JPH0426540B2 - - Google Patents

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JPH0426540B2
JPH0426540B2 JP59243552A JP24355284A JPH0426540B2 JP H0426540 B2 JPH0426540 B2 JP H0426540B2 JP 59243552 A JP59243552 A JP 59243552A JP 24355284 A JP24355284 A JP 24355284A JP H0426540 B2 JPH0426540 B2 JP H0426540B2
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JP
Japan
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etching
gas
photoresist
sio
rate ratio
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Chen Rii
Suwami Masado Gangadaara
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
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    • H10P95/062—Planarisation of inorganic insulating materials involving a dielectric removal step
    • H10P95/064—Planarisation of inorganic insulating materials involving a dielectric removal step the removal being chemical etching
    • H—ELECTRICITY
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    • H10P50/28—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
    • H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
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    • H10P50/287—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of organic materials by chemical means

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体エツチング・バツク方法に係
り、更に具体的に云えば、石英平坦化エツチン
グ・バツク方法に於てSiO2及びフオトレジスト
のエツチング速度比を制御する方法に係る。 〔従来技術〕 LSI論理装置に於ては、金属構造体が幾つかの
レベルに配置されている。それらの多レベル金属
構造体を正確に相互接続するためには、各金属構
造体のレベルを平坦化することが必要である。従
つて、多レベル金属構造体に於て平坦なトポグラ
フイを得ることが問題となる。或る特定の金属レ
ベルを平坦化するためにトポグラフイを徐く１つ
の方法は、エツチング・バツク方法である。エツ
チング・バツク方法は、SiO2及びフオトレジス
トのエツチング速度比が1.2±0.1であることを必
要とする。従来のエツチング技術は、速いエツチ
ング速度及び厳密な許容範囲で所望のエツチング
速度比を得ることができない。 米国特許第4324611号明細書は、CF4の第１エ
ツチング・ガス及びCHF3の第２ガスを用いて二
酸化シリコン及び／若しくは窒化シリコンをエツ
チングするためのエツチング方法について記載し
ている。第１ガスが加えられるとき、チエンバ圧
力は１乃至3Torrオーダーである。第２ガスが加
えられると、更に0.5乃至1.5Torrの圧力が上記系
に加えられる。フオトレジストの破壊を防ぎたい
場合には、ヘリウムの如き第３ガスが5Torrのオ
ーダーの圧力で加えられる。この米国特許明細書
は、フオトレジストの如き有機重合体材料及び二
酸化シリコンを含む平坦化方法について何ら提案
していない。 米国特許第3940506号及び第4344816号明細書
は、CF4及びCHF3のガスの組合せを用いること
を提案しているが、それらの場合も、本発明の方
法の場合と同様な目的並びに同様な反応性ガス・
プリズマに於ける圧力及び組成では用いられてい
ない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、石英平坦化エツチング・バツ
ク方法に於て、二酸化シリコン（SiO2）及びフ
オトレジストのエツチング速度比を制御する方法
を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 二酸化シリコン及び有機重合体材料を有する表
面を均一にエツチングして平坦化するためのエツ
チング方法において、上記有機重合体材料に対す
る二酸化シリコンのエツチング速度比が1.2±0.1
となるように、CF4ガスと、CHF3、ｘ＞１であ
るCxFyより成る群から選択されたガスとを含む
反応性エツチング・プラズマに上記表面を接触さ
せたことを特徴とするエツチング方法を提供す
る。 CHF3、ｘ＞１であるCxFyを加えてフオトレ
ジストのエツチング速度を低下させることによ
り、1.2±0.1の好ましいSiO2／フオトレジストの
エツチング速度比が得られる。市販のフオトレジ
スト（AZ）で被覆されたSiO2が単一ウエハ用反
応炉を用いてエツチングされる１好実施例に於て
は、体積比で各々97.5％のCF4、2.5％のCHF3及
び０％のO2を含むガス混合物は1.096のエツチン
グ速度比を生じるが、97.0％のCF4、３％の
CHF3及び０％のO2を含むガス混合物は1.196の
エツチング速度比を生じる。 〔実施例〕 石英平坦加エツチング・バツク方法に於て
SiO2及びフオトレジストのエツチング速度比を
制御する本発明の方法は、CF4ガスと、CHF3又
はｘ＞１であるCxFyのいずれかのガスとを含む
ガス混合物を用いてエツチングする工程を含む。
第１図に示されている如く、例えば銅、アルミニ
ウム等の如き金属の素子であるトポグラフイ素子
１０がSiO2層１２Ａの如き、表面の粗い基板で
覆われている。本発明の方法は、第２図に示され
ている如く、金属素子１０の間に於て実質的に平
坦なSiO2層１２が得られるようにSiO2層１２Ａ
を平坦化することを意図している。 第２図に示されている構造体は、第１図に示さ
れている如くSiO2層１２Ａ上に配置されている
フオトレジスト層の如き有機重合体材料層１４を
エツチングすることを含む本発明の方法を用いて
形成される。フオトレジスト層１４及びSiO2層
１２Ａを全体を通じて1.2±0.1のエツチング速度
比で均一にエツチングして、金属がSiO2表面か
ら丁度顔を出すようにすることが望ましい。上記
エツチング速度比は、フオトレジストのエツチン
グ速度に対するSiO2のエツチング速度として定
義されている。1.2±0.1の計算されたエツチング
速度比が得られるとき、第２図に示されている如
き平坦な構造体が形成される。フオトレジストが
異なれば、エツチング速度も相当に異なるので、
２つ以上のフオトレジストに適する１組の条件を
見出すことは困難である。更に、SiO2及びフオ
トレジストのエツチング速度は、用いられる装置
に応じて相当に異なる。 本発明の方法に従つて、第１図に示されている
構造体を、CF4ガスと、CHF3又はｘ＞１である
CxFyのいずれかのガスとを含む、少くとも
500μHgの圧力を有するガス混合物を用いてエツ
チングすることによつて得られる。上記ガス混合
物の組成は、フオトレジスト層１４に用いられて
いるフオトレジスト材料のエツチング特性に依存
する。上記ガス混合物の組成は、表面のエツチン
グ、気相重合及び表面の酸化の各反応間のバラン
スをとるために、エツチング・ガス、重合化ガス
及び酸化ガスを含む。CF4ガスは、SiO2をエツチ
ングするための第１のガスである。CHF3又はｘ
＞１であるCxFyのガスは、主としてフオトレジ
ストのエツチング速度を低下させるために加えら
れる。CHF3又はｘ＞１であるCxFyのガスは、気
相重合を制御するための重合化ガスである。ｘ＞
１であるCxFyのガスは不飽和である。そのよう
なガスの例としては、C2F4、C2F6等が挙げられ
る。O2ガスは、主としてフオトレジストのエツ
チング速度を増すために用いられる。これは、高
度に交叉結合したレジストが用いられる場合、
SiO2よりも低いエツチング速度を持ち得るため、
プロセス条件、すなわち使用されるエツチングガ
スの種類によつてはエツチング速度比が１よりも
低くなり得る。そのようなときにO2ガスを加え
ることによつてレジストのエツチング速度を増
し、エツチング速度比が１よりも大きくなるよう
にすることができる。O2ガスは、第２ガス
（CHF3）により付着される重合体の表面の酸化
を制御するためのガスである。それらの３つのガ
スの組成は、フオトレジストの特性が異なる場合
でも平坦化が容易に達成されるように、広範囲の
選択を可能にする。 次に示す例は、エツチング速度比に与える
CHF3及びO2の効果を示している。
〔発明の効果〕
本発明によば、石英平坦化エツチング・バツク
方法に於て、SiO2及びフオトレジストのエツチ
ング速度比を制御する方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に従つてエツチングされ
るSiO2及びフオトレジストを有する構造体を示
す縦断面図、第２図は本発明のエツチング方法に
従つて得られる平坦化された構造体を示す縦断面
図である。 １０……トポグラフイ素子（金属素子）、１２，
１２Ａ……BiO2層、１４……有機重合体材料層
（フオトレジスト層）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 二酸化シリコン及び有機重合体材料を有する
    表面を均一にエツチングして平坦化するためのエ
    ツチング方法において、 上記有機重合体材料に対する二酸化シリコンの
    エツチング速度比が1.2±0.1となるように、CF4
    ガスと、CHF3、ｘ＞１であるCxFyより成る群
    から選択されたガスとを含む反応性エツチング・
    プラズマに上記表面を接触させたことを特徴とす
    るエツチング方法。
JP59243552A 1984-01-30 1984-11-20 エツチング方法 Granted JPS60165722A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US575118 1984-01-30
US06/575,118 US4511430A (en) 1984-01-30 1984-01-30 Control of etch rate ratio of SiO2 /photoresist for quartz planarization etch back process

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Publication Number Publication Date
JPS60165722A JPS60165722A (ja) 1985-08-28
JPH0426540B2 true JPH0426540B2 (ja) 1992-05-07

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