JPS6212502B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は改良されたマスクの製造方法に関す
るものであり、特に半導体装置の製造等に使用さ
れるクロム等の遮光材料を有するハードマスクの
改良された製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method of manufacturing a mask, and in particular to an improved method of manufacturing a hard mask having a light-shielding material such as chromium used in the manufacture of semiconductor devices. be.
近年、半導体装置、特に集積度の高い微細パタ
ーンを有する半導体装置の製造において、写真製
版工程で使用されるクロム等のハードマスクは、
従来のエマルジヨンマスクに比較して膜厚の薄い
マスク材料が使用できるため、パターンの微細化
が可能となり、且つマスク自体の使用に対する寿
命が長くなる等の大きな利点がある。しかしなが
ら、ハードマスクは、クロム等のハードマスク材
料を所望のパターンに形成するエツチング技術が
マスク製造工程において重要な位置を占めること
になる。 In recent years, in the manufacture of semiconductor devices, especially semiconductor devices with highly integrated fine patterns, hard masks such as chromium used in the photolithography process are
Compared to conventional emulsion masks, thinner mask materials can be used, so there are great advantages such as finer patterns and a longer service life for the mask itself. However, for hard masks, etching techniques for forming hard mask materials such as chromium into desired patterns play an important role in the mask manufacturing process.
ハードマスクにクロムを用いた場合、クロムを
パターニングするエツチングには、従来硝酸第２
セリウムアンモン〔Ce（NH4）2（NO2）6〕と過塩
素酸〔HclO4〕との混合水溶液によるウエツトケ
ミカルエツチングが用いられていた。近年はパタ
ーンの微細化にともないエツチング技術が進歩
し、プラズマエツチングまたはイオンエツチング
を利用したドライエツチング技術が開発され利用
されるようになつてきた。特に、イオンエツチン
グはパターンエツジがシヤープであり、且つマス
ク内においてエツチングのバラツキが小さいので
高精度のマスクを製造することができる。 When chromium is used as a hard mask, etching for patterning the chromium is conventionally done using nitric acid dichloromethane.
Wet chemical etching using a mixed aqueous solution of cerium ammonium [Ce(NH 4 ) 2 (NO 2 ) 6 ] and perchloric acid [HclO 4 ] was used. In recent years, etching technology has progressed with the miniaturization of patterns, and dry etching technology using plasma etching or ion etching has been developed and used. In particular, ion etching produces sharp pattern edges and small variations in etching within the mask, making it possible to manufacture highly accurate masks.
従来のハードマスクの製造方法を第１図Ａ〜Ｄ
に示す。 The conventional hard mask manufacturing method is shown in Figures 1 A to D.
Shown below.
第１図Ａは、ガラス、石英等の透明絶縁基板１
に蒸着法等によりクロム等の遮光性を有する金属
マスク材料からなる薄膜２を形成したマスク基板
を示す。従来法では先ず、第１図Ｂに示す如く、
上記マスク基板にレジスト３を全面塗布し、光ま
たは電子線により所望のパターンを描画した後、
現像等によりレジスト３をパターンニングし、開
口４を設ける。次に、ガスプラズマエツチングま
たはイオンエツチングによりレジスト３をマスク
としてクロム等の薄膜２を選択的にエツチング除
去する。このときの状態が第１図Ｃである。その
後、レジスト３を除去することにより、第１図Ｄ
の如くマスクが完成する。 Figure 1A shows a transparent insulating substrate 1 made of glass, quartz, etc.
2 shows a mask substrate on which a thin film 2 made of a metal mask material having light-shielding properties, such as chromium, is formed by vapor deposition or the like. In the conventional method, first, as shown in Figure 1B,
After coating the entire surface of the mask substrate with resist 3 and drawing a desired pattern with light or electron beam,
The resist 3 is patterned by development or the like, and openings 4 are provided. Next, the thin film 2 of chromium or the like is selectively removed by gas plasma etching or ion etching using the resist 3 as a mask. The state at this time is shown in FIG. 1C. Thereafter, by removing the resist 3, FIG.
The mask is completed.
ところで、この様な従来法においてドライエツ
チングを利用した場合、熱またはエツチングガス
によりレジスト３自体がエツチングされマスク効
果がなくなることがあつた。特に、近年微細加工
プロセスが多用される電子線レジストは耐ドライ
エツチング性が悪く、クロム等のハードマスク材
料のエツチング完了時にはレジストが膜減りし寸
法誤差が生じるため、微細パターンを有するマス
クの製造が困難となつていた。この様な現象はイ
オンエツチングを用いたときに顕著であり、イオ
ンエツチングが原子の衝突による物理的なエツチ
ングのためと考えられる。 By the way, when dry etching is used in such a conventional method, the resist 3 itself is sometimes etched by heat or etching gas, and the masking effect is lost. In particular, electron beam resists, which are often used in microfabrication processes in recent years, have poor dry etching resistance, and when etching of hard mask materials such as chromium is completed, the resist film is thinned and dimensional errors occur, making it difficult to manufacture masks with fine patterns. It was becoming difficult. Such a phenomenon is remarkable when ion etching is used, and it is thought that ion etching is a physical etching caused by collisions of atoms.
この発明方法は上述の点に鑑みなされたもので
あり、リフトオフ法及びイオンエツチング法を用
いて精度が高く且つ微細パターンを有するマスク
の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 The method of the present invention was developed in view of the above-mentioned points, and aims to provide a method of manufacturing a mask having a high precision and a fine pattern using a lift-off method and an ion etching method.
以下、この発明方法を図面に基づき詳述する。 The method of this invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
第２図Ａ〜Ｆは、この発明方法の一実施例を示
す工程断面図である。図中、第１図と同一または
相当部分には同一符号を付してある。 FIGS. 2A to 2F are process sectional views showing one embodiment of the method of this invention. In the figure, the same or corresponding parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.
先ず、従来法の第１図Ａに示したと同様に、透
明ガラス基板１上に蒸着法等によりクロムの薄膜
２を形成しマスク基板とする。このときの状態が
第２図Ａである。次に、第２図Ｂに示す様に、
AZ1350（商品名）等の光用レジスト、または
PMMA等の電子線用レジスト等のレジスト３を
薄膜２上全面に塗布する。続いて、光または電子
線によりレジスト３に所望のパターンを描画し、
現象等によりレジスト３のパターンニングを行な
い、開口４を設ける。このときの状態が第２図Ｃ
である。次に、第２図Ｄに示す様に、チタン
〔Ti〕等のイオンエツチング速度の遅い金属を蒸
着法等により被着し、薄膜５をレジスト３上及び
開口４部分に形成する。続いて、レジスト３を薬
品またはドライ処理により除去する。これにとも
ない、レジスト３上の薄膜５が除去され、金属薄
膜５のパターニングが行なわれることになる。な
お、レジストの除去にはアセトンがよく用いられ
る。すなわち、レジスト３の除去により一部の金
属薄膜５がリフトオフされることになる。このと
きの状態が第２図Ｅである。その後、残留した金
属薄膜５をマスクとして、アルゴン等のイオンに
より基板１上のクロム薄膜２を選択的にイオンエ
ツチングする。クロム薄膜２をイオンエツチング
するときは、加速エネルギー1000eV、アルゴン
イオンの電流密度1mA／cm2の条件で約200Å／
minのエツチング速度となる。このときの状態が
第２図Ｆである。 First, as in the conventional method shown in FIG. 1A, a thin chromium film 2 is formed on a transparent glass substrate 1 by vapor deposition or the like to form a mask substrate. The state at this time is shown in FIG. 2A. Next, as shown in Figure 2B,
Optical resist such as AZ1350 (product name), or
A resist 3 such as an electron beam resist such as PMMA is applied over the entire surface of the thin film 2. Next, a desired pattern is drawn on the resist 3 using light or an electron beam,
The resist 3 is patterned based on the phenomenon, etc., and an opening 4 is provided. The state at this time is shown in Figure 2C.
It is. Next, as shown in FIG. 2D, a metal having a slow ion etching rate, such as titanium (Ti), is deposited by vapor deposition or the like to form a thin film 5 on the resist 3 and in the opening 4. Subsequently, the resist 3 is removed using chemicals or dry processing. Along with this, the thin film 5 on the resist 3 is removed, and the metal thin film 5 is patterned. Note that acetone is often used to remove the resist. That is, by removing the resist 3, a portion of the metal thin film 5 is lifted off. The state at this time is shown in FIG. 2E. Thereafter, using the remaining metal thin film 5 as a mask, the chromium thin film 2 on the substrate 1 is selectively etched using ions such as argon. When ion etching the chromium thin film 2, the etching rate is approximately 200 Å/ cm2 under the conditions of acceleration energy of 1000 eV and argon ion current density of 1 mA/cm2.
The etching speed is min. The state at this time is shown in FIG. 2F.
ところで、金属薄膜５にチタンを用いた場合、
上述と同一条件でイオンエツチングを行つたとき
エツチング速度が約100Å／minとなり、クロム
薄膜２の膜厚を600Åとしたとき、チタン薄膜５
の膜厚を500Å程度とすればよいことになる。 By the way, when titanium is used for the metal thin film 5,
When ion etching was performed under the same conditions as above, the etching rate was approximately 100 Å/min, and when the thickness of the chromium thin film 2 was 600 Å, the titanium thin film 5
This means that the film thickness should be approximately 500 Å.
なお、一般にパターン形成時に使用するレジス
トの膜厚は約5000Åであるが、レジストはイオン
エツチングの際のエツチング速度が著しく速いの
で、膜厚600Åのクロム薄膜をイオンエツチング
するときにさらに膜厚の厚いレジストが必要にな
る。このため、チタン薄膜と比較してマスクの膜
厚が極端に厚くなり、微細パターン形成には適し
ていないことがわかる。 Generally, the thickness of the resist used during pattern formation is approximately 5000 Å, but since the etching speed of resist during ion etching is extremely fast, when ion etching a 600 Å thick chromium thin film, it is necessary to use an even thicker film. You will need a resist. For this reason, the film thickness of the mask becomes extremely thick compared to a titanium thin film, and it is found that it is not suitable for forming fine patterns.
この様に、この実施例方法では膜厚の薄いチタ
ン薄膜５をマスクとしているので微細パターンが
精度よく形成でき、且つイオンエツチングを使用
しているので寸法誤差の少ないマスクを製造する
ことができる。 As described above, in this embodiment method, since the thin titanium film 5 is used as a mask, a fine pattern can be formed with high precision, and since ion etching is used, a mask with few dimensional errors can be manufactured.
なお、この実施例方法では、イオンエツチング
のマスクとしてチタン薄膜を用いたが、この発明
はこれに限らず、耐イオンエツチング性を有する
物質、例えばアルミニウムなどの薄膜でもよい。
また、イオンエツチングにアルゴンイオンを用い
たが、これに限定されるものではない。さらに透
明ガラス基板上にクロム薄膜を被着したマスク基
板を例示したが、クロム薄膜以外の遮光性を有す
る金属薄膜を用いてもよい。 In this embodiment method, a titanium thin film was used as the ion etching mask, but the present invention is not limited to this, and a thin film of a material having ion etching resistance, such as aluminum, may also be used.
Further, although argon ions were used for ion etching, the present invention is not limited to this. Furthermore, although a mask substrate in which a chromium thin film is deposited on a transparent glass substrate is illustrated, a metal thin film having a light-shielding property other than a chromium thin film may be used.
以上の様に、この発明方法はレジストによるリ
フトオフ法と、耐イオンエツチング性を有する膜
厚の薄い薄膜をマスクとしたイオンエツチング法
とを組合せることにより、イオンエツチングに対
する充分なるマスク効果をもたせるとともに、寸
法精度の高い微細パターンのマスクを製造できる
効果がある。 As described above, the method of the present invention combines a lift-off method using a resist and an ion etching method using a thin film having ion etching resistance as a mask, thereby providing a sufficient masking effect against ion etching. This has the effect of making it possible to manufacture a mask with a fine pattern with high dimensional accuracy.
第１図Ａ〜Ｄは従来のマスク製造方法を示す工
程断面図、第２図Ａ〜Ｆはこの発明によるマスク
製造方法の一実施例を示す工程断面図である。図
中、同一部分または相当部分には同一符号を付し
てある。
１……透明絶縁基板、２……第１薄膜、３……
レジスト、５……第２薄膜。
1A to 1D are process sectional views showing a conventional mask manufacturing method, and FIGS. 2A to 2F are process sectional views showing an embodiment of the mask manufacturing method according to the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. 1... Transparent insulating substrate, 2... First thin film, 3...
Resist, 5... second thin film.
Claims (1)
金属からなる第１薄膜上にレジスト膜を選択的に
設ける工程、上記第１薄膜及びレジスト膜上に耐
イオンエツチング性を有する第２薄膜を形成する
工程、上記レジスト膜を除去し上記第２薄膜をパ
ターンニングする工程、上記パターンニングされ
た第２薄膜をマスクとして上記第１薄膜をイオン
エツチングする工程を含んでなるマスク製造方
法。 ２ アルゴンを用いてイオンエツチングすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のマス
ク製造方法。 ３ 第１薄膜をクロム薄膜としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項に記載のマ
スク製造方法。 ４ 第２薄膜をチタン薄膜としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
記載のマスク製造方法。[Scope of Claims] 1. A step of selectively providing a resist film on a first thin film made of a metal having light-shielding properties and deposited on a transparent insulating substrate, and providing ion etching resistance on the first thin film and the resist film. a step of removing the resist film and patterning the second thin film; and a step of ion etching the first thin film using the patterned second thin film as a mask. Mask manufacturing method. 2. The mask manufacturing method according to claim 1, wherein ion etching is performed using argon. 3. The mask manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the first thin film is a chromium thin film. 4. The mask manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second thin film is a titanium thin film.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3593680A JPS56130751A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of mask |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3593680A JPS56130751A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of mask |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS56130751A JPS56130751A (en) | 1981-10-13 |
| JPS6212502B2 true JPS6212502B2 (en) | 1987-03-19 |
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ID=12455897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3593680A Granted JPS56130751A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130751A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196765A (en) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Toshiba Corp | Method for forming metal pattern |
| GB2189903A (en) * | 1986-04-01 | 1987-11-04 | Plessey Co Plc | An etch technique for metal mask definition |
-
1980
- 1980-03-18 JP JP3593680A patent/JPS56130751A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130751A (en) | 1981-10-13 |
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