JP3348768B2 - Dry etching apparatus, dry etching method, semiconductor device manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device for aluminum and aluminum alloy film - Google Patents
Dry etching apparatus, dry etching method, semiconductor device manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device for aluminum and aluminum alloy filmInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体装置の
配線に用いられる、アルミ及びアルミ合金膜のドライエ
ッチング装置、方法、半導体製造装置、半導体の製造方
法及び半導体装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for dry-etching aluminum and aluminum alloy films, a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method and a semiconductor device mainly used for wiring of a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の配線用として用いるアルミ
及びアルミ合金膜を加工する場合、現在はプラズマを用
いたドライエッチングが主流となっている。アルミ及び
アルミ合金膜をドライエッチングする場合、アルミとハ
ロゲン元素は非常に反応性が高く、化学的に反応が進行
するため、エッチングガスのみでは等方的にエッチング
が進行してしまう。そこで、エッチング中の配線側壁を
保護するために、デポジション性ガスを同時に添加する
方法が一般的である。2. Description of the Related Art When processing aluminum and aluminum alloy films used for wiring of semiconductor devices, dry etching using plasma is currently the mainstream. In the case of dry-etching an aluminum or aluminum alloy film, aluminum and a halogen element have very high reactivity and chemically react with each other, so that etching proceeds isotropically with only an etching gas. Therefore, a method of simultaneously adding a deposition gas to protect the wiring side wall during etching is generally used.
【0003】代表的な装置構成図を図1に示す。本装置
は上部のRFアンテナコイルから高周波を印加し、石英
などの誘電体を介して真空チャンバー内にプラズマを発
生させる構成となっている。(a)においては、ガスは
チャンバー天板中央部からウェハに向かって導入される
構造である。この構造の場合、チャンバー中心部よりエ
ッチングガスとともにデポジションガスも供給されるた
め、中心部でデポが多く配線が太る傾向にあり、周辺部
ではデポジションガスの不足により、配線が細る傾向に
なるという形状の不均一性が生じる。一方(b)におい
ては、(a)で見られたような「形状の不均一性」は改
善する方向であるが、ウェハ周辺部でエッチングガス濃
度が高くなるためにアルミエッチングレートが周辺部で
高くなり、エッチングレートの均一性が悪くなる。FIG. 1 shows a typical apparatus configuration diagram. This apparatus is configured to apply a high frequency from an upper RF antenna coil and generate plasma in a vacuum chamber via a dielectric such as quartz. (A) is a structure in which gas is introduced from the center of the chamber top plate toward the wafer. In the case of this structure, the deposition gas is also supplied together with the etching gas from the center of the chamber, so that the deposition tends to be thick at the center and the wiring tends to be thin due to the shortage of the deposition gas at the periphery. Is generated. On the other hand, in (b), the “shape non-uniformity” as seen in (a) tends to be improved, but since the etching gas concentration becomes high in the peripheral portion of the wafer, the aluminum etching rate is reduced in the peripheral portion. And the uniformity of the etching rate deteriorates.
【0004】こういった、ウェハ面内における形状及び
エッチングレートの不均一性はプロセスガスの分布が不
均一であるために生じると考えられてきた。そのため、
ガス導入口を図2のようにウェハ直上とウェハ周辺部の
両方に配置したプラズマ処理装置や特開昭58−132
932のようにウェハ直上にガス導入口を設け、中心部
のガス導入口をわずかに外周部に向ける角度で構成し、
外周部のそれはわずかに中心部に向ける角度で構成した
平行平板型プラズマ処理装置などが提案されてきた。こ
れらはすべてプロセスガスの分布を均一にすることで処
理を均一にするというねらいがある。しかしながら、ア
ルミ合金膜のドライエッチングにこれらの装置を用いた
場合、形状はウェハ中心部で太く、ウェハ周辺部で細く
なり、エッチレート分布もウェハ中心部に比べウェハ周
辺部が高く不均一である。It has been considered that such non-uniformity of the shape and the etching rate in the wafer surface is caused by non-uniform distribution of the process gas. for that reason,
FIG. 2 shows a plasma processing apparatus in which gas inlets are arranged both directly above a wafer and at the periphery of a wafer.
As shown in 932, a gas inlet is provided directly above the wafer, and the gas inlet in the center is slightly directed to the outer periphery.
