JPH06232096A - 誘電体平坦化における局部負荷効果の除去 - Google Patents
誘電体平坦化における局部負荷効果の除去Info
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- JPH06232096A JPH06232096A JP5330132A JP33013293A JPH06232096A JP H06232096 A JPH06232096 A JP H06232096A JP 5330132 A JP5330132 A JP 5330132A JP 33013293 A JP33013293 A JP 33013293A JP H06232096 A JPH06232096 A JP H06232096A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- plasma
- polymer
- etch
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- 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
- H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
- H10P95/06—Planarisation of inorganic insulating materials
- 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
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、誘電体平坦化工程を含む集積回路
の製造方法を提供する。 【構成】 局部負荷効果は、ＳＦ6 を含むプラズマを用
いることにより、誘電体層の平坦化エッチバックの際に
減少する。
の製造方法を提供する。 【構成】 局部負荷効果は、ＳＦ6 を含むプラズマを用
いることにより、誘電体層の平坦化エッチバックの際に
減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体平坦化工程を含
む集積回路製造方法に関する。
む集積回路製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積回
路は、下にある材料の選択された部分を露出する窓を形
成するために誘電体層の描画を要することがある。誘電
体層は特徴部分を有する表面、すなわち平坦でない表
面、上に堆積されることがある。すなわち、特徴部分
は、例えば相互接続部、ゲート構造、タブ段またはフィ
ールド酸化物であり得る。描画は、フォトレジストすな
わちポリマーの層を堆積し、次いで、フォトレジストの
選択された部分を放射線に対して露出して該レジストに
像を形成する。次いで、レジストから誘電体層にかつ誘
電体層を介して像を転写するために、周知かつ従来の手
法が用いられる。
路は、下にある材料の選択された部分を露出する窓を形
成するために誘電体層の描画を要することがある。誘電
体層は特徴部分を有する表面、すなわち平坦でない表
面、上に堆積されることがある。すなわち、特徴部分
は、例えば相互接続部、ゲート構造、タブ段またはフィ
ールド酸化物であり得る。描画は、フォトレジストすな
わちポリマーの層を堆積し、次いで、フォトレジストの
選択された部分を放射線に対して露出して該レジストに
像を形成する。次いで、レジストから誘電体層にかつ誘
電体層を介して像を転写するために、周知かつ従来の手
法が用いられる。
【０００３】この手法は概念的に簡単であるが、実行は
困難になり得る。例えば、平坦でない誘電体表面は、限
られた焦点深度のため精密なリソグラフィック描画を困
難にし得る。また、平坦化されていない表面は、平坦で
ない表面に堆積される層をエッチンする際にも困難に導
き得る。誘電体は、しばしば、これらの問題を緩和する
ために平坦化される。例えば、Journal of the Electro
chemical Society,131,pp.123-125,January 1984,,and
128,pp.423-428,February 1987を参照されたい。平坦化
された表面を得るために、望ましい最終的な厚さより薄
い誘電体が堆積され、続いて、良好な平坦化特性を有す
る薄いポリマーが堆積される。プラズマ手法またはＲＩ
Ｅ手法のどちらかを用いて、ポリマーと誘電体の一部が
除去される。しばしば、平坦化される誘電体はシリコン
ニ酸化物であり、ＣＨ3 、ＣＦ4またはＣ2 Ｆ6 と酸素
の混合物が用いられる。酸素濃度は、シリコンニ酸化物
のエッチング速度とポリマーのエッチング速度を合わせ
るために変えられる。ポリマーがエッチバックされ、酸
化物がプラズマに対して露出されるので、プラズマ中の
全酸素含量は少なくとも局部的に増加し、隔離された特
徴部分の回りのポリマーは、酸化物より高い速度でエッ
チングされる。その結果、平坦化されない誘電体表面が
生じる。この現象は普通“局部負荷”と呼ばれている。
この現象を避けようとする人はＮＦ3 を用いる。しかし
ながら、これは有毒ガスであり、有毒でない代替物が望
ましい。
困難になり得る。例えば、平坦でない誘電体表面は、限
られた焦点深度のため精密なリソグラフィック描画を困
難にし得る。また、平坦化されていない表面は、平坦で
ない表面に堆積される層をエッチンする際にも困難に導
き得る。誘電体は、しばしば、これらの問題を緩和する
ために平坦化される。例えば、Journal of the Electro
chemical Society,131,pp.123-125,January 1984,,and
128,pp.423-428,February 1987を参照されたい。平坦化
された表面を得るために、望ましい最終的な厚さより薄
い誘電体が堆積され、続いて、良好な平坦化特性を有す
る薄いポリマーが堆積される。プラズマ手法またはＲＩ
Ｅ手法のどちらかを用いて、ポリマーと誘電体の一部が
除去される。しばしば、平坦化される誘電体はシリコン
ニ酸化物であり、ＣＨ3 、ＣＦ4またはＣ2 Ｆ6 と酸素
の混合物が用いられる。酸素濃度は、シリコンニ酸化物
のエッチング速度とポリマーのエッチング速度を合わせ
るために変えられる。ポリマーがエッチバックされ、酸
化物がプラズマに対して露出されるので、プラズマ中の
全酸素含量は少なくとも局部的に増加し、隔離された特
徴部分の回りのポリマーは、酸化物より高い速度でエッ
チングされる。その結果、平坦化されない誘電体表面が
生じる。この現象は普通“局部負荷”と呼ばれている。
この現象を避けようとする人はＮＦ3 を用いる。しかし
ながら、これは有毒ガスであり、有毒でない代替物が望
ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、誘電体平坦化における局部負荷効果は、ポリマー腐
食を制御するために、酸素よりむしろフッ素を用いるこ
とによって減少する。これはプラズマにＳＦ6 を加える
ことにより達成することができる。プラズマはＳＦ6 と
少なくとも１つの他のエッチング剤を有する。特徴部分
は表面に形成され、それにより平坦でない表面を形成
し、誘電体が特徴部分上に堆積され、次いで、ポリマー
層が誘電体上に堆積される。次いで、誘電体平坦化はＳ
Ｆ6 を含むプラズマを用いて行なわれる。プラズマは、
望ましくは、ＳＦ6 と、ポリマーと誘電体がほぼ同じ速
度でエッチングするように選択された他の成分との混合
物を有する。処理は、ポリマーがかたづいた後終わる。
模範的な実施例では、誘電体はＴＥＯＳのような酸化物
からなる。好適な実施例では、プラズマはさらにＣＨＦ
3 を含む。他の好適な実施例では、プラズマはさらにＣ
Ｆ4 またはＣ2 Ｆ6 を含む。ポリマーエッチング速度が
酸素濃度に対して激しく変化しないことを条件として、
少量の酸素がプラズマ中に存在し得る。
ば、誘電体平坦化における局部負荷効果は、ポリマー腐
食を制御するために、酸素よりむしろフッ素を用いるこ
とによって減少する。これはプラズマにＳＦ6 を加える
ことにより達成することができる。プラズマはＳＦ6 と
少なくとも１つの他のエッチング剤を有する。特徴部分
は表面に形成され、それにより平坦でない表面を形成
し、誘電体が特徴部分上に堆積され、次いで、ポリマー
層が誘電体上に堆積される。次いで、誘電体平坦化はＳ
Ｆ6 を含むプラズマを用いて行なわれる。プラズマは、
望ましくは、ＳＦ6 と、ポリマーと誘電体がほぼ同じ速
度でエッチングするように選択された他の成分との混合
物を有する。処理は、ポリマーがかたづいた後終わる。
模範的な実施例では、誘電体はＴＥＯＳのような酸化物
からなる。好適な実施例では、プラズマはさらにＣＨＦ
3 を含む。他の好適な実施例では、プラズマはさらにＣ
Ｆ4 またはＣ2 Ｆ6 を含む。ポリマーエッチング速度が
酸素濃度に対して激しく変化しないことを条件として、
少量の酸素がプラズマ中に存在し得る。
【０００５】
【実施例】本発明は、窓エッチングが誘電体平坦化後に
終わった後の特定の実施例を参照することにより説明さ
れるであろう。明快にするため、図示の構成要素は縮尺
されていない。図１に示されているのは、基板１、フィ
ールド酸化物領域３、相互接続部５、誘電体層７及び窓
９である。窓９は、誘電体層７内にあり、基板１または
相互接続部５の選択された部分を露出する。また、図示
されているのは、相互接続部５の両側にあるソース／ド
レイン領域１１であり、この場合、相互接続部５は同様
にゲート構造でもある。窓９は金属１３が充填される。
誘電体は、厚さが一定ではないが比較的平坦な表面を有
することが容易にわかる。フィールド酸化物における相
互接続部上の誘電体のオーバーエッチングに至ったであ
ろうエッチバック中の局部負荷効果は、実質的に減少し
た。
終わった後の特定の実施例を参照することにより説明さ
れるであろう。明快にするため、図示の構成要素は縮尺
されていない。図１に示されているのは、基板１、フィ
ールド酸化物領域３、相互接続部５、誘電体層７及び窓
９である。窓９は、誘電体層７内にあり、基板１または
相互接続部５の選択された部分を露出する。また、図示
されているのは、相互接続部５の両側にあるソース／ド
レイン領域１１であり、この場合、相互接続部５は同様
にゲート構造でもある。窓９は金属１３が充填される。
誘電体は、厚さが一定ではないが比較的平坦な表面を有
することが容易にわかる。フィールド酸化物における相
互接続部上の誘電体のオーバーエッチングに至ったであ
ろうエッチバック中の局部負荷効果は、実質的に減少し
た。
【０００６】エッチバックの前に、図示された構造を製
造するために従来の手法が用いられる。例えば、ゲート
構造及び相互接続部はフィールド酸化物のように容易に
製造されるであろう。ソース／ドレイン領域を形成する
ために、従来のイオン注入技術を用いることができる。
また、周知の材料を用いることができる。誘電体層７を
堆積するために、周知の手法が用いられる。模範的な誘
電体は、低圧化学的蒸着またはプラズマ強調された処理
で堆積することができるＴＥＯＳのような酸化物であ
る。
造するために従来の手法が用いられる。例えば、ゲート
構造及び相互接続部はフィールド酸化物のように容易に
製造されるであろう。ソース／ドレイン領域を形成する
ために、従来のイオン注入技術を用いることができる。
また、周知の材料を用いることができる。誘電体層７を
堆積するために、周知の手法が用いられる。模範的な誘
電体は、低圧化学的蒸着またはプラズマ強調された処理
で堆積することができるＴＥＯＳのような酸化物であ
る。
【０００７】表面の明白な輪郭のため、誘電体層は平坦
でない表面も有する。後処理を容易にするために平坦な
誘電体表面が得られることが望ましい。次いで、ポリマ
ー層が堆積され、誘電体層を平坦化するためにエッチバ
ックされる。プラズマは、ＳＦ6 と少なくとも１つの他
のエッチング剤との混合物を有する。模範的な他のエッ
チング剤は、少量の酸素を備えるかまたは備えないかの
どちらかのＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 またはＣＦ4 を含む。他
のエッチング剤対ＳＦ6 の比は図２の考察からわかるよ
うに重要である。図２は、ＣＨＦ3 の流量が一定に維持
されている場合の、垂直にｎｍ／分におけるエッチング
速度対水平にｓｃｃｍ（standard cubiccetimeters/min
ute；標準立方センチメートル／分）の単位におけるＳ
Ｆ6 流量速度を表わす。プラズマ強調されたＴＥＯＳ及
びＨＰＲ２０４フォトレジストに関するエッチング速度
が示されている。見られるように、両エッチング速度が
ほぼ等しくなるＳＦ6 流量速度がある。局部負荷効果が
無視できる良好な平坦化はこの点で起こる。したがっ
て、平坦化エッチバックは、ＳＦ6 成分を有するプラズ
マ内において、誘電体及びフォトレジストがほぼ同じ速
度でエッチングするように選択されるべきである。ま
た、図２に示されているのは、酸素がプラズマに計画的
に加えられた時のフォトレジストのエッチング速度であ
る。ＣＨＦ3 及びＯ2 が平坦化に用いられる唯一のガス
であった場合は、レジストエッチング速度は著しく変わ
るであろう。しかしながら、この場合には、前記効果は
無視できる。
でない表面も有する。後処理を容易にするために平坦な
誘電体表面が得られることが望ましい。次いで、ポリマ
ー層が堆積され、誘電体層を平坦化するためにエッチバ
ックされる。プラズマは、ＳＦ6 と少なくとも１つの他
のエッチング剤との混合物を有する。模範的な他のエッ
チング剤は、少量の酸素を備えるかまたは備えないかの
どちらかのＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 またはＣＦ4 を含む。他
のエッチング剤対ＳＦ6 の比は図２の考察からわかるよ
うに重要である。図２は、ＣＨＦ3 の流量が一定に維持
されている場合の、垂直にｎｍ／分におけるエッチング
速度対水平にｓｃｃｍ（standard cubiccetimeters/min
ute；標準立方センチメートル／分）の単位におけるＳ
Ｆ6 流量速度を表わす。プラズマ強調されたＴＥＯＳ及
びＨＰＲ２０４フォトレジストに関するエッチング速度
が示されている。見られるように、両エッチング速度が
ほぼ等しくなるＳＦ6 流量速度がある。局部負荷効果が
無視できる良好な平坦化はこの点で起こる。したがっ
て、平坦化エッチバックは、ＳＦ6 成分を有するプラズ
マ内において、誘電体及びフォトレジストがほぼ同じ速
度でエッチングするように選択されるべきである。ま
た、図２に示されているのは、酸素がプラズマに計画的
に加えられた時のフォトレジストのエッチング速度であ
る。ＣＨＦ3 及びＯ2 が平坦化に用いられる唯一のガス
であった場合は、レジストエッチング速度は著しく変わ
るであろう。しかしながら、この場合には、前記効果は
無視できる。
【０００８】平坦化が終わった後、窓９が形成され、金
属１３が充填される。次いで、集積回路製造を完了する
ために、従来の処理が用いられる。
属１３が充填される。次いで、集積回路製造を完了する
ために、従来の処理が用いられる。
【０００９】説明された実施例の変形は当業者に容易に
明らかになるであろう。
明らかになるであろう。
【図１】本発明にしたがって製造された集積回路の一部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】模範的なフォトレジスト及び誘電体材料に関す
る、垂直にエッチング速度対水平にＳＦ6 流量速度を表
わす。
る、垂直にエッチング速度対水平にＳＦ6 流量速度を表
わす。
１ 基板 ３ フィールド酸化物領域 ５ 相互接続部 ７ 誘電体層 １１ ソース／ドレイン領域 １３ 金属
フロントページの続き (72)発明者 ダヨー アルグビン アメリカ合衆国 18017 ペンシルヴァニ ア，ベスレヘム，グリーンフィールド ロ ード 4324 (72)発明者 アヴィノン コーンブリット アメリカ合衆国 08904 ニュージャーシ ィ，ハイランド パーク，デニソン スト リート 432 (72)発明者 エドワード ポール マーチン，ジュニヤ アメリカ合衆国 18017 ペンシルヴァニ ア，ベスレヘム，グリーンウッド アヴェ ニュー 493 (72)発明者 コラウォール ラーマン オラスポ アメリカ合衆国 19530 ペンシルヴァニ ア，カッツタウン，イースト ウォルナッ ト ストリート 439
Claims (8)
- 【請求項１】 表面に特徴部分を形成し、それにより平
坦でない表面を形成する工程と、 前記平坦でない表面上に誘電体層を堆積する工程と、 前記誘電体層上にポリマー層を堆積する工程と、 ＳＦ6 と少なくとも１つの他のエッチング剤の混合物か
らなるプラズマ中において前記ポリマー層及び前記誘電
体層をエッチバックすることにより前記誘電体層を平坦
化する工程とからなることを特徴とする集積回路製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記混合
物は、前記ポリマー及び前記誘電体をほぼ同じ速度でエ
ッチングするように選択される方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、前記誘電
体層は酸化物からなる方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の方法において、前記酸化
物はＴＥＯＳである方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の方法において、前記少な
くとも１つのエッチング剤はＣＨＦ3 である方法。 - 【請求項６】 請求項２記載の方法において、前記少な
くとも１つのエッチング剤はＣＦ4 である方法。 - 【請求項７】 請求項５記載の方法において、前記少な
くとも１つのエッチング剤はＣ2 Ｆ6 である方法。 - 【請求項８】 請求項５、６または７記載の方法におい
て、前記プラズマはさらに酸素を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99932792A | 1992-12-31 | 1992-12-31 | |
| US999327 | 1992-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232096A true JPH06232096A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=25546198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330132A Withdrawn JPH06232096A (ja) | 1992-12-31 | 1993-12-27 | 誘電体平坦化における局部負荷効果の除去 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0607684A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06232096A (ja) |
| TW (1) | TW243544B (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4511430A (en) * | 1984-01-30 | 1985-04-16 | International Business Machines Corporation | Control of etch rate ratio of SiO2 /photoresist for quartz planarization etch back process |
| US4545852A (en) * | 1984-06-20 | 1985-10-08 | Hewlett-Packard Company | Planarization of dielectric films on integrated circuits |
| DE68922474T2 (de) * | 1988-12-09 | 1996-01-11 | Philips Electronics Nv | Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung einschliesslich Schritte zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Schichten. |
| JP3092185B2 (ja) * | 1990-07-30 | 2000-09-25 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5378318A (en) * | 1992-06-05 | 1995-01-03 | Vlsi Technology, Inc. | Planarization |
-
1993
- 1993-12-14 TW TW082110602A patent/TW243544B/zh active
- 1993-12-15 EP EP93310123A patent/EP0607684A3/en not_active Withdrawn
- 1993-12-27 JP JP5330132A patent/JPH06232096A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0607684A2 (en) | 1994-07-27 |
| TW243544B (ja) | 1995-03-21 |
| EP0607684A3 (en) | 1995-03-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |