JPS5933831A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
- Publication number
- JPS5933831A JPS5933831A JP57143320A JP14332082A JPS5933831A JP S5933831 A JPS5933831 A JP S5933831A JP 57143320 A JP57143320 A JP 57143320A JP 14332082 A JP14332082 A JP 14332082A JP S5933831 A JPS5933831 A JP S5933831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- sample
- orifice
- reaction
- dry etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/26—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials
- H10P50/264—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials by chemical means
- H10P50/266—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of conductive or resistive materials by chemical means by vapour etching only
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明はドライエツチング装置に関する。
ＬＳ Ｉはその微細化に伴い、最小パターン幅が従来の
４〜５ミクロンから１〜２μｍに移行しており、加工技
術がその死命をにぎっていると言っても過言ではない。
４〜５ミクロンから１〜２μｍに移行しており、加工技
術がその死命をにぎっていると言っても過言ではない。
加工技術としては、投影露光やＥＢ描画などによってレ
ジスト上にパターンが形成され、それをマスクとして反
応性イオンエツチング（ＲＩＥ）方法などによってエツ
チングする技術が主要なものである。後者の反応性イオ
ンエツチング技術は、フッ素や塩素を含む反応性ガス真
空中に導入し高周波電界を加えることによって放電せし
め、ガスプラズマを作り、その中の正イオンが被エツチ
ング材料へエネルギを持って衝撃し、これをエツチング
する。この方法は確かに微細加工に適し、１ミクロン以
下の精度にエツチングする能力があるが、本質的に２０
〜３０ｅＶ以上の高エネルーで材料へ衝撃するので、Ｌ
ＳＩの基板材料であるシリコンへ柚々の照射損傷を生じ
、更には７１６近次のような重大な事実が判明した。す
なわち、４００ｘ程度の薄いケート５ｉ０２膜を有する
ｓａｓトランジスタで、ゲート用の多結晶シリコン−１
ＲＩＥする際、オーバエツチングを行うと、上記の８１
０２膜に破壊が生じることがあり、ダイナミック・ラン
ダム・アクセス中メモリなどのビット不良に対応する。
ジスト上にパターンが形成され、それをマスクとして反
応性イオンエツチング（ＲＩＥ）方法などによってエツ
チングする技術が主要なものである。後者の反応性イオ
ンエツチング技術は、フッ素や塩素を含む反応性ガス真
空中に導入し高周波電界を加えることによって放電せし
め、ガスプラズマを作り、その中の正イオンが被エツチ
ング材料へエネルギを持って衝撃し、これをエツチング
する。この方法は確かに微細加工に適し、１ミクロン以
下の精度にエツチングする能力があるが、本質的に２０
〜３０ｅＶ以上の高エネルーで材料へ衝撃するので、Ｌ
ＳＩの基板材料であるシリコンへ柚々の照射損傷を生じ
、更には７１６近次のような重大な事実が判明した。す
なわち、４００ｘ程度の薄いケート５ｉ０２膜を有する
ｓａｓトランジスタで、ゲート用の多結晶シリコン−１
ＲＩＥする際、オーバエツチングを行うと、上記の８１
０２膜に破壊が生じることがあり、ダイナミック・ラン
ダム・アクセス中メモリなどのビット不良に対応する。
この原因は現在は明らかではないが、恐ら＜ ＲＩＥＯ
際の正か負の荷電粒子により、ｐｏｌｙ−８＋上のレジ
ストと５１０２上のチャージアップ現象により、ｐｏｌ
ｙ−８ｔと、Ｓ ｉ ０２膜下の８１基板との間に生じ
た電位差により、酸化膜の弱い部分に破壊が生じ、ここ
にチャージが流入したため起ったと考えられる。これは
本質的な問題であり、将来の２００〜１５０Ｘの薄い酸
化膜を使用する場合は致命的になる恐れがある。
際の正か負の荷電粒子により、ｐｏｌｙ−８＋上のレジ
ストと５１０２上のチャージアップ現象により、ｐｏｌ
ｙ−８ｔと、Ｓ ｉ ０２膜下の８１基板との間に生じ
た電位差により、酸化膜の弱い部分に破壊が生じ、ここ
にチャージが流入したため起ったと考えられる。これは
本質的な問題であり、将来の２００〜１５０Ｘの薄い酸
化膜を使用する場合は致命的になる恐れがある。
以上は荷電粒子に由来する照射損傷の一例であるが、そ
のような欠点に対し、最近第１図に示す装置構成で、イ
オンを用いないで異方的にエツチングする技術を見い出
した。すなわちアルミナで作られた放電管（１，）の一
方からＣＦ４＋０２の混合ガス（２）が導入され、これ
は、′１極（３）と結合した１３．５６ＭＨｇ Ｎ力源
（４）の投入によって１０’Ｔｏｒｒ台の圧力下でプラ
ズマを作る。この放電管（１）のもう一方の先端はビン
キールを有したノズル（５）になっており、これは拡散
ポンプ（６）の排気系に接続した１０〜１０−５Ｔｏｒ
ｒの真空容器（力の中に入っている。このプラズマ中の
中性粒子は高真空側の真空容器の中にジェット状でふん
出し、試料（８）台上の試料（９）にぶつかってこれを
エツチングする。（１０は放電管内の圧力調整用のバイ
パス排気系である。しかし、この方法であってもプラズ
マを使う限り、イオンの流入は避けられず、また１ ０
−１Ｔｏｒｒから１０−’Ｔｏｒｒへの差圧では大きな
運動量が得られず有効なエツチング技術が必要とされる
。
のような欠点に対し、最近第１図に示す装置構成で、イ
オンを用いないで異方的にエツチングする技術を見い出
した。すなわちアルミナで作られた放電管（１，）の一
方からＣＦ４＋０２の混合ガス（２）が導入され、これ
は、′１極（３）と結合した１３．５６ＭＨｇ Ｎ力源
（４）の投入によって１０’Ｔｏｒｒ台の圧力下でプラ
ズマを作る。この放電管（１）のもう一方の先端はビン
キールを有したノズル（５）になっており、これは拡散
ポンプ（６）の排気系に接続した１０〜１０−５Ｔｏｒ
ｒの真空容器（力の中に入っている。このプラズマ中の
中性粒子は高真空側の真空容器の中にジェット状でふん
出し、試料（８）台上の試料（９）にぶつかってこれを
エツチングする。（１０は放電管内の圧力調整用のバイ
パス排気系である。しかし、この方法であってもプラズ
マを使う限り、イオンの流入は避けられず、また１ ０
−１Ｔｏｒｒから１０−’Ｔｏｒｒへの差圧では大きな
運動量が得られず有効なエツチング技術が必要とされる
。
本発明は上述した従来装置の欠点を改良したもので、照
射損傷の全くないドライエツチングを行うことのできる
装置を提供することを目的とする。
射損傷の全くないドライエツチングを行うことのできる
装置を提供することを目的とする。
すなわち本発明は少くともハロゲン元素を含むガスを大
気圧以上の圧力から、オリフィスを介して真空中へ導入
し、その差圧で昇温されだ試料へ垂直に照射してこれを
エツチングすることにある。
気圧以上の圧力から、オリフィスを介して真空中へ導入
し、その差圧で昇温されだ試料へ垂直に照射してこれを
エツチングすることにある。
本発明により照射損傷の全くないドライエツチング方法
が得られた。
が得られた。
本発明を実施例に基づき以下に詳細に述べる。
第２図に示すように、マスフローコントローラ（１１）
、バルブ（喝を経て、塩素（Ｃ１２）ガスが真空容器（
１３）内へ、ノズル（又はオリフィス）０４１を介して
導入され、外部から温度制御されたステージ（＋５）上
の試料（この場合はＰドープｐｏｌｙ−ｓｉ ） Ｑ６
）へ垂直に吹き付けられる。ここで（１７）はシーズヒ
ータ用端子、（＋８）は熱電対である。この場合の塩素
とＰドープｐｏｌｙ−ｓｉとの反応の結果、エツチング
反応が生じ、エツチング生成物はバルブ（２０１を介し
て拡散ポンプｕ律で排気される。オリフィス０（イ）位
置と試料迄の距離は２朋である。第３図−：エツチング
圧力が２×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ、Ｃ１２ガス流量が２０ｓ
ｅｃｍの時の温度上昇に対するエツチング速度の変化、
すなわちアウレニウスプロットを示しており、活性化エ
ネルギーは約２８０”Ｏを境に２８０’０−２４０°Ｃ
で３１．６ Ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ（％性Ａ）と非常に高
いが、このエツチング傾向を調べると、前者は平担な表
面でエツチングされるが、後者は捷ず粒界から始り、そ
れと同時に粒界もエツチングされる。この理由は高温で
はｐによるＣ６の引き抜き反応が激しく、その結果５Ｉ
Ｓｉ結合が弱くなり、ＳｉとＣ１の反応が進むと考えら
れる。以上の結果から本発明のエラチン第４図は本発明
の応用例で、大口径ウェハの均一なエツチング方法を示
す。（２υから反応性ガスが導入されこのガスはコンダ
クタンスの大きい管（２功に導かれ、この管には線状の
細いスリット（オリフィス） ＋２３）が設けられてい
る。これから反応性ガスの線状ビーム（２４）が噴出し
、試料台０５１上のウエハｔ２ｂ）に吹き付けられる。
、バルブ（喝を経て、塩素（Ｃ１２）ガスが真空容器（
１３）内へ、ノズル（又はオリフィス）０４１を介して
導入され、外部から温度制御されたステージ（＋５）上
の試料（この場合はＰドープｐｏｌｙ−ｓｉ ） Ｑ６
）へ垂直に吹き付けられる。ここで（１７）はシーズヒ
ータ用端子、（＋８）は熱電対である。この場合の塩素
とＰドープｐｏｌｙ−ｓｉとの反応の結果、エツチング
反応が生じ、エツチング生成物はバルブ（２０１を介し
て拡散ポンプｕ律で排気される。オリフィス０（イ）位
置と試料迄の距離は２朋である。第３図−：エツチング
圧力が２×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ、Ｃ１２ガス流量が２０ｓ
ｅｃｍの時の温度上昇に対するエツチング速度の変化、
すなわちアウレニウスプロットを示しており、活性化エ
ネルギーは約２８０”Ｏを境に２８０’０−２４０°Ｃ
で３１．６ Ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ（％性Ａ）と非常に高
いが、このエツチング傾向を調べると、前者は平担な表
面でエツチングされるが、後者は捷ず粒界から始り、そ
れと同時に粒界もエツチングされる。この理由は高温で
はｐによるＣ６の引き抜き反応が激しく、その結果５Ｉ
Ｓｉ結合が弱くなり、ＳｉとＣ１の反応が進むと考えら
れる。以上の結果から本発明のエラチン第４図は本発明
の応用例で、大口径ウェハの均一なエツチング方法を示
す。（２υから反応性ガスが導入されこのガスはコンダ
クタンスの大きい管（２功に導かれ、この管には線状の
細いスリット（オリフィス） ＋２３）が設けられてい
る。これから反応性ガスの線状ビーム（２４）が噴出し
、試料台０５１上のウエハｔ２ｂ）に吹き付けられる。
吹き付けられた所だけ工・ノチングされるので、均一性
を達成するためには試料台（２５）の棒＋２７）で、ビ
ームと直角な方向に走査する。
を達成するためには試料台（２５）の棒＋２７）で、ビ
ームと直角な方向に走査する。
勿論図中には示さなかったが、この系は貞空芥器内に置
かれ、棒（２７）は真空容器の外部の駆動系から運動が
伝えられる。
かれ、棒（２７）は真空容器の外部の駆動系から運動が
伝えられる。
第１図は従来のノズルジェットエツチング装置の概略図
、第２図は本発明のドライエツチング装置の概略図、第
３図は第２図に示した装置において、試料温度とＰ−Ｐ
ｏｌｙ−８ｔのエツチング速度との関係を示す特性図、
第４図はエツチングの均一性を改善した本発明の変形例
を示す概略図である。 ■・・・放電管、２．２１・・・ガス導入口、３・・・
高周波ｍ、極、４・・・高周波電源、５・・・ノズル、
６．１９・・・排気系、７．１３・・・真空容器、８，
１．５．２５・・・試料台、９．１６．２６・・・ウェ
ハ、１０・・・バイパス排気系、１１・・・マスフロコ
ントローラ、１．２・・・パルプ、１４・・・円状ノズ
ル、１７・・・ヒータ用端子、１８・・・熱’ｆｔ対、
２ｏ・・・主パルプ、２２・・・マニホルド、２３・・
・線状ノズル、２４・・・線状ビーム、２７・・・走査
棒、 第１図 ｆθ 第２図 ／ゾ 第３図 言へ 孝斗 ＥＬ ！ （°乙゛）１７２５ ｌ
ｓｓ Ｉｔ’ｓ １７５ 乙”ｉ？ｓ ｉｑ５ ’；！
：ｔ６（／Ｔ （メｆρにつ 第４図
、第２図は本発明のドライエツチング装置の概略図、第
３図は第２図に示した装置において、試料温度とＰ−Ｐ
ｏｌｙ−８ｔのエツチング速度との関係を示す特性図、
第４図はエツチングの均一性を改善した本発明の変形例
を示す概略図である。 ■・・・放電管、２．２１・・・ガス導入口、３・・・
高周波ｍ、極、４・・・高周波電源、５・・・ノズル、
６．１９・・・排気系、７．１３・・・真空容器、８，
１．５．２５・・・試料台、９．１６．２６・・・ウェ
ハ、１０・・・バイパス排気系、１１・・・マスフロコ
ントローラ、１．２・・・パルプ、１４・・・円状ノズ
ル、１７・・・ヒータ用端子、１８・・・熱’ｆｔ対、
２ｏ・・・主パルプ、２２・・・マニホルド、２３・・
・線状ノズル、２４・・・線状ビーム、２７・・・走査
棒、 第１図 ｆθ 第２図 ／ゾ 第３図 言へ 孝斗 ＥＬ ！ （°乙゛）１７２５ ｌ
ｓｓ Ｉｔ’ｓ １７５ 乙”ｉ？ｓ ｉｑ５ ’；！
：ｔ６（／Ｔ （メｆρにつ 第４図
Claims (4)
- （１）被エツチング材料を収納する真空容器と、この真
空容器内にハロゲン原子を含むガスを導入し、前記被エ
ツチング材料に触れさせる導入系と、前記被エツチング
材料を加熱する手段とを具備したドライエツチング装置
。 - （２）導入系はオリフィスを有し、このオリフィスを通
じてハロゲン原子を含むガスを被エツチング材料に対し
噴き出すことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
したドライエツチング装置。 - （３）オリフィスは線状孔を有し、その線状孔の延在方
向と直角に被エツチング材料が走査されることを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載したドライエツチング
装置。 - （４）ガスは塩素ガスであり、被エツチング材料はＮ型
多結晶シリコンであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載したドライエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57143320A JPS5933831A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57143320A JPS5933831A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933831A true JPS5933831A (ja) | 1984-02-23 |
Family
ID=15336035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57143320A Pending JPS5933831A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933831A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217638A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-22 | Nec Corp | ドライエッチング方法および装置 |
| JPH11274115A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Ebara Corp | ガスポリッシング方法及びポリッシング装置 |
| JP2014138084A (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Tokyo Electron Ltd | シリコン膜の形成方法およびその形成装置 |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57143320A patent/JPS5933831A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217638A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-22 | Nec Corp | ドライエッチング方法および装置 |
| JPH11274115A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Ebara Corp | ガスポリッシング方法及びポリッシング装置 |
| JP2014138084A (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Tokyo Electron Ltd | シリコン膜の形成方法およびその形成装置 |
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