專利名稱：反應性離子蝕刻用掩膜材料、掩膜以及干蝕刻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如用于磁性材料的加工等的反應性離子蝕刻用掩膜材料、掩膜以及干蝕刻方法。
背景技術：
以往，作為磁性材料等的微細加工技術，已知有將添加了NH3(氨)等含氮化合物氣體的CO(一氧化碳)氣體作為反應氣體的反應性離子蝕刻(例如，參考特開平12-322710號公報)。并且，該反應性離子蝕刻還可以用于Pt(鉑)等非磁性材料的加工。
該反應性離子蝕刻是，使構成磁性材料等的過渡金屬和CO氣體反應，生成結合能小的過渡金屬羰基化合物，用濺射作用除去生成的過渡金屬羰基化合物，從而將磁性材料等加工成所希望的形狀。另外，含氮化合物氣體是為了抑制CO分解為C(炭)和O(氧)，且促進過渡金屬羰基化合物的生成而添加的。
作為該反應性離子蝕刻用掩膜材料，已知有以Ti(鈦)、Mg(鎂)、Al(鋁)等為構成成分的掩膜材料(例如，參考特開平11-92971號公報)。另外，作為對磁性材料的蝕刻速率非常低、蝕刻的選擇性優(yōu)良的掩膜材料，與本申請的同一申請人提出了一種以Ta(鉭)為構成成分的掩膜材料(例如，參考特開2001-274144號公報)。而且，作為將以這些掩膜材料構成的掩膜加工成所希望的圖案的技術，可以使用在半導體制造領域中通常使用的以鹵素系氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻等。
人們認為通過使用這樣的干蝕刻法，就可以實現(xiàn)磁性材料等的各種各樣的微細加工。
例如，硬盤等的磁記錄媒體，通過構成磁性薄膜層的磁性粒子的細微化、材料的變更、磁頭加工的細微化等的改良，可以顯著提高面記錄密度，但是這些磁性粒子的細微化等改良方法已經(jīng)達到了界限，作為實現(xiàn)提高一層的面記錄密度的磁記錄媒體的候補，提出了將磁性薄膜層分割為多個細微的記錄要素而成的分散式磁記錄媒體(例如，參考特開平9-97419號公報)。為了實現(xiàn)這樣的分散式磁記錄媒體，要求區(qū)域寬度為1μm以下的細微區(qū)域的加工，并認為通過使用上述干蝕刻法，可以進行這樣的微細加工。
但是，即使通過使用如上所述的干蝕刻法，能夠在磁性材料上形成細微的圖案，但是很難形成如圖10(A)所示的側面100為垂直的理想形狀的凹部102，事實上形成如圖10(B)所示的側面104為錐形的凹部106，所希望的加工形狀和實際的加工形狀之間產(chǎn)生一定的偏差。更詳細地說，在干蝕刻中，一部分氣體相對于被加工體從垂直方向稍微傾斜地接近，即使蝕刻對象區(qū)域的端部從掩膜108露出，但對一部分氣體來說成為掩膜108的背部，所以比起其他部分蝕刻進度變慢，從而形成側面為錐形的凹部。隨著蝕刻對象區(qū)域的細微化，具有這種加工形狀的偏差對產(chǎn)品特性等造成的影響相對加大的傾向，對降低側面的錐角(即，使側面接近于垂直)的干蝕刻技術的需求越來越高。
另外，為了被加工體的干蝕刻，在被加工體上形成一個或多個掩膜，掩膜也一般用干蝕刻進行加工而形成側面為錐形形狀的溝，所以最表面的掩膜的凹部依次變窄，并被轉印到被加工體。如果凹部過渡變窄，則在被加工體上形成兩側面連續(xù)的V字斷面的凹部，蝕刻無法進一步進行，無法加工到所希望的深度。例如，在上述分散式磁記錄媒體中，形成比磁性薄膜層的厚度更淺的V溝，存在無法分割磁性薄膜層的問題。
另外，考慮凹部側面的錐角，若在最表面的掩膜上形成寬度充分大的凹部，雖然可以避免上述事情，但是當圖案細微，且凹部彼此之間的間隔小的情況下，在最表面上凹部彼此相互連接，無法區(qū)別各凹部來形成。
進一步，若在掩膜中的凹部側面的錐角大，則存在向被加工體的圖案的轉印精度容易降低的問題。

發(fā)明內容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠使用以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，精密地加工被加工體的干蝕刻方法。
本發(fā)明中，作為以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻用掩膜材料，使用了含硅、鉭的材料，從而實現(xiàn)了上述課題。
