JPH02306627A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH02306627A JPH02306627A JP12819689A JP12819689A JPH02306627A JP H02306627 A JPH02306627 A JP H02306627A JP 12819689 A JP12819689 A JP 12819689A JP 12819689 A JP12819689 A JP 12819689A JP H02306627 A JPH02306627 A JP H02306627A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要］
コンタクトホール、ピアホール、テーパ溝等を形成する
際の微細エツチング方法に関し、カバレッジを良くする
ことを目的とし、 ポリイミド膜上に、気相成長によって圧縮性ストレスを
有するマスク膜を形成する工程と、該マスク膜にエツチ
ング窓を形成する工程と、該エツチング窓に露出する該
ポリイミド膜をエツチングして、側面にテーパを有する
パターンを形成する工程とを含み構成する。
際の微細エツチング方法に関し、カバレッジを良くする
ことを目的とし、 ポリイミド膜上に、気相成長によって圧縮性ストレスを
有するマスク膜を形成する工程と、該マスク膜にエツチ
ング窓を形成する工程と、該エツチング窓に露出する該
ポリイミド膜をエツチングして、側面にテーパを有する
パターンを形成する工程とを含み構成する。
本発明は、エツチング方法に関し、より詳しくは、コン
タクトホール、ピアホール、テーパ溝等を形成する際に
適用されるエンチング方法に関する。
タクトホール、ピアホール、テーパ溝等を形成する際に
適用されるエンチング方法に関する。
半導体装置の層間Ｉ！！縁層縁周るいは平坦化層として
、ポリイミドを利用する技術が使用されている。
、ポリイミドを利用する技術が使用されている。
また、素子の微細化に伴い、ポリイミド膜の微細なパタ
ーンニング技術が要求されている。
ーンニング技術が要求されている。
現在、レジストによるエツチングマスクが多用されてい
るが、微細なパターンを得るためにはレジストを薄く形
成して解像度を向上させる必要がある。
るが、微細なパターンを得るためにはレジストを薄く形
成して解像度を向上させる必要がある。
しかし、薄いレジストは、基板との密着力か弱く、はが
れが生じてしまう。
れが生じてしまう。
現在、それに対する対策として、上記薄いレジストによ
るパターンを一旦金属膜に転写し、その金属膜をマスク
にしてエツチングをおこなう方法がある。
るパターンを一旦金属膜に転写し、その金属膜をマスク
にしてエツチングをおこなう方法がある。
以下にその一例を説明する。
例えば第３図に示すように、ポリイミド膜３１にコンタ
クトホール３２を形成する場合には、クロム、モリブデ
ン等の金属よりなるマスク３０をポリイミド膜３１上に
形成しく第３図（ａ））、エツチング液によりポリイミ
ド膜３１を等方性エツチングしてテーパのあるコンタク
トホール３２を形成するようにしている（同図（ｂ））
。
クトホール３２を形成する場合には、クロム、モリブデ
ン等の金属よりなるマスク３０をポリイミド膜３１上に
形成しく第３図（ａ））、エツチング液によりポリイミ
ド膜３１を等方性エツチングしてテーパのあるコンタク
トホール３２を形成するようにしている（同図（ｂ））
。
しかし、金属マスク３１を使用して等方性エツチングに
よりテーパを形成する場合には、第３図（ｂ）に示すよ
うにテーパ角θが大きくてほぼ垂直となるために、膜厚
の薄いポリイミド！Ｉ３１では特に不都合がないが、厚
いポリイミド膜３１においてはカバレンジを十分に改善
できず、ポリイミドＨ３１の上に設ける配線層に断線が
生じ易くなってしまうといった問題が生じる。
よりテーパを形成する場合には、第３図（ｂ）に示すよ
うにテーパ角θが大きくてほぼ垂直となるために、膜厚
の薄いポリイミド！Ｉ３１では特に不都合がないが、厚
いポリイミド膜３１においてはカバレンジを十分に改善
できず、ポリイミドＨ３１の上に設ける配線層に断線が
生じ易くなってしまうといった問題が生じる。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、カバレッジを良くするテーパ角を得ることができるエ
ツチング方法を提供することを目的とする。
、カバレッジを良くするテーパ角を得ることができるエ
ツチング方法を提供することを目的とする。
上記した課題は、ポリイミド膜上に、気相成良によって
圧縮性ストレスを有するマスク膜を形成する工程と、該
マスク膜にエンチング窓を形成する工程と、該エツチン
