JPS6237530B2 - - Google Patents
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- JPS6237530B2 JPS6237530B2 JP53088937A JP8893778A JPS6237530B2 JP S6237530 B2 JPS6237530 B2 JP S6237530B2 JP 53088937 A JP53088937 A JP 53088937A JP 8893778 A JP8893778 A JP 8893778A JP S6237530 B2 JPS6237530 B2 JP S6237530B2
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- Japan
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- pattern
- film
- metal
- etching
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体素子の製造に利用される高精
度の金属吸収体パターンを有するＸ線露光用マス
クの製作方法に関するものである。
度の金属吸収体パターンを有するＸ線露光用マス
クの製作方法に関するものである。
まず、Ｘ線露光用マスクの吸収体パターン形成
に関する従来技術を第１図によつて説明し、解決
すべき問題点を明確にする。第１図は、従来用い
られていた吸収体パターン形成方法の２つの代表
的な例を示す。
に関する従来技術を第１図によつて説明し、解決
すべき問題点を明確にする。第１図は、従来用い
られていた吸収体パターン形成方法の２つの代表
的な例を示す。
従来例(1)では、Si等の半導体結晶からなる基板
１の表面を被覆しているSiO2、Si3N4等の、いわ
ゆるマスク基板層２の上に、Ti、Cr、Mo等の金
属からなる第１層膜３と、Au等の金属吸収体か
らなる第２層膜４と、Ti、Cr、Mo、等の金属か
らなる第３層膜５とを堆積させた後、その表面上
にホトレジスト膜または電子線レジスト膜６を塗
布し、所要のパターンをレジスト膜６上に焼付け
て、第１図のａ−１に示すように、金属膜５の上
にレジストパターン６を形成する。次に、ａ−２
に示すように、レジストパターン６をマスクとし
て公知のCF4等のフレオン系ガスを用いたプラズ
マエツチング法により金属膜５に開孔し、さら
に、この金属膜５をマスクとして、これも公知で
あるイオンエツチング法またはスパツタエツチン
グ法により、ａ−３に示すように、金属膜４に開
孔した後、CCl2F2等の塩素系ガスを用いたプラ
ズマエツチング法により金属膜５および金属膜３
の不要部分を除去して、マスク基板層２の上に第
１図ａ−４に示すような所要の金属吸収体パター
ン４を得ている。
１の表面を被覆しているSiO2、Si3N4等の、いわ
ゆるマスク基板層２の上に、Ti、Cr、Mo等の金
属からなる第１層膜３と、Au等の金属吸収体か
らなる第２層膜４と、Ti、Cr、Mo、等の金属か
らなる第３層膜５とを堆積させた後、その表面上
にホトレジスト膜または電子線レジスト膜６を塗
布し、所要のパターンをレジスト膜６上に焼付け
て、第１図のａ−１に示すように、金属膜５の上
にレジストパターン６を形成する。次に、ａ−２
に示すように、レジストパターン６をマスクとし
て公知のCF4等のフレオン系ガスを用いたプラズ
マエツチング法により金属膜５に開孔し、さら
に、この金属膜５をマスクとして、これも公知で
あるイオンエツチング法またはスパツタエツチン
グ法により、ａ−３に示すように、金属膜４に開
孔した後、CCl2F2等の塩素系ガスを用いたプラ
ズマエツチング法により金属膜５および金属膜３
の不要部分を除去して、マスク基板層２の上に第
１図ａ−４に示すような所要の金属吸収体パター
ン４を得ている。
従来例(2)では、半導体基板１の表面を被覆して
いるマスク基板層２の上に金属膜３および金属膜
４を堆積させた後、その表面上に前記と同様の方
法で、第１図ｂ−１に示すように、レジストパタ
ーン６を形成する。次に、このレジストパターン
６をマスクとして真空蒸着法またはスパツタリン
グ法によつて、ｂ−２に示すように、金属膜５を
堆積させた後、公知のリフトオフ法を用いてレジ
ストパターン６およびその上の不要な金属膜５を
除去し、ｂ−３に示すような反転パターンを得
る。さらに、この金属膜パターン５をマスクとし
てイオンエツチング法またはスパツタエツチング
法により、ｂ−４に示すように、金属膜４に開孔
した後、CCl2F2等の塩素系ガスを用いたプラズ
マエツチング法により金属膜５および金属膜３の
不要部分を除去し、マスク基板層２の上に、第１
図ｂ−５に示すような所要のパターンの反転した
形の金属吸収体パターン４を得ている。
いるマスク基板層２の上に金属膜３および金属膜
４を堆積させた後、その表面上に前記と同様の方
法で、第１図ｂ−１に示すように、レジストパタ
