JPS62219525A - 光照射エツチング法 - Google Patents
光照射エツチング法Info
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
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〕
ハロゲン元素を含む炭化水素をプ、ラズマ化し、半導体
基板面にポリマーを堆積させながら、エキシマレーザ光
を選択的に照射してポリマー堆積物を分解除去する。そ
れによって堆積物が除去された基板面を、プラズマ中の
ハロゲンラジカルがアタックし、選択エツチングが行わ
れる。
基板面にポリマーを堆積させながら、エキシマレーザ光
を選択的に照射してポリマー堆積物を分解除去する。そ
れによって堆積物が除去された基板面を、プラズマ中の
ハロゲンラジカルがアタックし、選択エツチングが行わ
れる。
ハロゲン元素はシリコン(Si)のエツチングにはCj
、StowにはFが適している。
、StowにはFが適している。
本発明は半導体装置の製造工程に含まれるSi或いは酸
化Siの選択エツチング法に関わり、レジスト工程を必
要としない選択エツチング法(直接エツチング法)に関
わる。
化Siの選択エツチング法に関わり、レジスト工程を必
要としない選択エツチング法(直接エツチング法)に関
わる。
半導体装置製造のためのウェハープロセスには、−St
やSiO□を選択的にエツチングする工程が含まれる。
やSiO□を選択的にエツチングする工程が含まれる。
その場合、被エツチング体の表面に選択的にフォトレジ
ストを被着し、ぞれをエツチングマスクとしてエツチン
グ処理するのが通常の方法である。
ストを被着し、ぞれをエツチングマスクとしてエツチン
グ処理するのが通常の方法である。
しかしながら、ここでレジスト工程を省略することがで
きれば、即ちフォトレジストのバターニング工程とエソ
チング工程を一体化し得れば、工数が大幅に低減され、
大きな利益をもたらす。
きれば、即ちフォトレジストのバターニング工程とエソ
チング工程を一体化し得れば、工数が大幅に低減され、
大きな利益をもたらす。
フォトマスクを使用しないリソグラフィとしては電子線
リソグラフィがあるが、これはレジストをバターニング
するものであって、レジスト不使用という条件を満たす
ものではない。機械加工の分野では電子線或いはレーザ
光による穿孔や切削が行われているが、半導体工業で要
求される精度やパターンの複雑さとは掛は離れたレヘル
の技術である。
リソグラフィがあるが、これはレジストをバターニング
するものであって、レジスト不使用という条件を満たす
ものではない。機械加工の分野では電子線或いはレーザ
光による穿孔や切削が行われているが、半導体工業で要
求される精度やパターンの複雑さとは掛は離れたレヘル
の技術である。
現時点ではウェハープロセスに採用し得るような高精度
、高効率の直接エツチング法は知られていない。
、高効率の直接エツチング法は知られていない。
本発明の目的は、フォトマスクは使用するが、フォトレ
ジストは使用しない選択エツチング法を提供することで
あり、複雑且つ微細なパターンをフォトリソグラフィな
しに形成する方法を提供することである。
ジストは使用しない選択エツチング法を提供することで
あり、複雑且つ微細なパターンをフォトリソグラフィな
しに形成する方法を提供することである。
上記目的は特許請求の範囲の項に記された本発明の方法
によって達成されるが、実施例に従って本発明を要約す
ると次のようになる。
によって達成されるが、実施例に従って本発明を要約す
ると次のようになる。
例えばSiO□層を選択エツチングする場合、3弗化メ
タン(CHFa)のようなハロゲン化炭化水素に電界を
印加してプラズマを発生させると、ポリマーが形成され
て基板上に堆積する。プラズマ中にはF・などのラジカ
ルが存在するので、エキシマレーザのような高エネルギ
線で基板を照射すると、照射された部分ではポリマーが
分解除去されてF・によるエツチングが進行する。即ち
選択エツチングが行われる。
タン(CHFa)のようなハロゲン化炭化水素に電界を
印加してプラズマを発生させると、ポリマーが形成され
て基板上に堆積する。プラズマ中にはF・などのラジカ
ルが存在するので、エキシマレーザのような高エネルギ
線で基板を照射すると、照射された部分ではポリマーが
分解除去されてF・によるエツチングが進行する。即ち
選択エツチングが行われる。
Q、 3 torr程度に減圧されたCHF3に高周波
電界を印加してプラズマ化すると、重合反応が進行して
、(CF2 CF2 )アの形で随所に架橋した鎖
状ポリマーが形成される。これがプラズマ内に置かれた
物体の表面を被覆するので、該プラズマにはF・の如き
アクティブなラジカルが存在するにもかかわらず、プラ
ズマに曝された物体の表面をエツチングすることはない
。
電界を印加してプラズマ化すると、重合反応が進行して
、(CF2 CF2 )アの形で随所に架橋した鎖
状ポリマーが形成される。これがプラズマ内に置かれた
物体の表面を被覆するので、該プラズマにはF・の如き
アクティブなラジカルが存在するにもかかわらず、プラ
ズマに曝された物体の表面をエツチングすることはない
。
しかし、これにエキシマレーザ光のような高エネルギ線
を照射すると、照射された部分では堆積したポリマーが
分解除去されるので、露出した物体表面がラジカルによ
ってエツチングされる。このポリマー分解は局部的に温
度が上昇して起こる熱分解あるいは多光子過程によって
吸収されたエネルギによる分解と解せられる。
を照射すると、照射された部分では堆積したポリマーが
分解除去されるので、露出した物体表面がラジカルによ
ってエツチングされる。このポリマー分解は局部的に温
度が上昇して起こる熱分解あるいは多光子過程によって
吸収されたエネルギによる分解と解せられる。
熱分解によるものとすれば、局部的に温度を急上昇させ
て分解反応を起こさせることが必要で、緩慢な昇温では
熱放散によって非選択部も高温になり、選択的処理とい
う目的に反するものになる。
て分解反応を起こさせることが必要で、緩慢な昇温では
熱放散によって非選択部も高温になり、選択的処理とい
う目的に反するものになる。
そのためエキシマレーザのようなパルスレーザの使用が
適している。
適している。
多光子過程のエネルギ吸収によるという考えは、上記の
ポリマーは5eV程度の光に対して透明であり、エネル
ギ吸収が起こるなら2光子或いはそれ以上の多光子過程
によるということに因っており、そのための高エネルギ
レーザという観点からもエキシマレーザが適しているこ
とになる。
ポリマーは5eV程度の光に対して透明であり、エネル
ギ吸収が起こるなら2光子或いはそれ以上の多光子過程
によるということに因っており、そのための高エネルギ
レーザという観点からもエキシマレーザが適しているこ
とになる。
エツチングされる材料に適したラジカルとして、ポリ或
いは単結晶Siには塩素ラジカルが、Siの酸化物には
弗素ラジカルが挙げられる。
いは単結晶Siには塩素ラジカルが、Siの酸化物には
弗素ラジカルが挙げられる。
第1図は本発明の第1の実施例における選択エツチング
の進行状況を示す模式図であり、第2図は本発明を実施
するための装置の模式図である。
の進行状況を示す模式図であり、第2図は本発明を実施
するための装置の模式図である。
先ず、第1図を参照しながら、第1の実施例を説明する
。
。
図で、St基板1はQ、 3 torrのCHF3雰囲
気中に置かれており、その表面に被着形成されたSi0
3層2には生成したポリマー3が堆積している。該基板
から離れた位置にフォトマスク4が置かれ、これを通し
てエキシマレーザ光が照射されている。
気中に置かれており、その表面に被着形成されたSi0
3層2には生成したポリマー3が堆積している。該基板
から離れた位置にフォトマスク4が置かれ、これを通し
てエキシマレーザ光が照射されている。
マスクの遮光部ではレーザ光が透過しないのでポリマー
の堆積は進行するが、透明部ではレーザ光が透過し、基
板上に堆積したポリマーを分解してSi02層2を露出
させる。そのためプラズマ中のF・によってSi02層
2がエツチングされる。
の堆積は進行するが、透明部ではレーザ光が透過し、基
板上に堆積したポリマーを分解してSi02層2を露出
させる。そのためプラズマ中のF・によってSi02層
2がエツチングされる。
処理条件は高周波電力が500W、CHF、の供給量は
標準状態に換算して100cm/minである。この実
施例ではS i Ozのエツチング速度が2000人/
winであるのに対し、Siのエツチング速度は200
人/minと低いので、基板Stを殆どエツチングする
ことなくStowのエツチングを終止させることが出来
る。
標準状態に換算して100cm/minである。この実
施例ではS i Ozのエツチング速度が2000人/
winであるのに対し、Siのエツチング速度は200
人/minと低いので、基板Stを殆どエツチングする
ことなくStowのエツチングを終止させることが出来
る。
第2の実施例は、図示されないが、ポリSiを選択エツ
チングするもので、使用ガスはCHCl s 、0.2
torr、供給量は標準状態で100cm/min、高
周波電力300Wという条件で同様に処理される。そし
て、ポリStのエツチング速度が6000人/minで
あるのに対し、5i02のエツチング速度は200人/
minと低く、ここでも十分な選択比が得られている。
チングするもので、使用ガスはCHCl s 、0.2
torr、供給量は標準状態で100cm/min、高
周波電力300Wという条件で同様に処理される。そし
て、ポリStのエツチング速度が6000人/minで
あるのに対し、5i02のエツチング速度は200人/
minと低く、ここでも十分な選択比が得られている。
これ等の実施例で使用されるエキシマレーザは平均出力
IW、ピーク出力5MW、パルス幅10ns、繰り返し
回数20cpsのもので、周知のものである。
IW、ピーク出力5MW、パルス幅10ns、繰り返し
回数20cpsのもので、周知のものである。
本発明を実施するための装置の一例が第2図に模式的に
示されている。10は例えばAI製のチェンバで、内部
にSi基板1とフォトマスク4を保持するステージ13
が設けられ、その上部にレーザ光を入射させるための窓
12があり、さらにプラズマの原料ガスの導入口と減圧
のための排気口が設けられている。
示されている。10は例えばAI製のチェンバで、内部
にSi基板1とフォトマスク4を保持するステージ13
が設けられ、その上部にレーザ光を入射させるための窓
12があり、さらにプラズマの原料ガスの導入口と減圧
のための排気口が設けられている。
ステージ13の内部には冷却水の配管19が設けられ、
チェンバ10との間には絶縁相18が介挿されている。
チェンバ10との間には絶縁相18が介挿されている。
高周波電源16の出力はカップリングコンデンサ17を
介してステージに接続され、プラズマを発生させる。
介してステージに接続され、プラズマを発生させる。
チェンバ10の上部の窓12を通じてエキシマレーザ1
5の出力光が入射するが、このビームの太さは30關X
10mm程度であり、常用されるウェハー全面を処理
するには、図示のようにX、Y方向にビームを掃引する
ことが必要である。その場合、掃引速度が緩やかである
と、既に多量に被着したポリマ一層を分解しなければな
らず、処理が困難になるので、高速に掃引することが望
ましい。
5の出力光が入射するが、このビームの太さは30關X
10mm程度であり、常用されるウェハー全面を処理
するには、図示のようにX、Y方向にビームを掃引する
ことが必要である。その場合、掃引速度が緩やかである
と、既に多量に被着したポリマ一層を分解しなければな
らず、処理が困難になるので、高速に掃引することが望
ましい。
これはステージを移動させるものでもよいが、ミラーの
回転によるビームの掃引は、厳密に垂直な入射が求めら
れる場合には不適当である。
回転によるビームの掃引は、厳密に垂直な入射が求めら
れる場合には不適当である。
本発明ではフォトマスクを使用するが、発明技術はその
位置合わせに関与するものではないから、位置合わせ手
段は別に設けなければならない。これは通常の方法が利
用可能で、予め準備された合わせマークを光学的手段に
よって検知し、機械的手段によって整合させればよい。
位置合わせに関与するものではないから、位置合わせ手
段は別に設けなければならない。これは通常の方法が利
用可能で、予め準備された合わせマークを光学的手段に
よって検知し、機械的手段によって整合させればよい。
以上説明したように、本発明によればフォトレジストの
塗布、現像工程なしに選択エツチングが行われるので、
ICの製造工程が短縮され、製造コストが大幅に低減さ
れる。
塗布、現像工程なしに選択エツチングが行われるので、
ICの製造工程が短縮され、製造コストが大幅に低減さ
れる。
第1図は本発明の第1の実施例における選択エツチング
の進行状況を示す模式図、 第2図は本発明を実施するための装置の模式図である。 図において、 1はSt基板、 2はS i Ot、 3はポリマー、 4はフォトマスク、 10はチェンバ 12は窓、 13はステージ、 15はエキシマレーザ、 16は高周波電源、 17はカップリングコンデンサ、 18は絶縁材、 19は冷却水配管である。 エキシマレーザ照射 本発明の第1の実施例における選択 エツチングの進行状況を示す模式図 第1図 本発明を実施するための装置の模式図 第2図
の進行状況を示す模式図、 第2図は本発明を実施するための装置の模式図である。 図において、 1はSt基板、 2はS i Ot、 3はポリマー、 4はフォトマスク、 10はチェンバ 12は窓、 13はステージ、 15はエキシマレーザ、 16は高周波電源、 17はカップリングコンデンサ、 18は絶縁材、 19は冷却水配管である。 エキシマレーザ照射 本発明の第1の実施例における選択 エツチングの進行状況を示す模式図 第1図 本発明を実施するための装置の模式図 第2図
Claims (2)
- (1)チェンバ(10)に第1の炭化水素化合物の一部
或いは全部の水素をハロゲン元素に置換した化合物気体
または該化合物と水素或いは第2の炭化水素との混合気
体を導入し、該気体をプラズマ化することによって前記
第1の炭化水素化合物のポリマーを被エッチング体(2
)、(10)の表面に堆積させながら、該被エッチング
体(2)、(10)の表面に高エネルギ線を選択的に照
射することを特徴とする光照射エッチング法。 - (2)前記高エネルギ線がエキシマレーザ光であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光照射エッチ
ング法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6130886A JPS62219525A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 光照射エツチング法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6130886A JPS62219525A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 光照射エツチング法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62219525A true JPS62219525A (ja) | 1987-09-26 |
Family
ID=13167413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6130886A Pending JPS62219525A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 光照射エツチング法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62219525A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0415910A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
US5344522A (en) * | 1990-05-09 | 1994-09-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern forming process and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process |
EP0735578A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Ablation patterning of multi-layered structures |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6130886A patent/JPS62219525A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5344522A (en) * | 1990-05-09 | 1994-09-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern forming process and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process |
US5413664A (en) * | 1990-05-09 | 1995-05-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for preparing a semiconductor device, photo treatment apparatus, pattern forming apparatus and fabrication apparatus |
US5490896A (en) * | 1990-05-09 | 1996-02-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Photomask or a light shielding member having a light transmitting portion and a light shielding portion |
EP0714119A2 (en) | 1990-05-09 | 1996-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern forming process, apparatus for forming said pattern and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process |
JPH0415910A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Canon Inc | エッチングパターンの形成方法 |
EP0735578A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Ablation patterning of multi-layered structures |
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