JP3435897B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents

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分野等
で用られるプラズマエッチング方法に関し、さらに詳し
くは、断面形状が逆テーパ形状のレジストマスクを用い
て被エッチング層をパターニングする際の、形状制御性
を高めたプラズマエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置のデザインルール
がハーフミクロンからクォータミクロンのレベルへと微
細化されるに従い、半導体装置の製造工程においては微
細なデザインルールに忠実なパターニングが可能なリソ
グラフィやプラズマエッチング技術が求められている。
このうちリソグラフィの分野においては、ステッパの露
光光源としてＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）等
の短波長光源を採用することにより、従来からの超高圧
Ｈｇランプによるｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎ
ｍ）を光源として用いる場合よりは、比較的容易に高解
像度が得られ、０．２５μｍ以下程度のパターン幅を有
するレジストマスクを形成することは可能である。

【０００３】エキシマレーザリソグラフィにおいては、
エキシマレーザ光の波長域に吸収の少ないノボラック樹
脂等をベース樹脂とし、これに同じく光吸収の少ない光
酸発生剤および酸架橋剤を加えた３成分系のネガ型化学
増幅系レジストが用いられる。ネガ型レジストは、露光
された領域が架橋反応によりアルカリ性の現像液に不溶
化し、レジストマスクとして残存するタイプのレジスト
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このネガ型化学増幅系
レジストは露光光の強度分布の影響を受けやすく、露光
領域の表面に近いほど架橋反応が進み難溶解性を示す。
このため、現像後には露光光強度が大である上部のパタ
ーン幅が、露光光強度が小である下部のパターン幅より
広く形成されることにより、傾斜側壁部を有するレジス
トマスク形状、いわゆる逆テーパ形状となる場合があ
る。かかる逆テーパ形状の微細幅のレジストマスクによ
り、被エッチング層をプラズマエッチングする場合に、
以下のような問題が生じることが明らかとなった。この
問題を図３および図４を参照して説明する。

【０００５】図３（ａ）〜（ｄ）は逆テーパ形状のレジ
ストマスクにより、被エッチング層をパターニングする
場合の問題点を示す概略断面図である。被エッチング層
としては、最小デザインルールが適用されるゲート電極
形成用の高融点金属ポリサイド層を例にとり、これをＣ
ｌ₂ ／Ｏ₂ 混合ガスを用いてプラズマエッチングする場
合を例にとる。

【０００６】まず図３（ａ）に示すように、半導体基板
１上にゲート酸化膜２、多結晶シリコン層３およびＷＳ
ｉ_x 等の高融点金属シリサイド層４を順次形成し、さら
にゲート電極パターニング用のレジストマスク５を形成
する。レジストマスク５は逆テーパ形状となっている。

【０００７】図３（ａ）に示す被エッチング基板を、Ｃ
ｌ₂ ／Ｏ₂ 混合ガスを用いてプラズマエッチングする
と、上層の高融点金属シリサイド層４は反応生成物とし
て蒸気圧の大きいオキシ塩化物であるＷＯ_x Ｃｌ_y を形
成し、このＷＯ_x Ｃｌ_y がイオン入射にアシストされて
脱離する形でパターニングが進行する。しかしながら、
逆テーパ形状のレジストマスク５の傾斜側壁部下面近傍
の被エッチング層表面では、イオン入射が少なく、ある
いは全くイオン入射がない。このため、イオン入射の陰
となる傾斜側壁部には、被エッチング層から脱離した反
応生成物が再堆積し、反応生成物による側壁堆積膜７が
形成される。この状態を図３（ｂ）に示す。

【０００８】この反応生成物による側壁堆積膜７はその
幅を拡げて成長する場合があり、特に混合ガス中のＯ₂
の混合比が不足する場合には、蒸気圧の小さいＷＣｌ_x
の生成が優勢となり、このＷＣｌ_x も反応生成物による
側壁堆積膜７の形成に加わるので、反応生成物による側
壁堆積膜７の幅方向の成長が助長される。すなわち、レ
ジストマスク５のパターン幅が拡がった状態となり、高
融点金属ポリサイド層パターンに寸法変換差が発生す
る。なお、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ ７５ｔｈ．Ｅｄ
ｉｔｉｏｎ（１９９４、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ）によれ
ば、ＷＯＣｌ₄ およびＷＣｌ₅ 、ＷＣｌ₆ の沸点は、次
の値が報告されている。 ＷＯＣｌ₄ ２２７．５℃ ＷＣｌ₅ ２７５．６℃ ＷＣｌ₆ ３４６．７℃ これら沸点のデータからも、ＷＣｌ_x 系の反応生成物は
ＷＯ_x Ｃｌ_y 系の反応生成物に比して被エッチング層表
面からの脱離が困難であることが明らかである。高融点
金属シリサイド層をＣｌ₂ ／Ｏ₂ 系混合ガスによるプラ
ズマエッチングする際の機構に関しては、例えば、１９
９４マイクロプロセスコンファレンス予稿集、ｐ２２
８、講演番号ｐＦ４に報告がある。