本發(fā)明人在完成本發(fā)明的過程中，作為干蝕刻的掩膜材料，試驗了各種各樣的材料的結果發(fā)現(xiàn)，由硅、鉭構成的掩膜材料，在用以鹵素系氣體為反應性氣體的反應性離子蝕刻進行加工時，根據(jù)偏置功率值等的設定條件，加工形狀容易發(fā)生變化。
舉出一例，若降低反應性離子蝕刻中的偏置功率，則形成在掩膜上的凹部側面的錐角降低。如此，通過降低掩膜凹部側面的錐角，能夠加工出凹部彼此間的間隔非常窄的細微的圖案。另外，通過降低掩膜的凹部側面的錐角，能夠提高向被加工體的圖案的轉印精度。
如此的根據(jù)反應性離子蝕刻的設定條件，掩膜加工形狀發(fā)生變化的理由，雖然不是非常清楚，但發(fā)明人認為大概如下。
在反應性離子蝕刻中，通過所謂離子的沖突的物理作用和反應氣體的化學作用之間的相乘效果，進行蝕刻。以往，通過氣壓的降低、偏置功率的增加等，提高離子的直進性，來抑制凹部側面的錐角。即，主要通過控制反應性離子蝕刻的物理作用，來抑制凹部側面的錐角。但是，由這樣的氣壓、偏置功率的調整引起的離子的直進性的提高已經(jīng)達到了極限，無法將接近被加工體的所有離子指向完全垂直的方向。
另一方面，比起鉭，硅更容易與鹵素系的反應氣體發(fā)生反應，因此含硅、鉭的掩膜材料，比起鉭單體，更容易進行因鹵素系氣體的化學作用引起的蝕刻。換句話說，即使多少抑制了物理作用，也能構充分進行蝕刻。因為化學作用引起的蝕刻是各向同性地進行，所以為了該掩膜的加工成為其他掩膜的背部部分的蝕刻被促進，側面錐角變小。
即，相對于提高反應性離子蝕刻的物理作用，使離子的直進性提高，由此抑制凹部側面的錐角為常識的以往技術，本發(fā)明的想法、構成完全不同，用一方面抑制反應性離子蝕刻的物理作用，另一方面提高化學作用的與以往的反應性離子蝕刻的技術相反的方法，降低了凹部側面的錐角。
另外，不含鉭的硅系材料，比起鉭單體，更容易與鹵素系的反應氣體發(fā)生反應，蝕刻容易進行，但是不含鉭的硅系材料在以一氧化碳為反應氣體的反應性離子蝕刻中也容易進行蝕刻，因此作為掩膜材料不合適。
相對于此，含硅、鉭的材料，在以一氧化碳為反應氣體的反應性離子蝕刻中，具有充分的耐蝕刻性，適于作為掩膜材料。
進一步，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含硅、鉭的材料中，通過限制硅相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為小于等于50％，使相對于以一氧化碳為反應氣體的反應性離子蝕刻的耐蝕刻性比鉭單體更大。即，能夠使掩膜的厚度非常薄，由此減少成為掩膜的背部的部分，可以減少形成在被加工體的凹部側面的錐角。
即，通過如下所述的本發(fā)明，能夠解決上述課題。
(1)一種反應性離子蝕刻用掩膜材料，用于以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，其特征在于，含有硅、鉭。
(2)如上述(1)所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，含有硅和鉭的化合物、硅和鉭的混合物中的任意一種。
(3)如上述(1)或(2)所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，是將硅系材料層和鉭系材料層進行層疊而成的層疊體，所述硅系材料層是將含硅的材料形成為層狀而成，所述鉭系材料層是將含鉭的材料形成為層狀而成。
(4)如上述(1)至(3)中任一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，含有含硅和鉭的氧化物、含硅和鉭的氮化物、硅的氧化物、硅的氮化物、鉭的氧化物、鉭的氮化物中的至少一種材料。
(5)如上述(1)至(4)中任一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，上述硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為比0％大且小于等于50％。
