JPS6236825A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPS6236825A JPS6236825A JP17583085A JP17583085A JPS6236825A JP S6236825 A JPS6236825 A JP S6236825A JP 17583085 A JP17583085 A JP 17583085A JP 17583085 A JP17583085 A JP 17583085A JP S6236825 A JPS6236825 A JP S6236825A
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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〕
本発明は半導体集積回路等を製造する工程に用いるドラ
イエツチング装置に関するものである。
イエツチング装置に関するものである。
半導体集積回路等の製造工程で使用されるドライエツチ
ング法には、プラズマエツチング法や反応性スパッタエ
ツチング法などがあり、これらのエツチング法は現在広
く使用されている。これらのエツチング法においては反
応性ガスを減圧下で放電してラジカルやイオンなどの反
応種を発生させ、被エツチング基板の表面と反応させて
エツチングを行うものである。このようなドライエラチ
ンぐ法は、加工精度において溶液エツチング法より優れ
ているため、加工寸法が微細化して１μｍレベルのパタ
ーンの加工が必要となっている状況下では、益々重要な
技術となっている。しかしながら、プラズマエツチング
法や反応性スパッタエツチング法においては、放電容器
内に被エツチング基板を設置するため、荷電粒子による
被エツチング基板の損傷が生じやすく、また、プラズマ
の熱輻射などによりレジストが劣化するなどの問題点が
あり、何らかの対策が望まれている。
ング法には、プラズマエツチング法や反応性スパッタエ
ツチング法などがあり、これらのエツチング法は現在広
く使用されている。これらのエツチング法においては反
応性ガスを減圧下で放電してラジカルやイオンなどの反
応種を発生させ、被エツチング基板の表面と反応させて
エツチングを行うものである。このようなドライエラチ
ンぐ法は、加工精度において溶液エツチング法より優れ
ているため、加工寸法が微細化して１μｍレベルのパタ
ーンの加工が必要となっている状況下では、益々重要な
技術となっている。しかしながら、プラズマエツチング
法や反応性スパッタエツチング法においては、放電容器
内に被エツチング基板を設置するため、荷電粒子による
被エツチング基板の損傷が生じやすく、また、プラズマ
の熱輻射などによりレジストが劣化するなどの問題点が
あり、何らかの対策が望まれている。
なお、この種の装置として関連するものには例えば特開
昭６０−３４０１２号公報等が挙げられる。
昭６０−３４０１２号公報等が挙げられる。
したがって、本発明の目的は上述の欠点を克服し、荷電
粒子による基板の損傷やプラズマからの熱輻射によるレ
ジストの劣化を抑えたエツチング装置を提供することに
ある。
粒子による基板の損傷やプラズマからの熱輻射によるレ
ジストの劣化を抑えたエツチング装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するため本発明においては、ラジカルを
発生する手段と、該ラジカルを形成する第１のガス、前
記第１のガスのラジカルを被エツチング基板を設置した
反応室に導入する手段，エッチングに用いる第２のガス
（反応性ガス）を前記被エツチング基板を設置した反応
室に導入する手段とを備えてなり、前記第１のガスのラ
ジカルと前記第２のガスとの反応により活性化した第２
のガスの活性種と前記被エツチング基板との反応で前記
被エツチング基板をエツチングするようにエツチング装
置を構成したことを特徴としている。
発生する手段と、該ラジカルを形成する第１のガス、前
記第１のガスのラジカルを被エツチング基板を設置した
反応室に導入する手段，エッチングに用いる第２のガス
（反応性ガス）を前記被エツチング基板を設置した反応
室に導入する手段とを備えてなり、前記第１のガスのラ
ジカルと前記第２のガスとの反応により活性化した第２
のガスの活性種と前記被エツチング基板との反応で前記
被エツチング基板をエツチングするようにエツチング装
置を構成したことを特徴としている。
かかる本発明の特徴的な構成によって、荷電粒子やプラ
ズマ発生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチ
ングできるようになるため荷電粒子による基板の損傷や
プラズマからの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低
温のドライエツチングが可能となった。
ズマ発生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチ
ングできるようになるため荷電粒子による基板の損傷や
プラズマからの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低
温のドライエツチングが可能となった。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例のドライエツチング装置
を示す概略構成図である。１は反応室、２は該反応室に
設置された基板（例えばｎ型シリコン半導体）である。
を示す概略構成図である。１は反応室、２は該反応室に
設置された基板（例えばｎ型シリコン半導体）である。
ラジカルを形成する第１のガスのガス溜め３から出た第
１のガス（例えば水素又は希ガスで希釈した水素）は、
弁４を経たのちラジカル発生部５でラジカル（例えば不
