JPH0936099A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JPH0936099A JPH0936099A JP20520195A JP20520195A JPH0936099A JP H0936099 A JPH0936099 A JP H0936099A JP 20520195 A JP20520195 A JP 20520195A JP 20520195 A JP20520195 A JP 20520195A JP H0936099 A JPH0936099 A JP H0936099A
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- Japan
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- etching
- film
- chf
- heavy metal
- reactive gas
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- Pending
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 重金属膜上の残留物或いは難エッチング層に
起因するエッチング欠陥の発生を防止することができ、
重金属膜を無欠陥、かつ垂直な側壁形状を有するパター
ンに形成する。 【解決手段】 反応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を
用い、Ｃｒ膜５のパターンをマスクにＷ−Ｒｅ膜４を選
択エッチングするドライエッチング方法において、第１
段階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量
の占める割合を７０％以上とし、これに続く第２段階の
エッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占め
る割合を第１段階のそれよりも小さくしたことを特徴と
する。
起因するエッチング欠陥の発生を防止することができ、
重金属膜を無欠陥、かつ垂直な側壁形状を有するパター
ンに形成する。 【解決手段】 反応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を
用い、Ｃｒ膜５のパターンをマスクにＷ−Ｒｅ膜４を選
択エッチングするドライエッチング方法において、第１
段階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量
の占める割合を７０％以上とし、これに続く第２段階の
エッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占め
る割合を第１段階のそれよりも小さくしたことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
方法に係わり、特にＸ線露光用マスクの製造等に必要な
重金属を含む被加工膜をエッチングするドライエッチン
グ方法に関する。
方法に係わり、特にＸ線露光用マスクの製造等に必要な
重金属を含む被加工膜をエッチングするドライエッチン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスのパターンサイズ
は益々微細化の一途を辿っている。この微細化に伴い、
回路パターンを露光基板上に転写するリソグラフィ技術
には、さらなる高精度化が要求されている。
は益々微細化の一途を辿っている。この微細化に伴い、
回路パターンを露光基板上に転写するリソグラフィ技術
には、さらなる高精度化が要求されている。
【０００３】光リソグラフィ技術は、露光光源の短波長
化，レジストの高感度化，位相シフトマスクや超解像技
術の導入により、０．１５μｍ程度のデバイスに適用す
る展望が開かれた。しかし、光リソグラフィには、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ等の短波長光学系の確立，レジストの
開発，マスクの欠陥検査・修正技術の確立など克服すべ
き課題が多い。
化，レジストの高感度化，位相シフトマスクや超解像技
術の導入により、０．１５μｍ程度のデバイスに適用す
る展望が開かれた。しかし、光リソグラフィには、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ等の短波長光学系の確立，レジストの
開発，マスクの欠陥検査・修正技術の確立など克服すべ
き課題が多い。
【０００４】一方、光リソグラフィに代わる微細加工技
術としての電子ビーム（ＥＢ）直接描画では、キャラク
タ・プロジェクション法による高速化の開発が推進され
ている。しかし、描画精度，スループットの両方を満足
することは必ずしも容易ではない。そのため、光リソグ
ラフィの次の世代を担う技術として、Ｘ線リソグラフィ
が有望視されている。
術としての電子ビーム（ＥＢ）直接描画では、キャラク
タ・プロジェクション法による高速化の開発が推進され
ている。しかし、描画精度，スループットの両方を満足
することは必ずしも容易ではない。そのため、光リソグ
ラフィの次の世代を担う技術として、Ｘ線リソグラフィ
が有望視されている。
【０００５】Ｘ線は従来の露光光に比べて波長が遥かに
短いため、回折の影響が非常に小さい。そして、光源と
して放射光を用いることにより、光リソグラフィの課題
であるフォーカスマージンを大きくすることができる。
しかし、Ｘ線はあらゆる材料に対して屈折率がほぼ１で
あるため屈折光学系が使えず、現在は等倍転写が主流で
ある。従って、Ｘ線マスクのＸ線吸収体パターンには実
デバイスと同サイズのパターン形成が要求される。これ
らの経緯から、Ｘ線リソグラフィが克服しなければなら
ない課題の一つに、Ｘ線吸収体の微細加工技術の確立が
挙げられる。
短いため、回折の影響が非常に小さい。そして、光源と
して放射光を用いることにより、光リソグラフィの課題
であるフォーカスマージンを大きくすることができる。
しかし、Ｘ線はあらゆる材料に対して屈折率がほぼ１で
あるため屈折光学系が使えず、現在は等倍転写が主流で
ある。従って、Ｘ線マスクのＸ線吸収体パターンには実
デバイスと同サイズのパターン形成が要求される。これ
らの経緯から、Ｘ線リソグラフィが克服しなければなら
ない課題の一つに、Ｘ線吸収体の微細加工技術の確立が
挙げられる。
【０００６】Ｘ線吸収体には十分なＸ線阻止能力が必要
とされるため、重金属材料が用いられる。Ｘ線吸収体の
所望のパターンの形成は、重金属膜上のレジストにＥＢ
描画することによって行われるが、重金属膜上でのＥＢ
描画においては、電子の後方散乱及びレジスト膜中での
前方散乱によるビームの広がりに起因するコントラスト
の低下が著しく、解像力が低下する。これを回避する方
法の一つは、レジストの膜厚を薄くすることである。一
般に、レジストと重金属とのエッチング選択比は高くと
れないので、薄膜レジスト単層ではＸ線吸収体の加工は
難しく、重金属と高い選択比を有するエッチング用マス
クの導入が必要となる。
とされるため、重金属材料が用いられる。Ｘ線吸収体の
所望のパターンの形成は、重金属膜上のレジストにＥＢ
描画することによって行われるが、重金属膜上でのＥＢ
描画においては、電子の後方散乱及びレジスト膜中での
前方散乱によるビームの広がりに起因するコントラスト
の低下が著しく、解像力が低下する。これを回避する方
法の一つは、レジストの膜厚を薄くすることである。一
般に、レジストと重金属とのエッチング選択比は高くと
れないので、薄膜レジスト単層ではＸ線吸収体の加工は
難しく、重金属と高い選択比を有するエッチング用マス
クの導入が必要となる。
【０００７】Ｘ線吸収体としてＷ系の材料を用いる場合
は、一般にエッチングにはＥＣＲ法，マグネトロンＲＩ
Ｅ法，及び平行平板型ＲＩＥ法が用いられ、ＳＦ6 とＣ
ＨＦ 3 の混合ガスが反応性ガスとして使用される。この
系でエッチングを行う場合、レジストの下に置くエッチ
ングマスク材料として、Ｗ系の材料とのエッチング選択
性に優れた酸化アルミニウム，Ｃｒなどが用いられてき
た。これらエッチングマスク材料は該エッチング選択性
に極めて優れていることから極く薄膜（５０ｎｍ程度）
でよく、レジストをマスクとし、Ｃｌ系ガスを用いたド
ライエッチングにより、比較的容易にパターン形成され
る。
は、一般にエッチングにはＥＣＲ法，マグネトロンＲＩ
Ｅ法，及び平行平板型ＲＩＥ法が用いられ、ＳＦ6 とＣ
ＨＦ 3 の混合ガスが反応性ガスとして使用される。この
系でエッチングを行う場合、レジストの下に置くエッチ
ングマスク材料として、Ｗ系の材料とのエッチング選択
性に優れた酸化アルミニウム，Ｃｒなどが用いられてき
た。これらエッチングマスク材料は該エッチング選択性
に極めて優れていることから極く薄膜（５０ｎｍ程度）
でよく、レジストをマスクとし、Ｃｌ系ガスを用いたド
ライエッチングにより、比較的容易にパターン形成され
る。
【０００８】しかし、Ｃｌ系ガスによるエッチング後
に、残留物が重金属膜（Ｘ線吸収体）上に少量でもある
と、選択性に優れることが逆に障害となり、エッチング
欠陥発生の原因となる。また、下地のＸ線吸収体がＣｌ
系ガスと反応することにより、Ｗやその合金の塩化物が
表面に生成し、同様にエッチング欠陥の原因となる。
に、残留物が重金属膜（Ｘ線吸収体）上に少量でもある
と、選択性に優れることが逆に障害となり、エッチング
欠陥発生の原因となる。また、下地のＸ線吸収体がＣｌ
系ガスと反応することにより、Ｗやその合金の塩化物が
表面に生成し、同様にエッチング欠陥の原因となる。
【０００９】ＷやＷを含有する合金の垂直な側壁形状を
持つ微細パターンを得るためには、低温，低圧でのエッ
チングが有効である。また、ＣＨＦ3 は主に側壁保護材
の供給源として用いられるが、フロロカーボン系の重合
膜の過剰な堆積を避けるために、その混合率は適度に抑
える必要がある。このようなエッチング条件を採用する
