JP2545786B2 - 光励起エッチング法 - Google Patents
光励起エッチング法Info
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- JP2545786B2 JP2545786B2 JP61029659A JP2965986A JP2545786B2 JP 2545786 B2 JP2545786 B2 JP 2545786B2 JP 61029659 A JP61029659 A JP 61029659A JP 2965986 A JP2965986 A JP 2965986A JP 2545786 B2 JP2545786 B2 JP 2545786B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 試料の温度を任意の温度に制御し、光励起エッチング
処理中に生成される反応生成物が液体或いは固体の場合
には、この試料の温度を上昇させて反応速度を高めるこ
とにより反応を促進させ、この試料の光励起エッチング
処理中に生成される反応生成物が蒸気の場合には、この
試料の温度を低下させて反応速度を低下させることによ
り反応を抑制し、エッチング速度のコントロールによ
り、基板に与えるダメージを少なくし、所望の形状の高
精度の微細パターンを形成することが可能となる。
処理中に生成される反応生成物が液体或いは固体の場合
には、この試料の温度を上昇させて反応速度を高めるこ
とにより反応を促進させ、この試料の光励起エッチング
処理中に生成される反応生成物が蒸気の場合には、この
試料の温度を低下させて反応速度を低下させることによ
り反応を抑制し、エッチング速度のコントロールによ
り、基板に与えるダメージを少なくし、所望の形状の高
精度の微細パターンを形成することが可能となる。
本発明は半導体装置の製造工程中のリソグラフィー工
程に用いる光励起エッチング法に関するものである。
程に用いる光励起エッチング法に関するものである。
ICなどの半導体装置の製造工程において、リソグラフ
ィー技術はウエーハ処理工程には必須の工程であり、IC
の高集積化・高密度化にはこのリソグラフィー技術の進
歩が大いに寄与している。
ィー技術はウエーハ処理工程には必須の工程であり、IC
の高集積化・高密度化にはこのリソグラフィー技術の進
歩が大いに寄与している。
しかし、更に高集積化・高密度化をはかると同時に基
板に対するダメージ（損傷）を与えないようにすること
が求められている。
板に対するダメージ（損傷）を与えないようにすること
が求められている。
従来の技術としてプラズマエッチング法が開発され、
リアクティブイオンエッチング（RIE）法等を利用して
サイドエンチングを減少させることにより、高精度の微
細パターンを形成する方法が用いられている。
リアクティブイオンエッチング（RIE）法等を利用して
サイドエンチングを減少させることにより、高精度の微
細パターンを形成する方法が用いられている。
しかし、RIE法は異方性エッチングによって高精度で
パターニングできるが、試料にダメージを与えるという
問題があることが判明してきた。このため近年には、光
励起によるエッチング法が開発されるようになってい
る。
パターニングできるが、試料にダメージを与えるという
問題があることが判明してきた。このため近年には、光
励起によるエッチング法が開発されるようになってい
る。
光励起エッチング法によるエッチング処理工程中にお
いては、大別すると三つの反応現象が生じている。
いては、大別すると三つの反応現象が生じている。
第１の反応現象は気相励起であり、反応ガスを気相で
光励起させて、電子励起エネルギーで反応を促進するも
のである。
光励起させて、電子励起エネルギーで反応を促進するも
のである。
第２の反応現象は、試料の表面に光を照射し、表面を
直接励起させて、正孔−電子対を形成させる基板励起の
現象である。
直接励起させて、正孔−電子対を形成させる基板励起の
現象である。
第３の反応現象は、第２と同様の直接励起ではある
が、基板を加熱して熱離脱を増加させることによりエッ
チングを促進する現象である。
が、基板を加熱して熱離脱を増加させることによりエッ
チングを促進する現象である。
従来、用いられてきた光励起エッチング法は、第１の
反応現象の気相励起を主体にして、プラズマエッチング
に近い電子励起エネルギーを活用する方法であり、照射
光としては通常、光エネルギーの大きいレーザービーム
光が用いられている。
反応現象の気相励起を主体にして、プラズマエッチング
に近い電子励起エネルギーを活用する方法であり、照射
光としては通常、光エネルギーの大きいレーザービーム
光が用いられている。
しかし、この方法は常温では殆どエッチングが進行し
ないことが多く、そのため、試料の加熱を行っている
が、加熱すると等方的にエッチングされ易くなる欠点が
あった。
ないことが多く、そのため、試料の加熱を行っている
が、加熱すると等方的にエッチングされ易くなる欠点が
あった。
また、異方性エッチングを行うために、光を垂直に照
射する方法を採用し、更に異方性エッチングを促進する
ため、試料の温度を低下させると、エッチングむらが生
じたり、エッチング残渣が堆積するという問題が生じて
いる。
射する方法を採用し、更に異方性エッチングを促進する
ため、試料の温度を低下させると、エッチングむらが生
じたり、エッチング残渣が堆積するという問題が生じて
いる。
本発明は、このような種々な問題点を解消し、基板に
与えるダメージを少なくし、所望の形状の高精度の微細
パターンを形成することが可能となる光励起エッチング
法の提供を目的とするものである。
与えるダメージを少なくし、所望の形状の高精度の微細
パターンを形成することが可能となる光励起エッチング
法の提供を目的とするものである。
本発明の光励起エッチング法は、試料の光励起エッチ
ング処理中に生成される反応生成物が液体或いは固体の
場合には、この試料の温度を上昇させて反応速度を高め
ることにより反応を促進させるように構成する。
ング処理中に生成される反応生成物が液体或いは固体の
場合には、この試料の温度を上昇させて反応速度を高め
ることにより反応を促進させるように構成する。
また、この試料の光励起エッチング処理中に生成され
る反応生成物が蒸気の場合には、この試料の温度を低下
させて反応速度を低下させることにより反応を抑制する
ように構成する。
る反応生成物が蒸気の場合には、この試料の温度を低下
させて反応速度を低下させることにより反応を抑制する
ように構成する。
即ち、本発明の光励起エッチング法は、従来の技術に
おいて説明した三つの反応現象の内、第２の基板励起と
第３の熱離脱との反応現象を主体にした光励起エッチン
グ法であり、エッチング処理中に、液体循環型サーキュ
レータを用いて試料温度を−５℃〜＋150℃の温度範囲
に制御し、試料のエッチング処理中に生成される反応生
成物の種類に応じて試料の温度を制御することによりエ
ッチング速度をコントロールし、基板に与えるダメージ
を少なくし、所望の形状の高精度の微細パターンを形成
することが可能となる。
おいて説明した三つの反応現象の内、第２の基板励起と
第３の熱離脱との反応現象を主体にした光励起エッチン
グ法であり、エッチング処理中に、液体循環型サーキュ
レータを用いて試料温度を−５℃〜＋150℃の温度範囲
に制御し、試料のエッチング処理中に生成される反応生
成物の種類に応じて試料の温度を制御することによりエ
ッチング速度をコントロールし、基板に与えるダメージ
を少なくし、所望の形状の高精度の微細パターンを形成
することが可能となる。
以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明を適用するエッチング装置の概要図で
あり、１は反応チャンバ、２は試料、３は試料を載置す
る液体循環型サーキュレータ、４は透過窓、５は遠紫外
線光源で、反応チャンバ１には反応ガス流入口６、真空
排気口７が設けられている。
あり、１は反応チャンバ、２は試料、３は試料を載置す
る液体循環型サーキュレータ、４は透過窓、５は遠紫外
線光源で、反応チャンバ１には反応ガス流入口６、真空
排気口７が設けられている。
液体循環型サーキュレータ３は液体を循環させて、試
料温度を±0.1℃の精度で制御できる試料ステージであ
る。また、遠紫外線光源５は試料の表面に垂直な出力20
0mWの光を出射することが可能なマイクロ波励起型の光
源である。
料温度を±0.1℃の精度で制御できる試料ステージであ
る。また、遠紫外線光源５は試料の表面に垂直な出力20
0mWの光を出射することが可能なマイクロ波励起型の光
源である。
このような装置を用いて第２図（ａ）に示すように絶
縁基板11上のAlGaAs層12をレジスト膜13をマスクとして
エッチングする場合には、光を試料に垂直に照射し、塩
素（Cl2）ガスを反応ガス流入口６から反応チャンバ１
内に流入し、室内圧を１〜100Torrの範囲内にし、液体
循環型サーキュレータ３の温度を−５℃〜＋150℃の間
で調節する。
縁基板11上のAlGaAs層12をレジスト膜13をマスクとして
エッチングする場合には、光を試料に垂直に照射し、塩
素（Cl2）ガスを反応ガス流入口６から反応チャンバ１
内に流入し、室内圧を１〜100Torrの範囲内にし、液体
循環型サーキュレータ３の温度を−５℃〜＋150℃の間
で調節する。
試料温度が低温の場合には、第２図（ｂ）に示すよう
に、表面反応で形成されたエッチング残渣（AgCl,GaCl,
AlClなど）14が被エッチング面に吸着するので、液体循
環型サーキュレータの温度を高くすると、第２図（ｃ）
に示すように、吸着物質が熱励起によって被エッチング
面から離脱し、新しい被エッチング面が現れる。その
時、被エッチング面で離脱物質から塩素（エッチング反
応種）15が生じるのでエッチングが促進される。
に、表面反応で形成されたエッチング残渣（AgCl,GaCl,
AlClなど）14が被エッチング面に吸着するので、液体循
環型サーキュレータの温度を高くすると、第２図（ｃ）
に示すように、吸着物質が熱励起によって被エッチング
面から離脱し、新しい被エッチング面が現れる。その
時、被エッチング面で離脱物質から塩素（エッチング反
応種）15が生じるのでエッチングが促進される。
このようにして試料の温度を高くすると、基板に与え
るダメージを少なくし、所望の形状の高精度の微細パタ
ーンを形成することが可能となる。
るダメージを少なくし、所望の形状の高精度の微細パタ
ーンを形成することが可能となる。
しかし、試料の温度を高くし過ぎると被エッチング試
料の側面と反応してサイドエッチングが進行するので、
被エッチング試料に対するエッチングガスのエッチング
比を求めておき、そのエッチング比と試料温度との関係
を予め十分確認してエッチング条件を決めることが必要
である。
料の側面と反応してサイドエッチングが進行するので、
被エッチング試料に対するエッチングガスのエッチング
比を求めておき、そのエッチング比と試料温度との関係
を予め十分確認してエッチング条件を決めることが必要
である。
光励起エッチング処理中に試料温度が高温になり蒸気
の反応生成物が生じる場合は、上記のエッチング条件に
適合しないので当然のことながら液体循環型サーキュレ
ータ３の温度を低下させて温度を調節することが必要で
ある。
