JPH0878745A - ニオブ系薄膜のドライエッチング方法 - Google Patents
ニオブ系薄膜のドライエッチング方法Info
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- JPH0878745A JPH0878745A JP6206952A JP20695294A JPH0878745A JP H0878745 A JPH0878745 A JP H0878745A JP 6206952 A JP6206952 A JP 6206952A JP 20695294 A JP20695294 A JP 20695294A JP H0878745 A JPH0878745 A JP H0878745A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置を
用い、該装置内にエッチングガスとしてテトラエトキシ
メタンガスを導入し、ウェハ５に対して超音波を印加し
ながら、ウェハ５上のＮｂ薄膜に対してドライエッチン
グを行い、所定形状にパターニングする。超音波は、ウ
ェハ３を載置するサセプタ６内に埋設された超音波振動
子１０を超音波発振器１１により振動させることによっ
て印加する。 【効果】 Ｎｂ系薄膜の高速異方性エッチングが行え
る。また、マスク材との選択比も確保でき、寸法変換差
も小さく抑えられる。このため、Ｎｂ系薄膜を用いた量
子波素子をも信頼性よく製造することが可能となる。
用い、該装置内にエッチングガスとしてテトラエトキシ
メタンガスを導入し、ウェハ５に対して超音波を印加し
ながら、ウェハ５上のＮｂ薄膜に対してドライエッチン
グを行い、所定形状にパターニングする。超音波は、ウ
ェハ３を載置するサセプタ６内に埋設された超音波振動
子１０を超音波発振器１１により振動させることによっ
て印加する。 【効果】 Ｎｂ系薄膜の高速異方性エッチングが行え
る。また、マスク材との選択比も確保でき、寸法変換差
も小さく抑えられる。このため、Ｎｂ系薄膜を用いた量
子波素子をも信頼性よく製造することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導材料として知ら
れるニオブ系薄膜のドライエッチング方法に関し、特
に、該ニオブ系薄膜を微細且つ高速に異方性加工する方
法に関する。
れるニオブ系薄膜のドライエッチング方法に関し、特
に、該ニオブ系薄膜を微細且つ高速に異方性加工する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体装置の微細化、高集積化が
進められ、サブミクロンレベルでの微細加工が行われて
いる。しかしながら、この微細化、高集積化への試み
は、まもなく限界に達すると考えられている。これは、
今までの半導体装置、例えばトランジスタは、シリコン
半導体に代表される固体中の電子・正孔の「粒子性」を
利用した電子デバイスであったのに対し、微細化が進む
と、電子・正孔の「波動性」が顕著になり、トランジス
タとして動作しなくなるからである。
進められ、サブミクロンレベルでの微細加工が行われて
いる。しかしながら、この微細化、高集積化への試み
は、まもなく限界に達すると考えられている。これは、
今までの半導体装置、例えばトランジスタは、シリコン
半導体に代表される固体中の電子・正孔の「粒子性」を
利用した電子デバイスであったのに対し、微細化が進む
と、電子・正孔の「波動性」が顕著になり、トランジス
タとして動作しなくなるからである。
【０００３】トランジスタとしての動作が可能な素子の
微細化の限界は、０．１μｍ近傍であると見られ、ここ
を境に、電子・正孔の「波動性」に基づいた動作を示す
量子波素子への転換が必要となると考えられている。量
子波素子としては、日経サイエンス１９９２年１２月号
（日経ＢＰ社刊）にて、ソース電極とドレイン電極に超
伝導材料であるニオブ（Ｎｂ）薄膜を用い、「アンドレ
エフ反射」や「超伝導近接効果」と呼ばれる現象を利用
したものが提案されている。
微細化の限界は、０．１μｍ近傍であると見られ、ここ
を境に、電子・正孔の「波動性」に基づいた動作を示す
量子波素子への転換が必要となると考えられている。量
子波素子としては、日経サイエンス１９９２年１２月号
（日経ＢＰ社刊）にて、ソース電極とドレイン電極に超
伝導材料であるニオブ（Ｎｂ）薄膜を用い、「アンドレ
エフ反射」や「超伝導近接効果」と呼ばれる現象を利用
したものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような量子波素
子を製造するには、Ｎｂ薄膜の微細加工が必要である
が、実際には、Ｎｂ系薄膜のエッチングには種々の問題
がある。例えば、通常のドライエッチングで用いられる
ハロゲンガスをエッチングガスとして使用すると、Ｎｂ
とハロゲンとからなる化合物には蒸気圧が低いものが多
いため、エッチングが進行しにくい。また、物理的作用
を利用したスパッタエッチングを行うと、被エッチング
