(57)【要約】【課題】金属積層膜を選択的に剥離してその電極パターンを形成するに際し、同パターンの形成をより安定して且つ効率よく行うことのできるパターン形成方法を提供する。【解決手段】半導体基板１０上に成膜された金属膜１２の保護膜として絶縁膜１３を成膜し、この絶縁膜１３の一部を開口して金属膜１２を露出させる。そして、この金属膜１２及び絶縁膜１３の表面に剥離を容易とするフッ化絶縁膜１４を形成した後、その上面に金属積層膜５０を堆積形成する。このとき金属積層膜５０のうちの絶縁膜１３と接する下層の金属膜（第１の金属膜５０１ａ）を例えばチタン（Ｔｉ）によって形成し、この膜厚を１５００Å以下に設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するパターン形成方法において、
前記金属積層膜は、順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなり、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚を、該下層の金属膜自身の弾性率との兼ね合いで、その上層の金属膜が堆積される以前に前記絶縁膜から自然剥離し得ない膜厚に設定する
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用い、その膜厚を１５００Å以下に設定する
請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記下層の金属膜として、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれかを用いる
請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記絶縁膜として樹脂膜を用いる
請求項１〜３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理が、前記絶縁膜表面及び前記露出された金属膜表面に対するプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方である
請求項１〜４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理が、フッ素系ガスを用いたフッ化処理である
請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するパターン形成方法において、
前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理の実施に先立ち、前記絶縁膜の前記金属膜を露出させる開口の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理を行う
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
前記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理が、該絶縁膜として感光性樹脂膜を用い、前記開口する部分に選択的に強度の露光を行って前記開口エッジ部を過剰に除去した後、当該樹脂膜中の溶剤を徐々に揮発させることによって行われる
請求項７に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理が、該絶縁膜としてボロン（Ｂ）を含んだシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い、フォトリソグラフィによって前記開口する部分を選択的にエッチングした後、熱処理により同シリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）に流動性を持たせることによって行われる
請求項７に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理が、前記絶縁膜表面及び前記露出された金属膜表面に対するプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方である
請求項７〜９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記プラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理が、フッ素系ガスを用いたフッ化処理である
請求項１０に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記金属積層膜は、順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなり、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用いる
請求項７〜１１のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記下層の金属膜として、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれかを用いる
請求項１２に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のパターン形成方法において、
前記金属積層膜の剥離が、該金属積層膜の表面に対する加圧された流体の吹きつけによって行われる
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１５】
前記加圧された流体の吹きつけが、前記金属積層膜が堆積形成された基板の回転及び前記流体を吹きつけるノズルの揺動との協働のもとに行われる
請求項１４に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記金属積層膜の全面に吹きつける流体の圧力が０．３ＭＰａ以上に設定される
請求項１４または１５に記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するパターン形成方法において、
前記金属積層膜の剥離が、該金属積層膜の表面に対する加圧された流体の吹きつけによって行われる
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１８】
前記加圧された流体の吹きつけが、前記金属積層膜が堆積形成された基板の回転及び前記流体を吹きつけるノズルの揺動との協働のもとに行われる
請求項１７に記載のパターン形成方法。
【請求項１９】
前記金属積層膜の全面に吹きつける流体の圧力が０．３ＭＰａ以上に設定される
請求項１７または１８に記載のパターン形成方法。
【請求項２０】
前記金属積層膜は、順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなり、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚を、該下層の金属膜自身の弾性率との兼ね合いで、その上層の金属膜が堆積される以前に前記絶縁膜から自然剥離し得ない膜厚に設定する
請求項１７〜１９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２１】
前記下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用い、その膜厚を１５００Å以下に設定する
請求項２０に記載のパターン形成方法。
【請求項２２】
前記下層の金属膜として、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれかを用いる
請求項２１に記載のパターン形成方法。
【請求項２３】
前記絶縁膜として樹脂膜を用いる
請求項１７〜２２のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２４】
前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理の実施に先立ち、前記絶縁膜の前記金属膜を露出させる開口の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理を行う
