JPH0834203B2 - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
- Publication number
- JPH0834203B2 JPH0834203B2 JP61152673A JP15267386A JPH0834203B2 JP H0834203 B2 JPH0834203 B2 JP H0834203B2 JP 61152673 A JP61152673 A JP 61152673A JP 15267386 A JP15267386 A JP 15267386A JP H0834203 B2 JPH0834203 B2 JP H0834203B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- etched
- reaction chamber
- gas
- metastable excited
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体集積回路等を製造する工程に利用す
るドライエッチング装置に関するものである。
るドライエッチング装置に関するものである。
半導体集積回路等の製造工程で使用されるドライエッ
チング装置には、プラズマエッチング装置や反応性スパ
ッタエッチング装置等があり、現在広く使用されてい
る。これらのエッチング装置においては、ハロゲン元素
を含有するプロセスガスを減圧下で放電して、ラジカル
やイオン等の反応種を発生させ、この反応種と被エッチ
ング基板の表面とを反応させて、被エッチング基板のエ
ッチングを行なっている。
チング装置には、プラズマエッチング装置や反応性スパ
ッタエッチング装置等があり、現在広く使用されてい
る。これらのエッチング装置においては、ハロゲン元素
を含有するプロセスガスを減圧下で放電して、ラジカル
やイオン等の反応種を発生させ、この反応種と被エッチ
ング基板の表面とを反応させて、被エッチング基板のエ
ッチングを行なっている。
このようなドライエッチング装置は加工精度において
溶液エッチング装置より優れているため、加工寸法が微
細化して１μｍレベルのパターンの加工が必要となって
いる現状下では、益々重要な技術となっている。しかし
ながら、プラズマエッチング装置や反応性スパッタエッ
チング装置においては、放電容器内に被エッチング基板
を設置するため、荷電粒子によって被エッチング基板が
損傷され易く、またプラズマの熱輻射等によりレジスト
が劣化する等の問題点がある。
溶液エッチング装置より優れているため、加工寸法が微
細化して１μｍレベルのパターンの加工が必要となって
いる現状下では、益々重要な技術となっている。しかし
ながら、プラズマエッチング装置や反応性スパッタエッ
チング装置においては、放電容器内に被エッチング基板
を設置するため、荷電粒子によって被エッチング基板が
損傷され易く、またプラズマの熱輻射等によりレジスト
が劣化する等の問題点がある。
このような問題点を解決する新しいドライエッチング
装置（特開昭61−22628号）が本発明者等によって提案
されている。このドライエッチング装置においては、被
エッチング基板を収容する反応室と、その反応室を排気
する排気手段と、準安定励起種を発生する準安定励起種
発生手段と、その準安定励起種を反応室に導入する手段
と、ハロゲン元素を含有するプロセスガスを反応室に導
入する手段とを有しており、準安定励起種の脱励起反応
により活性化したプロセスガスによって被エッチング基
板をエッチングする。
装置（特開昭61−22628号）が本発明者等によって提案
されている。このドライエッチング装置においては、被
エッチング基板を収容する反応室と、その反応室を排気
する排気手段と、準安定励起種を発生する準安定励起種
発生手段と、その準安定励起種を反応室に導入する手段
と、ハロゲン元素を含有するプロセスガスを反応室に導
入する手段とを有しており、準安定励起種の脱励起反応
により活性化したプロセスガスによって被エッチング基
板をエッチングする。
このようなエッチング装置においては、被エッチング
基板を収容する反応室内で放電を行なわないので、荷電
粒子による被エッチング基板の損傷やプラズマからの熱
輻射によるレジストの劣化等の問題点を大幅に低減する
ことができる。
基板を収容する反応室内で放電を行なわないので、荷電
粒子による被エッチング基板の損傷やプラズマからの熱
輻射によるレジストの劣化等の問題点を大幅に低減する
ことができる。
しかしながら、このドライエッチング装置において