グ窓に露出する該ポリイミド膜をエツチングして、側面
にテーパを有するパターンを形成する工程とが含まれる
ことを特徴とするエツチング方法により解決する。
圧縮性ストレスを有するマスク膜を形成する工程と、該
マスク膜にエンチング窓を形成する工程と、該エツチン
グ窓に露出する該ポリイミド膜をエツチングして、側面
にテーパを有するパターンを形成する工程とが含まれる
ことを特徴とするエツチング方法により解決する。
発明者が検討したところ、上記のように金属マスクを用
いた場合にエツチング形状が垂直になる理由は、金属マ
スクとポリイミドとの界面のストレスが原因であること
が判明した。
いた場合にエツチング形状が垂直になる理由は、金属マ
スクとポリイミドとの界面のストレスが原因であること
が判明した。
すなわち、金属マスクは、ポリイミドに対して圧縮性ス
トレスを与えており、そのストレスが非常に大きなため
、マスクパターン窓の横方向へのエツチングが抑制され
てしまうのである。
トレスを与えており、そのストレスが非常に大きなため
、マスクパターン窓の横方向へのエツチングが抑制され
てしまうのである。
しかし、ポリイミドにかかるストレスが極めて小さい場
合は、マスク窓の横方向へのエツチングが大きく進行す
るため、いわゆるサイドエツチングが大きく、パターン
の微細化ができない。
合は、マスク窓の横方向へのエツチングが大きく進行す
るため、いわゆるサイドエツチングが大きく、パターン
の微細化ができない。
本発明は、上記の如き発明者が新たに発見した知見に基
づき、上記金属マスクに代えて、気相成長によって形成
された圧縮性ストレスを有する膜をマスクとするもので
ある。
づき、上記金属マスクに代えて、気相成長によって形成
された圧縮性ストレスを有する膜をマスクとするもので
ある。
上記膜は、金属膜はどではないものの、比較的大きなス
トレスを有しているため、これをマスクにしてエツチン
グを施すと、微細で、且つカバレッジの改善されたエツ
チングパターンを得ることができる。
トレスを有しているため、これをマスクにしてエツチン
グを施すと、微細で、且つカバレッジの改善されたエツ
チングパターンを得ることができる。
そこで、以下に本発明の実施例を回向に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、零発゛明の一実Ａｍ例を断面で示す工程図で
ある。
ある。
まず、第１図（ａ）に示すように、基板１表面のＳｉＯ
□膜２をパターニングして導電型領域層５の上にコンタ
クトホールを設けた後に、導電型領域層５に接続する一
層目の配線層５を形成し、さらに一層目配線層５の上に
スピンコーティング法によりポリイミド膜４を１μｍ程
度の厚さに形成する。
□膜２をパターニングして導電型領域層５の上にコンタ
クトホールを設けた後に、導電型領域層５に接続する一
層目の配線層５を形成し、さらに一層目配線層５の上に
スピンコーティング法によりポリイミド膜４を１μｍ程
度の厚さに形成する。
次に、プラズマＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓ−−ｉｔｉｏｎ）法に、より、ポリイ
ミド膜４の上に窒化シリコン（ＳｉＪａ）膜６を３２５
℃の成長温度で２，０００人程度の厚さに形成する（第
１図（ｂ））。この場合の５ｉＪ４膜６のストレスを測
定すると８．９４９ ｘｌＱ’ｄｙｎ八請雪となりへこ
のストレスは、ポリイミド膜２とＳ＋ｓＮａ膜６との密
着強度（圧縮性ストレス）を決定する。
ｏｒ Ｄｅｐｏｓ−−ｉｔｉｏｎ）法に、より、ポリイ
ミド膜４の上に窒化シリコン（ＳｉＪａ）膜６を３２５
℃の成長温度で２，０００人程度の厚さに形成する（第
１図（ｂ））。この場合の５ｉＪ４膜６のストレスを測
定すると８．９４９ ｘｌＱ’ｄｙｎ八請雪となりへこ
のストレスは、ポリイミド膜２とＳ＋ｓＮａ膜６との密
着強度（圧縮性ストレス）を決定する。
この後に、５ｉＮ４Ｉｌ！６の上にポジ型のレジスト７
を塗布して露光処理と現像処理を行い（第１図（Ｃ））
、一層目配線層３上方に窓８を形成する（同図（ｄ））
。
を塗布して露光処理と現像処理を行い（第１図（Ｃ））
、一層目配線層３上方に窓８を形成する（同図（ｄ））
。
そして、四フッ化炭素（ＣＦ４）と三フッ化メチル（Ｃ
ＩＩＰ：ｌ）を混合したガスを使用してプラズマエツチ
ング法を施し、レジスト７の窓８から露出した領域の５
ｉＪａ ＩＦＪ６をプラズマエツチングして第２の窓９
を形成する（第１図（ｅ））。
ＩＩＰ：ｌ）を混合したガスを使用してプラズマエツチ
ング法を施し、レジスト７の窓８から露出した領域の５
ｉＪａ ＩＦＪ６をプラズマエツチングして第２の窓９
を形成する（第１図（ｅ））。
さらに、酸素ガス（０２）を使用した反応性イオンエツ
