JPH1126426A - 絶縁膜除去方法及び装置 - Google Patents
絶縁膜除去方法及び装置Info
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- JPH1126426A JPH1126426A JP17581797A JP17581797A JPH1126426A JP H1126426 A JPH1126426 A JP H1126426A JP 17581797 A JP17581797 A JP 17581797A JP 17581797 A JP17581797 A JP 17581797A JP H1126426 A JPH1126426 A JP H1126426A
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- light
- wavelength
- etching gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁膜除去方法及び装置に関し、光アシスト
により活性反応種を生成しながらエッチングを行い、且
つ基板や配線を損傷することなく絶縁膜の部分を局所的
にマスクレスで除去することができるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素
子１４を真空チャンバ１２に入れ、反応性エッチングガ
スを真空チャンバに流し、該反応性エッチングガスの吸
収波長に合致した波長の第１の光２４を該反応性エッチ
ングガスに照射し、該絶縁膜の吸収波長に合致した波長
の第２の光３０を該絶縁膜の目標とする位置に局所的に
照射して該絶縁膜の一部を除去して導電性部分を露出さ
せる構成とする。
により活性反応種を生成しながらエッチングを行い、且
つ基板や配線を損傷することなく絶縁膜の部分を局所的
にマスクレスで除去することができるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素
子１４を真空チャンバ１２に入れ、反応性エッチングガ
スを真空チャンバに流し、該反応性エッチングガスの吸
収波長に合致した波長の第１の光２４を該反応性エッチ
ングガスに照射し、該絶縁膜の吸収波長に合致した波長
の第２の光３０を該絶縁膜の目標とする位置に局所的に
照射して該絶縁膜の一部を除去して導電性部分を露出さ
せる構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体微細加工プロ
セスで利用される絶縁膜除去方法及び装置に関する。
セスで利用される絶縁膜除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造ラインにおいて製造された半
導体素子は検査される。このような検査で使用されるＬ
ＳＩ内部診断用光テスタは、探針を直接配線に接触さ
せ、光サンプリング技術を用いて信号（電圧）を測定す
る。そのため、多層化の進んだＬＳＩの内部を診断する
場合、表面保護膜等の絶縁膜を除去して、測定すべき配
線を露出させることが必要である。
導体素子は検査される。このような検査で使用されるＬ
ＳＩ内部診断用光テスタは、探針を直接配線に接触さ
せ、光サンプリング技術を用いて信号（電圧）を測定す
る。そのため、多層化の進んだＬＳＩの内部を診断する
場合、表面保護膜等の絶縁膜を除去して、測定すべき配
線を露出させることが必要である。
【０００３】現在、絶縁膜の除去のために、エキシマレ
ーザを用いた表面剥離パターン装置（ＩＣ薄膜除去装
置）や、Ｎｄ−ＹＡＧレーザの第３高調波を搭載した薄
膜加工用顕微鏡が販売されている。しかしながら、今日
のＬＳＩ搭載素子においては、絶縁膜又は保護膜として
多様なものが利用されているため、これら市販装置には
適用限界があり、また照射条件、加工対象物について試
行錯誤が必要な状態である。
ーザを用いた表面剥離パターン装置（ＩＣ薄膜除去装
置）や、Ｎｄ−ＹＡＧレーザの第３高調波を搭載した薄
膜加工用顕微鏡が販売されている。しかしながら、今日
のＬＳＩ搭載素子においては、絶縁膜又は保護膜として
多様なものが利用されているため、これら市販装置には
適用限界があり、また照射条件、加工対象物について試
行錯誤が必要な状態である。
【０００４】例えばエキシマレーザを光源とした薄膜除
