JPH0590225A

JPH0590225A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0590225A
Application number: JP4004197A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hori; 勝堀; Hiroyuki Yano; 博之矢野; Keiji Horioka; 啓治堀岡; Haruo Okano; 晴雄岡野; Hisataka Hayashi; 久貴林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-04-09
Also published as: JPH0590223A

Abstract

(57)【要約】【目的】ドライエッチングによる高精度の加工を可能
とし、配線，キャパシタ等のデバイスの信頼性を向上さ
せることを目的とする。【構成】Ｓｉ基板１１の表面にＡｌＳｉＣｕ薄膜を有
する被処理基体表面上に炭素膜１４を被着した後、この
炭素膜１４上に所定パターンのレジスト１５を形成し、
このレジスト１５をマスクとして炭素膜１４をパターニ
ングし、次いでレジスト１５を除去し、しかるのち炭素
膜１４をマスクとして薄膜１３を選択的にドライエッチ
ングすることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に、ドライエッチング工程の改良をはかった
半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の進歩に伴い、素
子の微細化は進む一方であり、パターン寸法の高精度化
への要求が高まっている。一般に、半導体集積回路は、
シリコン基板等の半導体基板上に所定のパターンの酸化
シリコン等の絶縁性膜や、多結晶シリコン，アルミニウ
ム，銅，タングステン，シリサイド等の導電性膜等を積
層することによって形成される。

【０００３】これらの膜を所望のパターンに加工するた
めの技術として、この膜上に感光性のレジストを塗布し
た後、光や紫外線を所定のパターン状に照射することに
よってレジストを露光し、現像工程においてレジストの
露光部又は未露光部を選択的に除去することにより、レ
ジストパターンを形成するリソグラフィ技術、次にこの
レジストパターンをマスクとして用いて下地の膜をエッ
チング加工するドライエッチング技術、更に、このレジ
ストパターンを除去する剥離技術が用いられている。

【０００４】しかし、半導体素子の集積度の増大に伴
い、要求されるパターンの最小寸法は小さくなり、かつ
寸法精度は高くなる一方であり、最近では０．５μｍ以
下の微細パターンの形成が必要となっている。このよう
な微細領域のパターンに対応するためには、上述したパ
ターン形成のための技術に種々な問題が生じ、大幅な技
術の向上が必要とされる。

【０００５】以下に、これらの問題について具体的に説
明する。

【０００６】現在、微細なレジストパターンを用いて、
下地の膜を加工する一つの方法として、プラズマを用い
るＲＩＥ技術が広く用いられている。この方法は、例え
ば、一対の平行平板電極を具備した真空容器内に被加工
膜の堆積された基板を収容し、容器内を真空に引いた
後、ハロゲン原子等を含有する反応性のガスを導入し、
高周波電力の印加による放電によってガスをプラズマ化
し、発生したプラズマを用いて被加工膜をエッチングす
る方法である。

【０００７】このエッチング方法によれば、プラズマ中
の各種の粒子のうち、イオンが電極表面のイオンシース
に発生する直流電界によって加速され、大きなエネルギ
ーを持って被加工膜を衝撃し、イオン促進化学反応を起
こす。このため、エッチングはイオンの入射方向に進
み、アンダーカットのない方向性エッチングが可能とな
る。

【０００８】しかし、このイオン衝撃によってあらゆる
材料が励起又は活性化されるため、ラジカルだけを利用
するエッチングに比べると、物質固有の反応性の差がで
にくく、一般に材料の違いによるエッチング速度の比、
即ち選択比が小さくなってしまう。例えば、Ａｌのエッ
チングでは、レジストのエッチング速度が大きいため、
パターン変換差が大きく、高精度にパターンを形成する
ことが困難である。更に、段差形状部ではレジストの膜
厚が薄くなるために、配線部分がエッチングされて配線
切れが生じる等の問題がある。

【０００９】更に、シリコン酸化膜のエッチングにおい
ては、シリコン酸化膜は下地材料との選択比が小さく、
即ち、下地であるシリコン（Ｓｉ）やアルミニウム（Ａ
ｌ）のエッチング速度が大きいため、下地材料表面が露
出した時点でエッチングを高精度に停止することができ
ない。このため、孔の深さの異なるコンタクトホールを
エッチングにより形成する際には、浅い孔の下地である
シリコンやアルミニウムが相当量エッチングされてしま
い、デバイスとしての特性が劣化する等の問題がある。

【００１０】また、このようなドライエッチングにおい
ては、ラジカルの運動方向が揃っていないため、適度な
圧力範囲において、被エッチング膜のエッチング速度を
所望の値に保持しつつ、マスクに対する被エッチング膜
のエッチング速度比（選択性）を大きくしようとする
と、得られたパターンの側面で不所望なエッチング又は
堆積が生じ、高精度なパターン形成は不可能であった。

【００１１】従って、根本的に、サイドエッチングのな
い異方性加工を実現することと、マスクに対する被エッ
チング膜のエッチング速度比（選択性）を大きくするこ
とと、被エッチング膜の高いエッチング速度を達成する
こととは、トレードオフの関係にあり、すべてを同時に
実現することは困難であった。

【００１２】しかし、近年、エッチング時のウエハ温度
を０℃以下の低温に保持し、制御する機構を加えること
により、深さ方向ではイオンアシスト反応により高エッ
チング速度でエッチングし、横方向には低温化により反
応を凍結して高異方性加工することが可能となった。ま
た、低温でのウエハ温度制御により、パターン側壁での
反応が制御できるため、パターン形状の制御が可能とな
った。例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）のエッチン
グでは、大岩（ＤｒｙＰｒｏｃｅｓｓＳｙｍｐｏｓ
ｉｕｍｐ１０５，１９９０）により、適度な圧力と基
板温度の範囲では、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）をテー
パー状にエッチングできることが提案されている。

【００１３】しかし、半導体素子の集積度の増大にとも
ない、コンタクトホールに要求されるスペックは、孔の
直径の縮小化、および孔の深さの増大である。孔の径が
小さくなるに従い、また、孔の深さが深くなるに従い、
コンタクトホール側壁にテーパーが付いているため、孔
底部の直径はデバイススペックに比べて小さくなる。コ
ンタクトホールは、下地シリコンとシリコン酸化膜上に
ある配線とを電気的に結ぶ接続口であり、そのためアル
ミニウムやタングステンなどの金属あるいはポリシリコ
ンがコンタクトホール中に埋め込まれる。従って、埋め
込まれる金属あるいはポリシリコンと下地シリコンとの
接触面積が大きいほど良好な電気的接触を示すことが知
られている。そのため、電気的特性あるいは集積化の点
から、コンタクトホールのエッチング形状は垂直にしな
ければならない。すなわち、高集積度デバイスに用いら
れるコンタクトホールの加工に求められるスペックは、
シリコンに対する高選択比（少なくても２０以上）を有
することと、パターン形状の垂直化が必要となる。

【００１４】しかしながら、シリコン酸化膜において
は、基板温度を上昇させることによりシリコンに対する
高選択比を保持しながらパターンを垂直形状に近くする
ことが可能であるが、基板温度が１６０℃以上になる
と、レジストパターンが熱により変形するため、パター
ン側壁のテーパー角は８３度が限界である。従って、所
望のパターンを高精度に加工することは不可能であっ
た。従って、イオンミリング法などを用いたＡｌ，Ａ
ｕ，Ｐｔの加工では、高エネルギー粒子が基板に衝突す
るため、エッチング中に基板の温度が上昇し、それによ
るレジストパターンの熱変形によって、高精度のエッチ
ングが困難となる。

【００１５】耐熱性のマスクとして、シリコン酸化膜や
シリコン窒化膜などを用い、銅などを高温でエッチング
した例が報告されている。この場合、銅は高温で極めて
酸化されやすいために、残渣の発生や形状の劣化あるい
は銅のマスク材料中への拡散が生じ、電気特性を劣化さ
せるため、良好な配線を形成することは不可能であっ
た。

【００１６】更に、タングステンなどのエッチングにお
いては、エッチング速度が周辺部と中央部で異なるた
め、エッチング速度が小さい領域が完全にエッチングさ
れたときに、エッチング速度が大きい領域では、オーバ
ーエッチングが進み、下地材料が相当量エッチングされ
たり、パターン形状が変化するなどの問題が生じる。従
って、ウエハの大口径化にともない、所望のパターンを
ウエハ全面にわたって高精度に加工することは不可能で
あった。

【００１７】さらに、マスク材料としてシリコン酸化膜
等の絶縁性膜を用いた場合、プラズマを用いたエッチン
グ方法においては、プラズマ中のイオンと電子が被エッ
チング膜中に入射する。これらの膜中に入射するイオン
や電子により、膜には電荷が蓄積される（チャージアッ
プ）。例えば、マスクパターンに対して電子が斜めから
入射すると、片方の壁にだけ当たるため、左右のマスク
パターンの壁に蓄積される電荷が相異なってくる。この
電荷の非対称の結果、壁の左右方向に新たに生じた電界
がイオンに作用して運動方向を曲げ、パターン形状の異
方性を劣化させてしまうという問題があり、微細なパタ
ーンを高精度にエッチングすることが困難であった。

