JP2000277496A - 金属薄膜のエッチング方法 - Google Patents
金属薄膜のエッチング方法Info
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- JP2000277496A JP2000277496A JP11124674A JP12467499A JP2000277496A JP 2000277496 A JP2000277496 A JP 2000277496A JP 11124674 A JP11124674 A JP 11124674A JP 12467499 A JP12467499 A JP 12467499A JP 2000277496 A JP2000277496 A JP 2000277496A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レジストと石英基板上のクロム薄膜とのエ
ッチング速度の選択比が高いエッチング方法を提供し、
また、LSIの高密度化、高集積化を可能とするエッチ
ング方法を提供することである。 【構成】 上部石英窓に誘導コイルアンテナを配置
し、トランスを経由して低周波発振器に結合した電極上
に前記基板を載置し、当該電極に平行な磁界中で金属薄
膜をエッチングすることを特徴とする。
ッチング速度の選択比が高いエッチング方法を提供し、
また、LSIの高密度化、高集積化を可能とするエッチ
ング方法を提供することである。 【構成】 上部石英窓に誘導コイルアンテナを配置
し、トランスを経由して低周波発振器に結合した電極上
に前記基板を載置し、当該電極に平行な磁界中で金属薄
膜をエッチングすることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネル、または、
半導体用ホトマスクを高精度でプラズマエッチングする
方法に関する。
半導体用ホトマスクを高精度でプラズマエッチングする
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体用ホトマスクを例にとり説明す
る。ホトマスクは石英基板上にクロムをスパッタ堆積
し、そのクロム薄膜上にレジストを塗布して電子線で集
積回路ICパターンの描画を行い、現像処理をした後フ
ッ素や塩素原子を含む反応性ガスのプラズマを用いてク
ロム薄膜をプラズマエッチングしてクロム薄膜による集
積回路パターンを石英基板上に形成する。
る。ホトマスクは石英基板上にクロムをスパッタ堆積
し、そのクロム薄膜上にレジストを塗布して電子線で集
積回路ICパターンの描画を行い、現像処理をした後フ
ッ素や塩素原子を含む反応性ガスのプラズマを用いてク
ロム薄膜をプラズマエッチングしてクロム薄膜による集
積回路パターンを石英基板上に形成する。
【0003】例えば、平行平板型の従来のプラズマエッ
チング方法は図7に示すように容量結合した電極上に、
絶縁性の石英基板マスクを載置してエッチングするた
め、プラズマ中の移動度が極めて高い電子の付着により
ホトマスクが負に帯電し、電離したエッチングガスの中
の正イオンがその負電位により加速されクロム薄膜に衝
撃して、クロム薄膜がエッチングされる。その結果、高
エネルギのイオン衝撃により、レジストが物理的、およ
び、化学的スパッタ作用を受け、レジストのエッチング
速度が大きくなり、クロム薄膜のエッチング速度を大幅
に上回り、レジスト膜のクロム薄膜に対するエッチング
速度の比、即ち、選択比が悪化するという欠点がある。
チング方法は図7に示すように容量結合した電極上に、
絶縁性の石英基板マスクを載置してエッチングするた
め、プラズマ中の移動度が極めて高い電子の付着により
ホトマスクが負に帯電し、電離したエッチングガスの中
の正イオンがその負電位により加速されクロム薄膜に衝
撃して、クロム薄膜がエッチングされる。その結果、高
エネルギのイオン衝撃により、レジストが物理的、およ
び、化学的スパッタ作用を受け、レジストのエッチング
速度が大きくなり、クロム薄膜のエッチング速度を大幅
に上回り、レジスト膜のクロム薄膜に対するエッチング
速度の比、即ち、選択比が悪化するという欠点がある。
【0004】ここでは平行平板型を例にしたが、マグネ
トロン型やECR(電子サイクロトロン共鳴)やICP
(誘導結合プラズマ)において、負バイアス印加電極上
での当該クロムマスクエッチングでも同様の選択比の劣
化が起こる。
トロン型やECR(電子サイクロトロン共鳴)やICP
(誘導結合プラズマ)において、負バイアス印加電極上
での当該クロムマスクエッチングでも同様の選択比の劣
化が起こる。
【0005】エッチング選択比が悪いと、レジストの幅
が後退し、描画時のパターン寸法を失うためパターン寸