去技術では、照射されるエキシマレーザのフォトンエネ
ルギーより小さな結合エネルギーをもったＳｉ3 Ｎ4 等
の材料はレーザーアブレーションによって除去可能であ
る。例えば、エキシマレーザのフォトンエネルギーは、
ＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）では約５．００ｅＶ、ＡｒＦ
（λ＝１９３ｎｍ）では約６．４２ｅＶであり、Ｓｉ─
Ｎの結合エネルギーは４．５６ｅＶである。しかし、エ
キシマレーザのフォトンエネルギーより大きな原子間結
合エネルギーをもつＳｉＯ2 はレーザーアブレーション
によって除去できない。すなわち、Ｓｉ─Ｏの結合エネ
ルギーは８．３０ｅＶであり、これはエキシマレーザの
フォトンエネルギーより大きい。
去技術では、照射されるエキシマレーザのフォトンエネ
ルギーより小さな結合エネルギーをもったＳｉ3 Ｎ4 等
の材料はレーザーアブレーションによって除去可能であ
る。例えば、エキシマレーザのフォトンエネルギーは、
ＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）では約５．００ｅＶ、ＡｒＦ
（λ＝１９３ｎｍ）では約６．４２ｅＶであり、Ｓｉ─
Ｎの結合エネルギーは４．５６ｅＶである。しかし、エ
キシマレーザのフォトンエネルギーより大きな原子間結
合エネルギーをもつＳｉＯ2 はレーザーアブレーション
によって除去できない。すなわち、Ｓｉ─Ｏの結合エネ
ルギーは８．３０ｅＶであり、これはエキシマレーザの
フォトンエネルギーより大きい。
【０００５】そこで、ＳｉＯ2 を除去するには、化学反
応を用いたエッチング方法の一つとして、光アシストエ
ッチングを行うことが考えられる。光アシストエッチン
グは、反応性エッチングガスを流しながら、エキシマレ
ーザを照射して、ＣＨＦ3 やＣＦ4 やＣ3 Ｈ8 やＣＨＣ
ｌＦ2 などのフロン系の反応性エッチングガスからＣＦ
3 + やＦ- やＦ* （フッ素ラジカル）やＣＦX ラジカル
（Ｘ＝１〜３）などの反応活性種を生成しながらエッチ
ングを行うようにしたものである。
応を用いたエッチング方法の一つとして、光アシストエ
ッチングを行うことが考えられる。光アシストエッチン
グは、反応性エッチングガスを流しながら、エキシマレ
ーザを照射して、ＣＨＦ3 やＣＦ4 やＣ3 Ｈ8 やＣＨＣ
ｌＦ2 などのフロン系の反応性エッチングガスからＣＦ
3 + やＦ- やＦ* （フッ素ラジカル）やＣＦX ラジカル
（Ｘ＝１〜３）などの反応活性種を生成しながらエッチ
ングを行うようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような光
アシストエッチングは、ベタの絶縁膜を除去するのには
向いているが、絶縁膜の一部を局所的に除去するのには
向いていない。絶縁膜の一部を局所的に除去するために
は、絶縁膜の上にマスクを形成する必要があるが、一旦
製造された半導体素子にマスクを形成したり、そのマス
クを剥離したりする手間がかかることになる。
アシストエッチングは、ベタの絶縁膜を除去するのには
向いているが、絶縁膜の一部を局所的に除去するのには
向いていない。絶縁膜の一部を局所的に除去するために
は、絶縁膜の上にマスクを形成する必要があるが、一旦
製造された半導体素子にマスクを形成したり、そのマス
クを剥離したりする手間がかかることになる。
【０００７】また、エキシマレーザが絶縁膜に照射され
ると、レーザ光エネルギーの一部が被加工物である絶縁
膜を透過して、下地に到達するため、下地がＳｉ等の紫
外線に吸収のある基板の場合、約０．５Ｊ／cm2 程度の
光量で基板や配線層が熱によって変形を起こし、Ａｌ配
線層や絶縁膜等が飛散したり、変形したり、損傷を受け
てしまうという問題がある。
ると、レーザ光エネルギーの一部が被加工物である絶縁
膜を透過して、下地に到達するため、下地がＳｉ等の紫
外線に吸収のある基板の場合、約０．５Ｊ／cm2 程度の
光量で基板や配線層が熱によって変形を起こし、Ａｌ配
線層や絶縁膜等が飛散したり、変形したり、損傷を受け
てしまうという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、光アシストにより活性反
応種を生成しながらエッチングを行い、且つ基板や配線
