JPS60165724A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
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- JPS60165724A JPS60165724A JP59020994A JP2099484A JPS60165724A JP S60165724 A JPS60165724 A JP S60165724A JP 59020994 A JP59020994 A JP 59020994A JP 2099484 A JP2099484 A JP 2099484A JP S60165724 A JPS60165724 A JP S60165724A
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- JP
- Japan
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- sample
- light
- etching method
- etching
- reactive gas
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光化学反応を利用した異方性のドライエツチ
ング方法に関する。
ング方法に関する。
近年、集積回路は微細化の一途を辿り、最近では最小パ
ターン寸法が１−２［μｍ］の超ＬＳＩも試作開発され
るに至っている。このような微細加工には、プラズマエ
ツチング技術が不可欠である。プラズマエツチング技術
の一つとして、平行平板型電極を有する容器内にＣＦ
４等の反応牲万スを導入すると共に、１３．５６ ［Ｉ
ｖｌＨｚ ］の高高周波力が印加されるＩ！極（陰極）
上に試料を置き、各電極間にグロー放電を生起してプラ
ズマを生成し、陰極上に生じる陽極降下電圧によりプラ
ズマ中の正イオンを加速し、このイオンにより試料を衝
撃してエツチングする方法がある。この方法は、反応性
イオンエツチング（ＲＩＥ）法と称されるもので、現在
微細加工技術の主流になっている。
ターン寸法が１−２［μｍ］の超ＬＳＩも試作開発され
るに至っている。このような微細加工には、プラズマエ
ツチング技術が不可欠である。プラズマエツチング技術
の一つとして、平行平板型電極を有する容器内にＣＦ
４等の反応牲万スを導入すると共に、１３．５６ ［Ｉ
ｖｌＨｚ ］の高高周波力が印加されるＩ！極（陰極）
上に試料を置き、各電極間にグロー放電を生起してプラ
ズマを生成し、陰極上に生じる陽極降下電圧によりプラ
ズマ中の正イオンを加速し、このイオンにより試料を衝
撃してエツチングする方法がある。この方法は、反応性
イオンエツチング（ＲＩＥ）法と称されるもので、現在
微細加工技術の主流になっている。
しかし、この種の方法ではエツチングすべき試料がプラ
ズマ中に置かれているため、イオンや電子等の荷電粒子
の帯電による酸化膜の破壊、ソフトＸ線による閥＋１ｉ
ｆ電圧のシフト、酸化膜中へのトラップの誘起の１１！
！ 、チＶンバ内壁からの金属汚染等の種々のラジ］−
−ジョンダメージを生じていた。
ズマ中に置かれているため、イオンや電子等の荷電粒子
の帯電による酸化膜の破壊、ソフトＸ線による閥＋１ｉ
ｆ電圧のシフト、酸化膜中へのトラップの誘起の１１！
！ 、チＶンバ内壁からの金属汚染等の種々のラジ］−
−ジョンダメージを生じていた。
これらのラジ］−−シ」ンダメージに【ま、デバイスの
超１−８Ｉ化にとって致命傷となる要因が多く含まれて
おり、このため照ｑ１損山のない無ダメージの丁ツ・ｆ
ング技術が切望されている。
超１−８Ｉ化にとって致命傷となる要因が多く含まれて
おり、このため照ｑ１損山のない無ダメージの丁ツ・ｆ
ング技術が切望されている。
無ダメージのドライエツチング技術としては、最近グロ
ー放電中のガス温度だけの運動エネルギしか持たない原
子状のＦビームによるＳｌやポリＳ１の異方ｆＩｌエツ
チング（例えば、Ｈ、Ａ ｋｉｙａ。
ー放電中のガス温度だけの運動エネルギしか持たない原
子状のＦビームによるＳｌやポリＳ１の異方ｆＩｌエツ
チング（例えば、Ｈ、Ａ ｋｉｙａ。
ｐｒｏｃ、 ３ｒｄ 、 Ｓｙｍｐ 、 ｏｎ Ｄｒｙ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、 Ｐ１１９ （１０８１） ）
やレーザや紫外光を用いたエツチング（例えば、Ｔ 、
Ｊ 、 ｃｂｕａｎｇ ； Ｊ 、 ｃｈｅｍ、 ｐ
ｈｙｓ。
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、 Ｐ１１９ （１０８１） ）
