(57)【要約】【課題】一定条件でのドライエッチングを可能にして膜の境界面の段差を無くし、側壁保護膜を形成しないことによって対レジスト選択比を維持しながら良好な形状転写を可能にする。【解決手段】石英基板１上にＡｌ膜２、その上にＳｉＯ２膜３、さらにその上にＣｒ膜４を形成し、Ｃｒ膜４上にフォトレジスト層５を形成する。リソグラフィー工程にてレジスト層５をパターニングしポストベークを行なう。この積層膜２，３，４をレジストパターン５をマスクとして、高密度プラズマが得られるＩＣＰエッチング装置を使用して、「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」にて同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチングガスは、混合比「ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒ＝７：３：１０」の混合ガスを使用する。【選択図】　　　図１
2004111780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属膜又は金属酸化膜を含む積層膜上にフォトレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとして前記積層膜をドライエッチングによりパターン化する方法において、
エッチングをプラズマエッチング方法により行ない、
エッチングガスとしてフッ素系ガスと塩素系ガスにＡｒガスを含む混合ガスを用い、
エッチングの開始から終了まで同一エッチング室内で同一エッチング条件で連続的に行なうことを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】
前記混合ガスの組成は、同じ圧力下での体積比で表わして、Ａｒガスがフッ素系ガスと塩素系ガスの合計以上となるように設定されている請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
フッ素系ガスと塩素系ガスの合計体積を１としたとき、Ａｒガスの体積比は１〜２である請求項２に記載のドライエッチング方法。
【請求項４】
前記積層膜は少なくともアルミニウム膜を含んでいる請求項１から３のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項５】
前記混合ガス中のフッ素系ガスと塩素系ガスの割合は、塩素原子数がフッ素原子数より少なくなるように設定されている請求項４に記載のドライエッチング方法。
【請求項６】
フッ素系ガスにはＣＦ４、塩素系ガスにはＢＣｌ３を使用する請求項１から５のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
前記混合ガス中のＣＦ４とＢＣｌ３の割合は、同じ圧力下での体積比で表わして、１：１〜５：２である請求項６に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
混合ガスの塩素系ガスはＣｌ２とする請求項１から５のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項９】
混合ガスの塩素系ガスはＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスとする請求項１から５のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項１０】
エッチング工程終了後のフォトレジストを酸素ガスプラズマによるアッシング工程によって除去する請求項１から９のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は少なくとも金属膜又は金属酸化膜を含む積層膜上にフォトレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとして前記積層膜をドライエッチングによりパターン化する方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、▲１▼メタル配線パターンに関する分野（半導体パターン、液晶用パターン、表示素子パターン等）、▲２▼光学素子に関する分野（偏光素子、偏光板等）、▲３▼反射光学素子に関する分野（反射型液晶、反射を利用する素子等）などに利用することができる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、アルミニウムを主成分とする多層膜のドライエッチングを行う際、膜の構成に合せてエッチング条件を変えてドライエッチング加工を行っていた（特許文献１，２参照。）。
【０００４】
具体的には、エッチングガス種として、「ＣＨＦ３＋ＢＣｌ３」、「フッ素系ガス（ＣＨＦ３以外）＋ＢＣｌ３」又は「ＣＦ４＋Ｃｌ２」等のフッ素系と塩素系の混合ガスや、Ｃｌ２もしくはＢＣｌ３の塩素系の単独ガス又は混合ガスなどを用意しておき、エッチングしようとする膜構成が２層構成であれば２ステップ、３層構成であれば３ステップというように、エッチングの進行に伴う残膜構成に応じてエッチングガス組成を変えながらドライエッチングを行う方法である。
【０００５】