を損傷することなく絶縁膜の部分を局所的にマスクレス
で除去することのできる絶縁膜除去方法及び装置を提供
することである。
応種を生成しながらエッチングを行い、且つ基板や配線
を損傷することなく絶縁膜の部分を局所的にマスクレス
で除去することのできる絶縁膜除去方法及び装置を提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による絶縁膜除去
方法は、絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素子を真
空チャンバに入れ、反応性エッチングガスを真空チャン
バに流し、該反応性エッチングガスの吸収波長に合致し
た波長の第１の光を該反応性エッチングガスに照射し、
該絶縁膜の吸収波長に合致した波長の第２の光を該絶縁
膜の目標とする位置に局所的に照射して該絶縁膜の一部
を除去して導電性部分を露出させることを特徴とするも
のである。
方法は、絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素子を真
空チャンバに入れ、反応性エッチングガスを真空チャン
バに流し、該反応性エッチングガスの吸収波長に合致し
た波長の第１の光を該反応性エッチングガスに照射し、
該絶縁膜の吸収波長に合致した波長の第２の光を該絶縁
膜の目標とする位置に局所的に照射して該絶縁膜の一部
を除去して導電性部分を露出させることを特徴とするも
のである。
【００１０】この場合、該第１の光は該絶縁膜の表面に
対してほぼ平行に進み、該第２の光は該絶縁膜の表面に
対してほぼ垂直に照射するようにするのが好ましい。ま
た、本発明による絶縁膜除去装置は、真空チャンバと、
絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素子を真空チャン
バ内で支持する手段と、反応性エッチングガスを真空チ
ャンバに流すための手段と、該反応性エッチングガスの
吸収波長に合致した波長の第１の光を該反応性エッチン
グガスに照射するための手段と、該絶縁膜の吸収波長に
合致した波長の第２の光を該絶縁膜の目標とする位置に
局所的に照射するための手段とを備えたことを特徴とす
るものである。
対してほぼ平行に進み、該第２の光は該絶縁膜の表面に
対してほぼ垂直に照射するようにするのが好ましい。ま
た、本発明による絶縁膜除去装置は、真空チャンバと、
絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素子を真空チャン
バ内で支持する手段と、反応性エッチングガスを真空チ
ャンバに流すための手段と、該反応性エッチングガスの
吸収波長に合致した波長の第１の光を該反応性エッチン
グガスに照射するための手段と、該絶縁膜の吸収波長に
合致した波長の第２の光を該絶縁膜の目標とする位置に
局所的に照射するための手段とを備えたことを特徴とす
るものである。
【００１１】この場合、波長の第２の光を該絶縁膜の目
標とする位置に局所的に照射するための手段は、レーザ
ー光源と、該レーザー光源から出射するレーザー光を該
絶縁膜の目標とする位置で集光させるレンズとからなる
のが好ましい。上記構成においては、エキシマレーザ光
又はエキシマランプ等の励起光等の第１の光を反応性エ
ッチングガスに照射して、反応性エッチングガスを光解
離する。反応性エッチングガスは、しかるべき波長（ガ
スの吸収がある波長）の第１の光が照射されると、電子
励起又は振動励起により光分解されて絶縁膜材料と化学
反応を起こす化学反応種を生成する。被加工物である絶
縁物の表面付近で生成された化学反応種は、絶縁膜の表
面に吸着される。この際、第１の光はできるだけ加工対
象とする絶縁膜に当たらないようにし、その励起光が素
子に吸収されて、熱によって損傷を受けることがないよ
うにする。
標とする位置に局所的に照射するための手段は、レーザ
ー光源と、該レーザー光源から出射するレーザー光を該
絶縁膜の目標とする位置で集光させるレンズとからなる
のが好ましい。上記構成においては、エキシマレーザ光
又はエキシマランプ等の励起光等の第１の光を反応性エ
ッチングガスに照射して、反応性エッチングガスを光解
離する。反応性エッチングガスは、しかるべき波長（ガ
スの吸収がある波長）の第１の光が照射されると、電子
