JPH0614518B2 - 表面反応の制御方法 - Google Patents
表面反応の制御方法Info
- Publication number
- JPH0614518B2 JPH0614518B2 JP59011945A JP1194584A JPH0614518B2 JP H0614518 B2 JPH0614518 B2 JP H0614518B2 JP 59011945 A JP59011945 A JP 59011945A JP 1194584 A JP1194584 A JP 1194584A JP H0614518 B2 JPH0614518 B2 JP H0614518B2
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- JP
- Japan
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- etching
- temperature
- surface reaction
- gas
- controlling
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は表面反応の制御方法に関し、詳しくは、固体表
面を高い制度でエッチングもしくは改質するのに好適
な、表面反応の制御方法に関する。
面を高い制度でエッチングもしくは改質するのに好適
な、表面反応の制御方法に関する。
従来の高エネルギー粒子を利用した半導体製造プロセス
においては、固体試料および固体材料の温度が水温に保
たれていたため、固体温度が比較的高く、活性ガスと固
体が容易に反応し、イオンや電子，レーザー等のエネル
ギー粒子による表面反応の促進効果の高精度制御がなか
なかできないという欠点があつた。とくに、ドライエツ
チングでは、プラズマ中のラジカル等の反応性中性粒子
と固体との反応の制御が困難であり、マスクの下におけ
るエッチング、すなわちサイドエッチが大きくなって、
高精度のエッチングが困難になるという欠点があつた。
においては、固体試料および固体材料の温度が水温に保
たれていたため、固体温度が比較的高く、活性ガスと固
体が容易に反応し、イオンや電子，レーザー等のエネル
ギー粒子による表面反応の促進効果の高精度制御がなか
なかできないという欠点があつた。とくに、ドライエツ
チングでは、プラズマ中のラジカル等の反応性中性粒子
と固体との反応の制御が困難であり、マスクの下におけ
るエッチング、すなわちサイドエッチが大きくなって、
高精度のエッチングが困難になるという欠点があつた。
本発明の目的は、高エネルギー粒子を固体へ入射させて
固体の処理を行なう際に、該エネルギー粒子が入射しな
い面での表面反応を高精度に制御する方法を提供するこ
とにある。
固体の処理を行なう際に、該エネルギー粒子が入射しな
い面での表面反応を高精度に制御する方法を提供するこ
とにある。
ドライエツチングでは、エッチされる固体の水平面に、
イオンや電子等の高エネルギー粒子およびラジカル等の
中性粒子が同時に入射する一方、サイドウオールには、
中性粒子だけが入射する。機構解析を行なった結果、固
体の水平面においては、高エネルギー粒子照射により、
固体の極く表面に、疑似“高温”状態がつくり出され、
そのため、ガス粒子やラジカルと表面電子の反応が大き
く活性化される効果があることがわかつた。
イオンや電子等の高エネルギー粒子およびラジカル等の
中性粒子が同時に入射する一方、サイドウオールには、
中性粒子だけが入射する。機構解析を行なった結果、固
体の水平面においては、高エネルギー粒子照射により、
固体の極く表面に、疑似“高温”状態がつくり出され、
そのため、ガス粒子やラジカルと表面電子の反応が大き
く活性化される効果があることがわかつた。
一方、固体のサイドウォールでは、ラジカルと固体、お
よびガス分子と固体の間の反応が、水冷された温度で起
る。
よびガス分子と固体の間の反応が、水冷された温度で起
る。
したがつて、深さ方向エツチングを変えないでサイドエ
ツチングを小さくするためには、試料（固体）の温度を
低くしてエッチングを行なえば良いことがわかつた。
ツチングを小さくするためには、試料（固体）の温度を
低くしてエッチングを行なえば良いことがわかつた。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
第１図は、高周波放電平行平板型カソードカツプル式プ
ラズマエツチング装置の試料台１ならびに対向電極２
に、冷却装置（水温以下、−１２０℃以上）を具備させ
た装置を示す。冷却装置は、ヒートパイプの原理を使用
したものであり、冷媒溜め３とパイプ４、さらに排気装
置５からなり、冷媒をかえることで、上記温度を容易実
現可能であり、安定性にも優れており、典型的には１時
間に設定温度±１．５℃に保持可能な装置である。プラ
ズマは、高周波電力を試料台１に印加し両電極間で発生
させる。ガス導入口は、ポート６である。
ラズマエツチング装置の試料台１ならびに対向電極２
に、冷却装置（水温以下、−１２０℃以上）を具備させ
た装置を示す。冷却装置は、ヒートパイプの原理を使用
したものであり、冷媒溜め３とパイプ４、さらに排気装
置５からなり、冷媒をかえることで、上記温度を容易実
現可能であり、安定性にも優れており、典型的には１時
間に設定温度±１．５℃に保持可能な装置である。プラ
ズマは、高周波電力を試料台１に印加し両電極間で発生
させる。ガス導入口は、ポート６である。
本装置を用い、ＳＦ６ガスによるpoly−Siのエツチング
を行なつた結果を第２図に示す。エツチング条件は５×
１０Ｐａ、高周波電力：２００Ｗ（電力密度０．２Ｗ／
cm2）であり、poly−Si（厚さ１．２μｍ）のマスクと
してはホトレジスト（ＡＺ１３５０Ｊ）膜を使用した。
第２図は、試料台温度とエツチング完了時のサイドエツ
チング量（寸法シフト量：マスク端からの寸法を示す）
の関係を示したものであり、このエツチングにおいて温
度を下げるにともない、寸法シフトが小さくなることが
わかつた。さらに、サイドエツチング量は、poly−Siと
ＳＦ６ガスプラズマの反応生成物であるSiF4の蒸気圧が
室温での蒸気圧の１／１０以下となる温度以下、すなわ
ち、約−１０℃以下となる温度で、２０℃でのサイドエ
ツチング量０．８μｍの１／４以下に減少した。この時
深さ方向へのエツチング速度は変化せず、これは本発明
の大きな特徴である。同様な現象は、ＡｌやＷ，レジス
ト，Ｍｏなど他の電子材料でも確認できた。すなわち、
本方法においては、反応生成物の蒸気圧が、室温での蒸
気圧の１／１０以下となる温度に試料を保持することに
より、サイドエツチングを極めて小さくすることができ
る。しかし、温度が低すぎると冷却部へのガスの吸着が
起こり、エツチングが不可能であつた。このガス吸着
は、導入するガスであるSF6の試料温度での蒸気圧が、
真空容器のガス圧力以下となつた場合に起こることがわ
かつた。
を行なつた結果を第２図に示す。エツチング条件は５×
１０Ｐａ、高周波電力：２００Ｗ（電力密度０．２Ｗ／
cm2）であり、poly−Si（厚さ１．２μｍ）のマスクと
してはホトレジスト（ＡＺ１３５０Ｊ）膜を使用した。
第２図は、試料台温度とエツチング完了時のサイドエツ
チング量（寸法シフト量：マスク端からの寸法を示す）
の関係を示したものであり、このエツチングにおいて温
度を下げるにともない、寸法シフトが小さくなることが
わかつた。さらに、サイドエツチング量は、poly−Siと
ＳＦ６ガスプラズマの反応生成物であるSiF4の蒸気圧が
室温での蒸気圧の１／１０以下となる温度以下、すなわ
ち、約−１０℃以下となる温度で、２０℃でのサイドエ
ツチング量０．８μｍの１／４以下に減少した。この時
深さ方向へのエツチング速度は変化せず、これは本発明
の大きな特徴である。同様な現象は、ＡｌやＷ，レジス
ト，Ｍｏなど他の電子材料でも確認できた。すなわち、
本方法においては、反応生成物の蒸気圧が、室温での蒸
気圧の１／１０以下となる温度に試料を保持することに
より、サイドエツチングを極めて小さくすることができ
る。しかし、温度が低すぎると冷却部へのガスの吸着が
起こり、エツチングが不可能であつた。このガス吸着
は、導入するガスであるSF6の試料温度での蒸気圧が、
真空容器のガス圧力以下となつた場合に起こることがわ
かつた。
したがつて、試料温度を、真空容器内に導入されたガス
の蒸気圧が、真空容器内のガス圧力以上になる温度にす
ることが必要である。
の蒸気圧が、真空容器内のガス圧力以上になる温度にす
ることが必要である。
以上の範囲の温度では、本発明は第２図でわかるよう
に、サイドエツチングの量が極めて小さくでき、高い集
積密度を有するＬＳＩを製造する際のエッチングとして
優れた方法である。
に、サイドエツチングの量が極めて小さくでき、高い集
積密度を有するＬＳＩを製造する際のエッチングとして
優れた方法である。
本反応制御法は、マイクロ波エツチング装置やイオンビ
ームエツチング装置等の他のエツチング装置を用いてエ
ッチングを行なう場合にも有効であり、また、真空容器
自体の冷却もプラズマエツチング反応の制御に関係があ
ると判明した。ただし、この場合には、２重構造など露
滴対策が必要であつた。
ームエツチング装置等の他のエツチング装置を用いてエ
ッチングを行なう場合にも有効であり、また、真空容器
自体の冷却もプラズマエツチング反応の制御に関係があ
ると判明した。ただし、この場合には、２重構造など露
滴対策が必要であつた。
本発明は、イオンビームやエレクトロビームを使つたリ
ソグラフイでも有効である。リソグラフイでは、これら
のビームの横方向広がりだけの広がりに抑えた高精度パ
ターン形成が可能であつた。
ソグラフイでも有効である。リソグラフイでは、これら
のビームの横方向広がりだけの広がりに抑えた高精度パ
ターン形成が可能であつた。
第１図は本発明の実施に用いたエツチング装置の断面
図、第２図は本発明の効果を示す曲線図である。 １……試料合（電極）、２……対向電極、３……冷媒溜
め、４……パイプ、５……ポンプ、６……ガス導入孔、
７……ｒｔ電源、８……試料、９……排気。
図、第２図は本発明の効果を示す曲線図である。 １……試料合（電極）、２……対向電極、３……冷媒溜
め、４……パイプ、５……ポンプ、６……ガス導入孔、
７……ｒｔ電源、８……試料、９……排気。
Claims (4)
- 【請求項１】真空容器内に置かれた被加工物を、ガスの
プラズマを利用してエッチングもしくは改質を行なう方
法において、上記エッチングもしくは改質は、上記被加
工物の温度を、上記エッチングもしくは改質を行なう際
に生じた反応生成物の蒸気圧が、室温における上記反応
生成物の蒸気圧の１／１０に等しくなる温度以下で、か
つ、上記ガスの蒸気圧が、上記真空容器内の圧力と等し
くなる温度以上に保って行なわれることを特徴とする表
面反応の制御方法。 - 【請求項２】上記エッチングもしくは改質は、平行平板
型装置を用いて行なわれることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の表面反応の制御方法。 - 【請求項３】上記エッチングもしくは改質は、マイクロ
波プラズマ装置を用いて行なわれることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の表面反応の制御方法。 - 【請求項４】上記エッチングもしくは改質は、イオンビ
ーム装置を用いて行なわれることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の表面反応の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011945A JPH0614518B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 表面反応の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011945A JPH0614518B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 表面反応の制御方法 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3004475A Division JP2509389B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ドライエッチング装置 |
| JP3004476A Division JPH0652726B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ドライエッチング方法 |
