JPS5819476A - Dry etching method for chromium film - Google Patents
Dry etching method for chromium filmInfo
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- JPS5819476A JPS5819476A JP11666881A JP11666881A JPS5819476A JP S5819476 A JPS5819476 A JP S5819476A JP 11666881 A JP11666881 A JP 11666881A JP 11666881 A JP11666881 A JP 11666881A JP S5819476 A JPS5819476 A JP S5819476A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はりpム系膜の新規なドライエツチング法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel dry etching method for PM-based films.
半導体装置などの製造工程において用いられるフォトマ
スク材料としてのマスクプレートはガラス基板上に遮光
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薄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単層または多重層膜のことをいう。A mask plate, which is a photomask material used in the manufacturing process of semiconductor devices, is a thin film layer made of a light-shielding substance such as chromium, iron, silicon, or oxides thereof, formed on a glass substrate in a single layer or multiple layers. It is made up of. As the light-shielding substance, chromium-based materials are generally used because of their excellent adhesion to glass, which is a transparent substrate, their excellent light-shielding properties, and their ability to form fine patterns. Note that in the present invention, the chromium-based film refers to a single layer or multilayer film of chromium or its oxide.
ところでこのりa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2七リウムア
ンモニウム〔0e(NH4)3(N03)6〕と過塩素
酸(HOJO,)との混合溶液などの薬品によるウェッ
トケミカルエツチングが適用されている。By the way, in order to form a desired pattern on a mask plate using a chromium-based film (hereinafter referred to as a chrome plate), etching of a chromium-based film is performed using 27thium ammonium nitrate [0e(NH4)3(N03)]. Wet chemical etching using chemicals such as a mixed solution of 6] and perchloric acid (HOJO) is applied.
しかしウェットケミカルエツ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、廃液婚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ツチングまたは反応性イオ
ンエツチー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。However, wet chemical etching has many drawbacks such as difficulty in forming fine patterns, difficulty in controlling dimensions, high defect density, and complicated waste liquid processing.Recently, gas plasma etching or reactive ion etching has been Dry etching techniques such as etching have been developed and put into practical use. Reactive ion etching is a method in which gas plasma is generated between parallel plate electrodes and etching is performed in situ.
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と酸素ガスとを含む混合ガス
をグロー放電により、
or + 20 + 20140rOg07.↑と考え
られる反応によってりpム薄展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存在が必
要不可欠である。Conventionally, in these dry etching methods, a mixed gas containing at least a chlorine gas such as carbon tetrachloride and oxygen gas is heated by glow discharge. The reaction thought to be ↑ removes the PM by etching. As is clear from the above chemical reaction equation, the presence of oxygen atoms is essential for dry etching a chromium-based film.
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、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
。In etching, oxygen gas plasma decomposes the photosensitive resin film that is the etching-resistant mask material for the chromium-based film. Therefore, by increasing the oxygen gas partial pressure in the mixed gas, the etch rate of the chromium-based film can be increased, but at the same time, the decomposition speed of the photosensitive resin film also increases. Therefore, if the oxygen partial pressure is increased to increase the etch rate of the chromium-based film to a practical level, the decomposition of the resist will also be accelerated, resulting in larger dimensional variations within the mask surface, making dimensional control extremely difficult. This is causing various problems such as.
また最近、光厘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
の膜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。Furthermore, recently, electron beam exposure technology has been developed as a high-precision exposure technology to replace photoresist technology, but the dry etching resistance of resists for electron beam exposure is even worse than that of photosensitive resists. Therefore, if a resist for electron beam exposure is used as an etching mask material and a mixed gas plasma containing chlorine-based gas and oxygen gas is used, there is a problem that dry etching is basically impossible because the resist film is greatly reduced. There is.
その−例を第1図に示す。第1図をまエッチャントガス
として四塩化炭素を含む混合ガス(0074+0 +H
・)を用いてプラズマエツチングしたばあし1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ト
をキャリアガスの組成割合ガ型電子線しジス) 0IC
BR−100(東京応化工業■製)である。An example of this is shown in FIG. Figure 1 shows a mixed gas containing carbon tetrachloride as an etchant gas (0074+0+H
The etch rate of the chromium-based film in step 1 and the etch rate of the photosensitive resin film after plasma etching using 0IC
BR-100 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo ■).
本発明者らは畝上の欠点を克服するべく鋭意研究を重ね
た結果、クロム系膜上に所定のノく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ノ蔦
ロ1.ゲン系ガスと一酸化炭素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
に高レークロム系膜のエッチレイトかえられ、したがっ
てきわめて寸法精度の高いりpム系膜の7ぐターンかえ
られることを見出し、本発明を完成するにしまたった。The inventors of the present invention have conducted extensive research to overcome the drawbacks of ridges, and as a result, we have developed a material to be etched, which has a photosensitive resin film having a predetermined number of turns on a chromium-based film. When performing dry etching using a mixed gas plasma containing carbon gas and carbon monoxide, it is possible to suppress the loss of the photosensitive resin film, which is a masking material for etching, and at the same time to change the etch rate of the high retchromium film. It was discovered that seven turns of a PM-based film with extremely high dimensional accuracy could be changed, and the present invention was completed.
本発明において用いるノ為ロゲニ・系ガスとして各ま、
四塩化炭素、クロロホルムなどの塩素系ガス25z好適
なものとしてあげられる。As the nitrogen-based gases used in the present invention,
Chlorine gases such as carbon tetrachloride and chloroform are preferred.
つぎに実施例をあげて本発明のドライエツチング法を説
明する。Next, the dry etching method of the present invention will be explained with reference to Examples.
実施例1
クロム族からなるプレート上にネガ型電子線しジストO
IBト100によって所望の7ぐターンカ;形成された
試料に、エッチャントガスとして四塩化炭素と一酸化炭
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。Example 1 Dist O
Plasma etching was performed on the sample formed by the IB 100 with a desired seven-layer pattern using a mixed gas plasma consisting of carbon tetrachloride, carbon monoxide, and helium as an etchant gas.
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1!1.56
MHz 、 200Wの高周波電力を印加し、ガス圧力
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−1−as)でlくプリングすることによ
ってえた。A plasma etching device having a cylindrical electrode was used as the etching device. Also, the etching condition is 1!1.56
High frequency power of MHz, 200 W was applied, and the gas pressure was 0.2 Torr. A mixed gas was obtained by pulling carbon tetrachloride with a carrier gas (oo-1-as).
ここでキャリアガスの組成割合、すなわち−酸化炭素と
ヘリウムの組成割合をノザラメータとして、クロム膜の
エッチレイトおよび耐マスク材である01BR−100
のエッチレイトを示したゲラフカf第2図である。Here, the composition ratio of the carrier gas, i.e., the composition ratio of carbon oxide and helium, is used as a noza parameter to determine the etch rate of the chromium film and the mask-resistant material 01BR-100.
FIG. 2 is a graph showing the etch rate.
ここで第1図および第2図においてキャリアガスの組成
割合とは、第1図においては、X 100 (X)
02十Hs
で示される値であり、第2図においては、。。+i X
100 (%)
・で示される値である。Here, in FIGS. 1 and 2, the composition ratio of the carrier gas is a value indicated by X 100 (X) 020Hs in FIG. 1, and in FIG. . +i X
It is a value expressed as 100 (%).
第2図から明らかなように、キャリアガス中の一酸化炭
素量を増加させるにしたがってりpム膜のエッチレイト
は急激に上昇する。一方0IBR−100のエッチレイ
トは多少の変化はあるものの、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。As is clear from FIG. 2, as the amount of carbon monoxide in the carrier gas increases, the etch rate of the PM film increases rapidly. On the other hand, although there is some variation in the etch rate of 0IBR-100, it is suppressed to a level that is of no practical use.
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dあいのクロム膜の
エッチレイトはキャリアガスの組成割合が50Xすなわ
ち02.:He−1:1のところで75X/分であり、
0ICBR−100のエッチレイトは160シ分である
。For example, as shown in FIG. 1, the etch rate of a chromium film with distance d using a mixed gas of oxygen gas and helium as a carrier gas is 50X, that is, 02. :He-75X/min at 1:1,
The etch rate of 0ICBR-100 is 160 minutes.
一方、第2図に示すようにキャリアガスとして一酸化炭
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00;He−1:1のと
き同程度のり四五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50L/分で酸素
ガスとヘリウムを用いたばあいの約1/3である。この
ように−酸化炭素を加えることによってり四ム膜の大き
なエッチレイトかえられるが、感光性樹脂膜の分解は抑
えられている。On the other hand, when a mixed gas of carbon monoxide and helium is used as the carrier gas as shown in Fig. 2, when the composition ratio of the carrier gas is 50%, that is, 00; The etch rate of the film is changed, and the etch rate of 0KBR-100 at this time is 50 L/min, which is about 1/3 of that when oxygen gas and helium are used. In this way, by adding carbon oxide, the etch rate of the four-layer film can be changed to a large extent, but the decomposition of the photosensitive resin film is suppressed.
これは従来法の酸素ガスを添加するドラくエツチング技
術ではまったく起らない現象である。したがってへロゲ
ン系ガス、とくに塩素系ガスに一膳化炭素を添加した混
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。This phenomenon does not occur at all in the conventional dry etching technique in which oxygen gas is added. Therefore, dry etching technology using a mixed gas plasma made by adding carbon monomer to a herogen-based gas, especially a chlorine-based gas, has made it possible to manufacture highly accurate chromium-based masks, and it has also become possible to produce electron beam resists, which had previously been considered difficult. Dry etching of chrome-based masks is now possible.
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
用いたが、平行平板型電極を有すルイワゆる反応性イオ
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、)装置にも応用できる。なお、キャリアガ
スとして一酸化炭素にヘリウムを混合したが、でリウム
に代えてアルゴン、チッ素などの他の不活性ガスでも有
効であり、もちろん−酸化炭素だけでも同様な効果がえ
られる。Furthermore, in the above embodiment, a gas plasma etching apparatus having a cylindrical electrode was used as the dry etching apparatus, but a reactive ion etching apparatus having a parallel plate type electrode was used.
It can also be applied to R,E,E,) devices. Note that although helium was mixed with carbon monoxide as a carrier gas, other inert gases such as argon and nitrogen may also be effective instead of helium, and of course, the same effect can be obtained by using carbon oxide alone.
さらに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。Furthermore, in the above example, a plate consisting of a single layer of chromium film was used as the etching sample, but the same effect can be obtained by using a so-called low-reflection chrome plate, which is a two-layered chromium film and chromium oxide film formed on a glass substrate. It was confirmed that this effect was effective.
【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2図は本発明の一実施例にお
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。
21図
才2図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a graph showing the etch rate of a chromium film and a photosensitive resin film according to the conventional method, and Fig. 2 is a graph showing the etch rate of a chromium film and a photosensitive resin film in an embodiment of the present invention. This is a graph showing. 21 figures 2 figures
Claims (1)
樹脂膜が設けられた被エツチング材を少なくともへ田ゲ
ン系ガスとm−化炭素とを含む混合ガスプラズ!を用い
てドライエツチングし、前記パターンに応じたクロム系
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。 (8)前記塩素系ガスが四塩化炭素またはクロ冒ホルム
である特許請求の範囲第(2)項記載のドライエツチン
グ法。 (4)前記ドライエツチングがガスプラズマエツチング
または反応性イオンエツチングである特許請求の範囲第
(1)項または第(2)項記載のドライエツチング法。[Scope of Claims] (1) The material to be etched, which has a photosensitive resin film having a predetermined butterfly formed on a chromium-based film, is etched using a mixed gas plasma containing at least a heat-generating gas and m-carbon! 1. A method for dry etching a chromium-based film, characterized in that dry etching is performed using a chromium-based film to form a pattern of the chromium-based film corresponding to the pattern. (8) The dry etching method according to claim (2), wherein the chlorine-based gas is carbon tetrachloride or chloroform. (4) The dry etching method according to claim (1) or (2), wherein the dry etching is gas plasma etching or reactive ion etching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11666881A JPS604270B2 (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Dry etching method for chromium-based film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11666881A JPS604270B2 (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Dry etching method for chromium-based film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5819476A true JPS5819476A (en) | 1983-02-04 |
JPS604270B2 JPS604270B2 (en) | 1985-02-02 |
Family
ID=14692928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11666881A Expired JPS604270B2 (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Dry etching method for chromium-based film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS604270B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4613401A (en) * | 1984-08-24 | 1986-09-23 | Fujitsu Limited | Method for dry etching a chromium or chromium oxide film |
JPS6479385A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-24 | Tanaka Precious Metal Ind | Method for removing coating metal from metal oxide base material |
JPH0282525A (en) * | 1988-09-19 | 1990-03-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Device and method for etching |
US5302236A (en) * | 1990-10-19 | 1994-04-12 | Tokyo Electron Limited | Method of etching object to be processed including oxide or nitride portion |
JP2007096295A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Applied Materials Inc | Method of plasma-etching chromium layer through carbon hard mask suitable for manufacturing photomask |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP11666881A patent/JPS604270B2/en not_active Expired
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US7718539B2 (en) | 2005-09-28 | 2010-05-18 | Applied Materials, Inc. | Method for photomask fabrication utilizing a carbon hard mask |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS604270B2 (en) | 1985-02-02 |
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