励起又は振動励起により光分解されて絶縁膜材料と化学
反応を起こす化学反応種を生成する。被加工物である絶
縁物の表面付近で生成された化学反応種は、絶縁膜の表
面に吸着される。この際、第１の光はできるだけ加工対
象とする絶縁膜に当たらないようにし、その励起光が素
子に吸収されて、熱によって損傷を受けることがないよ
うにする。
【００１２】これと同時に、第２の光を絶縁膜に局所的
に照射する。この第２の光は、除去（エッチング）する
絶縁膜の材料に対して吸収の大きい波長を選び、真空チ
ャンバ外に配置された対物レンズによって絶縁膜の表面
上で数十μｍ程度に集光されて、その部分のみを局所的
に数１００℃程度まで加熱する。第２の光によって局所
的に数１００℃まで加熱された部分では、化学反応種と
絶縁膜の材料との化学反応が促進され、且つその化学反
応によって生成された反応生成物の絶縁膜の表面からの
離脱が効率よく行われる。これは、化学反応によるエッ
チング条件のうち、選択性に有効な因子は基板温度（絶
縁膜の表面の温度）であることに起因するものである。
一般に化学反応速度は、ｅｘｐ〔−Ｅ／（ｋB Ｔ）〕に
比例する。ここで、Ｅは活性化エネルギー、ｋB はボル
ツマン定数、Ｔは温度である。
に照射する。この第２の光は、除去（エッチング）する
絶縁膜の材料に対して吸収の大きい波長を選び、真空チ
ャンバ外に配置された対物レンズによって絶縁膜の表面
上で数十μｍ程度に集光されて、その部分のみを局所的
に数１００℃程度まで加熱する。第２の光によって局所
的に数１００℃まで加熱された部分では、化学反応種と
絶縁膜の材料との化学反応が促進され、且つその化学反
応によって生成された反応生成物の絶縁膜の表面からの
離脱が効率よく行われる。これは、化学反応によるエッ
チング条件のうち、選択性に有効な因子は基板温度（絶
縁膜の表面の温度）であることに起因するものである。
一般に化学反応速度は、ｅｘｐ〔−Ｅ／（ｋB Ｔ）〕に
比例する。ここで、Ｅは活性化エネルギー、ｋB はボル
ツマン定数、Ｔは温度である。
【００１３】このため、本発明によれば、第２の光の照
射を受けた局所的な部分のみが効率よく化学反応を起こ
し、且つ反応生成物の離脱も促進され、所望する部分の
みを選択的に除去（エッチング）することが可能とな
る。
射を受けた局所的な部分のみが効率よく化学反応を起こ
し、且つ反応生成物の離脱も促進され、所望する部分の
みを選択的に除去（エッチング）することが可能とな
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明による
絶縁膜除去装置１０は、真空チャンバ１２を備える。真
空チャンバ１２内には、絶縁膜で覆われた導電性部分を
有する素子１４を支持するためのステージ１６が設けら
れている。エッチングガスを真空チャンバ１２内に導入
するための導入管１８と、真空チャンバ１２内の処理ガ
スを排気するための排気管２０とが、真空チャンバ１２
に接続されている。導入管１８及び排気管２０はそれぞ
れ適切なバルブを含む。よって、反応性エッチングガス
を真空チャンバ１２に流すことができる。
絶縁膜除去装置１０は、真空チャンバ１２を備える。真
空チャンバ１２内には、絶縁膜で覆われた導電性部分を
有する素子１４を支持するためのステージ１６が設けら
れている。エッチングガスを真空チャンバ１２内に導入
するための導入管１８と、真空チャンバ１２内の処理ガ
スを排気するための排気管２０とが、真空チャンバ１２
に接続されている。導入管１８及び排気管２０はそれぞ
れ適切なバルブを含む。よって、反応性エッチングガス
を真空チャンバ１２に流すことができる。
【００１５】さらに、絶縁膜除去装置１０は、第１の光
源２２及び第２の光源２８を含む。真空チャンバ１２の
側部壁のステージ１６よりも少しだけ上方には、第１の
光源２２から第１の光２４を透過させる第１の入射窓２
６が設けられる。よって、第１の光２４は第１の入射窓
２６を通って真空チャンバ１２内に入り、ステージ１６
に支持された素子１４の絶縁膜の表面の上方をこの絶縁
物の表面に対してほぼ平行に進む。
源２２及び第２の光源２８を含む。真空チャンバ１２の
側部壁のステージ１６よりも少しだけ上方には、第１の
光源２２から第１の光２４を透過させる第１の入射窓２
６が設けられる。よって、第１の光２４は第１の入射窓
