JP3296392B2 - Dry etching method - Google Patents

Dry etching method

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JP3296392B2
JP3296392B2 JP02377995A JP2377995A JP3296392B2 JP 3296392 B2 JP3296392 B2 JP 3296392B2 JP 02377995 A JP02377995 A JP 02377995A JP 2377995 A JP2377995 A JP 2377995A JP 3296392 B2 JP3296392 B2 JP 3296392B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はGaAs,InP,Ga
P,InAs、およびこれらの化合物であるInGaA
sPなどの化合物半導体材料、Si,Geなどの単体半
導体材料、SiO2 ,Si3 4 ,Al2 3 などの絶
縁性材料のドライエッチング方法に関し、特に反応性ド
ライエッチングに関する。
This invention relates to GaAs, InP, Ga
P, InAs and their compounds, InGaAs
The present invention relates to a dry etching method for a compound semiconductor material such as sP, a simple semiconductor material such as Si and Ge, and an insulating material such as SiO 2 , Si 3 N 4 , and Al 2 O 3 , and more particularly to a reactive dry etching.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、InP,GaAsやSiに代表さ
れる半導体材料、およびSiO2 やSi3 4 ,Al2
3 といった絶縁性材料を含む基板を所望のパタン形状
に加工するに際しては、これらの材料と化学的に反応す
る性質を有する1種類もしくは複数種類の反応性ガスを
あらかじめ真空排気された容器に導入し、放電等の手法
により反応性ガスのプラズマを生成し、このプラズマで
生じた活性反応種を基板表面に入射せしめることにより
行ってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor materials such as InP, GaAs and Si, and SiO 2 , Si 3 N 4 and Al 2
When processing a substrate containing an insulating material such as O 3 into a desired pattern shape, one or more kinds of reactive gases having a property of chemically reacting with these materials are introduced into a pre-evacuated container. Then, a plasma of a reactive gas is generated by a method such as electric discharge, and active reactive species generated by the plasma are incident on the substrate surface.

【0003】この時、プラズマを生成するための放電形
態として、平行平板状に配置された2枚の電極間に13.
56MHzの高周波電力を供給し、この電極間でグロー
放電を生起せしめる方法が反応性イオンエッチング(R
IE)と称される方法であり、広く用いられている。
[0003] At this time, as a discharge mode for generating plasma, 13.2 is provided between two electrodes arranged in a parallel plate shape.
A method of supplying high frequency power of 56 MHz and causing glow discharge between the electrodes is reactive ion etching (R
IE), which is widely used.

【0004】このRIEでは加工せんとする基板材料は
一方の電極上に配置される。また活性反応種を生成する
プラズマ室と基板材料を配置する試料室とを別の空間と
し、プラズマ室から活性反応種を引き出して試料室の基
板材料に入射させる方法が反応性イオンビームエッチン
グ(RIBE)と呼ばれる方法であり、半導体基板材料
の加工に用いられている。
[0004] In this RIE, a substrate material to be processed is disposed on one electrode. In addition, a method in which a plasma chamber for generating active reactive species and a sample chamber for disposing a substrate material are provided in separate spaces, and active reactive species are drawn from the plasma chamber and incident on the substrate material of the sample chamber is known as reactive ion beam etching (RIBE) ), Which is used for processing semiconductor substrate materials.

【0005】これらの方法においては、プラズマ中で生
じた活性反応種は荷電状態にあるところのイオン性活性
反応種と荷電状態にはない中性活性反応種の両者が混在
した状態でエッチングに関与することとなる。イオン性
活性反応種は基板表面に形成されるところのイオンシー
ス電界により指向性を有することとなり、これが半導体
加工技術で重要となるところの異方性を呈するエッチン
グをもたらしている。
In these methods, active reactive species generated in plasma are involved in etching in a state in which both ionic active reactive species in a charged state and neutral active reactive species in a non-charged state are mixed. Will be done. The ionic active reactive species have directivity due to the ion sheath electric field formed on the substrate surface, which results in anisotropic etching which is important in semiconductor processing technology.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た中性活性種は電界による影響を受けないため、その運
動方向は等方的になる。このため中性活性種が引き起こ
すエッチングは等方的であり、加工形状にアンダーカッ
トをもたらす等の現象となって現れ、異方性に富むエッ
チングを得ようとする際の大きな問題となっていた。ま
た中性活性反応種は化学的に非常に活性な状態にあり、
それ自身と基板材料とは自発的な化学反応を生じてしま
う。このため、加工形状を人為的に操作せんとする際の
大きな障害となっていた。
However, since the above-mentioned neutral active species is not affected by the electric field, the movement direction is isotropic. For this reason, the etching caused by the neutral active species is isotropic, and appears as a phenomenon such as causing an undercut in the processed shape, which has been a major problem when trying to obtain an etching rich in anisotropy. . Neutral reactive species are also very chemically active,
The material itself and the substrate material undergo a spontaneous chemical reaction. For this reason, this has been a major obstacle when manipulating the processed shape artificially.