チング法によりエンチングを行うと、ラジカル酸素によ
ってＳｉＪ＜膜６上のレジスト７が除去されるとともに
、窓９から露出した領域のポリイミドＩＰＪ４が同時に
エツチングされることになる（第１図（ｆ））。
チング法によりエンチングを行うと、ラジカル酸素によ
ってＳｉＪ＜膜６上のレジスト７が除去されるとともに
、窓９から露出した領域のポリイミドＩＰＪ４が同時に
エツチングされることになる（第１図（ｆ））。
このレジスト７の除去処理を終えた後に、ヒドラジンよ
りなるエツチング液に基板１を浸漬し、５ｉＪ４膜６の
窓９を通ったエツチング液とポリイミド膜４とを反応さ
せ、ポリイミド膜４を等方的にエンチングさせる。この
場合、ポリイミド膜４のうちｓ；ｉｓ、ＩＩ！６寄りの
部分のエツチング速度が速くなり、基板ｌに対して約６
５°のテーパ角を有する孔１０が形成されることになる
（第１図（ｇ））、これは、ポリイミド膜４とＳｉＪ、
膜６との間のストレスが８．９４９ Ｘ ｌ Ｏ”ｄｙ
ｎ／ｃｍ”であり、この状態ではポリイミドＩＰＪ４と
Ｓｉ３Ｎ、膜６との密着性が弱く、エツチング液がＳｉ
３Ｎ、膜６とポリイミド膜４との界面から侵入するから
である。
りなるエツチング液に基板１を浸漬し、５ｉＪ４膜６の
窓９を通ったエツチング液とポリイミド膜４とを反応さ
せ、ポリイミド膜４を等方的にエンチングさせる。この
場合、ポリイミド膜４のうちｓ；ｉｓ、ＩＩ！６寄りの
部分のエツチング速度が速くなり、基板ｌに対して約６
５°のテーパ角を有する孔１０が形成されることになる
（第１図（ｇ））、これは、ポリイミド膜４とＳｉＪ、
膜６との間のストレスが８．９４９ Ｘ ｌ Ｏ”ｄｙ
ｎ／ｃｍ”であり、この状態ではポリイミドＩＰＪ４と
Ｓｉ３Ｎ、膜６との密着性が弱く、エツチング液がＳｉ
３Ｎ、膜６とポリイミド膜４との界面から侵入するから
である。
このエツチング処理を終え、エンチング？夜を除去した
後に、ＣＦ４に０□を加えたガスを使用してプラズマエ
ツチングを行い、５ｉＪ４膜６を除去する。
後に、ＣＦ４に０□を加えたガスを使用してプラズマエ
ツチングを行い、５ｉＪ４膜６を除去する。
そして、ポリイミド膜４の上からスパッタ法等によりア
ルミニウムの二層目配線層ｌｌ壱積層すると、二層目配
線層１１は孔ＩＯを通して一層目配線層３に接続するこ
とになり、この状態では溝１０のテーパ角θが小さいた
めに、カバレッジが良くなって二層目配線層１１の断線
が発生しに（くなる（第１図（ｈ））。
ルミニウムの二層目配線層ｌｌ壱積層すると、二層目配
線層１１は孔ＩＯを通して一層目配線層３に接続するこ
とになり、この状態では溝１０のテーパ角θが小さいた
めに、カバレッジが良くなって二層目配線層１１の断線
が発生しに（くなる（第１図（ｈ））。
上記した実施例は、５ｉＪ４膜６のストレスを８．９４
９ Ｘ １０ ”ｄｙｎ／ｃｍ”にして、ポリイミドＩ
Ｉ！Ｊ４に設ける孔１０のテーパ角θを６５°程度とし
たが、テーパ角θを変える場合には、その角度の大きさ
に応じてＳｉＪ、膜６とポリイミドＩＰＪ４との密着強
度を変えて、界面へのエツチング液の侵入量を変化させ
ることによりポリイミド膜４の横方向の工・ンチングレ
ートを調整すればよい。
９ Ｘ １０ ”ｄｙｎ／ｃｍ”にして、ポリイミドＩ
Ｉ！Ｊ４に設ける孔１０のテーパ角θを６５°程度とし
たが、テーパ角θを変える場合には、その角度の大きさ
に応じてＳｉＪ、膜６とポリイミドＩＰＪ４との密着強
度を変えて、界面へのエツチング液の侵入量を変化させ
ることによりポリイミド膜４の横方向の工・ンチングレ
ートを調整すればよい。
例えば、Ｓｉ、Ｎ、膜６を成長温度３００℃で形成し、
そのストレスを８．０４１ Ｘ １０ ’ｄｙｎ／ｃｍ
”とした場合には、第２図（ａ）に示すように、テーパ
角θが６０°になり、また、５ｉＪ４膜６の成長温度を
３５０ ’Ｃにしてそのストレスを９．５５５ Ｘ １
０ ”ｄｙｎ／ｃｍ２とした場合には、第２図（ｂ）に
示すようにθ−８０＠となる。このことは実験的に確認
され、マスクに用いる５ｉＪａ膜６の成長温度を変えて
そのストレスを調整することによりテーパ角θを変化で
きることが明らかになった。
そのストレスを８．０４１ Ｘ １０ ’ｄｙｎ／ｃｍ
”とした場合には、第２図（ａ）に示すように、テーパ
角θが６０°になり、また、５ｉＪ４膜６の成長温度を
３５０ ’Ｃにしてそのストレスを９．５５５ Ｘ １
０ ”ｄｙｎ／ｃｍ２とした場合には、第２図（ｂ）に
示すようにθ−８０＠となる。このことは実験的に確認
され、マスクに用いる５ｉＪａ膜６の成長温度を変えて
そのストレスを調整することによりテーパ角θを変化で
きることが明らかになった。
なお、上記したストレスの値は、ニエートンリングから
曲率半径を出し、この結果からストレス値を計算した結
