JPH0130294B2 - - Google Patents
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- JPH0130294B2 JPH0130294B2 JP55028150A JP2815080A JPH0130294B2 JP H0130294 B2 JPH0130294 B2 JP H0130294B2 JP 55028150 A JP55028150 A JP 55028150A JP 2815080 A JP2815080 A JP 2815080A JP H0130294 B2 JPH0130294 B2 JP H0130294B2
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- etching
- needle
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエツチング方法に関し、詳しくは、反
応性イオンエツチングによるシリコン（Si）のエ
ツチング方法に関する。
応性イオンエツチングによるシリコン（Si）のエ
ツチング方法に関する。
従来、各種半導体装置の製造には、一般に、エ
ツチ液を用いた湿式のエツチングが用いられた
が、湿式のエツチングは、サイドエツチの発生な
ど、多くの難点がある。
ツチ液を用いた湿式のエツチングが用いられた
が、湿式のエツチングは、サイドエツチの発生な
ど、多くの難点がある。
そのため、集積度の向上などにより、一層微細
なパターンの形成が必要になるにともなつて、エ
ツチ液を使用しない、いわゆるドライエツチング
が多く行なわれるようになつた。
なパターンの形成が必要になるにともなつて、エ
ツチ液を使用しない、いわゆるドライエツチング
が多く行なわれるようになつた。
しかし、ドライエツチングとして初期に最も多
く用いられた円筒型装置では、アンダーカツトを
防止することは困難であり、また、加速イオンの
スパツタ作用を利用したイオンエツチングは、エ
ツチング選択性が低いという欠点がある。
く用いられた円筒型装置では、アンダーカツトを
防止することは困難であり、また、加速イオンの
スパツタ作用を利用したイオンエツチングは、エ
ツチング選択性が低いという欠点がある。
これらの点を改善するため、反応性のガスを用
いた反応性イオンエツチング法が用いられるよう
になつた。
いた反応性イオンエツチング法が用いられるよう
になつた。
本発明は、この反応性イオンエツチング法に関
するものであつて、高い選択性でシリコンをエツ
チングすることのできるエツチング方法を提供す
るものである。
するものであつて、高い選択性でシリコンをエツ
チングすることのできるエツチング方法を提供す
るものである。
以下、実施例を用いて、本発明を詳細に説明す
る。
る。
本発明は、平行平板電極型高周波スパツタエツ
チング装置に、CCl4とO2の混合ガスを、反応ガ
スとして導入して、シリコンのエツチングを行な
うものであり、平行平板電極型高周波スパツタエ
ツチング装置としては、公知のものを、そのまま
使用することができる。
チング装置に、CCl4とO2の混合ガスを、反応ガ
スとして導入して、シリコンのエツチングを行な
うものであり、平行平板電極型高周波スパツタエ
ツチング装置としては、公知のものを、そのまま
使用することができる。
第１図は、反応容器内に配置された対向する平
板電極の一方に被エツチ物を置き、CCl4ガス圧
力を0.04Torr、高周波電力密度を0.4w／cm2とし、
O2の混合量を変化させたときの、Si、ホトレジ
スト（AZ−1350J）、Si3N4、SiO2のエツチング
速度を示したものである。第１図曲線１に示した
ようにSiのエツチング速度はO2混合量約20％で
最大になる。Si3N4、SiO2のエツチング速度はそ
れぞれ曲線３，４で示したように、O2混合量の
増加によつて減少する。（曲線２は上記ホトレジ
ストのエツチング速度を示す。）このため、O2混
合量を１〜30％の範囲にすると、CCl4のみを用
いた場合に比べ選択性が向上する。さらに、この
CCl4とO2を用いてエツチングを行なうと、Siの
エツチング面に直径数百ｎｍ以下の針状突起が均
一かつ密に形成される。この部分は光反射率が著
るしく減少して黒く見えるようになる。第１図に
おけるSiのエツチング速度は針状突起の先端まで
をエツチング深さとして算出したものであるが、
針状突起の底部までをエツチング深さとすると、
Siのエツチング速度は第１図の値よりも大きくな
る。以下に示すエツチング速度は後者によるもの
である。
板電極の一方に被エツチ物を置き、CCl4ガス圧
力を0.04Torr、高周波電力密度を0.4w／cm2とし、
O2の混合量を変化させたときの、Si、ホトレジ
スト（AZ−1350J）、Si3N4、SiO2のエツチング
速度を示したものである。第１図曲線１に示した
ようにSiのエツチング速度はO2混合量約20％で
最大になる。Si3N4、SiO2のエツチング速度はそ
れぞれ曲線３，４で示したように、O2混合量の
増加によつて減少する。（曲線２は上記ホトレジ
ストのエツチング速度を示す。）このため、O2混
合量を１〜30％の範囲にすると、CCl4のみを用
いた場合に比べ選択性が向上する。さらに、この
CCl4とO2を用いてエツチングを行なうと、Siの
エツチング面に直径数百ｎｍ以下の針状突起が均
一かつ密に形成される。この部分は光反射率が著
るしく減少して黒く見えるようになる。第１図に
おけるSiのエツチング速度は針状突起の先端まで
をエツチング深さとして算出したものであるが、
針状突起の底部までをエツチング深さとすると、
Siのエツチング速度は第１図の値よりも大きくな
る。以下に示すエツチング速度は後者によるもの
である。
第２図は、O2混合量を20％とし、ガス圧力と
高周波電力密度を変化させたときのSiのエツチン
グ速度およびSiとSiO2のエツチング速度比（Si／
SiO2）を示し、曲線５，６，７は、それぞれ高
周波電力を0.24、0.40、0.56w／cm2としたときの
結果を示す。第２図から明らかなように、ガス圧
力の増加によつてSi／SiO2は大きくなるが、Siの
エツチング速度が小さくなる。ガス圧力が
0.02Torr以下では針状突起が形成されず、この
ような場合は選択性も悪くなる。したがつて、ガ
ス圧力は針状突起が形成され、選択性も高い0.02
〜0.1Torrの範囲が適当である。高周波電力密度
は高いほどSiのエツチング速度は大きくなるが、
Si基板の損傷なども大きくなるため、0.2〜
0.6w／cm2の範囲が適当である。以上のエツチン
グ条件において、Si／SiO2は第１図から明らか
なように20〜150に達する。Si／Si3N4は10〜20
であつた。
高周波電力密度を変化させたときのSiのエツチン
グ速度およびSiとSiO2のエツチング速度比（Si／
SiO2）を示し、曲線５，６，７は、それぞれ高
周波電力を0.24、0.40、0.56w／cm2としたときの
結果を示す。第２図から明らかなように、ガス圧
力の増加によつてSi／SiO2は大きくなるが、Siの
エツチング速度が小さくなる。ガス圧力が
0.02Torr以下では針状突起が形成されず、この
ような場合は選択性も悪くなる。したがつて、ガ
ス圧力は針状突起が形成され、選択性も高い0.02
〜0.1Torrの範囲が適当である。高周波電力密度
は高いほどSiのエツチング速度は大きくなるが、
Si基板の損傷なども大きくなるため、0.2〜
0.6w／cm2の範囲が適当である。以上のエツチン
グ条件において、Si／SiO2は第１図から明らか
なように20〜150に達する。Si／Si3N4は10〜20
であつた。
エツチング形状については、上記エツチング条
件において、アンダーカツトがなく、エツチング
側面はエツチング面にほぼ垂直になることが認め
られた。エツチング面に形成される針状突起の高
さは主にガス圧力によつてエツチング深さの範囲
内で制御でき、ガス圧力を高くすると針状突起は
高くなる。
件において、アンダーカツトがなく、エツチング
側面はエツチング面にほぼ垂直になることが認め
られた。エツチング面に形成される針状突起の高
さは主にガス圧力によつてエツチング深さの範囲
内で制御でき、ガス圧力を高くすると針状突起は
高くなる。
第３図ａ，ｂは、SiO2膜１１をマスクに用い、
高周波電力密度0.4w／cm2で、ガス圧力がそれぞ
れ0.025Torr、0.1TorrとしてSi基板１２に溝１３
を形成した場合のエツチング断面形状を示す。ａ
の場合は針状突起１４の長さはエツチング溝１３
の深さの約１割、ｂの場合の針状突起１４′はエ
ツチング溝１３の深さの約９割の高さである。こ
れらの針状突起１４，１４′は約50〜200nｍのSi
の等方性エツチングによつて除去することが可能
であり、除去後の形状は第４図ａに示すようなＵ
形の溝２３となる。針状突起を形成しないエツチ
ング条件、例えばCCl4のみをエツチングガスと
して用いた場合では、溝２３の端部が深くエツチ
ングされ、第４図ｂに示すトレンチング（tren
ching）部２５′が形成される。このような形状で
は、Siの熱酸化を行う場合にストレスが集中しSi
結晶に転位が発生しやすい。本エツチングではこ
のようなトレンチングを防ぐことができ、さらに
等方性エツチングを追加して、パターン周辺部２
５を丸くすることによつて、熱酸化処理における
転位の発生を抑止することができる。
高周波電力密度0.4w／cm2で、ガス圧力がそれぞ
れ0.025Torr、0.1TorrとしてSi基板１２に溝１３
を形成した場合のエツチング断面形状を示す。ａ
の場合は針状突起１４の長さはエツチング溝１３
の深さの約１割、ｂの場合の針状突起１４′はエ
ツチング溝１３の深さの約９割の高さである。こ
れらの針状突起１４，１４′は約50〜200nｍのSi
の等方性エツチングによつて除去することが可能
であり、除去後の形状は第４図ａに示すようなＵ
形の溝２３となる。針状突起を形成しないエツチ
ング条件、例えばCCl4のみをエツチングガスと
して用いた場合では、溝２３の端部が深くエツチ
ングされ、第４図ｂに示すトレンチング（tren
ching）部２５′が形成される。このような形状で
は、Siの熱酸化を行う場合にストレスが集中しSi
結晶に転位が発生しやすい。本エツチングではこ
のようなトレンチングを防ぐことができ、さらに
等方性エツチングを追加して、パターン周辺部２
５を丸くすることによつて、熱酸化処理における
転位の発生を抑止することができる。
上記説明から明らかなように、本発明によれ
ば、エツチングの過程において、多数の針状突起
を生じ、このような針状突起が生ずる条件でエツ
チングを行なうと、エツチングの選択性および断
面形状に関し、極めて好ましい結果が得られる。
ば、エツチングの過程において、多数の針状突起
を生じ、このような針状突起が生ずる条件でエツ
チングを行なうと、エツチングの選択性および断
面形状に関し、極めて好ましい結果が得られる。
また、針状突起が形成されている部分は、光反
射率が非常に低いことを利用して、位置合わせ用
の基準点など、種々の面に応用することができ
る。
射率が非常に低いことを利用して、位置合わせ用
の基準点など、種々の面に応用することができ
る。
第１図および第２図は、本発明の効果を示す曲
線図、第３図および第４図は、本発明によるエツ
チング溝の形成を説明するための模式図である。 １１……SiO2膜、１２……Si基板、１３，２
３……エツチング溝、１４，１４′……針状突起。
線図、第３図および第４図は、本発明によるエツ
チング溝の形成を説明するための模式図である。 １１……SiO2膜、１２……Si基板、１３，２
３……エツチング溝、１４，１４′……針状突起。
Claims (1)
- １ 真空容器内に互いに対向して配置された平板
電極上にシリコンを配置し、上記真空容器内に酸
素を１〜30％含むCCl4を導入するとともに容器
内ガス圧を0.02〜0.1torrとし、上記平板電極の一
方に高周波電圧を印加することにより、エツチさ
れた部分の側面がほぼ垂直となり底面には針状突
起が形成されるように上記シリコンをエツチする
ことを特徴とするエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2815080A JPS56125838A (en) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2815080A JPS56125838A (en) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | Etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56125838A JPS56125838A (en) | 1981-10-02 |
| JPH0130294B2 true JPH0130294B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=12240728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2815080A Granted JPS56125838A (en) | 1980-03-07 | 1980-03-07 | Etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56125838A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878427A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
| US4417947A (en) * | 1982-07-16 | 1983-11-29 | Signetics Corporation | Edge profile control during patterning of silicon by dry etching with CCl4 -O2 mixtures |
| US7291286B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-11-06 | Lam Research Corporation | Methods for removing black silicon and black silicon carbide from surfaces of silicon and silicon carbide electrodes for plasma processing apparatuses |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321573A (en) * | 1976-08-12 | 1978-02-28 | Toshiba Corp | Etching method |
-
1980
- 1980-03-07 JP JP2815080A patent/JPS56125838A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321573A (en) * | 1976-08-12 | 1978-02-28 | Toshiba Corp | Etching method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56125838A (en) | 1981-10-02 |
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