【0007】上記したように、従来の技術においては反
応性ガスの放電プラズマをイオン性活性種の供給源とし
て用いているため、異方性エッチングに必要なイオン性
活性反応種とともに、異方性エッチングを損なう性質を
有する中性活性反応種も必然的にプラズマ内で生成され
てしまい、このため良好な異方性エッチングを実現する
ことは困難であった。
As described above, in the prior art, the discharge plasma of the reactive gas is used as a source of the ionic active species. Neutral active reactive species having the property of impairing etching are inevitably generated in the plasma, and thus it has been difficult to achieve good anisotropic etching.

【0008】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところはアンダーカット
等の現象として現れる等方性エッチングの原因である中
性活性反応種の発生を防止し、異方性に優れたドライエ
ッチング方法を提供するところにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent the generation of neutral active reactive species which cause isotropic etching which appears as a phenomenon such as undercut. Another object of the present invention is to provide a dry etching method excellent in anisotropy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るドライエッチング方法の構成は、基板を
所望のパタン形状に加工するに際し、基板材料と化学的
に反応し反応生成物を生じせしめる第1のガス及び該第
1のガスとは異なる第2のガスのみを用いる反応性ドラ
イエッチング法であって、温度が100℃に保持された
基板材料と化学的に反応し反応生成物を形成する特性を
有する反応性ガスでなる第1のガスを、それ自身と基板
材料とが自発的な化学反応を生じない状態で、該第1の
ガスと基板材料とが化学反応を生起するための原子ビー
ム又は分子ビームを第2のガスより生成するためのプラ
ズマ室を介して基板表面に輸送供給するとともに、前記
原子ビームまたは分子ビームを基板表面に入射せしめ
て、前記第1のガスと基板材料とを化学的に反応せし
め、且つ前記第1のガスを前記プラズマ室に輸送供給す
る方法として、前記第2のガス供給経路と同じ経路を用
い、混合された第1のガスと第2のガスとのそれぞれの
供給量を制御することにより、前記第2のガスのみが放
電プラズマに寄与するが前記第1のガスは放電プラズマ
には寄与しないようにせしめ、前記基板に入射せしめる
原子ビーム又は分子ビームを第2のガスのみからなる状
態とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a dry etching method according to the present invention is characterized in that when a substrate is processed into a desired pattern shape, the substrate reacts chemically with a substrate material to form a reaction product. the first gas and the first gas allowed to occur to a reactive dry etching which uses only different second gas, chemically react with the reaction product and the substrate material temperature is held at 100 ° C. a first gas comprising a reactive gas having a property of forming a itself and the substrate
In a state where the material does not produce a spontaneous chemical reaction, through the plasma chamber for the first gas and the substrate material to produce than an atomic beam or molecular beam to raise the chemical reactions second gas converting mechanism transports supplied to the substrate surface and allowed incident the atom beam or molecular beam to the substrate surface, chemically reacted with said first gas and the substrate material, and the first gas to the plasma chamber methods transport supplies, using the same path as the second gas supply path, by controlling the respective supply amounts of the first gas and the second gas are mixed, only the second gas Release
The first gas is a discharge plasma
And the atomic beam or the molecular beam incident on the substrate is made of only the second gas.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】上記目的を達成するために本発明において
は、使用せんとする第1の反応性ガスを、それ自身と基
板材料とは自発的な反応を生じない状態にして基板表面
に供給することを最大の特徴としている。その一つの方
法としては、放電プラズマを用いたドライエッチング法
においては、反応性ガスを放電に関与させないことであ
る。ここで、放電プラズマを反応性ガスを放電に関与さ
せないということは反応性ガスをプラズマ状態にしない
ことであり、このために異方性エッチングをそこないア
ンダーカット等の原因となる中性活性反応種の生成を完
全に抑制できることとなる。さらに、中性活性反応種の
生成がないため、基板材料の自発的反応の進行が抑制さ
れ、これが加工の制御性改善に有効な効果をもたらして
いる。この時、基板表面において、第1の反応性ガスと
基板材料を相互に反応せしめ、反応生成物を生じせしめ
る目的で第2の粒子ビームを基板に入射せしめることが
特徴となっている。
In order to achieve the above object, in the present invention, the first reactive gas to be used is supplied to the substrate surface in a state where the first reactive gas does not react spontaneously with the substrate material. Is the biggest feature. As one of the methods, in a dry etching method using discharge plasma, a reactive gas is not involved in discharge. Here, the fact that the discharge plasma does not cause the reactive gas to participate in the discharge means that the reactive gas is not turned into a plasma state, and therefore, the neutral active reaction which causes an undercut or the like that does not impair the anisotropic etching. Seed production can be completely suppressed. Furthermore, since there is no generation of neutral reactive species, the progress of spontaneous reaction of the substrate material is suppressed, which has an effective effect on improving the controllability of processing. At this time, the first reactive gas and the substrate material are mutually reacted on the substrate surface, and the second particle beam is incident on the substrate for the purpose of generating a reaction product.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、基板のエッチングを進行させ
る状況において中性活性反応種が存在しないためエッチ
ングにより得られた形状にアンダーカット等が生じな
い。また基板材料の自発的反応が進行しない。従って、
非常に高い精度でもって基板材料を加工することが可能
となる。これは、例えば、半導体光導波路を例にとって
示すと、導波路の寸法を厳密に決めることが可能であ
り、非常に性能の良い半導体導波路の作製を可能ならし
めるものである。
According to the present invention, the undercut or the like does not occur in the shape obtained by the etching because the neutral reactive species does not exist in the situation where the etching of the substrate proceeds. Further, the spontaneous reaction of the substrate material does not proceed. Therefore,
The substrate material can be processed with very high precision. For example, when taking a semiconductor optical waveguide as an example, the dimensions of the waveguide can be strictly determined, and it is possible to manufacture a semiconductor waveguide having extremely high performance.

