JPH01241126A - 低温ドライエツチング方法 - Google Patents
低温ドライエツチング方法Info
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Landscapes
- 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〕
本発明は低温ドライエツチング方法に係り、特に、異方
性エツチングの達成できる試料温度範囲を、SFeのみ
用いる場合より高くでき、エツチング制御性を向上でき
る方法に関する。
性エツチングの達成できる試料温度範囲を、SFeのみ
用いる場合より高くでき、エツチング制御性を向上でき
る方法に関する。
従来のシリコンエツチングでは、特開昭61−8926
あるいはジャーナル、・オブ・バニューム・サイエンス
・アンド・テクノロジー(Journal ofVac
uum 5cience and Technolog
y)B5(2)Mar/Apr1987 P2O3に記
載のように、CF4.CB rFs等の堆積性ガスを主
に用いている。これらのガスプラズマ中でエツチング側
面に膜が形成され、サイドエツチングが防止されること
を利用して異方性エツチングを行っていた。また、上記
ガスの他に、さらに積極的に膜を堆積させるための添加
ガスを加える場合もあった。
あるいはジャーナル、・オブ・バニューム・サイエンス
・アンド・テクノロジー(Journal ofVac
uum 5cience and Technolog
y)B5(2)Mar/Apr1987 P2O3に記
載のように、CF4.CB rFs等の堆積性ガスを主
に用いている。これらのガスプラズマ中でエツチング側
面に膜が形成され、サイドエツチングが防止されること
を利用して異方性エツチングを行っていた。また、上記
ガスの他に、さらに積極的に膜を堆積させるための添加
ガスを加える場合もあった。
上記従来技術においては、エツチング側面に炭素系化合
物、酸化シリコン、アルミニウム系化合物等の膜が付着
することが明らかにされていた。
物、酸化シリコン、アルミニウム系化合物等の膜が付着
することが明らかにされていた。
これらの付着膜はドライエツチング後にも残存するので
、膜除去のための後処理が必要である等の問題があった
。また、付着膜の種類、あるいは量によっては後処理に
よっても除去が困難であることもあり、後工程において
異物や汚染のもとになっていた。
、膜除去のための後処理が必要である等の問題があった
。また、付着膜の種類、あるいは量によっては後処理に
よっても除去が困難であることもあり、後工程において
異物や汚染のもとになっていた。
同様のエツチング方法はSi以外のドライエツチングに
も広く用いられており、典型例としては、CC0番ガス
によるアルミニウムのエツチング等がある。いずれの場
合にも、少なからず汚染等の問題が有り、好ましくはこ
の種の膜形成されるガスを用いないことが良いが、従来
技術によるとこの種の非堆積性ガスによる異方性エツチ
ングは困難であった。
も広く用いられており、典型例としては、CC0番ガス
によるアルミニウムのエツチング等がある。いずれの場
合にも、少なからず汚染等の問題が有り、好ましくはこ
の種の膜形成されるガスを用いないことが良いが、従来
技術によるとこの種の非堆積性ガスによる異方性エツチ
ングは困難であった。
本発明の目的は、エツチング後にエツチング側面に付着
膜が残存しない方法で、異方性エツチングを達成するこ
とにある。
膜が残存しない方法で、異方性エツチングを達成するこ
とにある。
上記目的は、低温時にエツチング側面に付着し、室温で
は揮発性になる物質を側壁保護膜として形成しながら低
温ドライエツチングすることによって達成される。すな
わち、低温ドライエツチング時の温度における蒸気圧が
真空処理室内の圧力以下であり、室温における蒸気圧が
真空処理室内の圧力以上である物質を側壁保護膜として
用いる。
は揮発性になる物質を側壁保護膜として形成しながら低
温ドライエツチングすることによって達成される。すな
わち、低温ドライエツチング時の温度における蒸気圧が
真空処理室内の圧力以下であり、室温における蒸気圧が
真空処理室内の圧力以上である物質を側壁保護膜として
用いる。
具体例としては、5iCfia等を適用することができ
る。5iCjiaは第2図の蒸気圧のグラフかられかる
ように、たとえば通常のエツチングガス圧力の範囲、0
、 I Torrにおいて、約−100℃で吸着が始
まる。したがって、試料温度を一100℃以下にすれば
、この吸着層はエツチング側面を被うサイドエツチング
防止膜として働く、エツチング後、試料を昇進する過程
で、真空処理室内圧力がたとえば0 、 I Torr
であれば、約−100℃でS i CQ 4は蒸発する
ので、汚染源となるような膜は残らない。
る。5iCjiaは第2図の蒸気圧のグラフかられかる
ように、たとえば通常のエツチングガス圧力の範囲、0
、 I Torrにおいて、約−100℃で吸着が始
まる。したがって、試料温度を一100℃以下にすれば
、この吸着層はエツチング側面を被うサイドエツチング
防止膜として働く、エツチング後、試料を昇進する過程
で、真空処理室内圧力がたとえば0 、 I Torr
であれば、約−100℃でS i CQ 4は蒸発する
ので、汚染源となるような膜は残らない。
Siエツチングを例にとって本発明の作用を詳しく説明
する。フッ素系ガスを用いてSiをエツチングする場合
、フッ素の活性粒子とSiが反応し、S i Faを形
成して蒸発するe S x F 4の蒸気圧は第2図の
ごとく、室温においては充分高いので、室温では非常に
早い速度でエツチングできる。
する。フッ素系ガスを用いてSiをエツチングする場合
、フッ素の活性粒子とSiが反応し、S i Faを形
成して蒸発するe S x F 4の蒸気圧は第2図の
ごとく、室温においては充分高いので、室温では非常に
早い速度でエツチングできる。
反面、エツチング側面も反応しやすいのでサイドエツチ
ングを生ずる。試料を低温にするとSiF4の蒸気圧は
しだいに下がり、エツチング側面の反応が抑えられて異
方性エツチングが可能となるが、最適温度は−120〜
−150℃と非常に低い。
ングを生ずる。試料を低温にするとSiF4の蒸気圧は
しだいに下がり、エツチング側面の反応が抑えられて異
方性エツチングが可能となるが、最適温度は−120〜
−150℃と非常に低い。
上記フッ素系ガスに塩素系ガスを混合すると。
5iFaの他にS i CQ 4が生成される* S
100番はS i Faよりも50〜80℃高い温度で
蒸発するので、上記エツチング条件においては、5iC
fi4がSi表面に吸着し、第1図のようにサイドエツ
チングを防止する保護膜として働く、シたがって、第2
図の斜線で示した条件に設定することによって、異方性
エツチングが達成される。この最適温度範囲は、上記フ
ッ素系ガスのみを用いる場合より50〜80℃高いため
、試料温度の制御、および装置構造の点で信頼性が向上
した。なお、上記のフッ素系ガスおよび塩素系ガスは汚
染防止の点からは非堆積性ガスでなければならないが、
堆積性ガスを用いても上記の作用は達成される。
100番はS i Faよりも50〜80℃高い温度で
蒸発するので、上記エツチング条件においては、5iC
fi4がSi表面に吸着し、第1図のようにサイドエツ
チングを防止する保護膜として働く、シたがって、第2
図の斜線で示した条件に設定することによって、異方性
エツチングが達成される。この最適温度範囲は、上記フ
ッ素系ガスのみを用いる場合より50〜80℃高いため
、試料温度の制御、および装置構造の点で信頼性が向上
した。なお、上記のフッ素系ガスおよび塩素系ガスは汚
染防止の点からは非堆積性ガスでなければならないが、
堆積性ガスを用いても上記の作用は達成される。
以下1本発明の詳細な説明する。
[実施例]
真空処理室内に設けられた冷却試料台上にSiウェーハ
を設置し、液体窒素を用いて該ウェーハを一100℃に
冷却した。真空処理室内にSFeガスおよびCQ zガ
スを8:2の割合で導入し。
を設置し、液体窒素を用いて該ウェーハを一100℃に
冷却した。真空処理室内にSFeガスおよびCQ zガ
スを8:2の割合で導入し。
13.56MH,の高周波で放電した。ガス圧力を約Q
、 15 Torr、ガス流量を約20 cc/ n
+inとした。
、 15 Torr、ガス流量を約20 cc/ n
+inとした。
この時、Siウェーハは約1μm/minの速度でエツ
チングされ、サイドエツチングもほとんど検出されない
(0,03μm)異方性エツチングを達成できた。エツ
チング終了後、該Siウェーハを該処理室とは別の真空
予備室に搬送し、そこでヒーターにより室温(約20℃
)まで昇温した後大気中に搬出した。その後、酸素プラ
ズマによるレジストアッシング工程を終た。アッシング
後のSiウェーハをi察じた結果、後工程で障害となる
異物や汚染は認められず、汚染防止のための後処理は不
要であることがわかった。
チングされ、サイドエツチングもほとんど検出されない
(0,03μm)異方性エツチングを達成できた。エツ
チング終了後、該Siウェーハを該処理室とは別の真空
予備室に搬送し、そこでヒーターにより室温(約20℃
)まで昇温した後大気中に搬出した。その後、酸素プラ
ズマによるレジストアッシング工程を終た。アッシング
後のSiウェーハをi察じた結果、後工程で障害となる
異物や汚染は認められず、汚染防止のための後処理は不
要であることがわかった。
上記エツチング条件は変更可能であり、ガス圧力やガス
流量、入力パワー等の設定条件によって。
流量、入力パワー等の設定条件によって。
異方性エツチングの得られる試料温度範囲は、−50〜
−120℃に変わった。
−120℃に変わった。
上記の処理ガスは他の種類のものでも良く、フッ素系ガ
スとしてはNFa* BFa、Fz塩素系ガスとして5
iCfla、BCQaを用いてもほぼ同様の効果の得ら
れることが認められた。
スとしてはNFa* BFa、Fz塩素系ガスとして5
iCfla、BCQaを用いてもほぼ同様の効果の得ら
れることが認められた。
本発明によれば、エツチング終了後、室温において蒸発
する物質を側壁保護膜として利用するので、汚染や異物
が問題とならない清浄なドライエツチングプロセスを実
現できる効果がある。しがち、エツチング速度が早く、
異方性のエツチングを容易に達成できる。
する物質を側壁保護膜として利用するので、汚染や異物
が問題とならない清浄なドライエツチングプロセスを実
現できる効果がある。しがち、エツチング速度が早く、
異方性のエツチングを容易に達成できる。
第1図は本発明の詳細な説明するための模式図、第2図
はS i Cn aの蒸気圧と温度との関係を示すグラ
フである。
はS i Cn aの蒸気圧と温度との関係を示すグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、真空処理室内において試料の温度を0℃以下に冷却
しながら反応性プラズマを用いて上記試料を処理する低
温ドライエッチング方法において、該低温ドライエッチ
ング時の温度における蒸気圧が真空処理室内の圧力以下
であり、室温における蒸気圧が真空処理室内の圧力以上
であるような物質をエッチング表面に形成する添加ガス
をエッチングガスに混合することを特徴とする低温ドラ
イエッチング方法。 2、上記ガスは炭素を含まない非堆積性ガスであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の低温ドライエ
ッチング方法。 3、試料温度を−50℃以下、−120℃以上に設定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の低温ド
ライエッチング方法。 4、上記ガスがフッ素および塩素を含む混合ガスである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の低温ドラ
イエッチング方法。 5、上記ガスのうち、フッ素を含むガスがSF_6、N
F_3、BF_2、F_2のいずれかであり、塩素を含
むガスがCl_2、BCl_3SiCl_4のいずれか
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の低
温ドライエッチング方法。 6、上記試料がシリコンもしくはシリコン化合物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の低温ドラ
イエッチング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63067385A JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63067385A JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01241126A true JPH01241126A (ja) | 1989-09-26 |
JP2834129B2 JP2834129B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13343481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63067385A Expired - Fee Related JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2834129B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240556A (en) * | 1991-06-05 | 1993-08-31 | Tokyo Electron Limited | Surface-heating apparatus and surface-treating method |
US5356515A (en) * | 1990-10-19 | 1994-10-18 | Tokyo Electron Limited | Dry etching method |
JPH09148302A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 微細加工方法 |
JP2009543371A (ja) * | 2006-07-12 | 2009-12-03 | テヒニス ユニヴァーシテイト エインドホーフェン | プラズマを用いて基板をエッチングするための方法およびデバイス |
JP2011258769A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光デバイスの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61187238A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
JPS6292324A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63067385A patent/JP2834129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61187238A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
JPS6292324A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
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US5240556A (en) * | 1991-06-05 | 1993-08-31 | Tokyo Electron Limited | Surface-heating apparatus and surface-treating method |
JPH09148302A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 微細加工方法 |
JP2009543371A (ja) * | 2006-07-12 | 2009-12-03 | テヒニス ユニヴァーシテイト エインドホーフェン | プラズマを用いて基板をエッチングするための方法およびデバイス |
JP2011258769A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光デバイスの製造方法 |
Also Published As
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---|---|
JP2834129B2 (ja) | 1998-12-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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