(6)如上述(5)所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，上述硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為大于等于10％且小于等于30％。
(7)一種反應性離子蝕刻用掩膜，其特征在于，由上述(1)至(6)中任一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料構成。
(8)一種干蝕刻方法，其特征在于，包括將由上述(1)至(6)中任一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料構成的掩膜層，在被加工體上，形成為規(guī)定的圖案的掩膜形成工序；通過以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，將上述被加工體加工成上述圖案形狀的被加工體加工工序。
(9)如上述(8)所述的干蝕刻方法，其特征在于，上述掩膜形成工序是，將上述掩膜層作為第一掩膜層，將該第一掩膜層成膜在上述被加工體上，在該第一掩膜層上按照上述圖案形成第二掩膜層，通過以鹵素系氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，將上述第一掩膜層加工成上述圖案形狀的工序。
(10)如上述(8)或(9)所述的干蝕刻方法，其特征在于，將磁性材料作為上述被加工體進行加工。


圖1是本發(fā)明實施方式所述試件的毛坯的結構的側斷面示意圖。
圖2是加工該毛坯所得到的試件成品的結構的側斷面示意圖。
圖3是加工該試件用的反應性離子蝕刻裝置結構的、包含局部框圖的側面示意圖。
圖4是表示該試件的加工工序的流程圖。
圖5是表示按圖案分割了保護層的試件形狀的側斷面圖。
圖6是除去了溝底面的第二掩膜層的試件形狀的側斷面示意圖。
圖7是除去了溝底面的第一掩膜層的試件形狀的側斷面示意圖。
圖8是磁性薄膜層被分割的試件形狀的側斷面示意圖。
圖9是表示第一掩膜層的材料的硅比率和蝕刻的選擇比之間的關系的曲線圖。
圖10是理想的凹部形狀與用以往的干蝕刻加工的實際的凹部形狀的側斷面示意圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明實施方式是，在圖1所示的試件的毛坯上實施干蝕刻等加工，由此將磁性薄膜層(磁性材料)加工成圖2所示的規(guī)定的條間隔圖案(line-and-spacepattern)的形狀的實施方式，其中，被覆磁性薄膜層的掩膜材料、掩膜加工工序具有特征。有關其他結構與以往的干蝕刻方法一樣，因此適當省略其說明。
試件10的毛坯是在玻璃基板12上按順序形成磁性薄膜層16、第一掩膜層18、第二掩膜層20、保護層22而構成的。
磁性薄膜層16的厚度是5～30nm，材料是CoCr(鈷-鉻)合金。
第一掩膜層18的厚度是5～50nm，材料是將硅、鉭混合了的物質。硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為(大于等于10％且小于等于30％的)約20％。
第二掩膜層20的厚度是5～30nm，材料是Ni(鎳)。
保護層22的厚度是30～300nm，材料是電子束光刻膠(ZEP520日本ゼオン公司)。
用圖3所示的反應性離子蝕刻裝置等來進行試件10的加工。
反應性離子蝕刻裝置30為螺旋波等離子體方式，其具有擴散室32、用于在擴散室32內裝載試件10的ESC(靜電吸盤)載臺電極34、用來產(chǎn)生等離子體的石英制鐘形罩36。
ESC載臺電極34上接線有用于施加偏置電壓的偏置電源38。另外，偏置電源是頻率為1.6MHz的交流電源。
石英制鐘形罩36的下端向擴散室32內開口，在半球面上的上部中央附近設置有用于提供反應性氣體的供氣孔36A。另外，在石英制鐘形罩36的周圍，設置電磁線圈40和天線42，在天線42上接線有等離子體產(chǎn)生電源44。另外，等離子體產(chǎn)生電源44是頻率為13.56MHz的交流電源。
下面，按照圖4所示的流程圖來說明試件10的加工方法。
首先，準備圖1所示試件10的毛坯(S102)。用濺射法在玻璃基板12上依次形成磁性薄膜層16、第一掩膜層18、第二掩膜層20，再用旋轉涂布法涂布保護層22，由此得到試件10的毛坯。
