JPH0936099A - Dry etching - Google Patents
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- JPH0936099A JPH0936099A JP20520195A JP20520195A JPH0936099A JP H0936099 A JPH0936099 A JP H0936099A JP 20520195 A JP20520195 A JP 20520195A JP 20520195 A JP20520195 A JP 20520195A JP H0936099 A JPH0936099 A JP H0936099A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
方法に係わり、特にＸ線露光用マスクの製造等に必要な
重金属を含む被加工膜をエッチングするドライエッチン
グ方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method, and more particularly to a dry etching method for etching a work film containing a heavy metal necessary for manufacturing an X-ray exposure mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスのパターンサイズ
は益々微細化の一途を辿っている。この微細化に伴い、
回路パターンを露光基板上に転写するリソグラフィ技術
には、さらなる高精度化が要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, the pattern size of semiconductor devices has become smaller and smaller. With this miniaturization,
The lithography technique for transferring a circuit pattern onto an exposure substrate requires higher precision.
【０００３】光リソグラフィ技術は、露光光源の短波長
化，レジストの高感度化，位相シフトマスクや超解像技
術の導入により、０．１５μｍ程度のデバイスに適用す
る展望が開かれた。しかし、光リソグラフィには、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ等の短波長光学系の確立，レジストの
開発，マスクの欠陥検査・修正技術の確立など克服すべ
き課題が多い。The photolithography technology has been opened to the prospect of being applied to devices of about 0.15 μm by shortening the wavelength of the exposure light source, increasing the sensitivity of the resist, and introducing the phase shift mask and the super-resolution technology. However, for optical lithography, Ar
There are many issues to be overcome such as establishment of short wavelength optical system such as F excimer laser, development of resist, establishment of mask defect inspection / correction technology.
【０００４】一方、光リソグラフィに代わる微細加工技
術としての電子ビーム（ＥＢ）直接描画では、キャラク
タ・プロジェクション法による高速化の開発が推進され
ている。しかし、描画精度，スループットの両方を満足
することは必ずしも容易ではない。そのため、光リソグ
ラフィの次の世代を担う技術として、Ｘ線リソグラフィ
が有望視されている。On the other hand, in the electron beam (EB) direct writing as a fine processing technique replacing the optical lithography, development of high speed by the character projection method is being promoted. However, it is not always easy to satisfy both drawing accuracy and throughput. Therefore, X-ray lithography is regarded as a promising technology as a technology for the next generation of optical lithography.
【０００５】Ｘ線は従来の露光光に比べて波長が遥かに
短いため、回折の影響が非常に小さい。そして、光源と
して放射光を用いることにより、光リソグラフィの課題
であるフォーカスマージンを大きくすることができる。
しかし、Ｘ線はあらゆる材料に対して屈折率がほぼ１で
あるため屈折光学系が使えず、現在は等倍転写が主流で
ある。従って、Ｘ線マスクのＸ線吸収体パターンには実
デバイスと同サイズのパターン形成が要求される。これ
らの経緯から、Ｘ線リソグラフィが克服しなければなら
ない課題の一つに、Ｘ線吸収体の微細加工技術の確立が
挙げられる。Since the wavelength of X-rays is much shorter than that of conventional exposure light, the influence of diffraction is very small. Then, by using the emitted light as the light source, the focus margin, which is a problem of the photolithography, can be increased.
However, since the refractive index of X-rays is almost 1 for all materials, the refraction optical system cannot be used, and at present, the same-size transfer is the mainstream. Therefore, the X-ray absorber pattern of the X-ray mask is required to be formed in the same size as the actual device. From these circumstances, one of the problems that the X-ray lithography must overcome is establishment of a fine processing technique for the X-ray absorber.
【０００６】Ｘ線吸収体には十分なＸ線阻止能力が必要
とされるため、重金属材料が用いられる。Ｘ線吸収体の
所望のパターンの形成は、重金属膜上のレジストにＥＢ
描画することによって行われるが、重金属膜上でのＥＢ
描画においては、電子の後方散乱及びレジスト膜中での
前方散乱によるビームの広がりに起因するコントラスト
の低下が著しく、解像力が低下する。これを回避する方
法の一つは、レジストの膜厚を薄くすることである。一
般に、レジストと重金属とのエッチング選択比は高くと
れないので、薄膜レジスト単層ではＸ線吸収体の加工は
難しく、重金属と高い選択比を有するエッチング用マス
クの導入が必要となる。A heavy metal material is used because an X-ray absorber is required to have a sufficient X-ray blocking ability. The desired pattern of the X-ray absorber is formed by EB on the resist on the heavy metal film.
