JPS60260131A - 異方性ドライエツチング方法 - Google Patents
異方性ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPS60260131A JPS60260131A JP11611484A JP11611484A JPS60260131A JP S60260131 A JPS60260131 A JP S60260131A JP 11611484 A JP11611484 A JP 11611484A JP 11611484 A JP11611484 A JP 11611484A JP S60260131 A JPS60260131 A JP S60260131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- wafer
- plasma
- microwave
- radical
- 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
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 title claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 14
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 6
- 229910007159 Si(CH3)4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- 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】
（技術分野）
本発明はＶＬＳＩ製造工程において好適な異方性ドライ
エツチング方法に関し、特にサブミクロン領域の超微細
パターンを効率よくエツチングできるようにした異方性
ドライエツチング方法に関する。
エツチング方法に関し、特にサブミクロン領域の超微細
パターンを効率よくエツチングできるようにした異方性
ドライエツチング方法に関する。
（背景技術およびその問題点）
現在、ＶＬＳＩ工程において必要な線幅２μ■以下の微
細パターンの形成には、プラズマ中の電界によって加速
された反応性イオンにより異方性エツチングが行なわれ
ており、このエツチングをＲＩ Ｅ ’（Ｒｅａｃｔｉ
ｏｎ ｌ ｏｎ Ｅ ｔｃｈｉｎｇ）と呼んでいる。し
かし、シリコン半導体基板の表面は、この電界によって
加速された反応性イオンによる衝撃によって、大きな損
傷を受けることになる。また、反応性イオンの帯電に起
因すると思われるゲート酸化膜の破壊現象が報告されて
おり、更に最近では電界によって加速されていないプラ
ズマ中におけるシリコン基板表面の損傷も報告されてい
る。
細パターンの形成には、プラズマ中の電界によって加速
された反応性イオンにより異方性エツチングが行なわれ
ており、このエツチングをＲＩ Ｅ ’（Ｒｅａｃｔｉ
ｏｎ ｌ ｏｎ Ｅ ｔｃｈｉｎｇ）と呼んでいる。し
かし、シリコン半導体基板の表面は、この電界によって
加速された反応性イオンによる衝撃によって、大きな損
傷を受けることになる。また、反応性イオンの帯電に起
因すると思われるゲート酸化膜の破壊現象が報告されて
おり、更に最近では電界によって加速されていないプラ
ズマ中におけるシリコン基板表面の損傷も報告されてい
る。
このため、プラズマダメージの発生しないエツチングを
実現させるための一つの方法として、紫外線励起による
ラジカルでのエツチングが提案されている。しかし、こ
のような単なる紫外線照射によるラジカル発生では、異
方的にエツチングすることはできず、異方性エツチング
を実現するには、被エツチング面に垂直な電界を加えて
、反応性イオンを垂直に導入すればよいが、この方法で
はウェハ表面に反応性イオンににる衝撃によって損傷が
できてしまう。
実現させるための一つの方法として、紫外線励起による
ラジカルでのエツチングが提案されている。しかし、こ
のような単なる紫外線照射によるラジカル発生では、異
方的にエツチングすることはできず、異方性エツチング
を実現するには、被エツチング面に垂直な電界を加えて
、反応性イオンを垂直に導入すればよいが、この方法で
はウェハ表面に反応性イオンににる衝撃によって損傷が
できてしまう。
この光励起による異方性エツチング装置として第２図に
示すものが提案されている。図において、石英容器１内
には支持台２に載置した被エツチング体としてのウェハ
３が装填されている。このウェハ３は例えば多結晶シリ
コンで構成している。
示すものが提案されている。図において、石英容器１内
には支持台２に載置した被エツチング体としてのウェハ
３が装填されている。このウェハ３は例えば多結晶シリ
コンで構成している。
ウェハ３の表面にはエツチングに対するマスクとしての
Ｓｉ ０２４が選択的に形成されている。また、石英容
器１の外部には、水銀ランプ５が設けられており、その
照射光はウェハ３と平行となるように設定されている。
Ｓｉ ０２４が選択的に形成されている。また、石英容
器１の外部には、水銀ランプ５が設けられており、その
照射光はウェハ３と平行となるように設定されている。
かかる装置において容器１内にＣＩ２＋Ｓｉ （Ｃト１
３ ） ４ ／１−１（］混合ガスを導入し、水銀ラン
プ４から多結晶シリコン３の資料面に平行に水銀ランプ
光（波長２５３．７ｎｍ）を照射することによって、導
入した混合ガスを分解し、側壁保護膜を形成するための
薄膜堆積を生じる一方、同時に多結晶シリコン３の試料
面に垂直にレーザ光（波長３０８ｎｌｌｌ）を照射する
ことにより、多結晶シリコン３はラジカルにエツチング
が進行する。このエツチングと薄膜堆積どの競争反応に
よりエツチングが進行し、エツチングされた側壁におい
て、この薄膜が保護膜となってアンダカットを防止し、
異方性エツチングが達成される。
３ ） ４ ／１−１（］混合ガスを導入し、水銀ラン
プ４から多結晶シリコン３の資料面に平行に水銀ランプ
光（波長２５３．７ｎｍ）を照射することによって、導
入した混合ガスを分解し、側壁保護膜を形成するための
薄膜堆積を生じる一方、同時に多結晶シリコン３の試料
面に垂直にレーザ光（波長３０８ｎｌｌｌ）を照射する
ことにより、多結晶シリコン３はラジカルにエツチング
が進行する。このエツチングと薄膜堆積どの競争反応に
よりエツチングが進行し、エツチングされた側壁におい
て、この薄膜が保護膜となってアンダカットを防止し、
異方性エツチングが達成される。
ところが、かかるエツチング方法では、ウェハの反りと
、エツチングプロセスの後半において生じる段差により
、競争反応の不均一性が欠点となっている。この原因と
しては、横方向からの紫外線照射による堆積はウェハの
反りや段差などにより、光分解の高さが異なり、堆積速
度が変化することに起因し、更に紫外光の照射される側
の面が堆積速度が速くなるということも掲げられている
。
、エツチングプロセスの後半において生じる段差により
、競争反応の不均一性が欠点となっている。この原因と
しては、横方向からの紫外線照射による堆積はウェハの
反りや段差などにより、光分解の高さが異なり、堆積速
度が変化することに起因し、更に紫外光の照射される側
の面が堆積速度が速くなるということも掲げられている
。
このため、ウェハ全面を均一にエツチングすることは困
難であり、縮小投影露光装置に見られるようなステップ
動作において、競争反応を制御するには、多くの制御要
素が必要となる。
難であり、縮小投影露光装置に見られるようなステップ
動作において、競争反応を制御するには、多くの制御要
素が必要となる。
（目的）
そこで本発明は−Ｌ述した既に提案されているエツチン
グ方法の問題点に鑑み成されたものであり、マイクロ波
によって励起され長寿命化されたプラズマによる堆積作
用と、半導体の被エツチング面に垂直あるいは平行に照
射されるレーザ光によるエツチングとの競争反応によっ
て、通常のプラズマによる異方性１ツヂングに見られる
プラズマダメージの少ない微細な異方性ドライエツチン
グ方法を提供づるものである。
グ方法の問題点に鑑み成されたものであり、マイクロ波
によって励起され長寿命化されたプラズマによる堆積作
用と、半導体の被エツチング面に垂直あるいは平行に照
射されるレーザ光によるエツチングとの競争反応によっ
て、通常のプラズマによる異方性１ツヂングに見られる
プラズマダメージの少ない微細な異方性ドライエツチン
グ方法を提供づるものである。
（実施例）
以下、本発明について詳述する。第１図は本弁明の１ツ
ヂング方法に係る製造装置を示し、図において、石英容
器１の一側面からは輸送管５が延長され、その端部は開
口している。またこの輸送管５の端部近傍にはプラズマ
発生室６が設けられており、その周囲にはマイクロ波導
波管６が取イ」けられている。
ヂング方法に係る製造装置を示し、図において、石英容
器１の一側面からは輸送管５が延長され、その端部は開
口している。またこの輸送管５の端部近傍にはプラズマ
発生室６が設けられており、その周囲にはマイクロ波導
波管６が取イ」けられている。
かかる構成にＪ３いて、輸送管５の開孔からＣＩ２→Ｓ
ｉ （Ｃｌ−１３） ４ ／１１０混合ガスを導入す
ると共にマイクロ波導波管７からプラズマ発生室５の外
周に対しくマイクロ波（２，４５ＧＨｚ ＞を使用さＵ
て、プラズマを発生さける。このマイクロ波によって励
起されｌこプラズマは長寿命であり、輸送管５を通って
半導体ウェハ３が装填された反応室である石英容器１内
にウェハ３に対して平行に導入される。プラズマ発生部
と反応部とを分離した構造では、輸送管５を通るプラズ
マ輸送中に運動エネルギーが失われ、その結果基板３に
お番ブる損傷が極端に少なくなり、化学的に反応するこ
とになる。また、容器１の外からはウェハ３はエツチン
グ而に対して垂直にレーザ光（Ｘｅｃｌ ：波長３０８
ｎｍ）を照射する。この長寿命化されたラジカルによる
堆積作用と、レーザ光によるエツチング作用どの競争反
応により損傷の少ない超微細な異方性エツチングが達成
できる。
ｉ （Ｃｌ−１３） ４ ／１１０混合ガスを導入す
ると共にマイクロ波導波管７からプラズマ発生室５の外
周に対しくマイクロ波（２，４５ＧＨｚ ＞を使用さＵ
て、プラズマを発生さける。このマイクロ波によって励
起されｌこプラズマは長寿命であり、輸送管５を通って
半導体ウェハ３が装填された反応室である石英容器１内
にウェハ３に対して平行に導入される。プラズマ発生部
と反応部とを分離した構造では、輸送管５を通るプラズ
マ輸送中に運動エネルギーが失われ、その結果基板３に
お番ブる損傷が極端に少なくなり、化学的に反応するこ
とになる。また、容器１の外からはウェハ３はエツチン
グ而に対して垂直にレーザ光（Ｘｅｃｌ ：波長３０８
ｎｍ）を照射する。この長寿命化されたラジカルによる
堆積作用と、レーザ光によるエツチング作用どの競争反
応により損傷の少ない超微細な異方性エツチングが達成
できる。
このとぎ反応室に導入されたラジカルは室内で均一に分
布しており、ウェハの反りや段差形状の問題を解決し、
ウェハ全面において均一な異方性のドライエツチングが
可能どなる。また、第１図の装置において、マスク４は
通常のフォトエツチングと同様な方法によってレジスト
で形成覆れば、パターンが形成されているマスク本体（
ハードマスク）は石英容器１内に装填している必要はな
い。
布しており、ウェハの反りや段差形状の問題を解決し、
ウェハ全面において均一な異方性のドライエツチングが
可能どなる。また、第１図の装置において、マスク４は
通常のフォトエツチングと同様な方法によってレジスト
で形成覆れば、パターンが形成されているマスク本体（
ハードマスク）は石英容器１内に装填している必要はな
い。
また、レジストを使用しないレーザ光で直接エツチング
を行なう場合には、容器１の外に配回したクロムマスク
などのハードマスクによって１エツチングする箇所に選
択的にレーザ光を照射づ゛るようにしてもよく、かかる
方法によれば、縮小投影露光装「ずに見られるステッピ
ング動作を適用してもよい。
を行なう場合には、容器１の外に配回したクロムマスク
などのハードマスクによって１エツチングする箇所に選
択的にレーザ光を照射づ゛るようにしてもよく、かかる
方法によれば、縮小投影露光装「ずに見られるステッピ
ング動作を適用してもよい。
また、第１図では、発生したプラズマはウェハ３３にス
ζｊして柳方向から導入しているが、均一性を向１：さ
υるために、ラジカルを上部から導入するようにしても
よく、その場合にはレーザ光が照射される部分を避りて
、石英１の周囲から照射することにより、照射方向の影
響を抑えることができる。
ζｊして柳方向から導入しているが、均一性を向１：さ
υるために、ラジカルを上部から導入するようにしても
よく、その場合にはレーザ光が照射される部分を避りて
、石英１の周囲から照射することにより、照射方向の影
響を抑えることができる。
（効果〉
以上説明したように、本発明によれば、被エツチング対
象となる半導体ウェハにプラズマダメージの少ない超微
細パターンを効率形成Ｊることができる。
象となる半導体ウェハにプラズマダメージの少ない超微
細パターンを効率形成Ｊることができる。
第１図は本発明に係るエツチング装置の実施例を示す図
、第２図は従来提案されているエツチング装置を承り図
