JPH1131683A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH1131683A JPH1131683A JP18862397A JP18862397A JPH1131683A JP H1131683 A JPH1131683 A JP H1131683A JP 18862397 A JP18862397 A JP 18862397A JP 18862397 A JP18862397 A JP 18862397A JP H1131683 A JPH1131683 A JP H1131683A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、水分又は有機溶媒を含有する絶縁
膜を高精度かつ容易に加工することができる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＬＰ−ＣＶＤ法によりＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 とＨ2 Ｏ2 とを反応させて形成した層間絶縁膜として
の低誘電ＳｉＯ2 膜１４を、ビアホールのパターンのレ
ジスト１６をマスクとして選択的にエッチングする際
に、アニール処理を行うことなく膜中に大量の水分が含
有されたままの状態でプラズマエッチングを行う。この
とき、ビアホール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ2 膜１
４側壁からは矢印２０に表されるように大量のＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離し、プラズマ中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害するため、ラジカ
ルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方性エッチング
が抑制されて、低誘電ＳｉＯ2膜１４側壁の断面形状が
弓形になるボーイングの発生が防止される。
膜を高精度かつ容易に加工することができる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＬＰ−ＣＶＤ法によりＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 とＨ2 Ｏ2 とを反応させて形成した層間絶縁膜として
の低誘電ＳｉＯ2 膜１４を、ビアホールのパターンのレ
ジスト１６をマスクとして選択的にエッチングする際
に、アニール処理を行うことなく膜中に大量の水分が含
有されたままの状態でプラズマエッチングを行う。この
とき、ビアホール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ2 膜１
４側壁からは矢印２０に表されるように大量のＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離し、プラズマ中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害するため、ラジカ
ルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方性エッチング
が抑制されて、低誘電ＳｉＯ2膜１４側壁の断面形状が
弓形になるボーイングの発生が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、特に半導体装置の層間絶縁膜として使用す
る絶縁膜の加工方法に関するものである。
方法に係り、特に半導体装置の層間絶縁膜として使用す
る絶縁膜の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの多層金属配線構造にお
いては、下層配線層を良好に被覆すると共に、上層配線
層の下地となる層間絶縁膜表面を平坦化する必要がある
ために、層間絶縁膜として水分又は有機溶媒を含有する
流動性の高い絶縁膜が使用される。また、半導体デバイ
スの高速動作を可能にするために、多層金属配線間の層
間絶縁膜として低誘電体膜を使用する試みも続けられて
いる。
いては、下層配線層を良好に被覆すると共に、上層配線
層の下地となる層間絶縁膜表面を平坦化する必要がある
ために、層間絶縁膜として水分又は有機溶媒を含有する
流動性の高い絶縁膜が使用される。また、半導体デバイ
スの高速動作を可能にするために、多層金属配線間の層
間絶縁膜として低誘電体膜を使用する試みも続けられて
いる。
【０００３】ところで、このような水分又は有機溶媒を
含有する低誘電体膜を層間絶縁膜として使用する場合、
その膜質を向上させるため、成膜直後に熱処理を施し、
膜中の水分又は有機溶媒を除去した後に加工することが
通例である。
含有する低誘電体膜を層間絶縁膜として使用する場合、
その膜質を向上させるため、成膜直後に熱処理を施し、
膜中の水分又は有機溶媒を除去した後に加工することが
通例である。
【０００４】例えば層間絶縁膜に使用する低誘電体膜と
して、ＬＰ(Low Pressure ；減圧）−ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition ；化学的気相成長）法を用い、Ｓｉ
Ｈ4（シラン）とＨ2 Ｏ2 （過酸化水素）とを温度０℃
において反応させて、ＨＳＯ（Hydrogen peroxide and
Silane based CVD Oxide）膜を形成した場合、その成膜
後に、４００℃、３０分間のポストアニール（Post Ann
ealing）を行うことが報告されている（M.Matuura and
M.Hirayama, “An Advanced Planarizing Interlayer D
ielectric Using SiH4 and H2O2 Chemistry", Dry Proc
ess Symposium,1995,pp.261-268 参照）。
して、ＬＰ(Low Pressure ；減圧）−ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition ；化学的気相成長）法を用い、Ｓｉ
Ｈ4（シラン）とＨ2 Ｏ2 （過酸化水素）とを温度０℃
において反応させて、ＨＳＯ（Hydrogen peroxide and
Silane based CVD Oxide）膜を形成した場合、その成膜
後に、４００℃、３０分間のポストアニール（Post Ann
ealing）を行うことが報告されている（M.Matuura and
M.Hirayama, “An Advanced Planarizing Interlayer D
ielectric Using SiH4 and H2O2 Chemistry", Dry Proc
ess Symposium,1995,pp.261-268 参照）。
【０００５】また、スピンコート法を用い、フッ素樹脂
膜を形成した場合、その成膜後に、ベークを１５０〜２
５０℃で数分、キュアを４００℃窒素雰囲気で３０分間
行うことも報告されている（長谷川利昭、深沢正永、門
村新吾、青山順一、「フッ素樹脂膜による低誘電率化
エッチング特性はクリア、課題は耐酸素プラズマ性」、
月刊Semicondur World 1997.2, pp.82-84 参照）。
膜を形成した場合、その成膜後に、ベークを１５０〜２
５０℃で数分、キュアを４００℃窒素雰囲気で３０分間
行うことも報告されている（長谷川利昭、深沢正永、門
村新吾、青山順一、「フッ素樹脂膜による低誘電率化
エッチング特性はクリア、課題は耐酸素プラズマ性」、
月刊Semicondur World 1997.2, pp.82-84 参照）。
【０００６】そして、こうした成膜後の熱処理によって
膜中の水分や有機溶剤を除去した後に低誘電体膜の加
工、例えばエッチングやアッシング（灰化）を行う場合
においては、従来の層間絶縁膜に使用するＳｉＯ2 膜、
例えばＰ（Pasma ）−ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ）
−ＣＶＤ法を用いて形成したＰ−ＴＥＯＳ膜のエッチン
グ方法やアッシング方法をそのまま踏襲するのが通例で
あった。
膜中の水分や有機溶剤を除去した後に低誘電体膜の加
工、例えばエッチングやアッシング（灰化）を行う場合
においては、従来の層間絶縁膜に使用するＳｉＯ2 膜、
例えばＰ（Pasma ）−ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ）
−ＣＶＤ法を用いて形成したＰ−ＴＥＯＳ膜のエッチン
グ方法やアッシング方法をそのまま踏襲するのが通例で
あった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水分又
は有機溶媒を含有する低誘電体膜は、その成膜後の熱処
理によって膜中の水分又は有機溶媒を除去し、その膜質
を向上させたとしても、従来の層間絶縁膜として使用す
るＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較すると、膜質において劣る傾
向がある。このため、従来のＰ−ＴＥＯＳ膜等のエッチ
ング方法やアッシング方法をそのまま適用すると、幾つ
かの問題が生じる。例えば、従来のＰ−ＴＥＯＳ膜等の
エッチング方法を用い、所定パターンのレジストをマス
クとして低誘電体膜を選択的にプラズマエッチングし、