材であるＮｂ系薄膜とマスク材であるフォトレジスト塗
膜との選択比を確保することが困難となると共に、Ｎｂ
系薄膜の下地となる材料層にイオン照射ダメージが入
る。また、エッチングされたＮｂ系薄膜の成分が再付着
して寸法変換差が大きくなってしまうといった問題も有
している。
子を製造するには、Ｎｂ薄膜の微細加工が必要である
が、実際には、Ｎｂ系薄膜のエッチングには種々の問題
がある。例えば、通常のドライエッチングで用いられる
ハロゲンガスをエッチングガスとして使用すると、Ｎｂ
とハロゲンとからなる化合物には蒸気圧が低いものが多
いため、エッチングが進行しにくい。また、物理的作用
を利用したスパッタエッチングを行うと、被エッチング
材であるＮｂ系薄膜とマスク材であるフォトレジスト塗
膜との選択比を確保することが困難となると共に、Ｎｂ
系薄膜の下地となる材料層にイオン照射ダメージが入
る。また、エッチングされたＮｂ系薄膜の成分が再付着
して寸法変換差が大きくなってしまうといった問題も有
している。
【０００５】そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、微細且つ高速に異方性エッチ
ングが行えるＮｂ系薄膜のドライエッチング方法を提供
することを目的とする。
て提案されたものであり、微細且つ高速に異方性エッチ
ングが行えるＮｂ系薄膜のドライエッチング方法を提供
す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Ｎｂ系薄膜
のドライエッチング方法は、上述の目的を達成するため
に提案されたものであり、エッチング装置内に所定のエ
ッチングガスを導入しながら、基板上のＮｂ系薄膜のド
ライエッチングを行うに際し、前記ドライエッチング
中、基板に超音波を印加するものである。
のドライエッチング方法は、上述の目的を達成するため
に提案されたものであり、エッチング装置内に所定のエ
ッチングガスを導入しながら、基板上のＮｂ系薄膜のド
ライエッチングを行うに際し、前記ドライエッチング
中、基板に超音波を印加するものである。
【０００７】なお、基板に超音波を印加するには、エッ
チング装置内の基板保持部材に超音波振動子を内蔵さ
せ、該超音波振動子に接続する超音波発振器によって、
所定の周波数および出力の超音波を発生させればよい。
また、本発明に係るＮｂ系薄膜のドライエッチング方法
は、プラズマエッチング装置内に所定のエッチングガス
を導入しながら、基板上のＮｂ系薄膜のドライエッチン
グを行うに際し、分子内にアルコキシル基を有する化合
物ガスを含有するエッチングガスを用いるものである。
チング装置内の基板保持部材に超音波振動子を内蔵さ
せ、該超音波振動子に接続する超音波発振器によって、
所定の周波数および出力の超音波を発生させればよい。
また、本発明に係るＮｂ系薄膜のドライエッチング方法
は、プラズマエッチング装置内に所定のエッチングガス
を導入しながら、基板上のＮｂ系薄膜のドライエッチン
グを行うに際し、分子内にアルコキシル基を有する化合
物ガスを含有するエッチングガスを用いるものである。
【０００８】なお、この分子内にアルコキシル基を有す
る化合物ガスを用いたドライエッチング時、同時に上述
の超音波印加を行ってもよい。前記分子内にアルコキシ
ル基を有する化合物としては、アルコキシル基としてエ
トキシ基を有するものが好適であり、エトキシメタン，
ジエトキシメタン，トリエトキシメタン等の有機化合物
が挙げられる。エトキシ基は、Ｎｂ原子と結合して蒸気
圧の高い化合物を生成させる働きをする。このため、エ
ッチングガスとして用いられる有機化合物としては、分
子内にエトキシ基を多く有するものが好ましい。
る化合物ガスを用いたドライエッチング時、同時に上述
の超音波印加を行ってもよい。前記分子内にアルコキシ
ル基を有する化合物としては、アルコキシル基としてエ
トキシ基を有するものが好適であり、エトキシメタン，
ジエトキシメタン，トリエトキシメタン等の有機化合物
が挙げられる。エトキシ基は、Ｎｂ原子と結合して蒸気
圧の高い化合物を生成させる働きをする。このため、エ
ッチングガスとして用いられる有機化合物としては、分
子内にエトキシ基を多く有するものが好ましい。
【０００９】また、テトラエトキシシランのように、分
子内にＳｉ原子を有する化合物を用いると、エッチング
時の側壁保護効果が高い。ところで、本発明にて用いら
れるエッチング装置としては、特に限定されないが、平
行平板型プラズマエッチング装置、マグネトロン型反応
性イオンエッチング装置、有磁場マイクロ波プラズマエ
ッチング（ＥＣＲプラズマエッチング）装置、誘導結合
プラズマエッチング装置、ヘリコン波プラズマエッチン
グ装置、ＴＣＰエッチング装置が挙げられる。
子内にＳｉ原子を有する化合物を用いると、エッチング
時の側壁保護効果が高い。ところで、本発明にて用いら
れるエッチング装置としては、特に限定されないが、平
行平板型プラズマエッチング装置、マグネトロン型反応
性イオンエッチング装置、有磁場マイクロ波プラズマエ
ッチング（ＥＣＲプラズマエッチング）装置、誘導結合
プラズマエッチング装置、ヘリコン波プラズマエッチン
グ装置、ＴＣＰエッチング装置が挙げられる。
【００１０】
【作用】本発明を適用して、ドライエッチング時に、基
板に超音波を印加すると、Ｎｂ原子がより蒸気圧の高い
化合物となる反応が促進され、エッチングが高速化され
る。あるいは、エッチングガスとして分子内にアルコキ
シル基を有する化合物ガスを用いると、アルコキシル基
がＮｂ原子と結合し、該Ｎｂ原子を蒸気圧の高い化合物
にすることができる。特に、アルコキシル基がエトキシ
基である場合、上記効果が高い。
板に超音波を印加すると、Ｎｂ原子がより蒸気圧の高い
化合物となる反応が促進され、エッチングが高速化され
る。あるいは、エッチングガスとして分子内にアルコキ
シル基を有する化合物ガスを用いると、アルコキシル基
がＮｂ原子と結合し、該Ｎｂ原子を蒸気圧の高い化合物
にすることができる。特に、アルコキシル基がエトキシ
基である場合、上記効果が高い。
【００１１】また、エトキシ基がＳｉ原子に結合する化
合物ガスは、エッチング時に側壁保護膜を形成しやす
く、異方性エッチングに有効である。
合物ガスは、エッチング時に側壁保護膜を形成しやす
く、異方性エッチングに有効である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係るＮｂ系薄膜のドライエッ
チング方法を具体的な実施例を用いて説明する。先ず、
ここで用いたＥＣＲプラズマエッチング装置について説
明する。このＥＣＲプラズマエッチング装置は、図１に
示されるように、マグネトロン１にて発生させたマイク
ロ波を導波管２を通過させて石英ベルジャ３内に導入
し、このマイクロ波の電場と垂直方向の磁場をソレノイ
ドコイル４により発生させることにより、いわゆるＥＣ
Ｒ放電を生じさせて、高密度プラズマを得るものであ
る。
チング方法を具体的な実施例を用いて説明する。先ず、
ここで用いたＥＣＲプラズマエッチング装置について説
明する。このＥＣＲプラズマエッチング装置は、図１に
示されるように、マグネトロン１にて発生させたマイク
ロ波を導波管２を通過させて石英ベルジャ３内に導入
し、このマイクロ波の電場と垂直方向の磁場をソレノイ
ドコイル４により発生させることにより、いわゆるＥＣ
Ｒ放電を生じさせて、高密度プラズマを得るものであ
る。
【００１３】上記石英ベルジャ３内にはウェハ５を載置
するサセプタ６、エッチングガスを導入するガス導入管
８、排気口９が設けられている。なお、サセプタ６はＲ
Ｆ電源１２に接続されて、ウェハ５にＲＦバイアスが印
加できるようになされていると共に、その内部にヒータ
７が設けられ、ウェハ５の温度を調整可能としている。
また、上記サセプタ６内には、超音波発振器１１に接続
された超音波振動子１０が埋設されており、成膜時にウ
ェハ５に超音波を印加できるようになされている。な
お、上記超音波発振器１１には図示しないスイッチが設
けられ、該スイッチのオン／オフによって超音波の供給
の開始／停止が制御できるようになされている。実施例１ 本実施例では、上述のＥＣＲプラズマエッチング装置を
用い、ウェハ５に超音波を印加しながら、該ウェハ５上
のＮｂ薄膜のエッチングを行う方法について説明する。
するサセプタ６、エッチングガスを導入するガス導入管
８、排気口９が設けられている。なお、サセプタ６はＲ
Ｆ電源１２に接続されて、ウェハ５にＲＦバイアスが印
加できるようになされていると共に、その内部にヒータ
７が設けられ、ウェハ５の温度を調整可能としている。
また、上記サセプタ６内には、超音波発振器１１に接続
された超音波振動子１０が埋設されており、成膜時にウ
ェハ５に超音波を印加できるようになされている。な
お、上記超音波発振器１１には図示しないスイッチが設
けられ、該スイッチのオン／オフによって超音波の供給
の開始／停止が制御できるようになされている。実施例１ 本実施例では、上述のＥＣＲプラズマエッチング装置を
用い、ウェハ５に超音波を印加しながら、該ウェハ５上
のＮｂ薄膜のエッチングを行う方法について説明する。
【００１４】先ず、図２に示されるように、基板２１上
にＮｂ薄膜２２が成膜されたウェハ５に所望形状のフォ
トレジスト・パターン２３を形成した。なお、Ｎｂ薄膜
は通常のスパッタリング法によって約２００ｎｍ厚に成
膜し、フォトレジスト・パターン２３はフォトレジスト
塗膜を通常のフォトリソグラフィおよび現像処理によっ
てパターニングした。
にＮｂ薄膜２２が成膜されたウェハ５に所望形状のフォ
トレジスト・パターン２３を形成した。なお、Ｎｂ薄膜
は通常のスパッタリング法によって約２００ｎｍ厚に成
膜し、フォトレジスト・パターン２３はフォトレジスト
塗膜を通常のフォトリソグラフィおよび現像処理によっ
てパターニングした。
【００１５】そして、ＥＣＲプラズマエッチング装置を
用いてウェハ５に超音波を印加しながら、以下の条件に
てＮｂ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： ＣＦ4 流量３０ｓｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： １００℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、図３に示されるように、フォトレジスト・
パターン２３にてマスクされていない領域のＮｂ薄膜２
２の高速異方性エッチングがなされ、Ｎｂ薄膜２２が所
望形状にパターニングされた。
用いてウェハ５に超音波を印加しながら、以下の条件に
てＮｂ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： ＣＦ4 流量３０ｓｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： １００℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、図３に示されるように、フォトレジスト・
パターン２３にてマスクされていない領域のＮｂ薄膜２
２の高速異方性エッチングがなされ、Ｎｂ薄膜２２が所
望形状にパターニングされた。
【００１６】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
ウェハ５への超音波の印加を行ったため、Ｎｂのフッ化
物が形成されやすくなったことによる。また、異方性が
達成されたのは、イオンの照射がないところでエッチン
グガスであるＣＦ4 の分解成分が堆積し、図示しない側
壁保護膜が形成されたためである。なお、ウェハ５への
超音波の印加によって、上述の堆積作用が促進されたた
めことも理由に挙げられる。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
ウェハ５への超音波の印加を行ったため、Ｎｂのフッ化
物が形成されやすくなったことによる。また、異方性が
達成されたのは、イオンの照射がないところでエッチン
グガスであるＣＦ4 の分解成分が堆積し、図示しない側
壁保護膜が形成されたためである。なお、ウェハ５への
超音波の印加によって、上述の堆積作用が促進されたた
めことも理由に挙げられる。
【００１７】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例２ 本実施例は、超音波の印加を行わず、エッチングガスと
してテトラエトキシメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた
例である。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例２ 本実施例は、超音波の印加を行わず、エッチングガスと
してテトラエトキシメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた
例である。
【００１８】具体的には、実施例１と同様にして、Ｎｂ
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、以下の条件にて、Ｎｂ薄膜２２の
ドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グが行われ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、以下の条件にて、Ｎｂ薄膜２２の
ドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グが行われ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
【００１９】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、Ｎｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 なる蒸気
圧の高い化合物となったことによる。また、イオンの照
射がないところではテトラエトキシメタンの分解成分が
堆積し、側壁保護膜が形成され、この働きによってエッ
チングの異方性が確保できた。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、Ｎｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）5 なる蒸気
圧の高い化合物となったことによる。また、イオンの照
射がないところではテトラエトキシメタンの分解成分が
堆積し、側壁保護膜が形成され、この働きによってエッ
チングの異方性が確保できた。
【００２０】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例３ 本実施例では、エッチングガスにテトラエトキシシラン
Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4を用いた。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。実施例３ 本実施例では、エッチングガスにテトラエトキシシラン
Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4を用いた。
【００２１】具体的には、実施例１と同様にして、Ｎｂ
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、エッチングガスの種類とウェハ５
の温度を以下のように変更した以外は実施例２と同様に
して、Ｎｂ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０
ｓｃｃｍ ウェハ温度 ： ５０℃ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グがなされ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、エッチングガスの種類とウェハ５
の温度を以下のように変更した以外は実施例２と同様に
して、Ｎｂ薄膜２２のドライエッチングを行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０
ｓｃｃｍ ウェハ温度 ： ５０℃ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グがなされ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
【００２２】なお、高速エッチングが達成されたのは、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シシランを用いたため、Ｎｂ薄膜２２がＮｂ（ＯＣ2 Ｈ
5 ） 5 なる蒸気圧の高い化合物となったことによる。ま
た、高い異方性が確保できたのは、比較的低温でのエッ
チングが行えたため、イオンの照射がないところでは、
テトラエトキシシランの分解成分としてＣ成分のみなら
ず、Ｓｉ成分もが堆積し、側壁保護膜を形成したためで
ある。
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シシランを用いたため、Ｎｂ薄膜２２がＮｂ（ＯＣ2 Ｈ
5 ） 5 なる蒸気圧の高い化合物となったことによる。ま
た、高い異方性が確保できたのは、比較的低温でのエッ
チングが行えたため、イオンの照射がないところでは、
テトラエトキシシランの分解成分としてＣ成分のみなら
ず、Ｓｉ成分もが堆積し、側壁保護膜を形成したためで
ある。
【００２３】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去し、パ
ターン側壁に堆積した側壁保護膜はライトエッチングに
よって十分に除去した。実施例４ 本実施例は、ウェハ５への超音波の印加を行い、且つ、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた例である。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去し、パ
ターン側壁に堆積した側壁保護膜はライトエッチングに
よって十分に除去した。実施例４ 本実施例は、ウェハ５への超音波の印加を行い、且つ、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンＣ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 を用いた例である。
【００２４】具体的には、実施例１と同様にして、Ｎｂ
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、以下の条件にて、ウェハ５に超音
波を印加しながら、Ｎｂ薄膜２２のドライエッチングを
行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グが行われ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
薄膜２２上にフォトレジスト・パターン２３が形成され
たウェハ５を用意し、以下の条件にて、ウェハ５に超音
波を印加しながら、Ｎｂ薄膜２２のドライエッチングを
行った。 ドライエッチング条件 導入ガス ： Ｃ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 流量３０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波 ： ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス電力： ３０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ウェハ温度 ： ８０℃ 反応室圧力 ： １．３３Ｐａ 超音波周波数 ： ５０ｋＨｚ これにより、フォトレジスト・パターン２３にてマスク
されていない領域のＮｂ薄膜２２の高速異方性エッチン
グが行われ、Ｎｂ薄膜２２が所望形状にパターニングさ
れた。
【００２５】なお、高速エッチングが達成されたのは、
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、Ｎｂ原子がＮｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
5 なる蒸気圧の高い化合物となったことによる。また、
ウェハ５への超音波の印加を行ったことにより、上記蒸
気圧の高い化合物の生成が促進されたことも理由として
挙げられる。また、イオンの照射がないところではテト
ラエトキシメタンの分解成分が堆積し、側壁保護膜が形
成され、この働きによってエッチングの異方性が確保で
きた。
比較的高い温度にてエッチングを行ったことに加えて、
エッチングガスとしてエトキシ基を有するテトラエトキ
シメタンを用いたため、Ｎｂ原子がＮｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
5 なる蒸気圧の高い化合物となったことによる。また、
ウェハ５への超音波の印加を行ったことにより、上記蒸
気圧の高い化合物の生成が促進されたことも理由として
挙げられる。また、イオンの照射がないところではテト
ラエトキシメタンの分解成分が堆積し、側壁保護膜が形
成され、この働きによってエッチングの異方性が確保で
きた。
【００２６】その後、１００℃にてアッシングを行うこ
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。以上、本発明に係るＮｂ系薄膜のドライエッチング
方法を適用した例について説明したが、本発明は上述の
実施例に限定されるものではない。例えば、実施例１に
おいては、エッチングガスとして、ＣＦ4 ガスに代わっ
て、ＣＨＣｌ3 ガスやＣＨＢｒ3 ガスを用いてよい。ま
た、実施例１〜４のそれぞれにおいて、エッチングガス
にＡｒを１０ｓｃｃｍ程度添加し、イオン照射効果を高
めて、エッチングの異方性をより進めてもよい。さら
に、実施例３のようなテトラエトキシシランをエッチン
グガスを用いたエッチングに際して、超音波の印加も行
ってもよい。その他、エッチングがなされるウェハの構
成についても特に限定されない。
とにより、フォトレジスト・パターン２３を除去したと
ころ、パターン側壁に堆積した側壁保護膜も除去でき
た。以上、本発明に係るＮｂ系薄膜のドライエッチング
方法を適用した例について説明したが、本発明は上述の
実施例に限定されるものではない。例えば、実施例１に
おいては、エッチングガスとして、ＣＦ4 ガスに代わっ
て、ＣＨＣｌ3 ガスやＣＨＢｒ3 ガスを用いてよい。ま
た、実施例１〜４のそれぞれにおいて、エッチングガス
にＡｒを１０ｓｃｃｍ程度添加し、イオン照射効果を高
めて、エッチングの異方性をより進めてもよい。さら
に、実施例３のようなテトラエトキシシランをエッチン
グガスを用いたエッチングに際して、超音波の印加も行
ってもよい。その他、エッチングがなされるウェハの構
成についても特に限定されない。
【００２７】なお、上述の実施例においては、エッチン
グ装置として、超音波の供給系を有するものを示した
が、実施例２，３のようにしてエッチングを行う場合に
は、超音波の供給系を必要としない。
グ装置として、超音波の供給系を有するものを示した
が、実施例２，３のようにしてエッチングを行う場合に
は、超音波の供給系を必要としない。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
を適用すると、Ｎｂ系薄膜の高速異方性エッチングが可
能となる。また、マスク材との選択比も確保でき、寸法
変換差も小さく抑えられる。このため、Ｎｂ系薄膜を加
工の信頼性を向上させることができ、量子波素子にＮｂ
系薄膜を用いることが可能となる。
を適用すると、Ｎｂ系薄膜の高速異方性エッチングが可
能となる。また、マスク材との選択比も確保でき、寸法
変換差も小さく抑えられる。このため、Ｎｂ系薄膜を加
工の信頼性を向上させることができ、量子波素子にＮｂ
系薄膜を用いることが可能となる。
【図１】本発明に用いられるＥＣＲプラズマエッチング
装置の一構成例を示す模式図である。
装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明を適用したドライエッチングがなされる
ウェハの断面を示す模式図である。
ウェハの断面を示す模式図である。
【図３】図２のウェハに対してドライエッチングがなさ
れた状態を示す模式図である。
れた状態を示す模式図である。
１ マグネトロン ２ 導波管 ３ 石英ベルジャ ４ ソレノイドコイル ５ ウェハ ６ サセプタ ７ ヒータ ８ ガス導入管 ９ 排気口 １０ 超音波振動子 １１ 超音波発振器 １２ ＲＦ電源 ２１ 基板 ２２ Ｎｂ薄膜 ２３ フォトレジスト・パターン
Claims (4)
- 【請求項１】 エッチング装置内に所定のエッチングガ
スを導入しながら、基板上のニオブ系薄膜のドライエッ
チングを行うに際し、 前記ドライエッチング中、前記基板に超音波を印加する
ことを特徴とするニオブ系薄膜のドライエッチング方
法。 - 【請求項２】 エッチング装置内に所定のエッチングガ
スを導入しながら、基板上のニオブ系薄膜のドライエッ
チングを行うに際し、 前記エッチングガスとして、分子内にアルコキシル基を
有する化合物ガスを用いることを特徴とするニオブ系薄
膜のドライエッチング方法。 - 【請求項３】 前記化合物ガスにおけるアルコキシル基
が、エトキシ基であることを特徴とする請求項２記載の
ニオブ系薄膜のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記化合物ガスが、テトラエトキシシラ
ンガスであることを特徴とする請求項３記載のニオブ系
薄膜のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20695294A JP3428169B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ニオブ系薄膜のドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20695294A JP3428169B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ニオブ系薄膜のドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878745A true JPH0878745A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3428169B2 JP3428169B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=16531743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20695294A Expired - Fee Related JP3428169B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ニオブ系薄膜のドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428169B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002076511A3 (fr) * | 2001-03-27 | 2003-04-17 | Apit Corp Sa | Procédé de traitement de surface par plasma et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé |
| WO2013089391A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Lg Siltron Inc. | Single wafer etching apparatus |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20695294A patent/JP3428169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002076511A3 (fr) * | 2001-03-27 | 2003-04-17 | Apit Corp Sa | Procédé de traitement de surface par plasma et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé |
| CN100437883C (zh) * | 2001-03-27 | 2008-11-26 | Apit股份有限公司 | 等离子体表面处理的方法以及实现该方法的设备 |
| WO2013089391A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Lg Siltron Inc. | Single wafer etching apparatus |
| KR101308352B1 (ko) * | 2011-12-16 | 2013-09-17 | 주식회사 엘지실트론 | 매엽식 웨이퍼 에칭장치 |
| CN103999197A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-08-20 | Lg矽得荣株式会社 | 单片晶圆蚀刻设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3428169B2 (ja) | 2003-07-22 |
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