ーン６を形成する。次に、このレジストパターン
６をマスクとして真空蒸着法またはスパツタリン
グ法によつて、ｂ−２に示すように、金属膜５を
堆積させた後、公知のリフトオフ法を用いてレジ
ストパターン６およびその上の不要な金属膜５を
除去し、ｂ−３に示すような反転パターンを得
る。さらに、この金属膜パターン５をマスクとし
てイオンエツチング法またはスパツタエツチング
法により、ｂ−４に示すように、金属膜４に開孔
した後、CCl2F2等の塩素系ガスを用いたプラズ
マエツチング法により金属膜５および金属膜３の
不要部分を除去し、マスク基板層２の上に、第１
図ｂ−５に示すような所要のパターンの反転した
形の金属吸収体パターン４を得ている。
以上述べたような、金属膜パターン５をマスク
としてイオンエツチング法またはスパツタエツチ
ング法により金属吸収体４に開孔する従来の吸収
体パターン形成方法は、吸収体パターンの膜厚が
0.1μｍ程度までならば余り問題がない。しか
し、一般にＸ線露光用マスクの吸収体パターン
は、コントラスト比を大きくとるために0.4μｍ
以上の厚膜であることが必要で、かつＸ線による
転写パターンのぼけ等を考慮した場合、パターン
側面の傾斜角θが90゜に近いものが要求される。
また、マスクパターンが１対１対応で転写される
ため、パターン精度およびその均一性についても
非常に厳格な要求が課せられる。これに対し、従
来の方法では、Ｘ線露光用マスクの吸収体パター
ンに課せられた規格、すなわち１μｍ前後の微細
なパターン寸法の吸収体を、±10％以下のパター
ン精度、均一性で、しかも高エツチフアクタ
（Tanθ）．を有するパターンに形成することは至
難であつた。
としてイオンエツチング法またはスパツタエツチ
ング法により金属吸収体４に開孔する従来の吸収
体パターン形成方法は、吸収体パターンの膜厚が
0.1μｍ程度までならば余り問題がない。しか
し、一般にＸ線露光用マスクの吸収体パターン
は、コントラスト比を大きくとるために0.4μｍ
以上の厚膜であることが必要で、かつＸ線による
転写パターンのぼけ等を考慮した場合、パターン
側面の傾斜角θが90゜に近いものが要求される。
また、マスクパターンが１対１対応で転写される
ため、パターン精度およびその均一性についても
非常に厳格な要求が課せられる。これに対し、従
来の方法では、Ｘ線露光用マスクの吸収体パター
ンに課せられた規格、すなわち１μｍ前後の微細
なパターン寸法の吸収体を、±10％以下のパター
ン精度、均一性で、しかも高エツチフアクタ
（Tanθ）．を有するパターンに形成することは至
難であつた。
その原因は、第１に、吸収体パターンのマスキ
ング材料として金属膜５が必要であり、この金属
膜５にプラズマエツチング法またはリフトオフ法
のいずれかの方法で孔明けを行なう必要があるか
らである。いわゆるプラズマエツチング法は、
CF4ガス等を高周波放電によりプラズマ化し、被
加工層をプラズマガスと反応させてガス化する方
法で、原理的には化学的エツチング法であり、エ
ツチング作用に指向性がないため、サイドエツチ
によるアンダーカツトの発生は避けられず、パタ
ーン変換差（パターン幅のずれ）が非常に大きい
（±0.3〜±0.5μｍ）。さらに、エツチングの均一
性についても、2inch径ウエハで±10％と悪く、
しかも金属膜中の不純物や結晶粒の大きさ等によ
るエツチングのむらやパターン形状、断面形状等
の品質低下が起りやすい。また、リフトオフ法で
は、金属膜５の厚さがレジストパターン６の膜厚
によつて制限され、一般にレジスト膜厚の20％以
下と言われている。しかも、金属膜５の蒸着時に
おける熱影響でレジスト膜の変形、変質を引起し
て金属膜パターン５の品質を低下させ、これを避
けるため蒸着温度を下げれば金属膜５の付着力が
減少するという問題がある。一方、電子ビームレ
ジスト等に見られるごとく、一般にレジストは、
耐熱性、形成膜厚等に制限があり、このため金属
膜の厚さやその形成条件等製作上に厳しい制約を
受ける。
ング材料として金属膜５が必要であり、この金属
膜５にプラズマエツチング法またはリフトオフ法
のいずれかの方法で孔明けを行なう必要があるか
らである。いわゆるプラズマエツチング法は、
CF4ガス等を高周波放電によりプラズマ化し、被
加工層をプラズマガスと反応させてガス化する方
法で、原理的には化学的エツチング法であり、エ
ツチング作用に指向性がないため、サイドエツチ
によるアンダーカツトの発生は避けられず、パタ
ーン変換差（パターン幅のずれ）が非常に大きい
（±0.3〜±0.5μｍ）。さらに、エツチングの均一
性についても、2inch径ウエハで±10％と悪く、
しかも金属膜中の不純物や結晶粒の大きさ等によ
るエツチングのむらやパターン形状、断面形状等
の品質低下が起りやすい。また、リフトオフ法で
は、金属膜５の厚さがレジストパターン６の膜厚
によつて制限され、一般にレジスト膜厚の20％以
下と言われている。しかも、金属膜５の蒸着時に
おける熱影響でレジスト膜の変形、変質を引起し
て金属膜パターン５の品質を低下させ、これを避
