JPH02249231A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
- Publication number
- JPH02249231A JPH02249231A JP1070810A JP7081089A JPH02249231A JP H02249231 A JPH02249231 A JP H02249231A JP 1070810 A JP1070810 A JP 1070810A JP 7081089 A JP7081089 A JP 7081089A JP H02249231 A JPH02249231 A JP H02249231A
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- JP
- Japan
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- particles
- reactive
- etched
- product
- reaction product
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- 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、半導体産業等の分野で広く用いられるドライ
エツチング方法に関する。
エツチング方法に関する。
従来の技術
現在、電子集積回路の高密度集積化１．半導体レーザの
ファブリペロ−共振器端面の形成、光電子集積回路の開
発等の要請から、Ｓｌ、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等の
半導体、Ａｕ、ＡＩ等の金属、シリサイド、および絶縁
体等のドライエツチング技術、中でも、サイドエッチが
生じない、あるいは結晶面方位依存性のない異方性エツ
チング技術、及びサブミクロン微細加工技術の重要性が
高まっている。
ファブリペロ−共振器端面の形成、光電子集積回路の開
発等の要請から、Ｓｌ、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体等の
半導体、Ａｕ、ＡＩ等の金属、シリサイド、および絶縁
体等のドライエツチング技術、中でも、サイドエッチが
生じない、あるいは結晶面方位依存性のない異方性エツ
チング技術、及びサブミクロン微細加工技術の重要性が
高まっている。
このようなドライエツチング技術としては、反応性イオ
ンエツチング技術および反応性イオンビームエツチング
技術が有望な技術として上げられる（例えば、 「マテ
リアルズプロセシングセオリアンド プラクティスズＪ
（Ｒ，Ａ、Ｐｏｗｅｌｌ、Ｍａｔｅｒｌａｌｓ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔ
ｌｃｅｓ Ｖｏｌ、４．（１９８４）Ｐ、１１８〜１１
９．Ｐ、１２１〜１２Ｂ、Ｐ１４７〜１４Ｂ 、Ｐ、２
０８−’ｊ１１）を参照のこと）。これらの技術は、イ
オンビームミリング等に比べ、低ダメージ化、エッチレ
ートの向上が計れる可能性があり、両エツチング技術と
も、反応性イオン、中性ラジカル等が混在した粒子が被
エツチング物質に対して照射される。
ンエツチング技術および反応性イオンビームエツチング
技術が有望な技術として上げられる（例えば、 「マテ
リアルズプロセシングセオリアンド プラクティスズＪ
（Ｒ，Ａ、Ｐｏｗｅｌｌ、Ｍａｔｅｒｌａｌｓ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔ
ｌｃｅｓ Ｖｏｌ、４．（１９８４）Ｐ、１１８〜１１
９．Ｐ、１２１〜１２Ｂ、Ｐ１４７〜１４Ｂ 、Ｐ、２
０８−’ｊ１１）を参照のこと）。これらの技術は、イ
オンビームミリング等に比べ、低ダメージ化、エッチレ
ートの向上が計れる可能性があり、両エツチング技術と
も、反応性イオン、中性ラジカル等が混在した粒子が被
エツチング物質に対して照射される。
この様子を第２図に示す。被エツチング物質１に対し、
反応性イオン２、中性ラジカル３等が混在した粒子が照
射される（第２図（ａ））。反応性イオン２の運動エネ
ルギーは、反応性イオンエツチングの場合は投入高周波
電力あるいはバイアス電圧により、また反応性イオンビ
ームエツチングの場合はイオン引出し電圧により、それ
ぞれ制御される。中性ラジカル３については、拡散によ
り被エツチング物質１上に到達する。エツチングは化学
反応による固体状反応生成物、あるいは一部、気体状反
応生成物の生成、スパッタリングによる前記固体状反応
生成物の除去、あるいは一部、被エツチング物質１の直
接的除去等、複雑な機構により進行する。そして、化学
反応に代表される効果とスパッタリングに代表される効
果とが釣り合ったとき、最小のダメージおよび汚染の少
ないエツチングが行われる（最適エツチング）。所望の
深さＤ”のエツチングが行われた（第２図（ｂ））後の
エツチングの停止は、通常エッチレートＲを把握した上
で時間ｔのエツチングを行った後停止する。
反応性イオン２、中性ラジカル３等が混在した粒子が照
射される（第２図（ａ））。反応性イオン２の運動エネ
ルギーは、反応性イオンエツチングの場合は投入高周波
電力あるいはバイアス電圧により、また反応性イオンビ
ームエツチングの場合はイオン引出し電圧により、それ
ぞれ制御される。中性ラジカル３については、拡散によ
り被エツチング物質１上に到達する。エツチングは化学
反応による固体状反応生成物、あるいは一部、気体状反
応生成物の生成、スパッタリングによる前記固体状反応
生成物の除去、あるいは一部、被エツチング物質１の直
接的除去等、複雑な機構により進行する。そして、化学
反応に代表される効果とスパッタリングに代表される効
果とが釣り合ったとき、最小のダメージおよび汚染の少
ないエツチングが行われる（最適エツチング）。所望の
深さＤ”のエツチングが行われた（第２図（ｂ））後の
エツチングの停止は、通常エッチレートＲを把握した上
で時間ｔのエツチングを行った後停止する。
あるいは、エンドポイントディテクタを用いて停止する
等の手段が用いられる。
等の手段が用いられる。
発明が解決しようとする課題
以上述べて来たように、従来技術の反応性イオンエツチ
ング、反応性イオンビームエツチングでは、化学反応、
スパッタリング等の同時進行によりエツチングが行われ
るため、そのエツチング機構が複雑になり、最適エツチ
ング条件が得られにくい。あるいは、その範囲が小さい
、または、各種パラメータが完全に独立に制御し得ない
ために、真の最適エツチング条件（原理的限界）が得ら
れるとは限らない。また最適エツチング条件に設定した
ときエッチレートは一義的に決まるので、必ずしも、所
望のエッチレートが得られるとは限らない等の問題点が
生じていた。反応性ガス（あるいは中性ラジカル）とイ
オンビームを独立した供給源から供給する型の化学的促
進型イオンビームエツチング（Ｃｈｅｍｌｃｕｌｌｙ
Ａｓ５ｉｓｔｅｄ ｔｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｔｃｈ−ｓｎ
ｇ）においても、反応性イオンビームエツチング等に比
べれば、各種パラメータの独立制御は可能であるが、化
学反応、スパッタリング等の同時進行に伴う問題点は解
決しない。
ング、反応性イオンビームエツチングでは、化学反応、
スパッタリング等の同時進行によりエツチングが行われ
るため、そのエツチング機構が複雑になり、最適エツチ
ング条件が得られにくい。あるいは、その範囲が小さい
、または、各種パラメータが完全に独立に制御し得ない
ために、真の最適エツチング条件（原理的限界）が得ら
れるとは限らない。また最適エツチング条件に設定した
ときエッチレートは一義的に決まるので、必ずしも、所
望のエッチレートが得られるとは限らない等の問題点が
生じていた。反応性ガス（あるいは中性ラジカル）とイ
オンビームを独立した供給源から供給する型の化学的促
進型イオンビームエツチング（Ｃｈｅｍｌｃｕｌｌｙ
Ａｓ５ｉｓｔｅｄ ｔｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｔｃｈ−ｓｎ
ｇ）においても、反応性イオンビームエツチング等に比
べれば、各種パラメータの独立制御は可能であるが、化
学反応、スパッタリング等の同時進行に伴う問題点は解
決しない。
本発明は上述の問題点に鑑み、最適エツチング条件が容
易に得られ、その時のダメージおよび汚染が従来技術に
比べはるかに少なく（原理的限界に近い。）エッチレー
トが最適エツチング条件とは独立に精密に設定し得るエ
ツチング方法を提供することを目的とする。
易に得られ、その時のダメージおよび汚染が従来技術に
比べはるかに少なく（原理的限界に近い。）エッチレー
トが最適エツチング条件とは独立に精密に設定し得るエ
ツチング方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は上述の問題点を解決するため、被エツチング物
質に対して、スパッタリングに寄与しない程度以下の運
動エネルギーを有する反応性粒子を照射し、固体状態の
反応生成物を生成する第１の工程と、前記反応生成物を
スパッタリングし、かつ、前記反応生成物下の被エツチ
ング物質をスる不活性粒子を照射し、前記反応生成物を
除去する第２の工程とを独立かつ交互に施すという構成
を有するものである。
質に対して、スパッタリングに寄与しない程度以下の運
動エネルギーを有する反応性粒子を照射し、固体状態の
反応生成物を生成する第１の工程と、前記反応生成物を
スパッタリングし、かつ、前記反応生成物下の被エツチ
ング物質をスる不活性粒子を照射し、前記反応生成物を
除去する第２の工程とを独立かつ交互に施すという構成
を有するものである。
作用
本発明は上述の構成によって、反応性粒子を照射し、固
体状態の反応生成物を生成する第１の工程を施すことに
より、安定した一定の厚さの反応生成物が被エツチング
物質上に形成される。この時、反応性粒子の有する運動
エネルギーに起因して、反応生成物下の被エツチング物
質へのダメージは非常に少ない。次に、不活性粒子を照
射し、前記反応生成物を除去する第２の工程を施した際
、不活性粒子の有する運動エネルギーに起因して、前記
反応生成物のみを除去し、その下の被エツチング物質へ
のダメージは非常に少ない。さらに、エッチ表面へ与え
る汚染も少ない。以上の第１、第２の工程を１回づつ（
１周期）施した後、エツチングされる深さは、被エツチ
ング物質材料によっても異なるが、反応生成物の形成厚
さで決まり、１周期に要す、る時間は、反応生成物の形
成速度（反応性粒子照射量により可変）、その除去に要
する時間（不活性粒子照射量により可変）、そして、自
由に設定し得る未照射時間の和によって決定されるので
、その自由度は大きい。よって、エッチレートは、精密
に制御できかつ、その自由度は大きい。所望のエッチ深
さは、第１、第２の工程の繰り返し回数によって決定さ
れる。
体状態の反応生成物を生成する第１の工程を施すことに
より、安定した一定の厚さの反応生成物が被エツチング
物質上に形成される。この時、反応性粒子の有する運動
エネルギーに起因して、反応生成物下の被エツチング物
質へのダメージは非常に少ない。次に、不活性粒子を照
射し、前記反応生成物を除去する第２の工程を施した際
、不活性粒子の有する運動エネルギーに起因して、前記
反応生成物のみを除去し、その下の被エツチング物質へ
のダメージは非常に少ない。さらに、エッチ表面へ与え
る汚染も少ない。以上の第１、第２の工程を１回づつ（
１周期）施した後、エツチングされる深さは、被エツチ
ング物質材料によっても異なるが、反応生成物の形成厚
さで決まり、１周期に要す、る時間は、反応生成物の形
成速度（反応性粒子照射量により可変）、その除去に要
する時間（不活性粒子照射量により可変）、そして、自
由に設定し得る未照射時間の和によって決定されるので
、その自由度は大きい。よって、エッチレートは、精密
に制御できかつ、その自由度は大きい。所望のエッチ深
さは、第１、第２の工程の繰り返し回数によって決定さ
れる。
実施例
第１図は本発明の実施例におけるドライエツチング方法
を示す工程断面図である。以下第１図を用いてドライエ
ツチング方法を説明する。
を示す工程断面図である。以下第１図を用いてドライエ
ツチング方法を説明する。
まず最初に、被エツチング物質１上へ反応性イオン、中
性ラジカル、中性原子、分子等の反応性粒子４を照射し
、反応性粒子４と被エツチング物質１からなる固体状態
の反応生成物５（厚さｄ）を生ぜしめる（第１図（ａ）
）。このとき、反応性粒子４の粒子源および運動エネル
ギーは、被エツチング物質１の材料によって異なるが、
例えばｍ−■族化合物半導体であれば０〜数十ｅＶであ
る。
性ラジカル、中性原子、分子等の反応性粒子４を照射し
、反応性粒子４と被エツチング物質１からなる固体状態
の反応生成物５（厚さｄ）を生ぜしめる（第１図（ａ）
）。このとき、反応性粒子４の粒子源および運動エネル
ギーは、被エツチング物質１の材料によって異なるが、
例えばｍ−■族化合物半導体であれば０〜数十ｅＶであ
る。
粒子源については、ハロゲンガス（Ｂｒｅ ＋Ｃｌ２１
Ｆ２等）あるいはハロゲン化物質より成るガス（ＢＢｒ
ｓ ＋ＣＧＩｎ、ＢＣｌａ 、ＣＣｌ２Ｆ５ 、ＣＦ４
、ＮＦ３等）が有効である。これは、前記ガスが反応
生成物５を生ぜしめ易いことに起因する。また、常温に
おいて反応生成物５が気体状態である場合には、被エツ
チング物質１を反応生成物５の固化温度以下に冷却する
。次に、不活性イオン、原子等の不活性粒子６を照射し
反応生成物５のみを除去する。その運動エネルギーは約
５０〜１００ｅＶである（第１図（ｂ））。不活性粒子
６の粒子源としては、希ガス（Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
等）が有効である。これは、第１図（ｂ）の工程がスパ
ッタリングによる反応生成物５の除去を行うものであり
、化学反応効果をねらったものではないことに起因する
。
Ｆ２等）あるいはハロゲン化物質より成るガス（ＢＢｒ
ｓ ＋ＣＧＩｎ、ＢＣｌａ 、ＣＣｌ２Ｆ５ 、ＣＦ４
、ＮＦ３等）が有効である。これは、前記ガスが反応
生成物５を生ぜしめ易いことに起因する。また、常温に
おいて反応生成物５が気体状態である場合には、被エツ
チング物質１を反応生成物５の固化温度以下に冷却する
。次に、不活性イオン、原子等の不活性粒子６を照射し
反応生成物５のみを除去する。その運動エネルギーは約
５０〜１００ｅＶである（第１図（ｂ））。不活性粒子
６の粒子源としては、希ガス（Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
等）が有効である。これは、第１図（ｂ）の工程がスパ
ッタリングによる反応生成物５の除去を行うものであり
、化学反応効果をねらったものではないことに起因する
。
以上、第１図（ａ）、（ｂ）の工程により、約数〜十数
原子層（分子層）のオーダで精密制御し得る深さｄのエ
ツチングが行われる。また、これまでにも述べて来たよ
うに、従来技術に比ベエッチ表面のダメージ、汚染も非
常に少ない。さらに、第１図（ａ）、（ｂ）の工程を所
望の回数ｎだけ繰り返すことにより、所望の深さＤ（＝
ｎ・ｄ）のエツチングを行うことができる（第１図（Ｃ
））。
原子層（分子層）のオーダで精密制御し得る深さｄのエ
ツチングが行われる。また、これまでにも述べて来たよ
うに、従来技術に比ベエッチ表面のダメージ、汚染も非
常に少ない。さらに、第１図（ａ）、（ｂ）の工程を所
望の回数ｎだけ繰り返すことにより、所望の深さＤ（＝
ｎ・ｄ）のエツチングを行うことができる（第１図（Ｃ
））。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は最適エツチン
グ条件が容易に得られ、そのときのダメージおよび汚染
が従来技術に比べてはるかに少なく（原理的限界に近い
）、さらにエッチレートが最適エツチング条件とは独立
かつ精密に設定し得る、ドライエツチング方法を提供す
ることが出来、例えば物質表面あるいは界面物性が特性
に大きく影響を及ぼすようなデバイスの製造に多大なる
効果を与える。
グ条件が容易に得られ、そのときのダメージおよび汚染
が従来技術に比べてはるかに少なく（原理的限界に近い
）、さらにエッチレートが最適エツチング条件とは独立
かつ精密に設定し得る、ドライエツチング方法を提供す
ることが出来、例えば物質表面あるいは界面物性が特性
に大きく影響を及ぼすようなデバイスの製造に多大なる
効果を与える。
第１図は本発明の実施例におけるドライエツチング方法
を示す工程断面図、第２図は従来技術におけるドライエ
ツチング方法を示す工程断面図である。 １・・・・被エツチング物質、４・・・・反応性粒子、
５・・・・反応生成物、６・・・・不活性粒子。 第 １ 図
を示す工程断面図、第２図は従来技術におけるドライエ
ツチング方法を示す工程断面図である。 １・・・・被エツチング物質、４・・・・反応性粒子、
５・・・・反応生成物、６・・・・不活性粒子。 第 １ 図
Claims (2)
- （１）被エッチング物質に対して、スパッタリングに寄
与しない程度以下の運動エネルギーを有する反応性粒子
を照射し、固体状態の反応生成物を生成する第１の工程
と、前記反応生成物をスパッタリングし、かつ前記反応
生成物下の被エッチング物質をスパッタリングしない程
度の運動エネルギーを有する不活性粒子を照射し、前記
反応生成物を除去する第２の工程とを独立に施し、前記
第１、第２の工程を所望の回数だけ繰り返してエッチン
グを行うことを特徴とするドライエッチング方法。 - （２）反応性粒子源がハロゲンガスあるいはハロゲン化
物質より成るガスであり、不活性粒子源が希ガスである
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
ッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070810A JPH02249231A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070810A JPH02249231A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249231A true JPH02249231A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=13442296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1070810A Pending JPH02249231A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02249231A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6709509B2 (en) | 2001-06-05 | 2004-03-23 | Ernest John Taylor-Smith | Portland cement manufacture from slag from the production of magnesium metal |
| JP2014522104A (ja) * | 2011-07-20 | 2014-08-28 | ラム リサーチ コーポレーション | 不活性ガスから生成される準安定ガスを使用する原子層エッチング |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1070810A patent/JPH02249231A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6709509B2 (en) | 2001-06-05 | 2004-03-23 | Ernest John Taylor-Smith | Portland cement manufacture from slag from the production of magnesium metal |
| JP2014522104A (ja) * | 2011-07-20 | 2014-08-28 | ラム リサーチ コーポレーション | 不活性ガスから生成される準安定ガスを使用する原子層エッチング |
| JP2017228791A (ja) * | 2011-07-20 | 2017-12-28 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 不活性ガスから生成される準安定ガスを使用する原子層エッチング |
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