対電子を有する原子状水素）に変換されたのち、反応室
１に導入される。ラジカル発生部１１におけるラジカル
への変換手段としては、マイクロ波放電やグロー放電な
どの放電方式が適している。一方、反応性ガスのガス溜
め６から流出した第２のガス（例えば塩素ガスや塩化水
素ガス）は弁７．管８を経て反応室１に導入される。反
応室１に導入された原子状水素ラジカルは、別に導入さ
れた塩素ガスと反応し、その結果塩素ラジカルを生成す
る。
１のガス（例えば水素又は希ガスで希釈した水素）は、
弁４を経たのちラジカル発生部５でラジカル（例えば不
対電子を有する原子状水素）に変換されたのち、反応室
１に導入される。ラジカル発生部１１におけるラジカル
への変換手段としては、マイクロ波放電やグロー放電な
どの放電方式が適している。一方、反応性ガスのガス溜
め６から流出した第２のガス（例えば塩素ガスや塩化水
素ガス）は弁７．管８を経て反応室１に導入される。反
応室１に導入された原子状水素ラジカルは、別に導入さ
れた塩素ガスと反応し、その結果塩素ラジカルを生成す
る。
活性化した第２のガス（塩素ラジカル）は被エツチング
基板と反応し、該基板をエツチングする。
基板と反応し、該基板をエツチングする。
尚９は排気管である。ラジカル発生部５は、反応室１か
ら離れた位置にある為、該発生部で生成した荷電粒子が
反応室に入射し、被エツチング基板２にダメージを与え
る可能性は極めて少ない。
ら離れた位置にある為、該発生部で生成した荷電粒子が
反応室に入射し、被エツチング基板２にダメージを与え
る可能性は極めて少ない。
第２図は本発明の第２の実施例を示す装置の部分構成図
である。本実施例は、被エツチング基板面上で第１のガ
スのラジカルと第２のガス（反応性ガス）とを均一に反
応させるのに適している。
である。本実施例は、被エツチング基板面上で第１のガ
スのラジカルと第２のガス（反応性ガス）とを均一に反
応させるのに適している。
第２図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）はその上面図である
。ラジカルを発生させるための第１のガスは、ラジカル
発生部（図示せず）でラジカル（例えば原子状水素ラジ
カル）に変換されたのち管１０、分岐管１１及び１１′
（第２図（Ａ）においては図示を省略）、更には環状管
１２に設けられた噴出口１．３，１．４，１５，１６か
ら反応室に導入される。一方、反応性ガスのガス溜め（
図示せず）から流出した第２のガスは、管１７２分岐管
１８及び１８′ （第２図（Ａ）においては省略）、更
には環状管１９（第２図（Ｂ）においては省略）、に設
けられた噴出口２０，２１，２２．２３から反応室］−
に導入される。第２図の実施例においては、ラジカルに
変換された第１のガスを導く環状管１２から下方に延び
た噴出口１３，１４，１．５゜１６は、環状管１２の下
方に設けられた第２のガス（反応性ガス）を導く環状管
１９と同一平面に設置されている。すなわち、第１のガ
スのラジカルの噴出口１３，１４，１５．１６及び第２
のガス（反応性ガス）の噴出口１３と第のガス（反応性
ガス）の噴出口２０，２１，２２，２３は同一平面で互
いに等間隔の位置に設けられている。したがって第２図
の実施例では、第１−のガスのラジカルの噴出口１３と
第２のガス（反応性ガス）の噴出口２０及び２１との成
す角度は、基板２の中心から見て４５°となっている。
。ラジカルを発生させるための第１のガスは、ラジカル
発生部（図示せず）でラジカル（例えば原子状水素ラジ
カル）に変換されたのち管１０、分岐管１１及び１１′
（第２図（Ａ）においては図示を省略）、更には環状管
１２に設けられた噴出口１．３，１．４，１５，１６か
ら反応室に導入される。一方、反応性ガスのガス溜め（
図示せず）から流出した第２のガスは、管１７２分岐管
１８及び１８′ （第２図（Ａ）においては省略）、更
には環状管１９（第２図（Ｂ）においては省略）、に設
けられた噴出口２０，２１，２２．２３から反応室］−
に導入される。第２図の実施例においては、ラジカルに
変換された第１のガスを導く環状管１２から下方に延び
た噴出口１３，１４，１．５゜１６は、環状管１２の下
方に設けられた第２のガス（反応性ガス）を導く環状管
１９と同一平面に設置されている。すなわち、第１のガ
スのラジカルの噴出口１３，１４，１５．１６及び第２
のガス（反応性ガス）の噴出口１３と第のガス（反応性
ガス）の噴出口２０，２１，２２，２３は同一平面で互
いに等間隔の位置に設けられている。したがって第２図
の実施例では、第１−のガスのラジカルの噴出口１３と
第２のガス（反応性ガス）の噴出口２０及び２１との成
す角度は、基板２の中心から見て４５°となっている。
尚２４は基板台であり、該基板台に基板２を固定したの
ち、該基板台２４を移動機構（図示せず）によって上方
に移動させ、所望の位置に設置することができる。
ち、該基板台２４を移動機構（図示せず）によって上方
に移動させ、所望の位置に設置することができる。
第３図は、本発明の第３の実施例を示す図である。本実
施例は、複数の基板を同時にエツチングするのに適して
いる。図には４枚の基板２５゜２６．２７．２８を同時
処理する方式が示されている。本実施例は、第２図の実
施例で示した装置を４固並列に組み合わせた構成となっ
ている。第１のガスは、ラジカル発生部（図示せず）で
ラジカル（例えば原子状水素ラジカル）に変換されたの
ち４本の分岐管に分かれ、第３図の管２９゜３０．３１
，３２へと流れてくる。流入してきた第１のガスのラジ
カルは、第２図（Ａ）ｙ’ （Ｂ）の実施例で述べた経
路により反応室内に噴出する。
施例は、複数の基板を同時にエツチングするのに適して
いる。図には４枚の基板２５゜２６．２７．２８を同時
処理する方式が示されている。本実施例は、第２図の実
