JPS6154631A - Etching process - Google Patents
Etching processInfo
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- JPS6154631A JPS6154631A JP17640784A JP17640784A JPS6154631A JP S6154631 A JPS6154631 A JP S6154631A JP 17640784 A JP17640784 A JP 17640784A JP 17640784 A JP17640784 A JP 17640784A JP S6154631 A JPS6154631 A JP S6154631A
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- etching
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は半導体ウェハ等の処理材料上に所望のパターン
をエツチングする新規な方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a novel method for etching desired patterns onto processing materials such as semiconductor wafers.
[従来の技術]
LSI等の集積回路を製造する−[でエツチングは必要
不可欠の技術であり、従来から種々の方法が提案されて
実用されている。従来のエツチングを分類すると水を使
用するウェットエツチングとガスエツチング即ちドライ
エツチングに大別でき、今日では後者、つまりドライエ
ツチングが主流を占めている。具体的にはプラズマエツ
チングや反応性エツチングがあげられるが、これらのエ
ツチングはエツチングする材料に合わせて反応性ガスを
選定し、このガスを放電によりイオン化して反応性イオ
ンを生成せしめ、その反応性イオンと材料との化学反応
によってエツチングを行なうちのである。[Prior Art] Etching is an indispensable technique for manufacturing integrated circuits such as LSIs, and various methods have been proposed and put into practice. Conventional etching can be broadly classified into wet etching using water and gas etching or dry etching, and today the latter, or dry etching, is the mainstream. Specific examples include plasma etching and reactive etching, but in these etchings, a reactive gas is selected according to the material to be etched, and this gas is ionized by electric discharge to generate reactive ions. Etching is performed through a chemical reaction between ions and the material.
第2図は従来の反応性イオンエツチングを行なう装置の
概略を示す図であり、1はチャンバーでアノードを形成
している。このチャンバー内にカソードとなる材料ホル
ダー2が絶縁体3を介して固定されており、その上に半
導体ウェハなどの材料4が保持される。上記ホルダー2
は実際には水冷されており、材料4が加熱されないよう
にしている。このホルダーにはマッヂングボックス5を
介して高周波発振器6からの高周波電力が供給されてお
り、前記ホルダー及び材料4とチャンバー1の間に高周
波放電が発生し、それにより図中点線で示す領域がプラ
ズマ領域となり、この領域でイオンが生成される。7は
シールド電極であり、プラズマがホルダーの下部等の不
要な部分に発生するのを防止している。8はガス導入パ
イプであり、所望の反応性ガスが封入されたガスボンベ
(図示せず)に接続されており、バルブ9によりその流
量制御が可能である。10は排気管であり、適宜な真空
ポンプに接続されており、内部の気体が排出される。FIG. 2 is a diagram schematically showing a conventional apparatus for performing reactive ion etching, in which a chamber 1 forms an anode. A material holder 2 serving as a cathode is fixed in this chamber via an insulator 3, and a material 4 such as a semiconductor wafer is held on top of the material holder 2. Above holder 2
is actually water-cooled to prevent the material 4 from being heated. This holder is supplied with high-frequency power from a high-frequency oscillator 6 via a matting box 5, and a high-frequency discharge is generated between the holder and the material 4 and the chamber 1, resulting in an area indicated by a dotted line in the figure. This becomes a plasma region, and ions are generated in this region. A shield electrode 7 prevents plasma from being generated in unnecessary parts such as the lower part of the holder. A gas introduction pipe 8 is connected to a gas cylinder (not shown) filled with a desired reactive gas, and its flow rate can be controlled by a valve 9. Reference numeral 10 denotes an exhaust pipe, which is connected to a suitable vacuum pump to exhaust internal gas.
このような装置において、チャンバー1内にエツチング
すべき材料4を置き、反応性ガスのバルブは閉じた状態
で真空ポンプによりチャンバー内を排気する。次にバル
ブ9を開き、反応性ガスをチャンバー1内に導入し、そ
のガス圧力が所定値(例えば1〜10Torr)になっ
たとき、高周波発振器からの高周波を材料ホルダー2に
給電するとチャンバー内にプラズマが発生し、反応性ガ
スはイオン化され、そのガスが材料4に衝突して該材料
と化学反応を起してエツチングが進行する。In such an apparatus, a material 4 to be etched is placed in a chamber 1, and the chamber is evacuated by a vacuum pump with a reactive gas valve closed. Next, the valve 9 is opened and a reactive gas is introduced into the chamber 1. When the gas pressure reaches a predetermined value (for example, 1 to 10 Torr), a high frequency from a high frequency oscillator is supplied to the material holder 2, and a reactive gas is introduced into the chamber. Plasma is generated, the reactive gas is ionized, and the gas collides with the material 4 to cause a chemical reaction with the material, thereby progressing etching.
