 and placed on the electrode 2.

【0024】まず、容器1内を1×10-3Torrの真
空度とした後、ガス供給部5から基体清浄化のための前
処理用の純度5N(99.999%)のKrガスを容器
1内が4×10-2Torrになるまで流量90sccm
で導入するとともに13.56MHzの高周波電力を電
力500Wで電極2に印加し、Krガスをプラズマ化さ
せ、該プラズマの下で基体S1表面に付着していた無機
酸化物や有機物質の除去を行った。
First, the inside of the container 1 is evacuated to a degree of vacuum of 1 × 10 −3 Torr, and then Kr gas having a purity of 5N (99.999%) for pretreatment for cleaning the substrate is supplied from the gas supply unit 5. Flow rate of 90 sccm until the inside of 1 reaches 4 × 10 -2 Torr
In addition, the high frequency power of 13.56 MHz is applied to the electrode 2 at a power of 500 W to generate Kr gas into plasma, and the inorganic oxides and organic substances adhering to the surface of the substrate S1 are removed under the plasma. It was

【0025】次いで容器1内を1.5×10-1Torr
の真空度とした後、ガス供給部5からCl2 ガス及びN
3 ガスをそれぞれ流量20sccmで導入するととも
に、エッチングを促進するガスとしてBCl3 ガスを流
量25sccmで導入した。一方、恒温槽43内を16
0℃に加熱することによりAlCl3 431を蒸発さ
せ、流量100sccmで容器1内に導入した。それと
ともに13.56MHzの高周波電力を電力275Wで
550sec電極2に印加し、前記のガスをプラズマ化
させ基体S1表面のCu膜をエッチングした。
Next, the inside of the container 1 is 1.5 × 10 −1 Torr.
After setting the degree of vacuum to Cl 2 gas and N 2 from the gas supply unit 5.
H 3 gas was introduced at a flow rate of 20 sccm, and BCl 3 gas was introduced at a flow rate of 25 sccm as a gas for promoting etching. On the other hand, 16
AlCl 3 431 was evaporated by heating at 0 ° C. and introduced into the container 1 at a flow rate of 100 sccm. At the same time, high frequency power of 13.56 MHz was applied to the electrode 2 at a power of 275 W for 550 seconds to plasmaize the above gas to etch the Cu film on the surface of the substrate S1.

【0026】このとき基体S1表面では次式に示す2段
階の反応が進行し、Cuの錯体が生成しているものと考
えられる。 Cu+x/2Cl2 →CuClx CuClx +yNH3 +zAlCl3 →〔CuAlz(NH3)y Clx +3z 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は450secであり、エッチング残渣が
残らず、配線パターンに従い精度の良いエッチングが行
えた。例2例1においてエッチング用ガスのうちNH3
ガスに代えてNOガスを用い、その他の条件は例1と同
様にしてエッチングを行った。
At this time, it is considered that a two-step reaction represented by the following equation proceeds on the surface of the substrate S1 to form a Cu complex. Cu + x / 2Cl 2 → CuClx CuCl x + yNH 3 + zAlCl 3 → [CuAlz (NH 3) y Cl x + 3z ] Further, Cu film having a thickness of 12000Å took to be etched time is 450Sec, etching residue Everything could be accurately etched according to the wiring pattern. Example 2 In Example 1, NH 3 of the etching gas was used.
Etching was performed in the same manner as in Example 1 except that NO gas was used instead of gas and other conditions were used.

