JPH07226394A - 半導体処理方法および半導体処理装置 - Google Patents
半導体処理方法および半導体処理装置Info
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- JPH07226394A JPH07226394A JP6018233A JP1823394A JPH07226394A JP H07226394 A JPH07226394 A JP H07226394A JP 6018233 A JP6018233 A JP 6018233A JP 1823394 A JP1823394 A JP 1823394A JP H07226394 A JPH07226394 A JP H07226394A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異方性にすぐれたエッチング形状が得られる
半導体処理装置を提供する。 【構成】 被処理体６表面に電子のみを供給する電子銃
１７を反応処理室１に設け、プラズマ生成による被処理
体６のエッチングと電子銃１７による被処理体６表面へ
の電子のみの供給を交互に行い、エッチング中に被処理
体６表面のパターン内に形成される局所的な電場を緩和
する。 【効果】 被処理体６表面に入射するイオンの軌道が曲
げられることなくエッチングが進行するので、異方性に
すぐれたエッチング形状が得られる。
半導体処理装置を提供する。 【構成】 被処理体６表面に電子のみを供給する電子銃
１７を反応処理室１に設け、プラズマ生成による被処理
体６のエッチングと電子銃１７による被処理体６表面へ
の電子のみの供給を交互に行い、エッチング中に被処理
体６表面のパターン内に形成される局所的な電場を緩和
する。 【効果】 被処理体６表面に入射するイオンの軌道が曲
げられることなくエッチングが進行するので、異方性に
すぐれたエッチング形状が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空容器内に放電プラ
ズマを発生させ、該プラズマを利用して真空中で被処理
体表面にエッチング処理を行う半導体処理方法、および
半導体処理装置に関するものである。
ズマを発生させ、該プラズマを利用して真空中で被処理
体表面にエッチング処理を行う半導体処理方法、および
半導体処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】頭記した半導体処理装置の一例として、
図７にＥＣＲ放電プラズマを用いたエッチング装置の従
来構成図を示す。図において、反応処理室１の上部に
は、石英製のマイクロ波導入窓２をもつプラズマ生成室
３が設けてある。プラズマ生成室３には、真空処理室内
にエッチング用処理ガスを供給するガス供給源（図示省
略）につながるガス供給口４が設けてある。また、反応
処理室１には真空処理室内部を所定の圧力に減圧・排気
する真空排気装置（図示省略）につながる真空排気口５
が設けてある。反応処理室１の内部には、被処理体６を
配置する試料台７が設けてある。プラズマ生成室３の上
には導波管８が設けてあり、導波管８の端部にはマイク
ロ波を発振するマグネトロン９が設けてある。また、プ
ラズマ生成室３の外側にはプラズマ生成室３内に所定の
磁界を発生させるコイル１０が設けてある。
図７にＥＣＲ放電プラズマを用いたエッチング装置の従
来構成図を示す。図において、反応処理室１の上部に
は、石英製のマイクロ波導入窓２をもつプラズマ生成室
３が設けてある。プラズマ生成室３には、真空処理室内
にエッチング用処理ガスを供給するガス供給源（図示省
略）につながるガス供給口４が設けてある。また、反応
処理室１には真空処理室内部を所定の圧力に減圧・排気
する真空排気装置（図示省略）につながる真空排気口５
が設けてある。反応処理室１の内部には、被処理体６を
配置する試料台７が設けてある。プラズマ生成室３の上
には導波管８が設けてあり、導波管８の端部にはマイク
ロ波を発振するマグネトロン９が設けてある。また、プ
ラズマ生成室３の外側にはプラズマ生成室３内に所定の
磁界を発生させるコイル１０が設けてある。
【０００３】次に動作について説明する。被処理体６
は、搬送系（図示省略）により反応処理室１内に搬送さ
れ、試料台７の所定の位置に配置される。次に、ガス供
給口４より、真空処理室内にエッチング用処理ガスを導
入する。一方、真空排気口５より排気を行い、真空処理
室内を所定のガス圧に保つ。次に導波管８によってマグ
ネトロン９からのマイクロ波をプラズマ生成室３に導入
するとともに、コイル１０によって磁界を形成し、マイ
クロ波の電界とコイル１０による磁界との作用によって
プラズマ生成室３内の処理ガスをプラズマ化する。この
プラズマ中の各種イオン、ラジカル等が、プラズマと被
処理体表面近傍に形成される電位の遷移領域によって加
速され、被処理体６表面のエッチングが行われる。
は、搬送系（図示省略）により反応処理室１内に搬送さ
れ、試料台７の所定の位置に配置される。次に、ガス供
給口４より、真空処理室内にエッチング用処理ガスを導
入する。一方、真空排気口５より排気を行い、真空処理
室内を所定のガス圧に保つ。次に導波管８によってマグ
ネトロン９からのマイクロ波をプラズマ生成室３に導入
