WO1998011276A1 - Gas mixture and method of dry etching metals, in particular copper, at low temperatures - Google Patents

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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors

Definitions

  • the invention relates to a gas mixture and a method for dry etching metals, in particular copper, at low temperatures.
  • copper Due to its low specific resistance and its good resistance to electromigration, copper is a suitable material for conductor tracks of future integrated circuits.
  • Suitable processes for the production of layers and other prerequisites for the use of a new conductor track material in microelectronics to structure this layer are particularly suitable as a method for producing copper layers.
  • CVD gas phase
  • An anisotropic etching process which removes the excess copper after applying a suitable mask, is necessary to produce a conductor track structure from a surface-covering layer.
  • a full-area copper layer is applied to the structured dielectric and then etched back isotropically.
  • Another method for producing conductor track structures is the so-called damascene or "inverse metal” technology.
  • the merall is applied to the structured dielectric and isolated by subsequent full-surface polishing using CMP.
  • CMP full-surface polishing
  • metal is smeared over the dielectric bars due to the low hardness of the copper, which leads to short circuits between the conductor tracks.
  • electrochemical electrochemical
  • Copper layers are applied to process disks using CVD or PVD, among other things.
  • An undesirable coating of reactor parts with copper occurs here.
  • the reactor must be cleaned of copper particles at regular intervals.
  • the copper layer is removed by desorption of the species Cu 3 Cl 3 and CuCl (see, for example, HF Winters, J. Vac.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • Laser etching processes are also known which use the energy of the laser light to desorb the CuCl x - Use species after prior chlorination of the copper surface (two-stage process) (US 4,490,210 and US 4,490,211).
  • a disadvantage of the processes using halogen-containing etching gases is, however, the deposition of the same in the downstream of the valve in valves and vacuum pumps, which is caused by the low vapor pressure of the etching products, which leads to increased wear of these parts.
  • Hhfac 1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dione
  • hfac anionic 1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoropentane
  • the object of the invention is to provide a gas mixture and a method which enable dry etching of metals and in particular copper at low temperatures with sufficiently high etching rates in a single process step.
  • the gas mixture according to the invention for dry-etching metals contains at least oxygen and two further reactants L and HA.
  • L and HA two further reactants
  • the formation of the compound A-Cu-L n advantageously takes place under much milder conditions than in conventional etching processes. Particularly in comparison to the known methods for dry etching, which are based on the formation of CuCl x , the very good permits
  • the gas mixture according to the invention contains at least one further substance HA of the general formula (I)
  • X 1 and X 2 are identical or different and are linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, a halogen-substituted linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, an organylsilyl or an aryl, for example a substituted or unsubstituted phenyl, and R 1 and R 2 are the same or different and R 1 is oxygen or NX 3 and R 2 is oxygen or NX 4 , where X 3 and X 4 are the same or different and Hydrogen, a halogen, a linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, a halogen-substituted linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, an organosilyl or an aryl, for example a substituted or unsubstituted phenyl , are.
  • the substance HA according to the general formula (I) is preferably a / 3-diketone of the general formula (II)
  • suitable substances HA are 1,1,1, 5,5, 5-hexafluoropentane-2, 4-dione, 1,1, 1-trifluoropentane-2,4-dione or 1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoro-4- (N-isopropylketimino) pentan-2-one
  • the neutral ligand L represents linear or branched alkylisonitrile with preferably 1 to 10 C atoms, halogen-substituted linear or branched alkylisonitrile with preferably 1 to 10 C atoms, Arylisonitrile, substituted and unsubstituted 1, 5-cyclooctadiene, cyclooctatetraene (COT), bistrimethylsilylacetylene, alkynes (R'CCR 2 , with R 1 and R 2 the same or different linear or branched alkyl with preferably 1 to 5 C atoms or unsubstituted or substituted phenyl), triorganylphosphine (PR 3 RR 5 , identical or different linear or branched alkyl having 1 to 5 carbon atoms or substituted or unsubstituted phenyl with R 3 , R 4 and R 5 ), triorganyl phosphite (P (OR 6 ) 3 , with R 6 linear or branche
  • the neutral ligand L contained in the gas mixture has the task of coordinatively saturating the Cu (I) center and thus stabilizing the onomeric etching product.
  • much tougher conditions high temperature, plasma are necessary for the oxidation of Cu ° to Cu 2+ .
  • HA is preferably 1, 1, 1, 5, 5, 5, -hexafluoropentane-2,4-dione and L is tert-butylisonitrile (CNtBu).
  • CNtBu tert-butylisonitrile
  • An advantage of the gas mixture according to the invention is the fact that the reaction products have a high volatility compared to, for example, copper chlorides. Deposits in the reactor system can therefore be largely avoided. In addition, no corrosive etching chemicals are required, which increases the life of the system.
  • a carrier gas for the reactive components of the gas mixture.
  • the reactive components can be introduced into the reaction chamber in defined amounts using this carrier gas.
  • Suitable inert carrier gases are, for example, N 2 or an inert gas. Oxygen can also be used as a carrier gas.
  • the gas mixture according to one of claims 1 to 12 leads to a reactor pressure adapted to the desired etching isotropy and advantageously low substrate temperatures of to to 60 ° C in a single process step for an oxidation of the metal and the formation of a volatile metal compound stable under process conditions.
  • the process is particularly suitable for the dry etching of copper.
  • the etching of other metals, for example silver is also conceivable.
  • the one-step etching process according to the invention allows a high throughput. Furthermore, even with very low substrate temperatures of 60 ° C, etching rates suitable for production are still obtained. Preferred substrate temperatures are 70 ° C and above. The etching rate can be increased with increasing substrate temperature.
  • the extremely low process temperatures allow the use of conventional paint masks to structure the copper surface. Furthermore, the inventive method has a high selectivity compared to conventional antireflection layers made of titanium or titanium nitride, so that these are also suitable for use as etching asks.
  • the reactor pressure should be between 10 2 and 10 5 Pa, ideally approximately 5-10 4 Pa, in order to achieve an isotropic etching attack for, for example, copper removal over the entire surface.
  • An anisotropic etching behavior is achieved by using oxygen and / or noble gas ions, preferably argon ions, which are generated in an ECR plasma and extracted and directed towards the substrate.
  • the anisotropy effect is due to an increased oxidation rate parallel to the substrate surface or a supporting sputter removal.
  • the reactor pressure should be anisotropic Etching attack between 10 ⁇ * and 10 2 Pa, preferably about 10 " 1 Pa.
