JPH01208834A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH01208834A JPH01208834A JP3293088A JP3293088A JPH01208834A JP H01208834 A JPH01208834 A JP H01208834A JP 3293088 A JP3293088 A JP 3293088A JP 3293088 A JP3293088 A JP 3293088A JP H01208834 A JPH01208834 A JP H01208834A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はエツチング方法に係り、特に微細溝を高精度で
形成するのに好適なドライエツチング方法に関する。
形成するのに好適なドライエツチング方法に関する。
[従来の技術]
半導体集積回路なとの微細パターンの加工には。
反応性ガスのプラズマを用いたドライエツチング法が用
いられている。エツチングガスの代表的なものとしては
、SiあるいはGaAs等の等方性エツチングガスとし
て、F2.SFg、NF3−。
いられている。エツチングガスの代表的なものとしては
、SiあるいはGaAs等の等方性エツチングガスとし
て、F2.SFg、NF3−。
XeF2.CF4y異方性エツチングガスとして、CF
3CO,CF2CO2,CFCQ3.cQ2゜CCn4
.CBrF3.ClF3等が各々知られている。これら
のエツチングガスについては、例えば特開昭51’−1
30173号、特開昭52−9648号、特公昭57−
13137号等に述べられている。
3CO,CF2CO2,CFCQ3.cQ2゜CCn4
.CBrF3.ClF3等が各々知られている。これら
のエツチングガスについては、例えば特開昭51’−1
30173号、特開昭52−9648号、特公昭57−
13137号等に述べられている。
等方性エツチングは主に電気的に中性な粒子によってエ
ツチングされるために、マスク寸法通りの高精度な加工
が難かしい。従って、微細加工やエツチング形状を垂直
にしたい場合には、プラズマから被エツチング物質表面
に向かって加速されたイオンによって行う異方性エツチ
ングが行なわれてきた1反応性ドライエツチングと呼ば
れる方法はこの代表的なものであり、エツチングガスと
しては電気的に中性な粒子によるエツチングが起こりに
<<、イオンの働きだけでエツチングが進むものが選ば
れてきた。
ツチングされるために、マスク寸法通りの高精度な加工
が難かしい。従って、微細加工やエツチング形状を垂直
にしたい場合には、プラズマから被エツチング物質表面
に向かって加速されたイオンによって行う異方性エツチ
ングが行なわれてきた1反応性ドライエツチングと呼ば
れる方法はこの代表的なものであり、エツチングガスと
しては電気的に中性な粒子によるエツチングが起こりに
<<、イオンの働きだけでエツチングが進むものが選ば
れてきた。
[発明が解決しようとする問題点]
上記従来技術では、直流負バイアスによって加速された
イオンによってエツチングするために、イオン衝撃によ
る基板へのダメージの問題や、加速されたイオンがガス
分子と衝突し、方向を変えてSiと衝突することによる
サイドエツチングの問題、あるいは炉壁に吸着した酸素
をたたき出すためにエツチング条件がロット間で異なる
等の問題があった。
イオンによってエツチングするために、イオン衝撃によ
る基板へのダメージの問題や、加速されたイオンがガス
分子と衝突し、方向を変えてSiと衝突することによる
サイドエツチングの問題、あるいは炉壁に吸着した酸素
をたたき出すためにエツチング条件がロット間で異なる
等の問題があった。
上記問題点の中で、イオンダメージを軽減する方法とし
て、等方性エツチングガスであるSF8と、異方性エツ
チングガス、例えばCQ2やCeO2,CC12FB、
5iCQ4等との混合ガスも用いられている。しかし、
これらの場合においてもサイドエツチングの問題は解決
せず、またエツチング形状が混合ガス比率やエツチング
条件によって変わりやすい問題点を持っていた。
て、等方性エツチングガスであるSF8と、異方性エツ
チングガス、例えばCQ2やCeO2,CC12FB、
5iCQ4等との混合ガスも用いられている。しかし、
これらの場合においてもサイドエツチングの問題は解決
せず、またエツチング形状が混合ガス比率やエツチング
条件によって変わりやすい問題点を持っていた。
本発明の目的は、この問題点を解決する混合ガスを用い
たエツチング方法を提供することにある。
たエツチング方法を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
上記目的は、等方性エツチングガスであるSF6.CF
4.NF3.XeF2およびF2から成る群から選ばれ
た少なくとも1種類のガスと、異方性エツチングガスで
ある(CXF2)2゜(CX2F)2および(CX3)
2から成る群から選ばれた少くとも1種類のガスとを主
成分とした混合ガスを用いることにより達せられる。た
だし、上記Xは8Q、Br、IおよびHからなる群から
選ばれた少なくとも1種である。
4.NF3.XeF2およびF2から成る群から選ばれ
た少なくとも1種類のガスと、異方性エツチングガスで
ある(CXF2)2゜(CX2F)2および(CX3)
2から成る群から選ばれた少くとも1種類のガスとを主
成分とした混合ガスを用いることにより達せられる。た
だし、上記Xは8Q、Br、IおよびHからなる群から
選ばれた少なくとも1種である。
これらガスのうち、ガスの入手の容易性等の点から等方
性エツチングガスとしてはS F、、異方性エツチング
ガスとしては(CBrF2)2がより好ましい。
性エツチングガスとしてはS F、、異方性エツチング
ガスとしては(CBrF2)2がより好ましい。
[作用]
ドライエツチングにおけるプラズマ中には、さまざまな
イオンや中性粒子が含まれており、この中でCやSを主
とする物質は反応残渣として基板表面に付着し、エツチ
ングを阻害する。一方1種々のイオンは基板表面に加速
されて衝突するため、基板をエツチングすることはもち
ろんだが、この付着物を除去する働きもしている。上記
等方性エツチングガスと異方性エツチングガスとの混合
ガスによるエツチングは、上記の2つの働きをうまく利
用して、第1図に示す様なエツチング形状が垂直なエツ
チングを行うものである。
イオンや中性粒子が含まれており、この中でCやSを主
とする物質は反応残渣として基板表面に付着し、エツチ
ングを阻害する。一方1種々のイオンは基板表面に加速
されて衝突するため、基板をエツチングすることはもち
ろんだが、この付着物を除去する働きもしている。上記
等方性エツチングガスと異方性エツチングガスとの混合
ガスによるエツチングは、上記の2つの働きをうまく利
用して、第1図に示す様なエツチング形状が垂直なエツ
チングを行うものである。
具体的には、高周波電力が非常に低い場合には、イオン
が十分加速されないため反応残渣である付着物は除去さ
れるが、イオンによる基板のエツチングは非常に少ない
、しかし、この付着物が除去された部分は、反応性の高
い中性粒子のF(主に等方性エツチングガスに含まれて
いた)によって容易にエツチングされる。こうして、イ
オン衝撃のある部分でどんどんエツチングされることに
なるので、エツチング形状はイオン方向性に依存する。
が十分加速されないため反応残渣である付着物は除去さ
れるが、イオンによる基板のエツチングは非常に少ない
、しかし、この付着物が除去された部分は、反応性の高
い中性粒子のF(主に等方性エツチングガスに含まれて
いた)によって容易にエツチングされる。こうして、イ
オン衝撃のある部分でどんどんエツチングされることに
なるので、エツチング形状はイオン方向性に依存する。
すなわち、イオンのほとんどが基板に垂直に入射する場
合は、エツチング形状が垂直になるが、途中でガス分子
等に衝突し散乱する場合は形状が垂直にならず、第2図
や第3図に示した様になる。
合は、エツチング形状が垂直になるが、途中でガス分子
等に衝突し散乱する場合は形状が垂直にならず、第2図
や第3図に示した様になる。
例えば、ガス圧が10Paでイオンシース幅が1mmの
場合は約6割のイオンが加速中にガス分子等と衝突して
散乱され、方向が変わると言われている。そこで、散乱
の影響をできるだけ小さくする必要があり、その方法と
しては、■ガス圧を下げて平均自由行程を十分大きくす
ること、■高周波電力を下げて衝突時のイオンエネルギ
ーを小さくすることの他に、■散乱角ができるだけ小さ
くなるようなイオンを選ぶことが重要である。
場合は約6割のイオンが加速中にガス分子等と衝突して
散乱され、方向が変わると言われている。そこで、散乱
の影響をできるだけ小さくする必要があり、その方法と
しては、■ガス圧を下げて平均自由行程を十分大きくす
ること、■高周波電力を下げて衝突時のイオンエネルギ
ーを小さくすることの他に、■散乱角ができるだけ小さ
くなるようなイオンを選ぶことが重要である。
上述の本発明に係る混合ガスは上記条件を満たすもので
ある。すなわち、上記混合ガスのうちの異方性エツチン
グガス(例えば(CBrFz)z)は、C−〇の結合部
が切れると2つのCBrF2”イオンや中性粒子となる
。これは分子数が約130の重いイオンであり、上記■
の要求を満たすものである。(CBrFz)2以外の本
発明に係るガスも同様である。
ある。すなわち、上記混合ガスのうちの異方性エツチン
グガス(例えば(CBrFz)z)は、C−〇の結合部
が切れると2つのCBrF2”イオンや中性粒子となる
。これは分子数が約130の重いイオンであり、上記■
の要求を満たすものである。(CBrFz)2以外の本
発明に係るガスも同様である。
[実施例]
エツチング装置として、アノードカップリング型平行平
板電極を有するプラズマエツチング装置を用い、ガスと
してSF6およびC2Br2F4の混合ガスを用いて、
レジストをマスクにSiのエツチングを行った。エツチ
ング装置の電極は直径20cm高周波電源周波数は13
.56MHzである。
板電極を有するプラズマエツチング装置を用い、ガスと
してSF6およびC2Br2F4の混合ガスを用いて、
レジストをマスクにSiのエツチングを行った。エツチ
ング装置の電極は直径20cm高周波電源周波数は13
.56MHzである。
まず、電極上に被エツチング物を置き、エツチング室を
10−’Pa以下に排気した後、SFBを32SCCM
、C2Br2F4を8SCCM導入し、室内を10Pa
に保ったまま高周波電力0,03W/dで20分間エツ
チングを行った。この時のエツチング速度は1100n
/minであり、2μmの深さのエツチングを行った。
10−’Pa以下に排気した後、SFBを32SCCM
、C2Br2F4を8SCCM導入し、室内を10Pa
に保ったまま高周波電力0,03W/dで20分間エツ
チングを行った。この時のエツチング速度は1100n
/minであり、2μmの深さのエツチングを行った。
第1図はエツチング断面図であり、この様にほとんど垂
直なエツチングができた。エツチング孔の幅は0.5μ
mである。尚、SB6とC2Br2F4との混合比は上
記の例では4:1であるが、通常の真空度および高周波
電力下においては3:1ないし20;1種度の範囲が好
ましい。
直なエツチングができた。エツチング孔の幅は0.5μ
mである。尚、SB6とC2Br2F4との混合比は上
記の例では4:1であるが、通常の真空度および高周波
電力下においては3:1ないし20;1種度の範囲が好
ましい。
エツチングマスク2はレジストの他Si○2やSi3N
4を用いた場合でも同様の結果を得た。エツチング選択
比(Siとのエツチング速度比)はレジストで約15.
SiO□およびSi3N4では100以上であった。し
かし、高周波電力が0.30W/dを越える条件下でエ
ツチングした場合には、エツチング選択比は高電力の場
合はど小さくなった。この観点から高周波電力は0.3
W/d以下が好ましい。
4を用いた場合でも同様の結果を得た。エツチング選択
比(Siとのエツチング速度比)はレジストで約15.
SiO□およびSi3N4では100以上であった。し
かし、高周波電力が0.30W/dを越える条件下でエ
ツチングした場合には、エツチング選択比は高電力の場
合はど小さくなった。この観点から高周波電力は0.3
W/d以下が好ましい。
SF6とC2Br2F4の混合ガスに更にF2やHeを
混合した場合にも良好な断面形状が得られ、好ましい。
混合した場合にも良好な断面形状が得られ、好ましい。
これらは質量が小さいため、分子量が約130のCBr
F2+イオンと衝突してもその影響が小さいためと考え
られる。
F2+イオンと衝突してもその影響が小さいためと考え
られる。
その他のエツチングガスとして1等方性エツチングガス
であるC F 41 N F 3 e X e F 2
# F 2など、また異方性エツチングガスである(
CCQ F2) 2−(cc Q2F) 2. (c
c Q3) 2. (CI F2) 2y(CBr2
F)2なども各々SF6.C2Br2F4と同様の特性
を示した。ただしCQを含むガスではエツチング条件に
よってはサイドエツチングになる傾向が見られた。これ
は、重いイオンが更に分解して軽いイオンになってしま
ったためである。比較のためにSF6とCCU4の混合
ガスを用いたところ、CCQ4の混合率が15%以上で
、あるいは5%の混合率でも圧力が0 、 I Tor
r以上でサイドエツチングとなるなど、狭い範囲でしか
良好なエツチング形状が得られなかった。
であるC F 41 N F 3 e X e F 2
# F 2など、また異方性エツチングガスである(
CCQ F2) 2−(cc Q2F) 2. (c
c Q3) 2. (CI F2) 2y(CBr2
F)2なども各々SF6.C2Br2F4と同様の特性
を示した。ただしCQを含むガスではエツチング条件に
よってはサイドエツチングになる傾向が見られた。これ
は、重いイオンが更に分解して軽いイオンになってしま
ったためである。比較のためにSF6とCCU4の混合
ガスを用いたところ、CCQ4の混合率が15%以上で
、あるいは5%の混合率でも圧力が0 、 I Tor
r以上でサイドエツチングとなるなど、狭い範囲でしか
良好なエツチング形状が得られなかった。
SF6の代りにNF3.CF4.XeF2およびF2°
を用いた場合にも良好なエツチング形状が得られたが
、その条件範囲は5Flllり場合に比べてやや狭かっ
た。これは、基板に付着する反応残渣の付き方の違いに
よるものと考えられた。
を用いた場合にも良好なエツチング形状が得られたが
、その条件範囲は5Flllり場合に比べてやや狭かっ
た。これは、基板に付着する反応残渣の付き方の違いに
よるものと考えられた。
上記の結果から、SF、に代表される反応性の大きな等
方性エツチングガスと、対称形に解離し易い重いイオン
を含む異方性エツチングガスとの混合ガスを用いてプラ
ズマエツチングすることにより、微細で深い孔のエツチ
ングが高精度に加工できることが明らかとなった。この
場合、比較的低い高周波電力でプラズマエツチングする
のがより好ましい。
方性エツチングガスと、対称形に解離し易い重いイオン
を含む異方性エツチングガスとの混合ガスを用いてプラ
ズマエツチングすることにより、微細で深い孔のエツチ
ングが高精度に加工できることが明らかとなった。この
場合、比較的低い高周波電力でプラズマエツチングする
のがより好ましい。
なお、上記ガスは3種類以上を混合して使用してもよい
こと、および上記Xは同一分子中に1種のみでなく、B
rとCQといった複数種の元素を含んでいてもよいこと
は言うまでもない。
こと、および上記Xは同一分子中に1種のみでなく、B
rとCQといった複数種の元素を含んでいてもよいこと
は言うまでもない。
[発明の効果]
本発明によれば、非常に低い高周波電力でエツチングで
きるために、エツチングマスクとしてレジストをそのま
ま用いることができ、レジストの厚みも少なくて良い。
きるために、エツチングマスクとしてレジストをそのま
ま用いることができ、レジストの厚みも少なくて良い。
また、壁に吸着した酸素がスパッタされて悪影響を及ぼ
す心配がなくなるなど、超微細加工が再現性良くできる
効果がある6更に、基板へのイオン衝撃がなくなり、素
子特性が向上する効果がある。
す心配がなくなるなど、超微細加工が再現性良くできる
効果がある6更に、基板へのイオン衝撃がなくなり、素
子特性が向上する効果がある。
プラズマによって分解したイオンが重い場合はど、軽い
イオンを用いた場合に較べてエツチング条件依存性が小
さくなる効果がある。
イオンを用いた場合に較べてエツチング条件依存性が小
さくなる効果がある。
第1図は本発明で得られるエツチング断面図、第2図お
よび第3図はイオンの散乱の影響を受けた場合のエツチ
ング断面図である。 1・・・Si基板、2・・・レジスト、3・・・エツチ
ング孔。
よび第3図はイオンの散乱の影響を受けた場合のエツチ
ング断面図である。 1・・・Si基板、2・・・レジスト、3・・・エツチ
ング孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、SF_6、CF_4、NF_3、XeF_2、およ
びF_2からなる群から選ばれた少なくとも1種類のガ
スと、(CXF_2)_2、(CX_2F)_2、およ
び(CX_3)_2からなる群から選ばれた少なくとも
1種類のガス(ただし、上記XはCl、Br、I、およ
びHからなる群から選ばれた少なくとも1種)よりなる
混合ガスによりプラズマエッチングすることを特徴とす
るエッチング方法。 2、上記混合ガスはSF_6と(CBrF_2)_2と
の混合ガスであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のエッチング方法。 3、上記エッチングを高周波電力0.3W/cm^2以
下で行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載のエッチング方法。 4、上記混合ガスにHeあるいはH_2が添加されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63032930A JPH0628253B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63032930A JPH0628253B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | エッチング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01208834A true JPH01208834A (ja) | 1989-08-22 |
JPH0628253B2 JPH0628253B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=12372639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63032930A Expired - Lifetime JPH0628253B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | エッチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0628253B2 (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6913942B2 (en) | 2003-03-28 | 2005-07-05 | Reflectvity, Inc | Sacrificial layers for use in fabrications of microelectromechanical devices |
US6942811B2 (en) | 1999-10-26 | 2005-09-13 | Reflectivity, Inc | Method for achieving improved selectivity in an etching process |
US6949202B1 (en) | 1999-10-26 | 2005-09-27 | Reflectivity, Inc | Apparatus and method for flow of process gas in an ultra-clean environment |
US6960305B2 (en) | 1999-10-26 | 2005-11-01 | Reflectivity, Inc | Methods for forming and releasing microelectromechanical structures |
US6972891B2 (en) | 2003-07-24 | 2005-12-06 | Reflectivity, Inc | Micromirror having reduced space between hinge and mirror plate of the micromirror |
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US7041224B2 (en) | 1999-10-26 | 2006-05-09 | Reflectivity, Inc. | Method for vapor phase etching of silicon |
US7189332B2 (en) | 2001-09-17 | 2007-03-13 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for detecting an endpoint in a vapor phase etch |
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