JPH0766178A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0766178A
JPH0766178A JP21290393A JP21290393A JPH0766178A JP H0766178 A JPH0766178 A JP H0766178A JP 21290393 A JP21290393 A JP 21290393A JP 21290393 A JP21290393 A JP 21290393A JP H0766178 A JPH0766178 A JP H0766178A
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JP
Japan
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interlayer insulating
insulating film
etching
film
opening
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JP21290393A
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English (en)
Inventor
Sachiyo Kaneko
幸代 金子
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は配線層や引出し電極等の凸部が粗・
密に分布する基板上に塗布法により形成されるSOG膜
を含む層間絶縁膜を形成し、前記凸部上の層間絶縁膜を
パターニングしてビアホールを形成する半導体装置の製
造方法に関し、層間絶縁膜の膜厚の不均一があっても、
層間絶縁膜を過不足無くエッチングし、層間絶縁膜の下
地の過剰なエッチングを防止することが可能な半導体装
置の製造方法を提供する。 【構成】 基板上の複数の導電体層23a〜23dを被覆し
て形成され、かつ導電体層23a〜23d上で膜厚が異なる
層間絶縁膜26を耐エッチング性マスク27に基づいて
同時にエッチングして導電体層23a〜23d上に開口部を
形成する半導体装置の製造方法において、層間絶縁膜2
6の膜厚の厚い部分の耐エッチング性マスク27の開口
部27b〜27dの開口幅は層間絶縁膜26の膜厚の薄い部
分の耐エッチング性マスク27の開口部27aの開口幅よ
りも大きくなっていることを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、更に詳しく言えば、配線層や引出し電極等の凸
部が粗・密に分布する基板上に塗布法により形成される
SOG膜を含む層間絶縁膜を形成し、前記凸部上の層間
絶縁膜をパターニングしてビアホールを形成する半導体
装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造において、一般に、内
部リードによる素子間の接続や外部リードへの電気的な
接続を効率よく行うため、半導体基板上で配線層や引出
し電極等の凸部が粗・密に分布する場合がある。このよ
うな基板、例えば図5(a)に示すようなシリコン基板
1上にシリコン酸化膜2が形成されている基板上の配線
層や引出し電極3a〜3d等を被覆して、まず、平坦化
のために塗布法によりSOG膜4を形成し、更にSOG
膜4上にCVD法によりシリコン酸化膜5を形成する
と、図5(b)に示すように、配線層等3a〜3dが密
な部分は粗の部分と比べてSOG膜4が厚く形成され
る。このため、図5(c)に示すように、配線層等3a
〜3dの上の層間絶縁膜4及び5にビアホールを形成す
る場合、図6に示すように、全てのビアホール7a〜7
dを同じエッチング時間で開口することは困難である。
従って、全てのビアホール7a〜7dを開口するため
に、膜厚の厚い部分に合わせてエッチング時間を決めて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、層間絶縁膜4
及び5の薄い部分の配線層等3a〜3dはエッチングガ
スに過剰に曝されるため、配線層等3a〜3dがエッチ
ングされ、膜減りを生じる。特に、微細化により配線層
等3a〜3dの幅が狭くなってきたり、膜厚が薄くなっ
てきたりすると、膜減りは抵抗の増加等を引き起こし、
問題となる。また、プラズマに曝されることにより、配
線層等3a〜3d下地にダメージを生じる危険性があ
る。
【0004】本発明は、係る従来例の課題に鑑みて創作
されたものであり、層間絶縁膜の膜厚の不均一があって
も、層間絶縁膜を過不足無くエッチングし、層間絶縁膜
の下地の過剰なエッチングを防止することが可能な半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、基板上の複
数の導電体層を被覆して形成され、少なくとも塗布法に
より形成されたSOG膜を含み、かつ前記導電体層上で
膜厚が異なる層間絶縁膜を耐エッチング性マスクに基づ
いて同時にエッチングして導電体層上に開口部を形成す
る半導体装置の製造方法であって、前記層間絶縁膜の膜
厚の厚い部分の耐エッチング性マスクの開口部の開口幅
は前記層間絶縁膜の膜厚の薄い部分の耐エッチング性マ
スクの開口部の開口幅よりも大きくなっていることを特
徴とする半導体装置の製造方法によって達成される。
【0006】
【作 用】図3(a),(b)及び図4は本発明の原理
についての説明図で、図3(a),(b)はマイクロロ
ーディング効果を説明する断面図である。また、図4は
被処理体に形成すべき開口部の開口幅に対する被処理体
のエッチング深さの依存性を示す線図で、被処理体とし
てシリコン酸化膜を用い、エッチングガスとしてCHF
3 +CF4 の混合ガス又はAr+CHF3 +CF4 の混
合ガスを用いている。
【0007】図4に示すように、被処理体のエッチング
により形成すべき開口部の開口幅がハーフミクロン以下
になってくると、マイクロローディング効果が顕著に現
れる。これは、図3(a),(b)に示すように、例え
ばレジストマスク3に基づいて被処理体2のエッチング
を行っていくと、被処理体2に形成すべき開口部2bの
開口幅が小さいほど、エッチャントが底部まで届きにく
くなるため、エッチングが遅くなり、大きい開口幅を有
する開口部2aよりも開口部2bの形成に時間がかかる
という効果である。
【0008】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
ては、基板上、塗布法により形成されたSOG膜を含
み、配線層を被覆する層間絶縁膜では、配線層上の層間
絶縁膜の膜厚の厚いところや薄いところが混在し易い。
特に、粗・密に存在する凸部が被覆される場合には、凸
部上の層間絶縁膜の厚・薄は顕著になる。このような層
間絶縁膜の膜厚の厚いところには、層間絶縁膜の膜厚の
薄いところよりも大きい開口幅を有する耐エッチング性
マスクの開口部を形成している。
【0009】従って、上記のマイクロローディング効果
により、膜厚の厚い層間絶縁膜の方が膜厚の薄い層間絶
縁膜よりもエッチングレートが大きくなる。従って、層
間絶縁膜の膜厚に関係させて開口幅を適当に調整するこ
とにより、同じエッチング時間で丁度全ての層間絶縁膜
のエッチングが完了し、開口部が形成されるようにする
ことができる。これにより、層間絶縁膜の下地の過剰な
エッチングを防止することができる。
【0010】
【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明をする。図1(a)〜(c),図2は、本
発明の実施例に係る、配線層等の凸部が粗・密に分布す
る半導体基板上にSOG膜を含む層間絶縁膜を形成し、
前記配線層上の層間絶縁膜に開口部を形成する方法につ
いて説明する断面図である。
【0011】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板21上に熱酸化により膜厚400nmのシリコン酸
化膜22を形成する。続いて、シリコン酸化膜22上に
膜厚400nmのアルミニウム膜を形成した後、パター
ニングして引出し電極23a及び下部配線層23b〜23dを
形成する。この場合、引出し電極23aは粗に分布し、下
部配線層23b〜23dは密に分布しているとする。
【0012】次に、図1(b)に示すように、SOGを
塗布した後、加熱処理を行い、SOGを硬化させてSO
G膜24を形成する。このとき、SOG膜24は密に分
布している下部配線層23b〜23d上では厚く、粗に分布
している引出し電極23a上では薄く形成される。続い
て、SOG膜24上にCVD法によりシリコン酸化膜2
5を形成する。SOG膜24とシリコン酸化膜25が層
間絶縁膜26を構成する。
【0013】次いで、図1(c)に示すように、レジス
トマスク(耐エッチング性マスク)27を形成する。こ
のとき、レジストマスク27に形成された開口部27a〜
27dは、層間絶縁膜26の膜厚が厚く形成されている下
部配線層23b〜23d上で引出し電極23a上よりも開口幅
を大きくする。次に、図2に示すように、エッチングガ
スとしてCHF3 +CF4 の混合ガス又はAr+CHF
3 +CF4 の混合ガスを用い、レジストマスク27に基
づいて層間絶縁膜26をエッチングする。このとき、レ
ジストマスク27の開口部27a〜27dは、層間絶縁膜2
6の膜厚が厚く形成されている下部配線層23b〜23d上
で引出し電極23a上よりも開口幅が大きくなっているの
で、マイクロローディンク効果により、開口幅の大きい
開口部27b〜27dでのエッチングレートは開口幅の小さ
い開口部27aでのエッチングレートよりも大きい。従っ
て、膜厚の厚い層間絶縁膜26のエッチングは速く、膜
厚の薄い層間絶縁膜26のエッチングは遅い。このた
め、同じエッチング時間で丁度全ての層間絶縁膜26の
エッチングが完了し、ビアホール28a〜28dが形成され
る。これにより、層間絶縁膜26の下地の下部配線層23
b〜23dの過剰なエッチングを防止することができる。
【0014】以上のように、本発明の実施例のビアホー
ルの形成方法によれば、基板上、層間絶縁膜26の膜厚
の厚いところには、層間絶縁膜26の膜厚の薄いところ
よりも大きい開口幅を有するレジストマスク27の開口
部27b〜27dを形成している。従って、上記のマイクロ
ローディング効果により、膜厚の厚い層間絶縁膜26の
方が膜厚の薄い層間絶縁膜26よりもエッチングレート
が大きくなる。従って、層間絶縁膜の膜厚に応じて開口
幅を適当に調整することにより、同じエッチング時間で
丁度全ての層間絶縁膜26のエッチングが完了し、開口
部28a〜28dが形成される。これにより、層間絶縁膜2
6の下地の下部配線層23a〜23d過剰なエッチングを防
止することができる。
【0015】なお、厳密には各下部配線層23a〜23d上
に形成されるべき層間絶縁膜26の膜厚に対応して個々
にレジストマスク27の開口部27a〜27dの開口幅を決
定しておく必要があるが、実用上は下部配線層23a〜23
d等凸部の粗・密の程度に応じて2つ乃至3つの領域に
分けておき、それに対応してレジストマスク27の開口
部27a〜27dを2つ乃至3つの種類の開口幅にしておけ
ばよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法においては、基板上、層間絶縁膜の膜厚の
厚いところには、層間絶縁膜の膜厚の薄いところよりも
大きい開口幅を有する開口部を形成している。従って、
上記のマイクロローディング効果により、膜厚の厚い層
間絶縁膜の方が膜厚の薄い層間絶縁膜よりもエッチング
レートが大きくなる。従って、層間絶縁膜の膜厚に応じ
て開口幅を適当に調整することにより、同じエッチング
時間で丁度全ての層間絶縁膜のエッチングが完了し、開
口部が形成される。これにより、層間絶縁膜の下地の過
剰なエッチングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るビアホールの形成方法に
ついて説明する断面図(その1)である。
【図2】本発明の実施例に係るビアホールの形成方法に
ついて説明する断面図(その2)である。
【図3】本発明に係るマイクロローディング効果につい
ての説明図(その1)である。
【図4】本発明に係るマイクロローディング効果につい
ての説明図(その2)である。
【図5】従来例に係るビアホールの形成方法について説
明する断面図(その1)である。
【図6】従来例に係るビアホールの形成方法について説
明する断面図(その2)である。
【符号の説明】
11,21 シリコン基板、 12,22,25 シリコン酸化膜、 12a,12b,13a,13b,27a〜27d 開口部、 13,27 レジストマスク(耐エッチング性マス
ク)、 23a 引出し電極、 23b〜23d 下部配線層、 24 SOG膜、 26 層間絶縁膜、 28a〜28d ビアホール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の複数の導電体層を被覆して形成
    され、少なくとも塗布法により形成されたSOG膜を含
    み、かつ前記導電体層上で膜厚が異なる層間絶縁膜を耐
    エッチング性マスクに基づいて同時にエッチングして前
    記導電体層上に開口部を形成する半導体装置の製造方法
    であって、 前記層間絶縁膜の膜厚の厚い部分の耐エッチング性マス
    クの開口部の開口幅は前記層間絶縁膜の膜厚の薄い部分
    の耐エッチング性マスクの開口部の開口幅よりも大きく
    なっていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP21290393A 1993-08-27 1993-08-27 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0766178A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011044589A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体素子および半導体素子の製造方法
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US9659991B2 (en) 2012-10-22 2017-05-23 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing apparatus, manufacturing method thereof, and camera

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