JPS63261837A - テ−パエツチング方法 - 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】 〔概要〕 基板上のエツチング対象膜のパターン化エツチングにお
いて、 エツチング対象膜上にレジスト膜からなるマスクを形成
し、更にスピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）をスピン塗布
し、その上から異方性エッチンクニよりエツチングする
ことにより、 パターン化したエツチング対象膜の側面が（頃斜する（
テーパになる）ようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、基板上のエツチング対象膜をパターン化エツ
チングする際のテーパエツチング方法に関す。

半導体装置などの製造においては、基板を覆う絶縁膜上
に配線を導出するため絶縁膜に設けるコンタクトホール
や、絶縁膜上に設ける配線などの形成に上記のパターン
化エツチングが用いられている。

ところで、コンタクトホールは、配線のステンプカバレ
ージを良くするため側面を傾斜させることが望まれ、配
線においても多層配線にする場合には下層配線を同様に
することが望まれている。

そこで、この傾斜（所謂、テーパ）を上記のエツチング
の際に形成することが出来れば極めて好都合である。

〔従来の技術〕

パターン化エツチングの従来方法は第３図の工程順側面
図に示すが如くである。ここでは、コンタクトホールの
形成を例にとって説明する。

即ち、同図において、先ず〔図ｆａ）参照〕、例えば二
酸化シリコン（Ｓｉ０２）などの絶縁膜からなりコンタ
クトホール３　（図（ｂ）に図示）を設けるエツチング
対象膜２上に、ホトレジストをスピン塗布し、更に、露
光、現像によりコンタクトホール３にり１応する開孔５
を形成して、開孔５によりパターン化されたレジスト膜
からなるマスク４を形成する。なお、１はコンタクトホ
ール３の直下部分に拡散領域または配線が形成されてい
る基板である。

次いで〔図（ｂｌ参照〕、例えば反応性イオンエツチン
グ（ＲＩＥ）などの異方性エツチングにより、マスク３
をマスクにしてエツチング対象膜２をその底までエツチ
ングする。さすれば、エツチング対象膜２には、開孔５
のパターンに倣い側面が略垂直なコンタクトホール３が
形成される。マスク４は、このエツチングの後に除去す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のエツチング方法により形成さ
れたコンタクトホール３においては、基板１からコンタ
クトホール３を通して導出する配線を形成するため、配
線材料とする金属例えばアルミニウムなどを蒸着または
スパッタなどにより被着すると、コンタクトホール３の
側面が略垂直であるため、第２図ｔｂ＋に示す如く、形
成される配線層６は、被着面が段差となるコンタクトホ
ール３の肩部で薄く即ちステンブカバレージが悪くなり
、断線する危険性の大きい配線が形成される問題がある
。

この問題を回避する方策として、絶縁膜２に燐ガラス（
Ｐ　Ｓ　Ｇ）を用いて上記のエツチングを行った後に、
絶縁膜を一時的に軟化させる加熱工程（メルト工程）を
加えて、コンタクトホールの側面を傾斜させる（テーパ
にする）方法があるが、この場合、この加熱が基板１に
形成された拡散領域を変化させる恐れがあり、更に、コ
ンタクトホールの下がアルミニウムなどの配線である際
にはメルト工程を力ｌえることが困鉗である。

また、上記従来のエツチング方法は、多層配線における
下層配線のパターン化に用いられた場合にも、パターン
化が形成する段差部の側面が略垂直であるため、その上
の絶縁膜や更にその上の上層配線のステンプカバレージ
を悪化させる問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、基板上に形成されたエツチング対象膜の
上にパターン化されたレジスト膜からなるマスクを形成
し、更にスピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）をスピン塗布
し、その上から異方性エツチングによりエツチング対象
膜の底までエツチングして、パターン化したエツチング
対象膜の側面をｌｌ１ｌ’ｉ斜させる本発明のエツチン
グ方法によって解決される。

〔作用〕

上記のＳＯＧのスピン塗布により、上記マスクの形成さ
れた基板上には全面をπうＳＯＧ膜が形成されるが、マ
スクのパターン段差部側面におけるＳＯＧ膜の厚さは、
上側で薄く下側で１７＜なって、５ＯＣｒｌ’３の表面
は、マスクのパターンの段差部において傾斜した凹凸面
となる。

従って、その上から異方性エツチングを行えば、エツチ
ング対象膜の上記マスクによりマスクされない部分にＳ
ＯＧ膜の凹凸面が転写されて、パターン化したエツチン
グ対象膜の段差部の側面が傾斜したものとなる。

このことにより、本エツチング方法をコンタクトホール
の形成に通用すれば、形成されたコンタクトホールは、
先に述べたメルト工程を加えなくとも上側が大きくなる
ように側面が傾斜する（テーパになる）ので、先に述べ
たステソプカハレージを改善させ、断線する危険性の少
ない配線の形成を可能にする。然も、基板に形成された
拡散領域を変化させる恐れがな（、更に、コンタクトホ
−ルの下がアルミニウムなどの配線であっても支障がな
い。

