JP2007273848A - Semiconductor device fabrication method - Google Patents
Semiconductor device fabrication method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007273848A JP2007273848A JP2006099252A JP2006099252A JP2007273848A JP 2007273848 A JP2007273848 A JP 2007273848A JP 2006099252 A JP2006099252 A JP 2006099252A JP 2006099252 A JP2006099252 A JP 2006099252A JP 2007273848 A JP2007273848 A JP 2007273848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- processed
- etching
- semiconductor device
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体基板上で微細加工を行う半導体装置の製造方法に係り、特に、エッチング工程を含む半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that performs microfabrication on a semiconductor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including an etching process.
高集積半導体デバイス製造で導入が進められている層間絶縁膜であるLow−k材料(低比誘電率材料)は、一般的にエッチング制御がより難しく、加工深さが制御できずに所望の深さ以上に加工が進んでしまう、いわゆる突きぬけ現象が発生しやすい。縦方向のみならず横方向への加工の広がりについても同様である。 The low-k material (low dielectric constant material), which is an interlayer insulating film that is being introduced in the manufacture of highly integrated semiconductor devices, is generally more difficult to control etching, and the processing depth cannot be controlled. A so-called piercing phenomenon is likely to occur. The same applies to the spread of processing in the horizontal direction as well as the vertical direction.
一般的に絶縁膜の加工深さの制御は、被加工膜とその下に位置するストッパー膜とのエッチング選択比を利用してストッパー膜の直上まで被加工材を加工するという方法が用いられる。ここで被加工膜とストッパー膜のどちらもがLow−k材料である場合には、上記の現象は顕著である。これは、TEOS(tetraethylorthosilicate)を原料とする絶縁膜などの非Low−k材料と比べてLow−k材料は、上記のようにエッチングレートが高い傾向を有し、さらにそれらの間でエッチング選択比も高く取れない傾向を有するためである。 In general, the processing depth of an insulating film is controlled by a method of processing a workpiece up to a position directly above the stopper film using an etching selection ratio between the film to be processed and a stopper film positioned therebelow. Here, when both the film to be processed and the stopper film are low-k materials, the above phenomenon is remarkable. This is because the low-k material tends to have a higher etching rate as described above than the non-low-k material such as an insulating film using TEOS (tetraethylorthosilicate) as a raw material. This is because they tend to be too high.
なお、本願に関連するエッチング工程を有する半導体装置の製造方法には、例えば下記特許文献に開示のものがある。特許文献1では、2重ダマシン型ビア・コンタクトについて開示がされ、特許文献2では、そのなかでも特に低比誘電率膜を使用した構造が開示されている。特許文献3にも2重ダマシン構造を有する半導体装置が開示されており、この開示ではビアのリソグラフィがハードマスク溝の形成後になされている。いずれも本願の内容に対して一般的な技術水準を開示するものである。
本発明は、エッチング工程を含む半導体装置の製造方法において、エッチング加工制御性を向上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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of improving etching process controllability in a semiconductor device manufacturing method including an etching step.
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、被加工膜上にマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンをマスクに前記被加工膜に向けてエネルギー注入を行い前記被加工膜に硬化部位を形成する工程と、前記マスクパターンをマスクに前記被加工膜の前記硬化部位をエッチングする工程とを具備する。 A method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a step of forming a mask pattern on a film to be processed, and energy injection toward the film to be processed using the mask pattern as a mask to cure the film to be processed Forming a part, and etching the hardened part of the film to be processed using the mask pattern as a mask.
本発明によれば、エッチング工程を含む半導体装置の製造方法において、エッチング加工制御性を向上することができる。 According to the present invention, etching process controllability can be improved in a method of manufacturing a semiconductor device including an etching step.
