JPH05275399A - Method and device for dry etching - Google Patents

Method and device for dry etching

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JPH05275399A
JPH05275399A JP9884792A JP9884792A JPH05275399A JP H05275399 A JPH05275399 A JP H05275399A JP 9884792 A JP9884792 A JP 9884792A JP 9884792 A JP9884792 A JP 9884792A JP H05275399 A JPH05275399 A JP H05275399A
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JP
Japan
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etching
wafer
wafer surface
magnetic field
trench hole
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JP9884792A
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Japanese (ja)
Inventor
義治 ▲斎▼藤
Yoshiharu Saito
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shape a trench hole sidewall etched into the curve with a curvature of exponential function, being gradually widened outward and smooth, by exciting electric field in both horizontal and vertical direction relative to a wafer surface, and irradiating the wafer surface with ultra-violet ray, to perform etching. CONSTITUTION:A parallel flat plate electrodes 23 and a mesh-like magnet coil 16 are provided in an etching chamber 8 to control negative ion's behavior. Firstly, the parallel flat plate electrodes 23 are provided on both sides of a sample stage 18, and 6V DC is applied between the electrodes to generate an electric field parallel to a wafer 17. When this electric field is generated, the negative ion has the movement speed parallel to the wafer 17. In addition, the coil of mesh-like magnet coil 16 is applied with 50mA, so that a magnetic field is generated on the wafer 17. The uniform circular motion of the negative ion takes place with the magnetic field as its axis, in a horizontal plane of the wafer 17, and the ion collides with the silicon grid of the sidewall in the middle of circular motion, so that side-etching is executed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法及
びその装置に関し、特に単結晶シリコン内にトレンチホ
ールを形成するためのドライエッチング方法及びその装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and its apparatus, and more particularly to a dry etching method for forming a trench hole in single crystal silicon and its apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置とは、受動・能動の回路素子
が1つの基板内に分離不能の状態で微細加工されて形成
された装置である。
2. Description of the Related Art A semiconductor device is a device formed by finely processing passive and active circuit elements in one substrate in an inseparable state.

【0003】従来の半導体装置には、単結晶シリコン基
板内に溝掘りしたトレンチホールに2酸化シリコンやホ
ウケイ酸ガラス(Boro−Phospho Sili
cate Glass:BPSG)といった絶縁物や多
結晶シリコンを埋設した素子分離領域あるいはトレンチ
キャパシタが形成されている。図7(a)〜(d)は、
従来の半導体装置のトレンチホール形成と埋設の方法を
説明するための断面図である。図7(a)では、単結晶
シリコン基板1上にトレンチホールを形成するためのエ
ッチング・マスクとしてフォトレジスト2を通常のリソ
グラフィー技術を使用して形成し、パターニングしてい
る。
In a conventional semiconductor device, silicon dioxide or borosilicate glass (Boro-Phospho Sili) is provided in a trench hole formed in a single crystal silicon substrate.
An element isolation region or a trench capacitor in which an insulator such as a cataly glass (BPSG) or polycrystalline silicon is buried is formed. 7 (a)-(d)
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a method of forming and burying a trench hole in a conventional semiconductor device. In FIG. 7A, a photoresist 2 is formed as an etching mask for forming a trench hole on the single crystal silicon substrate 1 by using a normal lithography technique and is patterned.

【0004】この後、フォトレジスト2をマスクとして
開口部(単結晶シリコン露出部)をエッチングしてトレ
ンチホールを形成するが、エッチングの手段は微細加工
に適したドライエッチングが最も多く使用される。ドラ
イエッチングの中でもカソード・カップリングの平行平
板電極を用い、4塩化ケイ素(SiCl4 )と塩素(C
2 )の混合気体(混合比Cl2 /SiCl4 =10%
程度)の高周波(13.56MHz)グロー放電で発生
したイオンの直進性で単結晶シリコン基板1をエッチン
グする反応性イオンエッチング(RIE:Reacti
ve IonEtching)を用いると、図7(b)
のようにマスク転写精度に優れた異方性エッチングが達
成され、側壁が垂直形状を持つトレンチホール3が形成
される。
Thereafter, the opening (single crystal silicon exposed portion) is etched using the photoresist 2 as a mask to form a trench hole. Dry etching suitable for fine processing is most often used as an etching means. Among dry etching, a parallel plate electrode of cathode coupling is used and silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and chlorine (C
l 2 ) mixed gas (mixing ratio Cl 2 / SiCl 4 = 10%
Reactive ion etching (RIE: Reacti) for etching the single crystal silicon substrate 1 by the straightness of the ions generated by the high frequency (13.56 MHz) glow discharge.
ve Ion Etching), FIG.
As described above, anisotropic etching with excellent mask transfer accuracy is achieved, and the trench hole 3 having a vertical sidewall is formed.

【0005】通常のトレンチホールは開孔幅が1〜2μ
m,深さ3〜10μm程度の溝である。トレンチホール
の形成が終了したら、図7(c)のようにフォトレジス
ト2を除去する。その後、図7(d)に示すようにトレ
ンチホール3内に2酸化シリコン(SiO2 ),BPS
G,多結晶シリコン等の埋設物質4を形成してトレンチ
素子分離領域あるいはトレンチキャパシタセルの形成工
程は終了する。埋設物質4の形成方法は、一般的に化学
気相成長法が好んで用いられる。
An ordinary trench hole has an opening width of 1 to 2 μm.
The groove has a depth of about 3 to 10 μm. After forming the trench holes, the photoresist 2 is removed as shown in FIG. After that, as shown in FIG. 7D, silicon dioxide (SiO 2 ) and BPS are deposited in the trench hole 3.
After the buried material 4 such as G or polycrystalline silicon is formed, the step of forming the trench element isolation region or the trench capacitor cell is completed. As a method of forming the buried substance 4, a chemical vapor deposition method is generally preferred and used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体装置の製造方法の欠点として、トレンチホール3の開
孔部に鋭角の角部5が発生することが上げられる。トレ
ンチホール3内を化学気相成長法を用いて埋設物質4で
埋設する場合、トレンチホール3の開孔部が1μm〜3
μmと極めて狭く、又深さが3μm〜10μmと非常に
深いため、すなわちアスペクト比が大きいため反応気体
分子の回り込みが悪くなり、トレンチホール3の底部ま
で反応気体分子が届きにくくなる。
A drawback of such a conventional method of manufacturing a semiconductor device is that an acute corner portion 5 is generated in the opening portion of the trench hole 3. When the trench hole 3 is filled with the filling material 4 using the chemical vapor deposition method, the opening portion of the trench hole 3 is 1 μm to 3 μm.
Since it is extremely narrow as μm and is very deep as 3 μm to 10 μm, that is, because the aspect ratio is large, the reaction gas molecules do not wrap easily and the reaction gas molecules do not easily reach the bottom of the trench hole 3.