ビアホールを開口する場合、ビアホール内に露出する低
誘電体膜側壁がプラズマ中のラジカルによってエッチン
グされ、ビアホールの断面形状が弓形になる、いわゆる
ボーイングを起こすという問題があった。
は有機溶媒を含有する低誘電体膜は、その成膜後の熱処
理によって膜中の水分又は有機溶媒を除去し、その膜質
を向上させたとしても、従来の層間絶縁膜として使用す
るＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較すると、膜質において劣る傾
向がある。このため、従来のＰ−ＴＥＯＳ膜等のエッチ
ング方法やアッシング方法をそのまま適用すると、幾つ
かの問題が生じる。例えば、従来のＰ−ＴＥＯＳ膜等の
エッチング方法を用い、所定パターンのレジストをマス
クとして低誘電体膜を選択的にプラズマエッチングし、
ビアホールを開口する場合、ビアホール内に露出する低
誘電体膜側壁がプラズマ中のラジカルによってエッチン
グされ、ビアホールの断面形状が弓形になる、いわゆる
ボーイングを起こすという問題があった。
【０００８】また、低誘電体膜をエッチングしてビアホ
ールを開口した後、マスクとして使用したレジストをア
ッシング場合、レジストと共にビアホール内に露出する
低誘電体膜側壁が削れてしまい、エッチングによって開
口されたビアホールの形状が変形するという問題もあっ
た。
ールを開口した後、マスクとして使用したレジストをア
ッシング場合、レジストと共にビアホール内に露出する
低誘電体膜側壁が削れてしまい、エッチングによって開
口されたビアホールの形状が変形するという問題もあっ
た。
【０００９】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜を
高精度かつ容易に加工することができる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
れたものであり、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜を
高精度かつ容易に加工することができる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る半導体装置の製造方法により達成される。即
ち、請求項１に係る半導体装置の製造方法は、基板上に
水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜を形成した後、所定
パターンのレジストをマスクとして絶縁膜の選択的なエ
ッチングを行う半導体装置の製造方法であって、この絶
縁膜のアニール処理を行う前に、絶縁膜が水分又は有機
溶媒を含有している状態において、絶縁膜をプラズマエ
ッチングすることを特徴とする。
明に係る半導体装置の製造方法により達成される。即
ち、請求項１に係る半導体装置の製造方法は、基板上に
水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜を形成した後、所定
パターンのレジストをマスクとして絶縁膜の選択的なエ
ッチングを行う半導体装置の製造方法であって、この絶
縁膜のアニール処理を行う前に、絶縁膜が水分又は有機
溶媒を含有している状態において、絶縁膜をプラズマエ
ッチングすることを特徴とする。
【００１１】このように請求項１に係る半導体装置の製
造方法においては、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有し
ている状態において、所定パターンのレジストをマスク
とする絶縁膜の選択的なプラズマエッチングを行うこと
により、プラズマ中のラジカル及びイオンによる絶縁膜
の選択的なエッチングに伴い、絶縁膜から膜中に含有さ
れている水分又は有機溶媒がガスとなって脱離してく
る。そして、この絶縁膜から脱離してくるガス状の水分
又は有機溶媒によってプラズマ中のラジカルがエッチン
グによって露出した絶縁膜側壁に接近することが阻害さ
れるため、このラジカルが絶縁膜側壁に到達することが
困難となり、ラジカルによる絶縁膜の等方性エッチング
が抑制される。
造方法においては、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有し
ている状態において、所定パターンのレジストをマスク
とする絶縁膜の選択的なプラズマエッチングを行うこと
により、プラズマ中のラジカル及びイオンによる絶縁膜
の選択的なエッチングに伴い、絶縁膜から膜中に含有さ
れている水分又は有機溶媒がガスとなって脱離してく
る。そして、この絶縁膜から脱離してくるガス状の水分
又は有機溶媒によってプラズマ中のラジカルがエッチン
グによって露出した絶縁膜側壁に接近することが阻害さ
れるため、このラジカルが絶縁膜側壁に到達することが
困難となり、ラジカルによる絶縁膜の等方性エッチング
が抑制される。
【００１２】他方、プラズマ中のイオンは、静電的な力
で加速されて絶縁膜表面にほぼ垂直な方向に向きを揃え
て飛来することから、絶縁膜から脱離してくるガスの影
響は受け難いため、イオンによる絶縁膜の異方性エッチ
ングが進行する。こうして、ラジカルによる等方性エッ
チングが抑制され、イオンによる異方性エッチングが主
流となって絶縁膜のエッチングが進行することになる。
従って、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜が、従来の
層間絶縁膜として使用するＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して
膜質が劣悪で、そのためにラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、エ
ッチングにより露出した側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生が防止され、異方性エッチングにより側
壁の断面形状が垂直になる高精度の加工が容易に可能に
なる。
で加速されて絶縁膜表面にほぼ垂直な方向に向きを揃え
て飛来することから、絶縁膜から脱離してくるガスの影
響は受け難いため、イオンによる絶縁膜の異方性エッチ
ングが進行する。こうして、ラジカルによる等方性エッ
チングが抑制され、イオンによる異方性エッチングが主
流となって絶縁膜のエッチングが進行することになる。
従って、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜が、従来の
層間絶縁膜として使用するＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して
膜質が劣悪で、そのためにラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、エ
ッチングにより露出した側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生が防止され、異方性エッチングにより側
壁の断面形状が垂直になる高精度の加工が容易に可能に
なる。
【００１３】また、請求項２に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッ
チングする際に、基板を加熱する構成とすることによ
り、絶縁膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガス
となって脱離してくる際のガスの脱離量が更に増大する
ため、プラズマ中のラジカルによる絶縁膜の等方性エッ
チングは更に抑制され、絶縁膜の加工精度が更に向上す
る。
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッ
チングする際に、基板を加熱する構成とすることによ
り、絶縁膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガス
となって脱離してくる際のガスの脱離量が更に増大する
ため、プラズマ中のラジカルによる絶縁膜の等方性エッ
チングは更に抑制され、絶縁膜の加工精度が更に向上す
る。
【００１４】また、請求項３に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、所定パターンのレジストをマスクとして水分又は有
機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッチングした後、
この絶縁膜のアニール処理を行う前に、絶縁膜が水分又
は有機溶媒を含有している状態において、絶縁膜上のレ
ジストをアッシングにより除去する構成とすることによ
り、プラズマ中のラジカル及びイオンによりレジストを
アッシングする際の加熱によって、露出した絶縁膜側壁
から膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガスとな
って脱離し、この絶縁膜から脱離してくるガス状の水分
又は有機溶媒によってプラズマ中のラジカルがエッチン
グによって露出した絶縁膜側壁に接近することが阻害さ
れるため、このラジカルが絶縁膜側壁に到達することが
困難となり、ラジカルによる絶縁膜側壁のエッチングが
抑制される。
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、所定パターンのレジストをマスクとして水分又は有
機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッチングした後、
この絶縁膜のアニール処理を行う前に、絶縁膜が水分又
は有機溶媒を含有している状態において、絶縁膜上のレ
ジストをアッシングにより除去する構成とすることによ
り、プラズマ中のラジカル及びイオンによりレジストを
アッシングする際の加熱によって、露出した絶縁膜側壁
から膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガスとな
って脱離し、この絶縁膜から脱離してくるガス状の水分
又は有機溶媒によってプラズマ中のラジカルがエッチン
グによって露出した絶縁膜側壁に接近することが阻害さ
れるため、このラジカルが絶縁膜側壁に到達することが
困難となり、ラジカルによる絶縁膜側壁のエッチングが
抑制される。
【００１５】他方、プラズマ中のイオンは、静電的な力
で加速されて絶縁膜表面にほぼ垂直な方向に向きを揃え
て飛来することから、絶縁膜側壁から脱離してくるガス
の影響は受け難いため、アッシングの際に露出している
絶縁膜側壁に付着した反応生成物はイオンによって除去
されることになる。従って、絶縁膜上のレジストをラジ
カル及びイオンによってアッシングする際に、水分又は
有機溶媒を含有する絶縁膜が、従来の層間絶縁膜として
使用するＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が劣悪で、そ
のためにラジカルによって容易に側壁がエッチングされ
易い低誘電体膜の場合であっても、絶縁膜側壁の断面形
状が弓形になるボーイングの発生は防止され、プラズマ
エッチングによって加工された絶縁膜の形状を損ねて加
工精度を劣化させることはなくなる。
で加速されて絶縁膜表面にほぼ垂直な方向に向きを揃え
て飛来することから、絶縁膜側壁から脱離してくるガス
の影響は受け難いため、アッシングの際に露出している
絶縁膜側壁に付着した反応生成物はイオンによって除去
されることになる。従って、絶縁膜上のレジストをラジ
カル及びイオンによってアッシングする際に、水分又は
有機溶媒を含有する絶縁膜が、従来の層間絶縁膜として
使用するＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が劣悪で、そ
のためにラジカルによって容易に側壁がエッチングされ
易い低誘電体膜の場合であっても、絶縁膜側壁の断面形
状が弓形になるボーイングの発生は防止され、プラズマ
エッチングによって加工された絶縁膜の形状を損ねて加
工精度を劣化させることはなくなる。
【００１６】なお、上記請求項１に係る半導体装置の製
造方法において、プラズマエッチングによる加工対象と
なる絶縁膜としては、ＣＶＤ法により、ＳｉＨ4 とＨ2
Ｏ2とを反応させて成膜したＳｉＯ2 膜、又はＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）Ｈ3 （モノメチルシラン）、Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ
2 （ジメチルシラン）、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ（トリメチ
ルシラン）、又はＳｉ（ＣＨ3 ）4 （テトラメチルシラ
ン）等の有機シランとＨ2 Ｏ2 とを反応させて成膜した
ＳｉＯ2 膜が好適である。この場合、こうして成膜され
たＳｉＯ2 膜は低誘電体膜となると共に、成膜直後のＳ
ｉＯ2 膜の膜中には大量の水分が含有されている。
造方法において、プラズマエッチングによる加工対象と
なる絶縁膜としては、ＣＶＤ法により、ＳｉＨ4 とＨ2
Ｏ2とを反応させて成膜したＳｉＯ2 膜、又はＳｉ（Ｃ
Ｈ3 ）Ｈ3 （モノメチルシラン）、Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ
2 （ジメチルシラン）、Ｓｉ（ＣＨ3 ）3 Ｈ（トリメチ
ルシラン）、又はＳｉ（ＣＨ3 ）4 （テトラメチルシラ
ン）等の有機シランとＨ2 Ｏ2 とを反応させて成膜した
ＳｉＯ2 膜が好適である。この場合、こうして成膜され
たＳｉＯ2 膜は低誘電体膜となると共に、成膜直後のＳ
ｉＯ2 膜の膜中には大量の水分が含有されている。
【００１７】或いはまた、上記請求項１に係る半導体装
置の製造方法において、プラズマエッチングによる加工
対象となる絶縁膜としては、ＳＯＧ（Spin On Glass ）
法を用いた有機絶縁材料の塗布により成膜したＳＯＧ膜
が好適である。この場合、このＳＯＧ膜は低誘電体膜と
なる場合と高低誘電体膜となる場合とがあるが、いずれ
の場合であっても、成膜直後のＳＯＧ膜の膜中には大量
の有機溶媒が含有されている。
置の製造方法において、プラズマエッチングによる加工
対象となる絶縁膜としては、ＳＯＧ（Spin On Glass ）
法を用いた有機絶縁材料の塗布により成膜したＳＯＧ膜
が好適である。この場合、このＳＯＧ膜は低誘電体膜と
なる場合と高低誘電体膜となる場合とがあるが、いずれ
の場合であっても、成膜直後のＳＯＧ膜の膜中には大量
の有機溶媒が含有されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は、それぞ
れ本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を説明す
るための工程断面図である。先ず、図１に示されるよう
に、Ｓｉ（シリコン）ウェーハ１０上に、例えば高さ
０．６５μｍ、幅０．４μｍのＡｌ（アルミニウム）合
金製の金属配線層１２を形成する。なお、ここで、Ｓｉ
ウェーハ１０表面に形成した不純物領域等の構造は図示
を省略する。
本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は、それぞ
れ本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を説明す
るための工程断面図である。先ず、図１に示されるよう
に、Ｓｉ（シリコン）ウェーハ１０上に、例えば高さ
０．６５μｍ、幅０．４μｍのＡｌ（アルミニウム）合
金製の金属配線層１２を形成する。なお、ここで、Ｓｉ
ウェーハ１０表面に形成した不純物領域等の構造は図示
を省略する。
【００１９】続いて、ＬＰ−ＣＶＤ法により、有機ソー
スとしてのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 を
用いて、基体全面に、層間絶縁膜として使用する膜厚
１．０μｍの低誘電ＳｉＯ2 膜１４を形成し、この低誘
電ＳｉＯ2 膜１４によってＳｉウェーハ１０上の金属配
線層１２を埋め込む。ここで、この低誘電ＳｉＯ2 膜１
４の成膜条件は、 気相状態のＨ2 Ｏ2 の流量：０．７ｇ／分 Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 の流量：１００ＳＣＣＭ Ａｒ（アルゴン）の流量：５００ＳＣＣＭ 反応圧力：１２００ｍＴｏｒｒ 基板（ウェーハ）温度：０℃ とする。
スとしてのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 と気相状態のＨ2 Ｏ2 を
用いて、基体全面に、層間絶縁膜として使用する膜厚
１．０μｍの低誘電ＳｉＯ2 膜１４を形成し、この低誘
電ＳｉＯ2 膜１４によってＳｉウェーハ１０上の金属配
線層１２を埋め込む。ここで、この低誘電ＳｉＯ2 膜１
４の成膜条件は、 気相状態のＨ2 Ｏ2 の流量：０．７ｇ／分 Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 の流量：１００ＳＣＣＭ Ａｒ（アルゴン）の流量：５００ＳＣＣＭ 反応圧力：１２００ｍＴｏｒｒ 基板（ウェーハ）温度：０℃ とする。
【００２０】このとき、Ｓｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 とＨ2 Ｏ2
との反応からＨ2 Ｏ（水分）が生成されると共に、成膜
時の基板温度が０℃であることから、この低誘電ＳｉＯ
2 膜１４中には大量の水分が含有されている状態とな
る。そして、この大量のＨ2 Ｏを含有することにより、
この低誘電ＳｉＯ2 膜１４は高い流動性を有するため、
金属配線層１２を埋め込んで基体全面に形成された低誘
電ＳｉＯ2 膜１４表面が平坦化されることになる。
との反応からＨ2 Ｏ（水分）が生成されると共に、成膜
時の基板温度が０℃であることから、この低誘電ＳｉＯ
2 膜１４中には大量の水分が含有されている状態とな
る。そして、この大量のＨ2 Ｏを含有することにより、
この低誘電ＳｉＯ2 膜１４は高い流動性を有するため、
金属配線層１２を埋め込んで基体全面に形成された低誘
電ＳｉＯ2 膜１４表面が平坦化されることになる。
【００２１】次いで、図２に示されるように、低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４上にレジスト１６を塗布し、リソグラフィ
技術を用いて、例えば直径０．３５μｍのビアホールの
パターンを形成する。このとき、低誘電ＳｉＯ2 膜１４
の成膜後、レジスト１６の塗布前に、低誘電ＳｉＯ2 膜
１４のポストアニールを行わない点が従来の場合と異な
る。従って、低誘電ＳｉＯ2 膜１４上にビアホールのパ
ターンのレジスト１６が形成された段階においても、低
誘電ＳｉＯ2 膜１４は大量のＨ2 Ｏを含有したままの状
態である。
ｉＯ2 膜１４上にレジスト１６を塗布し、リソグラフィ
技術を用いて、例えば直径０．３５μｍのビアホールの
パターンを形成する。このとき、低誘電ＳｉＯ2 膜１４
の成膜後、レジスト１６の塗布前に、低誘電ＳｉＯ2 膜
１４のポストアニールを行わない点が従来の場合と異な
る。従って、低誘電ＳｉＯ2 膜１４上にビアホールのパ
ターンのレジスト１６が形成された段階においても、低
誘電ＳｉＯ2 膜１４は大量のＨ2 Ｏを含有したままの状
態である。
【００２２】次いで、図３に示されるように、マグネト
ロンエッチング装置を用いるプラズマエッチング法によ
り、ビアホールのパターンのレジスト１６をマスクとし
て、大量のＨ2 Ｏを含有している低誘電ＳｉＯ2 膜１４
の選択的エッチングを開始する。ここで、プラズマエッ
チング条件は、 Ｃ4 Ｆ8 の流量：１２ＳＣＣＭ ＣＯの流量：１５０ＳＣＣＭ Ａｒの流量：２００ＳＣＣＭ Ｏ2 の流量：５ＳＣＣＭ 圧力：３０ｍＴｏｒｒ ＲＦパワー：１５００Ｗ 基板温度：１８０℃ とする。
ロンエッチング装置を用いるプラズマエッチング法によ
り、ビアホールのパターンのレジスト１６をマスクとし
て、大量のＨ2 Ｏを含有している低誘電ＳｉＯ2 膜１４
の選択的エッチングを開始する。ここで、プラズマエッ
チング条件は、 Ｃ4 Ｆ8 の流量：１２ＳＣＣＭ ＣＯの流量：１５０ＳＣＣＭ Ａｒの流量：２００ＳＣＣＭ Ｏ2 の流量：５ＳＣＣＭ 圧力：３０ｍＴｏｒｒ ＲＦパワー：１５００Ｗ 基板温度：１８０℃ とする。
【００２３】エッチングガスＣ4 Ｆ8 から生成されるラ
ジカル及びイオンにより、低誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択
的エッチングが進行し、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面にビ
アホール１８ａが形成され始めると、図中の小さい矢印
２０で表されるように、ビアホール１８ａ内に露出した
低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から膜中に含有されている大
量のＨ2 Ｏがガスとなって脱離してくる。このとき、Ｓ
ｉウェーハ１０は基板温度１８０℃に加熱されているた
め、この低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁からのガスの脱離量
は十分に大きいものとなる。
ジカル及びイオンにより、低誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択
的エッチングが進行し、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面にビ
アホール１８ａが形成され始めると、図中の小さい矢印
２０で表されるように、ビアホール１８ａ内に露出した
低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から膜中に含有されている大
量のＨ2 Ｏがガスとなって脱離してくる。このとき、Ｓ
ｉウェーハ１０は基板温度１８０℃に加熱されているた
め、この低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁からのガスの脱離量
は十分に大きいものとなる。
【００２４】そして、このビアホール１８ａ内の低誘電
ＳｉＯ2 膜１４側壁から大量に放出されるガス状のＨ2
Ｏは、エッチングガスＣ4 Ｆ8 から生成されるラジカル
が低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害する働
きをする。このため、このラジカルがビアホール１８ａ
内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に到達することが困難と
なり、ラジカルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方
性エッチングが抑制されることになる。
ＳｉＯ2 膜１４側壁から大量に放出されるガス状のＨ2
Ｏは、エッチングガスＣ4 Ｆ8 から生成されるラジカル
が低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害する働
きをする。このため、このラジカルがビアホール１８ａ
内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に到達することが困難と
なり、ラジカルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方
性エッチングが抑制されることになる。
【００２５】他方、エッチングガスＣ4 Ｆ8 から生成さ
れるイオンは、図中の大きい矢印２２で表されるよう
に、印加電圧によって加速されてＳｉウェーハ１０表面
にほぼ垂直な方向に向きを揃えて飛来して、低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４表面にほぼ垂直に入射することから、低誘電
ＳｉＯ2 膜１４側壁から放出されるガス状のＨ2 Ｏの影
響を殆ど受けることがない。このため、このイオンによ
る低誘電ＳｉＯ2 膜１４の異方性エッチングが進行す
る。
れるイオンは、図中の大きい矢印２２で表されるよう
に、印加電圧によって加速されてＳｉウェーハ１０表面
にほぼ垂直な方向に向きを揃えて飛来して、低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４表面にほぼ垂直に入射することから、低誘電
ＳｉＯ2 膜１４側壁から放出されるガス状のＨ2 Ｏの影
響を殆ど受けることがない。このため、このイオンによ
る低誘電ＳｉＯ2 膜１４の異方性エッチングが進行す
る。
【００２６】こうして、レジスト１６をマスクとする低
誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択的なプラズマエッチングにお
いては、ラジカルによる等方性エッチングが抑制され、
イオンによる異方性エッチングが主流となって、低誘電
ＳｉＯ2 膜１４のエッチングが進行していく。
誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択的なプラズマエッチングにお
いては、ラジカルによる等方性エッチングが抑制され、
イオンによる異方性エッチングが主流となって、低誘電
ＳｉＯ2 膜１４のエッチングが進行していく。
【００２７】従って、図４に示されるように、大量のＨ
2 Ｏを含有する低誘電ＳｉＯ2 膜１４は従来の層間絶縁
膜として使用されるＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が
劣悪であり、そのためにビアホール１８内に露出した低
誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がラジカルによって容易にエッ
チングされ易いにも拘らず、ビアホール１８内の低誘電
ＳｉＯ2 膜１４側壁の断面形状が弓形になるボーイング
の発生が防止されると共に、エッチングガスＣ4 Ｆ8 か
ら生成されるイオンによる異方性エッチングにより、金
属配線層１２表面に到達するビアホール１８が垂直な断
面形状をもって高精度かつ容易に開口される。
2 Ｏを含有する低誘電ＳｉＯ2 膜１４は従来の層間絶縁
膜として使用されるＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が
劣悪であり、そのためにビアホール１８内に露出した低
誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がラジカルによって容易にエッ
チングされ易いにも拘らず、ビアホール１８内の低誘電
ＳｉＯ2 膜１４側壁の断面形状が弓形になるボーイング
の発生が防止されると共に、エッチングガスＣ4 Ｆ8 か
ら生成されるイオンによる異方性エッチングにより、金
属配線層１２表面に到達するビアホール１８が垂直な断
面形状をもって高精度かつ容易に開口される。
【００２８】なお、従来のように、低誘電ＳｉＯ2 膜１
４の成膜後、レジスト１６の塗布前に、低誘電ＳｉＯ2
膜１４のポストアニールを行い、低誘電ＳｉＯ2 膜１４
中からＨ2 Ｏを除去した場合には、レジスト１６をマス
クとする低誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択的なプラズマエッ
チングにおいて、イオンによる異方性エッチングと同時
にラジカルによる等方性エッチングも進行するため、ビ
アホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁も
容易にエッチングされて、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングが発生することにな
る。
４の成膜後、レジスト１６の塗布前に、低誘電ＳｉＯ2
膜１４のポストアニールを行い、低誘電ＳｉＯ2 膜１４
中からＨ2 Ｏを除去した場合には、レジスト１６をマス
クとする低誘電ＳｉＯ2 膜１４の選択的なプラズマエッ
チングにおいて、イオンによる異方性エッチングと同時
にラジカルによる等方性エッチングも進行するため、ビ
アホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁も