用電子束曝光裝置(省略圖示)在該試件10的毛坯的保護層22上進行曝光，用ZED-N50(日本ゼオン公司)在室溫下顯影5分鐘，除去曝光部分，如圖5所示，按微細間隔形成多條溝(S104)。
然后，如圖6所示，用使用了Ar(氬)氣的離子束蝕刻裝置(省略圖示)除去溝底面的第二掩膜層20(S106)。由此，布第一掩膜層18側形成窄的溝，第二掩膜層20的側面成為從垂直方向稍微傾斜了的錐形形狀。另外，此時，溝以外區(qū)域的保護層22也稍微被除去。
然后，如圖7所示，使用反應性離子蝕刻裝置30，通過使用CF4氣體或SF6氣體(鹵素系反應氣體)的反應性離子蝕刻，除去溝底面的第一掩膜層18(S108)。
具體地說，將試件10載置并固定在ESC載臺電極34上，施加偏置電壓。進一步，電磁線圈40產(chǎn)生磁場，一旦天線42發(fā)出螺旋波，螺旋波沿著磁場傳播，在石英制鐘形罩36的內部產(chǎn)生高密度的等離子體。一旦從供氣孔36A供給CF4氣體或SF6氣體，自由基就擴散在擴散室32內并附著在第一掩膜層18的表面，進行反應。另外，離子被偏置電壓誘導并與試件10沖突，除去第一掩膜層18的表面。此時，在不過渡限制第一掩膜層18的蝕刻進展的范圍內，將偏置電源38的偏置功率調低。因為第一掩膜層18的材料含有與鹵素系反應氣體容易發(fā)生反應的硅，所以能夠將偏置功率調至很低。
由此，在磁性薄膜層16側形成了窄的溝，在第一掩膜層18上，形成了從垂直方向稍微傾斜了的錐形形狀的側面，但是因為偏置功率調節(jié)至很低，所以第一掩膜層18側面的錐角可以限制在很小。并且，在這里，溝以外區(qū)域的保護層22完全被除去。另外，溝以外的區(qū)域的第二掩膜層20也有一部分被除去，但是殘存有若干量。
接著，如圖8所示，用反應性離子蝕刻裝置30或者同樣結構的其他反應性離子蝕刻裝置，除去溝底面的磁性薄膜層16(S110)。
以使用反應性離子蝕刻裝置30的場合為例，進行具體說明，若代替上述第一掩膜層18的反應性離子蝕刻中的CF4氣體或SF6氣體，從供氣孔36A供給CO氣體以及NH3氣體，則自由基擴散在擴散室32內，將磁性薄膜層16的表面進行羰基化。另外，離子被偏置電壓誘導，除去被羰基化的磁性薄膜層16的表面。
由此，在基板12側形成窄的溝，在磁性薄膜層16上形成從垂直方向稍微傾斜的錐形形狀的側面。
在這里，第一掩膜層18的材料是將硅、鉭混合了的物質，且硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為(大于等于10％且小于等于30％的)約20％，相對于后述的以CO氣體以及NH3氣體作為反應氣體的反應性離子蝕刻的蝕刻速率低(耐蝕刻性高)，所以，第一掩膜層18就可以形成得很薄。因此，相對于從垂直方向稍微傾斜地接近的氣體，成為第一掩膜層18的背部的部分小，可以將磁性薄膜層16側面的錐角限制得很小。即，即使圖案細微，也能精加工磁性薄膜層16，磁性薄膜層16被分割成多個記錄要素16A。
并且，通過該反應性離子蝕刻，溝以外區(qū)域的第二掩膜層20完全被除去。另外，溝以外區(qū)域的第一掩膜層18也有一部分被除去，但是在記錄要素的上面仍殘存有一定量。
然后，通過使用了CF4氣體或SF6氣體的反應性離子蝕刻，完全除去如圖8所示的殘存在記錄要素16A上面的第一掩膜層18(S112)。并且，也可以用使用了CF4氣體或SF6氣體的反應性灰燼設備(圖示省略)除去殘存在記錄要素上面的第一掩膜層18。
如此，完成了試件10的加工。
如上所述，作為被覆磁性薄膜層16的第一掩膜層18的材料，使用了相對于使用由CO氣體以及NH3氣體構成的反應氣體的反應性離子蝕刻的蝕刻速率低的由硅和鉭構成的材料，由此能夠減薄第一掩膜層18的厚度，能夠形成側面錐角小的記錄要素16A。
另外，通過使用由硅和鉭構成的材料，調節(jié)使用鹵素系反應氣體的反應性離子蝕刻的設定條件，能夠減少第一掩膜層18自身側面的錐角，由此能夠提高圖案的轉印精度。
進一步，由于能夠減少記錄要素16A側面的錐角、第一掩膜層18側面的錐角，因此能夠將溝的間隔小的細微的圖案轉印到磁性薄膜層16上。
