JPS5887278A - マイクロ波プラズマエッチング方法 - Google Patents
マイクロ波プラズマエッチング方法Info
- Publication number
- JPS5887278A JPS5887278A JP19751682A JP19751682A JPS5887278A JP S5887278 A JPS5887278 A JP S5887278A JP 19751682 A JP19751682 A JP 19751682A JP 19751682 A JP19751682 A JP 19751682A JP S5887278 A JPS5887278 A JP S5887278A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- plasma
- gas
- chamber
- plasma etching
- Prior art date
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
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】
本発明はプラズマ中のイオンあるいは化学的に活性な中
性粒子によって半導体基板の表面のエツチングを行うプ
ラズマエツチング装置に関し、％に、エツチング断面形
状のアンダーカットが小さくてエツチング速度の大きい
プラズマエツチング装置に関するものである。
性粒子によって半導体基板の表面のエツチングを行うプ
ラズマエツチング装置に関し、％に、エツチング断面形
状のアンダーカットが小さくてエツチング速度の大きい
プラズマエツチング装置に関するものである。
最近、エツチング技術を応用する分野、例えば、半導体
素子製造、においでは数μｍ以下の微細加工を必要とす
るようになっている。
素子製造、においでは数μｍ以下の微細加工を必要とす
るようになっている。
このような微細加工を行うには水溶液を用いる従来から
の湿式エツチングよりも、イオンビームまたはプラズマ
中のイオンあるいは化学的に活性な中性粒子を用いるド
ライエツチングが適している。
の湿式エツチングよりも、イオンビームまたはプラズマ
中のイオンあるいは化学的に活性な中性粒子を用いるド
ライエツチングが適している。
これらの中で、プラズマエツチング装置については本願
発明者等が既にいくつか提案している。
発明者等が既にいくつか提案している。
第１図はそのプラズマエツチング装置の基本的構 。
成を示した図である。８１図において、マイクロ波発振
・電波１によりマグネトロン２で発生したマイクロ波は
導波管３を伝播し、磁場コイル４と磁石５とによって形
成されるミラー磁場内に設置された絶縁物放電管６内の
Ｑ、ｌ Ｔｏｒｒ以下に制御されたエツチングガス中に
液収される。、これにより、プラズマ１１が生成される
。工、チング室７の内部はエツチングガス導入口８、エ
ツチングガス排出口９および試料支持台ｌＯから構成−
されている。
・電波１によりマグネトロン２で発生したマイクロ波は
導波管３を伝播し、磁場コイル４と磁石５とによって形
成されるミラー磁場内に設置された絶縁物放電管６内の
Ｑ、ｌ Ｔｏｒｒ以下に制御されたエツチングガス中に
液収される。、これにより、プラズマ１１が生成される
。工、チング室７の内部はエツチングガス導入口８、エ
ツチングガス排出口９および試料支持台ｌＯから構成−
されている。
発生したプラズマ１１はミラー磁場に沿−って・動いて
試料１２に達し、そこで試料１２表面をエツチングする
。
試料１２に達し、そこで試料１２表面をエツチングする
。
ここて、エツチングカスとしてはｔｏ’〜１Ｏ−１Ｔｏ
ｒｒの分圧５− （−＋−するＳＦ６が用いられている
。
ｒｒの分圧５− （−＋−するＳＦ６が用いられている
。
その理由はエツチングカスとしてＳＦ、を用いた場合、
フッ化炭素系ガス（例えば、ＣＦ４．Ｃ２Ｆ６など）を
用いた場合よりもＳｉをエツチングする速度が５倍以上
速くなるためである。さらｌこは逆に５ｉｎ２やホトレ
ジストなどをエツチングする速度がＳｉをエツチングす
る速度の１０分の１以下であることによる。このように
、ＳＦ６ガスは優れた選択エツチング特性を有するため
半導体プロセスにおけるＳｉエツチングのエツチングガ
スとして適している。
フッ化炭素系ガス（例えば、ＣＦ４．Ｃ２Ｆ６など）を
用いた場合よりもＳｉをエツチングする速度が５倍以上
速くなるためである。さらｌこは逆に５ｉｎ２やホトレ
ジストなどをエツチングする速度がＳｉをエツチングす
る速度の１０分の１以下であることによる。このように
、ＳＦ６ガスは優れた選択エツチング特性を有するため
半導体プロセスにおけるＳｉエツチングのエツチングガ
スとして適している。
しかしながら、エツチングガスとしてＳＦ６を用いた場
合、フッ化炭素系ガスを用いた場合に比較してアンダー
カットが大きくなり、その断面形状が略台形状になると
いう欠点を有している。
合、フッ化炭素系ガスを用いた場合に比較してアンダー
カットが大きくなり、その断面形状が略台形状になると
いう欠点を有している。
従って、本発明の目的は半導体基板を高速で、かつ極め
て小さなアンダーカットでエツチング可能なプラズマエ
ツチング装置を提供することにある。
て小さなアンダーカットでエツチング可能なプラズマエ
ツチング装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明においてはエツチング
ガスとして５Ｆ６（！：０２との混合ガスを用いること
を特徴とするものである。こ０〕ようなエツチングカス
を用いることによって、エツチング速度を犠牲にするこ
となくほとんどアンダーカットのないエツチングが可能
となる。
ガスとして５Ｆ６（！：０２との混合ガスを用いること
を特徴とするものである。こ０〕ようなエツチングカス
を用いることによって、エツチング速度を犠牲にするこ
となくほとんどアンダーカットのないエツチングが可能
となる。
以下、本発明を図面を使用して詳細に説明する。
第２図は本発明の詳細な説明するための模式的な説明図
である。また、第２図は第１図に示したプラズマエツチ
ング装置において、プラズマ１１と半導体基板からなる
試料１２との関係を示したものである。さて、エツチン
グガスとしてＳＦ６々０２との混合ガスを使用すること
によってアンダー力４．トのないエツチングが行なえる
機構について述べる。Ｓｉ半導体基將からなる試料１２
はマスク２０がかぶせられ、０゜を含むＳＦ６ガスの雰
囲気中ｌこ置かれているので、その表面には薄いＳｉＯ
２膜が形成される。ミラー磁場が形成さイ９るとエツチ
ングガスは次式のようにプラズマ什され、ＳＦ ＋ｅ
−＋ＳＦ５＋Ｐ ＋ｅ あるいは、→ＳＦ５＋Ｆ＋＋２ｅ となり、電子ｅと
中性粒子Ｆ＊とイオンＦ＋とができる。ごれらを第２図
においては電子を１６、中性粒子を１８、イオンを１７
として示している。最初に、質重の小さい電子１６のみ
が試料１２の表面上に到達し、実質上、試料表面を負の
電位にする。次に、この負′ｖｉ、ｌ＜７にある試料表
面上にイオン１７が到達する。この時、イオン１７は試
料１２の表面に対して垂直に入射する。イオン１７と同
時に、中性粒子１８も試料表面に到達する。試料１２の
表面に形成された５Ｌ０２膜は活性なイオンが入射しな
い限りエツチングされない。イオン１７はイオンシース
１５内で加速されて試料表面に垂直に入射１７てくるの
で、マスク２０で覆われていない試料表面のＳｉＯ□膜
は徐々にエツチングされ、つ１．１ｔこ純粋なＳｉ面が
露出してく′る。そうすると、前述したＳＦ６エツチン
グガスの特性から８ｉは中性粒子１８とイオン１７とに
よって高速でエツチングされる。ところが一方、マスク
２０の下方側面部分にはイオン１７が入射しない（試料
１２に対し２て抽ＩＨに入射するたぬ）こと、お才び側
面部分２１は０２カスの雰囲気にあるのでエツチングの
進行と同時に酸化されてＳｉＯ２膜１９膜形９されるた
め、垂１ＩＩＩこ入射してこない中性粒子１８が入射し
てきても８４０． Ｍ’Ｘ １９がマスク作用をするこ
との理由で、それ以上の横方向のエツチングは進行しな
い。その結果、試料１２に対して垂直方向のみのエツチ
ングが可能となり、エツチング部分の断面形状はアンダ
ーカットのない理想的な形状が得られる。
である。また、第２図は第１図に示したプラズマエツチ
ング装置において、プラズマ１１と半導体基板からなる
試料１２との関係を示したものである。さて、エツチン
グガスとしてＳＦ６々０２との混合ガスを使用すること
によってアンダー力４．トのないエツチングが行なえる
機構について述べる。Ｓｉ半導体基將からなる試料１２
はマスク２０がかぶせられ、０゜を含むＳＦ６ガスの雰
囲気中ｌこ置かれているので、その表面には薄いＳｉＯ
２膜が形成される。ミラー磁場が形成さイ９るとエツチ
ングガスは次式のようにプラズマ什され、ＳＦ ＋ｅ
−＋ＳＦ５＋Ｐ ＋ｅ あるいは、→ＳＦ５＋Ｆ＋＋２ｅ となり、電子ｅと
中性粒子Ｆ＊とイオンＦ＋とができる。ごれらを第２図
においては電子を１６、中性粒子を１８、イオンを１７
として示している。最初に、質重の小さい電子１６のみ
が試料１２の表面上に到達し、実質上、試料表面を負の
電位にする。次に、この負′ｖｉ、ｌ＜７にある試料表
面上にイオン１７が到達する。この時、イオン１７は試
料１２の表面に対して垂直に入射する。イオン１７と同
時に、中性粒子１８も試料表面に到達する。試料１２の
表面に形成された５Ｌ０２膜は活性なイオンが入射しな
