JPH047829A - 多層レジスト層のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造分野等において行われる多層
レジスト層のエツチング方法に関し、特に異方性形状の
達成、下地材料に起因するアフタ・コロ−ジョンの防止
等を可能とする方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明の第１の発明は、下層レジスト層、中間膜、およ
び上層レジスト層を使用するいわゆる３層レジスト・プ
ロセスにおいて、所定の形状にバターニングされた上層
レジスト層および中間膜をマスクとして少なくとも０２
ガスとＣｌ系ガスとを含むエッチング・ガスにより下層
レジスト層のエツチングを行うに際し、基体を一８０〜
０°Ｃに冷却することにより、Ｃ１系ガスの添加量が比
較的少ない場合にも異方性形状の達成を可能とするもの
である。

本発明の第２の発明は、Ａｌ系材料からなる下地材料層
の上に形成された多層レジスト層のエツチングを行うに
際し、下層レジスト層のエツチングを少なくともＯ２ガ
スとＣｊ２系ガスとを含むエッチング・ガスにより側壁
保護膜を形成しながら行った後、Ｆ系ガスによるプラズ
マ処理を施すことにより、側壁保護膜内の残留ＣＰをＦ
に置換し、アフタ・コロ−ジョンの発生を防止しようと
するものである。

さらに本発明の第３の発明は、上記第２の発明における
下層レジスト層のエツチングを、基体を一８０〜０°Ｃ
に冷却した状態で行うことにより、Ｃｌ系ガスの添加量
が比較的少ない場合にも異方性形状の達成を可能とし、
かつ残留ＣＩＶ、の除去を容易としてアフタ・コロ−ジ
ョンの発生を防止しようとするものである。

〔従来の技術〕

半導体装置のデザイン・ルールがサブミクロン・レベル
、サラにはクォーターミクロン・レベルと高度に微細化
されるに伴い、各種加工技術に対する要求も一段と厳し
さを増している。

フォトリソグラフィ技術も例外ではなく、高解像度を求
めて露光波長がエキシマ・レーザー光の波長域である遠
紫外域へと短かくなる伴い、多層レジスト法の採用が必
須となりつつある。多層レジスト法は、基体の表面段差
を吸収するに十分な厚い下層レジスト層と、高解像度を
達成するに十分な薄い上層レジスト層との少なくとも２
種類のレジスト層を組み合わせて使用する方法である。

良く知られた方法としては、下地材料層上に厚い下層レ
ジスト層、５ＯＧ（スピン・オン・グラス）等からなる
極めて薄い中間膜、およびフォトリソグフィによりバタ
ーニングされる薄い上層レジスト層の３者からなる多層
レジスト層を使用する、いわゆる３層レジスト・プロセ
スがある。このプロセスでは、まず上層レジスト層が所
定の形状にバターニングされ、これをマスクとしてその
下の中間膜および下地レジスト層が現像される。この現
像は、一般に０２ガス等を用いるドライ・エツチングに
より行われる。

ところで、多層レジスト層の異方性加工を高速にかつ制
御性良く行うことは実際には極めて困難である。これは
、高速性を優先させればラジカル・モードを主体とする
反応に転らざるを得なくなるため異方性が低下し、異方
性を優先させればイオン・モードを主体とする反応に顛
らざるを得なくなるため高速化が困難となるという本質
的な問題があるからである。

このため、従来から異方性と高速性を両立させるための
研究が種々行われている。

エツチング時のウェハ温度を０°Ｃ以下に冷却しながら
エツチングを行う、いわゆる低温エツチング法も、注目
される技術のひとつである。これは、エツチング時のウ
ェハ温度を低温化することで側壁部におけるラジカル反
応を凍結し、低イオン・エネルギーで異方性加工を行う
ものである。たとえば、第３５回応用物理学関係連合講
演会春季年会演予稿集第４９６ページ、講演番号２８ａ
−Ｇ−４（１９８８年）には、ウェハ温度を液体窒素に
より１００°Ｃ程度まで下げた状態で多層レジスト層の
酸素プラズマ・エツチングを行うことにより、エツチン
グ速度を大幅に低下させることなく異方性形状を達成し
た例が報告されている。