A parallel plate type plasma processing apparatus having an outer peripheral portion slightly inclined toward the center has been proposed. These all have the aim of making the processing uniform by making the distribution of the process gas uniform. However, when these devices are used for dry etching of an aluminum alloy film, the shape is thick at the central portion of the wafer and narrow at the peripheral portion of the wafer, and the etch rate distribution is higher and uneven at the peripheral portion of the wafer than at the central portion of the wafer. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これら従来の装置にお
いて、「形状の均一性」と「エッチレートの均一性」が
両立できなかった理由は、「エッチング生成物の再入
射」ということを考慮することで容易に理解することが
できる。In these conventional apparatuses, the reason why the "uniformity of the shape" and the "uniformity of the etch rate" are not compatible is to consider "the re-incident of the etching product". Can be easily understood.
【0006】ガスをチャンバー天板中央部からウェハに
向けて供給した場合のチャンバー内のガスの分布とエッ
チレート、寸法変動量の分布は図3(a)のようにな
る。この図で横軸はウェハ径方向の位置を示す。ここで
「エッチングに寄与するガス(Cl,Brを含むガ
ス)」と「デポに寄与するガス(C,Nを含むガス)」
はプロセスガスとしてガス導入口から供給されるので、
その分布はガス導入口の位置に大きく影響される。そし
て、エッチングレートの均一性は「エッチングに寄与す
るガス」の分布に、形状の均一性は「デポに寄与するガ
ス」の分布に依存する。更にエッチングの場合には「エ
ッチング生成物の再入射」を考慮しなければならない。
排気は通常ウェハ周辺部から行われるので、図3に示す
とおり、エッチング生成物の分布は常に中心部が多くな
る。エッチング生成物が多く存在する位置では、「エッ
チングに寄与するガス」の分圧が低くなりエッチレート
の低下を招く。更に、デポジションと同じような働きを
するので寸法変動量が大きくなる(マスク寸法よりも太
くなる)。When the gas is supplied from the center of the chamber top plate toward the wafer, the distribution of gas in the chamber and the distribution of etch rate and dimensional variation are as shown in FIG. In this figure, the horizontal axis indicates the position in the wafer radial direction. Here, “a gas contributing to etching (a gas containing Cl and Br)” and a “gas contributing to a deposit (a gas containing C and N)”
Is supplied from the gas inlet as a process gas,
The distribution is greatly affected by the position of the gas inlet. The uniformity of the etching rate depends on the distribution of “gas contributing to etching”, and the uniformity of the shape depends on the distribution of “gas contributing to deposition”. Furthermore, in the case of etching, "re-entry of the etching product" must be considered.
Since the evacuation is usually performed from the peripheral portion of the wafer, the distribution of the etching product always increases in the central portion as shown in FIG. At a position where a large amount of etching products are present, the partial pressure of the “gas contributing to etching” is reduced, and the etching rate is reduced. Further, since the same operation as the deposition is performed, the amount of dimensional variation becomes large (becomes larger than the mask size).
【0007】図3(a)の場合には、エッチングに寄与
するガスとエッチング生成物の分布がお互いウェハ中心
位置にピークを持ち、相殺するのでエッチレート分布は
比較的均一になる。しかし、寸法変動量の分布はデポに
寄与するガスとエッチング生成物の分布がお互いウェハ
中心位置にピークを持ち、その相乗効果でウェハ中心位
置における寸法がマスク寸法よりも太くなる傾向が強く
なる。In the case of FIG. 3A, the distribution of the gas contributing to the etching and the distribution of the etching product have a peak at the center of the wafer and cancel each other, so that the etch rate distribution is relatively uniform. However, in the distribution of the dimensional variation, the distribution of the gas contributing to the deposit and the distribution of the etching product have a peak at the center position of the wafer, and the synergistic effect tends to make the size at the center position of the wafer larger than the mask size.
