結晶性SiC膜の光エッチングとその表面反応の解明

晶体 SiC 薄膜的光刻及其表面反应的阐明

• 批准号: 03650262
• 负责人: 村原 正隆
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650262/
• 关键词: SiC; ClF_3; エキシマレ-ザ-; レジストレス・パタ-ン露光エッチング; テフロン容器; 発光スペクトル; 中間生成体; ガス吸着界面

SiCのエッチャントガスClF_3は反応性が非常に高く、とくに紫外光照射するとステンレス性チャンバ-内壁とも反応し、その反応生成物がガスの分析を複雑にしていた。そこで今回チャンバ-の材質をテフロンにしたところ、従来ClF_3特有の吸収と考えていた300〜400nmにかけての振動スペクトルが、実際は塩素と不純物による中間生成物のスペクトルであることが明らかに成り、かつClF_3自身の吸収も300nmから短波長域にかけて一様に吸収が増加するだけの単純な物質であることがわかった。この様にテフロンチャンバ-を用いることによってガス雰囲気に左右されることが無くなったので、反応メカニズムを解明する目的で、レ-ザ-照射後の発光スペクトル観測を行った。純粋なClF_3をKrFエキシマレ-ザ-光で励起すると、282nmにのみ、また193nmのArFレ-ザ-では215および282nmの両方に強い発光ピ-クが観察された。これらの発光種を特定する目的で、本年度購入した四重極型質量分析計で測定したところ、KrFレ-ザ-照射よりもArFレ-ザ-照射時のほうがClFが多量に生成されることがわかり、この条件下ではSiCのエッチング速度も3倍以上であることが明らかに成った。上記測定結果を基に、SiC基板に対して水平方向からArFレ-ザ-光を、垂直方向からKrFレ-ザ-光を同時照射できる実験装置を試作した。実験条件は5TorrのClF_3を5ccmでフロ-させ、これに水平方向から50mJ/cm^2のArFレ-ザ-光を照射し、ClFを生成させると同時に、垂直方向から基板表面に露光した回路パタ-ン状のKrFレ-ザ-光(1J/cm^2)でClFの吸着した試料界面を直接励起した。これによってKrFレ-ザ-光照明部分のみをレジストなしで選択的にエッチングすることに成功した。形成したポリSiC試料の最小エッチング幅は1.5μm、エッチング深さは1000Åであった。

SIC Etchant Gas CLF_3具有极高的反应性，尤其是在暴露于紫外线时，它会与不锈钢室内壁壁反应，并且反应产物使气体的分析变得复杂。 So, when we made Teflon the material for the chamber, it was clear that the vibrational spectrum from 300 to 400 nm, which was previously considered to be an absorption characteristic of ClF_3, is actually a spectrum of intermediate products made from chlorine and impurities, and that ClF_3 itself is a simple substance with uniform absorption increase from 300 nm to short wavelength range.以这种方式，使用特氟龙腔室防止了气体气氛受到影响，并阐明了反应机理，观察到激光照射后的发射光谱。当纯CLF_3用KRF准分子的光激发时，仅在282 nm处观察到强发光，在215 nm和282 nm处观察到193 nm。为了鉴定这些发光物种，使用今年购买的四极质谱仪进行测量，很明显，在ARF激光辐照过程中产生的CLF比KRF激光照射产生更多的CLF，并且在这些条件下，SIC蚀刻速率高三倍。基于上述测量结果，制造了一种实验装置，该设备可以同时从水平方向照射ARF激光光，并从垂直方向辐射krf激光光。实验条件是通过在5CCM处流动5 Torr CLF_3进行的，并用50 MJ/cm^2 ARF激光从水平方向进行辐射以产生CLF，而同时激发了样品界面，其中CLF用电路模式krf激光光（1 J/CM^2）呈现练习，从而使CLF吸附为电路模式。这导致了仅选择性蚀刻的成功蚀刻，仅krf激光照明部分而没有抵抗。形成的多层样品的最小蚀刻宽度为1.5μm，蚀刻深度为1000Å。

项目成果

村原 正隆他30名: "光技術動向調査報告書VIIー光技術の開発動向と将来展望ー" 財団法人光産業技術振興会, 565 (1991)

Masataka Murahara等30人：“光学技术趋势调查报告VII - 光学技术的发展趋势和未来前景”，光子产业和技术促进基金会，565（1991）

村原 正隆: "Resistless PhotoーEtching of Crystalline SiliconーCarbite by Excimer Laser" SPIE Proceedings. 1190. 136-141 (1989)

Masataka Murahara：“准分子激光对晶体碳化硅的无抗蚀剂光蚀刻”SPIE 论文集 1190. 136-141 (1989)。