JPH0794483A - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPH0794483A JPH0794483A JP23826593A JP23826593A JPH0794483A JP H0794483 A JPH0794483 A JP H0794483A JP 23826593 A JP23826593 A JP 23826593A JP 23826593 A JP23826593 A JP 23826593A JP H0794483 A JPH0794483 A JP H0794483A
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- gas
- etching
- oxide film
- ratio
- fluorocarbon
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体基板上の金属配線が酸化膜により被覆
され、さらに酸化膜が塗布ガラス層により被覆された構
造を有する半導体装置の表面をガスプラズマによりエッ
チングして平坦化するプラズマエッチング方法におい
て、フロロカーボン系ガスに対する酸素ガスの割合が
０．５〜１５容量％、フロロカーボン系ガスに対する不
活性ガスの割合が４００〜１０００容量％である混合ガ
スをエッチングガスとして用いるプラズマエッチング方
法。 【効果】 塗布ガラスと酸化膜とのエッチング速度比を
１付近で容易にコントロールすることができ、しかも早
いエッチング速度で再現性よく塗布ガラスや酸化膜をエ
ッチングすることができ、半導体装置の表面を効率良く
平坦化することができる。
され、さらに酸化膜が塗布ガラス層により被覆された構
造を有する半導体装置の表面をガスプラズマによりエッ
チングして平坦化するプラズマエッチング方法におい
て、フロロカーボン系ガスに対する酸素ガスの割合が
０．５〜１５容量％、フロロカーボン系ガスに対する不
活性ガスの割合が４００〜１０００容量％である混合ガ
スをエッチングガスとして用いるプラズマエッチング方
法。 【効果】 塗布ガラスと酸化膜とのエッチング速度比を
１付近で容易にコントロールすることができ、しかも早
いエッチング速度で再現性よく塗布ガラスや酸化膜をエ
ッチングすることができ、半導体装置の表面を効率良く
平坦化することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマエッチング方法
に関し、より詳細には半導体基板上に金属配線を多層に
形成する際等に形成される層間絶縁膜の平坦化を可能に
するプラズマエッチング方法に関する。
に関し、より詳細には半導体基板上に金属配線を多層に
形成する際等に形成される層間絶縁膜の平坦化を可能に
するプラズマエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩ等の半導体装置の高密度
化、大規模化に伴い、多層配線技術の重要性が増大して
きている。大規模論理ＬＳＩでは、配線に要する面積が
チップ面積の数十％にもなり、多層配線が必須の技術と
なっている。
化、大規模化に伴い、多層配線技術の重要性が増大して
きている。大規模論理ＬＳＩでは、配線に要する面積が
チップ面積の数十％にもなり、多層配線が必須の技術と
なっている。
【０００３】多層配線においては、下地の素子形成時に
おける凹凸に加え、何層ものＡｌ配線や層間膜が積層さ
れるため、表面の凹凸はますます大きくなる。また、素
子が微細化されると、横方向のサイズは縮小されるが、
Ａｌ配線の厚さや層間膜の厚さは抵抗や容量の増大をさ
けるため余り縮小させることができない。そのため段差
は急峻となり、配線やスルーホールのアスペクト比は大
きくなる。このような表面の凹凸は配線の断線、短絡、
スルーホールを介したＡｌ−Ａｌコンタクトの不良、リ
ソグラフィーの解像度の低下等の問題を招く原因とな
る。従って、多層配線において、表面の平坦化技術は最
も重要な技術の一つである。
おける凹凸に加え、何層ものＡｌ配線や層間膜が積層さ
れるため、表面の凹凸はますます大きくなる。また、素
子が微細化されると、横方向のサイズは縮小されるが、
Ａｌ配線の厚さや層間膜の厚さは抵抗や容量の増大をさ
けるため余り縮小させることができない。そのため段差
は急峻となり、配線やスルーホールのアスペクト比は大
きくなる。このような表面の凹凸は配線の断線、短絡、
スルーホールを介したＡｌ−Ａｌコンタクトの不良、リ
ソグラフィーの解像度の低下等の問題を招く原因とな
る。従って、多層配線において、表面の平坦化技術は最
も重要な技術の一つである。
【０００４】このような多層配線を平坦化する方法とし
ては、配線自体を平坦化することにより多層配線の凹凸
を減少させる技術と、層間絶縁膜を平坦化することによ
り多層配線の凹凸を減少させる技術とがあり、後者の層
間絶縁膜の平坦化方法としても様々な方法が考えられて
いる。
ては、配線自体を平坦化することにより多層配線の凹凸
を減少させる技術と、層間絶縁膜を平坦化することによ
り多層配線の凹凸を減少させる技術とがあり、後者の層
