JP2002075961A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体基板等、被加工部材上のマスク用パター
ンは、形状や寸法値が設計通りに形成されない場合が多
い。再度マスク用パターンを形成し直すためには、被加
工部材上に形成されたマスク用パターンをアッシング処
理によって除去する必要がある。従来用いられているア
ッシング処理用のガスでは、ダスト等の異物が発生し、
このダストが半導体装置に残存すると動作時に不具合を
おこす。 【解決手段】ラジカル状態の酸素（Ｏ₂）と弗素（Ｆ）
を含むガスを用いて、少なくともフォトレジスト膜４０
１及び有機シリコン酸化膜３０１をアッシング処理し、
シリコン基板１０１等の被加工部材上から不良なマスク
用パターンを除去する。また、このような方法でアッシ
ング処理されたシリコン基板１０１等の被加工部材上に
再度マスク用パターンを形成し、このマスク用パターン
を用いてシリコン基板１０１等の被加工部材を加工し、
半導体装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工部材をパタ
ーンに加工する工程を含む半導体装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造方法においては、フォ
トレジスト等の感光性樹脂に露光及び現像の工程を施
し、パターンに加工するリソグラフィー技術が必要とさ
れている。具体的には、まず、被加工部材上にフォトレ
ジスト膜を塗布し、これに露光工程及び現像工程を施し
てフォトレジスト膜のパタ−ンを被加工部材上に形成す
る。その後、このパターンをマスクにして被加工部材に
エッチング工程等を施し、半導体デバイスの各構成要素
を半導体基板上に形成する。

【０００３】近年、半導体デバイスの微細化に伴い、主
に以下の２つの理由から、フォトレジストのマスクを薄
膜化する必要性が生じてきている。一つは、パターンの
微細化に伴い、パターンの長さ方向に垂直な横方向の幅
を狭めるために、その厚さについても薄膜化する必要性
が生じていること。もう一つは、パターンの微細化に伴
い、解像度の点から、照射する露光光の短波長化が進
み、光を透過させるためにフォトレジストマスクを薄膜
化する必要性が生じていることである。しかしながら、
フォトレジストマスクの薄膜化が進むと、このマスクの
エッチング耐性が十分に確保されず、反応性イオンエッ
チング法（以下ＲＩＥ法とする。）等で被加工部材をパ
ターンに加工する時に、所定の加工が終了しないうちに
既にマスクが消費されてしまう等の問題が生じる。従っ
て、半導体デバイスの微細化とそれに伴うフォトレジス
トマスクの薄膜化が進むにつれて、パターンの加工精度
が低下し、半導体デバイスの信頼性を著しく低下させる
という問題が生じている。

【０００４】このような問題を解決するために、マスク
が消費されるまでの時間と被加工部材の加工に要する時
間を考慮し、膜厚の薄いフォトレジスト膜を被加工部材
上に積層して、この積層膜をマスクに被加工部材を加工
する方法が行われている。

【０００５】以降、具体的な従来技術の工程を図４
（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。まず、シリコン基板
１０３上に所定の膜厚を有する有機系の膜としてフォト
レジスト膜２０５を、このフォトレジスト膜２０５上に
シリコンを含む有機系の膜として有機シリコン酸化膜３
０５を、この有機シリコン酸化膜３０５上に有機系の膜
としてフォトレジスト膜４０５を順次形成して、図４
（ａ）に示すように積層膜５０３を形成する。その後、
リソグラフィー技術によって露光工程及び現像工程を行
い、図４（ｂ）に示すように、このフォトレジスト膜４
０５を所定のパターンに形成する。

【０００６】次に、このパターニングされたフォトレジ
スト膜４０５をマスクにして、有機シリコン酸化膜３０
５をパターニングする。ここで、フォトレジスト膜４０
５の膜厚は、有機シリコン酸化膜３０５を所定の形状に
パターニングする上で、マスクとして機能するために必
要な厚さだけ形成されていれば良い。この場合、有機シ
リコン酸化膜３０５の膜厚が７０〜９０ｎｍ程度である
から、フォトレジスト膜４０５の膜厚が３００ｎｍ程度
に形成されていれば所定の形状にパターニングすること
ができる。その後、図４（ｃ）に示すように、パターニ
ングされた有機シリコン酸化膜３０５をマスクにして、
フォトレジスト膜２０５を所定の形状にパターニングす
る。ここで、フォトレジスト膜２０５の膜厚は、シリコ
ン基板１０３を所定の形状にパターニングする上で、マ
スクとして機能するために必要な厚さだけ形成されてい
れば良い。この場合、一例としてフォトレジスト膜２０
５の膜厚を７００〜９００ｎｍとする。有機シリコン酸
化膜３０５の膜厚は、フォトレジスト膜２０５をパター
ニングするためのマスクとして機能するように必要な膜
厚だけ形成されていれば良く、７０〜９０ｎｍ程度の膜
厚を有していれば十分その機能を果たす。

【０００７】以上のように、フォトレジスト膜を薄い複
数の層に分け、この複数のフォトレジスト層の間に有機
シリコン酸化膜等の別種の膜を介在させて積層形成すれ
ば、被加工部材を所定の寸法及び形状に加工でき、同時
にフォトレジスト膜の薄膜化にも対応することができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】通常、マスク用パター
ンは、形状や寸法値が設計通りになるまで繰り返して行
われる場合が多い（形状や寸法値が、設計通りではない
マスク用パターンを不良なマスク用パターンとす
る。）。その場合には、再度マスク用パターンを形成し
直すために、不良なマスク用パターンは、アッシング処
理、またはアッシング処理とウエット処理の組合せによ
って被加工部材（ここではシリコン基板１０３）上より
除去される必要がある。

【０００９】尚、アッシング処理とは、イオンやラジカ
ルな励起状態のガス（＝化学結合より遊離し、電気的に
極性を有する状態にある原子を含むガス）と反応させて
被除去膜を灰化除去する方法である。

【００１０】ここでは、プラズマ状態を作って発生させ
たラジカルな酸素をフォトレジスト膜または有機シリコ
ン酸化膜の成分と反応させて、２５０℃程度の温度環境
で灰化除去する工程を表している。マスク用パターンが
除去された後は、被加工部材上に改めて積層のマスク用
パターンを所定の形状、寸法値になるように再度形成す
る。

【００１１】しかしながら、フォトレジスト膜２０５、
４０５以外に、有機シリコン酸化膜３０５のようなシリ
コンを成分として含む膜が間に介在していると、フォト
レジスト膜４０５をアッシング処理する際に、この有機
シリコン酸化膜３０５の有機成分がラジカルな状態にあ
る酸素と反応して膜中より離脱し、それと同時に膜中に
存在するシリコン（Ｓｉ）が酸化されてしまい、有機シ
リコン酸化膜３０５の除去が進まなくなるという問題が
生じる。

【００１２】また、同時に、有機シリコン酸化膜３０５
に亀裂が生じて最下層のフォトレジスト２０５の表面が
露出し、その亀裂からラジカルな酸素が進入し、最下層
のフォトレジスト膜２０５が灰化除去されてしまう。こ
のように、最下層のフォトレジスト膜２０５が灰化除去
されると、有機シリコン酸化膜３０５とシリコン基板１
０３との間には隙間が生じる。その結果、図４（ｄ）に
示すように、酸化された有機シリコン酸化膜３０５の一
部がダスト７０１となって、その隙間や露出したシリコ
ン基板１０３表面に残存するという問題も生じる。この
ような状態にあるシリコン基板を継続して加工すると、
例えば、配線上にダスト等の異物が残存したまま半導体
装置が形成され、動作時に不具合をおこすことになる。
そして、近年、半導体デバイスの微細化が進むにつれ
て、この問題は顕著なものとなってきている。

【００１３】また、最下層のフォトレジスト膜２０５を
除去する際に発生する反応ガスが、有機シリコン酸化膜
３０５とシリコン基板１０３の隙間に溜まると、２５０
℃程度の温度環境では、有機シリコン酸化膜３０５を破
裂させてダストを増やす可能性がある。従って、ある程
度低温状態でアッシング処理を行う必要があるが、ラジ
カルな酸素を使用すると、１２０℃前後の低温状態でも
単位時間あたりのアッシング除去量が低下し、完全なフ
ォトレジスト膜の灰化除去が困難になることが分かって
いる。

【００１４】従って、本発明の目的は、上記の問題を解
決し、信頼性の高い半導体装置及びその半導体装置の製
造方法を提供するものである。

【００１５】尚、被加工部材とは、シリコン基板の他
に、シリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、または金属膜等が主な事例として考えられ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、不良なマスク
用パターンをアッシング処理して被加工部材上から除去
する工程に特徴を有する半導体装置の製造方法に関す
る。

【００１７】すなわち、本発明は、（１）−被加工部材
上に第１の有機系の膜を形成する工程と、この第１の有
機系の膜上にシリコンを含む膜を形成する工程と、この
シリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形成する工程
と、前記第１の有機系の膜、前記シリコンを含む膜及び
前記第２の有機系の膜をパターニングする工程と、前記
パターニングされた、前記シリコンを含む膜及び前記第
２の有機系の膜を、ラジカル状態にある酸素及び弗素を
含むガスを用いて除去する工程と、前記第１の有機系の
膜をラジカル状態にある酸素で除去する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。ここ
で、本発明は、（２）−前記パターニングされた、前記
第1の有機系の膜、前記シリコンを含む膜及び前記第２
の有機系の膜を、ラジカル状態にある酸素及び弗素を含
むガスを用いて除去することも（１）と同様に可能であ
る。

【００１８】また（１）または（２）でアッシング処理
された被加工部材上に再度マスク用パターンを形成し、
このマスク用パターンを用いて被加工部材を加工する工
程に特徴を有する半導体装置の製造方法に関するもので
ある。

【００１９】すなわち、（３）−被加工部材上に第１の
有機系の膜を形成する工程と、この第１の有機系の膜上
に第１のシリコンを含む膜を形成する工程と、この第１
のシリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形成する工
程と、前記第１の有機系の膜、前記第１のシリコンを含
む膜及び前記第２の有機系の膜をパターニングする工程
と、前記パターニングされた第１のシリコンを含む膜及
び前記第２の有機系の膜を、ラジカル状態の酸素及び弗
素を含むガスで除去する工程と、前記パターニングされ
た第１の有機系の膜をラジカル状態の酸素で除去する工
程（但し、前記パターニングされた前記第１の有機系の
膜、前記第１のシリコンを含む膜及び前記第２の有機系
の膜を、ラジカル状態の酸素及び弗素を含むガスで除去
することも可能である。）と、前記被加工部材上に第３
の有機系の膜を形成する工程と、この第３の有機系の膜
上に第２のシリコンを含む膜を形成する工程と、この第
２のシリコンを含む膜上に第４の有機系の膜を形成する
工程と、前記第３の有機系の膜、前記第２のシリコンを
含む膜及び前記第４の有機系の膜をパターニングする工
程と、前記パターニングされた、前記第２の有機シリコ
ン酸化膜及び前記第３の有機系の膜をマスクにして被加
工部材をパターニングする工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法である。

【００２０】尚、本発明は、マスク用パターンが有機系
の膜とシリコンを含む膜の二層からなる場合にも適用す
ることが可能である。

【００２１】以上、本発明によれば、被加工部材上に異
物を残存させることなくマスク用パターンのアッシング
処理を行うことができる。従って、被加工部材への加工
を良好に行うことができ、半導体装置の信頼性を向上さ
せることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜３を参照しながら本
発明の実施の形態について説明する。 （第1の実施の形態）本実施の形態では、半導体装置の
製造方法において、半導体基板を被加工部材とする場合
を例として、図１(ａ)〜（ｅ）を用いて説明を行う。半
導体基板を被加工部材とし、半導体装置の構成要素を製
造する具体的な事例としては、電荷を蓄積するトレンチ
形状のキャパシタ、半導体素子間を絶縁する分離溝等を
半導体基板に形成する場合等が考えられる。

【００２３】尚、図１（ａ）〜（ｅ）は、被加工部材上
に形成されるマスク用パターンの長さ方向に対して垂直
な方向の断面図を表すものである。

【００２４】まず、シリコン基板１０１上に有機系の膜
としてフォトレジスト膜２０１を７００〜９００ｎｍ程
度の膜厚で形成し、形状や組成を安定させるために、こ
のフォトレジスト２０１に３００℃程度の熱処理を加え
る。その後、フォトレジスト膜２０１上に、シリコンを
含む有機系の膜（炭化水素（ＣＨ）を主成分として含む
膜）として有機シリコン酸化膜３０１を７０〜９０ｎｍ
程度、Spin−On−Glass法（以下ＳＯＧ法とする）によ
って塗布形成し、フォトレジスト膜２０１の場合と同様
の理由に基づき、この有機シリコン酸化膜３０１にも３
００℃程度の熱処理を加える。有機シリコン酸化膜３０
１上には、有機系の膜（炭化水素（ＣＨ）を主成分とし
て含む膜）として、フォトレジスト膜４０１を３００ｎ
ｍ程度形成し、フォトレジスト膜２０１及び有機シリコ
ン酸化膜３０１と同様の理由に基づき９０℃程度の熱処
理を加える。ここで、図１（a）に示すように、フォト
レジスト膜２０１、有機シリコン酸化膜３０１及びフォ
トレジスト膜４０１からなる積層膜５０１が被加工部材
であるシリコン基板１０１上に形成される。その後、こ
の積層膜５０１を通常のリソグラフィー技術とエッチン
グ技術とを用いてフォトレジスト膜４０１から同２０１
まで順次パターニングし、シリコン基板１０１上の所定
の位置にマスク用パターンを形成する（特に図示せ
ず）。このマスク用パターンは、有機シリコン酸化膜３
０１及びフォトレジスト膜２０１からなり、これをマス
クにして反応性イオンエッチング法（以下ＲＩＥ法とす
る）等のドライエッチング技術で被加工部材であるシリ
コン基板１０１を所定の形状及び寸法に加工する。

【００２５】しかしながら、通常、このような手順で形
成したマスク用パターンに形状の歪みまたは寸法の誤差
が生じ、積層膜５０１をパターニングする過程で、いわ
ゆる不良なマスク用パターンが形成される場合がある。
従って、所定のパターンを再度形成し直すために、不良
なマスク用パターンを含む積層膜５０１全体をシリコン
基板１０１上より除去する必要が生じてくる。このよう
な不良なマスク用パターンは、エッチング装置の所定の
反応容器内において、アッシング処理によって灰化除去
される。

【００２６】尚、アッシング処理とは、イオンやラジカ
ルな励起状態のガス（＝化学結合から遊離し、電気的に
極性を有する状態にある原子を含むガス）と反応させて
被除去膜を灰化除去する方法である。本実施の形態での
アッシング処理とは、ラジカルな状態の酸素（Ｏ₂）と
弗素系化合物（Ｃ_xＦ_y）を含む混合ガスと反応させて、
フォトレジスト膜または有機シリコン酸化膜からなる不
良なマスク用パターンを灰化除去する工程のことを表
す。

【００２７】ここで、本実施の形態で用いられるエッチ
ング装置の概要を説明する本実施の形態では、図２に示
すような、ダウンストリーム型のＣＤＥ（Chemical-Dry
-Etching）装置を用いて行う。ダウンストリーム型のＣ
ＤＥ装置とは、上方に位置するプラズマ生成部でエッチ
ングガスをラジカルな状態に変化させ、これを下方に位
置する被加工部材に向けて流し、ラジカルな状態のエッ
チングガスと被加工部材がエッチング反応するように構
成するものである。この場合、被加工部材は、下方に設
置されることによって長寿命のラジカルのみとエッチン
グ反応することが可能となる。

【００２８】このＣＤＥ装置は、反応容器６０１、アッ
シング処理用のガスを導入するガス供給管６０２、マイ
クロ波を導入するマイクロ波導波管（マイクロ波の電源
を含む）６０３、放電管６０４及び輸送管６０５を主た
る構成要素とする。この構成において、ガス供給管６０
２より導入されたアッシング処理用の混合ガスは、放電
管６０４においてマイクロ波導波管６０３で生成された
マイクロ波によりラジカル状態に励起され、この励起さ
れた混合ガスが輸送管６０５を介して反応容器６０１内
に導入されて不良なマスク用パターンの除去が行われ
る。また、反応容器６０１内には、温度調整可能な試料
台６０６が設置されており、アッシング処理用のガスの
成分や、その他のアッシング処理条件に合わせてシリコ
ン基板１０１の温度を調整できるように構成されてい
る。

【００２９】以下、不良なマスク用パターンのアッシン
グ処理方法を説明する。

【００３０】まず、試料台６０６にシリコン基板１０１
を載置し、この試料台に温度調整を施してシリコン基板
１０１の温度を７０℃程度に設定する。反応容器６０１
内の圧力は２０〜６０Ｐａ程度の一定値になるように保
持され、酸素（Ｏ₂）の流量を３００ｓｃｃｍ、弗素系
化合物ＣＦ₄の流量を５０ｓｃｃｍとして混合ガスを形
成し、これを放電管６０４に流す。さらに、電力を７０
０Ｗ、周波数を２．４５ＧHzに設定して、生成されたマ
イクロ波をマイクロ波導波管６０３より導入し、混合ガ
スを励起させ、反応容器内６０１にラジカルな状態で導
入する。このラジカルな状態の混合ガスを用いて、図１
（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜４０１、有機シ
リコン酸化膜３０１をアッシング処理し、灰化除去す
る。

【００３１】次に、反応容器６０１から別の反応容器
（図示せず）内にシリコン基板１０１を移送する。この
反応容器内では、図１（ｃ）に示すように、フォトレジ
スト膜２０１をアッシング処理し、シリコン基板１０１
上より灰化除去する。ここでは、弗素系の化合物を含ま
ない、ラジカル状態の酸素（Ｏ^*）を主成分とするガス
を用いてフォトレジスト膜２０１をアッシング処理す
る。酸素（Ｏ₂）の流量は１０００ｓｃｃｍとし、移送
先の反応容器内の圧力は４０〜１５０Ｐａ程度の範囲で
一定値に維持する。また、試料台に温度調整を施し、載
置されたシリコン基板１０１の温度を１５０〜２５０℃
程度に設定する。そして、このような条件下で、プラズ
マ状態を作って発生させたラジカル状態の酸素（Ｏ^*）
とフォトレジスト膜２０１を反応させてシリコン基板１
０１をアッシング処理し、不良なマスク用パターンを含
む積層膜５０１をほぼ完全に灰化除去する。このよう
に、フォトレジスト膜４０１及び有機シリコン酸化膜３
０１を酸素（Ｏ₂）と弗素系化合物ＣＦ４を含むラジカ
ルな状態の混合ガスでアッシング処理し、その後、フォ
トレジスト膜２０１をラジカルな状態の酸素（Ｏ₂）ガ
スでアッシング処理すると、直下のシリコン基板１０１
を殆どエッチングせずに不良なマスクパターン全体を灰
化除去することができる。従って、それ以降の半導体装
置の製造工程において、また、それによって製造される
半導体装置の信頼性に悪影響をあたえることはない。

【００３２】以上のように試みると、アッシング処理に
よる有機シリコン酸化膜３０１の灰化除去も滞りなく進
み、また処理中に有機シリコン酸化膜３０１に亀裂が生
ずることもない。従って、処理装置の各反応容器内また
はシリコン基板１０１上にダストを発生させずにアッシ
ング処理を行うことができた。

【００３３】尚、シリコン基板等の半導体基板に限ら
ず、半導体基板上に形成されたシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜等の絶縁膜、または半導体基板上に絶縁膜を介
して形成された金属膜等を被加工部材とする場合にも、
本実施の形態で述べたアッシング処理を行えば、マスク
用パターンの形成に関して同様の効果を得ることができ
る。

【００３４】フォトレジスト膜４０１及び有機シリコン
酸化膜３０１の積層膜をアッシング処理によって除去す
る過程では、弗素系のガスＣＦ4に含まれる弗素（Ｆ）
成分が、フォトレジスト膜４０１及び有機シリコン酸化
膜３０１の炭化水素成分（ＣＨ）と反応することで、そ
の除去効果に大きく寄与している。具体的には、添加さ
れたＣＦ₄の弗素（Ｆ）成分は、フォトレジスト膜４０
１及び有機シリコン酸化膜３０１の水素（Ｈ）成分とラ
ジカルな状態で反応して、各々の炭素と水素の結合状態
（即ち炭化水素成分（ＣＨ））を分解し、弗素（Ｆ）は
水素（Ｈ）との結合（即ちＦＨを形成）を、また炭素
（Ｃ）はラジカル状態の酸素（Ｏ^*）との結合（即ちＣ
Ｏ、ＣＯ₂を形成）を行い、フォトレジスト膜４０１及
び有機シリコン酸化膜３０１の有機成分は灰化除去され
ることになる。また、有機シリコン酸化膜３０１のシリ
コン（Ｓｉ）成分は弗素（Ｆ）と反応して除去される。
ここで、有機シリコン酸化膜３０１に含まれるシリコン
（Ｓｉ）成分に対して、ラジカル状態の酸素（Ｏ^*）及
び膜中に存在する酸素による酸化と、ラジカル状態の弗
素（Ｆ^*）によるエッチングとが同時に行われると考え
られるが、アッシング処理用の混合ガスを後述するよう
に所定の成分比に調整すれば、有機シリコン酸化膜３０
１は酸化されることなく灰化除去される。従って、酸化
による有機シリコン酸化膜３０１の組成の変質及び亀裂
の発生、それによって生じるダストの発生等を抑えるこ
とができる。

