JPH0732148B2 - 反応性スパツタエツチング方法 - Google Patents
反応性スパツタエツチング方法Info
- Publication number
- JPH0732148B2 JPH0732148B2 JP60284308A JP28430885A JPH0732148B2 JP H0732148 B2 JPH0732148 B2 JP H0732148B2 JP 60284308 A JP60284308 A JP 60284308A JP 28430885 A JP28430885 A JP 28430885A JP H0732148 B2 JPH0732148 B2 JP H0732148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- electrode
- temperature
- cooling water
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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装置を使用する
反応性スパッタエッチング方法に関するものである。
反応性スパッタエッチング方法に関するものである。
〔従来の技術〕 反応性スパッタエッチング方法は、半導体素子を製造す
るために欠かせない技術となっている。このエッチング
方法は被エッチング物質に見合ったターゲット電極部材
とエッチング導入ガスとの組合せによってエッチング特
性が決まると言っても過言ではない。この方法では平行
平板に存在する二電極間に高周波電界を印加して発生す
るプラズマ中の活性イオンが電極（被エッチング物質を
配置した陰極側）の表面近傍のイオンシース帯で加速さ
れ、被エッチング物質よりなる基板の表面では物理的な
イオン衝撃とプラズマ中に発生した化学的に活性な中性
分子の両作用によってエッチング反応が進む。これらの
エッチング反応にはイオンスパッタ熱、化学反応熱によ
る温度上昇が伴い、被エッチング物質は次第に温度が上
昇する。
るために欠かせない技術となっている。このエッチング
方法は被エッチング物質に見合ったターゲット電極部材
とエッチング導入ガスとの組合せによってエッチング特
性が決まると言っても過言ではない。この方法では平行
平板に存在する二電極間に高周波電界を印加して発生す
るプラズマ中の活性イオンが電極（被エッチング物質を
配置した陰極側）の表面近傍のイオンシース帯で加速さ
れ、被エッチング物質よりなる基板の表面では物理的な
イオン衝撃とプラズマ中に発生した化学的に活性な中性
分子の両作用によってエッチング反応が進む。これらの
エッチング反応にはイオンスパッタ熱、化学反応熱によ
る温度上昇が伴い、被エッチング物質は次第に温度が上
昇する。
従来の反応性スパッタエッチング方法ではこれらの温度
上昇を防止するために室温の20℃程度に保たれた冷却水
を電極内部に循環させている。
上昇を防止するために室温の20℃程度に保たれた冷却水
を電極内部に循環させている。
最近、微細化，高アスペクト比がドライエッチング加工
技術に課せられている。一例としての素子分離法では、
シリコン基板に３〜10μｍ程度の深い溝掘りが必要とさ
れるためにエッチング処理時間も従来よりはるかに長
く、それに伴なって被エッチング物質の基板温度が上が
る傾向がある。
技術に課せられている。一例としての素子分離法では、
シリコン基板に３〜10μｍ程度の深い溝掘りが必要とさ
れるためにエッチング処理時間も従来よりはるかに長
く、それに伴なって被エッチング物質の基板温度が上が
る傾向がある。
通常、反応性スパッタエッチングに際して問題点を生じ
る原因は、温度上昇により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、再付着により被エッチ
ング物質表面の荒れの発生、また前述の再付着にるエッ
チング速度の減少、溝の断面形状のアンダーカット等の
エッチング加工における精度の低下などであり、反応性
スパッタエッチング時の基板温度の上昇は多方面に悪影
響をもたらしている。
る原因は、温度上昇により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、再付着により被エッチ
ング物質表面の荒れの発生、また前述の再付着にるエッ
チング速度の減少、溝の断面形状のアンダーカット等の
エッチング加工における精度の低下などであり、反応性
スパッタエッチング時の基板温度の上昇は多方面に悪影
響をもたらしている。
本発明の目的は、反応性スパッタエッチングにおける被
エッチング物質の基板温度の上昇により引起こされる、
被エッチング物質の表面の流れ、エッチング形状のアン
ダーカット、エッチング速度の減少、マスク材との選択
性の低下等を防止することのできる反応性スパッタエッ
チング方法を提供することにある。
エッチング物質の基板温度の上昇により引起こされる、
被エッチング物質の表面の流れ、エッチング形状のアン
ダーカット、エッチング速度の減少、マスク材との選択
性の低下等を防止することのできる反応性スパッタエッ
チング方法を提供することにある。
本発明は、シリコン酸化膜をマスクにして、シリコンを
エッチングするドライエッチングを装着による反応性ス
パッタエッチング方法において、セラミックからなる電
極被覆材により被覆された電極にエッチング試料を密接
に配置し、エッチングガス体に四塩化ケイ素を用い、冷
却水の温度を０〜−20℃の範囲に制御し、前記電極内部
に前記冷却水を循環させることを特徴とする。なお、冷
却水にはエチレングリコール等を混ぜ０℃以下でも凍ら
ないようにする。
エッチングするドライエッチングを装着による反応性ス
パッタエッチング方法において、セラミックからなる電
極被覆材により被覆された電極にエッチング試料を密接
に配置し、エッチングガス体に四塩化ケイ素を用い、冷
却水の温度を０〜−20℃の範囲に制御し、前記電極内部
に前記冷却水を循環させることを特徴とする。なお、冷
却水にはエチレングリコール等を混ぜ０℃以下でも凍ら
ないようにする。
電極内部の冷却水の温度を０〜−20℃の範囲に低温化す
ることにより被エッチング物質基板の温度上昇を防止で
き、反応性スパッタエッチング時に問題となる堆積物，
再付着物等によるエッチング表面の荒れ、エッチング形
状のアンダーカット、マスク材との選択性の低下などの
欠点を生じないエッチングが可能になる。
ることにより被エッチング物質基板の温度上昇を防止で
き、反応性スパッタエッチング時に問題となる堆積物，
再付着物等によるエッチング表面の荒れ、エッチング形
状のアンダーカット、マスク材との選択性の低下などの
欠点を生じないエッチングが可能になる。
本発明による実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例に使用される平行平板型ドライ
エッチング装置の基本構成を示す。この平行平板型ドラ
イエッチング装置において、真空室１内のターゲット電
極２（ターゲット電極材質は一般的には金属であるがエ
ッチング中の金属汚染やエッチング特性に見合うように
熱伝導性に優れたアルミナ等のセラミックス材の溝板を
電極被覆部材３として用いてもよい）の上に被エッチン
グ物質４の単結晶シリコン又は多結晶シリコンを密接し
て配置する。次に、エッチング導入ガス体として例えば
四塩化ケイ素をガス吹出管５から吹出し、高周波電源６
を投入すると、放電間隔を決めている対向電極７とター
ゲット電極２の間にプラズマが発生し、エッチングが進
行する。それに伴なって被エッチング物質４の基板温度
が上昇する。
エッチング装置の基本構成を示す。この平行平板型ドラ
イエッチング装置において、真空室１内のターゲット電
極２（ターゲット電極材質は一般的には金属であるがエ
ッチング中の金属汚染やエッチング特性に見合うように
熱伝導性に優れたアルミナ等のセラミックス材の溝板を
電極被覆部材３として用いてもよい）の上に被エッチン
グ物質４の単結晶シリコン又は多結晶シリコンを密接し
て配置する。次に、エッチング導入ガス体として例えば
四塩化ケイ素をガス吹出管５から吹出し、高周波電源６
を投入すると、放電間隔を決めている対向電極７とター
ゲット電極２の間にプラズマが発生し、エッチングが進
行する。それに伴なって被エッチング物質４の基板温度
が上昇する。
この基板温度の上昇を防止するためには、ターゲット電
極２の内部に冷凍循環機８により冷却水９を循環させ
る。
極２の内部に冷凍循環機８により冷却水９を循環させ
る。
第２図は冷却水温度設定別による被エッチング物質のシ
リコンとマスク材のシリコン酸化膜との選択比を示す。
冷却水の温度が従来のように20℃（室温）の場合には被
エッチング物質４の基板温度は150℃程度まで上昇し、
選択比は５というように良好な値は得られない。本発明
者による実験によれば、冷却水温度が０〜−20℃の範囲
で良好な選択比を得ることができた。また、冷却水の温
度を０〜−20℃と低温化することにより、エッチング表
面の荒れ、エッチング形状のアンダーカットなどの欠点
が生じないことも確かめられた。
リコンとマスク材のシリコン酸化膜との選択比を示す。
冷却水の温度が従来のように20℃（室温）の場合には被
エッチング物質４の基板温度は150℃程度まで上昇し、
選択比は５というように良好な値は得られない。本発明
者による実験によれば、冷却水温度が０〜−20℃の範囲
で良好な選択比を得ることができた。また、冷却水の温
度を０〜−20℃と低温化することにより、エッチング表
面の荒れ、エッチング形状のアンダーカットなどの欠点
が生じないことも確かめられた。
以上のように本実施例の反応性スパッタエッチング方法
では、エッチングの経過に伴っての被エッチング物質の
基板の温度上昇を防止するためにターゲット電極２の内
部に冷凍循環機８を用いて０〜−20℃の冷却水９を循環
して、ターゲット電極２に密接して配置した被エッチン
グ物質の基板を低温保持するのが好適である。
では、エッチングの経過に伴っての被エッチング物質の
基板の温度上昇を防止するためにターゲット電極２の内
部に冷凍循環機８を用いて０〜−20℃の冷却水９を循環
して、ターゲット電極２に密接して配置した被エッチン
グ物質の基板を低温保持するのが好適である。
反応性スパッタエッチングは、電極被覆材とエッチング
導入ガスとエッチング試料の温度の３つの要因の組合せ
と装置固有の諸特性により、反応性スパッタエッチング
の加工特性が決定することが知られている。低温電極に
エッチング試料が密着配置できる形状のセラミック電極
被覆材を用い、エッチングガス体に四塩化ケイ素を導入
し、エッチャント（活性種）の吸着、減少やアウトガス
による増加作用等の、エッチングガスや装置における諸
条件では制御できない微妙な効果が得られ、かつエッチ
ング試料を０〜−20℃の範囲の冷却水で冷却することに
より、深く溝を掘る際の矩形状の優れた加工（デポとエ
ッチングの加工形状に依存する制御）と、シリコン酸化
物とシリコンの高選択比が得られる点が本発明の特徴で
あり、冷却温度の設定範囲は、−20℃以下では、堆積物
が少なくなり溝形状にアンダーカットを生じ、加工形状
が悪く、また、シリコン酸化物とシリコンの選択比も低
下する。本発明の範囲外では効果が得られないことが判
明している。本発明の効果は、低温化と電極被覆材及び
エッチング導入ガスとの３つの要因による究極の条件設
定により得られる特徴である。
導入ガスとエッチング試料の温度の３つの要因の組合せ
と装置固有の諸特性により、反応性スパッタエッチング
の加工特性が決定することが知られている。低温電極に
エッチング試料が密着配置できる形状のセラミック電極
被覆材を用い、エッチングガス体に四塩化ケイ素を導入
し、エッチャント（活性種）の吸着、減少やアウトガス
による増加作用等の、エッチングガスや装置における諸
条件では制御できない微妙な効果が得られ、かつエッチ
ング試料を０〜−20℃の範囲の冷却水で冷却することに
より、深く溝を掘る際の矩形状の優れた加工（デポとエ
ッチングの加工形状に依存する制御）と、シリコン酸化
物とシリコンの高選択比が得られる点が本発明の特徴で
あり、冷却温度の設定範囲は、−20℃以下では、堆積物
が少なくなり溝形状にアンダーカットを生じ、加工形状
が悪く、また、シリコン酸化物とシリコンの選択比も低
下する。本発明の範囲外では効果が得られないことが判
明している。本発明の効果は、低温化と電極被覆材及び
エッチング導入ガスとの３つの要因による究極の条件設
定により得られる特徴である。
本発明によればエッチング中の被エッチング物質の温度
上昇を防ぐことができるので、再反応物質による再付着
等による被エッチング物質表面の荒れ、断面形状のアン
ダーカット、エッチング速度の減少の防止、マスク材と
の高選択比を得るなどの優れた効果が得られる。
上昇を防ぐことができるので、再反応物質による再付着
等による被エッチング物質表面の荒れ、断面形状のアン
ダーカット、エッチング速度の減少の防止、マスク材と
の高選択比を得るなどの優れた効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例に使用されるドライエッチン
グ装置の構成図、 第２図は冷却水温度設定別による被エッチング物質のシ
リコンとマスク材の酸化膜との選択比を示すグラフ図で
ある。 １……真空室 ２……ターゲット電極 ３……電極被覆部材 ４……被エッチング物質 ５……ガス吹出管 ６……高周波電源 ７……対向電極 ８……冷凍循環機 ９……冷却水
グ装置の構成図、 第２図は冷却水温度設定別による被エッチング物質のシ
リコンとマスク材の酸化膜との選択比を示すグラフ図で
ある。 １……真空室 ２……ターゲット電極 ３……電極被覆部材 ４……被エッチング物質 ５……ガス吹出管 ６……高周波電源 ７……対向電極 ８……冷凍循環機 ９……冷却水
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン酸化膜をマスクにして、シリコン
をエッチングするドライエッチング装置による反応性ス
パッタエッチング方法において、 セラミックからなる電極被覆材により被覆された電極に
エッチング試料を密接に配置し、 エッチングガス体に四塩化ケイ素を用い、 冷却水の温度を０〜−20℃の範囲に制御し、 前記電極内部に前記冷却水を循環させることを特徴とす
る反応性スパッタエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284308A JPH0732148B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 反応性スパツタエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284308A JPH0732148B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 反応性スパツタエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144330A JPS62144330A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0732148B2 true JPH0732148B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=17676855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60284308A Expired - Lifetime JPH0732148B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 反応性スパツタエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732148B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768689B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1998-06-25 | 株式会社東芝 | ドライエッチング方法 |
| JP2512783B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1996-07-03 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング方法及び装置 |
| JPH02130822A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Hitachi Ltd | プラズマエッチング方法 |