間絶縁膜の平坦化方法としても様々な方法が考えられて
いる。
【０００５】前記層間絶縁膜の平坦化方法のなかの有効
な方法の一つとしてエッチバック法が挙げられるが、こ
のエッチバック法は、Ｓｉ基板等の半導体基板上に形成
されたＡｌ等の金属配線の上に酸化膜等の層間絶縁膜が
形成され、さらにこの層間絶縁膜の上に有機ＳＯＧ（Sp
in-on Glass)等の塗布ガラスが塗布された半導体装置に
対し、プラズマエッチング等により前記有機ＳＯＧと前
記層間絶縁膜の一部をエッチングしてその表面を平坦化
する方法である。この場合、前記有機ＳＯＧと前記層間
絶縁膜のエッチング速度が同じになるように、エッチン
グガスの組成を調製する必要がある。
な方法の一つとしてエッチバック法が挙げられるが、こ
のエッチバック法は、Ｓｉ基板等の半導体基板上に形成
されたＡｌ等の金属配線の上に酸化膜等の層間絶縁膜が
形成され、さらにこの層間絶縁膜の上に有機ＳＯＧ（Sp
in-on Glass)等の塗布ガラスが塗布された半導体装置に
対し、プラズマエッチング等により前記有機ＳＯＧと前
記層間絶縁膜の一部をエッチングしてその表面を平坦化
する方法である。この場合、前記有機ＳＯＧと前記層間
絶縁膜のエッチング速度が同じになるように、エッチン
グガスの組成を調製する必要がある。
【０００６】従来、このようなプラズマを用いたエッチ
ング方法では、エッチングガスとして、Ａｒ、Ｈｅなど
の不活性ガスとＣＦ4 、ＣＨＦ3 などのフロロカーボン
系ガスの混合ガスが用いられてきており、前記有機ＳＯ
Ｇと前記層間絶縁膜のエッチング速度を同一にするため
に前記混合ガスを特定の組成として使用していた。
ング方法では、エッチングガスとして、Ａｒ、Ｈｅなど
の不活性ガスとＣＦ4 、ＣＨＦ3 などのフロロカーボン
系ガスの混合ガスが用いられてきており、前記有機ＳＯ
Ｇと前記層間絶縁膜のエッチング速度を同一にするため
に前記混合ガスを特定の組成として使用していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように一定組
成のエッチングガスを使用して、Ｓｉ基板上のＡｌ配線
が酸化膜により被覆され、さらに該酸化膜が有機ＳＯＧ
により被覆された構造を有する半導体装置の表面をエッ
チングする際、以下のような問題があった。
成のエッチングガスを使用して、Ｓｉ基板上のＡｌ配線
が酸化膜により被覆され、さらに該酸化膜が有機ＳＯＧ
により被覆された構造を有する半導体装置の表面をエッ
チングする際、以下のような問題があった。
【０００８】すなわち、前記組成のエッチングガスによ
りプラズマエッチングを開始すると、まず最初に有機Ｓ
ＯＧがエッチングされ、ある程度の深さまで前記有機Ｓ
ＯＧがエッチングされると、その下に存在する酸化膜が
露出する。この露出した酸化膜は酸素を放出し、放出さ
れた酸素は前記有機ＳＯＧのエッチング速度を速めるた
め、そのままの組成では前記有機ＳＯＧのエッチング速
度の方が速くなり、表面が均一にエッチングされないと
いう問題があった。
りプラズマエッチングを開始すると、まず最初に有機Ｓ
ＯＧがエッチングされ、ある程度の深さまで前記有機Ｓ
ＯＧがエッチングされると、その下に存在する酸化膜が
露出する。この露出した酸化膜は酸素を放出し、放出さ
れた酸素は前記有機ＳＯＧのエッチング速度を速めるた
め、そのままの組成では前記有機ＳＯＧのエッチング速
度の方が速くなり、表面が均一にエッチングされないと
いう問題があった。
【０００９】従来においてはこの問題を解決するため
に、エッチングガス中のＣＦ4 とＣＨＦ3 との混合比を
変化させることにより、前記有機ＳＯＧと前記酸化膜の
エッチング速度の比を１に近付けていた。
に、エッチングガス中のＣＦ4 とＣＨＦ3 との混合比を
変化させることにより、前記有機ＳＯＧと前記酸化膜の
エッチング速度の比を１に近付けていた。
【００１０】しかし、前記有機ＳＯＧと前記酸化膜のエ
ッチング速度比（有機ＳＯＧ／酸化膜）（以下、単に２
層のエッチング速度比と記す）を１に近付けるためにＣ
ＨＦ3 を多量に供給すると、前記有機ＳＯＧ及び前記酸
化膜のエッチング速度がともに低下し、生産性が悪くな
るという課題があった。
ッチング速度比（有機ＳＯＧ／酸化膜）（以下、単に２
層のエッチング速度比と記す）を１に近付けるためにＣ
ＨＦ3 を多量に供給すると、前記有機ＳＯＧ及び前記酸
化膜のエッチング速度がともに低下し、生産性が悪くな
るという課題があった。
【００１１】また、実際に前記有機ＳＯＧと前記絶縁膜
をエッチングする際には、前記した二つの層の下にある
金属配線の密度により、前記有機ＳＯＧと前記酸化膜を
エッチングする速度の比を多少変化させる必要がある。
すなわち、金属配線の密度が高い場合は酸化膜の凸部の
幅が広いので、有機ＳＯＧより酸化膜の方を少し遅くエ
ッチングした方が良く、従って２層のエッチング速度比
を１．０〜１．２に設定するとより平坦化され、一方金
属配線の密度が低い場合には酸化膜の凸部の幅が狭いの
で、有機ＳＯＧより酸化膜の方を少し早くエッチングす
るように、２層のエッチング速度比を０．８〜１．０に
設定するとより平坦化されることがわかっている。この
