JPS5812338B2 - Dry etching process - Google Patents

Dry etching process

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JPS5812338B2
JPS5812338B2 JP8629875A JP8629875A JPS5812338B2 JP S5812338 B2 JPS5812338 B2 JP S5812338B2 JP 8629875 A JP8629875 A JP 8629875A JP 8629875 A JP8629875 A JP 8629875A JP S5812338 B2 JPS5812338 B2 JP S5812338B2
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JP
Japan
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iron oxide
etching
chromium
etched
photoresist
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JP8629875A
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Japanese (ja)
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JPS529647A (en
Inventor
武内進
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスパツターエツチシグ、ガスプラズマエッチン
グ等所謂ドライエッチングを打つ際、所定のエッチング
形状を得るためマスク材として被エッチング物の上に酸
化鉄の薄膜を施すことを特徴とするドライエッチング方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention involves applying a thin film of iron oxide on the object to be etched as a mask material in order to obtain a predetermined etching shape when performing so-called dry etching such as sputter etching or gas plasma etching. The present invention relates to a characteristic dry etching method.

従来、薄膜を精密にエッチングす名ために、フオトフア
プリケイション工程によってパタンを得ていた。
Conventionally, in order to precisely etch thin films, patterns have been obtained using a photo-application process.

しかしながらエッチング液に浸漬するため、フォトレジ
ストと薄膜との間にエッチング夜かはGりたり、深さ方
向のエッチングとともに横方向にもエッチングが進むた
め、フォトレジストの画線巾より細くなるいわゆるアン
ダーカッティングを生じる。
However, because it is immersed in an etching solution, there is a gap between the photoresist and the thin film during etching, and etching progresses in the lateral direction as well as in the depth direction. Causes cutting.

寸法精度を要求される場合、特に5μm以下の画線巾の
場合、この現象は非常な障害となる。
This phenomenon becomes a serious problem when dimensional accuracy is required, especially when the drawing width is 5 μm or less.

またエッチングの進行とともに液が疲労するためエッチ
ング時間が変化し、エッチング液の管理がむづかしい。
Furthermore, as the etching progresses, the etching solution becomes exhausted, so the etching time changes, making it difficult to manage the etching solution.

さらに、使用したエッチンダ液の廃水処理を行わなけれ
ばならない。
Furthermore, the used etching agent must be treated as waste water.

一方、低圧状態で気体が放電し、薄膜と物理的に衝突し
たり、化学的に反応することによって薄膜をエッチング
する所謂ドライエッチング法はフォトレジストの画線巾
を忠実に再現し得ること、エッチング液栃管理する必要
のないこと、および廃液処理問題のないことから非常に
有利である。
On the other hand, the so-called dry etching method, in which a gas is discharged under low pressure and etches a thin film by physically colliding with the thin film or chemically reacting with it, can faithfully reproduce the image width of photoresist. It is very advantageous because there is no need to manage the liquid and there are no problems with waste liquid treatment.

しかしながら、フォトレジストで被覆されていないエッ
チングすべき薄膜とともに、フォトレジストも腐食され
ていくために、被エッチング物のエッチング速度がフォ
トレジストのエッチング速度より数段速いことが必要で
ある。
However, since the photoresist is corroded along with the thin film to be etched that is not covered with the photoresist, it is necessary that the etching rate of the object to be etched be several steps faster than the etching rate of the photoresist.

このためフォトレジストをドライエッチングのマスクと
して使用する場合、被エッチング物が限られ、被エッチ
ング物のエッチング速度がフォトレジストより数段速い
気体の選択を行わなければならない。
Therefore, when a photoresist is used as a mask for dry etching, the objects to be etched are limited, and a gas must be selected whose etching rate is several orders of magnitude higher than that of the photoresist.

また、被エッチング物のエッチング完了前までフォトレ
ジストの画線を保持するため、フォトレジストの膜厚を
厚くすると画線精度が悪くなる。
Furthermore, since the image line of the photoresist is maintained until the etching of the object to be etched is completed, the image accuracy deteriorates when the thickness of the photoresist is increased.

さらにドライエッチングの進行とともに発熱により、フ
ォトレジストの分解がおこり、フォトレジストで形成し
たバタンか崩れるため、エッチング時間の長くかかるも
のでは所定のエッチング形状が得られない。
Further, as the dry etching progresses, the photoresist decomposes due to heat generation, and the batten formed with the photoresist collapses. Therefore, if the etching time is long, a predetermined etched shape cannot be obtained.

