JPS61150339A - Method for dry etching - Google Patents
Method for dry etchingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ドライエツチング方法に係わり、特に光照射
を利用したドライエツチング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a dry etching method, and particularly to a dry etching method using light irradiation.
従来、半導体素子製造においては、エツチングを行うに
際しその異方性を達成するために反応性イオンエツチン
グ法が主に用いられている。反応性イオンエツチング法
では、放電領域で生成されたイオンが、放電により放電
気相中と被エツチング物表面との間に生じる電位差(V
dc)により加速される。そして、この加速されたイオ
ンが基板に垂直に入射することにより、異方性が達成さ
れる。Conventionally, in semiconductor device manufacturing, reactive ion etching has been mainly used to achieve anisotropy during etching. In the reactive ion etching method, ions generated in the discharge region generate a potential difference (V) between the discharge phase and the surface of the object to be etched.
dc). Anisotropy is achieved by making these accelerated ions incident perpendicularly on the substrate.
しかしながら、この種の方法あっては次のような問題が
あった。即ち、加速イオンの入射は被エツチング物にダ
メージを与える場合があり、このため加速電圧をあまり
大きくすることはできない。However, this type of method has the following problems. That is, the incidence of accelerated ions may damage the object to be etched, and therefore the accelerating voltage cannot be increased too much.
放電により生成される電位差Vdcは放電条件に大きく
依し、また放電により生成される活性種の量も放電に依
存する。従って、放電だけによるドライエツチングでは
、VdCの発生と活性種の生成とを両方独立に制御する
ことは難しく、エツチングを行うための放電条件が狭い
。例えば、放電を行うための電力を下げることによりV
dcを小さくし、被エツチング物にダメージを与えずに
エツチングすることができるが、この場合同時にエツチ
ング速度が低下し、量産性が重視されるプロセスとして
問題となる。The potential difference Vdc generated by the discharge largely depends on the discharge conditions, and the amount of active species generated by the discharge also depends on the discharge. Therefore, in dry etching using only discharge, it is difficult to independently control both the generation of VdC and the generation of active species, and the discharge conditions for etching are narrow. For example, by lowering the power for discharging, V
Although it is possible to reduce dc and perform etching without damaging the object to be etched, this also reduces the etching speed, which poses a problem in a process where mass productivity is important.
本発明の目的は、エツチング速度を低下させることなく
、ダメージの少ない異方性エツチングを行い得るドライ
エツチング方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a dry etching method that can perform anisotropic etching with less damage without reducing the etching rate.
本発明の骨子は、光の照射によりエツチングに寄与する
ガスの活性化を促進することにある。The gist of the present invention is to promote the activation of gases contributing to etching by irradiation with light.
即ち本発明は、被エツチング試料が配置されたエツチン
グ室内に少なくとも活性ガスを導入すると共に、該エツ
チング室内で放電を生起して、上記試料をエツチングす
るドライエツチング方法において、前記エツチング室内
の所定の領域に前記ガスに吸収される波長域を含む光を
照射するようにした方法である。That is, the present invention provides a dry etching method in which at least an active gas is introduced into an etching chamber in which a sample to be etched is placed, and a discharge is generated in the etching chamber to etch the sample. In this method, light including a wavelength range that is absorbed by the gas is irradiated.
なお、上記の活性ガスとは、放電を行うことにより被エ
ツチング物を化学的にエツチングするガスである。Note that the above-mentioned active gas is a gas that chemically etches the object to be etched by performing electric discharge.
本発明によれば、光の照射によりガスの活性化を促進す
ることができ、エツチングに寄与する活性種を多く形成
することができる。このため、Vdcを小さくしても十
分速いエツチング速度を保つことができる。即ち、エツ
チング速度の低下を招くことなく、ダメージの少ない異
方性エツチングを実現することができる。従って、超L
SI製造プロセスにおける微細加工に適しており、その
生産性の向上等に有効である。According to the present invention, activation of the gas can be promoted by light irradiation, and many active species contributing to etching can be formed. Therefore, a sufficiently high etching rate can be maintained even if Vdc is made small. That is, anisotropic etching with less damage can be achieved without reducing the etching speed. Therefore, super L
It is suitable for microfabrication in the SI manufacturing process and is effective for improving productivity.
まず、実施例を説明する前に、本発明の基本原理につい
て説明する。First, before explaining embodiments, the basic principle of the present invention will be explained.
本発明は、放電による化学反応を利用したドライエツチ
ング方法において、放電によって生じるVdCの制御を
放電条件により行い、この放電により生成される活性粒
子叫・加え、放電領域に光を照射することにより活性粒
子を生成するか、光照射により被エツチング物表面を励
起するものである。The present invention is a dry etching method that utilizes a chemical reaction caused by a discharge, in which the VdC generated by the discharge is controlled by discharge conditions, and active particles generated by the discharge are activated by irradiating light onto the discharge area. This method generates particles or excites the surface of the object to be etched by irradiating light.
一般に、VdCは放電を行うためのN極に加える電力に
比例(依存)し、放電電力を大きくするとVdCもそれ
に伴い増加する。このような大電力での放電では、活性
種も多く生成され、またVdCも大きいため、高速で且
つ異方性のあるエツチングが達成される。しかし、Vd
cが大きいために被エツチング物の結晶性にダメージを
与える等のことがあり、素子を作る上で問題となる。異
方性を達成するために必要なVdcは数10[V]程度
あればよい。しかし、放電を行う電力を下げVdcが数
10[V]程度になるような放電を行うと、同時に活性
種の生成も少なくなり、エツチング速度が小さくなる。Generally, VdC is proportional to (depends on) the power applied to the N pole for discharging, and as the discharge power is increased, VdC also increases accordingly. In discharge with such high power, many active species are generated and VdC is also high, so that high-speed and anisotropic etching can be achieved. However, Vd
Since c is large, it may damage the crystallinity of the object to be etched, which poses a problem in manufacturing devices. The Vdc required to achieve anisotropy may be about several tens of volts. However, if the discharge power is lowered and the discharge is performed such that Vdc is on the order of several tens of volts, the generation of active species will also decrease and the etching rate will decrease.
本発明では、Vdcを下げることにより少なくなる活性
種を光照射による粒子或いは基板の励起で補うことによ
り、エツチング速度を大きくしてエツチングを行う。放
電領域中への光照射は、中性の基底状態の粒子を励起、
また放電により、励起された粒子をさらに励起すること
になり、ラジカル。In the present invention, etching is performed by increasing the etching rate by supplementing the active species, which decrease by lowering Vdc, by excitation of particles or substrate by light irradiation. Light irradiation into the discharge region excites particles in the neutral ground state,
In addition, the discharge further excites the excited particles, creating radicals.
イオン等の励起粒子を生成する。これにより、Vdcを
小さくして被エツチング物にダメージを与えることなく
、異方性エツチングを高速で行うことが可能となる。Generates excited particles such as ions. This makes it possible to perform anisotropic etching at high speed without damaging the object to be etched by reducing Vdc.
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例方法に使用したドライエツチ
ング装置を示す概略構成図である。図中11はエツチン
グ室を形成する真空容器であり、この容器11内には平
行平板電極12.13が収容されている。上部電極12
は設置され、下部電極13はマツチング回路14を介し
て高周波電源15に接続されている。そして、被エツチ
ング試料16は、下部電極13上に載置されるものとな
っている。FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus used in an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a vacuum container forming an etching chamber, and parallel plate electrodes 12 and 13 are accommodated within this container 11. Upper electrode 12
is installed, and the lower electrode 13 is connected to a high frequency power source 15 via a matching circuit 14. The sample to be etched 16 is placed on the lower electrode 13.
一方、容器11の土壁には放電により活性化する反応性
ガス(活性ガス)を導入するためのガス導入口17が設
けられ、容器11の底壁には上記ガスを排気するための
、ガス排気口18が設けられている。また、容器11の
左右の側壁にはそれぞれ窓が形成されており、これらの
窓を閉塞して透明板2).22が取着されている。容器
11の右方には、レーザ発振器等の光源23が配設され
ている。そして、光源23からの光24は、透明板2)
を通して容器11内に導入され、電極12゜13間の放
電領域に照射され、透明板22を通して導出されるもの
となっている。なお、図中25は絶縁物を示している。On the other hand, the clay wall of the container 11 is provided with a gas inlet 17 for introducing reactive gas (active gas) activated by electric discharge, and the bottom wall of the container 11 is provided with a gas inlet 17 for discharging the gas. An exhaust port 18 is provided. In addition, windows are formed on the left and right side walls of the container 11, and these windows are closed to open the transparent plate 2). 22 is attached. A light source 23 such as a laser oscillator is disposed on the right side of the container 11. The light 24 from the light source 23 is then transmitted to the transparent plate 2).