  • the figure shows a schematic representation of a device for performing the inventive
  • the reactor shown in the figure has a microwave generator 1, magnet coils 2, an ECR plasma source 3 and an RF generator 7.
  • the reactor has a gas inlet 4 for oxygen, a further gas inlet 5 for the other reactive gases and a gas outlet 8 to the vacuum pump.
  • the disc holder 6 can be tempered.
  • Microwave generator 1 and high-frequency generator 7 are only operated for anisotropic etching.
  • the gas mixture according to the invention permits, for example, subsequent cleaning of dielectric webs on, for example, conductor tracks structured with the Damascene technique from excess copper which leads to component failure.
  • An isotropic etching process is preferably used.
  • in-situ cleaning of the reactor shown for the deposition of, for example, copper (CVD, PVD) is also possible.
  • An isotropic etching process allows the deposition reactor to be cleaned in the operating state, ie it is not necessary to switch off and open the deposition reactor. Through the The low temperature required for the etching process can also advantageously be carried out with little effort for heating the deposition reactor parts to be cleaned, or the reactor wall heating which is usually already present can be used.
  • Carrier gas nitrogen, helium, argon
  • Substrate Cu layer deposited over the entire surface. Etching rate: 100 - 500 nm / min
  • Carrier gas nitrogen, helium, argon
  • ECR plasma 5 - 100 sccm Argon (ECR plasma): 0 - 100 sccm ECR plasma power: ⁇ 300 W.
  • Substrate Cu layer deposited over the entire surface
  • etching gases in combination with oxygen are also suitable for carrying out the isotropic or anisotropic etching process according to the invention:

Abstract

The invention concerns a method and a gas mixture for the dry etching of metals, in particular copper, wherein the metal is oxidized and a volatile metal compound which is stable under processing conditions is formed. The entire etching process can be reduced to a single step by using a special gas mixture. In particular, the process can be carried out at advantageously low temperatures and reduced pressure. The etching method displays high selectivity and a throughput which makes it suitable for production purposes.

Description

Gasgemisch und Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere Kupfer, bei niedrigen Temperaturen Gas mixture and method for dry etching metals, especially copper, at low temperatures
Die Erfindung betrifft ein Gasgemisch und ein Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, bei niedrigen Temperaturen.The invention relates to a gas mixture and a method for dry etching metals, in particular copper, at low temperatures.
Der große Bedarf an immer leistungsfähigeren mikro- elektronischen Schaltungen erfordert eine ständige Verbesserung der Verfahren und Materialien zur Her- Stellung immer kleinerer Strukturelemente in zunehmend höheren Packungsdichten.The great need for ever more powerful microelectronic circuits requires constant improvement of the methods and materials for producing ever smaller structural elements in increasingly higher packing densities.
Aufgrund seines geringen spezifischen Widerstandes und seiner guten Beständigkeit gegen Elektromigration ist Kupfer ein geeignetes Material für Leiterbahnen zukünftiger integrierter Schaltungen.Due to its low specific resistance and its good resistance to electromigration, copper is a suitable material for conductor tracks of future integrated circuits.
Voraussetzungen für die Verwendung eines neuen Lei- terbahnmaterials in der Mikroelektronik sind unter anderem geeignete Verfahren zur Ξchichterzeugung und zur Strukturierung dieser Schicht. Als Verfahren zur Erzeugung von Kupferschichten kommt neben physikalischen Techniken besonders die chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD) in Frage.Suitable processes for the production of layers and other prerequisites for the use of a new conductor track material in microelectronics to structure this layer. In addition to physical techniques, chemical deposition from the gas phase (CVD) is particularly suitable as a method for producing copper layers.
Zur Erzeugung einer Leiterbahnstruktur aus einer flächendeckenden Schicht ist ein anisotropes Ätzverfahren notwendig, das nach Aufbringen einer geeigneten Maske das überschüssige Kupfer entfernt. Zur Erzeu- gung von Kupfernägeln zur elektrischen Verbindung von verschiedenen Leiterbahnebenen dagegen wird auf das strukturierte Dielektrikum eine ganzflächige Kupfer- schicht aufgebracht und anschließend isotrop zurückgeätzt.An anisotropic etching process, which removes the excess copper after applying a suitable mask, is necessary to produce a conductor track structure from a surface-covering layer. On the other hand, to produce copper nails for the electrical connection of different interconnect levels, a full-area copper layer is applied to the structured dielectric and then etched back isotropically.
Ein weiteres Verfahren zur Erzeugung von Leiterbahn- Strukturen ist die sogenannte Damascene- oder "inver- se metal"-Technik. Hierbei wird das Merall auf das strukturierte Dielektrikum aufgebracht und durch an- schließendes ganzflächiges Zurückpolieren mittels CMP isoliert. Bei der Durchführung dieser Technik mit Kupfer wird, durch die geringe Härte des Kupfers bedingt, Metall über die Dielektrikumsstege hinweg verschmiert, was zu Kurzschlüssen zwischen den Leiter- bahnen führt. Außerdem kann durch elektrochemischeAnother method for producing conductor track structures is the so-called damascene or "inverse metal" technology. The merall is applied to the structured dielectric and isolated by subsequent full-surface polishing using CMP. When using this technique with copper, metal is smeared over the dielectric bars due to the low hardness of the copper, which leads to short circuits between the conductor tracks. In addition, by electrochemical
Vorgänge bedingt eine Redeposition von Metall aus dem Schleifmittel auftreten. Beide Effekte bedingen eine Nachreinigung der polierten Scheiben zur Entfernung des überschüssigen Kupfers.Operations require a redeposition of metal from the abrasive to occur. Both effects require the polished disks to be cleaned to remove the excess copper.
Die Aufbringung von Kupferschichten auf Prozeßscheiben geschieht unter anderem mittels CVD oder PVD. Hierbei tritt eine unerwünschte Beschichtung von Reaktorteilen mit Kupfer auf. Zur Vermeidung der Beein- trächtigung des Prozeßergebnisses durch abplatzende Kupferpartikel muß der Reaktor in regelmäßigen Abständen gereinigt werden.Copper layers are applied to process disks using CVD or PVD, among other things. An undesirable coating of reactor parts with copper occurs here. To avoid impairment of the process result by chipping The reactor must be cleaned of copper particles at regular intervals.
Bisherige Lösungsvorschläge zum trockenen Ätzen von Metallen und insbesondere von Kupfer lassen sich in Plasmaätzprozesse, Laseratzprozesse und rein chemische Ansätze unterteilen.Previous solutions for dry etching of metals and especially copper can be divided into plasma etching processes, laser etching processes and purely chemical approaches.
Grundlage der Plasma- und Laseratzprozesse ist eine Chlorierung der Kupferoberfläche durch unterschiedliche Chlorquellen (z.B Cl-,, CC14) , die zur Bildung einer dünnen Schicht der Zusammensetzung CuClx (mit x = 0-2) führt. Die Abtragung der Kupfer- εchicht erfolgt durch Desorption der Spezies Cu3Cl3 und CuCl (siehe z.B. H. F. Winters, J. Vac. Sei.The basis of the plasma and laser etching processes is a chlorination of the copper surface by different chlorine sources (eg Cl- ,, CC1 4 ), which leads to the formation of a thin layer of the composition CuCl x (with x = 0-2). The copper layer is removed by desorption of the species Cu 3 Cl 3 and CuCl (see, for example, HF Winters, J. Vac.
Technol. 1985, A3, 786). Deren sehr niedriger Dampfdruck verursacht jedoch entweder sehr niedrige Ätzraten, oder aber es werden hohe Temperaturen notwendig, welche die Verwendung von herkömmlichen Fotolackmas- ken nicht mehr gestatten oder sogar bereits auf das Substrat aufgebrachte Strukturen schädigen.Technol. 1985, A3, 786). However, their very low vapor pressure either causes very low etching rates, or else high temperatures are necessary which no longer allow the use of conventional photoresist masks or even damage structures that have already been applied to the substrate.
Das RIE-Verfahren (RIE = Reactive Ion Etching) zur Ätzung von Kupfer erlaubt Prozeßtemperaturen ab 200°C (siehe z.B. G . C . Schwartz , P. M. Schaible, J. Elec- troche . Soc. 1983, 130, 1777; US Patent 4,352,716). Durch Anlegen einer geeigneten Wechselspannung wird hier das Substrat mit kationischen Chlorspezies bombardiert, was die Desorption der CuClχ-Spezies er- leichtert.The RIE method (RIE = Reactive Ion Etching) for etching copper allows process temperatures from 200 ° C (see, for example, G.C. Schwartz, PM Schaible, J. Electroche. Soc. 1983, 130, 1777; US Patent 4,352,716 ). By applying a suitable AC voltage, the substrate is bombarded with cationic chlorine species, which facilitates the desorption of the CuCl χ species.
Es sind außerdem Laseratzprozesse bekannt, welche die Energie des Laserlichtes zur Desorption der CuClx- Spezies nach vorheriger Chlorierung der Kupferoberfläche nutzen (Zweistufenprozeß) (US 4,490,210 und US 4,490,211) .Laser etching processes are also known which use the energy of the laser light to desorb the CuCl x - Use species after prior chlorination of the copper surface (two-stage process) (US 4,490,210 and US 4,490,211).
Ein Nachteil der Prozesse unter Einsatz von halogen- haltigen Ätzgasen ist jedoch die durch den niedrigen Dampfdruck der Ätzprodukte verursachte Ablagerung derselben pu pstromabwärts in Ventilen und Vakuumpumpen, was zu erhöhtem Verschleiß dieser Teile führt.A disadvantage of the processes using halogen-containing etching gases is, however, the deposition of the same in the downstream of the valve in valves and vacuum pumps, which is caused by the low vapor pressure of the etching products, which leads to increased wear of these parts.
Bisher vorgestellte chemische Ätzverfahren bedienen sich entweder der Umkehrung der CVD-Reaktion von Precursoren des Typs (/3-diketonat) CuL (L = Neutralli- gand, z.B. Tri ethylvinylsilan , Bis (trimethylsilyl) - acetylen) gemäßChemical etching processes presented so far either use the reverse of the CVD reaction of precursors of the type (/ 3-diketonate) CuL (L = neutral ligand, e.g. triethyl vinyl silane, bis (trimethyl silyl) acetylene)
Cu° + Cuπ(/3-diketonat)- + 2 L -> 2 (0-diketonat) CU'LCu ° + Cu π (/ 3-diketonate) - + 2 L -> 2 (0-diketonate) CU'L
(siehe z.B. J. A. T. Norman, B. A. Muratore, P. N. Dyer, D. A. Roberts, A. K. Hochberg, J. Phys. (Paris) 1991, IV(1) C2-271) oder der Generierung flüchtiger Cu(I)- und Cu (II) -Verbindungen auf vorher oxidierten oder chlorierten Cu-Oberflachen (siehe z.B. F. Rousseau, A. Jain, T. T. Kodas, M. J. Hampden-S ith, J. D. Farr, R. Muenchhausen, J. Mater Chem. 1992, 2,(see e.g. JAT Norman, BA Muratore, PN Dyer, DA Roberts, AK Hochberg, J. Phys. (Paris) 1991, IV (1) C2-271) or the generation of volatile Cu (I) - and Cu (II) - Compounds on previously oxidized or chlorinated copper surfaces (see, for example, F. Rousseau, A. Jain, TT Kodas, MJ Hampden-S ith, JD Farr, R. Muenchhausen, J. Mater Chem. 1992, 2,
893; J. Farkas, K. M. Chi, T. T. Kodas, M. J. Hampden-Smith, Advanced Metallization for ULSI, AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, N.J 445, 1992) : CuO + 2 Hhfac -> Cu(hfac)2 + H20893; J. Farkas, KM Chi, TT Kodas, MJ Hampden-Smith, Advanced Metallization for ULSI, AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, NJ 445, 1992): CuO + 2 Hhfac -> Cu (hfac) 2 + H 2 0
CUC1+ 2 PEt3 -> ClCu(PEt3)2 CUC1 + 2 PEt 3 -> ClCu (PEt 3 ) 2
Hhfac= 1,1,1,5,5, 5-Hexafluorpentan-2 , 4-dion, hfac = anionischer 1 , 1, 1, 5, 5 , 5-Hexafluorpentan-Hhfac = 1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dione, hfac = anionic 1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoropentane
2 , 4-dionato-Chelatligand Die Nachteile der beiden letztgenannten Verfahren liegen zum einen darin, daß es sich um zweistufige Prozesse handelt, bei denen dem eigentlichen Ätzschritt eine Vorbehandlung der Oberfläche bei hohen Temperaturen oder im Plasma vorausgeht. Daraus resultiert ein gegenüber einstufigen Prozessen verringerter Durchsatz. Zum anderen stellt im Falle der Ätzung über ClCu(PEt3): der Einsatz von Triethylphosphin eine Kontaminationsgefahr für das Halbleiterbau- element durch das Dotierelement Phosphor dar.2,4-dionato chelating ligand The disadvantages of the latter two methods are, on the one hand, that they are two-stage processes in which the actual etching step is preceded by a pretreatment of the surface at high temperatures or in plasma. This results in lower throughput compared to single-stage processes. On the other hand, in the case of etching via ClCu (PEt 3 ) : the use of triethylphosphine poses a risk of contamination for the semiconductor component by the doping element phosphorus.