は、準安定励起種発生手段で準安定励起種と共に生成し
たイオンの一部が反応室内に流入する。たとえば、準安
定励起種発生用のガスとして希ガスを利用した場合に
は、He+、Ar+、Ne+、Kr+等が反応室内に流入する。この
ことは準安定励起種発生用のガスとしてたとえばHeガス
を用いた場合に、反応室内にCO2ガスを別に導入する
と、He+とCO2ガスとの解離性電荷移動反応によるCO
+（Ａ−Ｘ）の発光が観察されることから明らかであ
る。また、準安定励起種発生用のガスとして窒素ガスを
使用した場合にも、16eVの高エネルギーをもつN2 +（X2
Σg+）が生成し、これが反応室内に流入する。このよう
に、反応室内にイオン等の荷電粒子が流入すると、荷電
粒子により被エッチング基板の表面が損傷されてしま
う。
は、準安定励起種発生手段で準安定励起種と共に生成し
たイオンの一部が反応室内に流入する。たとえば、準安
定励起種発生用のガスとして希ガスを利用した場合に
は、He+、Ar+、Ne+、Kr+等が反応室内に流入する。この
ことは準安定励起種発生用のガスとしてたとえばHeガス
を用いた場合に、反応室内にCO2ガスを別に導入する
と、He+とCO2ガスとの解離性電荷移動反応によるCO
+（Ａ−Ｘ）の発光が観察されることから明らかであ
る。また、準安定励起種発生用のガスとして窒素ガスを
使用した場合にも、16eVの高エネルギーをもつN2 +（X2
Σg+）が生成し、これが反応室内に流入する。このよう
に、反応室内にイオン等の荷電粒子が流入すると、荷電
粒子により被エッチング基板の表面が損傷されてしま
う。
この発明は上述の問題点を解決するためになされたも
ので、荷電粒子により被エッチング基板の表面が損傷さ
れることのないドライエッチング装置を提供することを
目的とする。
ので、荷電粒子により被エッチング基板の表面が損傷さ
れることのないドライエッチング装置を提供することを
目的とする。
この目的を達成するため、この発明においては、被エ
ッチング基板を収容し、導入した中性の準安定励起分子
とプロセスガスとの反応に基づき前記被エッチング基板
表面をエッチングするためのエッチング室と、所要のガ
スを容器に供給してその容器内でマイクロ波放電を発生
させることにより荷電粒子、前記準安定励起分子を含む
化学種を生成する化学種生成手段と、前記化学種生成手
段で生成した前記化学種を前記エッチング室内へ導入す
るために前記化学種生成手段と前記エッチング室内とを
連通させるための、かつ、その管の途中において前記荷
電粒子の大部分が電荷を失うのに十分な長さを有する導
入管とを設け、電荷を失っていない前記荷電粒子が前記
エッチング室に導入されるのを阻止するために、前記荷
電粒子を捕獲するためのコレクタを前記エッチング室と
前記導入管との接続部に設ける。
ッチング基板を収容し、導入した中性の準安定励起分子
とプロセスガスとの反応に基づき前記被エッチング基板
表面をエッチングするためのエッチング室と、所要のガ
スを容器に供給してその容器内でマイクロ波放電を発生
させることにより荷電粒子、前記準安定励起分子を含む
化学種を生成する化学種生成手段と、前記化学種生成手
段で生成した前記化学種を前記エッチング室内へ導入す
るために前記化学種生成手段と前記エッチング室内とを
連通させるための、かつ、その管の途中において前記荷
電粒子の大部分が電荷を失うのに十分な長さを有する導
入管とを設け、電荷を失っていない前記荷電粒子が前記
エッチング室に導入されるのを阻止するために、前記荷
電粒子を捕獲するためのコレクタを前記エッチング室と
前記導入管との接続部に設ける。
このドライエッチング装置においては、コレクタによ
り荷電粒子がエッチング室に導入されるのを阻止するこ
とができるから、荷電粒子により被エッチング基板の表
面が損傷されるのを防止することができる。
り荷電粒子がエッチング室に導入されるのを阻止するこ
とができるから、荷電粒子により被エッチング基板の表
面が損傷されるのを防止することができる。
第１図はこの発明に係るドライエッチング装置を示す
図である。図において、１は反応室、２は反応室１内に
収容されたシリコン基板、３は窒素ガス貯蔵部、31は貯
蔵部３と反応室１とを接続する導入管、４は導入管31に
設けられた弁、５は導入管31に設けられたマスフローコ
ントローラ、６は導入管３に設けられた準安定励起種発
生部で、準安定励起種発生部６は2.45GHzのマイクロ波
放電を利用して準安定励起種を発生させるものであり、
準安定励起種発生部６のガス流出側端面と反応室１の導
入管31との接続部との距離は20cm以上である。７は反応
室１と導入管31との接続部に設けられたイオンコレク
タ、８はハロゲン元素を含有するプロセスガスの貯蔵
部、32は貯蔵部８と反応室１とを接続する導入管、９は
導入管32に設けられた弁、10は導入管32に設けられたマ
スフローコントローラ、11、12は導入管32のガス噴出口
で、ガス噴出口11、12は反応室１内に開口している。13
は反応室１内を排気する排気装置である。そして、最上
流側に反応室１と導入管31との接続部が設けられ、その
下流側にガス噴出口11、12が設けられ、その下流側にシ
リコン基板２が設けられ、その下流側に反応室１と排気
装置13との接続部が設けられている。
図である。図において、１は反応室、２は反応室１内に
収容されたシリコン基板、３は窒素ガス貯蔵部、31は貯
蔵部３と反応室１とを接続する導入管、４は導入管31に
設けられた弁、５は導入管31に設けられたマスフローコ
ントローラ、６は導入管３に設けられた準安定励起種発
生部で、準安定励起種発生部６は2.45GHzのマイクロ波
放電を利用して準安定励起種を発生させるものであり、
準安定励起種発生部６のガス流出側端面と反応室１の導
入管31との接続部との距離は20cm以上である。７は反応
室１と導入管31との接続部に設けられたイオンコレク
タ、８はハロゲン元素を含有するプロセスガスの貯蔵
部、32は貯蔵部８と反応室１とを接続する導入管、９は
導入管32に設けられた弁、10は導入管32に設けられたマ
スフローコントローラ、11、12は導入管32のガス噴出口
で、ガス噴出口11、12は反応室１内に開口している。13
は反応室１内を排気する排気装置である。そして、最上
流側に反応室１と導入管31との接続部が設けられ、その
下流側にガス噴出口11、12が設けられ、その下流側にシ
リコン基板２が設けられ、その下流側に反応室１と排気
装置13との接続部が設けられている。
このエッチング装置においては、排気装置13で反応室
１内を排気した状態にしたのち、貯蔵部３から流量が5m
l/minの窒素ガスを弁４、マスフローコントローラ５を
経て準安定励起種発生部６に導き、準安定励起種発生部
６でマイクロ波出力200Wでマイクロ波放電を行なうと、
準安定励起種発生部６においてイオン、電子、ラジカ
ル、準安定励起分子等多くの化学種が生成される。これ
らのイオン、電子、ラジカル等は、放電部から離れるに
従って、再結合反応によって消失するが、一部の荷電粒
子は反応室１と導入管31との接続部に到達した段階でも
電荷を保持している。しかし、イオンコレクタ７が反応
室１と導入管31との接続部に設けられているので、この
ような荷電粒子の大部分はイオンコレクタ７によって除
去され、中性の準安定励起分子は反応室１内に流入す
る。ここで、窒素分子には種々の励起状態が存在する
が、とくに準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）は長時間（寿命
は約２秒）その準位に留まっている。そのため、準安定
励起種N2 ＊（A3Σu+）は反応室１内に流入した段階にお
いてもその準位にある。一方、貯蔵部８から流出したプ
ロセスガスは弁９、マスフローコントローラ10を経たの
ち二方向に分岐し、ガス噴出口11、12から反応室１内に
流入する。このため、反応室１内では準安定励起種N2 ＊
（A3Σu+）とプロセスガスとが反応し、準安定励起種N2
＊（A3Σu+）がプロセスガスを活性化させ、その結果シ
リコン基板２がエッチングされる。そして、排気装置13
により反応生成物や未反応窒素ガスさらには未反応のプ
ロセスガスが排気される。
１内を排気した状態にしたのち、貯蔵部３から流量が5m
l/minの窒素ガスを弁４、マスフローコントローラ５を
経て準安定励起種発生部６に導き、準安定励起種発生部
６でマイクロ波出力200Wでマイクロ波放電を行なうと、
準安定励起種発生部６においてイオン、電子、ラジカ
ル、準安定励起分子等多くの化学種が生成される。これ
らのイオン、電子、ラジカル等は、放電部から離れるに
従って、再結合反応によって消失するが、一部の荷電粒
子は反応室１と導入管31との接続部に到達した段階でも
電荷を保持している。しかし、イオンコレクタ７が反応
室１と導入管31との接続部に設けられているので、この
ような荷電粒子の大部分はイオンコレクタ７によって除
去され、中性の準安定励起分子は反応室１内に流入す
る。ここで、窒素分子には種々の励起状態が存在する
