JPH1064887A - ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング方法及びドライエッチング装置Info
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- JPH1064887A JPH1064887A JP23722496A JP23722496A JPH1064887A JP H1064887 A JPH1064887 A JP H1064887A JP 23722496 A JP23722496 A JP 23722496A JP 23722496 A JP23722496 A JP 23722496A JP H1064887 A JPH1064887 A JP H1064887A
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- etched
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積の被エッチング材に対しても均一性及
び制御性のよいドライエッチングを効率的に行う。 【解決手段】 加熱された反応性ガス４４を噴射ノズル
３２から被エッチング材４２にシート状に噴射しつつ、
反応性ガス４４で被エッチング材４２を走査してドライ
エッチングする。このため、反応性ガス４４を拡散させ
ず且つ噴射面積を小さくしても、少ない走査回数で被エ
ッチング材４２の全体をドライエッチングすることがで
きる。しかも、荷電粒子を用いる必要がなく、等方性エ
ッチングと異方性エッチングとの比率を制御することも
可能である。
び制御性のよいドライエッチングを効率的に行う。 【解決手段】 加熱された反応性ガス４４を噴射ノズル
３２から被エッチング材４２にシート状に噴射しつつ、
反応性ガス４４で被エッチング材４２を走査してドライ
エッチングする。このため、反応性ガス４４を拡散させ
ず且つ噴射面積を小さくしても、少ない走査回数で被エ
ッチング材４２の全体をドライエッチングすることがで
きる。しかも、荷電粒子を用いる必要がなく、等方性エ
ッチングと異方性エッチングとの比率を制御することも
可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置の
製造に際してドライエッチングを行うための方法及び装
置に関するものである。
製造に際してドライエッチングを行うための方法及び装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造するための半導体ウェ
ハは大口径化の方向へ進んでおり、液晶素子を駆動する
薄膜トランジスタ等を製造するための半導体ウェハに
は、口径が３００ｍｍを超えるものもある。そして、半
導体装置の製造に際してはドライエッチングを行うこと
が必須であるので、半導体ウェハの大口径化に伴って、
大口径の半導体ウェハに対応し得るドライエッチング装
置が開発されている。
ハは大口径化の方向へ進んでおり、液晶素子を駆動する
薄膜トランジスタ等を製造するための半導体ウェハに
は、口径が３００ｍｍを超えるものもある。そして、半
導体装置の製造に際してはドライエッチングを行うこと
が必須であるので、半導体ウェハの大口径化に伴って、
大口径の半導体ウェハに対応し得るドライエッチング装
置が開発されている。
【０００３】この様なドライエッチング装置として、ま
ず、ＥＣＲプラズマを用いるプラズマエッチング装置
や、誘導結合プラズマや変成器結合プラズマやヘリコン
波プラズマ等の拡散プラズマを用いるプラズマエッチン
グ装置がある。
ず、ＥＣＲプラズマを用いるプラズマエッチング装置
や、誘導結合プラズマや変成器結合プラズマやヘリコン
波プラズマ等の拡散プラズマを用いるプラズマエッチン
グ装置がある。
【０００４】図３は、このうちのヘリコン波プラズマを
用いるプラズマエッチング装置を示している。このプラ
ズマエッチング装置１１はプラズマ生成室１２を有して
おり、高周波電源１３に接続されているヘリコンアンテ
ナ１４がプラズマ生成室１２の周囲に巻回されると共
に、反応性ガスの導入管１５がプラズマ生成室１２に接
続されている。
用いるプラズマエッチング装置を示している。このプラ
ズマエッチング装置１１はプラズマ生成室１２を有して
おり、高周波電源１３に接続されているヘリコンアンテ
ナ１４がプラズマ生成室１２の周囲に巻回されると共
に、反応性ガスの導入管１５がプラズマ生成室１２に接
続されている。
【０００５】プラズマ生成室１２にはエッチング室１６
が連なっており、高周波電源１７に接続されているステ
ージ１８がエッチング室１６内に配置されている。この
プラズマエッチング装置１１では、半導体ウェハ２１を
ステージ１８上に載置した状態で、プラズマ生成室１２
内で高密度のプラズマ２２を生成し、このプラズマ２２
をエッチング室１６内に拡散させて、ラジカル２３でド
ライエッチングを行う。
が連なっており、高周波電源１７に接続されているステ
ージ１８がエッチング室１６内に配置されている。この
プラズマエッチング装置１１では、半導体ウェハ２１を
ステージ１８上に載置した状態で、プラズマ生成室１２
内で高密度のプラズマ２２を生成し、このプラズマ２２
をエッチング室１６内に拡散させて、ラジカル２３でド
