JPS61203642A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
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- JPS61203642A JPS61203642A JP4363585A JP4363585A JPS61203642A JP S61203642 A JPS61203642 A JP S61203642A JP 4363585 A JP4363585 A JP 4363585A JP 4363585 A JP4363585 A JP 4363585A JP S61203642 A JPS61203642 A JP S61203642A
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Classifications
-
- 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
- H01L21/02—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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ドライエツチング方法の改良に関する。
現在の半導体集積回路の微細加工には、反応性イオンエ
ツチングが使用されている。反応性イオンエツチングは
、加工という点（：関しては卓越した能力を有するが、
荷電粒子Ｃ二よる電気的結晶構造的損傷を伴うため、将
来のサブミクロン領域（二おける微細加工に対しでは、
このまま使っていけるかどうか疑問が持たれはじめでい
る。
ツチングが使用されている。反応性イオンエツチングは
、加工という点（：関しては卓越した能力を有するが、
荷電粒子Ｃ二よる電気的結晶構造的損傷を伴うため、将
来のサブミクロン領域（二おける微細加工に対しでは、
このまま使っていけるかどうか疑問が持たれはじめでい
る。
このような荷電粒子（：よる損傷を伴わない新な微細加
工技術として期待されている技術として光エネルギーを
利用した光励起エツチングがある。
工技術として期待されている技術として光エネルギーを
利用した光励起エツチングがある。
これは光エネルギーを用いてガスを解離し、ラジカルを
生じ、さら（：被エツチング物をも励起してエツチング
反応を起こすものである。荷電粒子を用いないため損傷
を伴わないことが既に報告されている（ Ｍ、８ｅｋｉ
ｎｅｅｔａｌ 、ｐｒＯＣ，ｏｆ ｂｔｈ ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍｏｆ Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐ、７２（１
９８４）。
生じ、さら（：被エツチング物をも励起してエツチング
反応を起こすものである。荷電粒子を用いないため損傷
を伴わないことが既に報告されている（ Ｍ、８ｅｋｉ
ｎｅｅｔａｌ 、ｐｒＯＣ，ｏｆ ｂｔｈ ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍｏｆ Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐ、７２（１
９８４）。
しかしながら、光励起エツチングの微細加工限界Ｃ二つ
いては、現在のところが明らかではない。
いては、現在のところが明らかではない。
ところでエツチングは、パターニングされたマスク材料
ζ；そつで下地を加工するもので、マスク材料（たとえ
ばレジスト）のパターンを下地に転写する技術とも言え
る。これはコンタクト方式の露光と極めで類似している
。したがってコンタクトリングラフィの微細加工限界を
参考にして光励起エツチングの微細加工性を推定するこ
とが可能である。コンタクトリングラフィでは、Ｆ、エ
キシマレーザ−（１５７ｎｍ）を用いて０．２μｍの残
しパターンを解像した例（Ｈ，Ｇ、Ｃｒａｉｇｈｅａｄ
ｅｔａ／、Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ。
ζ；そつで下地を加工するもので、マスク材料（たとえ
ばレジスト）のパターンを下地に転写する技術とも言え
る。これはコンタクト方式の露光と極めで類似している
。したがってコンタクトリングラフィの微細加工限界を
参考にして光励起エツチングの微細加工性を推定するこ
とが可能である。コンタクトリングラフィでは、Ｆ、エ
キシマレーザ−（１５７ｎｍ）を用いて０．２μｍの残
しパターンを解像した例（Ｈ，Ｇ、Ｃｒａｉｇｈｅａｄ
ｅｔａ／、Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ。
Ｔｅｃｈｎｏ／、 、Ｂ１（４） １１８６（１９８３
）。およびＡｒＦ’エキシマレーザ−（１９３ｎｍ）を
用いて０．２５μｍのスペースパターンを解像した例（
Ｔ、Ｆ、Ｄｅｕｔｓｃｈ ａｎｄ Ｍ、Ｗ、Ｇｅ１ｓ。
）。およびＡｒＦ’エキシマレーザ−（１９３ｎｍ）を
用いて０．２５μｍのスペースパターンを解像した例（
Ｔ、Ｆ、Ｄｅｕｔｓｃｈ ａｎｄ Ｍ、Ｗ、Ｇｅ１ｓ。
Ｊ、Ａｐｐ／、Ｐｈｙｓ、、５４．７２０１（１９８３
）が報告されている。
）が報告されている。
一般にコンタクトリングラフィでは、解像力は波長のイ
乗に比例することが知られている。そこで上記２つのデ
ータをプロットすると第２図のごとく（二なる。
乗に比例することが知られている。そこで上記２つのデ
ータをプロットすると第２図のごとく（二なる。
さて、Ｍ、５ｅｋｉｎ＋ｅ 等（二よって人ｒＦエキシ
マレーザは、酸化膜に対して損傷を与えることが見い出
されており、素子に損傷を与えない波長が２５０ｎｍ付
