ML層は通常、塗布形成された薄いSiO2膜
（SOG）であり、そのハクーン転写においては深
いエッチンクにならない（力で、一舟隻〔1勺なLS i O Uエッ
チング条件の適用が可能である ただし、SiOzエ ッチングガスであるCIF8、 CLF 、 CHF／sなどは、
表3．21こ・Jl一す 1、うに、 地球温暖化係数 （GWp）
の大きいガスであり、今後、温暖化係数の小さい ガスへ置き換えてゆく必要があるtis）、
；／L−： ぐ、イsctiJF究 ぐIL（1F㌦1、 c2F510）ようfit CFx
と1（ヨウ素）の結合した分子をエッチングガス レして用いる二とを検討した、この分仁は、図3．
26に示すような構造を持らISiS）、 C−1の部分の
表3．2 エッチングガスの大気中寿命 と地球温暖化係数（出典：IPCC95）
Gas Lifetime GWP
（years） 100
CO2 CF4 C2F6 C4Fs
CHF3
Sio2のエッチングガスとしては、エッチンゲガス分子中のF：Cの比が約2程度である のが好ましいことから、C2Fう1を用いてSio2膜のエ・・ノチング特性を調べた・liS）エッチング 条件としては、マイクロ波エッチング装置で、ガス圧力：0．2Pa、マイクロ波電力：750 W、
温度：OCとして、2MHzのRFバイアス電力を200 W、・100 Wの2条件とした．その結
果、RFバイアス電力が200 wのときにはSio2エッチング形）Pこがややテーハー状になった が、RFバイアス電力が400 Wではほぼ垂直のこ1いソチングとな・）た、このエッチングにおけるアスヘクト比依存性を、図3之7に示す，なお、レジストマス ク（多層レジスト工程ではTLに相当）の厚さは0．5μmであり、エッチング深さのアス ヘクト比依存性を見るためにSiO2膜は1μmと厚くしてエ・ソチングを行・・た．図では C2F51とC ，F8の比較を示しており、いずれの場合で｛， RFバイアス電力が400 Wと高い
ときにアスヘクト比依存性が小さく、また、C2F51の方がCIF，．にりもアスヘクト比依存性 が小さい傾向が見られる．これは、エッチング中の堆積膜質の；↓：異や、1による強いイオ ン衝撃効果によって、C2F51の方が微細孔内でのエッチング速度低ドが少なくな一）たたy）
と考える33；．
12 12
0 ∩◎ 6 4 2 01 0 0 0 0 0
￡αΦ○℃Φエ2山℃①三田∈﹂OZ
1」
0 8 6 0
4
0
2
0 0℃
ε○①OD①エO面▽①三㊦∈δZ
0．0 0．2 0．4 α6 0．8 1，0 1．2 1．4 0．O O．2 0．4 0．6 0．8 1．O i．2 1．4
Hoie Size（μm） Hole Size（μm）
（1）Aspect Ratio Dependerlcy of C2Fsl （2）Aspect Ratio Dependency of C4F8
図3．27 c2F51とc4F8によるsio2エッチングのアスペクト比依存性33）
以上のように、多層レジスト法によってレジストハターンを形成する場合に、ML層の エッチングには地球温暖化係数の小さいC2F51ガスを用い、 BL層には02 ＋ 25％Cl ，？ガス を用いることによって、アスペクト比依存性に優れ、地球温暖化対策にも対応した微細ハ ターン形成技術が実現できた．
93
3．5 結言
高アスヘクト比で深い微細加llを行う際に、エッチング条件と成膜条件を繰り返して用 いることや、CX， 1）にkる側壁薄膜形成のフロセスを組み合わせるマルチステッフ法を用い ることにレ・て、単一のフUセスでは達成できない高精度加工を行うことを試みて、以下
に示す結果が得られ／1二
（1）エッチングフロセス内のマルチステッフ法として、エッチング途中で側壁保護膜形成ス プゾノを挿人しながら繰り返しエッチングすることにkり、いったん形成した側壁をサ
イトゴッチングで後退させることなく深い加1：ができることを示した13）・ 1｝、、
・CBrF3によるSiエッチングと02ガスによるSi表面のフラズマ酸化工程を繰り返
し行うことに1、・・て、サイドエッチングの進行を抑制できた、，
・繰り返し回数をn回にすると、単一条件でのサイドエッチング量（a）に対して、
マノしチスゾヅノでのサイドエッチング量（b）は、b＝a／nになることを確認したe，
・このマノレチステッフエッチングでは、エッチング側壁に繰り返し回数分の波形の痕 跡が残ることも確認した，
（2）cVD成膜とエッチングフロセスを組み合わせたマルチステッフ法としては、犠牲層ハ ターンの垂直側面に、CVDによる薄膜を堆積した後に異方性エッチングで側壁だけを 残し、これを微細パターンとして用いることにより、CVD膜厚で決まる極微細パター
ンを形成できた2｝，ipT），、
・犠牲層SiOL，・＼ターンの側面にSi3N4薄膜パターンを形成し、このSi3N1薄膜パター ンをもとにSi基板をエッチングすることによって、犠牲層パターン輪郭部に極微 細SiフJI、ンス状ハターンを形成できた、、
・ ヒ記と同様に．s iiiN i側壁を形成した後に、Si表面に薄く酸化処理を施し、側壁Si3N4
を除去してからSi基板をエッチングすることによって、犠牲層パターンの輪郭に 極微細Si溝を形成できた
・傾斜側面にも同様に保護膜が形成できることを利用して、元の溝パターンよりも底 部の幅が狭いY字型のSi溝が形成できることを確認した。
・これらによ・）て、側壁ハターン形成を利用したマルチステップ法により、ポトリソ グラフ（の微細加工寸法をはるかに凌ぐナノメータレベルの極微細パターン形成 が可能性であることを示した、
（3）側壁Si，《N．，ハターン形成のためのエッチング技術として、CH2F2やCH3Fガスを用いた 94
高選択エッチング技術を開発したLU
（4）高段差上の加コニ技術として、垂直のゲートハターン段差ヒのPolv−S1膜エッチングの検 討を行い、段差側面部のPoly・S i膜を掘り進む際に側壁保護を繰り返すマルチステッフ 法が有効であることを確認した1）1（｝1
（5）段差上に高精度な微細レジストハターンを形成する多層レジストのエッチング技術を 検討し、上層（TL）のポトリソグラフィハターンを中間層（MI、）のSiO2月莫に転写ナ るエッチングには地球温暖化係数の小さいC2F51ガスを用い、ド層（BL）の有機レジ スト膜のエッチングには02＋25％Cl2カスを用いることに1、・・て、アスヘクト比依存 性に優れ、地球温暖化対策にも対応した微細ハターン形成技術を構築したSO｝S・1）
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