果である。
曲率半径を出し、この結果からストレス値を計算した結
果である。
また、上記した実施例では第１図（ｆ）に示すように、
孔１０の幅を大きくするためにポリイミド膜４を一層ド
ライエンチングしてから、エツチング液で溝９を形成す
るようにしたものであるが、ドライエツチングをしなく
てもテーパ角θが変わらないことが確認されている。
孔１０の幅を大きくするためにポリイミド膜４を一層ド
ライエンチングしてから、エツチング液で溝９を形成す
るようにしたものであるが、ドライエツチングをしなく
てもテーパ角θが変わらないことが確認されている。
さらに、ポリイミドのエツチング液を利用したウェット
プロセスの他に、０２ガスプラズマによるドライプロセ
スでもよい。また、上記Ｓｉ３Ｎ、膜に代えて、ＳｉＯ
，５ｉＯＮ等を用いてもよい。
プロセスの他に、０２ガスプラズマによるドライプロセ
スでもよい。また、上記Ｓｉ３Ｎ、膜に代えて、ＳｉＯ
，５ｉＯＮ等を用いてもよい。
以上述べたように本発明によれば、膜の上に形成するマ
スクの圧縮性ストレスを変えて膜をエンチングするよう
にしたので、圧縮性ストレスの大きさにより膜とマスク
との界面へのエツチング液の侵入量を調整することがで
き、マスク寄りの部分のエツチング速度を変えてテーパ
角度を調整してカバレッジを改善するとともに、パター
ン密度を高めることが可能になる。
スクの圧縮性ストレスを変えて膜をエンチングするよう
にしたので、圧縮性ストレスの大きさにより膜とマスク
との界面へのエツチング液の侵入量を調整することがで
き、マスク寄りの部分のエツチング速度を変えてテーパ
角度を調整してカバレッジを改善するとともに、パター
ン密度を高めることが可能になる。
第１図（ａ）〜（ｈ）は、本発明の一実施例を断面で示
す工程図、 第２図（ａ） 、 （ｂ）は、本発明の一実施例におけ
るテーパ角を変え；工程例を示す断面図、第３図は、従
来方法を断面で示す工程図である。 （符号の説明） ｌ・・・基板（下□地）、 ２・・・酸化膜、 ３・・・一層目配線層、 ４・・・ポリイミド膜（膜）、 ５・・・導電型領域層、 ６・・・５ｉａＮｓ Ｍ （マスク）、７・・・レジス
ト、 ８．９・・・窓、 １０・・・孔、 １１・・・二層目配線層。
す工程図、 第２図（ａ） 、 （ｂ）は、本発明の一実施例におけ
るテーパ角を変え；工程例を示す断面図、第３図は、従
来方法を断面で示す工程図である。 （符号の説明） ｌ・・・基板（下□地）、 ２・・・酸化膜、 ３・・・一層目配線層、 ４・・・ポリイミド膜（膜）、 ５・・・導電型領域層、 ６・・・５ｉａＮｓ Ｍ （マスク）、７・・・レジス
ト、 ８．９・・・窓、 １０・・・孔、 １１・・・二層目配線層。
Claims (1)
- ポリイミド膜上に、気相成長によって圧縮性ストレスを
有するマスク膜を形成する工程と、該マスク膜にエッチ
ング窓を形成する工程と、該エッチング窓に露出する該
ポリイミド膜をエッチングして、側面にテーパを有する
パターンを形成する工程とが含まれてなることを特徴と
するエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12819689A JPH02306627A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12819689A JPH02306627A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306627A true JPH02306627A (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=14978836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12819689A Pending JPH02306627A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306627A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006253532A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12819689A patent/JPH02306627A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006253532A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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