JP2002289588A - 金属膜のパターンニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属膜のエッチング前のＵＶキュアを省略し、
かつ金属膜パターン形成後の半導体基板表面にレジスト
残渣が付着を防止する。 【解決手段】下地絶縁膜と、アルミニウムを主成分とす
る金属膜と、レジストパターンとが、表面上に順に積層
された半導体基板を、エッチング槽内に挿入し、前記レ
ジストパターンをマスクとして、塩素系のガスを用いて
プラズマエッチングを行い、前記エッチング槽内で、Ｓ
Ｆ₆ 、ＣＦ系ガスおよびＣＨＦ系ガスから選ばれる１つ
のガスと、酸素とを用いてプラズマエッチングを行い、
前記金属膜のエッチングの際に前記レジストパターンの
側壁に付着した前記反応生成物を除去する工程と、前記
生成物を除去した後、前記半導体基板をアッシング槽に
移し、酸素を主成分とするガスを用いたアッシングを行
い、前記レジストパターンを除去する。

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金属
膜をパターンニングする方法に関する。より具体的に
は、ＵＶキュアが省略されているにもかかわらず、金属
膜パターンの形成後の半導体基板表面にレジスト残渣が
付着することがない金属膜のパターンニング方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体基板表面に、例えばアルミ
ニウムを主成分とする金属膜パターンを形成するには、
半導体基板上に金属膜を形成し、前記金属膜を所望の形
状の有機材料等のレジストパターンで被覆した後、前記
レジストパターンをエッチングマスクとしてドライエッ
チング法等により前記レジストパターンで被覆されてい
ない金属膜部分を選択的にエッチング除去し、続いて、
酸素を主成分とするガスを用いてアッシング処理して前
記レジストパターンを除去し、半導体上に金属膜パター
ンを形成していた。

【０００３】しかし、従来の金属膜パターンの形成方法
では、レジストパターン除去後の金属膜パターンの表面
にレジスト変性層の残渣が付着するという問題があっ
た。従来の金属膜パターンの形成方法における金属膜パ
ターン上の残渣の発生のメカニズムを図４を参照に説明
する。図４（ａ）は、選択的エッチング直後の金属膜パ
ターンの様子を示している。同図において、１は半導体
基板であり、その表面上には下地絶縁膜（代表的にはシ
リコン酸化膜）が形成されている。２はＡｌを主成分と
するＡｌＣｕ合金膜である。３は合金膜上に形成された
窒化チタン膜（ＴｉＮ）である。４はノボラック樹脂を
主成分とするレジストパターンである。金属膜の選択的
エッチングでは、金属膜のみならず下地絶縁膜の一部も
エッチングされる。このため、図に示すようにエッチン
グ後のレジストパターンの側壁部分には下地絶縁膜とエ
ッチャントガスであるＣｌ系ガスの反応生成物（下地絶
縁膜がシリコン酸化膜である場合にはＳｉＯ_x Ｃｌ_y ）
５が付着した状態になっている。

【０００４】図４（ｂ）は、アッシング処理時の金属膜
パターンの様子を示している。同図において、符号は全
て図４（ａ）と同一である。レジストパターンのアッシ
ング処理、特に金属膜がアルミニウムを含む金属膜であ
る場合に行われる高温アッシング処理、具体的には温度
２５０℃での酸素を主成分とするガスを用いたプラズマ
アッシング処理を実施した場合、レジストの架橋が未熟
のため、反応熱の伝導が悪く、レジスト４の表面が高温
化する。この傾向は、発熱量の多いワイドパターンで特
に顕著である。また、レジスト４の温度が１６０〜１７
０℃になると、レジスト４に含まれる感光剤のキノンジ
アジドが分解され、レジスト４からＮラジカルが放出さ
れる。放出されたＮラジカルは、レジスト表面の高温領
域でレジストの側壁に付着した反応生成物５と反応し
て、レジストの側壁表面に変性層（ＳｉＮ_x 、ＳｉＯ_x
Ｎ_y ）を形成する。図４（ｃ）は、アッシング処理に続
いて実施される有機洗浄（有機系の溶剤を用いた洗浄）
後の金属膜パターンの様子を示す。この変性層は、アッ
シング処理後に実施される有機洗浄でも除去できず、半
導体基板の表面に残渣６として残る。半導体基板表面に
このような残渣が存在すると、電極として使用される金
属膜パターン間の短絡等の問題を生じることとなる。

【０００５】この問題を解決するため、通常、前記エッ
チング処理の実施前に、レジストパターンに対してＵＶ
キュアが行われている。ここでいうＵＶキュアとは、昇
温しながらレジストパターンにＵＶを照射する処理であ
り、例えば、１００℃で５秒間低照射モードでＵＶを照
射し、引き続いて、１００℃から２００℃まで７０秒間
かけて昇温させながら高照射モードでＵＶを照射する。
これによりレジストに含まれるキノンジアジドのＮがＮ
₂ として放出され、レジストの架橋構造が促進されるこ
とにより、アッシング処理時の変性層の形成が抑制され
る。しかし、ＵＶキュアを実施するには、ＵＶを照射す
る装置が必要であり、また、半導体装置の製造時の工程
数の増加につながるため、ＵＶキュアを省略することが
製造コストの低減、製造工程の簡素化の観点から好まし
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の問題点に鑑み
て、本発明は、レジストパターンをマスクとした金属膜
のエッチング処理前のＵＶキュアを省略し、製造コスト
の低減、製造時間の短縮を図った場合においても、金属
膜パターン形成後の半導体基板表面にレジスト残渣が付
着することがない金属膜のパターンニング方法を提供す
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様は、下地絶縁膜と、アルミニウ
ムを主成分とする金属膜と、レジストパターンとが、表
面上に順に積層された半導体基板を、エッチング槽内に
挿入し、エッチング槽内で、レジストパターンをマスク
として、塩素系のガスを用いてプラズマエッチングを行
い、金属膜をエッチングする工程と、そのエッチング槽
内で、ＳＦ₆ 、ＣＦ系ガスおよびＣＨＦ系ガスから選ば
れる１つのガスと、酸素とを用いてプラズマエッチング
を行い、金属膜のエッチングの際にレジストパターンの
側壁に付着した反応生成物を除去する工程と、反応生成
物を除去する工程の後、半導体基板をアッシング槽に移
し、酸素を主成分とするガスを用いてアッシングを行
い、レジストパターンを除去する工程とを含むことを特
徴とする金属膜のパターンニング方法を提供する。

【０００８】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、１つのガスは好ましくはＣＨ₂ Ｆ₂
またはＣＨＦ₃ である。

【０００９】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、好ましくは、生成物を除去する工程
時の基板の温度と、レジストパターンを除去する工程時
の基板の温度とは、それぞれ互いに異なる温度に制御さ
れる。より好ましくは、生成物を除去する工程時の基板
の温度は１００℃以下に制御され、レジストパターンを
除去する工程時の基板の温度は２００℃以上に制御され
る。

【００１０】本発明の第１の態様の金属膜のパターン形
成方法において、金属膜をエッチングする工程時には基
板に対してバイアスを印加し、生成物を除去する工程時
には基板バイアスを印加しなくてもよい。

【００１１】また、本発明の第２の態様は、半導体基板
上に形成されたアルミニウムを主成分とする金属膜をパ
ターンニングする方法であって、金属膜上にレジストパ
ターンを形成する工程と、レジストパターンの表面を、
ＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系ガスを用いてプラズマ処理を
行う工程と、プラズマ処理を行ったレジストパターンを
マスクとして、塩素系ガスを用いてプラズマエッチング
を行い、金属膜をエッチングする工程とを含むことを特
徴とする金属膜のパターンニング方法を提供する。

