JPS63285936A - 反応性イオンエッチング方法 - Google Patents
反応性イオンエッチング方法Info
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- JPS63285936A JPS63285936A JP62120192A JP12019287A JPS63285936A JP S63285936 A JPS63285936 A JP S63285936A JP 62120192 A JP62120192 A JP 62120192A JP 12019287 A JP12019287 A JP 12019287A JP S63285936 A JPS63285936 A JP S63285936A
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- Japan
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- sidewall protective
- etched
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置等の電子部品の製造工程における
反応性オオンエソチング方法に関し、特に異方性エツチ
ングを効果的に実行できる方法に関する。
反応性オオンエソチング方法に関し、特に異方性エツチ
ングを効果的に実行できる方法に関する。
従来のこの種のエツチングを行う装置は、第５図に示す
ように、接地電極を兼ねる真空チャンバ１の底面を成す
エツチング電極２に高周波電源３を接続すると共に、反
応ガス系導管４と真空排気系管５をその真空チャンバ１
に配備させている。
ように、接地電極を兼ねる真空チャンバ１の底面を成す
エツチング電極２に高周波電源３を接続すると共に、反
応ガス系導管４と真空排気系管５をその真空チャンバ１
に配備させている。
６は被エツチング物、７は石英エツチング電極カバー、
８は反応ガスボンベである。
８は反応ガスボンベである。
ここでは、ＧａＡｓ基板を被エツチング物６とし、反応
ガスをフロン１２（化学式はＣＣＡ２ＦＺ）とする場合
について説明する。
ガスをフロン１２（化学式はＣＣＡ２ＦＺ）とする場合
について説明する。
反応性イオンエツチングの実施は、第５図に示す真空チ
ャンバ１内に導入した上記反応ガスを、高周波電源３か
ら印加された高周波によりプラズマ励起させ、Ｉｏｎ及
びラジカルの混合したプラズマガスによりエツチング反
応を起すことにより、行われる。
ャンバ１内に導入した上記反応ガスを、高周波電源３か
ら印加された高周波によりプラズマ励起させ、Ｉｏｎ及
びラジカルの混合したプラズマガスによりエツチング反
応を起すことにより、行われる。
このエツチングにおいて、反応（化学的エツチング）に
主に関与するのはラジカル励起反応種（ここではＣＩ！
“塩素ラジカル）であり、Ｉｏｎ種は物理的スパッタ効
果しか主に持っていないとされている。
主に関与するのはラジカル励起反応種（ここではＣＩ！
“塩素ラジカル）であり、Ｉｏｎ種は物理的スパッタ効
果しか主に持っていないとされている。
よって、この反応性イオンエツチングでエツチングレー
トを上げるためにはこのラジカル種の反応を増すことが
必要となる。
トを上げるためにはこのラジカル種の反応を増すことが
必要となる。
また、この種の装置で目的とされるのは、異方性エツチ
ングであり、異方性を得るメカニズムとして、■・・・
Ｊａｎ種の衝撃によりダメージを受けた底面６ａをラジ
カル種がエツチングするモデル（第６図（ａｌ参照）、
■・・・マスク材９ （ここではホトレジスト等）のス
パッタ再付着による側壁保護膜１０の形成が横方向のエ
ツチングを阻止するモデル（第６図（ｂ）参照）が挙げ
られる。エツチング底面６ａの再付着はＩｏｎ衝撃によ
り除去されるので、その部分ではエツチングが進む。
ングであり、異方性を得るメカニズムとして、■・・・
Ｊａｎ種の衝撃によりダメージを受けた底面６ａをラジ
カル種がエツチングするモデル（第６図（ａｌ参照）、
■・・・マスク材９ （ここではホトレジスト等）のス
パッタ再付着による側壁保護膜１０の形成が横方向のエ
ツチングを阻止するモデル（第６図（ｂ）参照）が挙げ
られる。エツチング底面６ａの再付着はＩｏｎ衝撃によ
り除去されるので、その部分ではエツチングが進む。
