JPH11194499A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH11194499A JPH11194499A JP156298A JP156298A JPH11194499A JP H11194499 A JPH11194499 A JP H11194499A JP 156298 A JP156298 A JP 156298A JP 156298 A JP156298 A JP 156298A JP H11194499 A JPH11194499 A JP H11194499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antireflection film
- fluorine
- film
- semiconductor device
- etching
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】下塗り反射防止膜を用い、レジスト膜のパター
ンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変
換差を制御可能にする。 【解決手段】基板１０上に形成された絶縁膜２０の上層
にフッ素を含有する有機化合物を含有する反射防止膜２
１ａを形成し、反射防止膜２１ａの上層に所定のパター
ンに沿ってレジスト膜Ｒを形成する。次に、レジスト膜
Ｒをマスクとして反射防止膜２１ａからフッ素あるいは
フルオロカーボンの活性種を放出させながら反射防止膜
２１ａをエッチングし、レジスト膜Ｒをマスクとして絶
縁膜２０をエッチングする。
ンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変
換差を制御可能にする。 【解決手段】基板１０上に形成された絶縁膜２０の上層
にフッ素を含有する有機化合物を含有する反射防止膜２
１ａを形成し、反射防止膜２１ａの上層に所定のパター
ンに沿ってレジスト膜Ｒを形成する。次に、レジスト膜
Ｒをマスクとして反射防止膜２１ａからフッ素あるいは
フルオロカーボンの活性種を放出させながら反射防止膜
２１ａをエッチングし、レジスト膜Ｒをマスクとして絶
縁膜２０をエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に微細な径のコンタクトホールや微細な配
線層を有する半導体装置の製造方法に関する。
法に関し、特に微細な径のコンタクトホールや微細な配
線層を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体集積回路の微細化および高
集積化は３年で次世代へ進み、デザインルールは前世代
の７割の縮小化が行われ、縮小化に伴い半導体装置の高
速化も実現してきた。半導体装置を微細に加工するため
に、例えばトランジスタのゲート電極のゲート幅やＤＲ
ＡＭなどでのキャパシタの占有面積を狭める一方で、配
線部も同様に、多層配線構造とするなど、微細に加工す
ることが必要になってきている。コンタクトホールなど
も同様に微細な開口径のものを形成することが重要にな
ってきている。トランジスタやキャパシタなどのデバイ
スが複雑な構造になって立体化するに伴い、層間絶縁膜
は厚膜化し、開口すべきコンタクトホールのアスペクト
比はますます高くなってきている。
集積化は３年で次世代へ進み、デザインルールは前世代
の７割の縮小化が行われ、縮小化に伴い半導体装置の高
速化も実現してきた。半導体装置を微細に加工するため
に、例えばトランジスタのゲート電極のゲート幅やＤＲ
ＡＭなどでのキャパシタの占有面積を狭める一方で、配
線部も同様に、多層配線構造とするなど、微細に加工す
ることが必要になってきている。コンタクトホールなど
も同様に微細な開口径のものを形成することが重要にな
ってきている。トランジスタやキャパシタなどのデバイ
スが複雑な構造になって立体化するに伴い、層間絶縁膜
は厚膜化し、開口すべきコンタクトホールのアスペクト
比はますます高くなってきている。
【０００３】上記の微細化は、半導体装置の製造工程に
おける微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パ
ターンをウェハ面上に塗布された感光性有機膜（フォト
レジスト）に転写する技術であるリソグラフィー工程に
おける高解像力化により達成されてきた。具体的には、
リソグラフィー工程に用いられる光源が短波長化され、
例えば、１．０〜０．５μｍルールの半導体集積回路の
パターン転写には、ｇ線（４３６ｎｍ）あるいはｉ線
（３６５ｎｍ）が用いられており、０．３５μｍルール
のパターン転写には、主にｉ線が用いられている。ま
た、０．２５μｍルール以降の半導体集積回路の製造の
ために、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８．８ｎｍ）あ
るいはＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）を用いて
露光する技術が開発されている。
おける微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パ
ターンをウェハ面上に塗布された感光性有機膜（フォト
レジスト）に転写する技術であるリソグラフィー工程に
おける高解像力化により達成されてきた。具体的には、
リソグラフィー工程に用いられる光源が短波長化され、
例えば、１．０〜０．５μｍルールの半導体集積回路の
パターン転写には、ｇ線（４３６ｎｍ）あるいはｉ線
（３６５ｎｍ）が用いられており、０．３５μｍルール
のパターン転写には、主にｉ線が用いられている。ま
た、０．２５μｍルール以降の半導体集積回路の製造の
ために、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８．８ｎｍ）あ
るいはＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）を用いて
露光する技術が開発されている。
【０００４】上記のように、リソグラフィー工程におけ
る露光に用いる光の波長を短波長化することは解像度の
向上に非常に効果的である。しかしながら、露光に用い
る光の短波長化は、一方ではレジスト膜に形成する開口
部や配線などの線幅がレジスト膜の下層に形成された層
間膜の膜厚変化の影響を受けやすくなる方向であり、ウ
ェハ面内およびウェハ間での線幅の制御を困難にもして
いる。
る露光に用いる光の波長を短波長化することは解像度の
向上に非常に効果的である。しかしながら、露光に用い
る光の短波長化は、一方ではレジスト膜に形成する開口
部や配線などの線幅がレジスト膜の下層に形成された層
間膜の膜厚変化の影響を受けやすくなる方向であり、ウ
ェハ面内およびウェハ間での線幅の制御を困難にもして
いる。
【０００５】例えば、図７に示す半導体装置にコンタク
トホールを開口する場合について説明する。半導体基板
１０の上層に、例えばポリシリコンからなるゲート電極
あるいはアルミニウムを主成分とする材料により形成さ
れている配線などの配線部３０が形成されている。その
上層に、例えば酸化シリコンからなる層間絶縁膜２０が
例えば１μｍ程度の膜厚で形成されている。この層間絶
縁膜の膜厚はウェハ面内およびウェハ間で一定であるこ
とが望ましいが、現実には２００ｍｍ径のウェハ面内で
約０．１μｍ程度のばらつきが生じており、また、層間
絶縁膜２０の成膜後に例えばＣＭＰ（Chemical Mechani
cal Polishing ；化学的機械研磨）法などにより研磨し
て層間絶縁膜２０を平坦化する場合には成膜工程のばら
つきに研磨工程のばらつきも加わり、結局ウェハ間で
０．３μｍ程度の層間絶縁膜２０の膜厚のばらつきが生
じる。また、層間絶縁膜２０の下層のゲート電極を形成
するポリシリコンや配線を形成するアルミニウムや銅な
どの金属材料は一般に高反射率を有し、さらに露光時に
照射する光の波長が短波長化するほど反射率が増加する
傾向を示す。このような状況から、層間絶縁膜２０の上
層にレジスト膜Ｒを形成してコンタクトホールパターン
を転写するときに、露光機の設定露光量が一定であって
も、レジスト膜の化学的変化に寄与するエネルギー、す
なわちレジスト膜の感光に用いられるエネルギーは一定
ではなく、レジスト膜の膜厚およびその下層の層間絶縁
膜の膜厚の差に大きく影響を受けることとなり、例えば
図７に示すように、２つのコンタクトホールパターンの
開口部φ1 とφ2 でその開口径が大きく異なることとな
ってしまう。
トホールを開口する場合について説明する。半導体基板
１０の上層に、例えばポリシリコンからなるゲート電極
あるいはアルミニウムを主成分とする材料により形成さ
れている配線などの配線部３０が形成されている。その
上層に、例えば酸化シリコンからなる層間絶縁膜２０が
例えば１μｍ程度の膜厚で形成されている。この層間絶
縁膜の膜厚はウェハ面内およびウェハ間で一定であるこ
とが望ましいが、現実には２００ｍｍ径のウェハ面内で
約０．１μｍ程度のばらつきが生じており、また、層間
絶縁膜２０の成膜後に例えばＣＭＰ（Chemical Mechani
cal Polishing ；化学的機械研磨）法などにより研磨し
て層間絶縁膜２０を平坦化する場合には成膜工程のばら
つきに研磨工程のばらつきも加わり、結局ウェハ間で
０．３μｍ程度の層間絶縁膜２０の膜厚のばらつきが生
じる。また、層間絶縁膜２０の下層のゲート電極を形成
するポリシリコンや配線を形成するアルミニウムや銅な
どの金属材料は一般に高反射率を有し、さらに露光時に
照射する光の波長が短波長化するほど反射率が増加する
傾向を示す。このような状況から、層間絶縁膜２０の上
層にレジスト膜Ｒを形成してコンタクトホールパターン
を転写するときに、露光機の設定露光量が一定であって
も、レジスト膜の化学的変化に寄与するエネルギー、す
なわちレジスト膜の感光に用いられるエネルギーは一定
ではなく、レジスト膜の膜厚およびその下層の層間絶縁
膜の膜厚の差に大きく影響を受けることとなり、例えば
図７に示すように、２つのコンタクトホールパターンの
開口部φ1 とφ2 でその開口径が大きく異なることとな
ってしまう。
【０００６】図８は、レジスト膜厚を一定値（０．９μ
ｍ）に保ちながら下層の酸化シリコン膜を０〜１５０ｎ
ｍに変化させたときのレジスト膜の光の吸収率を計算し
た結果である。酸化シリコン膜の下層には反射率の高い
ＡｌＳｉ層を有するものとして想定している。この吸収
率は、λ／２ｎ（λは光の波長、ｎは酸化シリコン膜の
屈折率）を周期とした周期関数となる。これは、入射光
とＡｌＳｉ層の表面での反射光との干渉効果により光が
強め合う条件と弱め合う条件がλ／２ｎの周期で交互に
現れるために生じる現象である。
ｍ）に保ちながら下層の酸化シリコン膜を０〜１５０ｎ
ｍに変化させたときのレジスト膜の光の吸収率を計算し
た結果である。酸化シリコン膜の下層には反射率の高い
ＡｌＳｉ層を有するものとして想定している。この吸収
率は、λ／２ｎ（λは光の波長、ｎは酸化シリコン膜の
屈折率）を周期とした周期関数となる。これは、入射光
とＡｌＳｉ層の表面での反射光との干渉効果により光が
強め合う条件と弱め合う条件がλ／２ｎの周期で交互に
現れるために生じる現象である。
【０００７】上記の吸収率の計算結果について、光源と
してＫｒＦエキシマレーザを用いるものと想定するとλ
＝２４８ｎｍであり、酸化シリコンの屈折率ｎ＝１．５
であるので、吸収率の周期はλ／２ｎ＝８３ｎｍとな
る。従って、わずか４０ｎｍの膜厚変化でレジスト膜が
吸収する実効的なエネルギーは最大値（０．３３）から
最小値（０．１３）に変化することになる。
してＫｒＦエキシマレーザを用いるものと想定するとλ
＝２４８ｎｍであり、酸化シリコンの屈折率ｎ＝１．５
であるので、吸収率の周期はλ／２ｎ＝８３ｎｍとな
る。従って、わずか４０ｎｍの膜厚変化でレジスト膜が
吸収する実効的なエネルギーは最大値（０．３３）から
最小値（０．１３）に変化することになる。
【０００８】図９は、実際にＫｒＦエキシマレーザステ
ッパを用いて、酸化シリコン膜上に形成したコンタクト
ホールの開口径の分布を２枚の２００ｍｍ径の試料ウェ
ハ（試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２）で測定した結果
である。図９（ａ）に示すようにウェハの左端から右端
へと各行について測定した結果を図９（ｂ）に示し、ま
た、ウェハの下端から上端へと各列について測定した結
果を図９（ｃ）に示す。各ウェハ面内でコンタクトホー
ル開口径は各大きさに分布しており、その分布の様子は
２枚のウェハ間で一致していない結果となっている。
ッパを用いて、酸化シリコン膜上に形成したコンタクト
ホールの開口径の分布を２枚の２００ｍｍ径の試料ウェ
ハ（試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２）で測定した結果
である。図９（ａ）に示すようにウェハの左端から右端
へと各行について測定した結果を図９（ｂ）に示し、ま
た、ウェハの下端から上端へと各列について測定した結
果を図９（ｃ）に示す。各ウェハ面内でコンタクトホー
ル開口径は各大きさに分布しており、その分布の様子は
２枚のウェハ間で一致していない結果となっている。
【０００９】上記の各ウェハの面内およびウェハ間でコ
ンタクトホールの開口径が分布する問題に対する１つの
対策として、レジスト膜と酸化シリコン膜の間に下塗り
反射防止膜（Bottom Anti-Reflective Coat;以下ＢＡＲ
Ｃと省略する）を形成する方法が知られている。図１０
は、このＢＡＲＣを形成した２枚の２００ｍｍ径の試料
ウェハ（試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２）について、
図９と同様の試験を行った結果である。図１０（ａ）に
示すようにウェハの左端から右端へと各行について測定
した結果を図１０（ｂ）に示し、また、ウェハの下端か
ら上端へと各列について測定した結果を図１０（ｃ）に
示す。ウェハの左端でコンタクトホール開口径がやや小
さくなる傾向を示しているが、これは実験に用いたホッ
トプレートの面内温度の不均一によるものである。この
点を除けば、コンタクトホールの開口径は面内で一定値
を保っており、また、２枚の試料ウェハ間でも開口径の
寸法変化が見られていない。このように、ウェハ面内お
よびウェハ間で均一な開口径のコンタクトホールを形成
するためにレジスト膜と酸化シリコン膜の間に下塗りＢ
ＡＲＣを形成することが非常に有効であり、今後ＢＡＲ
Ｃはますます活発に使用されていくことは間違いがな
い。
ンタクトホールの開口径が分布する問題に対する１つの
対策として、レジスト膜と酸化シリコン膜の間に下塗り
反射防止膜（Bottom Anti-Reflective Coat;以下ＢＡＲ
Ｃと省略する）を形成する方法が知られている。図１０
は、このＢＡＲＣを形成した２枚の２００ｍｍ径の試料
ウェハ（試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２）について、
図９と同様の試験を行った結果である。図１０（ａ）に
示すようにウェハの左端から右端へと各行について測定
した結果を図１０（ｂ）に示し、また、ウェハの下端か
ら上端へと各列について測定した結果を図１０（ｃ）に
示す。ウェハの左端でコンタクトホール開口径がやや小
さくなる傾向を示しているが、これは実験に用いたホッ
トプレートの面内温度の不均一によるものである。この
点を除けば、コンタクトホールの開口径は面内で一定値
を保っており、また、２枚の試料ウェハ間でも開口径の
寸法変化が見られていない。このように、ウェハ面内お
よびウェハ間で均一な開口径のコンタクトホールを形成
するためにレジスト膜と酸化シリコン膜の間に下塗りＢ
ＡＲＣを形成することが非常に有効であり、今後ＢＡＲ
Ｃはますます活発に使用されていくことは間違いがな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＢＡＲＣをレジスト膜の下層に用いたとき、ＢＡＲＣを
エッチングする工程で問題が生じる。この問題を、図１
１〜１３を参照して説明する。図１１（ａ）に示すよう
に、例えば、シリコン半導体基板１０の上層に酸化シリ
コンの層間絶縁膜２０が例えば１０００ｎｍの膜厚で形
成されており、その上層にＢＡＲＣ２１が例えば１００
ｎｍの膜厚で形成されている。その上層に、開口径φPR
のコンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒが形
成されている。
ＢＡＲＣをレジスト膜の下層に用いたとき、ＢＡＲＣを
エッチングする工程で問題が生じる。この問題を、図１
１〜１３を参照して説明する。図１１（ａ）に示すよう
に、例えば、シリコン半導体基板１０の上層に酸化シリ
コンの層間絶縁膜２０が例えば１０００ｎｍの膜厚で形
成されており、その上層にＢＡＲＣ２１が例えば１００
ｎｍの膜厚で形成されている。その上層に、開口径φPR
のコンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒが形
成されている。
【００１１】上記の装置において、レジスト膜Ｒをマス
クとしてエッチングを行い、半導体基板１０に達するコ
ンタクトホールを開口する場合、図１１（ｂ）に示すよ
うに、まずレジスト膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１を
エッチングする。このときのエッチング条件は、例え
ば、（エッチャー：ＥＣＲプラズマエッチャー、エッチ
ャントガスおよび流量：Cl2/O2=40/20(ml/min)、圧力：
０．４Ｐａ、マイクロ波パワー：２５０ｍＡ（２．４５
ＧＨｚ）、ＲＦパワー：７０Ｗ、基板設置電極温度：２
０℃）として、ＢＡＲＣ２１を垂直に加工できるような
条件とする。このとき、レジスト膜Ｒは上方ほど広がっ
たテーパ形状となってしまう。
クとしてエッチングを行い、半導体基板１０に達するコ
ンタクトホールを開口する場合、図１１（ｂ）に示すよ
うに、まずレジスト膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１を
エッチングする。このときのエッチング条件は、例え
ば、（エッチャー：ＥＣＲプラズマエッチャー、エッチ
ャントガスおよび流量：Cl2/O2=40/20(ml/min)、圧力：
０．４Ｐａ、マイクロ波パワー：２５０ｍＡ（２．４５
ＧＨｚ）、ＲＦパワー：７０Ｗ、基板設置電極温度：２
０℃）として、ＢＡＲＣ２１を垂直に加工できるような
条件とする。このとき、レジスト膜Ｒは上方ほど広がっ
たテーパ形状となってしまう。
【００１２】次に、図１１（ｃ）に示すように、引き続
いて層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１
０に達するコンタクトホールを開口する。このときのエ
ッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロン
エッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar
/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
いて層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１
０に達するコンタクトホールを開口する。このときのエ
ッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロン
エッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar
/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
【００１３】上記のように上方ほど広がったテーパ形状
のレジスト膜Ｒをマスクとして層間絶縁膜２０のエッチ
ングを行った結果、図１１（ｃ）に示すように、層間絶
縁膜２０におけるコンタクトホールの開口径φCHはレジ
スト膜の開口径φPRよりも広がってしまうこととなる。
このように、レジスト膜の開口径が広がってしまうと、
コンタクトホールの微細化ができなくなり、装置の微細
化および高集積化が困難となる。
のレジスト膜Ｒをマスクとして層間絶縁膜２０のエッチ
ングを行った結果、図１１（ｃ）に示すように、層間絶
縁膜２０におけるコンタクトホールの開口径φCHはレジ
スト膜の開口径φPRよりも広がってしまうこととなる。
このように、レジスト膜の開口径が広がってしまうと、
コンタクトホールの微細化ができなくなり、装置の微細
化および高集積化が困難となる。
【００１４】また、レジスト膜の形状が上方ほど広がっ
たテーパ形状とならないようにすると、今度は別の問題
が生じる。図１２（ａ）に示す装置は、図１１（ａ）の
装置と同じものである。この装置において、レジスト膜
ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１をエッチングする。この
ときのエッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグ
ネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4
F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．３Ｐ
ａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）
として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったままでＢＡ
ＲＣ２１をエッチング加工できるような条件とする。こ
の結果、図１２（ｂ）に示すように、ＢＡＲＣ２１は裾
を引いた形状となってしまう。
たテーパ形状とならないようにすると、今度は別の問題
が生じる。図１２（ａ）に示す装置は、図１１（ａ）の
装置と同じものである。この装置において、レジスト膜
ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１をエッチングする。この
ときのエッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグ
ネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4
F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．３Ｐ
ａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）
として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったままでＢＡ
ＲＣ２１をエッチング加工できるような条件とする。こ
の結果、図１２（ｂ）に示すように、ＢＡＲＣ２１は裾
を引いた形状となってしまう。
【００１５】次に、図１２（ｃ）に示すように、引き続
いて層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１
０に達するコンタクトホールを開口する。このときのエ
ッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロン
エッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar
/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
いて層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１
０に達するコンタクトホールを開口する。このときのエ
ッチング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロン
エッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar
/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
【００１６】上記のようにレジスト膜Ｒの形状を垂直に
保った場合、ＢＡＲＣ２１が裾を尾引いた形状となり、
図１１（ｃ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコ
ンタクトホールの開口径φCHはレジスト膜の開口径φPR
よりも狭まってしまうこととなる。このように、コンタ
クトホールの開口径が狭まると、コンタクトの接触面積
が狭くなってコンタクト抵抗の上昇を引き起こすおそれ
がある。また、コンタクトホールの開口径の狭まり方の
程度が大きい場合には、層間絶縁膜２０のエッチングに
おいてエッチストップが起こる場合もある。
保った場合、ＢＡＲＣ２１が裾を尾引いた形状となり、
図１１（ｃ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコ
ンタクトホールの開口径φCHはレジスト膜の開口径φPR
よりも狭まってしまうこととなる。このように、コンタ
クトホールの開口径が狭まると、コンタクトの接触面積
が狭くなってコンタクト抵抗の上昇を引き起こすおそれ
がある。また、コンタクトホールの開口径の狭まり方の
程度が大きい場合には、層間絶縁膜２０のエッチングに
おいてエッチストップが起こる場合もある。
【００１７】図１３は、大きさの異なる数種類のコンタ
クトホールを開口する場合の問題を示す図である。図１
３（ａ）に示すように、例えば、シリコン半導体基板１
０の上層に酸化シリコンの層間絶縁膜２０が形成されて
おり、その上層にＢＡＲＣ２１が形成されている。その
上層に、開口径がそれぞれ０．２６μｍ、０．３０μｍ
および０．３４μｍであるコンタクトホールパターン
（φ0.26、φ0.30およびφ0.34）を有するレジスト膜Ｒ
が形成されている。
クトホールを開口する場合の問題を示す図である。図１
３（ａ）に示すように、例えば、シリコン半導体基板１
０の上層に酸化シリコンの層間絶縁膜２０が形成されて
おり、その上層にＢＡＲＣ２１が形成されている。その
上層に、開口径がそれぞれ０．２６μｍ、０．３０μｍ
および０．３４μｍであるコンタクトホールパターン
（φ0.26、φ0.30およびφ0.34）を有するレジスト膜Ｒ
が形成されている。
【００１８】上記の装置において、レジスト膜Ｒをマス
クとしてエッチングを行い、半導体基板１０に達するコ
ンタクトホールを開口する場合、例えば、（エッチャ
ー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび
流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：
５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：
２０℃）という条件でコンタクトホールの開口径が広が
らないようにレジスト膜の形状を保ってＢＡＲＣ２１を
エッチングし、次に例えば、（エッチャー：マグネトロ
ンエッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/
Ar/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）という条
件で層間絶縁膜２０のエッチングを行うと、図１３
（ｂ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコンタク
トホールの開口径はレジスト膜の開口径よりも狭まって
しまい、径の大きな０．３０μｍおよび０．３４μｍの
コンタクトホールは半導体基板１０に達するように開口
できても、径の小さな０．２６μｍのコンタクトホール
は開口途中でエッチストップＥＳが起き、開口できなく
なってしまう。
クとしてエッチングを行い、半導体基板１０に達するコ
ンタクトホールを開口する場合、例えば、（エッチャ
ー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび
流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：
５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：
２０℃）という条件でコンタクトホールの開口径が広が
らないようにレジスト膜の形状を保ってＢＡＲＣ２１を
エッチングし、次に例えば、（エッチャー：マグネトロ
ンエッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/
Ar/O2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワ
ー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）という条
件で層間絶縁膜２０のエッチングを行うと、図１３
（ｂ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコンタク
トホールの開口径はレジスト膜の開口径よりも狭まって
しまい、径の大きな０．３０μｍおよび０．３４μｍの
コンタクトホールは半導体基板１０に達するように開口
できても、径の小さな０．２６μｍのコンタクトホール
は開口途中でエッチストップＥＳが起き、開口できなく
なってしまう。
【００１９】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明の目的は、ＢＡＲＣを用いる
ことでレジスト膜の開口部のパターンサイズをウェハ面
内およびウェハ間で均一にするリソグラフィー工程を有
する半導体装置の製造方法において、レジスト膜のパタ
ーンサイズと被エッチング膜である絶縁膜のパターン加
工されたサイズの寸法変換差を制御可能にし、例えば、
高アスペクト比のコンタクトホールを絶縁膜に開口する
場合には、コンタクトホールの開口用のレジスト膜の開
口径よりも広がったり狭まったりすることなく、また、
エッチストップを起こすことなく安定に所望する開口径
のコンタクトホールを形成することができる半導体装置
の製造方法を提供することである。
のであり、従って、本発明の目的は、ＢＡＲＣを用いる
ことでレジスト膜の開口部のパターンサイズをウェハ面
内およびウェハ間で均一にするリソグラフィー工程を有
する半導体装置の製造方法において、レジスト膜のパタ
ーンサイズと被エッチング膜である絶縁膜のパターン加
工されたサイズの寸法変換差を制御可能にし、例えば、
高アスペクト比のコンタクトホールを絶縁膜に開口する
場合には、コンタクトホールの開口用のレジスト膜の開
口径よりも広がったり狭まったりすることなく、また、
エッチストップを起こすことなく安定に所望する開口径
のコンタクトホールを形成することができる半導体装置
の製造方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に形成さ
れた絶縁膜を所定のパターンに沿ってエッチング加工す
る半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の上層に
フッ素を含有する有機化合物を含有する反射防止膜を形
成する工程と、前記反射防止膜の上層に前記パターンに
沿ってレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を
マスクとして前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオ
ロカーボンの活性種を放出させながら前記反射防止膜を
エッチングする工程と、前記レジスト膜をマスクとして
前記絶縁膜をエッチングする工程とを有する。
め、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に形成さ
れた絶縁膜を所定のパターンに沿ってエッチング加工す
る半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の上層に
フッ素を含有する有機化合物を含有する反射防止膜を形
成する工程と、前記反射防止膜の上層に前記パターンに
沿ってレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を
マスクとして前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオ
ロカーボンの活性種を放出させながら前記反射防止膜を
エッチングする工程と、前記レジスト膜をマスクとして
前記絶縁膜をエッチングする工程とを有する。
【００２１】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
基板上に形成された絶縁膜の上層にフッ素を含有する有
機化合物を含有する反射防止膜を形成し、反射防止膜の
上層に所定のパターンに沿ってレジスト膜を形成する。
次に、レジスト膜をマスクとして反射防止膜からフッ素
あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させながら反
射防止膜をエッチングし、レジスト膜をマスクとして絶
縁膜をエッチングする。
基板上に形成された絶縁膜の上層にフッ素を含有する有
機化合物を含有する反射防止膜を形成し、反射防止膜の
上層に所定のパターンに沿ってレジスト膜を形成する。
次に、レジスト膜をマスクとして反射防止膜からフッ素
あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させながら反
射防止膜をエッチングし、レジスト膜をマスクとして絶
縁膜をエッチングする。
【００２２】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、反射防止膜のエッチングにおいて、反射防止膜か
らフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させ
ることから、この活性種が反射防止膜のエッチングのエ
ッチャントガスとして作用するので、レジスト膜をテー
パ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜を垂直
形状にエッチングすることが可能となり、レジスト膜の
パターンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。例えば、高アスペクト比
のコンタクトホールを絶縁膜に開口する場合には、コン
タクトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広が
ったり狭まったりすることなく、また、エッチストップ
を起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホ
ールを形成することができる。
れば、反射防止膜のエッチングにおいて、反射防止膜か
らフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させ
ることから、この活性種が反射防止膜のエッチングのエ
ッチャントガスとして作用するので、レジスト膜をテー
パ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜を垂直
形状にエッチングすることが可能となり、レジスト膜の
パターンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。例えば、高アスペクト比
のコンタクトホールを絶縁膜に開口する場合には、コン
タクトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広が
ったり狭まったりすることなく、また、エッチストップ
を起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホ
ールを形成することができる。
【００２３】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
反射防止材料にフッ素を含有する有機化合物を含有させ
て形成する。これにより、反射防止膜のエッチングにお
いてフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出す
るような反射防止膜とすることができる。
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
反射防止材料にフッ素を含有する有機化合物を含有させ
て形成する。これにより、反射防止膜のエッチングにお
いてフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出す
るような反射防止膜とすることができる。
【００２４】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
フッ素を含有する有機化合物を含有するフッ素含有材料
と、反射防止材料とを積層させて形成する。これによ
り、反射防止膜のエッチングにおいてフッ素あるいはフ
ルオロカーボンの活性種を放出するような反射防止膜と
することができる。
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
フッ素を含有する有機化合物を含有するフッ素含有材料
と、反射防止材料とを積層させて形成する。これによ
り、反射防止膜のエッチングにおいてフッ素あるいはフ
ルオロカーボンの活性種を放出するような反射防止膜と
することができる。
【００２５】上記の本発明の半導体装置の製造方法にお
いては、フッ素を含有する有機化合物として、環状フッ
素樹脂シロキサン共重合体、ポリフルオロアリールエー
テル、ポリペンタフルオロスチレン、ポリテトラフルオ
ロエチレン系樹脂、ポリ−１，４−フルオロメチルベン
ゼン、フルオロポリイミド、あるいはポリフルオロナフ
タレンからなる化合物を好ましく用いることができる。
いては、フッ素を含有する有機化合物として、環状フッ
素樹脂シロキサン共重合体、ポリフルオロアリールエー
テル、ポリペンタフルオロスチレン、ポリテトラフルオ
ロエチレン系樹脂、ポリ−１，４−フルオロメチルベン
ゼン、フルオロポリイミド、あるいはポリフルオロナフ
タレンからなる化合物を好ましく用いることができる。
【００２６】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
前記反射防止膜をエッチングする工程において、前記反
射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種
を放出して前記反射防止膜のエッチングを増速させるこ
とができる程度以上にフッ素を含有する有機化合物を含
有させる。具体的には、前記反射防止膜を形成する工程
においては、前記反射防止膜の組成の１アトミック％以
上のフッ素を含有させて形成する。これにより、レジス
ト膜をテーパ形状にまでエッチングすることなく反射防
止膜を垂直形状にエッチングすることが可能となる。
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
前記反射防止膜をエッチングする工程において、前記反
射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種
を放出して前記反射防止膜のエッチングを増速させるこ
とができる程度以上にフッ素を含有する有機化合物を含
有させる。具体的には、前記反射防止膜を形成する工程
においては、前記反射防止膜の組成の１アトミック％以
上のフッ素を含有させて形成する。これにより、レジス
ト膜をテーパ形状にまでエッチングすることなく反射防
止膜を垂直形状にエッチングすることが可能となる。
【００２７】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
ては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系ガス
を含有するガスを用いる。より好適には、エッチャント
ガスとしてフルオロカーボン系ガスに加えて一酸化炭素
ガス、アルゴンガスおよび／または酸素ガスを含有する
ガスを用いる。これにより、レジスト膜をテーパ形状に
までエッチングすることなく反射防止膜をエッチングす
ることが可能となる。
好適には、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
ては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系ガス
を含有するガスを用いる。より好適には、エッチャント
ガスとしてフルオロカーボン系ガスに加えて一酸化炭素
ガス、アルゴンガスおよび／または酸素ガスを含有する
ガスを用いる。これにより、レジスト膜をテーパ形状に
までエッチングすることなく反射防止膜をエッチングす
ることが可能となる。
【００２８】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
回転塗布により成膜する。これにより反射防止膜を均一
な膜厚に形成することができ、レジスト膜のパターンサ
イズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変換差
をより小さく制御可能にする。
好適には、前記反射防止膜を形成する工程においては、
回転塗布により成膜する。これにより反射防止膜を均一
な膜厚に形成することができ、レジスト膜のパターンサ
イズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変換差
をより小さく制御可能にする。
【００２９】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、基板上に形成された絶縁膜
を所定のパターンに沿ってエッチング加工する半導体装
置の製造方法であって、前記絶縁膜の上層に反射防止膜
を形成する工程と、少なくとも前記パターンにおけるエ
ッチング領域において前記反射防止膜にフッ素を含有さ
せる工程と、前記反射防止膜の上層に前記パターンに沿
ってレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマ
スクとして前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロ
カーボンの活性種を放出させながら前記反射防止膜をエ
ッチングする工程と、前記レジスト膜をマスクとして前
記絶縁膜をエッチングする工程とを有する。
の半導体装置の製造方法は、基板上に形成された絶縁膜
を所定のパターンに沿ってエッチング加工する半導体装
置の製造方法であって、前記絶縁膜の上層に反射防止膜
を形成する工程と、少なくとも前記パターンにおけるエ
ッチング領域において前記反射防止膜にフッ素を含有さ
せる工程と、前記反射防止膜の上層に前記パターンに沿
ってレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマ
スクとして前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロ
カーボンの活性種を放出させながら前記反射防止膜をエ
ッチングする工程と、前記レジスト膜をマスクとして前
記絶縁膜をエッチングする工程とを有する。
【００３０】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
基板上に形成された絶縁膜を所定のパターンに沿ってエ
ッチング加工する半導体装置の製造方法であって、絶縁
膜の上層に反射防止膜を形成し、少なくとも前記パター
ンにおけるエッチング領域において反射防止膜にフッ素
を含有させ、反射防止膜の上層に前記パターンに沿って
レジスト膜を形成する。次に、レジスト膜をマスクとし
て反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボンの活
性種を放出させながら反射防止膜をエッチングし、レジ
スト膜をマスクとして絶縁膜をエッチングする。
基板上に形成された絶縁膜を所定のパターンに沿ってエ
ッチング加工する半導体装置の製造方法であって、絶縁
膜の上層に反射防止膜を形成し、少なくとも前記パター
ンにおけるエッチング領域において反射防止膜にフッ素
を含有させ、反射防止膜の上層に前記パターンに沿って
レジスト膜を形成する。次に、レジスト膜をマスクとし
て反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボンの活
性種を放出させながら反射防止膜をエッチングし、レジ
スト膜をマスクとして絶縁膜をエッチングする。
【００３１】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、反射防止膜のエッチングにおいて、反射防止膜か
らフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させ
ることから、この活性種が反射防止膜のエッチングのエ
ッチャントガスとして作用するので、レジスト膜をテー
パ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜を垂直
形状にエッチングすることが可能となり、レジスト膜の
パターンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。例えば、高アスペクト比
のコンタクトホールを絶縁膜に開口する場合には、コン
タクトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広が
ったり狭まったりすることなく、また、エッチストップ
を起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホ
ールを形成することができる。
れば、反射防止膜のエッチングにおいて、反射防止膜か
らフッ素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させ
ることから、この活性種が反射防止膜のエッチングのエ
ッチャントガスとして作用するので、レジスト膜をテー
パ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜を垂直
形状にエッチングすることが可能となり、レジスト膜の
パターンサイズと絶縁膜のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。例えば、高アスペクト比
のコンタクトホールを絶縁膜に開口する場合には、コン
タクトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広が
ったり狭まったりすることなく、また、エッチストップ
を起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホ
ールを形成することができる。
【００３２】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程に
おいては、前記反射防止膜に対してフッ素を全面にイオ
ン注入する。あるいは、好適には、前記レジスト膜を形
成する工程の後に前記反射防止膜にフッ素を含有させる
工程を行い、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程
においては、前記レジスト膜をマスクとして前記反射防
止膜に対してフッ素をイオン注入する。これにより、反
射防止膜のエッチングにおいてフッ素あるいはフルオロ
カーボンの活性種を放出するような反射防止膜とするこ
とができる。
好適には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程に
おいては、前記反射防止膜に対してフッ素を全面にイオ
ン注入する。あるいは、好適には、前記レジスト膜を形
成する工程の後に前記反射防止膜にフッ素を含有させる
工程を行い、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程
においては、前記レジスト膜をマスクとして前記反射防
止膜に対してフッ素をイオン注入する。これにより、反
射防止膜のエッチングにおいてフッ素あるいはフルオロ
カーボンの活性種を放出するような反射防止膜とするこ
とができる。
【００３３】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程に
おいては、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
て、前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボ
ンの活性種を放出して前記反射防止膜のエッチングを増
速させることができる程度以上にフッ素を含有させる。
具体的には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程
においては、少なくとも前記パターンにおけるエッチン
グ領域において、前記反射防止膜の組成の１アトミック
％以上のフッ素を含有させる。これにより、レジスト膜
をテーパ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜
を垂直形状にエッチングすることが可能となる。
好適には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程に
おいては、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
て、前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボ
ンの活性種を放出して前記反射防止膜のエッチングを増
速させることができる程度以上にフッ素を含有させる。
具体的には、前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程
においては、少なくとも前記パターンにおけるエッチン
グ領域において、前記反射防止膜の組成の１アトミック
％以上のフッ素を含有させる。これにより、レジスト膜
をテーパ形状にまでエッチングすることなく反射防止膜
を垂直形状にエッチングすることが可能となる。
【００３４】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
ては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系ガス
を含有するガスを用いる。より好適には、エッチャント
ガスとしてフルオロカーボン系ガスに加えて一酸化炭素
ガス、アルゴンガスおよび／または酸素ガスを含有する
ガスを用いる。これにより、レジスト膜をテーパ形状に
までエッチングすることなく反射防止膜をエッチングす
ることが可能となる。
好適には、前記反射防止膜をエッチングする工程におい
ては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系ガス
を含有するガスを用いる。より好適には、エッチャント
ガスとしてフルオロカーボン系ガスに加えて一酸化炭素
ガス、アルゴンガスおよび／または酸素ガスを含有する
ガスを用いる。これにより、レジスト膜をテーパ形状に
までエッチングすることなく反射防止膜をエッチングす
ることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【００３６】第１実施形態 本実施形態の半導体装置の製造方法について図１を参照
して説明する。まず、図１（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、フッ素を含有する有機化合物として、例えば下
記構造式（化８）の環状フッ素樹脂シロキサン共重合体
を含有する下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１ａを例え
ば１００ｎｍの膜厚で形成する。その上層に、開口径φ
PRのコンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒを
形成する。ここで、ＢＡＲＣ２１ａはフッ素を１アトミ
ック％以上含有するように、環状フッ素樹脂シロキサン
共重合体を含有するように形成する。
して説明する。まず、図１（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、フッ素を含有する有機化合物として、例えば下
記構造式（化８）の環状フッ素樹脂シロキサン共重合体
を含有する下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１ａを例え
ば１００ｎｍの膜厚で形成する。その上層に、開口径φ
PRのコンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒを
形成する。ここで、ＢＡＲＣ２１ａはフッ素を１アトミ
ック％以上含有するように、環状フッ素樹脂シロキサン
共重合体を含有するように形成する。
【００３７】
【化８】
【００３８】次に、図１（ｂ）に示すように、まずレジ
スト膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１ａをエッチングす
る。このときのエッチング条件は、例えば、（エッチャ
ー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび
流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：
５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：
２０℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったま
までＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような条件
とする。ＢＡＲＣ２１ａに環状フッ素樹脂シロキサン共
重合体を含有しており、ＢＡＲＣ２１ａのエッチング時
にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あるいはフルオロカーボン
の活性種を放出させることから、この活性種がＢＡＲＣ
２１ａのエッチングのエッチャントガスとして作用し、
レジスト膜Ｒをテーパ形状にまでエッチングしない条件
においてもＢＡＲＣ２１ａを垂直形状にエッチングする
ことができる。
スト膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１ａをエッチングす
る。このときのエッチング条件は、例えば、（エッチャ
ー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび
流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：
５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：
２０℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったま
までＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような条件
とする。ＢＡＲＣ２１ａに環状フッ素樹脂シロキサン共
重合体を含有しており、ＢＡＲＣ２１ａのエッチング時
にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あるいはフルオロカーボン
の活性種を放出させることから、この活性種がＢＡＲＣ
２１ａのエッチングのエッチャントガスとして作用し、
レジスト膜Ｒをテーパ形状にまでエッチングしない条件
においてもＢＡＲＣ２１ａを垂直形状にエッチングする
ことができる。
【００３９】次に、図１（ｃ）に示すように、引き続い
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
【００４０】上記のようにレジスト膜Ｒの形状を垂直に
保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加工した状態
で層間絶縁膜２０のエッチングを行うので、図１（ｃ）
に示すように、層間絶縁膜２０におけるコンタクトホー
ルの開口径φCHとレジスト膜の開口径φPRはほぼ同程度
とすることができる。このように、レジスト膜Ｒのパタ
ーンサイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイ
ズの寸法変換差を制御可能にし、高アスペクト比のコン
タクトホールを絶縁膜に開口する場合において、コンタ
クトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広がっ
たり狭まったりすることなく、また、エッチストップを
起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホー
ルを形成することができる。
保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加工した状態
で層間絶縁膜２０のエッチングを行うので、図１（ｃ）
に示すように、層間絶縁膜２０におけるコンタクトホー
ルの開口径φCHとレジスト膜の開口径φPRはほぼ同程度
とすることができる。このように、レジスト膜Ｒのパタ
ーンサイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイ
ズの寸法変換差を制御可能にし、高アスペクト比のコン
タクトホールを絶縁膜に開口する場合において、コンタ
クトホールの開口用のレジスト膜の開口径よりも広がっ
たり狭まったりすることなく、また、エッチストップを
起こすことなく安定に所望する開口径のコンタクトホー
ルを形成することができる。
【００４１】本実施形態においては、フッ素を含有する
有機化合物として、例えば下記構造式に示すようなポリ
フルオロアリールエーテル、ポリペンタフルオロスチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、ポリ−１，４
−フルオロメチルベンゼン、フルオロポリイミド、ある
いはポリフルオロナフタレンからなる化合物を用いるこ
ともできる。
有機化合物として、例えば下記構造式に示すようなポリ
フルオロアリールエーテル、ポリペンタフルオロスチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、ポリ−１，４
−フルオロメチルベンゼン、フルオロポリイミド、ある
いはポリフルオロナフタレンからなる化合物を用いるこ
ともできる。
【００４２】
【化９】
【００４３】
【化１０】
【００４４】
【化１１】
【００４５】
【化１２】
【００４６】
【化１３】
【００４７】
【化１４】
【００４８】第２実施形態 本実施形態の半導体装置の製造方法について図２を参照
して説明する。まず、図２（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、フッ素を含有する有機化合物として、例えば下
記構造式（化１５）の環状フッ素樹脂シロキサン共重合
体を含有するフッ素含有材料層２２を例えば１００ｎ
ｍ、反射防止材料層２１ｂを例えば１００ｎｍ、積層さ
せて、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１ａを形成す
る。その上層に、開口径φPRのコンタクトホールパター
ンを有するレジスト膜Ｒを形成する。ここで、フッ素含
有材料層２２はフッ素を１アトミック％以上含有するよ
うに、環状フッ素樹脂シロキサン共重合体を含有するよ
うに形成する。
して説明する。まず、図２（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、フッ素を含有する有機化合物として、例えば下
記構造式（化１５）の環状フッ素樹脂シロキサン共重合
体を含有するフッ素含有材料層２２を例えば１００ｎ
ｍ、反射防止材料層２１ｂを例えば１００ｎｍ、積層さ
せて、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１ａを形成す
る。その上層に、開口径φPRのコンタクトホールパター
ンを有するレジスト膜Ｒを形成する。ここで、フッ素含
有材料層２２はフッ素を１アトミック％以上含有するよ
うに、環状フッ素樹脂シロキサン共重合体を含有するよ
うに形成する。
【００４９】
【化１５】
【００５０】次に、図２（ｂ）に示すように、まずレジ
スト膜Ｒをマスクとしてフッ素含有材料層２２と反射防
止材料層２１ｂの積層体であるＢＡＲＣ２１ａをエッチ
ングする。このときのエッチング条件は、例えば、（エ
ッチャー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガス
および流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧
力：５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温
度：２０℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保っ
たままでＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような
条件とする。ＢＡＲＣ２１ａに環状フッ素樹脂シロキサ
ン共重合体を含有しており、ＢＡＲＣ２１ａのエッチン
グ時にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あるいはフルオロカー
ボンの活性種を放出させることから、この活性種がＢＡ
ＲＣ２１ａのエッチングのエッチャントガスとして作用
し、レジスト膜Ｒをテーパ形状にまでエッチングしない
条件においてもＢＡＲＣ２１ａを垂直形状にエッチング
することができる。
スト膜Ｒをマスクとしてフッ素含有材料層２２と反射防
止材料層２１ｂの積層体であるＢＡＲＣ２１ａをエッチ
ングする。このときのエッチング条件は、例えば、（エ
ッチャー：マグネトロンエッチャー、エッチャントガス
および流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧
力：５．３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温
度：２０℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保っ
たままでＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような
条件とする。ＢＡＲＣ２１ａに環状フッ素樹脂シロキサ
ン共重合体を含有しており、ＢＡＲＣ２１ａのエッチン
グ時にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あるいはフルオロカー
ボンの活性種を放出させることから、この活性種がＢＡ
ＲＣ２１ａのエッチングのエッチャントガスとして作用
し、レジスト膜Ｒをテーパ形状にまでエッチングしない
条件においてもＢＡＲＣ２１ａを垂直形状にエッチング
することができる。
【００５１】次に、図２（ｃ）に示すように、引き続い
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
【００５２】第１実施形態と同様に、レジスト膜Ｒの形
状を垂直に保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加
工した状態で層間絶縁膜２０のエッチングを行うので、
図２（ｃ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコン
タクトホールの開口径φCHとレジスト膜の開口径φPRは
ほぼ同程度とすることができ、レジスト膜Ｒのパターン
サイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。また、本実施形態におい
て、フッ素を含有する有機化合物としては第１実施形態
と同様の化合物を用いることができる。
状を垂直に保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加
工した状態で層間絶縁膜２０のエッチングを行うので、
図２（ｃ）に示すように、層間絶縁膜２０におけるコン
タクトホールの開口径φCHとレジスト膜の開口径φPRは
ほぼ同程度とすることができ、レジスト膜Ｒのパターン
サイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。また、本実施形態におい
て、フッ素を含有する有機化合物としては第１実施形態
と同様の化合物を用いることができる。
【００５３】第３実施形態 本実施形態の半導体装置の製造方法について図３を参照
して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１を例えば１
００ｎｍの膜厚で形成する。
して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１を例えば１
００ｎｍの膜厚で形成する。
【００５４】次に、図３（ｂ）に示すように、フッ素イ
オンＤ１を全面にイオン注入して、ＢＡＲＣ２１ａ中に
フッ素を１アトミック％以上となるように含有させる。
オンＤ１を全面にイオン注入して、ＢＡＲＣ２１ａ中に
フッ素を１アトミック％以上となるように含有させる。
【００５５】次に、図３（ｃ）に示すように、ＢＡＲＣ
２１ａの上層に、コンタクトホールパターンを有するレ
ジスト膜Ｒを形成する。
２１ａの上層に、コンタクトホールパターンを有するレ
ジスト膜Ｒを形成する。
【００５６】以降の工程としては、第１実施形態と同様
にして、ＢＡＲＣ２１ａをエッチングし、層間絶縁膜２
０をエッチングすることができる。本実施形態において
も、第１実施形態と同様に、レジスト膜Ｒの形状を垂直
に保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加工した状
態で層間絶縁膜２０のエッチングを行うことができ、レ
ジスト膜Ｒのパターンサイズと層間絶縁膜２０のパター
ン加工されたサイズの寸法変換差を制御可能にする。
にして、ＢＡＲＣ２１ａをエッチングし、層間絶縁膜２
０をエッチングすることができる。本実施形態において
も、第１実施形態と同様に、レジスト膜Ｒの形状を垂直
に保ち、さらにＢＡＲＣ２１ａも垂直形状に加工した状
態で層間絶縁膜２０のエッチングを行うことができ、レ
ジスト膜Ｒのパターンサイズと層間絶縁膜２０のパター
ン加工されたサイズの寸法変換差を制御可能にする。
【００５７】第４実施形態 本実施形態の半導体装置の製造方法について図４を参照
して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１を例えば１
００ｎｍの膜厚で形成する。次に、ＢＡＲＣ２１の上層
に、コンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒを
形成する。
して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、例えば
シリコン半導体基板１０の上層に、例えば酸化シリコン
の層間絶縁膜２０を１０００ｎｍの膜厚で形成し、その
上層に、下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１を例えば１
００ｎｍの膜厚で形成する。次に、ＢＡＲＣ２１の上層
に、コンタクトホールパターンを有するレジスト膜Ｒを
形成する。
【００５８】次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト
膜Ｒをマスクとして、レジスト膜Ｒの開口領域（後工程
でのエッチング領域）にフッ素イオンＤ２をイオン注入
して、フッ素を１アトミック％以上となるように含有す
るＢＡＲＣ２１ａ領域を形成する。
膜Ｒをマスクとして、レジスト膜Ｒの開口領域（後工程
でのエッチング領域）にフッ素イオンＤ２をイオン注入
して、フッ素を１アトミック％以上となるように含有す
るＢＡＲＣ２１ａ領域を形成する。
【００５９】次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト
膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１ａをエッチングする。
このときのエッチング条件は、例えば、（エッチャー：
マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流
量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．
３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０
℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったままで
ＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような条件とす
る。ＢＡＲＣ２１ａにフッ素が導入されており、ＢＡＲ
Ｃ２１ａのエッチング時にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あ
るいはフルオロカーボンの活性種を放出させることか
ら、この活性種がＢＡＲＣ２１ａのエッチングのエッチ
ャントガスとして作用し、レジスト膜Ｒをテーパ形状に
までエッチングしない条件においてもＢＡＲＣ２１ａを
垂直形状にエッチングすることができる。
膜ＲをマスクとしてＢＡＲＣ２１ａをエッチングする。
このときのエッチング条件は、例えば、（エッチャー：
マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流
量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．
３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０
℃）として、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ったままで
ＢＡＲＣ２１ａをエッチング加工できるような条件とす
る。ＢＡＲＣ２１ａにフッ素が導入されており、ＢＡＲ
Ｃ２１ａのエッチング時にＢＡＲＣ２１ａからフッ素あ
るいはフルオロカーボンの活性種を放出させることか
ら、この活性種がＢＡＲＣ２１ａのエッチングのエッチ
ャントガスとして作用し、レジスト膜Ｒをテーパ形状に
までエッチングしない条件においてもＢＡＲＣ２１ａを
垂直形状にエッチングすることができる。
【００６０】次に、図５（ｄ）に示すように、引き続い
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
て層間絶縁膜２０のエッチングを行い、半導体基板１０
に達するコンタクトホールを開口する。このときのエッ
チング条件は、例えば、（エッチャー：マグネトロンエ
ッチャー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O
2=12/150/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：
１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）とする。
【００６１】本実施形態においても、第１実施形態と同
様に、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ち、さらにＢＡＲ
Ｃ２１ａも垂直形状に加工した状態で層間絶縁膜２０の
エッチングを行うことができ、レジスト膜Ｒのパターン
サイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。
様に、レジスト膜Ｒの形状を垂直に保ち、さらにＢＡＲ
Ｃ２１ａも垂直形状に加工した状態で層間絶縁膜２０の
エッチングを行うことができ、レジスト膜Ｒのパターン
サイズと層間絶縁膜２０のパターン加工されたサイズの
寸法変換差を制御可能にする。
【００６２】実施例 本実施例は、大きさの異なる数種類のコンタクトホール
を開口した実施例である。図６（ａ）に示すように、シ
リコン半導体基板１０の上層に約１０００ｎｍの膜厚の
酸化シリコンからなる層間絶縁膜２０を形成し、その上
層に下記構造式（化１６）の環状フッ素樹脂シロキサン
共重合体を含有する下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１
ａを１００ｎｍの膜厚で形成した。その上層に、開口径
がそれぞれ０．２６μｍ、０．３０μｍおよび０．３４
μｍであるコンタクトホールパターン（φ0.26、φ0.30
およびφ0.34）を有するレジスト膜Ｒを形成した。ここ
で、ＢＡＲＣ２１ａはフッ素を１アトミック％以上含有
するように、環状フッ素樹脂シロキサン共重合体を含有
するように形成した。
を開口した実施例である。図６（ａ）に示すように、シ
リコン半導体基板１０の上層に約１０００ｎｍの膜厚の
酸化シリコンからなる層間絶縁膜２０を形成し、その上
層に下記構造式（化１６）の環状フッ素樹脂シロキサン
共重合体を含有する下塗り反射防止膜（ＢＡＲＣ）２１
ａを１００ｎｍの膜厚で形成した。その上層に、開口径
がそれぞれ０．２６μｍ、０．３０μｍおよび０．３４
μｍであるコンタクトホールパターン（φ0.26、φ0.30
およびφ0.34）を有するレジスト膜Ｒを形成した。ここ
で、ＢＡＲＣ２１ａはフッ素を１アトミック％以上含有
するように、環状フッ素樹脂シロキサン共重合体を含有
するように形成した。
【００６３】
【化１６】
【００６４】次に、図６（ｂ）に示すように、レジスト
膜Ｒをマスクとしてエッチングを行い、（エッチャー：
マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流
量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．
３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０
℃）という条件でコンタクトホールの開口径が広がらな
いようにレジスト膜の形状を保ってＢＡＲＣ２１をエッ
チングし、次に、（エッチャー：マグネトロンエッチャ
ー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/1
50/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：１７０
０Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）という条件で層間絶
縁膜２０のエッチングを行った。この結果、０．２６μ
ｍ、０．３０μｍおよび０．３４μｍのコンタクトホー
ルはそれぞれ良好な形状に形成することができた。
膜Ｒをマスクとしてエッチングを行い、（エッチャー：
マグネトロンエッチャー、エッチャントガスおよび流
量：C4F8/CO/Ar/O2=12/150/200/8(ml/min)、圧力：５．
３Ｐａ、パワー：１７００Ｗ、基板設置電極温度：２０
℃）という条件でコンタクトホールの開口径が広がらな
いようにレジスト膜の形状を保ってＢＡＲＣ２１をエッ
チングし、次に、（エッチャー：マグネトロンエッチャ
ー、エッチャントガスおよび流量：C4F8/CO/Ar/O2=12/1
50/200/5(ml/min)、圧力：５．３Ｐａ、パワー：１７０
０Ｗ、基板設置電極温度：２０℃）という条件で層間絶
縁膜２０のエッチングを行った。この結果、０．２６μ
ｍ、０．３０μｍおよび０．３４μｍのコンタクトホー
ルはそれぞれ良好な形状に形成することができた。
【００６５】本発明は、ＤＲＡＭなどのＭＯＳトランジ
スタの半導体装置や、バイポーラ系の半導体装置、ある
いはＡ／Ｄコンバータなどの製造方法として適用でき、
微細な径のコンタクトホールを開口するなど、微細加工
を行う半導体装置の製造方法として用いることができ
る。
スタの半導体装置や、バイポーラ系の半導体装置、ある
いはＡ／Ｄコンバータなどの製造方法として適用でき、
微細な径のコンタクトホールを開口するなど、微細加工
を行う半導体装置の製造方法として用いることができ
る。
【００６６】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、コンタクトホールの開口に限らず、メタル
ダマシンプロセスなどの絶縁膜に配線用の溝を形成する
工程などにも適用可能である。この他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
い。例えば、コンタクトホールの開口に限らず、メタル
ダマシンプロセスなどの絶縁膜に配線用の溝を形成する
工程などにも適用可能である。この他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、ＢＡＲＣを用いることでレジスト膜の開口部のパタ
ーンサイズをウェハ面内およびウェハ間で均一にするリ
ソグラフィー工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、レジスト膜のパターンサイズと被エッチング膜であ
る絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変換差を制
御可能にし、例えば、高アスペクト比のコンタクトホー
ルを絶縁膜に開口する場合には、コンタクトホールの開
口用のレジスト膜の開口径よりも広がったり狭まったり
することなく、また、エッチストップを起こすことなく
安定に所望する開口径のコンタクトホールを形成するこ
とができる。
ば、ＢＡＲＣを用いることでレジスト膜の開口部のパタ
ーンサイズをウェハ面内およびウェハ間で均一にするリ
ソグラフィー工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、レジスト膜のパターンサイズと被エッチング膜であ
る絶縁膜のパターン加工されたサイズの寸法変換差を制
御可能にし、例えば、高アスペクト比のコンタクトホー
ルを絶縁膜に開口する場合には、コンタクトホールの開
口用のレジスト膜の開口径よりも広がったり狭まったり
することなく、また、エッチストップを起こすことなく
安定に所望する開口径のコンタクトホールを形成するこ
とができる。
【図１】図１は本発明の第１実施形態にかかる半導体装
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング
工程まで、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを
示す。
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング
工程まで、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを
示す。
【図２】図２は本発明の第２実施形態にかかる半導体装
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング
工程まで、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを
示す。
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング
工程まで、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを
示す。
【図３】図３は本発明の第３実施形態にかかる半導体装
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はＢＡ
ＲＣの形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣへのイオン注入
工程まで、（ｃ）はレジスト膜の形成工程までを示す。
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はＢＡ
ＲＣの形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣへのイオン注入
工程まで、（ｃ）はレジスト膜の形成工程までを示す。
【図４】図４は本発明の第４実施形態にかかる半導体装
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣへのイオン注
入工程までを示す。
置の製造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジ
スト膜の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣへのイオン注
入工程までを示す。
【図５】図５は図４の続きの工程を示す断面図であり、
（ｃ）はＢＡＲＣのエッチング工程まで、（ｄ）は層間
絶縁膜のエッチング工程までを示す。
（ｃ）はＢＡＲＣのエッチング工程まで、（ｄ）は層間
絶縁膜のエッチング工程までを示す。
【図６】図６は本発明の実施例にかかる半導体装置の製
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）は層間絶縁膜のエッチング工程
までを示す。
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）は層間絶縁膜のエッチング工程
までを示す。
【図７】図７は従来方法において、レジスト膜の感光に
用いられるエネルギーは一定ではなく、レジスト膜の膜
厚およびその下層の層間絶縁膜の膜厚の差に大きく影響
を受けることを示す断面図である。
用いられるエネルギーは一定ではなく、レジスト膜の膜
厚およびその下層の層間絶縁膜の膜厚の差に大きく影響
を受けることを示す断面図である。
【図８】図８は従来方法において、レジスト膜厚を一定
値（０．９μｍ）に保ちながら下層の酸化シリコン膜を
０〜１５０ｎｍに変化させたときのレジスト膜の光の吸
収率の計算値をプロットした図である。
値（０．９μｍ）に保ちながら下層の酸化シリコン膜を
０〜１５０ｎｍに変化させたときのレジスト膜の光の吸
収率の計算値をプロットした図である。
【図９】図９は従来方法において、酸化シリコン膜上に
形成したコンタクトホールの開口径の分布を測定した結
果であり、（ａ）はウェハの測定方向を示し、（ｂ）は
行方向について測定した結果を、（ｃ）は列方向につい
て測定した結果をそれぞれ示す。
形成したコンタクトホールの開口径の分布を測定した結
果であり、（ａ）はウェハの測定方向を示し、（ｂ）は
行方向について測定した結果を、（ｃ）は列方向につい
て測定した結果をそれぞれ示す。
【図１０】図１０はＢＡＲＣを用いた従来方法におい
て、酸化シリコン膜上に形成したコンタクトホールの開
口径の分布を測定した結果であり、（ａ）はウェハの測
定方向を示し、（ｂ）は行方向について測定した結果
を、（ｃ）は列方向について測定した結果をそれぞれ示
す。
て、酸化シリコン膜上に形成したコンタクトホールの開
口径の分布を測定した結果であり、（ａ）はウェハの測
定方向を示し、（ｂ）は行方向について測定した結果
を、（ｃ）は列方向について測定した結果をそれぞれ示
す。
【図１１】図１１は第１従来例にかかる半導体装置の製
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング工程ま
で、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを示す。
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング工程ま
で、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを示す。
【図１２】図１２は第２従来例にかかる半導体装置の製
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング工程ま
で、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを示す。
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）はＢＡＲＣのエッチング工程ま
で、（ｃ）は層間絶縁膜のエッチング工程までを示す。
【図１３】図１３は第３従来例にかかる半導体装置の製
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）は層間絶縁膜のエッチング工程
までを示す。
造方法の工程を示す断面図であり、（ａ）はレジスト膜
の形成工程まで、（ｂ）は層間絶縁膜のエッチング工程
までを示す。
１０…基板、２０…層間絶縁膜、２１…ＢＡＲＣ、２１
ａ…フッ素を含有するＢＡＲＣ、２１ｂ…反射防止材料
層、２２…フッ素含有材料層、３０…配線層、Ｒ…レジ
スト膜。
ａ…フッ素を含有するＢＡＲＣ、２１ｂ…反射防止材料
層、２２…フッ素含有材料層、３０…配線層、Ｒ…レジ
スト膜。
Claims (33)
- 【請求項１】基板上に形成された絶縁膜を所定のパター
ンに沿ってエッチング加工する半導体装置の製造方法で
あって、 前記絶縁膜の上層にフッ素を含有する有機化合物を含有
する反射防止膜を形成する工程と、 前記反射防止膜の上層に前記パターンに沿ってレジスト
膜を形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記反射防止膜からフッ
素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させながら
前記反射防止膜をエッチングする工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチング
する工程とを有する半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記反射防止膜を形成する工程において
は、反射防止材料にフッ素を含有する有機化合物を含有
させて形成する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記反射防止膜を形成する工程において
は、フッ素を含有する有機化合物を含有するフッ素含有
材料と、反射防止材料とを積層させて形成する請求項１
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、環状フッ
素樹脂シロキサン共重合体からなる化合物を前記反射防
止膜に含有させる請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項５】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化１）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化１】 - 【請求項６】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、ポリフル
オロアリールエーテルからなる化合物を前記反射防止膜
に含有させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化２）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化２】 - 【請求項８】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、ポリペン
タフルオロスチレンからなる化合物を前記反射防止膜に
含有させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化３）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化３】 - 【請求項１０】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、ポリテト
ラフルオロエチレン系樹脂からなる化合物を前記反射防
止膜に含有させる請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１１】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化４）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化４】 - 【請求項１２】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、ポリ−
１，４−フルオロメチルベンゼンからなる化合物を前記
反射防止膜に含有させる請求項１記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項１３】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化５）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化５】 - 【請求項１４】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、フルオロ
ポリイミドからなる化合物を前記反射防止膜に含有させ
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化６）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化６】 - 【請求項１６】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、ポリフル
オロナフタレンからなる化合物を前記反射防止膜に含有
させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記フッ素を含有する有機化合物として、構造式
（化７）を有する化合物を前記反射防止膜に含有させる
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 【化７】 - 【請求項１８】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記反射防止膜をエッチングする工程において、前
記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカーボンの活
性種を放出して前記反射防止膜のエッチングを増速させ
ることができる程度以上にフッ素を含有する有機化合物
を含有させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１９】前記反射防止膜を形成する工程において
は、前記反射防止膜の組成の１アトミック％以上のフッ
素を含有させて形成する請求項１記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２０】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスを含有するガスを用いる請求項１記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２１】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えて一酸化炭素ガスを含有するガスを用いる請
求項２０記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２２】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えてアルゴンガスを含有するガスを用いる請求
項２０記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２３】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えて酸素ガスを含有するガスを用いる請求項２
０記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２４】前記反射防止膜を形成する工程において
は、回転塗布により成膜する請求項１記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２５】基板上に形成された絶縁膜を所定のパタ
ーンに沿ってエッチング加工する半導体装置の製造方法
であって、 前記絶縁膜の上層に反射防止膜を形成する工程と、 少なくとも前記パターンにおけるエッチング領域におい
て前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程と、 前記反射防止膜の上層に前記パターンに沿ってレジスト
膜を形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記反射防止膜からフッ
素あるいはフルオロカーボンの活性種を放出させながら
前記反射防止膜をエッチングする工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチング
する工程とを有する半導体装置の製造方法。 - 【請求項２６】前記反射防止膜にフッ素を含有させる工
程においては、前記反射防止膜に対してフッ素を全面に
イオン注入する請求項２５記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２７】前記レジスト膜を形成する工程の後に前
記反射防止膜にフッ素を含有させる工程を行い、 前記反射防止膜にフッ素を含有させる工程においては、
前記レジスト膜をマスクとして前記反射防止膜に対して
フッ素をイオン注入する請求項２５記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項２８】前記反射防止膜にフッ素を含有させる工
程においては、前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいて、前記反射防止膜からフッ素あるいはフルオロカ
ーボンの活性種を放出して前記反射防止膜のエッチング
を増速させることができる程度以上にフッ素を含有させ
る請求項２５記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項２９】前記反射防止膜にフッ素を含有させる工
程においては、少なくとも前記パターンにおけるエッチ
ング領域において、前記反射防止膜の組成の１アトミッ
ク％以上のフッ素を含有させる請求項２５記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３０】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスを含有するガスを用いる請求項２５記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３１】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えて一酸化炭素ガスを含有するガスを用いる請
求項３０記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３２】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えてアルゴンガスを含有するガスを用いる請求
項３０記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３３】前記反射防止膜をエッチングする工程に
おいては、エッチャントガスとしてフルオロカーボン系
ガスに加えて酸素ガスを含有するガスを用いる請求項３
０記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP156298A JPH11194499A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP156298A JPH11194499A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11194499A true JPH11194499A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11504974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP156298A Pending JPH11194499A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11194499A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071357A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-28 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition de formation d'un revetement antireflet |
| US7144819B2 (en) | 2003-10-03 | 2006-12-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a semiconductor device |
| JP2007123341A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008065081A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Jsr Corp | レジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法 |
| JP2012053253A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ケイ素含有膜形成用組成物、ケイ素含有膜形成基板及びこれを用いたパターン形成方法 |
| JP2012063653A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト下層膜材料、レジスト下層膜形成方法、パターン形成方法 |
-
1998
- 1998-01-07 JP JP156298A patent/JPH11194499A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071357A1 (fr) * | 2002-02-19 | 2003-08-28 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition de formation d'un revetement antireflet |
| US7309560B2 (en) | 2002-02-19 | 2007-12-18 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming anti-reflective coating |
| US7144819B2 (en) | 2003-10-03 | 2006-12-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a semiconductor device |
| US7579270B2 (en) | 2003-10-03 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a semiconductor device |
| JP2007123341A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP4668764B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2011-04-13 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008065081A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Jsr Corp | レジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法 |
| JP2012053253A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ケイ素含有膜形成用組成物、ケイ素含有膜形成基板及びこれを用いたパターン形成方法 |
| JP2012063653A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト下層膜材料、レジスト下層膜形成方法、パターン形成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6645851B1 (en) | Method of forming planarized coatings on contact hole patterns of various duty ratios | |
| US8673544B2 (en) | Method of forming openings | |
| US6846618B2 (en) | Process for improving critical dimension uniformity | |
| US7544623B2 (en) | Method for fabricating a contact hole | |
| JP4420592B2 (ja) | 半導体素子の微細パターン形成方法 | |
| US20030219988A1 (en) | Ashable layers for reducing critical dimensions of integrated circuit features | |
| JP2013243384A (ja) | 炭素質ハードマスクによる二重露光パターニング | |
| TWI643251B (zh) | 金屬氧化物之旋塗式沉積方法 | |
| TW202011455A (zh) | 半導體結構的製作方法 | |
| KR20100134418A (ko) | 스페이서 패터닝 공정을 이용한 콘택홀 형성 방법 | |
| US20090298291A1 (en) | Method for forming a pattern of a semiconductor device | |
| US20100018944A1 (en) | Patterning method | |
| JPH11194499A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN107703722B (zh) | 图案化光阻的形成方法 | |
| US6423650B2 (en) | Ultra-thin resist coating quality by increasing surface roughness of the substrate | |
| US6830877B2 (en) | Method for forming via and contact holes with deep UV photoresist | |
| KR100498716B1 (ko) | 미세 패턴 형성방법 | |
| JP2001326173A (ja) | パターン形成方法 | |
| KR20010005154A (ko) | 레지스트 플로우 공정을 이용한 미세패턴 형성방법 | |
| JP3986927B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US11756795B2 (en) | Semiconductor structure and fabrication method thereof | |
| KR100710193B1 (ko) | 반도체 소자의 형성방법 | |
| JP3988873B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US11682558B2 (en) | Fabrication of back-end-of-line interconnects | |
| TWI333239B (en) | Method of forming contact hole |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070411 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070522 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071009 |