JPS62183531A - 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
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- JPS62183531A JPS62183531A JP2402286A JP2402286A JPS62183531A JP S62183531 A JPS62183531 A JP S62183531A JP 2402286 A JP2402286 A JP 2402286A JP 2402286 A JP2402286 A JP 2402286A JP S62183531 A JPS62183531 A JP S62183531A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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】
(産業上の利用分野)
本発明線、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
あシ、詳しくは、エッチバック法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
あシ、詳しくは、エッチバック法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、厚いフィールド酸化換や電極にエ
リ段差が形成される。仁の後、Stow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t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ャドウ効
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友。そこで、
絶縁膜の贋金平坦化する技術としてエッチバック法が開
発されている。
集積回路の製造では、厚いフィールド酸化換や電極にエ
リ段差が形成される。仁の後、Stow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t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ャドウ効
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友。そこで、
絶縁膜の贋金平坦化する技術としてエッチバック法が開
発されている。
第4図は従来のエッチバッ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J!42が形
成された基板1上に、Sin、やSiNからなる絶縁@
3’t−CVD法等にLり形成する。
。図a及びbに示すように、配線となる金J!42が形
成された基板1上に、Sin、やSiNからなる絶縁@
3’t−CVD法等にL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@
4′ヲスピン塗布する。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)0次に、絶縁膜3
′と塗布M 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#、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歪性で
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工9塗布Pa4′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
ってしまう欠点があった。また、ウェハ面内の配線ピッ
チの違いにより塗布膜の被覆状態が異なるため、ウェハ
のどの部分でも塗布膜が残らないようにするため必要以
上にエツチングしなければならない欠点もあった。塗布
膜の有機高分子が残った場合には、この上にさらに配線
となる金属ケ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
るなどの問題ケ生じていた。
4′ヲスピン塗布する。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)0次に、絶縁膜3
′と塗布M 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#、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歪性で
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工9塗布Pa4′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
ってしまう欠点があった。また、ウェハ面内の配線ピッ
チの違いにより塗布膜の被覆状態が異なるため、ウェハ
のどの部分でも塗布膜が残らないようにするため必要以
上にエツチングしなければならない欠点もあった。塗布
膜の有機高分子が残った場合には、この上にさらに配線
となる金属ケ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
るなどの問題ケ生じていた。
(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0 上記の目的を達成するため、本発明は凹凸を有する基板
上に絶縁膜を堆積する工程と、鈑絶縁膜上にシリコーン
樹脂を塗布する工程と、前記絶縁膜及び前記シリコーン
樹脂をエツチングする工程を含む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。
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0 上記の目的を達成するため、本発明は凹凸を有する基板
上に絶縁膜を堆積する工程と、鈑絶縁膜上にシリコーン
樹脂を塗布する工程と、前記絶縁膜及び前記シリコーン
樹脂をエツチングする工程を含む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。
次に本発明の詳細な説明する。なお実施例は一つの例示
であって、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ろことは言うまでもない。
であって、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ろ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は基板上に金属層2を形成した状態を示し
、図すは図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。
、図すは図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@高分子膜同様スピン翅布可能であるた
め、ホトレジストのかゎシ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5i−0結合を持つため、酸素に対しては耐性含
有するがh 5ift同様CF4などのフッ素含有ガス
プラズマで容易にエツチングできる特徴を有する。
素から成り、有@高分子膜同様スピン翅布可能であるた
め、ホトレジストのかゎシ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5i−0結合を持つため、酸素に対しては耐性含
有するがh 5ift同様CF4などのフッ素含有ガス
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、CF40.01 Torr 、 300 Wの
条件では、5iftが250λ/分でエツチングできる
のに対し、シリコーン樹脂は500^/分の速度でエツ
チングできる。従って、フッ素含有ガスプラズマでシリ
コーン樹脂とSin、の工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、エッチバ
ックできる。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v&露出後もエツチング速度は速くならず
、図dを経て図eのような平坦化層3′が得られること
になる。
条件では、5iftが250λ/分でエツチングできる
のに対し、シリコーン樹脂は500^/分の速度でエツ
チングできる。従って、フッ素含有ガスプラズマでシリ
コーン樹脂とSin、の工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、エッチバ
ックできる。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v&露出後もエツチング速度は速くならず
、図d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5iOzk同様にエツチングする条件
は、例えば、CF4+Htの混合ガスを用いればよい。
は、例えば、CF4+Htの混合ガスを用いればよい。
第2図は、 0.01 Torrの圧力下でCF、にH
t’に混合してエツチングした時の% at混合量とシ
リコーン樹脂s 5iOzのエツチング速度を示す。
t’に混合してエツチングした時の% at混合量とシ
リコーン樹脂s 5iOz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。
ことがわかる。
第3図は、1.5μm幅1μm尚さの段差上にCVD法
に工り5iOttl’2μm堆積し、この上にシリコ−
ン樹脂を同様に2μm形成した後、CF、+35%H3
の混合ガスによりエッチバックし′fc時の、エッチバ
ック量と段差部囚段差間03)の差(A−B)を示して
いる。エッチバックが進み、Sin、が露出しても平坦
化度を示すA−Hの値は変化せず、良好な平坦化が行な
われていることがわかる。
に工り5iOttl’2μm堆積し、この上にシリコ−
ン樹脂を同様に2μm形成した後、CF、+35%H3
の混合ガスによりエッチバックし′fc時の、エッチバ
ック量と段差部囚段差間03)の差(A−B)を示して
いる。エッチバックが進み、Sin、が露出しても平坦
化度を示すA−Hの値は変化せず、良好な平坦化が行な
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、油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
でシリコーン樹脂全処理した後のオージェ分析結果では
、0.4 Torr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っ
た。0.3 Torrのガスプラズマでは100 nm
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。従って、段差密度
の不均一化に工9ウェハ面内でシリコーン樹脂の膜厚が
ばらつき、エッチバック後部分的にシリコーン樹脂が残
ったとしても、0−4 Torr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ックなどの問題が生じるこ
とがなくなる0このシリコーン樹脂の酸化膜への変換は
、膜収縮を伴なうためにできるだけ薄い膜厚で行なった
方が良く、膜の割れを考慮した場合、その膜厚は0.5
μm以下が望ましい。
下ではSiOと同様の酸化膜にすることができる。これ
は、油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
でシリコーン樹脂全処理した後のオージェ分析結果では
、0.4 Torr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っ
た。0.3 Torrのガスプラズマでは100 nm
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。従って、段差密度
の不均一化に工9ウェハ面内でシリコーン樹脂の膜厚が
ばらつき、エッチバック後部分的にシリコーン樹脂が残
ったとしても、0−4 Torr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ックなどの問題が生じるこ
とがなくなる0このシリコーン樹脂の酸化膜への変換は
、膜収縮を伴なうためにできるだけ薄い膜厚で行なった
方が良く、膜の割れを考慮した場合、その膜厚は0.5
μm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バタ
7に形成し、この後SiH41Torr、 O@I
Torr+ 420℃の条件で5iOt’t:3 pm
堆積した。
7に形成し、この後SiH41Torr、 O@I
Torr+ 420℃の条件で5iOt’t:3 pm
堆積した。
次に、シリコーン樹脂を2μmスピン塗布法により形成
し、CF、+35%H1の混合ガスプラズマによF)
0.01 Torrの圧力下で3μmμmフェッチバッ
ク。その結果、平坦化された絶縁mを得た。
し、CF、+35%H1の混合ガスプラズマによF)
0.01 Torrの圧力下で3μmμmフェッチバッ
ク。その結果、平坦化された絶縁m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バタ
yi形成し、この後SiH41Torr 、 0.1T
orr 、 420℃の条件でSiO,i2μm堆積し
た。次に、シリコーン樹脂を2μmスピン塗布法により
形成し、CF4.+ 35 % Htの混合ガスプラズ
マにより0.01 Torrの圧力下で1.5μmμm
フェッチバック。続いて、0.4 Torrの酸素ガス
プラズマにさらし、残ったシリコーン樹脂を酸化膜に変
え、平坦化絶縁@を得た。
yi形成し、この後SiH41Torr 、 0.1T
orr 、 420℃の条件でSiO,i2μm堆積し
た。次に、シリコーン樹脂を2μmスピン塗布法により
形成し、CF4.+ 35 % Htの混合ガスプラズ
マにより0.01 Torrの圧力下で1.5μmμm
フェッチバック。続いて、0.4 Torrの酸素ガス
プラズマにさらし、残ったシリコーン樹脂を酸化膜に変
え、平坦化絶縁@を得た。
(発明の効果)
以上説明したように、塗布膜としてエッチバック法で従
来用いられていたホトレジスト等の有機高分子にかわり
、シリコーン樹脂ケ用いることにより、絶縁膜露出後に
塗布膜のエツチング速度が速くなる問題を解決すること
ができる。
来用いられていたホトレジスト等の有機高分子にかわり
、シリコーン樹脂ケ用いることにより、絶縁膜露出後に
塗布膜のエツチング速度が速くなる問題を解決すること
ができる。
ま友、シリコーン樹脂は酸化膜に変えられるので、エッ
チバック後ウェハ上にシリコーン樹脂が残っても心配が
なく、その結果従来のような塗布膜の膜厚バラツキを考
慮した、必要以上のエッチバックの必然性はなくなる。
チバック後ウェハ上にシリコーン樹脂が残っても心配が
なく、その結果従来のような塗布膜の膜厚バラツキを考
慮した、必要以上のエッチバックの必然性はなくなる。
必要以上にエッチバックしなくても良いと言う利点は、
堆積する絶縁膜の膜厚の減少等にもつながるため、結果
としてスループット向上を図ることもできる効果を有す
るものである。
堆積する絶縁膜の膜厚の減少等にもつながるため、結果
としてスループット向上を図ることもできる効果を有す
るものである。
第1図は本発明の工s會示す図、第2図はCF、 /
H,系ガスプラズマでのシリコーン樹脂。 Sin、のエツチング速度を示す図であり、ホ3図はシ
リコーン樹脂を用いてエッチバックした時の平坦化度を
示す図、第4図は従来のエッチバック工程を示す。 1・・・・・・・・・・・・・・・基板2・・・・・・
・・・・・・・・・金属3.3’、ぎ′・・・・・・絶
縁膜 4・・・・・・・・・・・・・・・塗布膜第1図 第2図 ’10H2in CFc 第3図 エツリク゛Q鰺にp(、pm) 第4図
H,系ガスプラズマでのシリコーン樹脂。 Sin、のエツチング速度を示す図であり、ホ3図はシ
リコーン樹脂を用いてエッチバックした時の平坦化度を
示す図、第4図は従来のエッチバック工程を示す。 1・・・・・・・・・・・・・・・基板2・・・・・・
・・・・・・・・・金属3.3’、ぎ′・・・・・・絶
縁膜 4・・・・・・・・・・・・・・・塗布膜第1図 第2図 ’10H2in CFc 第3図 エツリク゛Q鰺にp(、pm) 第4図
Claims (4)
- (1)凹凸を有する基板上に絶縁膜を堆積する工程と、
該絶縁膜上にシリコーン樹脂を塗布する工程と、前記絶
縁膜及び前記シリコーン樹脂をエッチングする工程を含
むことを特徴とするエッチングによる平坦化膜の形成方
法。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の平坦化膜の形成方法
において、エッチングする工程が、エッチング工程とガ
スプラズマ処理工程から成ることを特徴とするエッチン
グによる平坦化膜の形成方法。 - (3)特許請求の範囲第2項記載の平坦化膜の形成方法
において、ガスプラズマ処理工程が少なくとも酸素を含
むガスプラズマによる工程から成ることを特徴とするエ
ッチングによる平坦化膜の形成方法。 - (4)特許請求の範囲第3項記載の平坦化膜の形成方法
において、前記少なくとも酸素を含むガスプラズマは0
.4Torr以上のガス圧力で形成されるものであるこ
とを特徴とするエッ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 true JPS62183531A (ja) | 1987-08-11 |
JPH0770517B2 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) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5347774A (en) * | 1976-10-14 | 1978-04-28 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
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
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5347774A (en) * | 1976-10-14 | 1978-04-28 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0770517B2 (ja) | 1995-07-31 |
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