Die Umkehrung der CVD-Reaktion von (/3-diketonat) CuL erfordert die Verdampfung des Feststoffes Cu( -dike- tonat):, was einen erhöhten apparativen Aufwand er- fordert.The reversal of the CVD reaction of (/ 3-diketonate) CuL requires the evaporation of the solid Cu (-diketonate) : which requires more equipment.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gasgemisch und ein Verfahren zu schaffen, welche das Trockenätzen von Metallen und insbesondere von Kupfer bei niedrigen Temperaturen mit ausreichend hohen Ätzraten in einem einzigen Prozeßschritt ermöglichen.The object of the invention is to provide a gas mixture and a method which enable dry etching of metals and in particular copper at low temperatures with sufficiently high etching rates in a single process step.
Gelöst wird diese Aufgabe, was das Gasgemisch anbelangt, durch die kennzeichnenden Merkmale von An- spruch 1 und in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteran- sprüchen.As far as the gas mixture is concerned, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 and, in terms of process engineering, by the characterizing features of claim 15. Advantageous refinements and developments of the invention result from the respective subclaims.
Gemäß Anspruch 1 enthält das erf indungsgemäße Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen , insbesondere von Kupfer , mindestens Sauerstof f und zwei weitere Reak- tanden L und HA . Mit diesem Gasgemisch gel ingt in einem einzigen Prozeßschritt die Oxidation der Metalle und die Bildung einer unter Prozeßbedingungen stabilen, flüchtigen Metallverbindung.According to claim 1, the gas mixture according to the invention for dry-etching metals, in particular copper, contains at least oxygen and two further reactants L and HA. With this gas mixture in a single process step the oxidation of Metals and the formation of a volatile metal compound that is stable under process conditions.
Beim Ätzen von beispielsweise Kupfer bildet sich eine flüchtigen Kupfer (I) -Verbindung. Die stattfindende Reaktion wird durch die folgende allgemeine Gleichung dargestellt:When copper is etched, for example, a volatile copper (I) compound is formed. The reaction taking place is represented by the following general equation:
2 Cu + h O, + 2 HA + 2n L -> 2A-Cu-Ln + H-,0 (n=l,2)2 Cu + h O, + 2 HA + 2n L -> 2A-Cu-L n + H-, 0 (n = l, 2)
Die Bildung der Verbindung A-Cu-Ln läuft vorteilhaf- terweise unter wesentlich milderen Bedingungen ab als bei herkömmlichen Ätzverfahren. Besonders gegenüber den bekannten Verfahren zum Trockenätzen, die auf der Bildung von CuClx beruhen, erlaubt die sehr guteThe formation of the compound A-Cu-L n advantageously takes place under much milder conditions than in conventional etching processes. Particularly in comparison to the known methods for dry etching, which are based on the formation of CuCl x , the very good permits
Flüchtigkeit des Reaktionsproduktes A-Cl-Ln vorteilhaft niedrige Substratte peraturen.Volatility of the reaction product A-Cl-L n advantageously low substrate temperatures.
Das erfindungsgemäße Gasgemisch enthält neben Sauer- stoff und mindestens einem Neutralliganden L mindestens eine weitere Substanz HA der allgemeinen Formel (I)In addition to oxygen and at least one neutral ligand L, the gas mixture according to the invention contains at least one further substance HA of the general formula (I)
X'C(R')CH2C(R2)X2, (I)X'C (R ') CH 2 C (R 2 ) X 2 , (I)
bei der X1 und X2 gleich oder verschieden und ein lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen, ein durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 7 C-Ato- men, ein Organylsilyl oder ein Aryl, beispielsweise ein substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl, sind und R1 und R2 gleich oder verschieden sind und R1 Sauerstoff oder NX3 ist und R2 Sauerstoff oder NX4 ist, wobei X3 und X4 gleich oder verschieden und Wasserstoff, ein Halogen, ein lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen, ein durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 7 C-Atomen, ein Organ- ylsilyl oder ein Aryl, beispielsweise ein substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl, sind.in which X 1 and X 2 are identical or different and are linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, a halogen-substituted linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, an organylsilyl or an aryl, for example a substituted or unsubstituted phenyl, and R 1 and R 2 are the same or different and R 1 is oxygen or NX 3 and R 2 is oxygen or NX 4 , where X 3 and X 4 are the same or different and Hydrogen, a halogen, a linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, a halogen-substituted linear or branched alkyl having preferably 1 to 7 C atoms, an organosilyl or an aryl, for example a substituted or unsubstituted phenyl , are.
Die Substanz HA nach der allgemeinen Formel (I) ist bevorzugt ein /3-Diketon der allgemeinen Formel (II)The substance HA according to the general formula (I) is preferably a / 3-diketone of the general formula (II)
X'C(0)CH2C(0)X2, (ii;X'C (0) CH 2 C (0) X 2 , (ii;
ein unsubstituiertes oder substituiertes /3-Keto-ke- timin der allgemeinen Formel (III)an unsubstituted or substituted / 3-keto-ketimin of the general formula (III)
X'C(0)CH2C(NX3)X2, (III)X'C (0) CH 2 C (NX 3 ) X 2 , (III)
oder ein unsubstituiertes oder substituiertes -Dike- ti in der allgemeinen Formel (IV)or an unsubstituted or substituted dike in the general formula (IV)
X'C(NX3)CH2C(NX4)X2, (IV)X'C (NX 3 ) CH 2 C (NX 4 ) X 2 , (IV)
wobei X1, X2, X3 und X4 die oben angeführte Bedeutung besitzen.where X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the meaning given above.
Beispiele für geeignete Substanzen HA sind 1,1,1, 5,5, 5-Hexafluorpentan-2 , 4-dion, 1,1, 1-Trifluorpentan- 2,4-dion oder 1 , 1 , 1 , 5 , 5 , 5-Hexafluor-4- (N-Isopropyl- ketimino) -pentan-2-onExamples of suitable substances HA are 1,1,1, 5,5, 5-hexafluoropentane-2, 4-dione, 1,1, 1-trifluoropentane-2,4-dione or 1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoro-4- (N-isopropylketimino) pentan-2-one
Der Neutralligand L steht für lineares oder verzweigtes Alkylisonitril mit bevorzugt 1 bis 10 C-Atomen, durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkylisonitril mit bevorzugt 1 bis 10 C-Atomen, Arylisonitril, substituiertes und unsubstituiertes 1, 5-Cyclooctadien, Cyclooctatetraen (COT), Bistrime- thylsilylacetylen, Alkine (R'CCR2, mit R1 und R2 gleiches oder ungleiches lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen oder unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl ) , Triorganylphosphin (PR3RR5, mit R3, R4 und R5 gleiches oder ungleiches lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen oder substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl) , Triorganylphosphit (P(OR6)3, mit R6 lineares oder verzweigtes Alkyl mit bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen oder substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl) oder Trimethylvinylsilan (TMVS) .The neutral ligand L represents linear or branched alkylisonitrile with preferably 1 to 10 C atoms, halogen-substituted linear or branched alkylisonitrile with preferably 1 to 10 C atoms, Arylisonitrile, substituted and unsubstituted 1, 5-cyclooctadiene, cyclooctatetraene (COT), bistrimethylsilylacetylene, alkynes (R'CCR 2 , with R 1 and R 2 the same or different linear or branched alkyl with preferably 1 to 5 C atoms or unsubstituted or substituted phenyl), triorganylphosphine (PR 3 RR 5 , identical or different linear or branched alkyl having 1 to 5 carbon atoms or substituted or unsubstituted phenyl with R 3 , R 4 and R 5 ), triorganyl phosphite (P (OR 6 ) 3 , with R 6 linear or branched alkyl having preferably 1 to 5 carbon atoms or substituted or unsubstituted phenyl) or trimethylvinylsilane (TMVS).
Als Neurralligand L kommen beispielsweise tert-As the neural rally L, for example,
Butylisonitril, Tri ethylphosphin oder Bis (Tri ethyl- silyl) acetylen oder auch Mischungen davon in Frage.Butylisonitrile, tri ethyl phosphine or bis (tri ethyl silyl) acetylene or mixtures thereof in question.
Beim Trockenätzen von beispielsweise Kupfer kommt dem im Gasgemisch enthaltenen Neutralliganden L die Aufgabe zu, das Cu(I) -Zentrum koordinativ abzusättigen und damit das onomere Ätzprodukt zu stabilisieren. Die bereits bei niedrigen Temperaturen ablaufende Oxidation des Cu° zu Cu (Cu:0) reicht aus, um ein flüchtiges Reaktionsprodukt zu bilden. In herkömmlichen Verfahren unter Verwendung von flüchtigen Cu (II) -Verbindungen sind für die Oxidation von Cu° zu Cu2+ wesentlich härtere Bedingungen (hohe Temperatur, Plasma) notwendig.When dry etching copper, for example, the neutral ligand L contained in the gas mixture has the task of coordinatively saturating the Cu (I) center and thus stabilizing the onomeric etching product. The oxidation of Cu ° to Cu (Cu : 0), which takes place at low temperatures, is sufficient to form a volatile reaction product. In conventional processes using volatile Cu (II) compounds, much tougher conditions (high temperature, plasma) are necessary for the oxidation of Cu ° to Cu 2+ .
Bevorzugt steht HA für 1, 1 , 1 , 5 , 5 , 5 , -Hexafluorpentan- 2,4-dion und L für tert-Butylisonitril (CNtBu) . Die Reaktion des Ätzvorganges wird dann durch folgende Gleichung beschrieben: 2 Cu + h 0-, + 2 Hhfac + 2 n CNtBu ->HA is preferably 1, 1, 1, 5, 5, 5, -hexafluoropentane-2,4-dione and L is tert-butylisonitrile (CNtBu). The reaction of the etching process is then described by the following equation: 2 Cu + h 0-, + 2 Hhfac + 2 n CNtBu ->
2 (hfac) Cu ( CNtBu ) n + H20 ( n=l , 2 )2 (hfac) Cu (CNtBu) n + H 2 0 (n = l, 2)
Als Reaktionsprodukte entstehen hier die Verbindungen tert-Butylisonitril (1,1,1,5,5, 5-hexafluorpentan-2 , 4- dionato)kupfer (I) und Bis (tert-butylisonitril) ( 1 , 1, 1 , 5,5,5, -hexafluorpentan-2, -dionato) kupfer (I) .The compounds tert-butylisonitrile (1,1,1,5,5, 5-hexafluoropentane-2, 4-dionato) copper (I) and bis (tert-butylisonitrile) (1, 1, 1, 5, 5,5, -hexafluoropentane-2, -dionato) copper (I).
Ein Vorteil des erfindungsge äßen Gasgemisches ist die Tatsache, daß die Reaktionsprodukte im Vergleich zu beispielsweise Kupferchloriden eine hohe Flüchtigkeit aufweisen. Ablagerungen im Reaktorsystem lassen sich deshalb weitestgehend vermeiden. Außerdem werden keine korrosiven Ätzchemikalien benötigt, wodurch sich die Lebensdauer der Anlage erhöht.An advantage of the gas mixture according to the invention is the fact that the reaction products have a high volatility compared to, for example, copper chlorides. Deposits in the reactor system can therefore be largely avoided. In addition, no corrosive etching chemicals are required, which increases the life of the system.
Eine gute Dosierbarkeit von flüssigen bzw. gasförmi- gen Ätzchemikalien und damit eine gute Ξteuerbarkeit des Ätzvorganges ergibt sich durch die zusätzliche Verwendung eines Trägergases für die reaktiven Komponenten des Gasgemisches. Die reaktiven Komponenten können mit Hilfe dieses Trägergases in definierten Mengen in die Reaktionskammer eingebracht werden. Als inertes Trägergas eignen sich beispielsweise N2 oder ein Edelgas. Auch Sauerstoff kann als Trägergas verwendet werden.Good meterability of liquid or gaseous etching chemicals and thus good controllability of the etching process results from the additional use of a carrier gas for the reactive components of the gas mixture. The reactive components can be introduced into the reaction chamber in defined amounts using this carrier gas. Suitable inert carrier gases are, for example, N 2 or an inert gas. Oxygen can also be used as a carrier gas.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trockenätzen von Metallen führt das erfindungsgemäße Gasgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bei einem der gewünschten Ätzisotropie angepaßten Reaktordruck und vorteilhaft niedrigen Substrattemperaturen von bis zu 60°C in einem einzigen Prozeßschritt zu einer Oxidation des Metalles und der Bildung einer unter Prozeßbedingungen stabilen, flüchtigen Metallverbindung. Das Verfahren eignet sich insbesondere für das Trok- kenätzen von Kupfer. Das Ätzen von anderen Metallen, beispielsweise Silber, ist jedoch ebenfalls denkbar.In the method for dry etching of metals according to the invention, the gas mixture according to one of claims 1 to 12 leads to a reactor pressure adapted to the desired etching isotropy and advantageously low substrate temperatures of to to 60 ° C in a single process step for an oxidation of the metal and the formation of a volatile metal compound stable under process conditions. The process is particularly suitable for the dry etching of copper. However, the etching of other metals, for example silver, is also conceivable.
