JPH042129A - 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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- JPH042129A JPH042129A JP10258190A JP10258190A JPH042129A JP H042129 A JPH042129 A JP H042129A JP 10258190 A JP10258190 A JP 10258190A JP 10258190 A JP10258190 A JP 10258190A JP H042129 A JPH042129 A JP H042129A
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- mask
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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】
〔概 要〕
半導体装置の製造方法に係り、特に、多層をなす配線層
間の層間絶縁膜に設けるバイアホールの形成方法に関し
、 層間絶縁膜にかけるマスクの開孔よりも実効的に微細な
バイアホールを形成することができる製造方法の提供を
目的とし、 配線層上の層間絶縁膜にバイアホールを形成するに際し
て、マスクをかけたエツチングにより、前記層間絶縁膜
に大きさが該マスクの開孔に倣い前記配線層が表出する
バイアホール下孔を形成する工程と、不活性ガスと酸素
の混合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチングに
より、前記下孔の上部側面を上部開口が広がる傾斜に除
去する共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面にも生
ずる絶縁物を形成する工程と、不活性ガスを作用ガスに
した第２の高周波エツチングにより、前記底面の絶縁物
を除去する工程とを有して、バイアホールを下部開口が
前記マスクの開孔よりも小さなものに形成するように構
成し、また、前記第１及び第２の高周波エツチングは、
同一装置を用いて連続的に行うように構成する。
間の層間絶縁膜に設けるバイアホールの形成方法に関し
、 層間絶縁膜にかけるマスクの開孔よりも実効的に微細な
バイアホールを形成することができる製造方法の提供を
目的とし、 配線層上の層間絶縁膜にバイアホールを形成するに際し
て、マスクをかけたエツチングにより、前記層間絶縁膜
に大きさが該マスクの開孔に倣い前記配線層が表出する
バイアホール下孔を形成する工程と、不活性ガスと酸素
の混合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチングに
より、前記下孔の上部側面を上部開口が広がる傾斜に除
去する共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面にも生
ずる絶縁物を形成する工程と、不活性ガスを作用ガスに
した第２の高周波エツチングにより、前記底面の絶縁物
を除去する工程とを有して、バイアホールを下部開口が
前記マスクの開孔よりも小さなものに形成するように構
成し、また、前記第１及び第２の高周波エツチングは、
同一装置を用いて連続的に行うように構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、多層を
なす配線層間の層間絶縁膜に設けるバイアホールの形成
方法に関する。
なす配線層間の層間絶縁膜に設けるバイアホールの形成
方法に関する。
近年のデバイスの微細化要求に伴い、配線層は多層化し
然も微細パターンが要求されている。そして、配線層間
の層間絶縁膜に設けるバイアホールも微細化が必要とな
る。
然も微細パターンが要求されている。そして、配線層間
の層間絶縁膜に設けるバイアホールも微細化が必要とな
る。
上記バイアホールは、従来、層間絶縁膜上にバイアホー
ル形成用の開孔を有するレジストマスクをかけたエツチ
ングにより形成している。このためバイアホールは、上
記開孔に倣った大きさとなる。
ル形成用の開孔を有するレジストマスクをかけたエツチ
ングにより形成している。このためバイアホールは、上
記開孔に倣った大きさとなる。
そこでバイアホールを微細化するためには、レジストマ
スクの開孔を微細にする必要がある。
スクの開孔を微細にする必要がある。
一方、レジストマスクの開孔は、パターン露光及び現像
により形成され、その大きさが露光のパターンに支配さ
れる。また、その露光には、光学マスクのパターンを転
写する光学露光法と、集束電子ビームで直接描画する電
子ビーム露光法がある。
により形成され、その大きさが露光のパターンに支配さ
れる。また、その露光には、光学マスクのパターンを転
写する光学露光法と、集束電子ビームで直接描画する電
子ビーム露光法がある。
ところが、光学露光法では、一般に紫外線を用いるため
に、回折現象により１〜２μｍ程度の寸法のパターン形
