JP4568444B2 - 基板上に堆積したポーラスシリカを含有する材料の薄膜のエッチング法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等の基板上に形成されるポーラスシリカ及びそれを含有する材料の誘電体薄膜のエッチング法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
超LSI製造技術においては、配線の高密度が進み、配線間の寄生容量を低減するため、層間絶縁膜にはSiO2(誘電率4.0程度)に代えて誘電率のできるだけ小さい材料、理想的には誘電率1の空気であるが、実際問題として超LSIでは空中配線は困難なので、例えばMSQ(誘電率2.8〜2.2程度)や有機膜、ポーラスシリカ(誘電率1.5〜2.0程度)などが採用されるか検討されるようになってきている。
【0003】
このような低誘電率材料は膜密度が低いため反応性が高く正確な微細加工が困難である。すなわちテーパー角を精度良くコントロールすることができない。また、例えば反応性が高いことや、チャージアップによるイオンの回り込み等に起因するものと考えられているマイクロトレンチと呼ばれる微細な溝が配線溝の底に形成され、リーク電流の原因となるなどの問題も生じる。
【0004】
このマイクロトレンチの発生を抑制するため、一般には、プロセスを高圧化すること、バイアス電圧を下げることで解決する手段が採用されている。しかし、プロセスを高圧化すると、エッチング表面の平滑さが低下したりボーイングが発生し易くなり、また基板のバイアス電圧を下げると、エッチング速度が低下するなどの問題が生じる。
【0005】
添付図面の図1に示すように、SiO2から成る半導体基板1上にポーラスシリカから成る層間絶縁膜2を形成し、この層間絶縁膜2上に、フォトレジスト3を施してエッチングする場合について考えてみると、使用するエッチングガスによってエッチング速度及び選択性が大きく変わることが認められる。
【0006】
例えば、図2に示すように、エッチングガスとしてC4F6ガスを使用した場合にはエッチング速度及び選択性はともに低いことが認められる。
【0007】
このようなエッチングガスとエッチング速度及び選択性との関係を実験したところ、高いエッチング速度及び選択性を得るのには二重結合をもたないフッ素系ガスが好ましいことを見い出した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、高いエッチング速度及び選択性を維持させた状態でエッチング時のマイクロトレンチの形成を防止又は低減できしかもテーパー角を精度良くコントロールすることができる半導体基板上に形成されるポーラスシリカを含有する材料の誘電体薄膜のエッチング法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、真空チャンバー内にガスを導入してマイクロ波や高周波により放電プラズマを形成すると共に基板に負のバイアス電圧を印加して、基板上に堆積したポーラスシリカを含有する材料の薄膜をレジストマスクを用いてエッチングする方法において、
エッチングガスとしてC3F8 のみ、又はC3F7Iのみを使用することを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図2を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
図2には本発明の幾つかの実施の形態に従ってエッチングした場合の基板、ポーラスシリカから成る層間絶縁膜及びフォトレジスト層のエッチング速度及び選択性を示す。
まずエッチングガスとしてCF4を用いた場合には、高いエッチング速度及び選択性が得られていることがわかる。
また、エッチングガスとしてC3F8を用いた場合には、さらに高いエッチング速度及び選択性が得られていることがわかる。
さらに、エッチングガスとしてC3F7Iを用いた場合には、さらに高いエッチング速度と共に選択性がさらに高くなっていることがわかる。
【0013】
これらのフッ素系ガスは図3に示す構造式からわかるようにいずれも二重結合構造をもっていない。これに対してエッチング速度及び選択性のいずれも低いC4F6ガスは二重結構構造をもっている。
【0014】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、真空チャンバー内にガスを導入してマイクロ波や高周波により放電プラズマを形成すると共に基板に負のバイアス電圧を印加して、基板上に堆積したポーラスシリカを含有する材料の薄膜をエッチングする方法において、 エッチングガスとして二重結合を持たないフッ素系ガスを使用してエッチングを行うことにより、高いエッチング速度と選択性が得られ、テーパー角度を精度良くコントロールすることができると共にマイクロトレンチの形成を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される基板上に形成した層間絶縁膜の断面を拡大して示す図。
【図2】本発明の幾つかの実施の形態に従ってエッチングした場合のエッチング速度と選択性の関係を従来例と比較して示すグラフ。
【図3】エッチングガスとしてのフッ素系ガスの構造式を示す図。
Claims (1)
- 真空チャンバー内にガスを導入してマイクロ波や高周波により放電プラズマを形成すると共に基板に負のバイアス電圧を印加して、基板上に堆積したポーラスシリカを含有する材料の薄膜をレジストマスクを用いてエッチングする方法において、
エッチングガスとしてC3F8 のみ、又はC3F7Iのみを使用することを特徴とする基板上に堆積したポーラスシリカを含有する材料の薄膜のエッチング法。
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