JPH10242129A - ガスエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置 - Google Patents
ガスエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング対象物のエッチングしたい部分の
みを精度良くエッチングできるガスエッチング方法及び
ガス噴出用ノズルを提供すること。 【解決手段】 エッチング対象物に対してガス噴出用ノ
ズルからエッチング用ガスを噴出し、該エッチング対象
物をエッチングするガスエッチング方法であって、エッ
チング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴出したガス
を排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出パイプと排
気パイプとを同軸の2重管構造とし、該ガス噴出パイプ
からエッチング対象物に向けて噴出すると同時に反応余
剰ガスを該排気パイプを通して排気する。
みを精度良くエッチングできるガスエッチング方法及び
ガス噴出用ノズルを提供すること。 【解決手段】 エッチング対象物に対してガス噴出用ノ
ズルからエッチング用ガスを噴出し、該エッチング対象
物をエッチングするガスエッチング方法であって、エッ
チング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴出したガス
を排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出パイプと排
気パイプとを同軸の2重管構造とし、該ガス噴出パイプ
からエッチング対象物に向けて噴出すると同時に反応余
剰ガスを該排気パイプを通して排気する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエッチング対象物に
エッチング用ガスを噴出し、該エッチング対象物をエッ
チングするガスエッチング方法及びこのガスエッチング
方法に用いるガス噴出用ノズルに関するものである。
エッチング用ガスを噴出し、該エッチング対象物をエッ
チングするガスエッチング方法及びこのガスエッチング
方法に用いるガス噴出用ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスによりSiウエハ等のエッチング対
象物をエッチングするにはプラズマ等によりエッチング
用ガスを活性化すると同時に、該活性化したガスの流れ
を電極、磁力などにより制御するのが一般的である。し
かし、エッチング用ガスだけでSiウエハやPoly−
Si膜、SiO2膜をエッチングすることもある。
象物をエッチングするにはプラズマ等によりエッチング
用ガスを活性化すると同時に、該活性化したガスの流れ
を電極、磁力などにより制御するのが一般的である。し
かし、エッチング用ガスだけでSiウエハやPoly−
Si膜、SiO2膜をエッチングすることもある。
【0003】この場合のエッチング方法としては、図3
に示すように、サセプター102に載置されたエッチン
グ対象物101を反応容器103に入れ、該反応容器1
03内を排気口104を通して真空排気して減圧し、該
減圧下においてエッチングガス導入管(ノズル)105
の先端からエッチング用ガスをエッチング対象物101
のエッチングしたい箇所に一定時間流して行うのが一般
的である。
に示すように、サセプター102に載置されたエッチン
グ対象物101を反応容器103に入れ、該反応容器1
03内を排気口104を通して真空排気して減圧し、該
減圧下においてエッチングガス導入管(ノズル)105
の先端からエッチング用ガスをエッチング対象物101
のエッチングしたい箇所に一定時間流して行うのが一般
的である。
【0004】下式(1)にSiの代表的なエッチングの
反応のみの化学式を示す。エッチングガス導入管105
の先端から噴出したエッチング用ガスはエッチング対象
物(ここではSiウエハ)101に衝突し、エッチング
対象物との反応物をつくり気化し、エッチングする。 Si+4F*→SiF4↑+C2F6 (1) この時、エッチングに用いられるガスの中で余剰のガス
は図3の矢印で示すように、排気口104より反応容器
103の外に排気される。
反応のみの化学式を示す。エッチングガス導入管105
の先端から噴出したエッチング用ガスはエッチング対象
物(ここではSiウエハ)101に衝突し、エッチング
対象物との反応物をつくり気化し、エッチングする。 Si+4F*→SiF4↑+C2F6 (1) この時、エッチングに用いられるガスの中で余剰のガス
は図3の矢印で示すように、排気口104より反応容器
103の外に排気される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように余剰のガ
スは排気口104から反応容器103の外に排気される
が、排気口104までの道筋が長いとエッチング対象物
101のエッチングしたい場所以外の場所までもエッチ
ングし、該エッチング対象物101を削り取ってしま
い、大変不都合である。特にエッチング量が数μmから
数十μmの厚いエッチングを行う場合には大きな支障は
ないかもしれないが、エッチング量が数百Å〜数千Åの
薄いエッチングを行う場合には大きな障害となる。
スは排気口104から反応容器103の外に排気される
が、排気口104までの道筋が長いとエッチング対象物
101のエッチングしたい場所以外の場所までもエッチ
ングし、該エッチング対象物101を削り取ってしま
い、大変不都合である。特にエッチング量が数μmから
数十μmの厚いエッチングを行う場合には大きな支障は
ないかもしれないが、エッチング量が数百Å〜数千Åの
薄いエッチングを行う場合には大きな障害となる。
【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去しエッチング対象物のエッチング
したい部分のみを精度良くエッチングできるガスエッチ
ング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置を
提供することを目的とする。
で、上記問題点を除去しエッチング対象物のエッチング
したい部分のみを精度良くエッチングできるガスエッチ
ング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、エッチング対象物に対してガ
ス噴出用ノズルからエッチング用ガスを噴出し、該エッ
チング対象物をエッチングするガスエッチング方法であ
って、エッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴
出したガスを排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出
パイプと排気パイプとを同軸の2重管構造とし、該ガス
噴出パイプから前記エッチング対象物に向けて噴出する
と同時に反応余剰ガスを該排気パイプを通して排気する
ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明は、エッチング対象物に対してガ
ス噴出用ノズルからエッチング用ガスを噴出し、該エッ
チング対象物をエッチングするガスエッチング方法であ
って、エッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴
出したガスを排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出
パイプと排気パイプとを同軸の2重管構造とし、該ガス
噴出パイプから前記エッチング対象物に向けて噴出する
と同時に反応余剰ガスを該排気パイプを通して排気する
ことを特徴とする。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、エッチン
グ対象物に対してエッチング用ガスを噴出するガス噴出
用ノズルであって、エッチング用ガスを噴出するガス噴
出パイプと噴出したガスを排気する排気パイプを具備
し、該ガス噴出パイプと排気パイプとを同軸の2重管構
造としたことを特徴とする。
グ対象物に対してエッチング用ガスを噴出するガス噴出
用ノズルであって、エッチング用ガスを噴出するガス噴
出パイプと噴出したガスを排気する排気パイプを具備
し、該ガス噴出パイプと排気パイプとを同軸の2重管構
造としたことを特徴とする。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載のガス噴出用ノズルにおいて、ガス噴出パイプと
排気パイプの2重管構造は、内側にガス噴出パイプ又は
排気パイプを配置し、外側に排気パイプ又はガス噴出パ
イプを配置したことを特徴とする。
に記載のガス噴出用ノズルにおいて、ガス噴出パイプと
排気パイプの2重管構造は、内側にガス噴出パイプ又は
排気パイプを配置し、外側に排気パイプ又はガス噴出パ
イプを配置したことを特徴とする。
【0010】また、請求項4に記載の発明は、請求項2
に記載のガス噴出用ノズルにおいて、ガス噴出パイプと
排気パイプの2重管構造は、両パイプの先端が同一面に
あるか或いはいずれか一方が他方より所定量突出してい
ることを特徴とする。
に記載のガス噴出用ノズルにおいて、ガス噴出パイプと
排気パイプの2重管構造は、両パイプの先端が同一面に
あるか或いはいずれか一方が他方より所定量突出してい
ることを特徴とする。
【0011】また、請求項5に記載の発明は、請求項2
乃至4のいずれか1に記載のガス噴出用ノズルと反応容
器を具備し、反応容器内に配置したエッチング対象物の
エッチング箇所に前記ガス噴出用ノズルのガス噴出パイ
プからエッチング用ガスを噴出する手段と同時に反応余
剰ガスを該排気パイプを通して排気する手段を具備する
ことを特徴とするガスエッチング装置にある。
乃至4のいずれか1に記載のガス噴出用ノズルと反応容
器を具備し、反応容器内に配置したエッチング対象物の
エッチング箇所に前記ガス噴出用ノズルのガス噴出パイ
プからエッチング用ガスを噴出する手段と同時に反応余
剰ガスを該排気パイプを通して排気する手段を具備する
ことを特徴とするガスエッチング装置にある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明のガス噴出用ノズル
の構造を示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は
A−A断面図である。図示するように、本ガス噴出用ノ
ズル10はエッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプ
1を取り巻くように余剰のエッチング用ガスを排気する
排気パイプ2が設けられている。ガス噴出パイプ1と排
気パイプ2は同軸の2重管構造となっており、該排気パ
イプ2には排気パイプ3が連通しており、該排気パイプ
3に排気ポンプ(図示せず)が接続される。また、ガス
噴出パイプ1の先端は排気パイプ2の先端より所定寸法
だけ突出している。
に基づいて説明する。図1は本発明のガス噴出用ノズル
の構造を示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は
A−A断面図である。図示するように、本ガス噴出用ノ
ズル10はエッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプ
1を取り巻くように余剰のエッチング用ガスを排気する
排気パイプ2が設けられている。ガス噴出パイプ1と排
気パイプ2は同軸の2重管構造となっており、該排気パ
イプ2には排気パイプ3が連通しており、該排気パイプ
3に排気ポンプ(図示せず)が接続される。また、ガス
噴出パイプ1の先端は排気パイプ2の先端より所定寸法
だけ突出している。
【0013】上記構造のガス噴出用ノズル10におい
て、ガス噴出パイプ1よりエッチング用ガスをエッチン
グ対象物に向けて噴出し、該エッチング対象物をエッチ
ングすると同時に余剰のエッチング用ガスは排気パイプ
2により瞬時に排気される。
て、ガス噴出パイプ1よりエッチング用ガスをエッチン
グ対象物に向けて噴出し、該エッチング対象物をエッチ
ングすると同時に余剰のエッチング用ガスは排気パイプ
2により瞬時に排気される。
【0014】図2は上記2重管構造のガス噴出用ノズル
を用いた、ガスエッチング装置の概略構造を示す図であ
る。反応容器13内にはサセプター12に載置されたS
iウエハ等のエッチング対象物11が配置されている。
ガス噴出用ノズル10のガス噴出パイプ1からエッチン
グ対象物11のエッチング箇所に向けてエッチング用ガ
スを噴出し、エッチング箇所をエッチングすると同時に
余剰のエッチング用ガスを排気パイプ2で排気する。
を用いた、ガスエッチング装置の概略構造を示す図であ
る。反応容器13内にはサセプター12に載置されたS
iウエハ等のエッチング対象物11が配置されている。
ガス噴出用ノズル10のガス噴出パイプ1からエッチン
グ対象物11のエッチング箇所に向けてエッチング用ガ
スを噴出し、エッチング箇所をエッチングすると同時に
余剰のエッチング用ガスを排気パイプ2で排気する。
【0015】上記のようにガス噴出パイプ1から噴出
し、エッチングに寄与しなかった余剰のエッチング用ガ
スを瞬時にガス噴出パイプ1を取り巻くように設けた排
気パイプ2で排気することにより、エッチングに寄与し
なかった余剰のエッチング用ガスによりエッチング対象
物11の本来エッチングしたい場所(エッチング箇所)
以外の場所のエッチングを避けることができる。即ち、
エッチングに寄与しなかった余剰のエッチング用ガスが
排気口に達するまでのガス流路が長ければエッチング対
象物11の本来エッチングしたい場所以外の場所がエッ
チングされる可能性が大きいが、上記2重管構造のガス
噴出用ノズルを用いることにより、反応に寄与しない余
剰のエッチング用ガスはガス噴出パイプ1の外周から瞬
時に排気パイプ2で排気されるので、本来エッチングし
たい場所以外の場所がエッチングされる可能性が極めて
小さくなる。
し、エッチングに寄与しなかった余剰のエッチング用ガ
スを瞬時にガス噴出パイプ1を取り巻くように設けた排
気パイプ2で排気することにより、エッチングに寄与し
なかった余剰のエッチング用ガスによりエッチング対象
物11の本来エッチングしたい場所(エッチング箇所)
以外の場所のエッチングを避けることができる。即ち、
エッチングに寄与しなかった余剰のエッチング用ガスが
排気口に達するまでのガス流路が長ければエッチング対
象物11の本来エッチングしたい場所以外の場所がエッ
チングされる可能性が大きいが、上記2重管構造のガス
噴出用ノズルを用いることにより、反応に寄与しない余
剰のエッチング用ガスはガス噴出パイプ1の外周から瞬
時に排気パイプ2で排気されるので、本来エッチングし
たい場所以外の場所がエッチングされる可能性が極めて
小さくなる。
【0016】上記例ではエッチング用ガスを噴出するガ
ス噴出パイプ1を取り巻くように排気パイプ2を設けた
2重管構造のガス噴出用ノズルを説明したが、2重管構
造の内側に排気パイプ2を、外側にガス噴出パイプ1を
配置し、即ち排気パイプを取り巻くようにガス噴出パイ
プを配置しても、エッチングに寄与しない余剰のエッチ
ング用ガスを瞬時に排気するメカニズムは同じである。
ス噴出パイプ1を取り巻くように排気パイプ2を設けた
2重管構造のガス噴出用ノズルを説明したが、2重管構
造の内側に排気パイプ2を、外側にガス噴出パイプ1を
配置し、即ち排気パイプを取り巻くようにガス噴出パイ
プを配置しても、エッチングに寄与しない余剰のエッチ
ング用ガスを瞬時に排気するメカニズムは同じである。
【0017】エッチング用ガスは腐食性の強いものが多
いので、2重管構造のガス噴出用ノズルの材質はSUS
材、インコネル等のNi系材料、テフロン材料等耐腐食
性材料を用いると良い。本実施形態例ではSUS材を用
いた。
いので、2重管構造のガス噴出用ノズルの材質はSUS
材、インコネル等のNi系材料、テフロン材料等耐腐食
性材料を用いると良い。本実施形態例ではSUS材を用
いた。
【0018】エッチング用ガスを噴出するガス噴出パイ
プ1と排気パイプ2のパイプ内径は、用いるエッチング
用ガスの量により任意に決める。本実施形態例ではガス
噴出パイプ1のパイプ内径を1/4インチとし、排気パ
イプ2のパイプ内径を10.5mmとした。
プ1と排気パイプ2のパイプ内径は、用いるエッチング
用ガスの量により任意に決める。本実施形態例ではガス
噴出パイプ1のパイプ内径を1/4インチとし、排気パ
イプ2のパイプ内径を10.5mmとした。
【0019】図1に示す2重管構造のガス噴出用ノズル
ではガス噴出パイプ1の先端が排気パイプ2の先端より
長く外に突出しているが、ガス噴出パイプ1の先端と排
気パイプ2の先端が同一面(同一レベル)でも、また、
排気パイプ2の先端がガス噴出パイプ1の先端より長く
外に突出していても良い結果が得られることは試験的に
確認した。
ではガス噴出パイプ1の先端が排気パイプ2の先端より
長く外に突出しているが、ガス噴出パイプ1の先端と排
気パイプ2の先端が同一面(同一レベル)でも、また、
排気パイプ2の先端がガス噴出パイプ1の先端より長く
外に突出していても良い結果が得られることは試験的に
確認した。
【0020】図4は図1に示す2重管構造のガス噴出用
ノズルを用いて(図2のガスエッチング装置参照)Si
ウエハをエッチングした例を、図5は図3に示すシング
ルパイプ構造のガス噴出ノズルを用いたガスエッチング
装置でSiウエハをエッチングした例を示す図である。
なお、ここで使用したエッチング用ガスはClF3ガス
である。図4及び図5から明らかなように、本発明の2
重管構造のガス噴出用ノズルを用いてエッチングした場
合は、ガス噴出用ノズル位置直下のみエッチングされエ
ッチングのプロファイルは極めて明瞭である。それに比
べて図3に示すよう、エッチングガス導入管105と排
気口104を別々に離して設けて、エッチングした場合
はノズル直下であっても周辺の裾を大きく広げたように
エッチングされており、エッチングのプロファイルは明
瞭でない。
ノズルを用いて(図2のガスエッチング装置参照)Si
ウエハをエッチングした例を、図5は図3に示すシング
ルパイプ構造のガス噴出ノズルを用いたガスエッチング
装置でSiウエハをエッチングした例を示す図である。
なお、ここで使用したエッチング用ガスはClF3ガス
である。図4及び図5から明らかなように、本発明の2
重管構造のガス噴出用ノズルを用いてエッチングした場
合は、ガス噴出用ノズル位置直下のみエッチングされエ
ッチングのプロファイルは極めて明瞭である。それに比
べて図3に示すよう、エッチングガス導入管105と排
気口104を別々に離して設けて、エッチングした場合
はノズル直下であっても周辺の裾を大きく広げたように
エッチングされており、エッチングのプロファイルは明
瞭でない。
【0021】また、中央部でのエッチング量は図4の2
重管構造のガス噴出用ノズルを用いた場合は、図5のシ
ングルパイプ構造のガス噴出ノズルを用いた場合の1/
4以下である。
重管構造のガス噴出用ノズルを用いた場合は、図5のシ
ングルパイプ構造のガス噴出ノズルを用いた場合の1/
4以下である。
【0022】上記のように、2重管構造のガス噴出用ノ
ズルを用いてエッチング対象物をエッチングした場合に
は、エッチング箇所のエッチングのみを行い、エッチン
グ用ガスがエッチングしたくないところまで流れること
がなく、極めて明瞭なエッチングを行うことができる。
ズルを用いてエッチング対象物をエッチングした場合に
は、エッチング箇所のエッチングのみを行い、エッチン
グ用ガスがエッチングしたくないところまで流れること
がなく、極めて明瞭なエッチングを行うことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ス噴出パイプと排気パイプとを同軸の2重管構造とした
ガス噴出用ノズルを用い、ガス噴出パイプからエッチン
グ対象物に向けて噴出すると同時に反応余剰ガスを該排
気パイプを通して排気するので、エッチング対象物のエ
ッチングしたい部分のみを精度良くエッチングできるガ
スエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチン
グ装置を提供できる。
ス噴出パイプと排気パイプとを同軸の2重管構造とした
ガス噴出用ノズルを用い、ガス噴出パイプからエッチン
グ対象物に向けて噴出すると同時に反応余剰ガスを該排
気パイプを通して排気するので、エッチング対象物のエ
ッチングしたい部分のみを精度良くエッチングできるガ
スエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチン
グ装置を提供できる。
【図1】本発明のガス噴出用ノズルの構造を示す図で、
同図(a)は平面図、同図(b)はA−A断面図であ
る。
同図(a)は平面図、同図(b)はA−A断面図であ
る。
【図2】本発明のガス噴出用ノズルを用いたガスエッチ
ング装置の概略構造を示す図である。
ング装置の概略構造を示す図である。
【図3】従来のガス噴出用ノズルを用いたガスエッチン
グ装置の概略構造を示す図である。
グ装置の概略構造を示す図である。
【図4】本発明のガス噴出用ノズルを用いてSiウエハ
をエッチングした例を示す図である。
をエッチングした例を示す図である。
【図5】従来のガス噴出用ノズルを用いてSiウエハを
エッチングした例を示す図である。
エッチングした例を示す図である。
1 ガス噴出パイプ 2 排気パイプ 3 排気パイプ 10 ガス噴出用ノズル 11 エッチング対象物 12 サセプター 13 反応容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 かおり 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 久保田 誠 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内
Claims (5)
- 【請求項1】 エッチング対象物に対してガス噴出用ノ
ズルからエッチング用ガスを噴出し、該エッチング対象
物の所定位置をエッチングするガスエッチング方法であ
って、 エッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴出した
ガスを排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出パイプ
と排気パイプとを同軸の2重管構造とし、該ガス噴出パ
イプから前記エッチング対象物に向けて噴出すると同時
に反応余剰ガスを該排気パイプを通して排気することを
特徴とするガスエッチング方法。 - 【請求項2】 エッチング対象物に対してエッチング用
ガスを噴出するガス噴出用ノズルであって、 エッチング用ガスを噴出するガス噴出パイプと噴出した
ガスを排気する排気パイプを具備し、該ガス噴出パイプ
と排気パイプとを同軸の2重管構造としたことを特徴と
するガス噴出用ノズル。 - 【請求項3】 前記ガス噴出パイプと排気パイプの2重
管構造は、内側にガス噴出パイプ又は排気パイプを配置
し、外側に排気パイプ又はガス噴出パイプを配置したこ
とを特徴とする請求項2に記載のガス噴出用ノズル。 - 【請求項4】 前記ガス噴出パイプと排気パイプの2重
管構造は、両パイプの先端が同一面にあるか或いはいず
れか一方が他方より所定量突出していることを特徴とす
る請求項2に記載のガス噴出用ノズル。 - 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれか1に記載のガ
ス噴出用ノズルと反応容器を具備し、 反応容器内に配置したエッチング対象物のエッチング箇
所に前記ガス噴出用ノズルのガス噴出パイプからエッチ
ング用ガスを噴出する手段と同時に反応余剰ガスを該排
気パイプを通して排気する手段を具備することを特徴と
するガスエッチング装置。
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JP9058341A JPH10242129A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | ガスエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置 |
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JP9058341A JPH10242129A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | ガスエッチング方法、ガス噴出用ノズル及びガスエッチング装置 |
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