【0007】その結果、埋設物質4の成長速度は鋭角の
角部5の部分で最も大きく、トレンチホール3の底部に
向って深さ方向に従い徐々に小さくなる傾向を示す。そ
のため、トレンチホール3内に反応気体分子が侵入でき
なくなってトレンチホール3内にボイド(空洞)6が発
生する。トレンチホール3内に発生したボイド6は汚染
物質のトラップとなりやすく、また埋設物質4内に発生
するクラックの原因となって、半導体装置の歩留りや信
頼性を低下させるという虞れがある。
As a result, the growth rate of the embedding substance 4 is highest at the acute-angled corner portion 5 and gradually decreases toward the bottom of the trench hole 3 in the depth direction. Therefore, reactive gas molecules cannot penetrate into the trench hole 3 and a void (cavity) 6 is generated in the trench hole 3. The voids 6 generated in the trench holes 3 are likely to become traps of contaminants, and may cause cracks to be generated in the buried substance 4, thus lowering the yield and reliability of the semiconductor device.

【0008】本発明の目的は、信頼性及び歩留りを向上
させたドライエッチング方法及びその装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a dry etching method and an apparatus therefor, which have improved reliability and yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るドライエッチング方法は、マイクロ波
と磁界とを相互干渉させ、電子サイクロトロン共鳴現象
を引き起こして気体をプラズマ化し、ウェハー面をエッ
チングするドライエッチング方法であって、ウェハー面
に対し水平方向に電界を励起するとともに、垂直方向に
磁界を励起し、かつウェハー面に紫外線を照射し、エッ
チングを行うものである。
In order to achieve the above object, the dry etching method according to the present invention causes a microwave and a magnetic field to mutually interfere with each other to cause an electron cyclotron resonance phenomenon to turn a gas into a plasma, and a wafer surface is exposed. This is a dry etching method for etching, in which an electric field is excited in the horizontal direction with respect to the wafer surface, a magnetic field is excited in the vertical direction, and ultraviolet rays are applied to the wafer surface for etching.

【0010】また、本発明に係るドライエッチング方法
を実施するドライエッチング装置は、平行平板電極と、
マグネットコイルと、紫外線源とを有し、マイクロ波と
磁界とを相互干渉させ、電子サイクロトロン共鳴現象を
引き起こして気体をプラズマ化し、ウェハー面をエッチ
ングするドライエッチング装置であって、平行平板電極
は、エッチング室内に設置されたウェハーの両側に配置
され、ウェハー面に対し水平方向に電界を励起するもの
であり、マグネットコイルは、エッチング室内に設置さ
れたウェハーの上下に配置され、エッチング室に導入さ
れる磁界をウェハー面に対し垂直方向に励起するもので
あり、紫外線源は、エッチング室内のウェハー面に紫外
線を照射するものである。
A dry etching apparatus for carrying out the dry etching method according to the present invention comprises a parallel plate electrode,
A dry etching apparatus that has a magnet coil and an ultraviolet source, mutually interferes with a microwave and a magnetic field, causes an electron cyclotron resonance phenomenon to turn a gas into plasma, and etches a wafer surface. The magnet coils are placed on both sides of the wafer installed in the etching chamber and excite an electric field in the horizontal direction with respect to the wafer surface.The magnet coils are placed above and below the wafer installed in the etching chamber and introduced into the etching chamber. A magnetic field is excited in the direction perpendicular to the wafer surface, and the ultraviolet ray source irradiates the wafer surface in the etching chamber with ultraviolet rays.

【0011】また、前記紫外線源の電源電圧,前記平行
平板電極の印加電圧,前記マグネットコイルの印加電流
を時間の関数として制御するものである。
The power supply voltage of the ultraviolet source, the applied voltage of the parallel plate electrodes, and the applied current of the magnet coil are controlled as a function of time.

【0012】[0012]

【作用】本発明ではエッチング室に導入した3フッ化塩
素気体を紫外線で光分解した時に発生した陰イオンに、
水平方向の電界を利用して水平方向に移動速度を持たせ
る。次に垂直下向きに磁界を印加すると、水平方向に移
動速度を持った陰イオンはLorentz力を受け、そ
の結果、水平面内で鉛直方向を軸として等速円運動す
る。等速円運動する陰イオンは、やがてトレンチ側壁に
垂直に衝突して、シリコン単結晶格子と化学反応し、側
壁をサイドエッチングする。
In the present invention, the anion generated when the chlorine trifluoride gas introduced into the etching chamber is photolyzed with ultraviolet rays,
A horizontal electric field is used to provide a moving speed in the horizontal direction. Next, when a magnetic field is applied vertically downward, the negative ions having a moving velocity in the horizontal direction receive the Lorentz force, and as a result, they move uniformly in the horizontal direction with the vertical direction as the axis. The anions, which move in a uniform circular motion, eventually collide vertically with the sidewall of the trench, chemically react with the silicon single crystal lattice, and side etch the sidewall.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】(実施例1)図1は、本発明を電子サイク
ロトロン共鳴放電(Electron Cyclotr
on Resonance:以下ECRと略す)エッチ
ング装置に適用した実施例1を示す断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an electron cyclotron resonance discharge (Electron Cyclotron) according to the present invention.
on Resonance (hereinafter abbreviated as ECR) is a cross-sectional view showing Example 1 applied to an etching apparatus.

【0015】図において、本発明のECRエッチング装
置はイオン化室7と円筒型のエッチング室8で構成さ
れ、イオン化室7にはマイクロ波発振器9とマイクロ波
導波管10が取り付けられている。
In the figure, the ECR etching apparatus of the present invention comprises an ionization chamber 7 and a cylindrical etching chamber 8, and a microwave oscillator 9 and a microwave waveguide 10 are attached to the ionization chamber 7.

【0016】臭化水素(HBr)ボンベ11よりマスフ
ローコントローラ12を介して流量制御された臭化水素
(HBr)気体は、真空排気ポンプ13によって5×1
-1Paの圧力に保たれているイオン化室7に導入され
る。
The hydrogen bromide (HBr) gas whose flow rate is controlled from the hydrogen bromide (HBr) cylinder 11 through the mass flow controller 12 is 5 × 1 by the vacuum exhaust pump 13.
It is introduced into the ionization chamber 7 kept at a pressure of 0 -1 Pa.

【0017】イオン化室7内では、マイクロ波発振器9
で発振されたマイクロ波とマグネットコイル14で励起
された磁界が干渉し、電子サイクロトロン共鳴現象を起
こして臭化水素(HBr)気体を効率良くプラズマ化す
る。工業周波数である2.45GHzのマイクロ波を使
用した場合、磁界密度875Gaussの磁界を発生さ
せれば、電子サイクロトロン共鳴条件が満足される。イ
オン化室7に導入された臭化水素(HBr)がプラズマ
化されると、陽イオン(H+ ,Br+ )と陰イオン(B
- )及びラジカル(Br* )電子に分解される。
In the ionization chamber 7, a microwave oscillator 9
The microwaves oscillated by and the magnetic field excited by the magnet coil 14 interfere with each other to cause an electron cyclotron resonance phenomenon to efficiently convert hydrogen bromide (HBr) gas into plasma. When a microwave of 2.45 GHz which is an industrial frequency is used, the electron cyclotron resonance condition is satisfied if a magnetic field having a magnetic field density of 875 Gauss is generated. When hydrogen bromide (HBr) introduced into the ionization chamber 7 is turned into plasma, cations (H + , Br + ) and anions (B
r ) and radical (Br * ) electrons.

【0018】プラズマ中で発生した電子は電子サイクロ
トロン共鳴条件下では円運動するが、マグネットコイル
14より得られる磁界がイオン化室7の上部で最大強度
を持ち、イオン化室下部すなわちイオン引き出し電極1
5に向って弱くなる発散磁界内では、円運動電子は反磁
性を示すために磁界勾配によって磁界発散方向であるイ
オン引き出し電極15の方向に加速され、らせん運動を
行う。
The electrons generated in the plasma circularly move under the electron cyclotron resonance condition, but the magnetic field obtained from the magnet coil 14 has the maximum intensity in the upper part of the ionization chamber 7, and the lower part of the ionization chamber, that is, the ion extraction electrode 1
In the divergent magnetic field which becomes weaker toward 5, the circular motion electrons are accelerated in the direction of the ion extraction electrode 15 which is the magnetic field divergent direction due to the magnetic field gradient in order to exhibit diamagnetism and perform a spiral motion.

【0019】らせん運動しながらイオン引き出し電極1
5の方向に移動する電子は、電気的中性条件を満足する
ためにプラズマ中の陽イオンすなわち陽子(H+ )と臭
素イオン(Br+ )をイオン引き出し電極15の方向に
加速し、電子自身を減速させるような両極性電界を発生
して、平衡状態となる。
Ion extraction electrode 1 while spiraling
The electrons moving in the direction of 5 accelerate cations in the plasma, that is, protons (H + ) and bromine ions (Br + ) in the direction of the ion extracting electrode 15 in order to satisfy the electrically neutral condition, and the electrons themselves A bipolar electric field that slows down the electric field is generated, and an equilibrium state is established.

【0020】両極性電界により垂直下方向に加速された
陽イオン(Br+ )と陽子(H+ )は、イオン引き出し
電極15を通過してエッチング室8に導入される。
Positive ions (Br + ) and protons (H + ) accelerated vertically downward by the bipolar electric field are introduced into the etching chamber 8 through the ion extracting electrode 15.

【0021】エッチング室8内にはメッシュ状マグネッ
トコイル16と通常のリソグラフィー技術を用いてパタ
ーニングされたウェハー17を載せた試料台18が設置
されており、メッシュ状マグネットコイル16を通過し
て導入された陽イオン(Br+ )はウェハー17のパタ
ーニングされた部分のシリコン露出部分だけをエッチン
グしてトレンチホールを形成する。陽子(H+ )は質量
数が小さいために単結晶シリコンのエッチングには関与
しない。
A sample stage 18 on which a mesh-shaped magnet coil 16 and a wafer 17 patterned by a general lithography technique are placed is installed in the etching chamber 8 and is introduced through the mesh-shaped magnet coil 16. The positive cations (Br + ) etch only the exposed silicon portion of the patterned portion of the wafer 17 to form a trench hole. Since protons (H + ) have a small mass number, they do not participate in the etching of single crystal silicon.

【0022】シリコン単結晶が臭素イオン(Br+ )に
よりエッチングされる機構は2種類ある。1つは加速さ
れた臭素イオン(Br+ )が単結晶シリコンと物理的衝
突をしてシリコン原子をたたき出すスパッタリング現象
でエッチングが進行するもので、他の1つは入射した臭
素イオン(Br+ )の一部が単結晶シリコン表面に化学
吸着した後に、蒸気圧の高い4臭化シリコン(SiBr
4 )を形成し、その分子が昇華・脱離してエッチングが
進むものである。現実のエッチングは両者の機構が同時
に進行しているが、臭素イオン(Br+ )はイオン化室
7内の両極性電界により加速されることで、極めて高い
垂直方向性を有しているので、トレンチホール側壁をス
パッタリングしたり、側壁に化学吸着して反応を生じる
ことは全くない。
There are two types of mechanisms by which a silicon single crystal is etched by bromine ions (Br + ). One is a phenomenon in which accelerated bromine ions (Br + ) physically collide with single crystal silicon to knock out silicon atoms, and etching progresses. The other one is incident bromine ions (Br + ). Of silicon tetrabromide (SiBr) with a high vapor pressure
4 ) is formed, and the molecule sublimates and desorbs to promote etching. In the actual etching, both mechanisms are in progress at the same time, but since the bromine ion (Br + ) is accelerated by the bipolar electric field in the ionization chamber 7, it has an extremely high vertical direction, so that the trench is formed. The side wall of the hole is never sputtered or chemically reacted with the side wall to cause a reaction.

【0023】その結果、上述のECRドライエッチング
装置を用いてトレンチホールを形成すれば、側壁の形状
は垂直で、サイドエッチングの全くない異方性エッチン
グが可能となる。ここまでの技術は公知のものである。
以下では本発明におけるECRドライエッチング装置の
特徴及びそれによって得られる特異的効果について説明
を行う。
As a result, if the trench hole is formed by using the above-mentioned ECR dry etching apparatus, it becomes possible to perform anisotropic etching in which the side wall has a vertical shape and there is no side etching. The techniques up to this point are known.
The features of the ECR dry etching apparatus of the present invention and the specific effects obtained by the apparatus will be described below.

【0024】本発明では、エッチング室8内に3フッ化
塩素(ClF3 )ボンベよりマスフローコントローラ1
2を介して流量制御された3フッ化塩素(ClF3 )気
体を導入する。導入流量は5cm3 /分程度とし、エッ
チング室8内は真空排気ポンプ20を使用して1×10
-2Paの圧力に保つ。3フッ化塩素(ClF3 )気体導
入後、エッチング室8の外に設置した紫外線源21より
石英窓22を通してウェハー17上に紫外線を照射す
る。
In the present invention, a mass flow controller 1 is installed in the etching chamber 8 from a chlorine trifluoride (ClF 3 ) cylinder.
A chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas having a controlled flow rate is introduced via 2. The introduction flow rate is about 5 cm 3 / min, and the inside of the etching chamber 8 is 1 × 10 by using the vacuum exhaust pump 20.
Keep at -2 Pa pressure. After the chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas is introduced, ultraviolet rays are radiated onto the wafer 17 through a quartz window 22 from an ultraviolet ray source 21 installed outside the etching chamber 8.

【0025】本発明では、紫外線源21として低圧水銀
ランプを使用している。低圧水銀ランプの紫外線スペク
トルの中では、特に253.7nmの波長の放射照度が
大きい。導入された3フッ化塩素(ClF3 )気体は紫
外線照射されると、紫外線を吸収し、電子励起又は振動
励起されてついには光分解されてイオン化する。
In the present invention, a low pressure mercury lamp is used as the ultraviolet light source 21. In the ultraviolet spectrum of the low-pressure mercury lamp, the irradiance at a wavelength of 253.7 nm is particularly large. When the chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas introduced is irradiated with ultraviolet rays, it absorbs the ultraviolet rays and is electronically excited or vibrationally excited, and finally photodecomposed and ionized.

【0026】3フッ化塩素(ClF3 )がイオン化され
ると、塩素イオン(Cl- )とフッ素イオン(F- )の
2種類の陰イオンが生成される。イオン化室7よりエッ
チング室8に臭素イオン(Br+ )を導入し、ウェハー
17にトレンチホールを形成している途中で、エッチン
グ室8に3フッ化塩素(ClF3 )を導入し紫外線源2
1より紫外線を照射すると、塩素イオン(Cl- )及び
フッ素イオン(F- )が発生するが、トレンチホール側
壁付近で発生したこれらの陰イオンは、一定の確率で正
電荷を持つシリコン単結晶格子に引き込まれる。
When chlorine trifluoride (ClF 3 ) is ionized, two kinds of anions, chlorine ion (Cl ) and fluorine ion (F ) are generated. Bromine ions (Br + ) are introduced into the etching chamber 8 from the ionization chamber 7, and chlorine trifluoride (ClF 3 ) is introduced into the etching chamber 8 while the trench hole is being formed in the wafer 17.
When ultraviolet rays are irradiated from 1, the chlorine ions (Cl ) and the fluorine ions (F ) are generated, but these anions generated near the sidewall of the trench hole have a certain probability of positively charging the silicon single crystal lattice. Be drawn into.

【0027】トレンチホール側壁を構成しているシリコ
ン格子中にトラップされた陰イオンは次式に従って蒸気
圧の高い4塩化シリコン(SiCl4 )と4フッ化シリ
コン(SiF4 )を形成,脱離させてシリコン格子をエ
ッチングする。 Si+ +4Cl- → SiCl4 ↑ 式(1) Si+ +4F- → SiF4 ↑ 式(2)
The anions trapped in the silicon lattice forming the sidewalls of the trench hole form and desorb silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and silicon tetrafluoride (SiF 4 ) having high vapor pressure according to the following equation. To etch the silicon grid. Si + + 4Cl - → SiCl 4 ↑ formula (1) Si + + 4F - → SiF 4 ↑ formula (2)

【0028】上述のように、結果として紫外線で励起さ
れた塩素イオン(Cl- )とフッ素イオン(F- )はト
レンチホール側壁を攻撃してサイドエッチングを生じさ
せる効果がある。しかし、これら陰イオンの運動は乱雑
であるため、サイドエッチングをコントロールしてトレ
ンチ側壁の形状を制御することは、これだけでは不可能
である。
[0028] As described above, when excited by ultraviolet light resulting chlorine ions (Cl -) and fluoride ions (F -) is effective to cause side etching attacks the trench side wall of the hole. However, since the movement of these anions is disordered, it is impossible to control the side etching to control the shape of the side wall of the trench.

【0029】そこで本発明では、エッチング室8内に平
行平板電極23とメッシュ状マグネットコイル16を設
置して、陰イオンの運動をコントロールしている。
Therefore, in the present invention, the parallel plate electrode 23 and the mesh-shaped magnet coil 16 are installed in the etching chamber 8 to control the movement of anions.

【0030】まず平行平板電極23は試料台18の両側
に設置し、電極間に6Vの直流電圧を印加してウェハー
17と平行に電界Eを発生させる。電界Eを発生した時
はマイクロ波発振器9の出力を停止し、イオン化室7か
らエッチング室8への臭素イオン(Br+ )の導入を止
める。これはウェハー17上に発生した電界Eが臭素イ
オン(Br+ )の軌道を乱すことがないようにするため
である。この電界Eが発生すると、塩素イオン(Cl
- )及びフッ素イオン(F- )といった陰イオンはウェ
ハー17と平行方向の移動速度vを持つ。平行平板電極
23への電圧印加は1μ秒で一旦終了させる。
First, the parallel plate electrodes 23 are installed on both sides of the sample table 18, and a DC voltage of 6 V is applied between the electrodes to generate an electric field E parallel to the wafer 17. When the electric field E is generated, the output of the microwave oscillator 9 is stopped and the introduction of bromine ions (Br + ) from the ionization chamber 7 into the etching chamber 8 is stopped. This is to prevent the electric field E generated on the wafer 17 from disturbing the trajectory of bromine ions (Br + ). When this electric field E is generated, chlorine ions (Cl
-) and fluorine ions (F -), such anions having a moving velocity v in a direction parallel with the wafer 17. The voltage application to the parallel plate electrode 23 is temporarily terminated in 1 μsec.

【0031】平行平板電極23への電圧印加が終了した
ら再び、マイクロ波発振器9の出力を上げてエッチング
室8に臭素イオン(Br+ )を導入し、ウェハー17を
異方性エッチングする。その際同時にメッシュ状マグネ
ットコイル16の巻線に50mAの電流を印加し、ウェ
ハー16上に磁界Bを発生させる。磁界Bは垂直下向き
の方向を持つようにメッシュ状マグネットコイル16の
巻線に電流を印加する。磁界Bは垂直下向きなので、イ
オン化室7より導入された臭素イオン(Br+)は加速
されるだけで、臭素イオン(Br+ )の異方性エッチン
グを干渉することはない。
When the voltage application to the parallel plate electrodes 23 is completed, the output of the microwave oscillator 9 is raised again to introduce bromine ions (Br + ) into the etching chamber 8 to anisotropically etch the wafer 17. At the same time, a current of 50 mA is applied to the winding of the mesh magnet coil 16 at the same time to generate a magnetic field B on the wafer 16. The magnetic field B applies a current to the winding of the mesh magnet coil 16 so that it has a vertically downward direction. Since the magnetic field B is vertically downward, the bromine ion (Br + ) introduced from the ionization chamber 7 is only accelerated and does not interfere with the anisotropic etching of the bromine ion (Br + ).

【0032】しかし、エッチング室8内に存在する全て
の陰イオンはウェハー17と平行方向の移動速度vを持
って等速直線運動しているので、垂直下向きの磁界Bが
発生すれば、次式で与えられるLorentz力Fを受
ける。 F=ev×B (eは電気素量) 式(3) Lorentz力Fの方向はウェハー17と平行方向で
あるが、陰イオンの移動方向とは垂直である。
However, since all the anions existing in the etching chamber 8 are moving at a uniform velocity with a moving velocity v parallel to the wafer 17, if a vertically downward magnetic field B is generated, Receives the Lorentz force F given by. F = ev × B (e is an elementary charge) Formula (3) The direction of the Lorentz force F is parallel to the wafer 17, but is perpendicular to the moving direction of the anions.

【0033】従って、Lorentz力Fは向心力とな
って全ての陰イオンは等速円運動することになる。陰イ
オンの等速円運動はウェハー17の水平面内で、磁界B
を軸として行なわれるので、円運動の途中でトレンチホ
ールの側壁のシリコン格子と衝突してサイドエッチング
を生じさせる。
Therefore, the Lorentz force F becomes a centripetal force, and all anions move in a uniform circular motion. The constant-velocity circular motion of the negative ions is generated in the magnetic field B in the horizontal plane of the wafer 17.
Is used as the axis, the side etching is caused by the collision with the silicon lattice on the side wall of the trench hole during the circular movement.

【0034】サイドエッチングが生じると、移動速度v
を持つ陰イオンが減少するので、この工程は5μ秒で終
了させる。この後、また最初に戻り、マイクロ波発振器
9の出力とメッシュ状マグネットコイル16の電流印加
を停止して、平行平板電極23へ−6Vの電圧印加を行
い、再び全陰イオンに水平方向の移動速度−vを持たせ
る。
When side etching occurs, the moving speed v
This step is completed in 5 μsec because the number of anions having γ is reduced. After this, returning to the beginning again, the output of the microwave oscillator 9 and the current application to the mesh-shaped magnet coil 16 are stopped, a voltage of -6 V is applied to the parallel plate electrodes 23, and the horizontal movement of all the negative ions again occurs. Have velocity-v.

【0035】この工程も1μ秒で終了させ、引き続きマ
イクロ波発振器9の出力とメッシュ状マグネットコイル
16の電流印加を5μ秒行うということを繰り返すこと
で、ウェハー17にトレンチホールを形成する。
A trench hole is formed in the wafer 17 by repeating this process in 1 μsec, and then repeating the output of the microwave oscillator 9 and the current application of the mesh-shaped magnet coil 16 for 5 μsec.

【0036】図2(a)には平行平板電極23への電圧
印加のタイミング・スケジュール、図2(b)にはマイ
クロ波発振器9の出力のタイミング・スケジュール、図
2(c)にメッシュ状マグネットコイル16の電流印加
のターミナル・スケジュールを示している。
FIG. 2A shows a timing schedule of voltage application to the parallel plate electrodes 23, FIG. 2B shows a timing schedule of output of the microwave oscillator 9, and FIG. 2C shows a mesh magnet. 4 illustrates a terminal schedule for applying current to coil 16.

【0037】上述のように本発明では臭素イオン(Br
+ )の直進性によりトレンチホールを異方性エッチング
する間に、陰イオン(Cl- ,F- )がトレンチホール
側壁を攻撃してサイドエッチングする。陰イオンは水平
面内で等速円運動するために、トレンチホール側壁に垂
直に衝突する。
As described above, in the present invention, bromine ion (Br
While the trench hole is anisotropically etched due to the straightness of + ), anions (Cl , F ) attack the side wall of the trench hole and side etch. Since the negative ions make a uniform circular motion in the horizontal plane, they collide perpendicularly with the sidewall of the trench hole.

【0038】その結果、トレンチホール側壁の形状を任
意に制御することが可能となる。次はそのメカニズムを
説明する。
As a result, it becomes possible to arbitrarily control the shape of the side wall of the trench hole. Next, the mechanism will be explained.

【0039】陰イオン(Cl- ,F- )によるサイドエ
ッチング速度は陰イオン(Cl- ,F- )の空間密度に
比例し、その空間密度は3フッ化塩素(ClF3 )分子
の励起効率に比例する。気体分子の励起効率は光源の照
度に比例し、光源の照度は光源のランプ電圧で決定され
るので、結局サイドエッチング速度は平行平板電極23
の印加電圧,メッシュ状マグネットコイル16の印加電
流が一定ならば、紫外線源21(低圧水銀ランプ)のラ
ンプ電圧に比例することになる。本発明のドライエッチ
ング装置で、紫外線源21(低圧水銀ランプ)のランプ
電圧とトレンチホールのサイドエッチング速度の関係を
プロットすると、図3のようになる。図3よりわかるよ
うに、ランプ電圧が350Vまでは、サイドエッチング
速度が直線的に増加する直線領域である。ランプ電圧が
350Vを超えると発生する陰イオン(Cl- ,F-
の数が飽和して、サイドエッチング速度が直線的な増加
を示さなくなる。直線領域でのサイドエッチング速度f
[Å・min-1]とランプ電圧V[V]の間には、 f=αV 式(4) という関係があり、α=0.6Å・min-1・V-1であ
る。
The anions (Cl -, F -) side etching rate with the anion (Cl -, F -) was proportional to the spatial density of the excitation efficiency of the space density of 3 chlorine trifluoride (ClF 3) molecule Proportional. Since the excitation efficiency of gas molecules is proportional to the illuminance of the light source, and the illuminance of the light source is determined by the lamp voltage of the light source, the side etching rate is ultimately the parallel plate electrode 23.
If the applied voltage and the applied current to the mesh-shaped magnet coil 16 are constant, it is proportional to the lamp voltage of the ultraviolet source 21 (low-pressure mercury lamp). FIG. 3 is a plot of the relationship between the lamp voltage of the ultraviolet source 21 (low-pressure mercury lamp) and the side etching rate of the trench hole in the dry etching apparatus of the present invention. As can be seen from FIG. 3, the ramp voltage up to 350 V is a linear region where the side etching rate increases linearly. Anion lamp voltage is generated exceeds 350V (Cl -, F -)
Saturates and the side etch rate no longer shows a linear increase. Side etching rate f in a straight line area
There is a relationship of f = αV equation (4) between [Å · min −1 ] and the lamp voltage V [V], and α = 0.6Å · min −1 · V −1 .

【0040】上述のECRドライエッチング装置を利用
して、単結晶シリコン基板にトレンチホールを形成する
過程を考察してみる。図4は、トレンチホール側壁の形
状を導出するための断面概念図である。部分的に開孔部
を設けるようにパターニングしたフォトレジスト2を被
覆した単結晶シリコン基板1に本発明のECRドライエ
ッチング装置を使用してトレンチホール3を溝掘りした
場合のトレンチホール側壁の形状を、フォトレジスト2
の下部より鉛直下向きに測った距離xの関数F(x)と
する。
Consider the process of forming a trench hole in a single crystal silicon substrate using the above ECR dry etching apparatus. FIG. 4 is a conceptual sectional view for deriving the shape of the sidewall of the trench hole. The shape of the side wall of the trench hole when the trench hole 3 is excavated by using the ECR dry etching apparatus of the present invention on the single crystal silicon substrate 1 coated with the photoresist 2 which is patterned so as to partially form the opening portion is shown. , Photoresist 2
Is a function F (x) of the distance x measured vertically downward from the lower part of.

【0041】トレンチホール3の深さをTとすれば、F
(x)は0≦x≦Tの範囲で定義されるxの関数であ
る。以下ではF(x)をxの線型式として導出すること
を目的として議論を進める。F(x)をxの線型方程式
として導くことができれば、トレンチホール側壁の形状
を任意に制御・デザインできることになる。0≦x≦T
の範囲内にある垂直深さxでのサイドエッチング量F
(x)は、深さxと臭素イオン(Br+ )で異方性エッ
チングするのに要した時間をtx とすると、次式とな
る。
If the depth of the trench hole 3 is T, then F
(X) is a function of x defined in the range of 0 ≦ x ≦ T. In the following, discussion will be carried out for the purpose of deriving F (x) as a linear expression of x. If F (x) can be derived as a linear equation of x, the shape of the side wall of the trench hole can be arbitrarily controlled and designed. 0 ≦ x ≦ T
Side etching amount F at vertical depth x within the range of
(X) is given by the following equation, where t x is the depth x and the time required for anisotropic etching with bromine ions (Br + ).

【0042】[0042]

【数1】 [Equation 1]

【0043】fは式(4)で表わされるサイドエッチン
グ速度、ttotal はエッチングを開始してから終了する
までの全エッチング時間である。イオン化室7より導入
された臭素イオン(Br+ )の異方性エッチングのエッ
チング速度をβとすると、 ttotal =T/β tx =x/β 式(6) となる。今、図1において、紫外線源21のランプ電圧
を時間の関数として任意に制御できる電圧制御器24を
設置し、ランプ電圧Vを時間tの指数関数、特に時間と
ともにランプ電圧Vが減少するような指数関数としてコ
ントロールすることを考える。 V(t)=V0 exp(−γt) (γ>0) 式(7)
F is the side etching rate represented by the equation (4), and t total is the total etching time from the start of etching to the end thereof. When the etching rate of anisotropic etching of bromine ions (Br + ) introduced from the ionization chamber 7 is β, t total = T / β t x = x / β Formula (6) is obtained. In FIG. 1, a voltage controller 24 capable of arbitrarily controlling the lamp voltage of the ultraviolet light source 21 as a function of time is installed so that the lamp voltage V is an exponential function of time t, particularly, the lamp voltage V decreases with time. Consider controlling as an exponential function. V (t) = V 0 exp (−γt) (γ> 0) Formula (7)

【0044】初期電圧V0 は0≦V0 ≦350Vの直線
領域内にとる。式(7)を式(4)に代入して、サイド
エッチング速度fを求めると、次式のような時間の関数
となる。 f(t)=αV0 exp(−γt) (α=0.6Å・min-1・V-1) 式(8) 式(6)及び式(8)を式(5)に代入して、積分を解
けば、トレンチホール側壁の形状F(x)は次式のよう
なxの関数となる。 F(x) =(αV0 /γ){exp[−(γ/β)x]−exp[−(γ/β)T] 式(9) 式(9)より、本実施例ではトレンチホールの側壁は指
数関数の曲率を持つ外広がりでなだらかな形状となって
いることが理解できる。α=0.6Å・min-1
-1,臭素イオン(Br+ )による異方性エッチングの
エッチング速度β=5000Å・min-1と既知である
ので、初期ランプ電圧V0 (0≦V0 ≦350V)とト
レンチホールの深さT及び減衰率γ(γ>0)を選択す
ることで、トレンチホール側壁の形状を任意に制御でき
る。
The initial voltage V 0 is set within the linear region of 0 ≦ V 0 ≦ 350V. When the side etching rate f is obtained by substituting the equation (7) into the equation (4), the following function of time is obtained. f (t) = αV 0 exp (−γt) (α = 0.6Å · min −1 · V −1 ) Formula (8) Substituting Formula (6) and Formula (8) into Formula (5), If the integration is solved, the shape F (x) of the side wall of the trench hole becomes a function of x as in the following equation. F (x) = (αV 0 / γ) {exp [− (γ / β) x] −exp [− (γ / β) T] Formula (9) From the formula (9), the trench hole It can be seen that the side wall has an outwardly sloping and gentle shape with an exponential curvature. α = 0.6Å ・ min -1
Since it is known that the etching rate of anisotropic etching by V −1 and bromine ion (Br + ) is β = 5000Å · min −1 , the initial ramp voltage V 0 (0 ≦ V 0 ≦ 350V) and the depth of the trench hole By selecting T and the attenuation rate γ (γ> 0), the shape of the side wall of the trench hole can be arbitrarily controlled.

【0045】このように本発明ではトレンチホール側壁
の形状を外広がりでなだらかな指数関数の曲率を持つ曲
線とすることが可能で、しかも側壁形状の曲率は深さ方
向の関数として任意に制御することができる。この結
果、開孔部の角部が鈍角である従来の方法では得られな
かった形状のトレンチホールを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the shape of the side wall of the trench hole can be a curve having an outward expansive and gentle curvature of exponential function, and the curvature of the side wall shape is arbitrarily controlled as a function in the depth direction. be able to. As a result, it is possible to obtain a trench hole having a shape which cannot be obtained by the conventional method in which the corner of the opening is an obtuse angle.

【0046】以上では本発明により、トレンチホール側
壁の形状が任意にデザイン可能となることを説明してき
た。次に実際の半導体装置の製造工程に本発明を適用し
た場合に得られる特有の効果について説明する。図8
(a)〜(d)は、本発明を適用した半導体装置の製造
方法を説明するための断面図である。図8(a)では、
単結晶シリコン基板1上にトレンチホールを形成するた
めのエッチング・マスクとしてフォトレジスト2を通常
のリソグラフィー技術を使用して形成し、パターニング
している。図8(b)では、本発明のECRドライエッ
チング装置を用いてトレンチホール3を形成している。
図8(c)では、フォトレジスト2を除去し、最後に通
常の化学気相成長法を利用して、図8(d)のように埋
設物質4をトレンチホール3内に形成して、トレンチ素
子分離領域あるいはトレンチキャパシタセルの形成工程
が終了する。
It has been explained above that the shape of the side wall of the trench hole can be arbitrarily designed by the present invention. Next, a peculiar effect obtained when the present invention is applied to an actual semiconductor device manufacturing process will be described. Figure 8
(A)-(d) is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device to which this invention is applied. In FIG. 8 (a),
A photoresist 2 is formed as an etching mask for forming a trench hole on the single crystal silicon substrate 1 by using a normal lithography technique, and is patterned. In FIG. 8B, the trench hole 3 is formed using the ECR dry etching apparatus of the present invention.
In FIG. 8C, the photoresist 2 is removed, and finally, a normal chemical vapor deposition method is used to form a buried substance 4 in the trench hole 3 as shown in FIG. The process of forming the element isolation region or the trench capacitor cell is completed.

【0047】本発明のECRドライエッチング装置を用
いて形成されたトレンチホールは外広がりでなだらかな
曲率の側壁を持ち、また鈍角の角部25を有するので、
後に形成される埋設物質の段差被覆性が良好となり、埋
設物質の反応分子がトレンチホール3の奥深くまで回り
込んで成長する結果、ボイドの発生がなくなり、埋設物
質内のクラックといった不具合の発生もなくなる。
Since the trench hole formed by using the ECR dry etching apparatus of the present invention has a side wall having an outwardly widening and gentle curvature and an obtuse angled corner portion 25,
The step coverage of the burial material to be formed later becomes good, and the reaction molecules of the burial material wrap around deep inside the trench hole 3 and grow. As a result, voids are eliminated, and defects such as cracks in the burial material are eliminated. ..

【0048】(実施例2)次に、本発明の実施例2につ
いて説明する。実施例1において、平行平板電極23へ
の電圧印加のタイミング・スケジュールを図5に示すよ
うな形状に変化させる。すなわち、エッチングの初期で
は矩形電圧パルスのパルス電圧は変化させないが、エッ
チングの終了(ttotal =T/β)に近づくにつれてパ
ルス電圧を徐々に低下させる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In Example 1, the timing / schedule of voltage application to the parallel plate electrodes 23 is changed to the shape shown in FIG. That is, the pulse voltage of the rectangular voltage pulse is not changed in the initial stage of etching, but the pulse voltage is gradually decreased as the etching is completed (t total = T / β).

【0049】パルス電圧が低下すると、陰イオン(Cl
- ,F- )の持つ水平方向移動速度vが小さくなり、ト
レンチホール側壁への衝突効率が低下して、結果とし
て、サイドエッチング速度fが小さくなる。
When the pulse voltage decreases, anions (Cl
-, F -) horizontally moving velocity v with the decreases, the collision efficiency into the trench side wall of the hole is reduced, as a result, side etching rate f decreases.

【0050】実施例1のように、紫外線源21のランプ
電圧を時間の指数関数として変化させると、トレンチホ
ール側壁は指数関数の曲率を持つようになるが、本実施
例のように平行平板電極の印加電圧を図5のように変化
させると、エッチング終了直前のサイドエッチング速度
fが小さくなるため、結果として、図6に示すようにト
レンチホール3の底部の角度がラウンド形状を持つ底部
26となる。
When the lamp voltage of the ultraviolet source 21 is changed as an exponential function of time as in the first embodiment, the sidewall of the trench hole has an exponential curvature. 5 is changed as shown in FIG. 5, the side etching rate f immediately before the end of etching is reduced. As a result, as shown in FIG. 6, the bottom portion 26 of the trench hole 3 has a round shape with a round shape. Become.

【0051】図6のラウンド形状を持つ底部26を有す
るようなトレンチホール3では、その後の埋設物質の化
学気相成長工程で反応気体分子の底部での回り込みが良
好となり段差被覆性が格段に向上する。そのため、半導
体素子の歩留りや信頼性の向上が期待できる。
In the trench hole 3 having the round-shaped bottom portion 26 of FIG. 6, the reaction gas molecules sneak well at the bottom portion in the subsequent chemical vapor deposition process of the burying material, and the step coverage is remarkably improved. To do. Therefore, improvement in yield and reliability of semiconductor elements can be expected.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、エッチン
グ・ウェハー面と水平方向に電界、鉛直方向に磁界を励
起し、かつエッチング室に導入した3フッ化塩素気体に
紫外線を照射して発生した陰イオンによりサイドエッチ
ングを促進させ、紫外線強度を時間変化させることによ
り、エッチングしたトレンチホールの側壁の形状を外広
がりでなだらかな指数関数の曲率を持つ曲線とすること
を可能とする効果を有する。
As described above, the present invention is generated by exciting the electric field in the horizontal direction with respect to the etching wafer surface and the magnetic field in the vertical direction, and irradiating the chlorine trifluoride gas introduced into the etching chamber with ultraviolet rays. By promoting side etching with the generated anions and changing the ultraviolet intensity with time, it has the effect of making it possible to make the shape of the side wall of the etched trench hole a curve with an outward expansive and gentle exponential curvature. ..

【0053】そのため開孔部の角部が鈍角である従来の
方法では得られなかった形状のトレンチホールを得るこ
とができる。また側壁形状の曲率を深さ方向の関数とし
て任意に制御することができるという効果もある。
Therefore, it is possible to obtain a trench hole having a shape which cannot be obtained by the conventional method in which the corner of the opening is an obtuse angle. There is also an effect that the curvature of the side wall shape can be arbitrarily controlled as a function in the depth direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】(a),(b),(c)は、それぞれ本発明の
実施例1で用いられるタイミング・スケジュールを示す
図である。
2A, 2B, and 2C are diagrams showing timing schedules used in the first embodiment of the present invention.

【図3】紫外線源とランプ電圧とサイドエッチング速度
の関係を示すプロット図である。
FIG. 3 is a plot diagram showing a relationship between an ultraviolet source, a lamp voltage, and a side etching rate.

【図4】トレンチホールの側壁形状を表わす断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sidewall shape of a trench hole.

【図5】本発明の実施例2で用いられるタイミング・ス
ケジュールを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a timing schedule used in Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の実施例2で得られるトレンチホールの
側壁形状を表わす断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a sidewall shape of a trench hole obtained in Example 2 of the present invention.

【図7】(a),(b),(c),(d)は、それぞれ
従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
7A, 7B, 7C, and 7D are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図8】(a),(b),(c),(d)は、それぞれ
本発明を使用した半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
8 (a), (b), (c), and (d) are cross-sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコン基板 2 フォトレジスト 3 トレンチホール 4 埋設物質 5 鋭角の角部 6 ボイド 7 イオン化室 8 エッチング室 9 マイクロ波発振器 10 マイクロ波導波管 11 臭化水素ボンベ 12 マスフローコントローラ 13 真空排気ポンプ 14 マグネットコイル 15 イオン引き出し電極 16 メッシュ状マグネットコイル 17 ウェハー 18 試料台 19 3フッ化塩素ボンベ 20 真空排気ポンプ 21 紫外線源 22 石英窓 23 平行平板電極 24 電圧制御器 25 鈍角の角部 26 ラウンド形状を持つ底部 1 Single Crystal Silicon Substrate 2 Photoresist 3 Trench Hole 4 Buried Material 5 Sharp Corner 6 Void 7 Ionization Chamber 8 Etching Chamber 9 Microwave Oscillator 10 Microwave Waveguide 11 Hydrogen Bromide Cylinder 12 Mass Flow Controller 13 Vacuum Exhaust Pump 14 Magnet Coil 15 Ion extraction electrode 16 Mesh magnet coil 17 Wafer 18 Sample stage 19 Chlorine fluoride cylinder 20 Vacuum exhaust pump 21 Ultraviolet source 22 Quartz window 23 Parallel plate electrode 24 Voltage controller 25 Obtuse angled corner 26 Round bottom

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波と磁界とを相互干渉させ、電
子サイクロトロン共鳴現象を引き起こして気体をプラズ
マ化し、ウェハー面をエッチングするドライエッチング
方法であって、 ウェハー面に対し水平方向に電界を励起するとともに、
垂直方向に磁界を励起し、かつウェハー面に紫外線を照
射し、エッチングを行うことを特徴とするドライエッチ
ング方法。
1. A dry etching method in which a microwave and a magnetic field are mutually interfered to cause an electron cyclotron resonance phenomenon to turn a gas into plasma and a wafer surface is etched, and an electric field is excited in a horizontal direction with respect to the wafer surface. With
A dry etching method characterized by exciting a magnetic field in a vertical direction and irradiating a wafer surface with ultraviolet rays to perform etching.
【請求項2】 平行平板電極と、マグネットコイルと、
紫外線源とを有し、マイクロ波と磁界とを相互干渉さ
せ、電子サイクロトロン共鳴現象を引き起こして気体を
プラズマ化し、ウェハー面をエッチングするドライエッ
チング装置であって、 平行平板電極は、エッチング室内に設置されたウェハー
の両側に配置され、ウェハー面に対し水平方向に電界を
励起するものであり、 マグネットコイルは、エッチング室内に設置されたウェ
ハーの上下に配置され、エッチング室に導入される磁界
をウェハー面に対し垂直方向に励起するものであり、 紫外線源は、エッチング室内のウェハー面に紫外線を照
射するものであることを特徴とするエッチング装置。
2. A parallel plate electrode, a magnet coil,
It is a dry etching device that has an ultraviolet ray source, causes microwaves and magnetic fields to interfere with each other, causes an electron cyclotron resonance phenomenon, and turns gas into plasma, and etches the wafer surface.The parallel plate electrodes are installed in the etching chamber. The magnet coils are placed on both sides of the wafer, and the electric field is excited in the horizontal direction with respect to the wafer surface.The magnet coils are placed above and below the wafer installed in the etching chamber, and the magnetic field introduced into the etching chamber is applied to the wafer. The etching apparatus is characterized in that it is excited in a direction perpendicular to the surface, and the ultraviolet ray source irradiates the wafer surface in the etching chamber with ultraviolet rays.
【請求項3】 請求項2に記載のエッチング装置であっ
て、 前記紫外線源の電源電圧,前記平行平板電極の印加電
圧,前記マグネットコイルの印加電流を時間の関数とし
て制御することを特徴とするエッチング装置。
3. The etching apparatus according to claim 2, wherein the power source voltage of the ultraviolet source, the applied voltage of the parallel plate electrodes, and the applied current of the magnet coil are controlled as a function of time. Etching equipment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120269372A1 (en) * 2009-05-01 2012-10-25 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd Micromachined horn
CN113785190A (en) * 2019-11-27 2021-12-10 昭和电工株式会社 Method for measuring fluorine gas concentration in halogen-containing fluoride gas by ultraviolet spectroscopy

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