２６を通って真空チャンバ１２内に入り、ステージ１６
に支持された素子１４の絶縁膜の表面の上方をこの絶縁
物の表面に対してほぼ平行に進む。
【００１６】真空チャンバ１２の上部壁のステージ１６
の真上には、第２の光源２８から第２の光３０を透過さ
せる第２の入射窓３２が設けられる。第２の光源２８と
第２の入射窓３２との間には対物レンズ３４が配置さ
れ、第２の光３０がステージ１６に支持された素子１４
の絶縁膜表面に集光されるようになっている。よって、
第２の光３０は第２の入射窓３２を通って真空チャンバ
１２内に入り、ステージ１６に支持された素子１４の絶
縁膜の表面に対してほぼ垂直に、且つ該絶縁膜の目標と
する位置に局所的に照射される。
の真上には、第２の光源２８から第２の光３０を透過さ
せる第２の入射窓３２が設けられる。第２の光源２８と
第２の入射窓３２との間には対物レンズ３４が配置さ
れ、第２の光３０がステージ１６に支持された素子１４
の絶縁膜表面に集光されるようになっている。よって、
第２の光３０は第２の入射窓３２を通って真空チャンバ
１２内に入り、ステージ１６に支持された素子１４の絶
縁膜の表面に対してほぼ垂直に、且つ該絶縁膜の目標と
する位置に局所的に照射される。
【００１７】図２はステージ１６に支持され、本発明に
より処理される素子１４の一例を示している。素子１４
は、多層構造の半導体デバイスであって、Ｓｉ等の半導
体の基板３６と、基板３６上に形成された回路部品（図
示せず）と、回路部品と積層するように形成された絶縁
膜３８と、Ａｌ等の導体で形成された配線４０、４２
と、上層の配線４２を覆う絶縁膜（保護膜）４４とから
なる。各層の配線４０、４２は例えばスルーホール４６
によって接続される。
より処理される素子１４の一例を示している。素子１４
は、多層構造の半導体デバイスであって、Ｓｉ等の半導
体の基板３６と、基板３６上に形成された回路部品（図
示せず）と、回路部品と積層するように形成された絶縁
膜３８と、Ａｌ等の導体で形成された配線４０、４２
と、上層の配線４２を覆う絶縁膜（保護膜）４４とから
なる。各層の配線４０、４２は例えばスルーホール４６
によって接続される。
【００１８】図３は、第２の光３０が、配線４２上の絶
縁膜４４の局所的な領域３０ａに照射されることを示し
ている。このようにして、本発明では、絶縁膜４４の一
部を除去して配線４２を露出させ、絶縁膜４４で覆われ
た配線４２の電気的な検査を行うことができるようにす
るものである。導入管１８からは、反応性エッチングガ
スが流され、第１の光２４はこの反応性エッチングガス
の吸収波長に合致した波長を有するものが選ばれる。第
１の光２４は素子１４の基板３６や配線４０、４２を損
傷させる可能性があるので、反応性エッチングガスには
当たるけれども、素子１４にはできるだけ当たらないよ
うにする。このため、上記したように、第１の光２４は
素子１４の絶縁膜４４の上方を絶縁膜４４の表面と平行
に進むようにする。反応性エッチングガスは、しかるべ
き波長（ガスの吸収がある波長）の光が照射されると、
電子励起又は振動励起により光分解されて絶縁膜４４と
化学反応を起こす化学反応種を生成する。絶縁膜４４の
表面付近で生成された化学反応種は、絶縁膜４４の表面
に吸着される。
縁膜４４の局所的な領域３０ａに照射されることを示し
ている。このようにして、本発明では、絶縁膜４４の一
部を除去して配線４２を露出させ、絶縁膜４４で覆われ
た配線４２の電気的な検査を行うことができるようにす
るものである。導入管１８からは、反応性エッチングガ
スが流され、第１の光２４はこの反応性エッチングガス
の吸収波長に合致した波長を有するものが選ばれる。第
１の光２４は素子１４の基板３６や配線４０、４２を損
傷させる可能性があるので、反応性エッチングガスには
当たるけれども、素子１４にはできるだけ当たらないよ
うにする。このため、上記したように、第１の光２４は
素子１４の絶縁膜４４の上方を絶縁膜４４の表面と平行
に進むようにする。反応性エッチングガスは、しかるべ
き波長（ガスの吸収がある波長）の光が照射されると、
電子励起又は振動励起により光分解されて絶縁膜４４と
化学反応を起こす化学反応種を生成する。絶縁膜４４の
表面付近で生成された化学反応種は、絶縁膜４４の表面
に吸着される。
【００１９】第２の光３０は素子１４の絶縁膜４４の吸