【００１２】本発明の第２の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、前記ＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系ガス
は４個以上の炭素元素を分子内に含むガスであることが
好ましく、Ｃ₄ Ｆ₈ またはＣ₅ Ｆ₈ であることがさらに
好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明につ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の態様の金
属膜のパターンニング方法についての理解を容易にする
ため、本方法の各工程における金属膜パターンの様子を
示した図である。本発明の第１の態様の金属膜のパター
ンニング方法において、Ｃｌ系ガスを用いてプラズマエ
ッチングを行い、金属膜パターンを選択的にエッチング
するまでの手順は通常の方法で行う。すなわち、半導体
基板上に金属膜を形成する工程、金属膜上にレジストパ
ターンを形成する工程、レジストパターンをマスクとし
て、Ｃｌ系ガスを用いてプラズマエッチングを行い、金
属膜をエッチングする工程は、リソグラフィー技術を含
めた各々の目的で通常行われる方法で実施すればよい。
ただし、レジストのＵＶキュアは行わない。図１（ａ）
はエッチング工程直後の金属膜パターンの様子を示して
いる。同図において、１は下地絶縁膜を有する半導体基
板である。２はＡｌを主成分とするＡｌＣｕ合金膜であ
る。３は合金膜上に形成された窒化チタン膜（ＴｉＮ）
である。４はノボラック樹脂を主成分とするレジストパ
ターンである。金属膜のエッチングでは、金属膜のみな
らず下地絶縁膜の一部もエッチングされる。このため、
図に示すようにエッチング後のレジストパターンの側壁
部分には下地絶縁膜とエッチャントガスであるＣｌ系ガ
スの反応生成物（下地絶縁膜がシリコン酸化膜である場
合にはＳｉＯ_x Ｃｌ_y）５が付着した状態になってい
る。

【００１４】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法では、レジストの側壁に付着した下地絶縁膜と
エッチャントガスとの反応生成物５を除去するため、続
いてエッチング槽内でＳＦ₆ 、ＣＦ系ガスおよびＣＨＦ
系から選択される１つのガスと、酸素とを用いてプラズ
マエッチング処理を行う。図１（ｂ）は、このプラズマ
エッチング処理時の金属膜パターンの様子を示してい
る。同図から分かるように、このプラズマエッチング処
理では、発生したＦラジカルがレジスト４の側壁に付着
した下地絶縁膜とＣｌ系ガスとの反応生成物５を分解
し、ＳｉＦ_X として放出させる。これにより、レジスト
の側壁に付着した前記反応生成物が除去される。

【００１５】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法では、次に、レジスト側壁に付着した反応生成
物が除去された金属膜パターンを有する半導体基板をア
ッシング槽に移送し、酸素を主成分とするガスを用いて
アッシング処理を行う。図１（ｃ）はアッシング処理時
の金属膜パターンの様子を示している。同図から分かる
ように、本発明の方法では、レジスト４の側壁から反応
生成物が除去されているため、アッシング処理時にレジ
スト４からＮラジカルが発生しているにもかかわらず、
レジスト４の側壁に変性層が形成されない。

【００１６】図１（ｄ）は、アッシング処理に続いて通
常実施される有機洗浄後の金属膜パターンの様子を示し
ている。図から分かるように、本発明の金属膜のパター
ンニング方法では、アッシング処理時にレジストの側壁
に変性層が形成されないため、有機洗浄後の金属膜パタ
ーンの表面に変性層の残渣が付着することがない。

【００１７】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、金属膜はアルミニウム単体であって
もよいが、少量の他の金属成分、具体的には銅を含んで
もよい。レジストはポジ型レジストに使用されるノボラ
ック系樹脂を主体とし、感光剤としてキノンジアジドを
含んだ樹脂が好適に使用できる。

【００１８】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、プラズマエッチングを行うエッチン
グ槽は、特に限定されないが、例えば、図２に示すエッ
チング槽が例示される。図２に示すように、エッチング
槽１０は、マイクロ波発振機（図示せず）によって発生
された、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、ベント
形導波管１２および石英窓１６を介して、プラズマエッ
チング処理室（以下、単に処理室という。）１４に供給
される構造を有している。石英窓１６は、真空を保持す
るための石英板と、多数のシャワーノズルを有する石英
製のシャワープレートとで構成されている。

【００１９】エッチャントガス（ここではＣｌ系ガス）
はシャワープレートを通じて処理室１４に供給される。
また、処理室１４の外周には、これを取り囲むようにソ
レノイドコイル１８が設置されている。このソレノイド
コイル１８により形成させる磁界と、前記マイクロ波の
相互作用（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ ｒ
ｅｓｏｎａｎｃｅ：ＥＣＲ）によって処理室１４内にプ
ラズマ２０が形成される。

