(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めパターニングされたホトレジストと前記ホトレジストの下方に配置されたマスク用膜とを有する積層膜をマスクとして、プラズマを用いて炭化珪素膜をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記マスク用膜は、Ｃｒ膜，Ｍｎ膜，Ｆｅ膜，Ｃｏ膜，Ｎｉ膜，Ｙ膜，Ｚｒ膜，Ｎｂ膜，Ｍｏ膜，Ｒｕ膜，Ｈｆ膜，Ｉｒ膜，Ｐｔ膜，Ａｕ膜の中から選ばれる膜またはＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの中から選ばれる元素を含有する酸化物であり、
前記ホトレジストをマスクとして塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて前記マスク用膜をエッチングする第一の工程と、
前記第一の工程後、塩素ガスと酸素ガスと希ガスとの混合ガスを用いて前記マスク用膜の寸法を縮小化する第二の工程とを有することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第一の工程は、前記炭化珪素膜が露出するまで行うことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項３】
予めパターニングされたホトレジストと前記ホトレジストの下方に配置されたマスク用膜とを有する積層膜をマスクとして、プラズマを用いて炭化珪素膜をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記マスク用膜は、Ｃｒ膜，Ｍｎ膜，Ｆｅ膜，Ｃｏ膜，Ｎｉ膜，Ｙ膜，Ｚｒ膜，Ｎｂ膜，Ｍｏ膜，Ｒｕ膜，Ｈｆ膜，Ｉｒ膜，Ｐｔ膜，Ａｕ膜の中から選ばれる膜またはＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの中から選ばれる元素を含有する酸化物であり、
前記ホトレジストをマスクとして塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて前記マスク用膜の厚み方向の途中までエッチングする第一の工程と、
塩素ガスと酸素ガスと希ガスとの混合ガスを用いて前記第一の工程後のマスク用膜における厚み方向の残りをエッチングするとともに、前記第一の工程後のマスク用膜における前記厚み方向に対して垂直方向の寸法を縮小化する第二の工程とを有することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第二の工程の混合ガス流量に対する酸素ガスの流量比は、前記第一の工程の混合ガス流量に対する酸素ガスの流量比より小さいことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第二の工程の塩素ガス流量は、前記第一の工程の塩素ガス流量より少ないことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第二の工程の高周波バイアス電力は、前記第一の工程の高周波バイアス電力より小さいことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第二の工程後、六フッ化硫黄ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いて前記炭化珪素膜をエッチングする第三の工程をさらに有することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第三の工程を前記炭化珪素膜の下地膜が露出するまで行い、
前記第三の工程後、六フッ化硫黄ガスを用いて残りの炭化珪素膜をエッチングする第四の工程をさらに有することを特徴するプラズマエッチング方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマエッチング方法において、
前記第四の工程の処理時間は、前記第三の工程の処理時間の３倍とすることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法において、
前記積層膜は、反射防止膜をさらに有することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法において、
前記希ガスは、ヘリウムガスであることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマエッチング装置を用いたプラズマエッチング方法に係り、特にハードディスクドライブに搭載する磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子のプラズマエッチングに適用可能な方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブの大容量化に対応するため、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）技術からトンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）技術へ移行し、面記録密度の高密度化が急速に進んでいる。それに伴いハードディスクドライブに使用される磁気ヘッドは微細化が必要になり、磁気ヘッドの微細加工技術が求められている。そのため、磁気ヘッドの製造装置においては、イオンミリング装置からプラズマエッチング装置の適用が進められている。
【０００３】
磁気ヘッドの製造方法については、半導体デバイスと同様でリソグラフィーにより生成したホトレジストをマスクに用い、基板上に形成されたＳｉＯ２，Ｔａ，Ｃｒなどの半導体デバイスによく適用される材料とともに，Ａｌ２Ｏ３，ＣｏＦｅ，ＮｉＦｅなどの不揮発性材料をプラズマエッチングにより微細加工を行っている。
【０００４】
近年の微細加工では、被エッチング材を加工する前に、リソグラフィーにより生成したホトレジストをプラズマエッチングにより縮小させ、縮小されたマスクパターンを用いて被エッチング材をプラズマエッチングすることで、被エッチング材の加工寸法を縮小化することが可能となっている。
【０００５】
加工寸法を縮小する方法として、特許文献１には、リソグラフィによってパターン化されたフォトレジストを等方的、または部分的に等方的なエッチングによって縮小させ、エッチストップとしてもあるいはダミー層としても機能する埋め込み反射防止被覆を備えた縮小した線幅のパターン化されたフォトレジストを形成し、縮小した線幅パターンが、ポリシリコン、金属、または絶縁体、あるいは強誘電体等の下層材料の、次に続く異方性エッチングのためのエッチマスクを提供する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２３７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、無機膜層の加工に必要なホトレジストマスク量を確保する事が必要であり、加工寸法の縮小化に限界が生じるという問題がある。
【０００８】
また、被エッチング材をエッチングする過程において、第一の被エッチング材の下に、前記材料と異なった第二の被エッチング材もしくはストッパー材が形成されている場合、これらが露出されてくると、これら第二の被エッチング材もしくはストッパー材より反応生成物が発生し、この反応生成物がホトレジストマスクもしくは第一の被エッチング材のエッチングによって形成されたパターンの側壁に付着し、特に加工寸法が３５ｎｍ以下の配線になってくると、反応生成物付着の重みでパターン化された配線の曲がりや倒れなどの問題が生じる。
【０００９】
これら、第一の被エッチング材の下層に配置された第二の被エッチング材もしくはストッパー材から発生する反応生成物のパターン側壁付着を抑制し、パターン化された配線の曲がりや倒れなどを防止するプラズマエッチング方法は開示されていない。
【００１０】
このため、本発明では、被エッチング材の加工寸法をパターニングされた寸法より縮小する工程において、加工寸法の縮小化に伴う被エッチング材の配線の断線や曲がりを発生させること無く、加工寸法を大幅に縮小させることができ、微細な磁気抵抗効果素子を形成するプラズマエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、予めパターニングされたホトレジストと、ホトレジストと異なる膜とを有する積層膜をマスクとして、プラズマを用いて炭化珪素膜をエッチングするプラズマエッチング方法であって、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて前記ホトレジストをマスクとして前記膜をエッチングするマスク形成工程と、前記マスク形成工程後に塩素ガスと酸素ガスと希ガスガスとの混合ガスを用いて前記マスク形成工程後の膜の寸法を縮小化させるマスク縮小化工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の上記のプラズマエッチング方法により、被エッチング材の加工寸法をパターニングされた寸法より縮小する工程において、加工寸法の縮小化に伴う被エッチング材の配線の断線や曲がりを発生させること無く、加工寸法を大幅に縮小させることができ、微細な素子を形成する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したプラズマエッチング装置の構成断面図である。
【図２】本発明を適用したプラズマエッチング装置の装置構成を示す図である。