【0027】このとき基体S1表面では次式に示す2段
階の反応が進行し、Cuの錯体が生成しているものと考
えられる。 Cu+x/2Cl2 →CuClx CuClx +yNO+zAlCl3 →〔CuAlz(NO) y Clx +3z 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は800secであり、エッチング残渣が
残らず、配線パターンに従い精度の良いエッチングが行
えた。 例3 例1においてエッチング用ガスのうちCl2 ガスに代え
てBCl3 ガスを用い、その他の条件は例1と同様にし
てエッチングを行った。但し、例1ではエッチングを促
進するガスとしてBCl3 ガスを用いたが、本例ではエ
ッチング用ガスとは別にエッチング促進用ガスとしてB
Cl3 ガスを用いることはしなかった。このとき基体S
1表面では次式に示す2段階の反応が進行し、Cuの錯
体が生成しているものと考えられる。
At this time, it is considered that a two-step reaction represented by the following equation proceeds on the surface of the substrate S1 to form a Cu complex. Cu + x / 2Cl 2 → CuClx CuCl x + yNO + zAlCl 3 → [CuAlz (NO) y Cl x + 3z ] Further, the time required for etching the Cu film having a thickness of 12000Å is 800 sec, and no etching residue remains. Highly accurate etching can be performed according to the wiring pattern. Example 3 In Example 1, BCl 3 gas was used instead of Cl 2 gas in the etching gas, and etching was performed in the same manner as in Example 1 under other conditions. However, in Example 1, BCl 3 gas was used as a gas for promoting etching, but in this example, BCl 3 gas was used as an etching promoting gas in addition to the etching gas.
No Cl 3 gas was used. At this time, the substrate S
It is considered that the two-stage reaction shown in the following formula proceeds on one surface to form a Cu complex.

【0028】 Cu+x/3Cl3 →CuClx CuClx +yNH3 +zAlCl3 →〔CuAlz(NH3) y Clx +3z 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は24minであり、またエッチング残渣
が残らず配線パターンに従い精度の良いエッチングが行
えた。 例4 例1においてエッチング用ガスのうちCl2 ガスに代え
てCCl4 ガスを用い、その他の条件は例1と同様にし
てエッチングを行った。
[0028] Cu + x / 3Cl 3 → CuClx CuCl x + yNH 3 + zAlCl 3 → [CuAlz (NH 3) y Cl x + 3z ] Further, a 24min time is that required for the Cu film having a thickness of 12000Å is etched, In addition, no etching residue remained, and accurate etching could be performed according to the wiring pattern. Example 4 In Example 1, etching was carried out in the same manner as in Example 1 except that CCl 4 gas was used instead of Cl 2 gas in the etching gas.

【0029】このとき基体S1表面では次式に示す2段
階の反応が進行し、Cuの錯体が生成しているものと考
えられる。 Cu+x/4CCl4 →CuClx CuClx +yNH3 +zAlCl3 →〔CuAlz(NH3) y Clx +3z 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は500secであり、エッチング残渣が
残らず、配線パターンに従い精度の良いエッチングが行
えた。
At this time, it is considered that a two-step reaction represented by the following equation proceeds on the surface of the substrate S1 to form a Cu complex. Cu + x / 4CCl 4 → CuClx CuCl x + yNH 3 + zAlCl 3 → [CuAlz (NH 3) y Cl x + 3z ] Further, Cu film having a thickness of 12000Å took to be etching time is 500 sec, the etching residue Everything could be accurately etched according to the wiring pattern.

【0030】また比較例1としてエッチング用ガスとし
てCl2 ガス(20sccm)及びAlCl3 (100
sccm)ガスを用い、その他の条件は例1と同様にし
てエッチングを行った。このとき基体S1表面では次式
に示す2段階の反応が進行し、Cuの錯体が生成してい
るものと考えられる。
Further, as Comparative Example 1, Cl 2 gas (20 sccm) and AlCl 3 (100
sccm) gas was used and etching was performed in the same manner as in Example 1 under other conditions. At this time, it is considered that the two-stage reaction represented by the following formula proceeds on the surface of the substrate S1 to form a Cu complex.

【0031】 Cu+x/2Cl2 →CuClx CuClx +yAlCl3 →〔CuAly Clx +3y 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は400secであったが、若干の残渣が
残り、前記の例1、2、3及び4によるエッチングに比
べエッチング精度は若干劣っていた。
[0031] Cu + x / 2Cl 2 → CuClx CuCl x + yAlCl 3 → [CuAl y Cl x + 3y] The time taken to Cu film having a thickness of 12000Å is etched but was 400 sec, a slight residue Remainingly, the etching accuracy was slightly inferior to the etchings of Examples 1, 2, 3 and 4.

【0032】比較例2としてエッチング用ガスとしてC
2 ガス(20sccm)及びNH 3 (20sccm)
ガスを用い、その他の条件は例1と同様にしてエッチン
グを行った。このとき基体S1表面では次式に示す2段
階の反応が進行し、Cuの錯体が生成しているものと考
えられる。
As Comparative Example 2, C was used as an etching gas.
l2Gas (20 sccm) and NH 3(20 sccm)
Etching is performed in the same manner as in Example 1 except that gas is used.
I went At this time, on the surface of the substrate S1, two steps shown by the following equation
It is considered that the reaction of the floor progresses and a Cu complex is generated.
available.

【0033】 Cu+x/2Cl2 →CuClx CuClx +yNH3 →〔Cu(NH3 y Clx 〕 また、厚さ12000ÅのCu膜がエッチングされるの
に要した時間は450secであったが、若干の残渣が
残り、前記の例1、2、3及び4によるエッチングに比
べエッチング精度は若干劣っていた。
Cu + x / 2Cl 2 → CuClx CuCl x + yNH 3 → [Cu (NH 3 ) y Cl x ] Further, the time required for etching the Cu film having a thickness of 12000 Å was 450 sec, but a little The residue remained, and the etching accuracy was slightly inferior to the etchings of Examples 1, 2, 3 and 4.

【0034】以上の結果、比較例1及び2によるエッチ
ングに比べ、実施例1、2、3及び4によるエッチング
では、エッチング残渣が少なく精度の良いエッチングが
行えたことが分かる。これは銅・アルミニウム・ハロゲ
ンで構成される錯体及び銅・アルミニウム・中性配位子
で構成される錯体に比べ、銅・アルミニウム・ハロゲン
・中性配位子で構成される錯体の蒸気圧が高く、より容
易に固相から脱離するためと考えられる。
As a result of the above, it is understood that the etchings of Examples 1, 2, 3 and 4 were more accurate than the etchings of Comparative Examples 1 and 2 with less etching residue. Compared with the complex composed of copper / aluminum / halogen and the complex composed of copper / aluminum / neutral ligand, the vapor pressure of the complex composed of copper / aluminum / halogen / neutral ligand is It is considered to be high and more easily desorbed from the solid phase.

【0035】なお本実施例ではRIEによるドライエッ
チングについて説明したが、本発明はこれに限定され
ず、電磁共鳴(ECR)、光励起等を利用したエッチン
グ用ガスのプラズマ化によるドライエッチングについて
も行うことができる。
Although the dry etching by RIE has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and dry etching by plasmaizing an etching gas utilizing electromagnetic resonance (ECR), photoexcitation, or the like is also performed. You can

