JPS6031909B2 - エツチング加工法 - Google Patents
エツチング加工法Info
- Publication number
- JPS6031909B2 JPS6031909B2 JP52097894A JP9789477A JPS6031909B2 JP S6031909 B2 JPS6031909 B2 JP S6031909B2 JP 52097894 A JP52097894 A JP 52097894A JP 9789477 A JP9789477 A JP 9789477A JP S6031909 B2 JPS6031909 B2 JP S6031909B2
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- JP
- Japan
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- molybdenum
- etching
- mask
- etched
- tungsten
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、非常に微細な形状をイオンエッチングにより
形成する方法に関する。
形成する方法に関する。
特に電子線描画あるいはＸ線描画により基板上に形成さ
れた形状に忠実に基板をイオン照射エッチングする方法
に関するものである。〔発明の背景〕 最近磁性材料や半導体上の金属の微細加工を行なう場合
にイオン照射エッチングが用いられている。
れた形状に忠実に基板をイオン照射エッチングする方法
に関するものである。〔発明の背景〕 最近磁性材料や半導体上の金属の微細加工を行なう場合
にイオン照射エッチングが用いられている。
例えば第１図に示すごとく半導体１上の金属２の一部を
イオン照射エッチングにより加工する場合にはホトェツ
チング工程によりホトレジスト３を加工する。ホトレジ
ト３をマスクとして露出した金属２をイオンビーム（通
常はイオンを加速後電気的に中和されるので中性粒子）
を照射することによってエッチングする。しかし第１図
のように基板に凹凸のある場合には凸部に被着されるホ
トレジスト３は薄くなってしまう。イオンビームはホト
レジストをもエッチングするため凸部あるいは段差のあ
る部分の金属が部分的にはエッチングこれ断線を生じる
という欠点を有していた。また、この欠点を克服する方
法としてＭ．Ｃａｎねｇｅｌは“ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅ
ｒｅｎｔｍａにｒｉａｌｓ ｕｓｉｄ ａｓ ｍａｓｋ
ｓ 幻ｒ ｉｏｎ−ｂｅａｍ ｅにｈｉｎｇ”．（Ｊ，
ＶａＣ．Ｓｃｉ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．１２，Ｍ
．６，１９７５ ｐ１３４０〜１３４３）においてレジ
ストパターンを形成後、全面に金属を形成し、その後レ
ジストおよびその上の金属を除去し、残った金属パター
ンをマスクとする方法を記載しているが、この方法はし
ジストおよびその上の金属を除去する工程が被加工材や
前記金属パターンに損傷をもたらすので技術的に不安定
な工程である。
イオン照射エッチングにより加工する場合にはホトェツ
チング工程によりホトレジスト３を加工する。ホトレジ
ト３をマスクとして露出した金属２をイオンビーム（通
常はイオンを加速後電気的に中和されるので中性粒子）
を照射することによってエッチングする。しかし第１図
のように基板に凹凸のある場合には凸部に被着されるホ
トレジスト３は薄くなってしまう。イオンビームはホト
レジストをもエッチングするため凸部あるいは段差のあ
る部分の金属が部分的にはエッチングこれ断線を生じる
という欠点を有していた。また、この欠点を克服する方
法としてＭ．Ｃａｎねｇｅｌは“ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅ
ｒｅｎｔｍａにｒｉａｌｓ ｕｓｉｄ ａｓ ｍａｓｋ
ｓ 幻ｒ ｉｏｎ−ｂｅａｍ ｅにｈｉｎｇ”．（Ｊ，
ＶａＣ．Ｓｃｉ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．１２，Ｍ
．６，１９７５ ｐ１３４０〜１３４３）においてレジ
ストパターンを形成後、全面に金属を形成し、その後レ
ジストおよびその上の金属を除去し、残った金属パター
ンをマスクとする方法を記載しているが、この方法はし
ジストおよびその上の金属を除去する工程が被加工材や
前記金属パターンに損傷をもたらすので技術的に不安定
な工程である。
また電子線レジストあるいはＸ線レジストは通常のホト
レジストに比べイオンビームによりエッチングされる速
度が速いため、マスク材としての役をなさず、平坦な基
板の場合でもイオン照射エッチングに適用することが因
※であった。
レジストに比べイオンビームによりエッチングされる速
度が速いため、マスク材としての役をなさず、平坦な基
板の場合でもイオン照射エッチングに適用することが因
※であった。
すなわち微細形状を形成するのに適した電子線あるいは
Ｘ線描画技術を微細加工に適したイオン照射ェッチング
技術に充分生かすことができないという欠点があった。
発明の目的 本明は上述した従来技術の欠点を解消しイオン照射エッ
チングによって微細加工可能な方法を提供することにあ
る。
Ｘ線描画技術を微細加工に適したイオン照射ェッチング
技術に充分生かすことができないという欠点があった。
発明の目的 本明は上述した従来技術の欠点を解消しイオン照射エッ
チングによって微細加工可能な方法を提供することにあ
る。
発明の概要
上記の目的を達成するために本発明の方法を第２図に示
す。
す。
まずａ基板１上の被エッチング材料表面にモリブデン膜
（またはタングステン膜）４を被着しホトレジスト（あ
るいは電子線レジスト、Ｘ線レジスト）３を加工する。
次にｂ例えば四弗化炭素ガスによるプラズマエッチング
等の弗素を含む雰囲気中でモリブデン膜（またはタング
ステン膜）４をエッチングする。次にｃ例えばアルゴン
イオンによりモリブデン膜４をマスクとして被エッチン
グ材料２をエッチングする。最後にｄモリブデン膜を除
去することによって加工された材料２を得る。本発明の
方法は発明者の広汎な実験の結果見し・出されたもので
ある。
（またはタングステン膜）４を被着しホトレジスト（あ
るいは電子線レジスト、Ｘ線レジスト）３を加工する。
次にｂ例えば四弗化炭素ガスによるプラズマエッチング
等の弗素を含む雰囲気中でモリブデン膜（またはタング
ステン膜）４をエッチングする。次にｃ例えばアルゴン
イオンによりモリブデン膜４をマスクとして被エッチン
グ材料２をエッチングする。最後にｄモリブデン膜を除
去することによって加工された材料２を得る。本発明の
方法は発明者の広汎な実験の結果見し・出されたもので
ある。
すなわち第３図に示すように基板１上の被エッチング材
料２を加工するためのマスク材としてモリブデンおよび
タングステン以外の金属（例えばチタン、タンタル）を
用いレジストをマスクとして金属５をプラズマエッチン
グすると第３図に示すようななだらかな断面を持つ構造
となる。このような金属５をマスクとして被エッチング
材料２をイオン照射エッチングするとエッチングされた
断面も同機になだらかな断面となる。従って微細な形状
を得るには好ましくない。一方、第４図に示すようにエ
ッチングマスク金属としてモリブデンあるいはタングス
テン４を用いレジスト３をマスクとして金属４をエッチ
ングすれば急峻な断面構造はイオン照射エッチングによ
り微細な形状を得るには必要欠くべからざるものである
。発明の実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
料２を加工するためのマスク材としてモリブデンおよび
タングステン以外の金属（例えばチタン、タンタル）を
用いレジストをマスクとして金属５をプラズマエッチン
グすると第３図に示すようななだらかな断面を持つ構造
となる。このような金属５をマスクとして被エッチング
材料２をイオン照射エッチングするとエッチングされた
断面も同機になだらかな断面となる。従って微細な形状
を得るには好ましくない。一方、第４図に示すようにエ
ッチングマスク金属としてモリブデンあるいはタングス
テン４を用いレジスト３をマスクとして金属４をエッチ
ングすれば急峻な断面構造はイオン照射エッチングによ
り微細な形状を得るには必要欠くべからざるものである
。発明の実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
実施例 １
第５図は本発明をホトマスクの製造に応用した例を示す
ものである。
ものである。
第５図ａに示すようにホトマスク用ガラス基板６上に０
．１ミクロン厚のクロム７と０．２ミクロン厚のモリブ
デン８を真空葵着法により被着した。
．１ミクロン厚のクロム７と０．２ミクロン厚のモリブ
デン８を真空葵着法により被着した。
次にｂ電子線レジスト９を塗布、描画、現像し最小寸法
０．５ミクロンの形状を得た。ｃレジスト９をマスクと
