(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム層を形成した基板をチャンバー内に載置し、該チャンバー内にフッ素含有ガスを供給するとともに、所定のパターンのマスクを介して紫外光を前記クロム層に照射し、前記フッ素含有ガスを活性化して前記クロム層と反応させ前記クロム層上に前記パターンに対応したパターンでクロム−フッ素化合物膜を形成し、
前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層をエッチング液を用いてエッチングしてパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
クロム層を形成した基板をチャンバー内に載置し、該チャンバー内にフッ素含有ガスを供給するとともに、紫外光を前記クロム層に照射し、前記フッ素含有ガスを活性化して前記クロム層と反応させ前記クロム層上にクロム−フッ素化合物膜を形成し、
前記クロム−フッ素化合物膜のうち所定のパターン領域のみが残るように前記クロム−フッ素化合物膜を分解し、
所定のパターンで残った前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層をエッチングしてパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記紫外光は、波長が２００ｎｍ以下の紫外光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記クロム−フッ素化合物膜は可視光の透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記基板と前記クロム層との間に透明導電膜を設け、前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層および前記透明導電膜をエッチングしてパターンを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項６】
真空チャンバーと、該真空チャンバーに接続されたガス供給手段および排気手段と、前記真空チャンバー内に配設されたスパッタリング装置、紫外光照射装置および基板ホルダとを備え、該基板ホルダ上に載置した基板に前記スパッタリング装置によりクロム層形成が可能であり、かつ、前記ガス供給手段からフッ素含有ガスを前記真空チャンバー内に導入し前記基板ホルダ上に載置した基板に前記紫外光照射装置により紫外光の照射が可能であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項７】
前記スパッタリング装置および前記紫外光照射装置との間に隔壁を備えることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成装置。
【請求項８】
前記基板ホルダは、前記スパッタリング装置および前記紫外光照射装置との間で移動可能であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のパターン形成装置。
【請求項９】
前記隔壁は、前記基板ホルダ通過用の開口部を備えることを特徴とする請求項８に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微細なパターンを形成するためのパターン形成方法およびパターン形成装置に係り、特に半導体プロセス等の微細加工工程においてパターン形成対象物に高い精度で効率よく微細パターンを形成することができるパターン形成方法と、このパターン形成に有用なパターン形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセスにおける印刷配線や回路パターンの形成、あるいは薄膜の微細パターン形成等には、従来からフォトリソグラフィー法が最も一般的に用いられている。
【０００３】
