JPS583233A - 食刻方法 - Google Patents

食刻方法

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JPS583233A
JPS583233A JP57043068A JP4306882A JPS583233A JP S583233 A JPS583233 A JP S583233A JP 57043068 A JP57043068 A JP 57043068A JP 4306882 A JP4306882 A JP 4306882A JP S583233 A JPS583233 A JP S583233A
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JP
Japan
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etching
mask
substrate
molecules
present
Prior art date
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Pending
Application number
JP57043068A
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English (en)
Inventor
チユング・ジユング・チユアング
ジヨン・ウイリ−・コバ−ン
エリツク・カイ
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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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】 本発明は揮発性フッ化物を生ずる基板を選択的に食刻し
且つ方向性を与える食刻方法に係る。このような食刻処
理は、たとえばマイクロ回路を形成する場合に有効であ
る。
米国特許第３６７９５０２号は、非常に高い温度におい
てＳＦ、及びキャリア・ガスをシリコンに接触させるこ
とによりこのシリコンを食刻する方法を示している。し
かしながら、この特許は、レーザー照射によってＳＦ、
の分子を選択的に振動励起することを教授していない。
　−′米国特許第５８６６５９ｆ３号は、シリコンがレ
ーザーにさらされることにより蒸発しそしてこの時ＳＦ
、と反応する方法を示している。しかしながら、この特
許は、レーザー照射によりＳＦ６の分子を選択的に撮動
励起することを教授していない。
１９８０年出版０雑誌Ｅｌｅｃｔｒｏｎｃｈｅｍ−８ｏ
ｃ。
の第１２７巻、第５１４頁には、解離処理によってシリ
コン基板を食刻することが論説され、そこでＳＦ、はＳ
Ｆ５＋Ｆ基に解離されそしてこの基はシリコンと反応す
る。しかしながら、この記事はＳＦ６の分子を振動励起
することを開示していない。
１９８０年６月出りの雑誌Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｐｈｙ
ｓ。
７２（１１）の第６６０３頁には、振動励起されたＳＦ
６の分子全シリコン基板に反応させることが示されてい
る。しかしながら、この記事は本発明の重要な特徴の１
つ、すなわちレーザー光線の回折限界よりも小さい開口
を設けたマスク金剛いることに関して何一つ開示してい
ない。
本発明によれば、揮発性フッ化物を生ずることができる
基板は、開口を含む耐食刻性マスクでこの基板部分を覆
いそしてレーザー光線の照射により振動励起されたＳＦ
６’ｉこの基板の覆われ々かった部分に接触させること
によって選択的に食刻される。マスクの開口をレーザー
光線の回折限界よりも小さくすることが本発明の重要な
特徴である。開口がレーザー光線の回折限界よりも小さ
いということは、この開口がこの回折限界よりも小さい
最小線幅を有すること全意味する。円形開口の場合には
、最小線幅は直径である。スリット線状の開口である場
合には、最小線幅はスリットの幅を意味する。
本発明の処理の動作において、振動励起されたＳＦ６の
分子はたとえばＳ’ｆＦ４のような揮発性化合物全形成
するようにシリコンのような基板と反応する。振動励起
されたＳＦ６は、ＳＦ、の分子を二酸化炭素のレーザー
で励起することにより容易に発生される。振動励起され
たＳＦ６０分子を用いる本発明の処理を公知のＳＦ６の
多光子解離から区別することが基本的事項である。本発
明の処理は、後述するように先行技術の解離処理よりも
多数の利点を有する。
本発明の処理を行なうのに適した装置を示す第１口金参
照するに、適当な焦点づけ光学系を用いたＣＯ２のレー
ザーがメカニカル・ポンプ２及びＳＦａガスの注入系３
全備えた小さい真空室１に関連して用いられることがわ
かる。たとえばシリコン・ウェハ４のような食刻される
基板は透明な照射窓５の下に置かれ、レーザーはこの窓
を通過して照射する。
第２図を参照するに、実゛際の食刻処理が示される。基
板は耐食刻マスク６で覆われ、このマスクは開ロアを含
みそしてこれらの開口のうちの１つが第２図に示されて
いる。この耐食刻マスクは二酸化シリコンあるいはアル
ミニウムのような材料から作ることができる。ＳＦ６の
分子は基板の覆われなかった部分に接触する。レーザー
照射はマスクの開口を介して照射し且つＳＦ６０分子を
振動励起させそしてこの時このＳＦａの分子は揮発性フ
ッ化物を形成するように基板と反応する。かくして、食
刻処理が成し遂げられる。
本発明の処理の非常に重要な特徴は、振動励起されたＳ
Ｆ６の分子の制限範囲及び制御可能範囲でちり、この撮
動励起されたＳＦａの分子はしばしばＳＦ６としてあら
れされる。振動励起されたこれらの分子は他のＳＦ、の
分子と衝突した後に化学的に不活性のＳＦ６に戻るよう
に減勢される。
これ故に、基板の表面付近に発生される振動励起された
ＳＦ６の分子のみが基板と反応するように十分長く生き
延びる。振動励起されたＳＦ６０分子の範囲すなわち平
均自由進路はＳＦ、のガス圧力に逆比例する。この制限
範囲且つ制御可能範囲の結果は方向性食刻処理であシ、
そこで食刻部の幅はマスクの開口に振動励起されたＳＦ
８の分子の範囲の２倍を加えた寸法である。（この範囲
は第２図においてλで示される。）振動励起されたＳＦ
６０分子の範囲がＳＦ、の７６０トルにおいて約１５０
０にであることがわかる。
更に、本発明の処理が負荷効果を有さすすなわち食刻速
度がウェハの面積に依存しないことが本発明の付加的利
へである。更に、ガスの流れが揮発性フッ化物の食刻物
を除去するのに適当である′かぎ９食刻部度はいかなる
種類の真空装置変数にも依存しない。更に、不活性分子
はポンプ装置へ到る。かくして、有毒なガスをポンプで
くみ出すことに関連した問題が無くなる。
本発明の処理の場合には、１分当り数千λの単位の食刻
速度が得られる。シリコンの食刻速度はレーザー・パル
ス当り約ＩＸでありそして１００Ｈｚのレーザー・パル
ス率が容易に利用できる。
ウェハを加熱することは問題でなく、この理由はＳＦ、
の多光子解離に必要なしきい密度以下にレーザーのパワ
ー密度が保たれ、又使用する高圧のＳＦ６がウェハ冷却
を助けるからである。
レーザー光線の回折限界よりも小さい開口のマスクを用
いることが本発明の重要な特徴であることが再び強調さ
れる。本発明の以前には、Ｃ０２のレーザーを用いる時
に、波長が１０．６ミクロンである光線の回折限界によ
り最良の食刻解像度が制限されると思われた。本発明の
場合にはこのようなことが無くそして実際にはレーザー
光線の回折限界よりも小さい開口のマスクを用いること
により、アンダーカットの無い高い食刻解像度が得られ
ることがわかった。本発明の良好な１変形において、マ
スクの開口がレーザー光線の回折限界よりも十分に小さ
い寸法である。即ち、マスクの開口は約１ミクロンの寸
法である。
本発明は先行技術のプラズマ食刻処理以上に幾つかの利
点を有する。本発明の処理はマスクを食刻せず、これ故
にフォトレジスト・マスクが用いられてもよい。本発明
の処理において、方向性は圧力によって簡単に制御でき
る。これに反してプラズマ食刻処理ではこの方向性は中
性化したもの対イオン化したものの制御を含む。更に、
食刻化学反応が非常に局部的に集中づけられすなわち装
置寸法に依存しないから本発明の処理は大規模化に非常
に容易に適合する。
レーザーで誘起される分裂を強調した先行技術とは異な
り、本発明は撮動励起された分子に依存し、この分子は
非常に短い寿命を有しそしてパルス当り１０メガワツ）
／＞２の低パワー（約１ジユール／ｃｍ２に用いること
により得られることが強調される。低パワーのために、
レーザー誘導による損害は起らない。振動励起された分
子の寿命は高解像度音導く。方向性は圧力そして次に寿
命を変化させることにより制御で、きる。２０）ルにお
いて、解像度は約１０ミクロンである。２００トルにお
いて、解像度は約１ミクロンである。大気圧力において
、解像度は約０．３ミクロンである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の処理に用いるのに適した通常の装置を
示す図、第２図は本発明の処理音用いて達成される方向
性食刻処理の概念を示す図である。 ６・・・・マスク、７・・・・開口、４・・・・ウェハ
、１・・・・室、５・・・・宮。 出　８人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーボシークヨン第１区 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 揮発性フッ化物を生ずる基板を食刻し且つ方向性を達成
    する食刻方法において、 開口を含む耐食刻マスクで基板部分を選択品に覆うこと
    と、 基板の覆われなかった部分にＳＦ、を接触させることと
    、上記ＳＦ、ｉレーザー光線の照射にさらすことにより
    上記ＳＦ６を振動励起することと、上記マスクの上記開
    口を上記レーザー光線の回折限界よシも小さくすること
    、 を特徴とする食刻方法。
JP57043068A 1981-06-05 1982-03-19 食刻方法 Pending JPS583233A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US277364 1981-06-05
US06/277,364 US4331504A (en) 1981-06-25 1981-06-25 Etching process with vibrationally excited SF6

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Publication Number Publication Date
JPS583233A true JPS583233A (ja) 1983-01-10

Family

ID=23060539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57043068A Pending JPS583233A (ja) 1981-06-05 1982-03-19 食刻方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4331504A (ja)
EP (1) EP0068077B1 (ja)
JP (1) JPS583233A (ja)
CA (1) CA1153674A (ja)
DE (1) DE3262190D1 (ja)

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