たとえばガラス基板上にクロムの薄膜を施し、フォトレ
ジストでパタンを形成し、ドライエッチング用のマスク
とする場合スパツタエッチングの気体として通常のスパ
ッタリングに使用されるアルゴンを用いると、クロムの
エッチングが完了する前にフォトレジストが侵され、明
僚なバタンか得られない。
For example, when applying a thin chromium film on a glass substrate, forming a pattern with photoresist, and using it as a mask for dry etching, using argon, which is used in normal sputtering, as the gas for sputter etching, the chromium etching is completed. The photoresist is attacked before it can be removed, making it impossible to obtain a clear seal.

本発明は上記の如き欠点を解消するものであり以下本発
明を詳細に説明する。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and will be described in detail below.

ドライエッチング工程では前述の如くマスクとして用い
るフォトレジスト等の物質と被エッチング物とのエッチ
ング速度の相違によってエツチングパタンを得ている。
In the dry etching process, as described above, an etching pattern is obtained by the difference in etching rate between the material such as photoresist used as a mask and the object to be etched.

このフォトレジストはドライエッチングに用いる気体に
より比較的侵されやすいのでフォトレジストより侵され
にくい酸化鉄の薄膜を被エッチング物上に形成する。
Since this photoresist is relatively easily attacked by the gas used in dry etching, a thin film of iron oxide, which is less easily attacked than the photoresist, is formed on the object to be etched.

そしてこの酸化鉄薄膜をエッチングすべきパタンにパタ
ン化した後エッチング処理を行うことによってドライエ
ッチングに於ける再現性の向上、処理条件の緩和等を図
るものである。
By patterning this iron oxide thin film into a pattern to be etched and then performing an etching process, it is possible to improve the reproducibility of dry etching and to ease the processing conditions.

酸化鉄薄膜の形成方法としては真空蒸着法、スパッタリ
ング法、鉄カルボニルを用いた化学蒸着法およびポリビ
ニルフエロセンなどの熱分解によって形成することがで
きる。
The iron oxide thin film can be formed by vacuum evaporation, sputtering, chemical vapor deposition using iron carbonyl, or thermal decomposition of polyvinylferrocene.

酸化鉄薄膜は形成条件を制御することによって、塩酸、
沃化水素酸などに容易に溶解する酸化鉄薄膜ができるの
でバタン化に有利である。
By controlling the formation conditions, iron oxide thin films can be formed using hydrochloric acid,
It is advantageous for batanization because it forms a thin film of iron oxide that is easily dissolved in hydriodic acid and the like.

酸化鉄は無機酸化物であるため、フォトレジストおよび
クロム、タンタル、タングステンなどの通常の金属に比
べ、ドライエッチングの速度が格段に低い。
Because iron oxide is an inorganic oxide, its dry etching rate is much lower than that of photoresists and common metals such as chromium, tantalum, and tungsten.

また、ドライエッチングに用いる気体としてアルゴンを
選んだ場合、クロムの酸化物よりエッチング速度が遅い
Furthermore, when argon is selected as the gas used for dry etching, the etching rate is slower than that of chromium oxide.

このため、酸化鉄薄膜をドライエッチングのマスクとし
て使うことは非常に有効である。
Therefore, it is very effective to use an iron oxide thin film as a mask for dry etching.

さらにエッチングしたパタンの上に異なるパタンを形成
する際、酸化鉄は可視光に対する透過性があるため、酸
化鉄薄膜をマスクとして用いるとアライメント操作が容
易である。
Furthermore, when forming a different pattern on an etched pattern, alignment operations are facilitated by using an iron oxide thin film as a mask because iron oxide is transparent to visible light.

また酸化鉄薄膜をエッチング液中でテーパー状のバタン
形状とし、これをマスクとすると被エッチング物もテー
パー状のものとすることができる。
Furthermore, if the iron oxide thin film is formed into a tapered batten shape in an etching solution and this is used as a mask, the object to be etched can also be made into a tapered shape.