収波長に合致した波長を有するものが選ばれる。絶縁膜
４４の上部から照射される第２の光３０は絶縁膜４４の
一部を局所的に加熱し、絶縁膜４４の照射された部分を
局所的に除去できるようにする。第２の光３０は、真空
チャンバ１２外に配置された対物レンズ３４によって絶
縁膜４４の表面上で数十μｍ程度に集光されて、その部
分のみを局所的に数１００℃程度まで加熱する。
収波長に合致した波長を有するものが選ばれる。絶縁膜
４４の上部から照射される第２の光３０は絶縁膜４４の
一部を局所的に加熱し、絶縁膜４４の照射された部分を
局所的に除去できるようにする。第２の光３０は、真空
チャンバ１２外に配置された対物レンズ３４によって絶
縁膜４４の表面上で数十μｍ程度に集光されて、その部
分のみを局所的に数１００℃程度まで加熱する。
【００２０】第２の光３０によって局所的に数１００℃
まで加熱された絶縁膜４４の部分では、上記化学反応種
と被エッチング材料との化学反応が促進されるととも
に、その化学反応によって生成された反応生成物の絶縁
膜４４からの離脱促進が効率よく行われる。これは、化
学反応によるエッチング条件のうち、選択性に有効な因
子は基板温度（絶縁膜４４の温度）であることに起因す
るものである。一般に化学反応速度は、ｅｘｐ〔−Ｅ／
（ｋB Ｔ）〕に比例する。ここで、Ｅは活性化エネルギ
ー、ｋB はボルツマン定数、Ｔは温度である。
まで加熱された絶縁膜４４の部分では、上記化学反応種
と被エッチング材料との化学反応が促進されるととも
に、その化学反応によって生成された反応生成物の絶縁
膜４４からの離脱促進が効率よく行われる。これは、化
学反応によるエッチング条件のうち、選択性に有効な因
子は基板温度（絶縁膜４４の温度）であることに起因す
るものである。一般に化学反応速度は、ｅｘｐ〔−Ｅ／
（ｋB Ｔ）〕に比例する。ここで、Ｅは活性化エネルギ
ー、ｋB はボルツマン定数、Ｔは温度である。
【００２１】そのため、本発明によれば、第２の光３０
の照射を受けた絶縁膜４４の局所的な部分のみが効率よ
く化学反応を起こし、且つ反応生成物の離脱も促進さ
れ、所望する部分のみを選択的に除去（エッチング）す
ることが可能となる。以下、Ｓｉ基板３６上に積層化さ
れたＡｌ４２配線の上部を覆っている絶縁膜４４がＳｉ
Ｏ2 である場合にその絶縁膜４４の一部を除去する例に
ついていて説明する。
の照射を受けた絶縁膜４４の局所的な部分のみが効率よ
く化学反応を起こし、且つ反応生成物の離脱も促進さ
れ、所望する部分のみを選択的に除去（エッチング）す
ることが可能となる。以下、Ｓｉ基板３６上に積層化さ
れたＡｌ４２配線の上部を覆っている絶縁膜４４がＳｉ
Ｏ2 である場合にその絶縁膜４４の一部を除去する例に
ついていて説明する。
【００２２】ＳｉＯ2 のドライエッチング用の反応性ガ
スの一例として、ＣＨＣｌＦ2 を用いることにする。真
空チャンバ１２内に素子１４を置き、真空チャンバ１２
内を一度１０-6Ｔｏｒｒ程度まで真空引きする。その
後、真空チャンバ１２内に反応性エッチングガスを流し
ながら（ガス圧は数１０ｍＴｏｒｒ〜数Ｔｏｒｒ程
度）、第１の光２４を照射する。第１の光２４として、
反応性ガスであるＣＨＣｌＦ 2 を光解離するためエキシ
マレーザ光又はエキシマランプ等の紫外線である励起光
を照射する。第１の光源２２として、例えばＡｒＦ＝１
９３ｎｍ、Ｋｒｆ＝２４８ｎｍ、ＸｅＣｌ＝３０８ｎｍ
等のエキシマレーザや、Ａｒ2 * 、Ｋｒ2 * 、Ｘｅ2 *
等のエキシマランプ等を使用する。第１の入射窓２６は
例えば合成石英で作られる。ＣＨＦ3 やＣＦ4 やＣＨＣ
ｌＦ2 やＣ3 Ｆ8 などのフロン系の反応性エッチングガ
スは紫外線照射によってＣＦ3 + やＦ- やＦ* （フッ素
ラジカル）やＣＦX * （Ｘ＝１〜３）などの反応性活性
種を生成する。
スの一例として、ＣＨＣｌＦ2 を用いることにする。真
空チャンバ１２内に素子１４を置き、真空チャンバ１２
内を一度１０-6Ｔｏｒｒ程度まで真空引きする。その
後、真空チャンバ１２内に反応性エッチングガスを流し
ながら（ガス圧は数１０ｍＴｏｒｒ〜数Ｔｏｒｒ程
度）、第１の光２４を照射する。第１の光２４として、
反応性ガスであるＣＨＣｌＦ 2 を光解離するためエキシ
マレーザ光又はエキシマランプ等の紫外線である励起光
を照射する。第１の光源２２として、例えばＡｒＦ＝１
９３ｎｍ、Ｋｒｆ＝２４８ｎｍ、ＸｅＣｌ＝３０８ｎｍ
等のエキシマレーザや、Ａｒ2 * 、Ｋｒ2 * 、Ｘｅ2 *
等のエキシマランプ等を使用する。第１の入射窓２６は
例えば合成石英で作られる。ＣＨＦ3 やＣＦ4 やＣＨＣ
ｌＦ2 やＣ3 Ｆ8 などのフロン系の反応性エッチングガ
スは紫外線照射によってＣＦ3 + やＦ- やＦ* （フッ素
ラジカル）やＣＦX * （Ｘ＝１〜３）などの反応性活性
種を生成する。
【００２３】第２の光３０として、ＳｉＯ2 の絶縁膜４
４に対しては吸収が大きく、且つエッチング後に露出す
るＡｌ配線４２に対しては吸収が小さいＣＯ2 レーザ
（波長１０．６ｎｍ）の光を使用し、この光を対物レン
ズ（ＺｎＳｅレンズ）３４で絞って数１０μｍφ程度に
絶縁膜４４の表面で集光し、絶縁膜４４の表面付近を数
１００℃〜５００℃程度まで加熱する。この場合、露出
すべき配線４２はＡｌなので、Ａｌの融点である６６０
℃付近まで温度が上昇しないように光量を制御する必要
がある。第２の入射窓３２は対物レンズ３４と同質の材
料（ＺｎＳｅ）で作られる。
４に対しては吸収が大きく、且つエッチング後に露出す
るＡｌ配線４２に対しては吸収が小さいＣＯ2 レーザ
（波長１０．６ｎｍ）の光を使用し、この光を対物レン
ズ（ＺｎＳｅレンズ）３４で絞って数１０μｍφ程度に
絶縁膜４４の表面で集光し、絶縁膜４４の表面付近を数
１００℃〜５００℃程度まで加熱する。この場合、露出
すべき配線４２はＡｌなので、Ａｌの融点である６６０
℃付近まで温度が上昇しないように光量を制御する必要
がある。第２の入射窓３２は対物レンズ３４と同質の材
料（ＺｎＳｅ）で作られる。
【００２４】ＳｉＯ2 の光吸収に関しては、石英中に含
まれる不純物（ＯＨ基）の局在振動による約２．７３μ
ｍのものと、ＳｉＯ2 の各種の基準振動及びそれらの高
次のモードにより３．５μｍ以上の赤外域で強い吸収が
ある。また、ＳｉＯ2 のドライエッチングに関しては、
エッチング速度の温度依存性から、反応活性種とＳｉＯ
2 との活性化エネルギーはこれまでの研究から４．２Ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上で反応律速的であることが報告され
ている。
まれる不純物（ＯＨ基）の局在振動による約２．７３μ
ｍのものと、ＳｉＯ2 の各種の基準振動及びそれらの高
次のモードにより３．５μｍ以上の赤外域で強い吸収が
ある。また、ＳｉＯ2 のドライエッチングに関しては、
エッチング速度の温度依存性から、反応活性種とＳｉＯ
2 との活性化エネルギーはこれまでの研究から４．２Ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上で反応律速的であることが報告され
ている。
【００２５】ＳｉＯ2 の化学反応におけるエッチングに
おいて、温度に対する反応速度定数の比例因子であるｅ
ｘｐ〔−Ｅ／（ｋB Ｔ）の３００℃（５７３°Ｋ）での
値は、常温（３００°Ｋ）に比べ１２５倍、５００℃
（７７３°Ｋ）での値は常温（３００°Ｋ）に比べ３９
５倍になる。これらの値から、適当な量の化学反応種を
絶縁膜４４の表面に吸着させた上で、所望する場所のみ
を加熱し、その部分のみで化学反応及び反応生成物の離
脱を促進することで、絶縁物４４の局所的なエッチング
をマスクレスで行うことが可能となる。
おいて、温度に対する反応速度定数の比例因子であるｅ
ｘｐ〔−Ｅ／（ｋB Ｔ）の３００℃（５７３°Ｋ）での
値は、常温（３００°Ｋ）に比べ１２５倍、５００℃
（７７３°Ｋ）での値は常温（３００°Ｋ）に比べ３９
５倍になる。これらの値から、適当な量の化学反応種を
絶縁膜４４の表面に吸着させた上で、所望する場所のみ
を加熱し、その部分のみで化学反応及び反応生成物の離
脱を促進することで、絶縁物４４の局所的なエッチング
をマスクレスで行うことが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＳｉＯ2 等の局所的に除去しにくい絶縁膜の局所的な除
去をマスクレスで簡便に行うことができる。また、加熱
する温度によってエッチング速度を可変することも可能
となる。
ＳｉＯ2 等の局所的に除去しにくい絶縁膜の局所的な除
去をマスクレスで簡便に行うことができる。また、加熱
