JPH0227713A

JPH0227713A - タングステン膜のパターニング方法、ｘ線マスクの製造方法及び配線パターンの形成方法

Info

Publication number: JPH0227713A
Application number: JP63176709A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hori; 勝堀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1990-01-30

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、タングステンの微細パターンを形成するため
のタングステン膜のパターニング方法に係わり、さらに
これを利用したＸマスクの製造方法及び配線パターンの
形成方法に関する。

（従来の技術）近年、光露光によるパターン微細化の限界を打破るもの
として、光に比べて波長の短いＸ線を利用したＸ線リソ
グラフィが注目されている。このＸ線リングラフィでは
、光を用いた露光法とは異なり、所定のパターンを縮小
させて転写するような技術は現在のところない。そこで
、Ｘ線を選択的に透過するＸ線マスクをＸ線源と露光対
象物との間に配置し、このマスクをＸ線束で一括照射す
ることにより露光対象物表面上に転写パターンを得ると
云う、所謂１：１：の等倍転写方式が採られている。

従って、等倍マスクパターンの精度（位置１寸法）がそ
のままデバイス精度になるため、Ｘ線マスクのパターン
は最小線幅の１０分の工程度の位置精度が要求される。

また、Ｘ線源としてはＳＯＲ光（シンクロトロン放射光
）が本命とされているため、強力なｘ４１に対してダメ
ージを受けない構造でなければならない。さらに、線幅
が０，５μｍから始まって将来は０．１μｍへ向かうた
めには、Ｘ線マスク上のパターンにおける縦横比が大き
くなり、種々の製作上困難が増大してくる。即ち、Ｘ線
露光法においては、実用的なＸ線マスクの構造並びにＸ
線マスク製造方法の開発が実用化への最も重要な鍵とな
っている。

Ｘ線マスクの構成は、一般には、軟Ｘ線に対する吸収率
の大きな材料で形成したマスクパターン（Ｘ線吸収体パ
ターン）と、これを支えるための軟Ｘ線に対する吸収率
の特に小さな材料でできた薄膜（メンブレン）の他、こ
のメンブレンが極めて薄くて機械的に弱い故にこれを支
える支持枠を必要として構成される。

第４図は従来のＸ線マスク製造プロセスの一例を示す断
面図である（Ｊ、Ｖａｅ、Ｓｃ１．Ｔｅｃｈｎｏｌ、　
２１．４（１９８２）、Ｐ、１（１１７）　、まず、第
４図（ａ）に示す如く、Ｓｔ基板４０上にＬＰＣＶＤ法
により内部応力５〜１５Ｘ　１０８ｄｙｎ／ｃｍ　２の
ＳｉＮ膜４］を形成し、さらにＳｔ基板４０の裏面側に
も薄いＳｉＮ膜４２を形成する。ここで、ＳｉＮ膜４１
がＸ線を透過する薄膜（メンブレン）となる。メンブレ
ンとしては、Ｘ線を透過し且つアライメント光（可視赤
外光）に対する透過性に優れ、引張り応力を有する自立
支持膜でなければならない。現在、ＢＮ。

Ｓｔ、ＳＬＣ，Ｔｉ等が報告されている。

次いで、第４図（ｂ）に示す如く、裏面側のＳｉＮ膜４
２の中央部を開口したのち、表面側のＳｉＮ＠４１上に
Ｘ線吸収体としてＷ膜４３を形成する。Ｘ線吸収体薄膜
としては、露光波長におけるＸ線吸収係数が大きいこと
、内部応力が低いこと、微細加工が容易であることが要
求される。

現在、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、ＷＮ、等が報告されており、内
部応力としてＩ　Ｘ　１０８ｄｙｎ／ａｍ２の低応力が
不可欠なため、一般にスパッタリング法、プラズマＣＶ
Ｄ法、熱・ＣＶＤ法、メツキ法等により応力コントロー
ルして堆積される。

次いで、第４図（ｃ）に示す如く、Ｗ膜４３上に応力コ
ントロールした５ｉｎ２膜４４をスパッタリング法によ
り形成する。続いて、ＳＬＯ□膜４４上に電子ビーム描
画用レジスト４５を塗布したのち、レジスト４５に電子
ビーム描画法によりパターンの描画を行い、レジスト４
５に所望のパターンを開口する。ここで、Ｘ線吸収体パ
ターンは縦横比が大きく且つ断面が垂直であることが要
求されるために、レジスト／中間層／Ｗと云う２層或い
は３層構造が用いられている。