一方、側壁保護膜を利用して異方性加工を行う試みもな
されている。たとえば、本発明者は先に特願平１−６４
０８６号明細書において、多層レジスト層のエッチング
・ガスとして一般に使用されている０、ガスにＣｌ系ガ
スを添加することにより、該Ｃ１系ガスと下層レジスト
層との反応生成物であるＣＣｌ２を側壁保護膜として堆
積させながら異方性加工を行う技術を提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、多層レジスト層のエツチングを高速にかつ
高い異方性をもって行うための技術が各種提案されてい
るが、未だ解決すべき問題も多い。

たとえば、ウェハ温度を液体窒素により一１００℃程度
まで下げる前述の技術においては、エツチング時のウェ
ハ温度を一１００°Ｃに保つ必要から周辺冷却系として
はより低温域の冷却能力を有するものが必須となり、装
置が大型化したりコスト高となる等の問題がある。さら
に、かかる低温域では反応生成物の蒸気圧が極めて低い
ので、これがパターン側壁部に厚く堆積してパターン幅
を増大させる懸念もある。したがって、低温エツチング
を行うにしても、実施温度域をより高温化す４力が実用
上望ましいプロセスとなり得る。

一方、本発明者が先に提案した０、ガスとＣｌ系ガスの
混合ガス系を使用する方法では、常温において異方性加
工を行うためには、Ｃｌ系ガスの添加量を全体の約６０
〜８０％と比較的高く設定することが必要である。しか
し、大量にＣＩ！系ガスを使用することは、堆積物の増
加に伴うパーティクル汚染の発生、再現性の低下、エン
チング速度の低下等の問題を起こす虞れがあり、さらに
改善が望まれるところである。

さらに、ＡＩ！、系材料層のエツチング用マスクを多層
レジスト層により形成しようとする場合、該多層レジス
ト層のエツチングを行うためのエッチング・ガスに上述
のようにＣ２系ガスが含有されていると、該Ａｌ系材料
層が露出した時点でアフタ・コロ−ジョンが起こる可能
性がある。この場合のアフタ・コロ−ジョンは、側壁保
護膜中の残留Ｃ１がＡＮと化合して潮解性の強いＡｆｆ
ｉＣｊ２゜等の塩素化合物を生成し、これが吸湿して電
解性の液滴となり、水素発生型の局部電池が形成される
ことが原因であると考えられる。

そこで本発明は、多層レジスト法において０２ガスとＣ
ｌ系ガスとを含むエッチング・ガスにより下層レジスト
層のエツチングを行う場合にも、パーティクル汚染の発
生、再現性の低下、エツチング速度の低下、アフタ・コ
ロ−ジョンの発生、設備の大型化等を招かない方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上述の目的を達成するために鋭意検討を行
ったところ、多層レジスト層のエツチングにおいてＯ２
ガスにＣｌ系ガスを添加したエッチング・ガスを使用し
、かつ低温エツチングを実施すれば、比較的Ｃｌ系ガス
の添加量が少なくでも良好な異方性が達成され、エツチ
ング速度が低下せず、しかも従来より高い温度域でエツ
チングが行えることを見出した。

さらに、ＡＮ系材料層上の多層レジスト層のエツチング
を上述のようなエッチング・ガスを用いて行う場合には
、エツチング後にＦ系ガスを使用するプラズマ処理を行
うことによりアフタ・コロ−ジョンが効果的に防止され
ることを見出した。

さらに、上述のようなエッチング・ガスを用いてＡ２系
材料層上の多層レジスト層の低温エツチングを行えば、
側壁保護膜の形成量を減少させることができ、アフタ・
コロ−ジョンの防止効果をより高めることが可能となる
ことを見出した。

本発明は以上のような知見にもとづいて完成されたもの
である。

すなわち、本発明の第１の発明にかかる多層レジスト層
のエッチラグ方法は、下地材料層上に下層レジスト層、
中間膜、および上層レジスト層をこの順に積層すること
により形成された多層レジスト層のパターニングを行う
方法であって、前記上層レジスト層を所望の形状にパタ
ーニングして上層レジスト・パターンを形成する工程と
、前記上層レジスト・パターンをマスクとする前記中間
膜のパターニングにより中間膜パターンを形成する工程
と、基体を一８０〜Ｏ″Ｃに冷却した状態で少なくとも
０２ガスとＣｌ系ガスとを含むエッチング・ガスにより
前記上層レジスト・パターンおよび前記中間膜パターン
をマスクとして前記下層レジスト層をエツチングする工
程とを有することを特徴とするものである。

本発明の第２の発明にかかる多層レジスト層のッチング
方法は、Ａ２を主体とする下地材料層上に下層レジスト
層、中間膜、および上層レジスト層をこの順に積層する
ことにより形成された多層レジスト層のパターニングを
行う方法であって、前記上層レジスト層を所望の形状に
パターニングして上層レジスト・パターンを形成する工
程と、前記上層レジスト・パターンをマスクとする前記
中間１１１のパターニングにより中間膜パターンｔ−形
成する工程と、少なくとも０！ガスとＣｌ系ガスとを含
むエッチング・ガスにより前記上層レジスト・パターン
および前記中間膜パターンをマスクとして前記下層レジ
スト層をエツチングする工程と、Ｆ系ガスによるプラズ
マ処理を施す工程とを有することを特徴とするものであ
る。

さらに、本発明の第３の発明にかかる多層レジスト層の
エツチング方法は、前述の第２の発明における前記下層
レジスト層のエツチングを、基体を一８０〜０°Ｃに冷
却した状態で行うことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明では、多層レジスト層を構成する層のうち下層レ
ジスト層のエツチングを、少なくとも０２ガスとＣｌ系
ガスとを含むエッチング・ガスを使用して行う。かかる
混合ガス系によれば、Ｃｌ系ガスと有機レジスト材料と
が反応することによりＣＣＺ、なる組成を有するポリマ
ーがパターン側壁部に堆積する過程と、０２ガスが該ポ
リマーをエツチング除去する過程とが競合して起こる。

したがって、通常ならばラジカル・モードによる反応が
進行してマスクの下にアフタカットが生ずるような比較
的高ガス圧、低直流バイアス下の条件においても、側壁
保護膜を利用した異方性加工が可能となり、しかも通常
のイオン・モードによる反応に比べて遥かにエツチング
速度も高めることができる。

以上が本発明の３つの発明に共通するエツチング機構で
あるが、さらに第１の発明ではエツチングに際して基体
を一８０〜Ｏ℃に冷却する。このことにより、まず酸素
ラジカルによるレジストのエツチング反応が適度に抑制
され、異方性形状を達成する上で有利となる。また、低
温下では反応生成物ＣＣｊ！、の蒸気圧が常温より遥か
に低く側壁保護膜が形成され易くなっているので、従来
の混合ガス系に比べてＣ１系ガスの含有量を大幅に減少
させても同等の効果を得ることができる上、パーティク
ル汚染の発生やエツチング速度の低下を防止することが
できる。ただし本発明の場合、前述のような一１００°
Ｃにも及ぶ冷却は不要であり、汎用の有＠溶媒等を冷媒
とする一８０〜０°Ｃの冷却で十分である。したがって
、反応生成物の過剰な堆積が抑制されてパターン幅の増
大等の虞れがなくなる他、チラー（ｃｈｉｌｌｅｒ）等
の比較的簡単な冷却装置が使用できるため、装置面、コ
スト面でも有利となる。

第２の発明では、かかる優れた特性を有する上述のエッ
チング・ガスを／ｌ系下地材料層の上に形成される多層
レジスト層のエツチングに適用する場合、エツチング終
了後にＦ系ガスによるプラズマ処理を施す。すなわち、
アフタ・コロ−ジョンを防止するためにＡ！配線層等の
エツチングの後処理として一般的に行われている技術を
、多層レジスト層のエツチングの後処理にも適用するわ
けである。これにより、エッチング・ガスにＣｌ系ガス
を添加することのメリットのみを引き出すことが可能と
なる。

さらに第３の発明では、第２の発明における上述のエツ
チングを、基体を一８０〜０°Ｃに冷却した状態で行う
、この場合、第１の発明の場合と同様エッチング・ガス
中におけるＣｌ系ガスの含有量を大幅に下げることがで
きるので、側壁保護膜の堆積が減少し、そのぶん残留Ｃ
１の影響も少なくなる。したがって、Ｆ系ガスによるプ
ラズマ処理も容易となり、Ａｌ系下地材料層に対するア
フタ・コロージジンの防止効果が一層高まるわけである
。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

実施例１ 本実施例では、本発明の第１の発明の適用例について第
１図（Ａ）ないし第１図（Ｄ）を参照しながら説明する
。

まず、第１図（Ａ）に示されるように、下地材料層（１
）上に下層レジスト層（２）、中間膜（３）、および上
層レジスト層（４）を順次積層したウニ／＼を用意した
。ここで、下層レジスト層（２）は、ノボラック系ポジ
型フォトレジスト　（東京応化工業社製：商品名０ＦＰ
Ｒ８００）が約１ｕｍＰｌ−に塗布されてなるものであ
り、中間膜（３）はＳＯＧ　（東京応化工業社製：商品
名ＯＣＤ　Ｔｙｐｅ　２）が約０，１５μｍ厚に塗布さ
れてなるものであり、また上層レジスト層（４）はノボ
ラック系ポジ型フォトレジスト　（東京応化社製：商品
名ＴＳＭＲ−Ｖ３）が約０．８μｍ厚に塗布されてなる
ものである。

次に、ｇ線（４３６ｎｍ）による選択露光、アルカリ現
像液（東京応化社製：ＮＭＤ−３）による現像を経て上
層レジスト層（４）をバターニングし、第１図（Ｂ）に
示されるように、上層レジスト・パターン（４ａ）を形
成した。

次に、マグネトロンＲＩＢ（反応性イオン・エツチング
）装置を使用して、たとえばＣｓ　Ｆ　ｓ流量５０５Ｃ
ＣＭ、　　ガス圧１５　ｓ＋Ｔｏｒｒ＋　　高周波バイ
アス・パワーｉｓｏｏｗの条件により上記上層レジスト
・パターン（４ａ）をマスクとする中間膜（３）のパタ
ーニングを行い、第１図（Ｃ）に示されるような中間膜
パターン（３ａ）を形成した。

次に、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）型プラズマ・
エツチング装置のウェハ設置電極上に上述のウェハを設
置し、該ウェハ設置電極を所定の温度に冷却した。この
状態で、Ｏ！ガス流量４０ＳＣＣＭ、　Ｃ１ｔガス流量
１０　ＳＣＣＭ、ガス圧１０　ｍＴｏｒｒマイクロ波パ
ワー８５０Ｗ、高周波バイアス・パワー　２００Ｗの条
件にて上層レジスト・パターン（４ａ）および中間膜パ
ターン（３ａ）をマスクとする下層レジスト層（２）の
エツチングを行った。

ここで、図示されない側壁保護膜の寄与により異方性加
工が達成されれば、もちろん第１図（Ｄ）に示されるよ
うに垂直壁を有する下層レジスト・パターン（２ａ）が
形成され、良好な多層レジスト・パターン（５）が完成
される。ただし、この図に上層レジスト・パターン（４
ａ）が図示されていないのは、下層レジスト層（２）の
エツチング時に同時に除去されてしまうからである。し
かし、低温エツチングにおいてはエッチング・ガスの種
類と被加工材料の組合せにより異方性加工を達成し得る
ウェハ温度が異なる。そこで、ウェハ温度を変化させな
がら、各温度におけるアフタカット率（％）の測定を行
った。