容易にエッチングされて、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングが発生することにな
る。
【００２９】次いで、図５に示されるように、Ｓｉウェ
ーハ１０をμ（マイクロ）波ダウンストリーム型アッシ
ング装置（アッシャー）２４を用いて、低誘電ＳｉＯ2
膜１４の選択的なプラズマエッチングに使用したレジス
ト１６のアッシングを行う。ここで、アッシング条件
は、 Ｏ2 の流量：２０００ＳＣＣＭ Ｎ2 の流量：１００ＳＣＣＭ 圧力：１．２Ｔｏｒｒ μ波パワー：１０００Ｗ 基板温度：２５０℃ とする。
ーハ１０をμ（マイクロ）波ダウンストリーム型アッシ
ング装置（アッシャー）２４を用いて、低誘電ＳｉＯ2
膜１４の選択的なプラズマエッチングに使用したレジス
ト１６のアッシングを行う。ここで、アッシング条件
は、 Ｏ2 の流量：２０００ＳＣＣＭ Ｎ2 の流量：１００ＳＣＣＭ 圧力：１．２Ｔｏｒｒ μ波パワー：１０００Ｗ 基板温度：２５０℃ とする。
【００３０】このとき、μ波ダウンストリーム型アッシ
ング装置２４内においては、イオンによるアッシングと
ラジカルによるアッシングが起こり、低誘電ＳｉＯ2 膜
１４上のレジスト１６が除去されていく。
ング装置２４内においては、イオンによるアッシングと
ラジカルによるアッシングが起こり、低誘電ＳｉＯ2 膜
１４上のレジスト１６が除去されていく。
【００３１】ところで、低誘電ＳｉＯ2 膜１４は未だポ
ストアニールが行われず、その膜中に大量のＨ2 Ｏが含
有されている状態であるため、基板温度２５０℃に加熱
してアッシングを行う際に、図中の小さい矢印２６で表
されるように、ビアホール１８内に露出した低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４側壁からその膜中に含有されているＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離してくる。そして、このビアホール１
８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から大量に放出される
ガス状のＨ2 Ｏは、アッシング中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近することを阻害する働きをする
ため、このラジカルがビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ
2 膜１４側壁に到達することが困難となり、ラジカルに
よりビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がエ
ッチングされることが防止される。
ストアニールが行われず、その膜中に大量のＨ2 Ｏが含
有されている状態であるため、基板温度２５０℃に加熱
してアッシングを行う際に、図中の小さい矢印２６で表
されるように、ビアホール１８内に露出した低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４側壁からその膜中に含有されているＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離してくる。そして、このビアホール１
８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から大量に放出される
ガス状のＨ2 Ｏは、アッシング中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近することを阻害する働きをする
ため、このラジカルがビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ
2 膜１４側壁に到達することが困難となり、ラジカルに
よりビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がエ
ッチングされることが防止される。
【００３２】他方、アッシング中のイオンは、印加電圧
によって加速されてＳｉウェーハ１０表面にほぼ垂直な
方向に向きを揃えて飛来して、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表
面にほぼ垂直に入射し、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から
放出されるガス状のＨ2 Ｏの影響を殆ど受けることがな
いため、アッシングの際にビアホール１８内に露出して
いる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に反応生成物が付着した
場合であっても、この低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に付着
した反応生成物はビアホール１８内に入射してくるイオ
ンによって除去される。
によって加速されてＳｉウェーハ１０表面にほぼ垂直な
方向に向きを揃えて飛来して、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表
面にほぼ垂直に入射し、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から
放出されるガス状のＨ2 Ｏの影響を殆ど受けることがな
いため、アッシングの際にビアホール１８内に露出して
いる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に反応生成物が付着した
場合であっても、この低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に付着
した反応生成物はビアホール１８内に入射してくるイオ
ンによって除去される。
【００３３】こうして、レジスト１６のアッシングにお
いては、イオン及びラジカルによるアッシングによって
低誘電ＳｉＯ2 膜１４上のレジスト１６を除去すると共
に、ラジカルによるビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2
膜１４側壁のエッチングを防止する一方で、ビアホール
１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に付着した反応生成
物はイオンによって除去する。
いては、イオン及びラジカルによるアッシングによって
低誘電ＳｉＯ2 膜１４上のレジスト１６を除去すると共
に、ラジカルによるビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2
膜１４側壁のエッチングを防止する一方で、ビアホール
１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁に付着した反応生成
物はイオンによって除去する。
【００３４】従って、図６に示されるように、大量のＨ
2 Ｏを含有する低誘電ＳｉＯ2 膜１４は従来の層間絶縁
膜として使用されるＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が
劣悪であり、そのためにビアホール１８内に露出した低
誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がラジカルによって容易にエッ
チングされ易いにも拘らず、低誘電ＳｉＯ2 膜１４上の
レジスト１６をアッシングする際に、ビアホール１８内
の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生が防止される。即ち、上記図３に示すプ
ラズマエッチング工程において開口されたビアホール１
８の垂直な断面形状を損なうことなく、その高精度な加
工精度を維持する良好なアッシングが容易に実現され
る。
2 Ｏを含有する低誘電ＳｉＯ2 膜１４は従来の層間絶縁
膜として使用されるＰ−ＴＥＯＳ膜等と比較して膜質が
劣悪であり、そのためにビアホール１８内に露出した低
誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁がラジカルによって容易にエッ
チングされ易いにも拘らず、低誘電ＳｉＯ2 膜１４上の
レジスト１６をアッシングする際に、ビアホール１８内
の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生が防止される。即ち、上記図３に示すプ
ラズマエッチング工程において開口されたビアホール１
８の垂直な断面形状を損なうことなく、その高精度な加
工精度を維持する良好なアッシングが容易に実現され
る。
【００３５】このように本実施形態によれば、ビアホー
ルのパターンのレジスト１６をマスクとして低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４を選択的にエッチングする際に、アニール処
理を行うことなく低誘電ＳｉＯ2 膜１４中に大量のＨ2
Ｏが含有されたままの状態において、しかも基板温度１
８０℃に加熱してプラズマエッチングを行うことによ
り、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面に形成され始めたビアホ
ール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から膜
中に含有されている大量のＨ2 Ｏがガスとなって脱離
し、プラズマ中のラジカルが低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁
に接近するのを阻害する働きをするため、ラジカルによ
る低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方性エッチングが抑制
されると共に、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から放出され
るガスの影響を殆ど受けることがないプラズマ中のイオ
ンによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４の異方性エッチングが進
行する。
ルのパターンのレジスト１６をマスクとして低誘電Ｓｉ
Ｏ2 膜１４を選択的にエッチングする際に、アニール処
理を行うことなく低誘電ＳｉＯ2 膜１４中に大量のＨ2
Ｏが含有されたままの状態において、しかも基板温度１
８０℃に加熱してプラズマエッチングを行うことによ
り、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面に形成され始めたビアホ
ール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から膜
中に含有されている大量のＨ2 Ｏがガスとなって脱離
し、プラズマ中のラジカルが低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁
に接近するのを阻害する働きをするため、ラジカルによ
る低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の等方性エッチングが抑制
されると共に、低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁から放出され
るガスの影響を殆ど受けることがないプラズマ中のイオ
ンによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４の異方性エッチングが進
行する。
【００３６】従って、大量のＨ2 Ｏを含有する低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４はその膜質が比較的劣悪であり、そのため
にビアホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側
壁がラジカルによって容易にエッチングされ易いにも拘
らず、ビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止すること
が可能になり、イオンによる異方性エッチングによって
断面形状が垂直なビアホール１８を高精度かつ容易に開
口することができる。
ｉＯ2 膜１４はその膜質が比較的劣悪であり、そのため
にビアホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側
壁がラジカルによって容易にエッチングされ易いにも拘
らず、ビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止すること
が可能になり、イオンによる異方性エッチングによって
断面形状が垂直なビアホール１８を高精度かつ容易に開
口することができる。
【００３７】また、本実施形態によれば、低誘電ＳｉＯ
2 膜１４の選択的なプラズマエッチングに使用したレジ
スト１６をアッシングする際に、アニール処理を行うこ
となく低誘電ＳｉＯ2 膜１４中に大量のＨ2 Ｏが含有さ
れたままの状態で、基板温度２５０℃に加熱してアッシ
ングを行うことにより、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面に形
成されているビアホール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ
2 膜１４側壁から膜中に含有されている大量のＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離し、プラズマ中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害する働きをするた
め、ラジカルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁のエッチ
ングが防止される。
2 膜１４の選択的なプラズマエッチングに使用したレジ
スト１６をアッシングする際に、アニール処理を行うこ
となく低誘電ＳｉＯ2 膜１４中に大量のＨ2 Ｏが含有さ
れたままの状態で、基板温度２５０℃に加熱してアッシ
ングを行うことにより、低誘電ＳｉＯ2 膜１４表面に形
成されているビアホール１８内に露出する低誘電ＳｉＯ
2 膜１４側壁から膜中に含有されている大量のＨ2 Ｏが
ガスとなって脱離し、プラズマ中のラジカルが低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４側壁に接近するのを阻害する働きをするた
め、ラジカルによる低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁のエッチ
ングが防止される。
【００３８】従って、大量のＨ2 Ｏを含有する低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４はその膜質が比較的劣悪であり、そのため
にビアホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側
壁がラジカルによって容易にエッチングされ易いにも拘
らず、ビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止すること
が可能になり、プラズマエッチングによって開口された
ビアホール１８の垂直な断面形状を損なうことなく、そ
の高精度な加工精度を容易に維持することができる。
ｉＯ2 膜１４はその膜質が比較的劣悪であり、そのため
にビアホール１８内に露出した低誘電ＳｉＯ2 膜１４側
壁がラジカルによって容易にエッチングされ易いにも拘
らず、ビアホール１８内の低誘電ＳｉＯ2 膜１４側壁の
断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止すること
が可能になり、プラズマエッチングによって開口された
ビアホール１８の垂直な断面形状を損なうことなく、そ
の高精度な加工精度を容易に維持することができる。
【００３９】なお、上記実施形態においては、層間絶縁
膜として使用する低誘電ＳｉＯ2 膜１４を形成する際
に、有機ソースとしてのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 と気相状態
のＨ2Ｏ2 とを反応させるＬＰ−ＣＶＤ法を用いて成膜
しているが、有機ソースとしてはこのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 に限定する必要はなく、例えばＳｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ2、
Si(CH3 ）3 Ｈ、Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 等の有機シランを用
いてもよい。
膜として使用する低誘電ＳｉＯ2 膜１４を形成する際
に、有機ソースとしてのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ3 と気相状態
のＨ2Ｏ2 とを反応させるＬＰ−ＣＶＤ法を用いて成膜
しているが、有機ソースとしてはこのＳｉ（ＣＨ3 ）Ｈ
3 に限定する必要はなく、例えばＳｉ（ＣＨ3 ）2 Ｈ2、
Si(CH3 ）3 Ｈ、Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 等の有機シランを用
いてもよい。
【００４０】また、これらの有機ソースとＨ2 Ｏ2 とを
反応させる代わりに、ＳｉＨ4 とＨ2 Ｏ2 とを反応させ
て成膜してもよい。いずれの場合にも、反応中にＨ2 Ｏ
が生成されるため、成膜された低誘電ＳｉＯ2 膜１４は
その膜中に大量のＨ2 Ｏを含有して、下地の段差を良好
に被覆すると共に表面を平坦化する層間絶縁膜に要求さ
れる流動性を有することになる。
反応させる代わりに、ＳｉＨ4 とＨ2 Ｏ2 とを反応させ
て成膜してもよい。いずれの場合にも、反応中にＨ2 Ｏ
が生成されるため、成膜された低誘電ＳｉＯ2 膜１４は
その膜中に大量のＨ2 Ｏを含有して、下地の段差を良好
に被覆すると共に表面を平坦化する層間絶縁膜に要求さ
れる流動性を有することになる。
【００４１】また、ＬＰ−ＣＶＤ法を用いて成膜した低
誘電ＳｉＯ2 膜１４の代わりに、例えばＳＯＧ法などの
有機絶縁材料の塗布により成膜したＳＯＧ膜を層間絶縁
膜として使用する場合にも、本発明を適用することが可
能である。即ち、ＳＯＧ膜には、高誘電体膜の場合と低
誘電体膜の場合とがあるが、いずれの場合においても、
成膜直後のＳＯＧ膜には大量の有機溶媒が含有されてお
り、このＳＯＧ膜に含有される有機溶媒が、上記実施形
態において説明した低誘電ＳｉＯ2 膜１４に含有される
Ｈ2 Ｏと同様に作用する。
誘電ＳｉＯ2 膜１４の代わりに、例えばＳＯＧ法などの
有機絶縁材料の塗布により成膜したＳＯＧ膜を層間絶縁
膜として使用する場合にも、本発明を適用することが可
能である。即ち、ＳＯＧ膜には、高誘電体膜の場合と低
誘電体膜の場合とがあるが、いずれの場合においても、
成膜直後のＳＯＧ膜には大量の有機溶媒が含有されてお
り、このＳＯＧ膜に含有される有機溶媒が、上記実施形
態において説明した低誘電ＳｉＯ2 膜１４に含有される
Ｈ2 Ｏと同様に作用する。
【００４２】従って、ビアホールのパターンのレジスト
をマスクとしてＳＯＧ膜を選択的にエッチングする際
に、アニール処理を行うことなく膜中に大量の有機溶媒
が含有されたままの状態においてプラズマエッチングを
行うことにより、ビアホール内に露出するＳＯＧ膜側壁
の断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止するこ
とが可能になり、断面形状が垂直なビアホールを高精度
かつ容易に開口することができる。
をマスクとしてＳＯＧ膜を選択的にエッチングする際
に、アニール処理を行うことなく膜中に大量の有機溶媒
が含有されたままの状態においてプラズマエッチングを
行うことにより、ビアホール内に露出するＳＯＧ膜側壁
の断面形状が弓形になるボーイングの発生を防止するこ
とが可能になり、断面形状が垂直なビアホールを高精度
かつ容易に開口することができる。
【００４３】また、このプラズマエッチングに使用した
レジストをアッシングする際に、アニール処理を行うこ
となく膜中に大量の有機溶媒が含有されたままの状態に
おいてアッシングを行うことにより、ビアホール内のＳ
ＯＧ膜側壁の断面形状が弓形になるボーイングの発生を
防止することが可能になり、プラズマエッチングによっ
て開口されたビアホールの垂直な断面形状を損なうこと
なく、その高精度な加工精度を容易に維持することがで
きる。
レジストをアッシングする際に、アニール処理を行うこ
となく膜中に大量の有機溶媒が含有されたままの状態に
おいてアッシングを行うことにより、ビアホール内のＳ
ＯＧ膜側壁の断面形状が弓形になるボーイングの発生を
防止することが可能になり、プラズマエッチングによっ
て開口されたビアホールの垂直な断面形状を損なうこと
なく、その高精度な加工精度を容易に維持することがで
きる。
【００４４】また、上記実施形態においては、層間絶縁
膜として低誘電ＳｉＯ2 膜１４の単層構造の場合につい
て説明したが、低誘電ＳｉＯ2 膜１４の下層又は上層に
他の種類の絶縁膜を形成した２層構造や３層構造の層間
絶縁膜を形成加工する場合であっても、こうした多層構
造の層間絶縁膜を構成している低誘電ＳｉＯ2 膜１４を
膜中にＨ2 Ｏを含有したままの状態でプラズマエッチン
グ及びアッシングを行うことが可能であれば、本発明を
適用することができる。
膜として低誘電ＳｉＯ2 膜１４の単層構造の場合につい
て説明したが、低誘電ＳｉＯ2 膜１４の下層又は上層に
他の種類の絶縁膜を形成した２層構造や３層構造の層間
絶縁膜を形成加工する場合であっても、こうした多層構
造の層間絶縁膜を構成している低誘電ＳｉＯ2 膜１４を
膜中にＨ2 Ｏを含有したままの状態でプラズマエッチン
グ及びアッシングを行うことが可能であれば、本発明を
適用することができる。
【００４５】また、上記実施形態においては、低誘電Ｓ
ｉＯ2 膜１４にビアホール１８を開口する場合について
説明したが、ビアホール１８に限らず、例えばダマシン
用の溝を形成する場合等、所定パターンのレジストをマ
スクとして低誘電ＳｉＯ2 膜１４をエッチングして加工
する全ての場合に本発明を適用することができる。その
他、上記実施形態に記載した各プロセスの諸条件は、当
然のことながら本発明の主旨を逸脱しない範囲において
変更することが可能である。
ｉＯ2 膜１４にビアホール１８を開口する場合について
説明したが、ビアホール１８に限らず、例えばダマシン
用の溝を形成する場合等、所定パターンのレジストをマ
スクとして低誘電ＳｉＯ2 膜１４をエッチングして加工
する全ての場合に本発明を適用することができる。その
他、上記実施形態に記載した各プロセスの諸条件は、当
然のことながら本発明の主旨を逸脱しない範囲において
変更することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を奏
することができる。
る半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を奏
することができる。
【００４７】即ち、請求項１に係る半導体装置の製造方
法によれば、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有している
状態において、所定パターンのレジストをマスクとする
絶縁膜の選択的なプラズマエッチングを行うことによ
り、プラズマ中のラジカル及びイオンによる絶縁膜の選
択的なエッチングに伴い、絶縁膜から膜中に含有されて
いる水分又は有機溶媒がガスとなって脱離し、この絶縁
膜から脱離してくるガス状の水分又は有機溶媒によって
プラズマ中のラジカルがエッチングによって露出した絶
縁膜の側壁に到達することを阻害するため、このラジカ
ルによる絶縁膜の等方性エッチングは抑制されると共
に、絶縁膜から脱離してくるガスの影響を殆ど受けない
プラズマ中のイオンによる絶縁膜の異方性エッチングが
主流となって絶縁膜のエッチングが進行することにな
る。
法によれば、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有している
状態において、所定パターンのレジストをマスクとする
絶縁膜の選択的なプラズマエッチングを行うことによ
り、プラズマ中のラジカル及びイオンによる絶縁膜の選
択的なエッチングに伴い、絶縁膜から膜中に含有されて
いる水分又は有機溶媒がガスとなって脱離し、この絶縁
膜から脱離してくるガス状の水分又は有機溶媒によって
プラズマ中のラジカルがエッチングによって露出した絶
縁膜の側壁に到達することを阻害するため、このラジカ
ルによる絶縁膜の等方性エッチングは抑制されると共
に、絶縁膜から脱離してくるガスの影響を殆ど受けない
プラズマ中のイオンによる絶縁膜の異方性エッチングが
主流となって絶縁膜のエッチングが進行することにな
る。
【００４８】従って、水分又は有機溶媒を含有する絶縁
膜が、比較的劣悪な膜質でラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、エ
ッチングにより露出した側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生を防止することが可能になり、容易に高
精度の加工を行うことができる。その結果、水分又は有
機溶媒を含有する各種の低誘電体膜を層間絶縁膜として
使用することも可能になる。
膜が、比較的劣悪な膜質でラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、エ
ッチングにより露出した側壁の断面形状が弓形になるボ
ーイングの発生を防止することが可能になり、容易に高
精度の加工を行うことができる。その結果、水分又は有
機溶媒を含有する各種の低誘電体膜を層間絶縁膜として
使用することも可能になる。
【００４９】また、請求項２に係る半導体装置の製造方
法によれば、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラ
ズマエッチングする際に、基板を加熱することにより、
絶縁膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガスとな
って脱離してくる際の脱離量が増大するため、プラズマ
中のラジカルによる絶縁膜の等方性エッチングを更に抑
制して、絶縁膜の加工精度を更に向上させることができ
る。
法によれば、水分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラ
ズマエッチングする際に、基板を加熱することにより、
絶縁膜中に含有されている水分又は有機溶媒がガスとな
って脱離してくる際の脱離量が増大するため、プラズマ
中のラジカルによる絶縁膜の等方性エッチングを更に抑
制して、絶縁膜の加工精度を更に向上させることができ
る。
【００５０】また、請求項３に係る半導体装置の製造方
法によれば、所定パターンのレジストをマスクとして水
分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッチング
した後、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有している状態
において、絶縁膜上のレジストをアッシングにより除去
することにより、プラズマ中のラジカル及びイオンによ
りレジストをアッシングする際の加熱によって、エッチ
ングによって露出した絶縁膜側壁から膜中に含有されて
いる水分又は有機溶媒がガスとなって脱離し、この絶縁
膜から脱離してくるガス状の水分又は有機溶媒によって
プラズマ中のラジカルがエッチングによって露出した絶
縁膜の側壁に到達することを阻害するため、このラジカ
ルによる絶縁膜側壁のエッチングが抑制されると共に、
絶縁膜から脱離してくるガスの影響を殆ど受けないプラ
ズマ中のイオンによりアッシングの際に絶縁膜側壁に付
着した反応生成物が除去されることになる。
法によれば、所定パターンのレジストをマスクとして水
分又は有機溶媒を含有する絶縁膜をプラズマエッチング
した後、絶縁膜が水分又は有機溶媒を含有している状態
において、絶縁膜上のレジストをアッシングにより除去
することにより、プラズマ中のラジカル及びイオンによ