このフォトリソグラフィー法は、微細パターンの形成対象である材料層の上にレジスト層を形成し、このレジスト層上に所定のパターンが描かれたマスクを載置した状態で露光し、レジスト層を現像して露光部分または非露光部分を除去し、残ったレジスト層をエッチング用レジストとして材料層をエッチングし、その後、レジスト層を除去するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォトリソグラフィー法は、▲１▼レジスト層の形成、▲２▼マスクを用いた露光、▲３▼レジスト層の現像、▲４▼エッチング、▲５▼レジスト層除去、という５つの段階が必要なため工程が煩雑であり、また被加工物の大型化に伴って大型露光装置を含む専用装置が必要となり、装置に要する費用が莫大になるという問題があった。
【０００５】
また、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液晶ディスプレイの作製プロセスにおいては、透明電極として透明導電膜の微細パターンが形成されるが、従来の透明導電膜は、その耐久性が不十分であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、微細なパターンを簡便なプロセスで効率よく形成することができるパターン形成方法と、このパターン形成方法の実施が容易なパターン形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のパターン形成方法は、クロム層を形成した基板をチャンバー内に載置し、該チャンバー内にフッ素含有ガスを供給するとともに、所定のパターンのマスクを介して紫外光を前記クロム層に照射し、前記フッ素含有ガスを活性化して前記クロム層と反応させ前記クロム層上に前記パターンに対応したパターンでクロム−フッ素化合物膜を形成し、前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層をエッチング液を用いてエッチングしてパターンを形成するような構成とした。
【０００８】
また、本発明のパターン形成方法は、クロム層を形成した基板をチャンバー内に載置し、該チャンバー内にフッ素含有ガスを供給するとともに、紫外光を前記クロム層に照射し、前記フッ素含有ガスを活性化して前記クロム層と反応させ前記クロム層上にクロム−フッ素化合物膜を形成し、前記クロム−フッ素化合物膜のうち所定のパターン領域のみが残るように前記クロム−フッ素化合物膜を分解し、所定のパターンで残った前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層をエッチングしてパターンを形成するような構成とした。
【０００９】
さらに、本発明のパターン形成方法は、前記紫外光を波長が２００ｎｍ以下の紫外光とするような構成、前記クロム−フッ素化合物膜は可視光の透過率が７０％以上であるような構成、前記基板と前記クロム層との間に透明導電膜を設け、前記クロム−フッ素化合物膜をマスキングとして前記クロム層および前記透明導電膜をエッチングしてパターンを形成するような構成とした。
【００１０】
本発明のパターン形成装置は、真空チャンバーと、該真空チャンバーに接続されたガス供給手段および排気手段と、前記真空チャンバー内に配設されたスパッタリング装置、紫外光照射装置および基板ホルダとを備え、該基板ホルダ上に載置した基板に前記スパッタリング装置によりクロム層形成が可能であり、かつ、前記ガス供給手段からフッ素含有ガスを前記真空チャンバー内に導入し前記基板ホルダ上に載置した基板に前記紫外光照射装置により紫外光の照射が可能であるような構成とした。
【００１１】
また、本発明のパターン形成装置は、前記スパッタリング装置および前記紫外光照射装置との間に隔壁を備えるような構成、前記基板ホルダを前記スパッタリング装置および前記紫外光照射装置との間で移動可能とした構成、前記隔壁が前記基板ホルダ通過用の開口部を備えるような構成とした。
【００１２】
上述のような本発明では、材料層の上に設けられた反応性層は、チャンバー内で反応性ガスと接触するが、この反応性ガスのうち、マスクを介して照射された紫外光によって活性化されたものは上記の反応性層と反応し、所定のパターンで化合物膜が反応性層上に形成され、この化合物膜のエッチングレートよりも材料層および反応性層のエッチングレートが大きくなるような条件で上記化合物膜をマスキングとしてエッチングを行うことにより、材料層のパターン形成が可能となる。また、材料層を介することなく基板上に直接反応性層を形成し、上記のようにして化合物膜を形成した反応性層をエッチングすることにより、基板上に化合物膜からなるパターン形成が可能となる。特に、反応性層を厚みが１５〜３０Åの範囲のクロム層とし化合物膜をクロム−フッ素化合物膜とすることにより上記化合物膜は透明となり、材料層を透明導電膜とすることにより、透明導電膜と透明なクロム−フッ素化合物膜からなる微細パターンの形成が可能となる。また、チャンバー内に薄膜形成手段と紫外光照射装置とが配設されていることによって、雰囲気ガスを入れ替えることのみで反応性層の形成と上記の化合物膜の形成とが同一チャンバー内で連続して行うことができ、本発明のパターン形成装置から取り出した基板は、エッチング処理を行うだけで微細なパターンの形成が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明のパターン形成方法の一例を説明するための工程図である。図１において、まず、基板２上に設けられたパターン形成対象である材料層３の上に反応性層４を形成する（図１（Ａ））。
【００１５】
基板２としては、ガラス基板、セラミックス基板、シリコン基板、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂基板あるいは金属基板等、特に制限はなく、材料層３との関係、使用目的等から適宜選択することができる。
【００１６】
また、材料層３としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属層、透明導電膜ＩＴＯ、ＳｎＯ2 、ＺｎＯやこのような透明導電膜にＳｂ、Ｆ、Ａｌ、Ｃｄ、Ｓｉ等をドープさせた化合物の層、ポリイミド、ポリイミド、ＳｉＮx 、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ等の絶縁層がいずれも適用可能である。
【００１７】
さらに、反応性層４は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属層とすることができる。反応性層４の形成は、例えば、金属層の場合、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、鍍金法等の一般的な成膜方法により行うことができる。このような反応性層４の厚みは、後述する反応性ガスとの反応により生成される化合物膜の厚み、この化合物膜のエッチングレートと反応性層および材料層のエッチングレート等から設定することができる。但し、反応性層４の厚みが小さすぎると、生成される化合物膜の耐性が不十分となりエッチング特性が低下してしまうので、反応性層４の厚みは１５Å以上が好ましい。尚、後述するようにマスク板６が反応性層４上に載置された際に、反応性層４の表面とマスク板６の下面との間に反応性ガスを存在可能とするために、マスク板６の下面は若干粗面であることが好ましい。
【００１８】
次に、チャンバー（図示せず）内において、所定の透光部６ａを有するマスク板６を反応性層４上に載置した後、反応性ガスをチャンバー内に導入する（図１（Ｂ））。反応性ガスとしては、紫外光によって活性化エネルギーが与えられて分解し、反応性層４の少なくとも表面と化学反応を起こして反応性層とは別の化合物を生成するようなガスであればいずれのガスも使用することができる。例えば、反応性層４としてクロム層が使用される場合、反応性ガスの一例として、フッ素を含んだガス（ＳＦ6 、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｆ2 等）を使用することができる。
【００１９】
その後、マスク板６側から紫外光を照射する（図１（Ｃ））。これにより、透光部６ａと反応性層４との間に存在する反応性ガスは、透光部６ａを透過した紫外光によって活性化され分解して反応性層４と化学反応を起こし、その表面に化合物膜５が形成される（図１（Ｄ））。使用する紫外光は、特に制限はなく、光源として低圧水銀灯、エキシマレーザ、アルゴンレーザ、窒素レーザ等を用いることができる。特に、真空チャンバー内において紫外光の照射を行う場合、大気による短波長紫外光の吸収は問題とならないため、エネルギー的に高い２００ｎｍ以下の波長の紫外光を用いることが好ましい。また、上記のマスク板６は、ガラス板、金属板等に所定のパターンで開口部を設けて透光部６ａとしたもの、あるいは、ガラス板の表面に透光部６ａを残すように所定のパターンで遮光層を形成したもの等、特に制限はないが、上述のように２００ｎｍ以下の波長の紫外光を用いる場合には、紫外光の透過性が良好な石英ガラスを用いることが好ましい。
【００２０】
尚、条件によっては、使用する反応性ガスの構成成分からなるコーティング膜が形成される場合もあるが、本発明は、このようなコーティング膜も化合物膜に含めるものである。
【００２１】
図１（Ｄ）に示されるように化合物膜５が所定のパターンで形成された後、この化合物膜５をマスキングとして反応性層４および材料層３の選択的なエッチングを行う。すなわち、化合物膜５のエッチングレートよりも材料層３および反応性層４のエッチングレートが大きくなるような条件でエッチングが行われる。このようなエッチングによって、化合物膜５が形成された領域の反応性層４および材料層３のみを残して、他の領域の反応性層４、材料層３を除去し、所望の微細パターンを形成することができる（図１（Ｅ））。
【００２２】
上述の実施例では、反応性層４上にマスク板６を接触させた状態で紫外光の照射を行っているが、本発明のパターン形成方法では、反応性層４とマスク板６との間にギャップを設けてもよい。
【００２３】
図２は本発明のパターン形成方法の他の例を説明するための工程図である。図２において、まず、基板１２上に設けられたパターン形成対象である材料層１３の上に反応性層１４を形成する（図２（Ａ））。この基板１２、材料層１３および反応性層１４は、上述のパターン形成方法における基板２、材料層３および反応性層４と同様のものとすることができ、ここでの説明は省略する。
【００２４】
次に、チャンバー（図示せず）内に上記基板１２を載置した後、反応性ガスをチャンバー内に導入し、反応性層１４側から紫外光を照射する。これにより、反応性ガスは紫外光によって活性化エネルギーが与えられて分解し、反応性層１４と化学反応を起こして反応性層１４とは別の化合物膜１５が形成される（図２（Ｂ））。使用する反応性ガスおよび紫外光は、上述の実施例と同様にすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００２５】
次に、化合物膜１５上に所定の開口部１６ａを有するマスク板１６を載置した後、分解性ガスの雰囲気中に入れる（図２（Ｃ））。これにより、開口部１６ａから露出している化合物膜１５は分解性ガスにより分解され、化合物膜１５のうち非露出領域のみが残される（図２（Ｄ））。例えば、反応性ガスとしてフッ素を含んだガス（ＳＦ6 、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｆ2 等）を使用してフッ素化合物膜１５を形成した場合、アルゴンガスを用いてフッ素化合物膜１５をスパッタすることによりフッ素化合物膜１５を除去することができる。あるいは、酸素雰囲気中で酸素とフッ素の反応性の差を利用してフッ素を追い出すことによりフッ素化合物膜１５を分解することができる。
【００２６】
このようにして化合物膜１５が所定のパターンで形成された後、上述の態様と同様に、この化合物膜１５をマスキングとして反応性層１４および材料層１３の選択的なエッチングを行うことにより、化合物膜１５が形成された領域の反応性層１４および材料層１３のみを残して、他の領域の反応性層１４、材料層１３を除去し、所望の微細パターンを形成することができる（図２（Ｅ））。
【００２７】
尚、上述の本発明のパターン形成方法では、材料層がＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等のような不透明な導電膜である場合には、反応性層の厚みに上限はないが、材料層がＩＴＯ等の透明導電膜であって化合物膜も透明性が要求される場合には、形成された化合物膜における可視光の透過率が７０％以上となるように反応性層の厚み（例えば、厚み１５〜３０Å）を設定する必要がある。
【００２８】
上述の本発明のパターン形成方法は、いずれも基板２、１２上に、まず、材料層３、１３を形成し、この材料層上に反応性層４、１４を形成してから、反応性層に化合物膜５、１５を形成するものであるが、本発明のパターン形成方法は、上記の材料層３、１３を形成することなく、基板上に直接反応性層を設け、この反応性層に化合物膜を形成した後、反応性層のエッチングを行うものであってもよい。これは、上述のように反応性層と化合物膜とのエッチングレート、あるいは、化合物膜と化合物膜分解領域とのエッチングレートに大きな差があり、このエッチングレートの差を利用して反応性層をエッチングすることにより化合物膜からなるパターンのみを残すことができるためである。この場合、反応性層の厚みは特に制限はないが、反応性層が透明であって化合物膜も透明性が要求される場合には、形成された化合物膜における可視光の透過率が７０％以上となるように設定する必要があり、通常、１５〜３０Åの範囲が好ましい。
【００２９】
次に、本発明のパターン形成装置について説明する。図３は本発明のパターン形成装置の一例を示す概略構成図である。図３においてパターン形成装置２１は、真空チャンバー２２と、この真空チャンバー２２内に設けられた薄膜形成手段２６および紫外光照射装置２９とを備えている。
【００３０】
真空チャンバー２２は、開口部２３ａを備えた隔壁２３によって２室２２ａ，２２ｂに分けられている。各真空チャンバー２２ａ，２２ｂには、それぞれガス供給管２４ａ，２４ｂと排気管２５ａ，２５ｂとが設けられ、外部のガス供給装置（図示せず）と排気装置（図示せず）に接続されている。薄膜形成手段２６は、一方の真空チャンバー２２ａ内に配設され、図示例では、ターゲット２７と、このターゲット２７と対向する位置にある基板ホルダ２８を備えたスパッタリング装置である。また、紫外光照射装置は、他方の真空チャンバー２２ｂ内に配設され、照射光源３０と、透光部３１ａを有するマスク板３１とを備えている。そして、基板ホルダ２８は、隔壁２３の開口部２３ａを通過して真空チャンバー２２ａと真空チャンバー２２ｂとの間を往復移動可能とされ、真空チャンバー２２ａから真空チャンバー２２ｂへ移動した基板ホルダ２８は、マスク板３１の下方に位置し、マスク板３１を介して照射光源３０からの紫外光が照射可能となる。尚、基板ホルダ２８には、基板を所定の温度に加熱するための加熱手段を設けることが好ましい。
【００３１】
次に、このような本発明のパターン形成装置の動作を、本発明のパターン形成方法と併せて説明する。まず、真空チャンバー２２ａ内に位置する基板ホルダ２８上に所望の基板４２を載置し、排気管２５ａ，２５ｂにより真空チャンバー２２内を所定の圧力まで減圧した後、ガス供給管２４ａからアルゴンガス等の雰囲気ガスを所定圧になるまで真空チャンバー２２内に供給する。そして、薄膜形成手段であるスパッタリング装置２６により、基板４２上に反応性層４４を形成する（図４（Ａ））。
【００３２】
次いで、排気管２５ａ，２５ｂにより真空チャンバー２２内を所定の圧力まで減圧しアルゴンガス等の雰囲気ガスを除去した後、ガス供給管２４ｂから反応性ガスを所定圧になるまで真空チャンバー２２内に供給する。一方、反応性層４４が成膜された基板４２が載置された状態の基板ホルダ２８を、真空チャンバー２２ａから真空チャンバー２２ｂへ移動して、マスク板３１の下方の所定の位置に固定する。この状態では、反応性層４４は反応性ガスと接触しているが、反応性ガスは未だ活性状態にはないため、反応性ガスと反応性層４４との反応は起こらない。
【００３３】
次に、照射光源３０からマスク板３１を介して紫外光を反応性層４４上に所定パターンで照射する。この紫外光照射によって、反応性層４４と接触している反応性ガスのうち、紫外光が照射された領域の反応性ガスのみが活性化され分解して反応性層４４と化学反応を起こし、その表面に化合物膜４５を形成する（図４（Ｂ））。
【００３４】
このように、本発明のパターン形成装置２１では、基板４２上への反応性層４４の形成と、この反応性層４４上への所定パターンの化合物膜４５の形成を、真空チャンバー２２内のガスを入れ替えることで容易に連続して行うことができる。したがって、真空チャンバー間での基板４２の移し替えが不要となり、基板４２（反応性層４４）上への不純物の付着等の事故発生を未然に防止することができ、同時に真空チャンバーの排気工程の削減が可能となり、製造時間および製造コストの低減が可能となる。
【００３５】
上述のように反応性層４４上に化合物膜４５が形成された基板４２をパターン形成装置２１から取り出した後、化合物膜４５をマスキングとして反応性層４４の選択的なエッチングを行うだけで微細なパターンの形成が可能となる（図４（Ｃ））。
【００３６】
尚、上述の例では、スパッタリング装置２６によって基板４２上に反応性層４４のみを形成しているが、基板４２上に材料層および反応性層を形成することも可能である。
【００３７】
本発明のパターン形成装置２１に用いる薄膜形成手段としてのスパッタリング装置２６は、従来公知のスパッタリング装置とすることができる。また、紫外光照射装置３０は、低圧水銀灯、エキシマレーザ、アルゴンレーザ、窒素レーザ等を用いることができる。そして、真空チャンバー２２内では、大気による短波長紫外光の吸収が生じないため、エネルギー的に高い２００ｎｍ以下の波長の紫外光を用いることが好ましい。また、マスク板３１は、ガラス板、金属板等に所定のパターンで開口部を設けて透光部３１ａとしたもの、あるいは、ガラス板の表面に所定パターンの透光部３１ａを残すように遮光層を形成したもの等、特に制限はないが、上述のように２００ｎｍ以下の波長の紫外光を用いる場合には、紫外光の透過性が良好な石英ガラスを用いることが好ましい。
【００３８】
本発明のパターン形成装置は、上述の実施例に限定されるものではない。例えば、パターン形成装置２１では、隔壁２３が設けられているが、隔壁２３を設けない態様も可能である。また、基板ホルダ２８をスパッタリング装置２６と紫外光照射装置２９との間で移動可能としているが、基板ホルダ２８を固定とし、スパッタリング装置２６と紫外光照射装置２９とを基板ホルダ２８に対して移動可能としてもよい。また、パターン形成装置２１では、薄膜形成手段としてスパッタリング装置が配設されているが、薄膜形成手段として真空蒸着装置等の他の従来公知の手段を配設することもできる。
【００３９】
次に、本発明のパターン形成装置２１を用いて、本発明のパターン形成方法による透明導電膜パターンの形成について説明する。
【００４０】
まず、真空チャンバー２２ａ内に位置する基板ホルダ２８上に基板を載置し、薄膜形成手段であるスパッタリング装置２６により、基板上に材料層としての透明導電膜を形成する。透明導電膜パターン形成基板を構成する基板は、ガラス基板、セラミックス基板、シリコン基板、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂基板あるいは金属基板等、いずれの基板であってよく、その厚さは使用目的に応じて適宜設定することができるが、例えば、０．０１〜１０ｍｍ程度とすることができる。また、透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金により形成することができる。この段階での透明導電膜の厚みは１〜１０００ｎｍ程度とする。
【００４１】
次に、真空チャンバー２２ａ内において薄膜形成手段であるスパッタリング装置２６により透明導電膜上に反応性層としてクロム層を形成する。このクロムの厚みは３０Å以下、好ましくは１５〜３０Å、さらに好ましくは２０〜２５Åである。クロム層が１０Å以下であると、後述のように形成されるクロム−フッ素化合物膜の耐性が不十分となり、エッチング特性が低下してしまい好ましくない。また、３０Åを超えると、クロム−フッ素化合物膜の透明性が不十分となり好ましくない。
【００４２】
次に、基板が載置された状態の基板ホルダ２８を真空チャンバー２２ａから真空チャンバー２２ｂへ移動して、マスク板３１の下方の所定の位置に固定する。また、真空チャンバー２２内に反応性ガスを導入して反応性ガスの雰囲気とする。反応性ガスとしては、紫外光照射によって活性化され分解してクロム層と化学反応を起こし透明なクロム−フッ素化合物膜を生成するようなガスであればいずれのガスも使用することができ、例えば、フッ素を含んだガス（ＳＦ6 、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｆ2 等）を使用することができる。
【００４３】
次に、照射光源３０からマスク板３１を介して紫外光をクロム層上に所定パターンで照射する。この紫外光照射によって、クロム層と接触する反応性ガスのうち、紫外光が照射された領域の反応性ガスのみが活性化され分解してクロム層と化学反応を起こし、透明なクロム−フッ素化合物膜となる。
【００４４】
その後、基板をパターン形成装置から取り出し、透明なクロム−フッ素化合物膜をマスキングとしてクロム層および透明導電膜の選択的なエッチングを行う。このエッチングとしては、反応性層であるクロム層のエッチングと材料層である透明導電膜のエッチングを異なったエッチング液で行う２段階エッチング法がある。
【００４５】
この２段階エッチング法は、まず、硝酸第２セリウムアンモン液によりクロム層のエッチング（クロム層のエッチングレートはクロム−フッ素化合物膜のエッチングレートの１０倍）を行い、次に、ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ＝１：１：０．０８の溶液で透明導電膜のエッチング（透明導電膜のエッチングレートはクロム−フッ素化合物膜のエッチングレートの１０倍）を行うことができる。
【００４６】
このようなエッチングによって、クロム−フッ素化合物膜が形成された領域のクロム層および透明導電膜のみを残して、他の領域のクロム層、透明導電膜を除去することによって、透明導電膜と透明なクロム−フッ素化合物膜からなる微細パターンを形成することができる。
【００４７】
尚、上述の透明導電膜パターンの形成において、材料層である透明導電膜を形成せずにクロム層のみを基板上に形成し、上記と同様に透明なクロム−フッ素化合物膜を形成した後、このクロム−フッ素化合物膜をマスキングとしてクロム層を硝酸第２セリウムアンモン液によりエッチングすることにより、クロム−フッ素化合物膜が形成された領域を残して、他の領域のクロム層が除去され、透明なクロム−フッ素化合物膜からなる微細パターンを形成することができる。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
厚み１．１ｍｍのコーニング７０５９ガラス基板を、図３に示されるような本発明のパターン形成装置の基板ホルダ上に載置し、下記の成膜条件でスパッタリング法により酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の透明導電膜（厚み０．２μｍ）を形成し、引き続き、このＩＴＯ膜上に下記の成膜条件でスパッタリング法によりクロム層（クロム層厚＝２０Å、２５Å、３０Åの３種）を形成した。このような各試料について、基板ホルダを最小５μｍライン＆スペースの精度をもつ透光部パターンを備えた石英ガラス製のマスク板の下方（クロム層とマスク板との間隔＝１μｍ）に移動させ、下記の照射条件により低圧水銀灯から紫外光をマスク板を介してクロム層に照射を行った。
【００４９】
ＩＴＯ成膜条件
・雰囲気ガス  ：  Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ，Ｏ2 ＝３ｓｃｃｍ
・雰囲気圧力  ：  ０．３ Torr
・ＲＦパワー  ：  ２．５ｋＷ
・成膜レート  ：  ２．２Å／秒
クロム層成膜条件
・雰囲気ガス  ：  Ａｒ＝３０ｓｃｃｍ
・雰囲気圧力  ：  ０．３ Torr
・ＲＦパワー  ：  １００Ｗ
・成膜レート  ：  ０．４８Å／秒
紫外光照射条件
・反応性ガス  ：  ＳＦ6
・雰囲気圧力  ：  １ Torr
・照射パワー  ：  １０ｍＷ／ｃｍ2
・照射時間    ：  ０分、５分、１０分、２０分の４種
このようにして反応性ガス雰囲気中で紫外光照射を行った各試料を、パターン形成装置から取り出し、ＸＰＳを用いた組成分析を行った結果、クロム層の紫外光照射部分においてフッ素のピークが確認され、クロム−フッ素化合物膜の形成が確認できた。
【００５０】
次に、各試料に対して、硝酸第２セリウムアンモン液とＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ：ＨＮＯ3 ＝１：１：０．０８のエッチング液を用いた２段階エッチング法によるエッチングを行い、クロム−フッ素化合物膜形成領域以外のクロム層およびＩＴＯ膜を除去して、ガラス基板上にＩＴＯ膜とクロム−フッ素化合物膜の積層体からなる微細パターンを得た。
【００５１】
このようにして作成した各試料について、パターン部分の透明性、表面抵抗およびパターン精度を測定して下記の表１および表２に示した。
【００５２】
透明性の測定方法
波長５５０ｎｍの光に対して、コーニング７０５９ガラス基板上にＩＴＯ膜（０．２μｍ）を成膜したものを透過率１００％として、パターン部分    の透過率を測定した。
【００５３】
表面抵抗の測定方法
三菱油化（株）製の四端子測定器（Ｌｏｒｅｓｔａ（タイプＭＣＰ−ＴＥＳＴＥＲ））を用いて測定した。
【００５４】
【表１】
0003668292.tif 000002
【００５５】
【表２】
0003668292.tif 000003
表１に示されるように、紫外光照射時間が長いほど透明性が向上することが確認された。また、表２に示されるように、紫外光照射時間が長いほど表面抵抗が低下することが確認された。しかしながら、透明性の向上および表面抵抗の低下とも、ある程度の照射時間が経過すると、それ以上照射時間を長くしてもほとんど変化しないものであった。
（実施例２）
クロム層の厚みを０Å、１０Å、１５Å、２０Å、２５Å、３０Å、３５Åの７種とし、紫外光照射時間を５分とした他は、実施例１と同様にしてガラス基板上にＩＴＯ膜とクロム−フッ素化合物膜の積層体からなる微細パターンを得た。
【００５６】
このようにして作成した各試料について、パターン精度を測定しパターニング性を評価して下記の表３に示した。また、実施例１と同様にパターン部分の透明性、表面抵抗を測定して下記の表３に示した。
【００５７】
【表３】
0003668292.tif 000004
表３に示されるように、クロム層の厚みが１０Åでは、クロム−フッ素化合物膜の耐性が不十分なためパターニング性が低いものであった。一方、クロム層の厚みが３５Åであると、パターニング性は良好であるが透明性が低く実用に供し得ないものであった。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、チャンバー内に反応性層を形成した基板を載置し、このチャンバー内で反応性層に反応性ガスを接触させた状態で、マスクを介して照射された紫外光により反応性ガスを活性化して反応性層と反応させ、所定のパターンで化合物膜を反応性層上に形成し、この化合物膜をマスキングとしてエッチングを行うことにより、パターン形成が可能となるので、▲１▼反応性層の形成、▲２▼化合物膜の形成、▲３▼エッチングという３段階の処理により材料層の微細パターン形成を行うことができ、工程の大幅な簡略化が可能であり、シャドーマスクやメタルマスク等の製造、半導体プロセスでの配線や回路パターンの形成、あるいは薄膜の微細パターン形成等の微細加工工程における製造コストの低減が可能となり、また、パターン形成装置ではチャンバー内に薄膜形成手段と紫外光照射装置とが配設されていることによって、雰囲気ガスを入れ替えることのみで反応性層の形成と上記の化合物膜の形成（上記の▲１▼と▲２▼の２段階の処理）を同一チャンバー内で連続して行うことができ、チャンバーの減圧時間の短縮、ゴミの混入防止が可能となり、さらに、このパターン形成装置から取り出した基板は、エッチング処理を行うだけで微細なパターンの形成が可能となり、工程の大幅な簡略化が可能である。また、反応性層をクロム層とし化合物膜をクロム−フッ素化合物膜とすることにより、化合物膜は透明となるので、材料層が透明導電膜である場合、透明導電膜と透明なクロム−フッ素化合物膜の積層体からなる微細な透明導電膜パターンを備えた基板が可能となり、この透明導電膜パターンは表面にクロム−フッ素化合物膜が存在するため耐久性が高いものとなる。また、材料層を介することなく基板上に直接反応性層を形成した場合、基板上に透明なクロム−フッ素化合物膜からなる微細パターンの形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン形成方法の一例を説明するための工程図である。
【図２】本発明のパターン形成方法の他の例を説明するための工程図である。
【図３】本発明のパターン形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明のパターン形成装置の動作およびパターン形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２，１２，４２…基板
３，１３…材料層
４，１４，４４…反応性層
５，１５，４５…化合物膜
２１…パターン形成装置
２２（２２ａ，２２ｂ）…真空チャンバー
２３…隔壁
２３ａ…開口部
２４ａ，２４ｂ…ガス供給管
２５ａ，２５ｂ…排気管
２６…薄膜形成手段（スパッタリング装置）
２７…ターゲット
２８…基板ホルダ
２９…紫外光照射装置
３０…照射光源
３１…マスク板
【図１】
0003668292.tif 000005
【図２】
0003668292.tif 000006
【図３】
0003668292.tif 000007
【図４】
0003668292.tif 000008