JPH01232728A - 光異方性エッチング方法 - Google Patents

光異方性エッチング方法

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JPH01232728A
JPH01232728A JP5736588A JP5736588A JPH01232728A JP H01232728 A JPH01232728 A JP H01232728A JP 5736588 A JP5736588 A JP 5736588A JP 5736588 A JP5736588 A JP 5736588A JP H01232728 A JPH01232728 A JP H01232728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
methyl methacrylate
etched
film
methacrylate polymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5736588A
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English (en)
Inventor
Kazuo Hashimi
一生 橋見
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 エツチング阻止膜を形成して、サイドエツチングを防止
する光異方性エツチング方法の改良に関し、 エツチング阻止膜が破壊されることなく、したがって、
サイドエツチングされることのない光異方性エツチング
方法を提供することを目的とし、エツチング用ガスと、
ラジカル重合してエツチング阻止膜を構成するポリマー
に転換されるガス体モノマーとを供給してなす光異方性
エツチング法において、レジストには、使用される光に
対する吸収率の高い高分子化合物を使用するように構成
する。
(産業上の利用分野〕 本発明は、エツチング阻止膜を形成して、サイドエツチ
ングを防止する光異方性エツチング方法の改良に関する
〔従来の技術〕  ・ 集積回路の微細化にともない、半導体装置製造工程の中
で、異方性エツチングを必要とする工程が多くなってき
たが、サイドエツチングのない異方性エツチングは困難
であった。そこで、光化学反応を利用した光異方性エツ
チング方法という概念が生まれてきた0本願発明の発明
者は、光異方性エツチング方法に好適な光異方性エツチ
ング装置を開発した。その構造について、図を参照して
説明する。
第1図参照 図中、lはエツチング室を形成する真空容器であり、こ
の容器1の中に被エツチング試料3を載置するサセプタ
2が配設されている。真空容器1にはエツチング用ガス
とエツチング阻止膜形成用ガスとの導入口4と、真空ポ
ンプに接続されたガス排出口5とが設けられている。真
空容器1の上方には、エツチング阻止膜を光分解するた
めの平行光を発生する光源8が設けられ、また、真空容
器1の上面には、この平行光を透過する石英窓9が設け
られている。
ガス導入口からエツチング用ガスとして塩素、4塩化炭
素、4フツ化炭素等のガスの中から選ばれた一つのガス
と、エツチング阻止膜形成用ガスとしてメチルメタクリ
レートとを導入し、真空容器l内に設けられた筒状の第
1の電極6と、その内側に設けられ、多数の小孔を有す
る接地された筒状の第2の電極7との間に高周波発生装
置10の発生する高周波電圧を印加して、両電極間に塩
素ガス、4塩化炭素ガス、4フツ化炭素ガス等のプラズ
マを発生する。プラズマ中のイオンは接地された第2の
電極7によって遮蔽され、中性のラジカルのみが第2の
電極7の内側に送出される。
第2図参照 この中性のラジカルとガス導入口から導入されるメチル
メタクリレートモノマーとがラジカル重合反応して、メ
チルメタクリレートポリマーとなり、図に示すように、
表面にエツチング用レジストマスク11が形成されてい
る被エツチング試料3の表面に堆積し、メチルメタクリ
レートポリマー膜12が形成される。
第1図再参照 光′a8には、メチルメタクリレートポリマーの光分解
に有効な220〜b 有するアルゴン水銀ランプを使用し、その発光する20
0〜245n園の波長を有する平行光を石英窓9を介し
て被エツチング試料3に照射する。
第3図参照 被エツチング試料3上に形成されたメチルメタクリレー
トポリマー膜12のうち、光照射を受けた領域のメチル
メタクリレートポリマー膜12は分解除去され、図に示
すように、光照射されにくいレジストマスク11の側壁
のみに残留する。レジストマスク11とメチルメタクリ
レートポリマー膜12とに覆われない領域の被エツチン
グ試料3は、塩素ガス、4塩化炭素ガス、4フツ化炭素
ガス等の中性ラジカルによってエツチングされる。
第4図参照 レジストマスク11の側壁に形成されたメチルメタクリ
レートポリマー膜は、エツチングの進行とともに上部か
ら次第に光分解して除去されるが、被エツチング試料3
の被エツチング領域の側壁には、図に示すように、メチ
ルメタクリレートポリマー膜が順次堆積してエツチング
阻止膜13が形成され、サイドエツチングが防止される
なお、エツチング用ガスとして塩素系ガスを使用する場
合は、n型シリコンのエツチングが可能であり、フッ素
系ガスを使用する場合は、n型シリコン、p型シリコン
、l型シリコン、タングステン、モリブデン、窒化シリ