りレジストをアッシングする際の加熱によって、エッチ
ングによって露出した絶縁膜側壁から膜中に含有されて
いる水分又は有機溶媒がガスとなって脱離し、この絶縁
膜から脱離してくるガス状の水分又は有機溶媒によって
プラズマ中のラジカルがエッチングによって露出した絶
縁膜の側壁に到達することを阻害するため、このラジカ
ルによる絶縁膜側壁のエッチングが抑制されると共に、
絶縁膜から脱離してくるガスの影響を殆ど受けないプラ
ズマ中のイオンによりアッシングの際に絶縁膜側壁に付
着した反応生成物が除去されることになる。
【００５１】従って、水分又は有機溶媒を含有する絶縁
膜が、比較的劣悪な膜質でラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、レ
ジストをアッシングする際に、絶縁膜側壁の断面形状が
弓形になるボーイングの発生を防止することが可能にな
り、プラズマエッチングによって加工された絶縁膜の形
状を損なうことなく、容易にその高精度な加工精度を維
持することができる。その結果、水分又は有機溶媒を含
有する各種の低誘電体膜を層間絶縁膜として使用するこ
とも可能になる。
膜が、比較的劣悪な膜質でラジカルによって容易に側壁
がエッチングされ易い低誘電体膜の場合であっても、レ
ジストをアッシングする際に、絶縁膜側壁の断面形状が
弓形になるボーイングの発生を防止することが可能にな
り、プラズマエッチングによって加工された絶縁膜の形
状を損なうことなく、容易にその高精度な加工精度を維
持することができる。その結果、水分又は有機溶媒を含
有する各種の低誘電体膜を層間絶縁膜として使用するこ
とも可能になる。
【図１】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その１）である。
説明するための工程断面図（その１）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その２）である。
説明するための工程断面図（その２）である。
【図３】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その３）である。
説明するための工程断面図（その３）である。
【図４】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その４）である。
説明するための工程断面図（その４）である。
【図５】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その５）である。
説明するための工程断面図（その５）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る絶縁膜の加工方法を
説明するための工程断面図（その６）である。
説明するための工程断面図（その６）である。
１０…Ｓｉウェーハ、１２…金属配線層、１４…低誘電
ＳｉＯ2 膜、１６…レジスト、１８ａ、１８…ビアホー
ル、２０…膜中のＨ2 Ｏがガスとなって脱離することを
表す矢印、２２…イオンの飛来を表す矢印、２４…μ波
ダウンストリーム型アッシング装置、２６…膜中のＨ2
Ｏがガスとなって脱離することを表す矢印。
ＳｉＯ2 膜、１６…レジスト、１８ａ、１８…ビアホー
ル、２０…膜中のＨ2 Ｏがガスとなって脱離することを
表す矢印、２２…イオンの飛来を表す矢印、２４…μ波
ダウンストリーム型アッシング装置、２６…膜中のＨ2
Ｏがガスとなって脱離することを表す矢印。
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に水分又は有機溶媒を含有する絶
縁膜を形成した後、所定パターンのレジストをマスクと
して、前記絶縁膜の選択的なエッチングを行う半導体装
置の製造方法であって、 前記絶縁膜のアニール処理を行う前に、前記絶縁膜が水
分又は有機溶媒を含有している状態において、前記絶縁
膜をプラズマエッチングすることを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記絶縁膜をプラズマエッチングする際に、前記基板を
加熱することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記絶縁膜をプラズマエッチングした後、前記絶縁膜の
アニール処理を行う前に、前記絶縁膜が水分又は有機溶
媒を含有している状態において、前記絶縁膜上の前記レ
ジストをアッシングにより除去することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記絶縁膜が、シランと過酸化水素とを反応させる化学
的気相成長又は有機シランと過酸化水素とを反応させる
化学的気相成長により、前記基板上に形成されることを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記有機シランが、モノメチルシラン、ジメチルシラ
ン、トリメチルシラン、又はテトラメチルシランである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記絶縁膜が、有機絶縁材料の塗布により、前記基板上
に形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18862397A JPH1131683A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18862397A JPH1131683A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131683A true JPH1131683A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16226934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18862397A Pending JPH1131683A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131683A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165264A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Sony Corp | メモリ、磁気ヘッド及び磁気センサー、並びにこれらの製造方法 |
| US7137903B2 (en) | 2004-04-21 | 2006-11-21 | Acushnet Company | Transitioning hollow golf clubs |
| JP2006324277A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Sony Corp | エッチング方法、半導体装置の製造方法、およびエッチング装置 |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| CN110476239A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-11-19 | 应用材料公司 | 使用反应性退火的间隙填充 |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18862397A patent/JPH1131683A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7137903B2 (en) | 2004-04-21 | 2006-11-21 | Acushnet Company | Transitioning hollow golf clubs |
| US7147571B2 (en) | 2004-04-21 | 2006-12-12 | Acushnet Company | Transitioning hollow golf clubs |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| JP2006165264A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Sony Corp | メモリ、磁気ヘッド及び磁気センサー、並びにこれらの製造方法 |
| JP2006324277A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Sony Corp | エッチング方法、半導体装置の製造方法、およびエッチング装置 |
| JP4586626B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2010-11-24 | ソニー株式会社 | エッチング方法および半導体装置の製造方法 |
| CN110476239A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-11-19 | 应用材料公司 | 使用反应性退火的间隙填充 |
| CN110476239B (zh) * | 2017-04-07 | 2023-10-13 | 应用材料公司 | 使用反应性退火的间隙填充 |
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