ところが、上記■のモデルによる反応性イオンエツチン
グは、異方性をとるためのＩｏｎ衝撃性を強く保つため
に、エツチングチャンバ１内の圧力を低く（１０−’〜
１０−” ｔｏｒｒ）抑える必要がある。
グは、異方性をとるためのＩｏｎ衝撃性を強く保つため
に、エツチングチャンバ１内の圧力を低く（１０−’〜
１０−” ｔｏｒｒ）抑える必要がある。
しかし、このような低圧力下ではラジカル反応種の量も
減少し、エツチングレートを大きくすることが難しくな
る。そこで、先に述べたようにラジカル反応種を増す必
要があり、ある程度のガス圧が必要となる。ガス圧を上
げることでエツチングレートが上がる傾向は確認されて
いる。
減少し、エツチングレートを大きくすることが難しくな
る。そこで、先に述べたようにラジカル反応種を増す必
要があり、ある程度のガス圧が必要となる。ガス圧を上
げることでエツチングレートが上がる傾向は確認されて
いる。
しかし、ガス圧を上げれば、Ｉｏｎ衝撃性はガスの平均
自由工程の低下等から減少する傾向にあるので、そこで
エツチングを支配するのはラジカル反応種の挙動による
ところが大となる。第７図に示すように、ラジカル反応
種は電気的に中性であり、高周波電圧の印加のプラズマ
チャンバ１内においても殆ど方向性を持たず、その反応
イオンエツチングは等方性エツチング（サイドエツチン
グ／エツチング深さ＝Ｘ／Ｙ＝１）の様相を呈する。
自由工程の低下等から減少する傾向にあるので、そこで
エツチングを支配するのはラジカル反応種の挙動による
ところが大となる。第７図に示すように、ラジカル反応
種は電気的に中性であり、高周波電圧の印加のプラズマ
チャンバ１内においても殆ど方向性を持たず、その反応
イオンエツチングは等方性エツチング（サイドエツチン
グ／エツチング深さ＝Ｘ／Ｙ＝１）の様相を呈する。
ただ、エツチングレートに関しては、ｒ ＞ ’１μｍ
／ｍｉｎ Ｊと十分な値を得ている。
／ｍｉｎ Ｊと十分な値を得ている。
一方、上記した■のモデルでは、少ないＩｏｎ衝撃効果
でもマスク材９からのスパッタ再付着による側壁保護１
０がラジカル反応種によるサイドエツチングを阻止する
。しかし、深いエツチングパターンマスク材には限界が
あり、パターンマスク材からの側壁保護膜の供給だけで
深い異方性エツチングを達成することはできない。
でもマスク材９からのスパッタ再付着による側壁保護１
０がラジカル反応種によるサイドエツチングを阻止する
。しかし、深いエツチングパターンマスク材には限界が
あり、パターンマスク材からの側壁保護膜の供給だけで
深い異方性エツチングを達成することはできない。
本発明はこのような点に鑑みて為されたものであり、そ
の技術的課題とするところは、異方性の深いエツチング
を実現することである。
の技術的課題とするところは、異方性の深いエツチング
を実現することである。
このために本発明では、平行板電極のエツチング電極側
に被エツチング物を位置させて、反応ガスを流入し上記
平行板電極間でプラズマを発生させて反応性イオンエツ
チングを行う方法において上記被エツチング物の近傍に
側壁保護膜供給源を位置させた。
に被エツチング物を位置させて、反応ガスを流入し上記
平行板電極間でプラズマを発生させて反応性イオンエツ
チングを行う方法において上記被エツチング物の近傍に
側壁保護膜供給源を位置させた。
このように構成したので、プラズマのＩｏｎ種が側壁保
護膜供給源をスパッタし、そこから飛散した材料がエツ
チング部の側壁に再付着してその側壁を保護し、その側
壁部分のラジカル種によるエツチング進行が阻止される
ので、エツチングの進行は専、ら底面方向となり、この
方向に深い異方性のエツチングが実現されることになる
。
護膜供給源をスパッタし、そこから飛散した材料がエツ
チング部の側壁に再付着してその側壁を保護し、その側
壁部分のラジカル種によるエツチング進行が阻止される
ので、エツチングの進行は専、ら底面方向となり、この
方向に深い異方性のエツチングが実現されることになる
。
以下、本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明の一実施例のエツチング作用を模式的に表したもの、
第２図は別の実施例のエツチング作用を模式的に表した
ものである。
明の一実施例のエツチング作用を模式的に表したもの、
第２図は別の実施例のエツチング作用を模式的に表した
ものである。
これらの図において、１１はＳｉウェハの全面にホトレ
ジスタを塗布して形成した側壁保護膜供給源、１２は後
記する現象により形成された側壁保護膜、１３はパター
ン形成用のマスク材９′ （ここではＳｉＯ□のスパッ
タ膜を使用する。）上に設けたホトレジストでなる別の
側壁保護膜供給源である。
ジスタを塗布して形成した側壁保護膜供給源、１２は後
記する現象により形成された側壁保護膜、１３はパター
ン形成用のマスク材９′ （ここではＳｉＯ□のスパッ
タ膜を使用する。）上に設けたホトレジストでなる別の
側壁保護膜供給源である。
本実施例の反応性イオンスパッタにおいては、チャンバ
１内のＩｏｎ種により物理的にスパッタされた側壁保護
膜供給源１１からの飛散材料が被エツチング物６の表面
に再付着を起すが、Ｔｏｎ衝撃を受けない側壁面６ｂに
だけ側壁保護膜１２が形成され、底面６ａに付着した飛
散材料はＴｏｎ衝翳によりエツチングされて残らない。
１内のＩｏｎ種により物理的にスパッタされた側壁保護
膜供給源１１からの飛散材料が被エツチング物６の表面
に再付着を起すが、Ｔｏｎ衝撃を受けない側壁面６ｂに
だけ側壁保護膜１２が形成され、底面６ａに付着した飛
散材料はＴｏｎ衝翳によりエツチングされて残らない。
（第１図（ａｌ参照）。
この側壁保護膜１２により、方向性を持たないラジカル
反応種（ここではＣ１’″ラジカル）によるエツチング
はサイドエツチングを引き起こすことなく、底面６ａに
向かう垂直方向のみの異方性エツチングが遂行される。
反応種（ここではＣ１’″ラジカル）によるエツチング
はサイドエツチングを引き起こすことなく、底面６ａに
向かう垂直方向のみの異方性エツチングが遂行される。
ラジカルの量が多くなっても、この現象は不変であり、
高エツチングレートで且つ異方性のある反応性イオンエ
ツチングが可能となる。
高エツチングレートで且つ異方性のある反応性イオンエ
ツチングが可能となる。
また、第２図に示したように、マスク９の上部にも側壁
保護膜供給源１３を設けることにより、サイドエツチン
グ量をより少な（抑えることができる。第１図と第２図
に示した方法を比較した場合、後者に示す方法が前者に
比較してサイドエツチング量がほぼ半分に凍る。
保護膜供給源１３を設けることにより、サイドエツチン
グ量をより少な（抑えることができる。第１図と第２図
に示した方法を比較した場合、後者に示す方法が前者に
比較してサイドエツチング量がほぼ半分に凍る。
第３図は被エツチング物６と側壁保護膜供給源１１をエ
ツチング電極２上に配置した反応性イオンエツチング装
置を示す図である。ここでは、側壁保護膜供給源１１は
３インチφのＳｉウェハ１４の上部全面にホトレジスト
を塗布し、ポストベーキングを行ったものを使用した。
ツチング電極２上に配置した反応性イオンエツチング装
置を示す図である。ここでは、側壁保護膜供給源１１は
３インチφのＳｉウェハ１４の上部全面にホトレジスト
を塗布し、ポストベーキングを行ったものを使用した。
条件は次の通りである。
被エツチング物 ・・・ＧａＡｓ
反応ガス ・・・フロン１２
反応ガス流量 ・・・４．６．８ ＳＣＣＭエツチ
ング圧力 ・・・７．５ Ｘ １Ｏ−２ｔｏｒｒ高周波
印加電力 ・・・４００〜５００讐エツチングマスク・
・・ＳｉＯ□ 第４図は本発明の実施例（第３図に示す装置を使用した
第１図と第２図の方法）と従来例（第５図に示す装置を
使用した第７図の方法）における反応ガス流量変化に対
するサイドエッチ量／エツチング深さくアンダーカット
比・・・Ｘ／Ｙ）と、エツチングレートの関係を比較し
たものである。○は第１図に示す方法による結果、◎は
第２図に示す方法による結果、△は従来例の結果である
。また、実線はアンダーカット比、破線はエツチングレ
ートを示す。
ング圧力 ・・・７．５ Ｘ １Ｏ−２ｔｏｒｒ高周波
印加電力 ・・・４００〜５００讐エツチングマスク・
・・ＳｉＯ□ 第４図は本発明の実施例（第３図に示す装置を使用した
第１図と第２図の方法）と従来例（第５図に示す装置を
使用した第７図の方法）における反応ガス流量変化に対
するサイドエッチ量／エツチング深さくアンダーカット
比・・・Ｘ／Ｙ）と、エツチングレートの関係を比較し
たものである。○は第１図に示す方法による結果、◎は
第２図に示す方法による結果、△は従来例の結果である
。また、実線はアンダーカット比、破線はエツチングレ
