JP2656468B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JP2656468B2 JP2656468B2 JP60087926A JP8792685A JP2656468B2 JP 2656468 B2 JP2656468 B2 JP 2656468B2 JP 60087926 A JP60087926 A JP 60087926A JP 8792685 A JP8792685 A JP 8792685A JP 2656468 B2 JP2656468 B2 JP 2656468B2
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- Japan
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- etching
- silicon
- etching method
- electrode
- dry etching
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平行平板型ドライエッチング方法に関するも
のである。
のである。
反応性スパッタエッチング（RIE）は、水溶液エッチ
ング、いわゆる湿式エッチングと比較して多くの利点を
有するので、半導体素子を製造するための欠かせない技
術となってきた。このエッチング法は、エッチング目的
物質に見合ったターゲット電極部材とエッチング導入ガ
スとの組合わせによってエッチング特性が異なることが
知られている。従来、シリコン物質の反応性スパッタエ
ッチングには、N.Endo等によってアイ・イー・イー・イ
ー、トランザクション・エレクトロン・デバイシーズ、
1980年、ED−27巻、第８号、1346頁から1351頁（IEEE,T
rans Electron Devices,Vol ED−27,No.8,pp1346−135
1,1980）に記載されているようにターゲット電極被覆部
材として石英（SiO2）を用い、またエッチングガスとし
てCCI4やCCI2FやCCI2F2やCF4やSF6などのハロゲン化炭
素が用いられてきた。この方法では平行に存在する二電
極間に高周波電界を印加して発生するプラズマ中の活性
イオンが、カソード電極表面近傍のイオンシース帯で加
速される。その結果、被エッチング物質の表面は物理的
にイオン衝撃を受け、プラズマ中に発生した化学的に活
性な中性分子によって反応が起きる。そして反応生成物
が揮発性物質の場合には、すみやかにエッチングが進む
ものと考えられている。
ング、いわゆる湿式エッチングと比較して多くの利点を
有するので、半導体素子を製造するための欠かせない技
術となってきた。このエッチング法は、エッチング目的
物質に見合ったターゲット電極部材とエッチング導入ガ
スとの組合わせによってエッチング特性が異なることが
知られている。従来、シリコン物質の反応性スパッタエ
ッチングには、N.Endo等によってアイ・イー・イー・イ
ー、トランザクション・エレクトロン・デバイシーズ、
1980年、ED−27巻、第８号、1346頁から1351頁（IEEE,T
rans Electron Devices,Vol ED−27,No.8,pp1346−135
1,1980）に記載されているようにターゲット電極被覆部
材として石英（SiO2）を用い、またエッチングガスとし
てCCI4やCCI2FやCCI2F2やCF4やSF6などのハロゲン化炭
素が用いられてきた。この方法では平行に存在する二電
極間に高周波電界を印加して発生するプラズマ中の活性
イオンが、カソード電極表面近傍のイオンシース帯で加
速される。その結果、被エッチング物質の表面は物理的
にイオン衝撃を受け、プラズマ中に発生した化学的に活
性な中性分子によって反応が起きる。そして反応生成物
が揮発性物質の場合には、すみやかにエッチングが進む
ものと考えられている。
シリコンをエッチングする従来の反応性スパッタエッ
チングでは、主にゲット酸化膜上の0.5μｍ膜厚程度の
多結晶シリコンを加工するのに多く用いられてきた。最
近、微細素子分離や微細な領域に広い面積を確保するた
めのキャパシタなどがシリコン基板内の溝の中に形成す
る方法が提案されている。この場合、３〜10μｍ程度の
溝深さが要求されるに至っている。従来のシリコンのエ
ッチング速度は1000〜2000Å/mm程度なので、エッチン
グ時間が30分以上も要するため、従来のように熱伝導率
の小さい石英板をターゲット電極被覆部材に用いると基
板の温度が次第に上昇することから、シリコンの溝の断
面形状にアンダーカットが生じたりする欠点がある。ま
た石英板ターゲットを用いるとプラズマ放電中に石英中
の酸素が遊離し、エッチング反応物であるシリコンのハ
ロゲン化物と再反応を起こし、SiO2となって被エッチン
グ物表面に堆積する場合もある。この堆積物の量は基板
の温度が高いほど多くなり、エッチング表面に荒れを起
す問題点があった。
チングでは、主にゲット酸化膜上の0.5μｍ膜厚程度の
多結晶シリコンを加工するのに多く用いられてきた。最
近、微細素子分離や微細な領域に広い面積を確保するた
めのキャパシタなどがシリコン基板内の溝の中に形成す
る方法が提案されている。この場合、３〜10μｍ程度の
溝深さが要求されるに至っている。従来のシリコンのエ
ッチング速度は1000〜2000Å/mm程度なので、エッチン
グ時間が30分以上も要するため、従来のように熱伝導率
の小さい石英板をターゲット電極被覆部材に用いると基
板の温度が次第に上昇することから、シリコンの溝の断
面形状にアンダーカットが生じたりする欠点がある。ま
た石英板ターゲットを用いるとプラズマ放電中に石英中
の酸素が遊離し、エッチング反応物であるシリコンのハ
ロゲン化物と再反応を起こし、SiO2となって被エッチン
グ物表面に堆積する場合もある。この堆積物の量は基板
の温度が高いほど多くなり、エッチング表面に荒れを起
す問題点があった。
本発明は、従来の石英板ターゲット電極被覆部材を用
いることによって引起されるエッチング表面の荒れやエ
ッチング中におけるエッチング形状の劣化を防止するド
ライエッチング方法を提供するものである。
いることによって引起されるエッチング表面の荒れやエ
ッチング中におけるエッチング形状の劣化を防止するド
ライエッチング方法を提供するものである。
本発明は、被エッチング物質を電極上に密接して配置
し、放電プラズマと面するエッチング装置内面のうち少
なくともイオン衝撃を受ける表面を窒化アルミニウムで
被覆し、しかもエッチングガスとして四塩化珪素を用い
ることを特徴とするエッチング方法である本発明では放
電方式や電極形状に関して特に依存することはない。
し、放電プラズマと面するエッチング装置内面のうち少
なくともイオン衝撃を受ける表面を窒化アルミニウムで
被覆し、しかもエッチングガスとして四塩化珪素を用い
ることを特徴とするエッチング方法である本発明では放
電方式や電極形状に関して特に依存することはない。
ドライエッチング装置内の表面被覆部材の構成材料と
しては、第１にターゲット電極からの重金属汚染を防止
し、しかも冷却効果が大きいこと、第２に材料自身の汚
染がなく、特に水分の吸着や酸素の放出が起り難いこ
と、第３に加工が困難ではないことなどの性質が要求さ
れる。従来より使用していた石英では、加工は比較的容
易であるがそれ自身が酸素を含み、1.4W/m・ｋの熱伝導
率をもっている。これに対し窒化アルミニウムは、活性
な挙動を示す酸素を材料自身に含まず、100〜160W/m・
ｋという大きな熱伝導率をもつため、これを表面被覆部
材として用いることにより、前述した堆積物による表面
荒れやアンダーカットなどの欠点を生じないエッチング
が可能となる。トレンチ（シリコン基板などにDRAMの容
量や素子分離のために掘る狭い溝）などを形成するとき
断面形状の制御が良い。
しては、第１にターゲット電極からの重金属汚染を防止
し、しかも冷却効果が大きいこと、第２に材料自身の汚
染がなく、特に水分の吸着や酸素の放出が起り難いこ
と、第３に加工が困難ではないことなどの性質が要求さ
れる。従来より使用していた石英では、加工は比較的容
易であるがそれ自身が酸素を含み、1.4W/m・ｋの熱伝導
率をもっている。これに対し窒化アルミニウムは、活性
な挙動を示す酸素を材料自身に含まず、100〜160W/m・
ｋという大きな熱伝導率をもつため、これを表面被覆部
材として用いることにより、前述した堆積物による表面
荒れやアンダーカットなどの欠点を生じないエッチング
が可能となる。トレンチ（シリコン基板などにDRAMの容
量や素子分離のために掘る狭い溝）などを形成するとき
断面形状の制御が良い。
次に本発明による実施例を図を用いて説明する。第１
図は模式的に示した平行平板型の反応性スパッタエッチ
ング装置である。装置は真空室７内のターゲット電極１
の上に窒化アルミニウムのセラミックスから成るターゲ
ット被覆部材２を、その上方に向き合せて窒化アルミニ
ウムのセラミックス対向板６が配置されている。まず前
記の窒化アルミニウムセラミックス板のターゲット被覆
部材２の上に単結晶又は多結晶シリコンを有するエッチ
ング試料３を密接して配置する。次にエッチング導入ガ
ス体の四塩化ケイ素を窒化アルミニウムのセラミックス
材から成るガス吹出管４から吹出し、高周波電界５を印
加して発生するプラズマ放電間隔を調整する。そして所
定の厚さのシリコンをエッチングした後、高周波電界を
中止し、試料を取出す。
図は模式的に示した平行平板型の反応性スパッタエッチ
ング装置である。装置は真空室７内のターゲット電極１
の上に窒化アルミニウムのセラミックスから成るターゲ
ット被覆部材２を、その上方に向き合せて窒化アルミニ
ウムのセラミックス対向板６が配置されている。まず前
記の窒化アルミニウムセラミックス板のターゲット被覆
部材２の上に単結晶又は多結晶シリコンを有するエッチ
ング試料３を密接して配置する。次にエッチング導入ガ
ス体の四塩化ケイ素を窒化アルミニウムのセラミックス
材から成るガス吹出管４から吹出し、高周波電界５を印
加して発生するプラズマ放電間隔を調整する。そして所
定の厚さのシリコンをエッチングした後、高周波電界を
中止し、試料を取出す。
以上実施例では、円状の２つの電極をもつエッチング
装置について述べたが、本発明は多面体電極をもつエッ
チング装置やイオン源を独立してもつ反応性イオンビー
ムエッチング装置について適用した場合でも有効であ
り、特に放電方式や電極形状を制限されるものではな
い。
装置について述べたが、本発明は多面体電極をもつエッ
チング装置やイオン源を独立してもつ反応性イオンビー
ムエッチング装置について適用した場合でも有効であ
り、特に放電方式や電極形状を制限されるものではな
い。
本発明によれば、プラズマ放電中の水分や酸素の放出
は少ないという大きな効果を有する。このため酸化物を
形成し易い系によるエッチングでは、従来酸化物付着を
原因としていたアンダーカットや表面荒れを著しく防止
できる。また大きな熱伝導性のため、エッチング中の基
板昇温は小さく、パターン形状の時間依存性がなく、し
かも、レジストをマスクとした場合に酸素混入によるレ
ジストの灰化減少も少く、良好なエッチング形状を得る
ことができる効果を有するものである。
は少ないという大きな効果を有する。このため酸化物を
形成し易い系によるエッチングでは、従来酸化物付着を
原因としていたアンダーカットや表面荒れを著しく防止
できる。また大きな熱伝導性のため、エッチング中の基
板昇温は小さく、パターン形状の時間依存性がなく、し
かも、レジストをマスクとした場合に酸素混入によるレ
ジストの灰化減少も少く、良好なエッチング形状を得る
ことができる効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例に用いる平行平板型反応性ス
パッタエッチング装置の模式図である。 １…ターゲット電極、２…ターゲット電極被覆部材、３
…エッチング試料、４…ガス吹出し管、５…高周派電
源、６…対向板、７…真空室
パッタエッチング装置の模式図である。 １…ターゲット電極、２…ターゲット電極被覆部材、３
…エッチング試料、４…ガス吹出し管、５…高周派電
源、６…対向板、７…真空室
Claims (1)
- 【請求項１】被エッチング物質を電極上に密接して配置
し、放電プラズマと面するエッチング装置内面のうち少
なくともイオン衝撃を受ける表面を窒化アルミニウムで
被覆し、しかもエッチングガスとして四塩化珪素を用い
ることを特徴とするエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087926A JP2656468B2 (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087926A JP2656468B2 (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61246382A JPS61246382A (ja) | 1986-11-01 |
| JP2656468B2 true JP2656468B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=13928521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60087926A Expired - Lifetime JP2656468B2 (ja) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656468B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6464325A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrode for plasma etching |
| JPS6464324A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrode for plasma etching |
| JP2774367B2 (ja) * | 1990-08-07 | 1998-07-09 | 忠弘 大見 | プラズマプロセス用装置および方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57102075A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
| JPS59139627A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | ドライエツチング装置 |
-
1985
- 1985-04-24 JP JP60087926A patent/JP2656468B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61246382A (ja) | 1986-11-01 |
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