ス-パ-マグネトロンプラズマを用いたレジストの高精度・超微細エッチング

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03805025
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 木下 治久 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (70204948)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 治 国際電気(株), 電子機械(事), 部長
• Keywords: マグネトロンプラズマ / ス-パ-マグネトロンプラズマ / 半導体プロセス / プラズマエッチング / プラズマプロセス / 反応性イオンエッチング

Research Abstract

半導体集積回路の集積密度が増大するに伴って微細加工が要求されている。研究開発が進行中の256MbDRAMでは0.2μm程度の微細エッチングが必要とされている。本研究では、2年計画で0.2〜0.1μmの線幅のレジストの微細エッチングを可能にする目標である。1年目の今回の実験では冷却可能なカソ-ド電極を製作し、1μm程度の線幅のレジストのエッチングを可能にする計画である。
上下カソ-ド電極を新たに設計し、上下電極ともに水冷可能な構造とした。上部電極がスパッタされ下部電極上のウエハ表図を汚染しないために上部電極表図をグラファイト板で覆った。グラファイトはO_2プラズマに晒してもCOガスとなりウエハ表図をほとんど汚染しない。ウエハのパタ-ンの寸法は0.4μmまで微細化した。今回の実験ではウエハを積極的に冷法しなかったので、エッチング中にウエハ表面温度が100℃程度まで上昇した。ウエハの表図温度が上昇するとサイドエッチングが発生し線幅が細くなり易い。
微細エッチングの準備のため、エッチレ-トとエッチ均一性の測定実験を行った。上下電極に供給する高周波電力の位相差を180°前後に設定すると、エッチレ-トは最大となり、エッチ均一性も最高となった。ガス流量は4sccmと少ないにも拘らずエッチレ-トは2000Å/分前後と大きく、エッチ均一性は5インチウエハを用いて±5%以下と良好であった。0.4μmの線幅にテパタ-ンニングしたレジストの微細エッチングを試みたところ、0.1μm以内のサイドエッチング量でほぼ垂直にエッチングできた。上部電極をグラファイトで覆ったため、汚染の少ないエッチングが達成できた。

Research Products

• [Publications] 木下 治久: "Investigation of O_2 Supermagnetron Plasma Characteristics VS Rf Phase Difference for Resist Etching" Proceedings of the 9th Symposium on Plasma Processing. 9. 273-276 (1992)
• [Publications] 木下 治久: "Generation of HighーDensity O_2 Supermagnetron Plasma for Highly Uniform Plasma Etching" Journal of Vacuum Science and Technology A(July/August). 10. (1992)