JPS61274327A - ドライエツチング装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ドライエツチング装置に係り１．特に、集積
回路（ＩＣ）の製造工程における光励起を利用したドラ
イエツチング装置に関するものである。

（従来の技術） プラズマ又は反応性イオンエツチングでは精度の高い微
細加工が可能な反面、種々のエツチング損傷を伴う。特
に、プラズマ中のイオンや電子などの荷電粒子がデバイ
スを衝撃しエツチング損傷を招き問題になってきている
。これに対して光励起によるケミカルドライエツチング
は、イオン衝撃による種々の損傷がないことからエツチ
ング技術として期待されている。

従来、係る光励起によるドライエツチング方法としては
、例えばｒ応用物理、第５３巻、第１１号、１９８４年
、９７９真〜９８４頁」や特開昭５９−３３８３０号公
報などに記載されているものがる。

以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は係る従来のドライエツチング装置の構成図であ
る。

図中、ｌは反応室、２はエツチングガス導入口、３は排
気口、４は試料としてのウェハ、５は光源、６は石英窓
である。

この図に示されるように、試料４を反応室ｌに設置し、
この反応室１を１０−’Ｔｏｒｒ以下に排気した後にエ
ツチングガスを導入口２より導入する。

次に、光源５、例えばＨｇ−Ｘランプ或いはＸｅＣ１エ
キシマレーザからのレーザ光を試料４に対して垂直に照
射し、このとき発生するエツチングガスの光解離電子と
試料４の被エツチング材料との化学反応によりエツチン
グが行われる。

被エツチング材料が多結晶Ｓｉの場合、エツチングガス
はＣＩ！、を用い、この光吸収ピークは３４０ｎｍ付近
にあるため、光源にはＸｅＣｊ！エキシマレーザ（波長
３０８ｎｍ）が用いられる。エツチング速度は多結晶Ｓ
ｉの伝導帯の電子濃度に依存しており、ｎ”＞ｎ＞アン
ドープ＞　ｐ　＞　ｐ　”の順序になっている。

このことから、光エッチングの反応は次のように考えら
れる。

まず、光源からのレーザ光によりエツチングガスが光解
離して、その光解離したＣｌ原子がＳｉ表面に吸着する
。同時に光照射で正孔−電子対が生じ、その移動度の差
から１０−１〜１ｖ／ｎｍ程度の電場が８１表面に生じ
るため、Ｓｉ表面に向かってバンド曲がりを生じる。そ
の結果、電子が吸着しＣ１原子へ移動しやすくなり、Ｃ
Ｉ−イオンを生成する。これは電場においてＳｉ内に引
き込まれＳｉと反応して５ｉＣｊ！ｘ（但し、ｘ−１〜
４）を形成し、気相へ離脱する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の装置においてはプラズマエツ
チング装置に比べてエツチング速度が遅い。このことは
、特にアンドープ多結晶Ｓｉやｐ型多結晶Ｓｉにおいて
顕著であるといった問題があった。

本発明は、上記問題点を除去し、高速でエツチングを行
うことができると共に高精度でしかも信鯨性の高いドラ
イエツチング装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、被エツチング
材料をエツチングガスに晒すと共に光励起を利用してド
ライエツチングを行うにあたり、エツチングガスの導入
部に反応励起種を生成させる放電室を設けるようにした
ものである。

（作用） 本発明によれば、エツチングガスの導入部に反応励起種
を生成させる放電室を設、けるようにしたので、この放
電室より生成した反応励起種は光解離によって生成する
光励起種と作用し、被エツチング材料のエツチングを行
う。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るドライエツチング装置の構成図で
ある。

図中、１１は反応室、１２は試料９１３は石英窓、１４
は光源、１５はマイクロ波放電室、例えばマグネトロン
放電室、１６はエツチングガスを導入する導入口、１７
はガス導入管、１８は排気口である。

この図に示されるように、この実施例においては、エツ
チングガスの導入部にマイクロ波放電室１５を設置する
ようにしたものである。

以下、試料１２、つまりエツチング対象を多結晶Ｓｉと
した例について説明する。

ガスとしてはＣｌ、を使用し、光ａ１１４としては波長
が３０８ｒ＋＋ｓであるＸｅＣＪエキシマレーザを用い
る。エツチングガスの導入口１６から供給されるガスＣ
２□は、まず、マイクロ波放電室１５で励起され、これ
によってガスＣＪ　ｚと共に中性の反応励起種がガス導
入口１７を介して反応室１１内に導入される。一方、光
源１４から射出されるレーザ光は石英窓１３を介して試
料としての多結晶５ｉ１２に対し垂直に照射される。す
ると、ガスＣＩｔ　ｚは光解離によってＣ７！原子が生
成し、このＣｌ原子と共に先にマイクロ波放電室１５に
おいて生成したガスＣβ２の中性の反応励起種が多結晶
Ｓｔのエツチングを行なう。

なお、本発明を一実施例により説明したが、本発明はこ
の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基
づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲
から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、エツチン
グガスの導入部に反応励起種を生成する放電室を設ける
ようにしたので、 （１）光励起によって発生する反応励起種に放電室で発
生した反応励起種が加わるために、エツチング速度は光
照射のみの場合と比べて高速にすることができる。

（２）反応励起種は放電室から供給できるため光の波長
を使用ガスの光子吸収帯のピークに必ずしも合わせる必
要がなくなり、光源の波長の選択範囲を広げることがで
きると共に短波長の光を用いて被エツチング材料の励起
をより高めることができ、エツチング速度の増大を図る
ことができる。

このように本発明は種々の利点を有し、それによっても
たらされる効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るドライエツチング装置の構成図、
第２図は従来のドライエツチング装置の構成図である。 ｌｌ・・・反応室、１２・・・試料（多結晶Ｓｉ）、１
３・・・石英窓、１４・・・光源、１５・・・マイクロ
波放電室、１６・・・エツチングガス導入口、１７・・
・ガス導入管、１８・・・排気口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被エッチング材料をエッチングガスに晒すと共に
   光励起を利用してエッチングを行うドライエッチング装
   置において、前記エッチングガスの導入部に反応励起種
   を生成する放電室を設けるようにしたことを特徴とする
   ドライエッチング装置。
2. （２）前記エッチングガスとしてはＣｌ＿２を用いるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ドライエッチング装置。