ライエッチングを行う。
【０００６】また、大口径の半導体ウェハに対応し得る
ドライエッチング装置として、上述の様な各種のプラズ
マエッチング装置の他に、高温分子ビームやイオンビー
ムのスポットで半導体ウェハを走査することによって、
この半導体ウェハの全面をエッチングするエッチング装
置もある。
ドライエッチング装置として、上述の様な各種のプラズ
マエッチング装置の他に、高温分子ビームやイオンビー
ムのスポットで半導体ウェハを走査することによって、
この半導体ウェハの全面をエッチングするエッチング装
置もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＣＲプラズ
マを用いるプラズマエッチング装置では、磁場発生コイ
ルの大型化が難しい。また、図３に示したヘリコン波プ
ラズマを用いるプラズマエッチング装置１１を含めて、
拡散プラズマを用いるプラズマエッチング装置では、プ
ラズマ密度の均一化は可能であるが、ラジカル密度の均
一化つまり輸送の均一化が難しい。更に、高温分子ビー
ムやイオンビームのスポットで半導体ウェハを走査する
エッチング装置では、半導体ウェハの走査に長時間を要
する。
マを用いるプラズマエッチング装置では、磁場発生コイ
ルの大型化が難しい。また、図３に示したヘリコン波プ
ラズマを用いるプラズマエッチング装置１１を含めて、
拡散プラズマを用いるプラズマエッチング装置では、プ
ラズマ密度の均一化は可能であるが、ラジカル密度の均
一化つまり輸送の均一化が難しい。更に、高温分子ビー
ムやイオンビームのスポットで半導体ウェハを走査する
エッチング装置では、半導体ウェハの走査に長時間を要
する。
【０００８】従って、従来の何れのドライエッチング装
置でも、大口径の半導体ウェハに対しては、均一性及び
制御性のよいドライエッチングを効率的に行うことが困
難であった。
置でも、大口径の半導体ウェハに対しては、均一性及び
制御性のよいドライエッチングを効率的に行うことが困
難であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願の発明によるドライ
エッチング方法は、加熱された反応性ガスを被エッチン
グ材にシート状に噴射しつつ、前記反応性ガスで前記被
エッチング材を走査することによって、この被エッチン
グ材をドライエッチングする。
エッチング方法は、加熱された反応性ガスを被エッチン
グ材にシート状に噴射しつつ、前記反応性ガスで前記被
エッチング材を走査することによって、この被エッチン
グ材をドライエッチングする。
【００１０】本願の発明によるドライエッチング方法
は、反応生成物を分析することによって前記ドライエッ
チングの終点判定を行うことが好ましい。
は、反応生成物を分析することによって前記ドライエッ
チングの終点判定を行うことが好ましい。
【００１１】本願の発明によるドライエッチング方法
は、反応生成物を分析することによって前記走査の速度
を制御することが好ましい。
は、反応生成物を分析することによって前記走査の速度
を制御することが好ましい。
【００１２】本願の発明によるドライエッチング方法
は、前記噴射を行いつつ、この噴射を行う領域に接する
領域で排気を行うことが好ましい。
は、前記噴射を行いつつ、この噴射を行う領域に接する
領域で排気を行うことが好ましい。
【００１３】本願の発明によるドライエッチング方法
は、前記被エッチング材のうちで前記反応性ガスを噴射
される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給すること
が好ましい。
は、前記被エッチング材のうちで前記反応性ガスを噴射
される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給すること
が好ましい。
【００１４】本願の発明によるドライエッチング装置
は、加熱された反応性ガスを被エッチング材にシート状
に噴射する噴射ノズルと、前記被エッチング材と前記噴
射ノズルとを相対的に移動させる移動手段とを具備して
いる。
は、加熱された反応性ガスを被エッチング材にシート状
に噴射する噴射ノズルと、前記被エッチング材と前記噴
射ノズルとを相対的に移動させる移動手段とを具備して
いる。
【００１５】本願の発明によるドライエッチング装置
は、反応生成物を分析する分析手段を具備することが好
ましい。
は、反応生成物を分析する分析手段を具備することが好
ましい。
【００１６】本願の発明によるドライエッチング装置
は、前記分析手段の出力結果に基づいて前記移動手段に
よる移動速度を制御する制御手段を具備することが好ま
しい。
は、前記分析手段の出力結果に基づいて前記移動手段に
よる移動速度を制御する制御手段を具備することが好ま
しい。
【００１７】本願の発明によるドライエッチング装置
は、前記噴射ノズルに接して設けられている排気ダクト
を具備することが好ましい。
は、前記噴射ノズルに接して設けられている排気ダクト
を具備することが好ましい。
【００１８】本願の発明によるドライエッチング装置
は、前記噴射ノズルに接して設けられていて反応抑制ガ
スを供給する供給ノズルを具備することが好ましい。
は、前記噴射ノズルに接して設けられていて反応抑制ガ
スを供給する供給ノズルを具備することが好ましい。
【００１９】本願の発明によるドライエッチング方法
は、シート状に噴射している反応性ガスで被エッチング
材を走査しているので、反応性ガスを拡散させず且つ噴
射面積を小さくしても、シート状の反応性ガスに垂直な
方向を走査方向にすることによって、少ない走査回数で
被エッチング材の全体をドライエッチングすることがで
きる。
は、シート状に噴射している反応性ガスで被エッチング
材を走査しているので、反応性ガスを拡散させず且つ噴
射面積を小さくしても、シート状の反応性ガスに垂直な
方向を走査方向にすることによって、少ない走査回数で
被エッチング材の全体をドライエッチングすることがで
きる。
【００２０】しかも、加熱された反応性ガスを噴射させ
ているので、荷電粒子を用いる必要がなく、反応性ガス
の熱エネルギーと運動エネルギーとを制御することによ
って、等方性エッチングと異方性エッチングとの比率を
制御することも可能である。
ているので、荷電粒子を用いる必要がなく、反応性ガス
の熱エネルギーと運動エネルギーとを制御することによ
って、等方性エッチングと異方性エッチングとの比率を
制御することも可能である。
【００２１】また、反応生成物を分析することによって
ドライエッチングの終点判定を行えば、被エッチング材
のうちの所望の層のみをドライエッチングして、その下
地に対するオーバエッチングを防止することができる。
ドライエッチングの終点判定を行えば、被エッチング材
のうちの所望の層のみをドライエッチングして、その下
地に対するオーバエッチングを防止することができる。
【００２２】また、反応生成物を分析することによっ
て、反応性ガスによる走査の速度を制御すれば、被エッ
チング材の領域によってエッチング速度が異なる場合で
も、所望の層を確実にドライエッチングすることができ
る。
て、反応性ガスによる走査の速度を制御すれば、被エッ
チング材の領域によってエッチング速度が異なる場合で
も、所望の層を確実にドライエッチングすることができ
る。
【００２３】また、反応性ガスを噴射しつつ、この噴射
を行う領域に接する領域で排気を行えば、運動エネルギ
ーを失った反応性ガスによる等方性エッチングや反応生
成物の再堆積を防止することができる。
を行う領域に接する領域で排気を行えば、運動エネルギ
ーを失った反応性ガスによる等方性エッチングや反応生
成物の再堆積を防止することができる。
【００２４】また、被エッチング材のうちで反応性ガス
を噴射される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給す
れば、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガ
スによる等方性エッチングを容易に防止することができ
る。
を噴射される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給す
れば、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガ
スによる等方性エッチングを容易に防止することができ
る。
【００２５】本願の発明によるドライエッチング装置
は、反応性ガスを噴射する噴射ノズルと、被エッチング
材と噴射ノズルとを相対的に移動させる移動手段とを具
備しているので、反応性ガスで被エッチング材を走査す
ることができる。更に、噴射ノズルは反応性ガスをシー
ト状に噴射するので、反応性ガスを拡散させず且つ噴射
面積を小さくしても、シート状の反応性ガスに垂直な方
向を走査方向にすることによって、少ない走査回数で被
エッチング材の全体をドライエッチングすることができ
る。
は、反応性ガスを噴射する噴射ノズルと、被エッチング
材と噴射ノズルとを相対的に移動させる移動手段とを具
備しているので、反応性ガスで被エッチング材を走査す
ることができる。更に、噴射ノズルは反応性ガスをシー
ト状に噴射するので、反応性ガスを拡散させず且つ噴射
面積を小さくしても、シート状の反応性ガスに垂直な方
向を走査方向にすることによって、少ない走査回数で被
エッチング材の全体をドライエッチングすることができ
る。
【００２６】しかも、噴射ノズルは加熱された反応性ガ
スを噴射させているので、荷電粒子を用いる必要がな
く、反応性ガスの熱エネルギーと運動エネルギーとを制
御することによって、等方性エッチングと異方性エッチ
ングとの比率を制御することも可能である。
スを噴射させているので、荷電粒子を用いる必要がな
く、反応性ガスの熱エネルギーと運動エネルギーとを制
御することによって、等方性エッチングと異方性エッチ
ングとの比率を制御することも可能である。
【００２７】また、反応生成物を分析する分析手段を具
備していれば、反応生成物を分析することによってドラ
イエッチングの終点判定を行うことができるので、被エ
ッチング材のうちの所望の層のみをドライエッチングし
て、その下地に対するオーバエッチングを防止すること
ができる。
備していれば、反応生成物を分析することによってドラ
イエッチングの終点判定を行うことができるので、被エ
ッチング材のうちの所望の層のみをドライエッチングし
て、その下地に対するオーバエッチングを防止すること
ができる。
【００２８】また、分析手段の出力結果に基づいて移動
手段による移動速度を制御する制御手段を具備していれ
ば、反応性ガスによる走査の速度を制御することができ
るので、被エッチング材の領域によってエッチング速度
が異なる場合でも、所望の層を確実にドライエッチング
することができる。
手段による移動速度を制御する制御手段を具備していれ
ば、反応性ガスによる走査の速度を制御することができ
るので、被エッチング材の領域によってエッチング速度
が異なる場合でも、所望の層を確実にドライエッチング
することができる。
【００２９】また、噴射ノズルに接して設けられている
排気ダクトを具備していれば、反応性ガスを噴射しつ
つ、この噴射を行う領域に接する領域で排気を行うこと
ができるので、運動エネルギーを失った反応性ガスによ
る等方性エッチングや反応生成物の再堆積を防止するこ
とができる。
排気ダクトを具備していれば、反応性ガスを噴射しつ
つ、この噴射を行う領域に接する領域で排気を行うこと
ができるので、運動エネルギーを失った反応性ガスによ
る等方性エッチングや反応生成物の再堆積を防止するこ
とができる。
【００３０】また、噴射ノズルに接して設けられていて
反応抑制ガスを供給する供給ノズルを具備していれば、
被エッチング材のうちで反応性ガスを噴射される領域に
接する領域に反応抑制ガスを供給することができるの
で、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガス
による等方性エッチングを容易に防止することができ
る。
反応抑制ガスを供給する供給ノズルを具備していれば、
被エッチング材のうちで反応性ガスを噴射される領域に
接する領域に反応抑制ガスを供給することができるの
で、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガス
による等方性エッチングを容易に防止することができ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１及び第２
実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態のドライエッチング装置を示してい
る。図１（ａ）に示す様に、このドライエッチング装置
３１は、ガスの導入側から噴射口３２ａに向かって断面
積が狭くなっている噴射ノズル３２を具備している。な
お、細長い噴射口３２ａは、処理すべき半導体ウェハの
直径または短辺よりも長い。
実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態のドライエッチング装置を示してい
る。図１（ａ）に示す様に、このドライエッチング装置
３１は、ガスの導入側から噴射口３２ａに向かって断面
積が狭くなっている噴射ノズル３２を具備している。な
お、細長い噴射口３２ａは、処理すべき半導体ウェハの
直径または短辺よりも長い。
【００３２】噴射ノズル３２の周囲には、ヒータ３３と
排気ダクト３４とが取り付けられている。噴射口３２ａ
は可動ステージ３５に対向しており、この可動ステージ
３５は噴射口３２ａに垂直な方向Ａへステージ駆動手段
３６によって移動させられる。
排気ダクト３４とが取り付けられている。噴射口３２ａ
は可動ステージ３５に対向しており、この可動ステージ
３５は噴射口３２ａに垂直な方向Ａへステージ駆動手段
３６によって移動させられる。
【００３３】噴射口３２ａに沿う方向における排気ダク
ト３４の両側には赤外線レーザ３７を用いた吸収スペク
トル分析器３８が取り付けられている。ステージ駆動手
段３６と吸収スペクトル分析器３８とは帰還信号線３９
で接続されており、吸収スペクトル分析器３８からの出
力結果に基づいてステージ駆動手段３６が可動ステージ
３５の移動速度を制御する。
ト３４の両側には赤外線レーザ３７を用いた吸収スペク
トル分析器３８が取り付けられている。ステージ駆動手
段３６と吸収スペクトル分析器３８とは帰還信号線３９
で接続されており、吸収スペクトル分析器３８からの出
力結果に基づいてステージ駆動手段３６が可動ステージ
３５の移動速度を制御する。
【００３４】以上の様なドライエッチング装置３１でド
ライエッチングを行うためには、図１（ａ）に示す様
に、まず、処理すべき半導体ウェハ４１を可動ステージ
３５上に載置する。この半導体ウェハ４１には、図１
（ｂ）に示す様に、被エッチング材４２が全面に形成さ
れており、エッチングに対するマスク４３が被エッチン
グ材４２上に形成されている。
ライエッチングを行うためには、図１（ａ）に示す様
に、まず、処理すべき半導体ウェハ４１を可動ステージ
３５上に載置する。この半導体ウェハ４１には、図１
（ｂ）に示す様に、被エッチング材４２が全面に形成さ
れており、エッチングに対するマスク４３が被エッチン
グ材４２上に形成されている。
【００３５】そして、ヒータ３３で噴射ノズル３２を加
熱した状態で、エッチングガス、つまり、反応性ガス４
４または反応性ガス４４と緩衝性ガスとの混合ガスを噴
射ノズル３２から噴射させつつ、可動ステージ３５を移
動させる。この結果、図１（ｂ）に示す様に、熱エネル
ギー及び運動エネルギーを有する反応性ガス４４と被エ
ッチング材４２とが反応して、この被エッチング材４２
がドライエッチングされる。
熱した状態で、エッチングガス、つまり、反応性ガス４
４または反応性ガス４４と緩衝性ガスとの混合ガスを噴
射ノズル３２から噴射させつつ、可動ステージ３５を移
動させる。この結果、図１（ｂ）に示す様に、熱エネル
ギー及び運動エネルギーを有する反応性ガス４４と被エ
ッチング材４２とが反応して、この被エッチング材４２
がドライエッチングされる。
【００３６】この時、反応性ガス４４と被エッチング材
４２との反応に必要な活性化エネルギーが反応性ガス４
４の熱エネルギーを上回り且つ熱エネルギーと運動エネ
ルギーとの和を下回っていれば、反応性ガス４４の噴射
方向に応じた異方性エッチングを行うことができる。
４２との反応に必要な活性化エネルギーが反応性ガス４
４の熱エネルギーを上回り且つ熱エネルギーと運動エネ
ルギーとの和を下回っていれば、反応性ガス４４の噴射
方向に応じた異方性エッチングを行うことができる。
【００３７】具体的なドライエッチング条件としては、
例えば、次の条件を採用することができる。 被エッチング材 ：燐を添加した多結晶シリコン 噴射ノズルの断面形状：１ｍｍ×３２０ｍｍ 反応性ガスの温度 ：２５０℃ 反応性ガスの流量 ：Ｃｌ2 １０リットル／分
例えば、次の条件を採用することができる。 被エッチング材 ：燐を添加した多結晶シリコン 噴射ノズルの断面形状：１ｍｍ×３２０ｍｍ 反応性ガスの温度 ：２５０℃ 反応性ガスの流量 ：Ｃｌ2 １０リットル／分
【００３８】ところで、図１（ｂ）に示す様に、運動エ
ネルギーを失った反応性ガス４４や反応生成物４５は排
気ダクト３４で排気されているので、運動エネルギーは
失ったが熱エネルギーを有している反応性ガス４４によ
る等方性エッチングや、反応生成物４５の再堆積による
塵埃の付着等が防止されている。なお、排気ダクト３４
にもヒータ（図示せず）が取り付けられており、この排
気ダクト３４の内壁での反応生成物４５等の堆積や冷却
によるラジカルの消耗が防止されている。
ネルギーを失った反応性ガス４４や反応生成物４５は排
気ダクト３４で排気されているので、運動エネルギーは
失ったが熱エネルギーを有している反応性ガス４４によ
る等方性エッチングや、反応生成物４５の再堆積による
塵埃の付着等が防止されている。なお、排気ダクト３４
にもヒータ（図示せず）が取り付けられており、この排
気ダクト３４の内壁での反応生成物４５等の堆積や冷却
によるラジカルの消耗が防止されている。
【００３９】円形の半導体ウェハ４１に被エッチング材
４２が形成されていると、噴射ノズル３２と半導体ウェ
ハ４１との相対位置によって、エッチング面積が異なっ
て、エッチング速度も異なる。この場合は、エッチング
速度の変化に伴ってラジカルや反応生成物４５の密度も
変化するので、これらの変化を吸収スペクトル分析器３
８で検出して、可動ステージ３５の移動速度を変化させ
る。
４２が形成されていると、噴射ノズル３２と半導体ウェ
ハ４１との相対位置によって、エッチング面積が異なっ
て、エッチング速度も異なる。この場合は、エッチング
速度の変化に伴ってラジカルや反応生成物４５の密度も
変化するので、これらの変化を吸収スペクトル分析器３
８で検出して、可動ステージ３５の移動速度を変化させ
る。
【００４０】また、ドライエッチングが終了した場合
も、ラジカルの密度が増加すると共に反応生成物４５の
密度が減少するので、これらの変化を吸収スペクトル分
析器３８で検出して、ドライエッチングの終点を判定す
ることができる。
も、ラジカルの密度が増加すると共に反応生成物４５の
密度が減少するので、これらの変化を吸収スペクトル分
析器３８で検出して、ドライエッチングの終点を判定す
ることができる。
【００４１】図２が、第２実施形態のドライエッチング
装置を示している。このドライエッチング装置４７は、
ヒータ３３が取り付けられている噴射ノズル３２の周囲
に反応抑制ガス４８の供給ノズル４９が配されているこ
と除いて、図１に示した第１実施形態のドライエッチン
グ装置３１と実質的に同様の構成を有している。
装置を示している。このドライエッチング装置４７は、
ヒータ３３が取り付けられている噴射ノズル３２の周囲
に反応抑制ガス４８の供給ノズル４９が配されているこ
と除いて、図１に示した第１実施形態のドライエッチン
グ装置３１と実質的に同様の構成を有している。
【００４２】図１に示した第１実施形態のドライエッチ
ング装置３１では、反応性ガス４４の熱エネルギーと運
動エネルギー、つまり、反応性ガス４４の噴射速度と温
度とを制御することによって異方性エッチングを行って
いるが、この制御のための余裕が少ない。また、仮に中
央値を制御したとしても、この中央値よりも高い熱エネ
ルギーを有する反応性ガス４４によって等方性エッチン
グが行われる可能性がある。
ング装置３１では、反応性ガス４４の熱エネルギーと運
動エネルギー、つまり、反応性ガス４４の噴射速度と温
度とを制御することによって異方性エッチングを行って
いるが、この制御のための余裕が少ない。また、仮に中
央値を制御したとしても、この中央値よりも高い熱エネ
ルギーを有する反応性ガス４４によって等方性エッチン
グが行われる可能性がある。
【００４３】しかし、この第２実施形態のドライエッチ
ング装置４７では、中央値よりも高い熱エネルギーを有
する反応性ガス４４による等方性エッチングを反応抑制
ガス４８によって容易に防止することができる。反応性
ガス４４がフッ素系の場合は、Ｈ2 やＣＯ等を反応抑制
ガス４８として用いることができ、反応性ガス４４が塩
素系の場合は、１０℃程度の低温のＮ2 やＡｒ等である
反応抑制ガス４８による冷却が有効である。
ング装置４７では、中央値よりも高い熱エネルギーを有
する反応性ガス４４による等方性エッチングを反応抑制
ガス４８によって容易に防止することができる。反応性
ガス４４がフッ素系の場合は、Ｈ2 やＣＯ等を反応抑制
ガス４８として用いることができ、反応性ガス４４が塩
素系の場合は、１０℃程度の低温のＮ2 やＡｒ等である
反応抑制ガス４８による冷却が有効である。
【００４４】なお、冷却方式の場合は、反応性ガス４４
及び反応生成物４５と反応して堆積性の物質を形成しな
いガスを反応抑制ガス４８として選定する必要がある。
また、冷却方式の場合は、近接しているヒータ３３等か
らの輻射によって温度が上昇することを防止するため
に、供給ノズル４９を断熱材で製作する必要がある。
及び反応生成物４５と反応して堆積性の物質を形成しな
いガスを反応抑制ガス４８として選定する必要がある。
また、冷却方式の場合は、近接しているヒータ３３等か
らの輻射によって温度が上昇することを防止するため
に、供給ノズル４９を断熱材で製作する必要がある。
【００４５】冷却方式の場合のこの第２実施形態におけ
る具体的なドライエッチング条件としては、例えば、次
の条件を採用することができる。 被エッチング材 ：燐を添加した多結晶シリコン 噴射ノズルの断面形状：１ｍｍ×３２０ｍｍ 反応性ガスの温度 ：３００℃ 反応性ガスの流量 ：Ｃｌ2 １０リットル／分 反応抑制ガスの温度 ：１０℃ 反応抑制ガスの流量 ：Ａｒ ２０リットル／分
る具体的なドライエッチング条件としては、例えば、次
の条件を採用することができる。 被エッチング材 ：燐を添加した多結晶シリコン 噴射ノズルの断面形状：１ｍｍ×３２０ｍｍ 反応性ガスの温度 ：３００℃ 反応性ガスの流量 ：Ｃｌ2 １０リットル／分 反応抑制ガスの温度 ：１０℃ 反応抑制ガスの流量 ：Ａｒ ２０リットル／分
【００４６】以上の様な第１及び第２実施形態では、口
径が３００ｍｍを超える半導体ウェハ４１に対しても均
一性及び制御性のよいドライエッチングを行うことがで
きた。しかも、上述の説明からも明らかな様に、ドライ
エッチングのために荷電粒子を用いていないので、チャ
ージアップによるゲート絶縁膜等の絶縁破壊が生じな
い。
径が３００ｍｍを超える半導体ウェハ４１に対しても均
一性及び制御性のよいドライエッチングを行うことがで
きた。しかも、上述の説明からも明らかな様に、ドライ
エッチングのために荷電粒子を用いていないので、チャ
ージアップによるゲート絶縁膜等の絶縁破壊が生じな
い。
【００４７】なお、以上の第１及び第２実施形態の何れ
においても、燐を添加した多結晶シリコンを被エッチン
グ材４２とし、反応性ガス４４としてＣｌ2 を用いてい
るが、他の被エッチング材や反応性ガスを用いてもよ
い。また、第２実施形態における反応抑制ガス４８とし
てＡｒ以外のガスを用いてもよい。
においても、燐を添加した多結晶シリコンを被エッチン
グ材４２とし、反応性ガス４４としてＣｌ2 を用いてい
るが、他の被エッチング材や反応性ガスを用いてもよ
い。また、第２実施形態における反応抑制ガス４８とし
てＡｒ以外のガスを用いてもよい。
【００４８】
【発明の効果】本願の発明によるドライエッチング方法
では、反応性ガスを拡散させず且つ噴射面積を小さくし
ても、シート状の反応性ガスに垂直な方向を走査方向に
することによって、少ない走査回数で被エッチング材の
全体をドライエッチングすることができるので、大面積
の被エッチング材に対しても均一性及び制御性のよいド
ライエッチングを効率的に行うことができる。
では、反応性ガスを拡散させず且つ噴射面積を小さくし
ても、シート状の反応性ガスに垂直な方向を走査方向に
することによって、少ない走査回数で被エッチング材の
全体をドライエッチングすることができるので、大面積
の被エッチング材に対しても均一性及び制御性のよいド
ライエッチングを効率的に行うことができる。
【００４９】しかも、荷電粒子を用いる必要がないの
で、チャージアップによる絶縁破壊がなく、等方性エッ
チングと異方性エッチングとの比率を制御することも可
能であるので、所望の断面形状でドライエッチングを行
うこともできる。
で、チャージアップによる絶縁破壊がなく、等方性エッ
チングと異方性エッチングとの比率を制御することも可
能であるので、所望の断面形状でドライエッチングを行
うこともできる。
【００５０】また、反応生成物を分析することによって
ドライエッチングの終点判定を行えば、被エッチング材
のうちの所望の層のみをドライエッチングして、その下
地に対するオーバエッチングを防止することができるの
で、ドライエッチングを正確に行うことができる。
ドライエッチングの終点判定を行えば、被エッチング材
のうちの所望の層のみをドライエッチングして、その下
地に対するオーバエッチングを防止することができるの
で、ドライエッチングを正確に行うことができる。
【００５１】また、反応生成物を分析することによっ
て、反応性ガスによる走査の速度を制御すれば、被エッ
チング材の領域によってエッチング速度が異なる場合で
も、所望の層を確実にドライエッチングすることができ
るので、ドライエッチングを正確に行うことができる。
て、反応性ガスによる走査の速度を制御すれば、被エッ
チング材の領域によってエッチング速度が異なる場合で
も、所望の層を確実にドライエッチングすることができ
るので、ドライエッチングを正確に行うことができる。
【００５２】また、反応性ガスを噴射しつつ、この噴射
を行う領域に接する領域で排気を行えば、運動エネルギ
ーを失った反応性ガスによる等方性エッチングや反応生
成物の再堆積を防止することができるので、異方性エッ
チングのみを容易に行うことができると共に、塵埃の付
着による歩留りの低下を防止することができる。
を行う領域に接する領域で排気を行えば、運動エネルギ
ーを失った反応性ガスによる等方性エッチングや反応生
成物の再堆積を防止することができるので、異方性エッ
チングのみを容易に行うことができると共に、塵埃の付
着による歩留りの低下を防止することができる。
【００５３】また、被エッチング材のうちで反応性ガス
を噴射される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給す
れば、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガ
スによる等方性エッチングを容易に防止することができ
るので、異方性エッチングのみを容易に行うことができ
る。
を噴射される領域に接する領域に反応抑制ガスを供給す
れば、中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガ
スによる等方性エッチングを容易に防止することができ
るので、異方性エッチングのみを容易に行うことができ
る。
【００５４】本願の発明によるドライエッチング装置
は、反応性ガスを拡散させず且つ噴射面積を小さくして
も、シート状の反応性ガスに垂直な方向を走査方向にす
ることによって、少ない走査回数で被エッチング材の全
体をドライエッチングすることができるので、大面積の
被エッチング材に対しても均一性及び制御性のよいドラ
イエッチングを効率的に行うことができる。
は、反応性ガスを拡散させず且つ噴射面積を小さくして
も、シート状の反応性ガスに垂直な方向を走査方向にす
ることによって、少ない走査回数で被エッチング材の全
体をドライエッチングすることができるので、大面積の
被エッチング材に対しても均一性及び制御性のよいドラ
イエッチングを効率的に行うことができる。
【００５５】しかも、荷電粒子を用いる必要がないの
で、チャージアップによる絶縁破壊がなく、等方性エッ
チングと異方性エッチングとの比率を制御することも可
能であるので、所望の断面形状でドライエッチングを行
うこともできる。
で、チャージアップによる絶縁破壊がなく、等方性エッ
チングと異方性エッチングとの比率を制御することも可
能であるので、所望の断面形状でドライエッチングを行
うこともできる。
【００５６】また、反応生成物を分析する分析手段を具
備していれば、被エッチング材のうちの所望の層のみを
ドライエッチングして、その下地に対するオーバエッチ
ングを防止することができるので、ドライエッチングを
正確に行うことができる。
備していれば、被エッチング材のうちの所望の層のみを
ドライエッチングして、その下地に対するオーバエッチ
ングを防止することができるので、ドライエッチングを
正確に行うことができる。
【００５７】また、分析手段の出力結果に基づいて移動
手段による移動速度を制御する制御手段を具備していれ
ば、被エッチング材の領域によってエッチング速度が異
なる場合でも、所望の層を確実にドライエッチングする
ことができるので、ドライエッチングを正確に行うこと
ができる。
手段による移動速度を制御する制御手段を具備していれ
ば、被エッチング材の領域によってエッチング速度が異
なる場合でも、所望の層を確実にドライエッチングする
ことができるので、ドライエッチングを正確に行うこと
ができる。
【００５８】また、噴射ノズルに接して設けられている
排気ダクトを具備していれば、運動エネルギーを失った
反応性ガスによる等方性エッチングや反応生成物の再堆
積を防止することができるので、異方性エッチングのみ
を容易に行うことができると共に、塵埃の付着による歩
留りの低下を防止することができる。
排気ダクトを具備していれば、運動エネルギーを失った
反応性ガスによる等方性エッチングや反応生成物の再堆
積を防止することができるので、異方性エッチングのみ
を容易に行うことができると共に、塵埃の付着による歩
留りの低下を防止することができる。
【００５９】また、噴射ノズルに接して設けられていて
反応抑制ガスを供給する供給ノズルを具備していれば、
中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガスによ
る等方性エッチングを容易に防止することができるの
で、異方性エッチングのみを容易に行うことができる。
反応抑制ガスを供給する供給ノズルを具備していれば、
中央値よりも高い熱エネルギーを有する反応性ガスによ
る等方性エッチングを容易に防止することができるの
で、異方性エッチングのみを容易に行うことができる。
【図１】本願の発明の第１実施形態を示しており、
（ａ）は全体の模式的な斜視図、（ｂ）は要部の側面図
である。
（ａ）は全体の模式的な斜視図、（ｂ）は要部の側面図
である。
【図２】本願の発明の第２実施形態における要部の模式
的な側面図である。
的な側面図である。
【図３】本願の発明の一従来例の模式的な側面図であ
る。
る。
３１ ドライエッチング装置 ３２ 噴射ノズル ３３ ヒータ ３４ 排気ダクト ３５ 可動ステージ（移動手段） ３６ ステージ駆動手段（移動手段、制御手段） ３７ 赤外線レーザ（分析手段） ３８ 吸収スペクト
ル分析器（分析手段） ４２ 被エッチング材 ４４ 反応性ガス ４５ 反応生成物 ４７ ドライエッチ
ング装置 ４８ 反応抑制ガス ４９ 供給ノズル
ル分析器（分析手段） ４２ 被エッチング材 ４４ 反応性ガス ４５ 反応生成物 ４７ ドライエッチ
ング装置 ４８ 反応抑制ガス ４９ 供給ノズル
Claims (10)
- 【請求項１】 加熱された反応性ガスを被エッチング材
にシート状に噴射しつつ、前記反応性ガスで前記被エッ
チング材を走査することによって、この被エッチング材
をドライエッチングすることを特徴とするドライエッチ
ング方法。 - 【請求項２】 反応生成物を分析することによって前記
ドライエッチングの終点判定を行うことを特徴とする請
求項１記載のドライエッチング方法。 - 【請求項３】 反応生成物を分析することによって前記
走査の速度を制御することを特徴とする請求項１記載の
ドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記噴射を行いつつ、この噴射を行う領
域に接する領域で排気を行うことを特徴とする請求項１
記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】 前記被エッチング材のうちで前記反応性
ガスを噴射される領域に接する領域に反応抑制ガスを供
給することを特徴とする請求項１記載のドライエッチン
グ方法。 - 【請求項６】 加熱された反応性ガスを被エッチング材
にシート状に噴射する噴射ノズルと、 前記被エッチング材と前記噴射ノズルとを相対的に移動
させる移動手段とを具備することを特徴とするドライエ
ッチング装置。 - 【請求項７】 反応生成物を分析する分析手段を具備す
ることを特徴とする請求項６記載のドライエッチング装
置。 - 【請求項８】 前記分析手段の出力結果に基づいて前記
移動手段による移動速度を制御する制御手段を具備する
ことを特徴とする請求項７記載のドライエッチング装
置。 - 【請求項９】 前記噴射ノズルに接して設けられている
排気ダクトを具備することを特徴とする請求項６記載の
ドライエッチング装置。 - 【請求項１０】 前記噴射ノズルに接して設けられてい
て反応抑制ガスを供給する供給ノズルを具備することを
特徴とする請求項６記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23722496A JPH1064887A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23722496A JPH1064887A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064887A true JPH1064887A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=17012227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23722496A Pending JPH1064887A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064887A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7604849B2 (en) | 2002-08-26 | 2009-10-20 | Panasonic Corporation | Plasma processing method and apparatus |
| JP2010521318A (ja) * | 2007-02-20 | 2010-06-24 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Ｍｅｍｓのエッチングを行うための機器および方法 |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP23722496A patent/JPH1064887A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7604849B2 (en) | 2002-08-26 | 2009-10-20 | Panasonic Corporation | Plasma processing method and apparatus |
| JP2010521318A (ja) * | 2007-02-20 | 2010-06-24 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Ｍｅｍｓのエッチングを行うための機器および方法 |
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