JPH08222546A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JPH08222546A JPH08222546A JP2377995A JP2377995A JPH08222546A JP H08222546 A JPH08222546 A JP H08222546A JP 2377995 A JP2377995 A JP 2377995A JP 2377995 A JP2377995 A JP 2377995A JP H08222546 A JPH08222546 A JP H08222546A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体材料、単体半導体材料、絶縁性
材料の反応性ドライエッチング方法を提供する。 【構成】 基板を所望のパタン形状に加工するに際し、
基板材料である試料１と化学的に反応し反応生成物を生
じるガス（例えばＢｒ2 ）を用いる反応性ドライエッチ
ング法において、上記反応性ガスとしての第１のガス
を、試料室１０内でそれ自身と基板材料とは自発的に化
学反応を生起しない状態で試料１の表面近傍にガス導入
口１７より供給するとともに、前記第１の反応性ガスと
基板材料とが化学反応を生起するためのプラズマ室１３
内で生成されたプラズマを、引き出しグリット１６を介
して第２の粒子ビーム（原子ビームまたは分子ビーム）
として試料１表面に入射し、前記第１の反応性ガスと試
料１とを化学的に反応させ、高精度なドライエッチング
を行う。
材料の反応性ドライエッチング方法を提供する。 【構成】 基板を所望のパタン形状に加工するに際し、
基板材料である試料１と化学的に反応し反応生成物を生
じるガス（例えばＢｒ2 ）を用いる反応性ドライエッチ
ング法において、上記反応性ガスとしての第１のガス
を、試料室１０内でそれ自身と基板材料とは自発的に化
学反応を生起しない状態で試料１の表面近傍にガス導入
口１７より供給するとともに、前記第１の反応性ガスと
基板材料とが化学反応を生起するためのプラズマ室１３
内で生成されたプラズマを、引き出しグリット１６を介
して第２の粒子ビーム（原子ビームまたは分子ビーム）
として試料１表面に入射し、前記第１の反応性ガスと試
料１とを化学的に反応させ、高精度なドライエッチング
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＧａＡｓ，ＩｎＰ，Ｇａ
Ｐ，ＩｎＡｓ、およびこれらの化合物であるＩｎＧａＡ
ｓＰなどの化合物半導体材料、Ｓｉ，Ｇｅなどの単体半
導体材料、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 などの絶
縁性材料のドライエッチング方法に関し、特に反応性ド
ライエッチングに関する。
Ｐ，ＩｎＡｓ、およびこれらの化合物であるＩｎＧａＡ
ｓＰなどの化合物半導体材料、Ｓｉ，Ｇｅなどの単体半
導体材料、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2 Ｏ3 などの絶
縁性材料のドライエッチング方法に関し、特に反応性ド
ライエッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩｎＰ，ＧａＡｓやＳｉに代表さ
れる半導体材料、およびＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2
Ｏ3 といった絶縁性材料を含む基板を所望のパタン形状
に加工するに際しては、これらの材料と化学的に反応す
る性質を有する１種類もしくは複数種類の反応性ガスを
あらかじめ真空排気された容器に導入し、放電等の手法
により反応性ガスのプラズマを生成し、このプラズマで
生じた活性反応種を基板表面に入射せしめることにより
行ってきた。
れる半導体材料、およびＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ2
Ｏ3 といった絶縁性材料を含む基板を所望のパタン形状
に加工するに際しては、これらの材料と化学的に反応す
る性質を有する１種類もしくは複数種類の反応性ガスを
あらかじめ真空排気された容器に導入し、放電等の手法
により反応性ガスのプラズマを生成し、このプラズマで
生じた活性反応種を基板表面に入射せしめることにより
行ってきた。
【０００３】この時、プラズマを生成するための放電形
態として、平行平板状に配置された２枚の電極間に１3.
５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、この電極間でグロー
放電を生起せしめる方法が反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）と称される方法であり、広く用いられている。
態として、平行平板状に配置された２枚の電極間に１3.