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、C
u又はCu合金を極めて精度よくドライエッチングでき
るドライエッチング方法及び装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, C
It is possible to provide a dry etching method and apparatus that can dry-etch u or Cu alloy with extremely high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例であるドライエッチング装置
の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dry etching apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】従来のドライエッチング装置例の概略構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional dry etching apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 基体ホルダ兼高周波電極 20 水冷装置 21 マッチングボックス 22 高周波電源 3 エッチング用ガス及び前処理用ガスの供給部 4 塩化アルミニウム(AlCl3 )ガスの供給部 43 恒温槽 431 固体状のAlCl3 432 加熱ヒータ 433 温度制御装置 5 AlCl3 以外のエッチング用ガス及び前処理用ガ
スの供給部 511、512、513・・・、41 マスフローコン
トローラ 521、522、523・・・、42 開閉弁 531、532、533 ガス源 7 排気装置 71 弁 72 排気ポンプ S1、S2 基体
1 Vacuum Container 2 Substrate Holder and High Frequency Electrode 20 Water Cooling Device 21 Matching Box 22 High Frequency Power Supply 3 Supply Part for Etching Gas and Pretreatment Gas 4 Supply Part for Aluminum Chloride (AlCl 3 ) Gas 43 Constant Temperature Tank 431 Solid AlCl 3 432 Heater 433 Temperature controller 5 Supplying parts for etching gas and pretreatment gas other than AlCl 3 511, 512, 513, ... 41 Mass flow controller 521, 522, 523, ... 42 Open / close valve 531, 532 533 gas source 7 exhaust device 71 valve 72 exhaust pump S1, S2 substrate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、ハロゲン化アルミニウムの
ガスと、ハロゲンガスまたは(及び)ハロゲン化アルミ
ニウム以外のハロゲン化物のガスと、中性配位子となり
うる物質のガスとを真空装置内に導入し、この混合ガス
を所定真空状態下で電力印加によりプラズマ化し、この
プラズマの下で前記真空装置内に予め配置した銅または
銅合金をドライエッチングするドライエッチング方法。
1. At least a gas of aluminum halide, a gas of halogen gas or (and) a halide other than aluminum halide, and a gas of a substance which can be a neutral ligand are introduced into a vacuum device, A dry etching method in which this mixed gas is turned into plasma by applying electric power in a predetermined vacuum state, and copper or a copper alloy previously placed in the vacuum apparatus is dry-etched under the plasma.
【請求項2】 排気手段により所定の真空状態にするこ
とができる真空装置を含み、該真空装置に少なくとも、
固体のハロゲン化アルミニウムからハロゲン化アルミニ
ウムのガスを生成する手段を含む該ガスの導入手段と、
ハロゲンガスまたは(及び)ハロゲン化アルミニウム以
外のハロゲン化物のガスの導入手段と、中性配位子とな
りうる物質のガスの導入手段とを接続するとともに、エ
ッチング対象物の支持ホルダを兼ねる電極と、該支持ホ
ルダを兼ねる電極に接続された、前記真空装置内に導入
されるガスをプラズマ化するための電力印加手段とを備
えたことを特徴とするドライエッチング装置。
2. A vacuum device which can be brought into a predetermined vacuum state by an exhaust means, and at least the vacuum device,
Means for introducing a gas of aluminum halide from solid aluminum halide, and means for introducing the gas,
An electrode that connects a means for introducing a halogen gas or (and) a gas for a halide other than aluminum halide and a means for introducing a gas for a substance that can be a neutral ligand, and that also serves as a support holder for the etching target, A dry etching apparatus, comprising: an electric power application unit connected to an electrode that also serves as the support holder to turn a gas introduced into the vacuum apparatus into plasma.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6008140A (en) * 1997-08-13 1999-12-28 Applied Materials, Inc. Copper etch using HCI and HBr chemistry
US6080529A (en) * 1997-12-12 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures
US6331380B1 (en) 1997-12-12 2001-12-18 Applied Materials, Inc. Method of pattern etching a low K dielectric layer
WO2003098662A3 (en) * 2002-05-14 2004-07-22 Tokyo Electron Ltd PLASMA ETCHING OF Cu-CONTAINING LAYERS
JP2012169657A (en) * 2007-07-05 2012-09-06 Imec Photon induced removal of copper

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6008140A (en) * 1997-08-13 1999-12-28 Applied Materials, Inc. Copper etch using HCI and HBr chemistry
US6489247B1 (en) 1997-08-13 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Copper etch using HCl and HBR chemistry
US6534416B1 (en) 1997-08-13 2003-03-18 Applied Materials Inc. Control of patterned etching in semiconductor features
US6080529A (en) * 1997-12-12 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures
US6331380B1 (en) 1997-12-12 2001-12-18 Applied Materials, Inc. Method of pattern etching a low K dielectric layer
US6458516B1 (en) 1997-12-12 2002-10-01 Applied Materials Inc. Method of etching dielectric layers using a removable hardmask
WO2003098662A3 (en) * 2002-05-14 2004-07-22 Tokyo Electron Ltd PLASMA ETCHING OF Cu-CONTAINING LAYERS
US7553427B2 (en) 2002-05-14 2009-06-30 Tokyo Electron Limited Plasma etching of Cu-containing layers
JP2012169657A (en) * 2007-07-05 2012-09-06 Imec Photon induced removal of copper

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