Although it is done by drawing, EB on the heavy metal film
In writing, the contrast is significantly reduced due to the spread of the beam due to the backscattering of electrons and the forward scattering in the resist film, and the resolution is lowered. One way to avoid this is to reduce the film thickness of the resist. Generally, since the etching selectivity between the resist and the heavy metal cannot be high, it is difficult to process the X-ray absorber with a thin film resist single layer, and it is necessary to introduce an etching mask having a high selectivity with the heavy metal.
【０００７】Ｘ線吸収体としてＷ系の材料を用いる場合
は、一般にエッチングにはＥＣＲ法，マグネトロンＲＩ
Ｅ法，及び平行平板型ＲＩＥ法が用いられ、ＳＦ6 とＣ
ＨＦ 3 の混合ガスが反応性ガスとして使用される。この
系でエッチングを行う場合、レジストの下に置くエッチ
ングマスク材料として、Ｗ系の材料とのエッチング選択
性に優れた酸化アルミニウム，Ｃｒなどが用いられてき
た。これらエッチングマスク材料は該エッチング選択性
に極めて優れていることから極く薄膜（５０ｎｍ程度）
でよく、レジストをマスクとし、Ｃｌ系ガスを用いたド
ライエッチングにより、比較的容易にパターン形成され
る。When a W-based material is used as the X-ray absorber
In general, for etching, ECR method, magnetron RI
E method and parallel plate type RIE method are used.6And C
HF ThreeIs used as the reactive gas. this
Etching to be placed under the resist when etching with a system
As a masking material, etching selection with W-based material
Aluminum oxide, Cr, etc., which have excellent properties, have been used
Was. These etching mask materials have different etching selectivity.
Extremely thin film (about 50 nm)
The resist may be used as a mask and a Cl-based gas may be used.
Patterning is relatively easy with ly etching
You.
【０００８】しかし、Ｃｌ系ガスによるエッチング後
に、残留物が重金属膜（Ｘ線吸収体）上に少量でもある
と、選択性に優れることが逆に障害となり、エッチング
欠陥発生の原因となる。また、下地のＸ線吸収体がＣｌ
系ガスと反応することにより、Ｗやその合金の塩化物が
表面に生成し、同様にエッチング欠陥の原因となる。However, if a small amount of residue is left on the heavy metal film (X-ray absorber) after etching with a Cl-based gas, the excellent selectivity is an obstacle to the occurrence of etching defects. Also, the underlying X-ray absorber is Cl
By reacting with the system gas, chloride of W or its alloy is generated on the surface, which also causes etching defects.
【０００９】ＷやＷを含有する合金の垂直な側壁形状を
持つ微細パターンを得るためには、低温，低圧でのエッ
チングが有効である。また、ＣＨＦ3 は主に側壁保護材
の供給源として用いられるが、フロロカーボン系の重合
膜の過剰な堆積を避けるために、その混合率は適度に抑
える必要がある。このようなエッチング条件を採用する
ことにより、０．１μｍレベルのＸ線吸収体の加工があ
る程度行えることは、これまでに究明されてきた。しか
し、先に述べたマスク材のエッチング残留物やＷ系の塩
化物が難エッチング層となり、これらに起因するエッチ
ング欠陥の生成が問題となっている。Etching at low temperature and low pressure is effective for obtaining a fine pattern having a vertical side wall shape of W or an alloy containing W. Further, CHF 3 is mainly used as a supply source of the side wall protective material, but its mixing ratio needs to be appropriately suppressed in order to avoid excessive deposition of the fluorocarbon polymer film. It has been clarified up to now that the X-ray absorber at the level of 0.1 μm can be processed to some extent by adopting such etching conditions. However, the above-mentioned etching residue of the mask material and the W-based chloride form a difficult-to-etch layer, which causes a problem of generation of etching defects.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】このように従来、薄膜
をマスクとして用いる重金属膜のエッチングでは、重金
属膜のエッチングに先立ってマスク形成のための薄膜の
エッチングを行う必要があるが、このエッチング終了段
階で重金属膜上に薄膜マスクの残留物或いは難エッチン
グ層が生じる。そして、残留物或いは難エッチング層が
重金属膜のエッチングを阻害する大きな要因となってい
た。As described above, in the conventional etching of the heavy metal film using the thin film as a mask, it is necessary to perform the etching of the thin film for mask formation prior to the etching of the heavy metal film. In the step, the residue of the thin film mask or the difficult etching layer is formed on the heavy metal film. The residue or the difficult-to-etch layer has been a major factor that hinders the etching of the heavy metal film.
