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『精密加工・微細構造の形成技術』 *第2節[2] ArFフォトレジストのプラズマエッチング技術 [#rf1... **１．はじめに [#h8a9dd00] 　微細加工はフォトリソグラフィーとプラズマエッチングの両... 　ここでは，マスクパターンの転写技術であるプラズマエッチ... 　本節の構成は，ArFレジストの材料の特徴，レジスト材料のエ... **２．ArFレジスト材料 [1] [#a092c84b] 　パターンの解像度は露光波長に依存しているため，パターン... 　時を経て現在ではエキシマレーザーが利用され， Kr + F2* →... 　レジストのエッチング耐性を考えれば，共役C=Cを含んだ材料... **３．プラズマエッチングの原理 [2] [#t4b2cd59] 　エッチング耐性を述べる前に簡単にエッチングの原理につい... 　プラズマとその接した表面との間には，プラズマがデバイ遮... 　高エネルギー粒子が入射して生じる表面反応には，物理的な... 図１　エッチングの原理 　レジスト表面ではエッチング反応が生じにくいように工夫が... **４．耐エッチング性 [#m2c25574] 　レジストのエッチング耐性については，経験的な指標として... 　前述の通り，ArFレジストでは，紫外線吸収の観点からC=Cを... **５．ArFフォトレジスト表面のエッチングプラズマとの相互作... 　エッチングの目的はレジストにリソグラフィック技術で形成... 　エッチング時のレジスト表面反応の評価方法には，１）活性... 図２　遮光板（Si）と透過窓（MgF2）をもちいた表面反応評価... **６．レジストの変性・変質要因 [#z4a9d546] 　リソグラフィー後のレジスト変形が，パターン寸法にバラツ... ***６－１．ボンド切断効果 [#o8eb83b4] 　プラズマプロセスでは，窓を隔てることなくプラズマ発光が... ***６－２．表面硬化層形成 [#c2193b4d] 　エッチング時にはイオンが表面に照射され，酸素や水素の優... ***６－３．局所ハロゲン化効果 [#i518b942] 　気相中のフッ素濃度が上がるほど，レジストがフッ素により... ***６－４．局所エッチ収率変性効果 [#k1badd82] 　フルオロカーボンプラズマ中ではフルオロカーボン膜が覆っ... ***６－５．表面ラフネスの既往文献報告 [#g43bb036] 　米国のOehrleinやGravesらによってレビューがまとめられて... 　また，ラフネスは非常に早い時期，実プロセスでは0.6s後に... 　PMMAにArイオン（250eV）照射すると，グラファイト層2nm，... 　エッチング時にレジストには，イオンとラジカル（電気中性... ***６－６．表面ラフネス形成モデル [#pdcdf540] 　改めて形態変化をもたらすモデルには以下が挙げられる． １．マイクロマスク ２．化学的スパッタレート変調 ３．物理的スパッタレート変調 １のマイクロマスクはエッチされない物質が局所的にマスクし... 　４番目の説明として，機械的な応力発生による皺の形成が考... **７．レジストへの凹凸形成の実際 [22,23] [#j0222027] 　我々のグループでは，ArFレジストの凹凸について，どのよう... 図３　ArFレジストにフルオロカーボンのイオン照射した時のnm... **８．レジスト凹凸の抑制 [#v314348e] 　今後，レジストの凹凸形成モデルについてはさらに議論が発... **９．まとめ [#h341b7b4] 　プラズマエッチング中のプラズマと固体表面との相互作用が... 　プラズマプロセスの過去35年の歴史において，固体表面に入... **参考文献 [#w6473e18] -[1] レジスト材料については，例えば　出水清史監修，「半導... -[2] Lieberman「プラズマ／プロセスの原理」第二版（丸善，2... -[3] 大西モデルについては，例えば　H. Gokan, S. Esho, Y. ... -[4] S. Uchida et al., Plasma damage mechanisms for low-k... -[5] L. Calcagno et al., Structural modification of polym... -[6] A. von Keudell et al., Surface loss probabilities of... -[7] E. Pargon et al., Mechanisms involved in HBr and Ar ... -[8] E. Pargon et al., HBr Plasma Treatment Versus VUV Li... -[9] T. Mukawa, USPat appl. 20110159697 (2011). -[10] G. S. Oehrlein, R. J. Phaneuf, D. B. Graves, Plasma... -[11] M. Sumiya et al., Study of 193 nm photoresist degra... -[12] Y. Koval, Mechanism of etching and surface relief d... -[13] Y. Koval et al., Conductance enhancement of polymet... -[14] L. Lazareva, Y. Koval, et al. Graphitization of pol... -[15] S. Yoshimura et al., Sputtering yields and surface ... -[16] J. B. Malherbe, Sputtering of compound semiconducto... -[17] S. HofmannのレビューRep. Prog. Phys. 61, 827 (1998)... -[18] R. M. Bradley, J. M. E. Harper, Theory of ripple to... -[19] 例えば　E. Chason, M. J. Aziz, Spontaneous formatio... -[20] S. F. Tead et al., Polymer diffusion as a probe of ... -[21] S. F. Tead et al., Diffusion of reactive ion beam e... -[22] T. Takeuchi et al., Surface roughness development o... -[23] T. Takeuchi et al., Development of the sputtering y... (c) 2013 Kenji Ishikawa

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『精密加工・微細構造の形成技術』 *第2節[2] ArFフォトレジストのプラズマエッチング技術 [#rf1... **１．はじめに [#h8a9dd00] 　微細加工はフォトリソグラフィーとプラズマエッチングの両... 　ここでは，マスクパターンの転写技術であるプラズマエッチ... 　本節の構成は，ArFレジストの材料の特徴，レジスト材料のエ... **２．ArFレジスト材料 [1] [#a092c84b] 　パターンの解像度は露光波長に依存しているため，パターン... 　時を経て現在ではエキシマレーザーが利用され， Kr + F2* →... 　レジストのエッチング耐性を考えれば，共役C=Cを含んだ材料... **３．プラズマエッチングの原理 [2] [#t4b2cd59] 　エッチング耐性を述べる前に簡単にエッチングの原理につい... 　プラズマとその接した表面との間には，プラズマがデバイ遮... 　高エネルギー粒子が入射して生じる表面反応には，物理的な... 図１　エッチングの原理 　レジスト表面ではエッチング反応が生じにくいように工夫が... **４．耐エッチング性 [#m2c25574] 　レジストのエッチング耐性については，経験的な指標として... 　前述の通り，ArFレジストでは，紫外線吸収の観点からC=Cを... **５．ArFフォトレジスト表面のエッチングプラズマとの相互作... 　エッチングの目的はレジストにリソグラフィック技術で形成... 　エッチング時のレジスト表面反応の評価方法には，１）活性... 図２　遮光板（Si）と透過窓（MgF2）をもちいた表面反応評価... **６．レジストの変性・変質要因 [#z4a9d546] 　リソグラフィー後のレジスト変形が，パターン寸法にバラツ... ***６－１．ボンド切断効果 [#o8eb83b4] 　プラズマプロセスでは，窓を隔てることなくプラズマ発光が... ***６－２．表面硬化層形成 [#c2193b4d] 　エッチング時にはイオンが表面に照射され，酸素や水素の優... ***６－３．局所ハロゲン化効果 [#i518b942] 　気相中のフッ素濃度が上がるほど，レジストがフッ素により... ***６－４．局所エッチ収率変性効果 [#k1badd82] 　フルオロカーボンプラズマ中ではフルオロカーボン膜が覆っ... ***６－５．表面ラフネスの既往文献報告 [#g43bb036] 　米国のOehrleinやGravesらによってレビューがまとめられて... 　また，ラフネスは非常に早い時期，実プロセスでは0.6s後に... 　PMMAにArイオン（250eV）照射すると，グラファイト層2nm，... 　エッチング時にレジストには，イオンとラジカル（電気中性... ***６－６．表面ラフネス形成モデル [#pdcdf540] 　改めて形態変化をもたらすモデルには以下が挙げられる． １．マイクロマスク ２．化学的スパッタレート変調 ３．物理的スパッタレート変調 １のマイクロマスクはエッチされない物質が局所的にマスクし... 　４番目の説明として，機械的な応力発生による皺の形成が考... **７．レジストへの凹凸形成の実際 [22,23] [#j0222027] 　我々のグループでは，ArFレジストの凹凸について，どのよう... 図３　ArFレジストにフルオロカーボンのイオン照射した時のnm... **８．レジスト凹凸の抑制 [#v314348e] 　今後，レジストの凹凸形成モデルについてはさらに議論が発... **９．まとめ [#h341b7b4] 　プラズマエッチング中のプラズマと固体表面との相互作用が... 　プラズマプロセスの過去35年の歴史において，固体表面に入... **参考文献 [#w6473e18] -[1] レジスト材料については，例えば　出水清史監修，「半導... -[2] Lieberman「プラズマ／プロセスの原理」第二版（丸善，2... -[3] 大西モデルについては，例えば　H. Gokan, S. Esho, Y. ... -[4] S. Uchida et al., Plasma damage mechanisms for low-k... -[5] L. Calcagno et al., Structural modification of polym... -[6] A. von Keudell et al., Surface loss probabilities of... -[7] E. Pargon et al., Mechanisms involved in HBr and Ar ... -[8] E. Pargon et al., HBr Plasma Treatment Versus VUV Li... -[9] T. Mukawa, USPat appl. 20110159697 (2011). -[10] G. S. Oehrlein, R. J. Phaneuf, D. B. Graves, Plasma... -[11] M. Sumiya et al., Study of 193 nm photoresist degra... -[12] Y. Koval, Mechanism of etching and surface relief d... -[13] Y. Koval et al., Conductance enhancement of polymet... -[14] L. Lazareva, Y. Koval, et al. Graphitization of pol... -[15] S. Yoshimura et al., Sputtering yields and surface ... -[16] J. B. Malherbe, Sputtering of compound semiconducto... -[17] S. HofmannのレビューRep. Prog. Phys. 61, 827 (1998)... -[18] R. M. Bradley, J. M. E. Harper, Theory of ripple to... -[19] 例えば　E. Chason, M. J. Aziz, Spontaneous formatio... -[20] S. F. Tead et al., Polymer diffusion as a probe of ... -[21] S. F. Tead et al., Diffusion of reactive ion beam e... -[22] T. Takeuchi et al., Surface roughness development o... -[23] T. Takeuchi et al., Development of the sputtering y... (c) 2013 Kenji Ishikawa

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