コン等のエツチングが可能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
第5図参照 ところで、図に示すように、エツチングが進行する過程
において被エツチング試料3の被エツチング領域の側壁
に形成されるメチルメタクリレートポリマーよりなるエ
ツチング阻止膜13に、上方から厚さ1n程度のレジス
トマスク11を透過した平行光が到達すると、図にAを
もって示す領域のエツチング阻止膜13のメチルメタク
リレートポリマーが光分解して除去され、図にBをもっ
て示す領域の被エツチング試料3が、エツチング用ガス
のラジカルと接触してサイドエツチングされる。
レジストマスク11を光が透過しないように厚くするこ
とは、レジストマスク形成技術上困難である。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、エツ
チング阻止膜が破壊されることなく、したがって、サイ
ドエツチングされることのない光異方性エツチング方法
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、エツチング用ガスと、ラジカル重合して
エツチング阻止膜を構成するポリマーに転換されるガス
体モノマーとを供給してなす光異方性エツチング法にお
いて、レジストには、使用される光に対する吸収率の高
い高分子化合物を使用することによって達成される。な
お、ガス体モノマーにはメチルメタクリレートを使用し
、光源には波長200〜245n■の光を発生するアル
ゴン水銀ランプ等を使用し、レジストに使用される高分
子化合物には側鎖に芳香環を含むポリマーを使用するこ
とが好適である。
〔作用〕
塩素ガス、4塩化炭素ガス、47フ化炭素ガス等をプラ
ズマ化し、その中の中性ラジカルをエツチングに使用す
るとともに、中性ラジカルとメチルメタクリレートモノ
マーとをラジカル重合させてメチルメタクリレートポリ
マーとし、これをレジストマスクが形成されている被エ
ツチング試料3上に堆積する。被エツチング試料3に照
射される平行光の光源には、メチルメタクリレートポリ
マーを光分解するに適した波長220〜230n−の光
を多く含むアルゴン水銀ランプが使用されるので、この
平行光に照射されたメチルメタクリレートポリマーは分
解除去される。ラジカル重合したメチルメタクリレート
ポリマーが堆積する速度と、堆積したメチルメタクリレ
ートポリマーが光分解して除去される速度とをマツチン
グさせ、被エツチング試料3の被マツチング面が、常に
メチルメタクリレートポリマー膜に覆われないようにす
れば、被エツチング面は中性ラジカルによってエツチン
グされる。一方、エツチングが進行する過程で出現する
被エツチング試料3の被エツチング領域の側壁には、平
行光が照射されないので、メチルメタクリレートポリマ
ーが堆積し、エツチング阻止膜13が形成される。
レジストマスク11には、波長200〜245n−の平
行光に対して吸収率の高い側鎖に芳香環を含むポリマー
を使用しているので、平行光が上方からレジストマスク
11を透過してメチルメタクリレートポリマーよりなる
エツチング阻止膜13に到達することがなく、したがっ
て、エツチング阻止膜13は破壊されず良好に保持され
、サイドエツチングが防止される。
〔実施例〕 以下、図面を参照しつ一1本発明に係る光異方性エツチ
ング方法の一実施例としてれ型シリコンをエツチングす
る場合について説明する。
第1図再参照 lはエツチング室を形成する真空容器であり、この容器
1の中に被エツチング試料3を載置するサセプタ2が配
設されている。真空容器1にはエツチング用ガスとエツ
チング阻止膜形成用ガスとの導入口4と、真空ポンプに
接続されたガス排出口5とが設けられている。真空容器
1の上方には、エツチング阻止膜を光分解するための平
行光を発生する光源8が設けられ、また、真空容器1の
上面には、この平行光を透過する石英窓9が設けられて
いる。
エツチング用ガスとしての塩素ガスを11005CCと
、エツチング阻止膜形成用ガスとしてのメチルメタクリ
レートを2SCCMとをガス導入口4から供給して、真
空容器l内の圧力を0.2Torrに保持し、真空容器
1内に設けられた筒状の第1の電極6と、その内側に設
けられ、多数の小孔を有する接地された筒状の第2の電
極7との間に高周波発生装置10の発生する高周波電圧
を印加して、両電極間に塩素ガスプラズマ発生する。
プラズマ中のイオンは接地された第2の電極7によって
遮蔽され、中性のラジカルのみが第2の電極7の内側に
送出される。
第2図再参照 この中性のラジカルとガス導入口から導入されるメチル
メタクリレートモノマーとがラジカル重合反応して、メ
チルメタクリレートポリマーとなり、図に示すように、
表面にエツチング用レジストマスク11が形成されてい
る被エツチング試料3の表面に堆積し、メチルメタクリ
レートポリマー膜12が形成される。
第1図再再参照 光l!I8には、メチルメタクリレートポリマーの光分
解に有効な220〜230n■の波長帯にピークを有す
るアルゴン水銀ランプを使用し、その発光する200〜
245n■の波長を有する平行光を石英窓9を介して被
エツチング試料3に照射する。
第3図参再照 被エツチング試料3上に形成されたメチルメタクリレー
トポリマー膜12のうち、光照射を受けた領域のメチル
メタクリレートポリマー膜12は分解除去され、図に示
すように、光照射されにくいレジストマスク11の側壁
のみに残留する。レジストマスク11とメチルメタクリ
レートポリマー膜12とに覆われない領域の被エツチン
グ試料3は、塩素ガスの中性ラジカルによってエツチン
グされる。
第4図再参照 レジストマスク11の側壁に形成されたメチルメタクリ
レートポリマー膜は、エツチングの進行とともに上部か
ら次第に光分解して除去されるが、被エツチング試料3
の被エツチング領域の側壁には、図に示すように、メチ
ルメタクリレートポリマー膜が順次堆積してエツチング
阻止膜13が形成され、サイドエツチングが防止される
被エツチング試料3上に形成されるレジストマスク11
用レジストには、波長200〜245nm(7)光に対
して吸収率の高い、側鎖に芳香環を含むポリマーが使用
される。アルゴン水銀ランプの発光する平行光の波長は
200〜245n−であるため、平行光はレジストマス
ク11に吸収され、エツチング阻止膜13に到達せず、
したがって、エツチング阻止膜を形成するメチルメタク
リレートポリマーは光分解されることがなく、エツチン
グ阻止膜13が有効に機能して、サイドエツチングのな
い光異方性エツチングがなされる。
(発明の効果〕 塩素ガス、4塩化炭素ガス、4フツ化炭素ガス。
等のプラズマを発生し、その中の中性ラジカルをメチル
メタクリレートモノマーとラジカル重合反応させて、メ
チルメタクリレートポリマーとして被エツチング試料3
上に堆積し、一方、波長200〜245n■の平行光を
照射してエツチングすべき領域のメチルメタクリレート
ポリマーを光分解して除去し、中性ラジカルをもってエ
ツチングを行う。
エツチングの進行過程で、平行光に照射されない被エツ
チング試料の被エツチング領域の側壁にメチルメタクリ
レートポリマーが堆積し、エツチング阻止膜が順次形成
される。被エツチング試料上に形成されたレジストマス
クは、波長200〜2451aの光に対して吸収率の高
い、側鎖に芳香環を含むポリマーにより形成されている
ので、平行光はレジストマスクを透過してメチルメタク
リレートポリマーよりなるエツチング阻止膜に到達せず
、したがって、メチルメタクリレートポリマーが光分解
することがなく、被エツチング試料のエツチングされる
領域の側壁部にエツチング阻止膜が保持されてサイドエ
ツチングが防止され、良好な異方性エツチングが達成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る光異方性エツチング
方法に使用される装置の断面図である。 第2図は、被エツチング試料上に形成されたメチルメタ
クリレートポリマー膜の断面図である。 第3図は、被エツチング試料上に形成されたメチルメタ
クリレートポリマー膜が平行光に照射されて分解除去さ
れた状態を示す断面図である。 第4図は、エツチング阻止膜形成状態を示す断面図であ
る。 第5図は、レジストマスクを透過した光によってエツチ
ング阻止膜が破壊される状態を示す断面図である。 1・・・真空容器(エツチング室)、 2・・・サセプタ、 3・・・被エツチング試料、 4・・・ガス導入口、 5・・・ガス排出口、 6・・・第1の電極、 7・・・第2の電極、 8・・・光源、 9・・・石英ガラス、 10・・・高周波発生装置、 11・・・レジストマスク、 12・・・メチルメタクリレートポリマー膜、13・・
・エツチング阻止膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]エッチング用ガスと、ラジカル重合してエッチン
    グ阻止膜を構成するポリマーに転換されるガス体モノマ
    ーとを供給してなす光異方性エッチング法において、レ
    ジストには、使用される光に対する吸収率の高い高分子
    化合物を使用してなすことを特徴とする光異方性エッチ
    ング方法。 [2]前記ガス体モノマーはメチルメタクリレートであ
    り、使用される光の波長は200〜245nmであり、
    レジストに使用される高分子化合物は側鎖に芳香環を含
    むポリマーであることを特徴とする請求項1記載の光異
    方性エッチング方法。
JP5736588A 1988-03-12 1988-03-12 光異方性エッチング方法 Pending JPH01232728A (ja)

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JP5736588A JPH01232728A (ja) 1988-03-12 1988-03-12 光異方性エッチング方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521814A (ja) * 1998-07-23 2002-07-16 サーフィス テクノロジー システムズ ピーエルシー 異方性エッチングのための方法と装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521814A (ja) * 1998-07-23 2002-07-16 サーフィス テクノロジー システムズ ピーエルシー 異方性エッチングのための方法と装置
JP4698024B2 (ja) * 1998-07-23 2011-06-08 サーフィス テクノロジー システムズ ピーエルシー 異方性エッチングのための方法と装置

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