【００１１】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、重金属膜上の残留物或
いは難エッチング層に起因するエッチング欠陥の発生を
防止することができ、重金属膜を無欠陥、かつ垂直な側
壁形状を有するパターンに形成することができるドライ
エッチング方法を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to prevent the occurrence of etching defects due to the residue on the heavy metal film or the difficult-to-etch layer. It is an object of the present invention to provide a dry etching method capable of forming a heavy metal film in a pattern having no defect and a vertical sidewall shape.
【００１２】[0012]
（概要）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。(Summary) In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
【００１３】即ち本発明は、反応性ガスとしてＣＨＦ3
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、エッチングの
前半と後半でＣＨＦ3 とＳＦ6 の混合比を変え、エッチ
ング前半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める
割合を小さくしたことを特徴とする。That is, the present invention uses CHF 3 as the reactive gas.
In and dry etching method for etching a workpiece film containing heavy metals by using a SF 6, changing the mixing ratio of CHF 3 and SF 6 in the first half and the second half of the etching, than the first half etching CHF 3 in the way of the second half etching It is characterized by reducing the proportion.
【００１４】また本発明は、反応性ガスとしてＣＨＦ3
及びＳＦ6 を用いて重金属を含有した被加工膜をエッチ
ングするドライエッチング方法において、第１段階のエ
ッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める
割合を７０％以上とし、これに続く第２段階のエッチン
グでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を
第１段階のそれよりも小さくしたことを特徴とする。In the present invention, CHF 3 is used as the reactive gas.
In and dry etching method for etching a workpiece film containing heavy metals by using a SF 6, in the etching of the first step the proportion of CHF 3 flow rate of the reaction gas was 70% or more, the second following this The etching in the step is characterized in that the proportion of the CHF 3 supply flow rate in the reactive gas is smaller than that in the first step.
【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 被加工膜を選択エッチングするためのマスクを、反
応性ガスとしてＣｌ系ガスを使用するドライエッチング
により形成した薄膜パターンで作成すること。 (2) マスクである薄膜パターンが、Ｃｒ或いはＣｒの化
合物であること。 (3) マスクである薄膜パターンが、Ａｌ或いはＡｌの化
合物であること。 (4) 被加工膜は、Ｗ或いはＷを含有する材料であるこ
と。 (5) 第１段階のエッチングの反応性ガスとして、ＣＨＦ
3 に換えＣＦ4 及びＨ2混合ガスを用いること。 (6) 第１及び第２段階の両者或いはいずれか一方のエッ
チングの反応性ガスとして、ＳＦ6 に換えＸｅＦ2 を用
いること。 (7) 第２段階のエッチングで、基板温度を０℃以下に冷
却すること。 (8) 第２段階のエッチングで、反応性ガス中のＣＨＦ3
供給流量の占める割合を７０％以下、より望ましくは５
０％以下に設定すること。 (9) 本発明のドライエッチング方法をＸ線吸収体のエッ
チングに適用して、Ｘ線露光用マスクを製作すること。 （作用）Ｃｒ，Ａｌ等の金属薄膜をマスクとし、Ｗ等の
重金属膜（被加工膜）をＣＨＦ3 及びＳＦ6 混合ガスを
反応性ガスとしてエッチングする場合は、主にＣＨＦ3
が側壁保護材として働き、ＳＦ6 がエッチング種供給材
として働く。上記の金属薄膜をＣｌ系ガスを反応ガスと
してドライエッチングする場合、その下地である重金属
膜上にエッチング残渣が残ったり、重金属の塩化物から
なる難エッチング層が形成されることがある。これら難
エッチング層は極めて薄いものであるが、この部分でＳ
Ｆ6 が供給するＦラジカルと重金属材料との反応が阻害
されるため、欠陥生成の原因となる。Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) A mask for selectively etching a film to be processed is formed by a thin film pattern formed by dry etching using a Cl-based gas as a reactive gas. (2) The thin film pattern that is the mask must be Cr or a compound of Cr. (3) The thin film pattern that is the mask is Al or a compound of Al. (4) The film to be processed must be W or a material containing W. (5) CHF is used as a reactive gas for the first-stage etching.
Use a mixed gas of CF 4 and H 2 instead of 3. (6) Use XeF 2 instead of SF 6 as the reactive gas for the etching in both the first and / or second steps. (7) Cool the substrate temperature to 0 ° C or lower in the second etching. (8) CHF 3 in the reactive gas in the second stage etching
The ratio of the supply flow rate is 70% or less, more preferably 5
Set it to 0% or less. (9) The dry etching method of the present invention is applied to the etching of an X-ray absorber to produce an X-ray exposure mask. (Function) When a metal thin film such as Cr or Al is used as a mask and a heavy metal film (working film) such as W is etched using a mixed gas of CHF 3 and SF 6 as a reactive gas, CHF 3 is mainly used.
Acts as a sidewall protective material, and SF 6 acts as an etching seed supply material. When the above metal thin film is dry-etched using a Cl-based gas as a reaction gas, an etching residue may remain on the underlying heavy metal film, or a difficult-etching layer made of a heavy metal chloride may be formed. These difficult-to-etch layers are extremely thin, but S
The reaction between the F radicals supplied by F 6 and the heavy metal material is hindered, which causes defect generation.
【００１６】本発明者らが上記の難エッチング層のエッ
チング状況を調べた結果、反応性ガス中のＣＨＦ3 混合
率を上昇させると、この層のエッチング速度が上昇する
ことを見出した。即ち、この難エッチング層の除去に
は、ＣＨＦ3 を主体としたエッチングが有効であるのが
判明した。ＳＦ6 自体は難エッチング層の除去に直接寄
与しないが、ＳＦ6 が加わることにより重金属のエッチ
ングが進行するため、塩化物及び残渣の除去が円滑に行
われる。As a result of examining the etching conditions of the above-mentioned difficult-to-etch layer, the present inventors have found that increasing the CHF 3 mixing ratio in the reactive gas increases the etching rate of this layer. That is, it was found that etching mainly containing CHF 3 is effective for removing the difficult etching layer. SF 6 itself does not directly contribute to the removal of the difficult-to-etch layer, but the addition of SF 6 advances the etching of the heavy metal, so that chloride and residue can be removed smoothly.
【００１７】そして、本発明者らの更なる鋭意研究及び
実験の結果、上記の残渣や難エッチング層を除去してエ
ッチング欠陥の発生を防止するには、反応性ガス（ＣＨ
Ｆ3＋ＳＦ6 ）中のＣＨＦ3 供給流量の占める割合を７
０％以上とすればよいのが分かった。但し、ＣＨＦ3 供
給流量の占める割合を７０％以上に大きくしたのでは、
側壁保護材としての重合膜の過剰な堆積が生じるので望
ましくない。そこで本発明では、エッチング初期にＣＨ
Ｆ3 の割合を大きくし、その後にＣＨＦ3 の割合を小さ
くすることにより、残渣や難エッチング層の除去と共
に、垂直側壁の形成を可能としている。As a result of further intensive studies and experiments by the present inventors, in order to prevent the above-mentioned residue and difficult-to-etch layer from being removed to prevent the generation of etching defects, a reactive gas (CH 3
The ratio of the CHF 3 supply flow rate in F 3 + SF 6 ) is 7
It was found that it should be 0% or more. However, if the ratio of CHF 3 supply flow rate is increased to 70% or more,
It is not desirable because it causes excessive deposition of the polymerized film as the side wall protective material. Therefore, in the present invention, CH is added at the initial stage of etching.
By increasing the proportion of F 3 and then reducing the proportion of CHF 3 , it is possible to remove the residue and the difficult-to-etch layer and form vertical sidewalls.
【００１８】このように本発明では、第１の工程として
ＣＨＦ3 含有率の高いエッチング条件を採用し重金属表
面の難エッチングを除去する。次に、第２の工程として
ＣＨＦ3 含有率が第１の工程より低い条件で、かつ必要
に応じて基板温度を低下させ側壁保護効果を増すことに
より、パターンの垂直性に優れ、欠陥の少ない重金属エ
ッチングを行うことが可能となる。なお、同様の効果は
ＣＦ4 及びＨ2 混合ガスでも期待される。As described above, in the present invention, as the first step, the etching condition having a high CHF 3 content is adopted to remove the difficult etching on the surface of the heavy metal. Next, in the second step, the CHF 3 content is lower than in the first step, and by lowering the substrate temperature as necessary to increase the side wall protection effect, the verticality of the pattern is excellent and the number of defects is small. It is possible to perform heavy metal etching. A similar effect is expected with a mixed gas of CF 4 and H 2 .
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係わるＸ線
マスクの製造工程を示す断面図である。まず、高周波加
熱方式のＬＰＣＶＤ装置を用い、グラファイトにＳｉＣ
をコーティングしたサセプタ上に、厚さ６００μｍ、面
方位（１００）の両面研磨した３インチＳｉ基板を設置
する。１１００℃でＨＣｌガスによりＳｉ基板の気相エ
ッチングを施すことにより、Ｓｉ基板上に存在する自然
酸化膜及び重金属類の汚染物を除去した。これにより、
Ｓｉ基板表面清浄化処理が完了する。FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of an X-ray mask according to an embodiment of the present invention. First, using a high frequency heating type LPCVD apparatus, SiC is added to graphite.
