JPS5870533A - リアクテイブ・イオン・エツチング法 - Google Patents
リアクテイブ・イオン・エツチング法Info
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- JPS5870533A JPS5870533A JP16861581A JP16861581A JPS5870533A JP S5870533 A JPS5870533 A JP S5870533A JP 16861581 A JP16861581 A JP 16861581A JP 16861581 A JP16861581 A JP 16861581A JP S5870533 A JPS5870533 A JP S5870533A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—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
- 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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- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はりアクティブ・イオン・エツチング法に関する
ものであり、更に詳しくはエツチングの均一性を向上さ
せたりアクティブ・イオン・エツチング法に関する。
ものであり、更に詳しくはエツチングの均一性を向上さ
せたりアクティブ・イオン・エツチング法に関する。
反応性ガスプラズマを使用したりアクティブ・イオン・
エツチング法は、微細加工性及び生産性に優れ１．ＩＣ
製作技術として注目されている。第一２頁 １図は、このリアクティブ・イオン・エツチング法に使
用する装置である。図示Ｔる様に、真空槽１内に平行平
板電極２１ 、２２が設けられ、電極ｎには高周波電源
３から高周波電圧が印加されている。
エツチング法は、微細加工性及び生産性に優れ１．ＩＣ
製作技術として注目されている。第一２頁 １図は、このリアクティブ・イオン・エツチング法に使
用する装置である。図示Ｔる様に、真空槽１内に平行平
板電極２１ 、２２が設けられ、電極ｎには高周波電源
３から高周波電圧が印加されている。
この装置は、この高周波印加電極（カソード）２２上に
試料４を置くカソード・カップル方式である。
試料４を置くカソード・カップル方式である。
次にこの装置によるエツチングの手順を説明する０
（１） 試料４を真空槽１内の電極ρ上に挿着する。
（２） 真空槽１を所定の真空度まで排気する。
（３）反応ガスを導入し、所定のガス圧力に調整する。
（４） 電極ｎに高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させてエツチングを行う。
生させてエツチングを行う。
（５） エツチング終了後、真空槽１内を排気し、試
料４を取り出す。
料４を取り出す。
上記した従来のりアクティブ・イオン・エツチング法に
は、次の様な欠点があり、具体的に被エツチング材とし
てアルミニウムを用い、反応ガスとしてＢｅ１ｆｓ系ガ
スを用いた場をについて説明する。
は、次の様な欠点があり、具体的に被エツチング材とし
てアルミニウムを用い、反応ガスとしてＢｅ１ｆｓ系ガ
スを用いた場をについて説明する。
第１の問題点は、エツチングレートが低下することであ
る。第２図は、エツチング条件（ガス組成・ガス圧力・
ガス流量・パワー等）を一定にして、エツチングにより
除去する面積（以下エツチング面積と呼称する）とパタ
ーン幅・エツチングレートとの関係を示す図である。こ
の図から明らかな様ニ、エツチング面積の増加に伴って
パターン幅は細くなり（即ち、アンダーカット量が増加
し）、エツチングレートが低下することがわかる。
る。第２図は、エツチング条件（ガス組成・ガス圧力・
ガス流量・パワー等）を一定にして、エツチングにより
除去する面積（以下エツチング面積と呼称する）とパタ
ーン幅・エツチングレートとの関係を示す図である。こ
の図から明らかな様ニ、エツチング面積の増加に伴って