法通りの高精度なクロムマスクパターンが得られなくな
り、LSIの高密度化、高集積化に重大な支障をきたす
という欠陥がある。
が後退し、描画時のパターン寸法を失うためパターン寸
法通りの高精度なクロムマスクパターンが得られなくな
り、LSIの高密度化、高集積化に重大な支障をきたす
という欠陥がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レジ
ストと石英基板上のクロム薄膜のエッチング速度の比、
即ち選択比が高いエッチング方法を提供し、また、LS
Iの高密度化、高集積化を可能とするエッチング方法を
提供することである。
ストと石英基板上のクロム薄膜のエッチング速度の比、
即ち選択比が高いエッチング方法を提供し、また、LS
Iの高密度化、高集積化を可能とするエッチング方法を
提供することである。
【0007】
【問題を解決するための手段】本発明は、上部石英窓に
誘導コイルアンテナを配置し、トランスを経由して低周
波発振器に結合した電極上に基板を載置し、当該電極に
平行な磁界中で正イオンと負イオンを交互に金属薄膜に
照射して、エッチングすることを特徴とする。
誘導コイルアンテナを配置し、トランスを経由して低周
波発振器に結合した電極上に基板を載置し、当該電極に
平行な磁界中で正イオンと負イオンを交互に金属薄膜に
照射して、エッチングすることを特徴とする。
【0008】
【実施例】本発明を図面を参照して説明する。図1は、
本発明の誘導型プラズマエッチング装置の縦断面図、図
2は、その平面図である。
本発明の誘導型プラズマエッチング装置の縦断面図、図
2は、その平面図である。
【0009】アルマイト処理された金属容器1と誘導電
場導入用の石英窓2からなるチャンバ5内の電極3にホ
トマスク4を載置してエッチングする。チャンバ5は真
空ポンプ6で排気され30mTorr程度に減圧され
る。
場導入用の石英窓2からなるチャンバ5内の電極3にホ
トマスク4を載置してエッチングする。チャンバ5は真
空ポンプ6で排気され30mTorr程度に減圧され
る。
【0010】石英窓2の上の一回巻きの誘導コイルアン
テナ7に接続された13.56MHzの発振器8と整合
器13によりチャンバ5内部に誘導結合プラズマ(IC
P)が発生する。一方、100KHzの発振器9はトラ
ンス10で直流分を除去して電極3に接続される。
テナ7に接続された13.56MHzの発振器8と整合
器13によりチャンバ5内部に誘導結合プラズマ(IC
P)が発生する。一方、100KHzの発振器9はトラ
ンス10で直流分を除去して電極3に接続される。
【0011】エッチングガスとして塩素をガス導入口1
2から供給する。アンテナを載せた石英基板の直下に生
じたプラズマ中では、塩素ガスは電子衝撃により次のよ
うに電離する。 Cl2→Cl2 ++e−
2から供給する。アンテナを載せた石英基板の直下に生
じたプラズマ中では、塩素ガスは電子衝撃により次のよ
うに電離する。 Cl2→Cl2 ++e−
【0012】しかし、下流に向うにつれ電子エネルギが
低下し、電子がCl2ガスに付着し、以下のように塩素
の負イオンを生じる。 Cl2+e−→2Cl−
低下し、電子がCl2ガスに付着し、以下のように塩素
の負イオンを生じる。 Cl2+e−→2Cl−
【0013】この塩素誘導結合プラズマの下流域でも、
まだ、多量の電子が存在する。この状態で石英基板上の
クロムをエッチングすると、絶縁性の石英基板上に電子
が付着し、負電位(自己バイアス電圧と呼ぶ)が生じ
る。この負電位によって、正イオンのCl2 +がレジス
ト回路パターンが形成されたクロムとレジストの両方を
高速にエッチングする。
まだ、多量の電子が存在する。この状態で石英基板上の
クロムをエッチングすると、絶縁性の石英基板上に電子
が付着し、負電位(自己バイアス電圧と呼ぶ)が生じ
る。この負電位によって、正イオンのCl2 +がレジス
ト回路パターンが形成されたクロムとレジストの両方を
高速にエッチングする。
【0014】一方、クロムマスクは高精度が要求される
光リソグラフィのレチクルと呼ばれ、傷やゴミの発生を
極力抑えられねばならない。
光リソグラフィのレチクルと呼ばれ、傷やゴミの発生を
極力抑えられねばならない。
【0015】従って、マスクは低周波電力と結合した電
極から0.1〜1mm程度離し、必ず非接触が要求され
る。その結果、マスク基板と電極基板との間に容量が生
じ、上記の負の自己バイアス電圧が更に大きく発生す
る。この自己バイアス電圧を抑制するには、プラズマ中
の電子を何らかの方法で除去する必要がある。
極から0.1〜1mm程度離し、必ず非接触が要求され
る。その結果、マスク基板と電極基板との間に容量が生
じ、上記の負の自己バイアス電圧が更に大きく発生す
