JPH0691041B2 - Reactive sputter etching method - Google Patents
Reactive sputter etching methodInfo
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- JPH0691041B2 JPH0691041B2 JP61150388A JP15038886A JPH0691041B2 JP H0691041 B2 JPH0691041 B2 JP H0691041B2 JP 61150388 A JP61150388 A JP 61150388A JP 15038886 A JP15038886 A JP 15038886A JP H0691041 B2 JPH0691041 B2 JP H0691041B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は平行平板型のドライエッチング方法に関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a parallel plate type dry etching method.
［従来の技術］ 反応性スパッタエッチング又は反応性イオンエッチング
は水溶液エッチングに変る数々の利点を有し、半導体製
造の分野において確立された技術である。このエッチン
グ法は、エッチング目的物質に見合ったターゲット電極
被覆部材とエッチング導入ガスとの組合によりエッチン
グ特性の向上を得ることが知られている。[Prior Art] Reactive sputter etching or reactive ion etching is a technique established in the field of semiconductor manufacturing, because it has many advantages that are different from aqueous solution etching. It is known that this etching method obtains an improvement in etching characteristics by combining a target electrode coating member suitable for an etching target substance and an etching introduction gas.
従来、シリコン物質の反応性スパッタエッチングにはタ
ーゲット電極被覆部材に石英（SiO2）又は、アルミナ金
属の表面アルミナコーティング（Al2O3）材を用い、エ
ッチング導入ガス体には、CCl3F,CCl4,CF4＋O2,SiF4,SF
6＋Cl2,CCl4＋Cl2などが用いられてきた。ここでは高周
波電界を印加して発生するプラズマ中に活性イオンがカ
ソード電極表面近傍のイオンシース帯で加速され被エッ
チング試料に垂直入射する物理的なイオン衝撃によるス
パッタ効果と放電プラズマ中に発生した化学的に活性な
中性分子が被エッチング物質表面で反応して揮発生成物
を生成する化学反応によりエッチングが進行する。Conventionally, for reactive sputter etching of silicon materials, quartz (SiO 2 ) or alumina surface alumina coating (Al 2 O 3 ) material of alumina metal is used for the target electrode coating member, and CCl 3 F, CCl 4, CF 4 + O 2 , SiF 4, SF
6 + Cl 2 , CCl 4 + Cl 2, etc. have been used. Here, active ions are accelerated in the plasma generated by applying a high-frequency electric field in the ion sheath zone near the surface of the cathode electrode and are vertically incident on the sample to be etched.The sputtering effect due to physical ion bombardment and the chemistry generated in the discharge plasma. Etching proceeds due to a chemical reaction in which chemically active neutral molecules react on the surface of the material to be etched to generate a volatile product.
［発明が解決しようとする問題点］ 最近、半導体デバイスの高密度集積化に伴い微細パター
ンの高精度な加工技術の要求がドライエッチングに課せ
られている。反応性スパッタエッチングにおける問題点
はプラズマ中のハロゲン化合物との再反応による生成物
の堆積、再付着による被エッチング物質の表面の荒れの
発生、またレジストマスクの耐ドライエッチングの低下
により生じる加工精度の悪化など多面に解決すべき問題
点を有している。これらの現象は電極被覆材に石英（Si
O2）を用いた場合に生じやすい。その原因はイオン衝撃
による石英板からの酸素（O2）の放出によるものと考え
られている。[Problems to be Solved by the Invention] Recently, as high-density integration of semiconductor devices has been demanded, dry etching requires a high-precision processing technique for fine patterns. Problems with reactive sputter etching include deposition of products due to re-reaction with halogen compounds in plasma, occurrence of surface roughness of the material to be etched due to redeposition, and deterioration of processing accuracy caused by reduction in dry etching resistance of the resist mask. There are many problems to be solved such as deterioration. These phenomena are caused by the use of quartz (Si
It tends to occur when O 2 ) is used. The cause is considered to be the release of oxygen (O 2 ) from the quartz plate due to ion bombardment.
本発明は従来の石英板ターゲット電極被覆部材を用いる
ことによって引起されるエッチング表面の荒れやエッチ
ング中におけるエッチング形状の劣化を防止する反応ス
パッタエッチング方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a reactive sputter etching method for preventing the roughness of the etching surface and the deterioration of the etching shape during etching caused by using the conventional quartz plate target electrode coating member.
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、被エッチング基板を電極の上に密接して配置
する平行平板型のドライエッチング方法において、放電
プラズマと面する装置内面のうち少なくともイオン衝撃
を受ける表面をアルミナセラミック材にて被覆し、エッ
チングガスとして六フッ化イオウとフロンの混合ガスを
導入することを特徴とする反応性スパッタエッチング方
法である。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a parallel plate type dry etching method in which a substrate to be etched is closely arranged on an electrode, and is subjected to at least ion bombardment on an inner surface of the apparatus facing discharge plasma. The reactive sputter etching method is characterized in that the surface is covered with an alumina ceramic material and a mixed gas of sulfur hexafluoride and freon is introduced as an etching gas.
［実施例］ 次に本発明による実施例を図を用いて説明する。第１図
は模式的に示した平行平板型の反応性スパッタエッチン
グ装置である。本発明に係る装置は真空室７内のターゲ
ット電極１上にアルミナのセラミックスからなるターゲ
ット被覆部材２を設置し、該ターゲット被覆部材２の上
方に向き合せてアルミナのセラミックスからなる対向板
６を配置したものである。またターゲット被覆部材２の
外周縁側にはアルミナのセラミックス材からなるガス吹
出管４が付設してあり、ターゲット電極１には高周波電
源５が接続されている。[Embodiment] Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a parallel plate type reactive sputter etching apparatus. In the apparatus according to the present invention, a target coating member 2 made of alumina ceramics is installed on a target electrode 1 in a vacuum chamber 7, and a facing plate 6 made of alumina ceramics is arranged facing the target coating member 2 above. It was done. A gas blow-out pipe 4 made of a ceramic material of alumina is attached to the outer periphery of the target covering member 2, and a high frequency power source 5 is connected to the target electrode 1.
実施例において、アルミナセラミックスからなるターゲ
ット被覆部材２上に単結晶又は多結晶シリコンを有する
エッチング試料３を密接して配置する。次にエッチング
導入ガス体の六ふっ化イオウとフロン−12の混合ガスを
用い、これをアルミナのセラミックス材からなるガス吹
出管４から吹出し、高周波電源５にてターゲット電極１
に印加して発生するプラズマ放電間隔を調整する。調整
後、前記混合ガスの雰囲気中でプラズマ放電を行い所定
の厚さのシリコンをエッチングした後、高周波電界を中
止し、試料３を取出す。In the example, an etching sample 3 having single crystal or polycrystalline silicon is arranged in close contact with the target coating member 2 made of alumina ceramics. Next, a mixed gas of sulfur hexafluoride and freon-12, which is a gas body for introducing etching, is used, and this gas is blown out from a gas blow-out tube 4 made of an alumina ceramic material, and a target electrode 1 is generated by a high frequency power source 5.
The interval of the plasma discharge generated by applying the voltage is adjusted. After the adjustment, plasma discharge is performed in the atmosphere of the mixed gas to etch silicon having a predetermined thickness, the high frequency electric field is stopped, and the sample 3 is taken out.
以上実施例では、円板状の２つの電極をもつエッチング
装置について述べたが、本発明は多面体電極をもつエッ
チング装置やイオン源を独立してもつ反応性イオンビー
ムエッチング装置に適用した場合でも有効であり、特に
放電方式や電極形状を制限されるものではない。Although the etching apparatus having two disk-shaped electrodes has been described in the above embodiments, the present invention is also effective when applied to an etching apparatus having a polyhedral electrode or a reactive ion beam etching apparatus having an independent ion source. The discharge method and electrode shape are not particularly limited.
本発明で用いる電極被覆材は耐スパッタ性に優れ汚染源
にならない物質の中でも特にアルミナセラミックスは優
れ、特に被エッチング物質がシリコンの場合にエッチン
グガス体として六ふっ化イオウとフロン−12の混合ガス
を使用する時にその効果は顕著である。従来、問題とな
っていた表面の荒れ、エッチング速度の減少は石英（Si
O2）から放出する酸素によるもので、アルミナセラミッ
クスは酸素の放出がないので、前記の問題点を生じるこ
とがなく、レジストマスクの機能を保守し、高精度なエ
ッチング加工を行うことができる。The electrode coating material used in the present invention is excellent in spatter resistance and does not become a pollution source, and alumina ceramics is particularly excellent. Particularly, when the substance to be etched is silicon, a mixed gas of sulfur hexafluoride and freon-12 is used as an etching gas body. The effect is remarkable when used. Roughness of the surface and reduction of the etching rate, which have been problems in the past, are related to quartz (Si
Owing to the oxygen released from O 2 ), the alumina ceramic does not release oxygen, so that the above problems do not occur, the function of the resist mask can be maintained, and highly accurate etching processing can be performed.
第２図は半発明のアルミナセラミックスと従来の石英被
覆を比較したエッチング特性を示す。エッチング条件
は、六ふっ化イオウとフロン−12の混合ガス比10:1のガ
スを用い、圧力7.5Pa、30分間エッチングによる高周波
電力依存性で、図中〇印はアルミナセラミックス、●印
は石英を示す。図中の比較例の200Wでは、本発明による
アルミナの場合のSiのエッチング速度1600A/minに対し
てレジストマスク130A/minで12の選択比が得られ、また
従来の石英の場合ではSiのエッチング速度1200A/minに
対してレジストマスクが340A/minで３倍の選択比であ
り、アルミナセラミックスと六ふっ化イオウとフロン−
12混合ガスの組合せの効果が優れている結果を示してい
る。FIG. 2 shows the etching characteristics comparing the alumina ceramics of the semi-invention with the conventional quartz coating. The etching conditions are a gas mixture of sulfur hexafluoride and freon-12 with a gas mixture ratio of 10: 1. The pressure is 7.5 Pa and the high frequency power depends on etching for 30 minutes. Indicates. At 200 W of the comparative example in the figure, a selection ratio of 12 is obtained with a resist mask of 130 A / min with respect to the Si etching rate of 1600 A / min in the case of alumina according to the present invention, and Si etching is performed in the case of conventional quartz. The resist mask has a selection ratio of 340 A / min, which is three times that of 1200 A / min, and alumina ceramics, sulfur hexafluoride, and CFC-
The results show that the effect of the combination of 12 mixed gases is excellent.
また、第３図は前記と同じ条件の圧力（Pa）依存性によ
るエッチング特性を示すもので、図中〇は本発明による
アルミナセラミックスの被覆、●は従来の石英被覆を示
す。この図においても本発明は従来よりも優れているこ
とが明らかである。Further, FIG. 3 shows the etching characteristics due to the pressure (Pa) dependence under the same conditions as described above. In the figure, ◯ indicates the coating of the alumina ceramics according to the present invention, and ● indicates the conventional quartz coating. Also in this figure, it is clear that the present invention is superior to the conventional one.
［発明の効果］ 本発明によれば、電極被覆材からの酸素の発生混入を防
ぐことにより再付着等による被エッチング物質表面の荒
れ、エッチング速度の減少の防止、また、被エッチング
物質とレジストマスク材との高選択比が得られるなど優
れた効果が得られる。特に顕著たる効果は被エッチング
物質のシリコン（Si）とレジストマスクとの選択比であ
り、従来の石英電極被覆を用いた同じ条件でのエッチン
グ比較では３倍の高選択比が得られ良好なエッチング形
状を得ることができる効果を有するものである。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the generation and mixing of oxygen from the electrode coating material is prevented to prevent the surface of the material to be etched from being roughened due to redeposition and the like, and the etching rate from being reduced, and the material to be etched and the resist mask. Excellent effects such as high selection ratio with the material can be obtained. A particularly remarkable effect is the selection ratio between silicon (Si) as the material to be etched and the resist mask, which is three times as high as the selection ratio obtained by the conventional etching using the quartz electrode coating under the same conditions. It has an effect that a shape can be obtained.
第１図は本発明の一実施例に用いる平行平板型反応性ス
パッタエッチング装置の模式図、第２図は高周波電力依
存性によるエッチング特性図、第３図は圧力依存性によ
るエッチング特性図である。 １……ターゲット電極 ２……ターゲット電極被覆部材 ３……エッチング試料、４……ガス吹出し管 ５……高周波電源、６……対向板 ７……真空室FIG. 1 is a schematic diagram of a parallel plate type reactive sputter etching apparatus used in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an etching characteristic diagram due to high frequency power dependency, and FIG. 3 is an etching characteristic diagram due to pressure dependency. . 1 ... Target electrode 2 ... Target electrode covering member 3 ... Etching sample, 4 ... Gas blow-out tube 5 ... High-frequency power source, 6 ... Counter plate 7 ... Vacuum chamber
Claims (1)
置する平行平板型のドライエッチング方法において、放
電プラズマと面する装置内面のうち少なくともイオン衝
撃を受ける表面をアルミナセラミック材にて被覆し、エ
ッチングガスとして六フッ化イオウとフロンの混合ガス
を導入することを特徴とする反応性スパッタエッチング
方法。1. A parallel plate type dry etching method in which a substrate to be etched is closely arranged on an electrode, wherein at least a surface of the inner surface of the apparatus facing discharge plasma which is subjected to ion bombardment is covered with an alumina ceramic material. A reactive sputter etching method comprising introducing a mixed gas of sulfur hexafluoride and chlorofluorocarbon as an etching gas.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61150388A JPH0691041B2 (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Reactive sputter etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150388A JPH0691041B2 (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Reactive sputter etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635528A JPS635528A (en) | 1988-01-11 |
| JPH0691041B2 true JPH0691041B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=15495901
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP61150388A Expired - Lifetime JPH0691041B2 (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Reactive sputter etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0691041B2 (en) |
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-
1986
- 1986-06-25 JP JP61150388A patent/JPH0691041B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS635528A (en) | 1988-01-11 |
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