(57)【要約】【課題】配線の加工精度を、十分に向上させることが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】この半導体装置１の製造方法は、半導体基板２上に金属配線層３ａを形成する工程と、金属配線層３ａ上の所定領域にレジストパターン４を形成する工程と、レジストパターン４の一部の耐熱性を向上させることにより、レジストパターン４の少なくとも側壁部に、高耐熱性領域４ａを形成するとともに、高耐熱性領域４ａに挟まれた部分に、レジストパターン４の下面から上面に達するように、高耐熱性領域４ａよりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域４ｂを形成する工程と、レジストパターン４をマスクとして金属配線層３ａをエッチングすることにより、金属配線３を形成する工程とを備える。【選択図】図６
2009175301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に被エッチング層を形成する工程と、
前記被エッチング層上の所定領域にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの一部の耐熱性を向上させることにより、
前記レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成するとともに、
前記高耐熱性領域に挟まれた部分に、前記レジストパターンの下面から上面に達するように、前記高耐熱性領域よりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域を形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記被エッチング層をエッチングする工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程は、前記レジストパターンの一部に紫外線または電子線を照射することにより、前記レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記レジストパターンの一部に紫外線または電子線を照射することにより、前記レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程は、前記レジストパターンの非高耐熱性領域となる領域上にマスクを配置した状態で、前記レジストパターンの高耐熱性領域となる領域に紫外線または電子線を照射する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記被エッチング層は、配線層であり、
前記被エッチング層をエッチングする工程は、前記被エッチング層をエッチングすることにより、配線を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記被エッチング層は、絶縁層であり、
前記被エッチング層をエッチングした後に、前記被エッチング層のエッチング領域に配線を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成する工程は、前記レジストパターンの側壁部と、前記レジストパターンの側壁部に挟まれた部分の一部とに、前記高耐熱性領域を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記高耐熱性領域と前記非高耐熱性領域との比率が、高耐熱性領域：非高耐熱性領域＝３：７〜７：３であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
定電圧供給用の半導体装置の製造方法であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に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】
この発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の高集積化および高機能化に伴って、配線の微細化技術がより重要になっている。配線の微細化によって、半導体集積回路の高集積化を達成することが可能となるとともに、チップサイズの縮小化や高機能化を達成することが可能となる。一方、配線は、高電流密度や高温使用といった過酷な条件における高い信頼性が要求されている。高温における電流密度の増大は、エレクトロマイグレーションによる配線不良（断線）の発生を加速させるので、信頼性上大きな問題となる。このため、配線の電流密度を低減することが必要である。
【０００３】
配線の微細化への弊害にならずに電流密度を低減する方法の１つとして、例えば、配線の厚みを大きくする方法がある。
【０００４】
図２２〜図２４は、従来の一例による半導体装置の配線の製造方法を説明するための断面図である。従来の一例による半導体装置の配線１０２ａの製造方法では、図２２に示すように、半導体基板１０１上に金属配線層１０２（被エッチング層）を形成する。そして、金属配線層１０２上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、レジストパターン１０３を形成する。その後、図２３に示すように、レジストパターン１０３をマスクとして、金属配線層１０２をドライエッチングすることによって、配線１０２ａ（図２４参照）を形成する。
【０００５】
ここで、金属配線層１０２の厚みが大きくなるにしたがって、金属配線層１０２のエッチング時間が長くなる。このため、エッチング処理中におけるウェハ（半導体基板１０１および金属配線層１０２）が高温になる。しかしながら、通常、エッチングマスクとして用いられるレジスト（レジストパターン１０３）の耐熱性は、約１００℃〜約１２０℃程度と低く、エッチング処理中のウェハが約１２０℃以上の高温になると、図２３に示すように、レジストパターン１０３ａ（１０３）が熱により軟化して変形する。このため、図２４に示すように、配線１０２ａの加工精度が低下するという不都合がある。具体的には、レジストパターン１０３ａ（１０３）（図２３参照）が拡がると、配線１０２ａの幅がレジストパターン１０３（図２２参照）の幅よりも大きくなり短絡（ショート）が発生する場合があるという不都合がある。また、レジストパターン１０３ａ（図２３参照）が自重により凹んで部分的に厚みが小さくなり、エッチング時に必要な厚みが確保できず、配線１０２ａの一部がエッチングされて断線する場合があるという不都合もある。
【０００６】
このような不都合を解消するために、レジストパターンの耐熱性を向上させた後にエッチングを行う半導体装置の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００７】
上記特許文献１には、レジストパターン全面に単一波長ピークの光を照射し、レジストパターン全体の耐熱性を向上させる半導体装置の製造方法（レジストパターンの形成方法）が開示されている。具体的には、上記特許文献１では、シリコン基板（半導体基板）上に絶縁膜（絶縁層）を形成する。そして、絶縁膜上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、レジストパターンを形成する。その後、レジストパターン全面に単一波長ピークの光を照射し、レジストパターン全体の耐熱性を向上させる。そして、レジストパターンをマスクとして、絶縁膜をドライエッチングすることによって、後に配線が形成されるコンタクトホールを設ける。
【０００８】
また、従来、上記特許文献１と同様に、レジストパターン全体の耐熱性を向上させる半導体装置の製造方法が知られている。図２５〜図２８は、上記特許文献１と同様に、レジストパターン全体の耐熱性を向上させる従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。この従来の半導体装置の製造方法は、図２５に示すように、上記特許文献１と異なり、半導体基板２０１上に金属配線層２０２（被エッチング層）を形成する。そして、金属配線層２０２上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、レジストパターン２０３を形成する。その後、図２６に示すように、レジストパターン２０３全面に単一波長ピークの光を照射し、レジストパターン２０３全体の耐熱性を向上させる。そして、図２７に示すように、レジストパターン２０３をマスクとして、金属配線層２０２をドライエッチングすることによって、配線２０２ａ（図２８参照）を形成する。
【０００９】
また、上記特許文献２には、レジストパターンの上面部と側壁部とに高耐熱性領域を形成することにより、レジストパターンの耐熱性を向上させる半導体装置の製造方法（レジスト膜の処理方法）が開示されている。
【００１０】
具体的には、上記特許文献２では、配線材料（被エッチング層）が形成された半導体基板上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、レジストパターンを形成する。その後、レジストパターンを覆うように水溶性架橋剤を塗布し、熱処理を行うことによって、レジストパターンと水溶性架橋剤とを反応させて、レジストパターンの上面部と側壁部とに高耐熱性領域を形成する。このとき、一方の側壁部に形成される高耐熱性領域と、他方の側壁部に形成される高耐熱性領域とは、上面部に形成される高耐熱性領域によって接続されている。そして、水溶性架橋剤を除去した後、レジストパターンをマスクとしてエッチングすることによって、配線を形成する。
【特許文献１】特開平１０−３３３３４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１１２１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図２５〜図２８に示した従来の半導体装置の製造方法のように、レジストパターン２０３全面に単一波長ピークの光を照射し、レジストパターン２０３全体の耐熱性を向上させる場合、レジストパターン２０３（レジスト）を構成している成分自体の変化を利用して、レジストパターン２０３の耐熱性を向上させているので、レジストパターン２０３の体積収縮や膨張が発生する。そして、図２５〜図２８に示した従来の半導体装置の製造方法では、レジストパターン２０３全体で体積収縮や膨張が発生するので、図２６および図２７に示すように、レジストパターン２０３の寸法変化が大きくなる。このため、配線２０２ａの加工精度が低下するという問題点がある。
【００１２】
また、上記特許文献１も、図２５〜図２８に示した従来の半導体装置の製造方法と同様、レジストパターン全体の耐熱性を向上させるので、レジストパターン全体で体積収縮や膨張が発生する。このため、レジストパターンの寸法変化が大きくなるので、コンタクトホール（絶縁膜）の加工精度が低下する。その結果、配線の加工精度が低下するという問題点がある。
【００１３】
また、上記特許文献２のように、水溶性架橋剤を用いてレジストパターンの耐熱性を向上させる場合も、図２５〜図２８に示した従来の半導体装置の製造方法と同様、レジストパターン（レジスト）を構成している成分と水溶性架橋剤とが反応して、レジストパターンの耐熱性を向上させているので、レジストパターンの体積収縮や膨張が発生する。上記特許文献２では、レジストパターンの一部（上面部および側壁部）のみで体積収縮や膨張が発生するので、レジストパターンの寸法変化をある程度小さくすることは可能である。しかしながら、上記特許文献２では、レジストパターンの上面部と側壁部とで体積収縮や膨張が発生するので、上面部がレジストパターンの幅方向に体積収縮や膨張することにより、一方の側壁部と他方の側壁部とが近づいたり離れたりする。このため、レジストパターンの寸法変化を十分に小さくすることができないので、配線の加工精度を十分に向上させることが困難であるという問題点がある。なお、上記特許文献２では、レジストパターンを覆うように水溶性架橋剤を塗布し、熱処理を行った後、水溶性架橋剤を除去する必要があるので、製造工程が複雑になるという不都合がある。
【００１４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、配線の加工精度を、十分に向上させることが可能な半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による半導体装置の製造方法は、半導体基板上に被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層上の所定領域にレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンの一部の耐熱性を向上させることにより、レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成するとともに、高耐熱性領域に挟まれた部分に、レジストパターンの下面から上面に達するように、高耐熱性領域よりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域を形成する工程と、レジストパターンをマスクとして被エッチング層をエッチングする工程とを備える。
【００１６】
この一の局面による半導体装置の製造方法では、上記のように、レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成することによって、被エッチング層のエッチング処理中に、ウェハ（半導体基板および被エッチング層）が高温になった場合にも、レジストパターンの側壁部が熱により軟化して変形するのを抑制することができるので、被エッチング層の加工精度が低下するのを抑制することができる。これにより、被エッチング層が配線層である場合、被エッチング層（配線層）がエッチングされることにより形成される配線の加工精度が低下するのを抑制することができる。また、被エッチング層が絶縁層である場合、被エッチング層（絶縁層）がエッチングされることにより形成されるエッチング領域の加工精度が低下するのを抑制することができるので、エッチング領域に形成される配線の加工精度が低下するのを抑制することができる。
【００１７】
また、一の局面による半導体装置の製造方法では、上記のように、レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成するとともに、高耐熱性領域に挟まれた部分に、非高耐熱性領域を形成することによって、レジストパターン全体に高耐熱性領域を形成する場合に比べて、レジストパターンに高耐熱性領域を形成する際のレジストパターンの寸法変化を小さくすることができる。また、高耐熱性領域に挟まれた部分に、レジストパターンの下面から上面に達するように、高耐熱性領域よりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域を形成することによって、レジストパターンの一方の側壁部に設けられる高耐熱性領域と、他方の側壁部に設けられる高耐熱性領域とを実質的に分離した状態で形成することができる。これにより、一方の側壁部に設けられる高耐熱性領域と他方の側壁部に設けられる高耐熱性領域とが接続するようにレジストパターンの上面部にも高耐熱性領域を設ける場合と異なり、レジストパターンに高耐熱性領域を形成する際に、上面部がレジストパターンの幅方向に体積収縮または膨張することにより一方の側壁部と他方の側壁部とが近づいたり離れたりするのを抑制することができる。その結果、レジストパターンの寸法変化を十分に小さくすることができるので、配線の加工精度を十分に向上させることができる。
【００１８】
上記一の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程は、レジストパターンの一部に紫外線または電子線を照射することにより、レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程を含む。このように構成すれば、水溶性架橋剤を塗布したり除去したりする必要がないので、製造工程が複雑になるのを抑制しながら、容易に、レジストパターンの少なくとも側壁部に高耐熱性領域を形成することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、レジストパターンの一部に紫外線または電子線を照射することにより、レジストパターンの一部の耐熱性を向上させる工程は、レジストパターンの非高耐熱性領域となる領域上にマスクを配置した状態で、レジストパターンの高耐熱性領域となる領域に紫外線または電子線を照射する工程を含む。このように構成すれば、容易に、レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成しながら、高耐熱性領域に挟まれた部分に、レジストパターンの下面から上面に達するように、高耐熱性領域よりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域を形成することができる。
【００２０】
上記一の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、被エッチング層は、配線層であり、被エッチング層をエッチングする工程は、被エッチング層をエッチングすることにより、配線を形成する工程を含む。このように構成すれば、配線の加工精度が低下するのを、容易に、抑制することができる。
【００２１】
上記一の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、被エッチング層は、絶縁層であり、被エッチング層をエッチングした後に、被エッチング層のエッチング領域に配線を形成する。このように構成すれば、配線の加工精度が低下するのを、容易に、抑制することができる。
【００２２】
上記一の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、レジストパターンの少なくとも側壁部に、高耐熱性領域を形成する工程は、レジストパターンの側壁部と、レジストパターンの側壁部に挟まれた部分の一部とに、高耐熱性領域を形成する工程を含む。このように構成すれば、レジストパターンの幅が大きい場合に、非高耐熱性領域の幅が大きくなりすぎるを抑制することができる。これにより、被エッチング層のエッチング処理中にウェハが高温になった場合にも、非高耐熱性領域の熱による変形が大きくなりすぎるのを抑制することができる。なお、非高耐熱性領域の幅が大きすぎる場合、被エッチング層のエッチング処理中にウェハが高温になった場合に、レジストパターンが自重により凹んで部分的に厚みが小さくなりすぎて、エッチング時に必要な厚みが確保できず、被エッチング層の一部がエッチングされて断線または短絡する場合がある。
【００２３】
上記一の局面による半導体装置の製造方法において、好ましくは、高耐熱性領域と非高耐熱性領域との比率が、高耐熱性領域：非高耐熱性領域＝３：７〜７：３である。このように、レジストパターンに高耐熱性領域を３０％以上設けることによって、レジストパターンの耐熱性を十分に向上させることができるので、配線の加工精度を、より向上させることができる。なお、高耐熱性領域が３０％よりも小さく、レジストパターンの耐熱性の向上が不十分である場合、被エッチング層のエッチング処理中にウェハが高温になった場合に、レジストパターンが熱により軟化して変形しやすくなる。また、レジストパターンに高耐熱性領域を７０％以下だけ設けることによって、レジストパターンに高耐熱性領域を形成する際に、レジストパターンの寸法変化を、容易に小さくすることができる。これにより、配線の加工精度を、容易に向上させることができる。
【００２４】
上記一の局面による半導体装置の製造方法は、好ましくは、定電圧供給用の半導体装置の製造方法である。定電圧供給用の半導体装置は、大電流が流れるので、特に、配線の高い信頼性が要求される。このため、本発明を定電圧供給用の半導体装置の製造に適用するのは、特に、有効である。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、配線の加工精度を、十分に向上させることが可能な半導体装置を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した図である。まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置１の構造について説明する。
【００２７】
本発明の第１実施形態では、半導体装置１は、定電圧供給用の電源回路に用いられるレギュレータである。また、半導体装置１は、図１および図２に示すように、半導体基板２と、半導体基板２上の所定領域に形成された金属配線３とを備えている。金属配線３は、例えば、約１．５μｍの厚みと、約４．０μｍの幅とを有するように、細長形状（線状）に形成されている。なお、金属配線３は、本発明の「配線」の一例である。
【００２８】
図３〜図７は、本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。次に、図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による半導体装置１の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、図３および図４に示すように、半導体基板２上に、約１．５μｍの厚みを有する金属配線層３ａを形成する。そして、金属配線層３ａ上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、金属配線層３ａ上の所定領域にレジストパターン４を形成する。このとき、約２．５μｍの厚みと、約４．０μｍの幅とを有するように、レジストパターン４を形成する。なお、金属配線層３ａは、本発明の「被エッチング層」および「配線層」の一例である。
【００３０】
その後、第１実施形態では、図５に示すように、レジストパターン４の側壁部以外の領域上（後述する非高耐熱性領域４ｂ（図６参照）となる領域上）にマスク１０を配置した状態で、レジストパターン４の側壁部（後述する高耐熱性領域４ａ（図６参照）となる領域）に、約２５４ｎｍの中心波長を有する紫外線を照射する。これにより、図６および図７に示すように、レジストパターン４の側壁部の樹脂が高分子化して、耐熱性が向上された高耐熱性領域４ａが形成される。このとき、図６に示すように、一方の高耐熱性領域４ａと他方の高耐熱性領域４ａとは、断面で見て、互いに分離された状態に形成される。
【００３１】
その一方、第１実施形態では、レジストパターン４の側壁部以外の領域（一方の側壁部（高耐熱性領域４ａ）と他方の側壁部（高耐熱性領域４ａ）とに挟まれた領域）には、紫外線が照射されない。このため、レジストパターン４の側壁部以外の領域には、高耐熱性領域４ａよりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域４ｂが形成される。この非高耐熱性領域４ｂは、レジストパターン４の下面から上面に達するように形成される。
【００３２】
また、高耐熱性領域４ａと非高耐熱性領域４ｂとは、体積比率が、高耐熱性領域４ａ：非高耐熱性領域４ｂ＝３：７〜７：３となるように形成される。
【００３３】
なお、レジストパターン４に紫外線を照射した後、熱処理を行い、レジストパターン４（高耐熱性領域４ａ）の耐熱性をより向上させてもよい。
【００３４】
そして、レジストパターン４をマスクとして、金属配線層３ａをドライエッチングした後、レジストパターン４を除去することによって、図１および図２に示すように、金属配線３を形成する。
【００３５】
第１実施形態では、上記のように、レジストパターン４の側壁部に、高耐熱性領域４ａを形成することによって、金属配線層３ａのエッチング処理中に、ウェハ（半導体基板２および金属配線層３ａ）が高温になった場合にも、レジストパターン４の側壁部が熱により軟化して変形するのを抑制することができる。これにより、金属配線３の加工精度が低下するのを抑制することができる。
【００３６】
また、第１実施形態では、レジストパターン４の側壁部に、高耐熱性領域４ａを形成するとともに、高耐熱性領域４ａに挟まれた部分に、非高耐熱性領域４ｂを形成することによって、レジストパターン４全体に高耐熱性領域４ａを形成する場合に比べて、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを形成する際のレジストパターン４の寸法変化を小さくすることができる。また、高耐熱性領域４ａに挟まれた部分に、レジストパターン４の下面から上面に達するように、高耐熱性領域４ａよりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域４ｂを形成することによって、レジストパターン４の一方の高耐熱性領域４ａと、他方の高耐熱性領域４ａとを実質的に分離した状態で形成することができる。これにより、一方の高耐熱性領域４ａと他方の高耐熱性領域４ａとが接続するようにレジストパターン４の上面部にも高耐熱性領域４ａを設ける場合と異なり、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを形成する際に、上面部がレジストパターン４の幅方向に体積収縮または膨張することにより一方の側壁部（高耐熱性領域４ａ）と他方の側壁部（高耐熱性領域４ａ）とが近づいたり離れたりするのを抑制することができる。その結果、レジストパターン４の寸法変化を十分に小さくすることができるので、金属配線３の加工精度を十分に向上させることができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、紫外線を照射することにより、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを形成することによって、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを形成する際に水溶性架橋剤を塗布したり除去したりする必要がないので、製造工程が複雑になるのを抑制しながら、容易に、レジストパターン４の側壁部に高耐熱性領域４ａを形成することができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、レジストパターン４の非高耐熱性領域４ｂとなる領域上にマスク１０を配置した状態で、レジストパターン４の高耐熱性領域４ａとなる領域に紫外線を照射することによって、容易に、レジストパターン４の少なくとも側壁部に、高耐熱性領域４ａを形成しながら、高耐熱性領域４ａに挟まれた部分に、レジストパターン４の下面から上面に達するように、高耐熱性領域４ａよりも低い耐熱性を有する非高耐熱性領域４ｂを形成することができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、高耐熱性領域４ａと非高耐熱性領域４ｂとを、体積比率が、高耐熱性領域４ａ：非高耐熱性領域４ｂ＝３：７〜７：３となるように形成している。このように、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを３０％以上設けることによって、レジストパターン４の耐熱性を十分に向上させることができるので、金属配線３の加工精度を、より向上させることができる。なお、高耐熱性領域４ａが３０％よりも小さく、レジストパターン４の耐熱性の向上が不十分である場合、金属配線層３ａのエッチング処理中にウェハが高温になった場合に、レジストパターン４が熱により軟化して変形しやすくなる。また、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを７０％以下だけ設けることによって、レジストパターン４に高耐熱性領域４ａを形成する際に、レジストパターン４の寸法変化を、容易に小さくすることができる。これにより、金属配線３の加工精度を、容易に向上させることができる。
【００４０】
また、定電圧供給用の半導体装置１は、大電流が流れるので、特に、金属配線３の高い信頼性が要求される。このため、本発明を定電圧供給用の半導体装置１の製造に適用するのは、特に、有効である。
【００４１】
（第２実施形態）
図８および図９は、本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した図である。まず、図８および図９を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、レジストパターン２４の側壁部と、レジストパターン２４の側壁部に挟まれた部分の一部との耐熱性を向上させる場合について説明する。
【００４２】
本発明の第２実施形態では、半導体装置２１は、図８および図９に示すように、半導体基板２２と、半導体基板２２上の所定領域に形成された金属配線２３とを備えている。金属配線２３は、例えば、約２．２μｍの厚みと、約８．０μｍの幅とを有するように、細長形状に形成されている。なお、金属配線２３は、本発明の「配線」の一例である。
【００４３】
なお、第２実施形態の半導体装置２１のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００４４】
図１０〜図１４は、本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。次に、図８〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態による半導体装置２１の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、図１０および図１１に示すように、半導体基板２２上に、約２．２μｍの厚みを有する金属配線層２３ａを形成する。そして、金属配線層２３ａ上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、金属配線層２３ａ上の所定領域にレジストパターン２４を形成する。このとき、約３．０μｍの厚みと、約８．０μｍの幅とを有するように、レジストパターン２４を形成する。なお、金属配線層２３ａは、本発明の「被エッチング層」および「配線層」の一例である。
【００４６】
その後、図１２に示すように、レジストパターン２４の後述する非高耐熱性領域２４ｃ（図１３参照）となる領域上にマスク３０を配置した状態で、レジストパターン２４の後述する高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂ（図１３参照）となる領域に、約２５４ｎｍの中心波長を有する紫外線を照射する。これにより、図１３および図１４に示すように、耐熱性が向上された高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂと、高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂよりも耐熱性が低い非高耐熱性領域２４ｃとが形成される。
【００４７】
具体的には、第２実施形態では、レジストパターン２４の側壁部に、高耐熱性領域２４ａが形成されるとともに、レジストパターン２４の高耐熱性領域２４ａ（側壁部）に挟まれた部分の一部に、高耐熱性領域２４ｂが形成される。また、図１３に示すように、一方の高耐熱性領域２４ａと、高耐熱性領域２４ｂと、他方の高耐熱性領域２４ａとは、断面で見て、互いに分離された状態に形成される。また、レジストパターン２４の高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂ以外の部分（高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂに挟まれた部分）に、非高耐熱性領域２４ｃが形成される。
【００４８】
そして、レジストパターン２４をマスクとして、金属配線層２３ａをドライエッチングした後、レジストパターン２４を除去することによって、図８および図９に示すように、金属配線２３を形成する。
【００４９】
なお、第２実施形態の半導体装置２１のその他の製造方法は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
第２実施形態では、上記のように、レジストパターン２４の側壁部と、レジストパターン２４の側壁部に挟まれた部分の一部とに、それぞれ、高耐熱性領域２４ａおよび２４ｂを形成することによって、非高耐熱性領域２４ｃの幅が大きくなりすぎるを抑制することができる。これにより、金属配線層２３ａのエッチング処理中にウェハ（半導体基板２２および金属配線層２３ａ）が高温になった場合にも、非高耐熱性領域２４ｃの熱による変形が大きくなりすぎるのを抑制することができる。なお、非高耐熱性領域２４ｃの幅が大きすぎる場合には、金属配線層２３ａのエッチング処理中にウェハが高温になった場合に、レジストパターン２４が自重により凹んで部分的に厚みが小さくなりすぎて、エッチング時に必要な厚みが確保できず、金属配線２３の一部がエッチングされて断線する場合がある。
【００５１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
（第３実施形態）
図１５および図１６は、本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した図である。まず、図１５および図１６を参照して、この第３実施形態では、上記第１および第２実施形態と異なり、半導体基板４２上に絶縁層４５およびレジストパターン４４を形成し、レジストパターン４４をマスクとして絶縁層４５をエッチングする場合について説明する。
【００５３】
本発明の第３実施形態では、半導体装置４１は、図１５および図１６に示すように、半導体基板４２と、半導体基板４２上に形成され、スルーホール４５ａを有する絶縁層４５と、絶縁層４５のスルーホール４５ａの内部に形成された金属配線４３とを備えている。なお、金属配線４３は、本発明の「配線」の一例であり、絶縁層４５は、本発明の「被エッチング層」の一例である。また、スルーホール４５ａは、本発明の「エッチング領域」の一例である。