Das erfindungsgemäße einstufige Ätzverfahren erlaubt einen hohen Durchsatz. Weiterhin erhält man auch bei sehr geringen Substratte peraturen von 60 °C noch pro- duktionstaugliche Ätzraten. Bevorzugte Substrattemperaturen liegen bei 70 °C und darüber. Mit zunehmender Substrattemperatur läßt sich die Ätzrate steigern.The one-step etching process according to the invention allows a high throughput. Furthermore, even with very low substrate temperatures of 60 ° C, etching rates suitable for production are still obtained. Preferred substrate temperatures are 70 ° C and above. The etching rate can be increased with increasing substrate temperature.
Die ausgesprochen niedrigen Prozeßtemperaturen erlauben den Einsatz herkömmlicher Lackmasken zur Strukturierung der Kupferoberfläche. Weiterhin besitzt das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Selektivität gegenüber herkömmlichen Antireflexschichten aus Titan oder Titannitrid, so daß sich auch diese für den Einsatz als Ätz asken eignen.The extremely low process temperatures allow the use of conventional paint masks to structure the copper surface. Furthermore, the inventive method has a high selectivity compared to conventional antireflection layers made of titanium or titanium nitride, so that these are also suitable for use as etching asks.
Zur Erzielung eines isotropen Ätzangriffs für z.B. einen ganzflächigen Kupferabtrag sollte der Reaktor- druck zwischen 102 und 105 Pa, idealerweise ungefähr 5-104 Pa, betragen.The reactor pressure should be between 10 2 and 10 5 Pa, ideally approximately 5-10 4 Pa, in order to achieve an isotropic etching attack for, for example, copper removal over the entire surface.
Ein anisotropes Ätzverhalten wird durch die Anwendung von z.B. in einem ECR-Plas a erzeugten und auf das Substrat gerichtet extrahierten Sauerstoff- und/oder Edelgas-Ionen, bevorzugt Argon-Ionen, erreicht. Der Anisotropieeffekt kommt dabei durch eine erhöhte Oxi- dationsrate parallel zur Substratoberflache bzw. einen unterstützenden Sputterabtrag zustande. Der Reak- tordruck sollte zur Erzielung eines anisotropen Ätzangriffes zwischen 10~* und 102 Pa , bevorzugt ungefähr 10"1 Pa betragen.An anisotropic etching behavior is achieved by using oxygen and / or noble gas ions, preferably argon ions, which are generated in an ECR plasma and extracted and directed towards the substrate. The anisotropy effect is due to an increased oxidation rate parallel to the substrate surface or a supporting sputter removal. The reactor pressure should be anisotropic Etching attack between 10 ~ * and 10 2 Pa, preferably about 10 " 1 Pa.
Eine gute Steuerbarkeit des Ätzvorganges kann durch die zusätzliche Verwendung eines Trägergases für die reaktiven Komponenten des Gasgemisches erzielt werden .Good controllability of the etching process can be achieved by the additional use of a carrier gas for the reactive components of the gas mixture.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßenThe figure shows a schematic representation of a device for performing the inventive
Verfahrens zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer.Process for dry etching metals, especially copper.
Der in der Figur dargestellte Reaktor weist einen Mi- krowellengenerator 1, Magnetspulen 2, eine ECR-Plas- aquelle 3 und einen RF-Generator 7 auf. Der Reaktor besitzt einen Gaseinlaß 4 für Sauerstoff, einen weiteren Gaseinlaß 5 für die anderen Reaktivgase sowie einen Gasauslaß 8 zur Vakuumpumpe. Der Scheibenhalter 6 ist temperierbar. Mikrowellengenerator 1 und Hochfrequenzgenerator 7 werden nur zur anisotropen Ätzung betrieben.The reactor shown in the figure has a microwave generator 1, magnet coils 2, an ECR plasma source 3 and an RF generator 7. The reactor has a gas inlet 4 for oxygen, a further gas inlet 5 for the other reactive gases and a gas outlet 8 to the vacuum pump. The disc holder 6 can be tempered. Microwave generator 1 and high-frequency generator 7 are only operated for anisotropic etching.
Das erfindungsgemäßε Gasgemisch gestattet z.B. eine Nachreinigung von Dielektrikumsstegen auf beispielsweise mit der Damascene-Technik strukturierten Leiterbahnen von überschüssigem, zum Ausfall des Bauteiles führendem Kupfer. Dabei wird bevorzugt ein isotroper Ätzprozeß eingesetzt. Mit dem erfindungsgemä- ßen Gasgemisch ist weiterhin eine in-situ-Reinigung des dargestellten Reaktors zur Abscheidung von z.B. Kupfer (CVD, PVD) möglich. Dabei gestattet ein isotroper Ätzprozeß die Reinigung des Abscheidereaktors im Betriebszustand, d.h. es ist keine Abschaltung und Öffnung des Abscheidereaktors notwendig. Durch die für den Ätzprozeß benötigte niedrige Temperatur kann auch die Heizung der zu reinigenden Abscheidereaktor- teile vorteilhafterweise mit geringem Aufwand durchgeführt bzw. die in der Regel bereits vorhandene Re- aktorwandheizung eingesetzt werden.The gas mixture according to the invention permits, for example, subsequent cleaning of dielectric webs on, for example, conductor tracks structured with the Damascene technique from excess copper which leads to component failure. An isotropic etching process is preferably used. With the gas mixture according to the invention, in-situ cleaning of the reactor shown for the deposition of, for example, copper (CVD, PVD) is also possible. An isotropic etching process allows the deposition reactor to be cleaned in the operating state, ie it is not necessary to switch off and open the deposition reactor. Through the The low temperature required for the etching process can also advantageously be carried out with little effort for heating the deposition reactor parts to be cleaned, or the reactor wall heating which is usually already present can be used.
Nachfolgend werden beispielhaft Verfahrensparameter und Gaszusammensetzungen für das isotrope und anisotrope Trockenätzen von Kupfer angeführt:Process parameters and gas compositions for the isotropic and anisotropic dry etching of copper are given below as examples:
Isotropes Ätzverf hren:Isotropic etching process:
1,1,1,5,5, 5-Hexafluorpentan-2 ,4-dion (Hhfac) in Trägergas: 1 - 100 sccm Tertiärbutylisonitril (CNtBu) in Trägergas: 1 - 100 sccm1,1,1,5,5, 5-Hexafluorpentan-2, 4-dione (Hhfac) in carrier gas: 1 - 100 sccm tertiary butylisonitrile (CNtBu) in carrier gas: 1 - 100 sccm
Trägergas (Stickstoff, Helium, Argon) :Carrier gas (nitrogen, helium, argon):
10 - 300 sccm Sauerstoff: 5 - 300 sccm Prozeßtemperatur: 60 - 450°C10 - 300 sccm oxygen: 5 - 300 sccm process temperature: 60 - 450 ° C
Reaktordruck: 103 - 5-104 PaReactor pressure: 10 3 - 5-10 4 Pa
Substrat: Ganzflächig abgeschiedene Cu-Schicht Ätzrate: 100 - 500 nm/minSubstrate: Cu layer deposited over the entire surface. Etching rate: 100 - 500 nm / min
Anisotropes AtzverfahrenAnisotropic etching process
1,1,1,5,5, 5-Hexafluorpentan-2 , 4-dion (Hhfac) in Trägergas: 1 - 50 sccm Tertiärbutylisonitril (CNtBu) in Trägergas: 1 - 50 sccm1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dione (Hhfac) in carrier gas: 1-50 sccm tertiary butylisonitrile (CNtBu) in carrier gas: 1-50 sccm
Trägergas (Stickstoff, Helium, Argon):Carrier gas (nitrogen, helium, argon):
5 - 100 sccm5-100 sccm
Sauerstoff (ECR-Plasma) : 5 - 100 sccm Argon (ECR-Plasma) : 0 - 100 sccm ECR-Plas aleistung: < 300 WOxygen (ECR plasma): 5 - 100 sccm Argon (ECR plasma): 0 - 100 sccm ECR plasma power: <300 W.
RF-Leistung: 0 - 100 WRF power: 0 - 100 W.
Prozeßtemperatur: 60 - 250°CProcess temperature: 60 - 250 ° C
Reaktordruck: 10'2 - 10 PaReactor pressure: 10 '2 - 10 Pa
Substrat: Ganzflächig abgeschiedene Cu-Schicht mitSubstrate: Cu layer deposited over the entire surface
Photolack/Ti-MaskePhotoresist / Ti mask
Ätzrate: 50 - 200 n /minEtching rate: 50 - 200 n / min
Weitere BeispieleFurther examples
Unter den gleichen Prozeßbedingungen wie bei den beiden vorhergehenden Beispielen eignen sich auch folgende Ätzgase in Kombination mit Sauerstoff zur Durchführung des erfindungsgemäßen isotropen bzw. anisotropen Ätzverfahrens :Under the same process conditions as in the two previous examples, the following etching gases in combination with oxygen are also suitable for carrying out the isotropic or anisotropic etching process according to the invention:
a) 1, 1, 1-Trifluorpentan-2 , 4-dion + Tri ethylphos- phina) 1, 1, 1-trifluoropentane-2,4-dione + tri ethylphosphine
b) 1,1,1,5,5, 5-Hexafluor-4- (N-Isopropylketimino) pentan-2-on + Tri ethylphosphinb) 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-4- (N-isopropylketimino) pentan-2-one + triethylphosphine
c) Hhfac + Bis (Trimethylsilyl) acetylen c) Hhfac + bis (trimethylsilyl) acetylene

Claims

Patentansprüche claims
1. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, enthaltend Sauerstoff, mindestens einen Neutral- liganden L und mindestens eine weitere Substanz1. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, containing oxygen, at least one neutral ligand L and at least one further substance
HA der allgemeinen Formel (I)HA of the general formula (I)
X1C(R1)CHC(R2)X2, (I)X 1 C (R 1 ) CHC (R 2 ) X 2 , (I)
bei der X1 und X2 gleich oder verschieden und ein lineares oder verzweigtes Alkyl, ein durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkyl, ein Aryl oder Organylsilyl sind und R1 und R2 gleich oder verschieden sind und R1 Sauerstoff oder NX3 ist und R2 Sauerstoff oderin which X 1 and X 2 are the same or different and are a linear or branched alkyl, a halogen-substituted linear or branched alkyl, an aryl or organylsilyl and R 1 and R 2 are the same or different and R 1 is oxygen or NX 3 and R 2 is oxygen or
NX4 ist, wobei X3 und X4 gleich oder verschieden und Wasserstoff, ein Halogen, ein lineares oder verzweigtes Alkyl, ein durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkyl, ein Aryl oderNX 4 is where X 3 and X 4 are the same or different and are hydrogen, a halogen, a linear or branched alkyl, a halogen-substituted linear or branched alkyl, an aryl or
Organylsilyl sind.Organylsilyl are.
2. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl X1, X2, X3, X4 1 bis 7 C-Atome aufweist. 2. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 1, characterized in that the linear or branched, substituted or unsubstituted alkyl has X 1 , X 2 , X 3 , X 4 1 to 7 carbon atoms.
3. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metall-en, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz HA der allgemeinen Formel (I) ein -Diketon der allgemeinen Formel (II)3. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 1 or 2, characterized in that the substance HA of the general formula (I) is a -diketone of the general formula (II)
X'C(0)CH,C(0)X2 (II)X'C (0) CH, C (0) X 2 (II)
ist, wobei X1 und X2 die in Anspruch 1 oder 2 angeführte Bedeutung besitzen.is, where X 1 and X 2 have the meaning given in claim 1 or 2.
4. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz HA der allgemeinen Formel (I) ein unsubstituiertes oder substituiertes ß-Keto- ketimin der allgemeinen Formel (III)4. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 1 or 2, characterized in that the substance HA of the general formula (I) is an unsubstituted or substituted β-keto-ketimine of the general formula (III)
X'C(0)CH2C(NX3)X2 (III)X'C (0) CH 2 C (NX 3 ) X 2 (III)
ist, wobei X1, X2 und X3 die in Anspruch 1 oder 2 angeführte Bedeutung besitzen.is, wherein X 1 , X 2 and X 3 have the meaning given in claim 1 or 2.
5. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, ins- besondere von Kupfer, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz HA der allgemeinen Formel (I) ein unsubstituiertes oder substituiertes 3-Dike- timin der allgemeinen Formel (IV)5. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 1 or 2, characterized in that the substance HA of the general formula (I) is an unsubstituted or substituted 3-dikimine of the general formula (IV)
X'C(NX3)CH2C(NX4)X2 (IV)X'C (NX 3 ) CH 2 C (NX 4 ) X 2 (IV)
ist, wobei X1, X2, X3 und X4 die in Anspruch 1 oder 2 angeführte Bedeutung besitzen. is, wherein X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the meaning given in claim 1 or 2.
6. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Substanz HA der allgemeinen Formel (I) 1, 1, 1,5, 5, 5-Hexafluorpentan-2 , 4-dion, 1,1,1-Tri- fluorpentan-2, 4-dion oder 1 , 1 , 1 , 5 , 5 , 5-Hexafluor- 4- (N-Isopropylketimino) -pentan-2-on ist.6. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 1, characterized in that the substance HA of the general formula (I) 1, 1, 1.5, 5, 5-hexafluoropentane-2, 4-dione, 1st , 1,1-trifluoropentan-2, 4-dione or 1, 1, 1, 5, 5, 5-hexafluoro-4- (N-isopropylketimino) pentan-2-one.
7. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, ins- besondere von Kupfer, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Neutralligand L ein lineares oder verzweigtes Alkylisonitril, ein durch Halogen substituiertes lineares oder verzweigtes Alkyliso- nitril, ein Arylisonitril , ein substituiertes oder unsubstituiertes 1 , 5-Cyclooctadien, ein Cyclooctatetraen (COT) , ein Bistrimethylsilyl- acetylen, ein Alkin der allgemeinen Formel R'CCR2, ein Triorganylphosphin der allgemeinen Formel PR3R4R5, ein Triorganylphosphit der allgemeinen Formel P(0R6) oder ein Tri ethylvinyl- silan (TMVΞ) ist, wobei R!, R2, R3, R4, R5 und R6 gleiche oder ungleiche, lineare oder verzweigte Alkyle oder substituierte oder unsubstituiertes Phenyle sind.7. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to one of claims 1 to 6, characterized in that the neutral ligand L is a linear or branched alkylisonitrile, a linear or branched alkylisonitrile substituted by halogen, an arylisonitrile Substituted or unsubstituted 1, 5-cyclooctadiene, a cyclooctatetraene (COT), a bistrimethylsilyl acetylene, an alkyne of the general formula R'CCR 2 , a triorganylphosphine of the general formula PR 3 R 4 R 5 , a triorganyl phosphite of the general formula P (0R 6 ) or a tri ethyl vinyl silane (TMVΞ), where R ! , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different, linear or branched alkyls or substituted or unsubstituted phenyls.
8. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylisonitril 1 bis 10 C-Atome aufweist. 8. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 7, characterized in that the linear or branched, substituted or unsubstituted alkylisonitrile has 1 to 10 carbon atoms.
9. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die linearen oder verzweigten Alkyle R1, R2, R3, R4, R5 und R6 1 bis 5 C-Atome aufweisen.9. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 7 or 8, characterized in that the linear or branched alkyls R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 have 1 to 5 carbon atoms exhibit.
10. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Neutralligand L tert-Butylisonitril ,10. gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to one of claims 1 to 7, characterized in that the neutral ligand L tert-butylisonitrile,
Trimethylphosphin oder Bis (Trimethylsilyl) a ety- len oder eine Mischung davon ist.Trimethylphosphine or bis (trimethylsilyl) a ethylene or a mixture thereof.
11. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, ins- besondere von Kupfer, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch zusätzlich ein Trägergas enthält.11. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gas mixture additionally contains a carrier gas.
12. Gasgemisch zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas Sauerstoff, Stickstoff oder ein Edelgas ist.12. Gas mixture for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 11, characterized in that the carrier gas is oxygen, nitrogen or a noble gas.
13. Verwendung eines Gasgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum in-situ-Reinigen von Abscheiderreaktoren .13. Use of a gas mixture according to one of claims 1 to 12 for in-situ cleaning of separator reactors.
14. Verwendung eines Gasgemisches nach einem der14. Use of a gas mixture according to one of the
Ansprüche 1 bis 12 zum Nachreinigen von strukturierten Leiterbahnen. Claims 1 to 12 for the cleaning of structured conductor tracks.
15. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, bei dem mit Hilfe eines Gasgemisches nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 unter einem mit der Ätzisotropie korrelierten15. A method for dry etching of metals, in particular copper, in which with the aid of a gas mixture according to at least one of claims 1 to 12, one correlated with the etching isotropy
Reaktordruck und bei Prozeßtemperaturen über 60°C das Metall oxidiert und eine unter Prozeßbedingungen stabile flüchtige Metallverbindung gebil- det wird.Reactor pressure and at process temperatures above 60 ° C the metal is oxidized and a volatile metal compound stable under process conditions is formed.
16. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines isotropen Ätzangriffs ein Rεaktordruck zwischen 102 und 105 Pa eingestellt wird.16. A method for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 15, characterized in that a reactor pressure between 10 2 and 10 5 Pa is set to achieve an isotropic etching attack.
17. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, inεbe- sondere von Kupfer, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines anisotropen Ätzangriffs ein Reaktordruck zwischen 102 und 10"5 Pa eingestellt und der Ätzvorgang durch eine Plas a- entladung unterstützt wird.17. A method for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 15, characterized in that to achieve an anisotropic etching attack, a reactor pressure between 10 2 and 10 " 5 Pa is set and the etching process is supported by a plasma discharge.
18. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Plasmaentladung Sauerstoff- und/ oder Edelgasionen auf das Substrat gerichtet werden. 18. A method for dry etching of metals, in particular copper, according to claim 17, characterized in that oxygen and / or noble gas ions are directed onto the substrate during the plasma discharge.
19. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasgemisch ein Trägergas beigemischt wird.19. A method for dry etching of metals, in particular copper, according to one of claims 15 to 18, characterized in that a carrier gas is added to the gas mixture.
20. Verfahren zum Trockenätzen von Metallen, insbesondere von Kupfer, nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßtemperaturen über 70 °C liegen. 20. A method for dry etching of metals, in particular copper, according to one of claims 15 to 19, characterized in that the process temperatures are above 70 ° C.
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