【0008】ガスをチャンバー外周部からウェハに向か
って導入する構造の場合を(b)に示す。デポに寄与す
るガスとエッチング生成物の分布が相反するので寸法制
御性は良好である。しかし、エッチングに寄与するガス
の分布が中心部にて極小となるのに加えて、エッチング
生成物の分布が中心部で極大となるのでエッチングレー
トはウェハ中心部にて著しく低くなる。FIG. 2B shows a case where the gas is introduced from the outer periphery of the chamber toward the wafer. Since the distribution of the gas contributing to the deposition and the distribution of the etching product are opposite, the dimensional controllability is good. However, the distribution of the gas contributing to the etching is minimized at the central portion, and the distribution of the etching product is maximized at the central portion, so that the etching rate is significantly reduced at the central portion of the wafer.
【0009】そこで、図2のようにウェハ直上部とウェ
ハ周辺部とからガスを導入する装置や特開昭58−13
2932に提案される装置を用いて、仮にプロセスガス
の分布が完全に均一になった場合のガスの分布とエッチ
レート、寸法変動量の分布を図4に示す。ドライエッチ
ングの場合には、ほとんどの場合ウェハ周辺部から排気
が行われるため、エッチング生成物は常にウェハ中心部
にて極大となる分布を持つ。そのため、プロセスガスの
分布をウェハ面内で完全に均一にできたとしても、エッ
チング生成物の分布の影響を受けて、形状はウェハ中心
部で太く、ウェハ周辺部で細くなり、エッチレート分布
もウェハ中心部に比べウェハ周辺部が高く不均一にな
る。Therefore, as shown in FIG. 2, an apparatus for introducing gas from directly above the wafer and from the periphery of the wafer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-13 / 1983.
FIG. 4 shows the distribution of the gas and the distribution of the etch rate and the dimensional variation when the distribution of the process gas becomes completely uniform using the apparatus proposed in No. 2932. In the case of dry etching, in most cases, air is exhausted from the peripheral portion of the wafer, so that the etching product always has a distribution that has a maximum at the central portion of the wafer. Therefore, even if the distribution of the process gas can be made completely uniform within the wafer surface, the shape becomes thicker at the center of the wafer, narrower at the periphery of the wafer, and the etch rate distribution is affected by the distribution of the etching products. The periphery of the wafer is higher and non-uniform than the center of the wafer.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、エッチング生成物の分布を考慮し図5に示すよう
にエッチングに寄与するガスはウェハ中心部で極大値を
持つように、またデポに寄与するガスはウェハ中心部で
極小値を持つように供給する必要がある。In order to solve the above-mentioned problems, in consideration of the distribution of etching products, the gas contributing to the etching has a maximum value at the center of the wafer as shown in FIG. The gas contributing to the deposit needs to be supplied so as to have a minimum value at the center of the wafer.
【0011】すなわち、本発明は、アルミ及びアルミ合
金膜のドライエッチング装置において、チャンバー天板
中央部よりエッチングに寄与するガスを導入し、チャン
バー外周部よりデポジションに寄与するガスを導入する
機構を有することを特徴とするドライエッチング装置を
提供するものである。That is, the present invention provides a mechanism for introducing a gas contributing to etching from the center of the chamber top plate and introducing a gas contributing to deposition from the outer periphery of the chamber in a dry etching apparatus for aluminum and aluminum alloy films. It is intended to provide a dry etching apparatus characterized by having the above.
【0012】また本発明は前記のドライエッチング装置
を用いたことを特徴とするアルミ及びアルミ合金膜のド
ライエッチング方法を提案するものであり、更に前記の
ドライエッチング装置を具備したことを特徴とする半導
体装置の製造装置及び該半導体装置の製造装置を用いて
アルミまたはアルミ合金膜をドライエッチングすること
を特徴とする半導体装置の製造方法及び該方法により製
造したことを特徴とする半導体装置を提案するものであ
る。The present invention also proposes a method for dry-etching aluminum and aluminum alloy films using the above-mentioned dry-etching apparatus, and further comprises the above-mentioned dry-etching apparatus. A manufacturing method of a semiconductor device, a method of manufacturing a semiconductor device characterized by dry-etching an aluminum or aluminum alloy film using the manufacturing device of the semiconductor device, and a semiconductor device manufactured by the method are proposed. Things.
