JPS58174581A - マスクのドライエッチング法 - 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】 本発明はクロム系膜の新規なドライエツチング法に関す
る。

半導体装置などの製造工程において用いられる７オトマ
スク材料としてのマスクプレートはガラス基板上Ｋｍ光
性を有する物質たとえばクロム、鉄、シリコンまたはそ
れらの酸化物からなる＃膜層を単層または多重層に形成
することによって構成されている。前記遮光性を有する
物質としては、透明基板であるガラスとの接着性にすぐ
れていること、遮光性にすぐれていることおよび微細パ
ターンが形成できることなどの諸点からクロム系が一般
的である。なお本発明においてクロム系膜とは、クロム
またはその酸化物の重層または多重層膜のことをいう。

ところでこのクロム系膜を用いたマスクプレート（以下
、クロムプレートという）に所望のパターンを形成する
ためのクロム系膜のエツチングには硝酸第１セリクムア
ンモニクム〔ｃｅ（ＮＨ４）Ｉ　（Ｎｏｔ）ｓｌと過塩
素酸〔ＨＣｌＯ４〕との混合溶液などの薬品によるクエ
ットケミカルエッチングが適用されている。

しかしクエットケミカルエッチングでは微細パターン形
成が困難であること、寸法制御が困難であること、欠陥
密度が大きいこと、廃液処理が煩雑なことなど欠点が多
く、最近ではガスプラズマエッチングまたは反応性イオ
ンエツチングなどのドライエツチング技術が開発され実
用に供されている。反応性イオンエツチングはガスプラ
ズマを平行平板電極間で生ぜしめ、その場でエツチング
を行なう方法である。

これらのドライエツチング法では、従来、少なくとも四
塩化炭素などの塩素系ガス幣む混合ガスをグロー放電に
よυ、Ｏｒ　＋　ｔ　Ｏ＋　２０１＝Ｏｒｂ＠ＣＩｏｆ と考えられる反応によってクロム薄膜をエツチング除去
している。前記化学反応式から明らかなように、クロム
系膜のドライエツチングを行なうためには酸素原子の在
存が必要不可欠である・ ところが従来のように塩素系ガスと酸素系ガスまたは空
気との混合ガスプラズマを用いたドライエツチングでは
、酸素ガスプラズマがクロム系膜の耐エツチングマスク
材である感光性樹脂膜を分解する。したがって混合ガス
中の酸素ガス分圧を増加すればクロム系膜のエッチレイ
トを大きくできるが、一方で感光性樹脂膜の分解スピー
ドも大きくなる。そのためクロム系膜のエッチレイトを
実用化できる程度に増加させるべく酸素分圧を大きくす
るとレジストの分解も促進され、結果的にマスク面内の
寸法バラツキが大きくなったりして１寸法制御がきわめ
て困難となるなどの諸問題を惹起している。

また最近、光露光技術に代わる高精度露光技術として電
子線露光技術が開発されているが。

電子線露光用レジストのドライエツチング耐性は光感応
性レジストに比べさらに劣っている。

したがって電子線露光用レジストをエツチングのマスク
材として用い、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガス
プラズマを用いたばあいにはレジストの嗅減りが大きい
ために基本的にドライエツチングができないという問題
がある。

その−例をオ１図に示す。オ１図はエッチャントガスと
して四塩化炭素を含む混合ガス（ＣＣＩ＜＋Ｏｓ＋　Ｈ
ｅ　）を用いてプラズマエツチングしたげあいのクロム
系膜のエッチレイトおよび感光性樹脂膜のエッチレイ）
をキャリアガスの組成割合（０＊＋ａｅ”００）をパラ
メータとしてあられしたグラフである。なおここで用い
た感光性樹脂膜はネガ型電子線しジス）　　０１！！Ｂ
Ｒ−Ｚｏｏ（東京応化工業１株）製）である・ 本発明者らは叙上の欠点を克服するぺ〈鋭意研究を重ね
た結果、クロム系膜上に所定のパターン有する感光性樹
脂膜が設けられた被エツチング材を少なくともハロゲン
系ガスと一酸化窒素あるいは二酸化窒素のよう・な酸化
窒素ガスとを含む混合ガスプラズマを用いてドライエツ
チングするときには、エツチングの耐マスク材である感
光性樹脂膜の膜減りを抑え、同時に高いクロム系膜のエ
ッチレイトがえられ、したがってきわめて寸法精度の高
いクロム系膜のパターンがえられことを見出し、本発明
を完成するにいたった。

本発明において用いるハロゲン系ガスとしては、ジ塩化
メチレンなどの塩素系ガスが好適なものとしてあげられ
る。

つぎＫＷ施例をあけて本発明のドライエ、ツチング法を
説明する。

実施例１ クロム膜からなるプレート上にネガ型電子線レジスト０
ＩＢＲ−１０１）　　によって所望のパターンが形成さ
れた鍼料に、エッチャントガスとしてジ塩化メチレンと
一酸化窒素およびヘリウムからなる混合ガスプラズマを
用いてプラズマエツチングを行なった。