また、多層配線における下層配線のパターン化に通用す
れば、その上の絶縁膜や更にその上の上層配線のステッ
プカバレージが同様にして改善される。

〔実施例〕

以下本発明によるエツチング方法の実施例について第１
図の工程順側面図を用いて説明する。この実施例は、第
２図図示の場合と同様にコンタクトホールの形成を例に
とっており、企図を通じ同一符号は同一対象物を示す。

即ち、第１図において、先ず〔図（ａ）参照〕、５ｉ０
２の絶縁膜からなりコンタクトホール３ａ　（図（ｄ）
に図示）を設けるエツチング対象膜２上に、ホトレジス
トをスピン塗布し、更に、露光、現像によりコンタクト
ホール３ａに対応する開孔５を形成して、開孔５により
パターン化されたレジスト膜からなるマスク４を形成す
る。ここでは、エツチング対象ｌｌＩ２２およびマスク
３の厚さがそれぞれ約１μｍであり、開孔４の大きさが
約２μｍ角である。

なお、１はコンタクトホール３ａの直下部分に拡散領域
または配線が形成されている基板である。

次いで〔図（ｂ）参照〕、その上にＳＯＧをスピン塗布
して５ＯＧＩＩＱ７を形成する。５ＯＧｌｉ７は全面を
覆い、その厚さはマスク４上で約０．２μｍとする。さ
すれば１．開孔５の底部での厚さはそれよりやや厚く、
開孔５の側面を覆う厚さは、上部でやや薄くなり下部で
厚くなって、ＳＯＧ膜７の表面は、上記の側面部におい
て垂直に対し１０〜１５度程度傾斜した凹凸面となる。

なお、ＳＯＧ膜７の材料は、ＳｉＯ２を主成分にしたも
ので、塗布前は液状をなしている。

次いで〔図（Ｃ１、（ｄ）参照〕、ＳｉＯ２を選択的に
エツチングする条件にした例えばＲＩＥなどの異方性エ
ツチングにより、エツチング対象膜２の開孔５領域部分
がその底に達するまで即らその部分に基板１が表°出す
るまでＳＯＧ膜７の上からエツチングする。さすれば、
エツチングは、５ＯＧＩＩＱ７の表面の凹凸をそのまま
下側に転写するように進行し、その進行は、マスク４上
ではマスク４が表出したところで停滞し、開孔５の領域
では基板ｌの表出まで継続するので、エツチング対象膜
２には、形状が開孔５のパターンに倣い、側面が上記凹
凸の転写により垂直に対し１０〜１５度程度傾斜したコ
ンタクトホール３ａが形成される。マスク４はこのエツ
チングの後に除去する。

なお、上記した側面の傾斜角はｓｏｃ膜７の厚さにより
変わり、例えば、５ＯＧＩＱ７の厚さが０．３μｍの場
合に１５〜２０度、０．１　μｍの場合に５〜１０度に
なるといった具合である。

かく形成されたコンタクトホール３ａは、上側が大きく
なるように側面が傾斜しているので、先に述べたステッ
プカバレージが第２図（ｂ１図示から第２図（ａ）図示
のように改善され、即ち配線層６がコンタクトホールの
肩部で厚さを確保して、断線する危険性の少ない配線の
形成を可能にする。然も、このコンタクトホール３ａの
形成では、先に述べたメルト工程が不要であるので、基
板１に形成された拡散領域を変化させる恐れがなく、更
に、コンタクトホール３ａの下がアルミニウムなどの配
線であっても支障がない。

なお、上記の実施例はエツチング対象膜２の材料として
ＳｉＯ２を用いて説明したが、エツチングレートが５ｉ
０２のエツチングレートに近い材料、例えば、ｐｓｃ、
窒化シリコン、ポリシリコンなどを用いても、パターン
化が形成する段差部の側面が同様に傾斜することは、容
易に理解されよう。

このことから、上記のようにする本エツチング方法を多
層配線における例えばポリシリコンからなる下層配線の
パターン化に適用すれば、上述と同様にパターン化が形
成する段差部の側面が（ｌｊｉ斜し、その上の絶縁膜や
更にその上の上層配線のステップカバレージが改善され
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の構成によれば、基板上のエ
ツチング対＆Ｉｆｆのパターン化エツチングにおいて、
パターン化したエツチング対象膜の側面を１甲斜させる
（テーパにする）ことが出来て、例えば、半導体装置に
おいて、コンタクトホール肩部などパターン化が形成す
る段差部における配線のステップカバレージを改善させ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法実施例の工程順側面図、第２図はス
テップカバレージを示す側面図、第３図は従来方法の工
程順側面図、 である。 図において、 ｌは基板、 ２はエツチング対象膜、 ３．３ａはコンタクトホール、 ４はマスク、 ５は開化、 ６は配線層、 ７はＳＯＧ膜、 である。 （＜２１不発明万汰／Ｉｉ働含　　　（４４槌東１法ｔ
ｒｉ倫伊聾　２　図 茅　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成されたエッチング対象膜の上にパターン化
   されたレジスト膜からなるマスクを形成し、更にスピン
   ・オン・ガラスをスピン塗布し、その上から異方性エッ
   チングによりエッチング対象膜の底までエッチングして
   、パターン化したエッチング対象膜の側面を傾斜させる
   ことを特徴とするテーパエッチング方法。