パターン幅は細くなり（即ち、アンダーカット量が増加
し）、エツチングレートが低下することがわかる。
エツチングレートの低下に関しては、ローディング効果
として知られている。その原因は、エツチング面積の増
加による反応種の不足・不均一とする考え方と、反応生
成物の除去速度が関係しているとする考え方があるが、
次の点から後者が支配的と考えられる。
として知られている。その原因は、エツチング面積の増
加による反応種の不足・不均一とする考え方と、反応生
成物の除去速度が関係しているとする考え方があるが、
次の点から後者が支配的と考えられる。
（１） 一般に低エツチングレート（反応種の数が少
ない）では、アンダーカット量は少なく、ローディング
効果によるエツチングレートの低下ｅアンダーカット量
の増加とは矛盾する。
ない）では、アンダーカット量は少なく、ローディング
効果によるエツチングレートの低下ｅアンダーカット量
の増加とは矛盾する。
（２３反応生成物の除去速ヂが遅い場合、反応種は反応
生成物と衡突し、平均自由行程は短くなり、入射角に分
布を生じ、アンダーカット量の増加をまねくと推定され
る。
生成物と衡突し、平均自由行程は短くなり、入射角に分
布を生じ、アンダーカット量の増加をまねくと推定され
る。
（３）排気速度の増加により、ローディング効果は改善
される傾向がある。
される傾向がある。
第２の問題点は、以下の様なものである。即ち、第３図
は、パターン幅の基板（直径２インチ）内均−性を示す
°図であり、Ａｌ膜厚がｔ、からｔ、と増加するにつれ
て、基板内均一度が悪化し、また均一な領域におけるパ
ターン幅も狭くなることがわかる。リアクティブ・イオ
ン・エツチング法では、湿式エツチングの場合と同様に
、基板周辺のエツチングレートが早く、そのため周辺部
はオーバーエツチングになるからである。基板周辺部の
エツチングレートが早い原因としては、やはり反応生成
物の影響が考えられる。
は、パターン幅の基板（直径２インチ）内均−性を示す
°図であり、Ａｌ膜厚がｔ、からｔ、と増加するにつれ
て、基板内均一度が悪化し、また均一な領域におけるパ
ターン幅も狭くなることがわかる。リアクティブ・イオ
ン・エツチング法では、湿式エツチングの場合と同様に
、基板周辺のエツチングレートが早く、そのため周辺部
はオーバーエツチングになるからである。基板周辺部の
エツチングレートが早い原因としては、やはり反応生成
物の影響が考えられる。
第３の問題点は、パターン形状の粗密に起因する均一度
の悪化である。一般にエツチングレートの早いエツチン
グ条件では、エツチング面− 積が大きい場所のエツチングレートが早く、エツチング
レートの遅い条件にあってはその逆である。
の悪化である。一般にエツチングレートの早いエツチン
グ条件では、エツチング面− 積が大きい場所のエツチングレートが早く、エツチング
レートの遅い条件にあってはその逆である。
その結果、第４図に示す様にパターン幅に不均一が生じ
る。即ち、第４図はエツチングレートの早い条件でエツ
チングをした場合の試料の断面図であり、５はレジスト
を示し、６はアルきニウム膜を示し、７は基板を示して
いる。図示する様に、レジストパターン幅ＷｒｌからＷ
ｒ ４を全て等しく形成しても、エツチング後のＡＩパ
ターン幅はＷａｌ 。
る。即ち、第４図はエツチングレートの早い条件でエツ
チングをした場合の試料の断面図であり、５はレジスト
を示し、６はアルきニウム膜を示し、７は基板を示して
いる。図示する様に、レジストパターン幅ＷｒｌからＷ
ｒ ４を全て等しく形成しても、エツチング後のＡＩパ
ターン幅はＷａｌ 。
Ｗａ４≦Ｗａｙ ＝＝ Ｗａｇの様に、広いエツチング
面積に隣接するパターンが細くなってしまうのである。
面積に隣接するパターンが細くなってしまうのである。
この原因は次の様に考えられる。リアクティブ・イオン
自エツチング法では、イオンや高速中性粒子の衝突、プ
ラズマからの熱輻射や化学反応熱などにより、第５図の
様に基板温度が上昇Ｔる。
自エツチング法では、イオンや高速中性粒子の衝突、プ
ラズマからの熱輻射や化学反応熱などにより、第５図の
様に基板温度が上昇Ｔる。
このとき、放熱との関係でエツチング面積の大きい部分
と小さい部分で表面温度が異なり、エツチングレートの