エツチング装置は円筒形電極を有するプラズマエツチン
グ装置を用いた。またエツチング条件は１８．ｉ６ＭＨ
ｚ％ｇｏ＠Ｗの高周波電力を印加し、ガスドナは０．２
トールとした。混合ガスは四塩化゛炭素をキャリアガス
（ＯＯ＋Ｈｅ）でバブリングすることによってえた書 ここでキャリアガスの組成割合、すなわち−酸化窒素と
ヘリク゛ムの組成割合をパラメータとして、クロム膜の
エッチレイトおよび耐マスク材である０１１１！１Ｉｔ
−１００のエッチレイトを示したグラフが第３図である
。

ここで第１図およびｆｓ図においてキャリアガスの組成
割合とけ、第１図においては、−５−Ｘ１００（Ｘ） Ｏｓ＋Ｈ６ で示される値であり、第１図においては、−”−Ｘ　１
０　＠　（Ｘ　） Ｎｏ　＋　Ｈ・ で示される値である。

第８図から明らかなように、キャリアガス中の一酸化窒
素量を増加させるにｔたがってクロム膜のエッチレイト
は急激に３．１□１：１！−する。一方０１１１ＢＲ−
１００のエッチレイトは多少の変化けあるものの、実用
上はとんどさしつかえのない程度に抑えられている。

たとえば第１図に示すように、キャリアガスとして酸素
ガスとヘリウムの混合ガスを用いたばあいめクロム膜の
エッチレイトはキャリアガスの組成割合が！ｉｏ％すな
わち０１：Ｂ　−１：　１のところテ’１ＳＡ７４；Ｊ
−であり、０ＥＢＩ’ｔ−１００のエッチレイトＦｉ１
６０ム／分である。

一方、第３図に示すようにキャリアガスとして一酸化窒
素とヘリウムの混合ガスを用いたばあい、キャリアガス
の組成割合が５０％、すなわちＮｏ　：　Ｈｅ−ｍｌ　
：１のとき同程度のクロム膜のエッチレイトかえられ、
このときの０ＫＢＲ−１００のエッチレイトは５０ム／
分で酸素ガスとヘリウムを用いたばあいの約％である。

このように−酸化炭素を加えることによってクロム膜の
大きなエッチレイトがえられるが、感光性樹脂膜の分解
は抑えられている。

これは従来法の酸素ガスを添加するドライエッチ・グ技
術で＃′ｉまつ’覧＜起らない現象である。

したがってハロゲン系ガス、とくに塩素系ガスに一酸化
窒素を添加した混合ガスプラズマを用いたドライエツチ
ング技術によって高精度のクロム系マスクの製作が可能
となり、さらに従来困難とされていた電子線レジストを
用いたクロム系マスクのドライエツチングが可能となっ
た。

また、前記実施例においてはドライエツチング装置とし
て、円筒形電極を有するガスプラズマエツチング装置を
用いたか、平行平板型電極を有するいわゆる反応性イオ
ンエツチングすなわちリアクティブイオンエツチング（
Ｒ・工・Ｅ・）装置に４６用できる。なお、キャリアガ
スとして一酸化窒素にヘリウムを混合したが、ヘリウム
に代えてアルゴン窒素などの他の不活性ガスでも有効で
あり、もちろん−酸化窒素だけで４同様な効果が見られ
る。

さらい前記実施例においては、エツチング試料としてク
ロム膜の単層からなるプレートを用いたが、ガラス基板
上にクロム膜および酸化クロム膜を２層に形成したいわ
ゆる低反射クロムプレートを用いてもまったく同様な効
果があることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法によるクロム系膜と感光性樹脂膜のエッ
チレイトを示すグラフ、第１図は木用の一実施例におけ
るクロム膜と感光性樹脂膜のエッチレイトを示すグラフ
である。 代理人　　葛　野　　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１り　　クロム系膜上に所定のパターンを有する感光
   性樹脂膜が設けられた被エツチング材を少なくともハロ
   ゲン系ガスと酸化窒素ガスとを含む混合ガスプラズマを
   用いてドライエツチングし、前記パターンに応じえクロ
   ム系膜のパターンを形成することを特徴とするクロム系
   膜のドライエツチング法。 （！）　　前記ハロゲン系ガスが塩素系ガスである特許
   請求の範囲第１１１項記載のドライエツチング法０ （３）゛前記塩素系ガスかり塩化メチレンである特許請
   求の範囲オ（１）項記載のドライエツチング法。 （４１前記ドライエツチングがガスプラズマエラライエ
   ツチング法。