ートを示す。
この第４図から明らかなように、本発明ではアンダーカ
ット比が、従来の場合の０．６５から０．１〜０．１５
へ大幅に向上し、かつエツチングレートもフロン１２の
流量が８ （ＳＣＣＭ）において、従来例の２．２６μ
ｍ／ｍｉｎから３．０１ ＩＩ ｍ／ｍｉｎに向上した
。これは、側壁保護膜供給ａ！１１．１３により形成さ
れる側壁保護膜１２が、ラジカル主体の高レートエツチ
ングにも拘わらず、サイドエツチングを効果的に抑制し
、垂直方向へのエツチング関与率を高くしているためで
ある。
ット比が、従来の場合の０．６５から０．１〜０．１５
へ大幅に向上し、かつエツチングレートもフロン１２の
流量が８ （ＳＣＣＭ）において、従来例の２．２６μ
ｍ／ｍｉｎから３．０１ ＩＩ ｍ／ｍｉｎに向上した
。これは、側壁保護膜供給ａ！１１．１３により形成さ
れる側壁保護膜１２が、ラジカル主体の高レートエツチ
ングにも拘わらず、サイドエツチングを効果的に抑制し
、垂直方向へのエツチング関与率を高くしているためで
ある。
このように、反応性イオンエツチングにおいて、被エツ
チング物の周囲及び／又はエツチングマスクパターン上
に側壁保護膜供給源を設置してパターニングすることに
より、サイドエツチングが少なくしかも深い垂直異方性
エツチングを、高いエツチングレートで実行することが
できる。
チング物の周囲及び／又はエツチングマスクパターン上
に側壁保護膜供給源を設置してパターニングすることに
より、サイドエツチングが少なくしかも深い垂直異方性
エツチングを、高いエツチングレートで実行することが
できる。
以上から本発明によれば、異方性の深いエツチングを実
現することができるようになる。
現することができるようになる。
第１図（ａ）、（ト））は本発明の一実施例の反応性イ
オンエツチングのモデルの説明図、第２図はパターンマ
スク上にも側壁保護膜供給源を施した場合の反応性イオ
ンエツチングのモデルの説明図、第３図は本実施例を実
施するための反応性イオンエツチング装置の概略構成の
説明図、第４図は反応ガス流量に対するアンダーカット
比とエツチングレートの関係を、本実施例と従来例とで
比較した特性図、第５図は従来の反応性イオンエツチン
グ装置の概略構成の説明図、第６図（ａ）、（ト））は
従来の異方性エツチングのモデルの説明図、第７図は高
レートエツチングのラジカル反応種過多による等方性エ
ツチングの説明図である。 １・・・対向電橋を兼ねる真空チャンバー、２・・・エ
ツチング電極、３・・・高周波電源、４・・・反応ガス
導入系管、５・・・真空排気系管、６・・・被エツチン
グ物、７・・・石英エツチング電極カバー、８・・・反
応ガス、９・・・ホトレジストでなるマスク材、９′・
・・スパッタ５ｉｎ２でなるマスク材、１０・・・側壁
保護膜、１１・・・ホトレジストでなる側壁保護膜供給
源、１２・・・側壁保護膜、１３・・・ホトレジストで
なる側壁保護膜供給源、１４・・・Ｓｔウェハ。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 第１図 ｏｎ 第２図 ］ス 第４図 □ フロン１２３を生 （ＳＣＣＭ）第５図 第６図 （ａ） （ｂ）６
６ａ 、ｂ
ｂａｏｎ
オンエツチングのモデルの説明図、第２図はパターンマ
スク上にも側壁保護膜供給源を施した場合の反応性イオ
ンエツチングのモデルの説明図、第３図は本実施例を実
施するための反応性イオンエツチング装置の概略構成の
説明図、第４図は反応ガス流量に対するアンダーカット
比とエツチングレートの関係を、本実施例と従来例とで
比較した特性図、第５図は従来の反応性イオンエツチン
グ装置の概略構成の説明図、第６図（ａ）、（ト））は
従来の異方性エツチングのモデルの説明図、第７図は高
レートエツチングのラジカル反応種過多による等方性エ
ツチングの説明図である。 １・・・対向電橋を兼ねる真空チャンバー、２・・・エ
ツチング電極、３・・・高周波電源、４・・・反応ガス
導入系管、５・・・真空排気系管、６・・・被エツチン
グ物、７・・・石英エツチング電極カバー、８・・・反
応ガス、９・・・ホトレジストでなるマスク材、９′・
・・スパッタ５ｉｎ２でなるマスク材、１０・・・側壁
保護膜、１１・・・ホトレジストでなる側壁保護膜供給
源、１２・・・側壁保護膜、１３・・・ホトレジストで
なる側壁保護膜供給源、１４・・・Ｓｔウェハ。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 第１図 ｏｎ 第２図 ］ス 第４図 □ フロン１２３を生 （ＳＣＣＭ）第５図 第６図 （ａ） （ｂ）６
６ａ 、ｂ
ｂａｏｎ
Claims (3)
- （１）、平行板電極のエッチング電極側に被エッチング
物を位置させて、反応ガスを流入し上記平行板電極間で
プラズマを発生させて反応性イオンエッチングを行う方
法において、 上記被エッチング物の近傍に側壁保護膜供給源を位置さ
せたことを特徴とする反応性イオンエッチング方法。 - （２）、上記側壁保護膜供給源が、シリコンウェハ全面
に塗布したレジスト材でなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の反応性イオンエッチング方法。 - （３）、上記側壁保護膜供給源が、上記被エッチング物
のエッチングマスク材の上に塗布したレジスト材でなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の反応性イ
オンエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120192A JPS63285936A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 反応性イオンエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62120192A JPS63285936A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 反応性イオンエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285936A true JPS63285936A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14780188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62120192A Pending JPS63285936A (ja) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 反応性イオンエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63285936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576202B1 (en) | 2000-04-21 | 2003-06-10 | Kin-Chung Ray Chiu | Highly efficient compact capacitance coupled plasma reactor/generator and method |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62120192A patent/JPS63285936A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576202B1 (en) | 2000-04-21 | 2003-06-10 | Kin-Chung Ray Chiu | Highly efficient compact capacitance coupled plasma reactor/generator and method |
| US6998027B2 (en) | 2000-04-21 | 2006-02-14 | Dryscrub, Etc | Highly efficient compact capacitance coupled plasma reactor/generator and method |
| US7241428B2 (en) | 2000-04-21 | 2007-07-10 | Dryscrub, Etc | Highly efficient compact capacitance coupled plasma reactor/generator and method |
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