施例で示した装置を４固並列に組み合わせた構成となっ
ている。第１のガスは、ラジカル発生部（図示せず）で
ラジカル（例えば原子状水素ラジカル）に変換されたの
ち４本の分岐管に分かれ、第３図の管２９゜３０．３１
，３２へと流れてくる。流入してきた第１のガスのラジ
カルは、第２図（Ａ）ｙ’ （Ｂ）の実施例で述べた経
路により反応室内に噴出する。
一方、第２のガス（反応性ガス）は管３３から散状に伸
びた分岐管３４，３５，３６，３．７を経たのち、第２
図（Ａ）、（Ｂ）の実施例で述べた経路により反応室内
に噴出する。このような装置構成により、複数の被エツ
チング半導体基板を均一に同時エツチングすることがで
きる。
びた分岐管３４，３５，３６，３．７を経たのち、第２
図（Ａ）、（Ｂ）の実施例で述べた経路により反応室内
に噴出する。このような装置構成により、複数の被エツ
チング半導体基板を均一に同時エツチングすることがで
きる。
第２図（Ａ）、（Ｂ）の実施例では、環状管１２は第１
のガスのラジカルを導き、環状管１９は第２のガス（反
応性ガス）を導いているが、環状管１２と１９の上下関
係を逆転して、環状管］。２を通して第２のガスを、環
状管１９を通して第１−のガスのラジカルを導入しても
よい。また第２図の実施例では、環状管１２及び］９に
は噴出口はそれぞれ４箇所設置されているが、所望の数
に増減してもよい。但しその場合、被エツチング基板２
上において、ラジカル並びに反応性ガスが均一に混合す
ることが必要であり、噴出口の数の増減に伴って、分岐
管の数（例えば第２図の実施例については１１．１１’
及び１８，１．８’に相当し、第１−及び第２のガス共
分岐管は２本である。）も増減して、おのおののガスに
ついては、各噴出口から反応室に導入されるガス流量を
そろえることが望ましい。
のガスのラジカルを導き、環状管１９は第２のガス（反
応性ガス）を導いているが、環状管１２と１９の上下関
係を逆転して、環状管］。２を通して第２のガスを、環
状管１９を通して第１−のガスのラジカルを導入しても
よい。また第２図の実施例では、環状管１２及び］９に
は噴出口はそれぞれ４箇所設置されているが、所望の数
に増減してもよい。但しその場合、被エツチング基板２
上において、ラジカル並びに反応性ガスが均一に混合す
ることが必要であり、噴出口の数の増減に伴って、分岐
管の数（例えば第２図の実施例については１１．１１’
及び１８，１．８’に相当し、第１−及び第２のガス共
分岐管は２本である。）も増減して、おのおののガスに
ついては、各噴出口から反応室に導入されるガス流量を
そろえることが望ましい。
上記実施例においては、第２のガス（反応性ガス）とし
て塩素や塩化水素の例をのべたが、半導体のエツチング
プロセスで広く用いられるハロゲン元素を含有するその
他のガスも有効利用することができる。
て塩素や塩化水素の例をのべたが、半導体のエツチング
プロセスで広く用いられるハロゲン元素を含有するその
他のガスも有効利用することができる。
第１図の実施例の説明に於いてラジカルを発生させる為
の第１のガスとして水素を利用する形態と共に希ガスで
希釈した水素を利用する形１１！ｉｔをのべたが、後者
の実施形態の場合、例えば放電により原子状水素を発生
させたとき、同時に希ガスの準安定励起分子も生成する
。このような場合反応室には活性な原子状水素と共に高
いエネルギー状態の準安定励起分子が導入される。した
がって反応室内では、原子状水素ラジカルによるラジカ
ル反応と共に、準安定励起分子によるエネルギー伝達が
並行して進行する為、第２のガス（反応性ガス）の活性
化反応が効率よく進行する。
の第１のガスとして水素を利用する形態と共に希ガスで
希釈した水素を利用する形１１！ｉｔをのべたが、後者
の実施形態の場合、例えば放電により原子状水素を発生
させたとき、同時に希ガスの準安定励起分子も生成する
。このような場合反応室には活性な原子状水素と共に高
いエネルギー状態の準安定励起分子が導入される。した
がって反応室内では、原子状水素ラジカルによるラジカ
ル反応と共に、準安定励起分子によるエネルギー伝達が
並行して進行する為、第２のガス（反応性ガス）の活性
化反応が効率よく進行する。
尚ラジカル発生部で生成する荷電粒子が反応室に流入す
るのを防ぐ為に、例えば特許公開公報昭６０−３４０１
３に例示されている如きイオンコレクターを、ラジカル
発生部のガス下流側に設置してもよい。
るのを防ぐ為に、例えば特許公開公報昭６０−３４０１
３に例示されている如きイオンコレクターを、ラジカル
発生部のガス下流側に設置してもよい。
本発明に近い別の公知例として、原子状水素ラジカルと
原料ガスとのラジカル反応により固体薄膜を形成する方
法があり、詳細は、公開特許公報昭６０−３４０１２に
記述されている。
原料ガスとのラジカル反応により固体薄膜を形成する方
法があり、詳細は、公開特許公報昭６０−３４０１２に
記述されている。
以上のべたように本発明により、荷電粒子やプラズマ発
生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチングで
きるようになり、荷電粒子による基板の損傷やプラズマ
からの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低温のドラ
イエツチングが可能となった６
生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチングで
きるようになり、荷電粒子による基板の損傷やプラズマ
からの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低温のドラ
イエツチングが可能となった６
第１図は本発明の第１の実施例のドライエツチング装置
の概略構成図、第２図は本発明の第２の実施例の装置の