成が微細化の限界である。また、電子ビーム露光法では
、光学露光法よりも微細なパターン形成が可能であるが
、パターンを電子ビームの微小なスポットで塗り潰して
ゆくために露光の所要時間が極めて長い。
に、回折現象により１〜２μｍ程度の寸法のパターン形
成が微細化の限界である。また、電子ビーム露光法では
、光学露光法よりも微細なパターン形成が可能であるが
、パターンを電子ビームの微小なスポットで塗り潰して
ゆくために露光の所要時間が極めて長い。
本発明は、光学露光法により形成したマスクを用いるこ
とができるように、該マスクの開孔よりも実効的に微細
なバイアホールを形成することができる製造方法の提供
を目的とする。
とができるように、該マスクの開孔よりも実効的に微細
なバイアホールを形成することができる製造方法の提供
を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の製造方法は、配線
層上の層間絶縁膜にバイアホールを形成するに際して、
マスクをかけたエツチングにより、前記層間絶縁膜に大
きさが該マスクの開孔に倣い前記配線層が表出するバイ
アホール下孔を形成する工程と、不活性ガスと酸素の混
合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチングにより
、前記下孔の上部側面を上部開口が広がる傾斜に除去す
る共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面にも生成す
る絶縁物を形成する工程と、不活性ガスを作用ガスにし
た第２の高周波エツチングにより、前記底面の絶縁物を
除去する工程とを有して、バイアホールを下部開口が前
記マスクの開孔よりも小さなものに形成することを特徴
としている。
層上の層間絶縁膜にバイアホールを形成するに際して、
マスクをかけたエツチングにより、前記層間絶縁膜に大
きさが該マスクの開孔に倣い前記配線層が表出するバイ
アホール下孔を形成する工程と、不活性ガスと酸素の混
合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチングにより
、前記下孔の上部側面を上部開口が広がる傾斜に除去す
る共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面にも生成す
る絶縁物を形成する工程と、不活性ガスを作用ガスにし
た第２の高周波エツチングにより、前記底面の絶縁物を
除去する工程とを有して、バイアホールを下部開口が前
記マスクの開孔よりも小さなものに形成することを特徴
としている。
また、前記第１及び第２の高周波エツチングは、同一装
置を用いて連続的に行うことを特徴としている。
置を用いて連続的に行うことを特徴としている。
本発明者は、前記第１の高周波エツチングにおいて、前
記下孔の上部側面が上部開口を広げるように傾斜して除
去されると共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面に
も生成する絶縁物が形成される現象を見出した。この絶
縁物は、前記層間絶縁膜から除去された分の一部が堆積
箇所に付着して前記作用ガスの酸素プラズマで酸化する
ことと、前記下孔の底面に表出する配線層が該酸素プラ
ズマで酸化することにより形成されるものと思われる。
記下孔の上部側面が上部開口を広げるように傾斜して除
去されると共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面に
も生成する絶縁物が形成される現象を見出した。この絶
縁物は、前記層間絶縁膜から除去された分の一部が堆積
箇所に付着して前記作用ガスの酸素プラズマで酸化する
ことと、前記下孔の底面に表出する配線層が該酸素プラ
ズマで酸化することにより形成されるものと思われる。
本発明は、上記現象が前記下孔の下部の大きさを前記マ
スクの開孔よりも小さくさせることに着目したものであ
り、前記第１の高周波エツチングとその後の前記第２の
高周波エツチングの導入により、該開孔よりも実効的に
微細なバイアホールの形成を可能にしたものである。
スクの開孔よりも小さくさせることに着目したものであ
り、前記第１の高周波エツチングとその後の前記第２の
高周波エツチングの導入により、該開孔よりも実効的に
微細なバイアホールの形成を可能にしたものである。
即ちこのバイアホールは、前記マスクの開孔よりも小さ
な下部開口が、下側配線層の微細パターンに対する対応
を可能にさせ、上部側面の傾斜により該開孔よりも大き
くなる上部開口が、上側配線層を形成する際のステップ
カバレージを良好ニさせる。
な下部開口が、下側配線層の微細パターンに対する対応
を可能にさせ、上部側面の傾斜により該開孔よりも大き
くなる上部開口が、上側配線層を形成する際のステップ
カバレージを良好ニさせる。
そして、前記第１及び第２の高周波エツチングは、その
作用ガスの構成からして、同一装置を用いて連続的に行
うことが可能であり、また、そのようにすることが実務
的に望ましい。
作用ガスの構成からして、同一装置を用いて連続的に行
うことが可能であり、また、そのようにすることが実務
的に望ましい。
以下本発明によるバイアホール形成の実施例について説
明する。実施例は後述のように四つあり、第１図（ａ）
〜（Ｃ）はこれらの実施例の工程を一括説明するための
側断面図である。
明する。実施例は後述のように四つあり、第１図（ａ）
〜（Ｃ）はこれらの実施例の工程を一括説明するための
側断面図である。
同図において、１はＳｉ基板を配線層に見立てた配線層
、２はＰＳＧ層間絶縁膜、３はレジストマスク、４はマ
スク３の開孔、５はバイアホール下孔、６は絶縁物、７
はバイアホール、７ａはバイアホール７の下部開口、７
ｂはバイアホール７の上部開口、である。
、２はＰＳＧ層間絶縁膜、３はレジストマスク、４はマ
スク３の開孔、５はバイアホール下孔、６は絶縁物、７
はバイアホール、７ａはバイアホール７の下部開口、７
ｂはバイアホール７の上部開口、である。
先ず（ａ）を参照して、バイアホール形成用の開孔４を
有するマスク３をかけた異方性エツチングにより、配線
層１上の層間絶縁膜２に大きさが開孔４に倣い配線層１
が表出するバイアホール下孔５を形成し、マスク３を除
去する。
有するマスク３をかけた異方性エツチングにより、配線
層１上の層間絶縁膜２に大きさが開孔４に倣い配線層１
が表出するバイアホール下孔５を形成し、マスク３を除
去する。
次いで（ｂ）を参照して、アルゴン（Ａｒ）と酸素（０
りの混合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチング
（ＲＦエツチング）により、下孔５の上部側面を上部開
孔が広がる傾斜に除去すると共に、下孔５の下部側面に
堆積し且つ底面にも生成する絶縁物６を形成する。
りの混合ガスを作用ガスにした第１の高周波エツチング
（ＲＦエツチング）により、下孔５の上部側面を上部開
孔が広がる傾斜に除去すると共に、下孔５の下部側面に
堆積し且つ底面にも生成する絶縁物６を形成する。
次いで（Ｃ）を参照して、第１のＲＦエツチングを行っ
た装置を継続して用い、Ａｒを作用ガスにした第２のＲ
Ｆエツチングにより、下孔５底面の絶縁物６を除去する
。この第２のＲＦエツチングは、第１のＲＦエツチング
の後、Ｏｔの供給を止めＡｒの供給を継続することによ
り行うことができる。
た装置を継続して用い、Ａｒを作用ガスにした第２のＲ
Ｆエツチングにより、下孔５底面の絶縁物６を除去する
。この第２のＲＦエツチングは、第１のＲＦエツチング
の後、Ｏｔの供給を止めＡｒの供給を継続することによ
り行うことができる。
以上の工程により、下部間ロアａがマスク３の開孔４よ
りも小さく、上部側面が傾斜して上部間ロアｂが開孔４
よりも大きくなっている所望のバイアホール７が形成さ
れる。
りも小さく、上部側面が傾斜して上部間ロアｂが開孔４
よりも大きくなっている所望のバイアホール７が形成さ
れる。
上述した工程によって行われる第１〜第４実施例の詳細
は次のとおりである。
は次のとおりである。
（１）第１実施例
■ 層間絶縁膜２の厚さ２１．５８ｍ
開孔４の大きさ ：０．９μｍφ
■ 第１のＲＦエツチングの条件
ＲＦパワー ： ７８０Ｗ
Ａｒ流量 ６０ ＳＣＣＭＯ□流量
５３ＣＣＭ圧力
２ ＋ｎＴｏｒｒ処理時間 ： １２０ ｓ
ｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ６５５ＣＣＭ圧力
２ＩＩＩＴＯｒｒ処理時間 ・
１０ ｓｅｃ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６６μｍφ上部開ロ
アｂ ： １．１〜１．２ ａｍ φ（２）第
２実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ２１．５８ｍ 開孔４の大きさ ： ２．０．ｃｚｗ＋ φ■ 第１
のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ’ ６０３ＣＣＭＯｔ流量
’ ５ＳＣＣＭ圧力 °
２…Ｔｏｒｒ処理時間 ： １２０ ｓｅ
ｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ’ ６５ ＳＣ０Ｍ圧力
°２ｍＴｏｒｒ 処理時間 ・ １０ ｓｅｃ■ バイアホー
ル７の寸法 下部間ロアａ ： １．８１μｍφ上部間ロ
アｂ ： ２．２〜２．３ ｕｍ φ（３）第
３実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ２１．５８ｍ 開孔４の大きさ ＝０．９μｍφ ■ 第１のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ＝ ２４０ｗ Ａｒ流量 ’ ６０ ＳＣＣＭ０２流量
５ ＳＣ０Ｍ圧力
２ＩＩＩＴｏｒｒ処理時間 ： ３６０
ｓｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦハワ−： ２４０ Ｗ ＾ｒＡｒ流量 ’ ６５ ＳＣ０Ｍ圧力
２ｍＴｏｒｒ処理時間 ・
３０ ｓｅｃ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６１μｍ φ上部間
ロアｂ ： １．１〜１．２ ａｍ φ（４）
第４実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ；１．５μｍ 開孔４の大きさ 二０．９μｍφ ■ 第１のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ２４０Ｗ Ａｒ流量 ６０ ＳＣＣＭＯ□流量
５ ＳＣ０Ｍ圧力 ：
３．５ ｍＴｏｒｒ処理時間 ： ２００
ｓｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ２４０Ｗ Ａｒ流量 ６５５ＣＣＭ圧力
： ３．５ ｍＴｏｒｒ処理時間
１８ ｓｅｃ ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６３μｍφ上部開ロ
アｂ ： １．１〜１．２ ｕｍφ以上の実施
例から、下部間ロアａの寸法は、主として第１のＲＦエ
ツチングのＲＦパワー及び圧力を変えることにより制御
できることが判る。
５３ＣＣＭ圧力
２ ＋ｎＴｏｒｒ処理時間 ： １２０ ｓ
ｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ６５５ＣＣＭ圧力
２ＩＩＩＴＯｒｒ処理時間 ・
１０ ｓｅｃ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６６μｍφ上部開ロ
アｂ ： １．１〜１．２ ａｍ φ（２）第
２実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ２１．５８ｍ 開孔４の大きさ ： ２．０．ｃｚｗ＋ φ■ 第１
のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ’ ６０３ＣＣＭＯｔ流量
’ ５ＳＣＣＭ圧力 °
２…Ｔｏｒｒ処理時間 ： １２０ ｓｅ
ｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ７８０Ｗ Ａｒ流量 ’ ６５ ＳＣ０Ｍ圧力
°２ｍＴｏｒｒ 処理時間 ・ １０ ｓｅｃ■ バイアホー
ル７の寸法 下部間ロアａ ： １．８１μｍφ上部間ロ
アｂ ： ２．２〜２．３ ｕｍ φ（３）第
３実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ２１．５８ｍ 開孔４の大きさ ＝０．９μｍφ ■ 第１のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ＝ ２４０ｗ Ａｒ流量 ’ ６０ ＳＣＣＭ０２流量
５ ＳＣ０Ｍ圧力
２ＩＩＩＴｏｒｒ処理時間 ： ３６０
ｓｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦハワ−： ２４０ Ｗ ＾ｒＡｒ流量 ’ ６５ ＳＣ０Ｍ圧力
２ｍＴｏｒｒ処理時間 ・
３０ ｓｅｃ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６１μｍ φ上部間
ロアｂ ： １．１〜１．２ ａｍ φ（４）
第４実施例 ■ 層間絶縁膜２の厚さ；１．５μｍ 開孔４の大きさ 二０．９μｍφ ■ 第１のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ２４０Ｗ Ａｒ流量 ６０ ＳＣＣＭＯ□流量
５ ＳＣ０Ｍ圧力 ：
３．５ ｍＴｏｒｒ処理時間 ： ２００
ｓｅｃ■ 第２のＲＦエツチングの条件 ＲＦパワー ： ２４０Ｗ Ａｒ流量 ６５５ＣＣＭ圧力
： ３．５ ｍＴｏｒｒ処理時間
１８ ｓｅｃ ■ バイアホール７の寸法 下部間ロアａ ： ０．６３μｍφ上部開ロ
アｂ ： １．１〜１．２ ｕｍφ以上の実施
例から、下部間ロアａの寸法は、主として第１のＲＦエ
ツチングのＲＦパワー及び圧力を変えることにより制御
できることが判る。
なお、上述のＲＦエツチングにおいて、Ａｒの代わりに
ハロゲン系のガスを用いるとバイアホール７の形状が悪
化し、堆積性のガスを用いると再現性が悪くなるので、
そのガスはＡｒのような不活性ガスに限定するのが望ま
しい。
ハロゲン系のガスを用いるとバイアホール７の形状が悪
化し、堆積性のガスを用いると再現性が悪くなるので、
そのガスはＡｒのような不活性ガスに限定するのが望ま
しい。
また、上記実施例は配線層ｌをＳｉにし層間絶縁膜２を
ＰＳＧにした場合であるが、本発明は、その原理からし
て、配線層がポリＳｉや金属またはシリサイドなどであ
り、層間絶縁膜がＰＳＧ以外の通常に用いる任意のもの
であに場合にも有効である。そして配線層が半導体基板
自体に形成されたものであっても良いことはいうまでも
ない。
ＰＳＧにした場合であるが、本発明は、その原理からし
て、配線層がポリＳｉや金属またはシリサイドなどであ
り、層間絶縁膜がＰＳＧ以外の通常に用いる任意のもの
であに場合にも有効である。そして配線層が半導体基板
自体に形成されたものであっても良いことはいうまでも
ない。
以上説明したように本発明によれば、半導体装置の製造
方法に係り、特に、多層をなす配線層間の層間絶縁膜に
設けるバイアホールの形成方法に関し、層間絶縁膜にか
けるマスクの開孔よりも微細で然もステップカバレージ
を良くさせるバイアホールを簡便に形成することが可能
になり、デバイス微細化への対応を容易にさせる効果が
ある。
方法に係り、特に、多層をなす配線層間の層間絶縁膜に
設けるバイアホールの形成方法に関し、層間絶縁膜にか
けるマスクの開孔よりも微細で然もステップカバレージ
を良くさせるバイアホールを簡便に形成することが可能
になり、デバイス微細化への対応を容易にさせる効果が
ある。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は実施例の工程を説明するための
側断面図、 である。 図において、 １は配線層、 ２は層間絶縁膜、 ３はマスク、 ４はマスクの開孔、 ５はバイアホール下孔、 ６は絶縁物、 ７はバイアホール、 ７ａはバイアホールの下部開口、 ７ｂはバイアホールの上部開口、 である。
側断面図、 である。 図において、 １は配線層、 ２は層間絶縁膜、 ３はマスク、 ４はマスクの開孔、 ５はバイアホール下孔、 ６は絶縁物、 ７はバイアホール、 ７ａはバイアホールの下部開口、 ７ｂはバイアホールの上部開口、 である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）配線層上の層間絶縁膜にバイアホールを形成するに
際して、 マスクをかけたエッチングにより、前記層間絶縁膜に大
きさが該マスクの開孔に倣い前記配線層が表出するバイ
アホール下孔を形成する工程と、不活性ガスと酸素の混
合ガスを作用ガスにした第１の高周波エッチングにより
、前記下孔の上部側面を上部開口が広がる傾斜に除去す
る共に、該下孔の下部側面に堆積し且つ底面にも生成す
る絶縁物を形成する工程と、 不活性ガスを作用ガスにした第２の高周波エッチングに
より、前記底面の絶縁物を除去する工程とを有して、 バイアホールを下部開口が前記マスクの開孔よりも小さ
なものに形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 ２）前記第１及び第２の高周波エッチングは、同一装置
を用いて連続的に行うことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258190A JPH042129A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258190A JPH042129A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042129A true JPH042129A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14331196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10258190A Pending JPH042129A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042129A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960005A (en) * | 1995-12-25 | 1999-09-28 | Fujitsu Limited | Method and device for two-way communication network |
| WO1999058739A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-18 | Applied Materials, Inc. | Oxygen-argon gas mixture for precleaning in vacuum processing system |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP10258190A patent/JPH042129A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960005A (en) * | 1995-12-25 | 1999-09-28 | Fujitsu Limited | Method and device for two-way communication network |
| WO1999058739A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-18 | Applied Materials, Inc. | Oxygen-argon gas mixture for precleaning in vacuum processing system |
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