JPH0770517B2 - エツチングによる平坦化膜の形成方法 - Google Patents
エツチングによる平坦化膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH0770517B2 JPH0770517B2 JP61024022A JP2402286A JPH0770517B2 JP H0770517 B2 JPH0770517 B2 JP H0770517B2 JP 61024022 A JP61024022 A JP 61024022A JP 2402286 A JP2402286 A JP 2402286A JP H0770517 B2 JPH0770517 B2 JP H0770517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- film
- insulating film
- silicone resin
- sio
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体集積回路を始めとする各種の固体デバ
イスの製造に際してなされる平坦化技術に関するもので
あり、詳しくは、エツチバツクによるエツチングによる
平坦化技術に関するものである。
イスの製造に際してなされる平坦化技術に関するもので
あり、詳しくは、エツチバツクによるエツチングによる
平坦化技術に関するものである。
（従来技術及び発明が解決しようとする問題点） 半導体集積回路の製造では、厚いフイールド酸化膜や電
極により段差が形成される。この後、SiO2などの絶縁膜
を介して配線層が形成されるが、一般に絶縁膜は基板段
差の形状をそのままを反映するため絶縁膜に段差が生
じ、その結果、配線層の内部ストレスや形成時のシヤド
ウ効果により段差端で配線層が切れる問題を有してい
た。特に最近では、多層配線技術が導入され、段差の影
響が顕著になる結果、断線が一層多く発生していた。そ
こで、絶縁膜の層を平坦化する技術としてエツチバツク
法が開発されている。
極により段差が形成される。この後、SiO2などの絶縁膜
を介して配線層が形成されるが、一般に絶縁膜は基板段
差の形状をそのままを反映するため絶縁膜に段差が生
じ、その結果、配線層の内部ストレスや形成時のシヤド
ウ効果により段差端で配線層が切れる問題を有してい
た。特に最近では、多層配線技術が導入され、段差の影
響が顕著になる結果、断線が一層多く発生していた。そ
こで、絶縁膜の層を平坦化する技術としてエツチバツク
法が開発されている。
第４図は従来のエツチバツクの工程を示す概略図であ
る。図ａ及びｂに示すように、配線となる金属２が形成
された基板１上に、SiO2やSiNからなる絶縁膜３′をCVD
法等により形成する。この後、ホトレジストなどの有機
高分子から成る塗布膜４′をスピン塗布する。塗布膜
４′は粘性流動体であるため、その表面は平坦になる
（図ｃ）。次に、絶縁膜３′と塗布膜４′とを同じエツ
チング速度になるようなエツチング条件でプラズマエツ
チング処理し、図ｄを経て、図ｅに示すような平坦な絶
縁膜３′を得るはずである。しかしながら、実際には絶
縁膜３′と塗布膜４′とを同じエツチング速度になるよ
うなエツチング条件で処理しても、図ｄのように絶縁膜
３′が露出した瞬間、そこから放出される酸素の影響に
より塗布膜４′のエツチング速度の方が速くなり、その
結果絶縁膜の平坦化は達成できず、図ｆのように段差の
ある絶縁膜３″になつてしまう欠点があつた。また、ウ
エハ面内の配線ピツチの違いにより塗布膜の被覆状態が
異なるため、ウエハのどの部分でも塗布膜が残らないよ
うにするために必要以上にエツチングしなければならな
い欠点もあつた。塗布膜の有機高分子が残つた場合に
は、この上にさらに配線となる金属を形成した時形成時
の熱で高分子が分解し、その時放出されるガスで金属が