ことにより、０．１μｍレベルのＸ線吸収体の加工があ
る程度行えることは、これまでに究明されてきた。しか
し、先に述べたマスク材のエッチング残留物やＷ系の塩
化物が難エッチング層となり、これらに起因するエッチ
ング欠陥の生成が問題となっている。
持つ微細パターンを得るためには、低温，低圧でのエッ
チングが有効である。また、ＣＨＦ3 は主に側壁保護材
の供給源として用いられるが、フロロカーボン系の重合
膜の過剰な堆積を避けるために、その混合率は適度に抑
える必要がある。このようなエッチング条件を採用する
ことにより、０．１μｍレベルのＸ線吸収体の加工があ
る程度行えることは、これまでに究明されてきた。しか
し、先に述べたマスク材のエッチング残留物やＷ系の塩
化物が難エッチング層となり、これらに起因するエッチ
ング欠陥の生成が問題となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、薄膜
をマスクとして用いる重金属膜のエッチングでは、重金
属膜のエッチングに先立ってマスク形成のための薄膜の
エッチングを行う必要があるが、このエッチング終了段
階で重金属膜上に薄膜マスクの残留物或いは難エッチン
グ層が生じる。そして、残留物或いは難エッチング層が
重金属膜のエッチングを阻害する大きな要因となってい
た。
をマスクとして用いる重金属膜のエッチングでは、重金
属膜のエッチングに先立ってマスク形成のための薄膜の
エッチングを行う必要があるが、このエッチング終了段
階で重金属膜上に薄膜マスクの残留物或いは難エッチン
グ層が生じる。そして、残留物或いは難エッチング層が
重金属膜のエッチングを阻害する大きな要因となってい
た。
【００１１】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、重金属膜上の残留物或
いは難エッチング層に起因するエッチング欠陥の発生を
防止することができ、重金属膜を無欠陥、かつ垂直な側
壁形状を有するパターンに形成することができるドライ
エッチング方法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、重金属膜上の残留物或
いは難エッチング層に起因するエッチング欠陥の発生を
防止することができ、重金属膜を無欠陥、かつ垂直な側
壁形状を有するパターンに形成することができるドライ
エッチング方法を提供することにある。
【００１２】
（概要）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。
な構成を採用している。
【００１３】即ち本発明は、反応性ガスとしてＣＨＦ3
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、エッチングの
前半と後半でＣＨＦ3 とＳＦ6 の混合比を変え、エッチ
ング前半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める
割合を小さくしたことを特徴とする。
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、エッチングの
前半と後半でＣＨＦ3 とＳＦ6 の混合比を変え、エッチ
ング前半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める
割合を小さくしたことを特徴とする。
【００１４】また本発明は、反応性ガスとしてＣＨＦ3
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、第１段階のエ
ッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める
割合を７０％以上とし、これに続く第２段階のエッチン
グでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を
第１段階のそれよりも小さくしたことを特徴とする。
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、第１段階のエ
ッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める
割合を７０％以上とし、これに続く第２段階のエッチン
グでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を
第１段階のそれよりも小さくしたことを特徴とする。
【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 被加工膜を選択エッチングするためのマスクを、反
応性ガスとしてＣｌ系ガスを使用するドライエッチング
により形成した薄膜パターンで作成すること。 (2) マスクである薄膜パターンが、Ｃｒ或いはＣｒの化
合物であること。 (3) マスクである薄膜パターンが、Ａｌ或いはＡｌの化
合物であること。 (4) 被加工膜は、Ｗ或いはＷを含有する材料であるこ
と。 (5) 第１段階のエッチングの反応性ガスとして、ＣＨＦ
3 に換えＣＦ4 及びＨ2混合ガスを用いること。 (6) 第１及び第２段階の両者或いはいずれか一方のエッ
チングの反応性ガスとして、ＳＦ6 に換えＸｅＦ2 を用
いること。 (7) 第２段階のエッチングで、基板温度を０℃以下に冷
却すること。 (8) 第２段階のエッチングで、反応性ガス中のＣＨＦ3
供給流量の占める割合を７０％以下、より望ましくは５
０％以下に設定すること。 (9) 本発明のドライエッチング方法をＸ線吸収体のエッ
チングに適用して、Ｘ線露光用マスクを製作すること。 （作用）Ｃｒ，Ａｌ等の金属薄膜をマスクとし、Ｗ等の
重金属膜（被加工膜）をＣＨＦ3 及びＳＦ6 混合ガスを
反応性ガスとしてエッチングする場合は、主にＣＨＦ3
が側壁保護材として働き、ＳＦ6 がエッチング種供給材
として働く。上記の金属薄膜をＣｌ系ガスを反応ガスと
してドライエッチングする場合、その下地である重金属
膜上にエッチング残渣が残ったり、重金属の塩化物から
なる難エッチング層が形成されることがある。これら難
エッチング層は極めて薄いものであるが、この部分でＳ
Ｆ6 が供給するＦラジカルと重金属材料との反応が阻害
されるため、欠陥生成の原因となる。
は次のものがあげられる。 (1) 被加工膜を選択エッチングするためのマスクを、反
応性ガスとしてＣｌ系ガスを使用するドライエッチング
により形成した薄膜パターンで作成すること。 (2) マスクである薄膜パターンが、Ｃｒ或いはＣｒの化
合物であること。 (3) マスクである薄膜パターンが、Ａｌ或いはＡｌの化
合物であること。 (4) 被加工膜は、Ｗ或いはＷを含有する材料であるこ
と。 (5) 第１段階のエッチングの反応性ガスとして、ＣＨＦ
3 に換えＣＦ4 及びＨ2混合ガスを用いること。 (6) 第１及び第２段階の両者或いはいずれか一方のエッ
チングの反応性ガスとして、ＳＦ6 に換えＸｅＦ2 を用
いること。 (7) 第２段階のエッチングで、基板温度を０℃以下に冷
却すること。 (8) 第２段階のエッチングで、反応性ガス中のＣＨＦ3
供給流量の占める割合を７０％以下、より望ましくは５
０％以下に設定すること。 (9) 本発明のドライエッチング方法をＸ線吸収体のエッ
チングに適用して、Ｘ線露光用マスクを製作すること。 （作用）Ｃｒ，Ａｌ等の金属薄膜をマスクとし、Ｗ等の
重金属膜（被加工膜）をＣＨＦ3 及びＳＦ6 混合ガスを
反応性ガスとしてエッチングする場合は、主にＣＨＦ3
が側壁保護材として働き、ＳＦ6 がエッチング種供給材
として働く。上記の金属薄膜をＣｌ系ガスを反応ガスと
してドライエッチングする場合、その下地である重金属
膜上にエッチング残渣が残ったり、重金属の塩化物から
なる難エッチング層が形成されることがある。これら難
エッチング層は極めて薄いものであるが、この部分でＳ
Ｆ6 が供給するＦラジカルと重金属材料との反応が阻害
されるため、欠陥生成の原因となる。
【００１６】本発明者らが上記の難エッチング層のエッ
チング状況を調べた結果、反応性ガス中のＣＨＦ3 混合
率を上昇させると、この層のエッチング速度が上昇する
ことを見出した。即ち、この難エッチング層の除去に
は、ＣＨＦ3 を主体としたエッチングが有効であるのが
判明した。ＳＦ6 自体は難エッチング層の除去に直接寄
与しないが、ＳＦ6 が加わることにより重金属のエッチ
ングが進行するため、塩化物及び残渣の除去が円滑に行
われる。
チング状況を調べた結果、反応性ガス中のＣＨＦ3 混合
率を上昇させると、この層のエッチング速度が上昇する
ことを見出した。即ち、この難エッチング層の除去に
は、ＣＨＦ3 を主体としたエッチングが有効であるのが
判明した。ＳＦ6 自体は難エッチング層の除去に直接寄
与しないが、ＳＦ6 が加わることにより重金属のエッチ
ングが進行するため、塩化物及び残渣の除去が円滑に行
われる。
【００１７】そして、本発明者らの更なる鋭意研究及び
実験の結果、上記の残渣や難エッチング層を除去してエ
ッチング欠陥の発生を防止するには、反応性ガス（ＣＨ
Ｆ3＋ＳＦ6 ）中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を７
０％以上とすればよいのが分かった。但し、ＣＨＦ3 供
給流量の占める割合を７０％以上に大きくしたのでは、
側壁保護材としての重合膜の過剰な堆積が生じるので望
ましくない。そこで本発明では、エッチング初期にＣＨ
Ｆ3 の割合を大きくし、その後にＣＨＦ3 の割合を小さ
くすることにより、残渣や難エッチング層の除去と共
に、垂直側壁の形成を可能としている。
実験の結果、上記の残渣や難エッチング層を除去してエ
ッチング欠陥の発生を防止するには、反応性ガス（ＣＨ
Ｆ3＋ＳＦ6 ）中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を７
０％以上とすればよいのが分かった。但し、ＣＨＦ3 供
給流量の占める割合を７０％以上に大きくしたのでは、
側壁保護材としての重合膜の過剰な堆積が生じるので望
ましくない。そこで本発明では、エッチング初期にＣＨ
Ｆ3 の割合を大きくし、その後にＣＨＦ3 の割合を小さ
くすることにより、残渣や難エッチング層の除去と共
に、垂直側壁の形成を可能としている。
【００１８】このように本発明では、第１の工程として
ＣＨＦ3 含有率の高いエッチング条件を採用し重金属表
面の難エッチングを除去する。次に、第２の工程として
ＣＨＦ3 含有率が第１の工程より低い条件で、かつ必要
に応じて基板温度を低下させ側壁保護効果を増すことに
より、パターンの垂直性に優れ、欠陥の少ない重金属エ
ッチングを行うことが可能となる。なお、同様の効果は
ＣＦ4 及びＨ2 混合ガスでも期待される。
ＣＨＦ3 含有率の高いエッチング条件を採用し重金属表
面の難エッチングを除去する。次に、第２の工程として
ＣＨＦ3 含有率が第１の工程より低い条件で、かつ必要
に応じて基板温度を低下させ側壁保護効果を増すことに
より、パターンの垂直性に優れ、欠陥の少ない重金属エ
ッチングを行うことが可能となる。なお、同様の効果は
ＣＦ4 及びＨ2 混合ガスでも期待される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係わるＸ線
マスクの製造工程を示す断面図である。まず、高周波加
熱方式のＬＰＣＶＤ装置を用い、グラファイトにＳｉＣ
をコーティングしたサセプタ上に、厚さ６００μｍ、面
方位（１００）の両面研磨した３インチＳｉ基板を設置
する。１１００℃でＨＣｌガスによりＳｉ基板の気相エ
ッチングを施すことにより、Ｓｉ基板上に存在する自然
酸化膜及び重金属類の汚染物を除去した。これにより、
Ｓｉ基板表面清浄化処理が完了する。
マスクの製造工程を示す断面図である。まず、高周波加
熱方式のＬＰＣＶＤ装置を用い、グラファイトにＳｉＣ
をコーティングしたサセプタ上に、厚さ６００μｍ、面
方位（１００）の両面研磨した３インチＳｉ基板を設置
する。１１００℃でＨＣｌガスによりＳｉ基板の気相エ
ッチングを施すことにより、Ｓｉ基板上に存在する自然
酸化膜及び重金属類の汚染物を除去した。これにより、
Ｓｉ基板表面清浄化処理が完了する。
【００２１】次に、図１（ａ）に示すように、上記のＳ
ｉ基板１を用い、Ｓｉ原料としてシラン（ＳｉＨ4 ）、
Ｃ原料としてアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、添加ガスとして
塩化水素（ＨＣｌ）、キャリアガスとして水素（Ｈ2 ）
の各ガスを供給し、基板温度１１００℃でＳｉ基板１上
にＳｉＣ膜（Ｘ線透過薄膜）２を１μｍ堆積した。続い
て、ＳｉＣ膜２の上にＡｌ2 Ｏ3 膜３及びＷ−Ｒｅ膜４
をスパッタリング法により、それぞれ１００ｎｍ及び５
００ｎｍ堆積させた。
ｉ基板１を用い、Ｓｉ原料としてシラン（ＳｉＨ4 ）、
Ｃ原料としてアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、添加ガスとして
塩化水素（ＨＣｌ）、キャリアガスとして水素（Ｈ2 ）
の各ガスを供給し、基板温度１１００℃でＳｉ基板１上
にＳｉＣ膜（Ｘ線透過薄膜）２を１μｍ堆積した。続い
て、ＳｉＣ膜２の上にＡｌ2 Ｏ3 膜３及びＷ−Ｒｅ膜４
をスパッタリング法により、それぞれ１００ｎｍ及び５
００ｎｍ堆積させた。
【００２２】ここで、Ｗ−Ｒｅ膜４はＸ線吸収体として
の重金属膜（被加工膜）であり、Ｗ−Ｒｅ膜４の成膜条
件は印加ＲＦ電力を３００Ｗとし、ガス圧力を密度の高
いＷ−Ｒｅ膜を形成でき、応力がほぼゼロとなる条件
２．３ｐａとした。形成したＷ−Ｒｅ膜４の応力はＳｉ
基板１の反りから測定した結果、３×１０8 ｄｙｎ／ｃ
ｍ2 であった。次に、Ｗ−Ｒｅ膜４にエネルギー１８０
ｋｅＶ，ドーズ量３×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 でＡｒ
イオン注入を行い、Ｗ−Ｒｅ膜４の応力をゼロにした。
そして、Ｗ−Ｒｅ膜４上に、スパッタリング法によりＣ
ｒ膜（マスクとなる薄膜）５を５０ｎｍ堆積させた。
の重金属膜（被加工膜）であり、Ｗ−Ｒｅ膜４の成膜条
件は印加ＲＦ電力を３００Ｗとし、ガス圧力を密度の高
いＷ−Ｒｅ膜を形成でき、応力がほぼゼロとなる条件
２．３ｐａとした。形成したＷ−Ｒｅ膜４の応力はＳｉ
基板１の反りから測定した結果、３×１０8 ｄｙｎ／ｃ
ｍ2 であった。次に、Ｗ−Ｒｅ膜４にエネルギー１８０
ｋｅＶ，ドーズ量３×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 でＡｒ
イオン注入を行い、Ｗ−Ｒｅ膜４の応力をゼロにした。
そして、Ｗ−Ｒｅ膜４上に、スパッタリング法によりＣ
ｒ膜（マスクとなる薄膜）５を５０ｎｍ堆積させた。
【００２３】次いで、図１（ｂ）に示すように、マスク
支持体であるＳｉ基板１を、石英からなる厚さ４ｍｍ、
外径１００ｍｍ、内径５２ｍｍの補強枠６と直接接合に
より接合した。
支持体であるＳｉ基板１を、石英からなる厚さ４ｍｍ、
外径１００ｍｍ、内径５２ｍｍの補強枠６と直接接合に
より接合した。
【００２４】次いで、図１（ｃ）に示すように、Ｃｒ膜
５上に電子ビーム描画用レジスト（商品名ＺＥＰ−５２
０）７を膜厚３００ｎｍ塗布し、Ｎ2 雰囲気中で１７０
℃に加熱してレジスト中の溶媒を除去した。続いて、Ｅ
Ｂ描画装置によりドーズ量９０μＣ／ｃｍ2 で描画し
た。そして、専用現像液（商品名ＺＥＰ−ＲＤ）により
現像を行い所望のパターンを形成した。
５上に電子ビーム描画用レジスト（商品名ＺＥＰ−５２
０）７を膜厚３００ｎｍ塗布し、Ｎ2 雰囲気中で１７０
℃に加熱してレジスト中の溶媒を除去した。続いて、Ｅ
Ｂ描画装置によりドーズ量９０μＣ／ｃｍ2 で描画し
た。そして、専用現像液（商品名ＺＥＰ−ＲＤ）により
現像を行い所望のパターンを形成した。
【００２５】次いで、図１（ｄ）に示すように、マグネ
トロンＲＩＥ装置により、Ｃｌ2 及びＯ2 混合ガスを用
いて、レジスト７をマスクとしてＣｒ膜５をエッチング
し、その後Ｏ2 プラズマ処理によりレジスト７を除去し
た。
トロンＲＩＥ装置により、Ｃｌ2 及びＯ2 混合ガスを用
いて、レジスト７をマスクとしてＣｒ膜５をエッチング
し、その後Ｏ2 プラズマ処理によりレジスト７を除去し
た。
【００２６】次いで、第１段階のエッチング工程とし
て、ＳＦ6 及びＣＨＦ3 混合ガスを用いたマグネトロン
ＲＩＥによりＷ−Ｒｅ膜４上の難エッチング層を除去し
た。このとき、ＣＨＦ3 混合率は８０％、圧力は５ｍTo
rr、印加電力は１００Ｗ、基板温度は１０℃とした。
て、ＳＦ6 及びＣＨＦ3 混合ガスを用いたマグネトロン
ＲＩＥによりＷ−Ｒｅ膜４上の難エッチング層を除去し
た。このとき、ＣＨＦ3 混合率は８０％、圧力は５ｍTo
rr、印加電力は１００Ｗ、基板温度は１０℃とした。
【００２７】次いで、第２段階のエッチング工程とし
て、図２（ｅ）に示すように、同じくＳＦ6 及びＣＨＦ
３混合ガスを用いたマグネトロンＲＩＥによりＣｒパタ
ーン５をマスクにＷ−Ｒｅ膜４を選択エッチングした。
このとき、ＣＨＦ3 混合率は５０％、圧力は５ｍTorr、
印加電力は１００Ｗ、基板温度は−３０℃とした。
て、図２（ｅ）に示すように、同じくＳＦ6 及びＣＨＦ
３混合ガスを用いたマグネトロンＲＩＥによりＣｒパタ
ーン５をマスクにＷ−Ｒｅ膜４を選択エッチングした。
このとき、ＣＨＦ3 混合率は５０％、圧力は５ｍTorr、
印加電力は１００Ｗ、基板温度は−３０℃とした。
【００２８】図３は、これらの条件のエッチングで形成
したＷ−Ｒｅのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）の顕微
鏡写真である。図３において（ａ）は０．１２μｍのＬ
／Ｓ、（ｂ）は０．１０μｍのＬ／Ｓである。いずれに
おいても、側壁が垂直で欠陥のないパターンが形成され
ているのが分かる。
したＷ−Ｒｅのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）の顕微
鏡写真である。図３において（ａ）は０．１２μｍのＬ
／Ｓ、（ｂ）は０．１０μｍのＬ／Ｓである。いずれに
おいても、側壁が垂直で欠陥のないパターンが形成され
ているのが分かる。
【００２９】比較のために、従来のように最初からＣＨ
Ｆ3 混合率は５０％の条件でエッチングを行った結果
を、図４の顕微鏡写真に示す。図４において（ａ）は
０．１２μｍのＬ／Ｓ、（ｂ）は抜きパターンを示して
いる。（ａ）ではエッチング欠陥（エッチング残り）が
生じており、（ｂ）ではエッチングが止まっているのが
分かる。
Ｆ3 混合率は５０％の条件でエッチングを行った結果
を、図４の顕微鏡写真に示す。図４において（ａ）は
０．１２μｍのＬ／Ｓ、（ｂ）は抜きパターンを示して
いる。（ａ）ではエッチング欠陥（エッチング残り）が
生じており、（ｂ）ではエッチングが止まっているのが
分かる。
【００３０】また、本発明者らは第１段階におけるＣＨ
Ｆ3 混合率とエッチング状態との関係を調べたところ、
下記の（表１）に示す結果が得られた。
Ｆ3 混合率とエッチング状態との関係を調べたところ、
下記の（表１）に示す結果が得られた。
【００３１】
【表１】 このように、ＣＨＦ3 混合率を７０％以上にすれば、残
渣の影響無しに良好なエッチング形状が得られる。従っ
て、第１段階のエッチング工程では残渣の影響をなくす
ためにＣＨＦ3 混合率を７０％以上に設定し、第２段階
のエッチング工程では側壁保護材としての重合膜の過剰
な堆積を招かないようにＣＨＦ3 混合率を７０％以下、
望ましくは５０％以下にすればよい。
渣の影響無しに良好なエッチング形状が得られる。従っ
て、第１段階のエッチング工程では残渣の影響をなくす
ためにＣＨＦ3 混合率を７０％以上に設定し、第２段階
のエッチング工程では側壁保護材としての重合膜の過剰
な堆積を招かないようにＣＨＦ3 混合率を７０％以下、
望ましくは５０％以下にすればよい。
【００３２】さて、Ｗ−Ｒｅ膜４のエッチング後は、図
２（ｆ）に示すように、石英補強枠６をエッチングマス
クとして弗酸及び硝酸の混合液を用いたシャワーエッチ
ングにより、Ｓｉ基板１の中央部を除去した。これによ
り、５２ｍｍφの開孔部を形成した。
２（ｆ）に示すように、石英補強枠６をエッチングマス
クとして弗酸及び硝酸の混合液を用いたシャワーエッチ
ングにより、Ｓｉ基板１の中央部を除去した。これによ
り、５２ｍｍφの開孔部を形成した。
【００３３】次いで、図２（ｇ）に示すように、ＳｉＣ
膜２の裏面に反射防止膜としてＡ１2 Ｏ3 膜８をスパッ
タリング法により形成した。
膜２の裏面に反射防止膜としてＡ１2 Ｏ3 膜８をスパッ
タリング法により形成した。
【００３４】以上の工程により形成したＸ線マスクを用
いて、露光基板上への転写実験を行った。レジスト（商
品名ＳＡＬ６０６）を用い、厚さを０．５μｍとした。
露光ギャップ１５μｍでの転写の結果、０．０８μｍの
Ｌ／Ｓパターンが良好に解像できることを確認した。
いて、露光基板上への転写実験を行った。レジスト（商
品名ＳＡＬ６０６）を用い、厚さを０．５μｍとした。
露光ギャップ１５μｍでの転写の結果、０．０８μｍの
Ｌ／Ｓパターンが良好に解像できることを確認した。
【００３５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。Ｘ線透過性薄膜はＳｉＣに限らず、
ＳｉＮｘ，ＢＮ、ボロンドープしたＳｉ又はダイアモン
ドを用いることもできる。反射防止膜は酸化アルミニウ
ムに限らずＳｉＯ2 ，ＳＯＧ，ＩＴＯなどを使用するこ
とができる。また、補強枠も石英に限るものではなく、
Ｓｉ或いはＳｉの化合物やパイレックスガラスなどのガ
ラスでも良い。Ｘ線吸収体はＷ−Ｒｅに限らず、Ｗ或い
はＷ−Ｔｉ，Ｗ−Ｎ，等のＷを含有する合金、或いはＦ
系ガスによりドライエッチング可能な重金属を用いるこ
とができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
れるものではない。Ｘ線透過性薄膜はＳｉＣに限らず、
ＳｉＮｘ，ＢＮ、ボロンドープしたＳｉ又はダイアモン
ドを用いることもできる。反射防止膜は酸化アルミニウ
ムに限らずＳｉＯ2 ，ＳＯＧ，ＩＴＯなどを使用するこ
とができる。また、補強枠も石英に限るものではなく、
Ｓｉ或いはＳｉの化合物やパイレックスガラスなどのガ
ラスでも良い。Ｘ線吸収体はＷ−Ｒｅに限らず、Ｗ或い
はＷ−Ｔｉ，Ｗ−Ｎ，等のＷを含有する合金、或いはＦ
系ガスによりドライエッチング可能な重金属を用いるこ
とができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、反
応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を用いて重金属を含
有した被加工膜をエッチングするに際し、エッチング前
半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める割合を
小さくすることにより、重金属を含有する被加工膜を無
欠陥かつ垂直な側壁形状を有するパターンに形成するこ
とができる。また、それにより欠陥の無い良好なパター
ンを有するＸ線露光用マスクを製造することができる。
応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を用いて重金属を含
有した被加工膜をエッチングするに際し、エッチング前
半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める割合を
小さくすることにより、重金属を含有する被加工膜を無
欠陥かつ垂直な側壁形状を有するパターンに形成するこ
とができる。また、それにより欠陥の無い良好なパター
ンを有するＸ線露光用マスクを製造することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係わるＸ線マスクの製造
工程の前半を示す断面図。
工程の前半を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係わるＸ線マスクの製造
工程の後半を示す断面図。
工程の後半を示す断面図。
【図３】本発明方法で形成したＷ−Ｒｅ合金パターンを
示す顕微鏡写真。
示す顕微鏡写真。
【図４】従来方法で形成したＷ−Ｒｅ合金パターンを示
す顕微鏡写真。
す顕微鏡写真。
１…Ｓｉ基板、 ２…ＳｉＣ（Ｘ線透過性薄膜）、 ３…Ａｌ2 Ｏ3 膜、 ４…Ｗ−Ｒｅ膜（Ｘ線吸収体薄膜）、 ５…Ｃｒ膜、 ６…石英補強枠 ７…電子ビームレジスト、 ８…Ａｌ2 Ｏ3 膜
Claims (2)
- 【請求項１】反応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を用
いて重金属を含有した被加工膜をエッチングするドライ
エッチング方法において、 エッチングの前半と後半でＣＨＦ3 とＳＦ6 の混合比を
変え、エッチング前半よりもエッチング後半の方でＣＨ
Ｆ3 の占める割合を小さくしたことを特徴とするドライ
エッチング方法。 - 【請求項２】反応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を用
いて重金属を含有した被加工膜をエッチングするドライ
エッチング方法において、 第１段階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給
流量の占める割合を７０％以上とし、これに続く第２段
階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の
占める割合を第１段階のそれよりも小さくしたことを特
徴とするドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20520195A JPH0936099A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20520195A JPH0936099A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936099A true JPH0936099A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16503082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20520195A Pending JPH0936099A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936099A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102870198A (zh) * | 2009-12-11 | 2013-01-09 | 诺发系统有限公司 | 极低硅损失高剂量植入剥离 |
| US9514954B2 (en) | 2014-06-10 | 2016-12-06 | Lam Research Corporation | Peroxide-vapor treatment for enhancing photoresist-strip performance and modifying organic films |
| US9613825B2 (en) | 2011-08-26 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Photoresist strip processes for improved device integrity |
| US9941108B2 (en) | 2004-12-13 | 2018-04-10 | Novellus Systems, Inc. | High dose implantation strip (HDIS) in H2 base chemistry |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP20520195A patent/JPH0936099A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9941108B2 (en) | 2004-12-13 | 2018-04-10 | Novellus Systems, Inc. | High dose implantation strip (HDIS) in H2 base chemistry |
| CN102870198A (zh) * | 2009-12-11 | 2013-01-09 | 诺发系统有限公司 | 极低硅损失高剂量植入剥离 |
| JP2013513946A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | ノベルス・システムズ・インコーポレーテッド | シリコン損失を非常に低く抑えた高ドーズインプラントストリップ |
| US9564344B2 (en) | 2009-12-11 | 2017-02-07 | Novellus Systems, Inc. | Ultra low silicon loss high dose implant strip |
| US9613825B2 (en) | 2011-08-26 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Photoresist strip processes for improved device integrity |
| US9514954B2 (en) | 2014-06-10 | 2016-12-06 | Lam Research Corporation | Peroxide-vapor treatment for enhancing photoresist-strip performance and modifying organic films |
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