請求項１７〜１９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２５】
前記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理が、該絶縁膜として感光性樹脂膜を用い、前記開口する部分に選択的に強度の露光を行って前記開口エッジ部を過剰に除去した後、当該樹脂膜中の溶剤を徐々に揮発させることによって行われる
請求項２４に記載のパターン形成方法。
【請求項２６】
前記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理が、該絶縁膜としてボロン（Ｂ）を含んだシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い、フォトリソグラフィによって前記開口する部分を選択的にエッチングした後、熱処理により同シリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）に流動性を持たせることによって行われる請求項２４に記載のパターン形成方法。
【請求項２７】
前記金属積層膜は、順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなり、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用いる
請求項２４〜２６のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２８】
前記下層の金属膜として、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれかを用いる
請求項２７に記載のパターン形成方法。
【請求項２９】
前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理が、前記絶縁膜表面及び前記露出された金属膜表面に対するプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方である
請求項１７〜２８のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項３０】
前記プラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理が、フッ素系ガスを用いたフッ化処理である
請求項２９に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等の製造に際して所望とする領域に選択的に金属膜をパターン形成するパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの電極上に半田などからなるバンプ（突起電極）を設けるにあたって、該電極にアルミニウムなど、半田濡れ性の悪い材料が用いられている場合には通常、この電極の上に、アンダーバンプメタル膜としてクロム、銅、チタン、ニッケル、あるいは金などからなる金属膜が形成される。
【０００３】
一方、こうした金属膜を形成する方法としては、これまでのフォトリソグラフィを用いる方法に代えて、例えば特許文献１に示されるように、粘着シートを用いて金属膜（金属積層膜）パターンを形成する方法が、生産性及びコスト等の面から近年注目されている。すなわちこの方法では、例えば半導体基板上に露出された下地電極としての金属膜とその保護膜としての絶縁膜との上面に金属積層膜を成膜した後、該金属積層膜の全面に粘着シートを貼着する。そしてその後、この粘着シートを上記基板から引き剥がすことにより、金属積層膜の上記絶縁膜と金属膜とに対する密着力の差を利用して、金属膜上に選択的に該金属積層膜のパターンが残存されるようにする。
【０００４】
ここで、図９及び図１０を参照して、こうした粘着シートを用いたパターン形成方法についてより詳しく説明する。
図９は、上記金属積層膜が成膜された直後の、すなわち粘着シートが貼着される前の半導体デバイスの一部を示しており、このうち特に、図９（ａ）は、同半導体デバイスの平面図を、また図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示している。そして、図９（ａ）に領域Ｚとして破線で囲んだ領域が上記金属積層膜による選択的なパターン形成を所望する領域となる。なお、この半導体デバイスは、図９（ｂ）に示されるように、半導体基板（シリコン基板）１０の表面に形成されたシリコン酸化膜等からなる絶縁膜１１に開口１１ａが設けられ、該開口１１ａに下地電極としての例えばアルミニウム等からなる金属膜１２が形成されている。そして、この金属膜１２の上面には更に、ポリイミド樹脂等からなる絶縁膜１３が成膜され、この絶縁膜１３の一部に、上記金属膜１２との導通をとるための開口部１３ａが形成されている。上記金属積層膜（金属積層膜５０）は、このようにして露出された金属膜１２とその保護膜となる上記絶縁膜１３との全面にわたって成膜されている。そして、上記のパターン形成に際しては、この金属積層膜５０の上面に図示しない粘着シートが貼り付けられ、その後、引き剥がされる。
【０００５】
図１０は、このようにして電極パターンが形成された半導体デバイスの一部を示したものであり、図９と同様、図１０（ａ）は、同半導体デバイスの平面図を、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示している。すなわち、粘着テープが引き剥がされると、上述した金属積層膜５０の上記絶縁膜１３と金属膜１２とに対する密着力の差に基づき、絶縁膜１３上に成膜された金属積層膜５０が粘着シートと共に剥離される。その結果、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、金属膜１２の上面に成膜された金属積層膜５０、すなわち同金属積層膜５０の上記領域Ｚに対応する部分のみが電極パターンとして当該半導体デバイス上に残存するようになる。
【０００６】
また従来は、例えば特許文献２にみられるように、上記金属積層膜５０を成膜する前に金属膜１２及び絶縁膜１３の表面をフッ化処理するなどして、特に金属積層膜５０と絶縁膜１３との密着力をより低下させ、上述した粘着シートを用いた電極パターンの形成をより容易とする方法なども提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５８５４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１３２９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者らの経験によると、上記フッ化処理等の表面処理を行うことで確かに上記パターン形成が容易にはなる。ただし、必ずしも図１０に例示した態様で正常にパターン形成されるとは限らず、同図１０に対応する図として図１１に示すように、そのパターン端部において金属積層膜５０の残渣Ｌが生じることがあることが判明した。この残渣Ｌは、図１１（ａ）に平面図を、また図１１（ｂ）にその断面図をそれぞれ示すように、上記領域Ｚの端部から約２０μｍほどはみ出す程度ではあるが、このような電極が多数設けられる場合には、それら電極間の距離も自ずと短縮されるようになる。そして、例えば図１２に例示するように、それら電極が近接して設けられる場合には、上記絶縁膜１３上に残された金属積層膜５０の残渣Ｌの部分同士が短絡してリーク不良が起きる可能性もある。
【０００９】
そこで、発明者らは、上記残渣Ｌが生じる原因について解析を試みたところ、次のようなメカニズムによるものであることを見出した。以下、図１３及び図１４を参照して、この残渣Ｌが生じるメカニズムについて説明する。
【００１０】