また、アルミニウムは塩素と容易に反応し、等方的にエッチングが進行するので、異方性を得るために、エッチングを進行させつつ側壁に保護膜を形成することによって、等方的なエッチングを抑制して良好な仕上り形状を保つする手法が採られている。側壁保護膜を形成する方法としては、フォトレジストからの分解生成物を利用する方法、又は堆積性ガスの添加によりエッチング反応で生成する反応生成物を利用する方法がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５０４７７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６０７５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、等方的なエッチングを抑制するためにレジストからの分解物を側壁保護膜として側壁に付着させると、対レジスト選択比が低下する。すなわち、対レジスト選択比と形状制御はトレードオフの関係にあり、対レジスト選択比を維持しながら良好な形状転写を行なうのはきわめて難しいとされている。また、側壁保護膜除去の工程が必要になる。
【０００８】
また、エッチングの進行に伴う残膜構成に応じてエッチングガス組成を変えながらドライエッチングを行うと、条件変更時の履歴が残るため膜の境界面に段差が発生する。また、条件変更時にプラズマが安定するまでに時間がかかるので、膜の境界面では、一時的に垂直性が悪くなる。
【０００９】
本発明は、金属膜又は金属酸化膜を含む積層膜上にフォトレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとして前記積層膜をドライエッチングによりパターン化する方法において、一定条件でのドライエッチングを可能にして膜の境界面の段差を無くし、側壁保護膜を形成しないことによって対レジスト選択比を維持しながら良好な形状転写を可能にすることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るドライエッチング方法は、エッチングをプラズマエッチング方法により行ない、エッチングガスとしてフッ素系ガスと塩素系ガスにＡｒガスを含む混合ガスを用い、エッチングの開始から終了まで同一エッチング室内で同一エッチング条件で連続的に行なうことを特徴としている。
【００１１】
「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」でプラズマを生成することにより、同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的なドライエッチングを可能にし、膜の境界面の段差を無くし、目的とする垂直パターニング形状を形成することができる。
【００１２】
すなわち、Ａｒガス添加により、ラジカル成分を抑え、イオン密度を上げ、またサイドエッチングを防止して垂直性をよくすることができる。すなわち、Ａｒガスは、エネルギー的にプラズマ中でイオン化（電離）し易く、不活性である特徴を有する。よって、他のイオン化していない分子に衝突すると、イオン化を促進する作用がある。また、スパッタリング効果がある為、保護膜の生成を防ぐ作用もある。
【００１３】
従来の金属膜のドライエッチング方法では、良好な形状を保つ形状制御の目的でフッ素系ガスとレジストの生成物を側壁付着に用いるため、対レジスト選択比が低下し、対レジスト選択比と形状制御はトレードオフの関係にあったが、本発明ではＡｒガスを添加したことによって形状制御性を維持しつつ、側壁保護膜が形成されにくくなることにより対レジスト選択比は、従来方法に比べ低下しない。
【００１４】
本発明のドライエッチング方法は、同一エッチング条件で連続的にエッチングするので膜の境界面の段差をなくすことができる。
側壁に付着する膜はフッ素とレジストの反応生成物であるが、本発明ではＡｒガスを添加したことによりフッ素系ガスの分圧が低下し、それだけフッ素との反応生成物の生成が抑えられるために、従来の側壁保護膜に相当する膜の生成をより効果的に防止することができる。
【００１５】
Ａｒガス添加による作用をより発揮させるために、エッチングガスの組成は、同じ圧力下での体積比で表わして、Ａｒガスがフッ素系ガスと塩素系ガスの合計以上となるように設定されているのが好ましい。
そのような好ましいＡｒガス添加率は、フッ素系ガスと塩素系ガスの合計体積を１としたとき、Ａｒガスの体積比を１〜２とすることである。
【００１６】
本発明は、積層膜が少なくともアルミニウム膜を含んでいる場合にも適用することができる。エッチングガスとしてのフッ素系ガスと塩素系ガスの混合ガスは、金属又は金属化合物薄膜のエッチングレートを上げるには好都合であるが、塩素系ガスによりアルミニウムを主成分とする金属膜の表層に塩化アルミニウムが生成し、アルミニウム膜の「経時的な侵食（アフターコロージョン）」が発生する。「経時的な侵食」とは、プロセス終了から製品使用時までの長時間に渡って塩素分子とアルミニウムが反応し、アルミニウム膜が腐食することを言う。半導体では、アルミニウム配線の断線となる。
【００１７】
アルミニウムを含む金属多層膜をエッチングするのに「フッ素系ガスと塩素系ガスのみの混合ガス」を用いると、蒸気圧の差から、アルミニウムはフッ素系ガスと反応してフッ化アルミニウムを形成するよりも、塩素系ガスと反応して塩化アルミニウムになりやすい。この状態でエッチングを終了すると、アルミニウム表面に残る塩素とアルミニウムが反応し、アルミニウム膜が経時的に侵食される現象が発生する。
【００１８】
そこで、本発明では、エッチングガスに「Ａｒガスを添加」したので、試料に付着した塩素成分がアルゴンイオンのスパッタリングで気化し、経時的な侵食を防止することができる。
【００１９】