けるため蒸着温度を下げれば金属膜５の付着力が
減少するという問題がある。一方、電子ビームレ
ジスト等に見られるごとく、一般にレジストは、
耐熱性、形成膜厚等に制限があり、このため金属
膜の厚さやその形成条件等製作上に厳しい制約を
受ける。
第２に、イオンエツチング法やスパツタエツチ
ング法で吸収体パターン４を形成する際、マスク
となる金属膜５自体もエツチングされる。このた
め、パターン幅のずれは、被加工金属のエツチ速
度V2とマスク材料のエツチ速度V1との比V2／V1
に依存し、V2／V1＞１の場合、パターン幅の縮
小速度（片側）はマスク材料のエツチ速度の約４
倍になる。さらに、エツチフアクタ（tanθ）に
ついてもエツチ速度比V2／V1でほぼ決定され、
V2／V1＜１では非常に小さく、V2／V1＞１にな
ると不連続に増加するが、従来方法では、エツチ
フアクタ：2.75、パターン傾斜角θ：70゜程度が
限界であることは、周知の事実である。又、エツ
チングの均一性も、2inch径ウエハで±５〜±10
％と悪く、しかも、エツチングされたマスク材料
のエツチング面への再付着によるエツチ段差
（量）の変化のために、パターン幅、エツチ深さ
（膜厚）等のバラツキによるパターン精度の低下
を来たす問題もあり、微細、かつ高精度で均一性
の優れた吸収体パターンを形成するには多くの障
害がある。
ング法で吸収体パターン４を形成する際、マスク
となる金属膜５自体もエツチングされる。このた
め、パターン幅のずれは、被加工金属のエツチ速
度V2とマスク材料のエツチ速度V1との比V2／V1
に依存し、V2／V1＞１の場合、パターン幅の縮
小速度（片側）はマスク材料のエツチ速度の約４
倍になる。さらに、エツチフアクタ（tanθ）に
ついてもエツチ速度比V2／V1でほぼ決定され、
V2／V1＜１では非常に小さく、V2／V1＞１にな
ると不連続に増加するが、従来方法では、エツチ
フアクタ：2.75、パターン傾斜角θ：70゜程度が
限界であることは、周知の事実である。又、エツ
チングの均一性も、2inch径ウエハで±５〜±10
％と悪く、しかも、エツチングされたマスク材料
のエツチング面への再付着によるエツチ段差
（量）の変化のために、パターン幅、エツチ深さ
（膜厚）等のバラツキによるパターン精度の低下
を来たす問題もあり、微細、かつ高精度で均一性
の優れた吸収体パターンを形成するには多くの障
害がある。
さらに、上記方法により製作された従来のＸ線
露光用マスクは、使用中の洗浄等により吸収体パ
ターンが機械的損傷を受けやすく、精度の維持が
むずかしいという問題点を有していた。
露光用マスクは、使用中の洗浄等により吸収体パ
ターンが機械的損傷を受けやすく、精度の維持が
むずかしいという問題点を有していた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消
し、半導体基板上に膜厚0.4μｍ以上の金属吸収
体パターンを高精度、高傾斜角で形成することが
でき、かつ使用中の機械的損傷から金属吸収体パ
ターンを適切に保護することができるＸ線露光用
マスクの製作方法を提供することを目的とする。
し、半導体基板上に膜厚0.4μｍ以上の金属吸収
体パターンを高精度、高傾斜角で形成することが
でき、かつ使用中の機械的損傷から金属吸収体パ
ターンを適切に保護することができるＸ線露光用
マスクの製作方法を提供することを目的とする。
本発明の特徴は、半導体基板上に設けた任意の
下地膜の上に、等方性無機化合物または耐熱性有
機物からなる膜厚0.4μｍ以上のスペーサ膜を形
成し、このスペーサ膜にその上に任意の方法で形
成した金属膜パターンをマスクとして、プラズ
マ・スパツタ複合エツチング法を用いて開孔し、
しかる後、上記スペーサ膜パターンと同等または
それ以下の厚さに金属吸収体からなる金属厚膜を
任意の方法で堆積させ、上記スペーサ膜パターン
を残したまま、その上の金属膜パターンおよび金
属厚膜の不要部分を除去することによつて、半導
体基板上に所要の金属吸収体パターンを形成し、
半導体基板上に残された上記スペーサ膜パターン
を上記金属吸収体パターンとほぼ同等の膜厚にな
るまで除去した後、上記スペーサ膜パターンおよ
び金属吸収体パターンの表面全体を保護膜で被覆
して、金属吸収体パターンをスペーサ膜中に埋め
込んだ形とし、スペーサ膜を金属吸収体パターン
の補強に利用したことにある。
下地膜の上に、等方性無機化合物または耐熱性有
機物からなる膜厚0.4μｍ以上のスペーサ膜を形
成し、このスペーサ膜にその上に任意の方法で形
成した金属膜パターンをマスクとして、プラズ
マ・スパツタ複合エツチング法を用いて開孔し、
しかる後、上記スペーサ膜パターンと同等または
それ以下の厚さに金属吸収体からなる金属厚膜を
任意の方法で堆積させ、上記スペーサ膜パターン
を残したまま、その上の金属膜パターンおよび金
属厚膜の不要部分を除去することによつて、半導
体基板上に所要の金属吸収体パターンを形成し、
半導体基板上に残された上記スペーサ膜パターン
を上記金属吸収体パターンとほぼ同等の膜厚にな