次いで、第４図（ｄ）に示す如く、レジスト４５をマス
クとして５ｉｎ２膜４４を選択エツチングする。その後
、第４図（ｅ）に示す如く、レジスト４５及び５ｉｎ２
膜４４をマスクとしてＷ膜４３を選択エツチングする。

つまり、ＷパターンはＳｉＯ□膜４４膜中４マスクとし
てドライエツチング法で形成される。この際、エツチン
グ法としては、マスク材との適当なエツチング選択比が
とれること、パターン変換差（被エツチング材とマスク
材の線幅の差）が小さく断面形状が垂直にエツチングさ
れること、堆積物や残渣が生じないこと、エツチングの
安定性・再現性がよいこと等が条件である。

最後に、第４図（ｆ’）に示す如く、裏面よりＫＯＨ等
のウェットエツチング法により、ＳｉＮ膜４２をマスク
としてＳｉ基板４０をエツチングすることにより、Ｘ線
マスクが完成することになる。

上述の如く複雑な工程を用いて形成されるＸ線マスクの
製造工程の中で最も困難となるべきものは、Ｘ線吸収体
としてのＷ膜４３の微細加工である。現在、Ｘ線マスク
用重金属の微細パターンのエツチングの例として、スパ
ッタリングにて形成したＷに　０．２μｍパターンをエ
ツチングした例が報告されている（例えば、Ｊ、Ｖａｃ
、Ｓｃ１．ＴｅｃｈｎＯｌ　。

２１．４（１９８２）　、Ｐ４Ｏ１０又はＪ、Ｖａｃ、
Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、　Ｂ（５）　（１９８７）、
Ｐ２Ｓ５）。この報告例では、Ｗのエツチングマスク材
料としてＮｉを用い、ＣＢｒＦ、ガスにてＷのエツチン
グを行っている。

しかしながら、垂直側壁を持つＷの微細パターン形成に
は、低圧力における垂直イオン入射が大きくなる反応性
イオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）技術を用いなければなら
ない。低圧力では、Ｗのエツチング速度は非常に小さく
、Ｗのエツチングマスクとなり得るマスクとのエツチン
グ選択比を大きくとることが困難である。実際、前記報
告例（ＷのエツチングマスクとしてＳｉＯ２やＮｉを用
いた例）でのＷのエツチング形状は垂直ではなく、パタ
ーンの中央壁がサイドエツチングされていたり、Ｗパタ
ーンに大きなテーパが生じている。このような形状は、
Ｘ線露光により転写されたときの転写パターンに大きく
影響し、高精度のパターン転写は不可能である。

なお、Ｗパターンのサイドエツチングやテーパが生じる
のは、エツチングマスク材料であるＳｉＯ□或いはＮｉ
がイオン衝撃に弱く容易に高いエネルギーを持つＦイオ
ン等によってスパッタエツチングされてしまうためであ
る。従って、エツチングマスク材料自体にテーパが生じ
、パターンが劣化する。これをマスクとしてＷ膜をエツ
チングしているため、同時にＷ膜も良好な微細パターン
形状が得られない。また、このようなスパッタエツチン
グ耐性に乏しいのみならずＳｉＯ２膜は、ＣＢ　ｒ　Ｆ
　Ｎより生じるＦイオンによりエツチングが進行してし
まうため、大きな選択比を得ることが困難である要因の
一つである。

一方、重金属のドライエツチングを行わないで、予めメ
ンブレン上に形成しておいた微細パターン中に金属をメ
ツキ法により埋込む方法が提案されている。しかし、こ
のメツキ法では多量のゴミ。

欠陥が発生し、更にパターン形成の工程数が多くなり、
実用的ではない。

（発明が解決しようとする課題）このように従来、Ｗ膜のパターニングに際して、Ｗとそ
のマスク材料とのエツチング選択比が小さく、またマス
ク材料のイオンスパッタ耐性が乏しいために、エツチン
グ中にマスク材料が劣化し、Ｗ膜を垂直な側壁を持って
高精度にパターニングすることは困難であった。

従って、Ｗ膜をＸ線吸収体層としたＸ線マスクの製造に
際して、Ｘ線吸収体パターンを精度良く形成することは
困難であり、Ｘ線リソグラフィの持つ高解像特性を十分
に生かすことはできなかった。また、Ｗ膜を配線材料と
して用いた場合、上記理由から配線パターンを精度良く
形成することは困難であった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、Ｗ膜を垂直な側壁を持って高精度に
微細加工することのできるタングステン膜のパターニン
グ方法を提供することにある。