割れる、汚染の原因となるなどの問題を生じていた。
る。図ａ及びｂに示すように、配線となる金属２が形成
された基板１上に、SiO2やSiNからなる絶縁膜３′をCVD
法等により形成する。この後、ホトレジストなどの有機
高分子から成る塗布膜４′をスピン塗布する。塗布膜
４′は粘性流動体であるため、その表面は平坦になる
（図ｃ）。次に、絶縁膜３′と塗布膜４′とを同じエツ
チング速度になるようなエツチング条件でプラズマエツ
チング処理し、図ｄを経て、図ｅに示すような平坦な絶
縁膜３′を得るはずである。しかしながら、実際には絶
縁膜３′と塗布膜４′とを同じエツチング速度になるよ
うなエツチング条件で処理しても、図ｄのように絶縁膜
３′が露出した瞬間、そこから放出される酸素の影響に
より塗布膜４′のエツチング速度の方が速くなり、その
結果絶縁膜の平坦化は達成できず、図ｆのように段差の
ある絶縁膜３″になつてしまう欠点があつた。また、ウ
エハ面内の配線ピツチの違いにより塗布膜の被覆状態が
異なるため、ウエハのどの部分でも塗布膜が残らないよ
うにするために必要以上にエツチングしなければならな
い欠点もあつた。塗布膜の有機高分子が残つた場合に
は、この上にさらに配線となる金属を形成した時形成時
の熱で高分子が分解し、その時放出されるガスで金属が
割れる、汚染の原因となるなどの問題を生じていた。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、これらの欠点を解決するために提案されたも
ので、上記塗布膜にシリコーン樹脂を用いることを特徴
としたものであり、これにより良好な平坦化絶縁膜を得
ることを目的とする。
ので、上記塗布膜にシリコーン樹脂を用いることを特徴
としたものであり、これにより良好な平坦化絶縁膜を得
ることを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は基板上に配線パタ
ンを形成し、ついで絶縁膜を被覆する第１の工程と、つ
ぎに前記絶縁膜上にシリコン樹脂を塗布する第２の工程
と、ついで前記絶縁膜の凸部が露出するまで前記シリコ
ン樹脂をエツチバックする第３の工程と、前記エツチバ
ック工程によって凹部に残ったシリコン樹脂を酸化膜に
変換する第４の工程とを具備することを特徴とするエツ
チングによる平坦化膜の形成方法を発明の要旨とするも
のである。
ンを形成し、ついで絶縁膜を被覆する第１の工程と、つ
ぎに前記絶縁膜上にシリコン樹脂を塗布する第２の工程
と、ついで前記絶縁膜の凸部が露出するまで前記シリコ
ン樹脂をエツチバックする第３の工程と、前記エツチバ
ック工程によって凹部に残ったシリコン樹脂を酸化膜に
変換する第４の工程とを具備することを特徴とするエツ
チングによる平坦化膜の形成方法を発明の要旨とするも
のである。
次に本発明の実施例を説明する。なお実施例は一つの例
示であつて、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の
変更あるいは改良を行いうることは言うまでもない。
示であつて、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の
変更あるいは改良を行いうることは言うまでもない。
第１図は本発明の平坦化膜の形成方法を示すもので、図
ａは基板上１に金属層２を形成した状態を示し、図ｂは
図ａの状態の上にシリコーン樹脂よりなる絶縁膜３を塗
布した状態を示す。シリコーン樹脂は、ケイ素、酸素、
炭素、水素の構成元素から成り、有機高分子膜同様スピ
ン塗布可能であるため、ホトレジストのかわりに段差上
に塗布すれば図ｃのような平坦化層が形成できる。一
方、シリコーン樹脂は骨格にSi−Ｏを結合を持つため、
酸素に対しては耐性を有するが、SiO2同様CF4などのフ
ツ素含有ガスプラズマで容易にエツチングできる特徴を
