JPS60128621A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
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- JPS60128621A JPS60128621A JP23860583A JP23860583A JPS60128621A JP S60128621 A JPS60128621 A JP S60128621A JP 23860583 A JP23860583 A JP 23860583A JP 23860583 A JP23860583 A JP 23860583A JP S60128621 A JPS60128621 A JP S60128621A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、半導体ウェハまたはマスク用基板等の上に
形成された被エツチング膜忙、ドライエツチングにより
微細パターンを形成する方法に関するものである。
形成された被エツチング膜忙、ドライエツチングにより
微細パターンを形成する方法に関するものである。
半導体集積回路等の半導体装置を製造する際、微細パタ
ーン形成のために写真製版技術は必要不す欠なものであ
り、最近では電子ビームあるいはＸ線による露光装置の
採用などにより高精度の微細パターン形成が可能となっ
ている。また、プロセスの度合から種々の分野で研究さ
れつつある。
ーン形成のために写真製版技術は必要不す欠なものであ
り、最近では電子ビームあるいはＸ線による露光装置の
採用などにより高精度の微細パターン形成が可能となっ
ている。また、プロセスの度合から種々の分野で研究さ
れつつある。
マスク製造工程においても、エツチング工程はドライ化
が早くなり研究され実用化されている。
が早くなり研究され実用化されている。
ここで、従来のマスク製造工程の一例を第１図を用いて
説明する。第１図（ａ）〜＜ｅ）は従来方法の主要段階
における工程を示ｊ断面図である。まず、第１図＜ａ）
に示すように、ガラス基板１に金属薄膜（例えは金属ク
ロム）２を被着させたプレーＩＫ電子ビーム露光用レジ
スト（例えはＰＭＭＡン３を約５，０ＯＯＡの厚さに被
着させ、１７０℃で２０分間プリベータを行う。次に、
第１図（ｂ）罠示すようＫ、電子ビームを９ Ｘ １０
−” Ｃ／ｃｒｎ２のドーズ量にて、所望のパターンに
対応して照射する。
説明する。第１図（ａ）〜＜ｅ）は従来方法の主要段階
における工程を示ｊ断面図である。まず、第１図＜ａ）
に示すように、ガラス基板１に金属薄膜（例えは金属ク
ロム）２を被着させたプレーＩＫ電子ビーム露光用レジ
スト（例えはＰＭＭＡン３を約５，０ＯＯＡの厚さに被
着させ、１７０℃で２０分間プリベータを行う。次に、
第１図（ｂ）罠示すようＫ、電子ビームを９ Ｘ １０
−” Ｃ／ｃｒｎ２のドーズ量にて、所望のパターンに
対応して照射する。
その後、第１図（Ｃ）に示すように、ＭＩＢＫ（メチル
イソブチルケトン プロパツール）ｌの溶液を作成し、この溶液にて現像を
行い、パターン形成レジスト膜（以下「レジストパター
ン」と略称する）４を得る。その後、リンス乾燥し、第
１図（ｄ）に示すように、レジストパターン４をマスク
として金属薄膜２をエツチングする。次に、第１図（ｅ
）に示すように、レジストパターン４を除去して金属薄
膜パターン５を得る。
イソブチルケトン プロパツール）ｌの溶液を作成し、この溶液にて現像を
行い、パターン形成レジスト膜（以下「レジストパター
ン」と略称する）４を得る。その後、リンス乾燥し、第
１図（ｄ）に示すように、レジストパターン４をマスク
として金属薄膜２をエツチングする。次に、第１図（ｅ
）に示すように、レジストパターン４を除去して金属薄
膜パターン５を得る。
以上のように、電子ビーム露光用レジスト３は耐ガスプ
ラズマ性が悪いため、ウェットエツチング（薬液による
エツチング）で処理している。したがって、エツチング
中のサイドエツチング量が多いため寸法の制御が難しく
、微細パターンが得にくいという欠点があった。また、
薬液中の異物の介在は免れることはできず、低欠陥化の
妨げとなっている。さらに、自動化、省力化も困難であ
り、公害対′Ａｔ上、廃液処理設備も必要であった。
ラズマ性が悪いため、ウェットエツチング（薬液による