が、とくに準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）は長時間（寿命
は約２秒）その準位に留まっている。そのため、準安定
励起種N2 ＊（A3Σu+）は反応室１内に流入した段階にお
いてもその準位にある。一方、貯蔵部８から流出したプ
ロセスガスは弁９、マスフローコントローラ10を経たの
ち二方向に分岐し、ガス噴出口11、12から反応室１内に
流入する。このため、反応室１内では準安定励起種N2 ＊
（A3Σu+）とプロセスガスとが反応し、準安定励起種N2
＊（A3Σu+）がプロセスガスを活性化させ、その結果シ
リコン基板２がエッチングされる。そして、排気装置13
により反応生成物や未反応窒素ガスさらには未反応のプ
ロセスガスが排気される。
このように、荷電粒子の大部分はイオンコレクタ７に
よって除去され、中性の準安定励起種が反応室１内に流
入するので、荷電粒子によってシリコン基板２が損傷さ
れることはない。
よって除去され、中性の準安定励起種が反応室１内に流
入するので、荷電粒子によってシリコン基板２が損傷さ
れることはない。
ところで、被エッチング基板の損傷を誘起する別の原
因として、準安定励起種のもつ励起エネルギーEmも重要
である。すなわち、被エッチング基板の結晶を構成する
原子を正規の結晶格子位置からずらすのに必要なディス
プレイスメントエネルギーEd（Displacement Energy）
より高いエネルギーEmをもつ準安定励起種が被エッチン
グ基板の表面に到達すると、被エッチング基板の表面に
損傷をもたらす。たとえば、被エッチング基板がシリコ
ン基板２の場合、エネルギーEdは12.9eVであり、準安定
励起種発生用ガスにHeガスやNeガスを用いると、両ガス
の準安定励起種のもつエネルギーEm〔He＊（21S）;20.6
eV、He＊（22S）;19.8eV、Ne＊（3P0）;16.7eV、Ne＊（
3P2）;16.6eV〕がシリコンのエネルギーEdより高くなる
ことから、シリコン基板２の表面の結晶格子に乱れを生
じさせるという危険性がある。
因として、準安定励起種のもつ励起エネルギーEmも重要
である。すなわち、被エッチング基板の結晶を構成する
原子を正規の結晶格子位置からずらすのに必要なディス
プレイスメントエネルギーEd（Displacement Energy）
より高いエネルギーEmをもつ準安定励起種が被エッチン
グ基板の表面に到達すると、被エッチング基板の表面に
損傷をもたらす。たとえば、被エッチング基板がシリコ
ン基板２の場合、エネルギーEdは12.9eVであり、準安定
励起種発生用ガスにHeガスやNeガスを用いると、両ガス
の準安定励起種のもつエネルギーEm〔He＊（21S）;20.6
eV、He＊（22S）;19.8eV、Ne＊（3P0）;16.7eV、Ne＊（
3P2）;16.6eV〕がシリコンのエネルギーEdより高くなる
ことから、シリコン基板２の表面の結晶格子に乱れを生
じさせるという危険性がある。
そして、HeガスやNeガス等の希ガスの準安定励起種の
エネルギーEmより低いエネルギーEmを有する準安定励起
種N2 ＊（A3Σu+）を生成する窒素ガスは、低価格である
という長所もあり、ドライエッチングを実施するガスと
しては適したものである。しかしながら、準安定励起種
発生用ガスとして窒素ガスを用いた場合にも、放電によ
り準安定励起種を生成する際に、シリコンのエネルギー
Edより高いエネルギーEmをもつ励起種が生成され、この
ような高いエネルギーEmをもつ励起種がシリコン基板２
の表面に衝突すれば、シリコン基板２の表面の結晶格子
位置をずらせるおそれがある。
エネルギーEmより低いエネルギーEmを有する準安定励起
種N2 ＊（A3Σu+）を生成する窒素ガスは、低価格である
という長所もあり、ドライエッチングを実施するガスと
しては適したものである。しかしながら、準安定励起種
発生用ガスとして窒素ガスを用いた場合にも、放電によ
り準安定励起種を生成する際に、シリコンのエネルギー
Edより高いエネルギーEmをもつ励起種が生成され、この
ような高いエネルギーEmをもつ励起種がシリコン基板２
の表面に衝突すれば、シリコン基板２の表面の結晶格子
位置をずらせるおそれがある。
ところで、高いエネルギーEmをもつ活性種は、放電条
件により異なるが、窒素分子と電子との衝突や準安定励
起窒素分子間の衝突により生成するものと考えられてい
る。そのため、高いエネルギーEmをもつ活性種は放電に
より形成されるアフターグローのなかでも比較的放電部
に近い領域に存在する。たとえば、窒素ガスの流量を0.
2ml/minとし、マイクロ波出力200Wで2.45GHzのマイクロ
波放電を行なった場合には、準安定励起種発生部６から
約10cm下流にわたってピンク色を呈したアフターグロー
が形成され、この領域では高いエネルギーEmをもつ活性
種が多量に存在する。一方、所望の準安定励起種N
2 ＊（A3Σu+）の多くは第１正帯と呼ばれる遷移〔N2（B
3Πｇ）→N2（A3Σu+）〕を経て形成される。この遷移
の過程では580nmの黄色の発光が観測され、目視によっ
てもその存在が容易に確認できる。このような観点か
ら、窒素ガスの準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）を利用して
ドライエッチングを行なうためには、580nm付近のアフ
ターグローが支配的となる条件を選定し、かかる黄色の
アフターグローが存在する空間領域もしくはそれより下
流側にプロセスガスとの反応領域を形成すれば、極めて
低損傷でドライエッチングを行なうことができる。
件により異なるが、窒素分子と電子との衝突や準安定励
起窒素分子間の衝突により生成するものと考えられてい
る。そのため、高いエネルギーEmをもつ活性種は放電に
より形成されるアフターグローのなかでも比較的放電部
に近い領域に存在する。たとえば、窒素ガスの流量を0.
2ml/minとし、マイクロ波出力200Wで2.45GHzのマイクロ
波放電を行なった場合には、準安定励起種発生部６から
約10cm下流にわたってピンク色を呈したアフターグロー
が形成され、この領域では高いエネルギーEmをもつ活性
種が多量に存在する。一方、所望の準安定励起種N
2 ＊（A3Σu+）の多くは第１正帯と呼ばれる遷移〔N2（B
3Πｇ）→N2（A3Σu+）〕を経て形成される。この遷移
の過程では580nmの黄色の発光が観測され、目視によっ
てもその存在が容易に確認できる。このような観点か
ら、窒素ガスの準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）を利用して
ドライエッチングを行なうためには、580nm付近のアフ
ターグローが支配的となる条件を選定し、かかる黄色の
アフターグローが存在する空間領域もしくはそれより下
流側にプロセスガスとの反応領域を形成すれば、極めて
低損傷でドライエッチングを行なうことができる。
そして、第１図に示したドライエッチング装置におい
て、窒素ガスの流量を5ml/minとし、プロセスガスを導
入しない状態で、マイクロ波出力200Wで放電した場合、
反応室１内全域にわたり580nmの黄色が観測された。し
たがって、第１図に示したドライエッチング装置により
エッチングを行なう場合には、シリコン基板２の表面に
シリコンのエネルギーEdより高いエネルギーEmをもつ励
起種が到達することはなく、準安定励起種N2 ＊（A3Σ
u+）がプロセスガスを活性化させるが、準安定励起種N2
＊（A3Σu+）のもつエネルギーEmは6.2eVであり、被エ
ッチング基板であるシリコン基板２のもつエネルギーEd
は12.9eVであるから、準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）のも
つエネルギーEmはシリコンのもつエネルギーEdより十分
に小さいため、N2 ＊（A3Σu+）がシリコン基板２の表面
に衝突したとしても、シリコン基板２の表面に損傷が発
生することはない。
て、窒素ガスの流量を5ml/minとし、プロセスガスを導
入しない状態で、マイクロ波出力200Wで放電した場合、
反応室１内全域にわたり580nmの黄色が観測された。し
たがって、第１図に示したドライエッチング装置により
エッチングを行なう場合には、シリコン基板２の表面に
シリコンのエネルギーEdより高いエネルギーEmをもつ励
起種が到達することはなく、準安定励起種N2 ＊（A3Σ
u+）がプロセスガスを活性化させるが、準安定励起種N2
＊（A3Σu+）のもつエネルギーEmは6.2eVであり、被エ
ッチング基板であるシリコン基板２のもつエネルギーEd
は12.9eVであるから、準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）のも
つエネルギーEmはシリコンのもつエネルギーEdより十分
に小さいため、N2 ＊（A3Σu+）がシリコン基板２の表面
に衝突したとしても、シリコン基板２の表面に損傷が発
生することはない。
なお、第１図に示したドライエッチング装置において
は、到達抑制手段としてイオンコレクタ７を用いたが、
到達抑制手段として磁場を印加して荷電粒子の進路を曲
げることによって実質的に被エッチング基板の表面に荷
電粒子が衝突しないような手段を用いてもよい。
は、到達抑制手段としてイオンコレクタ７を用いたが、
到達抑制手段として磁場を印加して荷電粒子の進路を曲
げることによって実質的に被エッチング基板の表面に荷
電粒子が衝突しないような手段を用いてもよい。
また、被エッチング基板の結晶のもつエネルギーEdよ
り小さいエネルギーEmをもつ準安定励起種を利用する装
置は、被エッチング基板表面全面が単一結晶で構成さ
れ、かかる被エッチング基板の表面を全面的にエッチン
グする場合はもちろん、半導体プロセスで代表されるよ
うに、エッチングを行なうべき部分が被エッチング基板
の表面の一部であり、他の部分には異なった材質が露出
している場合にも用いることができることはいうまでも
ない。
り小さいエネルギーEmをもつ準安定励起種を利用する装
置は、被エッチング基板表面全面が単一結晶で構成さ
れ、かかる被エッチング基板の表面を全面的にエッチン
グする場合はもちろん、半導体プロセスで代表されるよ
うに、エッチングを行なうべき部分が被エッチング基板
の表面の一部であり、他の部分には異なった材質が露出
している場合にも用いることができることはいうまでも
ない。
第２図はこの発明に係る他のドライエッチング装置を
示す図である。図において、14は光源、15はレンズ、16
は光透過窓である。
示す図である。図において、14は光源、15はレンズ、16
は光透過窓である。
このドライエッチング装置においては、ガス貯蔵部８
から流出した反応室１内に導入されたプロセスガスは、
準安定励起種発生部６で生成しイオンコレクタ７を通過
して反応室１内に導入された準安定励起種と反応すると
ともに、光源14から投射されレンズ15、光透過窓16を通
過して反応室１内に照射された光のエネルギーによって
も反応が励起されるため、両者の相乗効果によって効率
よく反応が進行する。
から流出した反応室１内に導入されたプロセスガスは、
準安定励起種発生部６で生成しイオンコレクタ７を通過
して反応室１内に導入された準安定励起種と反応すると
ともに、光源14から投射されレンズ15、光透過窓16を通
過して反応室１内に照射された光のエネルギーによって
も反応が励起されるため、両者の相乗効果によって効率
よく反応が進行する。
なお、このドライエッチング装置においては、光源14
から出た光はシリコン基板２に均一に照射されている
が、光源14から出た光としてパタン情報をもった光たと
えばマスクを通過した光、レーザーのごときビーム状の
光等であってもよい。このような場合、シリコン基板２
の表面の所望の場所を選択的にエッチングすることがで
きるという効果が追加される。また、光源14としては、
炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーのごときレーザー
光源、Hgランプ、Hg−Xeランプ、メタルハライドランプ
等の紫外領域に強いスペクトルを放射する気体放電管が
有効である。さらに、この実施例においては、シリコン
基板２に直角に光ビームを照射したが、シリコン基板２
と平行な光ビームを通過させる方式でもよい。
から出た光はシリコン基板２に均一に照射されている
が、光源14から出た光としてパタン情報をもった光たと
えばマスクを通過した光、レーザーのごときビーム状の
光等であってもよい。このような場合、シリコン基板２
の表面の所望の場所を選択的にエッチングすることがで
きるという効果が追加される。また、光源14としては、
炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーのごときレーザー
光源、Hgランプ、Hg−Xeランプ、メタルハライドランプ
等の紫外領域に強いスペクトルを放射する気体放電管が
有効である。さらに、この実施例においては、シリコン
基板２に直角に光ビームを照射したが、シリコン基板２
と平行な光ビームを通過させる方式でもよい。
第３図はこの発明に係る他のドライエッチング装置を
示す図である。図において、17は反応室１にシリコン基
板２を搬入するための前置室、18はエッチング処理終了
後に反応室１からシリコン基板２を搬出するための後置
室、19は反応室１と前置室17との隔壁、20は反応室１と
後置室18との隔壁、23、24はそれぞれ前置室17、後置室
18を排気する排気装置である。
示す図である。図において、17は反応室１にシリコン基
板２を搬入するための前置室、18はエッチング処理終了
後に反応室１からシリコン基板２を搬出するための後置
室、19は反応室１と前置室17との隔壁、20は反応室１と
後置室18との隔壁、23、24はそれぞれ前置室17、後置室
18を排気する排気装置である。
このドライエッチング装置においては、反応室１にお
けるエッチングの工程が終了すると、隔壁20が開かれ、
反応室１内のシリコン基板２は後置室18に搬送され、そ
れと同時に隔壁19が開かれ、前置室17に設置されている
シリコン基板２は反応室１内に挿入される。続いて、隔
壁19、20を閉じたのち、新たに反応室１内に搬入された
シリコン基板２に対してエッチングが行なわれる。
けるエッチングの工程が終了すると、隔壁20が開かれ、
反応室１内のシリコン基板２は後置室18に搬送され、そ
れと同時に隔壁19が開かれ、前置室17に設置されている
シリコン基板２は反応室１内に挿入される。続いて、隔
壁19、20を閉じたのち、新たに反応室１内に搬入された
シリコン基板２に対してエッチングが行なわれる。
このドライエッチング装置においては、反応室１に隣
接して２つの予備室すなわち前置室17および後置室18が
設けられ、かつ前置室17、後置室18が排気装置23、24で
連続的に排気されていることから、シリコン基板２のエ
ッチング工程が終了して次のステップに進む際に、反応
室１内に外気が流入することがない。その結果、反応室
１内を所望の真空度に再排気する工程を省略もしくは短
縮できるとともに、外気たとえば空気や水蒸気が反応室
１内に流入することによってもたらされるドライエッチ
ング装置固有の問題点、すなわち反応室１内に吸着した
空気や水蒸気は準安定励起種の活性度を低下させるた
め、エッチングに要する時間が長くなるという問題点を
克服でき、エッチングのスループットが向上する。
接して２つの予備室すなわち前置室17および後置室18が
設けられ、かつ前置室17、後置室18が排気装置23、24で
連続的に排気されていることから、シリコン基板２のエ
ッチング工程が終了して次のステップに進む際に、反応
室１内に外気が流入することがない。その結果、反応室
１内を所望の真空度に再排気する工程を省略もしくは短
縮できるとともに、外気たとえば空気や水蒸気が反応室
１内に流入することによってもたらされるドライエッチ
ング装置固有の問題点、すなわち反応室１内に吸着した
空気や水蒸気は準安定励起種の活性度を低下させるた
め、エッチングに要する時間が長くなるという問題点を
克服でき、エッチングのスループットが向上する。
また、第３図に示した装置に第２図に示したような光
源、レンズ、光透過窓等を付加して、光励起反応と準安
定励起種の脱励起反応との相乗効果を利用すれば、エッ
チング効率がさらに向上することはいうまでもない。
源、レンズ、光透過窓等を付加して、光励起反応と準安
定励起種の脱励起反応との相乗効果を利用すれば、エッ
チング効率がさらに向上することはいうまでもない。
なお、上述実施例においては、被エッチング基板がシ
リコン基板２の場合について説明したが、被エッチング
基板が他の基板の場合にもこの発明を適用することがで
きる。この場合、被エッチング基板の結晶のもつエネル
ギーEdがシリコン基板２のエネルギーEdより小さいとき
には、準安定励起種発生用ガスとして窒素ガスを用いる
と、11eV付近のエネルギーEmをもつ励起種N2（C3Πｕ）
が同時に発生するので、励起種N2（C3Πｕ）が被エッチ
ング基板に損傷を与える可能性が大きい。そのため、励
起種N2（C3Πｕ）が反応室１内に流入するのを抑える放
電条件を設定し、準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）を支配的
に反応室１に流入させるのがよい。また、上述実施例に
おいては、準安定励起種発生用ガスとして窒素ガスを使
用したが、準安定励起種発生用ガスとして他のガスたと
えばアルゴンガス、キセノンガス等の希ガスを使用して
もよい。そして、アルゴンガスを使用した場合には、エ
ネルギーEmが11.7eVのAr＊（3P0）、エネルギーEmが11.
5eVのAr＊（3P2）を利用することができ、キセノンガス
を使用した場合には、エネルギーEmが9.5eVのXe
＊（3P0）、エネルギーEmが8.3eVのXe＊（3P2）を利用
するとができる。さらに、上述実施例においては、準安
定励起種発生手段としてマイクロ波放電を利用した準安
定励起種発生部６を用いたが、高周波放電を利用したも
のを用いてもよい。また、プロセスガスとしては目的に
応じてSF6、CCl4、CF4、C2Cl4、C2Cl4F2などを使用すれ
ばよい。
リコン基板２の場合について説明したが、被エッチング
基板が他の基板の場合にもこの発明を適用することがで
きる。この場合、被エッチング基板の結晶のもつエネル
ギーEdがシリコン基板２のエネルギーEdより小さいとき
には、準安定励起種発生用ガスとして窒素ガスを用いる
と、11eV付近のエネルギーEmをもつ励起種N2（C3Πｕ）
が同時に発生するので、励起種N2（C3Πｕ）が被エッチ
ング基板に損傷を与える可能性が大きい。そのため、励
起種N2（C3Πｕ）が反応室１内に流入するのを抑える放
電条件を設定し、準安定励起種N2 ＊（A3Σu+）を支配的
に反応室１に流入させるのがよい。また、上述実施例に
おいては、準安定励起種発生用ガスとして窒素ガスを使
用したが、準安定励起種発生用ガスとして他のガスたと
えばアルゴンガス、キセノンガス等の希ガスを使用して
もよい。そして、アルゴンガスを使用した場合には、エ
ネルギーEmが11.7eVのAr＊（3P0）、エネルギーEmが11.
5eVのAr＊（3P2）を利用することができ、キセノンガス
を使用した場合には、エネルギーEmが9.5eVのXe
＊（3P0）、エネルギーEmが8.3eVのXe＊（3P2）を利用
するとができる。さらに、上述実施例においては、準安
定励起種発生手段としてマイクロ波放電を利用した準安
定励起種発生部６を用いたが、高周波放電を利用したも
のを用いてもよい。また、プロセスガスとしては目的に
応じてSF6、CCl4、CF4、C2Cl4、C2Cl4F2などを使用すれ
ばよい。
以上説明したように、この発明に係るドライエッチン
グ装置においては、荷電粒子が被エッチング基板に到達
するのを防止することができるから、極めて低損傷のド
ライエッチングを行なうことが可能となる。このよう
に、この発明の効果は顕著である。
グ装置においては、荷電粒子が被エッチング基板に到達
するのを防止することができるから、極めて低損傷のド
ライエッチングを行なうことが可能となる。このよう
に、この発明の効果は顕著である。
第１図ないし第３図はそれぞれこの発明に係るドライエ
ッチング装置を示す図である。 １……反応室、２……シリコン基板 ３……窒素ガス貯蔵部 ６……準安定励起種発生部 ７……イオンコレクタ ８……プロセスガスの貯蔵部 13……排気装置
ッチング装置を示す図である。 １……反応室、２……シリコン基板 ３……窒素ガス貯蔵部 ６……準安定励起種発生部 ７……イオンコレクタ ８……プロセスガスの貯蔵部 13……排気装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−22628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−139539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285424（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被エッチング基板を収容し、導入した中性
の準安定励起分子とプロセスガスとの反応に基づき前記
被エッチング基板表面をエッチングするためのエッチン
グ室と、 所要のガスを容器に供給してその容器内でマイクロ波放
電を発生させることにより荷電粒子、前記準安定励起分
子を含む化学種を生成する化学種生成手段と、 前記化学種生成手段で生成した前記化学種を前記エッチ
ング室内へ導入するために前記化学種生成手段と前記エ
ッチング室内とを連通させるための、かつ、その管の途
中において前記荷電粒子の大部分が電荷を失うのに十分
な長さを有する導入管とを有し、 電荷を失っていない前記荷電粒子が前記エッチング室に
導入されるのを阻止するために、前記荷電粒子を捕獲す
るためのコレクタを前記エッチング室と前記導入管との
接続部に設けたことを特徴とするドライエッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152673A JPH0834203B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152673A JPH0834203B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | ドライエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639935A JPS639935A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH0834203B2 true JPH0834203B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=15545603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152673A Expired - Lifetime JPH0834203B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834203B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01225319A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Sony Corp | エツチング方法及びその装置 |
| JP3252542B2 (ja) * | 1993-07-12 | 2002-02-04 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子の周波数調整方法 |
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
| US11694911B2 (en) * | 2016-12-20 | 2023-07-04 | Lam Research Corporation | Systems and methods for metastable activated radical selective strip and etch using dual plenum showerhead |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2537768A1 (fr) * | 1982-12-08 | 1984-06-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif d'obtention de faisceaux de particules de densite spatialement modulee, application a la gravure et a l'implantation ioniques |
| JPS6122628A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Hitachi Ltd | ドライエツチング装置 |
| JPS6188527A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Hitachi Ltd | 半導体プロセス装置 |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP61152673A patent/JPH0834203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS639935A (ja) | 1988-01-16 |
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