る。この自己バイアス電圧を抑制するには、プラズマ中
の電子を何らかの方法で除去する必要がある。
【0016】そこで、チャンバ5の外部からマグネット
11で電極3に平行に磁界をかけプラズマ中の電子を補
促することによって自己バイアス電圧が低下し、負イオ
ンのCl−をクロムマスク石英基板に引き込むことが可
能となり、Cl−イオンをホトマスク4に有効に照射す
ることができる。
11で電極3に平行に磁界をかけプラズマ中の電子を補
促することによって自己バイアス電圧が低下し、負イオ
ンのCl−をクロムマスク石英基板に引き込むことが可
能となり、Cl−イオンをホトマスク4に有効に照射す
ることができる。
【0017】負イオンCl−を導入する目的は、Cl−
はCl原子に電子が付着したものなので、Cl原子は金
属と容易に反応し揮発性反応物を生成し、反応性が高い
が、正イオンCl2 +はCl原子に解離した後金属と反
応するので、反応性が低い。従ってCl−イオンはクロ
ムのエッチングを促進するのでレジストとのエッチング
の選択比が大きくなり高精度のエッチングが可能とな
る。
はCl原子に電子が付着したものなので、Cl原子は金
属と容易に反応し揮発性反応物を生成し、反応性が高い
が、正イオンCl2 +はCl原子に解離した後金属と反
応するので、反応性が低い。従ってCl−イオンはクロ
ムのエッチングを促進するのでレジストとのエッチング
の選択比が大きくなり高精度のエッチングが可能とな
る。
【0018】図3は、電極3をアンテナ7とのギャップ
Gの変化に対して、プローブに正電圧を印加した時の十
電流I+と、負電圧を印加した時の−電流I−の比I+
/I−を測定した結果である。従って、I+は負イオン
電流と電子電流の和を示し、I−は正イオン電流を示
す。ギャップが18cmの時I+=I−になった。つま
り、I+電流中の電子が除去された結果、I+電流は、
負イオンのみとなり、プラズマの電荷中性条件より正イ
オン電流と等しい値となる。
Gの変化に対して、プローブに正電圧を印加した時の十
電流I+と、負電圧を印加した時の−電流I−の比I+
/I−を測定した結果である。従って、I+は負イオン
電流と電子電流の和を示し、I−は正イオン電流を示
す。ギャップが18cmの時I+=I−になった。つま
り、I+電流中の電子が除去された結果、I+電流は、
負イオンのみとなり、プラズマの電荷中性条件より正イ
オン電流と等しい値となる。
【0019】図4は、エッチングの選択比の実験結果で
ある。ギャップ18cmで選択比は最大となり図4の結
果と一致した。これは、正イオンと負イオンの各電流比
が最小になる電極位置が最大の選択比が得られることを
示している。
ある。ギャップ18cmで選択比は最大となり図4の結
果と一致した。これは、正イオンと負イオンの各電流比
が最小になる電極位置が最大の選択比が得られることを
示している。
【0020】この結果は、次のように考えられる。ま
ず、15cmより上流では、重いイオン種であるCl2
+イオンが主なイオン種であるため、クロムもエッチン
グするが、レジストに対する衝撃も大きく、選択性が悪
くなる。
ず、15cmより上流では、重いイオン種であるCl2
+イオンが主なイオン種であるため、クロムもエッチン
グするが、レジストに対する衝撃も大きく、選択性が悪
くなる。
【0021】また、20cmより下流では、正負の両イ
オン共に量が少なくなり、エッチング速度が落ちエッチ
ング時間が短くなる。そのため、レジストの温度が上昇
し、やはり選択性が低下したと考えられる。石英窓2と
電極3のギャップは、15〜20cmにすると選択性が
よく高精度のエッチングが可能となる。
オン共に量が少なくなり、エッチング速度が落ちエッチ
ング時間が短くなる。そのため、レジストの温度が上昇
し、やはり選択性が低下したと考えられる。石英窓2と
電極3のギャップは、15〜20cmにすると選択性が
よく高精度のエッチングが可能となる。
【0022】図5は、正イオンと負イオン照射を説明す
る接地電位に対する波形である。(a)は磁場印加前、
(b)は磁場印加後の図である。低周波発振器9の出力
がトランス10を介して電極3に接続され、正のサイク
ル15で負イオンが負のサイクル16で正イオンが基板
に流入する。この、低周波発振器として、100kHz
から800kHzの周波数を用いた。電極3に平行な磁
界による電子の補促が大きくなれば正負イオンの照射量
が均衡し、最大のエッチング選択比が得られるようにな
る。
る接地電位に対する波形である。(a)は磁場印加前、
(b)は磁場印加後の図である。低周波発振器9の出力
がトランス10を介して電極3に接続され、正のサイク
ル15で負イオンが負のサイクル16で正イオンが基板
に流入する。この、低周波発振器として、100kHz