塩酸等の酸に溶解性の酸化鉄薄膜こレーザー光線あるい
は電子ビームを放射すると酸に溶解しにくくなること、
またさらにビームの強度を上げると酸化鉄が蒸発するこ
とからフォトレジストを用いなくても直接酸化鉄薄膜の
パタンを形成することができるため、フォトレジストを
用いるフオトフアプリケイション工程によらなくても被
エッチング物のマスクバタンとすることができる。
Iron oxide thin films that are soluble in acids such as hydrochloric acid become difficult to dissolve in acids when irradiated with laser beams or electron beams.
Furthermore, as the intensity of the beam is further increased, the iron oxide evaporates, making it possible to directly form a pattern of iron oxide thin film without using a photoresist. It can be used as a mask button for the object to be etched.

以上のように酸化鉄をドライエッチングのマスクとして
用いると、通常のフォトレジストをマスクとして使用で
きないアルゴンのような気体を使用でき、多段エッチン
グ、テーパーエッチングが可能なことから、非常に有利
である。
As described above, using iron oxide as a mask for dry etching is very advantageous because it allows the use of a gas such as argon, which cannot be used as a mask with ordinary photoresists, and enables multi-stage etching and taper etching.

以下に本発明の実施例を述べる。Examples of the present invention will be described below.

実施例 1 ソーダライムガラス上にクロムを80nm蒸着後、約1
10℃で鉄カルボニル、二酸化炭素、および酸素ガスの
雰囲気でクロムの上に酸化鉄を250nm化学蒸着し、
クロムおよび酸化鉄の二層膜を形成した。
Example 1 After evaporating 80 nm of chromium on soda lime glass, approximately 1
chemical vapor deposition of 250 nm of iron oxide on the chromium in an atmosphere of iron carbonyl, carbon dioxide, and oxygen gas at 10 °C;
A bilayer film of chromium and iron oxide was formed.

さらに酸化鉄膜の上に通常のフオトフアプリケイション
で、フォトレジストパタンを形成した。
Furthermore, a photoresist pattern was formed on the iron oxide film using a conventional photofap application.

所定濃度の塩酸溶液中に約20秒浸漬し露出している酸
化鉄膜をエッチングした。
The exposed iron oxide film was etched by immersing it in a hydrochloric acid solution of a predetermined concentration for about 20 seconds.

この際クロムは不働態化しているため、酸化鉄膜の下層
にあるクロムはエッチングされない。
At this time, since chromium is passivated, the chromium layer below the iron oxide film is not etched.

酸化鉄膜をエッチングした後の断面形状を第1図に示す
FIG. 1 shows the cross-sectional shape of the iron oxide film after etching.

図中1はガラス板、2はクロム膜、3は酸化鉄膜、4は
フォトレジストである。
In the figure, 1 is a glass plate, 2 is a chromium film, 3 is an iron oxide film, and 4 is a photoresist.

フォトレジストを除去後、酸化鉄マスクを施したクロム
ブランクを二極高周波スパッタリング装置のターゲット
部こ置き、系内を排気してArガスを導入した。
After removing the photoresist, a chrome blank with an iron oxide mask was placed on the target part of a two-pole high frequency sputtering device, the system was evacuated, and Ar gas was introduced.

約4X10−2torrで13.56MHz、300W
の高周波電力を卯加し4分間スパツタエッチングした。
13.56MHz, 300W at approximately 4X10-2torr
Spatter etching was performed for 4 minutes by applying high frequency power.

酸化鉄膜はほとんどエッチングされないが、露出したク
ロムは完全こエッチングされ、パタンを形成した。
Although the iron oxide film was hardly etched, the exposed chromium was completely etched to form a pattern.

アンダーカッティングは全く認められなかった。No undercutting was observed.

酸化鉄膜の1μmの画線巾を忠実に再現し得た。It was possible to faithfully reproduce the 1 μm image width of the iron oxide film.

酸化鉄牒は塩酸溶液に浸漬することによってクロムを溶
解することなく容易に除去できた。
Iron oxide could be easily removed by immersing it in a hydrochloric acid solution without dissolving the chromium.

酸化鉄マスクを除いたクロムノゼンは通常のフオトフア
プリケイションで作成したクロムフォトマスクより画線
精度にすぐれていた。
The chrome photomask, excluding the iron oxide mask, had better line accuracy than the chrome photomask made with a normal photofap application.

また酸化鉄を除去しない場合は表面反射率がクロムの−
70%に比べ25%と低く、フオトフアプリケイション
工程でクロムマスクを使う場合、問題となるハレイショ
ンによる画線巾の変動が少なかった。
Also, if iron oxide is not removed, the surface reflectance will be -
It was lower at 25% compared to 70%, and there was little variation in the line width due to halation, which is a problem when using a chrome mask in the photo application process.

実施例 2 ソーダライムガラス上に酸化クロムを220nm蒸着し
た。
Example 2 Chromium oxide was deposited to a thickness of 220 nm on soda lime glass.

実施例1と同様の方法で、酸化クロムの上に酸化鉄のパ
タンをつくりマスクとした。
In the same manner as in Example 1, a pattern of iron oxide was made on chromium oxide and used as a mask.

二極高周波スパッタリング装置内で約4X10−2to
rrのアルゴンガス雰囲気で13.56MHz、300
Wの高周波電力を印加し8分間スパッタエッチングした
Approximately 4X10-2to in a two-pole high frequency sputtering equipment
13.56MHz, 300MHz in argon gas atmosphere of rr
High frequency power of W was applied and sputter etching was performed for 8 minutes.

露出した酸化クロムは完全にエッチングされパタンを形
成した。
The exposed chromium oxide was completely etched to form a pattern.

この場合酸化鉄薄膜ちわずかにエッチングされたが、下
層の酸化クロムは保持された。
In this case, the iron oxide thin film was slightly etched, but the underlying chromium oxide was retained.

塩酸溶液で酸化鉄膜を除去したところ通常のフオトフア
プリケイションで作成した酸化クロムフォトマスクより
画線精度にすぐれていた。
When the iron oxide film was removed with a hydrochloric acid solution, the image accuracy was superior to that of a chromium oxide photomask made using a normal photofap application.

実施例 3 ソーダライムガラス上にクロムを約160nm蒸着後、
実施例1および実施例2と同様の方法で、クロムの上に
酸化鉄のパタンをつくりマスクとした。
Example 3 After evaporating chromium to a thickness of about 160 nm on soda lime glass,
In the same manner as in Examples 1 and 2, a pattern of iron oxide was made on chromium and used as a mask.

二極高周波スパッタリング装置内のターゲット部におき
、13.56MHz、300Wで4分間スパツタエッチ
ングしクロムを80nmの厚さエッチングした。
Sputter etching was performed at 13.56 MHz and 300 W for 4 minutes on the target part in a bipolar high-frequency sputtering device to etch chromium to a thickness of 80 nm.

酸化鉄マスクを除去後新たに全面に酸化鉄を化学蒸着し
た。
After removing the iron oxide mask, iron oxide was newly deposited on the entire surface by chemical vapor deposition.

これにフォトレジストを塗布し、フオトフアプリケイシ
ョン工程で酸化鉄のパタンをつくりマスクとした。
A photoresist was applied to this, and a pattern of iron oxide was created in a photo-application process to create a mask.

この場合酸化鉄が透明であるためマスクアライメントが
容易であった。
In this case, since iron oxide was transparent, mask alignment was easy.

これを上記と同条件で4分間スパツタエッチングし酸化
鉄膜を除去して第2図にしめずような断面形状のパタン
を得た。
This was sputter etched for 4 minutes under the same conditions as above to remove the iron oxide film and obtain a pattern with a cross-sectional shape as shown in FIG.

図中5はガラス板、6は2段階にエッチングされたクロ
ム膜である。
In the figure, 5 is a glass plate, and 6 is a chromium film etched in two stages.

実施例 4 ソーダライムガラス上にクロム80nm蒸着後酸化鉄を
クロムの上に化学蒸着した。
Example 4 After 80 nm of chromium was deposited on soda lime glass, iron oxide was chemically vapor deposited on top of the chromium.

通常のフオトフアプリケイションで酸化鉄の上にフォト
レジストパタンを形成した。
A photoresist pattern was formed on the iron oxide using a conventional photofap application.

この際プレベイキング時間を約30%短くし、ポストベ
イキングを省略した。
At this time, the pre-baking time was shortened by about 30% and the post-baking was omitted.

所定の一度の塩酸溶液中で約20秒浸漬すると第3図の
ようなテーパー状の酸化鉄のバタンかできた。
When immersed in a predetermined hydrochloric acid solution for about 20 seconds, a tapered iron oxide slam as shown in Figure 3 was formed.