やレーザや紫外光を用いたエツチング（例えば、Ｔ 、
Ｊ 、 ｃｂｕａｎｇ ； Ｊ 、 ｃｈｅｍ、 ｐ
ｈｙｓ。
７４．１４５３ （１９８１） ： Ｉｌ、０ｋａｎｏ
、Ｔ、ＹａＩＩｌａｚａｋｉ 。
、Ｔ、ＹａＩＩｌａｚａｋｉ 。
Ｍ、５ｅｋｉｎｅ ａｎｄ Ｙ、１ｌｏｒｌｉｋｅ、ｐ
ｒｏｃ、ｏｆ ４ ｔｌ＋ｓｙｍｐ、 ｏｎ （）ｒｙ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、 ｐ６ （１９８２） ）等が
報告され、無損傷、異方性エツチングの可能性が示され
ている。
ｒｏｃ、ｏｆ ４ ｔｌ＋ｓｙｍｐ、 ｏｎ （）ｒｙ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、 ｐ６ （１９８２） ）等が
報告され、無損傷、異方性エツチングの可能性が示され
ている。
また、本発明り等の研究によれば、ｌ−１ｏ−Ｘθラン
プにより発した紫外線照射にＪ：るＣＩ２雰囲気中での
ポリＳｉエツチングにおいて、従来報告されているイオ
ンアシストエツチング（例えば、Ｊ 、Ｗ、 Ｃｏｂｕ
ｒｎ ａｎｄ Ｉ−１、Ｆ 、Ｗｉｎｔｅｒｓ、 、）
。
プにより発した紫外線照射にＪ：るＣＩ２雰囲気中での
ポリＳｉエツチングにおいて、従来報告されているイオ
ンアシストエツチング（例えば、Ｊ 、Ｗ、 Ｃｏｂｕ
ｒｎ ａｎｄ Ｉ−１、Ｆ 、Ｗｉｎｔｅｒｓ、 、）
。
Ａｐｐｌ 、 ｐｈｙｓ、 ５０．３１８９（１９７０
） ）と同様の効果が見出だされたく例えば、Ｉ−１、
０ｋａｎｏ、 Ｔ 。
） ）と同様の効果が見出だされたく例えば、Ｉ−１、
０ｋａｎｏ、 Ｔ 。
Ｙａｍａｚａｋｉ 、 Ｍ、 ５ｏｋｉｎｅ ａｎｄ
Ｙ 、 ｌ−１０ｒｉｉｌｔｃ。
Ｙ 、 ｌ−１０ｒｉｉｌｔｃ。
ｐｒｏｃ、 ｏｒ ４ ｔｈ Ｓ ｙｍｐ 、 ｏｎＤ
ｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、ρ６（１９８２））。即
ち、光照射面のエツチング壁応が非照射面に比べて著し
く促進されると云う効果である。この効果はアンドープ
ポリ８１．ＩＩＩ結晶Ｓｔ、ボロンを添加したＰタイプ
ポリＳ１において顕著であるが、例えばリンを高濃度に
添加し５− たｎ＋ポリＳ ｉ、ＭＯ，Ｗ、Ｔａ或いはそのシリリイ
ド化合物においても同様に認められた。
ｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、ρ６（１９８２））。即
ち、光照射面のエツチング壁応が非照射面に比べて著し
く促進されると云う効果である。この効果はアンドープ
ポリ８１．ＩＩＩ結晶Ｓｔ、ボロンを添加したＰタイプ
ポリＳ１において顕著であるが、例えばリンを高濃度に
添加し５− たｎ＋ポリＳ ｉ、ＭＯ，Ｗ、Ｔａ或いはそのシリリイ
ド化合物においても同様に認められた。
しかしながら、この種の方法にあっては次のよう［ｉ問
題があった。即ち、気相中で光解離した反応性ガスラジ
カルのマスク下への進入及び被エツチング面からの僅か
な散乱光により、第１図に示す如くエツチングマスク１
下にアンダーカッｌ−２を生じることである。このアン
ダーカット２は、素子の微細化を妨げる大きな要因とな
り、超ＬＳＩでは致命的な欠点となる。なお、図中３は
ポリＳ：等の被エツチング面利、４はＳ ｉ ０２膜、
５【、ｉｓ＋棋板を示している。
題があった。即ち、気相中で光解離した反応性ガスラジ
カルのマスク下への進入及び被エツチング面からの僅か
な散乱光により、第１図に示す如くエツチングマスク１
下にアンダーカッｌ−２を生じることである。このアン
ダーカット２は、素子の微細化を妨げる大きな要因とな
り、超ＬＳＩでは致命的な欠点となる。なお、図中３は
ポリＳ：等の被エツチング面利、４はＳ ｉ ０２膜、
５【、ｉｓ＋棋板を示している。
一方、第２図）ｌ！最近のＰＩＥにおける研究において
次第に明らかにされてきた異方性１ツチングの機構を説
明するだめのものである。最近の研究によれば、エツチ
ング壁６において、例えばエッチ−ヤントであるＣ１ラ
ジカルと添加ガスである０２ ＦＢから生じたＣＦ４ラ
ジカルとの再結合反Ｉ２；（例えば、Ｃ，Ｊ、 Ｍｏｇ
ａｂａｎｄ ）−１，Ｊ。
次第に明らかにされてきた異方性１ツチングの機構を説
明するだめのものである。最近の研究によれば、エツチ
ング壁６において、例えばエッチ−ヤントであるＣ１ラ
ジカルと添加ガスである０２ ＦＢから生じたＣＦ４ラ
ジカルとの再結合反Ｉ２；（例えば、Ｃ，Ｊ、 Ｍｏｇ
ａｂａｎｄ ）−１，Ｊ。
Ｌｅｖｉｎｓｌｅｌｎ ； Ｊ 、 Ｖａｃ、 Ｓｃｉ
、 Ｔｅｃｈｎｏｌ、 １７゜６− ７２１ （１９８０） ）によりエツチング壁６での横
方向エツチングを防ぐか、或いは該壁６にエツチングマ
スクであるレジス！〜等の分解物やｈＩｉ電１゛成！Ｉ
Ｉ！ｌ ′ｃある種々の不飽和上ツマ−が１１着してエ
ラチャン１−の攻撃を防ぐ（例えば、Ｒ、ｌ−１、１’
３ ｒｕｃｅ Ｆ１面Ｇ、Ｐ、Ｍａｌａｆｓｋｙ ；
Ｆ 、Ｃ，Ｓ、ｍｅｅ口県１ 。
、 Ｔｅｃｈｎｏｌ、 １７゜６− ７２１ （１９８０） ）によりエツチング壁６での横
方向エツチングを防ぐか、或いは該壁６にエツチングマ
スクであるレジス！〜等の分解物やｈＩｉ電１゛成！Ｉ
Ｉ！ｌ ′ｃある種々の不飽和上ツマ−が１１着してエ
ラチャン１−の攻撃を防ぐ（例えば、Ｒ、ｌ−１、１’
３ ｒｕｃｅ Ｆ１面Ｇ、Ｐ、Ｍａｌａｆｓｋｙ ；
Ｆ 、Ｃ，Ｓ、ｍｅｅ口県１ 。
Ａｂｓ、 Ｎｏ ２８８ 、 Ｄｅｎｖｅｒ 、 １９
８１ ｒｈＮいは山崎隆、岡野晴雄、堀池端浩、第３０
回応用物理学界予槁東、審査、１９８３）等のＩＢＭが
妥当性を持つものと考えられている。
８１ ｒｈＮいは山崎隆、岡野晴雄、堀池端浩、第３０
回応用物理学界予槁東、審査、１９８３）等のＩＢＭが
妥当性を持つものと考えられている。
本発明の目的は、被エツチング試料に照射損傷等を与え
ることなく異方性エツチングを達成することができ、半
導体デバイスの微細化及び高集積化に寄与し得るドライ
エツチング方法を提供することにある。
ることなく異方性エツチングを達成することができ、半
導体デバイスの微細化及び高集積化に寄与し得るドライ
エツチング方法を提供することにある。
本発明の骨子は、被エツチング試ｒ１の］゛ツヂング中
に試料の露出表面に被膜を」「積し、これらのエツチン
グと堆積との競合反応を利用して異方性エツチングを達
成することにある。
に試料の露出表面に被膜を」「積し、これらのエツチン
グと堆積との競合反応を利用して異方性エツチングを達
成することにある。
即１５本発明は、光化学反応により被エツチングＲｉｂ
ｉｉｌを）ｎ択的にエツチングするドライエツチング
方法において、前記試料を１１ソ容した反応容器内に少
なくともハロゲン元素を含む第１の反応性ガスと少なく
とも炭素及び酸素を含む第２の反応性ガスとを導入し、
上記第１の１シ応性ガスを解離する第１０尤及び上記第
２の反応性ガスを解離する第２の光を上記容器内に導光
し、且つ上記第１の光を前記試１３＋のエツチングＪべ
き部分にのみ該試料に対して垂直に照６・ＩするＪ：う
にした方法である。
ｉｉｌを）ｎ択的にエツチングするドライエツチング
方法において、前記試料を１１ソ容した反応容器内に少
なくともハロゲン元素を含む第１の反応性ガスと少なく
とも炭素及び酸素を含む第２の反応性ガスとを導入し、
上記第１の１シ応性ガスを解離する第１０尤及び上記第
２の反応性ガスを解離する第２の光を上記容器内に導光
し、且つ上記第１の光を前記試１３＋のエツチングＪべ
き部分にのみ該試料に対して垂直に照６・ＩするＪ：う
にした方法である。
本発明にＪ：れば、電子やイオン等の荷電粒子を用いる
ことイｒく光照射により被エツチング試料をエツチング
することができる。このため、照射損１姥のないエツチ
ングが可能となり、半導体デバイス製造に極めて有効で
ある。また、エツチングと１１ｆ伯どの競合反応ににり
異方性エツチングが可能ど／、ｉす、半導体索子の微細
化及び高集積化に寄与しくｑ８等の効果を秦する。
ことイｒく光照射により被エツチング試料をエツチング
することができる。このため、照射損１姥のないエツチ
ングが可能となり、半導体デバイス製造に極めて有効で
ある。また、エツチングと１１ｆ伯どの競合反応ににり
異方性エツチングが可能ど／、ｉす、半導体索子の微細
化及び高集積化に寄与しくｑ８等の効果を秦する。
（発明の実施例〕
第３図は本発明の一実施例に使用したドライエツチング
装置を示す概略構成図である。図中１１はエツチング室
を形成する真空容器（反応容器）であり、この容器１１
内には被エツチング試１１１１２を載置するυ［ブタ１
３が配置されている。また、容器１１には反応性のガス
を導入するためのガス導入口１４及び容器１１内を真空
排気するためのガス排気口１５が設けられている。そし
て、０１２等のハロゲン元素を含む第１の反応性ガスと
、炭素及びＩ１素を含む例えばＷ（Ｇｏ）Ｅかうなる第
２の反応性ガスとが、ガス′ｔＩＬＩＩｉｌ制御器１６
゜１７を介して容器１１内にそれぞれ導入されるものと
なっている。
装置を示す概略構成図である。図中１１はエツチング室
を形成する真空容器（反応容器）であり、この容器１１
内には被エツチング試１１１１２を載置するυ［ブタ１
３が配置されている。また、容器１１には反応性のガス
を導入するためのガス導入口１４及び容器１１内を真空
排気するためのガス排気口１５が設けられている。そし
て、０１２等のハロゲン元素を含む第１の反応性ガスと
、炭素及びＩ１素を含む例えばＷ（Ｇｏ）Ｅかうなる第
２の反応性ガスとが、ガス′ｔＩＬＩＩｉｌ制御器１６
゜１７を介して容器１１内にそれぞれ導入されるものと
なっている。
一方、容器１１の上方には、上記第１の反応性ガスを解
離させるための第１の光８１１８が配置されてい−る。
離させるための第１の光８１１８が配置されてい−る。
この光源１８は、例えば波長３２５［ｎｍ］に発光の中
心を持”） Ｃｄ−Ｈ１９レーＦＴ−ある。光源１８か
らの光（第１の光）１９は容器１１の上壁に設けられた
紫外光通過［’２０を介し９− てり［ブタ１３」ニのｉ、ｔ： １１１２の上面に垂直
に照射される。イして、この光照射にＪ：り第１の反応
性カスが解１１１されるものとなっている。例えば、反
応１！ＩガスどしてＣＩ２を用いた場合、Ｃｌ２７’）
＜３３０［ｎｍ］ｆＪ近の光を良く吸収づるため、この
光照射により非常に高い量子効率で活性なＣＩラジカル
が生成される。なお、試料１２は上記光源１Ｂにより一
枯して照射されるものとなっている。
心を持”） Ｃｄ−Ｈ１９レーＦＴ−ある。光源１８か
らの光（第１の光）１９は容器１１の上壁に設けられた
紫外光通過［’２０を介し９− てり［ブタ１３」ニのｉ、ｔ： １１１２の上面に垂直
に照射される。イして、この光照射にＪ：り第１の反応
性カスが解１１１されるものとなっている。例えば、反
応１！ＩガスどしてＣＩ２を用いた場合、Ｃｌ２７’）
＜３３０［ｎｍ］ｆＪ近の光を良く吸収づるため、この
光照射により非常に高い量子効率で活性なＣＩラジカル
が生成される。なお、試料１２は上記光源１Ｂにより一
枯して照射されるものとなっている。
また、容器１１の左方には上記第２の反応性ガスを解離
ざＵるための第２の光［２１が配置されている。この先
ａ２１１よ、例えばＹＡＧ或いはＣＯ２レーリ“で赤外
光を発生するものである。光源２１からの光（第２の光
）２２は比較的大径のヒームであり、容器１１の側壁に
設けられた赤外光通過窓２３を介して容器１１内に横方
向から照射される。そして、この光照ｑ４により第２の
反応性ガスが解離されるものとなっている。例えば、第
２の反応性ガスとしてＷ（Ｇｏ）ｓを用いた場合、Ｗ’
（Ｃ”’Ｏ”）’６を赤外光の多光子吸収により解離
することで、ＣＩ２分子は解離せず添加ガスだ１０− けを選択的に解ｍｉることかできる。
ざＵるための第２の光［２１が配置されている。この先
ａ２１１よ、例えばＹＡＧ或いはＣＯ２レーリ“で赤外
光を発生するものである。光源２１からの光（第２の光
）２２は比較的大径のヒームであり、容器１１の側壁に
設けられた赤外光通過窓２３を介して容器１１内に横方
向から照射される。そして、この光照ｑ４により第２の
反応性ガスが解離されるものとなっている。例えば、第
２の反応性ガスとしてＷ（Ｇｏ）ｓを用いた場合、Ｗ’
（Ｃ”’Ｏ”）’６を赤外光の多光子吸収により解離
することで、ＣＩ２分子は解離せず添加ガスだ１０− けを選択的に解ｍｉることかできる。
次に、上記装置を用いたエツチング方法について説明す
る。
る。
被エツチング試料１２どしでは、タングステン膜を用い
た。即ち、第４図（ａ）に示１如＜Ｓ＋基板３１上にタ
ングステン膜（被エツチング試料）３２を被着し、この
上にレジスト等からなる二［ツチングマスク３３を形成
したものを用いた。第１の反応性ガスにはＣＩ ２を用
い、第２の反応性ＪニスにはＷ（Ｇｏ）ｓを用いた。ま
た、第１の光源１８からの第１の光は波長３００〜４０
０ ［ｎｍｌの紫外光、第２の光源２１からの第２の光
は波長１［μｍ］程度の赤外光とした。
た。即ち、第４図（ａ）に示１如＜Ｓ＋基板３１上にタ
ングステン膜（被エツチング試料）３２を被着し、この
上にレジスト等からなる二［ツチングマスク３３を形成
したものを用いた。第１の反応性ガスにはＣＩ ２を用
い、第２の反応性ＪニスにはＷ（Ｇｏ）ｓを用いた。ま
た、第１の光源１８からの第１の光は波長３００〜４０
０ ［ｎｍｌの紫外光、第２の光源２１からの第２の光
は波長１［μｍ］程度の赤外光とした。
前記容器１１内に第４図（ａ）に示す試料を配置し、容
器１１内に第１及び第２の反応性ガスを導入すると共に
、容器１１内に第１及び第２の光を導入した。容器１１
内に導入された第１の反応性ガス、つまりＣＩ２は第１
の光の照射により解離され、ＣＩラジカルを生成する。