するとともに、コイル１０によって磁界を形成し、マイ
クロ波の電界とコイル１０による磁界との作用によって
プラズマ生成室３内の処理ガスをプラズマ化する。この
プラズマ中の各種イオン、ラジカル等が、プラズマと被
処理体表面近傍に形成される電位の遷移領域によって加
速され、被処理体６表面のエッチングが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図８は、従来のエッチ
ング装置を用いて被処理体６のオーバーエッチング時に
おける被処理体表面の断面模式図である。マスク１１お
よび下地膜１２は絶縁物で構成されている。エッチング
膜１５は導電性である。プラズマから被処理体６表面に
電子は等方的、イオンは異方的に連続的に入射するた
め、マスク１１側面には負の電荷１３が、またパターン
底部の下地膜１２には正の電荷１４がたまり、局所的な
電場（垂直方向からある角度をもつ）が形成されてい
き、やがてパターン底部の下地膜１２では正の電荷１４
が飽和し、上記局所的な電場の角度が大きくなる。これ
により、表面に入射するイオンの軌道が大きく曲がり、
特にエッチング膜１５と下地膜１２との界面との間に過
剰エッチング部分１６が生じる。一方、半導体装置は微
細化がすすみ、従って上記のような、パターン内の過剰
エッチング部分１６の大きさの、パターン寸法に対する
割合が無視できなくなり半導体装置の信頼性の低下を招
くという問題点が生じている。対策としては、保護膜を
側壁に備え、過剰エッチングが起こらないようにする方
法があるが、形状とのトレードオフに問題があり、使用
に困難である。
ング装置を用いて被処理体６のオーバーエッチング時に
おける被処理体表面の断面模式図である。マスク１１お
よび下地膜１２は絶縁物で構成されている。エッチング
膜１５は導電性である。プラズマから被処理体６表面に
電子は等方的、イオンは異方的に連続的に入射するた
め、マスク１１側面には負の電荷１３が、またパターン
底部の下地膜１２には正の電荷１４がたまり、局所的な
電場（垂直方向からある角度をもつ）が形成されてい
き、やがてパターン底部の下地膜１２では正の電荷１４
が飽和し、上記局所的な電場の角度が大きくなる。これ
により、表面に入射するイオンの軌道が大きく曲がり、
特にエッチング膜１５と下地膜１２との界面との間に過
剰エッチング部分１６が生じる。一方、半導体装置は微
細化がすすみ、従って上記のような、パターン内の過剰
エッチング部分１６の大きさの、パターン寸法に対する
割合が無視できなくなり半導体装置の信頼性の低下を招
くという問題点が生じている。対策としては、保護膜を
側壁に備え、過剰エッチングが起こらないようにする方
法があるが、形状とのトレードオフに問題があり、使用
に困難である。
【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解消するた
めになされたもので、被処理体に対し、異方性に優れた
形状のエッチングを行うことができ、信頼性の高い半導
体装置を製造することのできる半導体処理方法、およ
び、半導体処理装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、被処理体に対し、異方性に優れた
形状のエッチングを行うことができ、信頼性の高い半導
体装置を製造することのできる半導体処理方法、およ
び、半導体処理装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体処理
方法、および、半導体処理装置は、被処理体表面にエッ
チングを行う工程と、上記被処理体表面に電子を供給す
る工程とを交互に行う。
方法、および、半導体処理装置は、被処理体表面にエッ
チングを行う工程と、上記被処理体表面に電子を供給す
る工程とを交互に行う。
【０００７】さらに、電子供給時に被処理体に電圧を印
加する。
加する。
【０００８】
【作用】本発明における半導体処理方法、および半導体
処理装置では、プラズマ生成による被処理体のエッチン
グと電子供給手段による被処理体表面への電子の供給が
交互に行われるため、エッチング中に被処理体表面に生
じる局所的な電場が、被処理体表面への電子の供給で緩
和され、入射するイオンは軌道を曲げられることなくエ
ッチングが進行するので異方性にすぐれた形状が得られ
る。
処理装置では、プラズマ生成による被処理体のエッチン
グと電子供給手段による被処理体表面への電子の供給が
交互に行われるため、エッチング中に被処理体表面に生
じる局所的な電場が、被処理体表面への電子の供給で緩
和され、入射するイオンは軌道を曲げられることなくエ
ッチングが進行するので異方性にすぐれた形状が得られ
る。
【０００９】さらに、被処理体表面に電子供給手段で電
子を供給する時、被処理体を保持する試料台に電圧を印
加することにより、エッチング中に被処理体表面に生じ
る局所的な電場の緩和が速く行われるので、異方性にす
ぐれた形状が短い処理時間で得られる。
子を供給する時、被処理体を保持する試料台に電圧を印
加することにより、エッチング中に被処理体表面に生じ
る局所的な電場の緩和が速く行われるので、異方性にす
ぐれた形状が短い処理時間で得られる。
【００１０】
実施例１．以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は、本発明の一実施例である半導体処理装置の
構成を示す断面図である。電子銃１７は、反応処理室１
に設けてあり、電子銃１７により生成される電子は、電
子シャワー１８として被処理体６表面に供給される。電
子銃１７と被処理体６とが、充分離れている場合は、電
子シャワー１８の電子線はほぼ平行に入射すると考えら
れる。
る。図１は、本発明の一実施例である半導体処理装置の
構成を示す断面図である。電子銃１７は、反応処理室１
に設けてあり、電子銃１７により生成される電子は、電
子シャワー１８として被処理体６表面に供給される。電
子銃１７と被処理体６とが、充分離れている場合は、電
子シャワー１８の電子線はほぼ平行に入射すると考えら
れる。
【００１１】次に動作について説明する。被処理体６
は、搬送系（図示省略）により反応処理室１内に搬送さ
れ、試料台７の所定の位置に配置される。次にガス供給
口４より、真空処理室内にエッチング用処理ガスを導入
するとともに、真空排気口５より排気を行い、真空処理
室内を所定のガス圧に保つ。次に導波管８によってマグ
ネトロン９からのマイクロ波をプラズマ生成室３に導入
するとともに、コイル１０によって磁界を形成し、マイ
クロ波の電界とコイル１０による磁界との作用によって
プラズマ生成室３内の処理ガスをプラズマ化する。ま
ず、このプラズマ中の各種イオン、ラジカル等が、プラ
ズマと被処理体６表面近傍に形成される電位の遷移領域
によって加速され、被処理体６表面のエッチングが行わ
れる。このエッチング中に被処理体６表面に電子は等方
的、イオンは異方的に入射するため、エッチング時間の
経過とともに図２に示すように下地膜１２に正電荷が、
マスク１１の上部には負電荷が蓄積され、被処理体６表
面のパターン内に局所的な電場（垂直方向からある角度
をもった電場）が形成されていく。被処理体６表面パタ
ーン内の局所的な電場が十分に大きくならない時間（下
地膜１６に正電荷が蓄積され飽和する前），（上記角度
が十分に大きくならない時間）にプラズマ生成室３内の
処理ガスのプラズマ化を停止し、同時にガス供給口４か
らのエッチング処理ガスの導入を停止し、真空処理内の
真空度を上げる。次に電子銃１７により電子シャワー１
８を生成し、被処理体６表面に電子のみを供給し、上記
エッチング時に形成された被処理体６表面パターン内の
電位を均一にし、上記角度を小さくする。被処理体６表
面パターン内の局所的な電場を十分緩和する（上記角度
を充分小さくする）時間の経過後、電子銃１７による電
子シャワー１８の形成を停止し、再び上記手順にてプラ
ズマを生成しエッチングを行う。そして所定のエッチン
グ量が得られるまで上記プラズマによるエッチングの工
程と電子シャワーによる電子供給の工程を交互に繰り返
し行う。電子シャワーによる被処理体６表面への電子の
みの供給により被処理体６表面パターン内の局所的な電
場が緩和される（上記角度が十分小さくなる）ため、プ
ラズマによる被処理体６のエッチング時に被処理体６表
面パターン内に入射するイオンの軌道は曲げられない。
したがって異方性を保ったままエッチングが進行し、被
処理体６に異方性にすぐれた形状を得ることができる。
は、搬送系（図示省略）により反応処理室１内に搬送さ
れ、試料台７の所定の位置に配置される。次にガス供給
口４より、真空処理室内にエッチング用処理ガスを導入
するとともに、真空排気口５より排気を行い、真空処理
室内を所定のガス圧に保つ。次に導波管８によってマグ
ネトロン９からのマイクロ波をプラズマ生成室３に導入
するとともに、コイル１０によって磁界を形成し、マイ
クロ波の電界とコイル１０による磁界との作用によって
プラズマ生成室３内の処理ガスをプラズマ化する。ま
ず、このプラズマ中の各種イオン、ラジカル等が、プラ
ズマと被処理体６表面近傍に形成される電位の遷移領域
によって加速され、被処理体６表面のエッチングが行わ
れる。このエッチング中に被処理体６表面に電子は等方
的、イオンは異方的に入射するため、エッチング時間の
経過とともに図２に示すように下地膜１２に正電荷が、
マスク１１の上部には負電荷が蓄積され、被処理体６表
面のパターン内に局所的な電場（垂直方向からある角度
をもった電場）が形成されていく。被処理体６表面パタ
ーン内の局所的な電場が十分に大きくならない時間（下
地膜１６に正電荷が蓄積され飽和する前），（上記角度
が十分に大きくならない時間）にプラズマ生成室３内の
処理ガスのプラズマ化を停止し、同時にガス供給口４か
らのエッチング処理ガスの導入を停止し、真空処理内の
真空度を上げる。次に電子銃１７により電子シャワー１
８を生成し、被処理体６表面に電子のみを供給し、上記
エッチング時に形成された被処理体６表面パターン内の
電位を均一にし、上記角度を小さくする。被処理体６表
面パターン内の局所的な電場を十分緩和する（上記角度
を充分小さくする）時間の経過後、電子銃１７による電
子シャワー１８の形成を停止し、再び上記手順にてプラ
ズマを生成しエッチングを行う。そして所定のエッチン
グ量が得られるまで上記プラズマによるエッチングの工
程と電子シャワーによる電子供給の工程を交互に繰り返
し行う。電子シャワーによる被処理体６表面への電子の
みの供給により被処理体６表面パターン内の局所的な電
場が緩和される（上記角度が十分小さくなる）ため、プ
ラズマによる被処理体６のエッチング時に被処理体６表