另外，在本實施方式中，作為用于加工磁性薄膜層16的反應性離子蝕刻的反應氣體，使用了添加NH3氣體的CO氣體，但本發(fā)明并不限于此，也可以將添加了具有抑制CO分解作用的胺類氣體等其他含氮化合物氣體的CO氣體作為反應性氣體使用，來加工磁性薄膜層16。
另外，在本實施方式中，作為用于加工第一掩膜層18的反應性離子蝕刻的反應氣體，使用了CF4氣體或SF6氣體，但本發(fā)明并不限于此，也可以使用其他的鹵素系反應氣體，來加工第一掩膜層18。
另外，在本實施方式中，用于加工磁性薄膜層16、第一掩膜層18的反應性離子蝕刻裝置30是螺旋波等離子體方式，但是本發(fā)明并不限于此，也可以使用平行平板方式、磁控方式、雙頻勵磁方式、ECR(Electron CyclotronResonance微波電子回旋共振)方式、ICP(Inductively Coupled Plasma感應耦合等離子體)方式等其他方式的反應性離子蝕刻裝置。
另外，在本實施方式中，將保護層22以及第二掩膜層20形成在第一掩膜層18上，使用電子束曝光裝置以及離子束蝕刻裝置，將第二掩膜層20形成為規(guī)定的圖案，但是只要能夠將相對于鹵素系反應氣體具有耐蝕刻性的第二掩膜層高精度地形成在第一掩膜層18上，就對第一掩膜層18上的掩膜層、保護層的材料、加工方法以及他們的層疊數(shù)都沒有特別的限制。例如，作為在保護層22上以細微間隔形成溝的方法，可以使用納米刻印法來代替電子束曝光裝置。
另外，在本實施方式中，第一掩膜層18的材料，其硅原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率約為20％，但是本發(fā)明并不限于此，只要是混合了硅、鉭而成的掩膜材料，其比率就沒有限制，通過調節(jié)使用了鹵素系反應氣體的反應性離子蝕刻的設定條件，可以抑制加工形狀，能夠減小形成在掩膜上的錐角。
另外，如后所述，若硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為小于等于50％，則可以使相對于以CO及NH3為反應氣體的反應性離子蝕刻的蝕刻速率比鉭單體更低(耐蝕刻性高)，特別是通過使硅原子數(shù)的比率為大于等于10％且小于等于30％，比起鉭單體，可以大幅度地降低蝕刻速率，故優(yōu)選。
另外，在本實施方式中，第一掩膜層18的材料為由硅、鉭混合而成的掩膜材料，但是也可以代替硅，使用例如二氧化硅、氮化硅等的其他硅系材料。另外，也可以代替鉭，使用例如氧化鉭、氮化鉭等的其他鉭系材料。另外，也可以使用含硅和鉭的化合物。另外，也可以是硅系材料層和鉭系材料層的層疊體。并且，在為層疊體的情況下，硅系材料層也可以含有鉭系材料，鉭系材料層也可以含有硅系材料。此時，通過調節(jié)使用了鹵素系反應氣體的反應性離子蝕刻的設定條件，可以控制掩膜的加工形狀，能夠減小形成在掩膜上的錐角。另外，可以使相對于以CO及NH3為反應氣體的反應性離子蝕刻的蝕刻速率比鉭單體更低。
另外，在本實施方式中，試件10是在玻璃基板12上直接形成了磁性薄膜層16的結構的試驗用試件，但是本發(fā)明當然也可以適用于硬盤等的磁盤、光磁盤、磁帶、磁頭等、具有磁性材料而構成的各種各樣的磁記錄媒體、裝置的加工中。
另外，在本實施方式中，磁性薄膜層16的材料為CoCr合金，但是本發(fā)明并不限于此，例如可以適用含鐵族元素(Co、Fe(鐵)，Ni)的其他合金、作為用于加工這些層疊體等其他材質的磁性材料的掩膜材料，也可以適用由硅、鉭混合而成的掩膜材料。
另外，在本實施方式中，將由硅、鉭混合而成的掩膜材料用于磁性材料的加工，但是本發(fā)明并不限于此，只要是能夠用以CO及NH3為反應氣體的反應性離子蝕刻進行加工的材料，例如作為用于加工Pt等的非磁性材料的掩膜材料，也可以適用由硅、鉭混合而成的掩膜材料。
(例1)如上述實施方式，使硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率調整為約20％。即，使鉭原子數(shù)和硅原子數(shù)的組成比率約為4∶1。
另外，使磁性薄膜層16的厚度約為25nm、第一掩膜層18的厚度約為20nm，第二掩膜層20的厚度約為15nm、保護層22的厚度約為130nm，來制造兩個試件10的毛坯。
