JPH04215432A - 微細加工方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は加工用マスクを用いた
エッチングによる微細加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来の微細加工方法を示す断面図
であり、工程順に同図（Ａ）〜（Ｃ）で示す。図におい
て、１は被加工物である半導体基板、２は半導体基板１
の表面に形成されたマスクで、単層のシリコン酸化膜で
形成されている。３は半導体基板１に形成されたエッチ
ング部である。

【０００３】半導体基板１の表面に同図（Ａ）で示すよ
うに、先ずシリコン酸化膜のマスク２を化学的気相成長
法（ＣＶＤ法）などにより形成する。次に同図（Ｂ）で
示すように、周知の写真製版法などにより、マスク２を
選択的に除去して所望のパターンを形成する。このとき
、マスク２の端面４は平坦な面になる。続いて、このマ
スクを介してプラズマエッチング法などにより、同図（
Ｃ）のように半導体基板１を加工し、マスク２と同じパ
ターンのエッチング部３を形成した後、マスク２を除去
する。

【０００４】ところで、上記のような加工において、エ
ッチングされるパターン寸法が微細化されるに従ってア
スペクト比（エッチング部３の深さ／開口幅）が大きく
なり、マスク２の端面４で反射したエッチャントによる
影響が大きくなる。すなわち、同図（Ｃ）の矢印で示す
ように、マスク２の平坦な端面４へ入射してここで反射
したエッチャントにより、エッチング部３の側壁５が部
分的にサイドエッチングされ、エッチング部３の形状が
弓なりになって（ボーイング）悪化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の微細加工方法は
上記のように構成されているので、マスクの平坦な端面
で反射したエッチャントによりエッチング部の側壁がサ
イドエッチングされ、エッチング部の形状が悪化する。 この現象による影響度はパターン寸法およびパターンの
粗密に依存し、したがって精密なパターン形成ができな
いなどの問題点があった。この発明は上記のような問題
点を解消するためになされたもので、ボーイングの少な
い良好な形状にエッチング加工を行うことができる微細
加工方法を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る微細加工
方法は、エッチング用のマスクを複数のシリコン酸化物
の層で構成し、これらの層の中に占める酸素の組成比が
互いに異なるようにしたものである。また、マスクをシ
リコン酸化物の層とシリコンの層とで構成したものであ
る。

【０００７】

【作用】この発明に係る微細加工方法においては、マス
クの端面に凹凸が形成され、そのため、端面に当たった
エッチャントが乱反射する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例による微細加工方法を
示す断面図であり、工程順に同図（Ａ）〜（Ｃ）で示す
。図において、１は被加工物である半導体基板、６は半
導体基板１の表面に形成されたマスク、７は第１の層で
あり、層中に占める酸素の組成比が５０〜６０％の酸素
高含有シリコン酸化物で、つまり殆んどが二酸化シリコ
ンで形成されている。８は第２の層であり、酸素の組成
比が１０％以下の酸素低含有シリコン酸化物、すなわち
酸化されていないシリコン中に少し酸化物が混じった物
質で形成されている。第１、第２の層７、８が交互に積
層されてマスク６を構成している。３は半導体基板１に
形成されたエッチング部である。

【０００９】次に加工方法について説明する。半導体基
板１の表面へ同図（Ａ）で示すようにマスク２を形成す
るために、ＣＶＤ法などにより先ず第１の層７を１層分
形成する。その上に第２の層を１層分形成し、これを何
回か繰り返す。次に写真製版法などにより、マスク６を
選択的に除去して所望のパターンを形成する。

【００１０】シリコン酸化物は、その中に占める酸素の
組成比が異なるとエッチング特性や電気的特性が大きく
変化する。特にエッチング特性では酸素高含有シリコン
酸化物（例えば、酸素の組成比５０〜６０％）と酸素低
含有シリコン酸化物（例えば、酸素の組成比１０％以下
）の組み合わせにおいて、一方を高選択的にエツチング
することが可能である。マスク６にパターンを形成した
後、上記のような第１、第２の層７、８のいずれか一方
を選択的にエッチングする処理を行い、同図（Ｂ）に示
すようにマスク６の端面９に微細な凹凸を形成する。

【００１１】続いて、このマスクを介してプラズマエッ
チング法などにより、同図（Ｃ）のように半導体基板１
を加工し、マスク６と同じパターンのエッチング部３を
形成する。この際、同図（Ｃ）の矢印で示すように、マ
スク６の凹凸のある端面９へ入射したエッチャントは乱
反射する。そのため、反射エッチャントによる側壁５の
サイドエッチングが大幅に低減され、側壁５をほぼ垂直
な形状にすることができる。

【００１２】なお、上記実施例ではマスク６にパターン
を形成し、その端面９に凹凸を形成した後、半導体基板
１のエッチングを行ったが、マスク６にパターンを形成
し、端面９に凹凸のない状態のままでマスク６を使用し
、半導体基板１のエッチングを行っている間にマスク６
の端面９がエッチングされ、半導体基板１のエッチング
がある程度進行したときには、マスク６の端面９が凹凸
のある状態になっているようにしてもよい。

【００１３】また、第１、第２の層として酸素の組成比
の異なるシリコン酸化物を用いたが、一方をシリコン酸
化物、他方を酸化物を含まないシリコンで形成するよう
にしてもよい。さらに、マスク６をＣＶＤで形成したが
、物理的気相成長法（ＰＶＤ）で形成してもよい。

【００１４】また、被加工物をプラズマエッチング法で
加工したが、反応性イオンエッチング法、磁場支援型反
応性イオンエッチング法、電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマエッチング法、中性ビームエッチング法、光励起エ
ッチング法、光支援型エッチング法、あるいは物理的イ
オンエッチング法で加工してもよい。

【００１５】さらに、被加工物が半導体基板１である場
合を示したが、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜、
単結晶シリコンや多結晶シリコン膜、あるいはタングス
テン、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、チタニウ
ム、ハフニウム、クロム、白金、鉄、亜鉛、錫またはこ
れらの硅化物、窒化物もしくは炭化物の薄膜、あるいは
アルミニウム、銅、金、銀またはこれらを主成分とする
合金の薄膜、あるいはノボラック系樹脂、ポリイミドな
どの有機高分子材料、鉛・亜鉛・錫（ＰＺＴ）などの強
誘電体、酸化物超電導体を含む超電導体、強磁性体の薄
膜などであってもよい。

【００１６】さらに、被加工物が半導体集積回路製造過
程にある半導体基板上に形成されている薄膜、磁気テー
プ、磁気ディスク、光ディスク等の記憶素子形成過程の
基材、金属成形物やその表面に形成された薄膜、あるい
はねじ等の機械要素や加工用工具である場合にも適用で
きる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によればエッチ
ング用のマスクを、酸素の組成比が互いに異なる複数の
シリコン酸化物の層で構成して加工するようにしたので
、また、シリコン酸化物の層とシリコンの層とで構成し
て加工するようにしたので、マスクパターン形成後の端
面への選択的エッチングにより、または、被加工物への
エッチング加工によりマスクの端面に凹凸が生じて、そ
のため被加工物の加工時にマスク端面へ入射したエッチ
ャントが乱反射し、反射エッチャントによる被加工物の
エッチング部側壁のサイドエッチングが大幅に低減され
、ボーイングの少ない良好な形状にエッチング加工を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による微細加工方法を示す
断面図である。

【図２】従来の微細加工方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１は半導体基板、６はマスク、７は第１の層、８は第２
の層である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被加工物の表面にマスクを形成する工
   程と、上記マスクを介してエッチングにより上記被加工
   物を加工する工程とを有する微細加工方法において、上
   記マスクを複数のシリコン酸化物の層で構成し、これら
   の層の中に占める酸素の組成比が互いに異なるようにし
   たことを特徴とする微細加工方法。
2. 【請求項２】　　被加工物の表面にマスクを形成する工
   程と、上記マスクを介してエッチングにより上記被加工
   物を加工する工程とを有する微細加工方法において、上
   記マスクを、シリコン酸化物の層とシリコンの層とで構
   成したことを特徴とする微細加工方法。