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0015】(第1の実施例)第1の実施例としてアル
ミ積層配線をC12/BC13/CHF3ガスでエッチ
ングする場合を示す。図2に本実施例に用いたプラズマ
処理装置の構成図を示す。本装置はチャンバー上部に配
置されたスパイラルコイルより高周波を印加し、誘導結
合によりチャンバー内にプラズマを発生させる構成にな
っている。また、基板側には独立してイオンエネルギー
を制御できるように別途高周波電源が備え付けられてい
る。本装置の最大の特徴はガス導入位置が処理基板直上
のみならず、チャンバー外周部にも存在することであ
る。各々のガスはどちらの位置からも導入できるように
なっており、それぞれのガスラインは容易に切り替えら
れるように電磁弁が備わっている。(First Embodiment) As a first embodiment, a case in which an aluminum laminated wiring is etched with C12 / BC13 / CHF3 gas will be described. FIG. 2 shows a configuration diagram of the plasma processing apparatus used in the present embodiment. This apparatus is configured to apply a high frequency from a spiral coil disposed at the top of the chamber and generate plasma in the chamber by inductive coupling. Also, a high frequency power supply is separately provided on the substrate side so that ion energy can be controlled independently. The greatest feature of this apparatus is that the gas introduction position exists not only immediately above the processing substrate but also at the outer peripheral portion of the chamber. Each gas can be introduced from either position, and each gas line is provided with a solenoid valve so that it can be easily switched.
【0016】本実施例では、4通りのガス導入方法でエ
ッチングし、Alエッチレート面内分布とAl配線幅の
寸法変動量の面内分布をそれぞれ比較した。4通りのガ
ス導入方法を以下の表1に示す。In this embodiment, etching was performed by four different gas introduction methods, and the in-plane distribution of the Al etch rate and the in-plane distribution of the dimensional variation of the Al wiring width were compared. Table 1 below shows the four gas introduction methods.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】条件Aではガスを全てウェハ直上部から導
入した。条件Bではガスを全てウェハ周辺部から導入し
た。条件Cではガスをウェハ直上とウェハ周辺部と両方
から導入した。条件Dではエッチングガスをウェハ直上
から、デポジションガスをウェハ周辺部から導入した。
ちなみに、本実施例の場合にはC12/BC13ガスが
エッチングガス、CHF3ガスがデポジションガスの役
割を果たす。In condition A, all gases were introduced from directly above the wafer. Under the condition B, all gases were introduced from the periphery of the wafer. Under the condition C, the gas was introduced from directly above the wafer and from the periphery of the wafer. Under condition D, the etching gas was introduced from directly above the wafer, and the deposition gas was introduced from the periphery of the wafer.
Incidentally, in the case of this embodiment, the C12 / BC13 gas plays a role of an etching gas, and the CHF3 gas plays a role of a deposition gas.
【0019】本実施例における実験条件は以下の通りで
ある。The experimental conditions in the present embodiment are as follows.
【0020】[プラズマ放電条件] C12/BC13/CHF3=100/20/8 sc
cm,10mTorr,Saurce Power:8
00W Bias power:120W,temp.Wall
/Stage=80℃/50℃ [測定方法] Alエッチレート測定法:段差計使用 アルミ配線幅の寸法変動量:SEM写真より測定 図6に第1の実施例におけるAlエッチレートの面内分
布の結果を示す。横軸にオリフラをBottomとした
場合のLeft−Rightのポジションを、縦軸にア
ルミエッチレートを示している。条件Aの場合、エッチ
ングガスをウェハ中心部から導入しているので、ウェハ
中心部のエッチレートが高くなって然るべきであるが、
デポジションガス及びエッチング生成物がウェハ中心部
に多量に存在するためにエッチングガスの分圧が低く、
エッチングレートはウェハ周辺部の方が若干高くなっ
た。条件Bの場合には、条件A以上にウェハ周辺部のエ
ッチレートが高くなり、ウェハ中心部のレートは低下し
た。そのため、レート均一性はこの4通りの条件の中で
最も悪くなった。条件Cの場合には、ウェハ中心部のエ
ッチレートは条件Aの場合と同等であるがウェハ周辺部
のエッチレートが高くなるので条件Aの場合よりも均一
性が悪化した。一方、エッチングガスとデポジションガ
スとをそれぞれ異なる箇所から導入した条件Dの場合に
は、周辺部のエッチレートが抑制され、最も良い均一性
が得られた。これは、エッチングレートが低くなる傾向
のウェハ中心部にエッチングガスを、エッチングレート
が高くなる傾向のウェハ周辺部にエッチングを阻害する
デポジションガスを導入することにより実現する。[Plasma discharge conditions] C12 / BC13 / CHF3 = 100/20/8 sc
cm, 10mTorr, Source Power: 8
00W Bias power: 120W, temp. Wall
/ Stage = 80 ° C./50° C. [Measurement method] Al etch rate measuring method: use of step gauge Aluminum wire width dimensional variation: measured from SEM photograph FIG. 6 shows the in-plane distribution of Al etch rate in the first embodiment. The results are shown. The horizontal axis indicates the Left-Right position when the orientation flat is set to Bottom, and the vertical axis indicates the aluminum etch rate. In the case of condition A, since the etching gas is introduced from the center of the wafer, the etch rate at the center of the wafer should be high,
Since a large amount of deposition gas and etching products exist in the center of the wafer, the partial pressure of the etching gas is low,
The etching rate was slightly higher at the periphery of the wafer. In the case of the condition B, the etch rate in the peripheral portion of the wafer was higher than in the condition A, and the rate in the central portion of the wafer was lower. Therefore, the rate uniformity was the worst among these four conditions. In the case of the condition C, the etch rate in the center portion of the wafer is equal to that in the condition A, but the etch rate in the peripheral portion of the wafer becomes higher, so that the uniformity is lower than in the case of the condition A. On the other hand, in the case of the condition D in which the etching gas and the deposition gas were respectively introduced from different portions, the etch rate in the peripheral portion was suppressed, and the best uniformity was obtained. This is realized by introducing an etching gas into the central portion of the wafer where the etching rate tends to decrease, and introducing a deposition gas which inhibits etching into the peripheral portion of the wafer where the etching rate tends to increase.
【0021】図7に第1の実施例におけるAl配線幅の
寸法変動量の面内分布を示す。横軸は図6と同様にウェ
ハ中のポジションを、縦軸には寸法変動量をエッチング
前のマスク寸法からの変動量を百分率で表した。この場
合、寸法変動量がプラスであれば配線が太くなったこと
を、マイナスであれば細くなったことを示している。評
価は配線寸法0.4μm、配線間スペース2.0μmの
位置で行った。FIG. 7 shows the in-plane distribution of the dimensional variation of the Al wiring width in the first embodiment. The horizontal axis represents the position in the wafer as in FIG. 6, and the vertical axis represents the dimensional variation in percentage from the mask dimension before etching. In this case, if the dimensional variation is positive, it indicates that the wiring is thicker, and if it is negative, it indicates that the wiring is thinner. The evaluation was performed at a position where the wiring size was 0.4 μm and the space between the wirings was 2.0 μm.
【0022】条件Aの場合には、中心部よりエッチング
ガスもデポジションガスも導入するためにウェハ中心部
が太くなり、逆に周辺部は側壁保護成分の不足のため配
線がマスクより細くなった。条件Bの場合にはウェハ周
辺部からガスを導入するのでウェハ中心部はほぼマスク
寸法どおりの加工が可能であるが、周辺部ではデポジシ
ョンガスの影響を受けて、若干配線が太くなる傾向を示
した。条件Cの場合には、ウェハ中心部の方がマスク寸
法より太くなる傾向を示した。これは先に述べたように
ウェハ中心部にはデポジションガスだけでなく、エッチ
ング生成物が多量に存在することによる。一方、条件D
の場合にはウェハ周辺部よりデポジションガスを添加し
ているので、ウェハ周辺部でのサイドエッチングを防ぎ
ながら、ウェハ中心部への過剰なデポジションガスの供
給がない。そのため、条件Dはこの4条件の中ではウェ
ハ面内で最も寸法変動の少ない結果となった。In the case of condition A, the central portion of the wafer was made thicker because both the etching gas and the deposition gas were introduced from the central portion, and conversely, the wiring was thinner at the peripheral portion than the mask due to lack of side wall protection components. . In the case of the condition B, the gas is introduced from the peripheral portion of the wafer, so that the processing at the central portion of the wafer can be performed almost in accordance with the mask dimension. However, the peripheral portion is affected by the deposition gas, and the wiring tends to be slightly thick. Indicated. In the case of the condition C, the central portion of the wafer tended to be thicker than the mask size. This is because, as described above, not only the deposition gas but also a large amount of etching products are present in the central portion of the wafer. On the other hand, condition D
In this case, since the deposition gas is added from the peripheral portion of the wafer, there is no excessive supply of the deposition gas to the central portion of the wafer while preventing side etching at the peripheral portion of the wafer. Therefore, condition D resulted in the least dimensional change in the wafer surface among these four conditions.
【0023】図6、図7の結果より、アルミ積層配線を
C12/BC13/CHF3ガスでエッチングする場合
には、条件Dが最も優れたガス導入方法であるといえ
る。From the results of FIGS. 6 and 7, it can be said that when etching the aluminum laminated wiring with C12 / BC13 / CHF3 gas, the condition D is the most excellent gas introduction method.
【0024】(第2の実施例)第2の実施例としてアル
ミ積層配線をC12/BC13/N2ガスでエッチング
する場合を示す。本実施例に用いたプラズマ処理装置は
第1の実施例と同様である。(Second Embodiment) As a second embodiment, a case in which an aluminum laminated wiring is etched with C12 / BC13 / N2 gas will be described. The plasma processing apparatus used in this embodiment is the same as in the first embodiment.
【0025】本実施例においても、4通りのガス導入方
法でエッチングし、Alエッチレート面内分布とAl配
線幅の寸法変動量の面内分布をそれぞれ比較した。4通
りのガス導入方法を以下の表2に示す。Also in this example, etching was performed by four different gas introduction methods, and the in-plane distribution of the Al etch rate and the in-plane distribution of the dimensional variation of the Al wiring width were compared. Table 2 below shows the four gas introduction methods.
【0026】[0026]
【表2】 [Table 2]
【0027】条件Aではガスを全てウェハ直上部から導
入した。条件Bではガスを全てウェハ周辺部から導入し
た。条件Cではガスをウェハ直上とウェハ周辺部と両方
から導入した。条件Dではエッチングガスをウェハ直上
から、デポジションガスをウェハ周辺部から導入した。
ちなみに、本実施例の場合にはC12/BC13ガスが
エッチングガス、N2ガスがデポジションガスの役割を
果たす。(アルミ窒化物や窒化ホウ素が側壁保護膜の構
成要素となるため)。Under the condition A, all gases were introduced from directly above the wafer. Under the condition B, all gases were introduced from the periphery of the wafer. Under the condition C, the gas was introduced from directly above the wafer and from the periphery of the wafer. Under condition D, the etching gas was introduced from directly above the wafer, and the deposition gas was introduced from the periphery of the wafer.
Incidentally, in the case of this embodiment, the C12 / BC13 gas plays a role of an etching gas, and the N2 gas plays a role of a deposition gas. (Because aluminum nitride or boron nitride is a component of the sidewall protective film).
【0028】本実施例における実験条件は以下の通りで
ある。The experimental conditions in this example are as follows.
【0029】[プラズマ放電条件] C12/BC13/N2=100/20/5 scc
m,10mTorr,Saurce Power:80
0W Bias power:120W,temp.Wall
/Stage=80℃/50℃ [測定方法]Alエッチレート測定法:段差計使用 アルミ配線幅の寸法変動量:SEM写真より測定 図8に第2の実施例におけるAlエッチレートの面内分
布の結果を示す。結果は第1の実施例と同様に、条件D
が最も良好な均一性を示し、条件Bが最も均一性が悪か
った。その理由は第1の実施例に述べたとおりである。
ただし、N2の場合はCHF3の場合と比較して、エッ
チングを阻害する効果は低く、条件Dの場合でもウェハ
周辺部のエッチレートはあまり抑制されない。[Plasma Discharge Conditions] C12 / BC13 / N2 = 100/20/5 scc
m, 10 mTorr, Source Power: 80
0W Bias power: 120W, temp. Wall
/ Stage = 80 ° C./50° C. [Measurement method] Al etch rate measuring method: use of step gauge Aluminum wire width dimensional variation: Measured from SEM photograph FIG. 8 shows the in-plane distribution of Al etch rate in the second embodiment. The results are shown. The result was the same as in the first embodiment, as in condition D.
Shows the best uniformity, and the condition B has the worst uniformity. The reason is as described in the first embodiment.
However, the effect of inhibiting etching is lower in the case of N2 than in the case of CHF3, and even in the case of the condition D, the etch rate in the peripheral portion of the wafer is not so much suppressed.