【図３】本発明のプラズマエッチング方法のフローチャート図である。
【図４】本発明の実施例１で使用した試料の構造例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例１の反射防止膜とクロム膜のプラズマエッチング工程を示す模式図である。
【図６】本発明の比較例のクロム膜の縮小化工程を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例１のクロム膜の縮小化工程を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例一特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例一工程を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例一工程を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施例一工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態において、プラズマエッチング方法は、予めパターニングされたホトレジストと、前記ホトレジストと異なる膜とを有する積層膜をマスクとして、プラズマを用いて炭化珪素膜をエッチングするプラズマエッチング方法であって、前記膜は、Ｃｒ膜，Ｍｎ膜，Ｆｅ膜，Ｃｏ膜，Ｎｉ膜，Ｙ膜，Ｚｒ膜，Ｎｂ膜，Ｍｏ膜，Ｒｕ膜，Ｈｆ膜，Ｉｒ膜，Ｐｔ膜，Ａｕ膜の中から選ばれる膜またはＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの中から選ばれる元素を含有する酸化物の膜であり、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて前記ホトレジストをマスクとして前記膜をエッチングするマスク形成工程と、前記マスク形成工程後に塩素ガスと酸素ガスと希ガスガスとの混合ガスを用いて前記マスク形成工程後の膜の寸法を縮小化させるマスク縮小化工程とを有することが好ましい。
【００１５】
また、プラズマエッチング方法において、一実施形態においては、前記マスク形成工程は、前記炭化珪素膜が露出するまで行うことが好ましい。
あるいは、プラズマエッチング方法において、他の実施形態においては、前記マスク形成工程は、前記膜の途中まで塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いてエッチングを行い、引き続き、残りの前記膜のエッチングと前記マスク縮小化工程とを、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて行うことが好ましい。
【００１６】
また、プラズマエッチング方法において、前記マスク縮小化工程の混合ガス流量に対する酸素ガスの流量比は、前記マスク形成工程の混合ガス流量に対する酸素ガスの流量比より小さいことが好ましい。また、プラズマ処理方法において、前記マスク縮小化工程の塩素ガス流量は、前記マスク形成工程の塩素ガス流量より少ないことが好ましい。また、プラズマエッチング方法において、前記マスク縮小化工程の高周波バイアス電力は、前記マスク形成工程の高周波バイアス電力より小さいことが好ましい。
【００１７】
また、プラズマエッチング方法において、前記マスク縮小化工程後に六フッ化硫黄ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いて前記炭化珪素膜をエッチングする第一の炭化珪素膜エッチング工程とを有することが好ましい。また、プラズマエッチング方法において、前記第一の炭化珪素膜エッチング工程を前記炭化珪素膜の下地膜が露出するまで行い、前記第一の炭化珪素膜エッチング工程後に六フッ化硫黄ガスを用いて残りの炭化珪素膜をエッチングする第二の炭化珪素膜エッチング工程をさらに有することが好ましい。また、プラズマエッチング方法において、前記第二の炭化珪素膜エッチング工程の処理時間は、前記第一の炭化珪素膜エッチング工程の処理時間の３倍とすることが好ましい。
【００１８】
また、プラズマエッチング方法において、前記積層膜は、反射防止膜を有することが好ましい。また、プラズマエッチング方法において、前記希ガスは、ヘリウムガスであることが好ましい。
【００１９】
図１は、本発明を適用したプラズマエッチング装置の構成断面図である。このプラズマエッチング装置は、プラズマ生成手段にマイクロ波と磁界を利用したマイクロ波ＥＣＲ(Electron  Cyclotron  Resonance)プラズマエッチング装置の例である。
【００２０】
マイクロ波は、マグネトロン１で発振され、導波管２を経て、石英板３を通過して、エッチング処理室４へ入射される。エッチング処理室４の周りには、ソレノイドコイル５が設けてあり、これより発生する磁界と入射してくるマイクロ波により、電子サイクロン共鳴を起こす。
【００２１】
これにより、プロセスガスは、効率良く高密度にプラズマ６化される。処理ウエハ７は、静電吸着電源８で試料台９に直流電圧を印加することで、静電吸着力により固定される。また、電極には高周波電源１０が接続してあり、高周波電力を印加して、プラズマ中のイオンに処理ウエハ７へ対して垂直方向の加速電位を与える。
【００２２】
混合ガス供給部２８から、エッチング処理室４内に塩素ガスと酸素ガスとの混合ガス、あるいは、塩素ガスと酸素ガスと希ガスとの混合ガスが供給され、エッチング後のガスは、装置下部に設けられた排気口から、排気装置１１により排気される。発光モニタリング装置１２は、発光するエッチングガスの強度または反応生成物の発光強度の変化をとらえてエッチングの終点を定める。
【００２３】
なお、プラズマエッチング装置としては、マイクロ波プラズマエッチング装置の例で説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、誘導結合型プラズマエッチング装置、容量結合型プラズマエッチング装置、ヘリコン型プラズマエッチング装置等でも適用できる。
【００２４】
図２に、本発明を適用したプラズマエッチング装置の装置構成を示す。大気ローダ１３はロードロック室１４とアンロードロック室１５と連結しており、ロードロック室１４とアンロードロック室１５は真空搬送室１６と連結した構成となっている。真空搬送室１６はエッチング処理室４と接続されている。
【００２５】
処理ウエハ７は大気ローダ１３と真空搬送ロボット１７により搬送されエッチング処理室４でエッチング処理される。大気ローダ１３上には、処理ウエハ７を設置する第一のカセット１８と第二のカセット１９とダミー基板を設置する第三のカセット２０とがあり、処理ウエハ７は随時エッチング処理室４に搬送され、エッチング処理後は元の位置に戻るシステムになっている。
【００２６】
図３は、本発明のプラズマエッチング方法のフローチャート図である。本発明の予めプラズマエッチング方法では、パターニングされたホトレジストと金属膜又は金属酸化膜の積層膜を用いて炭化珪素膜をエッチングする。プラズマエッチング方法がスタートすると、まず、ステップＳ３０１のマスク形成工程において、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて、予めパターニングされたホトレジストを用いて、金属膜又は金属酸化膜をエッチングして積層膜のマスクを形成する。次に、ステップＳ３０２のマスク縮小化工程において、塩素ガスと酸素ガスと希ガスガスとの混合ガスを用いてマスク形成工程後の積層膜の幅の寸法を縮小化させる。そして、ステップＳ３０３の炭化珪素膜エッチング工程において、膜寸法が縮小化された積層膜をマスクとして、炭化珪素膜の微細エッチング処理を行う。
【実施例１】
【００２７】
図４は、本発明の一実施例で使用した試料の構造例を示している。シリコン基板２１上に、クロム膜(Ｃｒ)２２（２．５ｎｍ）、炭化珪素膜(ＳｉＣ)２３（５０ｎｍ）、クロム膜(Ｃｒ)２４（５ｎｍ）、反射防止膜２５（６０ｎｍ）、ホトレジスト２６（１８０ｎｍ）の順に形成し、リソグラフィー技術等によって、溝のマスクパターンを形成する。なお、マスクパターンの幅の最小寸法は、６０ｎｍである。
【００２８】
図５は、反射防止膜２５とクロム膜２４のプラズマエッチング工程である。次に、加工寸法の縮小工程を説明する。例えば、表１に示すようにＣｌ２ガス６０ｍｌ／ｍｉｎとＯ２ガス２０ｍｌ／ｍｉｎを混合したガスを用い、処理圧力０．３Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力１５Ｗで生成したプラズマで、クロム膜２４まで一括してエッチングを行う。
【００２９】
通常、反射防止膜２５とクロム膜２４は異なったエッチング条件を用いるが、反射防止膜２５とクロム膜２４との選択性（クロム膜のエッチング速度を反射防止膜のエッチング速度にて除した割合）が低いので、クロム膜２４が５ｎｍと薄膜である場合、エッチング条件の切り替えが難しいため、一括処理が実施される。
【００３０】
【表１】
0005815459.tif 000002
クロム膜２４のエッチング処理時間は、発光モニタリング装置１２などによって制御され、クロム膜２４が無くなる始め、すなわち下層に配置された炭化珪素膜２３が露出し始める時を検出し、クロム膜２４のエッチング終点とする。ここまでのクロム膜２４最大寸法は、５５ｎｍである。
【００３１】
この際、クロム膜２４のエッチング終点のタイミングが遅れると、横方向にエッチングが急激に加速され、ホトレジスト２６の倒れや消失が生じる。これは、クロム膜２４が無くなった時点で、プラズマ中の酸素ラジカルがホトレジスト２６に集中し、過剰に反応してしまうからである。そのため、加工寸法の縮小化を行う場合、ホトレジスト２６の倒れや消失が生じないエッチング条件の変更が必要となる。
【００３２】
なお、クロム膜２４のエッチング終点を発光モニタリング装置１２で行ったが、クロム膜２４のエッチング速度をあらかじめ調べ、エッチング時間を決定しておけば、必ずしも発光モニタリング装置１２は必要ではない。
【００３３】
図６に比較例の、また、図７に本発明の実施例１の、クロム膜２４の縮小化工程を示す。前述したように、クロム膜２４が無くなった時点からホトレジスト２６は、縮小化が急激に加速されるため、横方向のエッチング速度を遅くする必要がある。一般的には、プロセスガスを低流量とし、特にＯ２ガスの含有量を低下させれば、横方向のエッチング速度を遅くする事が出来る。
【００３４】
しかし、図６の比較例に示すように、Ｏ２ガス含有量を低下させると、プラズマ中の塩素ラジカルがクロム膜２４の下層に配置された炭化珪素膜２３のＳｉと反応し、ＳｉｘＣｌｙ系の反応生成物２７の発生量が増加する。
【００３５】
この反応生成物２７がホトレジスト２６の側壁に付着すると、縮小化の妨げとなり所望の加工寸法が得られなくなる。また、ホトレジスト２６の側壁に対して左右非対称に付着すると、多く付着した方へ曲がりや倒れが生じてしまう。そのため、クロム膜２４の縮小化と下層に配置された炭化珪素膜２３からの反応生成物発生抑制を両立しなければならない。
【００３６】
これらを成し遂げるため、本発明の実施例１では、クロム膜の縮小化する工程において、Ｃｌ２ガスとＯ２ガスに、Ｈｅガスを添加した。これにより、Ｏ２ガスの含有量が希釈され、横方向のエッチング速度を低減する事ができ、且つエッチング処理室でのガス滞在時間が速まる事により、パターン側壁への反応生成物付着が抑制される。図７に、幅が縮小化されたクロム膜２４を示す。
【００３７】
例えば、表２に示すようにＣｌ２ガス1０ｍｌ／ｍｉｎとＯ２ガス５ｍｌ／ｍｉｎに、Ｈｅガス５０ｍｌ／ｍｉｎを混合したガスを用い、処理圧力０．３Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力１０Ｗで生成したプラズマで、クロム膜２４の縮小化を行う。
【００３８】
図８に示すようにクロム膜の寸法を３０ｎｍ縮小させるには、エッチング時間を５３秒とすればよい。従って、表２に示す条件にて５３秒のエッチングを行うとクロム膜の寸法は２５ｎｍとなる。
【００３９】
このように、反射防止膜２５とクロム膜２４の一括エッチングと、クロム膜２４の縮小化との２つの工程を、それぞれ異なるエッチング条件を用いる事により、クロム膜２４の断線や曲がりを発生させること無く、所望な加工寸法を得ることができる。
【００４０】
なお、実施例１ではクロム膜を用いたが、当然この膜種に限ったものでは無く、有機膜マスクと同時にエッチングと縮小化が出来る材質であれば可能である。例えば、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの単層膜、およびこれらを含んだ積層膜、またはこれらの酸化物などがある。
【００４１】
また、Ｃｌ２ガスとＯ２ガスの添加ガスにＨｅガスを用いたが、希ガスであれば可能である。例えば、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなどがある。但し、適宜、マイクロ波パワーと高周波電力などの最適化が必要である。
【００４２】
【表２】
0005815459.tif 000003
更に、縮小化されたホトレジスト２６と反射防止膜２５とクロム膜２４をマスクにすれば、炭化珪素膜２３の加工寸法縮小化が可能となる。
【００４３】
図９に、炭化珪素膜２３の縮小化工程を示す。例えば、表３のステップ１に示すようにＳＦ６ガス５０ｍｌ／ｍｉｎとＡｒガス３０ｍｌ／ｍｉｎを混合したガスを用い、処理圧力０．４Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力２０Ｗで生成したプラズマで、炭化珪素膜２３のエッチングを行い、クロム膜２４と同様に発光モニタリング装置１２で炭化珪素膜２３のエッチング終点を検出する。
【００４４】
引き続き、例えば、表３のステップ２に示すようにＳＦ６ガス５０ｍｌ／ｍｉｎ、処理圧力０．４Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力１５Ｗで生成したプラズマで、炭化珪素膜２３の縮小化を行う。
【００４５】
前記エッチング条件では、クロム膜２２およびクロム膜２４に対して高い選択性が有る事から、エッチング時間を長くする事が可能である。炭化珪素膜２３のメインエッチ時間に対して、３００％のオーバーエッチを実施することで、炭化珪素膜の寸法を５ｎｍ縮小させることができる。また、この時、ホトレジスト２６と反射防止膜２５がエッチングによって無くなるため、有機膜を除去するためのアッシング工程を削除することができる。
【００４６】
【表３】
0005815459.tif 000004
これにより、本実施例では、６０ｎｍの初期寸法を示すマスクパターンを用いて、被エッチング材に断線の発生や曲がりの無い２０ｎｍ幅の炭化珪素膜配線加工を実現する事が可能となる。
【実施例２】
【００４７】
実施例１で説明した本発明のクロム膜２４の縮小化する工程において、クロム膜２４のエッチング終点のタイミングによっては、ホトレジスト２６の倒れや消失が生じてしまう。
【００４８】
そこで、本発明の実施例２では、Ｃｌ２ガスとＯ２ガスの混合ガスで、クロム膜２４を途中までエッチングを行い、引き続きＣｌ２ガスとＯ２ガスとＨｅガスの混合ガスで、残りのクロム膜２４のエッチングと、クロム膜２４の縮小化を実施することで、実施例１と同様の効果を得る事ができ、所望の加工寸法を得る事が可能となる。
【００４９】
図１０に、反射防止膜２５とクロム膜２４のエッチング工程を示す。例えば、表４のステップ１に示すようにＣｌ２ガス６０ｍｌ／ｍｉｎとＯ２ガス２０ｍｌ／ｍｉｎを混合したガスを用い、処理圧力０．３Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力１５Ｗで生成したプラズマで、クロム膜２４の途中までエッチングを行う。この時のエッチング時間は、あらかじめクロム膜２４のエッチング速度を調べて算出する。例えば、クロム膜を３ｎｍエッチングするため、反射防止膜のエッチングを含め、２７秒とした。
【００５０】
図１１に、引き続き、残りのクロム膜２４のエッチングと、クロム膜２４の縮小化工程を示す。例えば、表４のステップ２に示すようにＣｌ２ガス1０ｍｌ／ｍｉｎとＯ２ガス５ｍｌ／ｍｉｎに、Ｈｅガス５０ｍｌ／ｍｉｎを混合したガスを用い、処理圧力０．３Ｐａ、マイクロ波電力４００Ｗ、高周波バイアス電力１０Ｗで生成したプラズマで、クロム膜２４の残りのエッチングとクロム膜２４の縮小化を行う。
【００５１】
この時のエッチング時間は、あらかじめクロム膜のエッチング速度を調べて算出し、更に図８に示す横方向のエッチング速度から、所望の加工寸法より時間を算出できる。横方向に３０ｎｍ縮小するには、エッチング時間２８秒を実施すればよい。
【００５２】
【表４】
0005815459.tif 000005
引き続き、実施例１で示した炭化珪素膜２３のエッチングと縮小化工程を組み合わせる事により、６０ｎｍの初期寸法を示すマスクパターンを用いて、被エッチング材に断線の発生や曲がりの無い２０ｎｍ幅の炭化珪素膜配線加工を実現することが可能となる。
【００５３】
実施例１ないし実施例２において、ホトレジスト２６の側壁に対して左右非対称に反応生成物２７が付着しないように、処理ウエハ７上に形成されるマスクパターンの配線方向と、エッチングガスが排気装置１１によって排気されるガス流れの方向が、平行になるように処理ウエハ７を試料台９に配置することが望ましい。
【００５４】
また、実施例１ないし実施例２において、ホトレジスト２６の倒れないようにするため、真空搬送室１６に不活性ガスをパージする事無く、真空搬送室１６とエッチング処理室４とに圧力差を生じさせないことが望ましい。
【００５５】
また、実施例１ないし実施例２において、ホトレジスト２６の倒れないようにするため、アンロードロック室１５から第一のカセット１８または第二のカセット１９に処理ウエハ７を返却する際、アンロードロック室１５に処理ウエハ７を設置後、６０秒以上時間を要して真空から大気に戻すことが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１  マグネトロン
２  導波管
３  石英板
４  エッチング処理室
５  ソレノイドコイル
６  プラズマ
７  処理ウエハ
８  静電吸着電源
９  試料台
１０  高周波電源
１１  排気装置
１２  発光モニタリング装置
１３  大気ローダ
１４  ロードロック室
１５  アンロードロック室
１６  真空搬送室
１７  真空搬送ロボット
１８  第一のカセット
１９  第二のカセット
２０  第三のカセット
２１  シリコン基板
２２  クロム膜
２３  炭化珪素膜
２４  クロム膜
２５  反射防止膜
２６  ホトレジスト
２７  反応生成物
２８  混合ガス供給部
【図１】
0005815459.tif 000006
【図２】
0005815459.tif 000007
【図３】
0005815459.tif 000008
【図４】
0005815459.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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