JPH04346226A - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
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- JPH04346226A JPH04346226A JP11832391A JP11832391A JPH04346226A JP H04346226 A JPH04346226 A JP H04346226A JP 11832391 A JP11832391 A JP 11832391A JP 11832391 A JP11832391 A JP 11832391A JP H04346226 A JPH04346226 A JP H04346226A
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- gas
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面処理装置に係り、特
に化合物半導体を選択的にかつ低損傷でエッチングをす
るのに好適な表面処理装置に関する。
に化合物半導体を選択的にかつ低損傷でエッチングをす
るのに好適な表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の化合物半導体の選択エッチングの
方法には、アプライド フィジクスレター１９８７年
、第５１巻、Ｐ１０８３で知られているような、荷電粒
子を利用する方法がある。この方法はＳＦ６とＳｉＣｌ
４の混合プラズマ中で化合物半導体をエッチングするも
のである。この方法はＧａＡｓのみエッチングでき、Ａ
ｌＧａＡｓをエッチングしない。この原因は、ＡｌＧａ
ＡｓではＳＦ６と反応しフッ化アルミニウムの層ができ
、これがＡｌＧａＡｓの表面を保護し、エッチングが止
まるためである。
方法には、アプライド フィジクスレター１９８７年
、第５１巻、Ｐ１０８３で知られているような、荷電粒
子を利用する方法がある。この方法はＳＦ６とＳｉＣｌ
４の混合プラズマ中で化合物半導体をエッチングするも
のである。この方法はＧａＡｓのみエッチングでき、Ａ
ｌＧａＡｓをエッチングしない。この原因は、ＡｌＧａ
ＡｓではＳＦ６と反応しフッ化アルミニウムの層ができ
、これがＡｌＧａＡｓの表面を保護し、エッチングが止
まるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例ではプラズ
マ中の高エネルギーなイオンを使うため、試料が帯電し
たりまた、半導体の結合手が切れるなど機械的損傷が生
じる。これらの損傷は半導体素子の特性を劣化させるの
で好ましくない。
マ中の高エネルギーなイオンを使うため、試料が帯電し
たりまた、半導体の結合手が切れるなど機械的損傷が生
じる。これらの損傷は半導体素子の特性を劣化させるの
で好ましくない。
【０００４】本発明の目的は試料に損傷を与えること無
く、化合物半導体を選択エッチングできる表面処理装置
を提供することである。
く、化合物半導体を選択エッチングできる表面処理装置
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、フッ素系と塩素系の中性粒子を用いる。
に、フッ素系と塩素系の中性粒子を用いる。
【０００６】
【作用】塩素系の中性粒子はＧａＡｓをエッチングする
。フッ素系の中性粒子はＡｌＧａＡｓの表面に保護膜を
形成しエッチングを止める。この機構は従来技術と同じ
であるが、ガスはどちらも電荷を使わないので試料が帯
電せず、電荷による試料が基板に入らない。
。フッ素系の中性粒子はＡｌＧａＡｓの表面に保護膜を
形成しエッチングを止める。この機構は従来技術と同じ
であるが、ガスはどちらも電荷を使わないので試料が帯
電せず、電荷による試料が基板に入らない。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図により説明する。
（実施例１）図１は中性ガスを使うエッチング装置の構
成図である。反応室１内の試料台２にはエッチングされ
る試料３が装着されている。試料台３は温度が調節でき
るようになっている。反応室１内は真空ポンプ（図示せ
ず）で真空に引かれている。ここで導入口４，５よりそ
れぞれフッ素系のガスと塩素系のガスを導入する。ここ
ではフッ素系のガスはＳＦ６で、塩素系のガスはＣｌ２
である。この他に前者はＮＦ３，Ｆ２，ＸｅＦ２、後者
はＳｉＣｌ４などがある。試料温度は１００℃から３０
０℃に設定する。
成図である。反応室１内の試料台２にはエッチングされ
る試料３が装着されている。試料台３は温度が調節でき
るようになっている。反応室１内は真空ポンプ（図示せ
ず）で真空に引かれている。ここで導入口４，５よりそ
れぞれフッ素系のガスと塩素系のガスを導入する。ここ
ではフッ素系のガスはＳＦ６で、塩素系のガスはＣｌ２
である。この他に前者はＮＦ３，Ｆ２，ＸｅＦ２、後者
はＳｉＣｌ４などがある。試料温度は１００℃から３０
０℃に設定する。
【０００８】図２はこのエッチング装置で試料がエッチ
ングされる様子を示す。試料はＡｌＧａＡｓ上にＧａＡ
ｓがついた試料で、このような構造は例えばＨＥＭＴ（
Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）を作るとき必要となる。試料はまず
塩素により、ＧａＡｓがエッチングされる。ＧａＡｓの
エッチングが終了し下地のＡｌＧａＡｓが表れると、Ｓ
Ｆ６により図２（ｂ）の様に、ＡｌＧａＡｓ表面にフッ
化アルミニウムの保護膜６が形成され、エッチングは止
まる。このように選択エッチングができる。そして、こ
のエッチング方法では従来例のように電荷を使わないし
またガスのエネルギーは１ｅＶ以下と低いので、試料に
電気的や機械的な損傷は入らない。 ここで２つのガスは同じ導入口からいれても良い。また
、ＳＦ６とＣｌ２を交互に入れても良い。この場合は、
ガス交換の周期を十分短くして、１回のＣｌ２周期でエ
ッチングされるＡｌＧａＡｓの量が素子形成上問題の無
い程度にする必要がある。これは以下の実施例でも同様
である。
ングされる様子を示す。試料はＡｌＧａＡｓ上にＧａＡ
ｓがついた試料で、このような構造は例えばＨＥＭＴ（
Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）を作るとき必要となる。試料はまず
塩素により、ＧａＡｓがエッチングされる。ＧａＡｓの
エッチングが終了し下地のＡｌＧａＡｓが表れると、Ｓ
Ｆ６により図２（ｂ）の様に、ＡｌＧａＡｓ表面にフッ
化アルミニウムの保護膜６が形成され、エッチングは止
まる。このように選択エッチングができる。そして、こ
のエッチング方法では従来例のように電荷を使わないし
またガスのエネルギーは１ｅＶ以下と低いので、試料に
電気的や機械的な損傷は入らない。 ここで２つのガスは同じ導入口からいれても良い。また
、ＳＦ６とＣｌ２を交互に入れても良い。この場合は、
ガス交換の周期を十分短くして、１回のＣｌ２周期でエ
ッチングされるＡｌＧａＡｓの量が素子形成上問題の無
い程度にする必要がある。これは以下の実施例でも同様
である。
【０００９】（実施例２）実施例１の欠点は異方性エッ
チングができないことである。つまりガスはランダムな
方向をむいているので、等方的にエッチングされる。図
３はこの点を改良した装置の構成図である。ここでは、
内径１から１０ｍｍ程度の細管７をヒーター８で５００
から１０００℃に加熱し、ここにエッチングガスを通し
試料３に吹きつける。試料は普通直径５から１５ｃｍ程
度のウエハで、このウエハを均一にエッチングするため
、細管７は複数本配置して、かつエッチング中試料を回
転などさせて動かす。ガスは実施例１と同じＳＦ６とＣ
ｌ２で、この２つを混合したものを各細管７から流す。 この方法ではエッチングガスは熱的に励起したビーム状
になる。このため試料温度は実施例１より低くでき、エ
ッチング速度は上がる。また、熱的に励起した分子は低
温の試料と衝突すると基底状態に落ちてエッチング能力
が低下するので反射分子が試料３の側壁を削ることが無
い。 つまり異方性エッチングができる。
チングができないことである。つまりガスはランダムな
方向をむいているので、等方的にエッチングされる。図
３はこの点を改良した装置の構成図である。ここでは、
内径１から１０ｍｍ程度の細管７をヒーター８で５００
から１０００℃に加熱し、ここにエッチングガスを通し
試料３に吹きつける。試料は普通直径５から１５ｃｍ程
度のウエハで、このウエハを均一にエッチングするため
、細管７は複数本配置して、かつエッチング中試料を回
転などさせて動かす。ガスは実施例１と同じＳＦ６とＣ
ｌ２で、この２つを混合したものを各細管７から流す。 この方法ではエッチングガスは熱的に励起したビーム状
になる。このため試料温度は実施例１より低くでき、エ
ッチング速度は上がる。また、熱的に励起した分子は低
温の試料と衝突すると基底状態に落ちてエッチング能力
が低下するので反射分子が試料３の側壁を削ることが無
い。 つまり異方性エッチングができる。
【００１０】（実施例３）実施例２は大きな面積をエッ
チングするためにビームの数を増やす必要がある。この
点を改良したのが図４である。ここではヒーター９で活
性化面１０を加熱し、ここにガスを衝突させることで分
子を熱的に励起する。熱的に励起した分子の方向を揃え
るためにコリメーター１１がある。コリメーター１１は
低温に保たれ、ここに衝突した分子は基底状態に落ち、
ここを衝突せずに通過した分子つまり方向が揃った分子
のみが熱的に励起した状態で試料３に到達する。そして
、実施例２と同様に異方性エッチングができる。この方
法では、活性化面を大きくすれば大面積のエッチングが
できる。
チングするためにビームの数を増やす必要がある。この
点を改良したのが図４である。ここではヒーター９で活
性化面１０を加熱し、ここにガスを衝突させることで分
子を熱的に励起する。熱的に励起した分子の方向を揃え
るためにコリメーター１１がある。コリメーター１１は
低温に保たれ、ここに衝突した分子は基底状態に落ち、
ここを衝突せずに通過した分子つまり方向が揃った分子
のみが熱的に励起した状態で試料３に到達する。そして
、実施例２と同様に異方性エッチングができる。この方
法では、活性化面を大きくすれば大面積のエッチングが
できる。
【００１１】（実施例４）図５は中性粒子によるエッチ
ングを実現する別の実施例である。ＳＦ６とＣｌ２は導
入口１２から入る。ここに、マグネトロン１４，導波管
１５，窓１６により、マイクロ波が導入されて、ガスは
イオンと中性ラジカルに分解される。磁石１３はプラズ
マの密度を高くするためにある。この装置では試料３の
前面に電荷を取り除くためのグリッド１７，１８，１９
がある。グリッド１７を０電位、１８を正、１９を負に
印加すると電子とイオンが除去される。従って、電荷に
よる損傷が試料に入らない。中性ラジカルＦとＣｌで、
前の実施例と同じようにＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの選択
エッチングができる。
ングを実現する別の実施例である。ＳＦ６とＣｌ２は導
入口１２から入る。ここに、マグネトロン１４，導波管
１５，窓１６により、マイクロ波が導入されて、ガスは
イオンと中性ラジカルに分解される。磁石１３はプラズ
マの密度を高くするためにある。この装置では試料３の
前面に電荷を取り除くためのグリッド１７，１８，１９
がある。グリッド１７を０電位、１８を正、１９を負に
印加すると電子とイオンが除去される。従って、電荷に
よる損傷が試料に入らない。中性ラジカルＦとＣｌで、
前の実施例と同じようにＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの選択
エッチングができる。
【００１２】（実施例５）実施例４のエッチングの異方
性と速度を改善した装置を図６に示す。この装置は図５
の装置にさらにマグネトロン２０，導波管２１，窓２２
，磁石２３を加えたものである。導入口２４からはアル
ゴンのような希ガスを導入する。この希ガスは、マイク
ロ波でイオンになる。イオンはグリッド２５，２６にそ
れぞれ正と負の電位をかけることで加速される。加速さ
れたイオンのいくらかは反応室１内でアルゴン原子と電
荷交換をして中性ビームになる。この中性ビームのエネ
ルギーと方向性がＣｌとＧａＡｓとのエッチング反応を
促進し、また異方性を増す。この装置でもＡｌＧａＡｓ
が表れると、表面にフッ化アルミニウムの保護膜ができ
エッチングが止まる。
性と速度を改善した装置を図６に示す。この装置は図５
の装置にさらにマグネトロン２０，導波管２１，窓２２
，磁石２３を加えたものである。導入口２４からはアル
ゴンのような希ガスを導入する。この希ガスは、マイク
ロ波でイオンになる。イオンはグリッド２５，２６にそ
れぞれ正と負の電位をかけることで加速される。加速さ
れたイオンのいくらかは反応室１内でアルゴン原子と電
荷交換をして中性ビームになる。この中性ビームのエネ
ルギーと方向性がＣｌとＧａＡｓとのエッチング反応を
促進し、また異方性を増す。この装置でもＡｌＧａＡｓ
が表れると、表面にフッ化アルミニウムの保護膜ができ
エッチングが止まる。
【００１３】
【発明の効果】本発明では電気的に中性な粒子でエッチ
ングするので試料に損傷が入ること無く、ＧａＡｓとＡ
ｌＧａＡｓの選択エッチングができる。