【0015】[0015]

【実施例】以下には本発明になる実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0016】[参考例1] 図1は本発明の参考例に使用した装置を示す概略図であ
る。同図中、符号10は試料室を図示し、この試料室1
0は真空排気系11により真空排気される。上記試料室
10内では、試料台12上に加工せんとする試料1が配
置されている。また、図中の符号13は第2の粒子ビー
ムを生成させるためのプラズマ室を図示する。このプラ
ズマ室13には第2の粒子ビーム発生用プラズマの原料
ガスを導入するガス導入口14が装備されている。さら
に、上記プラズマ室13にはマイクロ波発生源15から
マイクロ波が導入されており、マイクロ波放電によるプ
ラズマ生成が可能な構成となっている。また図中、符号
16はこのプラズマから第2の粒子ビームを引き出して
試料に入射させるための引き出しグリッドを図示し、こ
のグリッド16に電圧を印加することにより、電圧に応
じたエネルギを有する粒子ビームを得ることができる。
図中、符号17は基板材料と化学的に反応する反応性ガ
スであるところの第1のガスを基板表面近傍に輸送する
ためのガス導入機構を図示する。なお、本参考例では試
料表面への均一な供給を得るために、試料を取り巻くリ
ング形状の導入機構としたが、本発明はこれに限定され
るものではない。
[ Reference Example 1] FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus used in a reference example of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a sample chamber, and the sample chamber 1
0 is evacuated by the evacuation system 11. In the sample chamber 10, a sample 1 to be processed is arranged on a sample stage 12. Reference numeral 13 in the drawing indicates a plasma chamber for generating a second particle beam. The plasma chamber 13 is provided with a gas inlet 14 for introducing a source gas for the second particle beam generating plasma. Further, a microwave is introduced from the microwave generation source 15 into the plasma chamber 13 so that plasma can be generated by microwave discharge. In the drawing, reference numeral 16 denotes an extraction grid for extracting a second particle beam from the plasma and making the second particle beam incident on the sample. By applying a voltage to the grid 16, a particle beam having energy corresponding to the voltage is obtained. Can be obtained.
In the drawing, reference numeral 17 denotes a gas introduction mechanism for transporting a first gas, which is a reactive gas chemically reacting with the substrate material, to the vicinity of the substrate surface. In order to obtain a uniform supply to the sample surface in this reference example, although the introducing mechanism of the ring-shaped surrounding the sample, the present invention is not limited thereto.