から800kHzの周波数を用いた。電極3に平行な磁
界による電子の補促が大きくなれば正負イオンの照射量
が均衡し、最大のエッチング選択比が得られるようにな
る。
【0023】図6は、エッチング前のホトマスク4の断
面図である。ホトマスク4は、一辺が152mmの正方
形で厚み6.25mmの石英基板17の上に1000Å
のクロム18とパターンニングされたレジスト19から
成る。
面図である。ホトマスク4は、一辺が152mmの正方
形で厚み6.25mmの石英基板17の上に1000Å
のクロム18とパターンニングされたレジスト19から
成る。
【0024】上記説明では、半導体のホトマスクのクロ
ムのエッチングの場合について述べたが、液晶パネルの
金属薄膜、または、液晶パネル用ホトマスクのエッチン
グについても全く同様に本発明を実現できることは明ら
かである。
ムのエッチングの場合について述べたが、液晶パネルの
金属薄膜、または、液晶パネル用ホトマスクのエッチン
グについても全く同様に本発明を実現できることは明ら
かである。
【0025】また、上記説明では、金属薄膜がクロムの
場合について述べたが、モルブデンシリサイド、また
は、アルミニューム等、他の金属薄膜についても全く同
様に本発明を実現できることは明らかである。
場合について述べたが、モルブデンシリサイド、また
は、アルミニューム等、他の金属薄膜についても全く同
様に本発明を実現できることは明らかである。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は次のよう
な効果を奏するものである。
な効果を奏するものである。
【0027】レジストとクロムのエッチング選択比が高
く、高精度クロムマスクを実現し、LSIの高密度化・
高集積化を可能とする。
く、高精度クロムマスクを実現し、LSIの高密度化・
高集積化を可能とする。
【図1】本発明の誘導型プラズマエッチング装置の縦断
面図である。
面図である。
【図2】本発明の装置の平面図である。
【図3】電極高さに対する電流比I+/I−の測定した
結果である。
結果である。
【図4】エッチング選択比の実験結果である。
【図5】正/負イオン照射の説明図である。
【図6】エッチング前のホトマスクの断面図である。
【図7】従来の容量結合型プラズマエッチング装置の断
面図である。
面図である。
1…金属容器、2…石英窓、3…電極、4…ホトマス
ク、7…誘導コイルアンテナ、8,9…発振器、10…
トランス、11…マグネット、13…整合器、17…石
英基板、18…クロム、19…レジスト、20…発振
器、21…コンデンサ、23…下部電極、24…上部電
極。
ク、7…誘導コイルアンテナ、8,9…発振器、10…
トランス、11…マグネット、13…整合器、17…石
英基板、18…クロム、19…レジスト、20…発振
器、21…コンデンサ、23…下部電極、24…上部電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K057 DA13 DB01 DB02 DB05 DB08 DD05 DE01 DG16 DM01 DM24 DM31 DM33 DM40 DN01 5F004 AA02 BA20 BB13 BB18 DA04 DB08 DB09 DB16 DB18 EB07
Claims (5)
- 【請求項1】 レジストで集積回路パターンが形成され
た絶縁基板上の金属薄膜をハロゲン元素を含んだガスの
プラズマでエッチングする方法において、上部石英窓に
誘導コイルアンテナを配置し、トランスを経由して低周
波発振器に結合した電極上に前記基板を載置し、当該電
極に平行な磁界中で金属薄膜をエッチングすることを特
徴としたエッチング方法。 - 【請求項2】 当該ハロゲン元素を含んだガスプラズマ
中の正イオンと負イオンを負電圧と正電圧により互々に
加速して前記金属薄膜に衝撃することによりエッチング
することを特徴とした前記請求項1記載のエッチング方
法。 - 【請求項3】 当該ハロゲン元素を含んだガスプラズマ
中の正イオンと負イオンの電流比が最小となる電極位置
において前記金属薄膜をエッチングすることを特徴とし
た前記請求項1記載のエッチング方法。 - 【請求項4】 当該基板に平行な磁界が200ガウス以
下であることを特徴とした前記請求項1記載のエッチン
グ方法。 - 【請求項5】 当該石英窓と電極のギャップが15〜2
0cmであることを特徴とした前記請求項1記載のエッ