の反応生成物が生じる場合は、上記のエッチング条件に
適合しないので当然のことながら液体循環型サーキュレ
ータ３の温度を低下させて温度を調節することが必要で
ある。
このように液体循環型サーキュレータ３により被エッ
チング試料の温度を適正な温度にすれば、所要の精度に
制御された微細パターンを形成することが可能となり、
且つ、被エッチング試料の表面をダメージを受けない高
品質なエッチング面にすることが可能となる。
チング試料の温度を適正な温度にすれば、所要の精度に
制御された微細パターンを形成することが可能となり、
且つ、被エッチング試料の表面をダメージを受けない高
品質なエッチング面にすることが可能となる。
以上の説明から明らかなように、本発明の光励起エッ
チング法によれば、所望の高精度のパターンを形成する
ことができ、且つ、被エッチング試料の表面にダメージ
を与えないので、高精度・高集積度の半導体装置を製造
することが可能となる。
チング法によれば、所望の高精度のパターンを形成する
ことができ、且つ、被エッチング試料の表面にダメージ
を与えないので、高精度・高集積度の半導体装置を製造
することが可能となる。
第１図は本発明を適用するエッチング装置の概要図、 第２図（ａ）〜（ｃ）は一実施例のエッチング工程図、 である。 図において、 １は反応チャンバ、２は試料、３は液体循環型サーキュ
レータ、４は透過窓、５は遠紫外線光源、６は反応ガス
流入口、７は真空排気口、11は絶縁基板、12はAlGaAs
層、13はレジスト膜、14はエッチング残渣、15はCl（エ
ッチング反応種） を示す。
レータ、４は透過窓、５は遠紫外線光源、６は反応ガス
流入口、７は真空排気口、11は絶縁基板、12はAlGaAs
層、13はレジスト膜、14はエッチング残渣、15はCl（エ
ッチング反応種） を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】試料の光励起エッチング処理中に生成され
る反応生成物が液体或いは固体の場合には、該試料の温
度を上昇させて反応速度を高めることにより反応を促進
させることを特徴とする光励起エッチング法。 - 【請求項２】該試料の光励起エッチング処理中に生成さ
れる反応生成物が蒸気の場合には、該試料の温度を低下
させて反応速度を低下させることにより反応を抑制する
ことを特徴とする光励起エッチング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61029659A JP2545786B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光励起エッチング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61029659A JP2545786B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光励起エッチング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62186536A JPS62186536A (ja) | 1987-08-14 |
| JP2545786B2 true JP2545786B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12282242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61029659A Expired - Fee Related JP2545786B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 光励起エッチング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545786B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2680644B2 (ja) * | 1988-01-14 | 1997-11-19 | 三洋電機株式会社 | 光励起エッチング方法 |
| JPH01289121A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Nec Corp | ３‐５族化合物半導体のデジタルエッチング方法 |
| JP2814021B2 (ja) * | 1990-07-09 | 1998-10-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体基板表面の処理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919328A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | ドライエツチング装置 |
| JPS59129425A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Toshiba Corp | ドライエツチング装置 |
| JPS6049630A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP61029659A patent/JP2545786B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62186536A (ja) | 1987-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |