(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機重合体からなる反射防止層を開口するためのエッチング工程の前に行うＤＵＶリソグラフィーによって、上記反射防止層上に形成されたフォトレジスト層を構造化する方法であって、
上記反射防止層を、フォトレジスト層の下に中間層として形成し、次の段階で、この反射防止層の下にある金属層をエッチングする方法において、
フォトレジスト層に対する高い選択性を有する、ＣＦ４，ＣＨＦ３，Ｏ２，Ａｒの混合ガスを用いたエッチング工程によって、以下のプロセスパラメーターで上記反射防止層のエッチングを行うことを特徴とする方法。
ＣＦ４；３５〜４５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３；１７〜２３ｓｃｃｍ
Ｏ２；５〜７ｓｃｃｍ
Ａｒ；８０〜１２０ｓｃｃｍ
圧力；８０〜１２０ｍＴｏｒｒ
電力；５５０〜６５０Ｗａｔｔ
【請求項２】
上記のエッチングを、プラズマの援助を用いてエッチング室内で行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ＡＲＣ開口エッチング工程（ARC Open-Aetzschritt）の前に行うＤＵＶリソグラフィーによって有機反射防止層を構造化する方法に関するものである。なお、この方法では、有機重合体からなる反射防止層をフォトレジスト層の下に中間層として形成し、次の段階において、この反射防止層の下にある金属層をエッチングするようになっている。
【０００１】
半導体の構造は、一般的に、しかるべき内部接続（Leitbahn）をもつ多層の金属被覆によって成り立っている。この内部接続は、垂直方向の仲介接続（Zwischenverbindungen）によって、相互に、および／または、半導体構造の能動素子もしくは複合素子と結びついている。この内部接続および仲介接続は、析出工程、構造化工程、エッチング工程を含む複数の処理工程において生成される。
【０００２】
２層の金属被覆を生成する従来の方法では、まず第一に、半導体構造における個々の機能素子を連結することになる。それに加えて、エッチング工程の前に行うフォトリソグラフィー処理により、半導体構造上に位置する酸化物層をつ貫く形で、開口部を生成する。その結果、第１金属被覆における仲介接続の位置が確定する。この開口部は、半導体構造を貫くように垂直に延びている。その後、この開口部を、例えばＣＶＤ法あるいはスパッタ法による析出処理によって、窒化チタン等の薄い付着層（ライナー（liner）ともいう）およびタングステンのような金属等によって充填する。この析出処理は、開口部だけではなく、半導体構造の全表面においても行われるので、表面の余剰金属を、例えば、いわゆるＣＭＰ処理（化学力学的に磨き上げること）、あるいはエッチングバックによって除去しなければならない。続いて、上述の酸化物層上に、例えばアルミニウムの金属被覆をほどこす。さらにこの被覆を、所望の内部接続構造を作り出すために、フォトリソグラフィーを用いて構造化する。この構造化は、フォトリソグラフィーによってフォトレジストエッチングマスクを形成するフォトレジストを塗布することによって実行される。これにより、エッチングマスクを介したエッチングを行うことができ、最終的に内部接続を残せる。
【０００３】
フォトリソグラフィー法は、この処理のために標準的に用いられるものであり、この方法では、フォトレジスト層の下に、重合体でできた有機中間層を挿入するようになっている。ここで、重合体とは、すなわち反射防止層としてのＡＲＣ（反射防止層層）重合体である。また、有機中間層を挿入する理由は、フォトレジストを露光する間の反射をくいとめるため、およびこの反射光を最小限にとどめ、この方法における解像度を改善するためである。ここでは、ＤＵＶ露光を伴う０．５ｍｍ以下技術（sub-0.5mm Technologien）のための、標準フォト処理が重要である。
