JPH0637060A - Semiconductor substrate processing method - Google Patents
Semiconductor substrate processing methodInfo
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- JPH0637060A JPH0637060A JP4208484A JP20848492A JPH0637060A JP H0637060 A JPH0637060 A JP H0637060A JP 4208484 A JP4208484 A JP 4208484A JP 20848492 A JP20848492 A JP 20848492A JP H0637060 A JPH0637060 A JP H0637060A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 予め用意された半導体基板上に、レジストで
なるマスク層を形成する第1の工程と、その第1の工程
後、上記半導体基板に対し、上記マスク層をマスクとす
る炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理を施
す第2の工程と、その第2の工程後、上記半導体基板上
から上記マスク層を除去する第3の工程とを有する半導
体基板加工法において、上記第1の工程で、上記マスク
層が、裾を有して形成されたり、上記半導体基板上に残
渣物を残したりしても、上記第2の工程で、上記マスク
層がそのような裾を有したり、半導体基板上にそのよう
な残渣物を残したりしないようにすることによって、上
記半導体基板に、微細に高精度にエッチング処理を施す
ことができるようにし、また、第3の工程で、マスク層
を除去し易いようにする。
【構成】 上記半導体基板加工法において、上記第1の
工程後、上記第2の工程前、及び上記第2の工程後、上
記第3の工程前に、上記マスク層に対し、酸素プラズマ
を用いたエッチング処理を施す工程をそれぞれ有する。
(57) [Abstract] [Purpose] A first step of forming a mask layer made of a resist on a semiconductor substrate prepared in advance, and after the first step, the mask layer is masked on the semiconductor substrate. A semiconductor substrate processing method comprising: a second step of performing an etching process using a hydrocarbon-based gas plasma, and a third step of removing the mask layer from the semiconductor substrate after the second step. In the first step, even if the mask layer is formed to have a hem or a residue is left on the semiconductor substrate, the mask layer is formed in such a manner in the second step. By having a hem and not leaving such a residue on the semiconductor substrate, the semiconductor substrate can be finely and precisely etched, and the third Mask layer removed in process Easy to to. In the semiconductor substrate processing method, oxygen plasma is applied to the mask layer after the first step, before the second step, and after the second step and before the third step. Each of the steps has a different etching process.
Description
【0001】[0001]
【従来の技術】本発明は、半導体基板本体上に1つまた
は複数の半導体層を積層して形成しているまたは形成し
ていない半導体基板に対し、レジストでなるマスク層を
用いたエッチング処理による加工を施す半導体基板加工
法に関する。2. Description of the Related Art The present invention relates to a semiconductor substrate having one or a plurality of semiconductor layers laminated on a semiconductor substrate body or not formed by etching treatment using a mask layer made of a resist. The present invention relates to a semiconductor substrate processing method for processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、図6を伴って次に述べる半導体基
板加工法が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, the following semiconductor substrate processing method has been proposed with reference to FIG.
【0003】すなわち、例えばInPでなる半導体基板
本体2だけでなる半導体基板1が、加工されるべき半導
体基板として、予め用意されているとして、その半導体
基板1上に、例えば電子線レジストによるレジストでな
るマスク層11を、電子線を用いた露光処理、続く現像
処理によって、予定のパタ―ンに形成する(図6A)。That is, assuming that the semiconductor substrate 1 consisting only of the semiconductor substrate body 2 made of InP, for example, is prepared in advance as a semiconductor substrate to be processed, a resist such as an electron beam resist is applied on the semiconductor substrate 1. The mask layer 11 to be formed is formed into a predetermined pattern by an exposure process using an electron beam and a subsequent development process (FIG. 6A).
【0004】次に、真空容器(図示せず)内で、半導体
基板1に対し、マスク層11をマスクとする、例えばエ
タンと水素との1:1の割合の混合ガスのプラズマでな
る炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理を施
すことによって、半導体基板本体2に、マスク層11に
対応しているパタ―ンを有する突部12を形成するよう
に、溝13を形成する(図6B)。Next, in a vacuum container (not shown), hydrocarbons formed by plasma of a mixed gas of, for example, ethane and hydrogen in a ratio of 1: 1 with respect to the semiconductor substrate 1 using the mask layer 11 as a mask. By performing an etching process using a system gas plasma, a groove 13 is formed in the semiconductor substrate body 2 so as to form a protrusion 12 having a pattern corresponding to the mask layer 11 (FIG. 6B). .
【0005】次に、半導体基板1上から、例えばN−メ
チルピロリドンでなる液を用いて、マスク層11を溶去
除去する(図6C)。Next, the mask layer 11 is removed by removal from the semiconductor substrate 1 by using a liquid composed of, for example, N-methylpyrrolidone (FIG. 6C).
【0006】以上が、従来提案されている半導体基板加
工法である。The above is the conventionally proposed semiconductor substrate processing method.
【0007】図6で上述した従来の半導体基板加工法に
よれば、半導体基板本体2に、突部12を形成するよう
に溝13を形成するエッチング処理の工程(図6B)
に、炭化水素系ガスのプラズマを用いているので、この
工程で、半導体基板本体2が損傷をほとんど受けない
か、受けるとしても他のガスのプラズマを用いる場合に
比し、十分小さな損傷しか受けないとともに、マスク層
11と半導体基板本体2とのエッチング選択比を、他の
ガスのプラズマを用いる場合に比し、大きくとることが
できることから、突部12が、サイドエッチング量の小
さいものとして形成され、よって、半導体基板1を、損
傷なく、所期のパタ―ンに高精度に加工させることがで
きる。According to the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, a step of etching treatment for forming the groove 13 so as to form the protrusion 12 on the semiconductor substrate body 2 (FIG. 6B).
In addition, since the plasma of the hydrocarbon gas is used, the semiconductor substrate body 2 is hardly damaged in this step, or even if the semiconductor substrate main body 2 is damaged, the damage is sufficiently small as compared with the case of using the plasma of another gas. In addition, since the etching selection ratio between the mask layer 11 and the semiconductor substrate main body 2 can be set larger than in the case where plasma of another gas is used, the protrusion 12 is formed with a small side etching amount. Therefore, the semiconductor substrate 1 can be processed with a desired pattern with high accuracy without damage.
【0008】また、従来、図7及び図8を伴って次に述
べる半導体基板加工法も提案されている。なお、図7及
び図8において、図6との対応部分には同一符号を付し
て示す。Further, conventionally, a semiconductor substrate processing method described below with reference to FIGS. 7 and 8 has also been proposed. 7 and 8, the parts corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
【0009】すなわち、例えばInPでなる半導体基板
本体2上に、例えばInPでなり且つ例えば500nm
の厚さを有する半導体層3と、例えばInGaAs系で
なり且つ例えば5nmの厚さを有する半導体層4と、I
nPでなり且つ例えば80nmの厚さを有する半導体層
5と、例えばInGaAs系でなり且つ例えば3nmの
厚さを有する半導体層6とがそれらの順に積層して形成
されている構成を有する半導体基板1が、加工されるべ
き半導体基板として、予め用意されているとして、その
半導体基板1上に、図6で前述した従来の半導体基板加
工法の場合と同様に、例えば電子線レジストによるレジ
ストでなるマスク層11を、電子線を用いた露光処理、
続く現像処理によって、予定のパタ―ンに形成する(図
7A)。That is, on the semiconductor substrate body 2 made of, for example, InP, made of, for example, InP and having a thickness of, for example, 500 nm.
A semiconductor layer 3 having a thickness of 1 nm and a semiconductor layer 4 made of, for example, InGaAs and having a thickness of, for example, 5 nm.
A semiconductor substrate 1 having a structure in which a semiconductor layer 5 made of nP and having a thickness of, for example, 80 nm and a semiconductor layer 6 made of, for example, InGaAs and having a thickness of, for example, 3 nm are laminated in that order. However, assuming that it is prepared in advance as a semiconductor substrate to be processed, a mask made of a resist such as an electron beam resist is formed on the semiconductor substrate 1 as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. Exposing the layer 11 with an electron beam,
By the subsequent development processing, a predetermined pattern is formed (FIG. 7A).
