JPS6057343A - 寸法安定性の良い微細構造の製法 - 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〕 この発明は光子、電子、ｘ（７：またはイオンのビーム
に感応する塗料を照射し、金属又は金属酸化物から成る
補助層を通して本来の構造形成層に湿式又は乾式エツチ
ングにより構造を作ることにより大きな縦横比を持ち寸
法安定性の良いｌＢｍ又はそれ以丁の微細、１ｇ造を作
る方法に関する。この方法は特に超小形電子系に対する
マスクを作成に適しているものである。

〔従来技術〕

縦横比即ち横幅ＶＣ対する長さの比か大きい微細構造を
高い寸法安定度をもって作るためにはイオンビームエツ
チングが採用され、光子、′電子。

Ｘ線およびイオンビームに対して感応性の塗ｆ’ｌで作
られた構造の下に多重層が置かれこの多重層Ｑて直接に
あるいは金属、金属酸化物又は有機金属比合物から成る
補助層を通して構造が作られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この補助層に対する構造形成はその処理４程に強く影響
され再現が困難であるため問題が多い、。

即ちエツチング過程において露出表面に境界層が形成さ
れエツチングの選促性を阻害する。この点の詳細は文献
（Ｖａｋｕｕｍ、　Ｖｏｌ、　３３．　Ａ５１９８３゜
ｐ、２６５〜２７０）に記載されている。文献（工ＥＰ
２ＫＴｒａｎｓａｂｔｉｏｎｏｎＥｌｅｃＩ；ｒｏｎＤ
ｓｖｊｃｅｓ。

ＦｊＤ−２２，７，Ｊｕｌｙ　１９７５．　ｐ、４８３
−４８６）の記載によシエツチする層の上にまず例えば
チタ／Ｉ　バナジウム、マンガン又はアルミニウムの薄
い層を設け、塗料を使用してこｇ＆’ｃ構造を作ること
が公知である。この構造を作られた金属層はその下にあ
る層に対するマスクとなる。ここでは多くの金属の酸化
物のアルゴンイオ７［よるエツチング速度が金属自体の
エツチング速度よりも著しく低いという事実が利用され
ている。これＣＣよシある金属の層にまず純アルゴンの
イオンビーム・エツチングによシ構造を作り、それをマ
スクとしてアルゴンと酸素の混合ガスによるエツチング
を更に進めることが可能となる。この場合金属酸化物は
後の混合ガスによるエツチングガス際して形成される。

上記の方法にはマスクとして使用される金属層が構造形
成前、例えば基板の貯蔵中あるいは塗料層のとりつけと
加熱中に酸化膜で覆われ、エツチングを困難にするとい
う欠点がある。即ち使用された塗料特にポリメチルメタ
クリレ−）・１）ＭＭΔに対する選択性が低く塗料の脱
落が避けられな−０この場合補助層の縁端が不安定な傾
斜面となり寸法の減損を招く。

この発明は冒頭に挙げた方法においてこのような欠点を
除去することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この目的は構造を作る層の形成に続いてこの層に対する
構造形成工程の開始前（Ｃ補助層しこ対する表面安定化
用の付加層を設けることによって達成される。金属又は
組合せ金属から成る補助層を使用するとき表面安定化層
として金又は白金の層を設け、金属酸化物から成る補助
層を使用するときは同じく炭素層を設けることもこの発
明の枠内にある。これらの表面安定化層は露出した境界
面を化学反応例えば金属の場合酸化に対して保護する阻
止層又はエッチストップとして作用する。これによって
基板の貯蔵と設備又は処理工程の変（が容易となる。

〔実施例〕

Ｘ線吸収マスクの製作のための実施例についてこの発明
の方法を更に詳細ＩＣ説明する。第１図乃至第６図はこ
の実施例の種々の段階においてのデバイスの断面を示す
。

第１図ニー例としてガラスの基板Ｌｖ衣表面イオンビー
ムエツチング装置で構造を作る際に必要な総ての層即ち
接着層、エッチストップ層、吸収層、補助ノーおよび表
面安定化金層含むサンドウィッチ構造が蒸着によって作
られる。これらの層は図に厚さ２０ｎｍの第１チタン接
着層２、ガラス基板１ｖ透過部分１１の背面エツチング
の際のエッチストップとしての厚さ４００　ｎｍ　（Ｄ
第１金層３．１＝−よび吸収体構造形成用の多重層（４
，５，Ｇ）として示されている。この多重層は厚さ２Ｑ
ｎｍの接着ならびにエッチストップ用第２チタン層４、
厚さ８００ｎｍの吸収用第２金層５、厚さ７０ｎｍの補
助層としての第３チタン層６およびこの発明によって設
けられる厚さ３０ｎｍの表面安定化用第３金層７から構
成される。表面安定化層′ｒは第３チタン層６の全部又
（・ま一部が構造形成前に酸化チタンとなることを阻止
する。層外（２，ａ、ｌｌ。