るまで除去した後、上記スペーサ膜パターンおよ
び金属吸収体パターンの表面全体を保護膜で被覆
して、金属吸収体パターンをスペーサ膜中に埋め
込んだ形とし、スペーサ膜を金属吸収体パターン
の補強に利用したことにある。
プラズマ・スパツタ複合エツチング法は、本発
明者等により最近開発されたもので、CF4、C2F6
等のフレオン系ガスとC2H2、C2H4等の炭化水素
系ガスとの混合ガス（混合比５：１〜12：１、圧
力10-2〜10-1Torr）を平行電極間の高周波放電に
よりプラズマ化し、該プラズマガスの正イオンを
陰極付近に置かれた被加工層に衝突させることに
よるスパツタエツチングと該プラズマガスの反応
性による化学的エツチングとの複合作用により加
工を行なう方法であり、公知のプラズマエツチン
グ法が無方向性であるのに対し、このプラズマ・
スパツタ複合エツチング法は、エツチング作用に
強い指向性を有していて、サイドエツチによるア
ンダーカツトが少なく、パターン精度、均一性お
よびエツチフアクタの優れた加工面が得られ、ま
た、公知のスパツタエツチング法ではAr等の不
活性ガスを用いているのに対し、このプラズマ・
スパツタ複合エツチング法は、励起されたＦ、
Ｃ、Ｈ等のガス原子が被加工層と反応してこれを
ガス化する化学的エツチング作用を伴なうため、
エツチングされた材料の再付着によりパターン
幅、エツチ深さ等のバラツキを生ずることが少な
く、再付着によるパターン精度の低下がないとい
う特徴がある（プラズマ・スパツタ複合エツチン
グ法の詳細については、本出願人の出願に係る特
願昭51−30966号明細書を参照されたい）。
明者等により最近開発されたもので、CF4、C2F6
等のフレオン系ガスとC2H2、C2H4等の炭化水素
系ガスとの混合ガス（混合比５：１〜12：１、圧
力10-2〜10-1Torr）を平行電極間の高周波放電に
よりプラズマ化し、該プラズマガスの正イオンを
陰極付近に置かれた被加工層に衝突させることに
よるスパツタエツチングと該プラズマガスの反応
性による化学的エツチングとの複合作用により加
工を行なう方法であり、公知のプラズマエツチン
グ法が無方向性であるのに対し、このプラズマ・
スパツタ複合エツチング法は、エツチング作用に
強い指向性を有していて、サイドエツチによるア
ンダーカツトが少なく、パターン精度、均一性お
よびエツチフアクタの優れた加工面が得られ、ま
た、公知のスパツタエツチング法ではAr等の不
活性ガスを用いているのに対し、このプラズマ・
スパツタ複合エツチング法は、励起されたＦ、
Ｃ、Ｈ等のガス原子が被加工層と反応してこれを
ガス化する化学的エツチング作用を伴なうため、
エツチングされた材料の再付着によりパターン
幅、エツチ深さ等のバラツキを生ずることが少な
く、再付着によるパターン精度の低下がないとい
う特徴がある（プラズマ・スパツタ複合エツチン
グ法の詳細については、本出願人の出願に係る特
願昭51−30966号明細書を参照されたい）。
スペーサ膜の形成材料としては、SiO2、
Si3N4、PSG（リンガラス）等の等方性無機化合
物のほか、スペーサ膜上に形成される金属膜パタ
ーンの蒸着温度（200〜300℃）で変形、変質を生
じないような耐熱性有機物、たとえばポリイミ
ド、パリレン等も使用できる。これらの材料から
なるスペーサ膜にプラズマ・スパツタ複合エツチ
ング法を適用した場合、そのエツチ速度は、マス
クとなる金属膜パターンのエツチ速度に比べて約
10倍も大きく、このためマスク自体のエツチング
によるパターン幅のずれをきわめて小さくできる
だけでなく、スペーサ膜パターンの側面傾斜角に
ついても80゜以上の高傾斜角を得ることが容易で
あり、前述したプラズマ・スパツタ複合エツチン
グ法の特性を十分に生かすことができる。したが
つて、このスペーサ膜パターンの間に金属厚膜を
堆積させることにより、Ｘ線露光用マスクに要求
される規格を十分満足する高精度、高傾斜角の金
属吸収体パターンを容易に実現することができ
る。
Si3N4、PSG（リンガラス）等の等方性無機化合
物のほか、スペーサ膜上に形成される金属膜パタ
ーンの蒸着温度（200〜300℃）で変形、変質を生
じないような耐熱性有機物、たとえばポリイミ
ド、パリレン等も使用できる。これらの材料から
なるスペーサ膜にプラズマ・スパツタ複合エツチ
ング法を適用した場合、そのエツチ速度は、マス
クとなる金属膜パターンのエツチ速度に比べて約
10倍も大きく、このためマスク自体のエツチング
によるパターン幅のずれをきわめて小さくできる
だけでなく、スペーサ膜パターンの側面傾斜角に
ついても80゜以上の高傾斜角を得ることが容易で
あり、前述したプラズマ・スパツタ複合エツチン
グ法の特性を十分に生かすことができる。したが
つて、このスペーサ膜パターンの間に金属厚膜を
堆積させることにより、Ｘ線露光用マスクに要求
される規格を十分満足する高精度、高傾斜角の金
属吸収体パターンを容易に実現することができ
る。
スペーサ膜パターンのマスクとなる金属膜に