有する。例えば、CF4 0.01 Torr, 300Wの条件では、SiO
2が250Å／分でエツチングできるのに対し、シリコーン
樹脂は500Å／分の速度でエツチングできる。従って、
フツ素含有ガスパラズマでシリコーン樹脂とSiO2のよう
な絶縁膜のエツチング速度が同じとなる条件を求めてエ
ツチングすれば、エツチバツクできる。加えて、絶縁膜
が露出して酸素が放出されてもシリコーン樹脂は酸素に
対してエツチングされにくいため、絶縁膜露出後もエツ
チング速度は速くならず、図２を経て図ｅのような平坦
化層３′が得られることになる。シリコーン樹脂とSiO2
を同様にエツチングする条件は、例えば、CF4＋H2の混
合ガスを用いればよい。
ａは基板上１に金属層２を形成した状態を示し、図ｂは
図ａの状態の上にシリコーン樹脂よりなる絶縁膜３を塗
布した状態を示す。シリコーン樹脂は、ケイ素、酸素、
炭素、水素の構成元素から成り、有機高分子膜同様スピ
ン塗布可能であるため、ホトレジストのかわりに段差上
に塗布すれば図ｃのような平坦化層が形成できる。一
方、シリコーン樹脂は骨格にSi−Ｏを結合を持つため、
酸素に対しては耐性を有するが、SiO2同様CF4などのフ
ツ素含有ガスプラズマで容易にエツチングできる特徴を
有する。例えば、CF4 0.01 Torr, 300Wの条件では、SiO
2が250Å／分でエツチングできるのに対し、シリコーン
樹脂は500Å／分の速度でエツチングできる。従って、
フツ素含有ガスパラズマでシリコーン樹脂とSiO2のよう
な絶縁膜のエツチング速度が同じとなる条件を求めてエ
ツチングすれば、エツチバツクできる。加えて、絶縁膜
が露出して酸素が放出されてもシリコーン樹脂は酸素に
対してエツチングされにくいため、絶縁膜露出後もエツ
チング速度は速くならず、図２を経て図ｅのような平坦
化層３′が得られることになる。シリコーン樹脂とSiO2
を同様にエツチングする条件は、例えば、CF4＋H2の混
合ガスを用いればよい。
第２図は、0.01Torrの圧力下でCF4にH2を混合してエツ
チングした時の、H2混合量とシリコーン樹脂、SiO2のエ
ツチング速度を示す。H2が35％の場合に両者が同じエツ
チング速度となることがわかる。
チングした時の、H2混合量とシリコーン樹脂、SiO2のエ
ツチング速度を示す。H2が35％の場合に両者が同じエツ
チング速度となることがわかる。
第３図は、1.5μｍ幅１μｍ高さの段差上にCVD法により
SiO2を２μｍ推積し、この上にシリコーン樹脂を同様に
２μｍ形成した後、CF4＋35％H2の混合ガスによりエツ
チバツクした時の、エツチバツク量と段差部（Ａ）段差
間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）を示している。エツチバツクが
進み、SiO2が露出しても平坦化度を示すＡ−Ｂの値は変
化せず、良好な平坦化が主なわれていることがわかる。
SiO2を２μｍ推積し、この上にシリコーン樹脂を同様に
２μｍ形成した後、CF4＋35％H2の混合ガスによりエツ
チバツクした時の、エツチバツク量と段差部（Ａ）段差
間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）を示している。エツチバツクが
進み、SiO2が露出しても平坦化度を示すＡ−Ｂの値は変
化せず、良好な平坦化が主なわれていることがわかる。
また、シリコーン樹脂は、特定の酸素ガスプラズマ条件
下ではSiOと同様の酸化膜にすることができる。これ
は、活性の酸素原子がシリコーン樹脂中を拡散し、膜内
の炭素、水素を酸化してしまうためである。各ガス圧力
でシリコーン樹脂を処理した後のオージエ分析結果で
は、0.4Torr以上のガスプラズマで処理した樹脂はカー
ボンがなくなり内部まで酸化されることがわかつた。0.