である。 １・・・・・・６英容器 ２・・・・・・支持台 ３・・・・・・半導体ウェハ ４・・・・・・マスク ５・・・・・・輸送管 ６・・・・・・プラズマ発生室 ７・・・・・・マイクロ波導入管 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第２図 杉し−デ光 手続補正書輸幻 昭和５９年 ９月１２日 特許庁長官 志賀 学 殿 ２、発明の名称 異方性ドライ−しツチング方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 〒１５３ 東京都目黒区目黒１丁目４？１１号４
、補正の対象 明細占仝文 ３、補正の内容 （全文訂正）明 細 書 １、発明の名称 異方性ドライエツチング方法 ２、特許請求の範囲 半導体ウェハにマイクロ波によって励起したラジカルを
作用させると共に、レーザ光によって励起されたラジカ
ルを作用させ、前記マイクロ波にによって励起されたラ
ジカルによる堆積作用と、前記レーザ光によって励起さ
れたラジカルによるエツチング作用との競争反応によっ
て異方性のエツチングを行なうようにしたことを特徴と
する異方性ドライエツチング方法。 ３、発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明はＶＬＳＩ製造工程において好適な異方性ドライ
エツチング方法に関し、特にサブミクロン領域の超微細
パターンを効率よくエツチングできるようにした異方性
ドライエツチング方法に関する。 （背景技術およびその問題点） 現在、ＶＬＳＩ工程において必要な線幅２μｍ以下の微
細パターンの形成には、プラズマ中の電界によって加速
された反応性イオンにより異方性エツチングが行なわれ
ており、このエツチングをＲＩ Ｅ （Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｉｏｎ Ｅ ｔｃｈｉｎｇ）と呼んでいる。しかし
、シリコン半導体基板の表面は、この電界によって加速
された反応性イオンによる衝撃によって、大きな損傷を
受けることになる。また、反応性イオンの帯電に起因す
ると思われるゲート酸化膜の破壊現象が報告されており
、更に最近では電界によって加速されていないプラズマ
中におけるシリコン基板表面の損傷も報告されている。 このため、プラズマダメージの発生しないエツチングを
実用させるための一つの方法として、紫外線励起による
ラジカルでのエツチングが提案されている。しかし、こ
のような単なる紫外線照射によるラジカル発生では、異
方的にエツチングすることはできず、異方性エツチング
を実現するには、被エツチング面に垂直な電界を加えて
、反応性イオンを垂直に導入すればよいが、この方法で
はウェハ表面に反応性イオンによる衝撃によって損傷が
できてしまう。 この光励起による異方性エツチング装置として第２図に
示すものが提案されている。図において、石英容器１内
には支持台２に載置した被エツチング体としてのウェハ
３が装填されている。このウェハ３は例えばシリコン基
板上に多結晶シリコンが堆積している。ウェハ３の表面
にはエツチングに対するマスクとしてのフォトレジスト
４が選択的に形成されている。また、石英容器１の外部
には、水銀ランプ５が設けられており、その照射光はウ
ェハ３と平行となるように設定されている。 かかる装置において容器１内にＣＩ２＋ Ｓ ｉ （Ｃ
）→３）４／ＨｊＪｉｆｆ合ガスを導入し、水銀ランプ
４から多結晶シリコン３の資料面に平行に水銀ランプ光
（波長２５３．γｎｍ）を照射することによって、導入
した混合ガスを分解し、側壁保護膜を形成するための薄
膜堆積を生じる一方、同時に多結晶シリコン３の試料面
に垂直にレーザ光（波長３０８ｎｍ）を照射することに
より、光励起されたラジカルによって多結晶シリコン３
のエツチングが進行する。このエツチングと薄膜堆積と
の競争反応によりエツチングが進行し、エツチングされ
た側壁において、この薄膜が保護膜となってアンダカッ
トを防止し、異方性エツチングが達成される。 ところが、かかるエツチング方法では、ウェハの反りと
、ウェハプロセスの後半においＣ生じる段差により、競
争反応の不均一性が欠点となっている。この原因として
は、横方向からの紫外線照射による堆積【まウェハの反
りや段差などにより、光分解の高さが異なり、堆積速度
が変化することに起因し、更に紫外光の照射される側の
面が堆積速度が速くなるということも掲げられている。 このため、ウェハ全面を均一にエツチングすることは困
難であり、縮小投影露光装置に見られるようなステップ
動作において、競争反応を制御するには、多くの制御要
素が必要となる。 （目的） − そこで本発明は上述した既に提案されているエツチング
方法の問題点に鑑み成されたものであり、マイクロ波に
よって励起され長寿命化されたラジカルによる堆積作用
と、半導体の被エツチング面に垂直に照射されるレーザ
光によって励起されたラジカルによるエツチングとの競
争反応によって、通常のプラズマによる異方性エツチン
グに見られるプラズマダメージの少ない微細な異方性ド
ライエツチング方法を提供するものである。 （実施例） 以下、本発明について多結晶シリコンのエツチングを例
にとって詳述する。第１図は本発明のエツチング方法に
係る製造装置を示し、図において、石英容器１の左側面
からは輸送管６が延長され、その端部は開口している。 またこの輸送管６の端部近傍にはプラズマ発生室７が設
けられており、その周囲にはマイクロ波導波管８が取付
けられている。 かかる構成において、輸送管６の開孔がら５ｉ（Ｃ）−
１３）４ガスを導入すると共にマイクロ波導波管８から
プラズマ発生室７の外周に対してマイクロ波（２，４５
ＧＨｚ ）を使用させて、プラズマ及び電気的に中性な
ラジカルを発生させる。このマイクロ波によって励起さ
れたプラズマは比較的寿命が長いのに対して、ラジカル
は長寿命であり、輸送管５を通って半導体ウェハ３が装
填された反応室である石英容器１内にウェハ３に対して
平行に導入される。また、容器１には上記輸送管５とは
別にガスラインが設けてあり、これを経由してＣ１２ガ
スが導入される。そして容器１の外からウェハ３のエツ
チング面に対して垂直にレーザ光（ＸｅＣ１：波長３０
８ｎＩｌｌ）を照射する。するとマイクロ波によって長
寿命化されたラジカルによる堆積作用と、レーザ光によ
って励起されたラジカルよるエツチング作用との競争反
応により損傷の少ない超微細な異方性エツチングが達成
できる。 このとき反応室に導入された長寿命ラジカルは室内で均
一に分布しており、ウェハの反りや段差形状の問題を解
決し、ウェハ全面において均一な異方性のドライエツヂ
ングが可能となる。 また、第１図の装置において、レ
ジストを使用しないレーザ光で直接エツチングを行なう
場合には、容器１の外に配置したクロムマスクなどのハ
ードマスクによって、エツチングする箇所に選択的にレ
ーザ光を照射するようにしてもよく、かがる方法によれ
ば、縮小投影露光装置に見られるステッピング動作を適
用してもよい。 また、第１図では、発生したラジカルはウェハ３に対し
て横方向から導入しているが、均一性を向上させるため
に、ラジカルを上部から導入するようにしてもよ（、そ
の場合にはレーザ光が照射される部分を避けて、石英１
の周囲から照射することにより、照射方向の影響を抑え
ることができる。 （効果） 以上説明したように、本発明によれば、被エツチング対
象となる半導体ウェハにプラズマダメージの少ない超微
細パターンを効率形成することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係るエツチング装置の実施例を示す図
、第２図は従来提案されているエツチング装置を示す図
である。 １・・・・・・石英容器 ２・・・・・・支持台 ３・・・・・・半導体ウェハ ４・・・・・・マスク ５・・・・・・水銀ランプ ６・・・・・・輸送管 ７・・・・・・プラズマ発生室 ８・・・・・・マイクロ波導入管 ９・・・・・・ガスライン 特許出願人 パイオニア株式会社
、第２図は従来提案されているエツチング装置を承り図
である。 １・・・・・・６英容器 ２・・・・・・支持台 ３・・・・・・半導体ウェハ ４・・・・・・マスク ５・・・・・・輸送管 ６・・・・・・プラズマ発生室 ７・・・・・・マイクロ波導入管 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第２図 杉し−デ光 手続補正書輸幻 昭和５９年 ９月１２日 特許庁長官 志賀 学 殿 ２、発明の名称 異方性ドライ−しツチング方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 〒１５３ 東京都目黒区目黒１丁目４？１１号４
、補正の対象 明細占仝文 ３、補正の内容 （全文訂正）明 細 書 １、発明の名称 異方性ドライエツチング方法 ２、特許請求の範囲 半導体ウェハにマイクロ波によって励起したラジカルを
作用させると共に、レーザ光によって励起されたラジカ
ルを作用させ、前記マイクロ波にによって励起されたラ
ジカルによる堆積作用と、前記レーザ光によって励起さ
れたラジカルによるエツチング作用との競争反応によっ
て異方性のエツチングを行なうようにしたことを特徴と
する異方性ドライエツチング方法。 ３、発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明はＶＬＳＩ製造工程において好適な異方性ドライ
エツチング方法に関し、特にサブミクロン領域の超微細
パターンを効率よくエツチングできるようにした異方性
ドライエツチング方法に関する。 （背景技術およびその問題点） 現在、ＶＬＳＩ工程において必要な線幅２μｍ以下の微
細パターンの形成には、プラズマ中の電界によって加速
された反応性イオンにより異方性エツチングが行なわれ
ており、このエツチングをＲＩ Ｅ （Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｉｏｎ Ｅ ｔｃｈｉｎｇ）と呼んでいる。しかし
、シリコン半導体基板の表面は、この電界によって加速
された反応性イオンによる衝撃によって、大きな損傷を
受けることになる。また、反応性イオンの帯電に起因す
ると思われるゲート酸化膜の破壊現象が報告されており
、更に最近では電界によって加速されていないプラズマ
中におけるシリコン基板表面の損傷も報告されている。 このため、プラズマダメージの発生しないエツチングを
実用させるための一つの方法として、紫外線励起による
ラジカルでのエツチングが提案されている。しかし、こ
のような単なる紫外線照射によるラジカル発生では、異
方的にエツチングすることはできず、異方性エツチング
を実現するには、被エツチング面に垂直な電界を加えて
、反応性イオンを垂直に導入すればよいが、この方法で
はウェハ表面に反応性イオンによる衝撃によって損傷が
できてしまう。 この光励起による異方性エツチング装置として第２図に
示すものが提案されている。図において、石英容器１内
には支持台２に載置した被エツチング体としてのウェハ
３が装填されている。このウェハ３は例えばシリコン基
板上に多結晶シリコンが堆積している。ウェハ３の表面
にはエツチングに対するマスクとしてのフォトレジスト
４が選択的に形成されている。また、石英容器１の外部
には、水銀ランプ５が設けられており、その照射光はウ
ェハ３と平行となるように設定されている。 かかる装置において容器１内にＣＩ２＋ Ｓ ｉ （Ｃ
）→３）４／ＨｊＪｉｆｆ合ガスを導入し、水銀ランプ
４から多結晶シリコン３の資料面に平行に水銀ランプ光
（波長２５３．γｎｍ）を照射することによって、導入
した混合ガスを分解し、側壁保護膜を形成するための薄
膜堆積を生じる一方、同時に多結晶シリコン３の試料面
に垂直にレーザ光（波長３０８ｎｍ）を照射することに
より、光励起されたラジカルによって多結晶シリコン３
のエツチングが進行する。このエツチングと薄膜堆積と
の競争反応によりエツチングが進行し、エツチングされ
た側壁において、この薄膜が保護膜となってアンダカッ
トを防止し、異方性エツチングが達成される。 ところが、かかるエツチング方法では、ウェハの反りと
、ウェハプロセスの後半においＣ生じる段差により、競
争反応の不均一性が欠点となっている。この原因として
は、横方向からの紫外線照射による堆積【まウェハの反
りや段差などにより、光分解の高さが異なり、堆積速度
が変化することに起因し、更に紫外光の照射される側の
面が堆積速度が速くなるということも掲げられている。 このため、ウェハ全面を均一にエツチングすることは困
難であり、縮小投影露光装置に見られるようなステップ
動作において、競争反応を制御するには、多くの制御要
素が必要となる。 （目的） − そこで本発明は上述した既に提案されているエツチング
方法の問題点に鑑み成されたものであり、マイクロ波に
よって励起され長寿命化されたラジカルによる堆積作用
と、半導体の被エツチング面に垂直に照射されるレーザ
光によって励起されたラジカルによるエツチングとの競
争反応によって、通常のプラズマによる異方性エツチン
グに見られるプラズマダメージの少ない微細な異方性ド
ライエツチング方法を提供するものである。 （実施例） 以下、本発明について多結晶シリコンのエツチングを例
にとって詳述する。第１図は本発明のエツチング方法に
係る製造装置を示し、図において、石英容器１の左側面
からは輸送管６が延長され、その端部は開口している。 またこの輸送管６の端部近傍にはプラズマ発生室７が設
けられており、その周囲にはマイクロ波導波管８が取付
けられている。 かかる構成において、輸送管６の開孔がら５ｉ（Ｃ）−
１３）４ガスを導入すると共にマイクロ波導波管８から
プラズマ発生室７の外周に対してマイクロ波（２，４５
ＧＨｚ ）を使用させて、プラズマ及び電気的に中性な
ラジカルを発生させる。このマイクロ波によって励起さ
れたプラズマは比較的寿命が長いのに対して、ラジカル
は長寿命であり、輸送管５を通って半導体ウェハ３が装
填された反応室である石英容器１内にウェハ３に対して
平行に導入される。また、容器１には上記輸送管５とは
別にガスラインが設けてあり、これを経由してＣ１２ガ
スが導入される。そして容器１の外からウェハ３のエツ
チング面に対して垂直にレーザ光（ＸｅＣ１：波長３０
８ｎＩｌｌ）を照射する。するとマイクロ波によって長
寿命化されたラジカルによる堆積作用と、レーザ光によ
って励起されたラジカルよるエツチング作用との競争反
応により損傷の少ない超微細な異方性エツチングが達成
できる。 このとき反応室に導入された長寿命ラジカルは室内で均
一に分布しており、ウェハの反りや段差形状の問題を解
決し、ウェハ全面において均一な異方性のドライエツヂ
ングが可能となる。 また、第１図の装置において、レ
ジストを使用しないレーザ光で直接エツチングを行なう
場合には、容器１の外に配置したクロムマスクなどのハ
ードマスクによって、エツチングする箇所に選択的にレ
ーザ光を照射するようにしてもよく、かがる方法によれ
ば、縮小投影露光装置に見られるステッピング動作を適
用してもよい。 また、第１図では、発生したラジカルはウェハ３に対し
て横方向から導入しているが、均一性を向上させるため
に、ラジカルを上部から導入するようにしてもよ（、そ
の場合にはレーザ光が照射される部分を避けて、石英１
の周囲から照射することにより、照射方向の影響を抑え
ることができる。 （効果） 以上説明したように、本発明によれば、被エツチング対
象となる半導体ウェハにプラズマダメージの少ない超微
細パターンを効率形成することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係るエツチング装置の実施例を示す図
、第２図は従来提案されているエツチング装置を示す図
である。 １・・・・・・石英容器 ２・・・・・・支持台 ３・・・・・・半導体ウェハ ４・・・・・・マスク ５・・・・・・水銀ランプ ６・・・・・・輸送管 ７・・・・・・プラズマ発生室 ８・・・・・・マイクロ波導入管 ９・・・・・・ガスライン 特許出願人 パイオニア株式会社
Claims (1)
- 半導体ウェハにマイク［１波によって励起したプラズマ
を作用させると共に、レーザ光を照射し、前記プラズマ
による堆積作用と、前記レーザ光によるエツチング作用
との競争反応によって異方性のエツチングを行なうよう
にしたことを特徴とする異方性ドライエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11611484A JPS60260131A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 異方性ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11611484A JPS60260131A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 異方性ドライエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260131A true JPS60260131A (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=14679036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11611484A Pending JPS60260131A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 異方性ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260131A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01125829A (ja) * | 1987-06-26 | 1989-05-18 | Yuzo Mori | ラジカル反応による無歪精密加工方法 |
| US5683547A (en) * | 1990-11-21 | 1997-11-04 | Hitachi, Ltd. | Processing method and apparatus using focused energy beam |
| KR100382720B1 (ko) * | 2000-08-30 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 식각 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 식각 방법 |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP11611484A patent/JPS60260131A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01125829A (ja) * | 1987-06-26 | 1989-05-18 | Yuzo Mori | ラジカル反応による無歪精密加工方法 |
| US5683547A (en) * | 1990-11-21 | 1997-11-04 | Hitachi, Ltd. | Processing method and apparatus using focused energy beam |
| KR100382720B1 (ko) * | 2000-08-30 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 식각 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 식각 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10811256B2 (en) | Method for etching a carbon-containing feature | |
| EP0714119B1 (en) | Pattern forming process and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process | |
| US4687544A (en) | Method and apparatus for dry processing of substrates | |
| TW567394B (en) | Apparatus for processing a photomask, method for processing a substrate, and method of employing a plasma reactor to etch a thin film upon a substrate | |
| TW201807741A (zh) | 被處理體之處理方法 | |
| US5112645A (en) | Phototreating method and apparatus therefor | |
| US6864144B2 (en) | Method of stabilizing resist material through ion implantation | |
| JPS60260131A (ja) | 異方性ドライエツチング方法 | |
| CN107492512A (zh) | 利用光子辅助等离子体工艺改善线边缘粗糙度 | |
| JPS5936257B2 (ja) | レジスト材料の剥離方法 | |
| JPS6179229A (ja) | 電極形成方法 | |
| JPS62232927A (ja) | ドライエツチング方法及び装置 | |
| JPS6179231A (ja) | エミツタ電極の形成方法 | |
| JPH0691048B2 (ja) | 基板乾処理の方法および装置 | |
| JP2966036B2 (ja) | エッチングパターンの形成方法 | |
| JPS62237729A (ja) | シリコン酸化物のドライエツチング方法 | |
| JP2667930B2 (ja) | 微細加工方法及び装置 | |
| JP2709188B2 (ja) | 半導体デバイスの微細加工方法およびその装置 | |
| JP2709175B2 (ja) | エッチングパターンの形成方法 | |
| JPH01211920A (ja) | 光化学反応装置 | |
| JPS60165724A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JPH06349787A (ja) | エッチング方法 | |
| JPS6129129A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JPS61174640A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JPS6294938A (ja) | 光励起表面処理装置 |