は、Ti、Ｖ、TiO2、V2O5等の金属またはその化
合物が用いられる。本発明は、プラズマ・スパツ
タ複合エツチングをを主としてスペーサ膜の開孔
に適用するものであるが、スペーサ膜の上に形成
する金属膜パターンの開孔にもこの方法を適用す
れば、公知の他の方法による場合に比べてより高
精度のマスクパターンを得ることができる。
は、Ti、Ｖ、TiO2、V2O5等の金属またはその化
合物が用いられる。本発明は、プラズマ・スパツ
タ複合エツチングをを主としてスペーサ膜の開孔
に適用するものであるが、スペーサ膜の上に形成
する金属膜パターンの開孔にもこの方法を適用す
れば、公知の他の方法による場合に比べてより高
精度のマスクパターンを得ることができる。
半導体基板上の下地膜は、スペーサ膜のエツチ
ング時に基板が損傷されるのを防ぐストツパ膜と
なるもので、多結晶Si、Ti、Ｖ、Cr、Mo等の金
属膜で構成される。
ング時に基板が損傷されるのを防ぐストツパ膜と
なるもので、多結晶Si、Ti、Ｖ、Cr、Mo等の金
属膜で構成される。
スペーサ膜パターンの上に堆積した不必要な金
属厚膜は、公知のリフトオフ法によつて除去する
ことができる。この際、スペーサ膜パターンを半
導体基板上に残して金属厚膜パターンをスペーサ
膜中に埋め込んだ形とし、スペーサ膜を金属厚膜
パターンの補強に利用するものである。
属厚膜は、公知のリフトオフ法によつて除去する
ことができる。この際、スペーサ膜パターンを半
導体基板上に残して金属厚膜パターンをスペーサ
膜中に埋め込んだ形とし、スペーサ膜を金属厚膜
パターンの補強に利用するものである。
以下、本発明の実施例を図に従つて説明する。
第２図は、本発明によりＸ線露光用マスクの金属
吸収体パターンを形成する工程を説明するための
断面図である。
第２図は、本発明によりＸ線露光用マスクの金属
吸収体パターンを形成する工程を説明するための
断面図である。
第２図ｃ−１に示すように、Si等の半導体結晶
からなる基板１の表面をSiO2、Si3、N4等のマス
ク基板層２で被覆し、このマスク基板層２の上に
複合エツチング用ストツパ膜となる多結晶Si、
Ti、Ｖ、Cr、Mo等の下地膜７を真空蒸着または
スパツタリングにより500〜1000Å程度の厚さに
堆積させる。この下地膜７上に、必要とする吸収
体膜厚より２〜３割増の厚さにSiO2、Si3N4、
PSG（リンガラス）等の等方性無機化合物または
ポリイミド等の耐熱性有機物からなるスペーサ膜
８をスパツタリング等で堆積させ、さらにその表
面上に、スペーサ膜８の複合エツチング用マスク
としてTi、Ｖ、Ti、O2、V2O5等の金属またはそ
の化合物からなる膜（以下、単に金属膜という）
５をスパツタリング等で堆積させる。ついで、金
属膜５の表面上にホトレジスト膜または電子線レ
ジスト膜６を塗布し、周知の方法によりパターニ
ングを行なつて、ｃ−２に示すようなレジストパ
ターン６を形成する。次に、プラズマ・スパツタ
複合エツチング法を用いて、ｃ−３に示すよう
に、金属膜５に開孔し、続いてこの金属膜パター
ン５をマスクとしてプラズマ・スパツタ複合エツ
チング法により、ｃ−４に示すように、スペーサ
膜８に開孔する。その後、スペーサ膜８上に残つ
た金属膜５および下地膜７の露出部をCCl2F2等
の塩素系ガスを用いた公知のプラズマエツチング
法で除去する。ｃ−５はこの状態を示す。次に、
ｃ−６に示すように、金属吸収体の下地膜として
の異種金属との接触電位差の大きいM0、Ag、
Ti、Cr等の金属膜９および金属吸収体としての
Au等の金属厚膜４をスパツタリング等で堆積さ
せた後、接触電位差により局部電池が形成され下
層膜のサイドエツチが大きくなるようなエツチン
グ液を用いて、ｃ−７に示すように、スペーサ膜
パターン８を残し、その上の金属膜９および金属
厚膜４の不要部分のみをリフトオフにより除去し
て所要の金属吸収体パターン４を基板上に形成す
る。この際、スペーサ膜８自体をエツチするエツ
チング液を用いて、ｃ−８に示すように、スペー
サ膜８をも除去してしまうと、従来のＸ線露光用
マスクと同様に基板上に残された金属吸収体パタ
ーン４が機械的損傷を受けやすくなる。
からなる基板１の表面をSiO2、Si3、N4等のマス
ク基板層２で被覆し、このマスク基板層２の上に
複合エツチング用ストツパ膜となる多結晶Si、
Ti、Ｖ、Cr、Mo等の下地膜７を真空蒸着または
スパツタリングにより500〜1000Å程度の厚さに
堆積させる。この下地膜７上に、必要とする吸収
体膜厚より２〜３割増の厚さにSiO2、Si3N4、
PSG（リンガラス）等の等方性無機化合物または
ポリイミド等の耐熱性有機物からなるスペーサ膜
８をスパツタリング等で堆積させ、さらにその表
面上に、スペーサ膜８の複合エツチング用マスク
としてTi、Ｖ、Ti、O2、V2O5等の金属またはそ
の化合物からなる膜（以下、単に金属膜という）
５をスパツタリング等で堆積させる。ついで、金
属膜５の表面上にホトレジスト膜または電子線レ
ジスト膜６を塗布し、周知の方法によりパターニ
ングを行なつて、ｃ−２に示すようなレジストパ
ターン６を形成する。次に、プラズマ・スパツタ
複合エツチング法を用いて、ｃ−３に示すよう
に、金属膜５に開孔し、続いてこの金属膜パター
ン５をマスクとしてプラズマ・スパツタ複合エツ
チング法により、ｃ−４に示すように、スペーサ
膜８に開孔する。その後、スペーサ膜８上に残つ
た金属膜５および下地膜７の露出部をCCl2F2等
の塩素系ガスを用いた公知のプラズマエツチング
法で除去する。ｃ−５はこの状態を示す。次に、
ｃ−６に示すように、金属吸収体の下地膜として
の異種金属との接触電位差の大きいM0、Ag、
Ti、Cr等の金属膜９および金属吸収体としての
Au等の金属厚膜４をスパツタリング等で堆積さ
せた後、接触電位差により局部電池が形成され下
層膜のサイドエツチが大きくなるようなエツチン
グ液を用いて、ｃ−７に示すように、スペーサ膜
パターン８を残し、その上の金属膜９および金属
厚膜４の不要部分のみをリフトオフにより除去し
て所要の金属吸収体パターン４を基板上に形成す
る。この際、スペーサ膜８自体をエツチするエツ
チング液を用いて、ｃ−８に示すように、スペー
サ膜８をも除去してしまうと、従来のＸ線露光用
マスクと同様に基板上に残された金属吸収体パタ
ーン４が機械的損傷を受けやすくなる。
第３図は、第２図のプロセスで得られるパター
ンの反転パターンを得るための工程の一例を示す
断面図である。
ンの反転パターンを得るための工程の一例を示す
断面図である。
第３図ｄ−１は、半導体基板１の表面を被覆し
ているマスク基板層２の上に、下地膜７、スペー
サ膜８および金属膜５を堆積させた後、金属膜５
上に周知の方法でレジストパターン６を形成した
状態を示している。次に、ｄ−２に示すように、
レジストパターン６をマスクとしてプラズマ・ス
パツタ複合エツチングに対し耐エツチ性の大きい
Cr、Al、Au等の金属膜１０を堆積させた後、公
知のリフトオフ法により、レジストパターン６お
よびその上の不必要な金属膜１０を除去し、ｄ−
３に示すような所要のパターンの反転パターンを
得る。次に、この金属膜パターン１０をマスクと
してプラズマ・スパツタ複合エツチング法によ
り、ｄ−４に示すように、金属膜５に開孔し、塩
素系ガスを用いた公知のプラズマエツチング法ま
たは化学エツチング液等により、ｄ−５に示すよ
うに、金属膜５上の不必要な金属膜１０のみを除
去する。このようにして得られた金属膜パターン
５をマスクとして用い、第２図ｃ−４以後の工程
を進めることによつて、基板上に所要のパターン
の反転した形の金属吸収体パターンが得られる。
ているマスク基板層２の上に、下地膜７、スペー
サ膜８および金属膜５を堆積させた後、金属膜５
上に周知の方法でレジストパターン６を形成した
状態を示している。次に、ｄ−２に示すように、
レジストパターン６をマスクとしてプラズマ・ス
パツタ複合エツチングに対し耐エツチ性の大きい
Cr、Al、Au等の金属膜１０を堆積させた後、公
知のリフトオフ法により、レジストパターン６お
よびその上の不必要な金属膜１０を除去し、ｄ−
３に示すような所要のパターンの反転パターンを
得る。次に、この金属膜パターン１０をマスクと
してプラズマ・スパツタ複合エツチング法によ
り、ｄ−４に示すように、金属膜５に開孔し、塩
素系ガスを用いた公知のプラズマエツチング法ま
たは化学エツチング液等により、ｄ−５に示すよ
うに、金属膜５上の不必要な金属膜１０のみを除
去する。このようにして得られた金属膜パターン
５をマスクとして用い、第２図ｃ−４以後の工程
を進めることによつて、基板上に所要のパターン
の反転した形の金属吸収体パターンが得られる。
第４図は、反転パターンを得るための工程の他
の例を示す断面図である。
の例を示す断面図である。
第４図ｅ−１に示すように、マスク基板層２上
に、下地膜７およびスペーサ膜８を堆積させ、ス
ペーサ膜８の表面上に周知の方法でレジストパタ
ーン６を形成する。次に、このレジストパターン
６をマスクとして、ｅ−２に示すように、金属膜
５を堆積させた後、公知のリフトオフ法を用いて
レジストパターン６およびその上の不必要な金属
膜５を除去し、ｅ−３に示すような所要のパター
ンの反転パターンを得る。この金属膜パターン５
を用いて第２図ｃ−４以後の工程を進めれば、所
要のパターンの反転した形の金属吸収体パターン
を基板上に形成することができる。
に、下地膜７およびスペーサ膜８を堆積させ、ス
ペーサ膜８の表面上に周知の方法でレジストパタ
ーン６を形成する。次に、このレジストパターン
６をマスクとして、ｅ−２に示すように、金属膜
５を堆積させた後、公知のリフトオフ法を用いて
レジストパターン６およびその上の不必要な金属
膜５を除去し、ｅ−３に示すような所要のパター
ンの反転パターンを得る。この金属膜パターン５
を用いて第２図ｃ−４以後の工程を進めれば、所
要のパターンの反転した形の金属吸収体パターン
を基板上に形成することができる。
第５図は、吸収体パターン埋め込み形マスクの
製作工程の一部を示す断面図である。
製作工程の一部を示す断面図である。
第２図ｃ−２〜ｃ−６の工程を経て、第５図ｆ
−１に示すように、マスク基板層２上にスペーサ
膜パターン８および金属吸収体パターン４を形成
する。次に、プラズマ・スパツタ複合エツチング
法またはスペーサ膜のみをエツチする化学エツチ
ング液を用いて、スペーサ膜パターン８を金属吸
収体パターン４とほぼ同等の膜厚になるまで除去
する。その後、金属吸収体パターン４およびスペ
ーサ膜パターン８の表面を全面にわたつて、
CVD法やスパツタリング法によるSi3N4膜あるい
はスピンコーテイング法によるパリレン膜等の耐
薬品性に富む透明な保護膜１１で被覆し、スペー
サ膜パターン８をマスク基板層の一部に利用し
て、ｆ−３に示すように、マスク基板層に埋め込
まれた所要の金属吸収体パターン４を得る。この
ような埋め込み形とすることによつてマスクの損
傷が防げ、洗浄も可能となる。
−１に示すように、マスク基板層２上にスペーサ
膜パターン８および金属吸収体パターン４を形成
する。次に、プラズマ・スパツタ複合エツチング
法またはスペーサ膜のみをエツチする化学エツチ
ング液を用いて、スペーサ膜パターン８を金属吸
収体パターン４とほぼ同等の膜厚になるまで除去
する。その後、金属吸収体パターン４およびスペ
ーサ膜パターン８の表面を全面にわたつて、
CVD法やスパツタリング法によるSi3N4膜あるい
はスピンコーテイング法によるパリレン膜等の耐
薬品性に富む透明な保護膜１１で被覆し、スペー
サ膜パターン８をマスク基板層の一部に利用し
て、ｆ−３に示すように、マスク基板層に埋め込
まれた所要の金属吸収体パターン４を得る。この
ような埋め込み形とすることによつてマスクの損
傷が防げ、洗浄も可能となる。
次に、本発明により金属吸収体パターンを形成
する場合のプラズマ・スパツタ複合エツチングの
施工条件と実験成績の一例を示す。
する場合のプラズマ・スパツタ複合エツチングの
施工条件と実験成績の一例を示す。
施工条件
使用ガス：C2F6＋C2H4（混合比12：１）
圧力：３×10-2Torr
高周波出力：200w
周波数：13.56MHZ電極間隔：35mm（試料は陰極
上に設置） 実験成積 パターン幅シフト量：0.1μｍ以下 エツチングの均一性：±５％以下／2inch wafer パターン側面傾斜角（θ）：80゜以上 エツチフアクタ（tanθ）：5.6以上 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、Ｘ線露光用マスクとして必要な膜厚0.4μｍ
以上の微細な金属吸収体パターンを高精度、高品
質（傾斜角80゜以上）で、しかも歩留りよく形成
することができ、かつ得られたＸ線露光用マスク
は、金属吸収体パターンがスペーサ膜中に埋め込
まれ、表面全体を保護膜で被覆されているので、
マスク使用中に摩擦によつて金属吸収体パターン
が損傷し精度を損なわれることがなく、取扱いが
容易であるという大きな利点がある。
上に設置） 実験成積 パターン幅シフト量：0.1μｍ以下 エツチングの均一性：±５％以下／2inch wafer パターン側面傾斜角（θ）：80゜以上 エツチフアクタ（tanθ）：5.6以上 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、Ｘ線露光用マスクとして必要な膜厚0.4μｍ
以上の微細な金属吸収体パターンを高精度、高品
質（傾斜角80゜以上）で、しかも歩留りよく形成
することができ、かつ得られたＸ線露光用マスク
は、金属吸収体パターンがスペーサ膜中に埋め込
まれ、表面全体を保護膜で被覆されているので、
マスク使用中に摩擦によつて金属吸収体パターン
が損傷し精度を損なわれることがなく、取扱いが
容易であるという大きな利点がある。
第１図は従来方法による金属吸収体パターン形
成プロセスの説明図、第２図は本発明による金属
吸収体パターン形成プロセスの一実施例の説明
図、第３図および第４図は第２図のプロセスで得
られるパターンの反転パターンを得るための工程
説明図、第５図は本発明による吸収体パターン埋
め込み形Ｘ線露光マスクの製作例を示す説明図で
ある。 符号の説明、１……半導体基板、２……マスク
基板層、４……金属厚膜、５……エツチングマス
ク用金属膜、６……レジスト膜、７……エツチン
グストツパ用下地膜、８……スペーサ膜、９……
リフトオフ用下地膜、１０……反転パターンマス
ク用金属膜、１１……保護膜。
成プロセスの説明図、第２図は本発明による金属
吸収体パターン形成プロセスの一実施例の説明
図、第３図および第４図は第２図のプロセスで得
られるパターンの反転パターンを得るための工程
説明図、第５図は本発明による吸収体パターン埋
め込み形Ｘ線露光マスクの製作例を示す説明図で
ある。 符号の説明、１……半導体基板、２……マスク
基板層、４……金属厚膜、５……エツチングマス
ク用金属膜、６……レジスト膜、７……エツチン
グストツパ用下地膜、８……スペーサ膜、９……
リフトオフ用下地膜、１０……反転パターンマス
