JPS61248428A - 表面処理方法および装置 - Google Patents
表面処理方法および装置Info
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- JPS61248428A JPS61248428A JP8855085A JP8855085A JPS61248428A JP S61248428 A JPS61248428 A JP S61248428A JP 8855085 A JP8855085 A JP 8855085A JP 8855085 A JP8855085 A JP 8855085A JP S61248428 A JPS61248428 A JP S61248428A
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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
- H01L21/02—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
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、試料表面をエツチングもしくは改質するなど
の目的に好適な中性粒子ビーム装置に係り、特に微細寸
法の高精度加工が可能な装置に関する。
の目的に好適な中性粒子ビーム装置に係り、特に微細寸
法の高精度加工が可能な装置に関する。
従来、プラズマを用いたいわゆるドライエツチング装置
では、高周波グロー放電により反応性気体をプラズマ化
させ１発生したイオンや化学的に活性な原子や分子を試
料表面に入射させて被エツチング物質を化学反応によっ
てエツチングする方法が広く採用されている。このとき
、いわゆるエツチングマスクの寸法に忠実な高精度加工
をするために、被エツチング基板表面に垂直にイオンを
入射させることが不可欠で、この目的のために種種の方
法が用いられている。たとえば、反応性イオンエツチン
グもしくは反応性スパッタ法と呼ばれる方法では、被エ
ツチング試料をプラズマを発生させるための高周波電力
を入力する電極上に設置し、高周波電極に誘起される自
己バイアスと称する負のバイアスにより、プラズマ中の
正イオンを加速して試料表面に入射させている。また、
イオンシャワーエツチングと呼ばれる方法ではイオン源
で生成された正イオンが加速電極により加速されて試料
表面に垂直に入射する。いずれの場合にもイオンを生成
するプラズマ中でイオン化されるには至っていないが励
起状態にあり化学的活性の高い中性ラジカルと呼ばれる
原子２分子が多量に発生して、上記イオンと同様に試料
表面に達する。この中性ラジカルはエツチング反応に寄
与するので、エツチング速度を増大させる反面、イオン
のような方向性がないため、エツチングは等方的に進行
して、高精度エツチングを損う。
では、高周波グロー放電により反応性気体をプラズマ化
させ１発生したイオンや化学的に活性な原子や分子を試
料表面に入射させて被エツチング物質を化学反応によっ
てエツチングする方法が広く採用されている。このとき
、いわゆるエツチングマスクの寸法に忠実な高精度加工
をするために、被エツチング基板表面に垂直にイオンを
入射させることが不可欠で、この目的のために種種の方
法が用いられている。たとえば、反応性イオンエツチン
グもしくは反応性スパッタ法と呼ばれる方法では、被エ
ツチング試料をプラズマを発生させるための高周波電力
を入力する電極上に設置し、高周波電極に誘起される自
己バイアスと称する負のバイアスにより、プラズマ中の
正イオンを加速して試料表面に入射させている。また、
イオンシャワーエツチングと呼ばれる方法ではイオン源
で生成された正イオンが加速電極により加速されて試料
表面に垂直に入射する。いずれの場合にもイオンを生成
するプラズマ中でイオン化されるには至っていないが励
起状態にあり化学的活性の高い中性ラジカルと呼ばれる
原子２分子が多量に発生して、上記イオンと同様に試料
表面に達する。この中性ラジカルはエツチング反応に寄
与するので、エツチング速度を増大させる反面、イオン
のような方向性がないため、エツチングは等方的に進行
して、高精度エツチングを損う。
このため、化学反応性の高い中性ラジカルのエツチング
への寄与を防ぐため、たとえばイオンアシスト法（例え
ば米国特許第４２２６６６６号）と呼ばれるエツチング
方法ではプラズマイオン源から取り出して試料表面に導
くのはイオンのみとして、これとは別に塩素など被エツ
チング試料表面に吸着され易く、かつイオンが入射する
とイオンの運動エネルギーを受けて化学的活性を帯びる
元素等を被エツチング面上に導入してエツチング反応を
生ぜしめている。この方法では１等方的に入射する中性
ラジカルがないので、エツチングは完全に入射イオンの
方向のみによって決まり、エツチングパターンの端部が
垂直な高精度な加工が期待できる。
への寄与を防ぐため、たとえばイオンアシスト法（例え
ば米国特許第４２２６６６６号）と呼ばれるエツチング
方法ではプラズマイオン源から取り出して試料表面に導
くのはイオンのみとして、これとは別に塩素など被エツ
チング試料表面に吸着され易く、かつイオンが入射する
とイオンの運動エネルギーを受けて化学的活性を帯びる
元素等を被エツチング面上に導入してエツチング反応を
生ぜしめている。この方法では１等方的に入射する中性
ラジカルがないので、エツチングは完全に入射イオンの
方向のみによって決まり、エツチングパターンの端部が
垂直な高精度な加工が期待できる。
しかし、上記のようなイオンアシスト法でも。
エツチングの方向性は十分完全ではない、その原因はイ
オンの入射に伴って試料表面からエネルギーが５〜１０
ｅＶの多量の２次電子が発生し、これがあらゆる方向に
飛散して、エツチング中にパターンの側壁にも達して、
吸着されている塩素等を活性化させ、エツチング反応さ
せるに至ることが一因と考えられる。
オンの入射に伴って試料表面からエネルギーが５〜１０
ｅＶの多量の２次電子が発生し、これがあらゆる方向に
飛散して、エツチング中にパターンの側壁にも達して、
吸着されている塩素等を活性化させ、エツチング反応さ
せるに至ることが一因と考えられる。
本発明の目的は、上記のようなエツチングパターン側壁
でのエツチング反応を抑制し、側壁が垂直でエツチング
マスク寸法通りの高精度エツチングをするためのエツチ
ング粒子ビームを得られる装置を提供することにある。
でのエツチング反応を抑制し、側壁が垂直でエツチング
マスク寸法通りの高精度エツチングをするためのエツチ
ング粒子ビームを得られる装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため１本発明の中性高速粒子（原
子２分子）ビーム装置においては、従来ドライエツチン
グ装置で用いられている正イオンのかわりに、電荷交換
反応で得られる中性の高速粒子ビームを生成してこれを
試料表面に照射することを特徴とする。中性の高速粒子
や負イオンは正イオンと同一のエネルギーで固体表面に
入射したとき、一般に２次電子放出率が正イオンの場合
に比べて相当小さく、従って２次電子による側壁付着ハ
ロゲンの活性化を低減でき、側壁部のエツチング反応を
低減できる。すなわち、本発明では高速粒子の並進運動
エネルギーのみをエツチング反応に利用し、表面に高速
粒子が衝突して発生する２次電子に起因するサイドエツ
チングを抑制するため高速粒子として、イオンの替りに
中性化された原子もしくは分子を利用することを特徴と
する。
子２分子）ビーム装置においては、従来ドライエツチン
グ装置で用いられている正イオンのかわりに、電荷交換
反応で得られる中性の高速粒子ビームを生成してこれを
試料表面に照射することを特徴とする。中性の高速粒子
や負イオンは正イオンと同一のエネルギーで固体表面に
入射したとき、一般に２次電子放出率が正イオンの場合
に比べて相当小さく、従って２次電子による側壁付着ハ
ロゲンの活性化を低減でき、側壁部のエツチング反応を
低減できる。すなわち、本発明では高速粒子の並進運動
エネルギーのみをエツチング反応に利用し、表面に高速
粒子が衝突して発生する２次電子に起因するサイドエツ
チングを抑制するため高速粒子として、イオンの替りに
中性化された原子もしくは分子を利用することを特徴と
する。
以下、本発明を実施例を参照して詳しく説明する。
実施例１
第１図は中性高速原子分子ビーム装置の概略図である。
イオン源１１内に塩素ガスを導入して放電により塩素原
子イオンＣＱ”および塩素分子イオンＣＱ１を発生させ
、イオン源に対して一５００Ｖにバイアスされた引き出
し電極１２によりＣＱ＋およびＣＱｚ”″を加速してイ
オンビームを形成した。
子イオンＣＱ”および塩素分子イオンＣＱ１を発生させ
、イオン源に対して一５００Ｖにバイアスされた引き出
し電極１２によりＣＱ＋およびＣＱｚ”″を加速してイ
オンビームを形成した。
このビームを約１０−’ＴｏｒｒのＣＱ、ガスが入って
いる電荷交換槽１３の中を約１ｍにわたって通過させた
１通過後のビーム中には電荷交換によって中性になった
高速のＣ０Ｍ子、ＣＱ、分子のほかに電荷交換されなか
った高速のＣ１ｌ” 、 ＣＱ、”。
いる電荷交換槽１３の中を約１ｍにわたって通過させた
１通過後のビーム中には電荷交換によって中性になった
高速のＣ０Ｍ子、ＣＱ、分子のほかに電荷交換されなか
った高速のＣ１ｌ” 、 ＣＱ、”。
電荷交換によって生成した熱運動程度のエネルギしか持
たないＣＱ” 、ＣＱ、”、および電子が存在する。こ
れらを除去して中性の高速ＣＱ、Ｃ１ｌ。
たないＣＱ” 、ＣＱ、”、および電子が存在する。こ
れらを除去して中性の高速ＣＱ、Ｃ１ｌ。
ビームのみを試料に導いて照射するため、ビーム全体を
電極対１４によって形成される電場を通過させる。上記
条件のもとて中性化された高速のＣＱ、Ｃ（１，ビーム
束は、イオン源から引き出したＣＱ” 、ＣＱ、”イオ
ンビーム束の約半分であった。
電極対１４によって形成される電場を通過させる。上記
条件のもとて中性化された高速のＣＱ、Ｃ（１，ビーム
束は、イオン源から引き出したＣＱ” 、ＣＱ、”イオ
ンビーム束の約半分であった。
上記のようにして得られた中性の高速ＣＱ。
ＣＱ、 ビームをエツチングマスクパターンを表面に
形成したシリコン基板からなる被エツチング試料１５に
照射した。このとき同時に、試料近傍に配置したノズル
１６からＣＱ、ガスを試料表面に供給した。エツチング
後試料断面を走査型電子顕微鏡で観察するとマスクパタ
ーン寸法通りのエツチングが実現できていることがわか
った。
形成したシリコン基板からなる被エツチング試料１５に
照射した。このとき同時に、試料近傍に配置したノズル
１６からＣＱ、ガスを試料表面に供給した。エツチング
後試料断面を走査型電子顕微鏡で観察するとマスクパタ
ーン寸法通りのエツチングが実現できていることがわか
った。
実施例２
実施例１において生成するイオンビームをＡｒ”とし、
これを電荷交換槽中でＡｒ原子と電荷交換することによ
り、Ａｒの中性高速ビームを得た。
これを電荷交換槽中でＡｒ原子と電荷交換することによ
り、Ａｒの中性高速ビームを得た。
実施例１と同様に表面に塩素を吸着させたシリコン基板
にこのＡｒビームを照射することにより、シリコンをエ
ツチングした。
にこのＡｒビームを照射することにより、シリコンをエ
ツチングした。
本発明の中性高速粒子ＣＪＭ子９分子）ビーム装置によ
れば、粒子が固体表面に入射した際の２次電子の放出が
、従来の正イオンを入射させる方法に比べて低減できる
。したがって１本装置を微細パターンのエツチング加工
に用いることによって。
れば、粒子が固体表面に入射した際の２次電子の放出が
、従来の正イオンを入射させる方法に比べて低減できる
。したがって１本装置を微細パターンのエツチング加工
に用いることによって。
２次電子に起因する微細パターン側壁のいわゆるサイド
エツチングを抑制できる効果がある。
エツチングを抑制できる効果がある。
さらに、本発明の中性高速粒子ビームを用いれば、試料
表面に生じる電荷蓄積による電位によって試料表面に入
射するビームの方向が偏向されることはなく、被加工試
料面に完全に垂直に原子分子を入射させることができる
のでより高精度なエツチングができる。
表面に生じる電荷蓄積による電位によって試料表面に入
射するビームの方向が偏向されることはなく、被加工試
料面に完全に垂直に原子分子を入射させることができる
のでより高精度なエツチングができる。
第１図は本発明の中性高速原子分子ビーム装置の構成図
である。 １１・・・イオン源、１２・・・イオン引出し電極、１
３・・・電荷交換槽、１４・・・偏向電極、１５・・・
被エツチング試料、１６・・・ガス供給ノズル。 代理人 弁理士 小川勝男、・′。
である。 １１・・・イオン源、１２・・・イオン引出し電極、１
３・・・電荷交換槽、１４・・・偏向電極、１５・・・
被エツチング試料、１６・・・ガス供給ノズル。 代理人 弁理士 小川勝男、・′。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンを生成する機構と、該イオンを加速して引き
出す機構と該イオンを中性原子もしくは中性分子との電
荷交換反応によつて中性化せしめる電荷交換室と電場も
しくは磁場により電荷交換後残存しているイオンおよび
電子を偏向して中性化された高速の原子分子ビームを得
る機構とからなる中性高速粒子ビーム装置。 ２、中性高速粒子ビームを照射する試料近傍に気体供給
用ノズルを具備し、ビーム照射する試料表面に吸着する
気体を供給することを特徴とする請求範囲第１項記載の
中性高速粒子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60088550A JPH07107898B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 表面処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60088550A JPH07107898B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 表面処理方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248428A true JPS61248428A (ja) | 1986-11-05 |
| JPH07107898B2 JPH07107898B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=13945966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60088550A Expired - Lifetime JPH07107898B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 表面処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107898B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02187024A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および該半導体装置の製造に用いられる処理装置 |
| US5401358A (en) * | 1991-03-29 | 1995-03-28 | Sony Corporation | Dry etching method |
| US5518572A (en) * | 1991-06-10 | 1996-05-21 | Kawasaki Steel Corporation | Plasma processing system and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57582U (ja) * | 1980-05-30 | 1982-01-05 | ||
| JPS59139539A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-08-10 | コミツサリア・タ・レネルギ−・アトミ−ク | 空間変調密度を有する粒子ビ−ムを得るための方法および装置 |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP60088550A patent/JPH07107898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57582U (ja) * | 1980-05-30 | 1982-01-05 | ||
| JPS59139539A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-08-10 | コミツサリア・タ・レネルギ−・アトミ−ク | 空間変調密度を有する粒子ビ−ムを得るための方法および装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02187024A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および該半導体装置の製造に用いられる処理装置 |
| US5401358A (en) * | 1991-03-29 | 1995-03-28 | Sony Corporation | Dry etching method |
| KR100238709B1 (ko) * | 1991-03-29 | 2000-01-15 | 이데이 노부유끼 | 디지탈에칭방법 |
| US5518572A (en) * | 1991-06-10 | 1996-05-21 | Kawasaki Steel Corporation | Plasma processing system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107898B2 (ja) | 1995-11-15 |
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