JPS6356656A - パタ−ン形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パターンの形成方法に係り、特に、基板の一
主表面上に被着された遮光性を有する薄膜や、珪素酸化
物等からなる薄膜を選択的にドライエツチングして、幕
板の一主表面上に薄膜パターンを形成する方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来のパターン形成方法としては、例えば以下に記ず方
法があった。

先ず、精密研磨した石英ガラス等の透光性基板の一主表
面上に、スパッタリング法によりＣｒ等からなる遮光性
膜を被着し、次にその遮光性膜−ヒにフォトレジストを
塗布する。次に、所定のパターンを有する露光マスクを
通して、紫外線によりそのフォトレジストを露光し、次
に現像処理して遮光性膜上にレジストパターンを形成す
る。

次に、プラズマエチング法置の反応室内にＣＣｌ　と０
２とからなる反応ガスを導入し、その反応ガス雰囲気中
に高周波電力を印加しながら遮光性膜をエツチングする
プラズマエツチング法により、前記のレジストパターン
をマスクとして遮光性膜を選択的にドライエツチングす
る。次に、レジスト剥離液を用いてレジストパターンを
剥離して、透光性基板の一主表面上に遮光性膜パターン
を形成し、フォトマスクを製作している。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述したプラズマエツチング法等のドラ
イエツチング法を採用して遮光性膜を選択的にドライエ
ツチングして遮光性膜パターンを形成した場合、以下に
記すような問題点が生じる。

第一に、透光性基板の一主表面内に形成される複数の遮
光性膜パターンの所望線幅が同一である場合において、
例えば−主表面内の外周近傍部分と中心近傍部分とでは
、形成された遮光性膜パターンの線幅が同一にならない
こと（いわゆる、面内ばらつき）が生じてしまう。そし
て、プラズマエツチング装置を用いてドライエツチング
処理を行う際において、透光性基板の寸法が大きくなる
程、この面内ばらつきの発生Ｃ，ｔ　箸しくなる。この
面内ばらつきが発生する原因を探求した結果、プラズマ
エツチング装置の反応室内に配置された透光性基板の温
度が、ドライエツチング処理過程においてその−・主表
面内の領域で異ってくるためであり、透光性基板の外周
近傍部分の温度が特に高くなるためであることを見い出
した。

第二に、プラズマエツチング装置を用い連続的にドライ
エツチングを行っていくと、ドライエツチング処理回数
を重ねる程、エツチング速度が速くなってドライエツチ
ング処理を終了づべき時間を一定に設定することができ
ず、所望線幅のパターンを形成することが困難となる。

このようなエツチング速度の上昇の原因は、連続的にド
ライエツチング処理を行うとドライエツチング装置の反
応室を構成する反応管（通常、石英ガラス製）の熱蓄積
が進み、反応室内の温度が上シフしやすくなってしまい
、透光性基板の温度も上昇しやすくなるためである。こ
のような原因によるエツチング速度の上昇を抑制して所
望線幅のパターンを形成するために、従来、−回のドラ
イエツチング処理が終了する度に反応室の冷却（いわゆ
る、クーリング）を行っていた。このクーリング作業を
行う間、ドライエツチング処理を行うことができず、フ
ォトマスクの製作能率（いわゆる、スルーブツト）の低
下をきたしていた。

本発明は、以上のような事情を鑑みてなされたものであ
り、面内ばらつきの発生を抑制し、さらにエツチング速
度を一定に保って、所望線幅のパターンを容易に形成す
ることができるパターン形成方法を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は１．ヒ記した目的を達成ケるためになされたも
のであり、基板の一主表面上に薄膜を被着し、前記薄膜
上にレジストを塗布し、前記レジストを露光・現像して
レジストパターンを前記薄膜上に形成し、次に前記基板
を加熱処理し、次に前記薄膜を選択的にドライエツチン
グして前記基板の一主表面上に薄膜パターンを形成する
ことを特徴とするパターン形成方法であり、その実施態
様は、前記加熱処理が不活性ガスを用いるプラズマ処理
法によって行われることである。

〔作　用〕

不活性ガスを用いるプラズマ処理を行って基板を加熱処
理することによって、基板の温度はＦ昇し、そして、基
板の一生表面の全面において略均−に上昇した温度とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例によるパターン形成方法について
、゛フォトマスクを装作づる場合を例に挙げて詳細に説
明でる。

先ず、基板として山土表面を精密研磨した透光性基板（
材料二石英ガラス、寸法：　６Ｘ６Ｘ０．１２インチ）
を用意し、次に薄膜としてＣｒからなる遮光性膜（光学
部ａ：３．０．ＩＩ！Ｊ厚：９００人）を被着したフォ
トマスクブランクを製作する。次に、その遮光性股上に
ポジ型フォトレジスト（例：ヘキスト社製　八Ｚ−１３
５０、膜厚：　５０００人〉をスピンコード法によって
塗布してレジスト付きフォトマスクブランクを製作する
。

次に、所定のパターンを右する露光マスクを通して、紫
外光によりレジスト付きフォトマスクブランクのポジ型
フォトレジストを露光して所定のパターンをＮ像し、次
に現像液（例：ΔＺ専用ディベロツバ）中に所定時間（
例；７０秒）浸漬し現像して、被露光部分を除去して遮
光性膜上にレジストパターンを形成する。次に、レジス
トパターンが形成されたフォトマスクブランクをリンス
液（例；純水）中に浸漬してリンス処理した後、遠心力
によりリンス液を飛散させ乾燥するスピン乾燥法によっ
て乾燥する。

次に、レジストパターンが形成されたフォトマスクブラ
ンクをバレル型プラズマエツチング装置内に配置する。

そして、先ず予備排気をし、次に不活性ガスとしてＮ２
ガスを反応室内に導入（＞９人時のガス圧カニ　１Ｔｏ
ｒｒ）　Ｌ／高周波電力（３００Ｗ）を印加して、上記
のレジストパターン付きフォトマスクブランクをプラズ
マ処理して加熱し、次に排気を行う。このとき、レジス
トパターン付きフォトマスクブランクを構成する透光性
基板が加熱処理されて、先ず、特に透光性基板の外周近
傍部分の温度が上昇し、このプラズマ処理中及び上記排
気中に、透光性基板の中心部に向かって熱が伝導し、透
光性基板の一生表面の全面に渡って略均−に上昇した温
度となる。引き続いて、上記した排気が終了した後、Ｃ
（、ｉ　と０２とからなる反応性ガスを反応室内に導入
（３！′２人時のガス圧カニ０．５Ｔｏｒｒ）　Ｌ／高
周波電力（４００Ｗ）を印加して、プラズマエツチング
法により遮光性膜を選択的にドライエツチングする。次
に、上記した反応性ガスの排気を行った後、レジストパ
ターンとその下方に形成された遮光性膜パターンとを有
する透光性基板を反応室内から取り出す。

次に、レジスト剥離液（例：濃硫酸と過酸化水素水との
混合液）中に浸漬してレジストパターンを剥離して、透
光性基板の一主表面上に遮光性膜パターンを形成したフ
ォトマスクが製作される。

ここで、比較例として、プラズマエツチング法によるド
ライエツチングをする前に、レジストパターン付きフォ
トマスクブランクをプラズマ処理法により加熱処理する
ことなくフォトマスクを製作した場合と、プラズマ処理
法により加熱処理してフォトマスクを製作した場合とに
おける各ジャスト・エツチング時間及び面内ばらつきの
値（同一の所望線幅を有する各パターンにおいて、（最
大線幅値）−（Ｒ小線幅値））を下表において示す。な
お、上記前者の場合及び後者の場合とも、各処理回の間
に反応室のクーリングを行わないで連続的にドライエツ
チング処理したときの各個を記す。

表 表に示したように、プラズマ処理法により加熱処理した
場合には、プラズマ処理しない場合と比べて面内ばらつ
きの値が小さく、ｌっ、連続的にドライエツチング処理
回数を重ねても面内ばらつきの値はあまり変化しない。

また、プラズマ処理した場合には、連続的にドライエツ
チング処理回数を重ねてもジャストエツチング時間が殆
ど変わらず略一定の時間でドライエツチングを終了する
ことができる。

以上のように、ドライエツチングを行う前にプラズマ処
理法により加熱処理した場合には、面内ばらつきの値を
小さくしその発生を抑制でき、さらに、連続的にドライ
エツチング処理回数を１Ｆねでも面内ばらつきの値を小
さくしその発生を抑制できる。また、連続的にドライエ
ツチング処理回数を重ねてもジャスト・エツチング時間
が殆ど変化しない。従って、本実施例によるパターン形
成方法によれば、面内ばらつきの値を小さくしその発生
を抑制できる。さらに、連続的にドライエツチング処理
してもジャスト・エツチング時間を−定に保ってドライ
エツチングできるので、所望線幅のパターンを容易に形
成してフォトマスクを製作することができる。

本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。

本実施例中では、プラズマ処理法によって加熱処理する
ときの不活性ガスとしてＮ２を用いたが、ＡｒやＮｅ等
の不活性ガスを用いてもよく、また、不活性ガス導入時
のガス圧力、高周波電力等のプラズマ処理条件も必要に
応じて選定してよい。

また、プラズマエツチング法により遮光性膜を選択的に
ドライエツチングするときの反応性ガスとしてＣＣＬ　
と０２とからなるガスを用いたが、Ｃ１とｏ　　、ｃｃ
ｉ　　ｏとＯ、ＣＣＩＬ２０２と０２等からなるガス、
あるいはＣＣＩｔ４゜ｃｆｔ　、ｃｃｚ３ｏ等からなる
ガスを用いてもよく、また、反応性ガス導入時のガス圧
力、高周波電力等のプラズマエツチング条件も必要に応
じて選定してよい。

さらに、本実施例中ではプラズマエツチング法を採用し
たが、スパッタエツチング法、イオンビームエツチング
法等のドライエツチング法を採用してもよい。

また、本実施例中ではバレル型プラズマエツチング装置
を用い、同一装置の反応室内でプラズマ処理とプラズマ
エツチングとを連続して行ったが、これは、レジストパ
ターン付きフォトマスクブランクに塵埃が付着するのを
防止し、且つスルーブツトを向上させるためであるが、
プラズマ処理とプラズマエツチングとを別々の装置を用
いて行ってもよいことは言うまでもない。

さらに、本実施例中ではプラズマ処理法によって透光性
基板を加熱処理したが、赤外線や温風等の加熱方法によ
って透光性長板を加熱処理してもよい。

また、本実施例中では、基板としての透光性基板は石英
ガラスからなったが、ソーダライムガラス、アルミノシ
リケートガラス、ボロシリケートガラス及びサファイア
等からなってもよく、その寸法も適宜決定してよい。ま
た、薄膜としての遮光性膜はｃｒからなったが、Ｔｉ、
Ｔａ、Ｍｏ。

／１等のエツチング可能な金属やそれの酸化物。

珪化物、炭化物、窒化物等の薄膜や、それらの多層膜か
らなってもよく、また、その膜厚は９００人に限定され
ず所定の光学濃度に従って適宜決定されうる。遮光性膜
の成膜手段としてスパッタリング法の他に真空蒸着法や
イオンブレーティング法を用いてもよい。

また、レジストとしてはポジ型フォトレジストを用いた
が、ネガ型フォトレジストを用いてもよく、また、紫外
光以外に遠紫外光で露光してもよい。さらに、レジスト
としてはポジ型又はネガ型電子線レジストを用いてもよ
く、この場合には電子線による露光法を採用する。また
、レジストの塗布方法としてはスピンコード法以外にロ
ールコート法やスプレーコート法等を採用してもよい。

また、リンス液としては、純水の他にイソプロピルアル
コール等の有機溶剤を用いてもよいし、また、乾燥方法
は、スピン乾燥法に限られるものではない。

さらに、現像処理方法としてプラズマドライ現像法等の
ドライ現像法を採用すれば、リンス処理及びその後の乾
燥処理は必ずしも行う必要はない。

本実施例中では、レジストとしてポジ型フォトレジスト
を用い、ドライエツチングが終了した後、レジスト剥離
液を用いるレジスト剥離の工程を経てフォトマスクを製
作した。しかし、レジストの種類によってはこのレジス
ト剥離の工程は必ずしも必要ではなく、特に、ポジ型あ
るいはネガ型電子線レジストを用いドライエツチング用
のガスの組成等を調整した場合には、このレジスト剥離
の工程は必須のものではない。ただ、このようにレジス
ト剥離の工程を省略した場合において、清浄なフォトマ
スクを得るためには、ドライエツチング終了後に酸溶液
等を用いて洗浄を行った方がよい。

次に、本実施例中では基板として透光性基板を用いたが
、基板としては透光性を右するものに限られず、例えば
ＳｉやＧａＡｓ等からなる半導体基板を用い、また、薄
膜として３ｉの酸化物を被着してもよい。この場合には
、所定のりソゲラフイエ程を経て半導体集積回路を製作
することができる。つまり、本発明のパターン形成方法
はフォトマスク製作の際において有効であるのみならず
、例えば前記した半導体集積回路製作の際等、他のパタ
ーン形成時において採用しても有効である。

〔発明の効果〕

本発明のパターン形成方法によれば、プラズマ処理法等
によって基板を加熱処理し、基板の一生表面内の温度を
略均−に上昇させた後にドライエツチングを行うので、
面内ばらつきの発生を抑制し、さらにエツチング速度を
一定に保って所望線幅のパターンを容易に形成すること
ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の一主表面上に薄膜を被着し、前記薄膜上に
   レジストを塗布し、前記レジストを露光・現像してレジ
   ストパターンを前記薄膜上に形成し、次に前記基板を加
   熱処理し、次に前記薄膜を選択的にドライエッチングし
   て前記基板の一主表面上に薄膜パターンを形成すること
   を特徴とするパターン形成方法。
2. （２）加熱処理が不活性ガスを用いるプラズマ処理法に
   よって行われることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のパターン形成方法。