図中10はガラス板、11はクロム膜、12はテーパー
状にエッチングされた酸化鉄膜である。
In the figure, 10 is a glass plate, 11 is a chromium film, and 12 is an iron oxide film etched into a tapered shape.

このブランクを二極高周波スパッタリング装置内におき
、アルゴンガス雰囲気でスパツタエッチングした。
This blank was placed in a two-electrode high frequency sputtering device and sputter etched in an argon gas atmosphere.

酸化鉄のテーパー状となった膜厚の薄い部分は酸化鉄が
スパツタエッチングされ、続いてクロムもエッチングさ
れていくため、テーパー状にエッチングされたクロムパ
クンを得た。
In the tapered, thin part of the iron oxide film, the iron oxide was sputter-etched, and then the chromium was also etched, resulting in a tapered chrome strip.

実施例 5 ソーダライムガラス上にクロムを蒸着後クロムの上に化
学蒸着法で酸化鉄を250nm付着した。
Example 5 After chromium was deposited on soda lime glass, 250 nm of iron oxide was deposited on the chromium by chemical vapor deposition.

アルゴンイオンレーザーを2.5Wの出力で酸化鉄膜に
走査した。
An argon ion laser was scanned across the iron oxide film with a power of 2.5W.

得られたブランクを塩酸溶液浸漬処理を行った。The obtained blank was immersed in a hydrochloric acid solution.

酸化鉄膜の照射を受けた部分は、所定の塩酸溶液に溶解
せず照射をうけない部分は20秒で溶解し、クロムの上
に酸化鉄のパタンをつくることができた。
The irradiated portions of the iron oxide film did not dissolve in the specified hydrochloric acid solution, while the non-irradiated portions dissolved in 20 seconds, making it possible to create an iron oxide pattern on the chromium.

これを二極高周波スパツタ装置のターゲット部分におき
、アルゴン雰囲気でスパツタエッチングしたところクロ
ムの露出部分がエッチングされ、パタンを形成した。
This was placed on the target part of a two-pole high-frequency sputtering device and sputter etched in an argon atmosphere, and the exposed chromium part was etched to form a pattern.

クロムの上の酸化鉄はさら(スパツタエッチングを続け
ることあるいは塩酸と塩化第一鉄との温溶液で容易に除
去できた。
The iron oxide on the chromium could be easily removed by continued sputter etching or with a hot solution of hydrochloric acid and ferrous chloride.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明工程を示すもので、第1図は実施例1の断
面図、第2図は実施例3の断面図、第3図は実施例4の
断面図である。 1,5.10・・・・・・ガラス板、2,6,11・・
・・・・クロム膜、3,12・・・・・・酸化鉄膜、4
・・・・・・フォトレジスト。
The drawings show the steps of the present invention; FIG. 1 is a sectional view of Example 1, FIG. 2 is a sectional view of Example 3, and FIG. 3 is a sectional view of Example 4. 1,5.10...Glass plate, 2,6,11...
...Chromium film, 3,12...Iron oxide film, 4
...Photoresist.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スパツターエッチング、ガスプラズマエッチング等
のドライエッチングを行う過程において、被エシチング
物の上に酸化鉄の薄膜を形成し、該e化m薄膜をバタン
化してマスクとした後工Vチング処理することを特徴と
するドライエッチング方法。
1. In the process of performing dry etching such as sputter etching or gas plasma etching, a thin film of iron oxide is formed on the object to be etched, and the thin film of e-oxide is formed into a batten and used as a mask for post-processing V-etching. A dry etching method characterized by:
JP8629875A 1975-07-15 1975-07-15 Dry etching process Expired JPS5812338B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8629875A JPS5812338B2 (en) 1975-07-15 1975-07-15 Dry etching process

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JP8629875A JPS5812338B2 (en) 1975-07-15 1975-07-15 Dry etching process

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Publication Number Publication Date
JPS529647A JPS529647A (en) 1977-01-25
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DE3102647A1 (en) * 1981-01-27 1982-08-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München STRUCTURING METAL OXIDE MASKS, IN PARTICULAR THROUGH REACTIVE ION RADIATION

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JPS529647A (en) 1977-01-25

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