【０００４】
中間層下の金属層に対するエッチングは、フォトレジストエッチングマスクを形成するためのフォトリソグラフィー工程後に行われる。しかしながら、このエッチング工程では、この中間層（ＡＲＣ重合体）が問題となる。このＡＲＣ重合体層は、フォトリソグラフィー処理では開口できない。このため、内部接続を形成するためのエッチング処理を、ＡＲＣ開口エッチング工程（重合体エッチング）から始めなければならない。したがって、第２工程は、金属エッチング行程（通常の２段階処理（Zweischrittprozess））となる。
【０００５】
さらに、ＡＲＣ開口エッチングを良好に行うには、さまざまな基準値を満たさなければならない。これらの基準値は、レジスト消耗量（Lackverbrauch）の低減化を実現させるものであるが、エッチング行程とフォトリソグラフィーとにおけるフォトレジスト（フォトレジストエッチングマスク）の厚さに関する相互矛盾した要求から鑑みて、これらの基準値を達成することは難しい。フォトリソグラフィー用にはできる限り薄く、エッチング用にはできる限り厚いレジスト層が必要である。さらに構造における寸法精度を高くする（すなわち、ＣＤの性能を向上させる）こと、および、残留物を形成しないこと（Restefreiheit）を保証する必要がある。
【０００６】
例えば、ＡＲＣ層のエッチング用には、Ｎ2、Ｏ2、または、Ｎ2，Ｏ2およびＣＯが用いられるが、これに関する主な欠点として、レジストを多量に消耗すること、レジストの縁が傾斜してしまうことを挙げられる。さらに、ＣＤ（臨界次元（critical dimension））における性能（Performance）の悪さによって、線幅（Linienbreite）が狭くなり、線の末端（Linienenden）が細くなってしまう。
【０００７】
ＣＨＦ3／ＣＦ4／Ｏ2／Ａｒ気体、またはＣＨＦ3／ＣＦ4／Ｏ2気体（気流（Gasfluss）８０／５０／２０／１６ｓｃｃｍ、ｐ＝１６０ｍＴｏｒｒ、Ｐ＝６００Ｗ、Ｂ＝２０Ｇａｕｓｓ）によってエッチングを行うと、ＣＤ性能（CD-Performance）が非常に悪くなる。すなわち、線幅が、非常に激しく減少してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、有機反射防止層の構造化方法であって、レジストの消耗量を低減させるとともに、特に、レジストの側面をより急峻にし、ＣＤ性能を格段に改善できるような方法を提供することにある。
【０００９】
本発明によれば、フォトレジストに対する高い選択性を有するＣＦ４ＡＲＣ開口工程によって、重合体中間層をエッチングする。なお、このエッチングは、エッチング室内（Aetzkammer）において、およそ６００ＷのＲＦ電力によるプラズマの援助（Plasmaunterstuetzung）を用いて行う。
【００１０】
エッチング選択力を高めるため、ＣＦ4ＡＲＣ開口工程を、ＣＨＦ3およびわずかなＯ2を混合することで促進する。
【００１１】
エッチング選択力は、ＡＲＣ開口エッチングを次のプロセスパラメーターで行うとき、最も優れた状態になる。
ＣＦ４；３５〜４５ｓｃｃｍ／*
ＣＨＦ３；１７〜２３ｓｃｃｍ／*
Ｏ２；５〜７ｓｃｃｍ／*
Ａｒ；８０〜１２０ｓｃｃｍ／*
圧力；８０〜１２０ｍＴｏｒｒ
電力；５５０〜６５０Ｗａｔｔ
／*；気流
本発明の方法における利点は、レジストの消耗量を低減させるとともに、レジストの側面をより急峻にすることにある。この方法によって、レジストの厚さをより薄くできる。これにより、リソグラフィーのプロセス窓（Prozessfenster）を拡げられる。レジスト側面を急峻にすることで、非常によいＣＤ性能を達成できる。これは、線幅が一定になり、線の末端までその形をとどめるからである。さらに、レジスト側面に、なんらの残留物（いわゆる壁（Fences））も残すことがない。
【００１２】
本発明のさらなる利点は、エッチング化学（Atzchemie）におけるＦ−イオンによって、末端識別を自動的に行えるようになる点にある。この末端識別によって余分なエッチングを防止できるので、レジストに対する不要なエッチングを回避できる。
【００１３】
本発明を、以下に実施例を用いて説明する。
図１は、従来の方法で生成される、フォトレジストのエッチング構造を示す図である。図２は、本発明の方法によって生成される、エッチング構造を示す図である。
【００１４】
図１は、ウエハーにおける初期の最上層である金属層１を示す図である。この金属層１上に、複合体、すなわち反射防止層２としてのＡＲＣ（anti reflecting coating layer;反射防止層層）複合体からなる中間層が塗布されている。この反射防止層２によって、反射防止層２上のフォトレジストを露光する間における反射を防止するので、反射光を最小限に抑えられる。このように、フォトリソグラフィーの解像性を改善でき、フォトレジストエッチングマスク３の高い寸法精度が保証される。これにより、ＤＵＶ露光を伴う０．５ｍｍ以下技術に対して、標準写真処理法を用いることができる。この種の反射防止層２は、有機または無機物質からなっているが、有機重合体反射防止層の構造化に関わる方法については後述する。
【００１５】
図１に、ＡＲＣ開口工程を従来技術どおりに実施した後の、フォトレジストエッチングマスク３を含む層状態を示す。フォトレジスト４の点線で囲んだ部分は、ＡＲＣ開口エッチング前のフォトレジストの状態を示している。ここではレジストがかなり消耗されており、ＣＤ性能の悪化していることが明確にわかる。こういったことは、フォトレジストが、高さだけでなく幅においても減少したことにも起因し、その結果、エッチングの溝（Aetzgraben）５が、ＡＲＣ２内において意図した以上に拡大してしまう。
【００１６】
ＡＲＣ層のエッチングに、例えばＮ2、Ｏ2、または、Ｎ2，Ｏ2およびＣＯを使用すると、結果的に、エッチング消耗が多くなり、レジストの縁が傾斜する。さらに、線幅も減少し、線の末端は先細の構造になる。
【００１７】
さらに、ＣＨＦ3／ＣＦ4／Ｏ2／Ａｒ気体、またはＣＨＦ3／ＣＦ4／Ｏ2気体（気流；８０／５０／２０／１６ｓｃｃｍ、ｐ＝１６０ｍＴｏｒｒ、Ｐ＝６００Ｗ、Ｂ＝２０Ｇａｕｓｓ）を用いてエッチングを行った場合でも、ＣＤの性能は非常に悪い。つまり、エッチング後の構造では、線幅が急速に減少してしまう。
【００１８】
これに対し、本発明に従ってエッチングすると、図２に示すように、結果的に、フォトレジストの消耗は僅かとなり、レジスト側面は急峻となる。これにより、レジストの厚みをより薄くでき、リソグラフィーのプロセス窓を拡張できる。また、急峻なレジスト側面によって、非常によいＣＤ性能、すなわちエッチングの溝５の寸法精度を得られる。これは、線幅が一定になり、線の末端までその形をとどめるからである。さらに、レジスト側面には、なんらの残留物（いわゆる壁）も残らない。
【００１９】
以上のような利点、すなわち、最高のエッチング選択力を得るためには、ＡＲＣ開口エッチングを、次のようなプロセスパラメーターで行う必要がある。
【００２０】
【表１】
0004101516.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の方法で生成される、フォトレジストのエッチング構造を示す図である。
【図２】  本発明の方法によって生成される、エッチング構造を示す図である。
【符号の説明】
１  金属層
２  ＡＲＣ
３  フォトレジストエッチングマスク
４  ＡＲＣ開口エッチング以前のフォトレジスト
５  ＡＲＣ内のエッチングの溝
【図１】
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【図２】
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