従来、例えば半導体デバイスにあって上記電極パターンを形成するには、まず図１３（ａ）に示すように、一般的な半導体デバイス製造技術を用いてトランジスタ等の素子を形成した半導体基板（シリコン基板）１０の上面に、ＣＶＤ法などにより例えば酸化膜からなる絶縁膜１１を成膜する。そしてこの絶縁膜１１の所定箇所に開口１１ａを形成し、その下部に形成されている素子との電気的な導通をとるために、この開口１１ａを含んで絶縁膜１１の全面に下地電極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる金属膜１２を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法などによりこの金属膜１２の不要部分を除去した後、上記絶縁膜１１及び金属膜１２の上面にポリイミド樹脂等からなる絶縁膜１３を成膜する。そしてその後、この絶縁膜１３の一部に上記金属膜１２が露出するように開口部１３ａを形成する。これにより、同図１３（ａ）に示されるように、半導体基板１０の上面においてアルミニウム等からなる金属膜１２と樹脂膜等からなる絶縁膜１３とが共に露出された状態となる。
【００１１】
次に、この半導体基板１０を、上記表面処理（表面改質処理）するための図示しない反応室（チャンバー）に入れる。そして、このチャンバー内にＣＦ系のガス、あるいはＣＦ系のガスと酸素などの混合ガスからなるプラズマを発生させて、上記半導体基板１０の表面をフッ素化（フッ化）させる。その結果、図１３（ｂ）に示されるように、金属膜１２と絶縁膜１３の表面にフッ化絶縁膜１４が形成されるようになる。
【００１２】
ちなみにこのフッ素化処理に際しては、図１５に例示する例１〜例５の条件の範囲で行うことにより、上述した金属積層膜の剥離を好適に促進することができるが、例６の条件で同処理を行った場合にはこうした剥離が不可能であることが発明者らの実験によって確認されている。
【００１３】
次に、図１３（ｃ）に示すように、こうして形成した（表面処理した）フッ化絶縁膜１４の上面に、図示しないスパッタリング装置等を用いて、例えばチタン（Ｔｉ）からなる第１の金属膜５０１を成膜する。なおこのとき、その下面に形成されている特に絶縁膜１３とフッ化絶縁膜１４との密着力は低下する。そして発明者らの実験によると、このときに上記第１の金属膜５０１が絶縁膜１３の開口部１３ａ付近で剪断されることが確認された。この原因は、絶縁膜１３の上記開口部１３ａ付近の応力集中によるものではあるが、この剪断部分をＸＰＳ分析したところ、図１３（ｄ）に示されるように、フッ化絶縁膜１４は第１の金属膜５０１側に付着して、絶縁膜１３とフッ化絶縁膜１４との間で剥離が発生していることが新たに明らかになった。
【００１４】
一方、通常のパターン形成方法では、図１４（ａ）に示すように、上記第１の金属膜５０１の上面に例えばニッケル（Ｎｉ）からなる第２の金属膜５０２を成膜し、さらにその上面に半田濡れ性のよい、例えば金（Ａｕ）からなる第３の金属膜５０３を順次成膜して上記金属積層膜５０を形成する。ところがこのとき、絶縁膜１３の上記開口部１３ａ付近には上述の剥離によってフッ化絶縁膜１４が存在していないため、同図１４（ａ）に示されるように、上記第２の金属膜５０２は、絶縁膜１３のこのフッ化絶縁膜１４が存在していない部分に直接成膜されることとなる。このため、その後図１４（ｂ）に示すように、粘着シート１５を貼り付け、これを半導体基板１０上から剥ぎ取った場合には、図１４（ｃ）に示されるように、絶縁膜１３上に直接成膜された第２の金属膜５０２は、上記残渣Ｌとしてそのまま絶縁膜１３上に残存するようになる。
【００１５】
以上が、発明者らによって確認された、残渣Ｌが生じるメカニズムである。
このように、電極パターンに残渣Ｌが生じることでそれら電極が近接して設けられる場合にリーク不良などの原因となることは上述した通りであり、またこのように生じた残渣Ｌを除去しようとすると、製造工数の増加を招き、例えば半導体デバイスそのものの生産効率を大きく低下させることにもなる。特に近年は、上述した電極パターンの残渣対策はもとより、それに限らないより広い範囲での生産性の向上が望まれている。
【００１６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、金属積層膜を選択的に剥離してその残存パターンを形成するに際し、同パターンの形成をより安定して且つ効率よく行うことのできるパターン形成方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載のパターン形成方法では、基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するに際し、前記金属積層膜が、順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなるとするときに、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚を、該下層の金属膜自身の弾性率との兼ね合いで、その上層の金属膜が堆積される以前に前記絶縁膜から自然剥離し得ない膜厚に設定することとする。
【００１８】
金属積層膜を構成する上記下層の金属膜をこのような膜厚に設定することで、その上層の金属膜を堆積する際、該上層の金属膜が上記表面処理のなされていない絶縁膜に直接接触するといった事態も自ずと回避されるようになる。すなわち、金属積層膜の剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜に上層の金属膜が直接接触することに起因する当該金属積層膜の残渣の発生等も好適に回避されるようになる。
【００１９】
また、このような条件を満たす下層の金属膜としての弾性率及び膜厚は、請求項２に記載のように、
・弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であること。
・膜厚は、１５００Å以下であること。
が、発明者らによる実験によって確認されている。なお、膜厚についての下限値は、同金属膜としての機能を得る値であればよい。通常、その膜厚が１００Å以下である場合には、同金属膜としての機能も果たし難いと考えられるため、現実にはこの膜厚も、これをＴとするとき、「１００Å＜Ｔ≦１５００Å」の範囲となる。ただし、歩留まり等の実用性を考慮した場合には、この膜厚Ｔも、「５００Å  ≦  Ｔ  ≦  １０００Å」程度の範囲であることが望ましい。
【００２０】
そして、これらの条件、特に弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であって、上記下層の金属膜として採用することのできる金属としては、例えば請求項３に記載のように、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）などがある。
【００２１】
また、上記絶縁膜としては、請求項４に記載のように、樹脂膜、例えばポリイミド等を用いることが、形成されるパターン周辺の保護膜としても望ましい。
また、上記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理としては、請求項５に記載のように、絶縁膜表面及び露出された金属膜表面に対するプラズマ処理、及びラジカル処理の少なくとも一方を採用することができる。特に、請求項６に記載のように、これらプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理としては、フッ素系ガスを用いたフッ化処理を採用することが、上述した金属積層膜の選択的な剥離を更に促進する上で望ましい。
【００２２】
一方、請求項７に記載のパターン形成方法では、基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するに際し、前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理の実施に先立ち、前記絶縁膜の前記金属膜を露出させる開口の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理を行うこととする。
【００２３】
このように、絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせることでも、該開口エッジ部における金属積層膜への応力集中が緩和され、同金属積層膜、特に上記絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚に大きく左右されることなく、該下層の金属膜自身の絶縁膜からの自然剥離を抑制することができるようになる。すなわち、この場合も上記請求項１に記載の発明と同様、金属積層膜を構成する上記下層の金属膜の上層に金属膜を更に堆積する際、該上層の金属膜が上記表面処理のなされていない絶縁膜に直接接触するといった事態が回避され、ひいては金属積層膜の剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜に上層の金属膜が直接接触することに起因する当該金属積層膜の残渣の発生等も好適に回避されるようになる。
【００２４】
なお、上記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理自体は、例えば請求項８に記載のように、
・絶縁膜として感光性樹脂膜を用い、前記開口する部分に選択的に強度の露光を行って前記開口エッジ部を過剰に除去した後、当該樹脂膜中の溶剤を徐々に揮発させる。
あるいは請求項９に記載のように、
・絶縁膜としてボロン（Ｂ）を含んだシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い、フォトリソグラフィによって前記開口する部分を選択的にエッチングした後、熱処理により同シリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）に流動性を持たせる。
等々、によって行うことができる。
【００２５】
そしてこの場合も、上記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理としては、請求項１０に記載のように、絶縁膜表面及び露出された金属膜表面に対するプラズマ処理、及びラジカル処理の少なくとも一方を採用することができる。また、請求項１１に記載のように、これらプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理としては、フッ素系ガスを用いたフッ化処理を採用することが、上述した金属積層膜の選択的な剥離を更に促進する上で望ましいことも上述の通りである。
【００２６】
また、これら請求項７〜１１のいずれかに記載の発明の場合には、請求項１２に記載のように、上記金属積層膜が順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなるとするときに、それら積層膜のうち、絶縁膜と接する下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用いることが、これも上述した金属積層膜の選択的な剥離を更に促進する上で望ましい。
【００２７】
そしてこの条件、すなわち弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であって、上記下層の金属膜として採用することのできる金属としては、例えば請求項１３に記載のように、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）などがある。
【００２８】
他方、これら請求項１〜１３のいずれかに記載のパターン形成方法においては更に、請求項１４に記載のように、上記金属積層膜の剥離を、該金属積層膜面に対する加圧された流体の吹きつけによって行うようにすることもできる。これにより、例えば従来の粘着テープを用いて同金属積層膜の剥離を行う場合に比べて粘着剤などの洗浄すべき残存物が残ることもなくなり、製造工程全体としても、その効率を大幅に高めることができるようになる。なお、上記吹きつける流体は任意であるが、特に同流体として水や窒素ガス等を採用すれば、次工程への遷移もより円滑に行うことができるようになる。
【００２９】
またこの場合には、請求項１５に記載のように、上記加圧された流体の吹きつけを、金属積層膜が堆積形成された基板の回転及び前記流体を吹きつけるノズルの揺動との協働のもとに行うことが有効である。こうした態様で同流体の吹きつけを行うことで、上記金属積層膜の剥離を促進する方向へのベクトル成分が作用するようになり、こうした金属積層膜の剥離もより容易となる。
【００３０】
なお、上記金属積層膜全面に吹きつける流体の圧力としては、請求項１６に記載のように、０．３ＭＰａ以上に設定されることが望ましい。これも発明者らの実験結果に基づくもので、このような圧力設定によって、上記金属積層膜の剥離を容易、且つ的確に行うことができるようになる。
【００３１】
ところで上述のように、粘着テープを用いて上記金属積層膜の剥離を行う場合には、粘着剤など、洗浄すべき残存物の存在が無視できないものとなり、このことが、例えば半導体装置などの製造工程において、その生産効率を下げる要因の一つとなっている。
【００３２】
この点、請求項１７に記載のパターン形成方法のように、基板上に形成された金属膜に絶縁膜を堆積するとともに、その一部を開口して前記金属膜を露出させ、それら金属膜及び絶縁膜の全面に絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理を施した後、その上に金属積層膜を堆積形成し、前記金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように該金属積層膜を剥離するに際し、前記金属積層膜の剥離を、該金属積層膜面に対する加圧された流体の吹きつけによって行うようにすることで、上記粘着剤などの洗浄すべき残存物が残ることもなくなり、製造工程全体としても、その効率を大幅に高めることができるようになる。なおここでも、上記吹きつける流体は任意であるが、特に同流体として水や窒素ガス等を採用すれば、次工程への遷移もより円滑に行うことができるようになる。
【００３３】
そしてこの場合にも、請求項１８に記載のように、上記加圧された流体の吹きつけを、金属積層膜が堆積形成された基板の回転及び前記流体を吹きつけるノズルの揺動との協働のもとに行うことが有効であり、こうした態様で同流体の吹きつけを行うことで、上記金属積層膜の剥離を促進する方向へのベクトル成分が作用するようになり、該金属積層膜の剥離もより容易となる。
【００３４】
また、上記金属積層膜全面に吹きつける流体の圧力としては、請求項１９に記載のように、０．３ＭＰａ以上に設定することが望ましい。このような圧力設定によって、上記金属積層膜の剥離を容易、且つ的確に行うことができることが、発明者らの実験によって確認されている。
【００３５】
一方、金属積層膜の剥離に際してこのような方法を採用する場合であれ、例えば請求項２０に記載のように、前記金属積層膜が順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなるとするとき、それら積層膜のうち、前記絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚を、該下層の金属膜自身の弾性率との兼ね合いで、その上層の金属膜が堆積される以前に前記絶縁膜から自然剥離し得ない膜厚に設定することで、上記上層の金属膜を堆積する際、該上層の金属膜が上記表面処理のなされていない絶縁膜に直接接触するといった事態も自ずと回避され、ひいては金属積層膜の剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜に上層の金属膜が直接接触することに起因する当該金属積層膜の残渣の発生等も好適に回避されるようになる。
【００３６】
また、このような条件を満たす下層の金属膜としての弾性率及び膜厚が、請求項２１に記載のように、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であること、そして膜厚は、１５００Å以下であることが発明者らによる実験によって確認されていることも上述の通りである。そしてここでも、膜厚についての下限値は、同金属膜としての機能を果たし得る値であればよい。現実的には、この膜厚が、これをＴとするとき、「１００Å＜Ｔ≦１５００Å」の範囲となること、そして歩留まり等の実用性を考慮した場合には、同膜厚Ｔも、「５００Å  ≦  Ｔ  ≦  １０００Å」程度の範囲であることが望ましいことも上述した。
【００３７】
また、これらの条件、特に弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であって、上記下層の金属膜として採用することのできる金属としては、例えば請求項２２に記載のように、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）などがある。
【００３８】
またこの場合も、上記絶縁膜としては、請求項２３に記載のように、樹脂膜、例えばポリイミド等を用いることが、形成されるパターン周辺の保護膜としても望ましい。
【００３９】
また一方、金属積層膜の剥離に際して上記加圧された流体の吹きつけによって行う場合に、請求項２４に記載のように、前記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理の実施に先立ち、絶縁膜の前記金属膜を露出させる開口の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理を行うことも、該開口エッジ部における金属積層膜への応力集中を緩和することができることから、同金属積層膜、特に絶縁膜と接する下層の金属膜の膜厚に大きく左右されることなく、この下層の金属膜自身の絶縁膜からの自然剥離を抑制する上では有効である。すなわち、この場合も上記請求項２０に記載の発明と同様、金属積層膜を構成する上記下層の金属膜の上層に金属膜を更に堆積する際、該上層の金属膜が上記表面処理のなされていない絶縁膜に直接接触するといった事態が回避され、ひいては金属積層膜の剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜に上層の金属膜が直接接触することに起因する当該金属積層膜の残渣の発生等も好適に回避されるようになる。
【００４０】
なお、上記絶縁膜の開口エッジ部に所定の曲率を持たせる処理自体は、これも例えば請求項２５に記載のように、
・絶縁膜として感光性樹脂膜を用い、前記開口する部分に選択的に強度の露光を行って前記開口エッジ部を過剰に除去した後、当該樹脂膜中の溶剤を徐々に揮発させる。
あるいは請求項２６に記載のように、
・絶縁膜としてボロン（Ｂ）を含んだシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い、フォトリソグラフィによって前記開口する部分を選択的にエッチングした後、熱処理により同シリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）に流動性を持たせる。
等々、によって行うことができる。
【００４１】
また、これら請求項２４〜２６のいずれかに記載の発明の場合には更に、請求項２７に記載のように、上記金属積層膜が順次堆積される少なくとも２層の積層膜からなるとするときに、それら積層膜のうち、絶縁膜と接する下層の金属膜として、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用いることが、上記金属積層膜の選択的な剥離を促進する上で望ましい。
【００４２】
そしてこの条件、すなわち弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上であって、上記下層の金属膜として採用することのできる金属としては、例えば請求項２８に記載のように、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）などがある。
【００４３】
他方、請求項１７〜２８のいずれかに記載の発明の場合であれ、上記絶縁膜表面での剥離を容易とする表面処理としては、請求項２９に記載のように、絶縁膜表面及び露出された金属膜表面に対するプラズマ処理、及びラジカル処理の少なくとも一方を採用することができる。また、請求項３０に記載のように、これらプラズマ処理及びラジカル処理の少なくとも一方による表面処理としては、フッ素系ガスを用いたフッ化処理を採用することが、金属積層膜の選択的な剥離を更に促進する上で望ましいことも上述の通りである。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明にかかるパターン形成方法の第１の実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００４５】
この実施の形態にかかるパターン形成方法も、基本的には先の図１３及び図１４に例示したパターン形成方法と同様、金属積層膜を成膜する前に、絶縁膜上の剥離を容易とする表面処理を施す。そして、この表面処理された絶縁膜表面上に金属積層膜を堆積形成し、金属膜の表面のみに選択的に前記金属積層膜の残存パターンが形成されるように金属積層膜を剥離する。
【００４６】
はじめに、図１及び図２を参照して、この実施の形態のパターン形成方法についてその形成手順を説明する。
例えば半導体デバイスにあって、前記電極パターンを形成するには、まず図１（ａ）に示すように、一般的な半導体デバイス製造技術を用いてトランジスタ等の素子を形成した半導体基板（シリコン基板）１０の上面に、ＣＶＤ法などにより例えば酸化膜からなる絶縁膜１１を成膜する。そしてこの絶縁膜１１の所定箇所に開口１１ａを形成し、その下部に形成されている素子との電気的な導通をとるために、この開口１１ａを含んで絶縁膜１１の全面に下地電極となる例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる金属膜１２を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ法などによりこの金属膜１２の不要部分を除去した後、保護膜として、上記絶縁膜１１及び金属膜１２の上面に例えばポリイミド樹脂からなる絶縁膜１３を成膜する。そしてその後、この絶縁膜１３の一部に上記金属膜１２が露出するように開口部１３ａを形成する。これにより、同図１（ａ）に示されるように、半導体基板１０の上面においてアルミニウムからなる金属膜１２と樹脂膜からなる絶縁膜１３とが共に露出された状態となる。
【００４７】
次に、この半導体基板１０を表面処理（表面改質処理）するための図示しない反応室（チャンバー）に入れる。そして、このチャンバー内にＣＦ系のガス、あるいはＣＦ系のガスと酸素などの混合ガスからなるプラズマを発生させて、上記半導体基板１０の表面をフッ素化（フッ化）させる。その結果、図１（ｂ）に示されるように、金属膜１２と絶縁膜１３の表面にフッ化絶縁膜１４が形成される。
【００４８】
ちなみにこのフッ化処理も、先の図１５に例示した例１〜例５の条件の範囲で行っている。
次に、図１（ｃ）に示すように、こうして形成した（表面処理した）フッ化絶縁膜１４の上面に、図示しないスパッタリング装置等を用いて、例えばチタン（Ｔｉ）からなる第１の金属膜５０１ａを成膜する。このとき、本実施の形態においては、この第１の金属膜５０１の膜厚を１０００Åとする。
【００４９】
ここで、図３に、第１の金属膜５０１ａとしたチタン（Ｔｉ）の膜厚と絶縁膜１３の開口部１３ａ付近での自然剥離との関係を測定した実験結果を示す。
同図３に示されるように、チタン（Ｔｉ）の膜厚が１５００Å以下にあるときには、たとえ上記絶縁膜１３の開口部１３ａ付近で応力集中が発生したとしても、その自然剥離は発生しないことが、同実験により明らかとなった。その一方、チタン（Ｔｉ）の膜厚が１５００Åを超えるときには、絶縁膜１３の開口部１３ａ付近での自らの応力集中に耐えかねず、この開口部１３ａ付近で剪断されて絶縁膜１３から自然剥離するようになる。
【００５０】
また、本実施の形態では、上記第１の金属膜５０１ａとしてチタン（Ｔｉ）を用いたが図４に例示する金属材料（金属学会編「金属データブック」丸善’９３参照）のうち、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の材料であれば、同第１の金属膜５０１ａとして使用することができる。そしてその膜厚を１５００Å以下に設定することによって、上記開口部１３ａ付近での自然剥離は生じないことが発明者らによって確認されている。すなわち、上記チタン（Ｔｉ）以外に、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）、及びタングステン（Ｗ）等々の金属材料も第１の金属膜５０１ａ（下層の金属膜）として用いることができる。なお通常、この弾性率と膜厚とは反比例の関係にあることから、チタン（Ｔｉ）よりも弾性率の高い材料をこの第１の金属膜５０１ａとして採用する場合には、その膜厚をさらに薄くすることも可能である。もっとも、膜厚が１００Å以下では、それら膜としての機能を果たさないと考えられることから、ここで可能な膜厚としては、これをＴとすると、「１００Å＜Ｔ≦１５００Å」の範囲となる。また、スパッタリング装置等によってこの第１の金属膜５０１ａを形成する場合、その成膜過程において多少の膜厚差が生じることから、歩留まり等の実用性を考慮すると、この膜厚Ｔも、「５００Å≦Ｔ≦１０００Å」程度の範囲としておくことが望ましい。そこで本実施の形態でも、この第１の金属膜５０１ａとしての膜厚を上記１０００Åに設定している。
【００５１】
こうして第１の金属膜５０１ａの成膜を終えると次に、図１（ｄ）に示すように、上記と同様にスパッタリング装置等を用いて、さらにその上面に、例えばニッケル（Ｎｉ）からなる第２の金属膜５０２、そして半田濡れ性のよい例えば金（Ａｕ）からなる第３の金属膜５０３を順次成膜して金属積層膜５０とする。なおこの金属積層膜５０にあっては、上記第２の金属膜５０２の膜厚によって、第１の金属膜５０１ａとその下層に形成された金属膜１２及び絶縁膜１３との界面、すなわちフッ化絶縁膜１４にかかる膜応力を調整することができる。
【００５２】
こうして金属積層膜５０の形成を終えると、半導体基板１０をスパッタリング装置等から取り出し、真空チャック等で半導体基板１０を固定した後に、図２（ａ）に示すように、金属積層膜５０の上面に粘着シート１５を隙間なく貼り付ける。そして、この粘着シート１５を半導体基板１０上から静かに引き剥がすことにより、金属積層膜５０の絶縁膜１３と金属膜１２とに対する密着力の差を利用して、絶縁膜１３上に成膜されている金属積層膜５０のみを選択的に粘着シート１５とともに剥離する。ちなみにこのとき、金属膜１２上の金属積層膜５０は、該金属膜１２に密着していることから、この引き剥がしに際しては、絶縁膜１３の開口部１３ａ付近に応力が集中することとなり、この部分を基点として金属積層膜５０が剪断される。そしてその結果、図２（ｂ）に示されるように、金属膜１２の上面に成膜された金属積層膜５０のみが電極パターンとして半導体基板１０上に残存するようになる。
【００５３】
なお、上記引き剥がしに際し、上記絶縁膜１３の開口部１３ａ付近での適切な応力集中を得るためにも、上記金属積層膜５０を構成する最下層の金属膜、すなわち第１の金属膜５０１ａの材料としては、図４に例示した、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上である金属が望ましい。第１の金属膜５０１ａの弾性率がこれよりも小さい場合には、上記絶縁膜１３の開口部１３ａ付近で十分な応力集中を得ることができず、結局は金属積層膜５０が絶縁膜１３上にも残存してしまうことが発明者らによって確認されている。
【００５４】
また、図２（ｂ）に示される態様でパターン形成された半導体基板１０は、その後の工程で適宜に熱処理される。そして、その熱処理に伴い、上記金属膜１２と第１の金属膜５０１ａとの間に介在するフッ化絶縁膜１４が金属膜１２に拡散されることで、該金属膜１２と金属積層膜５０との間の電気的な導通がとられるようになる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に列記するような効果を得ることができる。
（１）この実施の形態では、金属積層膜５０のうち絶縁膜１３と接する第１の金属膜５０１ａの膜厚を、この金属膜自身の弾性率との兼ね合いにより１０００Åに設定した。そのため、第２の金属膜５０２が堆積される以前にこの第１の金属膜５０１ａが絶縁膜１３から自然剥離することもなくなり、第２の金属膜５０２の堆積に際して、この第２の金属膜５０２が表面処理のなされていない絶縁膜１３に直接接触するといった事態も自ずと回避されるようになる。すなわち、その後の金属積層膜５０の剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜１３に上層の金属膜（第２の金属膜５０２）が直接接触することに起因する当該金属積層膜５０の残渣の発生等を好適に回避することができるようになる。そしてその結果、精度の高い電極パターンを安定して形成することができるようにもなる。
【００５６】
（２）この実施の形態では、絶縁膜１３としてポリイミド樹脂等の樹脂膜を採用することとした。これにより、上記形成されるパターン周辺の保護膜としてもより望ましいものとなる。
【００５７】
（３）また、この実施の形態では、絶縁膜１３の表面での剥離を容易とする表面処理として、ＣＦ系のガス、あるいはＣＦ系のガスと酸素などの混合ガスからなるプラズマを発生させて、金属膜１２及び絶縁膜１３の表面をフッ素化（フッ化）させるフッ化処理を採用した。そのため、金属積層膜５０の選択的な剥離を更に促進することができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
続いて、この発明にかかるパターン形成方法の第２の実施の形態について、先の第１の実施の形態と異なる点を中心に図５を参照して詳細に説明する。
【００５９】
この第２の実施の形態では、前記絶縁膜１１及び金属膜１２の上面に保護膜として成膜される絶縁膜から金属膜１２を露出させるための開口を形成する際に、この開口のエッジ部に所定の曲率を持たせるようにする。そしてこの開口エッジ部の曲率を利用して、該保護膜とする絶縁膜上に成膜される前記第１の金属膜５０１ａの自然剥離を抑制するようにしている。
【００６０】
具体的には、図５（ａ）に示すように、まず第１の実施の形態と同様、半導体基板１０の上に絶縁膜１１及び金属膜１２を順次成膜する。そしてこの実施の形態では、これら絶縁膜１１及び金属膜１２の成膜後、これらの保護膜として、その全面に渡って感光性樹脂からなる絶縁膜２３を成膜する。そしてその後、所定箇所にパターンが形成されたマスクＭ、及び図示しない露光装置等を用いて、この絶縁膜２３の開口部２３ａとする部分に選択的に強度の露光を行う。
【００６１】
これにより、上記マスクＭによって遮光されている部分であっても、絶縁膜２３の開口部２３ａのエッジ付近には光が回り込み、これを現像すると、図５（ｂ）に例示される態様で、開口部２３ａのエッジ部分も斜めに除去されるようになる。
【００６２】
続いて、この開口された絶縁膜２３中の溶剤を揮発させる熱処理（ベーキング）を通常より時間をかけて徐々に実施する。これにより、図５（ｃ）に示される態様で、開口部２３ａのエッジ部分が所定の曲率を持つようになる。その後、この絶縁膜２３の開口部２３ａの曲率形状を安定化（硬化）させるために通常の熱処理（ベーキング）を行う。
【００６３】
そしてその後は、先の第１の実施の形態と同様の処理を経てパターン形成を行うこととなる。
この第２の実施の形態では上述のように、絶縁膜２３の開口部２３ａに所定の曲率を設けたことで、その表面処理（フッ化）後、前記金属積層膜５０を形成すべく、例えばチタン（Ｔｉ）からなる第１の金属膜（下層の金属膜）を成膜した際、この開口部２３ａでの応力集中が緩和されるようになる。すなわち、この第１の金属膜としての膜厚に大きく左右されることなく、同開口部２３ａ付近での自然剥離が抑制されるようになる。このため、この第２の実施の形態においても、その上層に成膜される金属膜、すなわち例えばニッケル（Ｎｉ）からなる第２の金属膜が上記絶縁膜２３に直接接触するといった事態が回避され、前記金属積層膜５０の粘着シートによる剥離に際しても、同絶縁膜２３の上面に前述した残渣Ｌが生じるようなこともなくなる。
【００６４】
なお、この第２の実施の形態においても、上記金属積層膜５０を構成する第１の金属膜（下層の金属膜）としては、上記チタン（Ｔｉ）等、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属（図４参照）を用いることが望ましい。このように弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を用いることで、絶縁膜２３の開口部２３ａに上記曲率を設けた場合であっても、金属積層膜５０の剥離に際し、同開口部２３ａ付近での剪断応力を確保することができるようになる。
【００６５】
以上説明したように、この第２の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
（１）この実施の形態によれば、絶縁膜２３に所定の曲率をもった開口部２３ａが形成されることから、その上面に第１の金属膜を成膜した際、この開口部２３ａのエッジ部に集中する応力が緩和されるようになる。すなわち、この第１の金属膜としての膜厚に大きく左右されることなく、同開口部２３ａ付近での自然剥離が抑制されるようになることから、その上層に成膜される第２の金属膜が上記絶縁膜２３に直接接触するといった事態が回避されるようになる。これにより、この第２の実施形態によっても、その後の金属積層膜５０の粘着シートによる剥離に際して、上記表面処理のなされていない絶縁膜２３に上層の金属膜（第２の金属膜）が直接接触することに起因する当該金属積層膜５０の残渣の発生等を好適に回避することができるようになる。したがって、精度の高い電極パターンを安定して形成することができるようにもなる。
【００６６】
（２）この実施の形態では、絶縁膜２３の開口部２３ａとする部分に選択的に強度の露光を行って開口部２３ａのエッジ部分を斜めに除去した後に、この部分への熱処理（ベーキング）を通常より時間をかけて徐々に実施することによって、上記所定の曲率を持つ開口部２３ａを形成することとした。これにより、容易かつ確実に開口部２３ａに曲率を持たせることができるようになる。
【００６７】
なお、以上説明した第２の実施の形態は、例えば次のように変形して実施することもできる。
・上記実施の形態では、絶縁膜２３として感光性樹脂を採用したが、これに代えて例えば、ボロン（Ｂ）を含んだシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用いることもできる。すなわちこの場合、上記絶縁膜１１及び金属膜１２の成膜後、これらの保護膜として、その全面に渡ってシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）からなる絶縁膜２３を成膜する。そして、フォトリソグラフィによって上記開口する部分を選択的にエッチングした後、熱処理によって、このシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）に流動性を持たせる。具体的には、この絶縁膜２３の上面にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布した後、所定箇所にパターンが形成されたマスク、及び露光装置等を用いて、絶縁膜２３上にマスクパターンを転写する。そしてこれを現像した後、真空チャンバーなどに入れてエッチング処理を行うことにより開口を形成する。その後、上記フォトレジストを絶縁膜２３上から除去して、熱処理（リフロー）を行う。このとき、この熱処理によって、絶縁膜２３を構成するシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）が部分的に融解され、この融解された部分が流動性を持つようになる。その結果、絶縁膜２３の開口部２３ａのエッジ部分が弛緩されるようになり、先の第２の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示される態様で、このエッジ部分が所定の曲率を持つようになる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
次に、この発明にかかるパターン形成方法の第３の実施の形態について、先の第１及び第２の実施の形態と異なる点を中心に、図６〜図８を参照して詳細に説明する。
【００６９】
通常、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態のように、粘着テープを用いて金属積層膜の選択的な剥離を行う場合には、形成されるパターン上面に粘着剤が残るなど、洗浄すべき残存物の存在が無視できないものとなる。そのため、こうした残存物の除去処理などを追加する必要が生じることから、例えば半導体装置などの製造工程において、その生産効率を下げる要因の一つとなっている。
【００７０】
そこで第３の実施の形態では、例えば先の第１の実施の形態と同様の処理を経て、半導体基板１０上に金属積層膜５０を形成する。すなわち、半導体基板１０上に成膜された下地電極としての金属膜１２に保護膜としての絶縁膜１３を堆積した後に、この絶縁膜１３の一部に開口部１３ａを形成し、金属膜１２を露出させる。そしてこれら金属膜１２及び絶縁膜１３の全面をフッ化処理するなどして、それらの上面にフッ化絶縁膜１４を形成する。そしてその後、チタン（Ｔｉ）などからなる第１の金属膜５０１を所定の膜厚にて形成し、その上面にニッケル（Ｎｉ）などからなる第２の金属膜５０２、金（Ａｕ）などからなる第３の金属膜５０３を順次成膜して金属積層膜５０を形成する。
【００７１】
次に、このように半導体基板１０上に形成された金属積層膜５０のうち、絶縁膜１３上の不要な金属積層膜５０を選択的に剥離するために、この第３の実施の形態では、上述した粘着シートの半導体基板１０への貼付に代えて、洗浄装置（スクラバー）にこの半導体基板１０を配設する。
【００７２】
図６は、こうした洗浄装置の一部を示している。同図６に示されるように、この洗浄装置は、図中の矢印Ｆ１として示す態様で、上記半導体基板１０を構成する半導体ウエハ１００自体を回転させる。また併せて、図中の矢印Ｆ２として示す態様で、加圧された純水Ｗを半導体ウエハ１００（半導体基板１０）上の金属積層膜５０に向けて吹きつけるノズルＮを揺動させる。
【００７３】
図７は、上記洗浄装置のこうした半導体ウエハ１００の回転、及び純水Ｗの吹きつけによって金属積層膜５０の表面に生じるベクトル成分を模式的に示している。同図７に示されるように、半導体基板１０上の金属積層膜５０には、洗浄装置による半導体ウエハ１００の回転運動に伴って、例えば図中左方向に伸びるベクトルＶ１が生成される。またその一方で、同洗浄装置の上記ノズルＮからの純水Ｗの吹きつけにより、図中下方向に伸びるベクトルＶ２が生成される。そして、これらベクトルＶ１及びベクトルＶ２による合成ベクトルとして、金属積層膜５０に対して斜め方向に作用するベクトルＶ３が生成される。これにより、特に応力の集中が必要とされる上記絶縁膜１３の開口部１３ａのエッジ部分、すなわち図中Ｐで示す領域において、絶縁膜１３上の金属積層膜５０の剥離に併せて、同部分での金属積層膜５０の剪断を促進する方向にベクトルが作用するようになる。すなわち、金属積層膜５０の図２（ｂ）に示した態様での剥離も容易となる。なお、本実施の形態においては上述のように、ノズルＮを矢印Ｆ２のように揺動させているため、金属積層膜５０の全面にわたって純水Ｗの吹きつけが可能となる。そして併せて、半導体ウエハ１００の回転方向（Ｆ１）とこの揺動方向（Ｆ２）とが相反する期間には、こうした合成ベクトルに基づく剥離効果も更に助長されるようになる。
【００７４】
また、この第３の実施の形態においては、上記純水Ｗの流水圧を０．３ＭＰａ以上に設定している。
図８は、金属積層膜５０に対するこの純水Ｗの流水圧と、金属積層膜５０の剥離率との関係を測定した実験結果を示すものである。
【００７５】
同図８に示されるように、純水Ｗの流水圧が０．３ＭＰａを下回るときには、上記金属積層膜５０に直接純水Ｗが吹きつけられたとしても、同金属積層膜５０のうち剥離せずに残存する部分が発生した。その一方、純水Ｗの流水圧が０．３ＭＰａを超えるときには、ほぼ１００％の割合で、上記金属積層膜５０の剥離が達成された。
【００７６】
以上説明したように、この実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
（１）この実施の形態では、金属積層膜５０の剥離を、該金属積層膜５０の上面に対する加圧された純水Ｗの吹きつけによって行うようにしたため、形成されるパターン上面に粘着剤など、洗浄すべき残存物が残ることがなくなる。これにより、製造工程全体としても、その効率を大幅に高めることができるようになる。
【００７７】
（２）また、この実施の形態では、加圧された純水Ｗの吹きつけを、金属積層膜５０が堆積形成された半導体ウエハ１００の回転及び純水Ｗを吹きつけるノズルＮの揺動との協働のもとに行った。これにより、上記金属積層膜５０の剥離をより容易に実施することができる。
【００７８】
（３）この実施の形態では、金属積層膜５０全面に吹きつける純水Ｗの圧力を、０．３ＭＰａ以上に設定したため、上記金属積層膜５０の剥離をより的確に行うことができる。
【００７９】
（４）この実施の形態では、金属積層膜５０に純水Ｗを吹きつけることとしたため、次工程への遷移もより円滑に行うことができるようになる。
なお、以上説明した第３の実施の形態は、例えば次のように変形して実施することもできる。
【００８０】
・上記実施の形態では、金属積層膜５０に純水Ｗを吹きつけることとしたが、この吹きつける媒体は純水Ｗに限られるものではなく、基本的に流体であれば適宜採用可能である。ただし、次行程への遷移をより円滑に行う上では、上記純水Ｗや窒素ガス等の採用が望ましい。また、これらの流体を採用する場合においても、図８に例示した圧力と剥離率との関係は同様である。
【００８１】
・上記実施の形態では、金属積層膜５０全面に吹きつける純水Ｗ（流体）の圧力を、０．３ＭＰａ以上に設定したが、その上限値は、金属積層膜５０の構造や形成されるパターンを破壊しない限りにおいて任意である。
【００８２】
・上記実施の形態では、第１の実施の形態の方法で金属積層膜５０が堆積された半導体基板１０に純水Ｗ（流体）を吹きつけることによって、同金属積層膜５０を絶縁膜１３上から剥離させるようにした。しかしこれに限らず、例えば第２の実施の形態あるいはその変形例にかかる方法で金属積層膜５０が堆積された半導体基板１０についても、この第３の実施の形態の方法は同様に適用することができる。
【００８３】
・また、この第３の実施の形態は、上記第１あるいは第２の実施の形態にて金属積層膜５０が堆積形成された半導体基板に適用して特に有効である。ただし、パターン形成方法としてその形成効率（製造効率）を高めるという意味においては、それら第１あるいは第２の実施の形態に限らないいかなる方法で上記金属積層膜５０が堆積形成されていようとも、その適用は可能である。
【００８４】
その他、上記第１〜第３の各実施の形態に共通して、あるいは一部共通して変更可能な要素としては、以下のようなものがある。
・上記第１の実施の形態及び第３の実施の形態では、弾性率が「１．０×１０１１Ｐａ」以上の金属を第１の金属膜５０１ａとして採用し、その膜厚を１０００Åとした。そしてさらに、可能な膜厚として、これをＴとするとき、「１００Å＜  Ｔ  ≦  １５００Å」の範囲とし、歩留まり等の実用性を考慮する場合には、「５００Å  ≦  Ｔ  ≦  １０００Å」程度の範囲とすることが望ましいとした。しかし要は、第１の金属膜５０１ａの膜厚としてこれを、その弾性率との兼ね合いで自然剥離し得ない程度に設定することとすれば、安定したパターン形成を行うことはできる。
【００８５】
・同じく上記第１の実施の形態及び第３の実施の形態では、金属膜１２の保護膜としてポリイミド樹脂からなる絶縁膜１３を形成したが、該絶縁膜１３は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）やシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）等によっても形成することができる。
【００８６】
・上記第１〜第３の実施の形態では、金属積層膜５０を形成する前の表面処理としてＣＦ系のガス（フッ素系ガス）を用いて金属膜１２及び絶縁膜１３の表面をフッ素化（フッ化）させるフッ化処理を行うこととした。しかし、同表面処理はこれに限らず、絶縁膜１３または絶縁膜２３表面での金属積層膜５０の剥離を容易とする処理であれば、適宜採用することができる。
【００８７】
・また、上記表面処理をするにあたっては、プラズマ処理に限らず、ラジカル処理によって行うこともできる。
・上記第１〜第３の実施の形態では、第２の金属膜５０２の材料としてニッケル（Ｎｉ）を採用したが、この第２の金属膜５０２は、粘着シート１５による引き剥がしを可能とする他の金属、例えば、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいはこれらの金属を主成分とする合金などに変更してもよい。また、この第２の金属膜５０２として半田濡れ性のよい金属を採用した場合には、その上層に形成する第３の金属膜５０３の成膜を省略することも可能である。すなわちこの場合、金属積層膜５０は２層の積層膜となる。
【００８８】
・上記第１〜第３の実施の形態では、第３の金属膜５０３の材料として金（Ａｕ）を採用したが、この第３の金属膜５０３も、半田濡れ性のよい他の金属、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白銀（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、錫（Ｓｎ）、Ｃｕ−Ｓｎ合金などに変更することができる。
【００８９】
・上記第１及び第２の実施の形態は、互いに組み合わせて実施することもできる。すなわち、絶縁膜２３をあらかじめ図５（ｃ）に示される態様でこの開口部２３ａに曲率をもつ膜として形成しておき、その上に第１の実施の形態で例示した膜厚にて第１の金属膜５０１ａを成膜するようにしてもよい。通常、第２の実施の形態の採用によって、該第１の金属膜５０１ａの膜厚に対する自由度は増すが、これにあえて第１の実施の形態で例示した膜厚を適用することによって、その自然剥離もより的確に防止することができるようになる。
【００９０】
・上記第１〜第３の実施の形態はいずれも、半導体デバイスの電極パターン等の形成に特に有効ではあるが、この発明は、こうした半導体デバイスに限られることなく、より一般的な電極パターン等の形成にも適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明にかかるパターン形成方法の第１の実施の形態についてそのパターン形成手順を示す概略断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、同第１の実施の形態についてそのパターン形成手順を示す概略断面図。
【図３】チタンの膜厚と表面剥離（自然剥離）との関係を示すグラフ。
【図４】金属材料とそれらの弾性率との関係を示すグラフ。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明にかかるパターン形成方法の第２の実施の形態についてそのパターン形成手順を示す概略断面図。
【図６】本発明にかかるパターン形成方法の第３の実施の形態に用いる洗浄装置についてその概略を示す斜視図。
【図７】同第３の実施の形態において金属積層膜に作用するベクトルの関係を示す概略断面図。
【図８】同第３の実施の形態にかかる流水圧と剥離率との関係を示すグラフ。
【図９】金属積層膜が成膜された直後の半導体デバイスの一部についての、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその概略断面図。
【図１０】電極パターン形成後の半導体デバイスの一部についての、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその概略断面図。
【図１１】従来の方法にて電極パターンを形成した場合の半導体デバイスの一部についての、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその概略断面図。
【図１２】金属積層膜の残渣Ｌによる影響例を示す概略断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、従来のパターン形成方法についてそのパターン形成手順を示す概略断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、従来のパターン形成方法についてそのパターン形成手順を示す概略断面図。
【図１５】フッ化処理にかかる実験結果を例示する図。
【符号の説明】
１０…半導体基板、１１…絶縁膜、１１ａ…開口、１２…金属膜、１３、２３…絶縁膜、１３ａ、２３ａ…開口部、１４…フッ化絶縁膜、１５…粘着シート、５０…金属積層膜、５０１、５０１ａ…第１の金属膜、５０２…第２の金属膜、５０３…第３の金属膜、１００…半導体ウエハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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