部分構成図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、第３図
は本発明の第３の実施例の装置の部分構成図である。 １・・・反応室、２，２５，２６，２７．２８・・・被
エツチング基板、３・・・第１のガス源、５・・・ラジ
カル発生部、６・・・第２のガス（反応性ガス）源、９
・・・排気管。
の概略構成図、第２図は本発明の第２の実施例の装置の
部分構成図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、第３図
は本発明の第３の実施例の装置の部分構成図である。 １・・・反応室、２，２５，２６，２７．２８・・・被
エツチング基板、３・・・第１のガス源、５・・・ラジ
カル発生部、６・・・第２のガス（反応性ガス）源、９
・・・排気管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ラジカルを発生する手段と、該ラジカルを形成する
第１のガス、前記第１のガスのラジカルを被エッチング
基板を設置した反応室に導入する手段，エッチングに用
いる第２のガス（反応性ガス）を前記被エッチング基板
を設置した反応室に導入する手段とを備えてなり、前記
第１のガスのラジカルと前記第２のガスとの反応により
活性化した第２のガスの活性種と前記被エッチング基板
との反応で前記被エッチングすることを特徴とするドラ
イエッチング基板をエッチング装置。 ２、前記ラジカルが原子状水素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装置。 ３、前記第２のガスがハロゲン元素を含有するガスであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項のドライエッ
チング装置。 ４、前記ラジカルを、気体放電により形成することを特
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
装置。 ５、前記反応室内において、環状管に設けられた複数の
噴出口から前記第１のガスのラジカルと第２のガス（反
応性ガス）とを噴出する構成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装置。 ６、前記第１のガスのラジカルと第２のガス（反応性ガ
ス）とを噴出する２つの環状管を一対とし、該一対の環
状管を複数対備え、複数の被エッチング基板を並行して
エッチング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装置。 ７、前記第１のガスが希ガスで希釈されたガスであるこ
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
チング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17583085A JPS6236825A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17583085A JPS6236825A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236825A true JPS6236825A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16002962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17583085A Pending JPS6236825A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236825A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229717A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エツチング方法 |
| JP2018174340A (ja) * | 2013-03-15 | 2018-11-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 高対称四重ガス注入によるプラズマリアクタ |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17583085A patent/JPS6236825A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229717A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エツチング方法 |
| JP2018174340A (ja) * | 2013-03-15 | 2018-11-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 高対称四重ガス注入によるプラズマリアクタ |
| US11244811B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-02-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with highly symmetrical four-fold gas injection |
| US11728141B2 (en) | 2013-03-15 | 2023-08-15 | Applied Materials, Inc. | Gas hub for plasma reactor |
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