JPS62186536A

JPS62186536A - 光励起エッチング法

Info

Publication number: JPS62186536A
Application number: JP2965986A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kotani; 小谷　紘一郎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1987-08-14
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JP2545786B2

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］試料のエツチング処理中に、液体循環型サーキュレータ
によって一５℃〜＋１５０℃の温度範囲に試料温度を制
御し、試料のエツチング速度をコントロールしながらエ
ツチングする。

そうすると、微細パターンを所望の形状に制御性良く形
成でき、基板のダメージも少ない。

［産業上の利用分野］本発明はりソグラフィ技術における光励起エツチング法
に関する。

ＩＣなどの半導体装置を製造する際、リソグラフィ技術
はウェハー処理に欠かすことのできない必須の工程で、
ＩＣが急速な発展を遂げ、高集積化・高微細化してきた
裏には、このリソグラフィ技術の大きな進歩がある。

しかし、更にＩＣを発展させるためには、微細パターン
を高精度に形成すると同時に、基板にダメージ（損傷）
を与えないように形成することが望ましい。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点コさて、
従前、プラズマエツチング方法が開発され、リアクティ
ブイオンエツチング（ＲＩＥ）法等を利用してサイドエ
ッチを減少させて、微細パターンを高精度に形成する方
式が確立されてきた。

しかし、ＲＩＥ法は異方エツチングによって、高精度に
パターンニングされる反面、試料にダメージを与える問
題があることが判ってきた。そのために、最近では光励
起によるエツチング法が検討されている。

光励起エツチング法によるエツチングは、大別すると３
つの反応現象が生じる。その１つは気相励起で、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
増感させるものである。２つには、試料表面に光を照射
し、表面で直接励起させて、正孔−電子対を形成させる
基板励起の現象である。３つには、同じく直接励起では
あるが、基板を加熱して熱脱離を増加させることによる
エツチング促進現象である。

従来、検討されてきた光励起エツチング法は、上記の気
相励起を主体にして、プラズマエッチに近い電子励起エ
ネルギーを活用する方法である。

且つ、照射光は、通常、光エネルギーの大きいレー・ザ
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ツチングが進行しな
いことが多く、そのため、試料加熱がおこなわれるが、
そうすると等力的にエツチングされ易い欠点がある。

また、異方的にエツチングし易くするために、光を垂直
に照射する方法も採られて、更に、異方性エツチングを
促進するため、試料温度を低（すると、エツチングムラ
が生じたり、エツチング残渣が堆積したりする問題が起
こる。

本発明は、このような種々の問題点を解消さセて、精度
良く微細に、且つ、基板にダメージを与えない光励起エ
ツチング法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］その目的は、反応チャンバ内を排気できる真空排気系と
、試料温度が制御できる液体循環型サーキュレータと、
反応ガスが励起でき、はっ、試料に垂直に光線を照射で
きる短波長光源とを具備した光励起エツチング装置を用
い、試料のエツチング処理中に、前記液体循環型サーキ
ュレータによって一５℃〜＋１５０℃の温度範囲に試料
温度を制御し、該試料のエツチング速度をコントロール
しながらエツチングするようにした光励起エツチング法
によって達成される。

［作用］即ち、本発明は、上記した３つの反応現象のうち、第２
の基板励起と第３の熱離脱との反応を主体にしたエツチ
ング処理をおこなうもので、エツチング処理工程中に、
液体循環型温度サーキュレータによって一５℃〜＋１５
０℃の温度範囲内で試料温度を制御して試料のエツチン
グ速度をコントロールしながら、エツチングする。

そうすると、所望形状の微細パターンが制御性良く形成
できる。

［実施例］以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明を適用する光励起エツチング装置の概要
図を示しており、１は反応チャンバ、２は試料、３は試
料を載置した液体循環型温度ザーキル−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．真空排気ロアが設けられている。

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１０．１℃で制御できる試料ステージである。ま
た、遠紫外線光源５はマイクロ波励起型で、２００１の
光出力が出射できて、試料に光線が垂直に照射される光
源である。

このような装置を用いて、例えば、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をマスクとしてエツチングする場合、光を試料
に垂直に照射して、塩素（ＣＩ２）ガスを反応チャンバ
に流入し、減圧度を１〜１００Ｔｏｒｒの範囲内に調整
する。そして、サーキュレータ３の温度を一５℃〜＋１
５０℃の間で制御する。

そうすると、試料温度が低温では、第２図（ｂｌに示す
ように、表面反応で形成されたエツチング残渣（＾ｓｃ
１．　ＧａＣ１，八ＩＣＩなど）１４が被エツチング面
に吸着している。次に、サーキュレータの温度を高くし
て高温にすると、第２図（Ｃ１に示すように、吸着物質
が熱励起によって被エツチング面から離脱し、新しい被
エツチング面が現れる。その時、被エツチング面で離脱
物質からＣＩ　（エツチング反応種）１５が生じ、それ
がエツチングを増速する。

このようにして、試料温度を高くしたり、低下させたり
すると、制御性良く高精度にエツチングをおこなうこと
ができる。

しかし、過度に試料温度を高くすると、被エツチングの
側面に反応して、サイドエツチングが進行する。そのた
めに、被エツチング試料に対するエツチングガスのエツ
チング比を確認し、そのエツチング比と試料温度との関
係を、予め十分に検討して条件を決める必要がある。

このようにすれば、所要の精度に正確に制御された微細
パターンを形成することができ、且つ、被エツチング面
はダメージを受けない高品質なエツチング面が得られる
。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明による光励起エ
ツチング法によれば、所望精度にパターンニングするこ
とができて、且つ、被エツチング面はダメージがなく、
率いては、半導体装置の高性能・高品質化に寄与するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するエツチング装置の概要断面図
、第２図ｆａ）〜（Ｃ１は一実施例のエツチング工程図で
ある。図において、１は反応チャンバ、　　　２は試料、３は液体循環型温度サーキュレータ、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はエツチング残液、１５はＣＩ　（エツチング反
応種）を示している。

Claims

【特許請求の範囲】

反応チャンバ内を排気できる真空排気系と、試料温度が
制御できる液体循環型温度サーキュレータと、反応ガス
が励起でき、且つ、試料に垂直に光線を照射できる短波
長光源とを具備した光励起エッチング装置を用い、試料
のエッチング処理中に、前記液体循環型サーキュレータ
によつて−５℃〜＋１５０℃の温度範囲に試料温度を制
御し、該試料のエッチング速度をコントロールしながら
エッチングするようにしたことを特徴とする光励起エッ
チング法。