在保護層22上，將間距約120nm、條與間隔的比率約1∶1的圖案(即，條寬和間隔寬均為約60nm的圖案)曝光·顯影，形成側面垂直的溝。
在第二掩膜層20上形成側面為錐形形狀的溝，溝底面的間隔寬約為55nm(條寬約為65nm)。
在第一掩膜層18上也形成了側面為錐形形狀的溝。在第一掩膜層18的加工中，源功率在1000W下保持一定，另一方面，偏置功率對兩個試件取不同的值，分別調節(jié)到150W、75W的情況下，當偏置功率為150W時的溝底面的間隔寬約為23nm，而偏置功率為75W時的溝底面的間隔寬約為38nm。另外，反應性離子蝕刻裝置的載臺電極使用了直徑為6英寸的電極。
在磁性薄膜層16上也形成了側面為錐形形狀的溝。并且，在磁性薄膜層16的加工中，對于任意一個試件，源功率在1000W、偏置功率在250W下保持一定。當?shù)谝谎谀?8底面的間隔寬約為23nm的情況下，磁性薄膜層16底面的間隔寬約為15nm。另一方面，當?shù)谝谎谀?8底面的間隔寬約為38nm的情況下，磁性薄膜層16底面的間隔寬約為29nm。
(例2)相對于上述例1，使硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率調整為約80％。即，鉭原子數(shù)和硅原子數(shù)的組成比率約為1∶4。其他條件與上述例1相同，制造了兩個試件10的毛坯。加上了保護層22、第二掩膜層20，則在第二掩膜層20上形成了側面為錐形形狀的溝。與例1相同，底面的間隔寬約為55nm(條寬約為65nm)。
另外，與例1相同，在第一掩膜層18的加工中，源功率在1000W下保持一定，另一方面，偏置功率對兩個試件取不同的值，分別調節(jié)到150W、75W的情況下，當偏置功率為150W時，溝底面的間隔寬約為15nm。另外，當偏置功率為75W時，溝底面的間隔寬約為45nm。
另外，在磁性薄膜層16上也形成了側面為錐形形狀的溝，當?shù)谝谎谀?8底面的間隔寬約為15nm的情況下，磁性薄膜層16底面的間隔寬約為7nm。另一方面，當?shù)谝谎谀?8底面的間隔寬約為45nm的情況下，磁性薄膜層16底面的間隔寬約為36nm。
(比較例)相對于上述例1，第一掩膜層18的材料使用了不含硅的、幾乎是純鉭的材料。其他條件與上述例1相同，制造了兩個試件10的毛坯。加工保護層22、第二掩膜層20，則在第二掩膜層20上形成了側面為錐形形狀的溝，底面的間隔寬約為55nm(條寬約為65nm)。
與例1相同，在第一掩膜層18的加工中，源功率在1000W下保持一定，另一方面，偏置功率對兩個試件取不同的值，分別調節(jié)到150W、75W的情況下，當偏置功率為150W時，溝底面的間隔寬約為25nm。另外，當偏置功率為75W時，溝底面的間隔寬也約為25nm。
以上，將例1、例2以及比較例的結果示于表1。
表1

在例1、例2中，相對于比較例，可以使磁性薄膜層16加工成側面的錐角小的形狀。另外，在例1、例2中，確認通過調節(jié)偏置電壓，可以使側面的錐角變小。另一方面，在比較例中，可以確認即使調節(jié)偏置電壓，間隔寬保持一定，沒有變化。
(例3)用硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率不同的多種種類的掩膜材料形成第一掩膜層18，在以CO氣體及NH3氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻中，測定第一掩膜層18的選擇比時，得到如圖9所示的結果。在此，選擇比是磁性薄膜層16的蝕刻速度除以第一掩膜層18的蝕刻速度的值。
如圖9所示，當硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率比0％大且小于等于50％時，選擇比比以純粹的鉭為材料的掩膜的選擇比、即比33大，可以確認作為掩膜材料是非常好的比率。
另外，當硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為大于等于5％且小于等于40％時，選擇比成為45以上，變得更好，特別是當硅的原子數(shù)比率為大于等于10％且小于等于30％時，得到50以上的選擇比，確認更為優(yōu)選的比率。另外，當硅的原子數(shù)比率為約20％時，選擇比為約66.7，成為最大，故特別優(yōu)選。