【０００９】反応生成物による側壁堆積膜７は、レジス
トマスク５をアッシングした後も図３（ｃ）に示すよう
に残渣となって残る。この反応生成物による側壁堆積膜
７による残渣は、矩形形状または順テーパ形状を持つレ
ジストマスクによりプラズマエッチングを施した場合に
生じる側壁堆積膜に比較すれば厚い。したがって、希フ
ッ酸水溶液等で反応生成物による側壁堆積膜７による残
渣を除去するウェト処理の時間に長時間を要し、下地の
ゲート酸化膜もこのウェト処理でエッチングが進み、ゲ
ート酸化膜のダメージ部２ａが発生するため、ゲート酸
化膜の膜厚管理に支障をきたすこととなる。この状態を
図３（ｄ）に示す。

【００１０】また別の問題として、ローディング効果に
よるゲート電極幅の不均一性の問題がある。この問題を
図４（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は
ＭＯＳトランジスタが密に形成されたメモリセル領域の
複数のゲート電極を、また図４（ｂ）は単体のＭＯＳト
ランジスタが形成された周辺回路領域のゲート電極のプ
ラズマエッチングが終了した状態を示す概略断面図であ
る。図４（ａ）に示されるように、ゲート電極がＬ／Ｓ
の連続パターンとして存在している場合には、プラズマ
エッチングによる単位面積あたりの反応生成物量は少量
であるので、反応生成物による側壁堆積膜７の付着量は
少なく、寸法変換差も小さい。一方ゲート電極が孤立パ
ターンとして存在する場合にはこの逆で、側壁堆積膜７
の付着量は多く、厚く堆積し、寸法変換差は大きい。し
たがって、同一の半導体チップ内でゲート電極の寸法変
換差の値が変動する問題が発生する。

【００１１】本発明は、上述したいわゆる逆テーパ形状
のレジストマスクを用いた微細幅のプラズマエッチング
方法において、被エッチング層の種類にかかわらず、寸
法変換差やローディング効果の発生のない、加工形状の
制御性に優れたプラズマエッチング方法を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマエッチ
ング方法は、上述の課題を解決するために提案するもの
である。すなわち、上部のパターン幅が下部のパターン
幅より広く形成されることにより、傾斜側壁部を有する
レジストマスクを用いて被エッチング層をパターニング
するプラズマエッチング方法において、上部のパターン
幅を目標値のパターン幅より広く設定しておき、この逆
テーパ形状のレジストマスク上部の肩部分をＡｒとＯ ₂
の混合ガスによりスパッタリング除去して目標値のパタ
ーン幅に狭めるとともに、スパッタリング生成物の一部
をそのままあるいは再結合させて炭素系ポリマとし、該
炭素系ポリマを前記傾斜側壁部に再堆積することによ
り、傾斜側壁部を被エッチング層に対し略垂直形状に整
形することで、レジストマスクの実質的なパターン幅を
前記目標値のパターン幅にした後、この整形された略矩
形状のレジストマスクを用いて、被エッチング層を前記
目標値のパターン幅にパターニングすることを特徴とす
るものである。

【００１３】レジストマスクは、化学増幅系レジストに
より形成されたものである場合に本発明を好適に用いる
ことが可能である。

【００１４】

【作用】被エッチング層の寸法変換差は、レジストマス
クが逆テーパ形状に形成され、傾斜側壁部が存在するこ
とにより発生する。そこで本発明では、被エッチング層
のパターニングに先立ち、レジストマスク上部の張り出
し部分を除去し、この除去分をイオン入射の少ない傾斜
側壁部の凹部に再堆積して、逆テーパ形状を略矩形形状
あるいは弱い順テーパ形状に整形することにより、上述
した寸法変換差やローディング効果の問題点を解決して
いる。この場合、傾斜側壁部に堆積する材料はレジスト
マスクのスパッタリング生成物である炭素系ポリマであ
るので、その堆積量はレジストマスクのパターン密度に
影響されない。またプラズマエッチング終了後にはレジ
ストマスクと同時にアッシング除去することが可能であ
り、希フッ酸水溶液等のウェット処理の必要はないか、
あるいは極く短時間でよいので、ゲート酸化膜の膜減り
やダメージの虞れはない。

【００１５】なお本発明に類似の技術として、本出願人
が先に出願した特開平５−３１８１号公報に開示した技
術がある。これは同じく逆テーパ形状のレジストマスク
の傾斜側壁部を、エッチングガスのプラズマからの反応
生成物を堆積して形状修正をおこなうものである。した
がって、エッチングガス種として、反応生成物の堆積が
可能なガス種に限定される点と、堆積した反応生成物が
Ｏ₂ プラズマアッシングで除去できない場合にはゲート
酸化膜の膜減りの懸念が残る点において、なお改善の余
地があった。本発明は、これらの懸念をも一掃するプラ
ズマエッチング方法の提供が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の具体的実施例につき添付図面を
参照して説明する。なお実施例で参照する図面中、従来
例の説明に供した図３および図４における構成部分と同
様の構成部分には、同じ参照符号を付与するものとす
る。

【００１７】実施例１ 本実施例は逆テーパ形状のレジストマスクにより高融点
金属ポリサイド層をプラズマエッチングし、ゲート電極
およびゲート電極から延在する配線を形成した例であ
り、これを図１（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

【００１８】本実施例で採用した図１（ａ）に示す被エ
ッチング基板は基本的には従来例で説明した図３（ａ）
に示すものと同様である。すなわち、シリコン等の半導
体基板１上に熱酸化によりゲート酸化膜２を１０ｎｍ形
成し、続けて減圧ＣＶＤにより不純物を含む多結晶シリ
コン層３、ＷＳｉ_x からなる高融点金属シリサイド層４
を各７０ｎｍの厚さに形成し、高融点金属ポリサイド層
を形成する。各材料層の厚さは単なる例示である。高融
点金属ポリサイド層上に、ネガ型化学増幅系レジストで
あるＳＡＬ−６０１（シプレー社製）をスピンコートし
て１μｍ厚のレジスト層を形成し、ここにＫｒＦエキシ
マレーザステッパにより選択露光してポストベークおよ
びアルカリ現像処理を経てレジストマスク５を形成し
た。

【００１９】このレジストマスク５は、ネガ型化学増幅
系レジスト特有の逆テーパ形状を示し、傾斜側壁部を有
している。レジストマスク５のパターン幅は上部の最大
幅部分で０．２３μｍ、下部の最小幅部分で０．１８μ
ｍであった。

【００２０】図１（ａ）に示す被エッチング基板を例え
ば基板バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の
基板ステージ上にセットし、まず下記条件によりレジス
トマスク５にスパッタリング処理を加える。 Ａｒ ５０ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ５ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４ Ｐａ マイクロ波電力 ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス ４０ Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本スパッタリング工程により、レジストマスク５上部、
特にテーパ状に張り出した肩部分がスパッタリングさ
れ、レジストあるいはその分解物が放出される。これら
スパッタリング生成物の一部は、そのままあるいは再結
合し、レジストマスク５の傾斜側壁部に炭素系ポリマに
よる側壁堆積膜６となって再堆積する。この結果、レジ
ストマスク５の傾斜側壁部は被エッチング層に対して略
垂直形状または垂直に近い順テーパ形状に整形される。
整形後のレジストマスク５のパターン幅は、炭素系ポリ
マによる側壁堆積膜６の厚さこみの幅、すなわちレジス
トマスク５の実質的なパターン幅として、目標値の０．
２０μｍであった。この状態を図１（ｂ）に示す。レジ
ストマスク５の実質的な形状は、上部肩部分がスパッタ
リングにより除去されラウンド形状となっている他は、
略矩形形状である。このラウンド部分は、被エッチング
層のエッチング形状に影響を与えるものではない。

【００２１】本スパッタリング工程において、炭素系ポ
リマによる側壁堆積膜６の堆積が過剰となり、整形後の
レジストマスク５の実質的なパターン幅が目標値より大
きくなる場合も考えられる。かかる場合には、基板バイ
アスやスパッタリング時間の制御によりレジストマスク
のスパッタリング量を減らすか、あるいはＯ₂ ガスの混
合比を高めて燃焼反応により炭素系ポリマの堆積量を減
らす等の手段を採用すればよい。

【００２２】つぎに形状整形したレジストマスク５を用
いて、高融点金属シリサイド層４および多結晶シリコン
層３からなる高融点金属ポリサイド層を下記プラズマエ
ッチング条件により異方性加工する。 Ｃｌ₂ ７５ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ６ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４ Ｐａ マイクロ波電力 ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス ８０ Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 ２０ ℃ 本エッチング工程では、ＷＳｉ_x からなる高融点金属シ
リサイド層４は先述したように反応生成物としてＷＯ_x
Ｃｌ_y を形成し、これがＣｌ⁺ 等のイオン入射エネルギ
にアシストされる機構でパターニングが進む。多結晶シ
リコン層３の反応生成物は主としてＳｉＣｌ_x である。
いずれの被エッチング層の場合も、整形されたレジスト
マスク５にはイオン入射の陰となる傾斜側壁部が存在し
ないので、レジストマスク側壁へのエッチング反応生成
物の過剰な堆積は起こらない。したがって、形成される
高融点金属ポリサイド電極には寸法変換差が発生せず、
目標とする０．２０μｍのパターン幅に異方性加工され
た。この状態を図１（ｃ）に示す。

【００２３】プラズマエッチング終了後、通常のアッシ
ング条件によりレジストマスク５および炭素系ポリマに
よる側壁堆積膜６ともに容易に除去することが可能であ
る。また、ＷＣｌ_x 等のエッチング反応生成物がパター
ン側面に薄く堆積している場合には、希フッ酸水溶液等
で極く短時間に除去できるので、ゲート酸化膜２に膜減
りやダメージが発生することもない。

【００２４】本実施例によれば、微細幅の逆テーパ形状
のレジストマスクをＡｒによりスパッタリングして形状
整形した後、高融点金属ポリサイド層をプラズマエッチ
ングすることにより、寸法変換差やローディング効果の
ないゲート電極の異方性パターニングが可能となった。

【００２５】実施例２ 本実施例は逆テーパ形状のレジストマスクによりＡｌ系
金属層を含む積層構造をプラズマエッチングしてＡｌ系
金属配線を形成した例であり、これを図２（ａ）〜
（ｄ）を参照して説明する。

【００２６】図２（ａ）に示す被エッチング基板は、Ｓ
ｉＯ₂ 等による層間絶縁膜８上にスパッタリングおよび
反応性スパッタリングにより、Ｔｉ層およびＴｉＮ層か
らなる密着層兼バリアメタル層９、Ａｌ−１％Ｓｉ合金
からなるＡｌ系金属層１０、ＴｉＮ層からなる反射防止
層１１およびレジストマスク５がこの順に順次形成され
たものである。各層の厚さは一例としてＴｉ層が１０ｎ
ｍ、ＴｉＮ層が４０ｎｍ、Ａｌ系金属層１０が３５０ｎ
ｍそして反射防止層１１は２５ｎｍである。またレジス
トマスク５は実施例１と同様にネガ型化学増幅系レジス
トであるＳＡＬ−６０１（シプレー社製）をスピンコー
トして１μｍ厚のレジスト層を形成し、ここにＫｒＦエ
キシマレーザステッパにより選択露光してポストベーク
およびアルカリ現像処理を経て形成したものである。

【００２７】このレジストマスク５は、ネガ型化学増幅
系レジスト特有の逆テーパ形状を示し、傾斜側壁部を有
している。レジストマスク５のパターン幅は上部の最大
幅部分で０．２３μｍ、下部の最小幅部分で０．１８μ
ｍであった。

【００２８】図２（ａ）に示す被エッチング基板を例え
ば基板バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の
基板ステージ上にセットし、まず下記条件によりレジス
トマスク５にスパッタリング処理を加える。 Ａｒ ５０ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ５ ｓｃｃｍ ガス圧力 ０．４ Ｐａ マイクロ波電力 ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス ４０ Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本スパッタリング工程により、レジストマスク５上部、
特にテーパ状に張り出した肩部分がスパッタリングさ
れ、レジストあるいはその分解物が放出される。これら
スパッタリング生成物の一部は、そのままあるいは再結
合し、レジストマスク５の傾斜側壁部に炭素系ポリマに
よる側壁堆積膜６となって再堆積する。この結果、レジ
ストマスク５の傾斜側壁部は被エッチング層に対して略
垂直形状または垂直に近い順テーパ形状に整形される。
整形後のレジストマスク５のパターン幅は、炭素系ポリ
マによる側壁堆積膜６の厚さこみの幅、すなわちレジス
トマスク５の実質的なパターン幅として、目標値の０．
２０μｍであった。この状態を図１（ｂ）に示す。

【００２９】本スパッタリング工程において、炭素系ポ
リマによる側壁堆積膜６の堆積が過剰となり、整形後の
レジストマスク５の実質的なパターン幅が目標値より大
きくなる場合も考えられる。かかる場合には、基板バイ
アスの制御によりレジストマスクのスパッタリング量を
減らすか、あるいはＯ₂ ガスの混合比を高めて燃焼反応
により炭素系ポリマの堆積量を減らす等の手段を採用す
ればよい。

【００３０】つぎに形状整形したレジストマスク５を用
いて、反射防止層１１、Ａｌ系金属層１０および密着層
兼バリアメタル層９を下記プラズマエッチング条件によ
り連続的に異方性加工する。 ＢＣｌ₃ ６０ ｓｃｃｍ Ｃｌ₂ ９０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電力 ８５０ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス ５０ Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 ２０ ℃ 本エッチング条件は、Ａｌ系金属の一般的なものである
が、ＴｉやＴｉＮ等のＴｉ系材料層のエッチングも可能
である。炭素系ポリマによる側壁堆積膜６により形状整
形されたレジストマスク５には、イオン入射の陰となる
傾斜側壁部が存在しないので、形成されるＡｌ系金属に
よる積層配線には寸法変換差が発生せず、目標とする
０．２０μｍのパターン幅に異方性加工された。この状
態を図２（ｃ）に示す。

【００３１】プラズマエッチング終了後、アッシングに
よりレジストマスク５および炭素系ポリマによる側壁堆
積膜６ともに容易に除去することが可能である。本実施
例によれば、微細幅の逆テーパ形状のレジストマスクを
Ａｒによりスパッタリングして形状整形した後、Ａｌ系
金属層を含む積層構造をプラズマエッチングすることに
より、寸法変換差のないＡｌ系金属系積層配線のパター
ニングが可能となった。

【００３２】以上、本発明を２種の実施例により説明し
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
なく、逆テーパ形状のレジストマスクを用いて寸法変換
差なく被エッチング層を異方性加工する各種プラズマエ
ッチング方法に適用が可能である。

【００３３】例えば、逆テーパ形状のレジストマスクを
形成するレジスト材料としてネガ型化学増幅系レジスト
を例示したが、ポジ型の化学増幅系レジストも逆テーパ
形状やオーバーハング形状をとり易いものであり、本発
明を好適に適用することが可能である。庇状張り出し部
分を有するポジ型の化学増幅系レジストパターンによる
ゲート電極のエッチング形状制御に関しては、例えば特
開平６−５５６５号公報に開示がある。これは、ドライ
エッチングとウェットエッチングを併用してパターン形
状制御するものである。その他多層レジストマスクや、
ｇ線、ｉ線により露光され逆テーパ形状が形成されたレ
ジストマスクであっても、無論本発明が適用できる。

【００３４】被エッチング層としてＷＳｉ_x 、ＭｏＳｉ
_x やＴａＳｉ_x 等の高融点金属シリサイド層を用いた高
融点金属ポリサイド層の他に、多結晶シリコンや高融点
金属層単層のプラズマエッチングにも好適に適用でき
る。また層間絶縁膜に接続孔加工を施す場合にも逆テー
パ形状のレジストマスクの整形を採用すれば、接続孔の
形状制御性に優れたプラズマエッチングが可能である。

【００３５】高融点金属ポリサイド層の下層としては多
結晶シリコンを用いるのが通常であるが、本出願人が先
に出願した特開昭６３−１６３号公報で開示したよう
に、非晶質シリコンを用いてもよい。非晶質シリコンの
エッチング特性は多結晶シリコンとほぼ同一である。こ
の非晶質シリコンも、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極・配線
として最終的に機能する段階では、注入不純物の活性化
熱処理工程により多結晶シリコンに変換されるので、ポ
リサイド構造となる。

【００３６】さらに、レジストマスクのスパッタリング
や被エッチング層のパターニング時に使用するエッチン
グ装置として、基板バイアス印加型のＥＣＲプラズマエ
ッチング装置を採り上げたが、平行平板型ＲＩＥ装置、
ヘリコン波プラズマエッチング装置、ＩＣＰ(Inductive
ly Coupled Plasma)エッチング装置、ＴＣＰ（Transfor
mer Coupled Plasma) エッチング装置等、各種エッチン
グ装置を使用可能であることは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば微細なデザインルールのプラズマエッチングに
用いられる化学増幅系レジスト等による逆テーパ形状の
レジストマスクの傾斜側壁部を、略垂直に整形した後に
プラズマエッチングを施すので、寸法変換差やローディ
ング効果のないパターニングが可能となる。したがっ
て、高集積度の半導体装置のゲート電極、配線や層間接
続を信頼性高く実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施例１を、その工程順に説
明する概略断面図であり、（ａ）は下地ゲート酸化膜上
に多結晶シリコン層と高融点金属シリサイド層からなる
高融点金属ポリサイド層を形成し、さらに逆テーパ形状
のレジストマスクを形成した状態であり、（ｂ）は逆テ
ーパ形状のレジストマスクを整形した状態、（ｃ）は高
融点金属ポリサイド層をプラズマエッチングした状態、
（ｄ）はレジストマスクをアッシング除去した状態であ
る。

【図２】本発明を適用した実施例２を、その工程順に説
明するための概略断面図であり、（ａ）は下地層間絶縁
膜膜上に密着層兼バリアメタル層、Ａｌ系金属層および
反射防止層を形成し、さらに逆テーパ形状のレジストマ
スクを形成した状態であり、（ｂ）は逆テーパ形状のレ
ジストマスクを整形した状態、（ｃ）はＡｌ系金属層を
含む積層構造をプラズマエッチングした状態、（ｄ）は
レジストマスクをアッシング除去した状態である。

【図３】従来のプラズマエッチング方法の問題点を説明
するための概略断面図であり、（ａ）は下地ゲート酸化
膜上に多結晶シリコン層と高融点金属シリサイド層から
なる高融点金属ポリサイド層を形成し、さらに逆テーパ
形状のレジストマスクを形成した状態であり、（ｂ）は
逆テーパ形状のレジストマスクを用いてプラズマエッチ
ングを施し、レジストマスクの傾斜側壁部に反応生成物
による側壁堆積膜が厚く堆積した状態、（ｃ）はレジス
トマスクをアッシング除去した状態、（ｄ）は反応生成
物による側壁堆積膜をウェット処理により除去した状態
である。

【図４】従来のプラズマエッチング方法の別の問題点を
説明するための概略断面図であり、（ａ）は連続パター
ン領域、（ｂ）は孤立パターン領域における被エッチン
グ層のパターン形状を示す。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ ゲート酸化膜 ２ａ ゲート酸化膜のダメージ部 ３ 多結晶シリコン層 ４ 高融点金属シリサイド層 ５ レジストマスク ６ 炭素系ポリマによる側壁堆積膜 ７ 反応生成物による側壁堆積膜 ８ 層間絶縁膜 ９ 密着層兼バリアメタル層 １０ Ａｌ系金属層 １１ 反射防止層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部のパターン幅が下部のパターン幅よ
   り広く形成されることにより、傾斜側壁部を有するレジ
   ストマスクを用いて被エッチング層をパターニングする
   プラズマエッチング方法において、 前記上部のパターン幅を目標値のパターン幅より広く設
   定しておき、 前記レジストマスク上部の肩部分をＡｒとＯ ₂ の混合ガ
   スによりスパッタリング除去して目標値のパターン幅に
   狭めるとともに、前記スパッタリング生成物の一部をそ
   のままあるいは再結合させて炭素系ポリマとし、該炭素
   系ポリマを前記傾斜側壁部に再堆積し、 前記傾斜側壁部を被エッチング層に対し略垂直形状に整
   形することで、前記レジストマスクの実質的なパターン
   幅を前記目標値のパターン幅にした後、 前記被エッチング層を前記目標値のパターン幅にパター
   ニングすることを特徴とするプラズマエッチング方法。
2. 【請求項２】 前記レジストマスクは、化学増幅系レジ
   ストにより形成されることを特徴とする、請求項１記載
   のプラズマエッチング方法。