い限りエツチングされない。イオン１７はイオンシース
１５内で加速されて試料表面に垂直に入射１７てくるの
で、マスク２０で覆われていない試料表面のＳｉＯ□膜
は徐々にエツチングされ、つ１．１ｔこ純粋なＳｉ面が
露出してく′る。そうすると、前述したＳＦ６エツチン
グガスの特性から８ｉは中性粒子１８とイオン１７とに
よって高速でエツチングされる。ところが一方、マスク
２０の下方側面部分にはイオン１７が入射しない（試料
１２に対し２て抽ＩＨに入射するたぬ）こと、お才び側
面部分２１は０２カスの雰囲気にあるのでエツチングの
進行と同時に酸化されてＳｉＯ２膜１９膜形９されるた
め、垂１ＩＩＩこ入射してこない中性粒子１８が入射し
てきても８４０． Ｍ’Ｘ １９がマスク作用をするこ
との理由で、それ以上の横方向のエツチングは進行しな
い。その結果、試料１２に対して垂直方向のみのエツチ
ングが可能となり、エツチング部分の断面形状はアンダ
ーカットのない理想的な形状が得られる。
第３図は本発明によるプラズマエツチング装置の概略構
成図である。第３図において、第１図にて示したものと
同一機能を有するものは同一番号で示しである。全体の
動作については第１図において記述したので、本発明の
特徴部分に限って説明する。エツチング室７内はエツチ
ングカスを導入するｉ旧こ予め１０”−’ 〜１０−５
Ｔｏｒｒの真空度１こなるように排気される。次いで、
ＳＦ６ガスボンベ１３と０□ガスボンベ１４とが開かれ
、リークバルブ２２によってエツチング室７内に導入さ
れる。
成図である。第３図において、第１図にて示したものと
同一機能を有するものは同一番号で示しである。全体の
動作については第１図において記述したので、本発明の
特徴部分に限って説明する。エツチング室７内はエツチ
ングカスを導入するｉ旧こ予め１０”−’ 〜１０−５
Ｔｏｒｒの真空度１こなるように排気される。次いで、
ＳＦ６ガスボンベ１３と０□ガスボンベ１４とが開かれ
、リークバルブ２２によってエツチング室７内に導入さ
れる。
このＳドロと０２とθＮ昆合カスからなるエツチングガ
スのエツチング至７内での分圧６才５Ｘ１０ 〜Ｉ Ｘ
１０−２Ｔｏｒｒの範囲Ｉこあることが望ましく、最
〕１ζな分圧は約５ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒである。
スのエツチング至７内での分圧６才５Ｘ１０ 〜Ｉ Ｘ
１０−２Ｔｏｒｒの範囲Ｉこあることが望ましく、最
〕１ζな分圧は約５ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒである。
そして、ＳＦ６カスに０２ガスを混合する割合は３％〜
２０％が好ましい。この理由は０２ガスの混合比が３％
未満であると、前述したような作用、すなわち、８１表
面を酸化して５Ｉ０２膜をつくる作用、がほとんど期待
できず、また混合比が２０％を越えるとＳＦ６本来の高
速エツチング作用の速度が低下して来るためである。最
も望ましい０２カスの混合比率は１０％である。このよ
うな組成を有するエツチングガス雰囲気中で、半導体基
板はアノターカットを生ずることなく高速エツチングさ
れる。
２０％が好ましい。この理由は０２ガスの混合比が３％
未満であると、前述したような作用、すなわち、８１表
面を酸化して５Ｉ０２膜をつくる作用、がほとんど期待
できず、また混合比が２０％を越えるとＳＦ６本来の高
速エツチング作用の速度が低下して来るためである。最
も望ましい０２カスの混合比率は１０％である。このよ
うな組成を有するエツチングガス雰囲気中で、半導体基
板はアノターカットを生ずることなく高速エツチングさ
れる。
こ才１まで、本発明に適した試料１２として８ｉ基板を
例にあげて説明してきたが、この８４単結晶板ｌこ限る
ことなく、Ｓｉ多結晶板、Ｓｉ３Ｎ４板などでも同じよ
つに良好なエツチングを行なうことができる。また、プ
ラズマエツチング装置としてマイクロ波プラズマエツチ
ング装置Ｎを例（こトげて隨明しγこが、この装置に限
るこ（！： ｊｔ ＜ 、他Ｕ）ダウ４′マエツ千／グ
装置に、例えば平行平板形プラズマ１１ツチンク装置、
１こおいても同様の効果が得られることは述べるまでＬ
）ない。
例にあげて説明してきたが、この８４単結晶板ｌこ限る
ことなく、Ｓｉ多結晶板、Ｓｉ３Ｎ４板などでも同じよ
つに良好なエツチングを行なうことができる。また、プ
ラズマエツチング装置としてマイクロ波プラズマエツチ
ング装置Ｎを例（こトげて隨明しγこが、この装置に限
るこ（！： ｊｔ ＜ 、他Ｕ）ダウ４′マエツ千／グ
装置に、例えば平行平板形プラズマ１１ツチンク装置、
１こおいても同様の効果が得られることは述べるまでＬ
）ない。
以上述べた如く、本発明ｌこよる（ＳＦ６＋０２）混合
カスをエツチングガスとするプラズマエツチング装置を
用いて半導体基板をエツチングすることによって、アン
ダーカットの極めて小さい、しかも昼速のエツチングを
行なうことができ、工業上極めて有益なものである。
カスをエツチングガスとするプラズマエツチング装置を
用いて半導体基板をエツチングすることによって、アン
ダーカットの極めて小さい、しかも昼速のエツチングを
行なうことができ、工業上極めて有益なものである。
第１図はプラズマエツチング装置を説明するための構成
図、第２図は本発明の詳細な説明するための模式図、第
３図は本発明によるプラズマエツチング装置の概略構成
図である。
図、第２図は本発明の詳細な説明するための模式図、第
３図は本発明によるプラズマエツチング装置の概略構成
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板をエツチングガス雰囲気中でエツチング
するプラズマエツチング装置において、上記エツチング
ガスがＳＦ６と０２との混合ガスであることを特徴とす
るプラズマエツチング装置。 ２、上記混合ガスにおけるＯ８の混合比が３〜２０％で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラ
ズマエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19751682A JPS5887278A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロ波プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19751682A JPS5887278A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロ波プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887278A true JPS5887278A (ja) | 1983-05-25 |
| JPS6127471B2 JPS6127471B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=16375759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19751682A Granted JPS5887278A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | マイクロ波プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887278A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109319A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS63199428A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ドライエツチング装置及び方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4069096A (en) * | 1975-11-03 | 1978-01-17 | Texas Instruments Incorporated | Silicon etching process |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP19751682A patent/JPS5887278A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4069096A (en) * | 1975-11-03 | 1978-01-17 | Texas Instruments Incorporated | Silicon etching process |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109319A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS63199428A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ドライエツチング装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6127471B2 (ja) | 1986-06-25 |
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