另外，，當硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率超過80％時，具有記錄要素16A的側面上端附近被過渡除去的傾向，即使調整圖案、掩膜的膜厚、反應性離子蝕刻的設定條件等，記錄要素16A也被加工成帶有圓形的形狀，所希望的加工變得困難，所以優(yōu)選硅的原子數(shù)比率為小于等于80％。
產(chǎn)業(yè)上的可用性如以上的說明，按照本發(fā)明，使用以添加含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，能夠帶來精密地加工被加工體的蝕刻對象區(qū)域的優(yōu)異的效果。
權利要求
1.一種反應性離子蝕刻用掩膜材料，用于以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，其特征在于，含有硅、鉭。
2.如權利要求1所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，含有硅和鉭的化合物、硅和鉭的混合物中的任意一種。
3.如權利要求1或2所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，所述掩模材料是將硅系材料層和鉭系材料層進行層疊而成的層疊體，所述硅系材料層是將含硅的材料形成為層狀而成，所述鉭系材料層是將含鉭的材料形成為層狀而成。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，含有含硅和鉭的氧化物、含硅和鉭的氮化物、硅的氧化物、硅的氮化物、鉭的氧化物、鉭的氮化物中的至少一種材料。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，上述硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為大于0％且小于等于50％。
6.如權利要求5所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料，其特征在于，上述硅的原子數(shù)相對于硅原子數(shù)和鉭原子數(shù)的總原子數(shù)的比率為大于等于10％且小于等于30％。
7.一種反應性離子蝕刻用掩膜，其特征在于，由權利要求1至6中任意一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料構成。
8.一種干蝕刻方法，其特征在于，包括如下工序將由權利要求1至6中任一項所述的反應性離子蝕刻用掩膜材料構成的掩膜層，在被加工體上，形成為規(guī)定的圖案的掩膜形成工序；通過以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，將上述被加工體加工成上述圖案形狀的被加工體加工工序。
9.如權利要求8所述的干蝕刻方法，其特征在于，上述掩膜形成工序是，將上述掩膜層為第一掩膜層，將該第一掩膜層成膜在上述被加工體上，在該第一掩膜層上按照上述圖案形成第二掩膜層，通過以鹵素系氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，將上述第一掩膜層加工成上述圖案形狀的工序。
10.如權利要求8或9所述的干蝕刻方法，其特征在于，將磁性材料作為上述被加工體進行加工。
全文摘要
提供一種使用以添加了含氮化合物氣體的一氧化碳氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，能夠精密地加工被加工體的蝕刻對象區(qū)域的干蝕刻方法等。被覆磁性薄膜層(16)的第一掩膜層(18)的材料為含硅、鉭的材料。
文檔編號G11B5/84GK1784510SQ200480012459
公開日2006年6月7日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2003年6月30日
發(fā)明者大川秀一, 服部一博 申請人:Tdk股份有限公司