(57)【要約】【課題】  配線部の占有面積が半導体装置の面積に比べ非常に小さい場合においても半導体装置の特性に影響を与えることなく、サイドエッチなどによるアンダーカットなどの無い、良好な断面形状を有する金属配線の形成方法を提供する。【解決手段】  配線領域に形成されたレジストパターンと、配線領域近傍に位置する非配線領域に形成されたベタ状態のレジストパターンをマスクとして、下地の金属膜をエッチングし、次いで、非配線領域の金属膜をエッチングすることで断面形状の良好な金属配線が形成できる。【選択図】  図１
2009188224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に金属膜を堆積する工程と、
前記金属膜上の第1領域にレジストパターンを形成すると共に前記金属膜上の第２領域に前記第1領域よりも密にレジストパターンを形成する第１のレジストパターニング工程と、
前記第1のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第１の配線形成工程と、
次いで、前記第1領域のみをベタに覆うレジストパターンを形成すると共に前記第２領域にレジストパターンを形成しない第２のレジストパターニング工程と、
前記第２のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第２の配線形成工程とを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第1のレジストパターニング工程において、前記第２領域に形成される密なレジストパターンに代えて前記第２領域をベタに覆うレジストパターンを形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体基板上に金属膜を堆積する工程と、
前記金属膜上の第１領域をベタに覆うレジストパターンを形成すると共に、第２領域にレジストパターンを形成しない第１のレジストパターニング工程と、
前記第1のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第１の配線形成工程と、
次いで、前記第1領域にレジストパターンを形成すると共に前記第２領域に前記第１領域よりも密にレジストパターンを形成する第２のレジストパターニング工程と、
前記第２のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第２の配線形成工程とを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２のレジストパターニング工程において、前記第２領域に形成される密なレジストパターンに代えて前記第２領域をベタに覆うレジストパターンを形成することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に配線の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において配線を形成する場合、通常フォトリソグラフィー技術を用いてレジストでパターンを形成した後、ドライエッチング技術を用いて配線用金属膜をエッチングし、その後、レジストを除去して所望の配線パターンを得る。ドライエッチングの工程においてはエッチング中のレジスト成分の分解により、炭素等の有機成分が気相中に放出される。この炭素等の有機成分が被エッチングパターンの側壁に被膜を形成するのでサイドエッチングが防止され、断面が矩形形状をなす良好なエッチング形状が得られるのは公知である。
【０００３】
しかしながら、配線部の占める面積が半導体装置や半導体ウェハーの面積に対し非常に小さい場合、すなわちレジストパターン面積が少ない場合にはエッチング側壁を保護する効果のある炭素等の有機成分の供給が十分でないためサイドエッチングにより、所望の配線形状が得られないことがある。
この課題に対しては、配線として使用する以外のダミー配線を形成し、レジストパターン面積を増やすことでサイドエッチングを防止する方法や、ドライエッチング時に側壁保護効果を含むガスを添加することによりサイドエッチングを防止する方法などが採られている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭６３−２５０８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のダミー配線を形成する方法には、ダミー配線が浮遊電位になり、配線下の素子の正常動作を妨げたり、配線間寄生容量が増加して配線遅延が起こり、半導体装置の高速動作を阻害したりするという問題がある。
【０００５】
一方、ドライエッチング時に側壁保護効果を含むガスを添加する方法においては、ドライエッチング装置の反応室が汚れやすくなり、反応室のクリーニング周期が短くなるため、頻繁なチャンバークリーニングが必要となり、生産性が低下するとともに、エッチング処理中のパーティクル付着による配線間ショートによって、歩留り低下が容易に予想され、経済性の点から好ましくない。
【０００６】
本発明の目的は、配線領域の占有面積が半導体装置の面積に比べ非常に小さい場合においても良好なエッチング形状を有し、かつ半導体装置の特性に影響を与えることの無い配線の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では以下のような半導体装置の製造方法により配線を形成した。
【０００８】
半導体基板上に金属膜を堆積する工程と、前記金属膜上の第1領域にレジストパターンを形成すると共に前記金属膜上の第２領域に前記第1領域よりも密にレジストパターンを形成する第１のレジストパターニング工程と、前記第1のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第１の配線形成工程と、次いで、前記第1領域のみをベタに覆うレジストパターンを形成すると共に前記第２領域にレジストパターンを形成しない第２のレジストパターニング工程と、前記第２のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第２の配線形成工程とを行うことを特徴とする方法にて配線を形成した。
【０００９】
また、半導体基板上に金属膜を堆積する工程と、前記金属膜上の第１領域をベタに覆うレジストパターンを形成すると共に、第２領域にレジストパターンを形成しない第１のレジストパターニング工程と、前記第1のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第１の配線形成工程と、次いで、前記第1領域にレジストパターンを形成すると共に前記第２領域に前記第１領域よりも密にレジストパターンを形成する第２のレジストパターニング工程と、前記第２のレジストパターニング工程で形成されたレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングした後に前記レジストパターンを剥離する第２の配線形成工程とを行うことを特徴とする方法にて配線を形成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の配線の形成方法を用いれば、サイドエッチングのない良好な配線形状を実現し、かつダミー配線を用いた場合のような浮遊電位による配線下の素子への影響や、配線間寄生容量増による配線遅延の問題を生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施例の一例を示す半導体装置の製造工程図である。
【００１３】
図１(ａ)は、半導体基板１上に絶縁膜２を形成し、絶縁膜２上に配線となる金属膜３を堆積した後、半導体ウェハーにレジスト４を塗布し、レジスト４をパターニングした後の製造工程図を示したものである。図のように、配線領域５には配線形成のためのマスクとなるレジストパターンを形成し、非配線領域６にはレジストをベタ状態で残す。ここで、配線領域５とは金属配線を形成する領域、非配線領域６とは最終的に金属配線が形成されない領域を示す。したがって、本来、非配線領域にはレジストを残さないのであるが、本製造方法においてはレジストを残すこととしている。これは配線領域５をエッチングする際に被エッチングパターンの側壁をサイドエッチから保護するための保護膜を形成するための有機成分を非配線領域６上のレジストから供給するためである。図１(ａ)の非配線領域６にはベタ状態のレジストパターンが示されているが、配線領域よりも密なレジストパターンであっても良い。これは、密なレジストパターンでもエッチング保護膜を形成する能力を有するからである。
【００１４】
図１(ｂ)はドライエッチング処理を行った後の製造工程図を示したものである。ドライエッチングをすると、被エッチング材だけでなく、レジスト自身も幾分エッチング分解される。そして分解された有機成分は系外へ排出されるが、その一部はエッチングチャンバー壁や半導体ウェハー上に堆積する。非配線領域６のレジスト４から供給された大量の有機成分は、近傍に位置する配線領域５の被エッチング壁に堆積し側壁保護膜を形成する。このため、サイドエッチングのない良好な形状の金属配線が形成される。
【００１５】
図１(ｃ)はレジスト剥離後の製造工程図を示したものである。配線領域５には所望の配線が形成され、非配線領域６には大面積の金属膜３が残っている。
図１(ｄ)はレジスト４で配線領域５をレジストで被覆した製造工程図である。このとき、非配線領域６はレジストで覆うことなく、配線領域５のみをレジスト４で選択的にマスクする。これは非配線領域６に残った金属膜３をエッチング除去するための準備である。図１(ｅ)がエッチング後の製造工程図である。ここでは微細パターンを形成することなくエッチングされれば良いのであるから、ウェットエッチングでもドライエッチングでどちらでも良い。図１(ｆ)はレジスト剥離した後の製造工程図である。
【００１６】
上述の実施例では、非配線領域に大面積の金属膜のパターンを形成してから、これを除去するという手法を用いたが、配線領域近傍の有機成分の供給源がレジストであれば良く、そのレジストの下層膜が何であっても良い。したがって、以下のような工程でも本発明の目的を達成することができる。
【００１７】
まず、半導体基板に金属膜を堆積し、半導体ウェハー全面にレジストを塗布し、非配線領域のレジストを除去する。配線領域のレジストはパターニングしないで残しておく。次いで、ウェットエッチングもしくはドライエッチングにて非配線領域の金属膜をエッチングすると、非配線領域の金属膜は全てエッチングされ、配線領域の金属膜はベタ状態で残る。レジストを除去後、再度、半導体ウェハー全面にレジストを塗布し、配線部に金属配線形成のためのマスクとなるレジストパターンを形成すると同時に、非配線領域のレジストはベタ状態で残す。このレジストをマスクとして金属配線のエッチングを行うと、非配線領域のレジストから有機成分が供給され、それが金属配線形成時の側壁保護膜として働くので異方性エッチングとなり、結果として、サイドエッチングの無い断面形状を有する金属配線が形成される。その後、レジストを剥離して、図１(ｆ)に示す形となる。
【００１８】
以上のような方法で製造された半導体装置には、浮遊電位となって配線下の素子の正常動作を妨げたり、配線間寄生容量を増やして配線遅延を起こしたりするという懸念のあるダミー配線は形成されておらず、また、良好な断面形状を有する配線が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例の一例を示す半導体装置の製造工程図
【符号の説明】
【００２０】
１  半導体基板
２  絶縁膜
３  金属膜（金属配線）
４  レジスト
５  配線領域
６  非配線領域
【図１】
2009188224.tif 000003