面パターン内に入射するイオンの軌道は曲げられない。
したがって異方性を保ったままエッチングが進行し、被
処理体６に異方性にすぐれた形状を得ることができる。
【００１２】さらに、電子シャワー１８の照射量は、図
３に示すように、例えば、時間に対して増加するように
変化させてもよい。照射開始から時間がたつにつれ下地
膜１２にある正電荷の量は減っていくため、電子シャワ
ー１８の速度が小さくなって、時間あたりの電子の到達
量が減少するのを押さえ、電子シャワー照射量一定のと
きと同様の効果をより効率よく得ることができる。ま
た、上記では、電子シャワーを生成する電子銃が１個の
場合について述べているが、電子銃の個数は２個以上の
複数個でもかまわないことはいうまでもなく、この複数
個の電子銃の動作を時間的にずらして行っても同様の効
果を奏する。図４に示すように、例えば、照射電子銃の
個数を、時間が経つにつれ増加させる。下地膜１２にお
いて、電子照射のため時間がたつにつれ正電荷の量が減
っていくために、電子シャワー１８の速度が小さくな
り、時間あたりの電子の到達量が減っていくのを押さ
え、照射電子銃個数が１個のときと同様の効果を、より
効率よく得ることができる。
３に示すように、例えば、時間に対して増加するように
変化させてもよい。照射開始から時間がたつにつれ下地
膜１２にある正電荷の量は減っていくため、電子シャワ
ー１８の速度が小さくなって、時間あたりの電子の到達
量が減少するのを押さえ、電子シャワー照射量一定のと
きと同様の効果をより効率よく得ることができる。ま
た、上記では、電子シャワーを生成する電子銃が１個の
場合について述べているが、電子銃の個数は２個以上の
複数個でもかまわないことはいうまでもなく、この複数
個の電子銃の動作を時間的にずらして行っても同様の効
果を奏する。図４に示すように、例えば、照射電子銃の
個数を、時間が経つにつれ増加させる。下地膜１２にお
いて、電子照射のため時間がたつにつれ正電荷の量が減
っていくために、電子シャワー１８の速度が小さくな
り、時間あたりの電子の到達量が減っていくのを押さ
え、照射電子銃個数が１個のときと同様の効果を、より
効率よく得ることができる。
【００１３】実施例２．図５に示す別の実施例を示す。
図５にいて図１と同一符号は同一部分を示す。試料台７
には電源１９がつながっており、１個の、あるいは複数
個の電子銃１７により電子シャワー１８が生成され、被
処理体６表面に電子が供給されている間、試料台７に正
のＤＣ電圧が印加される。この正のＤＣ電圧により電子
シャワー１８中の電子が引き寄せられ、被処理体６表面
パターン内に効率よく入射し、被処理体６表面パターン
内の電位を均一にし、電場の傾きを小さくする。したが
って実施例１と同様の効果をより効率よく得ることがで
きる。試料台７と電源１９で、正のＤＣ電圧を印加する
手段を構成する。
図５にいて図１と同一符号は同一部分を示す。試料台７
には電源１９がつながっており、１個の、あるいは複数
個の電子銃１７により電子シャワー１８が生成され、被
処理体６表面に電子が供給されている間、試料台７に正
のＤＣ電圧が印加される。この正のＤＣ電圧により電子
シャワー１８中の電子が引き寄せられ、被処理体６表面
パターン内に効率よく入射し、被処理体６表面パターン
内の電位を均一にし、電場の傾きを小さくする。したが
って実施例１と同様の効果をより効率よく得ることがで
きる。試料台７と電源１９で、正のＤＣ電圧を印加する
手段を構成する。
【００１４】上記実施例２において、試料台７に印加す
る電圧は、図６に示すような、例えば電子銃照射時間内
で増加するように変化する正の電圧であってもよい。こ
れにより電子の速度の減少が押さえられ、より効率よく
エッチングが進められる。
る電圧は、図６に示すような、例えば電子銃照射時間内
で増加するように変化する正の電圧であってもよい。こ
れにより電子の速度の減少が押さえられ、より効率よく
エッチングが進められる。
【００１５】本実施例は正のＤＣ電圧でも同様の効果を
奏する。
奏する。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明の半導体処理装
置および半導体処理方法によれば、被処理体の表面処理
に対して異方性にすぐれた形状が得られ、信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
置および半導体処理方法によれば、被処理体の表面処理
に対して異方性にすぐれた形状が得られ、信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
【００１７】さらには処理時間を短くできる。
【図１】本発明の一実施例による半導体処理装置を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の一実施例における被処理体のエッチン
グ時の被処理体表面の断面模式図である。
グ時の被処理体表面の断面模式図である。
【図３】本発明の他の実施例における電子シャワー照射
量の変化を示すグラフである。
量の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例における照射電子銃個数の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施例における半導体処理装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例におけるＤＣ電圧の印加電
圧量の変化を示すグラフである。
圧量の変化を示すグラフである。
【図７】従来技術における半導体処理装置を示す断面図
である。
である。
【図８】従来技術の半導体処理装置を用いた被処理体の
オーバーエッチング時における被処理体表面の断面模式
図である。
オーバーエッチング時における被処理体表面の断面模式
図である。
１ 反応処理室 ２ マイクロ波導入窓 ３ プラズマ生成室 ４ ガス供給口 ５ 真空排気口 ６ 被処理体 ７ 試料台 ８ 導波管 ９ マグネトロン １０ コイル １１ マスク １２ 下地膜 １３ 負の電荷 １４ 正の電荷 １５ エッチング膜 １６ 過剰エッチング部分 １７ 電子銃 １８ 電子シャワー １９ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/06 Ｚ 37/08 37/305 Ａ 9172−5Ｅ
Claims (5)
- 【請求項１】 真空容器内に放電プラズマを発生させ、
該プラズマで被処理体表面にエッチングを行う工程と、
上記被処理体表面に電子を供給する工程とを交互に行う
ことを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２】 上記被処理体表面に電子を供給する時
に、上記被処理体に電圧を印加すること特徴とする請求
項第１項の半導体処理方法。 - 【請求項３】 真空容器内に放電プラズマを発生させ、
該プラズマで被処理体表面にエッチングを行う半導体処
理装置において、該被処理体表面に電子を供給する、電
子供給手段を具備していることを特徴とする半導体処理
装置。 - 【請求項４】 該被処理体に電圧を印加する手段を具備
することを特徴とする請求項第３項記載の半導体処理装
置。 - 【請求項５】 電子供給手段は電子銃であることを特徴
とする請求項第３項の半導体処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018233A JPH07226394A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体処理方法および半導体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018233A JPH07226394A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体処理方法および半導体処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226394A true JPH07226394A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11965961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6018233A Pending JPH07226394A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体処理方法および半導体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07226394A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009032791A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Nikon Corp | 飛散粒子除去装置、飛散粒子の低減方法、光源装置、露光装置及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2014513427A (ja) * | 2011-04-11 | 2014-05-29 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体処理のための電子ビーム強化式分離型プラズマ源 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6018233A patent/JPH07226394A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009032791A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Nikon Corp | 飛散粒子除去装置、飛散粒子の低減方法、光源装置、露光装置及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2014513427A (ja) * | 2011-04-11 | 2014-05-29 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体処理のための電子ビーム強化式分離型プラズマ源 |
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