して四弗化炭素ガスプラズマによりモリブデンのみをエ
ッチングした。次にｄアルゴンイオンによるイオン照射
エッチングによりモリブデンおよびレジストをマスクと
してクロム７をエッチングした。このときレジストは完
全にエッチングされていたがモリブデン８は約０．１ミ
クロンの厚さであった。最後にｅ水酸化ナトリウム溶液
と過酸化水素水との混合液によりモリブデンを除去しク
ロム７の微細な形状を得た。この最終的に得られたクロ
ムの形状の最小寸法は約０．５ミクロンであり電子線に
より描画した寸法を非常に忠実に写すことが可能であっ
た。実施例 ２ 第６図は本発明を磁化ガリウムを用いた電界効果トラン
ジスタのショットキバリアゲートに応用した例を示すも
のである。
０．５ミクロンの形状を得た。ｃレジスト９をマスクと
して四弗化炭素ガスプラズマによりモリブデンのみをエ
ッチングした。次にｄアルゴンイオンによるイオン照射
エッチングによりモリブデンおよびレジストをマスクと
してクロム７をエッチングした。このときレジストは完
全にエッチングされていたがモリブデン８は約０．１ミ
クロンの厚さであった。最後にｅ水酸化ナトリウム溶液
と過酸化水素水との混合液によりモリブデンを除去しク
ロム７の微細な形状を得た。この最終的に得られたクロ
ムの形状の最小寸法は約０．５ミクロンであり電子線に
より描画した寸法を非常に忠実に写すことが可能であっ
た。実施例 ２ 第６図は本発明を磁化ガリウムを用いた電界効果トラン
ジスタのショットキバリアゲートに応用した例を示すも
のである。
第６図ａのように半絶縁性枇化ガリウム基板１０にｎ型
ェピタキシャル層１１（電子濃度２．５×１磯肌‐３厚
さ０．１５ミクロン）を成長した。
ェピタキシャル層１１（電子濃度２．５×１磯肌‐３厚
さ０．１５ミクロン）を成長した。
次にｂ不要部分のｎ型層をエッチングしメサ形状を形成
した後、ｃ金、ゲルマニウム合金によりオーミツクコン
タクトであるソース１２およびドレイン１３を形成した
。次にｄモリブデン（厚さ０．２ミクロン）１４、金（
厚さ０．３ミクロン）１５、タングステン（厚さ０．２
ミクロン）１ ６を真空蒸着し、ネガ型電子線レジスト
により０．５ミクロンの形状１７を形成した。ｅ電子線
レジスト１７をマスクとして四弗化炭素ガスプラズマに
よりタングステン１６をエッチングした。ｆアルゴンイ
オンによるイオン照射エッチングによって電子線レジス
トおよびタングステンをマスクとして金１５をエッチン
グした。最後にｇ四弗化炭素ガスプラズマにより第１層
金属であるモリブデン１４およびマスク材のタングステ
ンをエッチングした。このときモリブデン１４を意識的
に横方同工ツチングを生じさせて０．５ミクロンの金１
５の形状より０．３ミクロンの実効ゲート長を得た。実
施例 ３ 第７図は本発明をＸ線リングラフィ用のマスクの製造に
応用した例を示すものである。
した後、ｃ金、ゲルマニウム合金によりオーミツクコン
タクトであるソース１２およびドレイン１３を形成した
。次にｄモリブデン（厚さ０．２ミクロン）１４、金（
厚さ０．３ミクロン）１５、タングステン（厚さ０．２
ミクロン）１ ６を真空蒸着し、ネガ型電子線レジスト
により０．５ミクロンの形状１７を形成した。ｅ電子線
レジスト１７をマスクとして四弗化炭素ガスプラズマに
よりタングステン１６をエッチングした。ｆアルゴンイ
オンによるイオン照射エッチングによって電子線レジス
トおよびタングステンをマスクとして金１５をエッチン
グした。最後にｇ四弗化炭素ガスプラズマにより第１層
金属であるモリブデン１４およびマスク材のタングステ
ンをエッチングした。このときモリブデン１４を意識的
に横方同工ツチングを生じさせて０．５ミクロンの金１
５の形状より０．３ミクロンの実効ゲート長を得た。実
施例 ３ 第７図は本発明をＸ線リングラフィ用のマスクの製造に
応用した例を示すものである。
第７図ａに示すように厚さ５００ｒ肌のシリコン基板１
８に窒化ほう素１９を被看する。
８に窒化ほう素１９を被看する。
次にＸ線の吸収体である金２０（厚さｌｒの）およびモ
リブデン２１（厚さ０．２仏ｍ）を真空蒸着する。次に
電子線描画法により電子線レジストパターン２２を得る
。次に同図ｂのように電子線レジスト２２をマスクとし
て四発化炭素ガスプラズマによりモリブデン２１を加工
する。次にアルゴンイオンにより金２０をエッチングし
た同図ｃの構造を得る。最後に同図ｄのように基板シリ
コン１８の中心部を裏面より弗酸、硝酸、酢酸の混液（
体積比で１：４：１）を用いてエッチングによって除去