【００２０】また、処理室１４の下部には試料台２２が
配置されている。試料台２２の上にはウェハ（半導体基
板）２４が載置される。ウェハ２４は、静電チャック
（図示せず）により試料台２２上に保持される。試料台
２２には、ＤＣカット用コンデンサ（図示せず）を介し
て０．８ＭＨｚの高周波電力が印加され、バイアス電圧
が生成され、これによりウェハ２４表面に照射されるイ
オンのエネルギーが制御される。

【００２１】以上のようなエッチング槽１０により、以
下のようにプラズマエッチングが行われる。金属膜パタ
ーンを選択的にエッチングする工程では、処理室１４に
Ｃｌ系ガスを供給し、プラズマ２０を形成すると、ガス
がプラズマ中で解離し、Ｃｌラジカルが発生する。Ｃｌ
ラジカルはレジストパターンで被覆されていない金属膜
のＡｌと反応する。この反応によってＡｌＣｌ₃ を生
じ、これが昇華することにより金属膜がエッチングされ
る。レジスト側壁に付着した下地絶縁膜と塩素系ガスの
反応生成物のプラズマエッチング除去では、プラズマ２
０が形成されている処理室１４に、酸素と、ＳＦ₆、Ｃ
Ｆ系ガスおよびＣＨＦ系ガスから選ばれるガスとを供給
することにより、Ｆを含むガスがプラズマ中で解離し
て、Ｆラジカルが発生する。Ｆラジカルはレジスト側壁
に付着したＳｉＯ_X Ｃｌ_y で表される反応生成物と反応
して、ＳｉＦ_Xを生じ、これが揮発することにより反応
生成物が除去される。

【００２２】反応生成物を除去する工程において、酸素
と共にエッチングに用いるガスはＣＨＦ系ガスであるこ
とが好ましく、特にＣＨ₂ Ｆ₂ またはＣＨＦ₃ であるこ
とが好ましい。また、反応生成物を除去する工程におい
て、前記半導体基板の温度が高すぎると、 下地酸化膜の
エッチングが進む。このため、前記半導体基板の温度は
１００℃以下に制御されるのが好ましく、５０℃以下に
制御されるのが特に好ましい。

【００２３】図２に示すエッチング槽での処理におい
て、金属膜をエッチングする工程時には、ウェハ２４を
設置した試料台２２にはバイアス電圧を印加し、イオン
のエネルギーを高めることが必要である。一方、反応生
成物を除去する工程時には、バイアス電圧の印加は特に
必要とされない。すなわち、無バイアスで実施してもよ
い。適切なバイアス電圧を引加することによってさらに
反応生成物除去効果を高め、必要な処理時間を短縮する
ことが可能である。しかし、エネルギーを高めたイオン
の照射によって半導体基板に対してダメージを与えるこ
とを避けるためには、無バイアスにするか、バイアスを
印加するとしても、低いバイアス電圧に抑えることが望
ましい。

【００２４】本発明の第１の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、アッシング工程を行うアッシング槽
は特に限定されないが、例えば、図３に示すアッシング
槽が例示される。図３に示すように、アッシング槽２５
は、マイクロ発信機（図示せず）によって発生した、例
えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、ベント形導波管２
６を介して、アッシング室２７に供給される構造を有し
ている。アッシング室２７は、石英製のベルジャ２８に
より形成されている。

【００２５】アッシング室２７の下部には、メッシュリ
ング２９と、ウェハ３１を設置するための試料台３０が
設けられている。メッシュリング２９および試料台３０
はアースされている。アースされたメッシュリングによ
り、プラズマ内で生成されたイオンが半導体基板表面に
到達し、ダメージを与えることが防止される。試料台３
０には、ウェハ３１を所望の温度に調節するためヒータ
が取り付けられている。アッシングに用いる酸素を主成
分とするガスは、ベルジャ２８とメッシュリング２９の
間の側部から導入される。

【００２６】図２のエッチング槽および図３のアッシン
グ槽のいずれにおいても、処理槽は真空槽をなしてお
り、必要な流量のガスを供給すると共に、可変コンダク
タンスバルブを介して真空ポンプで排気することによ
り、処理槽内を所望の圧力に調節できる。また、図２の
エッチング槽と図３のアッシング槽とは、図示してない
が、真空搬送室を介して接続された構造になっており、
図２のエッチング槽で金属膜をエッチングする工程およ
び反応生成物を除去する工程を行った後、エッチング装
置から取り出すことなく、ウェハをアッシング槽に移送
し、アッシング処理を行いレジストを除去することがで
きる。

【００２７】図３のアッシング槽により、以下のように
アッシング処理を行う。アッシング室２７に、酸素を主
成分とするガスを導入し、プラズマ３２を形成すると、
電子衝突解離によって活性酸素が生じる。この活性酸素
とノボラック系樹脂を主成分とするレジストとが反応
し、揮発性の反応生成物として除去される。アッシング
処理に用いる酸素を主成分とするガスには通常、酸素を
主成分とし、メタノールまたはまたはＨ₂ Ｏが添加され
たガスを用いる。アッシング処理時の半導体基板の温度
は、反応生成物を除去を目的とするプラズマエッチング
処理時の半導体基板の温度とは異なる温度に制御される
ことが好ましく、より具体的には前記プラズマエッチン
グ処理時の半導体基板の温度よりも高温に制御され、２
００℃以上に制御されることが好ましい。量産工程とし
て実用的な処理時間を得るためには、半導体基板の温度
を十分に高くして、レジスト除去の速度を高めることが
好ましい。

【００２８】このように、プラズマエッチング処理時と
アッシング処理時との半導体基板の温度を互いに異なる
温度に制御するため、プラズマエッチング処理とアッシ
ング処理とは互いに別の処理槽内で行うことが、温度変
更のための時間を短縮し、工程時間を短縮するために好
ましい。また、図３に示されたようにメッシュリングを
有する処理槽内でプラズマエッチング処理を行っても、
十分な効果が得にくいことが確認されている。プラズマ
エッチング処理による反応生成物の除去を効率的に行う
ためには、バイアス電圧を印加してエネルギーを高めた
イオンを利用することが必須ではないが、イオンの照射
は必要であると考えられる。

【００２９】図３に示す装置でアッシング処理を行うこ
とにより、レジストが除去されて表面に変性層の残渣が
存在することのない金属膜のパターンが形成された半導
体基板が得られる。本発明の第１の態様の金属膜のパタ
ーンニング方法では、アッシング処理後に本発明の効果
を損なうものでなければ他の処理を実施してよく、通
常、半導体基板表面の有機洗浄を行う。

【００３０】本発明の第２の態様の金属膜のパターンニ
ング方法では、半導体基板上に形成されたアルミニウム
を主成分とする金属膜上にレジストパターンを形成した
後、このレジストパターンをＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系
ガスを用いてプラズマ処理する。これにより、レジスト
側壁にフッ素を含む層が形成され、続いて実施されるＣ
ｌ系ガスを用いたプラズマエッチング処理の際、レジス
ト側壁に下地酸化膜とエッチャントガスの反応生成物が
付着するのが防止される。このため、その後に実施され
るアッシング処理時にレジストパターンの側壁に変性層
が形成されず、金属膜パターン形成後の半導体基板表面
にレジスト残渣が付着することがない。

【００３１】本発明の第２の態様の金属膜のパターンニ
ング方法において、半導体基板上に形成された金属膜上
にレジストパターンを形成する工程は通常の方法で実施
する。すなわち、ノボラック系樹脂を主成分としたレジ
ストを用いたリソグラフィー技術により好適に実施でき
る。ただし、レジストのＵＶキュアは行わない。

【００３２】ＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系ガスを用いたプ
ラズマ処理は、通常のプラズマ発生装置で実施すること
ができる。例えば、図２に示すエッチング槽で好適に実
施できる。プラズマ処理に用いるＣＦ系ガスまたはＣＨ
Ｆ系ガスは、好ましくは炭素原子を４個以上含むガスで
あり、Ｃ₄ Ｆ₈ またはＣ₅ Ｆ₈ が特に好ましい。

【００３３】プラズマ処理時の半導体基板の温度は５０
℃以下に制御するのが好ましい。なお、図２のエッチン
グ槽でプラズマ処理を行う場合、試料台２２にバイアス
を印加することが必要とされない。すなわち、プラズマ
処理は無バイアス状態で実施することができる。

【００３４】本発明の第２の態様の金属膜のパターンニ
ング方法では、レジストパターンをＣＨＦ系ガスまたは
ＣＦ系ガスを用いてプラズマ処理した後、そのレジスト
パターンをマスクとして、金属膜をＣｌ系ガスを用いて
プラズマエッチングする。Ｃｌ系ガスを用いたプラズマ
エッチングは、通常のプラズマエッチング装置で実施す
ることができるが、レジストパターンのプラズマ処理の
効果が損なわれることを防ぐため、レジストパターンの
プラズマ処理で使用した装置と同一の装置を使用するこ
とが好ましい。例えば、図２に示すエッチング槽でレジ
ストパターンのプラズマ処理を実施した後、槽内をＣｌ
系ガスで置換して、Ｃｌ系ガスを用いて金属膜のエッチ
ングを実施すればよい。

【００３５】このようにして、半導体基板上には側壁に
フッ素を含む層を有するレジストパターンで被覆された
金属膜パターンが形成される。これを通常の方法でアッ
シングすることによりレジストパターンを除去し、有機
洗浄することで半導体基板上に金属膜をパターンニング
することができる。

【００３６】

【実施例】以下実施例により、本発明をさらに説明す
る。ＣＶＤ法により下地酸化膜を形成したシリコンウェ
ハ上に０．５重量％Ｃｕ含有ＡｌＣｕ合金膜を形成し、
その上にノボラック系樹脂を主成分とするレジストパタ
ーンを被覆することにより試料ウェハを作製した。これ
を図２に示すエッチング槽に挿入し、試料台２２上に静
電チャックを介して設置した。エッチング槽に、ソレノ
イドコイル１８より８７．５ｍＴの磁場を印加し、２．
５４ＧＨｚのマイクロ波電力を供給してプラズマ３２を
形成させた。エッチャントガス（Ｃｌ ₂ ／ＢＣｌ₃)を６
５ｓｃｃｍ／３５ｓｃｃｍの流量で供給した。この時試
料台２２には０．８ＭＨｚの高周波電圧を印加すること
によりバイアスを印加した。

【００３７】続いて、同一のエッチング槽内をＯ₂ ／Ｓ
Ｆ₆ （またはＯ₂ ／ＣＨＦ₃)雰囲気に置換した後、プラ
ズマ３２を形成させ、試料台２２を無バイアス状態でレ
ジスト側壁に付着した反応生成物の除去を目的とするプ
ラズマエッチング処理を実施した。ガス流量は、Ｏ₂ ／
ＳＦ₆ 雰囲気の場合はＯ₂ ／ＳＦ₆ ＝８０ｓｃｃｍ／２
０ｓｃｃｍ、Ｏ₂ ／ＣＨＦ₃ 雰囲気の場合はＯ₂ ／ＣＨ
Ｆ₃ ＝１００ｓｃｃｍ／５ｓｃｃｍとした。なお、プラ
ズマエッチング処理時の試料ウェハの温度は５０℃以下
に制御されていた。

【００３８】次に、プラズマエッチング処理を終えた試
料ウェハを、真空搬送室を用いることにより、試料台３
０上に設置した。２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供
給してプラズマ３２を形成した状態で、アッシングガス
（Ｏ₂ ／ＣＨ₃ ＯＨ）を２００ｓｃｃｍ／６０ｓｃｃｍ
の流量で供給してプラズマ３２を形成し、これによって
生じた活性酸素を用いてレジストパターンのアッシング
処理を実施した。なお、試料台３０に設けられたヒータ
を用いることにより、アッシング処理時の試料ウェハの
温度は２５０℃に制御されていた。アッシング処理後の
半導体基板表面にはレジスト残渣の付着は確認されなか
った。

【００３９】

【発明の効果】本発明の金属膜のパターンニング方法に
よれば、金属膜パターンの形成後の半導体基板表面にレ
ジスト残渣の付着が生じておらず、形成された金属膜パ
ターン間の短絡等の問題が生じることがない。これによ
り半導体装置の製造における信頼性および歩留まりを向
上させることが可能となる。また、本発明の金属膜のパ
ターンニング方法によれば、金属膜上へのレジストパタ
ーンの形成後に実施されるＵＶキュアを省略し、工程が
簡素化され製造コストの低減、製造時間の短縮を図るこ
とが可能となる。これにより、半導体装置の製造におけ
るスループットを向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属膜のパターンニング方法の各工
程での金属膜パターンの様子を示す図であり、（ａ）は
金属膜のエッチング後の様子、（ｂ）はレジスト側壁の
反応生成物を除去するためのプラズマエッチング処理時
の様子、（ｃ）はアッシング処理時の様子、（ｄ）は有
機洗浄後の様子を各々示す。

【図２】 本発明の金属膜のパターンニング方法に用い
るエッチング槽の一例の概念図である。

【図３】 本発明の金属膜のパターンニング方法で用い
るアッシング槽の一例の概念図である。

【図４】 従来の金属膜のパターン形成方法の各工程で
の金属膜パターンの様子を示す図であり、（ａ）は金属
膜のエッチング後の様子、（ｂ）はアッシング処理時の
様子、（ｃ）は有機洗浄後の様子を各々示す。

【符号の説明】

１０：エッチング槽 １２、２６：ベント形導波管 １４：エッチング処理室（処理室） １６：石英窓 １８：ソレノイドコイル ２０、３２：プラズマ ２２、３０：試料台 ２４、３１：ウェハ ２５：アッシング槽 ２７：アッシング処理室 ２８：石英ベルジャ ２９：メッシュリング

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H096 AA25 CA05 GA08 HA13 HA23 HA24 HA25 LA06 4K057 DA01 DB05 DB17 DD03 DD07 DD08 DE01 DE06 DE20 DG02 DK03 DM29 DN01 5F004 AA08 AA09 AA14 BA09 BA14 BB14 BB25 BB26 BD01 BD03 CA03 CA04 DA00 DA04 DA11 DA15 DA16 DA18 DB09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下地絶縁膜と、アルミニウムを主成分とす
   る金属膜と、レジストパターンとが、表面上に順に積層
   された半導体基板を、エッチング槽内に挿入し、前記エ
   ッチング槽内で、前記レジストパターンをマスクとし
   て、塩素系のガスを用いてプラズマエッチングを行い、
   前記金属膜をエッチングする工程と、 前記エッチング槽内で、ＳＦ₆ 、ＣＦ系ガスおよびＣＨ
   Ｆ系ガスから選ばれる１つのガスと、酸素とを用いてプ
   ラズマエッチングを行い、前記金属膜のエッチングの際
   に前記レジストパターンの側壁に付着した反応生成物を
   除去する工程と、 前記反応生成物を除去する工程の後、前記半導体基板を
   アッシング槽に移し、酸素を主成分とするガスを用いて
   アッシングを行い、前記レジストパターンを除去する工
   程とを含むことを特徴とする金属膜のパターンニング方
   法。
2. 【請求項２】前記１つのガスがＣＨ₂ Ｆ₂ またはＣＨＦ
   ₃ であることを特徴とする請求項１に記載の金属膜のパ
   ターンニング方法。
3. 【請求項３】前記生成物を除去する工程時の前記半導体
   基板の温度と、前記レジストパターンの除去する工程時
   の前記半導体基板の温度とを、互いに異なった温度に制
   御することを特徴とする請求項１または２に記載の金属
   膜のパターンニング方法。
4. 【請求項４】前記金属膜をエッチングする工程時には前
   記半導体基板に対してバイアスを印加し、前記生成物を
   除去する工程時には前記半導体基板に対してバイアスを
   印加しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の金属膜のパターンニング方法。
5. 【請求項５】半導体基板上に形成されたアルミニウムを
   主成分とする金属膜をパターンニングする方法であっ
   て、 前記金属膜上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表面を、ＣＨＦ系ガスまたはＣ
   Ｆ系ガスを用いてプラズマ処理を行う工程と、 前記プラズマ処理を行ったレジストパターンをマスクと
   して、Ｃｌ系ガスを用いたプラズマエッチングを行い、
   前記金属膜をエッチングする工程とを含むことを特徴と
   する金属膜のパターンニング方法。
6. 【請求項６】前記ＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系ガスが４個
   以上の炭素原子を分子内に含むガスであることを特徴と
   する請求項５に記載の金属膜のパターンニング方法。
7. 【請求項７】前記ＣＨＦ系ガスまたはＣＦ系ガスがＣ₄
   Ｆ₈ またはＣ₅ Ｆ₈ であることを特徴とする請求項５ま
   たは６に記載の金属膜のパターンニング方法。