【0010】次に、真空容器(図示せず)内で、半導体
基板1に対し、マスク層11をマスクとするエッチング
溶液を用いたエッチング処理を施すことによって、半導
体層6から、マスク層11に対応しているパタ―ンを有
する半導体層16を形成する(図7B)。Next, in a vacuum container (not shown), the semiconductor substrate 1 is subjected to an etching process using an etching solution using the mask layer 11 as a mask, so that the semiconductor layer 6 is changed to the mask layer 11. A semiconductor layer 16 having a corresponding pattern is formed (FIG. 7B).
【0011】次に、半導体基板1上から、例えばN−メ
チルピロリドンでなる液を用いて、マスク層11を溶去
除去する(図7C)。Next, the mask layer 11 is removed by evaporation from the semiconductor substrate 1 using a solution of N-methylpyrrolidone, for example (FIG. 7C).
【0012】次に、半導体基板1に対し、半導体層16
をマスクとする、例えば塩素と水との3:1の割合の溶
液でなるエッチング溶液を用いたエッチング処理を施す
ことによって、半導体層5から、半導体層16に対応し
ているパタ―ンを有する半導体層15を形成する(図8
D)。Next, with respect to the semiconductor substrate 1, the semiconductor layer 16
The pattern corresponding to the semiconductor layer 16 is provided from the semiconductor layer 5 by performing an etching process using an etching solution using, for example, a solution of chlorine and water in a ratio of 3: 1 as a mask. The semiconductor layer 15 is formed (FIG. 8).
D).
【0013】次に、半導体基板1に対し、半導体層16
乃至半導体層15をマスクとする、例えば硫酸と過酸化
水素と水との1:1:20の割合の硫酸系溶液でなるエ
ッチング溶液を用いたエッチング処理を施すことによっ
て、半導体層4から、半導体層15に対応しているパタ
―ンを有する半導体層14を形成する(図8E)。この
場合、半導体層16は、半導体層4と同じInGaAs
系でなり且つ半導体層4に比し薄い厚さを有しているた
め、半導体層15上から除去される。Next, with respect to the semiconductor substrate 1, the semiconductor layer 16
The semiconductor layer 4 is removed from the semiconductor layer 4 by performing an etching process using the semiconductor layer 15 as a mask, for example, an etching solution made of a sulfuric acid-based solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water at a ratio of 1: 1: 20. A semiconductor layer 14 having a pattern corresponding to the layer 15 is formed (FIG. 8E). In this case, the semiconductor layer 16 is the same InGaAs as the semiconductor layer 4.
Since it is a system and has a smaller thickness than the semiconductor layer 4, it is removed from the semiconductor layer 15.
【0014】以上が、従来提案されている他の半導体基
板加工法である。The above is another semiconductor substrate processing method that has been conventionally proposed.
【0015】図7及び図8で上述した従来の半導体基板
加工法によれば、半導体層16を半導体層6からマスク
層11をマスクとするエッチング処理により形成する工
程(図7B)において、半導体層6が薄く(上述したよ
うに、例えば3nmの薄い厚さに)形成されていれば、
半導体層16を、マスク層11のパタ―ンに高精度に応
じているものとして形成することができ、一方、半導体
層15を半導体層5から形成する工程(図8D)におい
て、その半導体層15が、半導体層16をマスクとする
エッチング処理により形成され、また、半導体層14を
半導体層4から形成する工程(図8E)において、その
半導体層14が、半導体層16乃至15をマスクとする
エッチング処理により形成されるので、それら半導体層
15及び14を、マスク層11のパタ―ンに高精度に応
じたものとして形成することができる。According to the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. 7 and 8, in the step of forming the semiconductor layer 16 from the semiconductor layer 6 by the etching process using the mask layer 11 as a mask (FIG. 7B), the semiconductor layer is formed. If 6 is formed thin (as described above, for example, a thin thickness of 3 nm),
The semiconductor layer 16 can be formed so as to conform to the pattern of the mask layer 11 with high accuracy, while the semiconductor layer 15 is formed in the step of forming the semiconductor layer 15 from the semiconductor layer 5 (FIG. 8D). Is formed by an etching process using the semiconductor layer 16 as a mask, and in the step of forming the semiconductor layer 14 from the semiconductor layer 4 (FIG. 8E), the semiconductor layer 14 is etched using the semiconductor layers 16 to 15 as a mask. Since the semiconductor layers 15 and 14 are formed by the processing, the semiconductor layers 15 and 14 can be formed with high precision according to the pattern of the mask layer 11.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】図6で上述した従来の
半導体基板加工法の場合、半導体基板1上にマスク層1
1を形成する工程(図6A)において、そのマスク層1
1を、符号17に示すような裾を有さず且つ半導体基板
本体2上にマスク層11の材料でなる残渣物(図示せ
ず)などを残さずに形成するのに、マスク層11が微細
になればなるほど大きな困難を伴うことから、半導体基
板本体2に突部12を形成するように溝13を形成する
工程(図6B)において、突部12が、点線図示のよう
に、マスク層11のパタ―ンに高精度に応じていないも
のとして形成されたりし、よって、半導体基板1を、所
期の微細なパタ―ンに、高精度に加工することが困難で
ある、という欠点を有していた。In the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, the mask layer 1 is formed on the semiconductor substrate 1.
In the step of forming 1 (FIG. 6A), the mask layer 1
1 does not have a hem as shown by reference numeral 17 and does not leave a residue (not shown) made of the material of the mask layer 11 on the semiconductor substrate body 2, but the mask layer 11 is fine. Since it becomes more difficult as it becomes, in the step of forming the groove 13 so as to form the projection 12 in the semiconductor substrate body 2 (FIG. 6B), the projection 12 is masked by the mask layer 11 as shown by the dotted line. However, there is a drawback that it is difficult to process the semiconductor substrate 1 into a desired fine pattern with high precision. Was.
【0017】また、半導体基板本体2に、突部12を形
成するように溝13を、マスク層11をマスクとする炭
化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理により形
成する工程(図6B)において、マスク層11上に、符
号18で示すように、炭化水素系ガスの成分と半導体基
板本体2の材料との重合により生成された炭素化合物で
なる層が形成されたりすることから、マスク層11を半
導体基板1上から除去する工程(図6C)において、そ
のマスク層11を除去するのに困難を伴う、という欠点
を有していた。Further, in the step (FIG. 6B) of forming the groove 13 in the semiconductor substrate body 2 so as to form the protrusion 12 by the etching process using the hydrocarbon-based gas plasma with the mask layer 11 as a mask, As indicated by reference numeral 18, a layer made of a carbon compound produced by polymerization of the hydrocarbon-based gas component and the material of the semiconductor substrate body 2 is formed on the mask layer 11, so that the mask layer 11 is formed. In the step of removing from the semiconductor substrate 1 (FIG. 6C), there is a drawback that it is difficult to remove the mask layer 11.
【0018】また、図7及び図8で上述した従来の半導
体基板加工法の場合、半導体基板1上にマスク層11を
形成する工程(図7A)において、そのマスク層11
を、図6で上述した従来の半導体基板加工法の場合と同
様に、符号17に示すような裾を有さず且つ半導体基板
本体2上に図6で上述した従来の半導体基板加工法の場
合と同様の残渣物(図示せず)を残さずに形成するの
に、マスク層11が微細になればなるほど大きな困難を
伴うことから、半導体層16を半導体層6から形成する
工程(図7B)において、その半導体層16が、点線図
示のように、マスク層11のパタ―ンに高精度に応じて
いないものとして形成され、従って、半導体層15及び
14を形成する工程(図8D及びE)において、それら
が、点線図示のように、所期のパタ―ンに形成されなか
ったりし、よって、半導体基板1を、所期の微細なパタ
―ンに、高精度に加工することが困難である、という欠
点を有していた。Further, in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. 7 and 8, in the step of forming the mask layer 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 7A), the mask layer 11 is formed.
As in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. A process of forming the semiconductor layer 16 from the semiconductor layer 6 is difficult because the finer the mask layer 11 is, the more difficult it is to form a residue (not shown) similar to the above (FIG. 7B). In FIG. 8, the semiconductor layer 16 is formed as one that does not correspond to the pattern of the mask layer 11 with high accuracy as shown by the dotted line, and therefore, the steps of forming the semiconductor layers 15 and 14 (FIGS. 8D and E). In these cases, they are not formed in a desired pattern as shown by the dotted line, so that it is difficult to process the semiconductor substrate 1 into a desired fine pattern with high accuracy. It had the drawback of being.
【0019】また、半導体層16を、半導体層6から、
マスク層11をマスクとするエッチング処理により形成
する工程(図7B)において、そのエッチング処理に、
エッチング溶液を用いているので、マスク層11と半導
体層16とのエッチング選択比を、図6で上述した従来
の半導体基板加工法の場合における半導体基板本体2に
溝13を形成する場合のエッチング処理に用いている炭
化水素系ガスプラズマを用いる場合のようには、大きく
とれず、このため、半導体層16がサイドエッチングさ
れているものとして形成されたりし、よって、半導体基
板1を、所期の微細なパタ―ンに、高精度に加工するこ
とが困難である、という欠点を有していた。The semiconductor layer 16 is separated from the semiconductor layer 6 by
In the step (FIG. 7B) of forming by etching using the mask layer 11 as a mask, the etching is
Since the etching solution is used, the etching selection ratio between the mask layer 11 and the semiconductor layer 16 is set to the etching process for forming the groove 13 in the semiconductor substrate body 2 in the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. As in the case of using the hydrocarbon-based gas plasma used for the above, the size of the semiconductor layer 16 cannot be so large that the semiconductor layer 16 may be formed as side-etched. It has a drawback that it is difficult to process fine patterns with high precision.
【0020】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な半導体基板加工法を提案せんとするものである。Therefore, the present invention does not have the above-mentioned drawbacks.
It proposes a new semiconductor substrate processing method.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本願第1番目の発明によ
る半導体基板加工法は、図6で前述した従来の半導体基
板加工法の場合に準じて、(i)半導体基板本体上に半
導体層を形成しているまたは形成していない構成を有す
る、予め用意された半導体基板上に、レジストでなるマ
スク層を形成する工程と、(ii)その工程後、真空容
器内で、上記半導体基板に対し、上記マスク層をマスク
とする炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理
を施す工程と、(iii)その工程後、上記半導体基板
上から、上記マスク層を除去する工程とを有する。The semiconductor substrate processing method according to the first invention of the present application conforms to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. A step of forming a mask layer made of a resist on a semiconductor substrate prepared in advance, which has a structure with or without formation, and (ii) after the step, with respect to the semiconductor substrate in a vacuum container A step of performing an etching process using a hydrocarbon-based gas plasma using the mask layer as a mask, and (iii) a step of removing the mask layer from the semiconductor substrate after the step.
【0022】しかしながら、本願第1番目の発明による
半導体基板加工法は、そのような半導体基板加工法にお
いて、上記半導体基板上に上記マスク層を形成する工程
後、上記半導体基板に対しエッチング処理を施す工程
前、及び上記半導体基板に対しエッチング処理を施す工
程後、上記半導体基板上から上記マスク層を除去する工
程前において、上記真空容器内で、上記マスク層に対
し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程と
をそれぞれ有する。However, in the semiconductor substrate processing method according to the first invention of the present application, in such a semiconductor substrate processing method, after the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is subjected to etching treatment. Before the step and after the step of performing an etching process on the semiconductor substrate and before the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, an etching process using oxygen plasma is performed on the mask layer in the vacuum container. And a step of applying.
【0023】本願第2番目の発明による半導体基板加工
法は、図7及び図8で前述した従来の半導体基板加工法
の半導体基板加工法の場合に準じて、(i)半導体基板
本体上に、互に異なる組成を有する第1及び第2の半導
体層がそれらの順に積層して形成されている構成を有す
る、予め用意された半導体基板上に、レジストでなるマ
スク層を形成する工程と、(ii)その工程後、上記半
導体基板の第2の半導体層に対し、上記マスク層をマス
クとするエッチング処理を施すことによって、上記第2
の半導体層から、上記マスク層に対応しているパタ―ン
を有する第3の半導体層を形成する工程と、(iii)
その工程後、上記半導体基板上から、上記マスク層を除
去する工程と、(iv)その工程後、上記第1の半導体
層に対し、上記第3の半導体層をマスクとするエッチン
グ溶液を用いたエッチング処理を施すことによって、上
記第1の半導体層から、上記第3の半導体層に対応して
いるパタ―ンを有する第4の半導体層を形成する工程と
を有する。The semiconductor substrate processing method according to the second invention of the present application is similar to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. A step of forming a mask layer made of a resist on a semiconductor substrate prepared in advance, which has a structure in which first and second semiconductor layers having mutually different compositions are formed by laminating in that order; ii) After the step, the second semiconductor layer of the semiconductor substrate is subjected to an etching treatment using the mask layer as a mask to thereby obtain the second semiconductor layer.
Forming a third semiconductor layer having a pattern corresponding to the mask layer from the semiconductor layer of (3), (iii)
After that step, a step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, and (iv) after that step, an etching solution using the third semiconductor layer as a mask was used for the first semiconductor layer. A step of forming a fourth semiconductor layer having a pattern corresponding to the third semiconductor layer from the first semiconductor layer by performing an etching process.
【0024】しかしながら、本願第2番目の発明による
半導体基板加工法は、そのような半導体基板加工法にお
いて、上記第2の半導体層から上記第3の半導体層を形
成する工程におけるエッチング処理を、真空容器内で、
炭化水素系ガスプラズマを用いて行い、また、上記半導
体基板上に上記マスク層を形成する工程後、上記第2の
半導体層から上記第3の半導体層を形成する工程前、及
び上記第2の半導体層から上記第3の半導体層を形成す
る工程後、上記半導体層上から上記マスク層を除去する
工程前において、上記真空容器内で、上記マスク層に対
し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程を
それぞれ有する。However, in the semiconductor substrate processing method according to the second invention of the present application, in such a semiconductor substrate processing method, the etching process in the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer is performed in vacuum. In the container,
Hydrocarbon-based gas plasma is used, and after the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate, before the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer, and the second step. After the step of forming the third semiconductor layer from the semiconductor layer and before the step of removing the mask layer from the semiconductor layer, an etching process using oxygen plasma is performed on the mask layer in the vacuum container. Each has a step of applying.
【0025】[0025]
【作用・効果】本願第1番目の発明による半導体基板加
工法は、半導体基板上にマスク層を形成する工程後、半
導体基板に対しエッチング処理を施す工程前、及び半導
体基板に対しエッチング処理を施す工程後、半導体基板
上からマスク層を除去する工程前において、真空容器内
で、マスク層に対し酸素プラズマを用いたエッチング処
理を施す工程をそれぞれ有することを除いて、図6で前
述した従来の半導体基板加工法の場合と同様であり、従
って、図6で前述した従来の半導体基板加工法の場合に
準じて、半導体基板にエッチング処理を施す工程に、炭
化水素系ガスのプラズマを用いているので、この工程
で、半導体基板が損傷をほとんど受けないか、受けると
しても他のガスのプラズマを用いる場合に比し、十分小
さな損傷しか受けないとともに、マスク層と半導体基板
とのエッチング選択比を、他のガスのプラズマを用いる
場合に比し、大きくとることができることから、半導体
基板のエッチングされていない領域が、サイドエッチン
グ量の小さいものとして形成され、よって、半導体基板
を、損傷なく、所期のパタ―ンに高精度に加工させるこ
とができる。In the semiconductor substrate processing method according to the first invention of the present application, after the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate, before the step of etching the semiconductor substrate and before the step of etching the semiconductor substrate. After the step and before the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, the conventional method described above with reference to FIG. 6 is performed, except that the mask layer is subjected to an etching process using oxygen plasma in a vacuum chamber. This is the same as the case of the semiconductor substrate processing method. Therefore, according to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, plasma of hydrocarbon gas is used in the step of etching the semiconductor substrate. Therefore, in this process, the semiconductor substrate is hardly damaged, or even if it is damaged, it receives only a sufficiently small amount of damage as compared with the case where plasma of another gas is used. At the same time, the etching selection ratio between the mask layer and the semiconductor substrate can be made larger than that when using plasma of another gas, so that the unetched region of the semiconductor substrate has a small side etching amount. Thus, the semiconductor substrate can be processed into a desired pattern with high accuracy without damage.
