JPH08153714A - エッチング方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
エッチング方法及び半導体装置の製造方法Info
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- JPH08153714A JPH08153714A JP20347395A JP20347395A JPH08153714A JP H08153714 A JPH08153714 A JP H08153714A JP 20347395 A JP20347395 A JP 20347395A JP 20347395 A JP20347395 A JP 20347395A JP H08153714 A JPH08153714 A JP H08153714A
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- resist
- ions
- etching
- photoresist
- mask
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レジストを硬化して対レジスト選択比を高め
ること。 【解決手段】 マスクとしてのフォトレジスト７に燐イ
オンを導入することによって、レジスト７の表面層が硬
化し、対レジスト選択比が高まるので、簡単な工程で効
果的なエッチングを行うことができる。特に、フォトレ
ジスト７に対し、イオン種として燐イオンを用い、イオ
ン注入法により、ドーズ量０．５×１０15ｃｍ-2以上で
注入することで、イオン注入後のレジスト膜厚の減少を
抑制でき、且つ、Ａｌなどの金属配線層６における対レ
ジスト選択比が実質的にさらに高くなる。
ること。 【解決手段】 マスクとしてのフォトレジスト７に燐イ
オンを導入することによって、レジスト７の表面層が硬
化し、対レジスト選択比が高まるので、簡単な工程で効
果的なエッチングを行うことができる。特に、フォトレ
ジスト７に対し、イオン種として燐イオンを用い、イオ
ン注入法により、ドーズ量０．５×１０15ｃｍ-2以上で
注入することで、イオン注入後のレジスト膜厚の減少を
抑制でき、且つ、Ａｌなどの金属配線層６における対レ
ジスト選択比が実質的にさらに高くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトレジストを
マスクとして、マスク下の層をエッチングする方法及び
そのエッチング方法を利用した半導体装置の製造方法に
関する。
マスクとして、マスク下の層をエッチングする方法及び
そのエッチング方法を利用した半導体装置の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＯＳデバイスなどの半導体装置の微細
化を図る上で、フォトリソグラフィ技術とエッチング技
術とにより半導体層、導電層又は絶縁層を精度良くエッ
チング加工することがきわめて重要な要素となってい
る。エッチングマスクとなるフォトレジストとエッチン
グ対象の層とのエッチング選択比を高めることも一つの
手段であり、例えば、特開平２−１７７５３６号公報
（Ｈ０１Ｌ２１／３０２）には、フォトレジストを、ケ
イ素イオン（Ｓｉ+）を注入することにより硬化させ、
レジスト下のシリコン基板とのエッチング選択比を高め
てからドライエッチングする技術が記載されている。
化を図る上で、フォトリソグラフィ技術とエッチング技
術とにより半導体層、導電層又は絶縁層を精度良くエッ
チング加工することがきわめて重要な要素となってい
る。エッチングマスクとなるフォトレジストとエッチン
グ対象の層とのエッチング選択比を高めることも一つの
手段であり、例えば、特開平２−１７７５３６号公報
（Ｈ０１Ｌ２１／３０２）には、フォトレジストを、ケ
イ素イオン（Ｓｉ+）を注入することにより硬化させ、
レジスト下のシリコン基板とのエッチング選択比を高め
てからドライエッチングする技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、ド