On the susceptor coated with, a 3-inch Si substrate having a thickness of 600 μm and a plane orientation (100) and polished on both sides is set. Vapor phase etching of the Si substrate was performed with HCl gas at 1100 ° C. to remove the natural oxide film and heavy metal contaminants existing on the Si substrate. This allows
The Si substrate surface cleaning process is completed.
【００２１】次に、図１（ａ）に示すように、上記のＳ
ｉ基板１を用い、Ｓｉ原料としてシラン（ＳｉＨ4 ）、
Ｃ原料としてアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、添加ガスとして
塩化水素（ＨＣｌ）、キャリアガスとして水素（Ｈ2 ）
の各ガスを供給し、基板温度１１００℃でＳｉ基板１上
にＳｉＣ膜（Ｘ線透過薄膜）２を１μｍ堆積した。続い
て、ＳｉＣ膜２の上にＡｌ2 Ｏ3 膜３及びＷ−Ｒｅ膜４
をスパッタリング法により、それぞれ１００ｎｍ及び５
００ｎｍ堆積させた。Next, as shown in FIG.
Using the i substrate 1, silane (SiH 4 ) as a Si raw material,
Acetylene (C 2 H 2 ) as C raw material, hydrogen chloride (HCl) as additive gas, hydrogen (H 2 ) as carrier gas
Each gas was supplied to deposit a SiC film (X-ray transparent thin film) 2 on the Si substrate 1 at a substrate temperature of 1100 ° C. to a thickness of 1 μm. Then, the Al 2 O 3 film 3 and the W-Re film 4 are formed on the SiC film 2.
By sputtering to 100 nm and 5 respectively
00 nm was deposited.
【００２２】ここで、Ｗ−Ｒｅ膜４はＸ線吸収体として
の重金属膜（被加工膜）であり、Ｗ−Ｒｅ膜４の成膜条
件は印加ＲＦ電力を３００Ｗとし、ガス圧力を密度の高
いＷ−Ｒｅ膜を形成でき、応力がほぼゼロとなる条件
２．３ｐａとした。形成したＷ−Ｒｅ膜４の応力はＳｉ
基板１の反りから測定した結果、３×１０8 ｄｙｎ／ｃ
ｍ2 であった。次に、Ｗ−Ｒｅ膜４にエネルギー１８０
ｋｅＶ，ドーズ量３×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 でＡｒ
イオン注入を行い、Ｗ−Ｒｅ膜４の応力をゼロにした。
そして、Ｗ−Ｒｅ膜４上に、スパッタリング法によりＣ
ｒ膜（マスクとなる薄膜）５を５０ｎｍ堆積させた。Here, the W-Re film 4 is a heavy metal film (processed film) as an X-ray absorber, and the film formation conditions for the W-Re film 4 are applied RF power of 300 W and gas pressure of density. The condition was 2.3 pa under which a high W-Re film could be formed and the stress was almost zero. The stress of the formed W-Re film 4 is Si
As a result of measurement from the warp of the substrate 1, 3 × 10 8 dyn / c
m 2 . Next, energy of 180 is applied to the W-Re film 4.
Ar at keV and dose of 3 × 10 15 atoms / cm 2 .
Ions were implanted to reduce the stress of the W-Re film 4 to zero.
Then, C is formed on the W-Re film 4 by a sputtering method.
An r film (thin film serving as a mask) 5 was deposited to a thickness of 50 nm.
【００２３】次いで、図１（ｂ）に示すように、マスク
支持体であるＳｉ基板１を、石英からなる厚さ４ｍｍ、
外径１００ｍｍ、内径５２ｍｍの補強枠６と直接接合に
より接合した。Then, as shown in FIG. 1 (b), the Si substrate 1 as a mask support is made of quartz and has a thickness of 4 mm.
The reinforcing frame 6 having an outer diameter of 100 mm and an inner diameter of 52 mm was joined by direct joining.
【００２４】次いで、図１（ｃ）に示すように、Ｃｒ膜
５上に電子ビーム描画用レジスト（商品名ＺＥＰ−５２
０）７を膜厚３００ｎｍ塗布し、Ｎ2 雰囲気中で１７０
℃に加熱してレジスト中の溶媒を除去した。続いて、Ｅ
Ｂ描画装置によりドーズ量９０μＣ／ｃｍ2 で描画し
た。そして、専用現像液（商品名ＺＥＰ−ＲＤ）により
現像を行い所望のパターンを形成した。Then, as shown in FIG. 1C, an electron beam drawing resist (trade name ZEP-52) is formed on the Cr film 5.
0) 7 is applied to a film thickness of 300 nm, and 170 is applied in an N 2 atmosphere.
The solvent in the resist was removed by heating to ° C. Then E
Drawing was performed with a B drawing device at a dose amount of 90 μC / cm 2 . Then, it was developed with a dedicated developer (trade name ZEP-RD) to form a desired pattern.
【００２５】次いで、図１（ｄ）に示すように、マグネ
トロンＲＩＥ装置により、Ｃｌ2 及びＯ2 混合ガスを用
いて、レジスト７をマスクとしてＣｒ膜５をエッチング
し、その後Ｏ2 プラズマ処理によりレジスト７を除去し
た。Then, as shown in FIG. 1 (d), the Cr film 5 is etched by a magnetron RIE apparatus using Cl 2 and O 2 mixed gas using the resist 7 as a mask, and then the resist is subjected to O 2 plasma treatment. 7 was removed.
【００２６】次いで、第１段階のエッチング工程とし
て、ＳＦ6 及びＣＨＦ3 混合ガスを用いたマグネトロン
ＲＩＥによりＷ−Ｒｅ膜４上の難エッチング層を除去し
た。このとき、ＣＨＦ3 混合率は８０％、圧力は５ｍTo
rr、印加電力は１００Ｗ、基板温度は１０℃とした。Then, as a first-step etching process, the difficult-to-etch layer on the W-Re film 4 was removed by magnetron RIE using a mixed gas of SF 6 and CHF 3 . At this time, the CHF 3 mixing ratio is 80% and the pressure is 5 mTo.
rr, the applied power was 100 W, and the substrate temperature was 10 ° C.
【００２７】次いで、第２段階のエッチング工程とし
て、図２（ｅ）に示すように、同じくＳＦ6 及びＣＨＦ
３混合ガスを用いたマグネトロンＲＩＥによりＣｒパタ
ーン５をマスクにＷ−Ｒｅ膜４を選択エッチングした。
このとき、ＣＨＦ3 混合率は５０％、圧力は５ｍTorr、
印加電力は１００Ｗ、基板温度は−３０℃とした。Next, as a second-stage etching process, as shown in FIG. 2 (e), SF 6 and CHF are also used.
The W-Re film 4 was selectively etched by using the Cr pattern 5 as a mask by magnetron RIE using 3 mixed gas.
At this time, the CHF 3 mixing ratio is 50%, the pressure is 5 mTorr,
The applied power was 100 W and the substrate temperature was −30 ° C.
【００２８】図３は、これらの条件のエッチングで形成
したＷ−Ｒｅのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）の顕微
鏡写真である。図３において（ａ）は０．１２μｍのＬ
／Ｓ、（ｂ）は０．１０μｍのＬ／Ｓである。いずれに
おいても、側壁が垂直で欠陥のないパターンが形成され
ているのが分かる。FIG. 3 is a photomicrograph of the line-and-space (L / S) of W-Re formed by etching under these conditions. In FIG. 3, (a) shows L of 0.12 μm.
/ S, (b) is L / S of 0.10 μm. In each case, it can be seen that the sidewalls are vertical and a defect-free pattern is formed.
【００２９】比較のために、従来のように最初からＣＨ
Ｆ3 混合率は５０％の条件でエッチングを行った結果
を、図４の顕微鏡写真に示す。図４において（ａ）は
０．１２μｍのＬ／Ｓ、（ｂ）は抜きパターンを示して
いる。（ａ）ではエッチング欠陥（エッチング残り）が
生じており、（ｂ）ではエッチングが止まっているのが
分かる。For comparison, CH is used from the beginning as in the conventional case.
The results of etching under the condition that the F 3 mixing ratio is 50% are shown in the micrograph of FIG. In FIG. 4, (a) shows L / S of 0.12 μm, and (b) shows a blanking pattern. It can be seen that etching defects (remaining etching) are generated in (a) and etching is stopped in (b).
【００３０】また、本発明者らは第１段階におけるＣＨ
Ｆ3 混合率とエッチング状態との関係を調べたところ、
下記の（表１）に示す結果が得られた。Further, the present inventors have found that CH in the first stage
When the relationship between the F 3 mixing ratio and the etching state was investigated,
The results shown in (Table 1) below were obtained.
【００３１】[0031]
【表１】 このように、ＣＨＦ3 混合率を７０％以上にすれば、残
渣の影響無しに良好なエッチング形状が得られる。従っ
て、第１段階のエッチング工程では残渣の影響をなくす
ためにＣＨＦ3 混合率を７０％以上に設定し、第２段階
のエッチング工程では側壁保護材としての重合膜の過剰
な堆積を招かないようにＣＨＦ3 混合率を７０％以下、
望ましくは５０％以下にすればよい。[Table 1] Thus, if the CHF 3 mixing ratio is 70% or more, a good etching shape can be obtained without the influence of residues. Therefore, in the first-step etching process, the CHF 3 mixing ratio is set to 70% or more in order to eliminate the influence of the residue, and in the second-step etching process, the excessive deposition of the polymer film as the sidewall protective material is not caused. CHF 3 mixture ratio below 70%,
It is desirable to set it to 50% or less.
【００３２】さて、Ｗ−Ｒｅ膜４のエッチング後は、図
２（ｆ）に示すように、石英補強枠６をエッチングマス
クとして弗酸及び硝酸の混合液を用いたシャワーエッチ
ングにより、Ｓｉ基板１の中央部を除去した。これによ
り、５２ｍｍφの開孔部を形成した。After the W-Re film 4 is etched, as shown in FIG. 2F, the Si substrate 1 is subjected to shower etching using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid with the quartz reinforcing frame 6 as an etching mask. The central part of was removed. As a result, an opening having a diameter of 52 mm was formed.
【００３３】次いで、図２（ｇ）に示すように、ＳｉＣ
膜２の裏面に反射防止膜としてＡ１2 Ｏ3 膜８をスパッ
タリング法により形成した。Then, as shown in FIG. 2 (g), SiC
An A1 2 O 3 film 8 was formed on the back surface of the film 2 as an antireflection film by a sputtering method.
【００３４】以上の工程により形成したＸ線マスクを用
いて、露光基板上への転写実験を行った。レジスト（商
品名ＳＡＬ６０６）を用い、厚さを０．５μｍとした。
露光ギャップ１５μｍでの転写の結果、０．０８μｍの
Ｌ／Ｓパターンが良好に解像できることを確認した。Using the X-ray mask formed by the above steps, a transfer experiment on an exposed substrate was conducted. A resist (trade name: SAL606) was used and the thickness was set to 0.5 μm.
As a result of transfer with an exposure gap of 15 μm, it was confirmed that an L / S pattern of 0.08 μm could be well resolved.
【００３５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。Ｘ線透過性薄膜はＳｉＣに限らず、
ＳｉＮｘ，ＢＮ、ボロンドープしたＳｉ又はダイアモン
ドを用いることもできる。反射防止膜は酸化アルミニウ
ムに限らずＳｉＯ2 ，ＳＯＧ，ＩＴＯなどを使用するこ
とができる。また、補強枠も石英に限るものではなく、
Ｓｉ或いはＳｉの化合物やパイレックスガラスなどのガ
ラスでも良い。Ｘ線吸収体はＷ−Ｒｅに限らず、Ｗ或い
はＷ−Ｔｉ，Ｗ−Ｎ，等のＷを含有する合金、或いはＦ
系ガスによりドライエッチング可能な重金属を用いるこ
とができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiment. The X-ray transparent thin film is not limited to SiC,
It is also possible to use SiNx, BN, boron-doped Si or diamond. The antireflection film is not limited to aluminum oxide, but SiO 2 , SOG, ITO or the like can be used. Also, the reinforcing frame is not limited to quartz,
Glass such as Si or a compound of Si or Pyrex glass may be used. The X-ray absorber is not limited to W-Re, but may be W or an alloy containing W such as W-Ti, W-N, or F.
A heavy metal that can be dry-etched with a system gas can be used. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、反
応性ガスとしてＣＨＦ3 及びＳＦ6 を用いて重金属を含
有した被加工膜をエッチングするに際し、エッチング前
半よりもエッチング後半の方でＣＨＦ3 の占める割合を
小さくすることにより、重金属を含有する被加工膜を無
欠陥かつ垂直な側壁形状を有するパターンに形成するこ
とができる。また、それにより欠陥の無い良好なパター
ンを有するＸ線露光用マスクを製造することができる。As described above in detail, according to the present invention, when etching a work film containing a heavy metal using CHF 3 and SF 6 as reactive gases, the latter half of the etching is performed more than the first half of the etching. By reducing the proportion of CHF 3 , the film to be processed containing a heavy metal can be formed into a pattern having a defect-free vertical sidewall shape. Further, as a result, an X-ray exposure mask having a good pattern with no defects can be manufactured.
【図１】本発明の一実施形態に係わるＸ線マスクの製造
工程の前半を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a first half of a manufacturing process of an X-ray mask according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態に係わるＸ線マスクの製造
工程の後半を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing the latter half of the manufacturing process of the X-ray mask according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明方法で形成したＷ−Ｒｅ合金パターンを
示す顕微鏡写真。FIG. 3 is a micrograph showing a W-Re alloy pattern formed by the method of the present invention.
【図４】従来方法で形成したＷ−Ｒｅ合金パターンを示
す顕微鏡写真。FIG. 4 is a micrograph showing a W-Re alloy pattern formed by a conventional method.
１…Ｓｉ基板、 ２…ＳｉＣ（Ｘ線透過性薄膜）、 ３…Ａｌ2 Ｏ3 膜、 ４…Ｗ−Ｒｅ膜（Ｘ線吸収体薄膜）、 ５…Ｃｒ膜、 ６…石英補強枠 ７…電子ビームレジスト、 ８…Ａｌ2 Ｏ3 膜1 ... Si substrate, 2 ... SiC (X-ray transparent film), 3 ... Al 2 O 3 film, 4 ... W-Re film (X-ray absorber thin film), 5 ... Cr film, 6 ... quartz reinforcing frame 7 ... Electron beam resist, 8 ... Al 2 O 3 film
Claims (2)
いて重金属を含有した被加工膜をエッチングするドライ
エッチング方法において、 エッチングの前半と後半でＣＨＦ3 とＳＦ6 の混合比を
変え、エッチング前半よりもエッチング後半の方でＣＨ
Ｆ3 の占める割合を小さくしたことを特徴とするドライ
エッチング方法。1. A dry etching method for etching a processed film containing a heavy metal using CHF 3 and SF 6 as a reactive gas, wherein the mixing ratio of CHF 3 and SF 6 is changed in the first half and the latter half of the etching. CH in the latter half of etching than in the first half
A dry etching method characterized in that the proportion of F 3 is reduced.
いて重金属を含有した被加工膜をエッチングするドライ
エッチング方法において、 第１段階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給
流量の占める割合を７０％以上とし、これに続く第２段
階のエッチングでは反応性ガス中のＣＨＦ3 供給流量の
占める割合を第１段階のそれよりも小さくしたことを特
徴とするドライエッチング方法。2. A dry etching method for etching a film containing a heavy metal using CHF 3 and SF 6 as a reactive gas, wherein the CHF 3 supply flow rate in the reactive gas occupies in the first stage etching. Is 70% or more, and in the subsequent second stage etching, the proportion of the CHF 3 supply flow rate in the reactive gas is smaller than that in the first stage dry etching method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20520195A JPH0936099A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Dry etching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP20520195A JPH0936099A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Dry etching |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936099A true JPH0936099A (en) | 1997-02-07 |
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ID=16503082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20520195A Pending JPH0936099A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Dry etching |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936099A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102870198A (en) * | 2009-12-11 | 2013-01-09 | 诺发***有限公司 | Ultra low silicon loss high dose implant strip |
| US9514954B2 (en) | 2014-06-10 | 2016-12-06 | Lam Research Corporation | Peroxide-vapor treatment for enhancing photoresist-strip performance and modifying organic films |
| US9613825B2 (en) | 2011-08-26 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Photoresist strip processes for improved device integrity |
| US9941108B2 (en) | 2004-12-13 | 2018-04-10 | Novellus Systems, Inc. | High dose implantation strip (HDIS) in H2 base chemistry |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP20520195A patent/JPH0936099A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9941108B2 (en) | 2004-12-13 | 2018-04-10 | Novellus Systems, Inc. | High dose implantation strip (HDIS) in H2 base chemistry |
| CN102870198A (en) * | 2009-12-11 | 2013-01-09 | 诺发***有限公司 | Ultra low silicon loss high dose implant strip |
| JP2013513946A (en) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | ノベルス・システムズ・インコーポレーテッド | High dose implant strip with very low silicon loss |
| US9564344B2 (en) | 2009-12-11 | 2017-02-07 | Novellus Systems, Inc. | Ultra low silicon loss high dose implant strip |
| US9613825B2 (en) | 2011-08-26 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Photoresist strip processes for improved device integrity |
| US9514954B2 (en) | 2014-06-10 | 2016-12-06 | Lam Research Corporation | Peroxide-vapor treatment for enhancing photoresist-strip performance and modifying organic films |
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