また、積層膜が少なくともアルミニウム膜を含んでいる場合には、エッチングガス中のフッ素系ガスと塩素系ガスの割合は、塩素原子数がフッ素原子数より少なくなるように設定されていることが好ましい。
【００２０】
本発明でも、フッ素系ガスとしてはＣＦ４、塩素系ガスとしてはＢＣｌ３を使用することができる。他のフッ素系ガスや塩素系ガス、例えばＣＨＦ３やＣｌ２など、従来から使用されているガスも使用することができる。
【００２１】
エッチングガス中でのＡｒガス以外のＣＦ４とＢＣｌ３の割合は、同じ圧力下での体積比で表わして、１：１〜５：２が適当である。
エッチング工程終了後のフォトレジストを酸素ガスプラズマによるアッシング工程によって除去することも好ましい。このアッシング工程によって境界面や表面の塩素系成分も除去され、経時的な侵食を防止するうえでより有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は本発明の方法により、アルミニウム膜又はアルミニウム酸化膜を含む金属膜、金属酸化膜、ＳｉＯ２膜などからなる多層膜を一定条件下でドライエッチングする実施例を説明するための図で、工程を対象物の断面図により順に示した図である。
【００２３】
この実施例を図１の工程に従って説明する。
（ａ）石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜２、その上に密着性向上のための膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜３、さらにその上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜４をスパッタ法、ＣＶＤ法又は蒸着法にて形成する。
【００２４】
次いで、Ｃｒ膜４上にフォトレジスト層（東京応化製型番：ＴＨＭＲｉｐ２２５０−１３）５を塗布する。塗布膜厚は、プリベーク後に膜厚が３〜４μｍとなるように塗布する。そのプリベーク条件はホットプレートで１３０℃で４５秒間とする。
【００２５】
通常のリソグラフィー工程にてレジスト層５をパターニングし、長さが１０〜２０μｍ、幅が２．５〜５μｍのパターンを形成する。その後、ホットプレートを使用して１３０℃で１８０秒のポストベークを行なう。
【００２６】
（ｂ）次いで、この積層膜２，３，４をレジストパターン５をマスクとして、「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」にて同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチング条件のうち、エッチングガスは、混合比「ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒ＝７：３：１０」の混合ガスを使用する。ここで、混合ガスの組成を表す混合比は、同じ圧力下での体積比であり、例えばエッチング室への導入ガス流量比である。以下の実施例でも同じである。上電極ＲＦパワー：１２５０Ｗ、下電極ＲＦパワー：６００Ｗ、圧力：１．５ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。エッチング装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）エッチング装置を使用する。
【００２７】
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。このとき、境界面、表面の塩素系成分も同時に除去される。
ただし、Ａｌ膜２に代えてクロム膜もしくはＳｉなどの他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。ＳｉＯ２膜３に代えて他の酸化膜又は窒化膜を形成してもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００２８】
（実施例１の作用効果）
従来技術では、Ｃｒ、Ａｌ等金属膜、これらの酸化膜、ＳｉＯ２などの酸化膜からなる多層膜において、エッチングの進行にともなう残膜構成に応じてガス条件を変更しながらドライエッチングを進めていく。それに対し、本実施例では、「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」で高密度プラズマを生成し、エッチングの開始から終了まで、▲１▼同一エッチング室内、同一エッチング条件で▲２▼連続的なドライエッチングを可能にした。
【００２９】
（実施例２）
図２は、金属膜、金属酸化膜とＳｉＯ２膜を組み合せた多層膜を、一定条件下で側壁保護膜を形成することなく、サイドエッチングの防止を可能にしたドライエッチングの実施例を説明するための図で、工程を対象物の断面図により順に示した図である。
【００３０】
この実施例を図２の工程に従って説明する。
（ａ）図１の工程（ａ）と同じ工程により、石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのアルミニウムからなる金属膜７、その上に膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜３、さらにその上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜４を形成し、Ｃｒ膜４上にレジスト層を塗布し、通常のリソグラフィー工程にてレジストパターン５を形成する。できあがった状態は図１（ａ）のものと同じである。ただし、金属膜７はアルミニウム膜に限らず、クロム膜もしくはＳｉなどの他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。ＳｉＯ２膜３に代えて他の酸化膜や窒化膜を形成してもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００３１】
（ｂ）この多層膜７，３，４を「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」でレジストパターン５をマスクとして、同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。
【００３２】
エッチングのガス条件は、▲１▼フッ素とレジストの炭素との生成物を妨げる混合比「ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒ＝１：１：２」にし、▲２▼Ａｒガスを添加した点に特徴がある。他の条件は、上電極ＲＦパワー：１２５０Ｗ、下電極ＲＦパワー：６００Ｗ、圧力：１．５ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。エッチング装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰエッチング装置を使用する。
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
【００３３】
（実施例２の作用効果）
従来技術では、金属膜、金属酸化膜、ＳｉＯ２膜を組み合せた多層膜において、良好な形状を得るためにエッチングを進行させつつ側壁に保護膜を形成して、サイドエッチングを防止する。本発明では、ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒの混合ガスを用いて、▲１▼フッ素とレジストの炭素との生成物形成を妨げる混合比（１：１：２）にして、側壁保護膜を形成することなく、▲２▼Ａｒガス添加でラジカル成分を除去し、イオン密度を上げ垂直性を良くするものである。
【００３４】
（実施例３）
図３は、本発明の方法によるアルミニウムを含む多層膜のドライエッチングにおいて、経時的な侵食を防止する実施例を説明するための図で、工程を対象物の断面図により順に示した図である。
【００３５】
この実施例を図３の工程に従って説明する。
（ａ）石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜２、その上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜４をスパッタ法、ＣＶＤ法又は蒸着法にて形成する。
次いで、Ｃｒ膜４上にフォトレジスト層（東京応化製型番：ＴＨＭＲｉｐ２２５０−１３）５を塗布する。塗布膜厚は、プリベーク後に膜厚が３〜４μｍとなるように塗布する。そのプリベーク条件はホットプレートで１３０℃で４５秒間とする。
【００３６】
通常のリソグラフィー工程にてレジスト層５をパターニングし、長さが１０〜２０μｍ、幅が２．５〜５μｍのパターンを形成する。その後、ホットプレートを使用して１３０℃で１８０秒のポストベークを行なう。
【００３７】
（ｂ）このアルミニウムを含む多層膜を「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」にて、レジストパターン５をマスクとして、同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。このエッチングガスは、▲１▼混合ガスに含まれる塩素原子数をフッ素原子数より少なくなる混合比「ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒ＝５：２：１０」とし、▲２▼Ａｒガスを添加した点に特徴がある。また、このエッチングでは、上電極ＲＦパワー：１２５０Ｗ、下電極ＲＦパワー：６００Ｗ、圧力：１．５ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰを使用する。
【００３８】
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
ただし、Ａｌ膜２に代えてクロム膜もしくは他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜でもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００３９】
（実施例３の発明の作用効果）
従来技術では、Ａｌを含む金属多層膜をエッチングするには、「フッ素系ガスと塩素系ガスの混合ガス」を用いると、フッ素系ガスとアルミニウムが反応してフッ化アルミニウムを形成するより、塩素系ガスと反応して塩化アルミニウムになりやすい。また、塩素が残るとアルミニウムを含む金属多層膜が経時的に侵食される。そこで、本実施例では、▲１▼混合ガスに含まれる塩素原子数をフッ素原子数より少なくなる混合比にして、塩素とアルミニウムの反応確率を低下させる。さらに、▲２▼Ａｒガスを添加して試料に付着した塩素成分をスパッタリングで気化させ、経時的な侵食を防止する。さらに、エッチング終了後に、酸素ガスプラズマを導入し、境界面、表面の塩素系成分を除去するものである。
【００４０】
（実施例４）
金属膜、金属酸化膜、ＳｉＯ２膜などからなる多層膜において、多層膜境界面の段差をなくす実施例を、実施例１と同じ図１を参照して説明する。
