JPS60138927A - 真空装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は、例えば磁気バプルメ、そりデバイスフ。

牛導体デバイス、表面弾性波デバイ、ス、ジ曹セフソン
デバイスなどのようなマイクロ・エレク、ト９０）ニク
ス・デバイスの製作に適用される微細パター１ン形成方
法の実施に使用する装置匹、関し、ｖ＃にイ１オン工ツ
チング機能とプラズマエツチング機能と：を併せ具えた
真空装置に関す・るものである０技術の背景 上記のようなデバイスにおいては、その基板上に導体や
磁性体などからなるパターンが形成され、デバイスの特
性向上および小形化あるいは高密度のためにはパターン
の微細化が重要な課題となっている。例えば、磁気バブ
ルの転送にバーマロイノ、＜ターンを用いるいわゆるパ
ーマロイバブルデバイスにおいては、パーマロイパター
ン間のギャップ幅がバブル転送特性を決定する要因の１
つであり、動作特性及び記憶密度の向上のためにはギャ
ップをできるだけ狭くすることが有利である。

かり゛る／＜−ＹＱイ転送パター′の如き微細パ′−ン
の形成方法は、基板上に形成されたパターン材料！上に
例えば１トリ′ラフイ竺術に１り丁レジスト材料でマス
クパターンを形成した後、パターン材料層をエツチング
してパターンを形成するも５やである。。エツチング技
術として近年は、例えば４ｒ、などのイオンビームを用
いるイオンエツチング技術、あるいはダイオードタイプ
のグッズマエッチング装置に反応性ガスを用いるいわゆ
るリアクティブスパッタエツチング（Ｒ８Ｅ）技術が用
いられている。

イオンエツチング技術は加速粒子（分子、ｉ子）を被エ
ツチング層に照射してこれをスパッタ効果によりエツチ
ングするもので、加工精度が優れている反面、エツチン
グレートが小さい、さらにエツチングの選択性がないと
いう欠点がある。

一方、Ｒ８′Ｅ技術はプラズマ中で生じた反応性のイオ
ンやラジカルを被エツチング層に照射してこれをスパッ
タ効果および化学的効果によりエツチングするもので、
エツチングレートが大きく、且つエツチングの選択性が
優れているという長所を有する。また、ガス圧、パワー
等のエツチング条件を選ぶことにより、サイドエッチの
ｔ’ｈとんどない微細パターンの形成が可能になる。更
に、プレオン系ガス（ＯＦ４．ＣＨＦ３等）による８ｉ
、ＳｉＯのエツチングの他に、塩素系ガス（Ｃ（’Ｊ、
＊ＢＣＩｓ等）によるＭのエツチングが可能となったこ
とで、現在はＲ８Ｅ技術が主に用いられるようになって
いる。

しかし、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）に対してはこれをＲ
８Ｅ技術でエツチングし得る反応性ガスがなく、このた
めパーマロイバブルメモリデバイスにおけるパーマロイ
転送パターンの形成にイオンエツチング技術が用りられ
ている。ところがこの方法では、パターン側面がテーパ
形状となるのを避けるためにマスクパターンをかなり厚
くする必要がある。例えばマスクパターンをポジ型しジ
スト材料ｒＡＺマイクロポジットＪ（Ｓｈｉｐｌｅｙ社
）から形成場合、膜厚４５００Ａのパーマロイ層をＡｒ
イオンでエツチングするのにマスクパターンを９０００
〜１００ＯＯＡの厚さにする必要がある。

このため、レジスト材料のパターン形成グにおける解像
度がやや劣５，１μｍ以下のパターン形成が困難である
。その対策として、パーマロイ層上に炭素膜を形成し、
その上にホトリックラフィ技術によりホトレジストパタ
ーンを形成した後、炭素膜をエツチングしてマスクパタ
ーンを形成し、このマスクパターンに基づいてパーマロ
イ層をエツチングしてパーマロイパターンを形成する方
法が提系されている。この方法によれば、イオンエツチ
ングによる炭素マスクパターンのエツチングレートがパ
ーマロイに比べてかなり小さいので、マスクパターンを
かなり薄くでき、従って炭素マスクパターン形成時の′
Ｓ像反が向上して炭素マスクパターンを高精度で形成で
き、ひいてはパーマロイパターンを精度良く形成できる
利点がある〇しかしその反面では、炭素膜はイオンエツ
チング技術ではエツチングできず、酸素Ｒ８Ｅ技術を用
いる必要がある。結局、このような炭素マスクパターン
を用いてパーマロイパターンを形成する方法ではＲ８Ｅ
技術とイオンエツチング技術の両方を用いる必要があり
、このような方法を既存の一置を用いて実施するには後
述するような問題がφり、その対策が要望されている。

従来技術と問題点 上記のようなパターン形成方法を既存の装置ｉ用いて実
施する場合、Ｒ３Ｅ工程およびイオン土、ｖ４−ングＴ
和か矛−ＨＪｌ−＋％１１１佃のイ→イウ丁−１槃ソゲ
装置およびイオンエツチング装置で行わなければならな
い。この場合、１つには基板上の膜層表面の微細粒子に
よる汚染が問題となる。すなわち、プラズマエツチング
装置にお込てエツチング終了後に真空槽を真空から大気
圧に戻す時、および次のイオンエツチング装置におｈて
真空槽の真空排気を行う時に生ずる気流中の微小粒子が
基板膜層表面に付着し、致命的なパターン欠陥が生ずる
懸念がある。もう１つの問題は、このような別個の装置
を用りることにより工程時間が長くなることである。

発明の目的 本発Ｂ！Ｊは、上記従来技術に鑑み、プラズマエツチン
グ機能およびイオンエツチング機能とを併せ具え、前述
のＲ８Ｅ工程及びイオンエツチング工程を同一装置で真
空状態を破らずに連続的に実施可能とする真空装置を提
供することを目的とするものである。

発明の構成 大発明によス皇■馨爵打−會四糟ふ〒１１φソグ処理す
べき試料を該真空槽内に保持する試料台と、該試料台上
の試料と対向する位置に配設されたイオンビームガンと
、該イオンビームガンと前記試料台との間に介在する位
置及び該両者間から退避した位置の間で移動可能に設け
られた対向電極と、前記試料台と該対向電極との間に高
周波パワーを印加する手段とを具備して成るものである
。

発明の実施例 以下、本発明の実施例について図［１−謬照して詳細に
説明する。

図面は本発明による真空装置の一実施例の構成の略示図
である。この真空装置は概略的には、周知のイオンエツ
チング装置に、プラズマエツチングを可能とする手段を
付加したものである。図中、符号１は真空槽を示し、そ
の排気口１ａ扛排気装置（図示せず）に接続されている
。真空Ｉｌｌ内に扛試料台２が図示してない支持具で支
持されて設けられており、エツチング処理すべき試料（
例えば前述したように基板上にパーマロイ鳩、縦素膜、
ホトレジストパターンを形成したウェハー）扛図示して
ないが試料台２上に例えば円形状に複数個差べて保持さ
れる。試料台２はまた図示してないが鉛直軸線を中心に
回転可能である。

試料台２と対向する位置に、イオンビームガン３を設け
である０このイオンビームカン３は周知のものであｐ２
熱陰極（カソード）４、アノード５、グリッド６、ニュ
ートライザ７、磁界発生コイル８を有し、ガス導入口９
から例えばＡｒ等の不活性ガスを導入し、イオンビーム
を発生させ、試料台２上の試料をエツチングすることが
できる。

更に、試料台２とイオンビームカン３との間に対向電極
１０を配設してあり、そしてこの対向電極１０と試料台
２間に高周波（ＲＦ）；＜ワーを印加する丸めの高周波
発生器１１を設けである。対向電極１０は、図示の如く
試料台２とイオンビームガン８との間に介在する位置及
び図示してないが骸両者間から退避した位置の間で移動
可能に、また因において上下方向の高さくつまり試料台
との距ＩＩＩ）も変えられるように構成されている。

かかるＳｅｔによれば、対向電極１０を図示してない退
避位置に退避させればイオンビームガン３により試料台
２上の試料のイオンエツチングが可能であり、また対向
電極１Ｏｔ−図示の介在位置に・介在させ、カス導入口
１２から例えば０．ｌＣＦ４などの反応性ガスを導入し
、試料台２左の間に高周波パワーを印加すれば試料−２
上の試料のプラズマエツチング（Ｒ８Ｅ）が可能である
。従って、・例えば前述した如き炭素マスクパターンを
用いる：パーマロイパターン形成方法において、まずバ
ー：′マロイ層上の炭素膜を０２プラズマエツチング１
−て１ｗＸ／、’ｌ−’／１ｉｌｅえア、工、よ、や。

ヵ。２．−１マロイ層をＡｒイオンエッチングシテバー
マロイ′１′； パターンを形成する工程とを連続的に行うことが”１で
きる。この他、通常のホトレジ友ト〜スクパタ１１−７
い４．ｐ：ｐ７エカよ。、１．イオ”ンエッチングによ
るパターン形成後、偽プラズマ：１［： ｙｆｙ／ＫＬる７″１″料０除去を連続的［・に行う仁
とができる。このように本発明の真空装。

ｔ″′″・４、ｔｙ”−ｙｆ７／Ｒ５ｆ厚′”−ｙｆ７
：：ｌ。

グを同一装置により真空状態を破らずに連続的に行うこ
とが可能であり、従って微細粒子によるウェハー膜層の
汚染の防止ならびに工程時間の短縮、が可能である。

ｉ、図示してないが、プラズマエツチング用反応性ガス
の導入口１２に、ガスの１１ｉ類ごとに被数９１゜ 個設けておくのが望ましい。また、これも図示してない
が、真空槽排気装置は、イオンエツチング用の通常のロ
ータリーポンプ及び拡散ポンプの他に、プラズマエツチ
ング用としてオイルフィルタ付きロータリーポンプまた
はメカニカルシール・ブー・スターポンプを設けるのが
望ましい。

発明の効果 以上の如く本発明によれば、イオンエツチングとプラズ
マエツチングとを同一装置で連続的に実施可−な真空装
置を実現でき、従ってこれを前述：：。

の如きご一ターン形成方法の実施に使用することにより
−ｊ１′−Ｅスの品質向上ならびに製作工程の短縮、ひ
いて、１．ｉ、大幅なコスト低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

ｆｉｇνｒ−ｋｇｓｒｔｘｔｔｒｐ７−宙す−’ＡＭ１
ｍ４％ａｔＭｅｆｆ１１７Ｐ％＆ｌｌｌｍ＋略示図であ
不０ １・・・・・・真空槽、１ａ・・・・・・排気口、２・
・・・・・試料台、３・・・・・・イオンビームガン、
４・・・・・・熱陰極（カソード）、５・・・・・・ブ
ノード、６・・・・・・グリッド、７・・・・・・ニュ
ートライザ、８・・・・・・磁界発生コイル、９・・・
・・・ガス導入口、１０・・・・・・対向電極、１１・
・・・・・高周波発生器、１２・・・・・・ガス導入口
。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士青木朗 弁理士西舘和之 弁理士円１）幸男 弁理士山口昭之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空槽と、エツチング処理すべき試料を該真空楕円
   に保持する試料台と、該試料台上の試料と対向する位置
   に配設されたイオンビームガン、と、該イオンビームガ
   ンと前記試料牛の間に介在する１位置および該両者間か
   ら退避した位置との間下移、。 動可能に設は畔た′内電極と・前“２試料台と該：対向
   電極との間に高周波ノ切−を印加する手段と１を具備し
   て成６真空装置・１