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法では、被加工膜上にマスクパターンを形成し、このマスクを利用して被加工膜にエネルギー注入して被加工膜に硬化部位を形成する。そして、同じマスクで被加工膜の硬化部位をエッチングする。すなわち、このエッチングでは、硬化部位のエッチングとなるので加工制御性が向上されている。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention, a mask pattern is formed on a film to be processed, and energy is injected into the film to be processed using this mask to form a hardened portion in the film to be processed. Then, the cured portion of the film to be processed is etched using the same mask. That is, in this etching, the process controllability is improved because it is an etching of a hardened portion.
実施態様として、前記被加工膜が、前記エネルギー注入によって密度が増加する材料である、とすることができる。一般にエネルギー注入により物理的・化学的変化が被加工膜に生じるがこの場合は硬化するとともに密度が増加する材料を使用するものである。 As an embodiment, the film to be processed can be a material whose density is increased by the energy injection. Generally, physical and chemical changes occur in the film to be processed by energy injection, but in this case, a material that hardens and increases in density is used.
また、実施態様として、前記被加工膜が、3.0未満の比誘電率を有し、該被加工膜に接触して該被加工膜の下側に3.0未満の比誘電率を有する該被加工膜とは異なる材質の下層膜があらかじめ形成されている、とすることができる。これは、被加工膜およびその下側の膜(下層膜:すなわちストッパー膜)がともにいわゆる低比誘電率の材料の場合である。このような場合に本願の内容は特に有用である。3.0未満の比誘電率としているのは、一般的な分類基準のひとつに基づいたものである。 Further, as an embodiment, the film to be processed has a relative dielectric constant of less than 3.0, and has a relative dielectric constant of less than 3.0 below the film to be processed in contact with the film to be processed. It can be assumed that a lower layer film made of a material different from the film to be processed is formed in advance. This is a case where both the film to be processed and the film below it (lower layer film: stopper film) are so-called low dielectric constant materials. In such a case, the contents of the present application are particularly useful. The relative dielectric constant of less than 3.0 is based on one of the general classification criteria.
また、実施態様として、前記エネルギー注入が、電子線の照射によりなされる、とすることができる。エネルギー注入の代表的な方法である。 As an embodiment, the energy injection can be performed by electron beam irradiation. This is a typical method of energy injection.
ここで、前記マスクパターンの膜厚と密度とが、前記電子線の照射によって電子が突き抜けない膜厚および密度に設定されている、とするのが好ましい。すなわち、この場合のマスクパターンは、電子線の照射によってその下側の被加工膜に対して影響が生じることのないように膜厚および密度が設定される。 Here, it is preferable that the film thickness and density of the mask pattern are set to such a film thickness and density that electrons do not penetrate through irradiation with the electron beam. That is, the film thickness and density of the mask pattern in this case are set so that the lower film to be processed is not affected by the electron beam irradiation.
またここで、前記被加工膜に接触して該被加工膜の下側に該被加工膜とは異なる材質の下層膜があらかじめ形成されており、該下層膜の膜厚と密度とが、前記電子線の照射によって電子が突き抜けない膜厚および密度に設定されている、とすることができる。これは、下層膜をこのように限定することで、ストッパー膜としての機能をより高めるためである。すなわち、ストッパー膜の下側にさらに別の膜がある場合にその別の膜に電子線照射の影響が出ないようにする。 Further, here, a lower layer film made of a material different from the processed film is previously formed on the lower side of the processed film in contact with the processed film, and the thickness and density of the lower layer film are It can be said that the film thickness and the density are set so that electrons do not penetrate through irradiation with the electron beam. This is because the function as a stopper film is further enhanced by limiting the lower layer film in this way. That is, when there is another film below the stopper film, the other film is prevented from being affected by electron beam irradiation.
また、実施態様として、前記エネルギー注入が、紫外ないし可視域(波長150nmないし500nm)の光の照射によりなされる、とすることができる。エネルギー注入の別の代表的な方法である。波長150nmないし500nmとしたのは、半導体装置の被加工膜の材質を想定した場合に、より効果的な硬化作用が期待できる波長だからである。 Further, as an embodiment, the energy injection can be performed by irradiation with light in an ultraviolet to visible region (wavelength 150 nm to 500 nm). It is another typical method of energy injection. The reason why the wavelength is set to 150 nm to 500 nm is that a more effective curing action can be expected when the material of the film to be processed of the semiconductor device is assumed.