（ａ）図１の工程（ａ）と同様に、石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜２、その上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜（又はその金属酸化膜であるＣｒ２Ｏ３膜）４を形成し、Ｃｒ膜４上にレジスト層を塗布し、通常のリソグラフィー工程にてレジストパターン５を形成する。ただし、この実施例では、Ａｌ膜２とＣｒ膜４の間のＳｉＯ２膜３は省略した。
【００４１】
（ｂ）この多層膜をレジストパターン５をマスクとして、「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」にて同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチング条件は、混合比ＣＦ４：ＢＣｌ３：Ａｒ＝７：３：１０の混合ガスを使用し、上電極ＲＦパワー：１２５０Ｗ、下電極ＲＦパワー：６００Ｗ、圧力：１．５ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰを使用する。
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
【００４２】
ただし、Ａｌ膜２に代えてクロム膜もしくはＳｉなどの他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。この実施例では省略した図１のＳｉＯ２膜３に代えて他の酸化膜や窒化膜又は金属膜を形成してもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００４３】
（実施例４の作用効果）
従来技術では、金属膜、これらの酸化膜、ＳｉＯ２膜等の多層膜のドライエッチングを行う際、膜構成に応じて「フッ素系ガス＋塩素系ガスの単体あるいは混合ガス」の条件を変えながら、ドライエッチングを行うため、条件変更時の履歴が残り、膜の境界面に段差が発生する。さらに、条件変更時プラズマが安定するまでに時間がかかるので、その間膜の境界面では、一時的に垂直性が悪くなり、サイドエッチングを助長する。そこで、本実施例は、一定条件下で実施して、多層膜での膜境界面の段差をなくす。さらに、条件変更がないので、プラズマが安定し垂直性も良くなる。
【００４４】
（実施例５）
図４は、本発明の方法による金属膜、その酸化膜からなる多層膜のドライエッチングにおいて、対レジストの高選択比の実施例を説明するための図で、工程を対象物の断面図により順に示した図である。
【００４５】
この実施例を図４の工程に従って説明する。
（ａ）石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚３０ｎｍのＣｒ膜４ａ、さらにその上に膜厚３０ｎｍのＣｒ２Ｏ３膜４ｂをスパッタ法、ＣＶＤ法又は蒸着法にて形成する。
次いで、Ｃｒ２Ｏ３膜４ｂ上に図１の実施例と同様にフォトレジスト層を塗布し、プリベークの後、通常のリソグラフィー工程にてそのレジスト層をパターニングし、ポストベークを行なってレジストパターン５を形成する。
【００４６】
（ｂ）この多層膜を「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」で、「ＣＦ４：ＢＣｌ３＝７：３」で、「（ＣＦ４＋ＢＣｌ３）：Ａｒ＝１０：１０〜１０：２０となるようにＡｒガスの混合比を多くして、同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチング条件は、上電極ＲＦパワー：１２５０Ｗ、下電極ＲＦパワー：６００Ｗ、圧力：１．５ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。エッチング装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰエッチング装置を使用する。
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
【００４７】
このＡｒガス添加により、対レジストの選択比が大幅に向上した。
ただし、Ｃｒ膜４ａに代えて他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。またＣｒ２Ｏ３膜４ｂに代えて他の金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００４８】
（実施例５の作用効果）
従来技術では、金属膜のドライエッチングを行う際、良好な形状を保つためにエッチングガスとレジストとの反応生成物を側壁付着に用いるため、対レジスト選択比は低下するという問題が発生する。そのため、本実施例では、Ａｒガスを添加した「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」を使用して、Ａｒガスの混合比を多くしたので、対レジスト高選択比を実現できた。
【００４９】
（実施例６）
金属膜、金属酸化膜、ＳｉＯ２膜などからなる多層膜において、多層膜境界面の段差をなくす実施例を、実施例１と同じ図１を参照して説明する。
（ａ）図１の工程（ａ）と同様に、石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜２、その上に膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜３、さらにその上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜（又はその金属酸化膜であるＣｒ２Ｏ３膜）４を形成し、Ｃｒ膜４上にレジスト層を塗布し、通常のリソグラフィー工程にてレジストパターン５を形成する。