【0017】本参考例では、試料1としては、代表的化
合物半導体であるところのInP結晶を用いたが、本発
明はこれに限定されるものではない。また、第2の粒子
ビームとしてはArガスで生成されるプラズマから取り
出される粒子ビームを用いているが、本発明はこれに限
定されるものではない。
[0017] In this reference example, as the sample 1, it was used InP crystal where a representative compound semiconductor, the present invention is not limited thereto. Further, a particle beam extracted from plasma generated by Ar gas is used as the second particle beam, but the present invention is not limited to this.

【0018】上記試料1を温度100℃に保持した状態
で、Arガスを流量制御器18を用いて流量制御した状
態で、ガス導入口14からプラズマ室13内に導入し
た。この時のArガスの圧力は2.0×10-4torrであ
る。次に、100ワットのマイクロ波を、マイクロ波源
よりプラズマ室13に導入した。グリッド16への印加
電圧は400ボルトとしたとき、電流値に換算して1.5
mA/cm2 の第2の粒子ビームが得られた。この第2
の粒子ビームを発生させるのと同時に、試料室10に設
けたガス導入口17より臭素ガス(Br2 )を、流量制
御器19を経由して導入した。この時のBr2 ガスの分
圧は0.9×10-4torrである。
The Ar gas was introduced into the plasma chamber 13 from the gas inlet 14 while maintaining the sample 1 at a temperature of 100 ° C. and controlling the flow rate of Ar gas using a flow controller 18. At this time, the pressure of the Ar gas is 2.0 × 10 −4 torr. Next, a microwave of 100 watts was introduced into the plasma chamber 13 from a microwave source. When the voltage applied to the grid 16 is 400 volts, it is converted to a current value of 1.5.
A second particle beam of mA / cm 2 was obtained. This second
At the same time as generating the particle beam, bromine gas (Br 2 ) was introduced from a gas inlet 17 provided in the sample chamber 10 via a flow controller 19. The partial pressure of the Br 2 gas at this time is 0.9 × 10 −4 torr.

【0019】この状態で20分間の粒子ビーム照射を行
った際に得られた試料1の加工形状の断面観察図を図2
に示す。この図は当該試料を走査型電子顕微鏡を用いて
観察した観察結果の説明図である。図2中、符号20は
エッチングマスクとして用いたSiO2 膜を図示し、符
号21は加工した試料1のInP結晶を図示する。図2
に示すように、本参考例で得られた加工形状は、エッチ
ングマスクのSiO2 膜20の端から試料1のInP結
晶20表面に対して垂直な側壁21aを有するリッジ形
状が得られていることがわかる。この時のエッチング量
は毎分0.1ミクロンであり、このエッチング量からいっ
て、本方法によれば極めて高精度なエッチングが実現で
きるわけである。
FIG. 2 is a cross-sectional observation view of the processed shape of the sample 1 obtained when the particle beam irradiation is performed for 20 minutes in this state.
Shown in This figure is an explanatory diagram of the observation result obtained by observing the sample using a scanning electron microscope. In FIG. 2, reference numeral 20 indicates an SiO 2 film used as an etching mask, and reference numeral 21 indicates an InP crystal of the processed sample 1. FIG.
As shown in the figure, the processed shape obtained in the present reference example has a ridge shape having a side wall 21a perpendicular to the surface of the InP crystal 20 of the sample 1 from the end of the SiO 2 film 20 of the etching mask. I understand. At this time, the etching amount is 0.1 micron per minute. From this etching amount, according to the present method, extremely accurate etching can be realized.

【0020】また第2の粒子ビームの照射がない状態で
は当該試料1に対するエッチングは進行しないことが確
認された。これは、第1の反応性ガスを導入した状態に
おいては、第1の反応性ガスと基板材料のあいだには自
発的反応は生じない状態にあることを意味している。
Further, it was confirmed that the etching of the sample 1 did not proceed without the irradiation of the second particle beam. This means that no spontaneous reaction occurs between the first reactive gas and the substrate material when the first reactive gas is introduced.

【0021】比較のために、従来行われてきた方法も同
じ装置を使用して実施した。すなわち、反応性ガスであ
るBr2 ガスをプラズマ室にガス導入口14から導入
し、マイクロ波の投入によってプラズマを生成し、グリ
ッド16へ電圧を印加することで粒子ビームを引き出し
試料に入射せしめた。この方法で得られた加工形状の断
面観察結果を図3に示す。側壁21bはエッチングマス
クのSiO2 膜20の端から内側に入り込んでおり、ア
ンダーカットが見られた。導入するガスの圧力、投入す
るマイクロ波のパワー、印加する電圧を変化させ、さら
には導入するガスをCl2 に換えて加工を行ったが、上
記アンダーカットを無くすることはできなかった。これ
は、反応性ガスを一旦プラズマ状態にすると、必然的に
中性活性反応種を生成することとなり、この中性活性反
応種の等方的運動と、それが持つ基板材料との自発的反
応性がアンダーカットをもたらすためである。
For comparison, the conventional method was performed using the same apparatus. That is, Br 2 gas, which is a reactive gas, was introduced into the plasma chamber from the gas introduction port 14, plasma was generated by applying microwaves, and a particle beam was extracted by applying a voltage to the grid 16 to be incident on the sample. . FIG. 3 shows a cross-sectional observation result of the processed shape obtained by this method. The side wall 21b penetrated inside from the end of the SiO 2 film 20 of the etching mask, and an undercut was observed. The processing was performed by changing the pressure of the gas to be introduced, the power of the microwave to be introduced, and the voltage to be applied, and further changing the gas to be introduced to Cl 2. However, the undercut could not be eliminated. This means that once the reactive gas is brought into the plasma state, neutral reactive species are inevitably generated, and the isotropic motion of the neutral reactive species and the spontaneous reaction between the neutral reactive species and the substrate material possessed by them This is because the nature causes an undercut.

【0022】[実施例参考例1 においては第1の反応性ガスと第2の粒子ビー
ムを生成するためのガスを異なる経路でもって装置に導
入したが、本実施例において第1の反応性ガスと第2の
粒子ビームを生成するためのガスとを同じ経路で導入し
た結果について記述する。第1の反応性ガスであるBr
2 と第2の粒子ビームを生成するためのガスであるAr
は、図4に示すように、それぞれの流量制御器18,1
9を経由した後、プラズマ室13に導入される手前で混
合されている。
[0022] [Example 1] Although in Reference Example 1 was introduced into the apparatus with a different route of gas for generating a first reactive gas and the second particle beam, the first reaction in this example The result of introducing the neutral gas and the gas for generating the second particle beam through the same path will be described. Br as the first reactive gas
Ar and a gas for generating the second and second particle beams
As shown in FIG. 4, each of the flow controllers 18, 1
After passing through 9, it is mixed just before being introduced into the plasma chamber 13.

