JPH0246724A - 金属薄膜加工方法 - 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】 〔概要〕 金属薄膜の微細なパターンを作製する方法に関し、 反応生成物の再付着が起こらない反応性イオンエツチン
グ方法を提供することを目的とし、不均一な膜厚を有す
る絶縁物を介して被着された金属薄膜を反応性イオンエ
ツチングによりパタニングする方法において、 該金属薄膜と高周波電力印加電極とを接続することによ
り該金属薄膜を反応性・イオンエツチング時に高周波電
力印加電極として使用するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は金属薄膜加工方法に係り、特にＸ線マスクなど
の微細なパターンを作製する方法に関する。

超ＬＳＩの製造工程において、微細な回路バタンを転写
形成する手段として要請されているＸ線露光技術におい
て、不均一な膜厚を有する絶縁物を介して被着した金属
薄膜を精密に加工することが必要である。超ＬＳＩの集
積度が増すごとに回路パターンの設計ルールは微小化の
一途を辿り、パターン加工をより高精度に行うことが重
要になっている。

〔従来の技術〕

従来のＲＩＥ（反応性イオンエツチング）を用いたＸ線
マスクの吸収体となる金属薄膜の加工方法を説明するた
めに、第３図に従来の装置の構成図を示している。Ｘ線
吸収体りは、例えばＴａ等の金属薄膜で形成され、２〜
４μｍ程度の薄いＢＮまたはＳｉＣ等のＸ線マスク支持
基板２で支持し、それにさらにセラミックの絶縁体リン
グ５を接着して構成している。そして、Ｘ線吸収体１の
表面にはマスク材パターン１０が形成されており、反応
性イオンエツチングにより、そのパターンをＸｗＡ吸収
体１に転写するようになっている。なお、図中、３は高
周波電力印加電極、４は接地電極、７は反応室外壁、８
はエツチングガス導入口、９は真空排気系、１１は高周
波電源である。

以上の構成において、Ｘ線マスク支持基板２は、電気的
に浮遊状態にあり、高周波電力の結合状態は、Ｘ線マス
ク支持基板２のみの部分と、絶縁体リング５を配した部
分とで異なり、その結果、１のＸ線吸収体の金属薄膜の
エツチング速度が異なってくる。そして、例えば金１％
　ｍ　膜のＴａをＣ１２及びＣＣｌ４　の混合ガスでＲ
ＩＥするような場合には、このエツチング速度の差が反
応生成物の再付着を促す、ＲＩＥのメカニズムにおいて
は、イオンの化学反応と共に、イオン衝撃で物理的にス
パッタエツチングされる要因が共存して碑おり、後者の
影響が大である。実際に反応が生じても、それをイオン
ではじきとばす要因が少なく、よりイオンの衝撃が少な
い（温度が低い）ところに反応生成物が溜まろうとする
傾向がある。

第３図の絶縁体リング５の境界上のａ、ａ’の部分は、
上記のように高周波電力の結合状態が異なるためにイオ
ンの衝撃が少なり（温度が低く）Ｘ線マスク支持基板２
上のＴａのエツチングが完了してもＸ線マスク支持基板
２と絶縁体リング５を配した部分との境界には、ＲＩＥ
による反応生成物が再付着する。ここで、Ｔａのエツチ
ングの場合、比較的蒸気圧が低い塩化タンタルが生成さ
れ、Ｘ線マスク支持基板２の温度が相対的に低い部分に
再付着することがわかっている。この反応生成物は固く
、−旦付着すると除去することが困難であり、それ自体
マスクとしての欠陥となる可能性がある。また、反応生
成物の付着厚さが数μｍとなることがあり、Ｘ線露光時
に、Ｘ線マスクと被露光体とを正確に近接配置すること
の妨げともなる。その結果、Ｘ線マスクとしての歩留り
が低下するといった問題が生じていた。

このような反応生成物に対する従来の対応は、次の■、
■であった。

■機械的に掻きとり、洗浄する。

この場合、Ｘ線マスク支持基板２のみが存在する極めて
薄い部分に近接しているので、破損する恐れがあり困難
である。

■反応生成物が再付着する恐れがある部分（先のａ、ａ
’の部分）をエツチングしないようにマスクパターンを
設計する。

マスク設計の自由度を損なうという問題があり、対応が
制限される。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来の問題である反応生成物の再付着が
起こらない反応性イオンエツチング方法を提供すること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、反応性イオンエツチング方法のメカニズムに
ついての基本的考察に基づき、改良した反応性イオンエ
ツチング方法を提供するものである。

第１図は本発明の原理説明図であり、図中、第３図と同
一部分には同一符号を付してあり、ｌ。

は金属薄膜、２°は支持基板、３は高周波電力印加電極
、４は接地電極、５ば絶縁体リング、６は直結カバー　
７は反応室外壁、８はエツチングガス導入口、９は真空
排気系、１０はマスク材パターンである。

ここで、直結カバー６は導体で形成されており、金属薄
膜１°と高周波電力印加電極３を電気的に導通させるよ
うに配し、金属薄膜１“そのものに高周波電力が直接印
加されるような構造をとる。

〔作用〕

この結果、金属薄膜１°が直接電極となることにより、
該金属薄膜面を挟んで、プラズマシースの存在する側と
反対側にある誘電体物質は完全に静電遮蔽され、従来生
じていた支持基板２“の部分と、絶縁体リング５を配し
た部分との高周波電力の結合は等価になり、その結果、
画部分のエツチング速度は等しくなる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の構成図であり、図中、第１
図、第３図で示したものと同一のものは同一の記号で示
しである。１のＸ線マスク吸収体としてＴａを用い、エ
ツチングガスとしては、塩素（（１！ｔ）及び四塩化炭
素（ＣＣｊ！４）の混合ガスを用いる。直結カバー６は
、金属導体で形成され、Ｘ線吸収体１のＴａの周囲に接
触するように構成され、３の高周波電力印加電極と１の
Ｘ線吸収体との導通をとっている。１２は四塩化炭素ボ
ンベ、１３は塩素ガスボンベ、１４はガス導入ライン、
１５は反応室内ガス圧力調整弁である。

Ｘ線吸収体の表面にレジストあるいはそれに準じるもの
をＲＩＥのマスク材パターンｌＯとして形成してあり、
該マスク材のパターンをＸ線吸収体１のＴａに転写する
。

エツチング条件例としては、下記の範囲が適当である。

エツチングガス体積混合比： Ｃ１＊　／　（Ｃ１よ　＋ＣＣｅａ　）〜０．４〜０．
８ガス圧カニ ０　、　　ＩＴｏｒｒ〜０　、　２Ｔｏｒｒ高周波放電
電力密度： ０　、　０８　Ｗ’／ｃ＋ｍ”　〜０　、　３０　Ｗ／
ａｍ！エツチングガス混合比が上記の値より小さいと炭
素の付着が顕著になり、エツチングが進行しない、また
、大きい場合には、異方性が失われ、パターン断面形状
が逆テーパー状になり、その結果寸法変動を引き起こす
。

ガス圧力は上記の値より大きくても小さくてもマスク材
に対するＴａエツチングの選択比が低下する。さらに高
周波電力放電電力密度が標記の値より小さければエツチ
ングが進行せず、大きければＸ線マスク支持基板２に損
傷を与える。

上記のエツチング条件を用いることにより、Ｘ線マスク
支持基板２上に成膜されたＴａをＸｙＩマスク支持基板
２のみの部分と、絶縁体リング５を配した部分とのエツ
チング速度の差を生ずることなく、等速度でエツチング
することが可能となる。

以上、本発明について、ＴａのＸ線吸収体をもつＸ線マ
スクの製造の実施例を示したが、本発明はこれに限らず
、広く不均一な膜厚を有する絶縁物を介在して被着した
金属ｍ１ｌｌ、例えばシリコンウェハ上に絶縁膜を介在
して被着した金属薄膜、或いはガラスウェハ上に被着し
た金属ＦＩＮ等の反応性イオンエツチングに適用できる
ものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればエツチング速度の
均一性が向上し、不均一な膜厚の境界部分に残渣が発生
しなくなり、Ｘ線マスク等の極めて精密なパターンの製
造歩留り向上に寄与すること大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図は従来の装置の構成図である。 １“は金属薄膜 ■はＸ線吸収体 ２′は支持基板 ２はＸ線マスク支持基板 ３は高周波電力印加電極 ４は接地電極 ５は絶縁体リング ６は直結カバー ７は反応室外壁 ８はエツチングガス導入口 ９は真空排気系 １０はレジストパターン １３は塩素ガスボンベ １４はガス導入ライン １５は反応室内ガス圧力調整弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不均一な膜厚を有する絶縁物を介して被着された金
   属薄膜を反応性イオンエッチングによりパターニングす
   る方法において、 該金属薄膜と高周波電力印加電極とを接続することによ
   り該金属薄膜を反応性イオンエッチング時に高周波電力
   印加電極として使用することを特徴とする金属薄膜加工
   方法。 ２、請求項１記載の金属薄膜加工方法において、前記金
   属薄膜はＸ線マスク支持基板上に形成されたＸ線吸収体
   であり、該Ｘ線マスク支持基板はリング状の絶縁物で補
   強されてなることを特徴とする金属薄膜加工方法。