JPS5822382A - クロム系金属膜のドライエツチング方法 - 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】 この発明は、クロム基金Ｓ膜のドライエツチング方法に
関するものである。半導体装置などの製造工程において
用いられるフォトマスク部材としてのマスクプレートは
、ガラスなどの透明基板上に遮光性を有する物質、例え
ばクロム、鉄、シリコンまたはそれらの酸化物か、らな
る薄膜層を単層もしくは多重層状に形成し、その後フォ
トレジスト等の感光性樹脂により上記薄膜層を選択的に
除去することにより形成され、半導体装置などの製造工
程において所望のパターンを有するフォトマスクとして
使用されている。上記遮光性を有する物質としては、透
明基板であるガラスとの接着性に優れていること、微細
パターンが形成できること、遮光性に優れていること、
等の諸点から、クロムが一般に用いられている。

ところで、このクロムを用いたマスクプレート（以下「
クロムプレート」という。）に所望のパターンを形成す
るためのクロム膜のエツチングには硝酸＠２セリウムア
／モニウム（Ｏｓ（ＮＨｉ　）＋５（ＮＯ＊）ｓ）と過
壇累酸（ａｏＡｏａ）との混合水溶液などの薬品による
ウェットケミカルエツチングが適用されている。しかし
、ウェットケミカルエツチングでは微細パターンの形成
が困難であること、寸法制御が困難であること、欠陥密
度が大きい等、欠点が多く、最近ではガスプラズマある
いは反応性スパッタを利用したドライエツチング技術が
開発され実用に供されている。

しかして、これらのドライエツチング法は、主に塩素な
どのハロゲン元素を含むガスと酸素または空気との混合
ガスをグ筒−放電させることにより、 ｃｒ＋　２０＋２０ｔ−４０ｒＯＩＩＣｔＩＩ？と考え
られる反応によってクロム薄膜をエツチング除去してい
る。

上記化学反応式から明らかなように、クロム膜のドライ
エツチングを行うためには、酸素原子の存在が必要不可
欠である。ところが従来のように、塩素系ガスと酸素系
ガスまたは空気との混合ガスプラズマを用いたドライエ
ツチングでは、酸素カスプラズマがクロム膜の耐エツチ
ングマスク材である感光性樹脂膜を分解する作用にも寄
与しているので、混合ガス中の酸素ガス分圧を増加する
ことによって、クロムのエツチングレートを大きくでき
るが、一方で感光性樹脂膜の分解スピードも大キくなる
。したがって、クロム膜のエツチングレートを実用化程
度に増加させるために酸系分圧を大きくすると、レジス
トの分解も促進され結果的にマスク面内の寸法ばらつき
が大きくなり、また寸法制御が極めて困難となる等の諸
問題を引き起こしている。

また、最近、光露光技術にかわる高精度線光技術として
電子線露光技術が検討されているが、電子線露光用レジ
ストのドライエツチング耐性は光感光用レジスト（フォ
トレジスト）に較べ、サラに劣っている。したがって、
電子ａｍ光用レジストをエツチングのマスク材として塩
素系ガスと酸単ガスまたは空気との混合ガスプラズマを
用いた場合には、レジストの膜減りが大きいために、基
本的にドライエツチングできないという問題がある。そ
の−例を第１図に示す。第１図はエッチャノトガスとし
て四塩化炭素を含む混合ガス（ＣＯ１ａ＋ｏ＊＋ａｅ）
を用し１てプラズマエツチングしたときのクロムおよび
感光性樹脂膜のエツチングレートとキャリアガスの組成
比（０２：Ｈｅ　）との関係を示す。

なお、混合ガスは四塩化炭素を中ヤリアガス（Ｏｓ＋Ｈ
ｅ）でバブリングすることによって得た。バブリング時
の雰囲気温度は２ｒｃである。また、用いた感光性樹脂
膜はネガ電子線レジスト０ＫＢＲ−１００（東京応化製
）である。

本発明は上述したような現状に鑑みなされたもので、レ
ジスト膜によるマスクを用いてクロム系金属膜のドライ
エツチングを行うに当って、エッチャントのキャリアガ
スに適当なものを用い、かつその組成比を適当にするこ
とによってクロムのエツチングレートを余り低下させず
に、レジスト膜のエツチングレートを抑制して良好なり
ロム系金属パターンを得る方法を提供することを目的と
している。

以下本発明の方法の一実施例について説明する。

まず、ガラス基板にクロムをスバツタリ／グ法により形
成したクロムグレート上に電子線用ネガ形レジスト０Ｉ
ＩＩＢＲ−１００による所望のバク−７を形成する。こ
の試料をエッチャノト〃スとして四塩化炭素と二酸化縦
索およびヘリウムからなる混合ガスプラズマを用いてプ
ラズマエツチングを行う。

エツチング装置は円筒形電極を有するグラズマエツチ７
グ装置である。また、エツチング条件は周波数１’＆５
６ＭＨＭ電力２ｏｏｔの高周波電力を印加し、ガス圧力
は０ＪＴｏｒｒである。混合ガスは四塩化炭素と中ヤリ
アガス（００ｓ＋Ｈｅ）でバブリングすることによって
得ている。ここで、キャリアガスの組成比、即ち二酸化
Ｒ′ＩＡとヘリウムとの組成比を変えたときのクロムの
エツチングレート及びエツチングの耐マスク材である０
ＩｆＢＲ−１００のエツチングレートを示したのが第２
図である。

第２図から明らかなように、キャリアガス中の二酸化炭
、ｔａ量を増加するに従ってクロムのエツチングレート
は急激に上昇する。一方、０ＶＢＲ−１００のエツチン
グレートは多少の変化はあるものの、はとんど実用上さ
しつかえのない程度に押えられている。例えば、第１図
に示すように、キャリアガスとして酸素とヘリウムとの
混合ガスを用いた場合のクロムのエツチングレートはキ
ャリアガス比がＯ露！　Ｈｅ　−１”、　ｌのところで
、７５Ａ／Ｉｎ１ｎであり、０ＫＢＲ−１００のエツチ
ングレートは１６０Ｖｍｉｎである。

一方、第２図に示すようにキャリアガスとして二酸化炭
素とヘリウムとの混合ガスを用いた場合、キャリアガス
比００２：Ｈｅ−３：２のとき、同程度のクロムのエツ
チングレートが得られ、このときの０１１ＢＲ−１００
のエツチングレートは５５．Ａ／ｍｉｎで酸素とヘリウ
ムとを用いたときの約１／３である。このように二酸化
ＩＲ素を加えることによって、クロムの大きなエツチン
グレートを保持しつつ感光性樹脂膜の分解は抑えられて
いる。これは従来法の酸素を添加するドライエツチング
技術では全く起こらない現象である。したがって、ハロ
ゲノ系ガス、特に、塩素基ガスに二酸化ＲＪｇｅ添加し
た混合ガスプラズマを用いたドライエツチング技術によ
って高精度クロムマスクの製作が可能となり、さらに従
来困難とされていた電子線レジストを用いたクロムマス
クのドライエツチングも可能となった。

本実施例では、ドライエツチング装置として円筒形グッ
ズマエッチ／グ装置を用いたが、平行平板電極を有する
いわゆるリアクティブイオンエツチング（Ｒ，工、１．
）装置でも応用できることは明らかである。また、実施
例ではキャリアガスとして二酸化炭素にヘリウムを混合
したが、ヘリウムの代りにアルゴンＩ窒索等のガスでも
有効であり、もちろん二酸化炭素だけでも同様な効果が
得られることは明らかである。さらに、本実施例ではエ
ッチフグ試料としてクロムプレートを用いたが、ガラス
基板上にクロム膜および酸化クロム膜を２層に形成した
、いわゆる低反射クロムプレートを用いても全く同様な
効果があることを確認している。なお、エッチャントと
して用いる塩素ガスに西塩化嶽票を示したが、クロロホ
ルムなどでもよい。

以上繰返し述べたように、この発明ではクロム系金属膜
をフォトレジストまたは電子線レジストパターンをマス
クとしてドライエツチングを織すに当ッて、エッチャン
トのキャリアガスの主成分を二酸化炭素としたので、ク
ロム系金＠膜に対するエツチングレートを置く保持しつ
つ、レジスト膜に対するエツチングレートを抑制するこ
とができ、すぐれたエツチング結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法におけるクロムとレジストとのエツチ
ングレートを示す図、第２図はこの発明の一実施例にお
けるクロムとレジストとのエツチングレートを示す図で
ある。 代理人　葛野信　−（外１名） 第１図 第２図 ギヤワヤガス比

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１クロム系金ＩＩ４膜をその上に所望パターンに形
   成されホトレジストもしくは電子線用レジストからなる
   膜をマスクとして、少なくともへロゲ／系ガスと二酸化
   炭素とを含む混合ガスを用いてドライエツチングし、上
   記クロム系金属膜を上記所望パターンＩζ対応したパタ
   ーンに成形することを特徴とするクロム系金属膜のドラ
   イエツチング方法。 （２）　　ハロゲノ系ガスとして塩素系ガスを用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のりμム系金
   属膜のドライエツチング方法。 （３）　　ドライエツチングはガスプラズマエッチフグ
   であることを特徴とする特ｒＦ＃求の範囲第１項または
   第２項記載のクロム系金属膜のドライエツチング方法。 （４）　　ドライエツチングが反応性スパックエツチン
   グであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のクロム系金属膜のドライエツチング方法。