５、　６．　７）を備えるガラス板１７）表１６１には
電子ビームに感応するＰＭＭＡ塗料が］０００ｒ＋＋ｎ
の厚さに塗布される。

電子ビーム照射によって作られた塗料構造８（第２図）
ｕイオンビームエツチング装置内で〆１段階のエツチン
グ処理を受ける。表面安定化金層７とチタン補助層６に
はアルゴンイオン衝水により物理的に構造が作られる。

次の工程段において酸素を流し込み補助７浦助層６を酸
化チタン層に変えてその下の層５が高度の選択的エツチ
ング処理をもってエッチされ高い寸法安定性を７Ｆす４
’Ｒ造が作られるようにする。酸素を加えることによシ
反ｐｔ＝一定にして金のエツチング速度は１５％低下し
、チタンのそれは９５分１氏丁する。

塗料マスク８と金属７の構造を除去し、チタン補助層（
６）を酸化して酸化チタン層１６とし、吸収用の金層５
に構造を作った後のデ・ζイスの断面形状を第３図に示
す。エツチングの際のノくラメータを次表に示す。

エツチング段階蝕刻角蝕刻時間　エツチング・ガスｉｌ
ｌ　３０°　１５分　３ｓｃｃｍ　Ａｒ／’−’＋） ＩＶ　Ｏｏ　１０分　＋５θＣＣｍ　Ｏ２／＃１１イオ
ン加速エネルギー：’７００ｅＶ イオン電流密Ｗ　：　０．５　ｍＡ１０ｎ２工ツチング
段階■において　表面安定化層７が除去され、エツチン
グ段階１１において　チタン補助層６に構造が作られる
。ＨでｄＩＣＰＣ金層５内部に蝕刻が進み遮蔽効果は金
層に及ばされるがチタソ繍Ｗｋ乃ｌψ式ｈｈい−これに
よってチタン層６には垂直の縁端が形成される。エツチ
ング段階Ｉ１１では酸素が加えられチタン層６が酸化チ
タン層」Ｇとなる。残りの塗料層８は極めて力、速にγ
６威Ｌｍい酸化チタン層１６だけが、エツチングマスク
となる。このエツチングの傾斜角ハ３０°である。

遮蔽効果はマスク層が薄いため低減される。エツチング
段階ＩＶでは蝕刻角はＯｏとなり狭いｔ１゛ηも、ｉ虫
刺され金層５の残りも除去される。エツチングの１１１
現性の変動・ま構造幅が０５μｍのとき（吸収層の厚さ
８００ｎ＋）１０％以ｒである。第・１図ＶＣ／Ｊ＜す
ようンて背面エツチングに先立って構造（ｆｉ、ｆｊ）
が作られている基板１の表面（２，３，／Ｉ）にポリイ
ミド層９が２０００乃至５００　Ｉ）　ｎｍの１シさに
設けられる。

第５図に背面エツチングによシ基板りとチタン層２、金
層３およびチタン層４が透過区域１１において除去され
ているデバイスをポず。４００ｎ＋ｎ厚さの金層４は基
板１の透過区域におけるＩＩ！ＩＩ刻に対して有効なエ
ッチ・ストップとなっている。エツチングはイオノビー
ムエツチング装置においてアルゴンをエツチング・ガス
としイオン電流密度０８２ｍＭ缶２、イオン加速エネル
ギー５００ｅｖをもって実施される。

この発明の方法はチタンマスクの外例えばハフニウム、
ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、アル・
ミニウム、ニオブおよび夕／タルの補助マスクを使用し
て実施することができる。エッチ・ストップ層としては
金、白金又は炭素が特に酸化アルミニウム、酸化シリコ
ン、酸化チタン：酸化タングステン等の金属酸化物の反
応性乾式エツチングに際して使用される。