| JP2574899B2 (ja) * | 1989-08-30 | 1997-01-22 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング装置 |
| WO2015011829A1 (ja) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4381965A (en) * | 1982-01-06 | 1983-05-03 | Drytek, Inc. | Multi-planar electrode plasma etching |
| JPS6045037A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の基板構造およびその製造方法 |
| JPS59205719A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエツチング装置 |
| JPH0614518B2 (ja) * | 1984-01-27 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | 表面反応の制御方法 |
| JPS61240635A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-25 | Sanyo Electric Co Ltd | ドライエツチング方法 |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60284308A patent/JPH0732148B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62144330A (ja) | 1987-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2918892B2 (ja) | プラズマエッチング処理方法 | |
| TWI375735B (en) | Methods and apparatus for tuning a set of plasma processing steps | |
| US5895586A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method in which a part of the processing chamber is formed using a pre-fluorinated material of aluminum | |
| JP3006048B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH0732148B2 (ja) | 反応性スパツタエツチング方法 | |
| JPS63115338A (ja) | 低温ドライエツチング方法及びその装置 | |
| JPS5814507B2 (ja) | シリコンを選択的にイオン食刻する方法 | |
| JP2921499B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| WO2008049024A1 (en) | Methods and apparatus for tuning a set of plasma processing steps | |
| US5536364A (en) | Process of plasma etching silicon | |
| JPH0722393A (ja) | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 | |
| JP3489555B2 (ja) | シリコン残渣除去方法 | |
| JPS6110239A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH0760815B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2656468B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH0691041B2 (ja) | 反応性スパッタエッチング方法 | |
| US3484358A (en) | Method and apparatus for reactive sputtering wherein the sputtering target is contacted by an inert gas | |
| JP3002033B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH07273089A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JPH0457091B2 (ja) | ||
| KR200211254Y1 (ko) | 건식각장치의 석영원판구조 | |
| JPS63124420A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JPH05166762A (ja) | エッチング方法 | |
| JPH0590180A (ja) | プラズマｃｖｄ処理装置のドライクリーニング方法 | |
| JPH05304116A (ja) | ドライエッチング装置 |