５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、この電極間でグロー
放電を生起せしめる方法が反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）と称される方法であり、広く用いられている。
【０００４】このＲＩＥでは加工せんとする基板材料は
一方の電極上に配置される。また活性反応種を生成する
プラズマ室と基板材料を配置する試料室とを別の空間と
し、プラズマ室から活性反応種を引き出して試料室の基
板材料に入射させる方法が反応性イオンビームエッチン
グ（ＲＩＢＥ）と呼ばれる方法であり、半導体基板材料
の加工に用いられている。
一方の電極上に配置される。また活性反応種を生成する
プラズマ室と基板材料を配置する試料室とを別の空間と
し、プラズマ室から活性反応種を引き出して試料室の基
板材料に入射させる方法が反応性イオンビームエッチン
グ（ＲＩＢＥ）と呼ばれる方法であり、半導体基板材料
の加工に用いられている。
【０００５】これらの方法においては、プラズマ中で生
じた活性反応種は荷電状態にあるところのイオン性活性
反応種と荷電状態にはない中性活性反応種の両者が混在
した状態でエッチングに関与することとなる。イオン性
活性反応種は基板表面に形成されるところのイオンシー
ス電界により指向性を有することとなり、これが半導体
加工技術で重要となるところの異方性を呈するエッチン
グをもたらしている。
じた活性反応種は荷電状態にあるところのイオン性活性
反応種と荷電状態にはない中性活性反応種の両者が混在
した状態でエッチングに関与することとなる。イオン性
活性反応種は基板表面に形成されるところのイオンシー
ス電界により指向性を有することとなり、これが半導体
加工技術で重要となるところの異方性を呈するエッチン
グをもたらしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た中性活性種は電界による影響を受けないため、その運
動方向は等方的になる。このため中性活性種が引き起こ
すエッチングは等方的であり、加工形状にアンダーカッ
トをもたらす等の現象となって現れ、異方性に富むエッ
チングを得ようとする際の大きな問題となっていた。ま
た中性活性反応種は化学的に非常に活性な状態にあり、
それ自身と基板材料とは自発的な化学反応を生じてしま
う。このため、加工形状を人為的に操作せんとする際の
大きな障害となっていた。
た中性活性種は電界による影響を受けないため、その運
動方向は等方的になる。このため中性活性種が引き起こ
すエッチングは等方的であり、加工形状にアンダーカッ
トをもたらす等の現象となって現れ、異方性に富むエッ
チングを得ようとする際の大きな問題となっていた。ま
た中性活性反応種は化学的に非常に活性な状態にあり、
それ自身と基板材料とは自発的な化学反応を生じてしま
う。このため、加工形状を人為的に操作せんとする際の
大きな障害となっていた。
【０００７】上記したように、従来の技術においては反
応性ガスの放電プラズマをイオン性活性種の供給源とし
て用いているため、異方性エッチングに必要なイオン性
活性反応種とともに、異方性エッチングを損なう性質を
有する中性活性反応種も必然的にプラズマ内で生成され
てしまい、このため良好な異方性エッチングを実現する
ことは困難であった。
応性ガスの放電プラズマをイオン性活性種の供給源とし
て用いているため、異方性エッチングに必要なイオン性
活性反応種とともに、異方性エッチングを損なう性質を
有する中性活性反応種も必然的にプラズマ内で生成され
てしまい、このため良好な異方性エッチングを実現する
ことは困難であった。
【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところはアンダーカット
等の現象として現れる等方性エッチングの原因である中
性活性反応種の発生を防止し、異方性に優れたドライエ
ッチング方法を提供するところにある。
たものであり、その目的とするところはアンダーカット
等の現象として現れる等方性エッチングの原因である中
性活性反応種の発生を防止し、異方性に優れたドライエ
ッチング方法を提供するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る第１の発明の構成は、基板を所望のパタ
ン形状に加工するに際し、基板材料と化学的に反応し反
応生成物を生じせしめるガスを用いる反応性ドライエッ
チング法において、基板材料と化学的に反応し反応生成
物を形成する特性を有する反応性ガスでなる第１のガス
を、それ自身と基板材料とは自発的に化学反応を生起し
ない状態で基板表面近傍に輸送供給するとともに、第２
のガスより生成されるところの、前記第１のガスと基板
材料とが化学反応を生起するための原子ビームまたは分
子ビームを基板表面に入射せしめて、前記第１のガスと
基板材料とを化学的に反応せしめることを特徴とするも
のである。
に本発明に係る第１の発明の構成は、基板を所望のパタ
ン形状に加工するに際し、基板材料と化学的に反応し反
応生成物を生じせしめるガスを用いる反応性ドライエッ
チング法において、基板材料と化学的に反応し反応生成
物を形成する特性を有する反応性ガスでなる第１のガス
を、それ自身と基板材料とは自発的に化学反応を生起し
ない状態で基板表面近傍に輸送供給するとともに、第２
のガスより生成されるところの、前記第１のガスと基板
材料とが化学反応を生起するための原子ビームまたは分
子ビームを基板表面に入射せしめて、前記第１のガスと
基板材料とを化学的に反応せしめることを特徴とするも
のである。
【００１０】また本発明に係る第２の発明の構成は、上
記請求項１に記載の、反応性ガスと基板材料とが化学反
応を生起するための原子ビームまたは分子ビームが、第
２のガスの放電により生成されるところの原子ビームま
たは分子ビームであることを特徴とするものである。
記請求項１に記載の、反応性ガスと基板材料とが化学反
応を生起するための原子ビームまたは分子ビームが、第
２のガスの放電により生成されるところの原子ビームま
たは分子ビームであることを特徴とするものである。
【００１１】また本発明に係る第３の発明の構成は、第
１のガスを基板表面近傍に輸送供給する方法として、第
２のガス供給経路と同じ経路を用い、第１のガスと第２
のガスのそれぞれの供給量を制御することにより、基板
に入射せしめる粒子ビームを第２のガスのみからなる状
態とすることを特徴とするものである。
１のガスを基板表面近傍に輸送供給する方法として、第
２のガス供給経路と同じ経路を用い、第１のガスと第２
のガスのそれぞれの供給量を制御することにより、基板
に入射せしめる粒子ビームを第２のガスのみからなる状
態とすることを特徴とするものである。
【００１２】また本発明に係る第４の発明の構成は、第
１のガスを基板表面近傍に輸送供給する方法として、第
２のガスを供給する経路とは異なる経路でもって第１の
ガスを供給することを特徴とするものである。
１のガスを基板表面近傍に輸送供給する方法として、第
２のガスを供給する経路とは異なる経路でもって第１の
ガスを供給することを特徴とするものである。
【００１３】上記目的を達成するために本発明において
は、使用せんとする第１の反応性ガスを、それ自身と基
板材料とは自発的な反応を生じない状態にして基板表面
に供給することを最大の特徴としている。その一つの方
法としては、放電プラズマを用いたドライエッチング法
においては、反応性ガスを放電に関与させないことであ
る。ここで、放電プラズマを反応性ガスを放電に関与さ
せないということは反応性ガスをプラズマ状態にしない
ことであり、このために異方性エッチングをそこないア
ンダーカット等の原因となる中性活性反応種の生成を完
全に抑制できることとなる。さらに、中性活性反応種の
生成がないため、基板材料の自発的反応の進行が抑制さ
れ、これが加工の制御性改善に有効な効果をもたらして
いる。この時、基板表面において、第１の反応性ガスと
基板材料を相互に反応せしめ、反応生成物を生じせしめ
る目的で第２の粒子ビームを基板に入射せしめることが
特徴となっている。
は、使用せんとする第１の反応性ガスを、それ自身と基
板材料とは自発的な反応を生じない状態にして基板表面
に供給することを最大の特徴としている。その一つの方
法としては、放電プラズマを用いたドライエッチング法
においては、反応性ガスを放電に関与させないことであ
る。ここで、放電プラズマを反応性ガスを放電に関与さ
せないということは反応性ガスをプラズマ状態にしない
ことであり、このために異方性エッチングをそこないア
ンダーカット等の原因となる中性活性反応種の生成を完
全に抑制できることとなる。さらに、中性活性反応種の
生成がないため、基板材料の自発的反応の進行が抑制さ
れ、これが加工の制御性改善に有効な効果をもたらして
いる。この時、基板表面において、第１の反応性ガスと
基板材料を相互に反応せしめ、反応生成物を生じせしめ
る目的で第２の粒子ビームを基板に入射せしめることが
特徴となっている。
【００１４】
【作用】本発明によれば、基板のエッチングを進行させ
る状況において中性活性反応種が存在しないためエッチ
ングにより得られた形状にアンダーカット等が生じな
い。また基板材料の自発的反応が進行しない。従って、
非常に高い精度でもって基板材料を加工することが可能
となる。これは、例えば、半導体光導波路を例にとって
示すと、導波路の寸法を厳密に決めることが可能であ
り、非常に性能の良い半導体導波路の作製を可能ならし
めるものである。
る状況において中性活性反応種が存在しないためエッチ
ングにより得られた形状にアンダーカット等が生じな
い。また基板材料の自発的反応が進行しない。従って、
非常に高い精度でもって基板材料を加工することが可能
となる。これは、例えば、半導体光導波路を例にとって
示すと、導波路の寸法を厳密に決めることが可能であ
り、非常に性能の良い半導体導波路の作製を可能ならし
めるものである。
【００１５】
【実施例】以下には本発明になる実施例を説明する。
【００１６】［実施例１］図１は本発明の一実施例に使
用した装置を示す概略図である。同図中、符号１０は試
料室を図示し、この試料室１０は真空排気系１１により
真空排気される。上記試料室１０内では、試料台１２上
に加工せんとする試料１が配置されている。また、図中
の符号１３は第２の粒子ビームを生成させるためのプラ
ズマ室を図示する。このプラズマ室１３には第２の粒子
ビーム発生用プラズマの原料ガスを導入するガス導入口
１４が装備されている。さらに、上記プラズマ室１３に
はマイクロ波発生源１５からマイクロ波が導入されてお
り、マイクロ波放電によるプラズマ生成が可能な構成と
なっている。また図中、符号１６はこのプラズマから第
２の粒子ビームを引き出して試料に入射させるための引
き出しグリッドを図示し、このグリッド１６に電圧を印
加することにより、電圧に応じたエネルギを有する粒子
ビームを得ることができる。図中、符号１７は基板材料
と化学的に反応する反応性ガスであるところの第１のガ
スを基板表面近傍に輸送するためのガス導入機構を図示
する。なお、本実施例では試料表面への均一な供給を得
るために、試料を取り巻くリング形状の導入機構とした
が、本発明はこれに限定されるものではない。
用した装置を示す概略図である。同図中、符号１０は試
料室を図示し、この試料室１０は真空排気系１１により
真空排気される。上記試料室１０内では、試料台１２上
に加工せんとする試料１が配置されている。また、図中
の符号１３は第２の粒子ビームを生成させるためのプラ
ズマ室を図示する。このプラズマ室１３には第２の粒子
ビーム発生用プラズマの原料ガスを導入するガス導入口
１４が装備されている。さらに、上記プラズマ室１３に
はマイクロ波発生源１５からマイクロ波が導入されてお
り、マイクロ波放電によるプラズマ生成が可能な構成と
なっている。また図中、符号１６はこのプラズマから第
２の粒子ビームを引き出して試料に入射させるための引
き出しグリッドを図示し、このグリッド１６に電圧を印
加することにより、電圧に応じたエネルギを有する粒子
ビームを得ることができる。図中、符号１７は基板材料
と化学的に反応する反応性ガスであるところの第１のガ
スを基板表面近傍に輸送するためのガス導入機構を図示
する。なお、本実施例では試料表面への均一な供給を得
るために、試料を取り巻くリング形状の導入機構とした
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】本実施例では、試料１としては、代表的化
合物半導体であるところのＩｎＰ結晶を用いたが、本発
明はこれに限定されるものではない。また、第２の粒子
ビームとしてはＡｒガスで生成されるプラズマから取り
出される粒子ビームを用いているが、本発明はこれに限
定されるものではない。
合物半導体であるところのＩｎＰ結晶を用いたが、本発
明はこれに限定されるものではない。また、第２の粒子
ビームとしてはＡｒガスで生成されるプラズマから取り
出される粒子ビームを用いているが、本発明はこれに限
定されるものではない。
【００１８】上記試料１を温度１００℃に保持した状態
で、Ａｒガスを流量制御器１８を用いて流量制御した状
態で、ガス導入口１４からプラズマ室１３内に導入し
た。この時のＡｒガスの圧力は2.０×１０-4torrであ
る。次に、１００ワットのマイクロ波を、マイクロ波源
よりプラズマ室１３に導入した。グリッド１６への印加
電圧は４００ボルトとしたとき、電流値に換算して1.５
ｍＡ／ｃｍ2 の第２の粒子ビームが得られた。この第２
の粒子ビームを発生させるのと同時に、試料室１０に設
けたガス導入口１７より臭素ガス（Ｂｒ2 ）を、流量制
御器１９を経由して導入した。この時のＢｒ2 ガスの分
圧は0.９×１０-4torrである。
で、Ａｒガスを流量制御器１８を用いて流量制御した状
態で、ガス導入口１４からプラズマ室１３内に導入し
た。この時のＡｒガスの圧力は2.０×１０-4torrであ
る。次に、１００ワットのマイクロ波を、マイクロ波源
よりプラズマ室１３に導入した。グリッド１６への印加
電圧は４００ボルトとしたとき、電流値に換算して1.５
ｍＡ／ｃｍ2 の第２の粒子ビームが得られた。この第２
の粒子ビームを発生させるのと同時に、試料室１０に設
けたガス導入口１７より臭素ガス（Ｂｒ2 ）を、流量制
御器１９を経由して導入した。この時のＢｒ2 ガスの分
圧は0.９×１０-4torrである。
【００１９】この状態で２０分間の粒子ビーム照射を行
った際に得られた試料１の加工形状の断面観察図を図２
に示す。この図は当該試料を走査型電子顕微鏡を用いて
観察した観察結果の説明図である。図２中、符号２０は
エッチングマスクとして用いたＳｉＯ2 膜を図示し、符
号２１は加工した試料１のＩｎＰ結晶を図示する。図２
に示すように、本実施例で得られた加工形状は、エッチ
ングマスクのＳｉＯ2 膜２０の端から試料１のＩｎＰ結
晶２０表面に対して垂直な側壁２１ａを有するリッジ形
状が得られていることがわかる。この時のエッチング量
は毎分0.１ミクロンであり、このエッチング量からいっ
て、本方法によれば極めて高精度なエッチングが実現で
きるわけである。
った際に得られた試料１の加工形状の断面観察図を図２
に示す。この図は当該試料を走査型電子顕微鏡を用いて
観察した観察結果の説明図である。図２中、符号２０は
エッチングマスクとして用いたＳｉＯ2 膜を図示し、符
号２１は加工した試料１のＩｎＰ結晶を図示する。図２
に示すように、本実施例で得られた加工形状は、エッチ
ングマスクのＳｉＯ2 膜２０の端から試料１のＩｎＰ結
晶２０表面に対して垂直な側壁２１ａを有するリッジ形
状が得られていることがわかる。この時のエッチング量
は毎分0.１ミクロンであり、このエッチング量からいっ
て、本方法によれば極めて高精度なエッチングが実現で
きるわけである。
【００２０】また第２の粒子ビームの照射がない状態で
は当該試料１に対するエッチングは進行しないことが確
認された。これは、第１の反応性ガスを導入した状態に
おいては、第１の反応性ガスと基板材料のあいだには自
発的反応は生じない状態にあることを意味している。
は当該試料１に対するエッチングは進行しないことが確
認された。これは、第１の反応性ガスを導入した状態に
おいては、第１の反応性ガスと基板材料のあいだには自
発的反応は生じない状態にあることを意味している。
【００２１】比較のために、従来行われてきた方法も同
じ装置を使用して実施した。すなわち、反応性ガスであ
るＢｒ2 ガスをプラズマ室にガス導入口１４から導入
し、マイクロ波の投入によってプラズマを生成し、グリ
ッド１６へ電圧を印加することで粒子ビームを引き出し
試料に入射せしめた。この方法で得られた加工形状の断
面観察結果を図３に示す。側壁２１ｂはエッチングマス
クのＳｉＯ2 膜２０の端から内側に入り込んでおり、ア
ンダーカットが見られた。導入するガスの圧力、投入す
るマイクロ波のパワー、印加する電圧を変化させ、さら
には導入するガスをＣｌ2 に換えて加工を行ったが、上
記アンダーカットを無くすることはできなかった。これ
は、反応性ガスを一旦プラズマ状態にすると、必然的に
中性活性反応種を生成することとなり、この中性活性反
応種の等方的運動と、それが持つ基板材料との自発的反
応性がアンダーカットをもたらすためである。
じ装置を使用して実施した。すなわち、反応性ガスであ
るＢｒ2 ガスをプラズマ室にガス導入口１４から導入
し、マイクロ波の投入によってプラズマを生成し、グリ
ッド１６へ電圧を印加することで粒子ビームを引き出し
試料に入射せしめた。この方法で得られた加工形状の断
面観察結果を図３に示す。側壁２１ｂはエッチングマス
クのＳｉＯ2 膜２０の端から内側に入り込んでおり、ア
ンダーカットが見られた。導入するガスの圧力、投入す
るマイクロ波のパワー、印加する電圧を変化させ、さら
には導入するガスをＣｌ2 に換えて加工を行ったが、上
記アンダーカットを無くすることはできなかった。これ
は、反応性ガスを一旦プラズマ状態にすると、必然的に
中性活性反応種を生成することとなり、この中性活性反
応種の等方的運動と、それが持つ基板材料との自発的反
応性がアンダーカットをもたらすためである。
【００２２】［実施例２］実施例１においては第１の反
応性ガスと第２の粒子ビームを生成するためのガスを異
なる経路でもって装置に導入したが、本実施例において
第１の反応性ガスと第２の粒子ビームを生成するための
ガスとを同じ経路で導入した結果について記述する。第
１の反応性ガスであるＢｒ2 と第２の粒子ビームを生成
するためのガスであるＡｒは、図４に示すように、それ
ぞれの流量制御器１８，１９を経由した後、プラズマ室
１３に導入される手前で混合されている。
応性ガスと第２の粒子ビームを生成するためのガスを異
なる経路でもって装置に導入したが、本実施例において
第１の反応性ガスと第２の粒子ビームを生成するための
ガスとを同じ経路で導入した結果について記述する。第
１の反応性ガスであるＢｒ2 と第２の粒子ビームを生成
するためのガスであるＡｒは、図４に示すように、それ
ぞれの流量制御器１８，１９を経由した後、プラズマ室
１３に導入される手前で混合されている。
【００２３】この状態で、実施例１に示した要領で生成
せしめたマイクロ波プラズマからビームを引き出して試
料に入射せしめた。この時、Ａｒの流量は毎分4.５ｃｍ
3 である。反応性ガスであるＢｒ2 の流量が毎分2.０ｃ
ｍ3 以上ではアンダーカットを呈する加工形状であった
が、これ以下の流量においては図２に示すような、垂直
な側壁を呈する加工形状が得られた。これは、Ｂｒ2 の
流量が少ない場合には放電プラズマは実質上第２の粒子
ビームを生成するためのＡｒガスで生起しており、反応
性ガスであるＢｒ2 は放電プラズマに寄与しない状況と
なり、これがためにアンダーカットの原因となる中性活
性反応種が生じていないためである。本実施例の場合の
エッチング量は、ほぼ毎分0.１ミクロンであった。
せしめたマイクロ波プラズマからビームを引き出して試
料に入射せしめた。この時、Ａｒの流量は毎分4.５ｃｍ
3 である。反応性ガスであるＢｒ2 の流量が毎分2.０ｃ
ｍ3 以上ではアンダーカットを呈する加工形状であった
が、これ以下の流量においては図２に示すような、垂直
な側壁を呈する加工形状が得られた。これは、Ｂｒ2 の
流量が少ない場合には放電プラズマは実質上第２の粒子
ビームを生成するためのＡｒガスで生起しており、反応
性ガスであるＢｒ2 は放電プラズマに寄与しない状況と
なり、これがためにアンダーカットの原因となる中性活
性反応種が生じていないためである。本実施例の場合の
エッチング量は、ほぼ毎分0.１ミクロンであった。
【００２４】［実施例３］実施例１、実施例２において
は第２の粒子ビームとしてガスの放電プラズマにより得
られるところの粒子ビームを用いた実施例を示したが、
本実施例では第２の粒子ビームとして電子を用いた場合
の結果を述べる。
は第２の粒子ビームとしてガスの放電プラズマにより得
られるところの粒子ビームを用いた実施例を示したが、
本実施例では第２の粒子ビームとして電子を用いた場合
の結果を述べる。
【００２５】第２の粒子ビームとして電子を用いる際に
は、図５に示すように、プラズマ室１３の部分に熱電子
放出用フィラメント３０を取り付けた装置を用いた。こ
のフィラメント３０は電流源３１から加えられる電流に
より電子を放出するが、電流源３１とフィラメント３０
からなる回路をバイアス電源３２を用いることにより、
基板電位に対して負にバイアスしておくことで、第２の
粒子ビームとしての電子からなるビームを得た。
は、図５に示すように、プラズマ室１３の部分に熱電子
放出用フィラメント３０を取り付けた装置を用いた。こ
のフィラメント３０は電流源３１から加えられる電流に
より電子を放出するが、電流源３１とフィラメント３０
からなる回路をバイアス電源３２を用いることにより、
基板電位に対して負にバイアスしておくことで、第２の
粒子ビームとしての電子からなるビームを得た。
【００２６】この方法で前記実施例１と同様に第１の反
応性ガスとしてのＢｒ2 を導入口１７から0.９×１０-4
torrの圧力になるように導入した。第２の粒子ビームで
ある電子からなるビームを４０分間試料に入射したとこ
ろ、得られた加工形状は実施例１で示したところの図２
に示す加工形状と同様の、垂直側壁が観察された。
応性ガスとしてのＢｒ2 を導入口１７から0.９×１０-4
torrの圧力になるように導入した。第２の粒子ビームで
ある電子からなるビームを４０分間試料に入射したとこ
ろ、得られた加工形状は実施例１で示したところの図２
に示す加工形状と同様の、垂直側壁が観察された。
【００２７】上記した実施例においては加工試料がＩｎ
Ｐ結晶である場合について述べたが、ＧａＡｓ等の化合
物半導体材料、Ｓｉ等の単体半導体材料、さらにはＳｉ
Ｏ2等の絶縁性材料にも本発明になる方法が適用できる
ことは、その原理からいって明らかである。
Ｐ結晶である場合について述べたが、ＧａＡｓ等の化合
物半導体材料、Ｓｉ等の単体半導体材料、さらにはＳｉ
Ｏ2等の絶縁性材料にも本発明になる方法が適用できる
ことは、その原理からいって明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明になる方法
を用いれば、エッチングを行う際にアンダーカット等の
等方的エッチング、および基板材料との自発的化学反応
性をもたらすところの中性活性反応種の生成を完全に抑
圧できるため、異方性に富むエッチングが可能となる。
この異方性は第２の粒子ビームによってもたらされるた
め、粒子ビームと基板のなす角度を設定することによ
り、基板表面に垂直な加工はもちろんのこと、任意の角
度を有する加工形状を得ることができる。さらに本発明
においては、基板材料のエッチングが第２の粒子ビーム
の照射が存在してはじめて進行するため、加工形状の操
作性が極めてすぐれている。
を用いれば、エッチングを行う際にアンダーカット等の
等方的エッチング、および基板材料との自発的化学反応
性をもたらすところの中性活性反応種の生成を完全に抑
圧できるため、異方性に富むエッチングが可能となる。
この異方性は第２の粒子ビームによってもたらされるた
め、粒子ビームと基板のなす角度を設定することによ
り、基板表面に垂直な加工はもちろんのこと、任意の角
度を有する加工形状を得ることができる。さらに本発明
においては、基板材料のエッチングが第２の粒子ビーム
の照射が存在してはじめて進行するため、加工形状の操
作性が極めてすぐれている。
【図１】本発明の実施例１に使用した装置の概略構成
図。
図。
【図２】本発明の実施例１により得られたＩｎＰ結晶の
加工形状の断面観察結果の図。
加工形状の断面観察結果の図。
【図３】従来の方法でＩｎＰ結晶をエッチングした際の
加工形状の断面観察結果の図。
加工形状の断面観察結果の図。
【図４】本発明の実施例２に使用した装置の概略構成
図。
図。
【図５】本発明の実施例３に使用した装置の概略構成
図。
図。
１ 試料 １０ 試料室 １１ 真空排気系 １２ 試料台 １３ プラズマ室 １４ ガス導入口 １５ マイクロ波発生源 １６ 引き出し用グリッド １７ ガス導入口 １８ 流量制御器 １９ 流量制御器 ２０ ＳｉＯ2 膜 ２１ ＩｎＰ結晶 ２１ａ，２１ｂ 側壁 ３０ 熱電子フィラメント ３１ 電源 ３２ バイアス電源
Claims (4)
- 【請求項１】 基板を所望のパタン形状に加工するに際
し、基板材料と化学的に反応し反応生成物を生じせしめ
るガスを用いる反応性ドライエッチング法において、 基板材料と化学的に反応し反応生成物を形成する特性を
有する反応性ガスでなる第１のガスを、それ自身と基板
材料とは自発的に化学反応を生起しない状態で基板表面
近傍に輸送供給するとともに、 第２のガスより生成されるところの、前記第１のガスと
基板材料とが化学反応を生起するための原子ビームまた
は分子ビームを基板表面に入射せしめて、前記第１のガ
スと基板材料とを化学的に反応せしめることを特徴とす
るドライエッチング方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のドライエッチング方法
において、 上記反応性ガスと基板材料とが化学反応を生起するため
の原子ビームまたは分子ビームが、第２のガスの放電に
より生成されるところの原子ビームまたは分子ビームで
あることを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のドライエッチング方法
において、 上記第１のガスを基板表面近傍に輸送供給する方法とし
て、第２のガス供給経路と同じ経路を用い、第１のガス
と第２のガスのそれぞれの供給量を制御することによ
り、基板に入射せしめる粒子ビームを第２のガスのみか
らなる状態とすることを特徴とするドライエッチング方
法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のドライエッチング方法
において、上記第１のガスを基板表面近傍に輸送供給す
る方法として、第２のガスを供給する経路とは異なる経
路でもって第１のガスを供給することを特徴とするドラ
イエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02377995A JP3296392B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02377995A JP3296392B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | ドライエッチング方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005756A Division JP3654438B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222546A true JPH08222546A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3296392B2 JP3296392B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=12119823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02377995A Expired - Fee Related JP3296392B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3296392B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100682077B1 (ko) * | 2006-06-05 | 2007-02-16 | 주식회사 케이씨텍 | 중성화빔을 이용한 표면처리장치 및 방법 |
| JP2021503709A (ja) * | 2017-10-30 | 2021-02-12 | フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦａｃｅｂｏｏｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｌｌｃ | 高屈折率材料のｈ２補助傾斜エッチング |
-
1995
- 1995-02-13 JP JP02377995A patent/JP3296392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100682077B1 (ko) * | 2006-06-05 | 2007-02-16 | 주식회사 케이씨텍 | 중성화빔을 이용한 표면처리장치 및 방법 |
| JP2021503709A (ja) * | 2017-10-30 | 2021-02-12 | フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦａｃｅｂｏｏｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｌｌｃ | 高屈折率材料のｈ２補助傾斜エッチング |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3296392B2 (ja) | 2002-06-24 |
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