3Torrのガスプラズマでは100nm程度まで、それ以下の圧
力のガスプラズマではシリコーン樹脂表面の20nmの厚さ
までしか酸化されない。これは、低圧力になる程膜内に
拡散しにくいイオンの数が多くなり、これが酸化反応の
主体になるため膜内の酸化が生じにくくなるものと考え
られる。従つて、段差密度の不均一化によりウエハ面内
でシリコーン樹脂の膜厚がばらつき、エツチバツク後部
分的にシリコーン樹脂が残つたとしても、0.4Torr以上
のガス圧力の酸素ガスプラズマで処理すれば、これが酸
化膜となるため、後の熱処理工程で汚染やクラツクなど
の問題が生じることがなくなる。
下ではSiOと同様の酸化膜にすることができる。これ
は、活性の酸素原子がシリコーン樹脂中を拡散し、膜内
の炭素、水素を酸化してしまうためである。各ガス圧力
でシリコーン樹脂を処理した後のオージエ分析結果で
は、0.4Torr以上のガスプラズマで処理した樹脂はカー
ボンがなくなり内部まで酸化されることがわかつた。0.
3Torrのガスプラズマでは100nm程度まで、それ以下の圧
力のガスプラズマではシリコーン樹脂表面の20nmの厚さ
までしか酸化されない。これは、低圧力になる程膜内に
拡散しにくいイオンの数が多くなり、これが酸化反応の
主体になるため膜内の酸化が生じにくくなるものと考え
られる。従つて、段差密度の不均一化によりウエハ面内
でシリコーン樹脂の膜厚がばらつき、エツチバツク後部
分的にシリコーン樹脂が残つたとしても、0.4Torr以上
のガス圧力の酸素ガスプラズマで処理すれば、これが酸
化膜となるため、後の熱処理工程で汚染やクラツクなど
の問題が生じることがなくなる。
このシリコーン樹脂の酸化膜への変換は、膜収縮を伴う
ためにできるだけ薄い膜厚で行なつた方が良く、膜の割
れを考慮した場合、その膜厚は0.5μｍ以下が望まし
い。
ためにできるだけ薄い膜厚で行なつた方が良く、膜の割
れを考慮した場合、その膜厚は0.5μｍ以下が望まし
い。
以下実施例について説明する。
〔実施例１〕 シリコン基板上に１μｍ厚でなるアルミニウム配線パタ
ンを形成し、この後SiH4 1 Torr,O21 Torr,420℃の条件
でSiO2を３μｍ推積した。次に、シリコーン樹脂を２μ
ｍスピン塗布法により形成し、CF4＋35％H2の混合ガス
プラズマにより0.01Torrの圧力下で３μｍ厚エツチバツ
クした。その結果、平坦化された絶縁膜を得た。
ンを形成し、この後SiH4 1 Torr,O21 Torr,420℃の条件
でSiO2を３μｍ推積した。次に、シリコーン樹脂を２μ
ｍスピン塗布法により形成し、CF4＋35％H2の混合ガス
プラズマにより0.01Torrの圧力下で３μｍ厚エツチバツ
クした。その結果、平坦化された絶縁膜を得た。
〔実施例２〕 シリコン基板上に１μｍ厚でなるアルミニウム配線パタ
ンを形成し、この後SiH4 1 Torr,O21 Torr,420℃の条件
でSiO2を２μｍ推積した。次に、シリコーン樹脂を２μ
ｍスピン塗布法により形成し、CF4＋35％H2の混合ガス
プラズマにより0.01Torrの圧力下で1.5μｍ厚エツチバ
ツクした。続いて、0.4Torrの酸素ガスプラズマにさ
ら、残つたシリコーン樹脂を酸化膜に変え、平坦化絶縁
膜を得た。
ンを形成し、この後SiH4 1 Torr,O21 Torr,420℃の条件
でSiO2を２μｍ推積した。次に、シリコーン樹脂を２μ
ｍスピン塗布法により形成し、CF4＋35％H2の混合ガス
プラズマにより0.01Torrの圧力下で1.5μｍ厚エツチバ
ツクした。続いて、0.4Torrの酸素ガスプラズマにさ
ら、残つたシリコーン樹脂を酸化膜に変え、平坦化絶縁
膜を得た。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、絶縁膜上にシリコ
ン樹脂を塗布する工程と、ついで絶縁膜の凸部が露出す
るまでシリコン樹脂をエツチバックする工程と、エツチ
バック工程によって凹部に残ったシリコン樹脂を酸化膜
に変換する工程とを具備することによって、安定かつ信
頼性の高い絶縁膜の平坦化膜を形成することが出来る効
果を有するものである。
ン樹脂を塗布する工程と、ついで絶縁膜の凸部が露出す
るまでシリコン樹脂をエツチバックする工程と、エツチ
バック工程によって凹部に残ったシリコン樹脂を酸化膜
に変換する工程とを具備することによって、安定かつ信
頼性の高い絶縁膜の平坦化膜を形成することが出来る効
果を有するものである。
第１図は本発明の工程を示す図、第２図はCF4/H2系ガス
プラズマでのシリコーン樹脂,SiO2のエツチング速度を
示す図であり、第３図はシリコーン樹脂を用いてエツチ
バツクした時の平坦化度を示す図、第４図は従来のエツ
チバツク工程を示す。 １……基板 ２……金属 3,3′,3″……絶縁膜 ４……塗布膜
プラズマでのシリコーン樹脂,SiO2のエツチング速度を
示す図であり、第３図はシリコーン樹脂を用いてエツチ
バツクした時の平坦化度を示す図、第４図は従来のエツ
チバツク工程を示す。 １……基板 ２……金属 3,3′,3″……絶縁膜 ４……塗布膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に配線パタンを形成し、ついで絶縁
膜を被覆する第１の工程と、つぎに前記絶縁膜上にシリ
コン樹脂を塗布する第２の工程と、ついで前記絶縁膜の
凸部が露出するまで前記シリコン樹脂をエツチバックす
る第３の工程と、前記エツチバック工程によって凹部に
残ったシリコン樹脂を酸化膜に変換する第４の工程とを
具備することを特徴とするエツチングによる平坦化膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024022A JPH0770517B2 (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | エツチングによる平坦化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024022A JPH0770517B2 (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | エツチングによる平坦化膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183531A JPS62183531A (ja) | 1987-08-11 |
| JPH0770517B2 true JPH0770517B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=12126907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61024022A Expired - Lifetime JPH0770517B2 (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | エツチングによる平坦化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770517B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6011458B2 (ja) * | 1976-10-14 | 1985-03-26 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPS58102539A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59225529A (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-18 | Toshiba Corp | 絶縁層の平坦化方法 |
| JPS6265427A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Nec Corp | 平坦化方法 |
-
1986
- 1986-02-07 JP JP61024022A patent/JPH0770517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62183531A (ja) | 1987-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900004264B1 (ko) | 스핀-온 그라스를 쎄크리휘셜층으로 사용하는 2중금속층 mos의 평탄화 방법 | |
| JP2001522531A (ja) | 半導体基板上の構造物を選択的にプラズマエッチングするための方法 | |
| US5366850A (en) | Submicron planarization process with passivation on metal line | |
| US6248665B1 (en) | Delamination improvement between Cu and dielectrics for damascene process | |
| KR100288176B1 (ko) | 반도체 장치 제조 방법 | |
| JPS63142A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0770517B2 (ja) | エツチングによる平坦化膜の形成方法 | |
| JP2001077192A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH0563019B2 (ja) | ||
| KR100274974B1 (ko) | 반도체소자의금속배선층제조방법 | |
| JPS586306B2 (ja) | ハンドウタイソウチノ セイゾウホウホウ | |
| JP3323264B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61287245A (ja) | 多層配線法 | |
| GB2178896A (en) | A method of producing a layered structure | |
| KR950009285B1 (ko) | 메탈배선 형성방법 | |
| JPH0419707B2 (ja) | ||
| JPH0766178A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6033307B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6227745B2 (ja) | ||
| JPH0194623A (ja) | 多層配線半導体装置の製造方法 | |
| JPH0712040B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61260639A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR20020076287A (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| JPH0677182A (ja) | 凹凸のある絶縁膜の平坦化方法 | |
| JPS61260638A (ja) | 半導体装置の製造方法 |