【００５０】
（ｂ）この多層膜をレジストパターン５をマスクとして、「フッ素系ガスと塩素ガスとＡｒガスの混合ガス」にて同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチング条件は、混合比ＣＦ４：Ｃｌ２：Ａｒ＝２：１：３の混合ガスを使用し、上電極ＲＦパワー：８００〜１０００Ｗ、下電極ＲＦパワー：４００〜５００Ｗ、圧力：２〜３ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰを使用する。
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
【００５１】
ただし、Ａｌ膜２に代えてクロム膜もしくはＳｉなどの他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。ＳｉＯ２膜３に代えて他の酸化膜又は窒化膜を形成してもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００５２】
（実施例６の作用効果）
実施例４では、同一エッチング室内、同一エッチング条件で「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」にて連続的にエッチングすることで目的を達成した。本実施例では、エッチングガスを「フッ素系ガスとＣｌ２ガスとＡｒガスの混合ガス」に替え、ガス混合比、上電極ＲＦパワー、下電極ＲＦパワー、圧力を変更して連続的にエッチングすることで、多層膜での膜境界面の段差をなくした。さらに、本実施例でもエッチング途中での条件変更がないので、プラズマが安定し垂直性も良くなる。
【００５３】
（実施例７）
金属膜、金属酸化膜、ＳｉＯ２膜などからなる多層膜において、多層膜境界面の段差をなくす実施例を、実施例１と同じ図１を参照して説明する。
（ａ）図１の工程（ａ）と同様に、石英基板（厚さが１ｍｍ）１上に、膜厚７０ｎｍのＡｌ膜２、その上に膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜３、さらにその上に膜厚３０ｎｍのＣｒ膜（又はその金属酸化膜であるＣｒ２Ｏ３膜）４を形成し、Ｃｒ膜４上にレジスト層を塗布し、通常のリソグラフィー工程にてレジストパターン５を形成する。
【００５４】
（ｂ）この多層膜をレジストパターン５をマスクとして、「フッ素系ガスと塩素ガスとＡｒガスの混合ガス」にて同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングする。エッチング条件は、混合比ＣＦ４：（ＢＣｌ３＋Ｃｌ２）：Ａｒ＝２：１（０．５：０．５）：３の混合ガスを使用し、上電極ＲＦパワー：１０００Ｗ、下電極ＲＦパワー：５００Ｗ、圧力：２〜３ｍＴｏｒｒ、エッチング終点をＳｉＦｘの波長（λ＝７７７ｎｍ等）で検出してジャストエッチングで停止する。装置は、高密度プラズマが得られるＩＣＰを使用する。
（ｃ）エッチング後、レジスト層５を酸素ガスプラズマにて除去する。
【００５５】
ただし、Ａｌ膜２に代えてクロム膜もしくはＳｉなどの他の金属膜でもよく、又はそれらの酸化膜や窒化膜でもよい。ＳｉＯ２膜３に代えて他の酸化膜又は窒化膜を形成してもよい。またＣｒ膜４に代えて他の金属膜又はそれらの金属酸化膜を形成してもよい。また、膜厚も上記のものに限らない。
【００５６】
（実施例７の作用効果）
実施例１では「フッ素系ガスと塩素系ガスとＡｒガスの混合ガス」で高密度プラズマを生成し、同一エッチング室内、同一エッチング条件で、多層膜を連続的にエッチングすることで目的を達成した。本実施例では、エッチングガスを「フッ素系ガスと（ＢＣｌ３＋Ｃｌ２）ガスとＡｒガスの混合ガス」に替え、ガス混合比、上電極ＲＦパワー、下電極ＲＦパワー、圧力を変更して連続的にエッチングすることで、多層膜での膜境界面の段差をなくした。さらに、本実施例でもエッチング途中での条件変更がないので、プラズマが安定し垂直性も良くなる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば金属膜又は金属酸化膜を含む多層膜のドライエッチングにおいて、Ａｒガスを含む混合ガスでプラズマを生成し、そのプラズマで多層膜を同一エッチング室内、同一エッチング条件で連続的にエッチングするようにしたので、膜の境界面の段差を無くし、さらに、目的とする垂直パターニング形状を制御し、対レジスト選択比の維持を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例を説明するための工程断面図である。
【図２】他の実施例を説明するための工程断面図である。
【図３】さらに他の実施例を説明するための工程断面図である。
【図４】さらに他の実施例を説明するための工程断面図である。
【符号の説明】
１　　　石英基板
７　　　金属膜
２　　　Ａｌ膜
３　　　ＳｉＯ２膜
４，４ａ　　　Ｃｒ膜
４ｂ　　　Ｃｒ２Ｏ３膜
５　　　フォトレジスト膜
【図１】
2004111780.tif 000003
【図２】
2004111780.tif 000004
【図３】
2004111780.tif 000005
【図４】
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