[発明が解決しようとする問題点コ
このようなエツチングは水を使用しないので簡便である
という利点はあるが、エツチングを施さない部分にはレ
ジストを被覆しておく必要があり、第3図に示ずように
その工程は非常に多くなる。[Problems to be solved by the invention] Although this type of etching has the advantage of being simple because it does not use water, it is necessary to cover the areas that are not to be etched with a resist, as shown in Figure 3. As shown, there are many steps involved.
第3図(a )は半導体ウェハ4a上にフォトレジスト
4hを塗布する工程であり、このレジストの塗布の後パ
ターン露光、つまりエツチングをする部分(或いはその
逆)に光を照射しする((b)図)。このパターン露光
のされた材料を現像して(C)図に示すような部分的に
レジストでカバーされた材料を得、これを第2図で説明
した反応性イオンエツチング装置のチャンバー内に挿入
し、イオンシャワーを浴びせて((d)図)所定のエツ
チングを行なう。エツチングが終了したとき、材料をチ
ャンバーの中から取出し、その上に形成されたレジスト
を剥iする((e)の工程)。FIG. 3(a) shows a process of coating a photoresist 4h on a semiconductor wafer 4a, and after coating this resist, pattern exposure is performed, that is, light is irradiated to the area to be etched (or vice versa) ((b) )figure). This pattern-exposed material is developed to obtain a material partially covered with resist as shown in Figure (C), and this is inserted into the chamber of the reactive ion etching apparatus described in Figure 2. Then, a predetermined etching process is performed by applying an ion shower (Figure (d)). When etching is completed, the material is taken out from the chamber and the resist formed thereon is stripped off (step (e)).
而して、本発明は上記従来の方法の欠点を解消するもの
で、少ない製造工程でドライエツチングを行なうことの
可能な方法を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate the drawbacks of the conventional methods described above, and provides a method that allows dry etching to be performed with fewer manufacturing steps.
[問題点を解決するための手段]
本発明は上記目的を達成するためにエツチングすべき材
料上に反応性物質を付着させ、該反応性物質の表面の所
望領域に該反応性物質を活性化し材料との化学反応を促
進するエネルギービームを照射し、所定の反応による材
料のエツチングが終了したとき前記反応性物質を材料か
ら除去するようになしたエツチング方法を特徴とするも
のである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention involves depositing a reactive substance on a material to be etched and activating the reactive substance in a desired area on the surface of the reactive substance. This etching method is characterized by irradiating an energy beam that promotes a chemical reaction with a material, and removing the reactive substance from the material when etching of the material due to a predetermined reaction is completed.
[作用]
本発明において、チャンバー内に置かれた材料は液体窒
素等の冷媒により低温に冷却され、その表面に反応性ガ
スの吸着を行なう。その後例えば電子ビーム等のエネル
ギービームをエツチングしたい部分に照射するとそのビ
ームのエネルギーにより吸着した反応性ガスが活性化し
、それにより材料は該反応性ガスと化学反応を起し、そ
の部分がエツチングされる。[Function] In the present invention, the material placed in the chamber is cooled to a low temperature by a refrigerant such as liquid nitrogen, and reactive gas is adsorbed on its surface. Then, when an energy beam such as an electron beam is irradiated onto the area to be etched, the energy of the beam activates the adsorbed reactive gas, causing the material to undergo a chemical reaction with the reactive gas, and that area is etched. .
[実施例]
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示すもの
で、11はチャンバーであり、排気管12を介して内部
は真空に排気可能である。13は反応性ガスの導入パイ
プであり、所望のガスタンクに接続され、バルブ14を
介して所定のガスが所定流量で導入できる。15は材料
ホルダーであり、その内部に冷媒貯蔵槽16が形成され
、外部から液体窒素等の冷媒が注入される。それにより
、該ホルダー上に保持されるエツチング材料17は超低
温に冷却される。前記チャンバー内の上方には材料ホル
ダー15に対向して電子銃18が設置され、その電子銃
から発射した電子線は集束レンズ1つにより所定の直径
に集束された後、材料17上に照射される。この材料上
の電子線の照射位置は電子線偏向器20によって変えら
れる。[Example] FIG. 1 shows an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention, in which 11 is a chamber, the inside of which can be evacuated to a vacuum via an exhaust pipe 12. A reactive gas introduction pipe 13 is connected to a desired gas tank, and a predetermined gas can be introduced through a valve 14 at a predetermined flow rate. A material holder 15 has a refrigerant storage tank 16 formed therein, into which a refrigerant such as liquid nitrogen is injected from the outside. Thereby, the etching material 17 held on the holder is cooled to an extremely low temperature. An electron gun 18 is installed above the chamber to face the material holder 15, and the electron beam emitted from the electron gun is focused to a predetermined diameter by one focusing lens, and then irradiated onto the material 17. Ru. The irradiation position of the electron beam on this material is changed by an electron beam deflector 20.
このような装置を使用して、まずチャンバー11内のホ
ルダー15に材料17を保持した後、該チャンバー11
内を真空に排気する。この状態でボルダ−15の冷媒貯
蔵槽16内に外部から液体窒素を注入し、同時にパイプ
13を介してタンクから所定の反応性ガスを導入する。Using such a device, first the material 17 is held in the holder 15 inside the chamber 11, and then the material 17 is held in the holder 15 inside the chamber 11.
Evacuate the inside to vacuum. In this state, liquid nitrogen is injected from the outside into the refrigerant storage tank 16 of the boulder 15, and at the same time, a predetermined reactive gas is introduced from the tank via the pipe 13.
このガスは材131、17が超低温に冷却されているの
で、該材料の表面に吸着され第4図(a)に示すように
薄い層21を形成する。一定量の反応性ガスの層が形成
された後、該ガスの供給を停止し、電子銃18から電子
ビームを発射し、所定の材料部分に電子ビームを照射す
る(第4図(b))。この電子ビームの照射された領域
はそのエネルギーにより吸着された反応性ガスが活性化
し、下層の材料17と化学反応を起す。この反応により
生じたガスは排気管12を通して外部に排気される。こ
のようにして、所定の深さのエツチングが達成されると
、例えばチャンバー内に設置した赤外線ランプ22から
赤外線を材料17上に照射し、該材料に吸着した反応性
ガス層21を除去しく第4図(C)〉、エツチングを終
了する。Since the materials 131 and 17 are cooled to an extremely low temperature, this gas is adsorbed onto the surfaces of the materials and forms a thin layer 21 as shown in FIG. 4(a). After a certain amount of reactive gas layer is formed, the supply of the gas is stopped, and an electron beam is emitted from the electron gun 18 to irradiate a predetermined material portion with the electron beam (FIG. 4(b)). . In the region irradiated with the electron beam, the adsorbed reactive gas is activated by the energy thereof, and a chemical reaction occurs with the underlying material 17. The gas generated by this reaction is exhausted to the outside through the exhaust pipe 12. When etching to a predetermined depth is achieved in this way, infrared rays are irradiated onto the material 17 from, for example, an infrared lamp 22 installed in the chamber to remove the reactive gas layer 21 adsorbed on the material. Figure 4 (C)〉, etching is completed.
[効果]
以上のように、本発明では反応性ガスを半導体ウェハな
どのエツチングすべき材料の表面に吸着させ、その上か
ら電子ビームを照射して局部的なエツチングを行なうも
のであるから、第3図と第4図との対比で明瞭なように
従来の方法に比し工程を少なくすることができ実用上極
めて有用である。[Effects] As described above, in the present invention, a reactive gas is adsorbed onto the surface of a material to be etched, such as a semiconductor wafer, and an electron beam is irradiated from above to perform local etching. As is clear from the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, the number of steps can be reduced compared to the conventional method, and this method is extremely useful in practice.
尚、上記は本発明の一例であり、実施にあたっては種々
の変更が可能である。例えば、吸着ガスの上に照射する
エネルギービームとしては電子ビームに限定されるもの
ではなく、適宜なイオンビームであっても、又レーザ光
やX線等の放射線であっても良い。又、上記は材料上に
冷却を用いて反応性ガスを吸着したが、蒸着装置やスパ
ッタリング等により反応種を薄く蒸着するようにしても
良い。更に、反応性ガスの層を除去するのに上述ではラ
ンプを使用したが、材料ホルダーに加熱用のヒーターを
巻回したり、埋設してエツチング処理の終了時点で該ヒ
ーターに通電して材料を昇温するように構成しても良い
。Note that the above is an example of the present invention, and various changes can be made in implementation. For example, the energy beam irradiated onto the adsorbed gas is not limited to an electron beam, but may be an appropriate ion beam or radiation such as a laser beam or X-ray. Moreover, although the reactive gas is adsorbed onto the material using cooling in the above example, the reactive species may be thinly deposited using a vapor deposition apparatus, sputtering, or the like. Furthermore, although a lamp was used above to remove the reactive gas layer, it is also possible to heat the material by wrapping a heater around the material holder or burying it and energizing the heater at the end of the etching process. It may be configured to warm the body.
第1図は本発明を実施する装置の一例を示す図、第2図
は従来の反応性イオンエツチング装置の例を示す図、第
3図は第2図の装置を用いて実施した従来のエツチング
方法の工程を示す図、第4図は本発明の方法の工程を示
す図である。
11:チャンバー 12=排気管
13:ガス導入パイプ 14:バルブ
15:材料ホルダー 16=冷媒貯蔵槽Q−FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional reactive ion etching apparatus, and FIG. 3 is a diagram of a conventional etching carried out using the apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the steps of the method of the present invention. 11: Chamber 12 = Exhaust pipe 13: Gas introduction pipe 14: Valve 15: Material holder 16 = Refrigerant storage tank Q-
Claims (1)
該反応性物質の表面の所望領域に該反応性物質を活性化
し材料との化学反応を促進するエネルギービームを照射
し、所定の反応による材料のエッチングが終了した後前
記反応性物質を材料から除去することを特徴とするエッ
チング方法。 2)前記反応性物質は材料を冷却してその上に反応性ガ
スを吸着して形成する特許請求の範囲第1項記載のエッ
チング方法。 3)前記反応性物質は反応種を含んだ薄膜として形成す
る特許請求の範囲第1項記載のエッチング方法。 4)前記エネルギービームは電子又はイオン等の荷電粒
子線である特許請求の範囲第1項乃至第3項記載のエッ
チング方法。 5)前記エネルギービームはレーザ光やX線等の放射線
である特許請求の範囲第1項乃至第3項記載のエッチン
グ方法。[Claims] 1) depositing a reactive substance on the material to be etched;
An energy beam that activates the reactive substance and promotes a chemical reaction with the material is irradiated onto a desired area on the surface of the reactive substance, and after the etching of the material by a predetermined reaction is completed, the reactive substance is removed from the material. An etching method characterized by: 2) The etching method according to claim 1, wherein the reactive substance is formed by cooling a material and adsorbing a reactive gas thereon. 3) The etching method according to claim 1, wherein the reactive substance is formed as a thin film containing a reactive species. 4) The etching method according to claims 1 to 3, wherein the energy beam is a charged particle beam such as electrons or ions. 5) The etching method according to any one of claims 1 to 3, wherein the energy beam is a radiation such as a laser beam or an X-ray.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17640784A JPS6154631A (en) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | Etching process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17640784A JPS6154631A (en) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | Etching process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6154631A true JPS6154631A (en) | 1986-03-18 |
Family
ID=16013132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17640784A Pending JPS6154631A (en) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | Etching process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6154631A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01295424A (en) * | 1988-01-14 | 1989-11-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Photo-excited etching method |
JPH04223329A (en) * | 1990-12-25 | 1992-08-13 | Nec Corp | Method and device for fine pattern formation |
JPH04360526A (en) * | 1991-06-07 | 1992-12-14 | Nec Corp | Fine pattern forming method |
JPH06112165A (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Plasma processor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53116077A (en) * | 1977-03-22 | 1978-10-11 | Hitachi Ltd | Etching method |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP17640784A patent/JPS6154631A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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