JPH10261627A

JPH10261627A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10261627A
Application number: JP8758797A
Authority: JP
Inventors: Jun Hashimoto; 潤橋本
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JP3484317B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度の加工を比較的容易に行い得る半導体
装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１０上に形成された導電層１
３と有機系フォトレジスト層１７との間にアモルファス
カーボンのような炭素を含む反射防止膜１６を形成し、
有機系フォトレジスト層１７により、高精度のレジスト
パターン１７ａを形成する。このレジストパターン１７
ａをマスクとする反射防止膜１６のエッチング処理のた
めのエッチングガスとして、C₄F₈およびO₂を含むエッチ
ングガス、HBr およびCF₄ を含むエッチングガス、また
はCH₂F₂ 、CF₄ およびHeを含むエッチングガスのいずれ
かを用いる。

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ＩＣ（集積
回路）のような半導体装置の製造方法に関し、特に、リ
ソグラフィ技術を利用した半導体装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＩＣの製造技術にリソグラフィ法
がある。リソグラフィ法は、デバイスパターンや回路パ
ターンを半導体基板に転写する技術方法であり、ＭＯＳ
トランジスタ等の半導体素子のゲート、ＤＲＡＭのマト
リクスを構成するワード線あるいはビット線のような導
電部の形成に用いられている。このリソグラフィ法で
は、一般的には、半導体基板上に導電層が形成され、こ
の導電層上に有機系フォトレジスト層が形成される。こ
のフォトレジスト層がフォトマスクを経て選択的に露光
を受け、その後、現像処理を受けることにより、導電層
上に所定形状のレジストパターンが形成される。このレ
ジストパターンをマスクとするエッチング処理により、
所望の導電部が形成される。

【０００３】ところで、集積化の要求の増大に伴って、
例えばゲート幅が０．２〜０．２３μｍという微細幅の
加工が要求されている。このような微細な加工を要求さ
れるリソグラフィ技術では、フォトマスクを用いたフォ
トレジスト層の選択露光時に、フォトレジスト層下の導
電層からの反射光が露光の解像度を低下させる原因とな
ることから、この反射光が微細加工の妨げとなる。

【０００４】そこで、導電層と、フォトレジスト層との
間にアモルファスカーボン層を介在させ、このアモルフ
ァスカーボン層を反射防止膜として利用すると共に、こ
のアモルファスカーボンをその下層である導電層のエッ
チングマスクとして利用する技術が提案されている。

【０００５】この従来の技術によれば、アモルファスカ
ーボン層上に有機系フォトレジスト層でレジストパター
ンを形成する際、フォトレジスト層下のアモルファスカ
ーボンが露光を効果的に吸収することから、アモルファ
スカーボン自体での露光の反射が防止されしかもその下
の導電層からの光の反射が防止され、これにより露光時
の反射光による解像度の低下が防止される。従って、フ
ォトレジスト層で高解像度のレジストパターンを得るこ
とができる。また、アモルファスカーボン層のレジスト
パターンに対応して残された部分をマスクとして、導電
層にエッチング処理を施し、所望形状の導電部を形成し
た後、アモルファスカーボンの導電部上に残るマスク部
分を除去することができることから、導電部上の残存物
による導電部の実質的な高さ寸法の増大を招くことはな
い。従って、この導電部上に形成される層間絶縁膜の平
坦化を図る上で、有利となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このアモルファスカー
ボン層を反射防止膜として利用する前記したような従来
の方法では、アモルファスカーボン層は、フォトレジス
ト層からなるレジストパターンをマスクとするドライエ
ッチング処理により、所望パターンに対応して選択的な
除去を受ける。

【０００７】しかしながら、このドライエッチングに使
用されるエッチンガスとして、従来では、SF₆ のような
Ｆ系、CClF₃ のようなＣｌ−Ｆ系あるいはHCl のような
Ｃｌ系のエッチングガスが用いられていた。このような
エッチングガスは、いずれも除去すべきアモルファスカ
ーボン層の、フォトレジスト層からなるレジストパター
ンに対するエッチング速度比すなわち選択比（アモルフ
ァスカーボン層／フォトレジスト層）が僅かに０．３と
いう極めて小さい値を示すに過ぎない。