する。このようにしてＸ線マスクを完成したが第７図ｄ
のモリブデン膜２１は実施例１と同様の方法により除去
が可能であるが、残した状態でＸ線の吸収体の１部とす
ることもできる。本実施例では被加工材料としてモリブ
デン−金の組合せの場合を示したが、被加工材料として
タングステンーアルミニウム（又はシリコン、クロｏム
）の組合せでは塩素ガスによるイオン照射エッチングを
用いることにより加工が可能である。
リブデン２１（厚さ０．２仏ｍ）を真空蒸着する。次に
電子線描画法により電子線レジストパターン２２を得る
。次に同図ｂのように電子線レジスト２２をマスクとし
て四発化炭素ガスプラズマによりモリブデン２１を加工
する。次にアルゴンイオンにより金２０をエッチングし
た同図ｃの構造を得る。最後に同図ｄのように基板シリ
コン１８の中心部を裏面より弗酸、硝酸、酢酸の混液（
体積比で１：４：１）を用いてエッチングによって除去
する。このようにしてＸ線マスクを完成したが第７図ｄ
のモリブデン膜２１は実施例１と同様の方法により除去
が可能であるが、残した状態でＸ線の吸収体の１部とす
ることもできる。本実施例では被加工材料としてモリブ
デン−金の組合せの場合を示したが、被加工材料として
タングステンーアルミニウム（又はシリコン、クロｏム
）の組合せでは塩素ガスによるイオン照射エッチングを
用いることにより加工が可能である。
以上説明したごと〈本発明によればホトレジスト（ある
いは電子線レジスト、Ｘ線レジスト）に実現された形状
に忠実にイオン照射エッチングを行なうことができる。
本実施例ではホトマスクと電界効果トランジスタおよび
Ｘ線マスクへの応用を示したが、その他、磁気バルブ素
子表面弾性波素子用の電極等広く応用され得るものであ
る。
いは電子線レジスト、Ｘ線レジスト）に実現された形状
に忠実にイオン照射エッチングを行なうことができる。
本実施例ではホトマスクと電界効果トランジスタおよび
Ｘ線マスクへの応用を示したが、その他、磁気バルブ素
子表面弾性波素子用の電極等広く応用され得るものであ
る。
本発明によりイオンエッチングによる微細加工が可能と
なり、よって各種電子素子の高密度化、小型化、低価格
化などを図ることができ、その効果は極めて大きい。
なり、よって各種電子素子の高密度化、小型化、低価格
化などを図ることができ、その効果は極めて大きい。
第１図は従来のエッチング方法を示す断面図、第２図は
本発明のエッチング方法を示す断面図、第３図はモリブ
デンおよびタングステン以外の金属を用いた場合の状態
を示す断面図、第４図は本発明のモリブデンあるいはタ
ングステンを用いた場合のエッチングの状態を示す断面
図、第５図は本発明をホトマスクの製造に応用した例を
示す断面図、第６図は本発明をショットキバリアゲート
型電界効果トランジスタに応用した例を示す断面図、第
７図は本発明を、Ｘ線リングラフィ用マスクの製造に応
用した例を説明するための図である。 図において１は基板、２は被エッチング材料、３はエッ
チングレジスト材、４はモリブデンあるいはタングステ
ン、５はモリブデンおよびタングステン以外の金属、６
はホトマスク用ガラス基板、７はクロム、８はモリブデ
ン、９は電子線レジスト、１０は半絶縁性枇化ガリウム
基板、１１はｎ型ェピタキシヤル層、１２はソース電極
、１３はドレィン電極、１４はモリブデン、１５は金、
１６はタングステン、１７はネガ型電子線レジスト、１
８はシリコン基板、１９は窒化ほう素膜、２０は金、２
１はモリブデン、２２は電子線レジストである。 第１図 第３図 第４図 第２図 第５図 第６図 第７図
本発明のエッチング方法を示す断面図、第３図はモリブ
デンおよびタングステン以外の金属を用いた場合の状態
を示す断面図、第４図は本発明のモリブデンあるいはタ
ングステンを用いた場合のエッチングの状態を示す断面
図、第５図は本発明をホトマスクの製造に応用した例を
示す断面図、第６図は本発明をショットキバリアゲート
型電界効果トランジスタに応用した例を示す断面図、第
７図は本発明を、Ｘ線リングラフィ用マスクの製造に応
用した例を説明するための図である。 図において１は基板、２は被エッチング材料、３はエッ
チングレジスト材、４はモリブデンあるいはタングステ
ン、５はモリブデンおよびタングステン以外の金属、６
はホトマスク用ガラス基板、７はクロム、８はモリブデ
ン、９は電子線レジスト、１０は半絶縁性枇化ガリウム
基板、１１はｎ型ェピタキシヤル層、１２はソース電極
、１３はドレィン電極、１４はモリブデン、１５は金、
１６はタングステン、１７はネガ型電子線レジスト、１
８はシリコン基板、１９は窒化ほう素膜、２０は金、２
１はモリブデン、２２は電子線レジストである。 第１図 第３図 第４図 第２図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- １ エツチングによつて材料を加工する工程において、
該材料表面にモリブデン膜またはタングステン膜を被着
する工程と、該モリブデン膜またはタングステン膜を弗
素ガスを含む雰囲気中でエツチングする工程と、該モリ
ブデン膜またはタングステン膜をマスクとして前記材料
をイオン照射エツチングすることを特徴とするエツチン
グ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52097894A JPS6031909B2 (ja) | 1977-08-17 | 1977-08-17 | エツチング加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52097894A JPS6031909B2 (ja) | 1977-08-17 | 1977-08-17 | エツチング加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5432143A JPS5432143A (en) | 1979-03-09 |
| JPS6031909B2 true JPS6031909B2 (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=14204446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52097894A Expired JPS6031909B2 (ja) | 1977-08-17 | 1977-08-17 | エツチング加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031909B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635774A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Dry etching method |
| JPS5696076A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-03 | Fujitsu Ltd | Formation of metallic mask for ion etching |
| JPS5696078A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-03 | Fujitsu Ltd | Ion etching method |
| JPS5846641A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| EP0078336B1 (de) * | 1981-10-30 | 1988-02-03 | Ibm Deutschland Gmbh | Schattenwurfmaske für die Ionenimplantation und die Ionenstrahllithographie |
| JPS61138256A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | マスクパタ−ンの形成方法 |
| JPS61138257A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | マスク基板 |
| JP2703760B2 (ja) * | 1986-09-03 | 1998-01-26 | シャープ株式会社 | 導電体パターンの形成方法 |
| JPS63166231A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Hoya Corp | フオトマスクの製造方法 |
-
1977
- 1977-08-17 JP JP52097894A patent/JPS6031909B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5432143A (en) | 1979-03-09 |
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