これらの層の別の床用分野は金属有機物基板又は有機物
基板に対する現像溶液の侵入を阻止する層としての機能
を利用するもので例えば次のような多重層レジスト系に
対して使用される：（ａ）　無機中間層上の阻止層 （ｂ）　二つの感光塗料層間の阻止層 （Ｃ）感光塗料の上層と有機拐料例えばポリイミドの下
層の間の阻止Ｉ茜。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の方法によってＸ線吸収マ
スクを製作する際の種々の工程段階においてのデバイス
の断面上／ｌＫすもので１は基板、２・けチタノ接着層
、３はエッチスＩ・ツブとして第１金層、４ｖｉ第２チ
タン層、５は第２金層、６は第３チタン層、７は第３金
層、８は塗料層、９はポリイミド層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）本来の構造形成層に金属又は金属酸化物から成る補
   助層を通して湿式又は乾式エツチングにより構造が作ら
   れる方法において構ａ形成層（２，３，４，５，６）の
   作成後その（１４造形成工程の開始までの間にその補助
   ！’ｌ’ｊ　（６）の表面安定化のだめの付加層（７）
   が設けられることを特徴とする光子、電子、Ｘ線又（・
   ユイオンのビームに感応する塗料を照射することによシ
   縦横比が大きく寸法安定性の良い微細構造を製造する方
   法。 ２）金属又は金属の組合せから成る？１０助層が使用さ
   れるときその表面安定化層として金又は白金の層が設け
   られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３）金属酸化物から成る補助層が使用される々きその表
   面安定化層として炭素層が設けられることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載Ｑ方法。 ４）ガラス、石英又はシリコンから成る基板の表面に次
   の金属層： （ａ）　接着層となる第１チタン層（２）、（ｂ）　基
   板の背面エツチングに際シエッチ・ストップとなる第１
   金層（・、３）、 （ｃ）　接着又エッチ・ストップ又はその双方て使用さ
   れる第２チタン５ｔｚ（、、ｖ　＞、（ｄ）　吸収層と
   なる第２金Ｍ＋【：５）、（ｅ）　補助構造形成層とな
   る第３チタン層（６）、（ｆ）　表面安定化層となる＠
   ３３金・（７）が順次に設けられること、続いて次の工
   程段；（ｇ）　電子、光子、イオン又はＸＷ４のビーム
   に。 感応する塗料層（８・）をと９つける、（ｈ）　所定の
   構造に対応して塗料層（８）を照射し現像する、 （ｉ）　アルゴンをエツチングガスとして便々の方向か
   ら種々の時間イオンビーム・エツチングを行って表面安
   定化金層（７）とチタン補助層（６）Ｋ構造を作り吸収
   用の金層（５）をエッチする、 （Ｓ）アルゴンと酸素をエツチングガスとし、酸化チタ
   ン層をマスクとして使用して抽々の方向から種々の時間
   イオンビーム・エツチングを行って塗料マスク層と表面
   安定化金層（７）を除去し、チタン補助層（６）を酸化
   し、吸収用の金層（５）に構造を作る、 （ｋ）　構造が作られた表面にポリイミド層（９）を設
   ける、 （１）　イオンビーム・エッチ装置内でアルゴンをエツ
   チングガスとして背面エツチングにより透過区域（１１
   ）内にある基板（１）、第１チタン層（２）、第２チタ
   ン層（４）および第１金層（３）の部分を除去する、を
   順次に実施することを特徴とするＸ１ｌｌ’ｌ＋吸収マ
   スク作成のための特許請求の範囲第１項乃至第４＠のい
   ずれかに記載の方法。 ５）表面安定化層として金の代りに白金が使用されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６）補助層（６）としてチタンの代シにハフニウム、ジ
   ルコニウム、バナジウム、クロム。 マンガン、アルεニウム、ニオブ又はタンタルから成る
   金属層が使用されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項又は第５項記載の方法。 ７）白金又は金の表面安定化層（７）の厚さが２０乃至
   ５０ｎｍの範囲に、補助層（６）の厚さが５０乃至１１
   ００ｎの範囲に選ばれることを特徴とする特許請求の範
   囲＠１項乃至第６項のいずれかに記載の方法。