JP2003502860A - プラズマエッチングに関する改良 - Google Patents
プラズマエッチングに関する改良Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】周期表のIII及びV属の群から選んだ元素組成を有する基板の所定領域をマスクする。その基板のエッチングを、ａ）窒素に結合された一つ以上のメチル基（CH3）が備わった分子を含みプラズマ内へ向かうガスを形成する過程と、ｂ）前記基板のマスクされない領域を前記プラズマによりエッチングする過程とからなる方法によって行う。周期表のII及びVI属の群から選んだ元素組成を有する基板に対しては、トリメチルアミンをプラズマエッチングガスとして使う。窒素のメチル化合物は、炭化水素混合物に対するよりも低い結合エネルギーを有するので、自由メチル基がより得やすく、そのガスはメチル源としてより効率的である。さらに、炭化水素混合物に比し、ポリマー形成の低減を期待できるが、その理由はポリマー生成能のある炭化水素基を上回るメチル基の優先形成にあり、それは前者の低い結合エネルギーに起因する。
Description
【０００１】
本発明はエッチング方法に関し、とくに光電子装置、電子装置、及びマイクロ
機械装置の生産の分野で特に有利に利用できるエッチング方法に関する。
機械装置の生産の分野で特に有利に利用できるエッチング方法に関する。
【０００２】
多くの半導体デバイス（semiconductor devices）は、周期表のIII属から選ん
だ一つ以上の元素及びV属から選んだ一つ以上の元素を有する（III−V属材料）
。このような材料の例は、燐化インジウム（InP）、砒化ガリウム（GaAs）、三
元化合物（例えば、InxGa1-xAs）及び四元化合物（例えば、InxGa1-xAsyP1-y）
である。
だ一つ以上の元素及びV属から選んだ一つ以上の元素を有する（III−V属材料）
。このような材料の例は、燐化インジウム（InP）、砒化ガリウム（GaAs）、三
元化合物（例えば、InxGa1-xAs）及び四元化合物（例えば、InxGa1-xAsyP1-y）
である。
【０００３】
一般に半導体デバイスの製造は、固体基板の表面を、エッチング又は蒸着等に
より加工する処理を含む。固体基板を表面処理する従来技術の一例は、該固体基
板と化学的及び／又は物理的に反応してグロー放電する分子からなるガスのプラ
ズマに対して固体基板を曝すものである。
より加工する処理を含む。固体基板を表面処理する従来技術の一例は、該固体基
板と化学的及び／又は物理的に反応してグロー放電する分子からなるガスのプラ
ズマに対して固体基板を曝すものである。
【０００４】
III−V属材料は、炭化水素ガスを用いるエッチング加工が可能である。アビシ
ェイ・カッツ（Avishay Katz）著、アーテック・ハウス、ボストン、ロンドン刊
の「燐化インジウムと関連材料、加工処理、技術、及びデバイス」は、InPと関
連材料のエッチング加工を記載する。
ェイ・カッツ（Avishay Katz）著、アーテック・ハウス、ボストン、ロンドン刊
の「燐化インジウムと関連材料、加工処理、技術、及びデバイス」は、InPと関
連材料のエッチング加工を記載する。
【０００５】
上記書物の考察によれば、基板の表面のエッチングは、揮発性の有機金属種（
organometal species、例えばメチルIII属化合物、一例は(CH3)xIn）及びハロゲ
ンV属元素化合物の形成により行われると認められる。
organometal species、例えばメチルIII属化合物、一例は(CH3)xIn）及びハロゲ
ンV属元素化合物の形成により行われると認められる。
【０００６】
有機金属種とくに(CH3)xInの形成は決定的に重要であるが、その理由は、V属
元素とりわけ燐が揮発性であって表面でのV属元素欠乏が発生し得るからである
。III属元素とくにInの強化（enrichment）は、インジウム強化領域のエッチン
グが困難となるマイクロマスク効果を招き、下地の結晶がマスクされ粗表面の形
態（morphology）となる問題が生じる。
元素とりわけ燐が揮発性であって表面でのV属元素欠乏が発生し得るからである
。III属元素とくにInの強化（enrichment）は、インジウム強化領域のエッチン
グが困難となるマイクロマスク効果を招き、下地の結晶がマスクされ粗表面の形
態（morphology）となる問題が生じる。
【０００７】
しかし、インジウムメチル（indium methyl）形成の高速化を補償する炭化水
素エッチングガスの増大は、表面上でのエッチング阻止ポリマー膜の形成とマス
ク上でのポリマービルドアップ（polymer build-up）分断とを引き起こす。
素エッチングガスの増大は、表面上でのエッチング阻止ポリマー膜の形成とマス
ク上でのポリマービルドアップ（polymer build-up）分断とを引き起こす。
【０００８】
本発明の一目的は、III属元素のエッチングを促進し且つV属元素の優先エッチ
ングを避けるエッチング方法の提供にある。
ングを避けるエッチング方法の提供にある。
【０００９】
本発明の一実施例によるプラズマエッチング方法は、周期表のIII及びV属の群
又はII及びVI属の群から選んだ元素組成を有すると共に所定のマスクされた領域
を有する基板のエッチング方法において、窒素結合メチル化合物が含まれるガス
を使うことによりプラズマ環境内へ自由メチル基を提供する。
又はII及びVI属の群から選んだ元素組成を有すると共に所定のマスクされた領域
を有する基板のエッチング方法において、窒素結合メチル化合物が含まれるガス
を使うことによりプラズマ環境内へ自由メチル基を提供する。
【００１０】
とくに、エッチングガスとしてメチルアミン（CH3NH2）、ジメチルアミン（(C
H3)2NH）及びトリメチルアミン（(CH3)3N）を使うことができる。好ましい基板
材料はInN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InGaAsP、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlP、
AlAs、AlSb、AlGaAs、AlGaN及びAlGaInNである。
H3)2NH）及びトリメチルアミン（(CH3)3N）を使うことができる。好ましい基板
材料はInN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InGaAsP、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlP、
AlAs、AlSb、AlGaAs、AlGaN及びAlGaInNである。
【００１１】
更に、周期表のIII及びV属の群から選んだ表面元素組成を有する前記材料だけ
がエッチングできるのではなく、周期表のII及びVI属の群から選んだ表面元素組
成を有する前記材料もまた前記エッチングガス（etchant gas）によってエッチ
ングできる。ただし、好ましいエッチングガスはトリメチルアミンである。好ま
しい前記II−VI属材料はCdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgS、MgSe、MgTe
、MnS、MnSe、MnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnS、SnSe、SnTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、Cd
HgTe及びこれら化合物に基づく他の合金である。
がエッチングできるのではなく、周期表のII及びVI属の群から選んだ表面元素組
成を有する前記材料もまた前記エッチングガス（etchant gas）によってエッチ
ングできる。ただし、好ましいエッチングガスはトリメチルアミンである。好ま
しい前記II−VI属材料はCdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgS、MgSe、MgTe
、MnS、MnSe、MnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnS、SnSe、SnTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、Cd
HgTe及びこれら化合物に基づく他の合金である。
【００１２】
好ましくは、窒素に結合されたメチル化合物からなるエッチングガスに他のガ
スを混合する。この混合すべきガスは、例えばH2、N2、O2、希ガス（例えばAr）
若しくはハロゲン（例えばCl2、BCl2）含有ガス、又はこれらの任意の組合せか
らなる。
スを混合する。この混合すべきガスは、例えばH2、N2、O2、希ガス（例えばAr）
若しくはハロゲン（例えばCl2、BCl2）含有ガス、又はこれらの任意の組合せか
らなる。
【００１３】
本発明の実施例である方法は、より平滑なイオンビーム・エッチング処理済み
面を作るので、従来技術の上記欠点を軽減することが見出された。
面を作るので、従来技術の上記欠点を軽減することが見出された。
【００１４】
更に、ポリマー形成炭化水素基を上回るメチル基の優先形成の故に、低いポリ
マー形成が期待されるが、その理由は後者（メチル基）のより低い結合エネルギ
ーにある。このことは、メチル基の含有率がより高いガス流を許容してV属元素
の優先エッチングに対抗させ、同時にポリマー形成を低く維持し、それによって
プロセス最適化に有用なパラメータスペース（parameter space）を増大させる
。
マー形成が期待されるが、その理由は後者（メチル基）のより低い結合エネルギ
ーにある。このことは、メチル基の含有率がより高いガス流を許容してV属元素
の優先エッチングに対抗させ、同時にポリマー形成を低く維持し、それによって
プロセス最適化に有用なパラメータスペース（parameter space）を増大させる
。
【００１５】
更にまた、磁界と共にマイクロ波電力を加えること、マイクロ波電力のみを加
えること、無線周波数電力を加えること、又は直流電力を加えることによって、
イオンビーム・エッチング以外のプラズマエッチングの適用が可能になり、そこ
において前記のプラズマ内へ向かって形成されたエッチングガスが使われる。そ
の適用は、III／V属化合物材料におけるIII属元素の強化エッチングを導き出し
、V属元素の優先除去に対抗する。
えること、無線周波数電力を加えること、又は直流電力を加えることによって、
イオンビーム・エッチング以外のプラズマエッチングの適用が可能になり、そこ
において前記のプラズマ内へ向かって形成されたエッチングガスが使われる。そ
の適用は、III／V属化合物材料におけるIII属元素の強化エッチングを導き出し
、V属元素の優先除去に対抗する。
【００１６】
本発明は各種態様で実施可能であるが、添付図面を参照して好ましい実施例を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００１７】
表１は、異なるエネルギーの使用でエッチングしたInP表面の粗さ（roughness
）実効値rms.の測定結果を示す。プロセスガスの最初の二列（TMA欄及び(TMA＋A
r)欄）は、本発明の実施例の方法でエッチングしたInP表面の粗さを示す。その
最後の列（Ar欄）は、標準的Arスパッタリング法でエッチングしたInP表面のrms
.粗さを示す。
）実効値rms.の測定結果を示す。プロセスガスの最初の二列（TMA欄及び(TMA＋A
r)欄）は、本発明の実施例の方法でエッチングしたInP表面の粗さを示す。その
最後の列（Ar欄）は、標準的Arスパッタリング法でエッチングしたInP表面のrms
.粗さを示す。
【００１８】
【表１】
イオンエネルギー プロセスガス TMA （TMA＋Ar） Ar
75 eV 0.65 nm 0.15 nm 4.80 nm
150 eV 0.16 nm 0.19 nm 3.90 nm
300 eV 0.26 nm 0.24 nm 13.70 nm
500 eV 0.39 nm 1.1 nm 7.30 nm
【００１９】
本発明の一実施例によるInP基板エッチング方法を添付図により説明する。
【００２０】
（１）本発明の一実施例によるInP基板エッチング方法で使われる誘導結合無線
周波数プラズマ（ICP）イオンビーム・エッチングシステムの説明
周波数プラズマ（ICP）イオンビーム・エッチングシステムの説明
【００２１】
図１において、プラズマ形成のためにプラズマ発生室１を使う。コイル６から
13.56MHzの無線周波数電力をプラズマ発生室１へ誘導結合することにより、プラ
ズマを発生する。コイル６からの無線周波数電力は、誘電体結合窓８を介してプ
ラズマ発生室１へ結合されが、その窓は、プラズマ発生室１内の真空圧をコイル
６における大気圧から遮断する。エッチング室２を、抽出グリッド３及び加速グ
リッド４を介してプラズマ発生室１へ結合する。負バイアスを抽出グリッド３へ
加えると共に正バイアスを加速グリッド４へ加えることにより、プラズマ発生室
１内で発生したプラズマ中のイオンをInP基板10へ向け加速する。InP基板10は、
抽出グリッド３及び加速グリッド４に関しては接地されている基板台11上に載置
される。
13.56MHzの無線周波数電力をプラズマ発生室１へ誘導結合することにより、プラ
ズマを発生する。コイル６からの無線周波数電力は、誘電体結合窓８を介してプ
ラズマ発生室１へ結合されが、その窓は、プラズマ発生室１内の真空圧をコイル
６における大気圧から遮断する。エッチング室２を、抽出グリッド３及び加速グ
リッド４を介してプラズマ発生室１へ結合する。負バイアスを抽出グリッド３へ
加えると共に正バイアスを加速グリッド４へ加えることにより、プラズマ発生室
１内で発生したプラズマ中のイオンをInP基板10へ向け加速する。InP基板10は、
抽出グリッド３及び加速グリッド４に関しては接地されている基板台11上に載置
される。
【００２２】
永久磁石５によって、コイル６からプラズマ発生室１内のガスプラズマへの無
線周波数電力結合を強化（enhance）する。ガスが、ガス導入孔７を介してプラ
ズマ発生室１へ注入される。エッチング室２に排出ポート９を設け、過剰のエッ
チングガス及び反応済みガスを、その孔９を介してエッチング室２の外へ排出す
る。
線周波数電力結合を強化（enhance）する。ガスが、ガス導入孔７を介してプラ
ズマ発生室１へ注入される。エッチング室２に排出ポート９を設け、過剰のエッ
チングガス及び反応済みガスを、その孔９を介してエッチング室２の外へ排出す
る。
【００２３】
この誘導結合無線周波数プラズマイオンビーム・エッチングシステムの特徴は
、ターゲットに衝突するイオンのエネルギーを数eVから900eVまでの範囲内で制
御できることにある。更に他の特徴として、エッチングを、基板に対する著しい
加熱無しに、即ち室温近くで行えることにある。
、ターゲットに衝突するイオンのエネルギーを数eVから900eVまでの範囲内で制
御できることにある。更に他の特徴として、エッチングを、基板に対する著しい
加熱無しに、即ち室温近くで行えることにある。
【００２４】
InP基板10をエッチングするときは、それを先ず基板台11上に載せる。次いで
ガス導入孔７を介してトリメチルアミン（(CH3)3N）ガスをプラズマ発生室１へ
導入し、且つコイル６からの誘導結合により無線周波数電力をプラズマ発生室１
へ導入してプラズマを形成する。そのプラズマからの正イオン種が、抽出グリッ
ド３と加速グリッド４との間に印加されるグリッドバイアスに起因して生じる電
圧によって、InP基板10に向けて加速される。InP基板10に衝突するイオンのイオ
ンエネルギーは、基板台11の接地に起因して加速グリッド４に加えられるバイア
スによって定まる。その衝突するイオンは、InP基板10に対してエッチングを行
う。
ガス導入孔７を介してトリメチルアミン（(CH3)3N）ガスをプラズマ発生室１へ
導入し、且つコイル６からの誘導結合により無線周波数電力をプラズマ発生室１
へ導入してプラズマを形成する。そのプラズマからの正イオン種が、抽出グリッ
ド３と加速グリッド４との間に印加されるグリッドバイアスに起因して生じる電
圧によって、InP基板10に向けて加速される。InP基板10に衝突するイオンのイオ
ンエネルギーは、基板台11の接地に起因して加速グリッド４に加えられるバイア
スによって定まる。その衝突するイオンは、InP基板10に対してエッチングを行
う。
【００２５】
イオンビーム・エッチング装置とは異なる装置、即ち図２に示すような平行板
形エッチング装置を使うことも可能である。この図示例の平行板形エッチング装
置では、13.56MHzの無線周波数電力が対向電極間に印可され、それによりエッチ
ング室２内のエッチングガスをプラズマに形成して、基板10のエッチングを行う
。エッチング室は、ガス導入口22及びガス排出口23を有する。
形エッチング装置を使うことも可能である。この図示例の平行板形エッチング装
置では、13.56MHzの無線周波数電力が対向電極間に印可され、それによりエッチ
ング室２内のエッチングガスをプラズマに形成して、基板10のエッチングを行う
。エッチング室は、ガス導入口22及びガス排出口23を有する。
【００２６】
図９に示すダイオード形エッチング装置においては、13.56MHzの無線周波数電
力が、基板10が載置された電極に加えられ、それによりエッチング室内のエッチ
ングガスをプラズマに形成して基板10のエッチングを行う。そのエッチング室２
の壁は接地される。エッチング室２は、ガス導入口22及びガス排出口23を有する
。
力が、基板10が載置された電極に加えられ、それによりエッチング室内のエッチ
ングガスをプラズマに形成して基板10のエッチングを行う。そのエッチング室２
の壁は接地される。エッチング室２は、ガス導入口22及びガス排出口23を有する
。
【００２７】
図３に示すECR（electron cyclotron resonance）エッチング装置のエッチン
グ室２は、ガス入口22とガス排出口23と基板31用の取り付け台とを有する。マイ
クロ波入口34を設け、更に電力結合を強化するために永久磁石35を用いる。
グ室２は、ガス入口22とガス排出口23と基板31用の取り付け台とを有する。マイ
クロ波入口34を設け、更に電力結合を強化するために永久磁石35を用いる。
【００２８】
図４に示すICP（inductively coupled plasma）エッチング装置のエッチング
室は、基板31を支持し且つガス入口22及びガス排出口23を有する。
室は、基板31を支持し且つガス入口22及びガス排出口23を有する。
【００２９】
図５に示すバレル・リアクタ・プラズマエッチング装置のエッチング室は、ガ
ス入口22及びガス排出口23を有し且つ基板31を支持する。
ス入口22及びガス排出口23を有し且つ基板31を支持する。
【００３０】
任意形式のプラズマ源、とくに図６に示すようなECRプラズマ源又は図１に示
すようなICPプラズマ源を有するイオンビーム・エッチング装置を使うことがで
きる。図６において、エッチング室は、基板31を支持し且つガス入口22及びガス
排出口23を有する。電力結合を強化するために使う永久磁石35及びマイクロ波入
口66と共に、電圧グリッド64を設ける。
すようなICPプラズマ源を有するイオンビーム・エッチング装置を使うことがで
きる。図６において、エッチング室は、基板31を支持し且つガス入口22及びガス
排出口23を有する。電力結合を強化するために使う永久磁石35及びマイクロ波入
口66と共に、電圧グリッド64を設ける。
【００３１】
以下の詳細な説明は、イオンビーム・エッチング装置の使用に係るものである
が、当業者によく知られた他形式の高及び低密度プラズマ装置（上記に略述した
ものを含む。）もまた使用することができる。
が、当業者によく知られた他形式の高及び低密度プラズマ装置（上記に略述した
ものを含む。）もまた使用することができる。
【００３２】
（２）本発明の一実施例によるInP基板のエッチング方法の説明
【００３３】
先ず、スピン被覆法（spin coating method）によりInP基板上へレジストを被
覆する。次に被覆後のレジストを「から焼成（baking）」により硬化させ、厚さ
1.2μmのレジストフィルムを形成する。次にそのレジストフィルムをフォトマス
クの使用により選択的に露光し、更にその基板を現像液に浸漬して不要部分を除
去し、図７Ａに示す開口のあるレジストマスク72のように仕上げる。図７Ａは、
仕上ったレジストマスク72を有する基板31（又は10）を示す。
覆する。次に被覆後のレジストを「から焼成（baking）」により硬化させ、厚さ
1.2μmのレジストフィルムを形成する。次にそのレジストフィルムをフォトマス
クの使用により選択的に露光し、更にその基板を現像液に浸漬して不要部分を除
去し、図７Ａに示す開口のあるレジストマスク72のように仕上げる。図７Ａは、
仕上ったレジストマスク72を有する基板31（又は10）を示す。
【００３４】
次に、図１に示す誘導結合プラズマイオンビーム・エッチング装置を使い、エ
ッチング室２内の基板台11上にレジストマスク付き基板10（又は31）を載せる。
その後、エッチング室２の内部及びプラズマ発生室１の内部を排気する。
ッチング室２内の基板台11上にレジストマスク付き基板10（又は31）を載せる。
その後、エッチング室２の内部及びプラズマ発生室１の内部を排気する。
【００３５】
予め定めた基本圧力に達した後、トリメチルアミンガスをプラズマ発生室１内
へ導入し、一定のポンプ速度によるガス流を変化させることにより圧力を1.0×1
0-4Torrないし6.0×10-4Torrに維持する。本実施例の場合、圧力を2.0×10-4Tor
rに維持し、トリメチルアミンガス流の流速を例えば３sccm（standard cc per m
inute）に維持する。更に、170Wの放送周波数電力をプラズマ発生室１へ導入す
る。こうすることにより、放送周波数電力の誘導結合によってトリメチルアミン
はプラズマに形成される。プラズマガスは、加速グリッド４及び抽出グリッド３
を通ってエッチング室２へ進み、イオン化種がInP基板10（又は31）へ向け加速
され、衝突してエッチングを開始する。他の高密度の実施例においては、イオン
化種の加速を電気的バイアスの印加により達成するが、その印加手段は当業者に
よく知られている。この加速バイアスは、エッチング過程において決定的な役割
を演ずる。エッチングの後、レジストマスクは、アセトンによって図７Ｂに示す
ように除去される。残存レジストの残渣は酸素プラズマ処理によって除去される
。
へ導入し、一定のポンプ速度によるガス流を変化させることにより圧力を1.0×1
0-4Torrないし6.0×10-4Torrに維持する。本実施例の場合、圧力を2.0×10-4Tor
rに維持し、トリメチルアミンガス流の流速を例えば３sccm（standard cc per m
inute）に維持する。更に、170Wの放送周波数電力をプラズマ発生室１へ導入す
る。こうすることにより、放送周波数電力の誘導結合によってトリメチルアミン
はプラズマに形成される。プラズマガスは、加速グリッド４及び抽出グリッド３
を通ってエッチング室２へ進み、イオン化種がInP基板10（又は31）へ向け加速
され、衝突してエッチングを開始する。他の高密度の実施例においては、イオン
化種の加速を電気的バイアスの印加により達成するが、その印加手段は当業者に
よく知られている。この加速バイアスは、エッチング過程において決定的な役割
を演ずる。エッチングの後、レジストマスクは、アセトンによって図７Ｂに示す
ように除去される。残存レジストの残渣は酸素プラズマ処理によって除去される
。
【００３６】
（３）次に前記エッチングの結果を説明する。
【００３７】
図８は、３sccmのトリメチルアミン流及び2.0×10-4Torrの圧力下で、30分間
エッチングを加えたInP基板のエッチング後試料の走査電子顕微鏡写真を示す。
抽出グリッド３及び加速グリッド４のバイアスは、接地された基板台11に対して
それぞれ−300V及び＋300Vであった。
エッチングを加えたInP基板のエッチング後試料の走査電子顕微鏡写真を示す。
抽出グリッド３及び加速グリッド４のバイアスは、接地された基板台11に対して
それぞれ−300V及び＋300Vであった。
【００３８】
前記表１は、エッチング後のInP表面を原子間力顕微鏡で測定したrms.粗さを
示す。エッチング深さは、全ての場合に200nmであった.
示す。エッチング深さは、全ての場合に200nmであった.
【００３９】
表１のプロセスガスの第１列は、上記のトリメチルアミン（TMA）ガスを使っ
てエッチングしたInP表面のrms.粗さを衝突イオンの異なるエネルギーについて
示す。加速グリッド電圧及びプロセス時間のみを変え、他の全てのパラメータを
一定に保った.
てエッチングしたInP表面のrms.粗さを衝突イオンの異なるエネルギーについて
示す。加速グリッド電圧及びプロセス時間のみを変え、他の全てのパラメータを
一定に保った.
【００４０】
表１のプロセスガスの第２列は、上記のトリメチルアミン（TMA）とArとの混
合ガスを使ってエッチングしたInP表面のrms.粗さのダイアグラム（diagram）を
衝突イオンの異なるエネルギーについて示す。加速グリッド電圧及びプロセス時
間のみを変え、他の全てのパラメータを一定に保った。エッチングは、表１のプ
ロセスガスの第１列に示したものと同じ条件下で、同じエッチング装置の中で行
った。トリメチルアミン及びArのガス流はそれぞれ３sccm及び５sccmであった。
合ガスを使ってエッチングしたInP表面のrms.粗さのダイアグラム（diagram）を
衝突イオンの異なるエネルギーについて示す。加速グリッド電圧及びプロセス時
間のみを変え、他の全てのパラメータを一定に保った。エッチングは、表１のプ
ロセスガスの第１列に示したものと同じ条件下で、同じエッチング装置の中で行
った。トリメチルアミン及びArのガス流はそれぞれ３sccm及び５sccmであった。
【００４１】
表１のプロセスガスの第３列は、標準的Arスパッタリングを使ってエッチング
したInP表面のrms.粗さのダイアグラム（diagram）を衝突イオンの異なるエネル
ギーについて示す。加速グリッド電圧及びプロセス時間のみを変え、他の全ての
パラメータを一定に保った。エッチングは、表１のプロセスガスの第１列に示し
たものと同じ条件下で、同じエッチング装置の中で行った。Arのガス流は５sccm
であった。
したInP表面のrms.粗さのダイアグラム（diagram）を衝突イオンの異なるエネル
ギーについて示す。加速グリッド電圧及びプロセス時間のみを変え、他の全ての
パラメータを一定に保った。エッチングは、表１のプロセスガスの第１列に示し
たものと同じ条件下で、同じエッチング装置の中で行った。Arのガス流は５sccm
であった。
【００４２】
原子間力顕微鏡の観察結果から、トリメチルアミンに基づくプロセスが標準Ar
切削（milling）に比し極めて平滑な形態（即ち、低いrms.粗さ）を創り出せる
ことが認められる。従って、本発明の実施例によるエッチング方法の使用により
極めて平滑なエッチング済みInP表面形態を得ることができる。
切削（milling）に比し極めて平滑な形態（即ち、低いrms.粗さ）を創り出せる
ことが認められる。従って、本発明の実施例によるエッチング方法の使用により
極めて平滑なエッチング済みInP表面形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使う誘導結合形プラズマイ
オンビーム・エッチング装置の構造を示す側面図である。
オンビーム・エッチング装置の構造を示す側面図である。
【図２】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使う平行板形プラズマエッ
チング装置の構造を示す側面図である。
チング装置の構造を示す側面図である。
【図３】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使うECR（electron cyclot
ron resonance）エッチング装置の構造を示す側面図である。
ron resonance）エッチング装置の構造を示す側面図である。
【図４】は、ICP（inductively coupled plasma）エッチング装置の構造を示
す側面図である。
す側面図である。
【図５】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使うバレル・リアクタ・プ
ラズマエッチング装置の構造を示す側面図である。
ラズマエッチング装置の構造を示す側面図である。
【図６】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使うECRプラズマイオンビ
ーム・エッチング装置の構造を示す側面図である。
ーム・エッチング装置の構造を示す側面図である。
【図７】は、（Ａ）レジストマスクを着けたInP試料の断面図、及び（Ｂ）レ
ジストマス除去後のエッチング済みInP試料の断面図である。
ジストマス除去後のエッチング済みInP試料の断面図である。
【図８】は、本発明の一実施例のエッチング方法に基づくエッチング後のInP
の試験構造を示す走査電子顕微鏡画像である。
の試験構造を示す走査電子顕微鏡画像である。
【図９】は、本発明の一実施例のエッチング方法で使うダイオード形プラズマ
エッチング装置の構造を示す側面図である。
エッチング装置の構造を示す側面図である。
１…プラズマ発生室 ２…エッチング室
３…抽出グリッド ４…加速グリッド
５…永久磁石 ６…コイル
７…ガス導入孔 ８…誘電体製結合窓
９…排出ポート 10…InP基板
11…基板台 22…ガス導入口
23…ガス排出口 31…基板
34…マイクロ波入口 35…永久磁石
64…グリッド 66…マイクロ波入口
72…レジストマスク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ，Ｕ
Ｓ
(72)発明者 ランドグレン グナール
スウェーデン ソレンツナ 70 エス−
192、 ランズヴァーゲン 31
Ｆターム(参考） 5F004 AA01 AA05 BA01 BA04 BA16
BB13 DA00 DA04 DA11 DA23
DA24 DA25 DA26 DB19 DB20
DB21 DB22
Claims (12)
- 【請求項１】周期表のIII及びV属の群又はII及びVI属の群から選んだ元素組成
を有すると共に所定のマスクされた領域を有する基板のエッチング方法において
、ａ）窒素に結合された一つ以上のメチル基（CH3）が備わった分子を含みプラ
ズマ内へ向かうガスを形成する過程と、ｂ）前記基板のマスクされない領域を前
記プラズマによりエッチングする過程とからなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】請求項１の方法において、前記エッチングガスをメチルアミン（
CH3NH2）、ジメチルアミン（(CH3)2NH）及びトリメチルアミン（(CH3)3N）から
なる群より選んでなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】周期表のII及びVI属の群から選んだ元素組成を有すると共に所定
のマスクされた領域を有する基板のエッチング方法において、ａ）トリメチルア
ミン（(CH3)3N）からなりプラズマ内へ向かうエッチングガスを形成する過程と
、ｂ）前記基板のマスクされない領域を前記プラズマによりエッチングする過程
とからなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項４】請求項１及び３の何れか一方の方法において、前記エッチングガ
スに、H2、N2、O2、Ar若しくは他の希ガス、Cl2、BCl3若しくは他のハロゲン含
有ガス、又はこれらの任意の組合せから選んだ他のガスを混合してなるプラズマ
エッチング方法。 - 【請求項５】請求項１から４の何れかの方法の前記過程ａ）において、前記エ
ッチングガスへマイクロ波電力と共に磁界を加えることにより前記プラズマ内へ
向かうガスを形成してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項６】請求項１から４の何れかの方法の前記過程ａ）において、前記エ
ッチングガスへマイクロ波電力を加えることにより前記プラズマ内へ向かうガス
を形成してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項７】請求項１から４の何れかの方法の前記過程ａ）において、前記エ
ッチングガスへ無線周波数電力を加えることにより前記プラズマ内へ向かうガス
を形成してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項８】請求項１から４の何れかの方法の前記過程ａ）において、前記エ
ッチングガスへ直流電力を加えることにより前記プラズマ内へ向かうガスを形成
してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項９】請求項１から８の何れかの方法において、イオンを直流バイアス
により加速してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項１０】請求項９の方法において、前記直流バイアスが０−2000eVの範
囲のエネルギーを発生してなるプラズマエッチング方法。 - 【請求項１１】請求項１から８の何れかの方法において、前記加えられた電力
を０−2000eVの範囲のイオンエネルギーに変換してなるプラズマエッチング方法
。 - 【請求項１２】所定のマスクされた領域を有する基板をエッチングする方法に
関し実質上明細書に記載し且つ／又は添付の図面に図示した新規諸特徴の任意の
組合せ。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9902344-2 | 1999-06-21 | ||
| SE9902344A SE9902344D0 (sv) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Dry etching process of III-V-semiconductor |
| SE9903213-8 | 1999-09-10 | ||
| SE9903213A SE9903213D0 (sv) | 1999-06-21 | 1999-09-10 | Dry etching process of compound semiconductor materials |
| PCT/GB2000/002255 WO2000079578A1 (en) | 1999-06-21 | 2000-06-21 | Improvements relating to plasma etching |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003502860A true JP2003502860A (ja) | 2003-01-21 |
| JP4979167B2 JP4979167B2 (ja) | 2012-07-18 |
Family
ID=26663600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001505049A Expired - Lifetime JP4979167B2 (ja) | 1999-06-21 | 2000-06-21 | プラズマエッチング方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6933242B1 (ja) |
| EP (1) | EP1188180B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100731849B1 (ja) |
| AT (1) | ATE448566T1 (ja) |
| DE (1) | DE60043300D1 (ja) |
| SE (1) | SE9903213D0 (ja) |
| WO (1) | WO2000079578A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100759808B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2007-09-20 | 한국전자통신연구원 | Ｉｉｉ－ｖ 족 반도체 다층구조의 식각 방법 및 이를이용한 수직공진형 표면방출 레이저 제조 방법 |
| US20080239428A1 (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-02 | Inphase Technologies, Inc. | Non-ft plane angular filters |
| JP5723377B2 (ja) * | 2009-11-09 | 2015-05-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 半導体のためのエッチングプロセス |
| KR102306979B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2021-09-30 | 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 | 기질의 표면 처리를 위한 방법 및 장치 |
| US10056264B2 (en) * | 2015-06-05 | 2018-08-21 | Lam Research Corporation | Atomic layer etching of GaN and other III-V materials |
| US10096487B2 (en) | 2015-08-19 | 2018-10-09 | Lam Research Corporation | Atomic layer etching of tungsten and other metals |
| US9991128B2 (en) | 2016-02-05 | 2018-06-05 | Lam Research Corporation | Atomic layer etching in continuous plasma |
| US10566212B2 (en) | 2016-12-19 | 2020-02-18 | Lam Research Corporation | Designer atomic layer etching |
| KR20210078264A (ko) * | 2019-12-18 | 2021-06-28 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판 처리 방법 |
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-
1999
- 1999-09-10 SE SE9903213A patent/SE9903213D0/xx unknown
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2000
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