また本発明の他の目的は、Ｘ線マスクにおけるＷ膜から
なるＸ線吸収体パターンを精度良く形成することができ
、Ｘ線リソグラフィを用いた次世代超ＬＳＩデバイスの
微細加工実現等に寄与し得るＸ線マスクの製造方法を提
供することにある。

さらに本発明のもう一つの目的は、Ｗ膜を用いた配線パ
ターンを高精度に実現し得る配線パターンの形成方法を
提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の骨子は、Ｗ膜を選択エツチングする際のエツチ
ングマスク材料として、Ａｔの酸化膜を用いることにあ
る。

本発明者等は、Ｗ、そのマスク材料としての各種材料に
対して、弗素系ガス及び塩素系ガスを用いた反応性イオ
ンエツチングを圧力、パワー等の条件を各種選択し、工
・シチング特性を調べたところ、次のような事実を見出
した。

即ち、Ｗ膜は弗素系ガスによりエツチングされるが、ｌ
／４μｍレベルでの微細加工が実現できるのは、圧力が
小さくパワーが大きい領域（即ち反応性イオンエツチン
グ法）であることが判明した。

このような領域では、エツチングは化学的なエツチング
機構よりもむしろ物理的なエツチング機構により進行す
る。また、Ａｌ膜のエツチングを行ったところ、Ａｌ膜
は塩素系ガスによりエツチングされるが弗素系ガスによ
っては全くエツチングされない。しかし、上記反応性イ
オンエツチングが生じている低圧力、パワーが大きな条
件の下では、弗素系ガスによりスパッタされてエツチン
グされ、Ａｌ膜のパターンにテーバが生じた。これは、
Ａｌ膜が弗素化合物を形成し難く容易に除去されないも
のの、スパッタリングのような物理的衝撃には耐性が小
さいためである。

一方、Ａｌ膜を酸化したＡ　Ｉ　２０３膜に対し弗素系
ガスにてエツチングを行ったところ、前記低圧力、パワ
ーが大きな反応性イオンエ・ソチング条件の下でも、全
く微細パターンの劣化が生じなかった。これは、Ａｌの
酸化物はヤング率が大きく強固安定な膜質に変化するた
め、スパッタリング効果に対して大きな耐性を示すから
である。さらに、Ａ　ｌ　２０３はＡｌｌ！ｉと同様、
弗素化合物を形成し難く容易に除去されないためである
。また、Ｗの酸化膜の弗素系ガスによる前記反応性スノ
く・ツタリング条件によるエツチング特性を調べたとこ
ろ、Ｗ膜のエツチング速度よりも大きくむしろエツチン
グされ易いことが判明した。

なお、Ａｔの酸化膜は上述したようにＷ膜のエツチング
マスクとしては有効であるが、Ａ　Ｉ　２膜３自体をパ
ターニングすることは難しい。即ち、Ａ　ｌ　２０３は
極めて安定な部材であり、レジストとのエツチング選択
比は極めて小さく、レジストをマスクに選択エツチング
しても高精度なノくターンは得られない。これに対し、
ＡＩはレジストとのエツチング選択比も十分大きく、レ
ジストをマスクに選択エツチングすることにより、精度
良（１パターンが得られるのである。

本発明はこのような点に着目し、タングステン膜をパタ
ーニングする方法、タングステン膜をＸ線吸収体とした
Ｘ線マスクの製造方法、及びタングステン膜を配線材料
とした配線）くターンの製造方法等において、タングス
テン膜上にアルミニウム膜を形成したのち、このアルミ
ニウム膜上にレジストパターンを形成しくレジスト／Ａ
　１　／Ｗの３層構造を形成し）、次いでこのレジスト
ノくターンをマスクとして異方性工・ソチング処理（例
えば、塩素系ガスを用いた反応性イオンエ・ソチング）
により前記アルミニウム膜を選択エツチングし、次いで
前記アルミニウム膜を酸化してアルミニウム酸化膜を形
成ししかるのちこのアルミニウム酸化膜をマスクとして
異方性工・ンチング処理（例えば、弗素系ガスを用いた
反応性イオンエ・ソチング）により前記タングステン膜
を選択工・ソチングするようにした方法である。

（作　用）本発明によれば、Ａ１の選択エツチングの際にはレジス
トをマスクとすることにより、ＡＩを高精度にパターニ
ングすることができ、Ｗの選択エツチングの際にはＡｌ
２Ｏ３をマスクとすることにより、Ｗを高精度にパター
ニングすることができる。しかも、Ａｌ２Ｏ３マスクは
ＡＩの酸化により、寸法変化を招くこともなく容易に形
成することができる。これにより、Ｗ膜の高精度な微細
加工が可能となる。

また、本発明をＸ線マスクの製造に適用した場合、次の
ような効果が得られる。従来、Ｗのエツチングマスクと
して５ｉｎ２を用いた場合、弗素系ガスによる反応性イ
オンエツチングでは、これらの選択比が小さくＳｉＯ２
はＷの膜厚と同程度の膜厚を必要としていた。しかし、
ＡＩの酸化膜はＷに対して大きなエツチング選択比を有
しており、僅か５００人程度でもＷ（膜厚０．５μｍ）
を容易にエツチングすることが可能である。エツチング
マスク膜の応力もＡｔの形成条件を最適化することによ
り、Ｗ膜と同程度の応力の小さなものを形成することが
可能であり、膜厚し非常に小さいことから、酸化工程に
より生じるＡＩ酸化膜の応力変化は、Ｗのパターン精度
に影響を与えない。

さらに、Ａｌの酸化膜はＸ線露光によりＸ線を照射した
場合、Ｘ線を吸収したＷ膜から、外部に放射されるオー
ジェ電子、光電子等の電子を吸収する電子吸収体層とし
て作用する。従って、この場合のＸ線マスクは格段に高
いマスクコントラストを呈することが可能である。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例よって説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わるＸ線マスクの製造工
程を示す断面図である。まず、第１図（ａ）に示す如く
、面方位（１００）、３インチＳｔウェハ１０上にＬＰ
ＣＶＤ法を用いて、Ｘ線透過薄膜（メンブレン）として
のＳｉＣ膜１１を成長した。成長には、誘導加熱式の減
圧ＣＶＤ装置を用いた。Ｓｉ原料にはトリクロロシラン
（ＳｉＨＣｌｉ）、Ｃ原料にはプロパン（Ｃ３Ｈ８）、
キャリアガスには水素（Ｈ２）の各ガスを用いた。各ガ
スの流量はマスフローコントローラで制御した。また、
Ｓ　ｉ　ＨＣｌ　３はＨ２でバブリングし、その一部を
マスフローコントローラを通してリアクタ内に導入する
形式を用いた。

最初に、高周波加熱方式を用いたＬＰＧＶＤ装置にてグ
ラファイトにＳｉＣをコートしたサセプタ上にＳｉ基板
１０を設置した。減圧下でＳｉ基板１０を１０５０℃ま
で昇温し、Ｈ２で希釈した１、５％ＨＣＩガスにて５分
間Ｓｉ基板１０を気相エツチングした。これにより、基
板表面に存在する自然酸化膜及び炭化水素系の汚染物を
除去し、Ｓｉ表面を清浄化した。その後、堆積圧力をキ
ャリアガスＨ２の流量により変化させてＳｉＣ膜１１の
堆積を行った。

ＳｉＣ膜１１の応力は、反応ガス５ｉＨＣ１゜とＣ３Ｈ
ｓの混合比及び堆積圧力により変化する。

本実験では、Ｃ，Ｈ，２００ｃｃ／１ｎ、　　Ｓ　ｉ　
ＨＣｌ　。

３１　／ｓｉｎ、　Ｈ２７Ｎ　／ｍｌｎ、成長圧力２０
０Ｐａの下で、基板温度１１００℃にて２　ｘ　１０９
ｄｙｎ／ａｍ　２の引張り応力を示すＳｉＣ膜１１の堆
積が可能であった。

また、このときのＳｉＣ膜１１の結晶性を評価したとこ
ろ、単結晶β−５ｉＣが成長していることが判明した。

次いで、ＳｉＣ膜１膜上１上Ｃスパッタリング装置によ
りＷのスパッタリングを行い、Ｘ線吸収体層としてのＷ
膜１２を０．５μｍ堆積させた。Ｗ膜１２の応力はＡ「
の圧力により大きく変化した。