器１１内に第１及び第２の反応性ガスを導入すると共に
、容器１１内に第１及び第２の光を導入した。容器１１
内に導入された第１の反応性ガス、つまりＣＩ２は第１
の光の照射により解離され、ＣＩラジカルを生成する。
このＣ１ラジカルは被エツチング試料としてのタングス
テン膜３２をエツチングする。一方、容器１１内に導入
された第２の反応性ガス、つまりＷ（Ｃｏ）ｓは第２の
光の照射により解離される。ここで、分解されたＷ （
ＣＯ） ｓガスはタングステン膜３２の表面に新たに薄
いタングステンの被膜を形成する。
テン膜３２をエツチングする。一方、容器１１内に導入
された第２の反応性ガス、つまりＷ（Ｃｏ）ｓは第２の
光の照射により解離される。ここで、分解されたＷ （
ＣＯ） ｓガスはタングステン膜３２の表面に新たに薄
いタングステンの被膜を形成する。
このＩｎ反応とエッチＶントであるＣＩラジカルの横方
向への進入や反射光によるパターン側壁のエツチング反
応とが競合し、これによりアンダーカットの増加が妨げ
られることになる。これに対して、光照射面においては
、光アシスト効果によりエツチング反応が堆積反応より
進行するため垂面１ツヂングが進み、この結果アンター
カットのない異方性エツチングが達成されることになる
。
向への進入や反射光によるパターン側壁のエツチング反
応とが競合し、これによりアンダーカットの増加が妨げ
られることになる。これに対して、光照射面においては
、光アシスト効果によりエツチング反応が堆積反応より
進行するため垂面１ツヂングが進み、この結果アンター
カットのない異方性エツチングが達成されることになる
。
ここで、第４図（ｂ）は被エツチング試料であるタング
ステン膜３２を途中までエツチングしたのち、説明の便
宜上垂直方向に照射される光を止めエツチング反応のみ
を停止したものである。この場合、ｊｌ積反応は続けて
進行するため、横方向から入れられた光（第２の光２２
）により解離した第２の反応性ガスの成分、即ちタング
ステンの被ＩＩ （堆積膜）３４が被エツチング試料で
あるタングステンＩｌ！３２及びエツチングマスク３３
０表面に均等にＪ「積する。この状態で再び垂直光（第
１の光１９）を照射するど、第４図（Ｃ）に示ず如く光
照射面での堆積膜は速やかにエツチングされタングステ
ン膜３２のエツチングが進む。一方、）にの照射されな
い側壁ではｊｒ１積反応がエツチング７り速いため、極
薄い堆積膜３４が残り側壁を保ニー復し、これにより異
方性エツチングが達成される７−とになる。なお、第４
図（ｂ）（ｃ）に示す１「積ｌ！３４は極めて薄いもの
であり、この膜厚によりパターン精度が低下する等の不
都合は殆どない。
ステン膜３２を途中までエツチングしたのち、説明の便
宜上垂直方向に照射される光を止めエツチング反応のみ
を停止したものである。この場合、ｊｌ積反応は続けて
進行するため、横方向から入れられた光（第２の光２２
）により解離した第２の反応性ガスの成分、即ちタング
ステンの被ＩＩ （堆積膜）３４が被エツチング試料で
あるタングステンＩｌ！３２及びエツチングマスク３３
０表面に均等にＪ「積する。この状態で再び垂直光（第
１の光１９）を照射するど、第４図（Ｃ）に示ず如く光
照射面での堆積膜は速やかにエツチングされタングステ
ン膜３２のエツチングが進む。一方、）にの照射されな
い側壁ではｊｒ１積反応がエツチング７り速いため、極
薄い堆積膜３４が残り側壁を保ニー復し、これにより異
方性エツチングが達成される７−とになる。なお、第４
図（ｂ）（ｃ）に示す１「積ｌ！３４は極めて薄いもの
であり、この膜厚によりパターン精度が低下する等の不
都合は殆どない。
かくして本実施例によれば、電子やイオン等の荷電粒子
を用いることなく、光照射にＪ：り被エツチング試料ど
してのタングステン膜３２を前側損傷なく効果的にエツ
チングすることができる。しかも、第１の反応性ガス及
び光ににるエツチングと第２の反応性ガス及び光による
［ｔＭとの競合反応により、エツチング側壁に薄い堆積
１１３４を形成しながらタングステン膜３２を垂直にエ
ラチン１３− グすることができる。つまり、異方性エツチングを達成
することができ、微細加工に極めて有効で、半導体デバ
イスの微細化及び高集積化等に絶大なる効果を発揮する
。
を用いることなく、光照射にＪ：り被エツチング試料ど
してのタングステン膜３２を前側損傷なく効果的にエツ
チングすることができる。しかも、第１の反応性ガス及
び光ににるエツチングと第２の反応性ガス及び光による
［ｔＭとの競合反応により、エツチング側壁に薄い堆積
１１３４を形成しながらタングステン膜３２を垂直にエ
ラチン１３− グすることができる。つまり、異方性エツチングを達成
することができ、微細加工に極めて有効で、半導体デバ
イスの微細化及び高集積化等に絶大なる効果を発揮する
。
第５図及び第６図はそれぞれ他の実施例を説明するため
の模式図である。これらの実施例が先に説明した実施例
と異なる点は、光の照射方法にある。即ち、第５図の例
はエラチャン］・生成のための第１の光１９を被エツチ
ング試Ｉ！４１２に一括照射すると」（に、添加ガス活
性化のための第２の光２２には、例えば矩形状且つ試料
全体を覆うレーリ“ビームを用いるようにしたものであ
る。この場合、試料１２上の第２の反応性ガスの解離が
均一となるので、エツチングの均−性及びスループツＩ
・の向上により有効である。また、第６図の例は上記第
２の光２２を小径の線状ビームとしたものである。この
場合、上記線状ビーム２２を試料１２上で一様に走査す
ることにより、第５図の例と同様に均一エツチングが達
成されることになる。
の模式図である。これらの実施例が先に説明した実施例
と異なる点は、光の照射方法にある。即ち、第５図の例
はエラチャン］・生成のための第１の光１９を被エツチ
ング試Ｉ！４１２に一括照射すると」（に、添加ガス活
性化のための第２の光２２には、例えば矩形状且つ試料
全体を覆うレーリ“ビームを用いるようにしたものであ
る。この場合、試料１２上の第２の反応性ガスの解離が
均一となるので、エツチングの均−性及びスループツＩ
・の向上により有効である。また、第６図の例は上記第
２の光２２を小径の線状ビームとしたものである。この
場合、上記線状ビーム２２を試料１２上で一様に走査す
ることにより、第５図の例と同様に均一エツチングが達
成されることになる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される１４−
ものではない。例えば、前記第１の光として小径のビー
ムを用い、このビームを被エツチング試料上で該試料全
域に亙り走査するようにしてもよい。
ムを用い、このビームを被エツチング試料上で該試料全
域に亙り走査するようにしてもよい。
さらに、第１の光として、第７図に示す如く矩形状のビ
ームを用い、エッチャント生成域をステップアンドリピ
ート方式で順次移動させながら試料全域のエツチングを
行うようにしてもよい。また、前記選択エツチングのた
めのマスクとしては、前記被エツチング試料上に直接形
成するレジス１へパターン等に限るものではなく、第８
図に示す如く石英基板４１上にマスク材４２を選択的に
取着してなるマスク基板を用い、このマスクを試料１２
と離間した状態でマスク」：方からマスクを介して試料
１２上に第１の光を照射するＪ：うにしてもよい。この
場合は、マスク材の影となり光の照射されない被エツチ
ング材料の表面にも堆積１１１３４が形成されることに
より、その堆積膜３４がエツチングマスクとなりパター
ンが形成される。この例においても、堆積１１：１１が
パターン側壁に形成され、アンダーカットを防ぐ働きは
前述の例と同様である。
ームを用い、エッチャント生成域をステップアンドリピ
ート方式で順次移動させながら試料全域のエツチングを
行うようにしてもよい。また、前記選択エツチングのた
めのマスクとしては、前記被エツチング試料上に直接形
成するレジス１へパターン等に限るものではなく、第８
図に示す如く石英基板４１上にマスク材４２を選択的に
取着してなるマスク基板を用い、このマスクを試料１２
と離間した状態でマスク」：方からマスクを介して試料
１２上に第１の光を照射するＪ：うにしてもよい。この
場合は、マスク材の影となり光の照射されない被エツチ
ング材料の表面にも堆積１１１３４が形成されることに
より、その堆積膜３４がエツチングマスクとなりパター
ンが形成される。この例においても、堆積１１：１１が
パターン側壁に形成され、アンダーカットを防ぐ働きは
前述の例と同様である。
また、被エツチング試料としてはタングステンに限らず
、モリブデン等の高融点金属或いはこれらのシリサイド
化合物、また半導体に適用することができる。また、第
１の反応性ガスは、ＣＩ２に限るものではなく、弗素や
臭素等のハロゲン元素を含むガス、或いはこれらに炭素
、ホウ素若しくは水素等を含むガスであってもよい。ざ
らに、第２の反応性ガスはＷ （Ｃｏ）ｓに限定される
ものではなく、Ｎ ｉ （Ｃｏ）４ 、 ＭＯ（Ｃｏ）
ｓ 。
、モリブデン等の高融点金属或いはこれらのシリサイド
化合物、また半導体に適用することができる。また、第
１の反応性ガスは、ＣＩ２に限るものではなく、弗素や
臭素等のハロゲン元素を含むガス、或いはこれらに炭素
、ホウ素若しくは水素等を含むガスであってもよい。ざ
らに、第２の反応性ガスはＷ （Ｃｏ）ｓに限定される
ものではなく、Ｎ ｉ （Ｃｏ）４ 、 ＭＯ（Ｃｏ）
ｓ 。
Ｍｏ（ＣＯ）ｓ等の金属ｈルボニール化合物、その他生
なくとも炭素及び酸素を含むものであればＪ：い。また
、第１及び第２の反応性ガスの流量等の条Ｆｔは仕様に
応じて適宜定めればよい。また、第１及び第２の光の各
波長はそれぞれ解離すべき反応性カスの種類に応じて適
宜定めれば良く、ざらにレーザ等の単色光に同等限定さ
れるものではない。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することができる。
なくとも炭素及び酸素を含むものであればＪ：い。また
、第１及び第２の反応性ガスの流量等の条Ｆｔは仕様に
応じて適宜定めればよい。また、第１及び第２の光の各
波長はそれぞれ解離すべき反応性カスの種類に応じて適
宜定めれば良く、ざらにレーザ等の単色光に同等限定さ
れるものではない。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することができる。
第１図は従来方法の問題点を説明するための断面図、第
２図はＲＴＥにおける異方性エツチングのメカニズムを
説明するだめの断面図、第３図は本発明の一実施例に使
用したドライエツチング装置を示す概略構成図、第４図
（ａ）〜（Ｃ）は上記装置を用いたエツチング方法を説
明するための工程断面図、第５図及び第６図はそれぞれ
他の実施例を説明するための斜視図、第７図及び第８図
はそれぞれ変形例を説明するための斜視図及び断面図で
ある。 １１・・・真空容器（反応容器）、１２・・・試料、１
３・・・ザセプタ、１４・・・ガス導入口、１５・・・
ガス排気口、１６．１７・・・ガス流量制御器、１８・
・・第１の光源、１９・・・第１の光、２０・・・紫外
光通過窓、２１−・・第２の光源、２２・・・第２の光
、２３・・・紫外線通過窓、３１・・・８１基板、３２
・・・タングステン膜（被エツチング試料）、３３・・
・エツチングマスク、３４・・・堆積膜、４１・・・石
英板、４２・・・マスク材。 １７− 第１図 第２図
２図はＲＴＥにおける異方性エツチングのメカニズムを
説明するだめの断面図、第３図は本発明の一実施例に使
用したドライエツチング装置を示す概略構成図、第４図
（ａ）〜（Ｃ）は上記装置を用いたエツチング方法を説
明するための工程断面図、第５図及び第６図はそれぞれ
他の実施例を説明するための斜視図、第７図及び第８図
はそれぞれ変形例を説明するための斜視図及び断面図で
ある。 １１・・・真空容器（反応容器）、１２・・・試料、１
３・・・ザセプタ、１４・・・ガス導入口、１５・・・
ガス排気口、１６．１７・・・ガス流量制御器、１８・
・・第１の光源、１９・・・第１の光、２０・・・紫外
光通過窓、２１−・・第２の光源、２２・・・第２の光
、２３・・・紫外線通過窓、３１・・・８１基板、３２
・・・タングステン膜（被エツチング試料）、３３・・
・エツチングマスク、３４・・・堆積膜、４１・・・石
英板、４２・・・マスク材。 １７− 第１図 第２図
Claims (8)
- （１）光化学反応により被エツチング試料を３１ ！Ｒ
的にエツチングするドライエツチング方法において、前
記試料を収容した容器内に少なくともハロゲン元素を含
む第１の反応性ガスと少なくとも炭素及び酸素を含む第
２の反応性ガスとを導入し、上記第１の反応性ガスを解
離する第１の光を前記試料のエツチングすべき部分に選
択的に、且つ該試料に対して垂直に照射すると共に、上
記第２の反応性ガスを解離する第２の光を上記第２の反
応性ガスに照射することを特徴とするトライエツチング
方法。 - （２）前記第１の光を選択照射する手段として、前記試
料上に予めマスクを形成しておき、このマスク上方から
第１の光を試料に照射するようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のドライエツチング方法。 - （３）前記第１の光を選択照射する手段として、前記試
料上に該試料と離間してマスクを配置し、このマスクを
介して試料に第１の光を照射するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のトライエツチング方
法。 - （４）前記第１の光は、前記試料の長径より大きく集光
され、該集光領域が試料全体に亙って相対的に移動され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライ
エツチング方法。 - （５）前記第２の反応性ガスは、前記試料と同−元素を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトラ
イエツチング方法。 - （６）前記第２の反応性ガスは、ＭＯ（Ｇｏ）ｓ 。 ＼ＩＶ（Ｃｏ１５の金属カルボニール化合物であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第５項記載のト
ライエツチング方法。 - （７） ｉｔＱ記第１の反応性ガスは、塩素、弗素若し
くは臭素を含むガス、或いはこれらに炭素、ホウ素若し
くは水素を含むガスであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のドライエツチング方法。 - （８）前記被エツチング面料は、半導体材料、高融点金
属或いはこれらのシリリイド化合物であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のドライエツチング方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020994A JPS60165724A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020994A JPS60165724A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165724A true JPS60165724A (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=12042673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020994A Pending JPS60165724A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165724A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245927A (ja) * | 1988-08-06 | 1990-02-15 | Fujitsu Ltd | エッチング方法 |
| US5716494A (en) * | 1992-06-22 | 1998-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method, chemical vapor deposition method, and apparatus for processing semiconductor substrate |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP59020994A patent/JPS60165724A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245927A (ja) * | 1988-08-06 | 1990-02-15 | Fujitsu Ltd | エッチング方法 |
| US5716494A (en) * | 1992-06-22 | 1998-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method, chemical vapor deposition method, and apparatus for processing semiconductor substrate |
| US5767021A (en) * | 1992-06-22 | 1998-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method, chemical vapor deposition method, and apparatus for processing semiconductor substrate |
| US6089183A (en) * | 1992-06-22 | 2000-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching method, chemical vapor deposition method, and apparatus for processing semiconductor substrate |
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