【0030】図9に第2の実施例におけるAl配線幅の
寸法変動量の面内分布を示す。結果は、第1の実施例と
同様に、条件Dが最も良好な寸法制御性を示し、条件A
が最も寸法制御性が悪かった。理由は第1の実施例と同
様である。FIG. 9 shows the in-plane distribution of the dimensional variation of the Al wiring width in the second embodiment. As a result, similarly to the first embodiment, the condition D shows the best dimensional controllability, and the condition A
Had the worst dimensional controllability. The reason is the same as in the first embodiment.
【0031】図8、図9の結果により、アルミ積層配線
をC12/BC13/N2ガスでエチングする場合にお
いても、条件Dが最も優れたガス導入方法であるといえ
る。From the results of FIGS. 8 and 9, it can be said that the condition D is the most excellent gas introduction method even when the aluminum laminated wiring is etched with C12 / BC13 / N2 gas.
【0032】[0032]
【発明の効果】エッチング生成物が多く、エッチングガ
スの分圧が低くなるウェハ中心部に向けてエッチングガ
スを供給することでアルミエッチレートの均一化を図る
ことができる。更に、デポジション成分が希薄になり、
サイドエッチングの生じやすいウェハ周辺部よりデポジ
ションガスを供給することにより、高精度な寸法制御が
可能になる。The aluminum etching rate can be made uniform by supplying the etching gas to the center of the wafer where the etching products are large and the partial pressure of the etching gas is low. Furthermore, the deposition component is diluted,
By supplying the deposition gas from the peripheral portion of the wafer where side etching is likely to occur, highly accurate dimensional control can be performed.
【図1】従来の装置構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional apparatus.
【図2】チャンバー内のプロセスガスの分布が均一にな
るように工夫された装置構成図である。FIG. 2 is an apparatus configuration diagram devised so that the distribution of process gas in a chamber becomes uniform.
【図3】図3(a)、(b)は従来装置でのチャンバー
内のガスの分布とエッチレート、寸法変動量の関係を示
す図である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing a relationship between a gas distribution in a chamber, an etch rate, and a dimensional variation in a conventional apparatus.
【図4】プロセスガスの分布が完全に均一な場合のエッ
チレート、寸法変動量の分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a distribution of an etch rate and a dimensional variation when a process gas distribution is completely uniform.
【図5】理想的なチャンバー内のガスの分布を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an ideal gas distribution in a chamber.
【図6】第1の実施例におけるAlエッチレートの面内
分布を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an in-plane distribution of an Al etch rate in the first embodiment.
【図7】第1の実施例におけるAl配線寸法変動量の面
内分布を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the in-plane distribution of the variation in the dimension of the Al wiring in the first embodiment.
【図8】第2の実施例におけるAlエッチレートの面名
分布を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a surface name distribution of an Al etch rate in the second embodiment.
【図9】第2の実施例におけるAl配線幅寸法変動量の
面内分布を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the in-plane distribution of the variation in the dimension of the Al wiring width in the second embodiment.
Claims (5)
ング装置において、 エッチングに寄与するガスを、中央部でその濃度の極大
値を持つようにチャンバー天板中央部より導入し、 デポジションに寄与するガスを、中央部でその濃度の極
小値を持つようにチャンバー外周部の複数箇所より導入
する機構を有することを特徴とするドライエッチング装
置。In a dry etching apparatus for an aluminum and aluminum alloy film, a gas contributing to etching is introduced from a central portion of a chamber top plate so as to have a maximum value of the concentration at a central portion, and a gas contributing to deposition. Dry etching apparatus having a mechanism for introducing a gas from a plurality of locations on the outer periphery of the chamber so as to have a minimum value of the concentration at the center.
を用いたことを特徴とするアルミ及びアルミ合金膜のド
ライエッチング方法。2. A dry etching method for an aluminum or aluminum alloy film, comprising using the dry etching apparatus according to claim 1.
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造装置。3. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising the dry etching apparatus according to claim 1.
を用いてアルミまたはアルミ合金膜をドライエッチング
することを特徴とする半導体装置の製造方法。4. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising dry-etching an aluminum or aluminum alloy film using the semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 3.
とを特徴とする半導体装置。5. A semiconductor device manufactured by the method according to claim 4.
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