印加電力３ＫＷ、Ａｒガス圧５０〜１００５Ｔｏｒｒの
範囲にて、Ｗ膜１２の応力は引っ張り応力で１×１０８
ｄｙｎ／ｃｍ２であった。続いて、Ｗをスパッタリング
したときと同じＤＣスパッタリング装置によりＡｌ膜１
３の堆積をＷ膜１２上に行った。Ａｔ膜１３の膜厚は５
００人である。Ａｔ膜１３の応力も、印加重力３ＫＷ、
Ａｒガス圧２０〜５０　ｍＴｏｒｒの範囲で引っ張り応
力１　ｘ　１０８ｄｙｎ／ｃｍ２以下に制御可能であっ
た。その後、ＡＩ膜１３上にレジスト（ＣＭＳ　：クロ
ロメチル化ポリスチレン）１４を０．５μｍ塗布した。

次いで、加速電圧２０ＫｅＶの可変成形ビームを用いた
電子ビームリソグラフィによりドーズｆｆｉ　１５０μ
ｃｌｃ１１１２にてレジスト１４を露光し、第１図（ｂ
）に示す如くレジスト１４に所望の開口（ｏ、２〜０．
５μｍのラインアンドスペース）を形成した。

次いで、第１図（Ｃ）に示す如く、レジスト１４をエツ
チングマスクとして用い、反応性イオンエツチングによ
りＡＩ膜１３の選択エツチングを行った。このとき、エ
ツチングガスとしてはＢＣｌ２＋ＣＩ２混合ガスを用い
、マイクロ波プラズマエツチングにてマイクロ波パワー
４５０ｗでエツチングした。

次いで、レジスト１４を剥離した後、第１図（ｄ）に示
す如く、Ａ１膜１３の酸化を行いＡｔ２０３膜１５を形
成した。この酸化は、０２雰囲気で３００℃の加熱処理
により行った。このとき、下地の露出したＷ表面への酸
化は僅かであった。

方、Ａ　ｌ＠１３は十分に酸化され、全域に渡りＡｌ２
Ｏ３膜１５へと改質した。

次いで、第１図（ｅ）に示す如＜、Ａｌ２Ｏ３膜１５を
マスクとして、’Ｓ　Ｆ　ｂガスを用いた反応性イオン
エツチング装置によりＷ膜１２の選択エツチングを行っ
た。エツチング圧力５ＩＩＴｏｒｒ、高周波電力２００
ＷにてＷ膜１２の異方性エツチングが可能であった。こ
のとき、エツチングマスクとして用いたＡｌ２Ｏ］膜１
５は殆どエツ、チングされなかった。また、パターン形
状には顕著なテーパーは生じず、良好なエツチングマス
クとして作用することが明らかであった。これにより、
Ａｌ２Ｏ３膜／Ｗ膜の構造を持つ線幅０．２〜０．５μ
ｍのラインアンドスペースの微細パターンが形成された
。

最後に、第１図（ｆ’）に示す如く、Ｓｉウェハ１０の
中央部をバックエツチングした。これにより、ＳｉＣ膜
１１をメンブレン、Ｗ膜１２をＸ線吸収体層、さらにＡ
　Ｉ　２０３　ＭＡ　１５を電子吸収体層とするＸ線マ
スクが完成することになる。

かくして作成されたＸ線マスクは、Ｘ線吸収体層となる
Ｗ膜１２の微細パターンが垂直形状で形成されるので、
高精度のパターン転写が可能である。また、Ｗ膜１２上
にＡ１の酸化膜１５が形成されており、この酸化膜１５
がＸ線照射の際に生じる２次電子又はオージェ電子の吸
収体層として作用するため、高コントラストの微細パタ
ーン転写も可能である。また、本発明者等の実験によれ
ば、上記Ｘ線マスクを通してＳＯＲによる転写を行った
結果、０．２〜０．５μｍラインアンドスペースがレジ
スト上に形成されたのを確認した。

第２図は本発明の他の実施例を説明するための断面図で
ある。なお、第１図と同一部分には同一符号を付して、
その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、ＡＩの
酸化方法にある。即ち本実施例では、前記第１図（ｄ）
の工程で、０＋イオン注入を全面に行った。イオン注入
は１ＯＫｅＶでＯ＋を１０”ｃ＋ｎ−３注入した。従っ
て、Ａｌ膜１３の５００人膜厚全域に渡って酸素原子が
流入されたことになる。このとき、同時にＷ膜１２の表
面近傍にも同様に酸素イオンが注入される。

このような工程によりＡ１膜１３は膜全域に渡り酸素原
子が分布しているため、第２図に示すような耐性を示す
ＡＩの酸化物、即ちＡ１□０３膜１５となる。このとき
、より一層ＳＦ６等によるイオンエツチングによる耐性
を確かなものとするため、第１図（ｄ）と同様に、イオ
ン注入後３００℃程度の０□７ニールを施してもよい。

これにより、−層ＡＩ膜全全域渡ってＡＩの酸化物が形
成されることになる。第１図（ｄ）に示した０２アニル
のみではＡｌ膜厚によってはＡ１表面近傍のみが酸化さ
れる（ＡＩは０２アニールによりまずＡ　１２０　ｉの
強固な酸化膜が形成されるが、−旦Ａｌ２Ｏ３が形成さ
れるとそれ以上は酸化が進行しなくなることがしばしば
生じる）が、イオン注入により導入された０はＡｌｌ全
全体存在し、膜全域に渡りＡ　１２０　ｓを形成するこ
とが可能となるからである。このとき、Ｗ膜１２中にも
Ｏがイオン流入されるが、ＳＦ６に対するエツチング速
度に大きな変化は生じなかった。

これ以降は、先の実施例と同様に、Ａｌ２Ｏ。

膜１５をマスクとしてＷ膜１２の選択エツチングを行い
、０．２〜０，５μｍラインアンドスペースの微細パタ
ーンを形成する。その後、先の実施例と同様にＳｔウェ
ハ１０の裏面をエッチバックすることによりＸ線マスク
が完成することになる。

かくして形成されたＸ線マスクにあっても、Ｘ線吸収体
層として作用する微細なＷ膜１２が形成され、また電子
吸収体層として作用するＡ１の酸化膜１５も形成される
ため、先の実施例と同様の効果が得られる。

第３図は本発明のもう一つの実施例に係わる配線パター
ンの形成工程を示す断面図である。この実施例では、第
３図（ａ）に示す如く、所定の素子が形成されたＳｉ基
板３０上に５ｉ０２等の絶縁膜３１を介してＷ膜３２を
形成し、その上にＡＩ膜３３及びレジスト３４を形成す
る。なお、図中３６は不純物拡散層、３７はコンタクト
ホールを示す。

次いで、第３図（ｂ）に示す如く、レジスト３４を所望
パターンに露光・現像してレジストパターンを形成し、
このレジスト３４をマスクにＡｌ膜３３を選択エツチン
グする。このエツチングには、先の実施例と同様に塩素
系ガスによる反応性イオンエツチングを用いた。

次いで、レジスト３４を除去した後、第３図（ｃ）に示
す如＜Ａｔ膜３３を酸化し、Ａｌ２Ｏ。

膜３５を形成した。続いて、第３図（ｄ）−に示す如＜
、Ａｌ２Ｏ３膜３５をマスクとして用い、Ｗ膜３２を選
択エツチングした。このエツチングには先の実施例と同
様に弗素系ガスによる反応性イオンエツチングを用いた
。

かくして形成されたＷ膜３２の配線パターンはエツチン
グ側壁が垂直であり、パターン寸法差が生じることもな
く、設計通りの精度良いパターンであった。従って、高
融点金属としてのＷを用いた微細な配線パターンを高精
度に実現することができ、各種半導体装置の製造に適用
することが可能である。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記ＡＩを酸化する方法は、０２雰囲気
中でのアニールおよびイオン注入法に限るものではなく
、プラズマ酸化、陽極酸化。

光酸化等、ＡＩ膜を酸化物に代える方法であれば全て用
いることが可能である。さらに、活性化した酸素をＡＩ
と反応させる方法（ＣＤＥタイプ）を用いることも可能
である。また、Ａ１を選択エツチングする際のエツチン
グガスはＢＣｌ、。

ＣＩ２等の塩素系のガスに限るものではなく、レジスト
に対しＡＩを高い選択比でエツチングできるものであれ
ばよい。同様に、Ｗを選択エツチングする際のエツチン
グガスはＳＦ６等の弗素系のガスに限るものではなく、
Ａ１□０．に対しＷを高い選択比でエツチングできるも
のであればよい。

また、メンブレン（Ｘ線透過薄膜）としてはＳｉＣに限
るものではなく、Ｘ線透過率が高く且つ引張り応力を有
する自立支持膜であればよく、ＢＮ　　Ｓｉ等の原子番
号の小さい材料からなる膜を用いることができる。さら
に、Ｗ膜の代わりには、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属を用いるこ
とも可能である。また、実施例ではＳｉウェハ上にＷの
パターンを形成後、Ｓｉウェハをバックエツチングする
例を述べたが、初めにバックエツチングしたＳｉリング
上のメンブレン上にＷを形成するようにしてもよい。さ
らに、各部の膜厚等の条件は仕様に応じて適宜変更可能
である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、塩素系ガス等を用
いた反応性イオンエツチングによりＡｌの微細パターン
加工を行った後、該Ａ１を酸化してＡＩ酸化物を形成し
、このＡＩ酸化物をエツチングマスクとして弗素系ガス
等を用いた反応性イオンエツチングによりＷを微細パタ
ーン加工することにより、垂直形状にて微細なパターン
のＷ膜の加工を行うことができる。従って、従来困難で
あったＷ膜の微細パターン形成を高精度に且つ垂直な側
壁を持って実現することができ、その有用性は絶大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をＸ線マスクの製造に適用した実施例を
説明するための工程断面図、第２図はイオン注入による
ＡＩ酸化の例を説明するための断面図、第３図は本発明
を配線パターン形成に適用した実施例を説明するための
工程断面図、第４図は従来方法を説明するための工程断
面図である。１０．３０・・・Ｓｉ基板、１１・・・ＳｉＣ膜（Ｘ線
透過薄膜）　　１２．３２・・・Ｗ膜、１３゜３３・・
・Ａｌ膜、１４．３４・・・レジスト、１５゜２５・・
・ＡＩの酸化膜（Ａ１２０３膜）３１・・・５ｉ０２膜
。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ＩＪＩＪＩＩＩＪＩＩＩＩＩＩＩｔｌ＆２ｔＬ３　寞６７一

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タングステン膜上にアルミニウム膜を形成したの
ち、このアルミニウム膜上にレジストパターンを形成し
、次いでこのレジストパターンをマスクとして異方性エ
ッチング処理により前記アルミニウム膜を選択エッチン
グし、次いで前記アルミニウム膜を酸化してアルミニウ
ム酸化膜を形成ししかるのちこのアルミニウム酸化膜を
マスクとして異方性エッチング処理により前記タングス
テン膜を選択エッチングすることを特徴とするタングス
テン膜のパターニング方法。
（２）前記アルミニウム膜を選択エッチングする際のガ
スとして塩素系ガスを用い、前記タングステン膜を選択
エッチングする際のガスとして弗素系ガスを用いたこと
を特徴とする請求項１記載のタングステン膜のパターニ
ング方法。
（３）前記アルミニウム膜を酸化する工程として、酸素
雰囲気中で加熱する、酸素雰囲気中で光を照射する、酸
素ガスプラズマにより処理する、活性化した酸素と反応
させる、又は酸素イオンを注入することを特徴とする請
求項１記載のタングステン膜のパターニング方法。
（４）Ｘ線透過薄膜上にＸ線吸収体層となるタングステ
ン膜を形成する工程と、前記タングステン膜上にアルミ
ニウム膜を形成する工程と、前記アルミニウム膜上に形
成すべきＸ線吸収体層パターンに応じたレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクと
して異方性エッチング処理により前記アルミニウム膜を
選択エッチングする工程と、前記アルミニウム膜を酸化
して電子吸収体層となるアルミニウム酸化膜を形成する
工程と、前記アルミニウム酸化膜をマスクとして異方性
エッチング処理により前記タングステン膜を選択エッチ
ングする工程とを含むことを特徴とするＸ線マスクの製
造方法。
（５）所定の基板上にタングステン膜からなる配線パタ
ーンを形成する配線パターンの形成方法において、前記基板上に配線材料となるタングステン膜を堆積する
工程と、前記タングステン膜上にアルミニウム膜を堆積
する工程と、前記アルミニウム膜上に形成すべき配線パ
ターンに応じた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をマスクとして異方性エッチング処
理により前記アルミニウム膜を選択エッチングする工程
と、前記アルミニウム膜を酸化してアルミニウム酸化膜
を形成する工程と、前記アルミニウム酸化膜をマスクと
して異方性エッチング処理により前記タングステン膜を
選択エッチングする工程とを含むことを特徴とする配線
パターンの形成方法。