【００１８】また、金属材料、特にＡｌＳｉＣｕ等をエ
ッチングする場合、エッチングマスクであるレジスト膜
を剥離した後、放置するとＡｌＳｉＣｕの腐食（コロー
ジョン）が生じ、デバイス特性を劣化させるという問題
が生じ、高信頼性を有したデバイス作成が困難であっ
た。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、反応
性イオンエッチング技術により、被処理基体を異方的に
加工する際には、以下のような問題があった。

【００２０】（１）シリコン酸化膜をシリコンに対して
高選択比を保持しながら、垂直形状で加工することは不
可能であった。

【００２１】（２）タングステンなどの高融点金属膜あ
るいは高融点金属硅化膜あるいは金属酸化物は、ウエハ
の大口径化にともない、ウエハの中央部と周辺部とのエ
ッチング速度の差が大きく、高均一性を実現することが
不可能であった。

【００２２】（３）反応性イオンエッチングでは、エッ
チングマスクの被エッチング材料に対するドライエッチ
ング選択比が小さいため、加工中のエッチングマスク材
料の膜減りが激しい。更に、被処理基体の温度が上昇す
ると、マスク材料の耐熱性が低いためにマスクパターン
に劣化を生じ、高精度の加工ができない。

【００２３】（４）銅などを高温でエッチングした場
合、銅は高温で極めて酸化されやすいために、残渣の発
生や形状の劣化あるいは銅のマスク材料中への拡散が生
じ、電気特性が劣化し良好な配線を形成することは不可
能であった。

【００２４】（５）有機質膜をマスク材料として用いた
場合には、膜中にフッ素（Ｆ）などの不純物が含有され
ているために、反応性イオンエッチング中にこれらの不
純物がプラズマ中に混入し、被処理体が汚染される。特
に、被処理体が金属材料である場合は、汚染に誘起され
た腐食（コロージョン）が生じるという問題があり、高
信頼性を有するデバイスを得ることは不可能である。

【００２５】（６）マスク材料が有機質であったり、シ
リコン酸化膜のような絶縁性の膜の場合においては、プ
ラズマ中でこれらの膜中に入射するイオンと電子のバラ
ンスによりマスク中に蓄積される電荷量によって、マス
クパターンがチャージアップし、これにより、イオンの
入射方向が曲げられるために、微細なパターンを高精度
に加工できない。

【００２６】（７）マスク材料と被エッチング材料、さ
らには周辺に隣接する材料との組み合わせによっては、
被エッチング材料や周辺に隣接する材料に全く損傷を与
えずにマスク材料を選択的に除去することは不可能であ
る場合があった。

【００２７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、ドライエッチング技術において被処理基体を異方
性エッチングする際に、マスク材料あるいはドライエッ
チングに起因する各種の問題（被加工膜とのエッチング
選択比、下地材料との選択比、チャージアップ、マスク
剥離時における損傷、耐熱性、被処理体の汚染、テーパ
ー形状、など）を無くすことができ、高精度のパターン
形成が可能で且つ高信頼性を有する半導体装置の製造方
法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、被加工
膜上にドライエッチングのエッチングマスクとして、炭
素膜を形成し、この炭素膜をマスクとして被加工膜を加
熱しながら高温でドライエッチングすることにある。

【００２９】即ち、本発明（請求項１）は、被処理基板
上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に有機膜パター
ンを形成する工程、該有機膜パターンをマスクとして用
いて該炭素膜をエッチングして炭素膜パターンを形成す
る工程、該有機膜パターンを除去する工程、エッチング
ガスを該基板を収容する反応領域に導入し、基板の支持
台に設けられた加熱手段で被処理基板を加熱しながら反
応領域に電界を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプ
ラズマを用いて、該炭素膜パターンをマスクとして被処
理基板を異方的に加工する工程を具備することを特徴と
する半導体装置の製造方法を提供する。

【００３０】また、本発明（請求項２）は、基板上に形
成されたシリコン酸化膜上に炭素膜を被着する工程、該
炭素膜上に有機膜パターンを形成する工程、該有機膜パ
ターンをマスクとして用いて該炭素膜をエッチングして
炭素膜パターンを形成する工程、該有機膜パターンを除
去する工程、及び該基板を１６０℃以上に加熱し、フッ
素原子と炭素原子を含むガスを該基板を収容する反応領
域に導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜし
め、形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターンを
マスクとして該シリコン酸化膜を異方的に加工する工程
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法を提
供する。

【００３１】また、本発明（請求項３）は、フッ素原子
と炭素原子を含むガス、又はフッ素原子と炭素原子を含
むガスと、一酸化炭素ガス若しくは水素ガスとの混合ガ
スを含むエッチングガスを、基板を収容する反応領域に
導入する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。

【００３２】また、本発明（請求項４）は、基板上に形
成された銅膜上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に
有機膜パターンを形成する工程、該有機膜パターンをマ
スクとして用いて該炭素膜をエッチングして炭素膜パタ
ーンを形成する工程、該有機膜パターンを除去する工
程、及び該基板を約１５０℃以上に加熱し、エッチング
ガスを該基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域
に電界を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマ
を用いて、該炭素膜パターンをマスクとして該銅膜を異
方的に加工する工程を具備することを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供する。

【００３３】この場合、基板を２５０℃以上に加熱し、
塩素原子及び／又は臭素原子を含むエッチングガスを、
基板を収容する反応領域に導入することが好ましい（請
求項５）。

【００３４】また、本発明（請求項６）は、基板上に形
成されたタングステン膜、ニッケル膜、チタン膜、タン
タル酸化膜、チタン酸ストロンチウム膜、アルミニウム
酸化膜、及びアルミニウム窒化膜からなる群から選ばれ
た被処理膜上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に有
機膜パターンを形成する工程、該有機膜パターンをマス
クとして用いて該炭素膜をエッチングして炭素膜パター
ンを形成する工程、該有機膜パターンを除去する工程、
及び該基板を１３０℃以上に加熱し、エッチングガスを
該基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域に電界
を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマを用い
て、該炭素膜パターンをマスクとして該被処理膜を異方
的に加工する工程を具備することを特徴とする半導体装
置の製造方法を提供する。

【００３５】この場合、塩素原子、臭素原子及び弗素原
子の少なくとも１種を含むガス、又は一酸化炭素ガスか
らなるエッチングガスを基板を収容する反応領域に導入
することが好ましい（請求項７）。

【００３６】なお、請求項１、４又は６において、基板
を１６０℃以上に加熱することが好ましい（請求項
８）。

【００３７】また、本発明（請求項９）は、基板上に形
成されたアルミニウムを主成分とする被処理膜上に炭素
膜を被着する工程、該炭素膜上に有機膜パターンを形成
する工程、該有機膜パターンをマスクとして用いて該炭
素膜をエッチングして炭素膜パターンを形成する工程、
該有機膜パターンを除去する工程、塩素原子及び／又は
臭素原子を含むエッチングガスを該基板を収容する反応
領域に導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜ
しめ、形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターン
をマスクとして該被処理膜を異方的に加工する工程、及
び該基板を２５０℃以上に加熱する工程を具備すること
を特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。

【００３８】また、本発明（請求項１０）は、基板上に
形成されたアルミニウムを主成分とする金属配線を形成
する工程、該金属配線上に絶縁膜を形成する工程、該絶
縁膜上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に有機膜パ
ターンを形成する工程、該有機膜パターンをマスクとし
て用いて該炭素膜をエッチングして炭素膜パターンを形
成する工程、該有機膜パターンを除去する工程、弗素原
子を含むエッチングガスを該基板を収容する反応領域に
導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜしめ、
形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターンをマス
クとして該絶縁膜を異方的に加工する工程、及び該基板
を２５０℃以上に加熱する工程を具備することを特徴と
する半導体装置の製造方法を提供する。

【００３９】この場合、請求項９又は１０において、基
板の加熱温度は２５０〜４５０℃であることが好ましい
（請求項１１）。

【００４０】また、本発明（請求項１２）は、基板上に
絶縁膜を形成する工程、該絶縁膜上に炭素膜を被着する
工程、該炭素膜上に有機膜パターンを形成する工程、該
有機膜パターンをマスクとして用いて該炭素膜をエッチ
ングして炭素膜パターンを形成する工程、該有機膜パタ
ーンを除去する工程、弗素原子を含むエッチングガスを
該基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域に電界
を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマを用い
て、該炭素膜パターンをマスクとして該絶縁膜を異方的
に加工する工程、及び該基板を２５０℃以上に加熱する
工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供する。

【００４１】この場合、基板の加熱温度は２５０〜８０
０℃であることが好ましい（請求項１３）。

【００４２】ここで、本発明における望ましい実施態様
としては、次のものがあげられる。

【００４３】（１）炭素膜のエッチング工程において、
エッチングガスとして、酸素、窒素、ハロゲンガスまた
はアルゴン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスあ
るいは水素あるいはフルオロカーボンガスのいずれかの
ガスを用いること。

【００４４】（２）炭素膜は、スパッタリング法、真空
蒸着法あるいはＣＶＤ法により成膜すること。

【００４５】（３）レジストパターンを剥離する手段と
して被処理基体を真空容器内に設置し、該容器とは別の
領域で、少なくともフッ素元素を含むガスと酸素ガスか
らなる混合ガスを励起し、励起により生成される活性種
を真空容器内に供給するダウンフローエッチングを用い
ること。

【００４６】

【作用】本発明において、炭素膜をエッチングマスクと
して用いた場合のドライエッチング特性を調べるため
に、基板温度を室温から６００℃まで変化させて、反応
性イオンエッチングが可能なエッチング装置を作成し、
このエッチング装置にて、エッチングガスとして種々の
ガスを用いて、基板温度を変化させ、シリコン酸化膜、
銅、タングステンあるいはタンタル酸化膜をエッチング
し、そのエッチング速度、加工形状及び均一性を調べ
た。

【００４７】まず、レジストパターンをマスクとして用
いて、少なくとも、Ｃ，Ｆ及びＨを含有する反応性ガス
例えばＣＨＦ₃ガスとＣＯガスを用いて、所定の圧力及
び高周波電力下で基板温度を５０℃から３００℃まで変
化させて、シリコン酸化膜のエッチングを行った。その
結果、基板温度５０℃から１６０℃まで変化させると、
得られたシリコン酸化膜パターンの側壁のテーパー角
は、８０度から８３度まで変化し、加工形状を垂直に近
づけることが可能であった。しかし、基板温度を１６０
℃以上に上昇させた場合、レジストパターンが熱により
変形するため、所望のパターン寸法のパターンを高精度
にて加工することは出来なかった。

【００４８】そこで、エッチングマスクとして炭素膜を
用い、シリコン酸化膜を上記と全く同一の条件にてエッ
チングした。その結果、基板温度５０℃にて得られたシ
リコン酸化膜パターンの加工形状は、パターン側壁のテ
ーパー角８０度、１７０℃にてテーパー角８３度と変化
することを見い出した。更に、基板温度２６０℃では、
対シリコン選択比２０、テーパー角度９０度が得られ、
大きな対シリコン選択比と加工形状を同時に満足させる
事に成功した。また、３００℃以上に基板温度を上昇さ
せたが、炭素膜マスク自体には熱による劣化あるいは変
形などは、全く見られず、また脱ガスも極めて少ない事
が判明した。更に、炭素膜のエッチング速度は極めて小
さいことも判明した。

【００４９】即ち、この様に、基板温度をレジストが熱
劣化する温度以上に上昇させ、しかも基板温度を制御し
ての反応性イオンエッチングはこれまで行われていなか
ったが、基板温度を上昇させた高温下で、適切なエッチ
ングガスを用い、炭素膜マスクを用いることにより、は
じめてシリコン酸化膜の高精度のエッチングが可能にな
ることを発見した。

【００５０】そこで、上記と同様の方法で、塩素ガスを
用いて、銅膜のエッチングを行ったところ、基板温度２
５０℃以上で銅膜は垂直形状でエッチングされ、炭素膜
のエッチング速度は極めて小さいことが判明した。即
ち、通常のドライエッチングでは、非常に低蒸気圧のエ
ッチング生成物しか生じない銅膜などに関しても、残渣
物の発生なく、高精度で異方性加工が可能であることが
わかる。

【００５１】更に、タングステンおよびタンタル酸化膜
をフッ素ガスと塩化ガスとの混合ガスを用いて、適当に
このガスの混合比を変化させてエッチングしたところ、
タングステンおよびタンタル酸化膜のエッチング速度の
均一性が、基板温度の上昇と共に向上する現象が見い出
され、ウエハ全面にわたって、高精度の加工が可能にな
った。

【００５２】次に、本発明者等は、炭素膜マスクを用
い、ＡｌＳｉＣｕ膜、下地にＡｌＳｉＣｕ膜を有するシ
リコン酸化膜あるいは下地にＳｉ基板を有するシリコン
酸化膜のエッチングを行った後、基板温度を上昇させ、
真空中あるいは所定のガス雰囲気中で熱処理をおこなっ
たところ、エッチングによって生じた汚染物あるいは残
留物を除去することが可能であることを見出した。この
ように熱処理を行ったところ、腐食あるいはデバイスに
おける電気特性の劣化などは全く観察されなかった。即
ち、半導体集積回路における配線構造やキャパシタの形
成において、信頼性の高いデバイスの形成が可能とな
る。

【００５３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００５４】［実施例１］本発明の第１の実施例を図１
を用いて説明する。

【００５５】まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板１上にシリコン酸化膜２を熱酸化により１．４μm
の厚さに堆積する。次いで、膜厚２５０nmの炭素膜３を
スパッタ法により形成した後、通常のフォトリソグラフ
ィー技術により炭素膜３上に所望パターンのノボラック
系のフォトレジストパターン４（東京応化：商品名ＴＳ
ＭＲ−ＣＲＢＩ）を形成した。次いで、Ｈ₂ガスを用い
たドライエッチング技術により、レジストパターン４
（膜厚１．５μm ）をマスクとして用いて炭素膜３の垂
直加工を行い、炭素膜パターン３を形成した。

【００５６】そして、ＣＦ₄／Ｏ₂ガスを用いたダウン
フローアッシングにより、残存するレジスト４を除去し
た。これにより、図１（ｂ）に示すように、シリコン酸
化膜２上に炭素膜パターン３を残した。

【００５７】次いで、図１（ｃ）に示すように、ドライ
エッチング装置を用いて、シリコン酸化膜２のエッチン
グを行ない、シリコン酸化膜パターン２ａを形成した。

【００５８】以下、図１（ｃ）の工程について詳細に説
明する。

【００５９】まず、図２を参照して、この実施例に適用
したドライエッチング装置から説明する。

【００６０】図２に示すエッチング装置において、エッ
チング室２０は、真空容器２０ａと、この真空容器２０
ａ内に配置された被処理基板２１を載置するための第１
の電極２２と、この第１の電極２２に１３．５６MHz の
高周波電力を印加すべく、ブロッキングキャパシタ２９
を介して接続された高周波電源２４と、第１の電極２２
を昇温し、被処理基板２１の基板温度を所望の温度に制
御するためのヒーター２５とを具備している。ヒーター
２５の代わりに第１の電極内に加熱したシリコン系オイ
ルを循環させて昇温するようにしてもよい。

【００６１】また、エッチング室２０には、ＣＨＦ₃ガ
ス供給ライン２８ａ及び一酸化炭素ガス供給ライン２８
ｂが接続され、これら供給ライン２８ａ及び２８ｂから
真空容器２０ａ内にＣＨＦ₃，ＣＯが導入され、第１の
電極２２と第２の電極をかねる真空容器２０ａの内壁
（上壁）との間に高周波電圧が印加されるようになって
いる。

【００６２】ここで、真空容器２０ａはアースに接続さ
れている。ガス供給ライン２８ａ，２８ｂは、各々バル
ブ２９ａ，２９ｂと流量調整器３０ａ，３０ｂを具備
し、流量およびガス圧を所望の値に調整できるようにな
っている。

【００６３】また、真空容器２０ａの第２の電極として
作用する上壁の上方には、サマリウムコバルト（Ｓｍ−
Ｃｏ）系の永久磁石２６が設置されており、この永久磁
石２６はモーターにより回転軸２７のまわりで偏心回転
せしめられ、この永久磁石２６の発する５０〜５００ガ
ウスの磁界により１０^-3Torr台、またはそれ以下の高真
空でも高密度のプラズマを発生維持することが可能とな
るように構成されている。このようにして生成された高
密度プラズマから大量のイオンが引き出され、被処理基
板２１に照射されエッチングが行われる。ここでは、被
処理基板２１の表面の磁場強度を１２０ガウスとした。

【００６４】上述の図２に示すドライエッチング装置を
用いて、図１（ｃ）に示すごとく、シリコン酸化膜２の
ドライエッチングを行った。エッチングガスとしては、
ＣＨＦ₃とＣＯガスとの混合ガスを用いた。エッチング
条件は、ＣＨＦ₃ガス流量４５sccm、ＣＯガス流量１５
５sccm、パワー２．６Ｗ／cm²、圧力４０mTorr であ
り、基板温度を５０℃から３００℃まで変化させてエッ
チングした。

【００６５】図３は、基板温度を変化させてエッチング
した際のシリコン酸化膜２のエッチング速度、対シリコ
ン選択比、及びシリコン酸化膜パターン２ａのエッチン
グ断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した
際のテーパー角度を示す図である。

【００６６】図３から、基板温度５０℃にてパターン側
壁のテーパー角度が８０°であり、基板温度１７５℃に
てテーパー角度８４°であり、基板温度２６０℃にてテ
ーパー角度９０°すなわち垂直形状であることがわか
る。基板温度２６０℃以上では、プラズマ中のラジカル
によるシリコン酸化膜のエッチングが促進され、炭素膜
マスク下にアンダーカットが入る。

【００６７】シリコン酸化膜のエッチング速度は、基板
温度が上昇するにつれ直線的に低下してくる。しかし、
シリコンのエッチング速度も５０℃から１７０℃辺りま
では同様に、基板温度が上昇するにつれ直線的に低下し
てくるので、選択比はそれ程変化しない。しかし１７０
℃以上の温度領域では、炭素膜パターンからの飛散物が
多くなるため、シリコンのエッチング速度が一層押さえ
られ、この温度領域において選択比が上昇することが判
明した。