【０００８】この選択比は、大きければ大きいほど、除
去すべきアモルファスカーボン層がマスクであるフォト
レジスト層に比較して除去され易く、従って、高い精度
でのエッチング処理が容易となる。そのため、より高い
選択比でアモルファスカーボン層にエッチングを施し、
これにより高精度の加工を比較的容易に行い得る半導体
装置の製造方法が望まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。〈構成〉本発明は、半導体基板上に導電層を形成するこ
と、該導電層上に炭素を含む反射防止膜層を形成するこ
と、該反射防止膜上に有機系フォトレジスト層を形成す
ること、該フォトレジスト層の選択的露光および現像に
より、該フォトレジスト層から成る所定形状のレジスト
パターンを形成すること、該レジストパターンをマスク
として、エッチングガスを用いて反射防止膜に選択的な
エッチング処理を施すこと、該反射防止膜の残存する部
分をマスクとして、導電層に選択的なエッチング処理を
施して半導体基板上に所望の導電部を形成することを含
む半導体装置の製造方法において、反射防止膜のエッチ
ング処理のためのエッチングガスとして、C₄F₈およびO₂
を含むエッチングガス、HBr およびCF₄ を含むエッチン
グガス、またはCH₂F₂ 、CF₄ およびHeを含むエッチング
ガスのいずれかを用いたことを特徴とする。

【００１０】本発明に係る製造方法では、炭素を含む反
射防止膜のエッチング処理のためのエッチングガスとし
て用いられる、C₄F₈およびO₂を含むエッチングガス、HB
r およびCF₄ を含むエッチングガス、またはCH₂F₂ 、CF
₄ およびHeを含むエッチングガスのいずれのエッチング
ガスについても、除去すべき反射防止膜の、フォトレジ
スト層からなるレジストパターンに対する選択比（反射
防止膜／フォトレジスト層）は、従来の０．３よりも大
きな値を示す。

【００１１】従って、このようなエッチングガスを用い
ることにより、反射防止膜によって、フォトレジスト層
からなるレジストマスクに対応した高精度のエッチング
マスクを従来に比較して容易に形成することができる。

【００１２】炭素を含む反射防止膜として、従来のアモ
ルファスカーボンの他、炭素を含む、ＢＡＲＣ（bottom
anti reflective coat ）と呼ばれる反射防止膜を用い
ることができるが、反射防止膜を容易に製造する上で、
アモルファスカーボンを用いることが望ましい（請求項
２に対応）。

【００１３】アモルファスカーボンからなる反射防止膜
の選択的な除去のためのエッチングガスとして、C₄F₈お
よびO₂を含むエッチングガスを用いるとき、C₄F₈および
O₂のそれぞれの流量を、例えば１０sccmおよび２０sccm
とすることができる（請求項３に対応）。この条件下
で、ドライエッチング装置の種類等に応じた種々の運転
条件の適正な設定により、アモルファスカーボンのフォ
トレジスト層からなるレジストマスクに対する選択比は
０．４の値を得ることができる。

【００１４】また、前記した反射防止膜のエッチングガ
スとして、HBr 、CF₄ およびHeを含むエッチングガスを
用いるとき、HBr 、CF₄ およびHeのそれぞれの流量を例
えばそれぞれ３０sccm、１００sccmおよび１００sccmと
することができる（請求項４に対応）。この条件下で、
前記したと同様なドライエッチング装置の種類等に応じ
た運転条件の適正な設定により、前記したと同様な選択
比として、０．６というさらに大きな値を得ることがで
きる。

【００１５】さらに、前記した反射防止膜のエッチング
ガスとして、CH₂F₂ 、CF₄ およびHeを含むエッチングガ
スを用いるとき、CH₂F₂ 、CF₄ およびHeの流量は、それ
ぞれ３０sccm、１００sccmおよび１００sccmとすること
ができる（請求項５に対応）。この条件下で、前記した
と同様なドライエッチング装置の種類等に応じた運転条
件の適正な設定により、前記したと同様な選択比とし
て、０．６という大きな値を得ることができる。

【００１６】レジストパターンに対応して残された反射
防止膜層の残存部分をマスクとして、導電層にエッチン
グ処理を施し、所望形状の導電部を形成した後、この導
電部上に残る反射防止膜の残存部分が除去される。この
残存部分の除去について、通常のアッシングすなわち灰
化処理を適用することができる。この灰化処理では、O₃
を含むエッチングガスを用いることが望ましい（請求項
６に対応）。

【００１７】導電部上の反射防止膜の残存部分を灰化す
るために、O₂のみからなるエッチングガスを用いること
ができるが、このO₂ガスは、半導体基板に対して、反射
防止膜に対すると同じようなエッチング特性を示すこと
から、反射防止膜の残存部分を灰化するときに半導体基
板に損傷を与えるおそれがある。これに対し、O₃を含む
エッチングガスは、導電部上に残存するマスク部分を効
果的に剥離させることから、半導体基板に大きな損傷を
与えることなく、不要になった反射防止膜すなわち導電
部に残存するマスク部分を効果的に除去することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。〈具体例〉図１は、本発明に係る半導体装置の製造方法
をＭＯＳトランジスタの製造に適用した例を示す。例え
ばシリコンから成る半導体基板１０上には、図１（ａ）
に示すように、素子を形成するための活性領域１１が素
子分離領域１２により区画される。この活性領域１１お
よび素子分離領域１２は、従来よく知られたＬＯＣＯＳ
法により、形成することができる。活性領域１１上に
は、後述するゲートのためのゲート酸化膜が形成される
が、図面の簡素化のために、このゲート酸化膜は省略さ
れている。

【００１９】半導体基板１０の活性領域１１および素子
分離領域１２上には、ゲートのための導電層１３（１４
および１５）が形成される。図示の例では、図１（ｂ）
に示されているように、導電層１３は、例えばリンを添
加した約１０００Ａ゜の厚さ寸法を有するポリシリコン
層１４と、該ポリシリコン層上に形成された１０００Ａ
゜の厚さ寸法を有するタングステンシリサイド層１５と
からなる積層構造を備える。ポリシリコン層１４および
タングステンシリサイド層１５は、従来よく知られてい
るように、化学気相成長法およびスパッタ法によりそれ
ぞれ形成することができる。

【００２０】導電層１３上には、例えばスパッタ法によ
り、約２０００Ａ゜の厚さ寸法を有するアモルファスカ
ーボン層１６が形成される。さらに、アモルファスカー
ボン層１６上には、例えばスピンコート法により、約６
０００Ａ゜の厚さ寸法を有する従来よく知られた有機系
のフォトレジスト層１７が形成される。このフォトレジ
スト層１７上に所望のレジストパターンを有するフォト
マスク１８を配置した状態で、フォトレジスト層１７
は、例えばエキシマレーザ装置を光源として露光を受け
る。

【００２１】このフォトマスク１８を用いたフォトレジ
スト層１７の選択的な露光に際し、アモルファスカーボ
ン層１６は露光によるレーザ光を効果的に吸収しかつタ
ングステンシリサイド層１５からの反射光を効果的に吸
収する反射防止膜として機能する。従って、フォトレジ
スト層１７は、反射光等による散乱によるぼやけを生じ
ることなく、高い解像度で露光を受ける。

【００２２】フォトマスク１８を用いたフォトレジスト
層１７の選択的な露光の後、フォトレジスト層１７上の
フォトマスク１８が除去される。その後、フォトレジス
ト層１７が従来よく知られた現像処理を受ける。この現
像処理により、図１（ｃ）に示すように、アモルファス
カーボン層１６上には、フォトレジスト層１７の残部に
よって、例えば約０．２５μｍのレジスト配線パターン
１７ａが形成される。その後、レジスト配線パターン１
７ａをエッチングマスクとして、アモルファスカーボン
層からなる反射防止膜１６が選択的に除去される。

【００２３】図２には、この反射防止膜１６の選択的除
去に使用されるドライエッチング装置１９の一例が概略
的に示されている。図２に示すドライエッチング装置１
９は、従来よく知られたマグネトロンＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）装置であり、そのハウジング２０によ
り規定される反応室２１には、従来におけると同様に、
上部電極２２および下方電極２３が互いに間隔をおいて
配置されている。

【００２４】反応室２１には、エッチングガスを導入す
る導入管２４が接続され、また、排気管２５が接続され
ている。導入管２４から反応室２１内に導かれた反応性
のエッチングガスは、下方電極２３に適用される高周波
電力２６により、活性化される。この活性化ガスによ
り、下方電極２３上に配置された半導体基板１０の反射
防止膜１６がエッチングを受ける。マグネトロンＲＩＥ
装置１９では、従来よく知られているように、活性化ガ
スのプラズマを反応室２１の中央部に閉じこめるため
に、ハウジング２０を取り巻いて配置される回転磁石装
置２７の回転磁界が利用される。

【００２５】本発明に係る製造方法では、導入管２４を
経て反応室２１内に導入されるエッチングガスとして、
C₄F₈およびO₂からなるエッチングガスが用いられた。こ
のエッチングガスは、C₄F₈およびO₂の流量がそれぞれ１
０sccmおよび２０sccmとなるように、約１２０秒間、反
応室２１内に導入される。このときのドライエッチング
装置１９は、その一例として、反応室２１内の圧力が２
０ｍTorr、高周波電力２６が１４００Ｗ、回転磁石装置
２７の回転速度が２０ｒｐｍ、下方電極２３の温度が２
０℃の運転状況下で運転された。

【００２６】C₄F₈およびO₂からなるエッチングガスは、
前記した運転状況下で、除去すべき反射防止膜１６の、
フォトレジスト層１７からなるレジストパターン１７ａ
に対する選択比（反射防止膜１６／フォトレジスト層１
７）が、従来の０．３よりも大きな０．４という値を示
した。この大きな選択比は、従来に比較して、容易にし
かも高精度でのレジスト配線パターン１７ａに沿った反
射防止膜１６の選択的除去を可能とする。従って、図１
（ｄ）に示すとおり、レジスト配線パターン１７ａ下
に、従来よりも容易かつ高い精度で、このレジスト配線
パターン１７ａに対応する反射防止膜１６の残存部分１
６ａを残すことができる。

【００２７】反射防止膜１６の残存部分１６ａ上のレジ
スト配線パターン１７ａは、例えばこの残存部分１７ａ
を硫酸と過酸化水素水との混合液に、約２０分間浸すこ
とにより除去することができ、その後の水洗いにより、
図１（ｅ）に示されているように、導電層１３上に反射
防止膜１６の残存部分１６ａからなる適正なエッチング
マスクを形成することができる。

【００２８】図３は、反射防止膜１６の残存部分１６ａ
をマスクとして、導電層１３を部分的に除去するのに好
適なドライエッチング装置２８の一例を示す。図３に示
されたドライエッチング装置２８は、従来よく知られた
有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置である。この
ドライエッチング装置２８によれば、導入管２４を経て
反応室２９内に導入されたエッチングガスは、導波管３
０を経て導入されるマイクロ波と、反応室２９を取り巻
いて配置され、直流電流の供給を受ける一対のソレノイ
ドコイル３１Ａおよび３１Ｂにより起生される磁場との
相互作用によって、活性化され、高周波電力３２の供給
を受けるステージ３３上の半導体基板１０に有効に向け
られる。

【００２９】反射防止膜１６の残存部分１６ａをマスク
とするタングステンシリサイド層１５の選択エッチング
では、反応室２９内の圧力が５ｍTorr、高周波電力３２
が５０Ｗ、ソレノイドコイル３１Ａへの供給電流が２０
Ａ、ソレノイドコイル３１Ｂへの供給電流が５Ａ、ステ
ージ３３の温度が２０℃の運転状況下で、Cl₂ からなる
エッチングガスが、約２０秒間、反応室２９に導入され
た。この第１のステップで、導電層１３のタングステン
シリサイド層１５がマスク１６ａに対応して部分的に除
去される。

【００３０】続いて、第２のステップで、反応室２９内
の圧力が５ｍTorr、高周波電力３２が３０Ｗ、ソレノイ
ドコイル３１Ａへの供給電流が２０Ａ、ソレノイドコイ
ル３１Ｂへの供給電流が５Ａ、ステージ３３の温度が２
０℃の運転状況下で、Cl₂ およびO₂からなるエッチング
ガスが、それぞれ９５sccmおよび５sccmの流量で約２０
秒間、反応室２９に導入された。この第２のステップ
で、タングステンシリサイド層１５下のポリシリコン層
１４がマスク１６ａに対応して部分的に除去される。さ
らに、第３のステップで、ポリシリコン層１４がオーバ
エッチングを受ける。その条件の一例は、高周波電力３
２が２０Ｗであること以外は、第２のステップと同一で
ある。

【００３１】この第１〜第３のステップにより、導電層
１３の選択的除去が完了する。導電層１３上に残存する
マスク１６ａが除去された後、半導体基板１０は、例え
ば硫酸と過酸化水素水との混合液で洗浄を受け、その後
例えば１％のフッ酸水で約３０秒間の洗浄を受けること
により、図１（ｆ）に示されているように、ポリシリコ
ン層１４およびタングステンシリサイド層１５のそれぞ
れの残存部分１４ａおよび１５ａからなるゲート１３ａ
が形成される。

【００３２】反射防止膜１６の残存部分であるマスク１
６ａの除去には、例えば図４に示されるようなダウンフ
ロー型のアッシング装置３４を用いることができる。ダ
ウンフロー型のアッシング装置３４では、従来よく知ら
れているように、ガス供給管３５を経て反応室３６内に
案内されたエッチングガスは、高周波電極３７および接
地電極３８間に供給される高周波電力３９の電界によ
り、接地されたステージ４０上の半導体基板１０に効率
的に向けられる。エッチングガスとして、O₂を例えば１
００sccmの流量で、反応室３６に約６０秒間、供給する
ことができ、そのとき反応室３６の圧力を５００ｍTor
r、高周波電力３９を６００Ｗとすることができる。

【００３３】図１（ｆ）に示されているように、半導体
基板１０上の導電部分であるゲート１３ａの形成後、例
えばイオン注入により、半導体基板１０のゲート１３ａ
の両側にソースおよびドレインが形成され、さらにＭＯ
Ｓに必要な各部が半導体基板１０に組み付けられ、ＭＯ
Ｓトランジスタが完成する。

【００３４】本発明に係る前記製造方法では、図１
（ｃ）に示したように、フォトレジスト層１７から成る
レジスト配線パターン１７ａをマスクとするドライエッ
チングによる反射防止膜１６の選択的除去に際し、部分
的に除去すべき反射防止膜１６の、フォトレジスト層１
７からなるレジストパターン１７ａに対する選択比が、
０．４という値を示すC₄F₈およびO₂からなるエッチング
ガスを用いることから、従来に比較して、容易にしかも
高精度でのレジスト配線パターン１７ａに沿った反射防
止膜１６の選択的除去を可能とし、容易かつ高精度のエ
ッチングマスク１６ａを形成することができる。従っ
て、この高精度のエッチングマスク１６ａを用いて、比
較的容易に高精度でゲート１３ａを形成することが可能
となることから、比較的容易に、信頼性に優れたＭＯＳ
トランジスタを形成することができる。

【００３５】アモルファスカーボンからなる反射防止膜
１６のエッチングガスとして、HBr、CF₄ およびHeを含
むエッチングガスを用いることができる。このHBr 、CF
₄ およびHeを含むエッチングガスを使用するドライエッ
チング装置として、図２に示したドライエッチング装置
１９あるいは図３に示したドライエッチング装置２８を
用いることができる。また、これらに代えて、図５に示
すような誘導結合型ドライエッチング装置４１を用いる
ことができる。

【００３６】図５では、誘導結合型ドライエッチング装
置４１の図３に示したと同じ機能部分には、これと同一
の参照符号が付されている。誘導結合型ドライエッチン
グ装置４１では、回転磁石装置に代えて、交流電力４２
の供給を受け、石英から成る透過窓４３上に配置された
渦巻き状のコイル２７で起生される磁界により、プラズ
マの封じ込め作用が図られている。

【００３７】誘導結合型ドライエッチング装置４１を用
いた例では、HBr 、CF₄ およびHeの流量がそれぞれ３０
sccm、１００sccmおよび１００sccmとなるように、それ
らの混合ガスが約１４０秒間、反応室２９内に導入され
た。このときのドライエッチング装置４１の運転条件
は、反応室２９内の圧力が１０ｍTorr、高周波電力４２
が５００Ｗ、高周波電力３２が１００Ｗ、ステージ３３
の温度が２０℃であった。

【００３８】このとき、HBr 、CF₄ およびHeからなるエ
ッチングガスは、除去すべき反射防止膜１６の、フォト
レジスト層１７からなるレジストパターン１７ａに対す
る選択比（反射防止膜１６／フォトレジスト層１７）と
して、さらに大きな０．６という値を示した。

【００３９】さらに、図５に示した誘導結合型ドライエ
ッチング装置４１を用いて反射防止膜１６を選択的に除
去するために、CH₂F₂ 、CF₄ およびHeを含むエッチング
ガスを用いることができる。CH₂F₂ 、CF₄ およびHeの流
量は、それぞれ３０sccm、１００sccmおよび１００sccm
であり、それらの混合ガスが約１４０秒間、反応室２９
内に導入された。誘導結合型ドライエッチング装置４１
のその他の運転条件は、前記したHBr 、CF₄ およびHeか
らなるエッチングガスの例におけると同一である。

【００４０】このCH₂F₂ 、CF₄ およびHeからなるエッチ
ングガスは、これを用いた反射防止膜１６の選択的な除
去に際し、フォトレジスト層１７に対して０．６という
大きな選択比を示した。

【００４１】反射防止膜１６の選択的な除去によってマ
スク１６ａを得るとき、そのエッチング作業の終了時点
をモノクロメータによる反応室のガス観察で判定するこ
とができる。このエッチングの終了時点は、モノクロメ
ータの観察による炭素の発光の消滅により判定すること
ができるが、炭素の発光波形は顕著なピークを示さず、
明確な判定が容易ではない。従って、反射防止膜１６の
下地であるタングステンシリサイド層１５からの発光で
ある４０５ｎｍの波長の発光の観測をもって、反射防止
膜１６のエッチング作業の終了とすることが望ましい。
これにより、高い再現性で以て、均質なマスク１６ａを
形成することができる。

【００４２】図５に示した誘導結合型ドライエッチング
装置４１を用いたHBr 、CF₄ およびHeからなるエッチン
グガスによる前記したマスク１６ａの形成後、この誘導
結合型ドライエッチング装置４１を用いて、引き続き、
反応室２９内で、タングステンシリサイド層１５および
ポリシリコン層１４のエッチングを行うことができる。

【００４３】誘導結合型ドライエッチング装置４１を用
いたタングステンシリサイド層１５およびポリシリコン
層１４のエッチングでは、反応室２９内の圧力が３ｍTo
rr、高周波電力４３が３００Ｗ、高周波電力３２が２５
０Ｗ、ステージ３３の温度が２０℃の運転状況下で、Cl
₂ およびO₂からなるエッチングガスが、それぞれ１８sc
cmおよび２sccmの流量で、約３０秒間、反応室２９に導
入された。

【００４４】このエッチングガスの導入により、タング
ステンシリサイド層１５およびポリシリコン層１４がエ
ッチングを受け、続いて、導電層１３の下層であるポリ
シリコン層１４のオーバエッチングのために、反応室２
９内の圧力が５ｍTorr、高周波電力４２が２５０Ｗ、高
周波電力３２が８０Ｗ、ステージ３３の温度が２０℃の
運転状況下で、Cl₂ およびO₂からなるエッチングガス
が、それぞれ１６sccmおよび４sccmの流量で、約３０秒
間、反応室２９に導入された。このポリシリコン層１４
のオーバエッチングにより、ゲート１３ａが形成され
る。

【００４５】このように、運転条件およびエッチングガ
スを代えることにより、単一の誘導結合型ドライエッチ
ング装置４１によって、反射防止膜１６からなるマスク
１６ａの形成および導電層１３からなるゲート１３ａの
形成が可能となる。従って、半導体装置の製造に要する
作業時間の短縮化により、生産性の向上を図ることがで
きる。

【００４６】反射防止膜１６の残存部分であるマスク１
６ａの除去には、図４に示されたダウンフロー型のアッ
シング装置３４の説明に沿って、エッチングガスとし
て、O₂を用いた例を示した。このエッチングガスとし
て、O₂とO₃との混合ガスを用いることができる。

【００４７】図６は、O₂とO₃との混合ガスを用いるアッ
シング装置４４の一例を概略的に示す断面図である。図
６に示されたアッシング装置４４は、いわゆるオゾンア
ッシャーと呼ばれているアッシング装置４４であり、こ
のアッシング装置４４では、ハウジング２０により規定
されかつ排気管２５を経て排気を受ける反応室３６内の
ステージ４０上に配置された半導体基板１０へ向けて、
ガスシャワーヘッド４５からO₂とO₃との混合ガスが吹き
付けられる。このとき、ステージ４０の温度は約３００
℃に保たれる。また、混合ガスが２０リトル／分の流量
で供給されるとき、その混合ガス中のO₃の割合は１００
ｇ／ｍ³ であり、この混合ガスが、半導体基板１０へ向
けて、約１２０秒間、吹き付けられる。

【００４８】O₂とO₃との混合ガスの吹き付けにより、半
導体基板１０上に残存するマスク１６ａが除去された
後、浄化処理として、半導体基板１０は硫酸および過酸
化水素水の混合液に浸けられ、その後、さらに０．３％
フッ酸水に約２０秒間浸けられる。

【００４９】マスク１６ａの灰化に使用されるO₃を含む
エッチングガスは、導電部であるゲート１３ａ上に残存
するマスク１６ａを効果的に剥離させる。従って、マス
ク１６ａの灰化後、半導体基板１０の浄化処理に用いる
フッ酸水の濃度およびフッ酸水での処理時間の短縮化を
図ることができる。

【００５０】フッ酸水での処理は、活性領域１１上で、
ゲート１３ａ下に形成される前記ゲート酸化膜（図示せ
ず）を浸食する等、このゲート酸化膜に損傷を与えるお
それがある。しかしながら、マスク１６ａの灰化にO₃を
含むエッチングガスを用いることにより、浄化処理に用
いるフッ酸水の濃度およびフッ酸水での処理時間の短縮
化を図ることができることから、前記ゲート膜への損傷
を確実に防止することができ、これによりこのゲート膜
を含む半導体装置の作動の信頼性を高めることが可能と
なる。

【００５１】前記したところでは、各装置１９、２８、
３４、４１および４４およびそれらの運転条件の一例に
沿って説明したが、これらの装置に限らず、本発明に係
る方法は、種々のドライエッチング装置を、種々の適正
な運転条件で使用することにより、実施することができ
る。また、エッチングガスの成分に、必要に応じて種々
の添加成分を付加することができる。さらに、半導体基
板上にＭＯＳトランジスタのゲートを形成する例につい
て説明したが、本発明は、これに限らず、例えば半導体
記憶装置のワード線、ビット線あるいはポリシリコンの
単層、アルミニゥム、タングステンおよびチタンニッケ
ルのような種々の金属配線あるいは多層配線のような導
電部の形成に適用することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る製造方法では、前記したよ
うに、炭素を含む反射防止膜のエッチング処理のための
エッチングガスは、除去すべき反射防止膜の、フォトレ
ジスト層からなるレジストパターンに対する選択比が従
来に比較して大きな値を示すことから、反射防止膜によ
るエッチングマスクの形成時に、従来に比較して高精度
のマスクを容易に形成することが可能となる。従って、
本発明によれば、半導体基板上に、ゲートあるいは多層
配線のような導電部を従来に比較して容易かつ高精度で
形成することができ、これにより半導体装置の信頼性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の各工程を
示す断面図である。

【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法で反射防止
膜のエッチングに使用されるエッチング装置を概略的に
示す断面図である。

【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法で導電層の
エッチングに使用される他のエッチング装置を概略的に
示す断面図である。

【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法で反射防止
膜の灰化による除去に使用されるアッシング装置を概略
的に示す断面図である。

【図５】本発明に係る半導体装置の製造方法で反射防止
膜のエッチングに使用されるさらに他のエッチング装置
を概略的に示す断面図である。

【図６】本発明に係る半導体装置の製造方法で反射防止
膜の灰化による除去に使用される他のアッシング装置を
概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０半導体基板１３導電層１６反射防止膜（アモルファスカーボン層）１６ａマスク１７フォトレジスト層１７ａレジスト配線パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に導電層を形成すること、
該導電層上に炭素を含む反射防止膜層を形成すること、
該反射防止膜上に有機系フォトレジスト層を形成するこ
と、該フォトレジスト層の選択的露光および現像によ
り、該フォトレジスト層から成る所定形状のレジストパ
ターンを形成すること、該レジストパターンをマスクと
して、エッチングガスを用いて前記反射防止膜に選択的
なエッチング処理を施すこと、該反射防止膜の残存する
部分をマスクとして、前記導電層に選択的なエッチング
処理を施して前記半導体基板上に所望の導電部を形成す
ることを含む半導体装置の製造方法であって、前記反射
防止膜のエッチング処理のためのエッチングガスとし
て、C₄F₈およびO₂を含むエッチングガス、HBr 、CF₄お
よびHeを含むエッチングガス、またはCH₂F₂ 、CF₄ およ
びHeを含むエッチングガスのうちのいずれか一つの前記
エッチングガスを用いたことを特徴とする、半導体装置
の製造方法。
【請求項２】前記反射防止膜層は、アモルファスカー
ボンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】前記反射防止膜のエッチング処理には、
C₄F₈およびO₂を含むエッチングガスが用いられ、C₄F₈お
よびO₂の流量はそれぞれ１０sccmおよび２０sccmである
ことを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】前記反射防止膜のエッチング処理には、
HBr 、CF₄ およびHeを含むエッチングガスが用いられ、
HBr 、CF₄ およびHeの流量はそれぞれ３０sccm、１００
sccmおよび１００sccmであることを特徴とする請求項２
記載の製造方法。
【請求項５】前記反射防止膜のエッチング処理には、
CH₂F₂ 、CF₄ およびHeを含むエッチングガスが用いら
れ、CH₂F₂ 、CF₄ およびHeの流量は、それぞれ３０scc
m、１００sccmおよび１００sccmであることを特徴とす
る請求項２記載の製造方法。
【請求項６】前記導電部の形成後、該導電部上に残存
する前記反射防止膜を、O₃を含むエッチングガスで灰化
することを特徴とする請求項２記載の製造方法。