チング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11124674A JP2000277496A (ja) | 1999-03-27 | 1999-03-27 | 金属薄膜のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11124674A JP2000277496A (ja) | 1999-03-27 | 1999-03-27 | 金属薄膜のエッチング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000277496A true JP2000277496A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=14891266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11124674A Pending JP2000277496A (ja) | 1999-03-27 | 1999-03-27 | 金属薄膜のエッチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000277496A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004012483A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-05 | Plasmart Co. Ltd. | Inductively coupled plasma generator having lower aspect ratio |
WO2004099875A2 (en) * | 2003-05-05 | 2004-11-18 | Unaxis Usa Inc. | Etching of chromium layers on photomasks utilizing high density plasma and low frequency rf bias |
KR100510279B1 (ko) * | 2001-04-12 | 2005-08-30 | (주)울텍 | 고밀도 플라즈마 발생원 및 방법 |
KR100644181B1 (ko) | 2004-04-29 | 2006-11-10 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 전자 부착을 이용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법 |
-
1999
- 1999-03-27 JP JP11124674A patent/JP2000277496A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100510279B1 (ko) * | 2001-04-12 | 2005-08-30 | (주)울텍 | 고밀도 플라즈마 발생원 및 방법 |
WO2004012483A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-05 | Plasmart Co. Ltd. | Inductively coupled plasma generator having lower aspect ratio |
US7088047B2 (en) | 2002-07-26 | 2006-08-08 | Plasmart Co. Ltd. | Inductively coupled plasma generator having low aspect ratio |
WO2004099875A2 (en) * | 2003-05-05 | 2004-11-18 | Unaxis Usa Inc. | Etching of chromium layers on photomasks utilizing high density plasma and low frequency rf bias |
WO2004099875A3 (en) * | 2003-05-05 | 2005-06-30 | Unaxis Usa Inc | Etching of chromium layers on photomasks utilizing high density plasma and low frequency rf bias |
KR100644181B1 (ko) | 2004-04-29 | 2006-11-10 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 전자 부착을 이용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 방법 |
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