JPS62232128A - スル−ホ−ル形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 従来の技術 近年、多層配線におけるスルーホール形成方法は半導体
集積回路の高集積化、高密度化に伴ない半導体装置の製
造工程において重要視されている。

特に層間絶縁膜のスルーホールでの金属配線の断１プ 線あるいは接触抵抗のばらつきｉ導体装置の量産化に伴
う大きな課題となっている。

従来、多層配線に用いる眉間絶縁膜のスルーホールはフ
ォトレジストのマスクを介して、エツチングガス（例え
ばフロン系ガス）のガスプラズマを用いて異方性エツチ
ングすることにより形成されていた。第４図は従来のス
ルーホール形成方法の工程を示すもので、第４図ａは層
間絶縁膜としてのシリコン酸化膜（シリコン窒化膜の場
合もある。）をドライエツチング処理した後の試料の断
面図で、６はフォトレジストマスク、６はシリコン酸化
膜、７は第１のへ！膜を示している。第４図すはドライ
エツチング後の試料のフォトレジストを除去したのち第
２のＡｆｉ膜をスパッタリングしたもので、８は第２の
Ａｆｉ膜を示している。また９は第２のＡｆｌ膜ａのス
パッタリング時にスルーホール部分で発生する断線部を
示している。

第４図すに示すように従来の異方性エツチングで形成さ
れたスルーホールにおいては第２のＡ！膜８がスルーホ
ール上面のエツジ部で断線が発生することがあり、半導
体装置の信頼性を著しく低下させていた。断線の原因は
スルーホールの形状とＡ２膜をスパッタリングする際の
ステップカバレージに起因するもので、スルーホール上
部のエツジ部にテーパーをつけることにより第２のＡ２
膜８の断線はなくなる。

そこで従来方法の第２の例として従来方法にウェットエ
ツチングによるテーパーエツチング方法とが考えられた
。第６図は従来法の第２例としてウェットエツチングと
ドライエツチングを併用したスルーホール形成の工程を
示している。第５図ａはシリコン酸化膜６にウェットエ
ツチング処理した後の試料断面形状、ｂはさらにドラ・
イエッチングにより異方性エツチング処理した試料断面
形状、Ｃはａ、ｂにより形成したスルーホールにおいて
フォトレジスト除去後筒２のＡｌ膜８をスパッタリング
したときの断面形状を示す。第６図において第４図と同
一番号は同じ膜を示している。

第６図すに示すようにウェットエツチングを併用するこ
とでスルーホール上面のエツジ部にテーパ一部を形成す
ることができ、第２のＡλ膜８の断線を防止することが
できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、ウェットエツチン
グ処理を施す際、エツチング面に異物の付着等の汚染が
発生し、又フォトレジストと絶縁膜との境界面に浸透し
た処理液がフォトレジストを浮かせ次工程のドライエツ
チングのマスクとしての寸法が変化するという問題点を
有していた。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明のスルーホール形成
方法は、半導体基板上のシリコン酸化膜又はシリコン窒
化膜からなる絶縁膜を、フォトレジストをマスクにして
ドライエツチング処理を施こしく第１の工程）、次にフ
ォトレジストのエツチング速度が前記絶縁膜のエツチン
グ速度より大きくなるドライエツチング方法を用いてフ
ォトレジストと絶縁膜とを同時にエツチングする（第２
の工程）という構成を備えたものである。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、スルーホール部を寸法
精度良く加工できるとともに、フォトレジストマスク開
口部の広がりを利用したスルーホ、−ル上面エツジ部の
テーパー形成を可能たらしめるものである。この方法に
より、金属配線の断線を防止しかつウェットエツチング
で生じる処理液残留等の汚染を回避することができる。

実施例 以下本発明の一実施例のスルーホール形成方法について
、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるスルーホール形
成方法の工程を示すものである。第１図ａｉｉフォトレ
ジストマスクを介してシリコン酸化膜をドライエツチン
グ処理した試料の断面形状を示している。第１図ａにお
いて１はフォトレジスト（東京応化社製０ＦＰＲ−６０
００，膜厚１．０μｍ）、２は常圧ＣＶＤにより形成し
たシリコン酸化膜（膜厚０．８μｍ）、３はスパッタリ
ングで形成した第１のＡ２膜（膜厚Ｏ，Ｓμｍ）であり
、次のエツチング条件で途中までシリコン酸化膜のエツ
チング処理を施こしている（第１の工程）。

ガス流量：　Ｃ２Ｆ６２０　ＳＣＣＭ ＣＨＦ３３０３ＣＣＭ 反応圧カニ　３００　　ｍＴｏｒ　ｒ 高周波電カニ　３００Ｗ（１３，５８市）上記条件での
エツチング速度はシリコン酸化膜が０．３μｍ／分７オ
トレジストのエツチング速度は０．０６μｍ／分であり
２分間エツチングを行なった。

第２図すは第２図ａのエツチングを行なった試料をさら
に次の条件でエツチングした後の試料断面図である（第
２の工程）。

ガス流ｆｆｉ：Ｃ２Ｆ６２０ＳＣＣＭ ０２　２０５ＣＣＭ 反応圧カニ　３００　　ｍＴｏｒｒ 高周波電カニ　３０　ｏＷ　（１３，５６＆）ｋ）上記
条件におけるエツチング速度はシリコン酸化膜が０．２
μｍ／分、フォトレジストが０．４μｍであり、１分間
エツチングを行なった。フォトレジストのエツチング速
度を高めることによりフォトレジストのマスク面積は減
少し、結果第１図すに示すようなテーパーが形成される
。

第１図Ｃは第１図すでエツチング処理した後フォトレジ
ストを除去し、スパッタリングで第２のＡ２膜（膜厚０
．８μｍ）を形成したときの断面図で４は第２のＡ１膜
を示している。第２のへ２膜はスルーホール部での断線
は見られなかった。しかし、第１図すに示すようにスル
ーホール上面のエツジ部にテーパーをつける際、フォト
レジストのエツチング速度がシリコン酸化膜のエツチン
グ速度より小さいドライエツチング方法においてはテー
パー角度が小さく第２のＡ１膜に断線箇所が発生した。

以上のように本実施例によればフォトレジストをマスク
としてドライエツチングを施こした後、フォトレジスト
のエツチング速度がシリコン酸化膜のエツチング速度よ
り大きいドライエツチングを施こすことによりスルーホ
ールにおける第２のへ２膜の断線が防止できるとともに
ウェットエツチングで発生する汚染の発生もなく精度の
良いスルーホール形成ができる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示すスルーホール形成
方法の工程図である。同図において第１図と同−膜につ
いては同一番号を用いている。第２図ａは第１図ａで説
明したものと同条件にてフォトレジストマスクを介して
プラズマ酸化膜をドライエツチング処理した試料の断面
図である（第１の工程）。この際、第１のＡ２膜３が露
出するまでプラズマ酸化膜のエツチングを行なった。

第２図すは第２図ａに示す試料をさらに第１図すで説明
したものと同条件にて７オトレジストが完全に除去され
るまでエツチングを行なった試料の断面図を示している
（第２の工程）。エツチングの終点検出には壬ソチング
プラズマ中の０原子（７７７ｎｍ）の発光スペクトル強
度変化を用いた。第３図は第２図すにおけるエツチング
中のＱ原子発光スペクトルのモニタリング波形を示した
Ａ　　　　　　　　　　　Ｂ もので４はエツチング開始点、夛はエツチング終点を示
している。第２図すに示すようにフォトレジストが完全
に除去された後、スルーホール上面のエツジ部にテーパ
ーが形成される。

第２図Ｃは第２図すにおけるエツチングを行なった試料
に第２のへ２膜４をスパッタリングしたときの試料断面
図を示しており、第２のＡ１膜に断線は発生しない。

以上のように、上記方法を用いることにより、スルーホ
ール部上面でのテーパ再現性を得ることができ、第２の
Ａ２膜の断線が防止できる。また、エツチング後のフォ
トレジスト除去工程が削減でき生産性も向上する。

なお、第１図ｂ１第２図すの説明におけるエツチング条
件で反応ガスのｏ２含有量を変えることでスルーホール
部上面のテーパ角度を変化させることができる。

また、上記実施例において層間絶縁膜にシリコン酸化膜
を用いたが、シリコン窒化膜を用いた場合も同様の効果
を得ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は絶縁膜のスルーホール形成におい
て、第１の工程としてフォトレジストマスクを介してシ
リコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる絶縁膜をドラ
イエツチングしたのち、第２の工程としてフォトレジス
トのエツチング速度が前記絶縁膜のエツチング速度より
大きなドライエツチング方法でエツチングすることによ
り、へλ膜等の金属配線の断線を防止しかつ汚染のない
エツチングが可能となる。また、第２の工程でフォトレ
ジストが完全にエツチングされた点を終点とすれば、ス
ルーホールの上部テーパを再現性よく形成でき、かつフ
ォトレジスト除去工程が削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるスルーホール形
成方法の工程図、第２図は本発明の第２の実施例におけ
るスルーホール形成方法の工程図、形成方法の工程図、
第５図は従来方法の第２例のスルーホール形成方法の工
程図である。 １・・・・・・フォトレジスト、２・・・・・・絶縁膜
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１基筒　
　１　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　／＝
−７ＴＨｂシ又ト２・・−乾豪シ侠 第　２　図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上のシリコン酸化膜又はシリコン窒化
   膜からなる絶縁膜を、フォトレジストをマスクにしてド
   ライエッチングする第１の工程と、前記フォトレジスト
   のエッチング速度が前記絶縁膜のエッチング速度より大
   きくなるドライエッチング方法により前記フォトレジス
   トと前記絶縁膜とを同時にエッチングする第２の工程と
   からなることを特徴とするスルーホール形成方法。
2. （２）第１の工程の終点を絶縁膜の下地膜が露出した点
   とし、第２の工程の終点をフォトレジストが完全に除去
   される点とする特許請求の範囲第１項記載のスルーホー
   ル形成方法。