ク用金属膜、１１……保護膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記(A)〜(F)の工程を含み、半導体基板上に膜
厚0.4μｍ以上の金属吸収体パターンを有するＸ
線露光用マスクを得ることを特徴とするＸ線露光
用マスクの製作方法。 (A) 半導体基板上に任意の下地膜と膜厚0.4μｍ
以上の等方性無機化合物または耐熱性有機物か
らなるスペーサ膜を形成する工程。 (B) 上記スペーサ膜の上に金属膜パターンを形成
する工程。 (C) フレオン系ガスと炭化水素系ガスとの混合ガ
スを高周波放電によりプラズマ化し、該プラズ
マガスの正イオンを陰極付近に置かれた被加工
層に衝突させることによるスパツタエツチング
と該プラズマガスの反応性による化学的エツチ
ングとの複合作用により、上記金属膜パターン
をマスクとして上記スペーサ膜に開孔し、スペ
ーサ膜パターンを形成する工程。 (D) 上記スペーサ膜パターンの間およびその上に
該スペーサ膜パターンと同等またはそれ以下の
厚さに金属吸収体からなる金属厚膜を堆積させ
る工程。 (E) 上記スペーサ膜パターンを残したまま、その
上の金属膜パターンおよび金属厚膜の不要部分
を除去し所要の金属吸収体パターンを形成する
工程。 (F) 半導体基板上に残された上記スペーサ膜パタ
ーンを上記金属吸収体パターンとほぼ同等の膜
厚になるまで除去した後、上記スペーサ膜パタ
ーンおよび金属吸収体パターンの表面全体を保
護膜で被覆する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8893778A JPS5516423A (en) | 1978-07-22 | 1978-07-22 | Forming method of thick metal film pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8893778A JPS5516423A (en) | 1978-07-22 | 1978-07-22 | Forming method of thick metal film pattern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5516423A JPS5516423A (en) | 1980-02-05 |
| JPS6237530B2 true JPS6237530B2 (ja) | 1987-08-13 |
Family
ID=13956791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8893778A Granted JPS5516423A (en) | 1978-07-22 | 1978-07-22 | Forming method of thick metal film pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5516423A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3119682A1 (de) * | 1981-05-18 | 1982-12-02 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | "verfahren zur herstellung einer maske fuer die mustererzeugung in lackschichten mittels strahlungslithographie" |
| JPS57211732A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-25 | Toshiba Corp | X ray exposing mask and manufacture thereof |
| JPH0682727B2 (ja) * | 1986-02-18 | 1994-10-19 | ホ−ヤ株式会社 | 検査用基板とその製造方法 |
| JPH0795506B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1995-10-11 | 株式会社日立製作所 | Ｘ線露光用マスクの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633857B2 (ja) * | 1972-12-31 | 1981-08-06 | ||
| JPS50132872A (ja) * | 1974-04-06 | 1975-10-21 |
-
1978
- 1978-07-22 JP JP8893778A patent/JPS5516423A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5516423A (en) | 1980-02-05 |
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