The light is introduced into the container 11 through the rays, irradiates the discharge area between the electrodes 12 and 13, and is led out through the transparent plate 22. Note that 25 in the figure indicates an insulator.
ここで、光源23からの光24は電極12゜13WRの
放電領域に入射させればよい。但し、放電領域に均一に
照射させる必要はなく、放電領域の一部に集光照射、ま
たはビーム状にしたものを照射してもよい。また、第2
図に示す如く試料16の表面近傍にビーム状の光24を
照射するようにしてもよい。つまり、励起粒子を効率良
く生成し、試料16に供給できるように光24を入射さ
せるのがよく、放電形態等によるため、各種放電を行う
装置によって効率の良い場所に入射させるとよい。Here, the light 24 from the light source 23 may be incident on the discharge region of the electrodes 12.about.13WR. However, it is not necessary to irradiate the discharge area uniformly, and a part of the discharge area may be irradiated with condensed irradiation or with a beam-shaped irradiation. Also, the second
As shown in the figure, a beam of light 24 may be irradiated near the surface of the sample 16. In other words, it is better to make the light 24 incident so that excited particles can be efficiently generated and supplied to the sample 16. Depending on the discharge form, etc., it is better to make the light 24 incident at an efficient location using various types of discharge devices.
光源23としては、放電に用いるガスの種類により、光
通路内の粒子がその光を吸収するものである必要がある
。波長域の制限はなく、真空紫外域から赤外領域まで、
容器内11での光路中の粒子を励起できるものであれば
よい。レーザのような単色光を用いた場合には、選択的
に粒子を励起することができる。また、HQクランプよ
うな波長域の広い光源を用いてもよい。さらに、複数の
光源を用いるようにしてもよい。また、放電領域に、光
吸収を起こし反応を増速させる増感材を微量添加するこ
とにより、反応を促進するようにしてもよい。なお、下
記表にガスとそのガスが光吸収を示す光源を例として示
す。放電を行った場合には、分子原子の励起状態のもの
が生成され、励起粒子は表に示した光源以外の波長の光
をも吸収することがある。The light source 23 needs to be one that allows particles in the optical path to absorb the light depending on the type of gas used for discharge. There are no restrictions on the wavelength range, from the vacuum ultraviolet region to the infrared region.
Any material may be used as long as it can excite particles in the optical path inside the container 11. When monochromatic light such as a laser is used, particles can be selectively excited. Further, a light source with a wide wavelength range such as an HQ clamp may be used. Furthermore, a plurality of light sources may be used. Furthermore, the reaction may be promoted by adding a small amount of a sensitizer that absorbs light and accelerates the reaction to the discharge region. The table below shows examples of gases and light sources in which the gases exhibit light absorption. When a discharge is performed, excited state molecules of atoms are generated, and the excited particles may absorb light of wavelengths other than those shown in the table.
次に、上記装置を用いたドライエツチング方法について
説明する。Next, a dry etching method using the above apparatus will be explained.
試料16としてN+ポリSiを用い、ガスとしてC(1
2を用いた。まず、従来と同様に光照射しない条件でエ
ツチングを行った。即ち、高周波電力を200 [W]
としVdcが50[V]となる条件下で上記試料16の
エツチングを行った。その結果、エツチング速度500
[人/min ]が得られた。このエツチング速度は
極めて遅いものであり、量産性にか重視されるプロセス
では使いものにならない。次に、高周波電力を400
[W]としVdcが300 [V]となる条件下で試料
16のエツチングを行ったところ、エツチング速度20
00 [人/1n1が得られた。この速度は十分速いも
のであり、量産性が重視されるプロセスにも十分使用で
きる。しかし、この場合試料のダメージが大きいもので
あった。これは、Vd(jを大きくしたことにより、加
速イオンのエネルギーが大きくなり過ぎたからである。N+ poly-Si was used as the sample 16, and C(1
2 was used. First, etching was performed under the same conditions as before without irradiation with light. That is, the high frequency power is 200 [W]
Sample 16 was etched under conditions where Vdc was 50 [V]. As a result, the etching speed was 500
[person/min] was obtained. This etching speed is extremely slow, making it useless in processes where mass production is important. Next, increase the high frequency power to 400
[W] and Vdc was 300 [V] when sample 16 was etched, and the etching rate was 20.
00 [people/1n1 were obtained. This speed is sufficiently high and can be used in processes where mass productivity is important. However, in this case, the sample was seriously damaged. This is because by increasing Vd(j, the energy of the accelerated ions becomes too large.
次に、光照射を併用して上記試料16のエツチングを行
った。即ち、光源23として上記C12ガスに吸収され
る波長域を含む光を発生するエキシマレーザを用い、高
周波電力を200 [W]としVdcが50[V]とな
る条件下でエツチングを行った。その結果、エツチング
速度1500[人/1n]が得られた。この速度は光照
射を利用しない場合に比して格段に速いものであり、ま
た量産性を重視するプロセスにも十分適用できる速さで
ある。エツチング速度が速くなった理由は、光照射によ
り活性種の量が増大したからである。また、この場合試
料16のダメージは殆ど認められなかった。Next, the sample 16 was etched using light irradiation. That is, etching was performed using an excimer laser as the light source 23, which generates light including a wavelength range absorbed by the C12 gas, under the conditions that the high frequency power was 200 [W] and the Vdc was 50 [V]. As a result, an etching rate of 1500 [people/1n] was obtained. This speed is much faster than when no light irradiation is used, and it is also fast enough to be applied to processes where mass production is important. The reason why the etching rate increased is that the amount of active species increased due to light irradiation. Further, in this case, almost no damage to sample 16 was observed.
かくして本実施例方法によれば、Vdcを小さくしても
十分速いエツチング速度を得ることができる。このため
、エツチング速度の高速化及びダメージの低減と云う2
つの効果を同時に達成することができ、その工業的価値
は極めて高いものである。また、従来装置に光源23を
負荷するのみで簡易に実現できる等の利点もある。Thus, according to the method of this embodiment, a sufficiently high etching rate can be obtained even if Vdc is made small. For this reason, two advantages are achieved: faster etching speed and less damage.
It is possible to achieve two effects simultaneously, and its industrial value is extremely high. It also has the advantage that it can be easily realized by simply adding the light source 23 to the conventional device.
第3図は他の実施例方法に使用したドライエツチング装
置を示す概略構成図である。なお、第1図と同一部分に
は同一符号を付して9、その詳しい説明は省略する。こ
の装置が第1図の装置と異なる点は、試料16を平行平
板電極12.13の一方ではなく、他の電極31上に配
設することにある。即ち、平行平板電極12.13は水
平方向に対向配置され、これらの電極12.13の下方
に電極31が上記対向方向と平行に配設されている。FIG. 3 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus used in another example method. Note that the same parts as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals 9, and detailed explanation thereof will be omitted. This device differs from the device shown in FIG. 1 in that the sample 16 is placed not on one of the parallel plate electrodes 12.13, but on the other electrode 31. That is, the parallel plate electrodes 12.13 are arranged to face each other in the horizontal direction, and the electrode 31 is arranged below these electrodes 12.13 in parallel to the above-mentioned facing direction.
この電極31には、イオンを加速するための直流電源3
2が接続されている。そして、前記光24は試料16の
近傍に横方向から照射されるものとなっている。This electrode 31 has a DC power supply 3 for accelerating ions.
2 are connected. The light 24 is irradiated in the vicinity of the sample 16 from the lateral direction.
このような装置を用いても、先の実施例方法と同様に光
照射を利用してエツチングを行うことができる。即ち、
電8132により異方性エツチング形状が達成され、且
つ被エツチング試料16にダメージを与えない程度の電
界を作るための電圧を印加し、光照射によりガスの活性
化を行うことによって、エツチング速度の低下を招くこ
となく、ダメージの少ない異方性のドライエツチングを
行うことができる。ここで、光の照射領域は、第3図に
破線24′で示す如く放電領域を含み活性粒子の輸送方
向に平行に且つ試料表面に入射するようにしてもよい。Even if such an apparatus is used, etching can be performed using light irradiation in the same manner as in the method of the previous embodiment. That is,
An anisotropic etched shape is achieved by the electric current 8132, and a voltage is applied to create an electric field to an extent that does not damage the sample 16 to be etched, and the gas is activated by light irradiation, thereby reducing the etching rate. It is possible to perform anisotropic dry etching with less damage without causing damage. Here, the light irradiation area may include a discharge area, as shown by a broken line 24' in FIG. 3, and be parallel to the transport direction of the active particles and incident on the sample surface.
この場合、空間中の粒子のみならず、試料表面での反応
、または試料表面の活性化をもはかれるためにエツチン
グ速度の向上に有効である。In this case, it is effective to improve the etching rate because not only the particles in the space but also the reaction on the sample surface or the activation of the sample surface can be observed.
なお、本発明は上述した各実施例方法に限定されるもの
ではない。例えば、前記容器内に導入するガスは前記衣
に示したガスに限定されるものではなく、活性なガスで
あればよい。また、活性なガスの複数種の混合ガスであ
ってもよい。さらに、活性なガスと不活性なガスとの混
合ガスであってもよい。また、用いる光源としては、容
器内に導入するガスの少なくとも一つに吸収される波長
域を含むものであればよい。また、VdC及び光の照射
強度等の条件は、仕様に応じて適宜窓めればよい。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。Note that the present invention is not limited to the methods of each embodiment described above. For example, the gas introduced into the container is not limited to the gases shown in the coating, but any active gas may be used. Moreover, a mixed gas of multiple kinds of active gases may be used. Furthermore, a mixed gas of an active gas and an inert gas may be used. Further, the light source used may be any light source that includes a wavelength range that is absorbed by at least one of the gases introduced into the container. Further, conditions such as VdC and light irradiation intensity may be adjusted as appropriate depending on the specifications. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
第1図は本発明の一実施例方法に使用したドライエツチ
ング装置を示す概略構成図、第2図は上記実施例の変形
例を説明するための模式図、第3図は他の実施例方法に
使用したドライエツチング装置を示す概略構成図である
。
11・・・真空容器(エツチング室)、12・・・上部
電極、13・・・下部電極、14・・・マツチング回路
、15・・・高周波電源、16・・・被エツチング試料
、17・・・ガス導入口、18・・・ガス排気口、2)
゜22・・・透明板、23・・・光源、24・・・照射
光、25・・・絶縁物、31・・・電極、32・・・直
流電源。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dry etching apparatus used in one embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a modification of the above embodiment, and FIG. 3 is a diagram of another embodiment of the method. 1 is a schematic configuration diagram showing a dry etching apparatus used in the process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Vacuum container (etching chamber), 12... Upper electrode, 13... Lower electrode, 14... Matching circuit, 15... High frequency power supply, 16... Sample to be etched, 17...・Gas inlet, 18...gas exhaust port, 2)
22... Transparent plate, 23... Light source, 24... Irradiation light, 25... Insulator, 31... Electrode, 32... DC power supply. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1
Claims (7)
ガスを導入すると共に、該エッチング室内で放電を生起
して、上記試料をエッチングするドライエッチング方法
において、前記エッチング室内の所定の領域に前記ガス
に吸収される波長域を含む光を照射することを特徴とす
るドライエッチング方法。(1) A dry etching method in which a gas is introduced into an etching chamber in which a sample to be etched is placed, and a discharge is generated in the etching chamber to etch the sample. A dry etching method characterized by irradiating light that includes a wavelength range that is absorbed.
で生成されたガスの活性種が通過する領域、或いは前記
試料の表面近傍の気相中を含む試料表面領域であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエッチ
ング方法。(2) The region to which the light is irradiated is a discharge region, a region through which active species of gas generated in the discharge region pass, or a sample surface region including a gas phase near the surface of the sample. A dry etching method according to claim 1.
い、且つこれらの電極の一方に前記試料を設置すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエッチ
ング方法。(3) The dry etching method according to claim 1, characterized in that parallel plate electrodes are used as the means for generating the discharge, and the sample is placed on one of these electrodes.
い、且つこれらの電極とは別の電極上に前記試料を設置
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドラ
イエッチング方法。(4) The dry etching method according to claim 1, characterized in that parallel plate electrodes are used as the means for generating the discharge, and the sample is placed on an electrode different from these electrodes.
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエッチ
ング方法。(5) The dry etching method according to claim 1, wherein the gas is an active gas that absorbs the light.
少なくとも一つは前記光を吸収することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のドライエッチング方法。(6) The dry etching method according to claim 1, wherein the gas is composed of a plurality of active gases, and at least one of them absorbs the light.
であり、且つ少なくとも不活性ガスは前記光を吸収する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエ
ッチング方法。(7) The dry etching method according to claim 1, wherein the gas is a mixed gas of an active gas and an inert gas, and at least the inert gas absorbs the light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27180484A JPS61150339A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Method for dry etching |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27180484A JPS61150339A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Method for dry etching |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61150339A true JPS61150339A (en) | 1986-07-09 |
Family
ID=17505078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27180484A Pending JPS61150339A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Method for dry etching |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61150339A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01217923A (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical reactor |
JP2011077340A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27180484A patent/JPS61150339A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH01217923A (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical reactor |
JP2011077340A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
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