【0026】しかしながら、本願第1番目の発明による
半導体基板加工法の場合、半導体基板上にマスク層を形
成する工程後、半導体基板に対しエッチング処理を施す
工程前において、マスク層に対し酸素プラズマを用いた
エッチング処理を施す工程を有するので、その工程によ
って、マスク層を形成する工程において、マスク層を、
裾を有さず且つ半導体基板上にマスク層の材料でなる残
渣物などを残さずに形成するのに、マスク層が微細にな
ればなるほど大きな困難を伴うことから、そのような裾
を有していたり、残渣物を残していたりしても、そのよ
うな裾や、残渣物が、ほとんど除去され、よって、半導
体基板のエッチングされていない領域が、マスク層のパ
タ―ンに高精度に応じているものとして形成され、よっ
て、半導体基板を、所期の微細なパタ―ンに、高精度
に、容易に加工することができる。However, in the case of the semiconductor substrate processing method according to the first invention of the present application, oxygen plasma is applied to the mask layer after the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate and before the step of etching the semiconductor substrate. Since it has a step of performing the etching process used, the mask layer is formed in the step of forming the mask layer by the step.
Since the finer the mask layer is, the more difficult it is to form a residue on the semiconductor substrate without leaving a residue or the like made of the material of the mask layer. And the residue is left behind, the hem and the residue are almost removed, so that the unetched region of the semiconductor substrate can be accurately adjusted to the pattern of the mask layer. Therefore, the semiconductor substrate can be easily processed into a desired fine pattern with high precision.
【0027】また、半導体基板に対しエッチング処理を
施す工程後、半導体基板上からマスク層を除去する工程
前において、マスク層に対し酸素プラズマを用いたエッ
チング処理を施す工程を有するので、その工程によっ
て、半導体基板に、マスク層をマスクとする、炭化水素
系ガスプラズマを用いたエッチング処理を施す工程にお
いて、マスク層上に、炭化水素系ガスの成分と半導体基
板の材料との重合により生成された炭素化合物でなる層
が形成されていたりしても、このような層が、ほとんど
除去され、よって、マスク層を半導体基板上から除去す
る工程において、そのマスク層を、容易に除去すること
ができる。Further, after the step of etching the semiconductor substrate and before the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, there is a step of etching the mask layer with oxygen plasma. Generated in the step of subjecting the semiconductor substrate to an etching process using a hydrocarbon-based gas plasma with the mask layer as a mask, by polymerizing a component of the hydrocarbon-based gas and a material of the semiconductor substrate on the mask layer. Even if a layer made of a carbon compound is formed, most of such a layer is removed. Therefore, in the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, the mask layer can be easily removed. .
【0028】また、本願第2番目の発明による半導体基
板加工法は、第2の半導体層から第3の半導体層を形成
する工程におけるエッチング処理を、真空容器内で、炭
化水素系ガスプラズマを用いて行い、また、半導体基板
上にマスク層を形成する工程後、第2の半導体層から第
3の半導体層を形成する工程前、及び第2の半導体層か
ら第3の半導体層を形成する工程後、半導体基板上から
マスク層を除去する工程前において、真空容器内で、マ
スク層に対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を
施す工程をそれぞれ有することを除いて、図7及び図8
で前述した従来の半導体基板加工法の場合と同様であ
り、従って、図7及び図8で前述した従来の半導体基板
加工法の場合に準じて、第3の半導体層を第2の半導体
層からマスク層をマスクとするエッチング処理により形
成する工程において、第2の半導体層が薄く形成されて
いれば、第3の半導体層を、マスク層のパタ―ンに高精
度に応じているものとして形成することができ、一方、
第4の半導体層を第1の半導体層から形成する工程にお
いて、その第4の半導体層が、第3の半導体層をマスク
とするエッチング処理により形成されるので、その第4
の半導体層をマスク層のパタ―ンに高精度に応じたもの
として形成することができる。Further, in the semiconductor substrate processing method according to the second aspect of the present invention, the etching process in the step of forming the second semiconductor layer to the third semiconductor layer uses a hydrocarbon-based gas plasma in a vacuum container. After the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate, before the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer, and the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer 7 and 8 except that after the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, there is a step of subjecting the mask layer to an etching treatment using oxygen plasma in a vacuum container.
7 is similar to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above, and therefore, in accordance with the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. 7 and 8, the third semiconductor layer is changed from the second semiconductor layer to the second semiconductor layer. If the second semiconductor layer is thinly formed in the step of forming the mask layer by the etching process using the mask layer, the third semiconductor layer is formed as the pattern of the mask layer with high accuracy. You can, meanwhile,
In the step of forming the fourth semiconductor layer from the first semiconductor layer, the fourth semiconductor layer is formed by an etching process using the third semiconductor layer as a mask.
The semiconductor layer can be formed with high precision in the pattern of the mask layer.
【0029】しかしながら、本願第2番目の発明による
半導体基板加工法の場合、第2の半導体層から第3の半
導体層を形成する工程におけるエッチング処理を、真空
容器内で、炭化水素系ガスプラズマを用いて行っている
ので、マスク層と第2の半導体層とのエッチング選択比
を、図7及び図8で上述した従来の半導体基板加工法に
おいて第2の半導体層(半導体層6)から第3の半導体
層(半導体層16)を形成する場合のエッチング処理に
エッチング溶液を用いている場合に比し、大きくとるこ
とができ、このため、第3の半導体層をほとんどサイド
エッチングされていないものとして形成することがで
き、よって、半導体基板を、所期の微細なパタ―ンに、
高精度に、容易に加工することができる。However, in the case of the semiconductor substrate processing method according to the second aspect of the present invention, the etching process in the step of forming the second semiconductor layer to the third semiconductor layer is performed by using a hydrocarbon gas plasma in the vacuum container. Since the etching selection ratio between the mask layer and the second semiconductor layer is changed from the second semiconductor layer (semiconductor layer 6) to the third in the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. It can be made larger than that in the case where an etching solution is used for the etching treatment for forming the semiconductor layer (semiconductor layer 16) of FIG. Therefore, the semiconductor substrate can be formed into a desired fine pattern.
It can be easily processed with high precision.
【0030】また、半導体基板上にマスク層を形成する
工程後、第2の半導体層から第3の半導体層を形成する
工程前において、真空容器内で、マスク層に対し酸素プ
ラズマを用いたエッチング処理を施す工程を有するの
で、その工程によって、マスク層を形成する工程におい
て、マスク層を裾を有さず且つ半導体基板上にマスク層
の材料でなる残渣物などを残さずに形成するのに、マス
ク層が微細になればなるほど大きな困難を伴うことか
ら、そのような裾を有していたり、残渣物を残していた
りしても、そのような裾や、残渣物が、ほとんど除去さ
れ、よって、第2の半導体層から第3の半導体層を形成
する工程において、その第3の半導体層が、マスク層の
パタ―ンに高精度に応じているものとして形成され、よ
って、半導体基板を、所期の微細なパタ―ンに、高精度
に、容易に加工することができる。Further, after the step of forming the mask layer on the semiconductor substrate and before the step of forming the second semiconductor layer to the third semiconductor layer, the mask layer is etched with oxygen plasma in the vacuum container. Since the process has a step of performing a process, it is possible to form the mask layer in the step of forming the mask layer without a hem and without leaving a residue or the like made of the material of the mask layer on the semiconductor substrate. Since the finer the mask layer is, the more difficult it is, so even if such a hem or a residue is left, such a hem and the residue are almost removed, Therefore, in the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer, the third semiconductor layer is formed so as to correspond to the pattern of the mask layer with high accuracy, and thus the semiconductor substrate is formed. , Phase of fine patterns - the emissions, with high accuracy, can be easily processed.
【0031】さらに、第2の半導体層から第3の半導体
層を形成する工程後、半導体基板上からマスク層を除去
する工程前において、真空容器内で、マスク層に対し酸
素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程を有する
ので、その工程によって、第2の半導体層から第3の半
導体層を形成する工程において、マスク層上に、炭化水
素系ガスの成分と第2の半導体層の材料との重合により
生成された炭素化合物でなる層が形成されていたりして
も、そのような層が、ほとんど除去され、よって、マス
ク層を半導体基板上から除去する工程において、そのマ
スク層を、容易に除去することができる。Further, after the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer and before the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, the mask layer is etched with oxygen plasma in the vacuum container. Since the method includes a step of performing a treatment, in the step of forming the third semiconductor layer from the second semiconductor layer by the step, the component of the hydrocarbon-based gas and the material of the second semiconductor layer are formed on the mask layer. Even if a layer made of a carbon compound produced by polymerization is formed, most of such layer is removed. Therefore, in the step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, the mask layer is easily removed. Can be removed.
【0032】[0032]
【実施例1】次に、図1及び図2を伴って、本発明によ
る半導体基板加工法の第1の実施例を述べよう。First Embodiment Next, a first embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0033】図1及び図2において、図6との対応部分
には同一符号を付して示す。1 and 2, parts corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
【0034】図1及び図2に示す本発明による半導体基
板加工法は、次に述べる順次の工程をとって、半導体基
板に加工を施す。In the semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor substrate is processed by the following sequential steps.
【0035】すなわち、図6で前述した従来の半導体基
板加工法の場合と同様に、例えばInPでなる半導体基
板本体2だけでなる半導体基板1が、加工されるべき半
導体基板として、予め用意されているとして、その半導
体基板1上に、例えば電子線レジストによるレジストで
なるマスク層11を、電子線を用いた露光処理、続く現
像処理によって、予定のパタ―ンに形成する(図1
A)。That is, as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, the semiconductor substrate 1 made of only the semiconductor substrate body 2 made of InP, for example, is prepared in advance as the semiconductor substrate to be processed. On the semiconductor substrate 1, a mask layer 11 made of a resist such as an electron beam resist is formed in a predetermined pattern by an exposure process using an electron beam and a subsequent development process (see FIG. 1).
A).
【0036】次に、真空容器(図示せず)内で、マスク
層11に対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を
施し、マスク層11を形成する工程(図1A)におい
て、マスク層11が符号17で示すように裾を有して形
成されていても、また、半導体基板1上にマスク層11
の形成されていない領域において、マスク層11の材料
による残渣物(図示せず)などが残されていても、その
ような裾や、残渣物を、実質的にほとんど除去する(図
1B)。Next, in a step (FIG. 1A) of forming the mask layer 11 by subjecting the mask layer 11 to an etching treatment using oxygen plasma in a vacuum container (not shown), the mask layer 11 is coded. Even if it is formed to have a hem as shown by 17, the mask layer 11 is formed on the semiconductor substrate 1.
Even if a residue (not shown) made of the material of the mask layer 11 is left in the region where the mask is not formed, such a hem and the residue are substantially removed (FIG. 1B).
【0037】次に、同じ真空容器内で引続いて、半導体
基板1に対し、図6で前述した従来の半導体基板加工法
の場合と同様に、マスク層11をマスクとする、例えば
エタンと水素との1:1の割合の混合ガスのプラズマで
なる炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理を
施すことによって、半導体基板本体2に、マスク層11
に対応しているパタ―ンを有する突部12を形成するよ
うに、溝13を形成する(図1C)。Then, subsequently in the same vacuum chamber, the semiconductor substrate 1 is masked with, for example, ethane and hydrogen, as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. The mask layer 11 is formed on the semiconductor substrate body 2 by performing an etching process using a hydrocarbon-based gas plasma that is a plasma of a mixed gas of 1: 1 with
The groove 13 is formed so as to form the protrusion 12 having a pattern corresponding to (FIG. 1C).
【0038】次に、同じ真空容器内で引続いて、マスク
層11に対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を
施し、半導体基板本体2に溝13を形成する工程におい
て、炭化水素系ガスの成分と半導体基板本体2の材料と
の重合により生成された炭素化合物でなる層18がマス
ク層11上に形成されていても、そのような層11を実
質的にほとんど除去する(図2D)。Next, in the same vacuum chamber, the mask layer 11 is subsequently subjected to an etching process using oxygen plasma to form the groove 13 in the semiconductor substrate body 2. Even if a layer 18 made of a carbon compound produced by the polymerization of the above and the material of the semiconductor substrate body 2 is formed on the mask layer 11, such layer 11 is substantially removed (FIG. 2D).
【0039】次に、図6で前述した従来の半導体基板加
工法の場合と同様に、半導体基板1上から、例えばN−
メチルピロリドンでなる液を用いて、マスク層11を溶
去除去する(図2E)。Next, as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG.
The mask layer 11 is removed by dissolution using a liquid composed of methylpyrrolidone (FIG. 2E).
【0040】以上が、本発明による半導体基板加工法の
第1の実施例である。The above is the first embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention.
【0041】図1及び図2に示す本発明による半導体基
板加工法は、詳細説明は省略するが、半導体基板1上に
マスク層11を形成する工程後、半導体基板1(半導体
基板本体2)に対しエッチング処理を施す工程前、及び
半導体基板1に対しエッチング処理を施す工程後、半導
体基板1上からマスク層11を除去する工程前におい
て、真空容器内で、マスク層11に対し酸素プラズマを
用いたエッチング処理を施す工程をそれぞれ有すること
を除いて、図6で前述した従来の半導体基板加工法の場
合と同様であり、従って、図6で前述した従来の半導体
基板加工法の場合に準じて、半導体基板1(半導体基板
本体2)にエッチング処理を施す工程(図1C)に、炭
化水素系ガスのプラズマを用いているので、この工程
で、半導体基板1(半導体基板本体2)が損傷をほとん
ど受けないか、受けるとしても他のガスのプラズマを用
いる場合に比し、十分小さな損傷しか受けないととも
に、マスク層と半導体基板とのエッチング選択比を、他
のガスのプラズマを用いる場合に比し、大きくとること
ができることから、半導体基板のエッチングされていな
い領域(突部12)が、サイドエッチング量の小さいも
のとして形成され、よって、半導体基板1を、損傷な
く、所期のパタ―ンに高精度に加工させることができ
る。Detailed description of the semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be omitted. After the step of forming the mask layer 11 on the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 (semiconductor substrate body 2) is processed. Oxygen plasma is applied to the mask layer 11 in the vacuum container before the step of performing the etching treatment and after the step of performing the etching treatment on the semiconductor substrate 1 and before the step of removing the mask layer 11 from the semiconductor substrate 1. 6 is similar to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 6, except that each step of performing the etching process is performed. Therefore, according to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. Since plasma of a hydrocarbon-based gas is used in the step (FIG. 1C) of etching the semiconductor substrate 1 (semiconductor substrate body 2), the semiconductor substrate 1 (half The body substrate main body 2) is hardly damaged, or even if it is damaged, only a sufficiently small amount of damage is received, and the etching selectivity between the mask layer and the semiconductor substrate is Since it can be made larger than in the case of using gas plasma, the unetched region (protrusion 12) of the semiconductor substrate is formed as a side etching amount is small, and therefore the semiconductor substrate 1 is damaged. Instead, it can be machined to the desired pattern with high precision.
【0042】しかしながら、図1及び図2に示す本発明
による半導体基板加工法の場合、半導体基板1上にマス
ク層11を形成する工程(図1A)後、半導体基板1
(半導体基板本体2)に対しエッチング処理を施す工程
(図1C)前において、マスク層11に対し酸素プラズ
マを用いたエッチング処理を施す工程(図1B)を有す
るので、上述したように、その工程によって、マスク層
11を形成する工程(図1A)において、マスク層11
を、裾18を有さず且つ半導体基板1上にマスク層11
の材料でなる残渣物(図示せず)などを残さずに形成す
るのに、マスク層11が微細になればなるほど大きな困
難を伴うことから、そのような裾18を有していたり、
残渣物を残していたりしても、そのような裾18や、残
渣物が、ほとんど除去され、よって、半導体基板のエッ
チングされていない領域(突部12)が、マスク層11
のパタ―ンに高精度に応じているものとして形成され、
よって、半導体基板1を、所期の微細なパタ―ンに、高
精度に、容易に加工することができる。However, in the case of the semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, after the step of forming the mask layer 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 1A), the semiconductor substrate 1 is processed.
Since there is a step (FIG. 1B) of performing etching processing using oxygen plasma on the mask layer 11 before the step (FIG. 1C) of performing etching processing on the (semiconductor substrate body 2), the step is performed as described above. In the step of forming the mask layer 11 (FIG. 1A) by
The mask layer 11 having no hem 18 and on the semiconductor substrate 1.
In order to form a residue (not shown) made of the above material without leaving, since the finer the mask layer 11 is, the more difficult it is to have such a hem 18,
Even if a residue is left, such a hem 18 and most of the residue are removed, so that the non-etched region (protrusion 12) of the semiconductor substrate is not covered by the mask layer 11.
It is formed as a pattern that conforms to the pattern of
Therefore, the semiconductor substrate 1 can be easily processed into a desired fine pattern with high accuracy.
【0043】また、半導体基板1に対しエッチング処理
を施す工程(図1C)後、半導体基板1上からマスク層
11を除去する工程(図2E)前において、マスク層1
1に対し酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工
程(図2D)を有するので、上述したように、その工程
によって、半導体基板1(半導体基板本体2)に、マス
ク層11をマスクとする、炭化水素系ガスプラズマを用
いたエッチング処理を施す工程(図1C)において、マ
スク層11上に、炭化水素系ガスの成分と半導体基板の
材料との重合により生成された炭素化合物でなる層18
が形成されていたりしても、このような層18が、ほと
んど除去され、よって、マスク層11を半導体基板1上
から除去する工程において、そのマスク層11を、容易
に除去することができる。After the step of etching the semiconductor substrate 1 (FIG. 1C) and before the step of removing the mask layer 11 from the semiconductor substrate 1 (FIG. 2E), the mask layer 1 is removed.
1 has an etching process using oxygen plasma (FIG. 2D). Therefore, as described above, the mask layer 11 is used as a mask on the semiconductor substrate 1 (semiconductor substrate body 2) by the above process. In the step of performing the etching treatment using hydrogen-based gas plasma (FIG. 1C), a layer 18 made of a carbon compound produced by the polymerization of the components of the hydrocarbon-based gas and the material of the semiconductor substrate on the mask layer 11.
If such a layer is formed, most of such a layer 18 is removed. Therefore, in the step of removing the mask layer 11 from the semiconductor substrate 1, the mask layer 11 can be easily removed.
【0044】[0044]
【実施例2】次に、図3〜図5を伴って、本発明による
半導体基板加工法の第2の実施例を述べよう。Second Embodiment Next, a second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0045】図3〜図5において、図7及び図8との対
応部分には同一符号を付して示す。3 to 5, parts corresponding to those in FIGS. 7 and 8 are designated by the same reference numerals.
【0046】図3〜図5に示す本発明による半導体基板
加工法は、次に述べる順次の工程をとって、半導体基板
に加工を施す。In the semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 3 to 5, the semiconductor substrate is processed in the following sequential steps.
【0047】すなわち、図7及び図8で前述した従来の
半導体基板加工法の場合と同様に、例えばInPでなる
半導体基板本体2上に、例えばInPでなり且つ例えば
500nmの厚さを有する半導体層3と、例えばInG
aAs系でなり且つ例えば5nmの厚さを有する半導体
層4と、InPでなり且つ例えば80nmの厚さを有す
る半導体層5と、例えばInGaAs系でなり且つ例え
ば3nmの厚さを有する半導体層6とがそれらの順に積
層して形成されている構成を有する半導体基板1が、加
工されるべき半導体基板として、予め用意されていると
して、その半導体基板1上に、例えば電子線レジストに
よるレジストでなるマスク層11を、電子線を用いた露
光処理、続く現像処理によって、予定のパタ―ンに形成
する(図3A)。That is, as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. 7 and 8, a semiconductor layer made of, for example, InP and having a thickness of, for example, 500 nm is formed on the semiconductor substrate body 2 made of, for example, InP. 3 and, for example, InG
A semiconductor layer 4 made of aAs and having a thickness of, for example, 5 nm, a semiconductor layer 5 made of InP and having a thickness of, for example, 80 nm, and a semiconductor layer 6 made of, for example, InGaAs and having a thickness of, for example, 3 nm. Assuming that the semiconductor substrate 1 having a structure in which these are laminated in that order is prepared in advance as a semiconductor substrate to be processed, a mask made of a resist such as an electron beam resist is provided on the semiconductor substrate 1. The layer 11 is formed into a predetermined pattern by an exposure process using an electron beam and a subsequent development process (FIG. 3A).
【0048】次に、真空容器(図示せず)内で、マスク
層11に対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を
施し、マスク層11を形成する工程(図3A)におい
て、マスク層11が符号17で示すように裾を有して形
成されていても、また、半導体基板1(半導体層6)上
にマスク層11の形成されていない領域において、マス
ク層11の材料による残渣物(図示せず)などが残され
ていても、そのような裾17や、残渣物を、実質的にほ
とんど除去する(図4B)。Next, in the step (FIG. 3A) of forming the mask layer 11 by subjecting the mask layer 11 to an etching treatment using oxygen plasma in a vacuum container (not shown), the mask layer 11 is coded. Even if the mask layer 11 is formed to have a hem as shown in FIG. 17, in a region where the mask layer 11 is not formed on the semiconductor substrate 1 (semiconductor layer 6), a residue (not shown) due to the material of the mask layer 11 is shown. Such as hem), such hem 17 and residues are substantially removed (FIG. 4B).
【0049】次に、真空容器内で引続いて、半導体基板
1に対し、図7及び図8で前述した従来の半導体基板加
工法の場合と同様に、マスク層11をマスクとする、例
えばエタンと水素との1:1の割合の混合ガスのプラズ
マでなる炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処
理を施すことによって、半導体層6から、マスク層11
に対応しているパタ―ンを有する半導体層16を形成す
る(図4C)。Then, subsequently in the vacuum container, the semiconductor substrate 1 is masked with the mask layer 11 as in the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. The semiconductor layer 6 to the mask layer 11 are subjected to an etching treatment using a hydrocarbon-based gas plasma which is a plasma of a mixed gas of 1: 1 and hydrogen.
Forming a semiconductor layer 16 having a pattern corresponding to (FIG. 4C).
【0050】次に、同じ真空容器内で引続いて、マスク
層11に対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を
施し、半導体層16から半導体層6を形成する工程にお
いて、炭化水素系ガスの成分と半導体層16の材料との
重合により生成された炭素化合物でなる層18がマスク
層11上に形成されていても、そのような層18を、実
質的にほとんど除去する(図4D)。Next, in the step of forming the semiconductor layer 6 from the semiconductor layer 16 by subjecting the mask layer 11 to etching treatment using oxygen plasma subsequently in the same vacuum chamber, the components of the hydrocarbon-based gas are Even if a layer 18 made of a carbon compound produced by the polymerization of the above and the material of the semiconductor layer 16 is formed on the mask layer 11, such layer 18 is substantially removed (FIG. 4D).
【0051】次に、図7及び図8で前述した従来の半導
体基板加工法の場合と同様に、半導体基板1上から、マ
スク層11を除去する(図5E)。Next, as in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. 7 and 8, the mask layer 11 is removed from the semiconductor substrate 1 (FIG. 5E).
【0052】次に、半導体基板1に対し、図7及び図8
で前述した従来の半導体基板加工法の場合と同様に、半
導体層16をマスクとする、例えば塩素と水との3:1
の割合の溶液でなるエッチング溶液を用いたエッチング
処理を施すことによって、半導体層5から、半導体層1
6に対応しているパタ―ンを有する半導体層15を形成
する(図5F)。Next, with respect to the semiconductor substrate 1, FIGS.
As in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above, the semiconductor layer 16 is used as a mask, for example, 3: 1 chlorine and water.
By performing an etching process using an etching solution composed of a solution of
A semiconductor layer 15 having a pattern corresponding to 6 is formed (FIG. 5F).
【0053】次に、半導体基板1に対し、図7及び図8
で前述した従来の半導体基板加工法の場合と同様に、半
導体層16乃至半導体層15をマスクとする、例えば硫
酸と過酸化水素と水との1:1:20の割合の硫酸系溶
液でなるエッチング溶液を用いたエッチング処理を施す
ことによって、半導体層4から、半導体層15に対応し
ているパタ―ンを有する半導体層14を形成する(図5
G)。この場合、半導体層16は、半導体層4と同じI
nGaAs系でなり且つ半導体層4に比し薄い厚さを有
しているため、半導体層15上から除去されている。Next, with respect to the semiconductor substrate 1, FIGS.
As in the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above, the semiconductor layer 16 to the semiconductor layer 15 are used as a mask, for example, a sulfuric acid-based solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water in a ratio of 1: 1: 20. By performing an etching process using an etching solution, a semiconductor layer 14 having a pattern corresponding to the semiconductor layer 15 is formed from the semiconductor layer 4 (FIG. 5).
G). In this case, the semiconductor layer 16 has the same I
Since it is made of nGaAs and has a smaller thickness than the semiconductor layer 4, it is removed from the semiconductor layer 15.
【0054】以上が、本発明による半導体基板加工法の
第2の実施例である。The above is the second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention.
【0055】また、図3〜図5に示す本発明による半導
体基板加工法は、詳細説明は省略するが、半導体層16
から半導体層6を形成する工程(図4C)におけるエッ
チング処理を、真空容器内で、炭化水素系ガスプラズマ
を用いて行い、また、半導体基板1上にマスク層11を
形成する工程後、半導体層16から半導体層6を形成す
る工程前、及び半導体層16から半導体層6を形成する
工程後、半導体基板1上からマスク層11を除去する工
程前において、真空容器内で、マスク層11に対し、酸
素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程(図4
B、及び図5D)をそれぞれ有することを除いて、図7
及び図8で前述した従来の半導体基板加工法の場合と同
様であり、従って、図7及び図8で前述した従来の半導
体基板加工法の場合に準じて、半導体層6を半導体層1
6からマスク層11をマスクとするエッチング処理によ
り形成する工程(図4C)において、半導体層16が薄
く形成されていれば、半導体層6を、マスク層11のパ
タ―ンに高精度に応じているものとして形成することが
でき、一方、半導体層5乃至4を半導体層15乃至14
から形成する工程(図5F乃至G)において、その半導
体層5乃至4が、半導体層6をマスクとするエッチング
処理により形成されるので、その半導体層5乃至4をマ
スク層11のパタ―ンに高精度に応じたものとして形成
することができる。The semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 3 to 5 is not described in detail, but the semiconductor layer 16 is used.
The etching process in the step of forming the semiconductor layer 6 from FIG. 4C (FIG. 4C) is performed using a hydrocarbon-based gas plasma in a vacuum container, and after the step of forming the mask layer 11 on the semiconductor substrate 1, the semiconductor layer Before the step of forming the semiconductor layer 6 from the semiconductor layer 16 and after the step of forming the semiconductor layer 6 from the semiconductor layer 16 and before the step of removing the mask layer 11 from the semiconductor substrate 1 with respect to the mask layer 11 in a vacuum container. , A step of performing an etching process using oxygen plasma (see FIG. 4).
B, and FIG. 5D), respectively.
7 is similar to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIG. 8, and accordingly, the semiconductor layer 6 is replaced with the semiconductor layer 1 according to the case of the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS.
If the semiconductor layer 16 is thinly formed in the step (FIG. 4C) of forming the mask layer 11 by the etching process using the mask layer 11 as a mask, the semiconductor layer 6 is accurately patterned according to the pattern of the mask layer 11. The semiconductor layers 5 to 4 may be formed as the semiconductor layers 15 to 14
5F to 5G, since the semiconductor layers 5 to 4 are formed by the etching process using the semiconductor layer 6 as a mask, the semiconductor layers 5 to 4 are used as patterns of the mask layer 11. It can be formed as one having high precision.
【0056】しかしながら、図3〜図7に示す本発明に
よる半導体基板加工法の場合、半導体層16から半導体
層6を形成する工程におけるエッチング処理を、真空容
器内で、炭化水素系ガスプラズマを用いて行っているの
で、マスク層11と半導体層16とのエッチング選択比
を、図7及び図8で上述した従来の半導体基板加工法に
おいて半導体層16から半導体層6を形成する場合のエ
ッチング処理にエッチング溶液を用いる場合に比し、大
きくとることができ、このため、半導体層6をほとんど
サイドエッチングされていないものとして形成すること
ができ、よって、半導体基板1を、所期の微細なパタ―
ンに、高精度に、容易に加工することができる。However, in the case of the semiconductor substrate processing method according to the present invention shown in FIGS. 3 to 7, the etching process in the step of forming the semiconductor layer 16 from the semiconductor layer 16 uses the hydrocarbon-based gas plasma in the vacuum container. Since the etching selection ratio between the mask layer 11 and the semiconductor layer 16 is set to the etching treatment when the semiconductor layer 16 is formed from the semiconductor layer 16 in the conventional semiconductor substrate processing method described above with reference to FIGS. It can be made larger than when an etching solution is used, and therefore, the semiconductor layer 6 can be formed with almost no side etching. Therefore, the semiconductor substrate 1 can be formed into a desired fine pattern.
It can be easily and accurately processed.
【0057】また、半導体基板1上にマスク層11を形
成する工程(図3A)後、半導体層16から半導体層6
を形成する工程(図4C)前において、真空容器内で、
マスク層11に対し酸素プラズマを用いたエッチング処
理を施す工程(図4B)を有するので、その工程によっ
て、マスク層11を形成する工程(図3A)において、
マスク層11を裾17を有さず且つ半導体基板1上にマ
スク層の材料でなる残渣物などを残さずに形成するの
に、マスク層11が微細になればなるほど大きな困難を
伴うことから、そのような裾17を有していたり、残渣
物を残していたりしても、そのような裾17や、残渣物
が、ほとんど除去され、よって、半導体層16から半導
体層6を形成する工程(図4C)において、その半導体
層6が、マスク層11のパタ―ンに高精度に応じている
ものとして形成され、よって、半導体基板1を、所期の
微細なパタ―ンに、高精度に、容易に加工することがで
きる。After the step of forming the mask layer 11 on the semiconductor substrate 1 (FIG. 3A), the semiconductor layers 16 to 6 are formed.
Before the step of forming (FIG. 4C), in a vacuum container,
Since there is a step (FIG. 4B) of etching the mask layer 11 using oxygen plasma, in the step (FIG. 3A) of forming the mask layer 11 by the step,
Since it is difficult to form the mask layer 11 without the hem 17 and without leaving a residue or the like made of the material of the mask layer on the semiconductor substrate 1, the finer the mask layer 11 is, the more difficult it is. Even if it has such a skirt 17 or leaves a residue, such a hem 17 and the residue are almost removed, so that the step of forming the semiconductor layer 6 from the semiconductor layer 16 ( In FIG. 4C), the semiconductor layer 6 is formed so as to correspond to the pattern of the mask layer 11 with high precision, and thus the semiconductor substrate 1 is formed into the desired fine pattern with high precision. , Can be easily processed.
【0058】さらに、半導体層16から半導体層6を形
成する工程後、半導体基板1上からマスク層11を除去
する工程前において、真空容器内で、マスク層11に対
し酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程(図
4D)を有するので、その工程によって、半導体層16
から半導体層6を形成する工程(図5E)において、マ
スク層11上に、炭化水素系ガスの成分と半導体層16
の材料との重合により生成された炭素化合物でなる層1
8が形成されていたりしても、そのような層18が、ほ
とんど除去され、よって、マスク層11を半導体基板1
上から除去する工程(図5E)において、そのマスク層
11を、容易に除去することができる。Further, after the step of forming the semiconductor layer 6 from the semiconductor layer 16 and before the step of removing the mask layer 11 from the semiconductor substrate 1, the mask layer 11 is subjected to an etching treatment using oxygen plasma in a vacuum chamber. 4D), the semiconductor layer 16
In the step of forming the semiconductor layer 6 from the above (FIG. 5E), the hydrocarbon-based gas component and the semiconductor layer 16 are formed on the mask layer 11.
Layer 1 made of a carbon compound produced by polymerization with the above materials
8 is formed, most of such layer 18 is removed, and thus mask layer 11 is applied to semiconductor substrate 1
In the step of removing from above (FIG. 5E), the mask layer 11 can be easily removed.
【0059】なお、図1及び図2で上述した本発明によ
る半導体基板加工法の第1の実施例においては、半導体
基板本体2のみからなる構成を有する半導体基板1に加
工を施す場合に本発明を適用した場合を述べたが、半導
体基板本体2上に半導体層が単層に形成されまたは複数
の半導体層が積層して形成されている構成を有する半導
体基板に加工を施す場合に本発明を適用して、図1及び
図2で上述した本発明による半導体基板加工法の第1の
実施例の場合と同様の作用効果を得るようにすることも
できる。In the first embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2, the present invention is applied to the case where the semiconductor substrate 1 having only the semiconductor substrate body 2 is processed. However, the present invention is applied to the case of processing a semiconductor substrate having a structure in which the semiconductor layer is formed as a single layer or a plurality of semiconductor layers are laminated on the semiconductor substrate body 2. By applying it, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above with reference to FIGS.
【0060】また、図3〜図5で上述した本発明による
半導体基板加工法の第2の実施例においては、半導体基
板本体2上に4つの半導体層3、4、5及び6が積層し
て形成されている構成を有する半導体基板1に加工を施
す場合に本発明を適用した場合を述べたが、半導体基板
本体上に第1及び第2の半導体層が、それぞれ単層でま
たは複数の半導体層の積層体で積層して形成されている
構成を有する半導体基板に加工する場合に本発明を適用
して、図3〜図5で上述した本発明による半導体基板加
工法の第2の実施例の場合と同様の作用効果を得ること
もできる。In the second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above with reference to FIGS. 3 to 5, four semiconductor layers 3, 4, 5 and 6 are laminated on the semiconductor substrate body 2. The case where the present invention is applied to the case where the semiconductor substrate 1 having the formed structure is processed has been described, but the first and second semiconductor layers are each a single layer or a plurality of semiconductors on the semiconductor substrate body. A second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above with reference to FIGS. 3 to 5 by applying the present invention when processing a semiconductor substrate having a structure formed by stacking layers. It is also possible to obtain the same effect as the above case.
【0061】さらに、上述した本発明による半導体基板
加工法の各実施例においては、マスク層11を、電子線
レジストでなるものとして形成した場合につき述べた
が、マスク層11を、X線レジスト、フォトレジストを
含む電子線レジスト以外の他の種々のレジストでなるも
のとして形成する場合でも、上述した本発明による半導
体基板加工法の各実施例の作用効果を得ることができ、
その他、本発明の精神を脱することなしに、種々の変
型、変更をなし得るであろう。Furthermore, in each of the embodiments of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above, the case where the mask layer 11 is formed of the electron beam resist has been described. Even when it is formed of various resists other than the electron beam resist including the photoresist, it is possible to obtain the effects of the respective embodiments of the semiconductor substrate processing method according to the present invention described above.
Besides, various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
【図1】本発明による半導体基板加工法の第1の実施例
を示す、順次の工程における略線的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view in a sequential process showing a first embodiment of a semiconductor substrate processing method according to the present invention.
【図2】本発明による半導体基板加工法の第1の実施例
を示す、図1の順次の工程に続く、順次の工程における
略線的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a semiconductor substrate processing method according to the present invention in a sequential process subsequent to the sequential process in FIG.
【図3】本発明による半導体基板加工法の第2の実施例
を示す、最初の工程における略線的断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view in the first step showing the second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention.
【図4】本発明による半導体基板加工法の第2の実施例
を示す、図3の工程に続く、順次の工程における略線的
断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention in successive steps following the step of FIG.
【図5】本発明による半導体基板加工法の第2の実施例
を示す、図4の順次の工程に続く、順次の工程における
略線的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the semiconductor substrate processing method according to the present invention in a sequential process subsequent to the sequential process in FIG.
【図6】従来の半導体基板加工法を示す、順次の工程に
おける略線的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view in a sequential process showing a conventional semiconductor substrate processing method.
【図7】従来の他の半導体基板加工法を示す、順次の工
程における略線的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view in a sequential process showing another conventional semiconductor substrate processing method.
【図8】従来の他の半導体基板加工法を示す、図7の順
次の工程に続く、順次の工程における略線的断面図であ
る。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another conventional semiconductor substrate processing method in a sequential process subsequent to the sequential process in FIG. 7.
1 半導体基板 2 半導体基板本体 3、4、5、6 半導体層 11 マスク層 12 突部 13 溝 14、15、16 半導体層 17 裾 18 層 1 Semiconductor Substrate 2 Semiconductor Substrate Body 3, 4, 5, 6 Semiconductor Layer 11 Mask Layer 12 Projection 13 Grooves 14, 15, 16 Semiconductor Layer 17 Bottom 18 Layer
Claims (2)
いるまたは形成していない構成を有する、予め用意され
た半導体基板上に、レジストでなるマスク層を形成する
工程と、 その工程後、真空容器内で、上記マスク層に対し、酸素
プラズマを用いたエッチング処理を施す工程と、 その工程後、上記真空容器内で引続き、上記半導体基板
に対し、上記マスク層をマスクとする炭化水素系ガスプ
ラズマを用いたエッチング処理を施す工程と、 その工程後、上記真空容器内で引続き、上記マスク層に
対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程
と、 その工程後、上記半導体基板上から、上記マスク層を除
去する工程とを有する半導体基板加工法。1. A step of forming a mask layer made of a resist on a semiconductor substrate prepared in advance, which has a structure in which a semiconductor layer is formed or not formed on a semiconductor substrate body, and after the step, A step of subjecting the mask layer to an etching treatment using oxygen plasma in a vacuum container, and, after that step, a hydrocarbon-based mask using the mask layer as a mask for the semiconductor substrate. A step of performing an etching process using gas plasma, a step of performing an etching process using oxygen plasma on the mask layer after the step, and a step of performing an etching process using oxygen plasma on the semiconductor substrate after the step. And a step of removing the mask layer, the method for processing a semiconductor substrate.
有する第1及び第2の半導体層がそれらの順に積層して
形成されている構成を有する、予め用意された半導体基
板上に、レジストでなるマスク層を形成する工程と、 その工程後、真空容器内で、上記マスク層に対し、酸素
プラズマを用いたエッチング処理を施す工程と、 その工程後、上記真空容器内で引続き、上記半導体基板
の第2の半導体層に対し、上記マスク層をマスクとする
炭化水素系ガスプラズマを用いたエッチング処理を施す
ことによって、上記第2の半導体層から、上記マスク層
に対応しているパタ―ンを有する第3の半導体層を形成
する工程と、 その工程後、上記真空容器内で引続き、上記マスク層に
対し、酸素プラズマを用いたエッチング処理を施す工程
と、 その工程後、上記半導体基板上から、上記マスク層を除
去する工程と、 その工程後、上記第1の半導体層に対し、上記第3の半
導体層をマスクとするエッチング溶液を用いたエッチン
グ処理を施すことによって、上記第1の半導体層から、
上記第3の半導体層に対応しているパタ―ンを有する第
4の半導体層を形成する工程とを有する半導体基板加工
法。2. A resist prepared on a semiconductor substrate prepared in advance, which has a structure in which first and second semiconductor layers having different compositions are laminated in this order on a semiconductor substrate body. And a step of performing an etching process using oxygen plasma on the mask layer in a vacuum container after the step of forming a mask layer consisting of A pattern corresponding to the mask layer is formed from the second semiconductor layer by subjecting the second semiconductor layer of the substrate to an etching process using a hydrocarbon-based gas plasma using the mask layer as a mask. A step of forming a third semiconductor layer having a silicon layer, and a step of performing an etching process using oxygen plasma on the mask layer after the step of forming the third semiconductor layer. After that, a step of removing the mask layer from the semiconductor substrate, and after the step, an etching process using an etching solution with the third semiconductor layer as a mask is performed on the first semiconductor layer. From the first semiconductor layer,
And a step of forming a fourth semiconductor layer having a pattern corresponding to the third semiconductor layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208484A JPH0637060A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Semiconductor substrate processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208484A JPH0637060A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Semiconductor substrate processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637060A true JPH0637060A (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=16556929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208484A Pending JPH0637060A (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Semiconductor substrate processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637060A (en) |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4208484A patent/JPH0637060A/en active Pending
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