JPH0817798A - Dry etching processing method for benzocyclobutene layer, and forming method for insulating layer for multilayer interconnection by it - Google Patents

Dry etching processing method for benzocyclobutene layer, and forming method for insulating layer for multilayer interconnection by it

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JPH0817798A
JPH0817798A JP14630394A JP14630394A JPH0817798A JP H0817798 A JPH0817798 A JP H0817798A JP 14630394 A JP14630394 A JP 14630394A JP 14630394 A JP14630394 A JP 14630394A JP H0817798 A JPH0817798 A JP H0817798A
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JP
Japan
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layer
gas
etching
benzocyclobutene
forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14630394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Kasuya
行男 糟谷
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a method of performing the dry etching of a benzocyclobutene layer in a short time with good reproducibility, without attaching carbon to the surface of the benzocyclobutene layer. CONSTITUTION:Dry etching of a benzocyclobutene layer 63 is performed by supplying CF4 gas and O2 gas by 80sccm and l20sccm respectively as an etching gas, making the gas pressure in a reaction chamber 0.1-10 Torr, applying RF power 10-1,000W to an electrode and changing the etching gas into a reactive gas 29. Next, attachments on the surface of the benzocyclobutene after the dry etching are removed by using oxygen plasma 35, under conditions of the gas pressure in the reaction chamber 0.1-10 Torr and the RF power less than 300W.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ベンゾシクロブテン
層のドライエッチング処理方法およびそれを用いた多層
配線用絶縁層の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for dry etching a benzocyclobutene layer and a method for forming an insulating layer for multi-layer wiring using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドライエッチングはプラズマエッチング
装置を用いて行なわれ、例えば平行平板電極式のプラズ
マエッチング装置では、以下のよう行われる。反応室に
高周波印加電極と接地電極を有し、反応室内を真空ポン
プで排気した後、CF4 、SF6 、O2 、N2 等のエッ
チングガスを導入する。ガスの流量、排気速度を制御し
て、反応室内のガス圧を調整し、高周波を電極に印加す
ると、電極間の放電によりエッチングガスが解離してイ
オン、電子、中性ラジカルなどが発生し活性状態とな
る。反応性の高くなったガスが試料と反応し、反応生成
物はガスとなって排気されるためエッチングが行われ
る。
2. Description of the Related Art Dry etching is performed by using a plasma etching apparatus. For example, in a parallel plate electrode type plasma etching apparatus, it is performed as follows. The reaction chamber has a high frequency applying electrode and a ground electrode, and the reaction chamber is evacuated by a vacuum pump, and then an etching gas such as CF 4 , SF 6 , O 2 , N 2 or the like is introduced. When the gas pressure in the reaction chamber is adjusted by controlling the gas flow rate and exhaust rate and a high frequency is applied to the electrodes, the etching gas is dissociated by the discharge between the electrodes and ions, electrons, neutral radicals, etc. are generated and activated. It becomes a state. Etching is performed because the highly reactive gas reacts with the sample and the reaction product is discharged as a gas.

【0003】従来、マルチチップモジュールの有機絶縁
材料として、ポリイミドが使用されている。ポリイミド
に代わる有機絶縁材料として伝送特性にすぐれており、
加工のしやすいベンゾシクロブテン(以下BCBと称す
る場合がある)が知られている。
Conventionally, polyimide has been used as an organic insulating material for multichip modules. It has excellent transmission characteristics as an organic insulating material that replaces polyimide,
Benzocyclobutene (hereinafter sometimes referred to as BCB) that is easy to process is known.

【0004】BCB層を多層配線用の絶縁層として用い
る場合、多層配線における配線間を電気的に接続するた
め、BCB層にはドライエッチング法により接続穴が形
成されている。BCB層の表面にカーボン(以下Cと称
する場合がある)が付着すると、BCB層と配線金属
(例えばCu,Ti,Al,Cr)との密着力は、Cが
BCB層に付着していない場合に比べて、著しく小さく
なる。このため、エッチングガスとしてSF6 とO2
混合ガスを用いている。SF6 とO2 の混合ガスをエッ
チングガスとして用いると、この混合ガスが解離してC
が生成することはない。また、反応生成物、ラジカルが
BCB層表面に付着しないようにするため、SF6 とO
2 の混合ガスにArを加えている。
When the BCB layer is used as an insulating layer for multi-layer wiring, connection holes are formed in the BCB layer by dry etching in order to electrically connect the wirings in the multi-layer wiring. When carbon (hereinafter sometimes referred to as C) adheres to the surface of the BCB layer, the adhesion force between the BCB layer and the wiring metal (for example, Cu, Ti, Al, Cr) is determined when C is not adhered to the BCB layer. It is significantly smaller than Therefore, a mixed gas of SF 6 and O 2 is used as the etching gas. When a mixed gas of SF 6 and O 2 is used as an etching gas, this mixed gas is dissociated and C
Will never be generated. In order to prevent reaction products and radicals from adhering to the surface of the BCB layer, SF 6 and O
Ar is added to the mixed gas of 2 .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッチ
ングガスとしてSF6 を用いると、プラズマエッチング
装置の高周波のマッチングを合わせることは困難であ
る。そのため、BCB層のエッチング速度を上昇させる
には限界があり、またBCB層のエッチングを再現性よ
く行うことができないという問題点があった。
However, if SF 6 is used as the etching gas, it is difficult to match the high frequency matching of the plasma etching apparatus. Therefore, there is a limit to increase the etching rate of the BCB layer, and there is a problem that the etching of the BCB layer cannot be performed with good reproducibility.

【0006】また、多層配線用の絶縁層としてBCB層
を用いたとき、所望の絶縁層を形成することは困難であ
った。
Further, when the BCB layer is used as the insulating layer for the multilayer wiring, it is difficult to form a desired insulating layer.

【0007】従って、従来より、BCB層のエッチング
レートを高め、かつ、再現性良くBCB層をエッチング
出来る方法が望まれていた。また、BCB層を用いて
も、所望の絶縁層を形成出来るBCBのエッチング方法
の出現が望まれていた。
Therefore, conventionally, there has been a demand for a method capable of increasing the etching rate of the BCB layer and etching the BCB layer with good reproducibility. Further, even if a BCB layer is used, the advent of a BCB etching method capable of forming a desired insulating layer has been desired.

【0008】さらに、これらBCB層のエッチング方法
を用いて、多層配線用絶縁層を形成する方法が望まれて
いた。
Further, there has been a demand for a method of forming an insulating layer for a multi-layer wiring by using these BCB layer etching methods.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願の第1発明によるドライエッチング処理方
法によれば、先ずBCB層をCF4 とO2 の混合ガスを
用いてドライエッチングする。次にドライエッチング後
のBCB層表面の付着物を、酸素プラズマを用いて除去
する。
In order to achieve this object, according to the dry etching method according to the first invention of this application, the BCB layer is first dry-etched using a mixed gas of CF 4 and O 2. . Next, the deposits on the surface of the BCB layer after the dry etching are removed by using oxygen plasma.

【0010】このようなBCB層をドライエッチングす
る方法とドライエッチング後のBCB層表面の付着物を
除去する方法を用いて、多層配線用の絶縁層を形成する
方法について説明する。
A method of forming an insulating layer for a multi-layer wiring by using the method of dry etching the BCB layer and the method of removing the deposits on the surface of the BCB layer after the dry etching will be described.

【0011】この出願の第2発明による多層配線用絶縁
層の形成方法によれば、先ず基板上に配線層を介してB
CB層を形成する。次に、BCB層上にホトレジスト膜
を形成する。次に、BCB層のビアホール形成予定領域
を露出する開口を形成するように、ホトレジスト膜をパ
ターニングする。次に、パターニング済みのホトレジス
ト膜をマスクとして用いて、CF4 とO2 の混合ガスに
よりBCB層をドライエッチングして配線層を露出する
ビアホールを形成する。次にパターニング済みのホトレ
ジスト膜をO2 ガスを用いたドライエッチングによって
除去する。BCB層のドライエッチング後およびホトレ
ジスト膜のドライエッチング後に現れるBCB層表面の
付着物を、酸素プラズマを用いて、除去することによ
り、ビアホール形成済みのBCB層を多層配線用の絶縁
層とする。
According to the method for forming an insulating layer for a multi-layer wiring according to the second aspect of the present application, first, B is formed on the substrate via the wiring layer.
A CB layer is formed. Next, a photoresist film is formed on the BCB layer. Next, the photoresist film is patterned so as to form an opening that exposes a region where a via hole is to be formed in the BCB layer. Next, using the patterned photoresist film as a mask, the BCB layer is dry-etched with a mixed gas of CF 4 and O 2 to form a via hole exposing the wiring layer. Next, the patterned photoresist film is removed by dry etching using O 2 gas. The deposits on the surface of the BCB layer, which appear after the dry etching of the BCB layer and the dry etching of the photoresist film, are removed by using oxygen plasma, so that the BCB layer in which the via holes have been formed is used as an insulating layer for multilayer wiring.

【0012】さらに、この出願の第3発明による多層配
線用絶縁層の形成方法によれば、先ず基板上に配線層を
介してビアポストを形成する。次に、ビアポストを覆う
ようにBCB層を形成する。次に、CF4 とO2 の混合
ガスにより、ビアポストの上端面が現れるまでBCB層
をドライエッチングする。次にBCB層のドライエッチ
ング後に現れるBCB層表面の付着物を、酸素プラズマ
を用いて除去することにより、ドライエッチング済みの
BCB層を多層配線用の絶縁層とする。
Furthermore, according to the method for forming an insulating layer for a multilayer wiring according to the third invention of this application, first, a via post is formed on a substrate via a wiring layer. Next, a BCB layer is formed so as to cover the via posts. Next, the BCB layer is dry-etched with a mixed gas of CF 4 and O 2 until the upper end surface of the via post appears. Next, the deposits on the surface of the BCB layer that appear after dry etching of the BCB layer are removed using oxygen plasma, so that the dry-etched BCB layer is used as an insulating layer for multilayer wiring.

【0013】[0013]

【作用】このように、BCB層のエッチングガスとして
CF4 とO2 の混合ガスを用いると、プラズマエッチン
グ装置の高周波のマッチングを良好にすることができ
る。
As described above, when the mixed gas of CF 4 and O 2 is used as the etching gas for the BCB layer, the high frequency matching of the plasma etching apparatus can be improved.

【0014】図10は、エッチング速度のRF電力依存
性を示す曲線図である。エッチングガスとしてCF4
2 の混合ガスを用いた場合には、CF4 ガスを80s
ccm、O2 ガスを120sccmで供給し、SF6
2 の混合ガスを用いた場合には、SF6 ガスを80s
ccm、O2 ガスを120sccmで供給している。
FIG. 10 is a curve diagram showing the RF power dependence of the etching rate. When using a mixed gas of CF 4 and O 2 as etching gas, 80s CF 4 gas
ccm, O 2 gas was supplied at 120 sccm, in the case of using a mixed gas of SF 6 and O 2 is, 80s the SF 6 gas
ccm and O 2 gas are supplied at 120 sccm.

【0015】この実験結果によると、RF電力が900
Wのとき、エッチングガスとしてCF4 とO2 の混合ガ
スを用いた場合、エッチング速度は約12000Å/m
inであり、エッチングガスとしてSF6 とO2 の混合
ガスを用いた場合、エッチング速度は約6000Å/m
inである。このようにRF電力が900Wのとき、エ
ッチングガスとしてCF4 とO2 の混合ガスを用いたと
きのエッチング速度は、エッチングガスとしてSF6
2 の混合ガスを用いたときのエッチング速度の約2倍
である。
According to the result of this experiment, the RF power is 900
When W, when a mixed gas of CF 4 and O 2 is used as an etching gas, the etching rate is about 12000Å / m.
and the etching rate is about 6000Å / m when a mixed gas of SF 6 and O 2 is used as the etching gas.
in. Thus, when the RF power is 900 W, the etching rate when a mixed gas of CF 4 and O 2 is used as the etching gas is about the same as the etching rate when a mixed gas of SF 6 and O 2 is used as the etching gas. It is double.

【0016】さらに、酸素プラズマを用いることにより
エッチング後のBCB層表面に付着したCを除去するこ
とができる。
Further, by using oxygen plasma, it is possible to remove C adhering to the surface of the BCB layer after etching.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
つき説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0018】図1(A)〜(C)は、この出願の第1発
明の第1実施例を説明するための工程図である。なお、
各図は主要工程段階の状態を断面切口で概略的に示す図
である。
FIGS. 1A to 1C are process drawings for explaining the first embodiment of the first invention of this application. In addition,
Each drawing is a view schematically showing a state of a main process step by a sectional cut.

【0019】下地61上にBCB層63を形成した後、
BCB層63上にホトレジスト膜を形成し、さらに、開
口67を有するように、ホトレジスト膜のパターニング
が行われているレジストパターニング済み下地69を用
意する。なお、図中65は、パターニング済みホトレジ
スト膜を示す。
After forming the BCB layer 63 on the base 61,
A photoresist film is formed on the BCB layer 63, and a resist-patterned base 69 on which the photoresist film is patterned so as to have the opening 67 is prepared. Incidentally, reference numeral 65 in the figure denotes a patterned photoresist film.

【0020】次に、レジストパターニング済み下地69
を平行平板電極式のプラズマエッチング装置(図示せ
ず)の反応室内に設置する。そして、反応室内を真空
(1×10-4〜1×10-7torr)に引く。その後、
エッチングガスとしてCF4 とO2 の混合ガスを反応室
内に導入し、ガスの流量や排気速度を制御して、反応室
内のガス圧が、0.1〜10Torrになるようにし、
RF電力(10〜1000W)を電極に印加してエッチ
ングガスを反応性ガス29に変えて、BCB層63のド
ライエッチングを行う(図1の(A))。BCB層63
のエッチングが終了したら、CF4 とO2 の混合ガスの
反応室内への導入をやめる。その後、残存ガスを反応室
内から除去するため反応室内を真空に引く。なお、図中
71は、ドライエッチング済みBCB層を示し、73は
開口を示す(図1の(B))。
Next, the resist-patterned base 69 is formed.
Is installed in the reaction chamber of a parallel plate electrode type plasma etching apparatus (not shown). Then, the reaction chamber is evacuated (1 × 10 −4 to 1 × 10 −7 torr). afterwards,
A mixed gas of CF 4 and O 2 is introduced into the reaction chamber as an etching gas, and the gas flow rate and exhaust rate are controlled so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 10 Torr.
RF power (10 to 1000 W) is applied to the electrode to change the etching gas to the reactive gas 29, and the BCB layer 63 is dry-etched ((A) of FIG. 1). BCB layer 63
After the etching is completed, the introduction of the mixed gas of CF 4 and O 2 into the reaction chamber is stopped. Then, the reaction chamber is evacuated to remove the residual gas from the reaction chamber. In the figure, 71 indicates a dry-etched BCB layer, and 73 indicates an opening ((B) of FIG. 1).

【0021】次に、エッチングガスとしてO2 ガスを反
応室内に導入し、ガスの流量や排気速度を制御して、反
応室内のガス圧が、0.1〜10Torrになるように
し、RF電力(10〜1000W)を電極に印加してエ
ッチングガスを反応性ガス33に変えて、パターニング
済みホトレジスト膜65のドライエッチングを行う。な
お、このドライエッチングは所要に応じて行えばよい。
Next, O 2 gas is introduced as an etching gas into the reaction chamber to control the gas flow rate and exhaust rate so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 10 Torr and the RF power ( 10 to 1000 W) is applied to the electrodes to change the etching gas to the reactive gas 33, and the patterned photoresist film 65 is dry-etched. Note that this dry etching may be performed as needed.

【0022】パターニング済みホトレジスト膜65を除
去した後、O2 ガスを反応室内に導入し、ガスの流量や
排気速度を制御して、反応室内のガス圧が、0.1〜1
0Torrになるようにし、RF電力(300W以下)
を電極に印加しO2 ガスを酸素プラズマ35に変えて、
この酸素プラズマ35を用いてBCB層表面の付着物を
除去する(図1の(C))。反応性ガス33を用いたド
ライエッチングを行った場合には、BCB層表面は、主
として、ドライエッチング済みBCB層71の上面と開
口73に露出しているBCB層71の面であり、このド
ライエッチングを行わない場合には、BCB層表面は、
開口73に露出した面となる。
After the patterned photoresist film 65 is removed, O 2 gas is introduced into the reaction chamber to control the gas flow rate and exhaust rate so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 1.
RF power (300W or less) so that it becomes 0 Torr
Is applied to the electrodes to change the O 2 gas to oxygen plasma 35,
The oxygen plasma 35 is used to remove the deposits on the surface of the BCB layer ((C) of FIG. 1). When dry etching using the reactive gas 33 is performed, the surface of the BCB layer is mainly the upper surface of the dry-etched BCB layer 71 and the surface of the BCB layer 71 exposed in the opening 73. If not performed, the BCB layer surface is
The surface is exposed in the opening 73.

【0023】図2(A)〜(C)は、この出願の第1発
明の第2実施例を説明するための工程図である。なお、
各図は主要工程段階の状態を断面切口で概略的に示す図
である。
2A to 2C are process drawings for explaining the second embodiment of the first invention of this application. In addition,
Each drawing is a view schematically showing a state of a main process step by a sectional cut.

【0024】下地61上に凸形物質75を形成し、凸形
物質75を覆うようにBCB層63を形成しているBC
B層形成済み下地77を用意する。
BC in which the convex material 75 is formed on the base 61, and the BCB layer 63 is formed so as to cover the convex material 75.
A base 77 on which the B layer has been formed is prepared.

【0025】次に、BCB層形成済み下地77を平行平
板電極式のプラズマエッチング装置(図示せず)の反応
室内に設置した後、真空(1×10-4〜1×10-7to
rr)に引く。その後、エッチングガスとしてCF4
2 の混合ガスを反応室内に導入し、ガスの流量や排気
速度を制御して、反応室内のガス圧が、0.1〜10T
orrになるようにし、RF電力(10〜1000W)
を電極に印加してエッチングガスを反応性ガス29に変
えて、凸形物質75の上端面が現れるまでBCB層63
のドライエッチングを行う(図2の(A))。BCB層
63のエッチングが終了したら、CF4 とO2 の混合ガ
スの反応室内への導入をやめる。その後、残存ガスを反
応室内から除去するため、反応室内を真空に引く。な
お、図中79は、ドライエッチング済みBCB層を示す
(図2の(B))。
Next, the BCB layer-formed underlayer 77 is placed in the reaction chamber of a parallel plate electrode type plasma etching apparatus (not shown), and then vacuum (1 × 10 −4 to 1 × 10 −7 to).
rr). After that, a mixed gas of CF 4 and O 2 is introduced into the reaction chamber as an etching gas, the gas flow rate and the exhaust rate are controlled, and the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 10 T.
RF power (10 to 1000W)
Is applied to the electrode to change the etching gas into the reactive gas 29, and the BCB layer 63 is formed until the upper end surface of the convex material 75 appears.
Dry etching is performed ((A) of FIG. 2). When the etching of the BCB layer 63 is completed, the introduction of the mixed gas of CF 4 and O 2 into the reaction chamber is stopped. Then, in order to remove the residual gas from the reaction chamber, a vacuum is drawn inside the reaction chamber. Incidentally, reference numeral 79 in the figure denotes a dry-etched BCB layer ((B) of FIG. 2).

【0026】次に、O2 ガスを反応室内に導入し、ガス
の流量や排気速度を制御して、反応室内のガス圧が、
0.1〜10Torrになるようにし、RF電力(30
0W以下)を電極に印加しO2 ガスを酸素プラズマ35
に変えて、この酸素プラズマ35を用いてBCB層表面
の付着物を除去する(図2の(C))。
Next, O 2 gas is introduced into the reaction chamber, the gas flow rate and the exhaust rate are controlled, and the gas pressure in the reaction chamber is changed to
RF power (30
(0 W or less) is applied to the electrode and O 2 gas is supplied to oxygen plasma 35
Instead, the oxygen plasma 35 is used to remove the deposits on the surface of the BCB layer ((C) of FIG. 2).

【0027】図3(A)〜(C),図4(A)〜
(C),図5(A)、(B)は、この出願の第1発明の
第1実施例を利用した第2発明の実施例の説明に供す
る、多層配線用絶縁層の形成方法を説明するための工程
図である。なお、各図は主要工程段階で多層配線用の絶
縁層形成の状態を断面切口で概略的に示す図である。
3A to 3C and 4A to
FIGS. 5 (C), 5 (A), and 5 (B) explain a method of forming an insulating layer for a multilayer wiring, which is used to explain an embodiment of a second invention utilizing the first embodiment of the first invention of this application. It is a process drawing for doing. In addition, each drawing is a view schematically showing a state of forming an insulating layer for a multi-layer wiring in a cross-section cut in a main process step.

【0028】先ず、セラミックス基板11上に作製した
第1BCB層13上に、配線層15を形成した配線済み
基板17を用意する(図3の(A))。配線済み基板1
7上に、配線層15を介して第2BCB層19をスピン
コート、バーコート、ロールコートのうち、いずれか一
つの方法を用いて形成し、然る後、ハーフキュア(約2
00℃、30〜120分)を行って、図3の(B)に示
すような構造体を得る。この実施例では、配線層は、配
線金属としてCuを用い、電解めっき法により形成す
る。
First, a wiring-completed substrate 17 having a wiring layer 15 formed on the first BCB layer 13 formed on the ceramics substrate 11 is prepared ((A) of FIG. 3). Pre-wired board 1
The second BCB layer 19 is formed on the wiring layer 7 via the wiring layer 15 by any one method of spin coating, bar coating, and roll coating. After that, half cure (about 2
The temperature is set to 00 ° C. for 30 to 120 minutes to obtain a structure as shown in FIG. In this embodiment, the wiring layer is formed by electrolytic plating using Cu as the wiring metal.

【0029】次に、第2BCB層19上に、ホトレジス
トをコーティングし、プリベークを行い、ホトレジスト
膜21を形成する(図3の(C))。この実施例では、
ホトレジストとしてノボラック樹脂をベースとしたポジ
型レジストを用いる。
Next, a photoresist is coated on the second BCB layer 19 and prebaked to form a photoresist film 21 ((C) in FIG. 3). In this example,
A positive resist based on novolac resin is used as the photoresist.

【0030】次に、第2BCB層19のビアホール形成
予定領域を露出する開口23を形成するように、このホ
トレジスト膜21をパターニングする(図4の
(A))。なお、図中25は、パターニング済みホトレ
ジスト膜を示す。
Next, the photoresist film 21 is patterned so as to form the opening 23 exposing the via hole formation planned region of the second BCB layer 19 ((A) of FIG. 4). In the figure, 25 indicates a patterned photoresist film.

【0031】次に、レジストパターニング済み基板27
を平行平板電極式のプラズマエッチング装置(図示せ
ず)の反応室内に設置する。そして、反応室内を真空
(1×10-4〜1×10-7torr)に引く。その後、
エッチングガスとしてCF4 とO2 の混合ガスを反応室
内に導入し、ガスの流量や排気速度を制御して、反応室
内のガス圧が、0.1〜10Torrになるようにし、
RF電力(10〜1000W)を電極に印加してエッチ
ングガスを反応性ガス29に変えて、第2BCB層19
のドライエッチングを行う(図4の(B))。第2BC
B層19のエッチングが終了したら、CF4 とO2 の混
合ガスの反応室内への導入をやめる。その後、残存ガス
を反応室内から除去するため反応室内を真空に引く。な
お、図中31は、ドライエッチング済み第2BCB層を
示し、34はビアホールを示す(図4の(C))。
Next, the resist-patterned substrate 27
Is installed in the reaction chamber of a parallel plate electrode type plasma etching apparatus (not shown). Then, the reaction chamber is evacuated (1 × 10 −4 to 1 × 10 −7 torr). afterwards,
A mixed gas of CF 4 and O 2 is introduced into the reaction chamber as an etching gas, and the gas flow rate and exhaust rate are controlled so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 10 Torr.
RF power (10 to 1000 W) is applied to the electrodes to change the etching gas into the reactive gas 29, and the second BCB layer 19
Dry etching is performed (FIG. 4B). Second BC
After etching the B layer 19, the introduction of the mixed gas of CF 4 and O 2 into the reaction chamber is stopped. Then, the reaction chamber is evacuated to remove the residual gas from the reaction chamber. In the figure, 31 indicates a dry-etched second BCB layer, and 34 indicates a via hole ((C) of FIG. 4).

【0032】次に、エッチングガスとしてO2 ガスを反
応室内に導入し、ガスの流量や排気速度を制御して、反
応室内のガス圧が、0.1〜10Torrになるように
し、RF電力(10〜1000W)を電極に印加してエ
ッチングガスを反応性ガス33に変えて、パターニング
済みホトレジスト膜25のドライエッチングを行う(図
4の(C))。この時、O2 ガスによる反応性ガスで
は、BCB層はほとんどエッチングされないことが知ら
れている。ホトレジストはBCBと比較して、O2 ガス
やその反応性ガスに対する耐性が非常に小さいためエッ
チングの選択比が大きくとれる。
Next, O 2 gas as an etching gas is introduced into the reaction chamber, the flow rate and exhaust speed of the gas are controlled so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 10 Torr, and the RF power ( 10 to 1000 W) is applied to the electrodes to change the etching gas to the reactive gas 33, and the patterned photoresist film 25 is dry-etched ((C) of FIG. 4). At this time, it is known that the BCB layer is hardly etched by the reactive gas of O 2 gas. Compared with BCB, photoresist has a very low resistance to O 2 gas and its reactive gas, and therefore a large etching selection ratio can be obtained.

【0033】パターニング済みホトレジスト膜25を除
去した後、O2 ガスを反応室内に導入し、ガスの流量や
排気速度を制御して、反応室内のガス圧が、0.1〜1
0Torrになるようにし、RF電力(300W以下)
を電極に印加しO2 ガスを酸素プラズマ35に変えて、
この酸素プラズマ35を用いてBCB層表面の付着物を
除去する(図5の(A))。除去される付着物として、
次のようなものがある。第2BCB層19をエッチング
するときの生成物、パターニング済みホトレジスト膜2
5をエッチングするときの生成物、第2BCB層19を
エッチングするときに用いるエッチングガスから生成す
るラジカル、パターニング済みホトレジスト膜25をエ
ッチングするときに用いるエッチングガスから生成する
ラジカルなどがある。これら付着物の中には、Cも含ま
れている。
After the patterned photoresist film 25 is removed, O 2 gas is introduced into the reaction chamber to control the gas flow rate and exhaust rate so that the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 1.
RF power (300W or less) so that it becomes 0 Torr
Is applied to the electrodes to change the O 2 gas to oxygen plasma 35,
The oxygen plasma 35 is used to remove the deposits on the surface of the BCB layer ((A) of FIG. 5). As deposits to be removed,
There are the following. Product when etching the second BCB layer 19, patterned photoresist film 2
5, a radical generated from an etching gas used to etch the second BCB layer 19, a radical generated from an etching gas used to etch the patterned photoresist film 25, and the like. C is also contained in these deposits.

【0034】このような工程を経て、多層配線用絶縁層
37を形成する(図5の(B))。
Through these steps, the insulating layer 37 for multilayer wiring is formed (FIG. 5B).

【0035】図6(A)〜(C)、図7(A)〜
(C)、図8(A)〜(C)、図9は、この出願の第1
発明の第2実施例を利用した第3発明の実施例の説明に
供する、多層配線用絶縁層の形成方法を説明するための
工程図である。なお、各図は主要工程段階で多層配線用
の絶縁層形成の状態を断面切口で概略的に示す図であ
る。
6A to 6C and 7A to 7C.
(C), FIG. 8 (A)-(C), and FIG. 9 are the 1st of this application.
FIG. 9 is a process chart for explaining a method for forming an insulating layer for a multilayer wiring, which is used for describing an example of a third invention using the second example of the invention. In addition, each drawing is a view schematically showing a state of forming an insulating layer for a multi-layer wiring in a cross-section cut in a main process step.

【0036】先ず、ビアポストの形成方法について説明
する。セラミックス基板11上に第1BCB層13を形
成した第1BCB層形成済み基板42を用意する(図6
の(A))。第1BCB層形成済み基板42上に、BC
B層13を介して、カレントフィルム(図示せず)を形
成する。この実施例では、カレントフィルムは、Cuを
用い、スパッタ法により形成する。次に、カレントフィ
ルム上に、Cuを用い、電解めっき法により、配線層1
5を形成する(図6の(B))。次に、配線層とカレン
トフィルムを覆うようにホトレジスト膜41を形成する
(図6の(C))。その後、ホトレジスト膜のパターニ
ングを行い、配線層上にビアポストを形成するための開
口43を作製する(図7の(A))。なお、図中45は
パターニング済みホトレジスト膜を示す。次に、Cuを
用い、電解めっき法により、開口43内にビアポスト4
7を形成する(図7の(B))。この実施例では、カレ
ントフィルム、配線層およびビアポストを同じ材料を用
いて形成している。次に、パターニング済みのホトレジ
スト膜を除去した後、カレントフィルムを除去する。そ
の結果、図7の(C)に示すような構造体を得る。
First, a method of forming via posts will be described. A first BCB layer-formed substrate 42 in which the first BCB layer 13 is formed on the ceramic substrate 11 is prepared (FIG. 6).
(A)). BC is formed on the substrate 42 on which the first BCB layer is formed.
A current film (not shown) is formed through the B layer 13. In this embodiment, the current film is made of Cu and is formed by the sputtering method. Next, on the current film, the wiring layer 1 is formed by using Cu and electrolytic plating.
5 is formed ((B) of FIG. 6). Next, a photoresist film 41 is formed so as to cover the wiring layer and the current film ((C) of FIG. 6). After that, the photoresist film is patterned to form an opening 43 for forming a via post on the wiring layer ((A) of FIG. 7). Reference numeral 45 in the drawing denotes a patterned photoresist film. Next, the via post 4 is formed in the opening 43 by electrolytic plating using Cu.
7 is formed ((B) of FIG. 7). In this embodiment, the current film, the wiring layer and the via post are formed by using the same material. Next, after removing the patterned photoresist film, the current film is removed. As a result, a structure as shown in FIG. 7C is obtained.

【0037】このようにして形成したビアポスト47を
用いて、次のようにして多層配線用の絶縁層を形成す
る。配線層15とビアポスト47を覆うように、第2B
CB層49をスピンコート、バーコート、ロールコート
のうち、いずれか一つの方法を用いて形成し、ハーフキ
ュア(約200℃、30〜120分)を行って図8の
(A)に示すような構造体を得る。
Using the via post 47 thus formed, an insulating layer for multilayer wiring is formed as follows. Second B so as to cover the wiring layer 15 and the via post 47.
The CB layer 49 is formed by using one of spin coating, bar coating, and roll coating, and is subjected to half cure (about 200 ° C. for 30 to 120 minutes), as shown in FIG. To obtain a simple structure.

【0038】次に、第2BCB層形成済み基板51を平
行平板電極式のプラズマエッチング装置(図示せず)の
反応室内に設置した後、真空(1×10-4〜1×10-7
torr)に引く。その後、エッチングガスとしてCF
4 とO2 の混合ガスを反応室内に導入し、ガスの流量や
排気速度を制御して、反応室内のガス圧が、0.1〜1
0Torrになるようにし、RF電力(10〜1000
W)を電極に印加してエッチングガスを反応性ガス29
に変えて、ビアポスト47の上端面が現れるまで第2B
CB層49のドライエッチングを行う(図8の
(B))。第2BCB層49のエッチングが終了した
ら、CF4 とO2 の混合ガスの反応室内への導入をやめ
る。その後、残存ガスを反応室内から除去するため、反
応室内を真空に引く。なお、図中53は、ドライエッチ
ング済み第2BCB層を示す(図8の(C))。
Next, the second BCB layer-formed substrate 51 is placed in a reaction chamber of a parallel plate electrode type plasma etching apparatus (not shown), and then vacuum (1 × 10 −4 to 1 × 10 −7) is set.
torr). After that, CF is used as an etching gas.
A mixed gas of 4 and O 2 is introduced into the reaction chamber, the gas flow rate and the exhaust speed are controlled, and the gas pressure in the reaction chamber is 0.1 to 1
RF power (10 to 1000)
W) is applied to the electrode and etching gas is used as reactive gas 29
Change to 2B until the upper end surface of the via post 47 appears.
Dry etching of the CB layer 49 is performed ((B) of FIG. 8). After the etching of the second BCB layer 49 is completed, the introduction of the mixed gas of CF 4 and O 2 into the reaction chamber is stopped. Then, in order to remove the residual gas from the reaction chamber, a vacuum is drawn inside the reaction chamber. Incidentally, reference numeral 53 in the drawing denotes a dry-etched second BCB layer ((C) of FIG. 8).

【0039】次に、O2 ガスを反応室内に導入し、ガス
の流量や排気速度を制御して、反応室内のガス圧が、
0.1〜10Torrになるようにし、RF電力(30
0W以下)を電極に印加しO2 ガスを酸素プラズマ35
に変えて、この酸素プラズマ35を用いて第2BCB層
表面の付着物を除去する(図8の(C))。
Next, O 2 gas is introduced into the reaction chamber, the gas flow rate and the exhaust rate are controlled, and the gas pressure in the reaction chamber is changed to
RF power (30
(0 W or less) is applied to the electrode and O 2 gas is supplied to oxygen plasma 35
Instead, the oxygen plasma 35 is used to remove the deposits on the surface of the second BCB layer ((C) of FIG. 8).

【0040】このような工程を経て、多層配線用絶縁層
55を形成する(図9)。
Through these steps, the insulating layer 55 for multilayer wiring is formed (FIG. 9).

【0041】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではないことは明らかである。例えば、上述の各
実施例では、基板としてセラミックスを用いたが、Si
ウエハやガラスを用いてもよい。また、カレントフィル
ム、ビアポストおよび配線層をCuを用いて形成した
が、Cr、Ti、Al、Ni、Auを用いて形成しても
よい。また、配線層とビアポストを電解めっき法により
形成したが、スパッタ法、蒸着法、無電解めっき法によ
り形成してもよい。
Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, in each of the above-described embodiments, ceramics was used as the substrate, but Si
A wafer or glass may be used. Further, although the current film, the via post and the wiring layer are formed using Cu, they may be formed using Cr, Ti, Al, Ni or Au. Further, although the wiring layer and the via post are formed by the electrolytic plating method, they may be formed by the sputtering method, the vapor deposition method, or the electroless plating method.

【0042】ここでは、第1発明によるBCB層のドラ
イエッチング処理方法を多層配線用絶縁層を形成する場
合について適用したが、BCB層を用いるすべてのプロ
セス、例えば磁気ハードディスクや液晶ディスプレイに
使用される絶縁層や表面保護膜を作製するプロセスに適
用することは可能である。
Here, the dry etching method of the BCB layer according to the first invention is applied to the case of forming the insulating layer for the multilayer wiring, but it is used for all processes using the BCB layer, for example, a magnetic hard disk or a liquid crystal display. It can be applied to a process of forming an insulating layer or a surface protective film.

【0043】[0043]

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明によるBCB層のドライエッチング処理方法によれ
ば、エッチングガスとしてCF4 とO2 の混合ガスを用
いているため、RF電力を大きくしてもプラズマエッチ
ング装置の高周波のマッチングを容易に合わせることが
できる。また、プラズマエッチング装置の高周波は、反
応室内の位置により一定である。これらのことからエッ
チングガスとしてCF4とO2 の混合ガスを用いると、
エッチングガスとしてSF6 とO2 の混合ガスを用いる
場合に比べて、BCB層のエッチングを速く行うことが
できる。また、BCB層のエッチングを再現性よく行う
ことができる。
As is apparent from the above description, according to the dry etching method for the BCB layer according to the present invention, since the mixed gas of CF 4 and O 2 is used as the etching gas, the RF power is increased. However, the high frequency matching of the plasma etching apparatus can be easily matched. Further, the high frequency of the plasma etching apparatus is constant depending on the position inside the reaction chamber. From these things, when a mixed gas of CF 4 and O 2 is used as an etching gas,
The BCB layer can be etched faster than when a mixed gas of SF 6 and O 2 is used as an etching gas. In addition, etching of the BCB layer can be performed with good reproducibility.

【0044】さらに、エッチング後のBCB層表面の付
着物を酸素プラズマを用いて除去するため、BCB層表
面のCの付着の問題がない。
Further, since the deposit on the surface of the BCB layer after etching is removed by using oxygen plasma, there is no problem of depositing C on the surface of the BCB layer.

【0045】また、この出願の第1発明によるBCB層
のドライエッチング処理方法を用いて、多層配線用の絶
縁層を形成すると所望の絶縁層を形成することができ
る。
When the dry etching method for the BCB layer according to the first invention of this application is used to form an insulating layer for a multilayer wiring, a desired insulating layer can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)〜(C)は、第1発明の第1実施例を説
明するための工程図である。
1A to 1C are process diagrams for explaining a first embodiment of the first invention.

【図2】(A)〜(C)は、第1発明の第2実施例を説
明するための工程図である。
FIG. 2A to FIG. 2C are process drawings for explaining a second embodiment of the first invention.

【図3】(A)〜(C)は、第1発明の第1実施例を利
用した第2発明の実施例を説明するための工程図であ
る。
3A to 3C are process drawings for explaining an embodiment of a second invention utilizing the first embodiment of the first invention.

【図4】(A)〜(C)は、第1発明の第1実施例を利
用した第2発明の実施例を説明するための図3に続く工
程図である。
4A to 4C are process diagrams subsequent to FIG. 3 for explaining an embodiment of a second invention utilizing the first embodiment of the first invention.

【図5】(A)及び(B)は、第1発明の第1実施例を
利用した第2発明の実施例を説明するための図4に続く
工程図である。
5A and 5B are process diagrams following FIG. 4 for explaining an embodiment of a second invention using the first embodiment of the first invention.

【図6】(A)〜(C)は、第1発明の第2実施例を利
用した第3発明の実施例を説明するための工程図であ
る。
6A to 6C are process drawings for explaining an embodiment of a third invention utilizing the second embodiment of the first invention.

【図7】(A)〜(C)は、第1発明の第2実施例を利
用した第3発明の実施例を説明するための図6に続く工
程図である。
7A to 7C are process diagrams following FIG. 6 for explaining an embodiment of a third invention utilizing the second embodiment of the first invention.

【図8】(A)〜(C)は、第1発明の第2実施例を利
用した第3発明の実施例を説明するための図7に続く工
程図である。
8A to 8C are process diagrams subsequent to FIG. 7 for explaining an embodiment of a third invention using the second embodiment of the first invention.

【図9】第1発明の第2実施例を利用した第3発明の実
施例を説明するための図8に続く工程図である。
9 is a process diagram following FIG. 8 for explaining an embodiment of the third invention utilizing the second embodiment of the first invention. FIG.