| JP447491A Division JPH0652725B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158627A JPS60158627A (ja) | 1985-08-20 |
| JPH0614518B2 true JPH0614518B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=11791780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59011945A Expired - Lifetime JPH0614518B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 表面反応の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614518B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0732148B2 (ja) * | 1985-12-19 | 1995-04-10 | 日本電気株式会社 | 反応性スパツタエツチング方法 |
| US5354416A (en) * | 1986-09-05 | 1994-10-11 | Sadayuki Okudaira | Dry etching method |
| DE3752140T2 (de) * | 1986-09-05 | 1998-03-05 | Hitachi Ltd | Trockenes Ätzverfahren |
| JP2669460B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1997-10-27 | 株式会社日立製作所 | エツチング方法 |
| JPH0713960B2 (ja) * | 1986-12-23 | 1995-02-15 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング装置 |
| JP2768689B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1998-06-25 | 株式会社東芝 | ドライエッチング方法 |
| JPS6432633A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Taper etching method |
| JPS6432627A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Low-temperature dry etching method |
| US5147500A (en) * | 1987-07-31 | 1992-09-15 | Hitachi, Ltd. | Dry etching method |
| US5643473A (en) * | 1987-07-31 | 1997-07-01 | Hitachi, Ltd. | Dry etching method |
| JP2504506B2 (ja) * | 1988-02-05 | 1996-06-05 | 株式会社東芝 | ドライエッチング方法 |
| US5316616A (en) * | 1988-02-09 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Dry etching with hydrogen bromide or bromine |
| JPH01231323A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマエッチング装置 |
| KR900013595A (ko) * | 1989-02-15 | 1990-09-06 | 미다 가쓰시게 | 플라즈마 에칭방법 및 장치 |
| JP2574899B2 (ja) * | 1989-08-30 | 1997-01-22 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング装置 |
| US5356515A (en) * | 1990-10-19 | 1994-10-18 | Tokyo Electron Limited | Dry etching method |
| JPH05234959A (ja) * | 1991-08-16 | 1993-09-10 | Hitachi Ltd | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
| US5567267A (en) * | 1992-11-20 | 1996-10-22 | Tokyo Electron Limited | Method of controlling temperature of susceptor |
| CN110741488B (zh) * | 2017-06-13 | 2024-02-02 | 东京毅力科创株式会社 | 用于图案化磁隧道结的方法 |
| JP7381215B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-11-15 | ローム株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54108579A (en) * | 1978-02-14 | 1979-08-25 | Fujitsu Ltd | Method and device for plasma etching |
| US4269264A (en) * | 1978-07-03 | 1981-05-26 | Water Services Of America, Inc. | Cleaning of heat exchanger tubing |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59011945A patent/JPH0614518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60158627A (ja) | 1985-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |