JPH02230730A - Etching method - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、試料のエッチング方法に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for etching a sample.
し従来の技術]
従来、比較的微細なエッチング加工方法としては、溶液
を使うウエットエッチング、反応性粒子を照射するドラ
イエッチングなどが用いられている。このうちウエット
エッチングは被エッチング試料を溶液中に溶かし込む薬
品を選択使用して、温度、溶液濃度、エッチング時間を
11御してエッチングを行う。BACKGROUND ART Conventionally, wet etching using a solution, dry etching using reactive particles, and the like have been used as relatively fine etching processing methods. Among these, wet etching is performed by selectively using a chemical that dissolves the sample to be etched into a solution, and controlling the temperature, solution concentration, and etching time.
ドライエッチングは、大きく分けると物理スバッタエッ
チングと反応性エッチングがある。さらに反応性イオン
エッチングは、イオンとプラズマの割合やイオンの加速
エネルギーなどで、多種類に分けられる。物理スパツタ
はイオンの運動エネルギーを利用して被エッチング試料
の原子を弾き飛ばすものである。反応性イオンエッチン
グは被エッチング試料と反応性のあるイオンもしくはラ
ジカルを用い、運動エネルギーと、イオンもしくはプラ
ズマと試料との反応性を利用してエッチングするもので
ある。エッチングはガス圧、加速電圧、イオンとプラズ
マとの比、エッチング時間などをパラメーターとしてエ
ッチングする。Dry etching can be roughly divided into physical sputter etching and reactive etching. Furthermore, reactive ion etching can be divided into many types depending on the ratio of ions to plasma, ion acceleration energy, etc. Physical sputtering uses the kinetic energy of ions to repel atoms of the sample to be etched. Reactive ion etching uses ions or radicals that are reactive with the sample to be etched, and performs etching by utilizing kinetic energy and the reactivity between the ions or plasma and the sample. Etching is performed using parameters such as gas pressure, acceleration voltage, ion to plasma ratio, and etching time.
[発明が解決しようとする課題] 以上述べたエッチング方法では以下の点に問題がある。[Problem to be solved by the invention] The etching method described above has the following problems.
即ち、ウエットエッチングでは、エッチングの時に溶液
の攪拌が十分でないと溶液の濃度斑、温度斑が生じ、エ
ッチング深さに斑が生じる。物理スパッタエッチングは
、被エッチング試料の選択性は少ないものの、エッチン
グ速度が遅く、イオンが試料中に侵入したり、試料に損
傷を与えたりする。反応性エッチングは、選択性やエッ
チング速度が改善ざれるものの、依然、イオンの運動エ
ネルギーによるイオンの侵入や損傷が残る。That is, in wet etching, if the solution is not sufficiently stirred during etching, uneven concentration and temperature of the solution will occur, resulting in uneven etching depth. Although physical sputter etching has low selectivity for the sample to be etched, the etching rate is slow and ions may enter the sample or damage the sample. Although reactive etching improves selectivity and etching rate, ion invasion and damage due to ion kinetic energy still remain.
加工制御性の点では、ウェットエッチングはミクロンオ
ーダーの加工までが、ドライエッチングはサブミクロン
オーダーの加工までが可能である。In terms of processing controllability, wet etching allows processing up to micron order, and dry etching allows processing up to submicron order.
しかしながら、より微細な、もしくは原子層オダーのエ
ッチングは両者とも制御性か悪いため困難であった。However, finer etching or etching on the order of atomic layers has been difficult due to poor controllability.
本発明の目的は試料の汚染や損傷がなく、原子オーダー
の制御性を持つエッチング法を提供することである。An object of the present invention is to provide an etching method that does not contaminate or damage a sample and has controllability on the atomic order.
[課題を解決するための手段]
本発明は、被エッチング試料をガス雰囲気中に設置し、
高電界を印加することによりエッチングしてなることを
特徴とするエッチング方法である。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a method for installing a sample to be etched in a gas atmosphere,
This is an etching method characterized by etching by applying a high electric field.
[作用]
本発明においては、被エッチング試料をガス雰囲気中に
設置して高電界を印加することにより、雰囲気ガスは試
料表面に原子層1層程度吸看する。[Function] In the present invention, by placing the sample to be etched in a gas atmosphere and applying a high electric field, the atmospheric gas absorbs about one atomic layer on the sample surface.
次段階におけるエッチングの機構は2つおる。There are two etching mechanisms in the next step.
1つは物理吸着したガス分子の影響で試料最上層の原子
と、その下の原子の結合エネルギーが下がり、蒸発電界
が減少する結果、低い電界で最上層から順に脱離する。One is that due to the influence of physically adsorbed gas molecules, the bonding energy between the atoms in the top layer of the sample and the atoms below it decreases, and as a result, the evaporation electric field decreases, and as a result, they are desorbed from the top layer in order at a low electric field.
もう1つは化学吸着のために試料最上層の原子と第2層
の原子の結合が切れ、高電界により分極したガス原子と
試料最上層の原子で構成ざれた分子が高電界に引かれて
脱離していくものである。ガスとして不活性な窒素等を
使用した場合には、前者の物理吸着モデルか当てはまる
。活性な酸素、フッ素、塩素カスなどを用いた場合は後
者の化学吸着モデルが当てはまる。The other is that due to chemisorption, the bonds between atoms in the top layer of the sample and atoms in the second layer are broken, and molecules composed of gas atoms polarized by the high electric field and atoms in the top layer of the sample are attracted by the high electric field. It is a matter of detachment. If inert nitrogen or the like is used as the gas, the former physical adsorption model applies. The latter chemical adsorption model applies when active oxygen, fluorine, chlorine gas, etc. are used.
雰囲気ガスの種類を適当なものに選ぶことにより、電界
の大きざと、ガス圧をパラメーターとして原子層オーダ
ーのエッチングが実現されるとともに、ガス分子は熱運
動のエネルギーのみで必るので、照射損傷は起こらず、
試料への不純物の侵入もない。また本エッチング方法で
は試料温度は極低温でも可能で、エッチング時の温度上
昇による試料の損傷や不純物分布の変化なども全くない
。By selecting an appropriate type of atmospheric gas, etching on the order of atomic layers can be achieved using the electric field size and gas pressure as parameters, and since the gas molecules are generated only by thermal kinetic energy, irradiation damage is minimized. It didn't happen,
No impurities enter the sample. Furthermore, this etching method allows the sample to be kept at an extremely low temperature, and there is no damage to the sample or change in impurity distribution due to temperature rise during etching.
[実施例]
次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。[Example] Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の方法を実施するための装置の一例の概
略構成図である。真空チャンバ5内には被エッチング試
料1が載置され、該試料1と対向する位置には対向電極
2が設置されている。試料1と対向電極2は高圧電源4
に接続しており、高電界が印加できるようになっている
。また真空チャンバ5にはガス導入口3が配設されてい
る。FIG. 1 is a schematic diagram of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. A sample to be etched 1 is placed in the vacuum chamber 5, and a counter electrode 2 is installed at a position facing the sample 1. Sample 1 and counter electrode 2 are connected to high voltage power supply 4
The device is connected to a high electric field so that a high electric field can be applied. Further, the vacuum chamber 5 is provided with a gas inlet 3 .
まず、真空チャンバ5内が適当なガス種およびガス圧の
ガス雰囲気となるように、ガス導入口3よりガスを導入
する。次いで高圧電源4により、電圧を印加する。この
時、ガス分子と被エッチング試料は高電界の印加のもと
て反応物を形成するか、もしくはガス分子の吸着により
、試料の蒸発電界が低下することによって試料の表面層
から順次エッチング除去されていく。First, a gas is introduced through the gas inlet 3 so that the inside of the vacuum chamber 5 becomes a gas atmosphere with appropriate gas types and gas pressures. Next, a voltage is applied by the high voltage power supply 4. At this time, the gas molecules and the sample to be etched either form a reactant under the application of a high electric field, or the gas molecules are adsorbed, and the evaporation electric field of the sample decreases, so that they are sequentially etched away from the surface layer of the sample. To go.
以上のようにして、試料の汚染や損傷のないエッチング
を行うことができた。In the manner described above, etching could be performed without contaminating or damaging the sample.
第2図は被エッチング試料を任意のパターンにエッチン
グする方法を示す説明図である。エッチングで残したい
部分に被エッチング試料1よりエッチング電界の高い材
料を選択し、エッチングマスク6として試料表面を覆っ
ておく。このようにした試料をガス雰囲気中に曝し、高
電界を印加することにより、マスクに覆われていない部
分のみが選択的にエッチング除去ざれる。エッチング皐
はガス圧、電界の大きさ、エッチング時間で制御される
。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of etching a sample to be etched into an arbitrary pattern. A material having a higher etching electric field than the sample to be etched 1 is selected for the portion to be left in the etching, and is covered as an etching mask 6 over the sample surface. By exposing the thus prepared sample to a gas atmosphere and applying a high electric field, only the portions not covered by the mask are selectively etched away. Etching depth is controlled by gas pressure, electric field strength, and etching time.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明のエッチング方法によれば
、試料の汚染や試料への損傷の恐れのないエッチングを
原子層オーダーでの制御性をもって行うことができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the etching method of the present invention, etching can be performed with controllability on the atomic layer order without fear of contaminating the sample or damaging the sample.
第1図は発明の方法を実施するための装置の一例の概略
構成図、第2図は本エッチング法による任意パターンの
形成方法を実施した時の説明図である。
1・・・被エッチング試料 2・・・対向電極3・
・・ガス導入口 4・・・高圧電源5・・・
真空チャンバ
6・・・エッチングマスクFIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an apparatus for implementing the method of the invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram when the method for forming an arbitrary pattern by the present etching method is implemented. 1... Sample to be etched 2... Counter electrode 3.
...Gas inlet 4...High voltage power supply 5...
Vacuum chamber 6...etching mask
Claims (1)
界を印加することによりエッチングしてなることを特徴
とするエッチング方法。(1) An etching method characterized by etching a sample to be etched by placing it in a gas atmosphere and applying a high electric field.
Priority Applications (1)
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JP4990189A JPH02230730A (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP4990189A JPH02230730A (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Etching method |
Publications (1)
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JPH02230730A true JPH02230730A (en) | 1990-09-13 |
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JP4990189A Pending JPH02230730A (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Etching method |
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JP (1) | JPH02230730A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5758045A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Marine air conditioner |
JPS63232333A (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Ltd | Treatment of extra-fine surface |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP4990189A patent/JPH02230730A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5758045A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Marine air conditioner |
JPS63232333A (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Ltd | Treatment of extra-fine surface |
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