ここで、前記被加工膜が、炭素元素を含む組成であり、前記照射される光が、前記被加工膜の前記組成に対して炭素元素の結合を切断する作用のある波長であり、前記マスクパターンが、前記作用のある波長が含まれる吸収帯を有する材料を含む、とすることができる。半導体装置の被加工膜が炭素元素を含む組成の場合、その炭素元素の結合を切断する作用のある波長の光を用いれば、被加工膜を効果的に硬化することができる。さらにマスクパターンは、この波長を吸収することでその下側の被加工膜に影響を与えないようにする。 Here, the film to be processed has a composition containing a carbon element, and the irradiated light has a wavelength having a function of cutting a bond of the carbon element with respect to the composition of the film to be processed, and the mask The pattern may include a material having an absorption band including the wavelength having the effect. In the case where the film to be processed of the semiconductor device has a composition containing a carbon element, the film to be processed can be effectively cured by using light having a wavelength that acts to cut the bond between the carbon elements. Further, the mask pattern absorbs this wavelength so as not to affect the underlying film to be processed.
ここで、前記被加工膜が、SiOC系の材料であり、前記照射される光が、ほぼ422nmの波長である、とすることができる。SiOC系の材料の場合、ほぼ波長422nmの光を照射すると炭素元素の結合を効果的に切断することができ、被加工膜の組成としてSiOの割合が増加して硬化する。 Here, it can be assumed that the film to be processed is a SiOC-based material and the irradiated light has a wavelength of approximately 422 nm. In the case of a SiOC-based material, irradiation with light having a wavelength of approximately 422 nm can effectively break the bond between carbon elements, and the composition of the film to be processed increases in the proportion of SiO and hardens.
また、実施態様として、前記エッチングが、RIE(reactive ion etching)法またはCDE(chemical dry etching)法によりなされる、とすることができる。RIE法またはCDE法では異方性エッチングができる。横方向に対する制御性がよい。 As an embodiment, the etching may be performed by an RIE (reactive ion etching) method or a CDE (chemical dry etching) method. An anisotropic etching can be performed by the RIE method or the CDE method. Good controllability in the horizontal direction.
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1、図2は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的な断面で示す工程図である。図1、図2の順に工程が進行しまたこれらの図内では(a)、(b)、(c)の順、または(a)、(b)の順に工程が進行する。図1、図2において同一または同一相当の部位には同一符号を付してある。この実施形態は原理的・一般的説明のための一例である。 Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are process drawings schematically showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The steps proceed in the order of FIGS. 1 and 2, and in these drawings, the steps proceed in the order of (a), (b), and (c), or in the order of (a) and (b). In FIG. 1 and FIG. 2, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals. This embodiment is an example for principle and general explanation.