近であるとすると、第１図より２５０ｎｍの解像限界は
、約０．３μｍとなる。すなわち光励起エツチングの微
細加工限界はこのあたりにあると考えてよい。
マレーザは、酸化膜に対して損傷を与えることが見い出
されており、素子に損傷を与えない波長が２５０ｎｍ付
近であるとすると、第１図より２５０ｎｍの解像限界は
、約０．３μｍとなる。すなわち光励起エツチングの微
細加工限界はこのあたりにあると考えてよい。
しかしながら、Ｌ８Ｉの微細化は０．３μｍで止まるこ
とはなくさらに進むことは明らかであり、０２５μｍ以
下のデバイスを実現するためには、光励起エツチングに
代る新たな微細加工技術が必要となる。最近イオンビー
ムを用いた微細加工技術がいくつか報告されている。し
かしイオンビームは■一般にイオンガンの大口径化が困
難である。■素子に与える損傷を小さくするため低加速
電ＥＥにする必要があるが、低加速電圧でイオンを試料
に対して垂直に照射することは極めて難しい。■一般に
陽イオンを照射するため試料がチャージアップするなど
の難点がある。
とはなくさらに進むことは明らかであり、０２５μｍ以
下のデバイスを実現するためには、光励起エツチングに
代る新たな微細加工技術が必要となる。最近イオンビー
ムを用いた微細加工技術がいくつか報告されている。し
かしイオンビームは■一般にイオンガンの大口径化が困
難である。■素子に与える損傷を小さくするため低加速
電ＥＥにする必要があるが、低加速電圧でイオンを試料
に対して垂直に照射することは極めて難しい。■一般に
陽イオンを照射するため試料がチャージアップするなど
の難点がある。
本発明の目的は、上記イオンビーム加工の難点を鑑みて
なされたもので、素子に損傷を与えることなく、かつ０
．２５μｍ以下の微細加工性能を有する技術を提供する
ことにある。
なされたもので、素子に損傷を与えることなく、かつ０
．２５μｍ以下の微細加工性能を有する技術を提供する
ことにある。
［発明の概要〕
本発明の概要は、電子ビームを用い、かつ試料からの２
次電子放出効率が１（：なるような加速電圧を選定する
ことを特徴とする。
次電子放出効率が１（：なるような加速電圧を選定する
ことを特徴とする。
材料によって異なるが、ごく大ざっばにいって２次電子
放出効率がＩＣ＝なる加速電圧は、数百ｅｖ〜１ｋｅｖ
の範囲Ｃ：ある。この程度の電子ビームの固体中への
侵入深さは、数百人のオーダーであり、たとえばＭＯ８
型素子を考えた場合、ゲート酸化膜が直接電子ビームに
曝されない限り素子への損傷はないと考えられる。
放出効率がＩＣ＝なる加速電圧は、数百ｅｖ〜１ｋｅｖ
の範囲Ｃ：ある。この程度の電子ビームの固体中への
侵入深さは、数百人のオーダーであり、たとえばＭＯ８
型素子を考えた場合、ゲート酸化膜が直接電子ビームに
曝されない限り素子への損傷はないと考えられる。
以下（：本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する
。
。
本実施例では、ＭＯ８型ＬＳＩにおけるコンタクトホー
ルエツチングを想定して、Ｓｉｎ、膜のエツチングを行
なった。試料作成工程を、第３図セ示す。
ルエツチングを想定して、Ｓｉｎ、膜のエツチングを行
なった。試料作成工程を、第３図セ示す。
まずＰ型８ｉ （１００）基板１を１０００℃で湿式酸
化を行ない、１μｍの熱酸化膜２を形成する（第２図（
ａ））。
化を行ない、１μｍの熱酸化膜２を形成する（第２図（
ａ））。
次にポジ型レジスト３を用いてパターンニゲを行ない、
レジストパターン形成し、エツチング試料とした（第２
図（ｂ））。
レジストパターン形成し、エツチング試料とした（第２
図（ｂ））。
第３図は、本実施例を行なうにあ・たって用いた装置の
概略図である。試料室４はＸＹステージ５を備えたステ
ンレス製チャンバーで、排気系は油拡散ポンプ６と油回
転ポンプ７を備える。ガス導大系は、３系統で、ＣＦ、
ライン８とＨ，ライン９とＮ、パージ用ライン１０から
成る。またＸＹステージ５は、ガスを試料面に吸着させ
るため、水冷できるよう（：パイプ１１が通っており、
冷却された水を循環させる。電子ビーム鏡筒１２は８Ｅ
Ｍを改造したもので、タングステンフィラメント１３の
サーマルエミッションで電子ビームを放出する。電子光
学系は３段で、最終段のレンズでビームをｌｋｖ前後の
低速に減速すると同時に焦点をぼかし、１ｍ１ｌ”４度
の大きさにしている。
概略図である。試料室４はＸＹステージ５を備えたステ
ンレス製チャンバーで、排気系は油拡散ポンプ６と油回
転ポンプ７を備える。ガス導大系は、３系統で、ＣＦ、
ライン８とＨ，ライン９とＮ、パージ用ライン１０から
成る。またＸＹステージ５は、ガスを試料面に吸着させ
るため、水冷できるよう（：パイプ１１が通っており、
冷却された水を循環させる。電子ビーム鏡筒１２は８Ｅ
Ｍを改造したもので、タングステンフィラメント１３の
サーマルエミッションで電子ビームを放出する。電子光
学系は３段で、最終段のレンズでビームをｌｋｖ前後の
低速に減速すると同時に焦点をぼかし、１ｍ１ｌ”４度
の大きさにしている。
この装置内（：前記試料を入れ、真空ポンプを用いてＩ
Ｑ−”Ｉ’ｏｒｒ以下まで排気し、次にＣＦ、を１０ｍ
／／ｍｉｎ 。
Ｑ−”Ｉ’ｏｒｒ以下まで排気し、次にＣＦ、を１０ｍ
／／ｍｉｎ 。
Ｈ２を４ｍ／／ｒｎｉｎ流して、メインパルプ１３で圧
力を５Ｘ１ｆ”Ｔｏｒｒに制卸する。ついで、電子ビー
ムを８ｉ０゜の場合２次電子放出効率がほぼ１である加
速電圧２００Ｖ で照射する。ビーム電流は５ ｘｔ６
’ Ａ／−とした。この条件下での８ｉ０．膜２のエツ
チング深さを時間変化は、第４図のごとくになる。
力を５Ｘ１ｆ”Ｔｏｒｒに制卸する。ついで、電子ビー
ムを８ｉ０゜の場合２次電子放出効率がほぼ１である加
速電圧２００Ｖ で照射する。ビーム電流は５ ｘｔ６
’ Ａ／−とした。この条件下での８ｉ０．膜２のエツ
チング深さを時間変化は、第４図のごとくになる。
上記実施例では、反応性ガスを導入し、電子ビームでガ
スと基板とを励起する手法を用いたが、たとえばマイク
ロ波やｒｆ放電を用いてあらかじめ活性化したガスをチ
ャンバー内！＝導入してもよい。
スと基板とを励起する手法を用いたが、たとえばマイク
ロ波やｒｆ放電を用いてあらかじめ活性化したガスをチ
ャンバー内！＝導入してもよい。
第１図は本発明の一実施例で使用する装置の概略構成図
、第２図は、コンタクトリングラフィ１＝おける解像力
と波長の関係を示す特性図、第３図は、本発明の実施例
で用いたエツチング試料の製作工程を示す工程断面図、
第４図は本発明の実施例（＝於けるエツチング特性を示
す図である。 １・・・Ｐ型（１００）Ｓｉ基板 ２・・・熱酸化膜３
・・・ポジ型フォトレジスト ４・・・試料室 ５．ＸＹステージ６・・・
油拡散ポンプ ７・・・油回転ポンプ８・・・ＣＦ、
ライン ９・・・Ｈ，ライン１０・・・当パージ
ライン １１・・・水冷管１２・・・鏡筒
１３・・・タングステンフィラメント１４・
・・静電レンズ １５・・・電源１６・・・ゲート
パル７’ １７・・・パルプ１８・・・パルプ 第１図 第２図 ｔＬ＆ 人（ｎｍ） Ｗ （ｎｍ”） 第３図
、第２図は、コンタクトリングラフィ１＝おける解像力
と波長の関係を示す特性図、第３図は、本発明の実施例
で用いたエツチング試料の製作工程を示す工程断面図、
第４図は本発明の実施例（＝於けるエツチング特性を示
す図である。 １・・・Ｐ型（１００）Ｓｉ基板 ２・・・熱酸化膜３
・・・ポジ型フォトレジスト ４・・・試料室 ５．ＸＹステージ６・・・
油拡散ポンプ ７・・・油回転ポンプ８・・・ＣＦ、
ライン ９・・・Ｈ，ライン１０・・・当パージ
ライン １１・・・水冷管１２・・・鏡筒
１３・・・タングステンフィラメント１４・
・・静電レンズ １５・・・電源１６・・・ゲート
パル７’ １７・・・パルプ１８・・・パルプ 第１図 第２図 ｔＬ＆ 人（ｎｍ） Ｗ （ｎｍ”） 第３図
Claims (1)
- 少なくとも１つのハロゲン原子を含有するガスの減圧雰
囲気下で、被エッチング物からの二次電子放出効率が１
になるように加速された電子線を照射することを特徴と
するドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4363585A JPS61203642A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4363585A JPS61203642A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203642A true JPS61203642A (ja) | 1986-09-09 |
Family
ID=12669323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4363585A Pending JPS61203642A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61203642A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453422A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Tokyo Electron Ltd | Dry etching device |
| JPH01105539A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH01143328A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH01143327A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH09106969A (ja) * | 1995-01-16 | 1997-04-22 | Susan Precision Co Ltd | 多重陰極電子ビームプラズマ食刻装置 |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP4363585A patent/JPS61203642A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453422A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-01 | Tokyo Electron Ltd | Dry etching device |
| JPH01105539A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH01143328A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH01143327A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Tokyo Electron Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH09106969A (ja) * | 1995-01-16 | 1997-04-22 | Susan Precision Co Ltd | 多重陰極電子ビームプラズマ食刻装置 |
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