均一性がくずれてしまう。そのため１第４図に示す様な
パターン幅の不均一が生じると考えられる。
と小さい部分で表面温度が異なり、エツチングレートの
均一性がくずれてしまう。そのため１第４図に示す様な
パターン幅の不均一が生じると考えられる。
以上に説明した様に、従来のりアクティブ・イオン・エ
ツチング法では、エツチングの均一性に関して十分満足
のい（結果は得られていなかったのである。
ツチング法では、エツチングの均一性に関して十分満足
のい（結果は得られていなかったのである。
本発明はかかる従来のりアクティブ−イオン−エツチン
グ法の欠点に鑑みなされたもので、種々のパターン形状
、エツチング面積の大小、膜厚の大小等にかかわりなく
、任意の負荷に対して均一度よく工゛ソチング可能なり
アクティブ・イオン・エツチング法を提供することを目
的としている。
グ法の欠点に鑑みなされたもので、種々のパターン形状
、エツチング面積の大小、膜厚の大小等にかかわりなく
、任意の負荷に対して均一度よく工゛ソチング可能なり
アクティブ・イオン・エツチング法を提供することを目
的としている。
本発明のりアクティブ・イオン・エツチング法は、エツ
チングが進行しているエツチング期間とエツチングが停
止している非エツチング期間とを交互に繰り返しながら
１回のエツチングを行う事を特徴としている。
チングが進行しているエツチング期間とエツチングが停
止している非エツチング期間とを交互に繰り返しながら
１回のエツチングを行う事を特徴としている。
以下添付の図蘭により、更に詳細に本発明について説明
する。
する。
本発明の第１の実施例は、適当なスイッチング動作によ
り、高周波電圧を断続し、エツチング期間と非エツチン
グ期間を繰り返し、均一なエッチ７ 頁 ングを行うものである。
り、高周波電圧を断続し、エツチング期間と非エツチン
グ期間を繰り返し、均一なエッチ７ 頁 ングを行うものである。
第６図は、本発明のりアクティブ・イオン・エツチング
法のエツチング進行状態を発光分光法でモニターした状
態を示す図である。エツチング時間Ｔｅと非エツチング
時間Ｔｎは、必要に応じて適切な時間に設定すれば良い
。
法のエツチング進行状態を発光分光法でモニターした状
態を示す図である。エツチング時間Ｔｅと非エツチング
時間Ｔｎは、必要に応じて適切な時間に設定すれば良い
。
具体的数値例としてはガス組成りｅ１３ ＋ ＣＦ４＋
０Ｈ＝５Ｑ−）−５＋ ２ＳＣＣＭ 、ガス圧力Ｑ、
１４ Ｔｏｒｒ ＊電力０．３６Ｗ ／ｉのエツチン
グ条件で４μｍ厚さのＡ／膜を微細加工する場合Ｔｇｓ
は関秒、 Ｔｎは１０秒程度が適当である。
０Ｈ＝５Ｑ−）−５＋ ２ＳＣＣＭ 、ガス圧力Ｑ、
１４ Ｔｏｒｒ ＊電力０．３６Ｗ ／ｉのエツチン
グ条件で４μｍ厚さのＡ／膜を微細加工する場合Ｔｇｓ
は関秒、 Ｔｎは１０秒程度が適当である。
第７図及び第８図は、本発明のりアクティブ・イオン・
エツチング法による結果を示す図である。
エツチング法による結果を示す図である。
ガス組成・ガス圧力・ガス流量・パワー等のエツチング
条件は、一定に固定している。＠７図は・エツチング面
積とパターン幅の関係を示したものである。Ｔ・、から
Ｔｅ、はエツチング期間で、Ｔｅ１） Ｔ＠＠ ） Ｔ
ｏＨの関係がある。第７図から、エツチング期間が短い
ほうがローディング効果に対する改、善効果が大きいこ
とがわかる。第８図は、基板に示した均一度の悪い厚い
膜厚ｔ、に本発明のりアクティブ・イオン・エツチング
法を適用した例である。これにより、本発明は基板内均
一性を大幅に改善する効果があることがわかる。
条件は、一定に固定している。＠７図は・エツチング面
積とパターン幅の関係を示したものである。Ｔ・、から
Ｔｅ、はエツチング期間で、Ｔｅ１） Ｔ＠＠ ） Ｔ
ｏＨの関係がある。第７図から、エツチング期間が短い
ほうがローディング効果に対する改、善効果が大きいこ
とがわかる。第８図は、基板に示した均一度の悪い厚い
膜厚ｔ、に本発明のりアクティブ・イオン・エツチング
法を適用した例である。これにより、本発明は基板内均
一性を大幅に改善する効果があることがわかる。
更に、禅来のりアクティブ・イオン・エツチング法で第
３の問題点とし記載した、パターンの粗密やパターン形
状に起因する均一度の低下は、本発明のりアクティブ・
イオン・エツチング法では全く生じなかった。
３の問題点とし記載した、パターンの粗密やパターン形
状に起因する均一度の低下は、本発明のりアクティブ・
イオン・エツチング法では全く生じなかった。
本発明が上記した様な大きな改善効果を発揮したのは、
次の理由によると考えらねる。第１＆Ｃ。
次の理由によると考えらねる。第１＆Ｃ。
非エツチング期間に反応生成物が除去され、そのため反
応生成物がエツチングに与える影響が少ないこと。第２
に断続エツチングのため、基板内でエツチング面積が異
っても、表面温度が一様になるためである。
応生成物がエツチングに与える影響が少ないこと。第２
に断続エツチングのため、基板内でエツチング面積が異
っても、表面温度が一様になるためである。
第９図は、本発明の第２の実施例を示す図→ある。図示
する様に、平行電極２１１ 、２１２の面積や形状をか
えて、一方の電極を回転させることにょつ（図示する例
では電極２１２を回転させている）、エツチング期間と
非エツチング期間を得る方法である。この第２の実施例
においても、得られる結果は第１の実施例の場合と同様
である。
する様に、平行電極２１１ 、２１２の面積や形状をか
えて、一方の電極を回転させることにょつ（図示する例
では電極２１２を回転させている）、エツチング期間と
非エツチング期間を得る方法である。この第２の実施例
においても、得られる結果は第１の実施例の場合と同様
である。
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、同一エ
ッチング集件で任意の負荷（エツチング面積−膜厚・パ
ターンの粗密等の異なる試料）に対して、エツチング期
間を選択するのみで、均一度よ（エツチングできるよう
Ｋなった。特にバッチ処理のエツチング装置の場合、処
理枚数を増加しても、１枚の場合と全く同じ均一度を得
ることが可能になった。更に付随的効果として、エツチ
ングが断続して行われるため、基板温度が従来はど上昇
せず、レジストと被エツチング材料とのエツチングレー
ト比が大きくなる利点がある。
ッチング集件で任意の負荷（エツチング面積−膜厚・パ
ターンの粗密等の異なる試料）に対して、エツチング期
間を選択するのみで、均一度よ（エツチングできるよう
Ｋなった。特にバッチ処理のエツチング装置の場合、処
理枚数を増加しても、１枚の場合と全く同じ均一度を得
ることが可能になった。更に付随的効果として、エツチ
ングが断続して行われるため、基板温度が従来はど上昇
せず、レジストと被エツチング材料とのエツチングレー
ト比が大きくなる利点がある。
第１図はりアクティブ・イオン・エツチング法に用いる
装置を示す説明図、第２図は従来のリアクティブ・イオ
ン・エツチング法によるパターン幅とエツチングレート
とのエツチング面積依存性−１９−頁 を示す図、第３図は従来のりアクティブ・イオン・エツ
チング法によるパターン幅の基板内均一性を示す図、第
４図は従来のりアクティブ・イオン・エツチング法によ
るパターン粗密に起因する均一性の悪化例を示す説明図
、第５図はＡＩエツチング中の基板温度上昇の一例を示
す図、第６図は本発明のりアクティブ・イオン・エツチ
ング法によるエツチングの進行を発光分光法でモニター
した場合の一例を示す図、第７図は本発明のりアクティ
ブ・イオン−エツチング法によるエツチングにおけるパ
ターン幅のエツチング面積依存性を示す図、第８図は本
発明のりアクティブ・イオン−、エツチング法によるエ
ツチングにおける基板内均一性を示す図、第９図は本発
明のりアクティブ・イオン書エツチング法の第２の実施
例を示す説明図である。 ｌ・・・真空槽、２１ 、２２．２１１ 、２１２・・
・平行電極、３・・・高周波電源、４・・・試料、５・
・・レジスト、６・・・アルミニウム膜、７・・・基板
。 代理人弁理士 秋 本 正 実 第３図 第４図 第５図 ニーｖ＋＞グ吟１（ｍｌｎ） 第６図 第７図 ニーｙ＋＞グーｉ＠（イ蚤ｔ！１１）
装置を示す説明図、第２図は従来のリアクティブ・イオ
ン・エツチング法によるパターン幅とエツチングレート
とのエツチング面積依存性−１９−頁 を示す図、第３図は従来のりアクティブ・イオン・エツ
チング法によるパターン幅の基板内均一性を示す図、第
４図は従来のりアクティブ・イオン・エツチング法によ
るパターン粗密に起因する均一性の悪化例を示す説明図
、第５図はＡＩエツチング中の基板温度上昇の一例を示
す図、第６図は本発明のりアクティブ・イオン・エツチ
ング法によるエツチングの進行を発光分光法でモニター
した場合の一例を示す図、第７図は本発明のりアクティ
ブ・イオン−エツチング法によるエツチングにおけるパ
ターン幅のエツチング面積依存性を示す図、第８図は本
発明のりアクティブ・イオン−、エツチング法によるエ
ツチングにおける基板内均一性を示す図、第９図は本発
明のりアクティブ・イオン書エツチング法の第２の実施
例を示す説明図である。 ｌ・・・真空槽、２１ 、２２．２１１ 、２１２・・
・平行電極、３・・・高周波電源、４・・・試料、５・
・・レジスト、６・・・アルミニウム膜、７・・・基板
。 代理人弁理士 秋 本 正 実 第３図 第４図 第５図 ニーｖ＋＞グ吟１（ｍｌｎ） 第６図 第７図 ニーｙ＋＞グーｉ＠（イ蚤ｔ！１１）
Claims (1)
- 二板の平行電極を備えた真空槽内に反応ガスを流通させ
、一方の平行電極に高周波電圧を印加し、該一方の平行
電極上に置かねた試料をエツチングする方法において、
１回のエツチング中に試料のエツチングが進行する工゛
ソチング期間とエツチングが停止する非エツチング期間
とを交互に繰り返しながらエツチングすることを特徴と
するりアクティブ−イオン・エツチング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16861581A JPS5870533A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | リアクテイブ・イオン・エツチング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16861581A JPS5870533A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | リアクテイブ・イオン・エツチング法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870533A true JPS5870533A (ja) | 1983-04-27 |
Family
ID=15871336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16861581A Pending JPS5870533A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | リアクテイブ・イオン・エツチング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5870533A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201631A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-12 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4800994A (en) * | 1983-09-20 | 1989-01-31 | Tokico Ltd. | Hydraulic damper of adjustable damping force type |
| US5409090A (en) * | 1992-05-30 | 1995-04-25 | Tokico Ltd. | Damping force control type hydraulic shock absorber |
| JP2017069432A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP16861581A patent/JPS5870533A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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