エツチング）で処理している。したがって、エツチング
中のサイドエツチング量が多いため寸法の制御が難しく
、微細パターンが得にくいという欠点があった。また、
薬液中の異物の介在は免れることはできず、低欠陥化の
妨げとなっている。さらに、自動化、省力化も困難であ
り、公害対′Ａｔ上、廃液処理設備も必要であった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、ドライエツチングの際に、基板
温度を変化させ、あるいは同時にドライエツチングのガ
ス圧力を変化させること罠より、微細パターンを選択性
よく形成することを特徴とするドライエツチング方法を
提供することを目的としている。
ためになされたもので、ドライエツチングの際に、基板
温度を変化させ、あるいは同時にドライエツチングのガ
ス圧力を変化させること罠より、微細パターンを選択性
よく形成することを特徴とするドライエツチング方法を
提供することを目的としている。
以下、この発明を図面に基づいて説明する〇第２図（ａ
）〜（ｅ）はこの発明による微細ノ（ターン形成方法の
主要段階における工程を示す断面図である。まず、第２
図（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、例えは金属
クロム等の金属薄膜２を形成する。その上に、電子ビー
ム露光用レジスト（ＣＭＳ：東洋ソーダ社製）３を約５
，０ＯＯＡの厚さに被着させ、１２０℃で２０分間ブリ
ベータを行う。次に第２図（ｂ）に矢印にて示すように
１電子ビームを８ Ｘ １ ｇ−ａ ０７ｃｍ”のドー
ズ量にて所望のパターンに対応して照射する。その後、
第２図（ｃ） Ｋ示すように、ＭＥＫ（メチルエチルケ
トン）７に対しｆＰＡ（インプロビールアルコール）３
０割合の溶液を作成し、この溶液に？３Ａ像を行し・レ
ジストパターン４を得る。その後、現像液を除去しリン
ス乾燥させる。このようにして得られたレジストパター
ン４をマスクにして、金属薄膜２をドライエツチングす
る。ドライエツチング装置はＨ，ＩＥ（す７クテイブイ
オンエツチング）装置を用いて行い、エツチングガスは
ＣＣＩ、、Ｏ，、およびＮ、の混合ガスを用い、圧力は
２５ Ｐａ、出力３５０ Ｗ、基板温度１０℃の条件で
ドライエツチングを行う。圧力および基板温度を変化さ
せることによりエッチャントの反応メカニズムが従来の
方法とは異なり、当条件でエツチングを行うことにより
レジストパターン４と金Ｍ４薄膜２とのエツチング選択
比が向上し、レジストはドライエツチング中十分な耐性
を保ちドライエツチングが口■能となり、微細パターン
が鮮明なエツジで精度よく形成された。次に、第２図（
ｅ）に示すように、レジストパターン４を除去して金属
薄膜パターン５を得る。
）〜（ｅ）はこの発明による微細ノ（ターン形成方法の
主要段階における工程を示す断面図である。まず、第２
図（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、例えは金属
クロム等の金属薄膜２を形成する。その上に、電子ビー
ム露光用レジスト（ＣＭＳ：東洋ソーダ社製）３を約５
，０ＯＯＡの厚さに被着させ、１２０℃で２０分間ブリ
ベータを行う。次に第２図（ｂ）に矢印にて示すように
１電子ビームを８ Ｘ １ ｇ−ａ ０７ｃｍ”のドー
ズ量にて所望のパターンに対応して照射する。その後、
第２図（ｃ） Ｋ示すように、ＭＥＫ（メチルエチルケ
トン）７に対しｆＰＡ（インプロビールアルコール）３
０割合の溶液を作成し、この溶液に？３Ａ像を行し・レ
ジストパターン４を得る。その後、現像液を除去しリン
ス乾燥させる。このようにして得られたレジストパター
ン４をマスクにして、金属薄膜２をドライエツチングす
る。ドライエツチング装置はＨ，ＩＥ（す７クテイブイ
オンエツチング）装置を用いて行い、エツチングガスは
ＣＣＩ、、Ｏ，、およびＮ、の混合ガスを用い、圧力は
２５ Ｐａ、出力３５０ Ｗ、基板温度１０℃の条件で
ドライエツチングを行う。圧力および基板温度を変化さ
せることによりエッチャントの反応メカニズムが従来の
方法とは異なり、当条件でエツチングを行うことにより
レジストパターン４と金Ｍ４薄膜２とのエツチング選択
比が向上し、レジストはドライエツチング中十分な耐性
を保ちドライエツチングが口■能となり、微細パターン
が鮮明なエツジで精度よく形成された。次に、第２図（
ｅ）に示すように、レジストパターン４を除去して金属
薄膜パターン５を得る。
以上のように、基板温度および圧力を変化することがで
きる装置によりドライエツチングを行えば、レジストと
被エツチング材とのエツチング選択比を最適にできる条
件を見出すことかり能である。例えば、ＣＭＳのレジス
トの場合、１０℃。
きる装置によりドライエツチングを行えば、レジストと
被エツチング材とのエツチング選択比を最適にできる条
件を見出すことかり能である。例えば、ＣＭＳのレジス
トの場合、１０℃。
４５ Ｐａの条件下で上記と同様のエツチングを行った
場合、エツチング選択比（クロム膜のエツチング速度／
レジスト膜のエツチング速度）は約１．０であったが、
８０℃、４５Ｐａの条件下では選択比は約３．０となっ
た。従来、ＣＭＳレジストは耐ドライエツチング性に劣
ったレジストであるが、この発明の方法を用いることに
より、さらに他のレジストあるいは金属薄膜についても
耐ドライエツチング性を持たせる条件を見い出すことが
刈能である。また、基板温度を変化させることによりエ
ッチャントを基板上の被エツチング材に均一に反応させ
る条件を見い出すことがｉ■能となり、基板上の素子寸
法の面内バラツキを最小限にすることができる。例えば
、ＣＭＳレジストを使用し基板温度１０℃、圧力ｚｓＰ
ａｔ出力３５０Ｗでは、５インチのクロムマスクの場合
γ（標準偏差）は０゜０４μとなり選択比も良好で他の
条件よりも優れた結果が得られた。
場合、エツチング選択比（クロム膜のエツチング速度／
レジスト膜のエツチング速度）は約１．０であったが、
８０℃、４５Ｐａの条件下では選択比は約３．０となっ
た。従来、ＣＭＳレジストは耐ドライエツチング性に劣
ったレジストであるが、この発明の方法を用いることに
より、さらに他のレジストあるいは金属薄膜についても
耐ドライエツチング性を持たせる条件を見い出すことが
刈能である。また、基板温度を変化させることによりエ
ッチャントを基板上の被エツチング材に均一に反応させ
る条件を見い出すことがｉ■能となり、基板上の素子寸
法の面内バラツキを最小限にすることができる。例えば
、ＣＭＳレジストを使用し基板温度１０℃、圧力ｚｓＰ
ａｔ出力３５０Ｗでは、５インチのクロムマスクの場合
γ（標準偏差）は０゜０４μとなり選択比も良好で他の
条件よりも優れた結果が得られた。
このように、電子ビーム露光用レジスト３もこの発明の
方法によりドライエツチングが刈能となり、エツチング
中のサイドエツチング量も少なく、寸法精度が向上し欠
陥も少なくなった。従来、電子ビーム露光用レジスト３
の耐ドライエツチング性を増すためにレジスト自身の研
究開発がなされており、感度の旨いものは耐ドライエツ
チング性が低く、逆に感度の低いものは耐ドライエツチ
ング性が高いという相反する関係にあったが、この発明
の方法によれは感度、耐ドライエツチング性ともに高い
ものが得られる。
方法によりドライエツチングが刈能となり、エツチング
中のサイドエツチング量も少なく、寸法精度が向上し欠
陥も少なくなった。従来、電子ビーム露光用レジスト３
の耐ドライエツチング性を増すためにレジスト自身の研
究開発がなされており、感度の旨いものは耐ドライエツ
チング性が低く、逆に感度の低いものは耐ドライエツチ
ング性が高いという相反する関係にあったが、この発明
の方法によれは感度、耐ドライエツチング性ともに高い
ものが得られる。
次に、この発明に用いたエツチング装置である几ＩＥ装
置の概略を第３図により説明する。第３図において、２
１は陽極、２２は陰極、２３は真空バルブ、２４はガス
流量コントローラ、２５はマツチングコントローラ、２
６は高周波（ｒｆ）電源、２７は熱交換器、２８はサー
モコントローラ、２９は循環ポンプ、３０は試料、３１
は真空室である。
置の概略を第３図により説明する。第３図において、２
１は陽極、２２は陰極、２３は真空バルブ、２４はガス
流量コントローラ、２５はマツチングコントローラ、２
６は高周波（ｒｆ）電源、２７は熱交換器、２８はサー
モコントローラ、２９は循環ポンプ、３０は試料、３１
は真空室である。
陰極２２上に置かれた試料３０はサーモコントローラ２
８で温度調節された循環水により基板の温度が変化でき
、また、真空バルブ２３の調節により真空度の調節が可