【0023】この状態で、実施例1に示した要領で生成
せしめたマイクロ波プラズマからビームを引き出して試
料に入射せしめた。この時、Arの流量は毎分4.5cm
3 である。反応性ガスであるBr2 の流量が毎分2.0c
3 以上ではアンダーカットを呈する加工形状であった
が、これ以下の流量においては図2に示すような、垂直
な側壁を呈する加工形状が得られた。これは、Br2
流量が少ない場合には放電プラズマは実質上第2の粒子
ビームを生成するためのArガスで生起しており、反応
性ガスであるBr2 は放電プラズマに寄与しない状況と
なり、これがためにアンダーカットの原因となる中性活
性反応種が生じていないためである。本実施例の場合の
エッチング量は、ほぼ毎分0.1ミクロンであった。
In this state, a beam was extracted from the microwave plasma generated in the manner described in Example 1 and made incident on the sample. At this time, the flow rate of Ar was 4.5 cm per minute.
3 The flow rate of the reactive gas Br 2 is 2.0 c / min.
At m 3 or more, the processed shape exhibited an undercut, but at a flow rate less than this, a processed shape having vertical side walls as shown in FIG. 2 was obtained. This is because when the flow rate of Br 2 is small, the discharge plasma is substantially generated by Ar gas for generating the second particle beam, and the reactive gas Br 2 does not contribute to the discharge plasma. This is because neutral reactive species causing undercut are not generated. The etching amount in the case of the present embodiment was approximately 0.1 micron per minute.

【0024】[実施例参考例1、実施例1 においては第2の粒子ビームとして
ガスの放電プラズマにより得られるところの粒子ビーム
を用いた実施例を示したが、本実施例では第2の粒子ビ
ームとして電子を用いた場合の結果を述べる。
[Embodiment 2 ] In Embodiments 1 and 1, an embodiment using a particle beam obtained by gas discharge plasma as the second particle beam has been described. The result when electrons are used as the particle beam will be described.

【0025】第2の粒子ビームとして電子を用いる際に
は、図5に示すように、プラズマ室13の部分に熱電子
放出用フィラメント30を取り付けた装置を用いた。こ
のフィラメント30は電流源31から加えられる電流に
より電子を放出するが、電流源31とフィラメント30
からなる回路をバイアス電源32を用いることにより、
基板電位に対して負にバイアスしておくことで、第2の
粒子ビームとしての電子からなるビームを得た。
When using electrons as the second particle beam, an apparatus having a thermoelectron emission filament 30 attached to the plasma chamber 13 as shown in FIG. 5 was used. The filament 30 emits electrons by a current applied from a current source 31.
By using the bias power supply 32 for the circuit consisting of
By applying a negative bias to the substrate potential, a beam composed of electrons was obtained as a second particle beam.

【0026】この方法で前記参考例1と同様に第1の反
応性ガスとしてのBr2 を導入口17から0.9×10-4
torrの圧力になるように導入した。第2の粒子ビームで
ある電子からなるビームを40分間試料に入射したとこ
ろ、得られた加工形状は参考例1で示したところの図2
に示す加工形状と同様の、垂直側壁が観察された。
In this manner, Br 2 as the first reactive gas was introduced through the inlet 17 to 0.9 × 10 -4 in the same manner as in Reference Example 1.
Introduced to a pressure of torr. It was incident beam of electrons is a second particle beam 40 min sample, resulting machining shape is the place shown in Reference Example 1 2
The vertical side wall similar to the processing shape shown in FIG.

【0027】上記した実施例においては加工試料がIn
P結晶である場合について述べたが、GaAs等の化合
物半導体材料、Si等の単体半導体材料、さらにはSi
2等の絶縁性材料にも本発明になる方法が適用できる
ことは、その原理からいって明らかである。
In the above embodiment, the processing sample is In
Although the case of a P crystal has been described, a compound semiconductor material such as GaAs, a simple semiconductor material such as Si,
It is clear from the principle that the method according to the present invention can be applied to an insulating material such as O 2 .

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明になる方法
を用いれば、エッチングを行う際にアンダーカット等の
等方的エッチング、および基板材料との自発的化学反応
性をもたらすところの中性活性反応種の生成を完全に抑
圧できるため、異方性に富むエッチングが可能となる。
この異方性は第2の粒子ビームによってもたらされるた
め、粒子ビームと基板のなす角度を設定することによ
り、基板表面に垂直な加工はもちろんのこと、任意の角
度を有する加工形状を得ることができる。さらに本発明
においては、基板材料のエッチングが第2の粒子ビーム
の照射が存在してはじめて進行するため、加工形状の操
作性が極めてすぐれている。
As described above, when the method according to the present invention is used, isotropic etching such as undercutting and spontaneous chemical reactivity with a substrate material are performed when performing etching. Since the generation of reactive reactive species can be completely suppressed, anisotropic etching becomes possible.
Since this anisotropy is caused by the second particle beam, by setting the angle between the particle beam and the substrate, it is possible to obtain a processed shape having an arbitrary angle as well as processing perpendicular to the substrate surface. it can. Further, in the present invention, since the etching of the substrate material proceeds only when the irradiation of the second particle beam is present, the operability of the processed shape is extremely excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の参考例1に使用した装置の概略構成
図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus used in Reference Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の参考例1により得られたInP結晶の
加工形状の断面観察結果の図。
FIG. 2 is a view of a cross-sectional observation result of a processed shape of an InP crystal obtained by Reference Example 1 of the present invention.

【図3】従来の方法でInP結晶をエッチングした際の
加工形状の断面観察結果の図。
FIG. 3 is a view showing a cross-sectional observation result of a processed shape when an InP crystal is etched by a conventional method.

【図4】本発明の実施例に使用した装置の概略構成
図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus used in Embodiment 1 of the present invention.

【図5】本発明の実施例に使用した装置の概略構成
図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an apparatus used in Embodiment 2 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試料 10 試料室 11 真空排気系 12 試料台 13 プラズマ室 14 ガス導入口 15 マイクロ波発生源 16 引き出し用グリッド 17 ガス導入口 18 流量制御器 19 流量制御器 20 SiO2 膜 21 InP結晶 21a,21b 側壁 30 熱電子フィラメント 31 電源 32 バイアス電源1 Sample 10 Sample chamber 11 a vacuum evacuation system 12 sample table 13 plasma chamber 14 gas inlet 15 microwave generating source 16 for leading out the grid 17 gas inlet 18 flow controller 19 flow controller 20 SiO 2 film 21 InP crystals 21a, 21b Side wall 30 Thermionic filament 31 Power supply 32 Bias power supply

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板を所望のパタン形状に加工するに際
し、基板材料と化学的に反応し反応生成物を生じせしめ
る第1のガス及び該第1のガスとは異なる第2のガスの
みを用いる反応性ドライエッチング法であって、 温度が100℃に保持された基板材料と化学的に反応し
反応生成物を形成する特性を有する反応性ガスでなる第
1のガスを、それ自身と基板材料とが自発的な化学反応
を生じない状態で、該第1のガスと基板材料とが化学反
応を生起するための原子ビーム又は分子ビームを第2の
ガスより生成するためのプラズマ室を介して基板表面
輸送供給するとともに、 前記原子ビームまたは分子ビームを基板表面に入射せし
めて、前記第1のガスと基板材料とを化学的に反応せし
め、 且つ前記第1のガスを前記プラズマ室に輸送供給する方
法として、前記第2のガス供給経路と同じ経路を用い、
混合された第1のガスと第2のガスとのそれぞれの供給
量を制御することにより、前記第2のガスのみが放電プ
ラズマに寄与するが前記第1のガスは放電プラズマには
寄与しないようにせしめ、前記基板に入射せしめる原子
ビーム又は分子ビームを第2のガスのみからなる状態と
することを特徴とするドライエッチング方法。
In processing a substrate into a desired pattern shape, only a first gas which chemically reacts with a substrate material to generate a reaction product and a second gas different from the first gas are used. A reactive dry etching method, wherein a first gas, which is a reactive gas having a characteristic of forming a reaction product by chemically reacting with a substrate material maintained at a temperature of 100 ° C., is formed by itself and a substrate material. Is a spontaneous chemical reaction
The state does not occur, together with the first gas and the substrate material is transported supplied to the substrate surface via a plasma chamber for generating from the second gas with an atomic beam or molecular beam to raise the chemical reaction A method of causing the atomic beam or the molecular beam to be incident on a substrate surface to chemically react the first gas with a substrate material, and transporting and supplying the first gas to the plasma chamber. Using the same path as the gas supply path of 2,
By controlling the supply amounts of the mixed first gas and second gas, only the second gas is discharged.
The first gas contributes to plasma, but the first gas
A dry etching method , wherein an atomic beam or a molecular beam incident on the substrate is made of only the second gas so as not to contribute .
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