ーズ量が１×１０16ｃｍ-2の条件において、当初１．０
μｍであったレジストの膜厚が、注入後には０．５４μ
ｍとほぼ半減する。これでは、レジストを硬化させてエ
ッチング選択比を高めた効果を相殺してしまう危惧があ
る。
ーズ量が１×１０16ｃｍ-2の条件において、当初１．０
μｍであったレジストの膜厚が、注入後には０．５４μ
ｍとほぼ半減する。これでは、レジストを硬化させてエ
ッチング選択比を高めた効果を相殺してしまう危惧があ
る。
【０００４】本発明はこのような問題点に鑑み、簡単な
工程で、レジストとその下の層、特に、アルミニウムな
どの金属層とのエッチング選択比を高めることを目的と
する。
工程で、レジストとその下の層、特に、アルミニウムな
どの金属層とのエッチング選択比を高めることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１のエッチング方
法は、イオンが導入されたフォトレジストをマスクとし
て、マスク下の層をエッチングするものである。また、
請求項２のエッチング方法は、イオンとして、燐イオン
（Ｐ+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イオン
（Ｂ+）、フッ素イオン（Ｆ+）及びアルゴンイオン（Ａ
ｒ+）のうち１種以上を用いるものである。
法は、イオンが導入されたフォトレジストをマスクとし
て、マスク下の層をエッチングするものである。また、
請求項２のエッチング方法は、イオンとして、燐イオン
（Ｐ+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イオン
（Ｂ+）、フッ素イオン（Ｆ+）及びアルゴンイオン（Ａ
ｒ+）のうち１種以上を用いるものである。
【０００６】また、請求項３のエッチング方法は、イオ
ン注入のドーズ量を、０．５×１０ 15ｃｍ-2以上とした
ものである。また、請求項５の半導体装置の製造方法
は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエッチング
方法により、アルミニウム等の金属層をエッチングする
ものである。
ン注入のドーズ量を、０．５×１０ 15ｃｍ-2以上とした
ものである。また、請求項５の半導体装置の製造方法
は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエッチング
方法により、アルミニウム等の金属層をエッチングする
ものである。
【０００７】また、請求項６の半導体装置の製造方法
は、アルミニウム等の金属層の上に、フォトレジストを
パターニングし、このフォトレジストに対し、燐イオン
（Ｐ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）の少なくとも一方
のイオンを、０．５×１０15ｃｍ-2以上のドーズ量で注
入した後、前記フォトレジストをマスクとして前記金属
層をエッチングするものである。
は、アルミニウム等の金属層の上に、フォトレジストを
パターニングし、このフォトレジストに対し、燐イオン
（Ｐ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）の少なくとも一方
のイオンを、０．５×１０15ｃｍ-2以上のドーズ量で注
入した後、前記フォトレジストをマスクとして前記金属
層をエッチングするものである。
【０００８】また、請求項４のエッチング方法及び請求
項７の半導体装置の製造方法は、イオンを、フォトレジ
ストに対し、１５０ＫｅＶ以下の加速エネルギーで注入
するものである。即ち、マスクとしてのフォトレジスト
に、燐イオン（Ｐ+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イ
オン（Ｂ+）、フッ素イオン（Ｆ+）、アルゴンイオン
（Ａｒ+）を導入することによって、レジストが硬化
し、マスク下の層とのエッチング選択比が高まる。
項７の半導体装置の製造方法は、イオンを、フォトレジ
ストに対し、１５０ＫｅＶ以下の加速エネルギーで注入
するものである。即ち、マスクとしてのフォトレジスト
に、燐イオン（Ｐ+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イ
オン（Ｂ+）、フッ素イオン（Ｆ+）、アルゴンイオン
（Ａｒ+）を導入することによって、レジストが硬化
し、マスク下の層とのエッチング選択比が高まる。
【０００９】更に、イオン注入のドーズ量を、０．５×
１０15ｃｍ-2以上とすることにより、エッチング選択比
が飛躍的に増加する。また、アルミニウム等の金属層
は、一般に対レジスト選択比が低いが、以上のエッチン
グ方法を行うことにより、対レジスト選択比が高くなっ
て、エッチングが制御しやすくなる。
１０15ｃｍ-2以上とすることにより、エッチング選択比
が飛躍的に増加する。また、アルミニウム等の金属層
は、一般に対レジスト選択比が低いが、以上のエッチン
グ方法を行うことにより、対レジスト選択比が高くなっ
て、エッチングが制御しやすくなる。
【００１０】特に、パターニングしたフォトレジストに
対し、燐イオン（Ｐ+）やアルゴンイオン（Ａｒ+）を、
０．５×１０15ｃｍ-2以上のドーズ量で注入した後、前
記フォトレジストをマスクとして金属層をエッチングす
ると、精度のよいエッチングができる。また、イオン
を、フォトレジストに対し、イオン注入法により１５０
ＫｅＶ以下の加速エネルギーで注入することにより、イ
オン注入後のレジスト膜厚の減少を抑制できる。
対し、燐イオン（Ｐ+）やアルゴンイオン（Ａｒ+）を、
０．５×１０15ｃｍ-2以上のドーズ量で注入した後、前
記フォトレジストをマスクとして金属層をエッチングす
ると、精度のよいエッチングができる。また、イオン
を、フォトレジストに対し、イオン注入法により１５０
ＫｅＶ以下の加速エネルギーで注入することにより、イ
オン注入後のレジスト膜厚の減少を抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。図１〜図５は本発明を具体化したプロセス
を説明するための図である。 工程１（図１参照）：単結晶シリコン基板１の上に、減
圧ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２（有機−シラン系の
ＴＥＯＳ酸化膜）を２００ｎｍ堆積し、その上に、ＤＣ
スパッタリング法により、ＴｉＮ／Ｔｉ積層薄膜（膜厚
１０００／５００（計１５００）Å）３、Ａｌ合金膜
（Ａｌ−Ｓｉ（１％）−Ｃｕ（０．５％））（膜厚６０
００Å）４、ＴｉＮ薄膜（膜厚２００Å）５をこの順に
積層形成することにより、金属配線層６を形成し、更
に、その上に、ノボラック系のポジ型フォトレジスト
（膜厚２μｍ）７をスピン塗布する。
て説明する。図１〜図５は本発明を具体化したプロセス
を説明するための図である。 工程１（図１参照）：単結晶シリコン基板１の上に、減
圧ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜２（有機−シラン系の
ＴＥＯＳ酸化膜）を２００ｎｍ堆積し、その上に、ＤＣ
スパッタリング法により、ＴｉＮ／Ｔｉ積層薄膜（膜厚
１０００／５００（計１５００）Å）３、Ａｌ合金膜
（Ａｌ−Ｓｉ（１％）−Ｃｕ（０．５％））（膜厚６０
００Å）４、ＴｉＮ薄膜（膜厚２００Å）５をこの順に
積層形成することにより、金属配線層６を形成し、更
に、その上に、ノボラック系のポジ型フォトレジスト
（膜厚２μｍ）７をスピン塗布する。
【００１２】工程２（図２参照）：ｉ線ステッパを用い
た露光、ＴＭＡＨ（Tetramethyl anmonium hydride）溶
液を用いた現像作業を経て、前記レジスト７をパターニ
ングする。 工程３（図３参照）：デバイス全面に、イオン注入法に
より、燐イオン（Ｐ+）を注入する。これにより、前記
レジスト７に燐イオンが導入され、レジスト７の表面層
が硬化し、対レジスト選択比が高くなる。
た露光、ＴＭＡＨ（Tetramethyl anmonium hydride）溶
液を用いた現像作業を経て、前記レジスト７をパターニ
ングする。 工程３（図３参照）：デバイス全面に、イオン注入法に
より、燐イオン（Ｐ+）を注入する。これにより、前記
レジスト７に燐イオンが導入され、レジスト７の表面層
が硬化し、対レジスト選択比が高くなる。
【００１３】工程４（図４参照）：前記レジスト７をマ
スクとして、前記金属配線層６をドライエッチングす
る。このドライエッチングは、通常のマグネトロンＲＩ
Ｅ（Reactive Ion Etching）法を用い、三塩化ホウ素ガ
ス（ＢＣｌ3）（流量２０ｓｃｃｍ）と塩素ガス（Ｃ
ｌ2）（流量４５ｓｃｃｍ）との混合ガスを使用し、圧
力３０ｍＴｏｒｒで行う。
スクとして、前記金属配線層６をドライエッチングす
る。このドライエッチングは、通常のマグネトロンＲＩ
Ｅ（Reactive Ion Etching）法を用い、三塩化ホウ素ガ
ス（ＢＣｌ3）（流量２０ｓｃｃｍ）と塩素ガス（Ｃ
ｌ2）（流量４５ｓｃｃｍ）との混合ガスを使用し、圧
力３０ｍＴｏｒｒで行う。
【００１４】工程５（図５参照）：前記レジスト７を、
アミン系剥離液を用いたダウンストリームアッシング法
により除去する。図６はレジストをマスクとし、Ａｌ合
金をエッチング加工する場合に、加速エネルギーが５０
ＫｅＶ、１００ＫｅＶ及び１５０ＫｅＶのそれぞれの条
件における燐イオンのドーズ量と対レジスト選択比との
関係を示している。
アミン系剥離液を用いたダウンストリームアッシング法
により除去する。図６はレジストをマスクとし、Ａｌ合
金をエッチング加工する場合に、加速エネルギーが５０
ＫｅＶ、１００ＫｅＶ及び１５０ＫｅＶのそれぞれの条
件における燐イオンのドーズ量と対レジスト選択比との
関係を示している。
【００１５】図の通り、イオンのドーズ量が多くなるほ
ど対レジスト選択比が高くなり、特に、いずれの場合に
おいても、ドーズ量が０．５×１０15ｃｍ-2を屈曲点と
して、選択比が急激に増加している。このことから、高
い対レジスト選択比を得ようとするには、ドーズ量を
０．５×１０15ｃｍ-2以上にすればよいことが分かる。
特に、加速エネルギーを１５０ＫｅＶ、ドーズ量を１．
０×１０16ｃｍ-2にしたときには、対レジスト選択比が
７．５になり、イオン注入を行っていない場合（約１．
５）の約５倍になる。
ど対レジスト選択比が高くなり、特に、いずれの場合に
おいても、ドーズ量が０．５×１０15ｃｍ-2を屈曲点と
して、選択比が急激に増加している。このことから、高
い対レジスト選択比を得ようとするには、ドーズ量を
０．５×１０15ｃｍ-2以上にすればよいことが分かる。
特に、加速エネルギーを１５０ＫｅＶ、ドーズ量を１．
０×１０16ｃｍ-2にしたときには、対レジスト選択比が
７．５になり、イオン注入を行っていない場合（約１．
５）の約５倍になる。
【００１６】図７は図６と同じ条件における燐イオンの
ドーズ量とエッチングレートとの関係を、レジスト、Ａ
ｌ合金（ＡｌＳｉＣｕ）のそれぞれについて示したもの
である。Ａｌ合金のエッチングレートは、ドーズ量の多
い領域で若干加速エネルギーにより異なるが、概ねドー
ズ量の大小に係わらずほぼ一定である。
ドーズ量とエッチングレートとの関係を、レジスト、Ａ
ｌ合金（ＡｌＳｉＣｕ）のそれぞれについて示したもの
である。Ａｌ合金のエッチングレートは、ドーズ量の多
い領域で若干加速エネルギーにより異なるが、概ねドー
ズ量の大小に係わらずほぼ一定である。
【００１７】一方、レジストのエッチングレートは、ド
ーズ量が増加するに従って急激に低下する。即ち、レジ
ストが硬化して、レジストの膜厚がエッチングにより減
る量が少なくなることが分かる。以上の通り、本実施例
のエッチング方法にあっては、高い対レジスト選択比を
得ることができ、また、イオン注入に伴うレジスト膜厚
の減少量も最小限に抑えることができ、優れたエッチン
グ効果を得ることができる。
ーズ量が増加するに従って急激に低下する。即ち、レジ
ストが硬化して、レジストの膜厚がエッチングにより減
る量が少なくなることが分かる。以上の通り、本実施例
のエッチング方法にあっては、高い対レジスト選択比を
得ることができ、また、イオン注入に伴うレジスト膜厚
の減少量も最小限に抑えることができ、優れたエッチン
グ効果を得ることができる。
【００１８】特に、レジストとのエッチング選択比が低
く、また、段差が大きくなりがちなアルミニウム等の金
属層をエッチングする場合には、従来、露光の際の焦点
深度や解像度が悪くなるのを承知で、レジストの膜厚を
通常よりも厚くしておくしかなかったが、本実施例のレ
ジスト硬化法により、レジストの膜厚を薄く設定するこ
とができる。
く、また、段差が大きくなりがちなアルミニウム等の金
属層をエッチングする場合には、従来、露光の際の焦点
深度や解像度が悪くなるのを承知で、レジストの膜厚を
通常よりも厚くしておくしかなかったが、本実施例のレ
ジスト硬化法により、レジストの膜厚を薄く設定するこ
とができる。
【００１９】ここで、本発明方法により、対レジスト選
択比が向上するメカニズムを以下に説明する。メカニズ
ムを解析するために、３つの試料を用いた。 試料イオンを注入していないノボラック系フォトレジ
スト 試料加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、ドーズ量：１．
０×１０16ｃｍ-2の条件で、アルゴンイオン（Ａｒ+）
を注入したノボラック系フォトレジスト 試料加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、ドーズ量：１．
０×１０16ｃｍ-2の条件で、リンイオン（Ｐ+）を注入
したノボラック系フォトレジスト 図８は試料をレーザーラマン法（Laser-Raman）を用
いて評価し、レジスト表面層のラマンスペクトルを示し
たものである。９００〜１９００／ｃｍの範囲にバンド
を観測することができ、このバンドを詳細に解析する
と、１５５０／ｃｍ付近の主バンド（図８Ａ）と１３９
０／ｃｍ付近のショルダーバンド（図８Ｂ）に分離でき
る。この２つのラマンバンドは、層状グラファイト構造
（ＳＰ2結合）とダイヤモンド構造（ＳＰ3結合）とが混
在したダイヤモンド炭素膜に特有なものであることが既
に知られている。例えば、「M.Yoshikawa et al.,Appl.
Phys.Lett.,64(1988)6464.」で、スパッタリング法によ
り作製したダイヤモンド状炭素膜では、１５５０／ｃｍ
付近に主バンドを、１４００／ｃｍ付近にショルダーバ
ンドを有するラマンスペクトルが観測されることが報告
されていることから、試料のレジスト表面層には、ダ
イヤモンド状炭素膜と類似したＳＰ2結合とＳＰ3結合と
が混在した構造が存在していると考えられる。
択比が向上するメカニズムを以下に説明する。メカニズ
ムを解析するために、３つの試料を用いた。 試料イオンを注入していないノボラック系フォトレジ
スト 試料加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、ドーズ量：１．
０×１０16ｃｍ-2の条件で、アルゴンイオン（Ａｒ+）
を注入したノボラック系フォトレジスト 試料加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、ドーズ量：１．
０×１０16ｃｍ-2の条件で、リンイオン（Ｐ+）を注入
したノボラック系フォトレジスト 図８は試料をレーザーラマン法（Laser-Raman）を用
いて評価し、レジスト表面層のラマンスペクトルを示し
たものである。９００〜１９００／ｃｍの範囲にバンド
を観測することができ、このバンドを詳細に解析する
と、１５５０／ｃｍ付近の主バンド（図８Ａ）と１３９
０／ｃｍ付近のショルダーバンド（図８Ｂ）に分離でき
る。この２つのラマンバンドは、層状グラファイト構造
（ＳＰ2結合）とダイヤモンド構造（ＳＰ3結合）とが混
在したダイヤモンド炭素膜に特有なものであることが既
に知られている。例えば、「M.Yoshikawa et al.,Appl.
Phys.Lett.,64(1988)6464.」で、スパッタリング法によ
り作製したダイヤモンド状炭素膜では、１５５０／ｃｍ
付近に主バンドを、１４００／ｃｍ付近にショルダーバ
ンドを有するラマンスペクトルが観測されることが報告
されていることから、試料のレジスト表面層には、ダ
イヤモンド状炭素膜と類似したＳＰ2結合とＳＰ3結合と
が混在した構造が存在していると考えられる。
【００２０】また、試料についても同様の観測を行っ
た結果、試料とほぼ同じラマンスペクトルが観察され
たことから、試料のレジスト表面層もダイヤモンド状
炭素膜が形成されていると考えられる。尚、試料につ
いても同様の観測を行ったが、特有のバンドは観測され
なかった。
た結果、試料とほぼ同じラマンスペクトルが観察され
たことから、試料のレジスト表面層もダイヤモンド状
炭素膜が形成されていると考えられる。尚、試料につ
いても同様の観測を行ったが、特有のバンドは観測され
なかった。
【００２１】図９はＰ+イオンを注入したノボラック系
フォトレジストを、Ａｒ+プラズマに晒すことにより、
Ａｒ+イオンによるスパッタリングレートを調べたもの
である。Ｐ+イオンのドーズ量が増加するとスパッタリ
ングレートが低下することから、イオン注入により改質
したレジストの表面層がダイヤモンド状の炭素膜構造と
なって硬化し、スパッタリング耐性が向上することが分
かる。
フォトレジストを、Ａｒ+プラズマに晒すことにより、
Ａｒ+イオンによるスパッタリングレートを調べたもの
である。Ｐ+イオンのドーズ量が増加するとスパッタリ
ングレートが低下することから、イオン注入により改質
したレジストの表面層がダイヤモンド状の炭素膜構造と
なって硬化し、スパッタリング耐性が向上することが分
かる。
【００２２】図１０はＰ+イオンを注入したノボラック
系フォトレジストのドーズ量とレジスト膜厚との関係を
示したものである。イオン注入によってレジスト膜厚が
減少することを示すものであるが、当初のレジスト膜厚
１１８５ｎｍに対し、加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、
ドーズ量：１．０×１０16ｃｍ-2の条件であっても、約
２５０ｎｍの減少に留まり、加速電圧を低くすると膜厚
の減少量は更に小さくなる。
系フォトレジストのドーズ量とレジスト膜厚との関係を
示したものである。イオン注入によってレジスト膜厚が
減少することを示すものであるが、当初のレジスト膜厚
１１８５ｎｍに対し、加速エネルギー：１５０ＫｅＶ、
ドーズ量：１．０×１０16ｃｍ-2の条件であっても、約
２５０ｎｍの減少に留まり、加速電圧を低くすると膜厚
の減少量は更に小さくなる。
【００２３】本発明にあっては、以下の通りの変形例が
考えられる。 １）イオンとして、燐イオン（Ｐ+）に代えて、ヒ素イ
オン（Ａｓ+）、ホウ素イオン（Ｂ+）、フッ素イオン
（Ｆ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）のうち１種以上を
用いる。これらのイオン種は、図１１に示すように、単
体で用いても燐イオンとほぼ同じ対レジスト選択比
（４．７〜５．７）が得られ、イオン注入後のレジスト
膜厚の減少量を比較的小さく抑制できる。
考えられる。 １）イオンとして、燐イオン（Ｐ+）に代えて、ヒ素イ
オン（Ａｓ+）、ホウ素イオン（Ｂ+）、フッ素イオン
（Ｆ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）のうち１種以上を
用いる。これらのイオン種は、図１１に示すように、単
体で用いても燐イオンとほぼ同じ対レジスト選択比
（４．７〜５．７）が得られ、イオン注入後のレジスト
膜厚の減少量を比較的小さく抑制できる。
【００２４】２）被エッチング層としてＴｉＮ薄膜、Ａ
ｌ合金膜、Ｔｉ／ＴｉＮ積層薄膜からなる金属配線層を
用いたが、ＴｉやＴｉＮはいわゆるバリヤメタル及びキ
ャップメタルとして機能させるためのものであり、Ａｌ
合金膜単体であってもよく、また、シリコン基板のよう
な半導体層やシリコン酸化膜のような絶縁層であっても
よい。
ｌ合金膜、Ｔｉ／ＴｉＮ積層薄膜からなる金属配線層を
用いたが、ＴｉやＴｉＮはいわゆるバリヤメタル及びキ
ャップメタルとして機能させるためのものであり、Ａｌ
合金膜単体であってもよく、また、シリコン基板のよう
な半導体層やシリコン酸化膜のような絶縁層であっても
よい。
【００２５】３）エッチング法として、プラズマＲＩＥ
法を用いたが、ＥＣＲプラズマエッチング、ヘリコン波
プラズマエッチング、ＩＣＰプラズマエッチングなどの
各種プラズマ源を用いたエッチング法、不活性ガスを用
いたスパッタエッチング法、反応性ガス（例えばＣＣｌ
4、ＳＦ6）を用いた反応性イオンビームエッチング法
（ＲＩＢＥ、反応性イオンミリングとも呼ばれる）を行
っても同様の効果を得ることができる。
法を用いたが、ＥＣＲプラズマエッチング、ヘリコン波
プラズマエッチング、ＩＣＰプラズマエッチングなどの
各種プラズマ源を用いたエッチング法、不活性ガスを用
いたスパッタエッチング法、反応性ガス（例えばＣＣｌ
4、ＳＦ6）を用いた反応性イオンビームエッチング法
（ＲＩＢＥ、反応性イオンミリングとも呼ばれる）を行
っても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明のエッチング方法にあっては、マ
スクとしてのフォトレジストにイオンを導入することに
よって、レジストが硬化し、対レジスト選択比が高まる
ので、簡単な工程でレジストの薄膜化が可能となり、微
細加工性能が向上する。特に、イオンを、フォトレジス
トに対し、イオン注入法により１５０ＫｅＶ以下の加速
エネルギーで注入したり、イオンとして、燐イオン（Ｐ
+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イオン（Ｂ+）、フ
ッ素イオン（Ｆ+）、アルゴンイオン（Ａｒ+）を用いた
りすることで、対レジスト選択比が実質的にさらに高く
なる。
スクとしてのフォトレジストにイオンを導入することに
よって、レジストが硬化し、対レジスト選択比が高まる
ので、簡単な工程でレジストの薄膜化が可能となり、微
細加工性能が向上する。特に、イオンを、フォトレジス
トに対し、イオン注入法により１５０ＫｅＶ以下の加速
エネルギーで注入したり、イオンとして、燐イオン（Ｐ
+）、ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イオン（Ｂ+）、フ
ッ素イオン（Ｆ+）、アルゴンイオン（Ａｒ+）を用いた
りすることで、対レジスト選択比が実質的にさらに高く
なる。
【００２７】更に、イオンの注入量を、０．５×１０15
ｃｍ-2以上とすることにより、対レジスト選択比を飛躍
的に増加させることができる。また、アルミニウム等の
金属層は、一般に対レジスト選択比が低いが、以上のエ
ッチング方法を行うことにより、対レジスト選択比が高
くなって、エッチングが制御しやすくなる。
ｃｍ-2以上とすることにより、対レジスト選択比を飛躍
的に増加させることができる。また、アルミニウム等の
金属層は、一般に対レジスト選択比が低いが、以上のエ
ッチング方法を行うことにより、対レジスト選択比が高
くなって、エッチングが制御しやすくなる。
【００２８】特に、パターニングしたフォトレジストに
対し、燐イオン（Ｐ+）やアルゴンイオン（Ａｒ+）を、
０．５×１０15ｃｍ-2以上の注入量で注入した後、前記
フォトレジストをマスクとして金属層をエッチングする
と、対レジスト選択比が高く、エッチングが非常に制御
しやすくなる。
対し、燐イオン（Ｐ+）やアルゴンイオン（Ａｒ+）を、
０．５×１０15ｃｍ-2以上の注入量で注入した後、前記
フォトレジストをマスクとして金属層をエッチングする
と、対レジスト選択比が高く、エッチングが非常に制御
しやすくなる。
【図１】本発明の実施例におけるエッチングプロセスを
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図２】本発明の実施例におけるエッチングプロセスを
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるエッチングプロセスを
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるエッチングプロセスを
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施例におけるエッチングプロセスを
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図６】燐イオンドーズ量と対レジスト選択比との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図７】燐イオンドーズ量とエッチングレートとの関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図８】燐イオンを注入したフォトレジストのラマンス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図９】燐イオンを注入したフォトレジストにおけるド
ーズ量とスパッタリングレートとの関係を示すグラフで
ある。
ーズ量とスパッタリングレートとの関係を示すグラフで
ある。
【図１０】燐イオンを注入したフォトレジストにおける
ドーズ量とレジスト膜厚との関係を示すグラフである。
ドーズ量とレジスト膜厚との関係を示すグラフである。
【図１１】異なるイオン種における対レジスト選択比を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ シリコン基板（基板） ４ Ａｌ合金膜 ６ 金属配線層 ７ フォトレジスト
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/40 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (7)
- 【請求項１】 イオンが導入されたフォトレジストをマ
スクとして、マスク下の層をエッチングするエッチング
方法。 - 【請求項２】 前記イオンとして、燐イオン（Ｐ+）、
ヒ素イオン（Ａｓ+）、ホウ素イオン（Ｂ+）、フッ素イ
オン（Ｆ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）のうち１種以
上を用いることを特徴とした請求項１に記載のエッチン
グ方法。 - 【請求項３】 前記イオンのドーズ量を、０．５×１０
15ｃｍ-2以上としたことを特徴とする請求項２に記載の
エッチング方法。 - 【請求項４】 前記イオンを、前記フォトレジストに対
し、イオン注入法により１５０ＫｅＶ以下の加速エネル
ギーで注入することを特徴とした請求項３に記載のエッ
チング方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
エッチング方法により、アルミニウム等の金属層をエッ
チングすることを特徴とした半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 アルミニウム等の金属層の上に、フォト
レジストをパターニングし、このフォトレジストに対
し、燐イオン（Ｐ+）及びアルゴンイオン（Ａｒ+）の少
なくとも一方のイオンを、０．５×１０15ｃｍ-2以上の
ドーズ量で注入した後、前記フォトレジストをマスクと
して前記金属層をエッチングすることを特徴とした半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記イオンを、前記フォトレジストに対
し、１５０ＫｅＶ以下の加速エネルギーで注入すること
を特徴とした請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20347395A JPH08153714A (ja) | 1994-09-30 | 1995-08-09 | エッチング方法及び半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-237502 | 1994-09-30 | ||
| JP23750294 | 1994-09-30 | ||
| JP20347395A JPH08153714A (ja) | 1994-09-30 | 1995-08-09 | エッチング方法及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08153714A true JPH08153714A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=26513938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20347395A Pending JPH08153714A (ja) | 1994-09-30 | 1995-08-09 | エッチング方法及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08153714A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994225A (en) * | 1996-09-10 | 1999-11-30 | United Microelectronics Corp. | Method of etching metal with increased etching selectivity |
| US6200903B1 (en) * | 1998-12-29 | 2001-03-13 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor devices |
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| KR100472029B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2005-03-08 | 동부아남반도체 주식회사 | 포토레지스트의 선택비 제어방법 |
| JP2007310086A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toshiba Corp | 半導体装置製造におけるパターン形成方法 |
| JP5142236B1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-02-13 | エルシード株式会社 | エッチング方法 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20347395A patent/JPH08153714A/ja active Pending
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