ように金属配線の密度によりエッチングガスの組成を多
少変化させて２層のエッチング速度比をコントロールす
る必要があるが、前記したＣＨＦ3 を多量に混入したエ
ッチングガスの組成では、少しの組成の変化で２層のエ
ッチング速度比が大きく変化するため、安定して均一に
エッチングを行うことのできるプロセス条件の領域が狭
く、再現性よくエッチングを行う条件を設定することが
難しいという課題があった。
をエッチングする際には、前記した二つの層の下にある
金属配線の密度により、前記有機ＳＯＧと前記酸化膜を
エッチングする速度の比を多少変化させる必要がある。
すなわち、金属配線の密度が高い場合は酸化膜の凸部の
幅が広いので、有機ＳＯＧより酸化膜の方を少し遅くエ
ッチングした方が良く、従って２層のエッチング速度比
を１．０〜１．２に設定するとより平坦化され、一方金
属配線の密度が低い場合には酸化膜の凸部の幅が狭いの
で、有機ＳＯＧより酸化膜の方を少し早くエッチングす
るように、２層のエッチング速度比を０．８〜１．０に
設定するとより平坦化されることがわかっている。この
ように金属配線の密度によりエッチングガスの組成を多
少変化させて２層のエッチング速度比をコントロールす
る必要があるが、前記したＣＨＦ3 を多量に混入したエ
ッチングガスの組成では、少しの組成の変化で２層のエ
ッチング速度比が大きく変化するため、安定して均一に
エッチングを行うことのできるプロセス条件の領域が狭
く、再現性よくエッチングを行う条件を設定することが
難しいという課題があった。
【００１２】本発明者らはこのような課題に鑑み、２層
のエッチング速度比を１付近で容易にコントロールする
ことができ、しかも早いエッチング速度で再現性よく前
記有機ＳＯＧと酸化膜をエッチングすることができるエ
ッチングガスの組成について検討を行った。
のエッチング速度比を１付近で容易にコントロールする
ことができ、しかも早いエッチング速度で再現性よく前
記有機ＳＯＧと酸化膜をエッチングすることができるエ
ッチングガスの組成について検討を行った。
【００１３】その結果、前記有機ＳＯＧは酸素プラズマ
のみでもエッチングされるため、この特性を利用し、酸
素ガスを含まない従来のエッチングガスを用い、有機Ｓ
ＯＧ膜の下層の酸化膜が露出している条件で、有機ＳＯ
Ｇのエッチング速度が酸化膜のそれよりも低くなるエッ
チングガス組成を求めておき（この組成ではエッチング
速度自体も極めて遅い）、前記組成のガスに酸素を添加
して有機ＳＯＧのエッチング速度を向上させていくこと
により２層のエッチング速度比を１付近で容易にコント
ロールすることができ、しかも早いエッチング速度で再
現性よく前記有機ＳＯＧや酸化膜をエッチングすること
ができるガス組成が存在することを見出し、本発明を完
成するに至ったものである。
のみでもエッチングされるため、この特性を利用し、酸
素ガスを含まない従来のエッチングガスを用い、有機Ｓ
ＯＧ膜の下層の酸化膜が露出している条件で、有機ＳＯ
Ｇのエッチング速度が酸化膜のそれよりも低くなるエッ
チングガス組成を求めておき（この組成ではエッチング
速度自体も極めて遅い）、前記組成のガスに酸素を添加
して有機ＳＯＧのエッチング速度を向上させていくこと
により２層のエッチング速度比を１付近で容易にコント
ロールすることができ、しかも早いエッチング速度で再
現性よく前記有機ＳＯＧや酸化膜をエッチングすること
ができるガス組成が存在することを見出し、本発明を完
成するに至ったものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明に係るプ
ラズマエッチング方法は、半導体基板上の金属配線が酸
化膜により被覆され、さらに該酸化膜が塗布ガラス層に
より被覆された構造を有する半導体装置の表面をガスプ
ラズマによりエッチングして平坦化するプラズマエッチ
ング方法において、フロロカーボン系ガスに対する酸素
ガスの割合が０．５〜１５容量％、フロロカーボン系ガ
スに対する不活性ガスの割合が４００〜１０００容量％
である混合ガスをエッチングガスとして用いることを特
徴としている。
ラズマエッチング方法は、半導体基板上の金属配線が酸
化膜により被覆され、さらに該酸化膜が塗布ガラス層に
より被覆された構造を有する半導体装置の表面をガスプ
ラズマによりエッチングして平坦化するプラズマエッチ
ング方法において、フロロカーボン系ガスに対する酸素
ガスの割合が０．５〜１５容量％、フロロカーボン系ガ
スに対する不活性ガスの割合が４００〜１０００容量％
である混合ガスをエッチングガスとして用いることを特
徴としている。
【００１５】本発明で使用するエッチングガスの成分で
あるフロロカーボン系ガスとしては、例えばＣＦ4 、Ｃ
ＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 等が挙げられる。通常これらは数種類
を混合させた状態で用いるが、この混合ガスとしてはＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 との組み合わせが好ましく、その容量比
はＣＦ4 ／（ＣＦ4 ＋ＣＨＦ3 ）が０．０５〜０．５が
好ましい。また、前記エッチングガスの成分である不活
性ガスとしては、ＡｒやＨｅ等が挙げられ、前記ガスは
単独又は混合して使用される。
あるフロロカーボン系ガスとしては、例えばＣＦ4 、Ｃ
ＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 等が挙げられる。通常これらは数種類
を混合させた状態で用いるが、この混合ガスとしてはＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 との組み合わせが好ましく、その容量比
はＣＦ4 ／（ＣＦ4 ＋ＣＨＦ3 ）が０．０５〜０．５が
好ましい。また、前記エッチングガスの成分である不活
性ガスとしては、ＡｒやＨｅ等が挙げられ、前記ガスは
単独又は混合して使用される。
【００１６】本発明で使用するエッチングガス中、酸素
ガスの量はフロロカーボン系ガスに対し０．５〜１５ｖ
ｏｌ％（容積％、以下同様）、さらには７〜１０ｖｏｌ
％が好ましく、不活性ガスの量はフロロカーボン系ガス
に対し４００〜１０００ｖｏｌ％が好ましい。
ガスの量はフロロカーボン系ガスに対し０．５〜１５ｖ
ｏｌ％（容積％、以下同様）、さらには７〜１０ｖｏｌ
％が好ましく、不活性ガスの量はフロロカーボン系ガス
に対し４００〜１０００ｖｏｌ％が好ましい。
【００１７】フロロカーボン系ガスに対して酸素ガスの
割合が０．５ｖｏｌ％未満であるとエッチング速度が充
分にとれず、また有機ＳＯＧと酸化膜とのエッチング速
度比１付近で容易にコントロールできず、他方フロロカ
ーボン系ガスに対して酸素ガスの割合が１５ｖｏｌ％を
超えると有機ＳＯＧの速度が速くなりすぎるために有機
ＳＯＧと酸化膜とのエッチング速度比のコントロールが
難しくなる。
割合が０．５ｖｏｌ％未満であるとエッチング速度が充
分にとれず、また有機ＳＯＧと酸化膜とのエッチング速
度比１付近で容易にコントロールできず、他方フロロカ
ーボン系ガスに対して酸素ガスの割合が１５ｖｏｌ％を
超えると有機ＳＯＧの速度が速くなりすぎるために有機
ＳＯＧと酸化膜とのエッチング速度比のコントロールが
難しくなる。
【００１８】フロロカーボン系ガスに対して不活性ガス
の割合が４００ｖｏｌ％未満であるとエッチング速度の
均一性を保持しにくくなり、他方フロロカーボン系ガス
に対して不活性ガスの割合が１０００ｖｏｌ％を超える
とエッチング速度の均一性の悪化とともにエッチング速
度の低下を招く。
の割合が４００ｖｏｌ％未満であるとエッチング速度の
均一性を保持しにくくなり、他方フロロカーボン系ガス
に対して不活性ガスの割合が１０００ｖｏｌ％を超える
とエッチング速度の均一性の悪化とともにエッチング速
度の低下を招く。
【００１９】
【作用】上記構成のプラズマエッチング方法によれば、
半導体基板上の金属配線が酸化膜により被覆され、さら
に該酸化膜が塗布ガラス層により被覆された構造を有す
る半導体装置の表面をガスプラズマによりエッチングし
て平坦化するプラズマエッチング方法において、フロロ
カーボン系ガスに対する酸素ガスの割合が０．５〜１５
容量％、フロロカーボン系ガスに対する不活性ガスの割
合が４００〜１０００容量％である混合ガスをエッチン
グガスとして用いるので、この範囲内におけるエッチン
グガス組成のコントロール等により前記塗布ガラスと酸
化膜とのエッチング速度比が１付近で容易にコントロー
ルされ、しかも早いエッチング速度で再現性よく前記塗
布ガラスや前記酸化膜がエッチングされ、前記半導体装
置の表面が効率良く平坦化される。
半導体基板上の金属配線が酸化膜により被覆され、さら
に該酸化膜が塗布ガラス層により被覆された構造を有す
る半導体装置の表面をガスプラズマによりエッチングし
て平坦化するプラズマエッチング方法において、フロロ
カーボン系ガスに対する酸素ガスの割合が０．５〜１５
容量％、フロロカーボン系ガスに対する不活性ガスの割
合が４００〜１０００容量％である混合ガスをエッチン
グガスとして用いるので、この範囲内におけるエッチン
グガス組成のコントロール等により前記塗布ガラスと酸
化膜とのエッチング速度比が１付近で容易にコントロー
ルされ、しかも早いエッチング速度で再現性よく前記塗
布ガラスや前記酸化膜がエッチングされ、前記半導体装
置の表面が効率良く平坦化される。
【００２０】この場合、従来のエッチングガスに酸素を
混入することにより、単に塗布ガラスのエッチング速度
が早くなるだけでなく、酸化膜のエッチング速度も若干
早くなり、従って半導体装置表面のエッチング速度自体
も従来に比較して格段に向上し、充分に実用化が可能な
エッチング速度となる。これは酸化膜表面に付着したエ
ッチング副生成物を除去する効果を酸素プラズマが有す
るためであると考えられる。
混入することにより、単に塗布ガラスのエッチング速度
が早くなるだけでなく、酸化膜のエッチング速度も若干
早くなり、従って半導体装置表面のエッチング速度自体
も従来に比較して格段に向上し、充分に実用化が可能な
エッチング速度となる。これは酸化膜表面に付着したエ
ッチング副生成物を除去する効果を酸素プラズマが有す
るためであると考えられる。
【００２１】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るプラズマエッ
チング方法の実施例及び比較例を図面に基づいて説明す
る。
チング方法の実施例及び比較例を図面に基づいて説明す
る。
【００２２】図１は本発明の方法を実施する際に使用さ
れる平行平板型プラズマエッチング装置の模式的な断面
図であり、図中、１１は試料室を示している。
れる平行平板型プラズマエッチング装置の模式的な断面
図であり、図中、１１は試料室を示している。
【００２３】試料室１１の側面には混合ガスを導入する
ガス導入口１１ａが、底部には排気口１１ｂが形成され
ており、試料室１１の下部には半導体装置１２を載置す
るための下部電極１３が配設され、一方上部には下部電
極１３に平行に対向電極である上部電極１４が配設され
ている。上部電極１４及び下部電極１３は電源１５に接
続され、上部電極１４及び下部電極１３の間に高周波が
印加されるようになっている。
ガス導入口１１ａが、底部には排気口１１ｂが形成され
ており、試料室１１の下部には半導体装置１２を載置す
るための下部電極１３が配設され、一方上部には下部電
極１３に平行に対向電極である上部電極１４が配設され
ている。上部電極１４及び下部電極１３は電源１５に接
続され、上部電極１４及び下部電極１３の間に高周波が
印加されるようになっている。
【００２４】このような構造の平行平板型プラズマエッ
チング装置を用いて、Ｓｉ基板上のＡｌ配線がＳｉＯ2
膜により被覆され、さらに該ＳｉＯ2 膜が有機ＳＯＧに
より被覆された構造を有する半導体装置１２の表面にエ
ッチング処理を施す場合、この半導体装置１２を下部電
極１３上に載置し、試料室１１内を真空状態とする。そ
して、上部電極１４及び下部電極１３の間に高周波を印
加し、ガス導入口１１ａから試料室１１内に所定流量の
ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＡｒもしくはＨｅ及び酸素ガスから
なる混合ガスを圧力が１Ｔｏｒｒ以下となるように導入
する。
チング装置を用いて、Ｓｉ基板上のＡｌ配線がＳｉＯ2
膜により被覆され、さらに該ＳｉＯ2 膜が有機ＳＯＧに
より被覆された構造を有する半導体装置１２の表面にエ
ッチング処理を施す場合、この半導体装置１２を下部電
極１３上に載置し、試料室１１内を真空状態とする。そ
して、上部電極１４及び下部電極１３の間に高周波を印
加し、ガス導入口１１ａから試料室１１内に所定流量の
ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＡｒもしくはＨｅ及び酸素ガスから
なる混合ガスを圧力が１Ｔｏｒｒ以下となるように導入
する。
【００２５】次に、電源１５より上部電極１４及び下部
電極１３間に、８００〜８５０Ｗのパワーで４００ｋＨ
ｚの高周波を印加すると、導入された混合ガスからガス
プラズマが高周波誘導され、半導体装置１２表面がエッ
チングされ、平坦化される。そして未反応ガスや副生成
ガス等は排気口１１ｂから排出される。
電極１３間に、８００〜８５０Ｗのパワーで４００ｋＨ
ｚの高周波を印加すると、導入された混合ガスからガス
プラズマが高周波誘導され、半導体装置１２表面がエッ
チングされ、平坦化される。そして未反応ガスや副生成
ガス等は排気口１１ｂから排出される。
【００２６】上記したエッチング処理を行う半導体装置
１２の構造の一部を図２に示す。
１２の構造の一部を図２に示す。
【００２７】図２に示したように、この半導体装置１２
ではＳｉ基板２１上のＡｌ配線２２がＳｉＯ2 膜２３に
より被覆され、さらにＳｉＯ2 膜２３が有機ＳＯＧ２４
により被覆された構成となっている。
ではＳｉ基板２１上のＡｌ配線２２がＳｉＯ2 膜２３に
より被覆され、さらにＳｉＯ2 膜２３が有機ＳＯＧ２４
により被覆された構成となっている。
【００２８】次に、本発明の組成を有するエッチングガ
スを用いて実際に前記条件で半導体装置１２のエッチン
グ処理を行い、そのときのエッチング速度及び有機ＳＯ
Ｇ２４とＳｉＯ2 膜２３とのエッチング速度比を測定し
た。
スを用いて実際に前記条件で半導体装置１２のエッチン
グ処理を行い、そのときのエッチング速度及び有機ＳＯ
Ｇ２４とＳｉＯ2 膜２３とのエッチング速度比を測定し
た。
【００２９】なお比較例として、酸素を含まず同じフロ
ロカーボン系ガスと不活性ガスのみからなるエッチング
ガスを使用して実施例と同様にエッチング処理を行い、
また酸素を含むが全体のエッチングガスの組成が本発明
の範囲から外れているエッチングガスを使用して実施例
と同様にエッチング処理を行った。ここで前記エッチン
グ速度及び前記エッチング速度比はＳｉＯ2 膜２３が５
０％露出した時の値である。これらの結果を図３〜図６
に示している。
ロカーボン系ガスと不活性ガスのみからなるエッチング
ガスを使用して実施例と同様にエッチング処理を行い、
また酸素を含むが全体のエッチングガスの組成が本発明
の範囲から外れているエッチングガスを使用して実施例
と同様にエッチング処理を行った。ここで前記エッチン
グ速度及び前記エッチング速度比はＳｉＯ2 膜２３が５
０％露出した時の値である。これらの結果を図３〜図６
に示している。
【００３０】図３及び図４はフロロカーボン系ガスに対
してＡｒガスの割合を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロ
カーボン系ガス中のＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガ
スの割合を変化させた場合の２層のエッチング速度比
（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ2 膜）及びエッチング速度をそれ
ぞれ示したグラフである。各曲線は酸素の割合が一定の
場合のデータをプロットしたものである。
してＡｒガスの割合を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロ
カーボン系ガス中のＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガ
スの割合を変化させた場合の２層のエッチング速度比
（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ2 膜）及びエッチング速度をそれ
ぞれ示したグラフである。各曲線は酸素の割合が一定の
場合のデータをプロットしたものである。
【００３１】また、図５及び図６はフロロカーボン系ガ
スに対して酸素ガスの割合を１０ｖｏｌ％に固定し、図
３及び図４と同様にフロロカーボン系ガス中のＣＦ4 と
ＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた場合の
２層のエッチング速度比及びエッチング速度をそれぞれ
示したグラフである。
スに対して酸素ガスの割合を１０ｖｏｌ％に固定し、図
３及び図４と同様にフロロカーボン系ガス中のＣＦ4 と
ＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた場合の
２層のエッチング速度比及びエッチング速度をそれぞれ
示したグラフである。
【００３２】図３〜図６からわかるように、酸素を含ま
ないフロロカーボン系ガスと不活性ガスとの混合ガスや
本発明の組成範囲外の組成を有する混合ガスでは、エッ
チング速度が小さく、エッチング速度比も１付近でコン
トロールするのが難しいのに対し、実施例に係る本発明
の組成範囲内のエッチングガスを用いた場合、エッチン
グガスの組成をコントロールすることによりエッチング
速度比を１付近（好ましくは０．８〜１．２の範囲内）
で容易にコントロールすることができ、かつエッチング
速度が早いため、効率よく半導体装置１２の表面を平坦
化することができる。
ないフロロカーボン系ガスと不活性ガスとの混合ガスや
本発明の組成範囲外の組成を有する混合ガスでは、エッ
チング速度が小さく、エッチング速度比も１付近でコン
トロールするのが難しいのに対し、実施例に係る本発明
の組成範囲内のエッチングガスを用いた場合、エッチン
グガスの組成をコントロールすることによりエッチング
速度比を１付近（好ましくは０．８〜１．２の範囲内）
で容易にコントロールすることができ、かつエッチング
速度が早いため、効率よく半導体装置１２の表面を平坦
化することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るプラズ
マエッチング方法においては、半導体基板上の金属配線
が酸化膜により被覆され、さらに該酸化膜が塗布ガラス
層により被覆された構造を有する半導体装置の表面をガ
スプラズマによりエッチングして平坦化するプラズマエ
ッチング方法において、フロロカーボン系ガスに対する
酸素ガスの割合が０．５〜１５容量％、フロロカーボン
系ガスに対する不活性ガスの割合が４００〜１０００容
量％である混合ガスをエッチングガスとして用いるの
で、前記塗布ガラスと前記酸化膜とのエッチング速度比
を１付近で容易にコントロールすることができ、しかも
早いエッチング速度で再現性よく前記塗布ガラスや前記
酸化膜をエッチングすることができ、前記半導体装置の
表面を効率良く平坦化することができる。
マエッチング方法においては、半導体基板上の金属配線
が酸化膜により被覆され、さらに該酸化膜が塗布ガラス
層により被覆された構造を有する半導体装置の表面をガ
スプラズマによりエッチングして平坦化するプラズマエ
ッチング方法において、フロロカーボン系ガスに対する
酸素ガスの割合が０．５〜１５容量％、フロロカーボン
系ガスに対する不活性ガスの割合が４００〜１０００容
量％である混合ガスをエッチングガスとして用いるの
で、前記塗布ガラスと前記酸化膜とのエッチング速度比
を１付近で容易にコントロールすることができ、しかも
早いエッチング速度で再現性よく前記塗布ガラスや前記
酸化膜をエッチングすることができ、前記半導体装置の
表面を効率良く平坦化することができる。
【図１】本発明の方法を実施する際に使用される平行平
板型プラズマエッチング装置の模式的な断面図である。
板型プラズマエッチング装置の模式的な断面図である。
【図２】プラズマエッチング処理を行う半導体装置の構
造の一部を示した断面図である。
造の一部を示した断面図である。
【図３】フロロカーボン系ガスに対してＡｒガスの割合
を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中の
ＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガスの割合を変化させ
た場合の２層のエッチング速度比（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ
2 膜）を示したグラフである。
を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中の
ＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガスの割合を変化させ
た場合の２層のエッチング速度比（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ
2 膜）を示したグラフである。
【図４】フロロカーボン系ガスに対してＡｒガスの割合
を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中の
ＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガスの割合を変化させ
た場合の有機ＳＯＧのエッチング速度を示したグラフで
ある。
を６００ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中の
ＣＦ4 とＣＨＦ3 の割合及び酸素ガスの割合を変化させ
た場合の有機ＳＯＧのエッチング速度を示したグラフで
ある。
【図５】フロロカーボン系ガスに対してＯ2 ガスの割合
を１０ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中のＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた
場合の２層のエッチング速度比（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ2
膜）を示したグラフである。
を１０ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中のＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた
場合の２層のエッチング速度比（有機ＳＯＧ／ＳｉＯ2
膜）を示したグラフである。
【図６】フロロカーボン系ガスに対してＯ2 ガスの割合
を１０ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中のＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた
場合の有機ＳＯＧのエッチング速度を示したグラフであ
る。
を１０ｖｏｌ％に固定し、フロロカーボン系ガス中のＣ
Ｆ4 とＣＨＦ3 の割合及びＡｒガスの割合を変化させた
場合の有機ＳＯＧのエッチング速度を示したグラフであ
る。
１２ 半導体装置 ２１ Ｓｉ基板 ２２ Ａｌ配線 ２３ ＳｉＯ2 膜 ２４ 有機ＳＯＧ
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/88 Ｋ Ｄ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上の金属配線が酸化膜により
被覆され、さらに該酸化膜が塗布ガラス層により被覆さ
れた構造を有する半導体装置の表面をガスプラズマによ
りエッチングして平坦化するプラズマエッチング方法に
おいて、フロロカーボン系ガスに対する酸素ガスの割合
が０．５〜１５容量％、フロロカーボン系ガスに対する
不活性ガスの割合が４００〜１０００容量％である混合
ガスをエッチングガスとして用いることを特徴とするプ
ラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23826593A JP2950110B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23826593A JP2950110B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794483A true JPH0794483A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2950110B2 JP2950110B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17027614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23826593A Expired - Lifetime JP2950110B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950110B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129920A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-05-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| US7300882B2 (en) | 2003-05-27 | 2007-11-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Etching method and semiconductor device fabricating method |
| JP2010062587A (ja) * | 1999-06-24 | 2010-03-18 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP2013520836A (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-06 | ラム リサーチ コーポレーション | イオン発生と処理ガスの解離の独立制御を有するプラズマエッチングのためのシステム、方法、および装置 |
| US9911578B2 (en) | 2009-12-03 | 2018-03-06 | Lam Research Corporation | Small plasma chamber systems and methods |
| US9967965B2 (en) | 2010-08-06 | 2018-05-08 | Lam Research Corporation | Distributed, concentric multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
| US10283325B2 (en) | 2012-10-10 | 2019-05-07 | Lam Research Corporation | Distributed multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23826593A patent/JP2950110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062587A (ja) * | 1999-06-24 | 2010-03-18 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| US7300882B2 (en) | 2003-05-27 | 2007-11-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Etching method and semiconductor device fabricating method |
| JP2005129920A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-05-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| US9911578B2 (en) | 2009-12-03 | 2018-03-06 | Lam Research Corporation | Small plasma chamber systems and methods |
| JP2013520836A (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-06 | ラム リサーチ コーポレーション | イオン発生と処理ガスの解離の独立制御を有するプラズマエッチングのためのシステム、方法、および装置 |
| US9735020B2 (en) | 2010-02-26 | 2017-08-15 | Lam Research Corporation | System, method and apparatus for plasma etch having independent control of ion generation and dissociation of process gas |
| US9967965B2 (en) | 2010-08-06 | 2018-05-08 | Lam Research Corporation | Distributed, concentric multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
| US10283325B2 (en) | 2012-10-10 | 2019-05-07 | Lam Research Corporation | Distributed multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2950110B2 (ja) | 1999-09-20 |
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