【００５４】
なお、第３実施形態の半導体装置４１のその他の構造は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００５５】
図１７〜図２１は、本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。次に、図１５〜図２１を参照して、本発明の第３実施形態による半導体装置４１の製造方法について説明する。
【００５６】
まず、第３実施形態では、図１７および図１８に示すように、半導体基板４２上に絶縁層４５を形成する。そして、絶縁層４５上にレジストを塗布し、露光および現像を行うことにより、絶縁層４５上の所定領域にレジストパターン４４を形成する。
【００５７】
その後、図１９に示すように、レジストパターン４４の側壁部以外の領域上（後述する非高耐熱性領域４４ｂ（図２０参照）となる領域上）にマスク５０を配置した状態で、レジストパターン４４の側壁部（後述する高耐熱性領域４４ａ（図２０参照）となる領域）に、約２５４ｎｍの中心波長を有する紫外線を照射する。これにより、図２０および図２１に示すように、耐熱性が向上された高耐熱性領域４４ａと、高耐熱性領域４４ａよりも耐熱性が低い非高耐熱性領域４４ｂとが形成される。
【００５８】
そして、レジストパターン４４をマスクとして、絶縁層４５をドライエッチングした後、レジストパターン４４を除去することによって、図１５および図１６に示すように、絶縁層４５にスルーホール４５ａを形成する。
【００５９】
その後、第３実施形態では、絶縁層４５のスルーホール４５ａの内部に、金属材料を充填することにより金属配線４３を形成する。
【００６０】
なお、第３実施形態の半導体装置４１のその他の製造方法は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００６１】
第３実施形態では、上記のように、レジストパターン４４の側壁部に、高耐熱性領域４４ａを形成することによって、絶縁層４５のエッチング処理中に、ウェハ（半導体基板４２および絶縁層４５）が高温になった場合にも、レジストパターン４４の側壁部が熱により軟化して変形するのを抑制することができる。これにより、絶縁層４５（スルーホール４５ａ）の加工精度が低下するのを抑制することができるので、スルーホール４５ａの内部に形成される金属配線４３の加工精度が低下するのを抑制することができる。
【００６２】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００６３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６４】
たとえば、上記実施形態では、半導体装置が、定電圧供給用の電源回路に用いられるレギュレータである場合について説明したが、本発明はこれに限らず、定電圧供給用の電源回路に用いられるレギュレータ以外の半導体装置にも適用可能である。
【００６５】
また、上記実施形態では、レジストパターンに、約２５４ｎｍの中心波長を有する紫外線を照射した例について示したが、本発明はこれに限らず、レジストパターンの耐熱性を向上させることが可能であれば、約２５４ｎｍ以外の中心波長を有する紫外線や、電子線を照射してもよい。
【００６６】
また、レジストパターンの厚みおよび幅や、金属配線層の厚みなどを、上記実施形態とは異なる大きさに形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を用いて製造される半導体装置の部分的な構造を示した平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図２２】従来の一例による半導体装置の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】従来の一例による半導体装置の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】従来の一例による半導体装置の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】レジストパターン全体の耐熱性を向上させる従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】レジストパターン全体の耐熱性を向上させる従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】レジストパターン全体の耐熱性を向上させる従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】レジストパターン全体の耐熱性を向上させる従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、２１、４１  半導体装置
２、２２、４２  半導体基板
３、２３、４３  金属配線（配線）
３ａ、２３ａ  金属配線層（被エッチング層、配線層）
４、２４、４４  レジストパターン
４ａ、２４ａ、２４ｂ、４４ａ  高耐熱性領域
４ｂ、２４ｃ、４４ｂ  非高耐熱性領域
１０、３０、５０  マスク
４５  絶縁層（被エッチング層）
４５ａ  スルーホール（エッチング領域）
【図１】
2009175301.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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