JPS6328992B2 - - Google Patents
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- JPS6328992B2 JPS6328992B2 JP8399780A JP8399780A JPS6328992B2 JP S6328992 B2 JPS6328992 B2 JP S6328992B2 JP 8399780 A JP8399780 A JP 8399780A JP 8399780 A JP8399780 A JP 8399780A JP S6328992 B2 JPS6328992 B2 JP S6328992B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体素子のマスクレスの選択エツ
チング方法に関する。
チング方法に関する。
近年、集積回路素子のVLSI化に伴ない、その
エツチングプロセスで高いパターン変換差が求め
られていることから、従来のウエツトエツチング
法に替わつてCF4などのグロー放電を利用したド
ライエツチング法が用いられるようになつて来
た。
エツチングプロセスで高いパターン変換差が求め
られていることから、従来のウエツトエツチング
法に替わつてCF4などのグロー放電を利用したド
ライエツチング法が用いられるようになつて来
た。
SiO2のエツチングにはCF4にH2を添加し、電
極材料として用いられるpoly―SiにはCF4にO2を
添加したり、或いはCBrF3やCBrF3にCl2を添加
して、さらに同じく電極配線材料であるAlには
BCl3やCCl4、或いはCCl4にCl2を添加したガスを
グロー放電させ、そのイオンを用いてエツチング
が行なわれる。
極材料として用いられるpoly―SiにはCF4にO2を
添加したり、或いはCBrF3やCBrF3にCl2を添加
して、さらに同じく電極配線材料であるAlには
BCl3やCCl4、或いはCCl4にCl2を添加したガスを
グロー放電させ、そのイオンを用いてエツチング
が行なわれる。
しかしながら、フオトレジストなどのエツチン
グマスクを用いる必要があり、ダスト付着など分
留り低下の原因になり、また、エツチングマスク
に予め微細なパターンを形成しておくための露光
装置などが必要であつて、しかもサブミクロンの
パターンが要求されるようになると、それもます
ます高価なものとなり、大巾なコストアツプも避
けられない。
グマスクを用いる必要があり、ダスト付着など分
留り低下の原因になり、また、エツチングマスク
に予め微細なパターンを形成しておくための露光
装置などが必要であつて、しかもサブミクロンの
パターンが要求されるようになると、それもます
ます高価なものとなり、大巾なコストアツプも避
けられない。
これに対して、最近では、Miillerの電界イオ
ン顕微鏡の原理、例えばE.W.Wiiller and T.T.
Tsong，Field Ion Microssopy，Elsevier，
NeW York（1969）を利用したイオン源にArな
どの不活性ガスを導入して電界電離させ、マスク
レスのイオンスパツタエツチングやイオンビーム
リングラフイが考えられている。しかし、これら
不活性ガスのイオンによるエツチングは、物理的
スパツタによりエツチングが行なわれるので、半
導体エツチングプロセスにとつて重要な選択エツ
チング（例えば、Si上のSiO2を、Siをエツチング
せずに除去するというエツチング）は難しい状態
にある。
ン顕微鏡の原理、例えばE.W.Wiiller and T.T.
Tsong，Field Ion Microssopy，Elsevier，
NeW York（1969）を利用したイオン源にArな
どの不活性ガスを導入して電界電離させ、マスク
レスのイオンスパツタエツチングやイオンビーム
リングラフイが考えられている。しかし、これら
不活性ガスのイオンによるエツチングは、物理的
スパツタによりエツチングが行なわれるので、半
導体エツチングプロセスにとつて重要な選択エツ
チング（例えば、Si上のSiO2を、Siをエツチング
せずに除去するというエツチング）は難しい状態
にある。
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、か
かるイオンエツチング方法を実用レベル迄引き上
げることを目的としている。
かるイオンエツチング方法を実用レベル迄引き上
げることを目的としている。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
断面図を示した第１図の装置に於て、陽極の突
出部５は、これをマウントしている熱良伝導性の
絶縁体２を介して液体HeやH2１の入つたヒート
シンク４により表面温度がコントロールされてい
る。突出部５の先は円錐形になつている。ここ
で、ガス導入口１２より例えばCF4を10-2Torr程
度で導入した后、陽極の突出部５近傍に設けられ
た接地電位の陰極６との間に数KVの電圧を印加
すると、突出部５先端付近に導入ガスのイオンが
発生し、そのイオンを陰極６のビーム通過部６を
通して加速電極を兼ねた電子レンズ系７で加速
し、試料台１０上の被エツチング物１４に向けて
照射してエツチングが行なわれる。
出部５は、これをマウントしている熱良伝導性の
絶縁体２を介して液体HeやH2１の入つたヒート
シンク４により表面温度がコントロールされてい
る。突出部５の先は円錐形になつている。ここ
で、ガス導入口１２より例えばCF4を10-2Torr程
度で導入した后、陽極の突出部５近傍に設けられ
た接地電位の陰極６との間に数KVの電圧を印加
すると、突出部５先端付近に導入ガスのイオンが
発生し、そのイオンを陰極６のビーム通過部６を
通して加速電極を兼ねた電子レンズ系７で加速
し、試料台１０上の被エツチング物１４に向けて
照射してエツチングが行なわれる。
この反応性ガスを用いたSiO2のマスクレスの
エツチングはヒートシンク４により陽極突出部５
を冷却することにより達成された。陽極の寿命も
比較的長く、強いイオンビームが定常的に得られ
た。すなわち、陽極突出部５表面の温度を導入し
たCF4の液化温度以下に下げることにより、気相
中のCF4分子がその表面で液化するのであるが、
おそらく、その吸着分子により、突出部５周辺に
発生するプラズマ中の活性中性種、例えばCFxラ
ジカル、Ｆラジカルから陽極金属のタングステン
が保護されているものと考えられる。また、陽極
突出部５の先端附近では、強電界によつてガス中
のCF4分子の外殻電子がトンネル効果で陽極に向
けて飛び出すことにより電離し、残つたCF3＋な
どのエツチヤントイオンがその強電界によつて陰
極６のビーム通過部６′から放出される。
エツチングはヒートシンク４により陽極突出部５
を冷却することにより達成された。陽極の寿命も
比較的長く、強いイオンビームが定常的に得られ
た。すなわち、陽極突出部５表面の温度を導入し
たCF4の液化温度以下に下げることにより、気相
中のCF4分子がその表面で液化するのであるが、
おそらく、その吸着分子により、突出部５周辺に
発生するプラズマ中の活性中性種、例えばCFxラ
ジカル、Ｆラジカルから陽極金属のタングステン
が保護されているものと考えられる。また、陽極
突出部５の先端附近では、強電界によつてガス中
のCF4分子の外殻電子がトンネル効果で陽極に向
けて飛び出すことにより電離し、残つたCF3＋な
どのエツチヤントイオンがその強電界によつて陰
極６のビーム通過部６′から放出される。
陽極突出部５先端付近のCF4分子の液化層第２
図２１からのイオン放出も生じていると思われ
る。液化したCF4分子の蒸気圧は10-6Torr以下な
ので、安定したイオンソースとなり、強いイオン
ビームが得られる。
図２１からのイオン放出も生じていると思われ
る。液化したCF4分子の蒸気圧は10-6Torr以下な
ので、安定したイオンソースとなり、強いイオン
ビームが得られる。
従来、強いイオンビームを得るために、チツプ
の先端を0.1μm位の径にする必要があつたが、こ
れにより、そこ迄の必要は無くすことができる。
の先端を0.1μm位の径にする必要があつたが、こ
れにより、そこ迄の必要は無くすことができる。
本実施例では、、差圧用おおい３を設けて、エ
ツチング室を10-5Torr程度にしているが、この
おおい３はイオンによるスパツタ率の小さな炭素
ｃやモリブデン等を用いることが望ましい。
ツチング室を10-5Torr程度にしているが、この
おおい３はイオンによるスパツタ率の小さな炭素
ｃやモリブデン等を用いることが望ましい。
本発明によれば、エツチングガスを被エツチン
グ材料に応じて選択することにより、Al，Al合
金、多結晶Si、或いかMo，MoSi等の高融点金
属、メタルシリサイドを、基板物質に対して選択
エツチングすることができる。
グ材料に応じて選択することにより、Al，Al合
金、多結晶Si、或いかMo，MoSi等の高融点金
属、メタルシリサイドを、基板物質に対して選択
エツチングすることができる。
ガスは、CF4，C2F6等のフロロカーボンガスや
CCl4等のクロロカーボンガスなど炭素およびハ
ロゲン元素を含む反応性ガス、或いはCBrF3，
CClF3，CCl2F2，CCl3F等の炭素と２種以上のハ
ロゲン元素を含むガスを用いることができる。ま
た、BF3，NF3，SF6，SiF4，SiCl4，BCl3等の炭
素以外の元素とハロゲン元素を含むガスを用いる
こともでき、これらハロゲン化合物ガスの他、
Cl2等のハロゲン間化合物ガス、或いはこれら反
応性ガスを２種以上含むガスを用いたり、H2，
Ar等の不活性ガスを混ぜて用いてもよい。異な
るガスの添加割合によつて、選択比や、吸着効率
を制御することができる。
CCl4等のクロロカーボンガスなど炭素およびハ
ロゲン元素を含む反応性ガス、或いはCBrF3，
CClF3，CCl2F2，CCl3F等の炭素と２種以上のハ
ロゲン元素を含むガスを用いることができる。ま
た、BF3，NF3，SF6，SiF4，SiCl4，BCl3等の炭
素以外の元素とハロゲン元素を含むガスを用いる
こともでき、これらハロゲン化合物ガスの他、
Cl2等のハロゲン間化合物ガス、或いはこれら反
応性ガスを２種以上含むガスを用いたり、H2，
Ar等の不活性ガスを混ぜて用いてもよい。異な
るガスの添加割合によつて、選択比や、吸着効率
を制御することができる。
第３図は、Si単結晶基板１８上のSiO2膜１９
を偏向系９を含めた電子光学系により、イオンビ
ーム１３を走査することによりマスクレスエツチ
ングした形状を示すもので、垂直なエツチング壁
をもつて、高精度にエツチングすることができ
た。Siはほとんどエツチングされないが、SiO2
は数百Å／minのエツチング速度でエツチングさ
れた。このSiO2／Siの選択エツチングは、何え
ばJ.W.Coburn，H.F.Vinters，T.J.Chuang，J.
Appl.phys.483532（1977）により、Si表面のＣ層
の影響を考慮することにより説明される。
を偏向系９を含めた電子光学系により、イオンビ
ーム１３を走査することによりマスクレスエツチ
ングした形状を示すもので、垂直なエツチング壁
をもつて、高精度にエツチングすることができ
た。Siはほとんどエツチングされないが、SiO2
は数百Å／minのエツチング速度でエツチングさ
れた。このSiO2／Siの選択エツチングは、何え
ばJ.W.Coburn，H.F.Vinters，T.J.Chuang，J.
Appl.phys.483532（1977）により、Si表面のＣ層
の影響を考慮することにより説明される。
第１図は本発明の実施例を説明するための装置
断面図、第２図はそのイオン化電極付近の拡大
図、第３図は被エツチング物を示した斜視図であ
る。 図において、１……液体He、２……絶縁板、
３……差圧用おおい、４……ヒートシンク、５…
…極極突出部、６……陰極、７……アパーチヤ、
８……加速電極、９……偏向電極、１０……試料
台、１１……ペルジヤ、１２……ガス導入口、１
３……イオンビーム、１４……被エツチング物、
１５……排気系、１６……イオン化室、１７……
エツチング室、１８……Si、１９……SiO2、２
０……加工部分。
断面図、第２図はそのイオン化電極付近の拡大
図、第３図は被エツチング物を示した斜視図であ
る。 図において、１……液体He、２……絶縁板、
３……差圧用おおい、４……ヒートシンク、５…
…極極突出部、６……陰極、７……アパーチヤ、
８……加速電極、９……偏向電極、１０……試料
台、１１……ペルジヤ、１２……ガス導入口、１
３……イオンビーム、１４……被エツチング物、
１５……排気系、１６……イオン化室、１７……
エツチング室、１８……Si、１９……SiO2、２
０……加工部分。
Claims (1)
- １ 陽極の突出部と、その前方に設けた陰極との
間の強電界により前記陽極の突出部先端付近にイ
オンを発生させて陰極のビーム通過部を通して被
エツチング物に向けて照射し、これをエツチング
するに際して、前記電極間にハロゲン元素を含む
ガスを導入し、かつ陽極突出部表面を導入ガスの
液化温度以下に冷却するようにしたことを特徴と
するイオンエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8399780A JPS5713176A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Ion etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8399780A JPS5713176A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Ion etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5713176A JPS5713176A (en) | 1982-01-23 |
| JPS6328992B2 true JPS6328992B2 (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=13818167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8399780A Granted JPS5713176A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Ion etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5713176A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4711698A (en) * | 1985-07-15 | 1987-12-08 | Texas Instruments Incorporated | Silicon oxide thin film etching process |
| JP2574809B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1997-01-22 | 株式会社日立製作所 | プラズマ洗浄方法 |
| JPH0262039A (ja) * | 1988-08-29 | 1990-03-01 | Hitachi Ltd | 多層素子の微細加工方法およびその装置 |
| JP2992596B2 (ja) * | 1992-12-16 | 1999-12-20 | 科学技術庁長官官房会計課長 | ＳｉＣのパターンエッチング方法及びそれを用いたラミナー型ＳｉＣ回折格子の製造方法 |
-
1980
- 1980-06-23 JP JP8399780A patent/JPS5713176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5713176A (en) | 1982-01-23 |
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