能な機構となっている。ｒｆ電源２６により発生された
ｒｆ電力はマツチングコントローラ２５で周波数が１３
．５６ ＭＨｚにマツチングされ、陽極２１に印加され
る。所望のエツチングガスをガス流量コントローラ２４
より真空室３１に流し印加された電圧により、ガスが解
離し試料３０と反応することによりエツチングが進行す
る。第３図に示したＲＩＥ装置を用いることにより、こ
の発明は容易に実現り能となった。
８で温度調節された循環水により基板の温度が変化でき
、また、真空バルブ２３の調節により真空度の調節が可
能な機構となっている。ｒｆ電源２６により発生された
ｒｆ電力はマツチングコントローラ２５で周波数が１３
．５６ ＭＨｚにマツチングされ、陽極２１に印加され
る。所望のエツチングガスをガス流量コントローラ２４
より真空室３１に流し印加された電圧により、ガスが解
離し試料３０と反応することによりエツチングが進行す
る。第３図に示したＲＩＥ装置を用いることにより、こ
の発明は容易に実現り能となった。
なお、上記実施例ではガラス基板１上に金属クロム等の
金属薄膜を形成したものについて述べたが、ガラス基板
１以外の基板でもよく、また、金属クロム以外の薄膜で
もよく、同様の効果を奏する。また、上記実施例ではレ
ジストにＣＭＳを用いた場合について述べたが、被エツ
チング材とよいエツチング選択性を持つものであれはよ
く、同様の効果を奏する。また、露光源に電子ビームを
用いる場合について述べたが、他の露光源、例えは、Ｘ
糎、イオンビーム２紫外線または遠紫外線などでもよく
同様の効果を奏する。さらに、エツチング条件について
は、よいエツチング選択性を祷られるものであれはこれ
以外でもよく同様の効果を奏する。
金属薄膜を形成したものについて述べたが、ガラス基板
１以外の基板でもよく、また、金属クロム以外の薄膜で
もよく、同様の効果を奏する。また、上記実施例ではレ
ジストにＣＭＳを用いた場合について述べたが、被エツ
チング材とよいエツチング選択性を持つものであれはよ
く、同様の効果を奏する。また、露光源に電子ビームを
用いる場合について述べたが、他の露光源、例えは、Ｘ
糎、イオンビーム２紫外線または遠紫外線などでもよく
同様の効果を奏する。さらに、エツチング条件について
は、よいエツチング選択性を祷られるものであれはこれ
以外でもよく同様の効果を奏する。
以上ｉ分明したように、この発明は、被エツチング祠が
形成された基板温度を変化させ、あるいはこれと同時に
ドライエツチングのガス圧力を変化させるようにしたの
で、サイドエツチング量も少なくなり、寸法精度が向上
し、がっ、欠陥の少ない微細パターンが選択性よく形成
することができる利点が得られる。
形成された基板温度を変化させ、あるいはこれと同時に
ドライエツチングのガス圧力を変化させるようにしたの
で、サイドエツチング量も少なくなり、寸法精度が向上
し、がっ、欠陥の少ない微細パターンが選択性よく形成
することができる利点が得られる。
第１図（ａ）〜（ｅ）は従来のパターン形成方法を示す
断面図、第２図＜ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施例に
よるパターン形成方法を示す断面図、第３図はこの発明
に用いる几Ｉｇ装置の概略を示す図である。 図中、１はガラス基板、２は金属薄膜、３は電子ビーム
露光用レジスト、４はレジストパターン、５は金属薄膜
パターン、２１は陽極、２２は陰極、２３は真空パルプ
、２４はガス流量コントローラ、２５はマツチングコン
トローラ、２６は高周波電源、２７は熱交換器、２８は
サーモコン）Ｉ＝−ラ、２９は循環ポンプ、３０は試料
、３１は真空室である。 なお、図中の同一符号は同一または４目当部分を示す・ 代理人 大岩増雄 （外２名） 第１図 第２図 手続補正書（自発） ］１□オ。５９ 年５ −９ 日 １、事件の表示 特願昭 ５８−２３８８０５号２、発
明の名称 ドライエツチング方法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住、所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の第２頁２行の「写真製版技術」を、「写
真製版技術」と補正する。 （２）同じく第２頁８行の「早くなり」を、「早くから
」と補正する。 （３）同じく第５頁３行の［金属＃１１ジ２」を、「第
２図（ｄ）に示すように金属薄膜２」と補正する。 （４）同じく第６頁９行の「エツチング性に劣った」を
、「エツチング性に優れた」と補正する。 （５）同じく第６頁１９行の「クロムマスクの場合γ」
を、［クロムマスクの場合σ」と補正する。 以 上゛
断面図、第２図＜ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施例に
よるパターン形成方法を示す断面図、第３図はこの発明
に用いる几Ｉｇ装置の概略を示す図である。 図中、１はガラス基板、２は金属薄膜、３は電子ビーム
露光用レジスト、４はレジストパターン、５は金属薄膜
パターン、２１は陽極、２２は陰極、２３は真空パルプ
、２４はガス流量コントローラ、２５はマツチングコン
トローラ、２６は高周波電源、２７は熱交換器、２８は
サーモコン）Ｉ＝−ラ、２９は循環ポンプ、３０は試料
、３１は真空室である。 なお、図中の同一符号は同一または４目当部分を示す・ 代理人 大岩増雄 （外２名） 第１図 第２図 手続補正書（自発） ］１□オ。５９ 年５ −９ 日 １、事件の表示 特願昭 ５８−２３８８０５号２、発
明の名称 ドライエツチング方法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住、所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の第２頁２行の「写真製版技術」を、「写
真製版技術」と補正する。 （２）同じく第２頁８行の「早くなり」を、「早くから
」と補正する。 （３）同じく第５頁３行の［金属＃１１ジ２」を、「第
２図（ｄ）に示すように金属薄膜２」と補正する。 （４）同じく第６頁９行の「エツチング性に劣った」を
、「エツチング性に優れた」と補正する。 （５）同じく第６頁１９行の「クロムマスクの場合γ」
を、［クロムマスクの場合σ」と補正する。 以 上゛
Claims (1)
- 基板上に形成された被エツチング材にレジスト膜を塗布
し、このレジスト膜に放射線を選択的に照射してパター
ンニングした後、現像してレジストパターンを形成し、
このレジストパターンをマスクとしてドライエツチング
する工程において、基板温度を変化させ、あるいは前記
基板温度の変化と同時にドライエツチングのガス圧ヵ’
ｋＷ化させることにより微細パターンを選択性よく形成
することを特徴とするドライエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860583A JPS60128621A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860583A JPS60128621A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128621A true JPS60128621A (ja) | 1985-07-09 |
Family
ID=17032661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23860583A Pending JPS60128621A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128621A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5354416A (en) * | 1986-09-05 | 1994-10-11 | Sadayuki Okudaira | Dry etching method |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP23860583A patent/JPS60128621A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5354416A (en) * | 1986-09-05 | 1994-10-11 | Sadayuki Okudaira | Dry etching method |
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