ングするので試料に損傷が入ること無く、ＧａＡｓとＡ
ｌＧａＡｓの選択エッチングができる。
【図１】本発明の実施例による表面処理装置の概略縦断
面図。
面図。
【図２】選択エッチングの説明図。
【図３】本発明の実施例による表面処理装置の概略縦断
面図。
面図。
【図４】本発明の実施例による表面処理装置の概略縦断
面図。
面図。
【図５】本発明の実施例による表面処理装置の概略縦断
面図。
面図。
【図６】本発明の実施例による表面処理装置の概略縦断
面図。
面図。
１…反応室、２…試料台、３…試料、４，５，１２，２
４…導入口、６…保護膜、７…細管、８，９…ヒーター
、１０…活性化面、１１…コリメーター、１３，２３…
磁石、１４，２０…マグネトロン、１５，２１…導波管
、１６，２２…窓、１７，１８，１９，２５，２６…グ
リッド。
４…導入口、６…保護膜、７…細管、８，９…ヒーター
、１０…活性化面、１１…コリメーター、１３，２３…
磁石、１４，２０…マグネトロン、１５，２１…導波管
、１６，２２…窓、１７，１８，１９，２５，２６…グ
リッド。
Claims (6)
- 【請求項１】真空容器とその中にガスを導入し固体表面
を処理する装置において、フッ素系ガスと塩素系ガスを
同時あるいは交互に固体表面に照射する手段を有してな
ることを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項２】請求項１記載のフッ素系ガスと塩素系ガス
は少なくともどちらか１つを加熱する手段を有してなる
ことを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項３】請求項２記載のフッ素系ガスと塩素系ガス
を加熱する手段は、加熱された管を通し真空中に噴出さ
せる手段からなる表面処理装置。 - 【請求項４】請求項２記載のフッ素系ガスと塩素系ガス
を加熱する手段は、高温の活性化面に該ガスを衝突させ
る手段からなる表面処理装置。 - 【請求項５】請求項１記載のフッ素系ガスと塩素系ガス
は少なくともどちらか１つがプラズマ中で分解されてか
つプラズマ中の電荷を取り除いた形で基板に照射される
ことを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項６】請求項５記載の装置で、フッ素系ガスと塩
素系ガスに加えて希ガスの中性粒子線を基板に照射する
手段を有してなることを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11832391A JPH04346226A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11832391A JPH04346226A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 表面処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346226A true JPH04346226A (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=14733829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11832391A Pending JPH04346226A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130129937A (ko) * | 2010-11-17 | 2013-11-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP11832391A patent/JPH04346226A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130129937A (ko) * | 2010-11-17 | 2013-11-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 |
| JP2014501027A (ja) * | 2010-11-17 | 2014-01-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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