する温度によってエッチング速度を可変することも可能
となる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の被加工部の部分の平面図である。
１０…絶縁膜除去装置 １２…真空チャンバ １４…素子 １６…ステージ １８…導入管 ２０…排気管 ２２…第１の光源 ２４…第１の光 ２６…第１の入射窓 ２８…第２の光源 ３０…第２の光 ３２…第２の入射窓 ３４…対物レンズ ３６…基板 ４２…配線 ４４…絶縁膜
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁膜で覆われた導電性部分を有する素
子を真空チャンバに入れ、反応性エッチングガスを真空
チャンバに流し、該反応性エッチングガスの吸収波長に
合致した波長の第１の光を該反応性エッチングガスに照
射し、該絶縁膜の吸収波長に合致した波長の第２の光を
該絶縁膜の目標とする位置に局所的に照射して該絶縁膜
の一部を除去して導電性部分を露出させることを特徴と
する絶縁膜除去方法。 - 【請求項２】 該第１の光は該絶縁膜の表面に対してほ
ぼ平行に進み、該第２の光は該絶縁膜の表面に対してほ
ぼ垂直に照射することを特徴とする請求項１に記載の絶
縁膜除去方法。 - 【請求項３】 真空チャンバと、絶縁膜で覆われた導電
性部分を有する素子を真空チャンバ内で支持する手段
と、反応性エッチングガスを真空チャンバに流すための
手段と、該反応性エッチングガスの吸収波長に合致した
波長の第１の光を該反応性エッチングガスに照射するた
めの手段と、該絶縁膜の吸収波長に合致した波長の第２
の光を該絶縁膜の目標とする位置に局所的に照射するた
めの手段とを備えたことを特徴とする絶縁膜除去装置。 - 【請求項４】 波長の第２の光を該絶縁膜の目標とする
位置に局所的に照射するための手段は、レーザー光源
と、該レーザー光源から出射するレーザー光を該絶縁膜
の目標とする位置で集光させるレンズとからなることを
特徴とする請求項３に記載の絶縁膜除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17581797A JPH1126426A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 絶縁膜除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17581797A JPH1126426A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 絶縁膜除去方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126426A true JPH1126426A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16002755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17581797A Withdrawn JPH1126426A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 絶縁膜除去方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12329190B2 (en) | 2014-05-21 | 2025-06-17 | Philip Morris Products S.A. | Inductively heatable tobacco product |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP17581797A patent/JPH1126426A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12329190B2 (en) | 2014-05-21 | 2025-06-17 | Philip Morris Products S.A. | Inductively heatable tobacco product |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |