JPH11274160A - 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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JPH11274160A
JPH11274160A JP7713198A JP7713198A JPH11274160A JP H11274160 A JPH11274160 A JP H11274160A JP 7713198 A JP7713198 A JP 7713198A JP 7713198 A JP7713198 A JP 7713198A JP H11274160 A JPH11274160 A JP H11274160A
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hard mask
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photoresist film
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Katsuhiko Kitagawa
勝彦 北川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 順テーパー形状を有する金属配線を形成す
る。 【解決手段】 絶縁膜11上に形成した金属配線用膜上
にハードマスクを形成し、該ハードマスクをホトレジス
ト膜17をマスクにして等方性エッチングして、該ホト
レジスト膜17下までサイドエッチングされたハードマ
スク16Aを形成する。そして、前記ホトレジスト膜1
7及びハードマスク16Aをマスクにして金属配線用膜
を異方性エッチングしてエッチングの初期では該ホトレ
ジスト膜17形状に基づいてエッチングし、エッチング
の進行に伴なってハードマスク16A形状に基づいてエ
ッチングを行うことで、順テーパー形状の金属配線15
Aを形成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に絶
縁膜及び金属膜を形成し、該金属膜をホトレジスト膜を
介してパターニングして成る金属配線を有する半導体装
置の製造方法に関するもので、更に言えば、順テーパー
形状を有する金属配線の形成技術である。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の半導体装置の製造方法につ
いて図面を参照しながら説明する。図6において、図示
しない半導体基板上の絶縁膜1に、例えばTiN(チタ
ンナイトライド)膜等から成るバリアメタル膜2と、例
えばアルミニウム合金等から成る金属膜3と、該金属膜
3をパターニングする際のハレーションを防止する反射
防止膜としての例えばTiN(チタンナイトライド)膜
等から成るキャップメタル膜4とから成る金属配線用膜
5が形成されている。
【0003】そして、前記金属配線用膜5上に金属配線
パターニング時の後述するホトレジスト膜のマスクを補
助するための酸化膜等から成るハードマスク6が形成さ
れ、該ハードマスク6上にホトリソ工程によりパターニ
ングされたホトレジスト膜7が形成されている。次に、
図7に示すように前記ホトレジスト膜7をマスクにし
て、例えばCHF3、CF4、Ar、N2の各エッチング
ガスを用いて、前記ハードマスク6を異方性エッチング
してハードマスク6Aを形成する。
【0004】続いて、図8に示すように前記ホトレジス
ト膜7及びハードマスク6Aをマスクにして、例えばB
Cl3、Cl2、CH2F2の各エッチングガスを用いて、
前記金属配線用膜5を異方性エッチングして金属配線5
Aを形成する。そして、前記ホトレジスト膜7を除去し
た後に、図9に示すように前記金属配線5Aを被覆する
ように層問絶縁膜8を形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、一般に金属配
線のパターニング技術は、前述したようにホトレジスト
膜7を介して異方性ドライエッチングにより形成してお
り、エッチング後の金属配線5A形状はメタルショート
を防止する目的からオーバーエッチを多く行い、メタル
側壁は図8等に示すように垂直または逆テーパー状にな
っていた。
【0006】そのため、このような形状の金属配線5A
上に層間絶縁膜8やジャケット等の絶縁膜を形成すると
カバレッジが悪化することになる。また、多層配線構造
の場合には、平坦化の妨げとなっていた。従って、順テ
ーパー形状を有する金属配線の形成を可能とする半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は半導体
基板上に絶縁膜11及び金属配線用膜15を形成し、該
金属配線用膜15をホトレジスト膜17を介してパター
ニングして成る金属配線15Aを有する半導体装置の製
造方法において、前記金属配線用膜15上に酸化膜から
成るハードマスク16を形成し、該ハードマスク16上
にホトレジスト膜17を形成した後に、該ホトレジスト
膜17をマスクにして該ハードマスク16をフッ酸等に
より等方性エッチングして、該ホトレジスト膜17下ま
でサイドエッチングされたハードマスク16Aを形成す
る。そして、前記ホトレジスト膜17及びハードマスク
16Aをマスクにして金属配線用膜15を異方性エッチ
ングしてエッチングの初期では該ホトレジスト膜17形
状に基づいてエッチングし、エッチングの進行に伴なっ
てハードマスク16A形状に基づいてエッチングを行う
ことで、順テーパー形状の金属配線15Aを形成する工
程とを有するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法に係る一実施形態について図面を参照しながら説明
する。図1において、図示しない半導体基板上の絶縁膜
11に、例えばTiN(チタンナイトライド)膜等から
成るバリアメタル膜12と、例えばアルミニウム合金等
から成る金属膜13と、該金属膜13をパターニングす
る際のハレーションを防止するための例えばTiN(チ
タンナイトライド)膜等から成るキャップメタル膜14
とから成る金属配線用膜15が形成されている。
【0009】そして、前記金属配線用膜15上に金属配
線パターニング時の後述するホトレジスト膜のマスクを
補助するための酸化膜等から成るハードマスク16が形
成され、該ハードマスク16上にホトリソ工程によりパ
ターニングされたホトレジスト膜17が形成されてい
る。次に、図2に示すように前記ホトレジスト膜17を
マスクにして前記ハードマスク16をHF(フツ酸)系
の溶剤を用いて等方性エッチングして、該ハードマスク
16を前記ホトレジスト膜17下までサイドエッチング
してハードマスク16Aを形成する。このとき、キャツ
プメタル膜14がHF(フッ酸)系の溶剤からのストッ
パーとなり、金属配線用膜はエッチングされない。
【0010】続いて、図3及び図4に示すように前記ホ
トレジスト膜17及びハードマスク16Aをマスクにし
て、例えば、例えばBCl3、Cl2、CH2F2の各エッ
チングガスを用いて、前記金属配線用膜15を異方性エ
ッチングして金属配線15Aを形成する。この金属配線
15Aのパターニング時において、エッチングの初期で
は前記ホトレジスト膜17形状に基づいてエッチングが
行われ(図3の金属膜13A、キャップメタル膜14A
参照)、エッチングの進行に伴なって前記ハードマスク
16A形状に基づいてエッチングが行われることで(図
4のバリアメタル膜12A、金属膜13B、キヤップメ
タル膜14B参照)、順テーパー形状の金属配線15A
が形成される。即ち、エッチングの初期では前記ホトレ
ジスト膜17形状に基づいてエッチングが行われるが、
エッチングが進むにしたがって該ホトレジスト膜17
が、図4に示すように変形する(図中のホトレジスト膜
17A参照)。その後、前記ハードマスク16A形状に
基づいてエッチングが行われるため、その断面が上部に
向かうにしたがって順テーパー形状を有した金属配線1
5Aを形成することができる。
【0011】尚、このときのエッチング条件として、例
えば反応室内圧力:8mTorr、RFパワー:70〜
130W、ウエハ温度:20℃、注入量BCl3:Cl
2:CH2F2=30〜60sccm:90〜120sc
cm:3〜5sccmが好適である。そして、前記ホト
レジスト膜17を除去した後に、図5に示すように前記
金属配線15Aを被覆するように層間絶縁膜18を形成
する。
【0012】以上、説明したように本発明では、良好な
順テーパー形状を有する金属配線15Aを形成すること
ができるため、このような形状の金属配線15A上に形
成する層間絶縁膜18のカバレッジが良好となり、多層
配線構造の場合には、平坦化が容易となる。また、この
金属配線15Aが最上層のメタル膜である場合には、該
メタル膜を被覆するジャケット膜の被覆形状が良くな
り、ジヤケット耐性の向上が図れる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、良好な順テーパー形状
を有する金属配線を形成することができるため、このよ
うな形状の金属配線上に形成する層間絶縁膜のカバレッ
ジが良好となる。従って、このような金属配線を多層配
線構造に適用した場合には、金属配線形成後の平坦化が
容易となる。
【0014】また、この金属配線が最上層のメタル膜で
ある場合には、該メタル膜を被覆するジャケット膜の被
覆形状が良くなり、ジヤケット耐性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
説明するための第1の断面図である。
【図2】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
説明するための第2の断面図である。
【図3】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
説明するための第3の断面図である。
【図4】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
説明するための第4の断面図である。
【図5】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
説明するための第5の断面図である。
【図6】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
第1の断面図である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
第2の断面図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
第3の断面図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
第4の断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜及び金属膜を形成
    し、該金属膜をホトレジスト膜を介してパターニングし
    て成る金属配線を有する半導体装置の製造方法におい
    て、 前記金属膜上にハードマスクを形成する工程と、 前記ハードマスク上にホトレジスト膜を形成した後に該
    ホトレジスト膜をマスクにして該ハードマスクを等方性
    エッチングして該ホトレジスト膜下までサイドエッチン
    グする工程と、 前記ホトレジスト膜及びハードマスクをマスクにして金
    属膜を異方性エッチングしてエッチングの初期では該ホ
    トレジスト膜形状に基づいてエッチングし、エッチング
    の進行に伴なってハードマスク形状に基づいてエッチン
    グを行うことで断面が順テーパー形状と成る金属配線を
    形成する工程とを有する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上の絶縁膜上にバリアメタル
    膜、金属膜及び反射防止膜から成る金属配線用膜を形成
    する工程と、 前記金属配線用膜上に酸化膜から成るハードマスクを形
    成する工程と、 前記ハードマスク上にホトレジスト膜を形成した後に該
    ホトレジスト膜をマスクにして該ハードマスクをフッ酸
    溶液を用いて等方性エッチングして該ホトレジスト膜下
    までサイドエッチングする工程と、 前記ホトレジスト膜及びハードマスクをマスクにして金
    属配線用膜を異方性エッチングしてエッチングの初期で
    は該ホトレジスト膜形状に基づいてエッチングし、エッ
    チングの進行に伴なってハードマスク形状に基づいてエ
    ッチングを行うことでその断面が上部に向かうにしたが
    って順テーパー形状を有する金属配線を形成する工程と
    を有する半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002025934A (ja) * 2000-07-06 2002-01-25 Denso Corp 電極パターン形成方法および半導体装置
US6974778B2 (en) 2001-10-11 2005-12-13 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device manufactured with auxillary mask and method for producing the same
JP2009260378A (ja) * 2005-09-29 2009-11-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法

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