JPH02187025A - エッチング方法及びｘ線リソグラフィ用マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は新規なエツチング方法及びそれを利用したＸ線
リングラフィ用マスクの製造方法に関し、半導体装置の
製造に適用される。

（ロ）従来の技術 半導体装置の製造に用いられるエツチングプロセスには
、ウェットプロセスとドライプロセスとがある。ウェッ
トプロセスは洗浄、乾燥の工程を必要とし、又制御性に
劣る。これに対し、ドライプロセスの典型例としてのプ
ラズマエツチングは、ウェットプロセスの欠点を持たな
いが、複雑なエツチング装置を必要とする。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、シリコンに対するエツチングを、より簡単な
装置でドライプロセスにより実施でき、且つエツチング
速度が非常に大きな方法を提供するものである。

本発明は、更に、斯るエツチング方法をＸ線リソグラフ
ィ用マスクの製造に適用しようとするものである。第３
図は、特開昭６２−２４４１３１号公報にも開示されて
いる、この種マスクの典型例を示す。同図にて、（１）
はシリコンからなる枠状の基盤、（２）は、この基盤に
張られ、窒化シリコン等からなる支持膜、（３）は支持
膜（２）上に形成された、タンタル等からなるＸ線吸収
用金属パターン、（４）は、ポリイミド等からなり、金
属パターン（３）を覆う保護膜、（５）は基！！（１）
の底面に被着され、支持膜（２）と同材料からなるエツ
チングマスクである。

斯るマスクの製造において、特に基盤（１）を枠状に形
成する際には、当初、板状の基盤（１）の表面側の支持
膜（２）上に金属パターン（３）や保護膜（４）を設け
ることなくあるいは支持膜（２）上に金属パターン（３
）及び保護膜（４）を形成した状態で、基盤（１）の裏
面側からエツチングマスク（５）を利用してバックエツ
チングを行い、基！！（１）に貫通孔（６）を形成する
ことにより基盤（１）を枠状と成すものである。

このための従来のバックエツチングは水酸化カノウム（
Ｋ　ＯＨ）水溶液をエッチャントとするウェットプロセ
スであり、従って、洗浄、乾燥といった煩雑な工程を必
要とするばかりか、そのウニ・シトプロセスでは２〜３
μｍ／分のエツチング速度しかとれず、４００〜１００
０μｍの厚みを有する基盤（１）のエツチングに長時間
を要する。更に、支持膜（２）は１μｍ程度の薄い膜で
あるが、斯る薄膜が洗浄、乾燥の環境に曝されることは
、支持膜（２）が損傷を受けやすい点で、作業を非常に
困難にする。更には、上記バックエツチング時、非エツ
チング部分をエッチャントから保護するための手段を講
じなければならず、それ自体もかなり煩雑である。更に
は、エッチャントの沸点近くで長時間のエツチングを要
するため、エッチャント供給システムも複雑となる。

従って本発明は、この様な従来技術の欠点を一掃し得る
新規なＸ線リングラフィ用マスクの製造方法を提供する
ものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のエツチング方法は、シリコンをガスエツチング
する際に、エツチングガスとして３弗化塩素ガスまたは
２弗化キセノンガスを用いることを特徴とする。

本発明のＸ線リソグラフィ用マスクの製造方法は、枠状
の基盤と、この基盤に張られた支持膜と、この支持膜上
に形成されたＸ線吸収用金属パターンとからなるマスク
の製造に際し、上記基盤の枠状形成を３弗化塩素ガス又
は２弗化キセノンガスを用いたガスエツチングにより行
うことを特徴とする。

（ホ）作　用 本発明によるエツチングはドライプロセスであり、しか
もプラズマ反応によらない。

本発明によるガスエツチングのエッチレート（エツチン
グ速度）を下表に示す。同表においてエツチング条件と
しての濃度は３弗化塩素（ＣＺＦ、）とアルゴン（Ａｒ
）の混合ガスにおけるＣ　Ｉ　Ｆ　ｓ　　濃度（体積比
）を意味する。又温度は基盤温度である。

以下余白 上表から明らかな如く、シリコン（Ｓｉ）に対するエツ
チング速度は、（１００）や（１１１）の各結晶面にお
いて、窒化シリコン（ＳｉＮ）や炭化シリコン（Ｓ　ｉ
　Ｃ）　、特に後者に対するエツチング速度に比し著し
く大きい。

本発明によりエツチングされたＳｔは揮発性（沸点−９
５℃）の４弗化シリコン（ＳｉＦ、）の形で排気される
ので、被エツチング物へ再付着したりする等、残存する
ことはない。

２弗化キセノンガス（ＸｅＦ＊）もＣＩＦ、ガスと同様
の効果が得られる。

特にＣｌＦ５ガスを用いたエツチングでは、エツチング
と同時にドライ洗浄が行われることになる。

（へ）実施例 第１図に本発明を実施するためのエツチング装置を示す
。同図にて、（１０）は石英からなる反応室、（１１）
（１１）・・・は被エツチング物を加熱するためのラン
プヒータ、（１２）はガス供給管、（１３）は排気管、
（１４）は反応室内の載置台、（１５）は載置台上に置
かれた被エツチング物である。尚載置台（１４）はメツ
シュ状にしてガス流をできるだけ妨げないことが好まし
い。

上記装置において、反応室（１０）内が所定真空度に達
し、かつ被エツチング物が所定温度に達した後、ガス供
給管（１２）よりＣＩ　Ｆ　＊及びＡｒの混合ガスを反
応室（ｌＯ）内に導入する。エツチング状況はエツチン
グ面にレーザを照射し、反射光をモニタすることによっ
て観察できる。

上記装置によるＸ線リソグラフィ用マスクの製造を以下
に説明する。

第１図における被エツチング物（１５）は、完成前のＸ
線リングラフィ用マスク（１５ａ）として第２図に示さ
れている。即ち、完成前のマスク（１ｓａ）において、
（１ａ）は、（１００）面を持つ４００μｍ厚さのＳｉ
基盤、（２ａ）はこの基盤の一主面に被着された、０．
５μｍ厚さのＳｉＣからなる支持膜、（５ａ）は基盤（
１ａ）の他主面の周縁に被着された０、５μｍ厚さのＳ
ｉＣからなるエツチングマスクである。（２０）は支持
リングであり、完成前のマスク（１５ａ）は支持リング
（２０）を介して載置台（１４）（第１図）上に置かれ
、支持膜（２ａ）に傷がつかないように載置台（１４）
から浮かされている。（２１）はリング状の錘であり、
エツチング時に、Ｓｉ基盤（１ａ）に反りが発生しない
様にエツチングマスク（５ａ）上に置かれる。

エツチング条件を、圧力５００Ｔｏｒｒ、ＣｌＦ３とＡ
ｒとの混合比１：１、被エツチング物温度２７℃として
、６５分間エツチングを行い、第２図中、点線で示す如
く、Ｓｉ基ｆｉ（ｌａ）の中央部がエツチングされ、基
ｆｉ（ｌａ）は枠状となる。この時、ＳｉＣからなる支
持膜（２ａ）やエツチングマスク（５ａ）は全くエツチ
ングされない。尚、Ｓｉ基盤（１ａ）の側面は保護され
ていないためエツチングされるが、通常Ｓｉ基盤（１ａ
）の厚みに比し、その直径が十分大きい（例えば２イン
チ程度）ので、側面からのエツチングは問題にならない
。もし必要なら、適当なレジストで側面を被覆すればよ
い。

斯るエツチング後、従来手法により、支持膜（２ａ）上
に、第３図に示す如く、タンタルからなる、例えば０．
６μｍ厚みのＸ線吸収用金属パターン（３）及びポリイ
ミドからなる、例えば０．　９μｍ厚みの保護膜（４）
が形成され、Ｘ線リングラフィ用マスクが完成される。

尚、支持膜（２ａ）上に、予め金属パターン（３）及び
保護膜（４）を形成した状態で、Ｓｉ基盤（１ａ）のエ
ツチングを上記と同様に行っても良い。この場合、ポリ
イミドからなる保護膜（４）は全くエツチングされない
。

（ト）発明の効果 本発明によれば、従来のウェットプロセスに比し、著し
いエツチング時間の短縮を図れる。例えば、実施例にお
けるエツチング時間は６５分であるところ、従来のウェ
ットプロセスでこれを行えば１４０分かかる。

本発明によれば、プラズマ反応を要しないためエツチン
グ装置が簡易なものですむ。

本発明方法は、ウェットプロセスの如き洗浄や乾燥工程
を要さず簡便であり、特にＸ線リソグラフィ用マスクの
製造時のＳｉ基盤のエツチング後、薄い支持膜あるいは
その上の金属パターンが従来の洗浄や乾燥時における如
き不所望な外力を受けて損傷を受けるといったことがな
いので、作業性に冨む。

本発明によれば、エツチングされたＳｉは揮発性物質と
なり即座に排気され、残留しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのエツチング装置の模式
的断面図、第２図は完成前のＸ線リソグラフィ用マスク
の断面図、第３図は典型的なＸ線リソグラフィ用マスク
の断面図である。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコンをガスエッチングする際に、エッチング
   ガスとして３弗化塩素ガスまたは２弗化キセノンガスを
   用いることを特徴とするエッチング方法。
2. （２）枠状の基盤と、この基盤に張られた支持膜と、こ
   の支持膜上に形成されたＸ線吸収用金属パターンとから
   なるマスクの製造に際し、上記基盤の枠状形成を３弗化
   塩素ガス又は２弗化キセノンガスを用いたガスエッチン
   グにより行うことを特徴とするＸ線リソグラフィ用マス
   クの製造方法。