ここでアフタカット率とは、第３図に示されるように、
マスクとなる中間膜パターン（３ａ）の端部から測った
下層レジスト・パターン（２ｂ）の後退量を２、下層レ
ジスト・パターン（２ｂ）の高さをｈとするとき、ｕ／
ｈ）ｘｌｏｏで定義される値である。

また、ウェハ温度に関しては、常温より高い温度域にお
ける実験では通常のヒータの温度設定により、また常温
より低い温度域における実験ではチラーからウェハ設置
電極に冷媒として供給されるエタノールの温度を変化さ
せることにより制御を行った。ただし、エツチング中に
はウェハ温度が初期設定温度よりも上昇する。たとえば
、エタノールを冷媒とするチラーでは一１００°Ｃ程度
までの冷却が可能であるが、初期設定温度を一８０℃と
した場合、エツチング中のウェハ温度は−６０°Ｃ付近
まで上昇する。したがって、以下の本明細書中で述べる
ウェハ温度とは、すべてエツチング中のウェハ温度を指
すものとする。

なお、比較のために、ｏ２ガスを単独使用したエツチン
グも同様に行い、アフタヵット率（％）を測定した。こ
の場合の条件は、ｏ２ガス流量５゜ＳＣＣＭ、ガス圧１
０　ｗ＋Ｔｏｒｒ、　　マイクロ波パワー８５０Ｗ、高
周波バイアス・パワー２００　Ｗとした。

結果を第２図に示す０図中、縦軸はアフタヵット率（％
）、横軸はウェハ温度（”ｃ）を表し、白丸（０）のプ
ロットはＯ２ガスとＣｌｇガスの混合ガスによる実験結
果、黒丸（・）のプロットはＯ，ガス単独による比較実
験結果にそれぞれ対応している。この結果から、いずれ
のガス系の場合にもウェハ温度の上昇と共にアンドカッ
ト率が上昇するが、Ｏ２ガスとＣＩ！、ｔガスの混合ガ
スを使用してエツチングを行った場合には、ｏｔガス単
独による場合と比べて高い温度域でアフタヵット率が低
減できることが明らかである。ｏ２ガス単独では一６０
℃まで冷却してもアフタヵットを抑制し切れていないが
、０．ガスとＣＩ！、ｔガスの混合ガス系では約−２４
°Ｃでほぼ完全にアフタカットを抑制することができ、
前述の第１図（Ｃ）に示す状態が達成された。このこと
は、設備やコストの観点からも本発明の極めて高い実用
性を示すものである。さらに、従来の技術においては常
温においてアフタカットをほぼ完全に抑制するのにＣ！
２ガス添加量６０〜８０％が必要であったが、本発明で
は簡単な冷却を併用すればＣ１ｚガス添加量を大幅に低
減させても（上述の例ではＣ１２ガス添加量２０％）同
等の効果が得られ、この観点からも本発明の有効性が実
証される。

なお、本発明は本実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

たとえば、０アガス流量を４５５ＣＣＭ、　ＣＩ！、！
ガス流量を５５ＣＣＭ　（すなわちＣｐＶ、□ガス添加
量１０％）の場合には、ウヱハ温度約−６０°Ｃにてほ
ぼ完全にアフタカットを抑制することができた。

また、冷媒としてフロン系冷媒（たとえば住人３Ｍ社製
、商品名フロリナート等）を使用するチラーでは一７０
°Ｃ程度までの冷却が可能であるので、エッチング・ガ
スや被加工材料の種類によってはこれを使用しても良い
。この場合、初期設定温度を一２０〜３０″Ｃとすると
、エツチング中のウェハ温度はおおよそｏ　”ｃとなる
。

さらに、上記中間膜（３）の材料は上述のｓｏＧに限ら
れず、ＣＶＤ等により堆積される酸化シリコン、プラズ
マＣＶＤ等により堆積される窒化シリコン、多結晶シリ
コン等であっても良い。

また、上記混合ガス系には、必要に応じて不活性ガス等
が希釈ガスとして添加されていても良い。

実施例２ 本実施例では、本発明の第２の発明の適用例について説
明する。図面による説明は省略する。

まず、Ａ！（１％Ｓｉ含有）配線層上に実施例１と同様
に下層レジスト層、中間膜、上層レジスト層の３層から
なる多層レジスト層を形成し、上層レジスト層をフォト
リングラフィによりパターニングし、上層レジスト・パ
ターンを形成した。

次いで、この上層レジスト・パターンをマスクとして中
間膜のパターニングを行い、中間膜パターンを形成した
。

次に、ＥＣＲ型プラズマ・エツチング装置において、Ｏ
ｔガス流量３０　ＳＣＣＭ、　　Ｃ１２ｔガス流量２０
５ＣＣＭ、ガス圧１０　ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワー
８５０　Ｗ。

高周波バイアス・パワー２００Ｗの条件にて上層レジス
ト・パターンおよび上記中間膜パターンをマスクとする
下層レジスト層のエツチングを行った。

このとき、側壁保護膜の寄与により異方性加工が達成さ
れた。

続いて、供給するガスをＦ系ガスに切り換えてプラズマ
処理を行った。すなわち、ＳＦ、ガス流量５０　ＳＣＣ
Ｍ、ガス圧１０　ｍＴｏｒｒ、　　マイクロ波パワー８
５０　Ｗの条件でｌθ〜１５秒間程度のプラズマ処理を
行い、側壁保護膜中の残留Ｃ！をＦに置換した。

このウェハを大気中に放置しても、Ａｊ２配線層におけ
るアフタ・コロ−ジョンの発生は認められなかった。

なお、／ｌを主体とする下地材料層としては、上述のよ
うなＡｌ２−３ｉ合金の他にもたとえば純Ａｊ２．Ａｌ
−Ｃｕ合金、Ａ１−５ｔ−Ｃｕ合金等からなるものが適
用可能である。

また、プラズマ処理に使用されるＦ系ガスとしては上述
のＳ　Ｆ　ｂの他、ＮＦｓ、Ｃｊ！Ｆｘ、ＣＦａ１Ｏ２
混合ガス系等が使用できる。

実施例３ 本実施例では、本発明の第２の発明の他の適用例につい
て説明する。

すなわち、前述の実施例２と同様にＥＣＲ型プラズマ・
エツチング装置を使用して下層レジスト層のエツチング
を行った後、ウェハを真空搬送手段を介して平行平板型
プラズマ・エツチング装置に移送し、Ｎ　Ｆ　ｓガス流
犀５０３ＣＣＭ、ガス圧１０ｍＴｏｒｒ＋　　交流バイ
アス電圧−１２０Ｖの条件でプラズマ処理を行った。こ
の処理により側壁保護膜中の残留ＣＪ２がＦに置換され
ると共に中間膜パターンが除去された。このウェハを大
気中に放置しても、Ａ２配線層におけるアフタ・コロ−
ジョンの発生は認められなかった。

実施例４ 本実施例では、本発明の第３の発明の他の適用例につい
て説明する６ すなわち、前述の実施例２と同様に上層レジスト・パタ
ーンを形成した後、ＥＣＲ型プラズマ・エツチング装置
を使用してウェハ温度−６０’Ｃｌ０ｚガス流量４５　
ＳＣＣＭ、　　Ｃｌ　ｔガス流量５３ＣＣＭ、ガス圧１
０　ｍＴｏｒｒ＋　マイクロ波パワー８５０Ｗ、高周波
バイアス・パワー２００Ｗの条件にて上層レジスト・パ
ターンおよび中間膜パターンをマスクとする下層レジス
ト層のエツチングを行った。このとき、ウェハの冷却を
併用することで、実施例２と比較して少ないＣ１ｔガス
添加量によっても側壁保護膜の寄与により異方性加工が
達成された。

続いて、実施例３と同様のプラズマ処理を行った。この
とき、真空搬送手段を介して平行平板型プラズマ・エツ
チング装置へ移送されたウェハは低温冷却された状態に
あり、自然に常温に戻そうとすると結露を生ずる處れが
あるので、加熱を同時に行った。この結果、側壁保護膜
の堆積量が元来少ないこと、加熱の効果等があいまって
残留Ｃ２が極めて容易にＦに置換された。このウェハを
大気中に放置しても、Ａｌ配線層におけるアフタ・コロ
−ジョンの発生は認められなかった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明を適用すれば
、３層レジスト・プロセスにおいてパーティクル汚染の
発生やエツチング速度の低下を招くことなく、良好な多
層レジスト層の異方性加工を再現性良く行うことが可能
となる。また、多層レジスト層の下地材料層がＡｎ系材
料である場合には、アフタ・コロ−ジョンを効果的に防
止することができる。さらに、本発明の第１の発明およ
び第３の発明で行われる冷却は、何ら大型で複雑な設備
を要するものではなく、コスト的にも有利である。した
がって本発明は、微細なデザイン・ルールと高性能を有
する半導体装置の製造等に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないし第１図（Ｄ）は本発明の第１の発明
を一実施例をその工程順にしたがって示す概略断面図で
あり、第１図（Ａ）は下地材料層上に下層レジスト層、
中間膜、および上層レジスト層が形成された状態、第１
図（Ｂ）はフォトリングラフィによる上層レジスト層の
バターニング工程、第１図（Ｃ）は中間膜のバターニン
グ工程、第１図（Ｄ）は下層レジスト層のエツチング工
程をそれぞれ表す。第２図はＯ２ガスとＣｌｚガスとの
混合ガス系を用いるエツチングにおけるアフタカット率
のウェハ温度依存性をＯ２ガス単独系によるそれと比較
して示す特性図である。第３図は下層レジスト層のエツ
チングにおいてアフタカットが発生した状態を示す概略
断面図である。 １　　　　・・・ ２　　　　・・・ ２ａ、２ｂ　　・・・ ３　　　　・・・ ３ａ　　　・・・ ４　　　　・・・ ４ａ　　　・・・ ５　　　　・・・ 下地材料層 下層レジスト層 下層レジスト・パターン 中間膜 中間膜パターン 上層レジスト層 上層レジスト・パターン 多層レジスト・パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）下地材料層上に下層レジスト層、中間膜、および
   上層レジスト層をこの順に積層することにより形成され
   た多層レジスト層のパターニングを行う多層レジスト層
   のエッチング方法において、前記上層レジスト層を所望
   の形状にパターニングして上層レジスト・パターンを形
   成する工程と、前記上層レジスト・パターンをマスクと
   する前記中間膜のパターニングにより中間膜パターンを
   形成する工程と、 基体を−８０〜０℃に冷却した状態で少なくともＯ＿２
   ガスとＣｌ系ガスとを含むエッチング・ガスにより前記
   上層レジスト・パターンおよび前記中間膜パターンをマ
   スクとして前記下層レジスト層をエッチングする工程と
   を有することを特徴とする多層レジスト層のエッチング
   方法。
2. （２）Ａｌを主体とする下地材料層上に下層レジスト層
   、中間膜、および上層レジスト層をこの順に積層するこ
   とにより形成された多層レジスト層のパターニングを行
   う多層レジスト層のエッチング方法において、 前記上層レジスト層を所望の形状にパターニングして上
   層レジスト・パターンを形成する工程と、前記上層レジ
   スト・パターンをマスクとする前記中間膜のパターニン
   グにより中間膜パターンを形成する工程と、 少なくともＯ＿２ガスとＣｌ系ガスとを含むエッチング
   ・ガスにより前記上層レジスト・パターンおよび前記中
   間膜パターンをマスクとして前記下層レジスト層をエッ
   チングする工程と、 Ｆ系ガスによるプラズマ処理を施す工程とを有すること
   を特徴とする多層レジスト層のエッチング方法。
3. （３）基体を−８０〜０℃に冷却した状態で前記下層レ
   ジスト層のエッチングを行うことを特徴とする請求項２
   記載の多層レジスト層のエッチング方法。