【００６８】次いで、図１（ｄ）に示すように、Ｏ₂プ
ラズマエッチングにより炭素膜パターン３のみをを除去
し、テーパー状から垂直までの側壁形状を有する、高精
度に加工されたシリコン酸化膜パターン２ａを得ること
が可能であった。

【００６９】比較のために、レジストパターンをマスク
として用いて、前述と全く同一の条件にてシリコン酸化
膜２のエッチングを行ったところ、基板温度５０℃から
１６０℃までは、側壁のテーパー角度を８０°から８３
°まで垂直に近づけることが可能であった。しかしなが
ら、基板温度を１６０℃以上に上昇させた場合、レジス
トパターンが熱により変形するため、所望のパターン寸
法のパターンを高精度にて加工することは困難であっ
た。

【００７０】次に、ＣＯガスを添加しない、ＣＨＦ₃ガ
スのみをエッチングガスとして用い、シリコン酸化膜の
ドライエッチングを行った。即ち、ＣＯガスを添加せず
に、ＣＨＦ₃ガスの流量を２００sccmとした以外は、他
の条件は前述とまったく同一条件、パワー２．６Ｗ／cm
²、圧力４０mTorr 、基板温度を５０℃から３００℃ま
で変化させてエッチングを行った。

【００７１】その結果、ＣＨＦ₃単独ガスの場合、５０
℃の基板温度ではテーパー角度は７４°、１２５℃では
テーパー角度は８４°、１７０℃ではテーパー角度は９
０°となった。このように、前述のＣＨＦ₃ガスにＣＯ
ガスを添加した場合に対し、より低温にて垂直形状が得
られることが判明した。しかし、いずれの温度において
も、対シリコン選択比は１０未満であった。対シリコン
選択比を上げるために総流量を２００sccmで一定にして
ＣＯガスの添加量を増加していくと、基板温度１７０℃
のとき、ＣＨＦ₃ガス流量７０sccm、ＣＯガス流量１３
０sccmで、対シリコン選択比が２０となった。そのとき
のパターンの加工形状をＳＥＭで観察するとテーパー角
度は８４°であった。

【００７２】以上説明した基板温度以外に、圧力変化及
びパワー変化をも試みた。しかしいずれの場合も、若
干、テーパー角度、対シリコン選択比に影響を与える程
度にとどまった。

【００７３】以上の第１の実施例により、テーパー角度
８３°以上、対シリコン選択比２０以上を両立させるに
は、基板温度を１６０℃以上、２６０℃未満に制御する
必要があることが判明した。

【００７４】［実施例２］次に、本発明を、銅（Ｃｕ）
のドライエッチングにおいて、エッチングマスクとし
て、炭素膜を用いた場合に適用した第２の実施例につい
て説明する。即ち、この実施例は、Ｃｕ等のハロゲン化
合物は蒸気圧が低く、イオン等の高いエネルギー衝撃や
高い基板温度がエッチングに必要となるため、レジスト
等の有機質材料に代えて炭素膜パターンをエッチングマ
スクとして用いた例である。

【００７５】まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
４１上にＳｉＯ₂膜４２を形成し、このＳｉＯ₂膜４２
上にＣｕ膜（４００nm）４３をスパッタリング法により
形成した。その後、図４（ｂ）に示す如く、炭素膜４４
を２００nmの厚さに上記と同様のスパッタリング法によ
り形成した。また、同時に比較のために、スパッタリン
グ法により、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）４４´を膜厚
２００nmに形成した試料も作成した。

【００７６】次いで、図４（ｃ）に示すように、炭素膜
４４及びＳｉＯ₂膜４４′上に各々１．６μm の厚さの
レジスト膜４５を堆積し、図４（ｄ）に示す如く通常の
リソグラフィ技術を用いて、レジスト膜４５を露光、現
像することにより、レジストパターン４５ａの形成を行
った。この図４（ｄ）に示す工程において、炭素膜４４
あるいはＳｉＯ₂膜４４′の溶出剥離は全く生じなかっ
た。

【００７７】次いで、図４（ｅ）に示す如く、レジスト
パターン４５ａをマスクとして用いて反応性イオンエッ
チングにて炭素膜４４のパターニングを実施した。用い
たドライエッチング装置は、前述したマグネトロンを載
置した反応性イオンエッチング装置である。エッチング
条件は、Ｈ₂ガス流量１００sccm、圧力１．５pa、高周
波電力１．７Ｗ／cm²、基板温度２５℃であった。

【００７８】その結果、図４（ｅ）に示す如く、炭素膜
パターン４４ａが形成された。尚、この炭素膜パターン
４４ａ上にはレジストパターン４５ａが残存している。
一方、上述と同一のエッチング装置にて、レジストパタ
ーン４５ａをマスクとして、ＳｉＯ₂膜４４′のパター
ニングを行った。ＳｉＯ₂膜４４′のパターニングも上
記同様、Ｈ₂ガスを用い同条件にてエッチングした。こ
れにより、図４（ｅ）に示すのと同様に、ＳｉＯ₂膜パ
ターン４４ａ′が得られた。このＳｉＯ₂膜パターン４
４ａ′上にもレジストパターン４５ａが残存している。

【００７９】次いで、図４（ｆ）に示す如く、これらの
薄膜上に残存するレジストパターン４５ａを除去するた
めに、有機溶液処理によりレジストパターン４５ａの剥
離を行った。これにより、炭素膜パターン４４ａ及びＳ
ｉＯ₂膜パターン４４ａ′上のレジストパターン４５ａ
は全てエッチング除去され、炭素膜パターン４４ａ又は
ＳｉＯ₂膜パターン４４ａ′からなるエッチングマスク
パターンが形成された。

【００８０】次いで、図４（ｇ）に示す如く、炭素膜パ
ターン４４ａ又はＳｉＯ₂膜パターン４４ａ′をエッチ
ングマスクとして用いて、Ｃｕ膜４３のエッチングを行
った。エッチング装置は、実施例１で用いたマグネトロ
ンを載置した反応性イオンエッチング装置を用いた。エ
ッチングガスとしてＣｌ₂（総流量１００sccm）を用
い、圧力０．５Ｐａ高周波電力１．７Ｗ／cm²で、基板
温度を２００〜４００℃まで変化させた。

【００８１】まず、高周波電力を印加させないで、圧力
と基板温度を変化させて、Ｃｕ膜のエッチング速度を測
定したところ、図５に示す如く、基板温度２５０℃未満
では、圧力を変化させてもＣｕは全くエッチングされな
いことが判明した。また、圧力が大きくなる程、Ｃｕ膜
のエッチング速度は大きくなることが判明した。さら
に、炭素膜パターンは、上記条件下では全くエッチング
されず、熱による変形も生じなかった。

【００８２】そこで、高周波電力を印加し、Ｃｕ膜のエ
ッチングを行ったところ、基板温度２５０℃未満では極
めてＣｕ膜のエッチング速度が小さいことが判明した。

【００８３】更に、基板温度を３００℃以上に上昇させ
てエッチングしたところ、図４（ｇ）に示す如く、ほぼ
垂直な形状にてＣｕをエッチングすることが可能である
ことが判明した。また、残渣等の発生は全く観察されな
かった。

【００８４】このときのＣｕのエッチング速度は、４０
０nm／min 、炭素膜のエッチング速度は１００nm／min
、Ｃｕと炭素膜とのエッチング選択比は４である。従
って、炭素膜は、３００℃以上という高温においても、
ハロゲンガスを用いた反応性イオンエッチングの良好な
エッチングマスクとして作用するという耐熱性を有する
為に、Ｃｕのようなハロゲン化合物の蒸気圧が低い材料
においても高精度のエッチングが可能となる。

【００８５】比較の為に、Ｃｕ膜上にＳｉＯ₂膜からな
るマスクパターンを形成したものについて上記条件にて
エッチングしたところ、基板温度３００℃においては、
残渣の発生が観察された。これは、エッチング中にＳｉ
Ｏ₂膜からは酸素が発生する為、Ｃｕのエッチング生成
物が生じ、又はＣｕのエッチング表面が局部的に酸化さ
れ、極めて蒸気圧の低いＣｕ酸化物が形成され、エッチ
ングされにくくなる為と推測される。

【００８６】一方、炭素膜マスクを用いた場合は、マス
クからの酸素の発生は生じない。さらに、マスクから発
生する炭素あるいは炭素塩化物は、残留雰囲気中に存在
する水分や酸素と反応し、水分や酸素を除去する作用が
生じ、Ｃｕ表面が酸化されにくく、残渣の発生は生じな
い。

【００８７】また、Ｃｕ膜上に通常のレジストパターン
を形成し、基板温度を上昇させてエッチングしたとこ
ろ、光硬化処理を施したレジストパターンであっても、
基板温度１５０℃以上ではレジストパターンが熱により
劣化することが判明した。一方、炭素膜パターンをマス
クとした場合、基板温度４００℃においてもパターンの
劣化は観察されなかった。

【００８８】そして、図４（ｈ）に示すように、炭素膜
パターン４４ａをＣｕ膜４３上から除去する為に、通常
の平行平板電極を有したエッチング装置を用い、エッチ
ングを行った。エッチングガスとしては、ＳＦ₆あるい
はＮＦ₃などの少なくともフッ素原子を含有し、酸素原
子を含有しないガス、あるいはＨ₂ガスを用い、圧力５
０mTorr 、高周波電力１５０Ｗ、基板温度５０℃で行っ
た。

【００８９】炭素膜パターン４４ａの除去後、Ｃｕ膜パ
ターン４３ａの形状をＳＥＭにて観察したところ、パタ
ーンの劣化は観察されず、０．４μm 寸法のラインアン
ドスペースで高精度のエッチングが可能となった。

【００９０】また、エッチングガスとしてトリアルキル
フォスフィンを用いた場合には、基板温度１５０℃以上
でＣｕ膜のエッチングが可能である。

【００９１】［実施例３］次に、本発明の方法をタング
ステンのパターン形成方法に適用した第３の実施例につ
いて説明する。

【００９２】まず実施例２と同様に、図４（ａ）に示す
ように、シリコン基板４１上に熱酸化により膜厚１０nm
の酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜４２を形成し、ＣＶＤ法
により膜厚２００nmのタングステン膜（Ｗ）４３を形成
した。次に、図４（ｂ）に示すように、この上層にスパ
ッタ法により、炭素膜（膜厚１００nm）４４を形成し
た。

【００９３】次に、図４（ｄ）に示すように、炭素膜４
４上にフォトレジストを塗布し、図４（ｃ）に示すよう
に、通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパター
ン４５ａを形成した。次に、図４（ｅ）に示すように、
レジストパターン４５ａをマスクとしてＨ₂ガスを用い
た反応性イオンエッチング法により、炭素膜４４を垂直
の側壁形状に加工した。そして、図４（ｆ）に示すよう
に、レジストパターン４５ａをＣＦ₄／Ｏ₂ガスを用い
たダウンフローエッチングにより除去し、炭素膜パター
ン４４ａを形成した。

【００９４】次に、図４（ｇ）に示すように、炭素膜パ
ターン４４ａをエッチングマスクとして用いて、Ｗ膜４
３のエッチングを行った。このＷ膜４３のエッチングに
おいても、前述したドライエッチング装置を用いた。

【００９５】エッチング条件は、反応容器内のガス圧力
を５０mTorr とし、エッチングガスとしてＣｌ₂ガスあ
るいはＳＦ₆あるいはこれらの混合ガスを用い、混合ガ
スの混合比を変化させ、高周波電力１５０Ｗの下で、室
温にて行った。その結果、図６に示すように、エッチン
グガスとしてＳＦ₆ガス（１００％）と用いた場合に
は、Ｗ膜のエッチング速度が３５０nm／min であるのに
対し、Ｃｌ₂ガス（１００％）を用いた場合には、Ｗ膜
のエッチング速度は２０nm／min まで減少することが判
明した。このとき、炭素膜のエッチング速度は、ＳＦ₆
ガス（１００％）では、１０nm／min 、Ｃｌ₂ガス（１
００％）では、５nm／min と極めて小さいことが判っ
た。さらに、ウエハ面内でのエッチング速度の分布を測
定したところ、ＳＦ₆ガス（１００％）ではウエハ周辺
部でのエッチング速度が速く、均一性が７５％（３σ／
ｘ：平均のエッチング速度）と極めて低いことが判明し
た。また、エッチングにより得られたパターンの断面形
状をＳＥＭにて観察したところ、ＳＦ₆ガス（１００
％）の下では、図７（ａ）に示す如く、Ｗ膜４３にアン
ダーカットが生じ、逆にＣｌ₂ガス（１００％）の下で
は、図７（ｃ）に示す如く、パターンの側壁がテーパー
形状となり、高精度のパターニングができなかった。

【００９６】そこで、ＳＦ₆ガスとＣｌ₂ガスの混合ガ
スの比を適度に変化させながら、基板温度を上昇させて
エッチングを行った。その結果、基板温度１３０℃、Ｃ
ｌ₂とＳＦ₆のガス分圧７対３において、図７（ｂ）に
示すような垂直形状のパターニングが可能であった。

【００９７】また、図８に示すように、基板温度の上昇
とともにＷ膜のエッチング速度が増加し、１３０℃で
は、４５０nm／min であるのに対し、炭素膜のエッチン
グ速度は、５０nm／min と極めて小さいことが判明し、
高選択比をもって、Ｗ膜をエッチングできることが明ら
かになった。さらに、ウエハ内でのエッチング速度分布
を測定したところ、図８に示す如く、基板温度ととも
に、エッチング均一性が向上する現象が見い出され、基
板温度１６０℃での均一性（３σ／ｘ）は１０％であっ
た。この要因としては、ウエハ周辺部に比較してウエハ
中央部では、エッチング生成物であるタングステン塩化
物（ＷＣｌ₆）等の濃度が高くなり、これら生成物の再
堆積により、エッチング速度が抑制される。従って、ウ
エハ中央部でのエッチング速度は、周辺部と比較すると
小さくなるが、基板温度を上昇させることにより、これ
らのエッチング生成物（ＷＣｌ₆）等の蒸気圧が高くな
り、再堆積が生じにくくなっていると推測される。更
に、基板温度を上昇させると、エッチング速度およびエ
ッチング均一性は向上するものの、形状にアンダーカッ
トが生じた。

【００９８】そこでこの領域において、ＣＯガスを添加
し、エッチングを行った。ＣＯガスの添加とともに、Ｗ
膜及び炭素膜のエッチング速度は徐々に減少するが、ア
ンダーカットは抑制され、ＣＯの添加量により形状を制
御することが可能であった。また、エッチング均一性
は、ＣＯの添加により大きく変化しないことが判明し
た。

【００９９】従って、Ｗ膜等を、高エッチング速度に
て、ウエハ面内での高い均一性をもって、かつ高精度に
エッチングするためには、基板温度を上昇させ、炭素膜
マスクを用いて、高選択比にてエッチングすることが極
めて有効であることが判明した。また、基板温度の上昇
により、エッチング形状も変化するが、この場合には、
適宜、エッチングガス混合比を変化させたり、例えばＣ
Ｏガスを添加することにより、高精度のエッチングが可
能となることが判った。

【０１００】最後に、図４（ｈ）に示す如く、バレル型
プラズマエッチング装置にて、Ｏ₂ガスを用いて、炭素
膜パターン４４ａをエッチングにより除去した。炭素膜
パターン４４ａを除去した後、Ｗ膜パターン４３ａをＳ
ＥＭにて評価したところ、垂直形状で、０．４μm の線
幅のパターンがウエハ面内全域に渡って良好に形成され
ていることが判った。

【０１０１】［実施例４］次に、本発明をＡｌ合金膜パ
ターンの形成に適用した第４の実施例について説明す
る。

【０１０２】図９は、Ａｌ合金膜パターンの形成工程を
示す断面図である。まず、図９（ａ）に示すように、Ｓ
ｉ基板５１上にＳｉＯ₂膜５２を形成し、このＳｉＯ₂
膜５２上に順次Ｔｉ膜及びＴｉＮ膜（ＴｉＮ／Ｔｉ）５
３、及びＡｌＳｉＣｕ薄膜５４を堆積した。次に、Ａｌ
ＳｉＣｕ薄膜５４の表面を酸素ガスを用いたプラズマに
晒すことによりＡｌＳｉＣｕ薄膜５４表面の改質を行っ
た。次いで、図９（ｂ）に示す如く、薄膜５４上に炭素
膜５５（膜厚２００nm）を形成した。ここで、炭素膜５
５はマグネトロンスパッタリング装置にて堆積した。

【０１０３】次に、図９（ｃ）に示すように炭素膜５５
上にフォトレジスト５６（膜厚１．６μm ）を塗布し、
通常のリソグラフィ技術を用いて、露光及び現像し、レ
ジストパターン５６を形成した。この図９（ｃ）に示す
工程では、現像液としてアルカリ性有機溶剤を用いた
が、下地に炭素膜５５が成膜してある為、ＡｌＳｉＣｕ
膜５４の溶出などの問題は生じなかった。

【０１０４】その後、レジストパターン５６をマスクと
して用いて反応性イオンエッチングにて炭素膜５４のパ
ターニングを実施した。用いたドライエッチング装置
は、前述したマグネトロンを載置した反応性イオンエッ
チング装置である。エッチング条件は、Ｈ₂ガス流量１
００sccm、圧力１．５pa、高周波電力１．７Ｗ／cm²、
基板温度２５℃であった。その結果、炭素膜パターン５
５ａが形成された。次いで、ＣＦ₄／Ｏ₂ガスを用いた
ダウンフローアッシング装置にて、炭素膜５５上のレジ
ストパターン５６のみの除去を行った。これにより、図
９（ｄ）に示す如く、レジストパターン５６は全てエッ
チング除去され、炭素膜５５からなるエッチングマスク
パターンが形成された。

【０１０５】次いで、図９（ｅ）に示す如く、炭素膜５
５ａをエッチングマスクとしてＡｌＳｉＣｕ膜５４及び
ＴｉＮ／Ｔｉ膜５３のエッチングを行った。このエッチ
ングには、前述のマグネトロン載置のドライエッチング
装置を用いて行った。エッチング条件は、基板温度を２
５℃に保持し、エッチングガスとしてＣｌ₂とＢＣｌ₃
の混合ガスを用い、エッチング圧力は２．０Ｐａ、高周
波電力は０．８Ｗ／cm²であった。

【０１０６】このとき、ＡｌＳｉＣｕ膜５４のエッチン
グ速度は約３５０nm／min 、ＴｉＮ／Ｔｉ膜５３のエッ
チング速度は約１５０nm／min 、炭素膜のエッチング速
度は２０nm／min であり、ＡｌＳｉＣｕと炭素膜の選択
比は約１３であった。この条件下でウエハ上に発生する
残渣量を観察したところ、残渣は全くみられなかった。
また、エッチングされたＡｌＳｉＣｕ膜５４の形状をＳ
ＥＭにて観察したところ、ほぼ垂直の側壁形状のパター
ンが得られた。エッチング後、上記試料をＮ₂雰囲気中
で２００℃に基板を加熱し、２分間の後処理を行い、上
記試料を大気中に放置し、腐食の様子を光学顕微鏡によ
り評価したところ、１週間放置してもコロージョンの発
生は全く認められなかった。そこで、加湿放置によるコ
ロージョンの評価を行ったところ、６時間の加湿放置に
よりコロージョンの発生が観測された。

【０１０７】そこで、エッチング後３５０℃に基板を加
熱し、２分間の後処理を行ったところ、６時間の加湿放
置でも、コロージョンの発生は観測されなかった。

【０１０８】この要因を調べる為に、ＴＤＳ法（Ｔｈｅ
ｒｍａｌＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎＳｐｅｃｔｒａ）を用
い、即ち、基板温度を加熱しながら、基板からの脱ガス
を質量分析法により調べた。その結果、図１０に示すよ
うに、基板温度の上昇とともにエッチングガス成分であ
るＣｌや、エッチング生成物であるＡｌＣｌが放出され
ることが判明した。従って、加湿放置によるコロージョ
ンの発生は、エッチング後に残留するＣｌやＡｌＣｌに
起因するものと推測される。このように、ＴＤＳ法によ
って４５０℃まで昇温加熱することにより、Ｃｌ及びＡ
ｌＣｌが完全に脱離することが判明した。これまで、レ
ジスト膜マスクを用いた場合には、レジストが２００℃
近傍から熱変形し、基板温度２００℃以上では、レジス
トからの分解物がＡｌＳｉＣｕ膜パターンに付着する
為、多量のコロージョンが発生したものである。

【０１０９】しかし、このように、耐熱性を有し、脱ガ
スが極めて少ない炭素膜マスクを用いることにより、炭
素膜パターンを除去する前に基板温度を５００℃程度ま
で加熱上昇させることが可能である。実際、基板温度を
１１００℃まで上昇させても炭素膜マスク５５からの脱
ガスは全く観測されず、熱変形によるパターンの劣化も
観察されなかった。しかし、４５０℃を越える温度で加
熱処理するとＡｌＳｉＣｕ膜５４が熱変形する為、加熱
処理温度は４５０℃以下が望ましいことが判った。

【０１１０】［実施例５］次に、本発明の第５の実施例
として、半導体装置における上層金属配線と下層金属配
線との接続部（ＶＩＡコンタクト）を形成する工程にお
いて、炭素膜をエッチングマスクとして適用した例につ
いて、図１１を参照して説明する。

【０１１１】まず、図１１（ａ）に示すように、素子が
形成された半導体基板６１上に堆積された第１の層間絶
縁膜６２上に、第１金属配線層６３として、例えばＡｌ
合金配線膜（Ｓｉ：１ｗｔ％，Ｃｕ：０．５ｗｔ％）を
８００ｎｍ程度の膜厚にスパッタ法により堆積した。次
いで、第２の層間絶縁膜として、低温プラズマＣＶＤ
（気相成長）装置でＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）
等を用いて、ＳｉＯ₂膜６４を堆積した。

【０１１２】続いて、実施例１〜４で詳述した如く、Ｓ
ｉＯ₂膜６４上にスパッタ法により炭素膜６０を２００
ｎｍの厚さに堆積した。この炭素膜上６０上にフォトレ
ジスト６５を堆積し、通常のフォトリソグラフィ工程に
より、第２の層間絶縁膜６４の接続孔形成予定部上の部
分のみフォトレジスト６５を除去した。

【０１１３】次いで、図１１（ｂ）に示す如く、フォト
レジスト６５をマスクとして、実施例２で詳述した如
く、Ｈ₂ガスを用いたドライエッチング技術により炭素
膜６０を異方性エッチングし、炭素膜パターン６０ａを
形成した。次いで、図１１（ｃ）に示す如く、実施例２
と同様、ＣＦ₄／Ｏ₂ガスを用いたダウンフロー型アッ
シングにより、レジスト膜６５をエッチング除去した。

【０１１４】次いで、図１１（ｄ）に示す如く、実施例
１〜４で用いたドライエッチング装置を用い、反応性イ
オンエッチング法により前述のＳｉＯ₂膜６４を第１の
金属配線６３が露出するまで異方性エッチングし、接続
孔６６を形成した。このときのエッチングは、エッチン
グガスとしてＣＨＦ₃ガスを用い、パワー１．４Ｗ／ｃ
ｍ²、圧力４０mTorr 、ガス流量２０SCCM、基板温度１
５０℃で行なった。ＳｉＯ₂膜のエッチング速度を測定
したところ、エッチング速度は２００ｎｍ／ｍｉｎであ
った。このときの形状をＳＥＭにて観察したところ、接
続孔の側壁の形状はほぼ垂直であった。しかし、エッチ
ング時の基板温度を１００℃以下に下げることによっ
て、ＳｉＯ₂膜６４の接続孔の側壁はテーパ状にするこ
とが可能であった。

【０１１５】接続孔の側壁形状が垂直の場合において
は、側壁側面にわずかの堆積物６８が形成されるが、エ
ッチング時の基板温度を下げ、テーパ形状にした場合、
堆積物６８は全く観察されなかった。

【０１１６】次いで、実施例２で述べたように、Ｏ₂ガ
スプラズマエッチングにより炭素膜６０を除去した。次
いで、図１１（ｅ）に示すように、スパッタリング法に
より、全面に第２金属配線層６７（例えばＡｌＳｉＣｕ
膜）を堆積し、これをパターニングして第２の金属配線
を形成した。

【０１１７】ここで、比較のために、従来の製造方法で
あるレジストをエッチングマスクとして用いてＶＩＡコ
ンタクトを形成した。

【０１１８】まず、図１２（ａ）に示す如く、素子が形
成された半導体基板７１上に堆積された第１の層間絶縁
膜７２上に、Ａｌ合金配線としてＡｌＳｉＣｕ膜７３
（Ｓｉ：１ｗｔ％，Ｃｕ：０．５ｗｔ％）を８００ｎｍ
程度スパッタ法により堆積し、さらに第２の層間絶縁膜
として、低温プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜７４を
堆積した。これまでの工程は図１１で示したものと全く
同一である。

【０１１９】次いで、ＳｉＯ₂膜７４上にフォトレジス
ト（１．６μｍ厚）７５を堆積し、通常のフォトリソグ
ラフィ工程により第２の層間絶縁膜７４の接続孔形成予
定部上の部分のレジスト７５のみをを除去した。次い
で、図１２（ｂ）に示す如く、レジスト７５をマスクと
して、前述したのと同一条件にてＳｉＯ₂膜７４を第１
の金属配線７３が露出するまでＣＨＦ₃ガスを用いて異
方性エッチングし、接続孔７６を形成した。

【０１２０】このとき、基板温度を１３０℃とした場
合、ＳｉＯ₂膜７４の接続孔の側壁は、若干テーパ状で
あった。しかし、通常のＯ₂プラズマアッシングにより
レジスト７５の除去を行ったところ、図１２（ｂ）に示
す如くＳｉＯ₂膜７４の接続孔の側壁にフェンスと呼ば
れる堆積物７８が、図１１で示し炭素膜６０を用いたプ
ロセスと比較して、より多量に形成されていることが判
明した。しかし、エッチング時の基板温度を下げ、Ｓｉ
Ｏ₂膜７４の接続孔の側壁をテーパ形状にした場合、堆
積物７８は全く観察されなかった。

【０１２１】次いで、図１２（ｃ）に示すようにスパッ
タリング法により全面に第２の金属配線層であるＡｌＳ
ｉＣｕ膜７７を堆積し、これをパターニングして第２の
金属７７を形成した。

【０１２２】次に、以上説明した、炭素膜をマスクとし
て用いたプロセス（図１１）とレジストをマスクとして
用いたプロセス（図１２）により形成したＶＩＡコンタ
クトの腐食特性を評価した。評価は実施例４において記
述したように、大気に長時間放置し、チップ内で生じた
腐食量を顕微鏡観察により調べることにより行った。そ
の結果、レジストをマスクとして用いたプロセスでは多
量の腐食（コロージョン）の発生が観察された。一方、
カーボンをマスクとして用いたプロセスでは、１週間放
置してもコロージョンは全く認められなかった。

【０１２３】この要因を調べるために、ＶＩＡコンタク
ト開孔後のウェハを純水に浸し、イオンクロマトグラフ
ィ法による分析を行ったところ、図１３に示すように不
純物として、Ｃｌ及びＦが検出された。特に、炭素膜マ
スクに比べレジストをマスクとして用いたものはＣｌ、
Ｆの量が高いことが判明した。

【０１２４】即ち、コロージョンの要因としては、接続
孔開口終了後に大気中に放置しておくと、第１金属配線
層７３とその表面に存在するＣｌ、Ｆを含む不純物と空
気中の水分によりＨＣｌ、ＨＦが形成される。水分中に
ＨＣｌ、ＨＦが含まれると水は電解質となり、次のよう
な反応が容易に生じる。

【０１２５】Ａｌ＋３Ｃｌ^-→ＡｌＣｌ₃＋３ｅ^- ２ＡｌＣｌ₃＋６Ｈ₂Ｏ→２Ａｌ（ＯＨ）₃＋６Ｈ⁺＋６Ｃｌ^- この反応が一度始まると、生成されるＣｌによって、第
１金属配線層７３を構成するＡｌＳｉＣｕの腐食が促進
されると考えられる。

【０１２６】このように、図１１（ｄ）、図１２（ｂ）
に示すように、異方性エッチングによる接続開口時に、
フォトレジスト７５中に含まれる不純物がプラズマ中に
放出され、ＶＩＡ開孔部側壁に付着する。一方、炭素膜
は高純度であるため、不純物の付着等は生じない。

【０１２７】また、エッチングが下層の第１金属配線７
３の表面まで達すると、第１金属配線中に含まれる金属
や、マスク材料（７５或いは６０）及びＳｉＯ₂膜７４
に含まれる原子がスパッタされ、これらの物質は接続孔
７６の側面や接続孔７６の底面に付着する。これらの付
着物はＯ₂アッシングにより除去できないために、アッ
シング後、例えば接続孔の側面での堆積物（フェンス）
７８が生じる。これは、後工程において上層の第２の金
属配線層７７のスパッタ時にオーバーハング形状を生ぜ
しめ、これにより配線の段切れ等の問題が生じる。

【０１２８】これに対し、エッチングマスクとして炭素
膜を使用した場合、レジストをマスクとして用いた場合
に比べ、プラズマエッチング中の分解物が少ないため
に、ＶＩＡ側壁での堆積物を減少させることが可能であ
る。従って、上記した配線の段切れという問題は生じな
い。また、レジストをマスクとして用いた場合、レジス
トからはＣｌ、Ｆ等の不純物が生じるために、レジスト
除去後、空気中の水分との反応により容易にＣｌ^-、Ｆ
^-イオンが形成され、コロージョンが多量に発生する。
これに対し、炭素膜マスクでは、予め、レジストが除去
されているために、ＶＩＡ孔内での不純物の量は非常に
少なくなる。従ってコロージョンは殆ど生じない。

【０１２９】そこで、加湿放置によるコロージョン評価
を行ったところ、実施例４と同様、６時間の加湿放置に
よりコロージョンの発生が観測された。そこで、コロー
ジョンの発生を抑制する為に種々の後処理を検討した。

【０１３０】即ち、コンタクト孔の形成後、基板温度を
２５０℃以上に加熱し、Ｓｉ₂Ｈ₆あるいはＣＯガスに
晒したところ、ＳｉＯ₂表面あるいは、ＡｌＳｉＣｕ表
面に残留したＦあるいはＳ等は、ＳｉＨ₄の分解により
生じたＨ，ＳｉＨ_xあるいはＳｉ、あるいはＣＯと直接
反応し、ＳｉＨ_xＦ，ＣＯＦ，ＨＦ，ＨＳ，ＣＯＳが形
成されることが質量分析測定の結果明らかになった。従
って、エッチング後に生じるＳｉＯ₂あるいはＡｌＳｉ
Ｃｕ表面の残留物は、上記基板加熱処理と適当な反応性
ガスの選択による後処理により、除去可能となった。

【０１３１】このような処理をした後、加湿評価による
コロージョンを評価したところ、コロージョンの発生
は、観測されなかった。また、このプロセスにおいて
は、基板を２５０℃以上に加熱する必要性が有り、レジ
ストマスクを用いた場合には、レジストからの脱ガス成
分が、ＳｉＯ₂あるいはＡｌＳｉＣｕ表面に付着する
為、完全な除去は不可能であった。従って、耐熱性を有
し、脱ガスが極めて少ない炭素膜マスクを用いることに
より、プロセスの実施が可能であることが判った。ま
た、実施例４に示す如く、基板温度４５０℃を越える
と、下地のＡｌＳｉＣｕ膜が熱変形する為、後処理温度
は２５０℃以上４５０℃以下で行うことが適当であるこ
とが判った。

【０１３２】最後に、図１１（ｅ）に示す如く、通常の
Ｏ₂プラズマアッシングにより炭素膜６０を除去し、得
られた配線構造の電気特性を評価したところ、良好な特
性が得られ、高信頼性を有したデバイスの作成が可能で
あった。

【０１３３】〈実施例６〉次に、本発明の第６の実施例
として、半導体装置における金属配線のコンタクト孔を
開孔する工程において、炭素膜をエッチングマスクとし
て適用した例について、図１４を用いて説明する。

【０１３４】まず、図１４（ａ）に示すように、面方位
（１００）のＳｉ基板８１上に不純物を導入して拡散層
８２を形成する。次いで、図１４（ｂ）に示すように、
ＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜を３００ｎｍ程度の膜厚に堆
積した後、このいＳｉＯ₂膜上にＢＰＳＧ（ボロン，リ
ン硅化ガラス）を６００ｎｍ程度の膜厚に堆積し、低温
リフロー工程を経て表面を平坦化し、層間絶縁膜８３を
形成する。

【０１３５】次いで、層間絶縁膜８３に以下のようにし
て開孔を形成する。この工程においては、図１４（ｃ）
に示したように、層間絶縁膜８３上にフォトレジストを
堆積し、通常のフォトリソグラフィ技術により開孔しパ
ターニングしたレジストを層間絶縁膜８３のエッチング
マスク８４として用い、実施例５で示したものと同一の
ドライエッチング技術により層間絶縁膜８３を開孔した
ものと、実施例５で示したように、図１１（ａ）〜
（ｄ）の工程により、炭素膜をマスク８４として層間絶
縁膜８３を開孔したものを作成した。

【０１３６】次いで、レジスト及び炭素膜等のマスク８
４を除去した後、開孔部に拡散層８２が露出したコンタ
クト孔８６を埋め込むように、配線用の金属膜であるＡ
ｌＳｉＣｕ薄膜８５をスパッタ法により全面に堆積し
た。

【０１３７】このようにして形成したコンタクト孔の特
性を評価したところ、レジストをマスクとしてコンタク
トを開孔したものは、コンタクト抵抗の増大，接合破
壊，コンタクト抵抗のばらつき，さらにＡｌＳｉＣｕ配
線の腐食が生じた。腐食に関しては、図１３に示したよ
うにコンタクト部で放置時間とともに腐食量の増加が観
察された。これに対し、炭素膜をマスクとして用いたも
のは、接触抵抗の増大等の劣化及び腐食の発生はみられ
なかった。

【０１３８】これは、レジストマスクを用いた場合、反
応性イオンエッチング中に生じるレジストからの分解物
中のＳ、Ｆ、Ｃｌ等の不純物がコンタクト孔中に付着
し、電気的特性の劣化を引き起こすためと考えられる。
一方、炭素膜を用いた場合はエッチング選択比が高いた
め、エッチング中における炭素膜の劣化が少ない。さら
に、コンタクト孔中に付着した場合、マスクからの付着
物は炭素であるため、腐食等の発生がなく、電気的特性
を引き起こすことはないと考えられる。

【０１３９】また、エッチングガスとして、前述の如く
ＣＨＦ₃等の炭素含有したハロゲンガスを用いた場合
は、ガス自体中にも炭素が含まれており、マスク材料か
らの炭素が特に電気的特性の劣化を生じさせることはな
い。

【０１４０】この場合も実施例５と同様にして、加湿放
置によるコロージョンの加速試験を行ったところ、炭素
膜マスクを用いた場合においても、コロージョンの発生
が観測された。そこで、実施例５と同様にして、基板温
度を２５０℃以上に加熱し、Ｓｉ₂Ｈ₆，ＣＯ，Ｂ₂Ｈ
₆等のガスに晒したところ、ＳｉあるいはＳｉＯ₂表面
の残留物を除去することが可能であった。また、本プロ
セスにおいては、基板温度を約１０００℃まで上昇させ
ても、ＳｉあるいはＳｉＯ₂膜の熱変形等は生じなかっ
た。しかし、Ｓｉ基板中に形成された拡散層等における
不純物分布は、８００℃で変化する。従って、信頼性を
有するデバイスを得るためには、基板の加熱温度は８０
０℃以下であるのが望ましい。

【０１４１】このような後処理を行ったコンタクト孔の
特性を評価したところ、加湿放置によるコロージョンの
加速試験においても、コロージョンの発生は全く観測さ
れなかった。また、接触抵抗の増大等電気特性の劣化は
全くみられず、高信頼性を有したデバイスの作成が可能
であった。

【０１４２】尚、以上の実施例１〜６において、エッチ
ング装置として、平行平板を有したマグネトロン型の反
応性イオンエッチング装置を用いているが、マイクロ波
を印加したＥＣＲ、放電を用いた反応性イオンエッチン
グ装置、又は、マイクロ波若しくは電子線を印加するこ
とによって生成された放電プラズマ下で、被エッチング
基体に電圧を印加した反応性イオンエッチング装置ある
いは通常の平行平板型のエッチング装置を用いてもよ
い。

【０１４３】また、実施例４では、タングステン膜のエ
ッチングについて述べたが、ニッケル、チタン、タンタ
ル、タンタル酸化物、チタン酸ストロンチウム、アルミ
酸化物あるいはアルミ窒化物等、高融点金属、高融点金
属硅化物、金属酸化物、金属窒化物等のエッチングマス
クとして炭素膜を用い、基板温度を上昇させてこれらの
材料をエッチングすることも可能である。

【０１４４】又、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可能である。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、炭素膜をドライエッチング時のマスクパターンと
して用いているため、ドライエッチング時に、被処理基
体の温度を上昇させ、高温にてエッチングすることが可
能である。更に、エッチング後、マスクパターンを除去
する前に、被処理基体を高温で熱処理しているため、シ
リコン酸化物等は、垂直形状の側壁の加工が可能であ
り、しかも、下地Ｓｉ膜との大きな選択比を得ることが
可能となる。更にまた、銅等のエッチング生成物の蒸気
圧が非常に低い材料においても、側壁が垂直形状で残渣
のないパターンの形成が可能である。

【０１４６】また、タングステン、ニッケル、チタン、
タンタル、タンタル酸化物、チタン酸スロトンチウム、
アルミ酸化物、あるいはアルミ窒化物等の材料において
も、大きなエッチング速度で、高精度に、面内均一性良
くエッチングすることが可能である。

【０１４７】更に、ハロゲンガスを用いたエッチング
後、マスクパターンを剥離する前に高温の熱処理を行な
っているため、腐食あるいは、接触抵抗の増大等の電気
的特性の劣化は生じることがなく、高信頼性を有したデ
バイスの作成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるパターン形成
工程を示す断面図。

【図２】第１の実施例に用いたエッチング装置の概略
構成を示す図。

【図３】基板温度とパターン側壁のテーパ角度、エッ
チング速度及び選択比との関係を示す特性図。

【図４】本発明の第２の実施例に係るパターン形成工
程を示す断面図。

【図５】基板温度とエッチチング速度との関係を示す
特性図。

【図６】ガス流量とエッチチング速度との関係を示す
特性図。

【図７】ガスの組成によるパターン側壁の形状の変化
を示す断面図。

【図８】基板温度とエッチチング速度との関係を示す
特性図。

【図９】本発明の第４の実施例に係るパターン形成工
程を示す断面図。

【図１０】基板温度と脱ガス成分の関係を示す特性
図。

【図１１】本発明の第４の実施例に係るパターン形成
工程を示す断面図。

【図１２】本発明の第４の実施例に係るパターン形成
工程を示す断面図。

【図１３】炭素マスクを用いた場合とレジストマスク
を用いた場合の不純物量を比較して示す特性図。

【図１４】本発明の第６の実施例に係るパターン形成
工程を示す断面図。

【符号の説明】

１，４１，５１，６１，７１，８１…Ｓｉ基板、２，４
２，５２，６２，６４，７２，７４，８３…ＳｉＯ
₂膜、３…４４，５５，６０，８４…炭素膜、４，４
５，５６，６５，７５…フォトレジスト、４３…タング
ステン膜、５３…ＴｉＮ／Ｔｉ膜、５４…ＡｌＳｉＣｕ
薄膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｆ 7353−4Ｍ (72)発明者岡野晴雄神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者林久貴神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板上に炭素膜を被着する工程、
該炭素膜上に有機膜パターンを形成する工程、該有機膜
パターンをマスクとして用いて該炭素膜をエッチングし
て炭素膜パターンを形成する工程、該有機膜パターンを
除去する工程、エッチングガスを該基板を収容する反応
領域に導入し、基板の支持台に設けられた加熱手段で被
処理基板を加熱しながら反応領域に電界を印加して放電
を生ぜしめ、形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パ
ターンをマスクとして被処理基板を異方的に加工する工
程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】基板上に形成されたシリコン酸化膜上に
炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に有機膜パターンを
形成する工程、該有機膜パターンをマスクとして用いて
該炭素膜をエッチングして炭素膜パターンを形成する工
程、該有機膜パターンを除去する工程、及び該基板を１
６０℃以上に加熱し、フッ素原子と炭素原子を含むガス
を該基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域に電
界を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマを用
いて、該炭素膜パターンをマスクとして該シリコン酸化
膜を異方的に加工する工程を具備することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
【請求項３】フッ素原子と炭素原子を含むガス、又は
フッ素原子と炭素原子を含むガスと、一酸化炭素ガス若
しくは水素ガスとの混合ガスを含むエッチングガスを、
基板を収容する反応領域に導入する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】基板上に形成された銅膜上に炭素膜を被
着する工程、該炭素膜上に有機膜パターンを形成する工
程、該有機膜パターンをマスクとして用いて該炭素膜を
エッチングして炭素膜パターンを形成する工程、該有機
膜パターンを除去する工程、及び該基板を約１５０℃以
上に加熱し、エッチングガスを該基板を収容する反応領
域に導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜし
め、形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターンを
マスクとして該銅膜を異方的に加工する工程を具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】基板を２５０℃以上に加熱し、塩素原子
及び／又は臭素原子を含むエッチングガスを、基板を収
容する反応領域に導入することを特徴とする請求項４に
記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】基板上に形成されたタングステン膜、ニ
ッケル膜、チタン膜、タンタル酸化膜、チタン酸ストロ
ンチウム膜、アルミニウム酸化膜、及びアルミニウム窒
化膜からなる群から選ばれた被処理膜上に炭素膜を被着
する工程、該炭素膜上に有機膜パターンを形成する工
程、該有機膜パターンをマスクとして用いて該炭素膜を
エッチングして炭素膜パターンを形成する工程、該有機
膜パターンを除去する工程、及び該基板を１３０℃以上
に加熱し、エッチングガスを該基板を収容する反応領域
に導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜし
め、形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターンを
マスクとして該被処理膜を異方的に加工する工程を具備
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】塩素原子、臭素原子及び弗素原子の少な
くとも１種を含むガス、又は一酸化炭素ガスからなるエ
ッチングガスを基板を収容する反応領域に導入すること
を特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】基板を１６０℃以上に加熱することを特
徴とする請求項１、４又は６に記載の半導体装置の製造
方法。
【請求項９】基板上に形成されたアルミニウムを主成
分とする被処理膜上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜
上に有機膜パターンを形成する工程、該有機膜パターン
をマスクとして用いて該炭素膜をエッチングして炭素膜
パターンを形成する工程、該有機膜パターンを除去する
工程、塩素原子及び／又は臭素原子を含むエッチングガ
スを該基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域に
電界を印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマを
用いて、該炭素膜パターンをマスクとして該被処理膜を
異方的に加工する工程、及び該基板を２５０℃以上に加
熱する工程を具備することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
【請求項１０】基板上に形成されたアルミニウムを主
成分とする金属配線を形成する工程、該金属配線上に絶
縁膜を形成する工程、該絶縁膜上に炭素膜を被着する工
程、該炭素膜上に有機膜パターンを形成する工程、該有
機膜パターンをマスクとして用いて該炭素膜をエッチン
グして炭素膜パターンを形成する工程、該有機膜パター
ンを除去する工程、弗素原子を含むエッチングガスを該
基板を収容する反応領域に導入し、該反応領域に電界を
印加して放電を生ぜしめ、形成されたプラズマを用い
て、該炭素膜パターンをマスクとして該絶縁膜を異方的
に加工する工程、及び該基板を２５０℃以上に加熱する
工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項１１】前記基板の加熱温度は２５０〜４５０
℃であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半
導体装置の製造方法。
【請求項１２】基板上に絶縁膜を形成する工程、該絶
縁膜上に炭素膜を被着する工程、該炭素膜上に有機膜パ
ターンを形成する工程、該有機膜パターンをマスクとし
て用いて該炭素膜をエッチングして炭素膜パターンを形
成する工程、該有機膜パターンを除去する工程、弗素原
子を含むエッチングガスを該基板を収容する反応領域に
導入し、該反応領域に電界を印加して放電を生ぜしめ、
形成されたプラズマを用いて、該炭素膜パターンをマス
クとして該絶縁膜を異方的に加工する工程、及び該基板
を２５０℃以上に加熱する工程を具備することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】前記基板の加熱温度は２５０〜８００
℃であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装
置の製造方法。