【図10】エッチング速度のRF電力依存性を示す曲線
図である。
FIG. 10 is a curve diagram showing RF power dependence of etching rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:基板 13:第1BCB層 15:配線層 17:配線済み基板 19:第2BCB層 21:ホトレジスト膜 23:開口 25:パターニング済みホトレジスト膜 27:レジストパターニング済み基板 29:反応性ガス 31:ドライエッチング済み第2BCB層 33:反応性ガス 34:ビアホール 35:酸素プラズマ 37:多層配線用絶縁層 41:ホトレジスト膜 42:第1BCB層形成済み基板 43:開口 45:パターニング済みホトレジスト膜 47:ビアポスト 49:第2BCB層 51:第2BCB層形成済み基板 53:ドライエッチング済み第2BCB層 55:多層配線用絶縁層 61:下地 63:BCB層 65:パターニング済みホトレジスト膜 67:開口 69:パターニング済み下地 71:ドライエッチング済みBCB層 73:開口 75:凸形物質 77:BCB層形成済み下地 79:ドライエッチング済みBCB層 11: Substrate 13: First BCB Layer 15: Wiring Layer 17: Wiring Substrate 19: Second BCB Layer 21: Photoresist Film 23: Opening 25: Patterned Photoresist Film 27: Resist Patterned Substrate 29: Reactive Gas 31: Dry Etching Completed second BCB layer 33: Reactive gas 34: Via hole 35: Oxygen plasma 37: Insulation layer for multilayer wiring 41: Photoresist film 42: First BCB layer formed substrate 43: Opening 45: Patterned photoresist film 47: Via post 49: No. 2 BCB layer 51: Second BCB layer formed substrate 53: Dry-etched second BCB layer 55: Multilayer wiring insulating layer 61: Underlayer 63: BCB layer 65: Patterned photoresist film 67: Opening 69: Patterned underlayer 71: Dry etching Already B B layer 73: opening 75: convex material 77: BCB layer already formed underlying 79: dry etched BCB layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベンゾシクロブテン層をCF4 とO2
混合ガスを用いてドライエッチングする工程と、 ドライエッチング後のベンゾシクロブテン層表面の付着
物を、酸素プラズマを用いて、除去する工程と、を含む
ことを特徴とするベンゾシクロブテン層のドライエッチ
ング処理方法。
1. A step of dry-etching a benzocyclobutene layer using a mixed gas of CF 4 and O 2 , and a step of removing deposits on the surface of the benzocyclobutene layer after dry etching using oxygen plasma. And a dry etching treatment method for a benzocyclobutene layer.
【請求項2】 基板上に配線層を介してベンゾシクロブ
テン層を形成する工程と、 該ベンゾシクロブテン層上にホトレジスト膜を形成する
工程と、 ベンゾシクロブテン層のビアホール形成予定領域を露出
する開口を形成するように、該ホトレジスト膜をパター
ニングする工程と、 パターニング済みのホトレジスト膜をマスクとして用い
て、CF4 とO2 の混合ガスにより前記ベンゾシクロブ
テン層をドライエッチングして前記配線層を露出するビ
アホールを形成する工程と、 パターニング済みの前記ホトレジスト膜をO2 ガスを用
いたドライエッチングによって除去する工程と、 前記ベンゾシクロブテン層のドライエッチング後および
前記ホトレジスト膜のドライエッチング後に現れるベン
ゾシクロブテン層表面の付着物を、酸素プラズマを用い
て、除去することにより、ビアホール形成済みの前記ベ
ンゾシクロブテン層を多層配線用絶縁層とする工程と、
を含むことを特徴とする多層配線用絶縁層の形成方法。
2. A step of forming a benzocyclobutene layer on a substrate via a wiring layer, a step of forming a photoresist film on the benzocyclobutene layer, and exposing a via hole formation planned region of the benzocyclobutene layer. Patterning the photoresist film so as to form an opening; and using the patterned photoresist film as a mask, dry-etch the benzocyclobutene layer with a mixed gas of CF 4 and O 2 to form the wiring layer. A step of forming an exposed via hole; a step of removing the patterned photoresist film by dry etching using O 2 gas; a step of removing benzocyclobutene after the benzocyclobutene layer and the photoresist film by dry etching; Oxygen plasma is used to remove the deposits on the butene layer surface. There, by removing the steps of the benzocyclobutene layer of the via hole has been formed as a multilayer wiring insulating layer,
A method for forming an insulating layer for multi-layer wiring, comprising:
【請求項3】 基板上に配線層を介してビアポストを形
成する工程と、 該ビアポストを覆うようにベンゾシクロブテン層を形成
する工程と、 CF4 とO2 の混合ガスにより、前記ビアポストの上端
面が現れるまで該ベンゾシクロブテン層をドライエッチ
ングする工程と、 前記ベンゾシクロブテン層のドライエッチング後に現れ
るベンゾシクロブテン層表面の付着物を、酸素プラズマ
を用いて除去することにより、ドライエッチング済みの
前記ベンゾシクロブテン層を多層配線用絶縁層とする工
程と、を含むことを特徴とする多層配線用絶縁層の形成
方法。
3. A step of forming a via post on a substrate via a wiring layer, a step of forming a benzocyclobutene layer so as to cover the via post, and a step of forming a benzocyclobutene layer on the via post by a mixed gas of CF 4 and O 2. A step of dry-etching the benzocyclobutene layer until an end surface appears, and a deposit on the surface of the benzocyclobutene layer that appears after the dry etching of the benzocyclobutene layer is removed using oxygen plasma to obtain a dry-etched product. A step of forming the benzocyclobutene layer as an insulating layer for multilayer wiring, the method for forming an insulating layer for multilayer wiring.
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