まず、図1(a)に示すように、下部構造部位10上に、ストッパー膜11、被加工膜12、ハードマスク用膜13からなる積層構造を形成する。下部構造部位10は、少なくとも半導体基板を含んでその上に各種の構造(例えばトランジスタ素子や配線構造など)が形成された部位である。ストッパー膜11、被加工膜12は、それぞれ例えばLow−k材料からなり、ハードマスク用膜13は非Low−k材料の膜である。
First, as shown in FIG. 1A, a laminated structure including a
より具体的には例えば、ストッパー膜11はSiCの組成を基本とする絶縁膜、被加工膜12はSiOCの組成を含む絶縁膜、ハードマスク用膜13はTEOSを原料とする絶縁膜(以下「TEOS膜」ともいう)とすることができる。これらの絶縁膜11、12、13は、例えばプラズマCVD(chemical vapor deposition)法、SiターゲットとO系、N系ガスとによる反応性スパッタリング、真空蒸着、塗布などの方法により形成することができる。被加工膜12は、現実には、図示するような1層構造のもののみならず多層構造のものの場合もある。
More specifically, for example, the
一般的に、ストッパー膜11またはハードマスク用膜13が含有する元素種には、Si、O、C、H、N、F、Ti、Co、W、Ta、Ru、Al、Cu、Mo、Ge、B、P、As、Mn、Br、Zn、Ni、Cr、Sn、Sb、In、Hf、Ag、Pt、Zrを挙げることができる。また、被加工膜12が含有する元素種にはこれらの元素のうち金属元素を除く各元素を挙げることができる。
Generally, the element types contained in the
次に、図1(b)に示すように、ハードマスク用膜13上に所定のパターン化がされたレジスト膜14を形成する。レジスト膜14のパターン化には周知のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。レジスト膜14のパターンは被加工膜12の加工されるべきパターンに対応している。
Next, as shown in FIG. 1B, a
続いて、パターン化されたレジスト膜14をマスクにハードマスク用膜13をエッチング加工する。この加工には、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。エッチングガスには、ハードマスク用膜13がTEOS膜の場合例えばO系やNH3系などのガスを含むガスを用いることができる。ハードマスク用膜13と被加工膜12との選択比が確保できるようにエッチング時のパワー、圧力、ガス流量を調整する。ハードマスク用膜13のエッチング加工のあとレジスト膜14は除去され得る。これにより図1(c)に示すように、被加工膜12の上にハードマスク13aが形成された状態になる。
Subsequently, the
次に、図2(a)に示すように、ハードマスク13aをマスクに被加工膜12に向けて電子線(以下EBともいう)を照射する。これにより、被加工膜12にはハードマスク13aのパターンに応じて硬化部位12aが生じる。電子線の照射エネルギーや照射時のガス雰囲気は、ハードマスク13aのパターンに応じた範囲で被加工膜12が硬化するように適宜設定する。照射エネルギーは例えば2〜3keVとすることができる。この硬化は、被加工膜12がSiOCの組成を含む絶縁膜である場合には分子レベルで炭素の結合が切断されSiOの占める割合が増加することによる。SiOの割合が増加することで密度も増加する。
Next, as shown in FIG. 2A, an electron beam (hereinafter also referred to as EB) is irradiated toward the
ハードマスク13aの厚さおよび密度は、電子線照射で電子が突き抜け下側の被加工膜12に影響を与えることのないように設定する。より具体的には、例えば「膜厚(μm)×密度(g/cm2)>A×VB」を満たすように膜厚および密度を設定する。ここでA、Bは定数であり、Vは加速電圧(kV)である。定数Aは例えば0.01<A<0.1の範囲の値(一例として0.0667)、定数Bは例えば1<B<2の範囲の値(一例として1.667)であり、使用する電子線照射装置やその他の条件を確定すると定まる。
The thickness and density of the hard mask 13a are set so that electrons do not penetrate through the electron beam irradiation and do not affect the
被加工膜12の下に位置するストッパー膜11についてもハードマスク13aと同様な考えで厚さおよび密度の設定をしておくのが好ましい。これはやはり電子線照射で被加工膜12を通してストッパー膜11からも電子が突き抜ける心配があるからである。このような電子の突き抜けは下部構造部位10に対する悪影響になる。電子の突き抜けの防止効果を高めるのにストッパー膜11を図示する1層構造ではなく異なる材料の多層構造としてもよい。多層構造の場合は、膜厚はそれらの合計膜厚、密度は各膜厚に応じた加重平均を上記説明の膜厚および密度にそれぞれ対応させることができる。
It is preferable to set the thickness and density of the
次に、ハードマスク13aをマスクに被加工膜12の硬化部位12aをエッチング除去しエッチング部位12bを形成する(図2(b))。このエッチングには、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。エッチングガスには、被加工膜12がSiOCの組成を含む絶縁膜の場合例えばCF系やCO系などのガスを含むガスを用いることができる。一般的には、反応ガスとして、C、F、O、N、Ar、Cl、Br、H、Bなどの元素を含むガスを用いることができる。被加工膜12の硬化部位12aとストッパー膜11との選択比が確保できるようにエッチング時のパワー、圧力、ガス流量を調整する。
Next, the hardened portion 12a of the
図2(b)に示すエッチングでは、被加工膜12に形成された硬化部位12aの領域がエッチングされるため、そのエッチングレートが低く抑えられ得る。すなわち、深さ方向の加工制御性が向上しておりストッパー膜11がLow−k膜であってもこの膜に対する突き抜け部位の形成を抑制することができる。したがって、高集積半導体デバイス製造で導入が進められている層間絶縁膜がLow−k材料となっているプロセスにおいて好適なエッチング方法である。なお、一般にLow−k材料をEBなどで硬化させるとその部分の誘電率が増加するという副作用があるが、本実施形態では硬化部位12aは除去される部位なので製造される半導体装置として悪影響にはならない。
In the etching shown in FIG. 2B, since the region of the hardened portion 12a formed in the film to be processed 12 is etched, the etching rate can be suppressed low. That is, the process controllability in the depth direction is improved, and even if the
次に、本発明の別の実施形態について図3、図4を参照して説明する。図3、図4は、本発明の別の実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的な断面で示す工程図である。図3、図4の順に工程が進行しまたこれらの図内では(a)、(b)、(c)の順、または(a)、(b)の順に工程が進行する。図3、図4において同一または同一相当の部位には同一符号を付しており、また既に説明した図1、図2に登場したものに同一または同一相当の部位とも同一符号を使用している。すでに説明した部位と同一または同一相当の部位については加えることがない限り説明を省略する。この実施形態も原理的・一般的説明のための一例である。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 and FIG. 4 are process diagrams schematically showing a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. The steps proceed in the order of FIGS. 3 and 4, and in these drawings, the steps proceed in the order of (a), (b), and (c), or in the order of (a) and (b). 3 and 4, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and the same or equivalent parts are used in the same or equivalent parts as those already described in FIGS. 1 and 2. . The description of the same or equivalent parts as those already described will be omitted unless they are added. This embodiment is also an example for the principle and general explanation.
この実施形態は、被加工膜12に硬化部位を形成することは上記実施形態と同じであり、その硬化方法として紫外ないし可視域の波長を有する光の照射を利用する。以下説明する。まず、図3(a)に示すように、下部構造部位10上に、ストッパー膜11、被加工膜12からなる積層構造を形成する。
This embodiment is the same as the above-described embodiment in that a cured portion is formed in the film to be processed 12, and irradiation with light having a wavelength in the ultraviolet or visible region is used as the curing method. This will be described below. First, as shown in FIG. 3A, a laminated structure including a
次に、図3(b)に示すように、被加工膜12上に所定のパターン化がされたレジスト膜15を形成する。レジスト膜15のパターン化には周知のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。レジスト膜15のパターンは被加工膜12の加工されるべきパターンに対応している。
Next, as shown in FIG. 3B, a resist
次に、図3(c)に示すように、レジスト膜15をマスクに被加工膜12に向けて光を照射する。これにより、被加工膜12にはレジスト膜15のパターンに応じて硬化部位12aが生じる。光の波長は、被加工膜12がSiOCの組成を含む絶縁膜である場合、より詳細にはSi−CH3結合を有するSiOCHである場合にはほぼ422nmとすることができる。これにより、分子レベルで炭素の結合が切断されSiOの占める割合が増加して硬化部位12aが生じる。SiOの割合が増加することで密度も増加する。照射する光の波長は、被加工膜12の組成を考慮して硬化の作用がより強く現われる波長とすることができる。一般的には150nmから500nm(紫外から可視域)の波長とすることができる。
Next, as shown in FIG. 3C, light is irradiated toward the
レジスト膜15の材料には、照射する光の波長が吸収帯となる性質のものを用いる。これは、その下側に位置する被加工膜12に悪影響がでないようにするためである。すなわち一般的には、被加工膜12の材質が最初に決められているとしてこの材質に応じて照射する光の波長が、被加工膜12の硬化作用の大きい波長として決められる。そしてその波長を吸収する材料のレジスト膜15を選択する。
As the material of the resist
次に、図4(a)に示すように、レジスト膜15をマスクに被加工膜12の硬化部位12aをエッチング除去しエッチング部位12bを形成する。このエッチングには、上記実施形態と同様に、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。エッチングガスについても上記実施形態と同様である。エッチング部位12bの形成のあとレジスト膜15を除去する(図4(b))。
Next, as shown in FIG. 4A, the cured portion 12a of the
この実施形態におけるエッチングにおいても、被加工膜12に形成された硬化部位12aの領域がエッチングされるため、そのエッチングレートが低く抑えられ得る。すなわち、深さ方向の加工制御性が向上しておりストッパー膜11がLow−k膜であってもこの膜に対する突き抜け部位の形成を抑制することができる。したがって、高集積半導体デバイス製造で導入が進められている層間絶縁膜がLow−k材料となっているプロセスにおいて好適なエッチング方法である。また、この実施形態の場合も、硬化させた部分の誘電率が増加するという副作用は、硬化部位12aが除去される部位なので製造される半導体装置として悪影響にはならない。