【００３５】尚、弗素系化合物（Ｃ_xＦ_y）の代わりに、
弗素（Ｆ）と水素（Ｈ）の両方を化合物に含むガスを、
酸素（Ｏ₂）ととともに混合ガスとして用い、ラジカル
状態にしてフォトレジスト膜４０１及び有機シリコン酸
化膜３０１をアッシング処理しても、同様の効果を得る
ことができる。

【００３６】従って、フォトレジスト膜４０１に続い
て、シリコン（Ｓｉ）成分の酸化を防ぎながら有機シリ
コン酸化膜３０１をアッシング処理によって灰化除去す
ることができる。

【００３７】また、従来の技術では、不良なマスク用パ
ターンの除去は、ラジカルな状態の酸素（Ｏ₂）を用い
て２５０℃程度の比較的高温の状態で行われていたため
に、有機シリコン酸化膜３０１に亀裂が生じやすく、破
裂を誘発してダストを発生させやすかった。これに対
し、本実施の形態では、酸素（Ｏ₂）に弗素系化合物Ｃ
Ｆ₄を加えた混合ガスを使用し、ラジカルな状態でなお
かつ１００℃以下の比較的低温状態でアッシング処理が
行われているので、有機シリコン酸化膜３０１の亀裂や
破裂の発生を防止しながら不良なマスク用パターンを灰
化除去することができる。

【００３８】尚、本実施の形態では、フォトレジスト膜
４０１及び有機シリコン酸化膜３０１をアッシング処理
する場合、混合ガスの各成分の流量は、混合比がＯ₂：
ＣＦ₄＝６：１となるように設定し、それが最も良好な
条件とした。しかしながら、フォトレジスト膜等の有機
系の膜をアッシング処理する場合、Ｏ₂：ＣＦ₄の混合比
の値が４：１〜４９：１の範囲にあれば、灰化除去する
上で問題は生じない。また、有機シリコン酸化膜をアッ
シング処理する場合には、Ｏ₂：ＣＦ₄の混合比の値が
１：３〜１７：３の範囲内になるように設定すればよ
い。従って、本実施の形態では、アッシング処理用の混
合ガスが酸素（Ｏ2）と弗素系化合物を含むものであ
り、その混合比が前述した範囲内に設定されていれば、
不良なマスク用パターンを効率良く灰化除去できる。

【００３９】また、本実施の形態では、酸素（Ｏ₂）に
添加するガスとしてＣＦ₄が用いられているが、弗素系
の化合物をガス中に含むものであればよく、アッシング
処理において、Ｃ₅Ｆ₈、ＣＨＦ₃、ＮＦ₃、ＳＦ₆等を用
いても良い。ＣＦ₄は大気中で分解されにくい性質を有
し、近年、地球温暖化現象を生み出す原因の一つである
言われている。これより、環境問題を考慮し、Ｃ₅Ｆ₈、
ＣＨＦ₃、ＮＦ₃、ＳＦ₆等を主成分として含む混合ガス
を用いれば、本実施の形態と同様の効果を得ながら、周
囲への環境対策にも効果を上げることができる。

【００４０】以降、図１（ｄ）及び（ｅ）に示すよう
に、マスク用パターンを前述した位置と同じ所定の位置
に再度形成する工程を行う。マスク用パターンを形成し
直す手順は、前述したアッシング処理前のマスク用パタ
ーンを形成する工程と同様の手順で行うことができる。

【００４１】まず、シリコン基板１０１上に有機系の膜
（炭化水素（ＣＨ）を主成分として含む膜）としてフォ
トレジスト膜２０２を７００〜９００ｎｍ程度の膜厚で
形成し、形状や組成を安定させるために、このフォトレ
ジスト２０２に３００℃程度の熱処理を加える。さら
に、フォトレジスト膜２０２上にシリコンを含む有機系
の膜（炭化水素（ＣＨ）を主成分として含む膜）として
有機シリコン酸化膜３０２を７０〜９０ｎｍ程度にＳＯ
Ｇ法で塗布形成し、フォトレジスト膜２０２の場合と同
様の理由から、このフォトレジスト膜２０２にも３００
℃程度の熱処理を加える。その後、この有機シリコン酸
化膜３０２上に有機系の膜としてフォトレジスト膜４０
２を３００ｎｍ程度形成し、フォトレジスト膜２０２及
び有機シリコン酸化膜３０２と同様の理由から、９０℃
程度の熱処理を加える。

【００４２】尚、ＳＯＧ法とは、半導体基板上に、有機
溶媒中に溶かされた絶縁膜の材料を薄膜状に回転塗布
し、塗布後の熱処理工程で溶媒の揮発、薄膜の硬化を行
ってシリコン酸化膜を形成する絶縁膜の形成方法であ
る。本実施の形態では、絶縁膜の材料として、有機系の
酸化シリコン成分を使用している。

【００４３】ここで、フォトレジスト４０２の膜厚は、
有機シリコン酸化膜３０２を所定の形状にパターニング
する上で、マスクとして機能するために必要な厚さだけ
形成されていれば良い。この場合、有機シリコン酸化膜
３０２の膜厚が７０〜９０ｎｍ程度の薄い膜であるか
ら、フォトレジスト膜４０２の膜厚が３００ｎｍ程度に
形成されていれば有機シリコン酸化膜３０２を所定の形
状にパターニングすることができる。また、有機シリコ
ン酸化膜３０２の膜厚は、下層のフォトレジスト膜２０
２を所定の寸法及び形状にパターニングする上で、マス
クとして機能するように必要な厚さだけ形成されていれ
ば良い。この場合、フォトレジスト膜２０２の膜厚が３
００ｎｍ程度に形成されているので、有機シリコン酸化
膜３０２の膜厚が７０〜９０ｎｍ程度に形成されていれ
ば所定の形状及び寸法にフォトレジスト膜２０２をパタ
ーニングすることができる。

【００４４】前述したように、有機シリコン酸化膜３０
２はＳＯＧ法で形成されている。ＳＯＧ法で形成される
膜は、膜厚が薄く、平坦性が高い。これより、有機シリ
コン酸化膜３０２をパターニングする上で、マスクとし
て用いられるフォトレジスト膜４０２は、その膜厚を比
較的薄く形成することができる。また、ＳＯＧ法で形成
される膜は、フォトレジスト膜に対してエッチングの選
択比が高い（即ち単位時間当たりのエッチング量が少な
い）という特徴もある。従って、有機シリコン酸化膜３
０２をマスクに用いて、酸素（Ｏ₂）と窒素（Ｎ₂）を含
む混合ガスでフォトレジスト膜２０２を精度良くパター
ニングするができる。

【００４５】フォトレジスト膜２０２は、シリコン基板
１０２を所定の寸法及び形状にパターニングする上で、
マスクとして機能するように必要な厚さだけ形成されて
いれば良い。

【００４６】尚、実際には、フォトレジスト膜２０２上
に、有機シリコン酸化膜３０２がある程度の厚さまでエ
ッチングされた状態で残存する。

【００４７】フォトレジスト膜２０２、有機シリコン酸
化膜３０２及びフォトレジスト膜４０２からなる積層膜
を形成した後、フォトレジスト膜４０２、有機シリコン
酸化膜３０２、フォトレジスト膜２０２の順に、通常の
リソグラフィー技術またはドライエッチング技術を用い
て加工し、マスク用パターンを形成する工程を行う。

【００４８】まず、リソグラフィー技術を用いて露光工
程及び現像工程を行い、図１（ｄ）に示すように、フォ
トレジスト膜４０２を所定の寸法及び形状にパターニン
グする。その後、このパターニングされたフォトレジス
ト膜４０２をマスクとして用い、有機シリコン酸化膜３
０２をＣＦ₄とＯ₂とＡｒの混合ガスを用いてＲＩＥ法で
所定の寸法及び形状にエッチングする。このエッチング
された有機シリコン酸化膜３０２をマスクとして用い、
フォレジスト膜２０２を酸素（Ｏ₂）と窒素（Ｎ₂）を含
む混合ガスを用いたＲＩＥ法でパターニングする。ここ
で、フォトレジスト膜４０２と同２０２はほぼ同じ組成
の膜であり、フォトレジスト膜２０２をパターニングす
る途中でフォトレジスト４０２は完全に消費される。被
加工部材であるシリコン基板１０１上には、図１（ｅ）
に示すように、パターニングされた有機シリコン酸化膜
３０２とフォトレジスト膜２０２からなる積層膜が残存
する。その後、この積層膜が所定の形状及び寸法に形成
されていれば、この積層膜をマスクに用いて被加工部材
であるシリコン基板１０１を所定の形状及び寸法に加工
する。被加工部材であるシリコン基板１０１の加工は、
所定のガスを用いてＲＩＥ法等のドライエッチング技術
で行われる。例えば、シリコン基板等の半導体基板を被
加工部材とする場合には、本実施の形態で形成されたマ
スク用パターンを使用して、電荷を蓄積するトレンチキ
ャパシタ、半導体素子を絶縁する分離溝等を半導体基板
に形成する。

【００４９】また、半導体基板上に形成された絶縁膜を
被加工部材とする場合には、本実施の形態で形成された
マスク用パターンを使用して、その絶縁膜にコンタクト
ホールまたは配線を埋め込む溝等を形成する。同様に、
被加工部材が半導体基板上に形成された導電材である場
合には、本実施の形態で形成されたマスク用パターンを
使用して、その導電材を加工して配線層等を形成する。

【００５０】（第２の実施の形態）本実施の形態では、
半導体装置の製造方法に関し、半導体基板を被加工部材
とする場合について、図３(ａ)〜（ｄ）を用いて説明を
行う。

【００５１】尚、図３（ａ）〜（ｄ）は、被加工部材上
に形成されるマスク用パターンの長さ方向に対して垂直
な方向の断面図を表すものである。

【００５２】まず、シリコン基板１０２上に有機系の膜
（炭化水素（ＣＨ）を主成分として含む膜）としてフォ
トレジスト膜２０３を７００〜９００ｎｍ程度の膜厚で
形成し、形状や組成を安定させるために、このフォトレ
ジスト２０３に３００℃程度の熱処理を加える。その
後、フォトレジスト膜２０３上にシリコンを含む有機系
の膜として有機シリコン酸化膜３０３を７０〜９０ｎｍ
程度ＳＯＧ法によって形成し、フォトレジスト膜２０３
の場合と同様の理由から、この有機シリコン酸化膜３０
３にも３００℃程度の熱処理を加える。この有機シリコ
ン酸化膜３０３上には、有機系の膜（炭化水素（ＣＨ）
を主成分として含む膜）としてフォトレジスト膜４０３
を３００ｎｍ程度形成し、フォトレジスト膜２０３及び
有機シリコン酸化膜３０３と同様の理由から９０℃程度
の熱処理を加える。

【００５３】ここで、図３（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１０２上にフォトレジス膜２０３、有機シリコン
酸化膜３０３及びフォトレジスト膜４０３からなる積層
膜５０２が形成される。その後、この積層膜５０２に、
通常のリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて
フォトレジスト膜４０３から同２０３まで順次パターニ
ングし、シリコン基板１０２上の所定の位置にマスク用
パターンを形成する（特に図示はせず）。このマスク用
パターンは、有機シリコン酸化膜３０２及びフォトレジ
スト膜２０３からなり、このマスク用パターンを用いて
反応性イオンエッチング法（以下ＲＩＥ法とする）等の
ドライエッチング技術で被加工部材であるシリコン基板
１０２を所定の形状及び寸法に加工する。

【００５４】しかしながら、通常、このような手順で形
成したマスク用パターンに形状の歪みまたは寸法の誤差
が生じ、積層膜５０２をパターニングする過程で、いわ
ゆる不良なマスク用パターンが形成される場合がある。
従って、所定のパターンを再度形成し直すために、不良
なマスク用パターンを含む積層膜５０２全体をシリコン
基板１０２上より除去する必要が生じてくる。このよう
な不良なマスク用パターンは、エッチング装置の所定の
反応容器内において、アッシング処理によって灰化除去
される。

【００５５】尚、本実施の形態におけるアッシング処理
は、ラジカルな状態の酸素（Ｏ₂）と弗素系化合物（Ｃ_x
Ｆ_y）を含む混合ガスと反応させて、フォトレジスト膜
または有機シリコン酸化膜からなる不良なマスク用パタ
ーンを灰化除去する工程のことを表す。

【００５６】ここで、本実施の形態で用いられるエッチ
ング装置は、第１の実施の形態で使用されるダウンスト
リーム型のＣＤＥ装置と同様の構成及び作用を有するも
のを用いる。従って、本実施の形態においては、そのエ
ッチング装置に関する構成、作用等において同一の内容
に類する説明を敢えて省略するものとする。それらに関
する詳細については、第１の実施の形態における説明ま
たは図２を参照するものとする。

【００５７】以下、不良なマスク用パターンのアッシン
グ処理方法を説明する。

【００５８】まず、試料台（図２の試料台６０６と同様
のもの）にシリコン基板１０２を設置し、この試料台に
温度調整を施してシリコン基板１０２の温度を７０℃程
度に設定する。また、反応容器（図２の試料台６０２と
同様のもの）内の圧力を２０〜６０Ｐａ程度の一定値に
なるように保持し、酸素（Ｏ₂）の流量を３００ｓｃｃ
ｍ、弗素系化合物ＣＦ₄の流量を５０ｓｃｃｍとして混
合ガスを形成して、これを放電管（＝図２の放電管６０
４と同様のもの）に流す。さらに、電力を７００Ｗ、周
波数を２．４５GHzに設定して生成されたマイクロ波を
マイクロ波導波管（＝図２のマイクロ波導波管６０３と
同様のもの）より導入してこの混合ガスを励起させ、反
応容器内にラジカルな状態になった混合ガスを導入す
る。このラジカルな状態の混合ガスを用いてフォトレジ
スト膜４０３、有機シリコン酸化膜３０３及びフォトレ
ジスト膜２０３を連続的にアッシング処理し、図３
（ｂ）に示すように、不良なマスク用パターンを含む積
層膜５０２をシリコン基板１０２上より灰化除去する。

【００５９】以上のように試みたところ、アッシング処
理による有機シリコン酸化膜３０３の灰化除去も滞りな
く進み、また処理中に有機シリコン酸化膜３０３に亀裂
を生じず、従って、ダストを処理装置の反応容器内また
はシリコン基板１０２上に発生させずにアッシング処理
を行うことができた。

【００６０】本実施の形態では、他の反応容器に移送す
ることなく、同一の反応容器（図２の反応容器６０１と
同様のもの）内でフォトレジスト膜２０３、４０３、及
び有機シリコン酸化膜３０３を除去する。これより、被
加工部材の移送時間や各反応容器内での環境設定（例え
ば、温度設定）に要する時間を必要とせず、不良なマス
ク用パターンを効率よくアッシング処理して灰化除去す
ることができる。また、微細化が進むにつれて、半導体
装置の製造工程にはマスク用パターンの形成及び除去工
程が多数必要となっており、アッシング処理工程を効率
よく行うことで、半導体装置の製造工程数を大幅に削減
することが可能となる。

【００６１】尚、シリコン基板等の半導体基板に限ら
ず、半導体基板上に形成されたシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜等の絶縁膜、または半導体基板上に絶縁膜を介
して形成された金属膜等を被加工部材とする場合にも、
本実施の形態で述べたアッシング処理を行えば、同様の
効果を得ることができる。

【００６２】本実施の形態において、フォトレジスト膜
４０３、２０３及び有機シリコン酸化膜３０３の積層膜
をアッシング処理によって除去する過程では、第１の実
施の形態で説明したものと同様の作用効果が起きてい
る。弗素系化合物ＣＦ4に含まれる弗素（Ｆ）成分が、
フォトレジスト膜４０３、２０３及び有機シリコン酸化
膜３０３の炭化水素成分（ＣＨ）と反応することで、そ
の除去効果に大きく寄与している。添加されたＣＦ４の
弗素（Ｆ）成分は、フォトレジスト膜４０３、２０３及
び有機シリコン酸化膜３０３の水素（Ｈ）成分とラジカ
ルな状態で反応して各々の炭素と水素の結合状態（Ｃ
Ｈ）を分解し、弗素（Ｆ）は水素（Ｈ）との結合（即ち
ＦＨを形成）を、また炭素は酸素との結合（即ちＣＯ、
ＣＯ₂を形成）を行うことで、フォトレジスト膜４０
３、２０３及び有機シリコン酸化膜３０３の有機成分は
除去されることになる。また、有機シリコン酸化膜３０
３中に存在するシリコン（Ｓｉ）は、弗素ラジカル（Ｆ
^*）と反応して膜中より除去される。ここで、第１の実
施の形態で説明したものと同様の過程を辿り、有機シリ
コン酸化膜３０３に含まれるシリコン（Ｓｉ）とアッシ
ング処理用のガスに含まれる酸素（Ｏ₂）の結合は、弗
素（Ｆ）を添加することによって、ほぼ無くなる。従っ
て、有機シリコン酸化膜３０３が成分としてシリコン
（Ｓｉ）を含んでいて酸化されても弗素（Ｆ）により除
去される。

【００６３】尚、弗素系化合物の代わりに、弗素系化合
物（Ｃ_xＦ_y）と水素系化合物の両方を含むガスを、酸素
（Ｏ₂）とともに混合ガスとして用い、ラジカル状態に
してフォトレジスト膜４０３、２０３及び有機シリコン
酸化膜３０３のアッシング処理を行っても同様の効果を
得ることができる。従って、フォトレジスト膜４０３に
続いて、シリコン（Ｓｉ）成分の酸化を防ぎながら有機
シリコン酸化膜３０３をアッシング処理によって灰化除
去することができる。

【００６４】また、従来の技術では、不良なマスクパタ
ーンの除去は、ラジカル状態の酸素（Ｏ₂）ガスを用い
て２５０℃程度の比較的高温の状態で行われていたため
に、有機シリコン酸化膜に亀裂が生じやすく、破裂を誘
発してダストを発生させやすかった。これに対して、本
実施の形態では、酸素（Ｏ₂）に弗素系化合物ＣＦ₄を添
加した混合ガスをラジカル状態にし、なおかつ１００℃
以下の低温状態で行われる。従って、有機シリコン酸化
膜３０１の亀裂や破裂を誘発させずに、フォトレジスト
膜２０３、４０３及び有機シリコン酸化膜３０３をアッ
シング処理し、不良なマスクパターンを灰化除去でき
る。また、このアッシング処理は、１００℃以下の低温
状態で行われ、被加工部材であるシリコン基板１０２の
組成に対する熱的な影響をより低減することができ、半
導体装置への信頼性を維持できる尚、本実施の形態で
は、アッシング処理に用いる混合ガスの各成分の流量
は、その混合比がＯ₂：ＣＦ₄＝６：１となるように設定
し、それが最も良好な条件であるとした。しかしなが
ら、フォトレジスト膜等の有機系の膜をアッシング処理
する場合は、Ｏ₂：ＣＦ₄の混合比の値が４：１〜４９：
１の範囲にあれば、灰化除去する上で問題は生じない。
また、有機シリコン酸化膜をアッシング処理する場合に
は、Ｏ₂：ＣＦ₄の混合比の値が１：３〜１７：３の範囲
内になるように設定すればよい。従って、本実施の形態
では、アッシング処理用の混合ガスが酸素（Ｏ₂）と弗
素系化合物を含むものであり、その混合比が前述した範
囲内に設定されていれば、不良なマスク用パターンを効
率良く灰化除去できる。但し、本実施の形態では、有機
シリコン酸化膜３０３をアッシング処理するガスの混合
比を前述の範囲内に設定し、尚且つ、フォトレジスト膜
２０３と同４０３をアッシング処理するガスは、ほぼ同
じ混合比に設定することが好ましい。

【００６５】第１の実施の形態で述べたように、本実施
の形態でも、酸素（Ｏ₂）に添加するガスとして弗素
（Ｆ）を含むガスであればよく、Ｃ₅Ｆ₈、ＣＨＦ₃、Ｎ
Ｆ₃、ＳＦ₆等を用いても良い。また、これらＣＦ₄以外
のＣ₅Ｆ₈、ＣＨＦ₃、ＮＦ₃、ＳＦ ₆等を主成分として含
む混合ガスを用いると、ＣＦ₄を使用した場合と同様の
効果を得ながら、周囲への環境対策にも効果を上げるこ
とができる。

【００６６】また、被加工部材であるシリコン基板１０
２上に、有機シリコン酸化膜とフォトレジスト膜を順次
積層した２層のマスク用パターンを形成する場合にも同
様の効果を得ることができる。この場合には、酸素
(Ｏ₂)と弗素系のＣＦ₄を含む混合ガスを始めとして、前
述したアッシング処理用のガスをラジカルな状態にして
使用することができる。これらのガスを使用して不良な
２層のマスク用パターンを一度にアッシング処理すれ
ば、有機シリコン酸化膜のシリコン成分の酸化は抑制さ
れ、前述の３層（フォトレジスト膜／有機シリコン酸化
膜／フォトレジスト膜）の場合と同様の手順で良好な不
良なマスク用パターンの灰化除去を行うことできる。

【００６７】以降、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すよう
に、マスク用パターンを前述した位置と同じ所定の位置
に再度形成する工程を行う。マスク用パターンを再度形
成する手順は、前述したアッシング処理前のマスク用パ
ターンを形成する工程と同様の手順で行うことができ
る。

【００６８】まず、シリコン基板１０２上に有機系の膜
としてフォトレジスト膜２０４を７００〜９００ｎｍ程
度の膜厚で形成し、形状や組成を安定させるために、こ
のフォトレジスト２０４に３００℃程度の熱処理を加え
る。さらに、フォトレジスト膜２０４上にシリコンを含
む有機系の膜として有機シリコン酸化膜３０４を７０〜
９０ｎｍ程度にＳＯＧ法で塗布形成し、フォトレジスト
膜２０４の場合と同様の理由から、有機シリコン酸化膜
３０４にも３００℃程度の熱処理を加える。その後、こ
の有機シリコン酸化膜３０４上に有機系の膜としてフォ
トレジスト膜４０４を３００ｎｍ程度形成し、フォトレ
ジスト膜２０４及び有機シリコン酸化膜３０４と同様の
理由から、９０℃程度の熱処理を加える。

【００６９】尚、ＳＯＧ法については、第１の実施の形
態で行った説明を参照する。本実施の形態では、第１の
実施の形態と同様に、ＳＯＧ法に用いる絶縁膜の材料と
して、有機系の酸化シリコン成分（＝炭化水素（ＣＨ）
を含む酸化シリコン成分）を使用している。

【００７０】ここで、フォトレジスト膜４０４の膜厚
は、下層の有機シリコン酸化膜３０４を所定の寸法及び
形状にパターニングする上で、マスクとして機能するよ
うに必要な厚さだけ形成されていれば良い。この場合、
有機シリコン酸化膜３０４の膜厚が７０〜９０ｎｍ程度
であるから、フォトレジスト膜４０４の膜厚が３００ｎ
ｍ程度に形成されていれば有機シリコン酸化膜３０４を
所定の形状にパターニングすることができる。また、有
機シリコン酸化膜３０４の膜厚は、下層のフォトレジス
ト膜２０４を所定の寸法及び形状にパターニングする上
で、マスクとして機能するように必要な厚さだけ形成さ
れていれば良い。この場合、フォトレジスト膜２０４の
膜厚が３００ｎｍ程度に形成されているので、有機シリ
コン酸化膜３０４の膜厚が７０〜９０ｎｍ程度に形成さ
れていれば、フォトレジスト膜２０４を所定の形状及び
寸法にパターニングすることができる。

【００７１】前述したように、有機シリコン酸化膜３０
４はＳＯＧ法で形成されている。ＳＯＧ法で形成される
膜は、膜厚が薄く、平坦性が高い。これより、有機シリ
コン酸化膜３０４をパターニングする上で、マスクとし
て用いられるフォトレジスト膜４０４は、その膜厚を比
較的薄く形成することができる。また、ＳＯＧ法で形成
される膜は、フォトレジスト膜に対してエッチングの選
択比が高い（即ち単位時間当たりのエッチング量が少な
い）という特徴もある。従って、有機シリコン酸化膜３
０４をマスクに用いて、酸素（Ｏ₂）と窒素（Ｎ₂）を含
む混合ガスでフォトレジスト膜２０４を精度良くパター
ニングすることができる。ここで、フォトレジスト膜２
０４は、シリコン基板１０２を所定の形状及び寸法にパ
ターニングする上で、マスクとして機能するように必要
な厚さだけ形成されていれば良い。

【００７２】尚、実際には、フォトレジスト膜２０４上
に、有機シリコン酸化膜３０４がある程度の厚さまでエ
ッチングされた状態で残存する。

【００７３】次に、フォトレジス膜４０４、有機シリコ
ン酸化膜３０４、フォトレジスト膜２０４の順に、通常
のリソグラフィー技術またはドライエッチング技術とを
用いて加工し、マスク用パターンを製造する工程を行
う。

【００７４】まず、リソグラフィー技術を用いて露光工
程及び現像工程を行い、図３（ｃ）に示すように、フォ
トレジスト膜４０４を所定の寸法及び形状にパターニン
グする。その後、このパターニングされたフォトレジス
ト膜４０４をマスクとして用い、有機シリコン酸化膜３
０４をＣＦ４とＯ２とＡｒの混合ガスを用いてＲＩＥ法
で所定の寸法及び形状にエッチングする。このエッチン
グされた有機シリコン酸化膜３０４をマスクとして用
い、フォレジスト膜２０４を酸素（Ｏ₂）と窒素（Ｎ₂）
を含む混合ガスを用いたＲＩＥ法でパターニングする。
ここで、フォトレジスト膜４０４と同２０４は、ほぼ同
じ組成を有する膜であり、フォトレジスト膜２０４をパ
ターニングする途中でフォトレジスト４０４は完全に消
費される。

【００７５】ここで、図３（ｄ）に示すように、被加工
部材であるシリコン基板１０２上には、パターニングさ
れた有機シリコン酸化膜３０４とフォトレジスト膜２０
４からなる積層膜が残存し、この積層膜が被加工部材
（シリコン基板１０２）をパターン加工するときにマス
ク用パターンとして用いられる。

【００７６】ここで、有機シリコン酸化膜３０４とフォ
トレジスト膜２０４が所定の形状及び寸法に形成されて
いれば、これをマスクに用いて、ＲＩＥ法等のドライエ
ッチング技術で被加工部材（シリコン基板１０２）を所
定の形状及び寸法に加工する。例えば、シリコン基板等
の半導体基板を被加工部材とする場合には、本実施の形
態で形成されたマスク用パターンを使用してトレンチキ
ャパシタ、絶縁分離溝等を半導体基板に形成する。

【００７７】また、半導体基板上に形成された絶縁膜を
被加工部材とする場合には、本実施の形態で形成された
マスク用パターンを使用して、その縁膜膜にコンタクト
ホールまたは配線埋め込み用の溝を形成する。被加工部
材が半導体基板上に形成された導電材である場合には、
同様に本実施の形態で形成されたマスク用パターンを使
用して、その導電材を加工して配線層等を形成する。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、被加工部材上に異物を
残存させることなく、マスク用パターンのアッシング処
理を行うことができる。従って、被加工部材への加工を
良好に行うことができ、半導体装置の信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜(ｅ)は、本発明の第1の実施の形
態を示す工程断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に用いる装置を示す断面図
である。

【図３】図３（ａ）〜(ｄ)は、本発明の第２の実施の形
態を示す工程断面図である。

【図４】図４（ａ）〜(ｄ)は、従来技術を示す工程断面
図である。

【符号の説明】

シリコン基板・・・・・・１０１、１０２，１０３ フォトレジスト膜・・・・・・２０１、２０２、２０３、２０
４、２０５ ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５ 有機シリコン酸化膜・・・・・・３０１、３０２、３０３、３
０４、３０５ 積層膜・・・・・・５０１、５０２、５０３ 反応容器・・・・・・６０１ ガス供給管・・・・・・６０２ マイクロ波導波管・・・・・・６０３ 放電管・・・・・・６０４ 輸送管・・・・・・６０５ 試料台・・・・・・６０６

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神保 定之 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2H096 AA25 CA02 HA30 LA08 5F004 AA06 AA09 BA03 BA20 BB14 BB25 BB26 BD01 CA02 CA04 DA00 DA01 DA16 DA17 DA18 DA23 DA25 DA26 DA30 DB00 DB04 DB05 DB06 DB26 EA06 EB04 5F046 MA12

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工部材上にシリコンを含む膜を形成す
   る工程と、 このシリコンを含む膜上に有機系の膜を形成する工程
   と、 前記有機系の膜及び前記シリコンを含む膜をパターニン
   グする工程と、 前記パターニングされた前記シリコンを含む膜及び前記
   有機系の膜を、ラジカル状態にある酸素及び弗素を含む
   ガスで除去する工程とを有することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。
2. 【請求項２】前記パターニングされた前記有機系の膜及
   び前記シリコンを含む膜を、ラジカル状態にある酸素及
   び弗素を含むガスで除去する工程は、被加工部材の温度
   を１００℃以下にして行われることを特徴とする請求項
   １に記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】前記シリコンを含む膜は、有機シリコン酸
   化膜であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】前記シリコンを含む膜は、Spin−On−Glas
   s法によって塗布形成されることを特徴とする請求項１
   に記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】被加工部材上に第１の有機系の膜を形成す
   る工程と、 この第１の有機系の膜上にシリコンを含む膜を形成する
   工程と、 このシリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形成する
   工程と、 前記第１の有機系の膜、前記シリコンを含む膜及び前記
   第２の有機系の膜をパターニングする工程と、 前記パターニングされた前記シリコンを含む膜及び前記
   第２の有機系の膜を、ラジカル状態にある酸素及び弗素
   を含むガスを用いて除去する工程と、 前記第１の有機系の膜をラジカル状態にある酸素で除去
   する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】前記被加工部材は、半導体基板、半導体基
   板上に形成された絶縁膜および半導体基板上に形成され
   た金属膜のいずれか一つであることを特徴とする請求項
   ５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】前記シリコンを含む膜は、有機シリコン酸
   化膜であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装
   置の製造方法。
8. 【請求項８】前記シリコンを含む膜は、Spin−On−Glas
   s法によって塗布形成されることを特徴とする請求項５
   に記載の半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】前記パターニングされた前記シリコンを含
   む膜及び前記第２の有機系の膜を、ラジカル状態にある
   酸素及び弗素を含むガスを用いて除去する工程は、被加
   工部材の温度を１００℃以下にして行われることを特徴
   とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】前記パターニングされた前記シリコンを
    含む膜及び前記第２の有機系の膜を除去するガスは、酸
    素を含むガスに弗素を含むガスを加えた混合ガスであ
    り、前記酸素と前記弗素を含むガスとの混合比は、前記
    シリコンを含む膜を除去する場合において１：３乃至１
    ７：３であり、前記第２の有機系の膜を除去する場合に
    おいては４：１乃至４９：１であることを特徴とする請
    求項５に記載の半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】被加工部材上に第１の有機系の膜を形成
    する工程と、 この第１の有機系の膜上にシリコンを含む膜を形成する
    工程と、 このシリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形成する
    工程と、 前記第１の有機系の膜、前記シリコンを含む膜及び前記
    第２の有機系の膜をパターニングする工程と、 前記パターニングされた前記第１の有機系の膜、前記シ
    リコンを含む膜及び前記第２の有機系の膜を、ラジカル
    状態にある酸素及び弗素を含むガスで除去する工程とを
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】前記被加工部材は、半導体基板、半導体
    基板上に形成された絶縁膜及び半導体基板上に形成され
    た金属膜のいずれか一つであることを特徴とする請求項
    １１に記載の半導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】前記シリコンを含む膜は、有機シリコン
    酸化膜であることを特徴とする請求項１１に記載の半導
    体装置の製造方法。
14. 【請求項１４】前記シリコンを含む膜は、Spin−On−Gl
    ass法によって塗布形成されることを特徴とする請求項
    １１に記載の半導体装置の製造方法。
15. 【請求項１５】前記パターニングされた前記第１の有機
    系の膜、前記シリコンを含む膜及び前記第２の有機系の
    膜を、ラジカル状態にある酸素及び弗素を含むガスを用
    いて除去する工程は、被加工部材の温度を１００℃以下
    にして行われることを特徴とする請求項１１に記載の半
    導体装置の製造方法。
16. 【請求項１６】前記パターニングされた前記第１の有機
    系の膜、前記シリコンを含む膜及び前記第２の有機系の
    膜を除去するガスは、酸素を含むガスに弗素を含むガス
    を加えた混合ガスであり、前記酸素と前記弗素を含むガ
    スの混合比は、前記第１、第２の有機系の膜を除去する
    場合において４：１乃至４９：１であり、前記シリコン
    を含む膜を除去する場合においては１：３乃至１７：３
    であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置
    の製造方法。
17. 【請求項１７】被加工部材上に第１の有機系の膜を形成
    する工程と、 この第１の有機系の膜上に第１のシリコンを含む膜を形
    成する工程と、 この第１のシリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形
    成する工程と、 前記第１の有機系の膜、前記第１のシリコンを含む膜及
    び前記第２の有機系の膜をパターニングする工程と、 前記パターニングされた第１のシリコンを含む膜及び前
    記第２の有機系の膜を、ラジカル状態の酸素及び弗素を
    含むガスで除去する工程と、 前記パターニングされた第１の有機系の膜をラジカル状
    態の酸素で除去する工程と、 前記被加工部材上に第３の有機系の膜を形成する工程
    と、 この第３の有機系の膜上に第２のシリコンを含む膜を形
    成する工程と、 この第２のシリコンを含む膜上に第４の有機系の膜を形
    成する工程と、 前記第３の有機系の膜、前記第２のシリコンを含む膜及
    び前記第４の有機系の膜をパターニングする工程と、 前記パターニングされた、前記第２の有機シリコン酸化
    膜及び前記第３の有機系の膜をマスクにして被加工部材
    をパターニングする工程とを有することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
18. 【請求項１８】前記被加工部材は、半導体基板、半導体
    基板上に形成された絶縁膜及び半導体基板上に形成され
    た金属膜のいずれか一つであることを特徴とする請求項
    １７に記載の半導体装置の製造方法。
19. 【請求項１９】被加工部材上に第１の有機系の膜を形成
    する工程と、 この第１の有機系の膜上に第１のシリコンを含む膜を形
    成する工程と、 この第１のシリコンを含む膜上に第２の有機系の膜を形
    成する工程と、 前記第１の有機系の膜、前記第１のシリコンを含む膜及
    び前記第２の有機系の膜をパターニングする工程と、 前記パターニングされた前記第１の有機系の膜、前記第
    １のシリコンを含む膜及び前記第２の有機系の膜を、ラ
    ジカル状態の酸素及び弗素を含むガスで除去する工程
    と、 前記被加工部材上に第３の有機系の膜を形成する工程
    と、 この第３の有機系の膜上に第２のシリコンを含む膜を形
    成する工程と、 この第２のシリコンを含む膜上に第４の有機系の膜を形
    成する工程と、 前記第３の有機系の膜、前記第２のシリコンを含む膜及
    び前記第４の有機系の膜をパターニングする工程と、 パターニングされた、前記第２の有機シリコン酸化膜及
    び前記第３の有機系の膜をマスクにして被加工部材をパ
    ターニングする工程とを有することを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
20. 【請求項２０】前記被加工部材は、半導体基板、半導体
    基板上に形成された絶縁膜、半導体基板上に形成された
    金属膜のいずれか一つであることを特徴とする請求項１
    ９に記載の半導体装置の製造方法。