Also in the etching in this embodiment, since the region of the hardened portion 12a formed in the film to be processed 12 is etched, the etching rate can be suppressed low. That is, the process controllability in the depth direction is improved, and even if the
次に、本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図5、図6、図7を参照して説明する。図5、図6、図7は、本発明のさらに別の実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的な断面で示す工程図である。図5、図6、図7の順に工程が進行しまたこれらの図内では(a)、(b)、(c)の順に工程が進行する。これらの図において同一または同一相当の部位には同一符号を付している。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7 are process diagrams schematically showing a cross-sectional view of a semiconductor device manufacturing method according to still another embodiment of the present invention. The process proceeds in the order of FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7, and the processes proceed in the order of (a), (b), and (c) in these drawings. In these drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.
この実施形態は、いわゆるデュアルダマシン工程による配線形成における一例である。被加工膜の硬化には、後述するが電子線の照射を用いている。前提として、図5(a)に示す構造があらかじめ得られているとして以下説明する。図5(a)に示す構造では、素子形成部位50、層間絶縁膜51、52、下層配線53、ストッパー膜54、被加工膜55、56、ハードマスク用膜57が図示するように形成されている。
This embodiment is an example of wiring formation by a so-called dual damascene process. As will be described later, electron beam irradiation is used for curing the film to be processed. As a premise, the following description will be given on the assumption that the structure shown in FIG. In the structure shown in FIG. 5A, an
図5(a)について補足すると、素子形成部位50は少なくとも半導体基板を含んでその上にトランジスタ素子などの素子が形成された部位である。下層配線53は、図示紙面と垂直方向に延びる配線であり、例えばCuからなっており、あとから形成される上層の配線(不図示)とはビア(不図示)を介して電気的導通する。層間絶縁膜51、52(厚さは例えばそれぞれ100nm、50nm)は、下層配線53の縦方向位置と同じ縦方向位置を満たす層間絶縁膜である。
Supplementing FIG. 5A, the
ストッパー膜54(厚さ例えば50nm)、被加工膜55(厚さ例えば100nm)、被加工膜56(厚さ例えば150nm)は、図1におけるストッパー膜11、被加工膜12、ハードマスク用膜13にそれぞれ相当する膜である。すなわち、被加工膜55、ストッパー膜54は、それぞれLow−k材料の膜である。なお、被加工膜55の加工部位にはビアが、被加工膜56の加工部位には上層配線がそれぞれ形成される。ハードマスク用膜57(厚さ例えば75nm)は上側の被加工膜56を所定に加工するためのマスクとなる膜である。
The stopper film 54 (thickness, for example, 50 nm), the processing film 55 (thickness, for example, 100 nm), and the processing film 56 (thickness, for example, 150 nm) are the
図5(a)に示す状態に続いて、ハードマスク用膜57上に所定のパターン化がされたレジスト膜58を形成する(図5(b))。レジスト膜58のパターン化には周知のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。レジスト膜58のパターンは上層側の被加工膜56の加工されるべきパターン(上層配線のパターン:幅例えば200nm)に対応している。
Following the state shown in FIG. 5A, a resist
続いて、パターン化されたレジスト膜58をマスクにハードマスク用膜57をエッチング加工しハードマスク57aを形成する(図5(c))。この加工には、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。エッチングガスには、ハードマスク用膜57がTEOS膜の場合例えばO系やNH3系などのガスを含むガスを用いることができる。ハードマスク用膜57と被加工膜56との選択比が確保できるようにエッチング時のパワー、圧力、ガス流量を調整する。ハードマスク57aの形成のあとレジスト膜58は除去される。
Subsequently, the
次に、図6(a)に示すように、ビアのパターンが形成されたレジスト膜59を上面上に形成し、さらにこのレジスト膜59をマスクに被加工膜56をエッチング加工し被加工膜56にビアパターン56a(径例えば100nm)を形成する。レジスト膜59の上記パターン化には周知のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。被加工膜56のエッチングには例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。被加工膜56にビアパターン56aを形成したあとレジスト膜59は除去される。
Next, as shown in FIG. 6A, a resist
次に、図6(b)に示すように、被加工膜56をマスクにその下の被加工膜55に向けて電子線を照射する。これにより、被加工膜55には被加工膜56のビアパターン56aに応じて硬化部位55aが生じる。被加工膜55の下に位置するストッパー膜54についてはすでに説明したように所定に厚さおよび密度の設定をしておくのが好ましい。電子線照射で被加工膜55を通してストッパー膜54から下層配線53に電子が突き抜けるのを防止するためである。
Next, as shown in FIG. 6B, the
次に、被加工膜56をマスクに被加工膜55の硬化部位55aをエッチング除去しビアホール55bを形成する(図6(c))。このエッチングには、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。エッチングガスには、被加工膜55がSiOCの組成を含む絶縁膜の場合例えばCF系やCO系などのガスを含むガスを用いることができる。被加工膜55の硬化部位55aとストッパー膜54との選択比が確保できるようにエッチング時のパワー、圧力、ガス流量を調整する。
Next, the cured portion 55a of the processed
次に、図7に示すように、ハードマスク57aをマスクに被加工膜56をエッチング加工し上層配線用トレンチ56bを形成する。このエッチングには、例えばCDE法やIRE法などの異方性エッチングを用いることができる。このとき被加工膜56と被加工膜55との選択比が確保できるようにエッチング時のパワー、圧力、ガス流量を調整する。この後は図示しないが、ビアホール55bに露出するストッパー膜54を取り除き、ビアホール55b内および上層配線用トレンチ56b内に例えばCuからなる埋め込み部位を形成する。これにより、上層配線用トレンチ56b内には下層配線53に電気的導通する上層配線が形成できる。
Next, as shown in FIG. 7, the processed
この実施形態では、図6(c)に示すエッチングにおいて、被加工膜55に形成された硬化部位55aの領域がエッチングされるため、そのエッチングレートが低く抑えられ得る。すなわち、深さ方向の加工制御性が向上しておりストッパー膜54がLow−k膜であってもこの膜に対する突き抜け部位の形成を抑制することができる。したがって、層間絶縁膜としてLow−k材料が用いられる高集積半導体デバイスの配線形成プロセスにおいて好適である。
In this embodiment, in the etching shown in FIG. 6C, the region of the hardened portion 55a formed in the film to be processed 55 is etched, so that the etching rate can be kept low. That is, the process controllability in the depth direction is improved, and even if the
10…下部構造部位、11…ストッパー膜、12…被加工膜、12a…硬化部位、12b…エッチング除去部、13…ハードマスク用膜、13a…ハードマスク、14…レジスト膜、15…レジスト膜、50…素子形成部位、51…層間絶縁膜、52…層間絶縁膜、53…下層配線、54…ストッパー膜、55…被加工膜(層間絶縁膜)、55a…硬化部位、55b…ビアホール、56…被加工膜(層間絶縁膜)、56a…ビアパターン、56b…上層配線用トレンチ、57…ハードマスク用膜、57a…ハードマスク、58…レジスト膜、59…レジスト膜。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記マスクパターンをマスクに前記被加工膜に向けてエネルギー注入を行い前記被加工膜に硬化部位を形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクに前記被加工膜の前記硬化部位をエッチングする工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a mask pattern on the film to be processed;
Using the mask pattern as a mask to inject energy toward the processed film to form a hardened portion in the processed film; and
Etching the cured portion of the film to be processed using the mask pattern as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記照射される光が、前記被加工膜の前記組成に対して炭素元素の結合を切断する作用のある波長であり、
前記マスクパターンが、前記作用のある波長が含まれる吸収帯を有する材料を含むこと
を特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。 The film to be processed is a composition containing a carbon element,
The irradiated light is a wavelength having an action of cutting a carbon element bond with respect to the composition of the film to be processed;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the mask pattern includes a material having an absorption band including the wavelength having the action.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006099252A JP2007273848A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Semiconductor device fabrication method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006099252A JP2007273848A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Semiconductor device fabrication method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007273848A true JP2007273848A (en) | 2007-10-18 |
Family
ID=38676311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006099252A Withdrawn JP2007273848A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Semiconductor device fabrication method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007273848A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010147141A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Film deposition method, pretreatment device, and treating system |
-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006099252A patent/JP2007273848A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010147141A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Film deposition method, pretreatment device, and treating system |
JP2011003569A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Tohoku Univ | Film deposition method, pretreatment device, and treating system |
CN102460653A (en) * | 2009-06-16 | 2012-05-16 | 东京毅力科创株式会社 | Film deposition method, pretreatment device, and treating system |
US8865590B2 (en) | 2009-06-16 | 2014-10-21 | Tokyo Electron Limited | Film forming method, pretreatment device, and processing system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5251033B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US7851384B2 (en) | Method to mitigate impact of UV and E-beam exposure on semiconductor device film properties by use of a bilayer film | |
US11018021B2 (en) | Curing photo resist for improving etching selectivity | |
US7838428B2 (en) | Method of repairing process induced dielectric damage by the use of GCIB surface treatment using gas clusters of organic molecular species | |
US6426300B2 (en) | Method for fabricating semiconductor device by using etching polymer | |
US7816253B2 (en) | Surface treatment of inter-layer dielectric | |
JP2007300125A (en) | Method for fabricating fine pattern in semiconductor device | |
JPH11162952A (en) | Formation of self-aligned contacts in semiconductor device | |
JP2004304130A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3348553B2 (en) | Forming connection holes | |
US8293660B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2006024730A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2007273848A (en) | Semiconductor device fabrication method | |
TW541618B (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR100869845B1 (en) | Method for forming oxide pattern and patterning method of semiconductor device | |
JP2006319116A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2007036067A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP4380414B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR100929750B1 (en) | Method for manufacturing contact hole of semiconductor device | |
KR20090095749A (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JP2009117673A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2004221104A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
KR100871358B1 (en) | Method for forming metal interconnection layer of semiconductor device | |
KR100604414B1 (en) | Method for forming metal line of semiconductor device | |
JP2007157913A (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090602 |