JPS6122628A - 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
- JPS6122628A JPS6122628A JP59142316A JP14231684A JPS6122628A JP S6122628 A JPS6122628 A JP S6122628A JP 59142316 A JP59142316 A JP 59142316A JP 14231684 A JP14231684 A JP 14231684A JP S6122628 A JPS6122628 A JP S6122628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- metastable
- gas
- reaction chamber
- reaction
- 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
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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
- H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
- H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体集積回路等を製造する工程に用いられる
ドライエツチング装置の改良に関するものである。
ドライエツチング装置の改良に関するものである。
半導体集積回路等の製造工程で使用されるドライ−エツ
チング法には、プラズマエツチング法や反応性スパッタ
エツチング法などがあり、これらのエツチング法は現在
広く使用されている。これらのエツチング法においては
反応性ガスを減圧下で放電してラジカルやイオンなどの
反応種を発生させ、被エツチング基板の表面と反応させ
てエツチングを行うものである。このようなドライエツ
チング法は、加工精度において溶液エツチング法より優
れているため、加工寸法が微細化して１μｍレベルのパ
ターンの加工が必要となっている状況下では、益々重要
な技術となっている。しかしながら、プラズマエツチン
グ法や反応性スパッタエツチング法においては、放電容
器内に被エツチング基板を設置するため、荷電粒子によ
る被エツチング基板の損傷が生じやすく、また、プラズ
マの熱輻射などによりレジストが劣化するなどの問題点
があり、何らかの対策が望まれている。
チング法には、プラズマエツチング法や反応性スパッタ
エツチング法などがあり、これらのエツチング法は現在
広く使用されている。これらのエツチング法においては
反応性ガスを減圧下で放電してラジカルやイオンなどの
反応種を発生させ、被エツチング基板の表面と反応させ
てエツチングを行うものである。このようなドライエツ
チング法は、加工精度において溶液エツチング法より優
れているため、加工寸法が微細化して１μｍレベルのパ
ターンの加工が必要となっている状況下では、益々重要
な技術となっている。しかしながら、プラズマエツチン
グ法や反応性スパッタエツチング法においては、放電容
器内に被エツチング基板を設置するため、荷電粒子によ
る被エツチング基板の損傷が生じやすく、また、プラズ
マの熱輻射などによりレジストが劣化するなどの問題点
があり、何らかの対策が望まれている。
したがって、本発明の目的は上述の欠点を克服し、荷電
粒子による基板の損傷やプラズマからの熱輻射によるレ
ジストの劣化を抑えたエツチング装置を提供することに
ある。
粒子による基板の損傷やプラズマからの熱輻射によるレ
ジストの劣化を抑えたエツチング装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するため本発明においては、窒素や希ガ
ス分子などの準安定励起種を発生する手段と、上記準安
定励起種を被エツチング基板を設置した反応室に移動さ
せる手段と、エツチングに用いる反応ガスを上記被エツ
チング基板を設置した反応室に導入する手段とを備えて
なり、上記準安定励起種と上記反応ガスとの衝突により
上記反応ガスを活性化して上記活性化した反応ガスと上
記被エツチング基板との反応で上記被エツチング基板を
エツチングするようにエツチング装置を構成したことを
特徴としている。
ス分子などの準安定励起種を発生する手段と、上記準安
定励起種を被エツチング基板を設置した反応室に移動さ
せる手段と、エツチングに用いる反応ガスを上記被エツ
チング基板を設置した反応室に導入する手段とを備えて
なり、上記準安定励起種と上記反応ガスとの衝突により
上記反応ガスを活性化して上記活性化した反応ガスと上
記被エツチング基板との反応で上記被エツチング基板を
エツチングするようにエツチング装置を構成したことを
特徴としている。
かかる本発明の特徴的な構成によって、荷電粒子やプラ
ズマ発生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチ
ングできるようになるため荷電粒子による基板の損傷や
プラズマからの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低
温のドライエツチングが可能となった。
ズマ発生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチ
ングできるようになるため荷電粒子による基板の損傷や
プラズマからの熱輻射によるレジストの劣化を抑えた低
温のドライエツチングが可能となった。
以下、本発明を図を用いて詳述する。はじめに、本発明
の原理について述べる。
の原理について述べる。
本発明は窒素や希ガスの準安定励起種で比較的寿命を有
するものを反応ガスの活性化に用いている。たとえば、
準安定励起窒素分子 Ｎ２”（ＡａΣｕ＋）は６．１７ｅＶの励起エネルギー
をもち、長時間励起状態（寿命は２．１秒）に留まって
いる。その結果、放電などによりＮ２” （Ａ” Σ
ｕ＋）を生成した場合、プラズマ状態にある放電発生部
から離れた位置に窒素分子を移動させてもＮ２”（Ａ”
Σｕ＋）の状態に留まっている。このＮ ２−ｋ
（Ａ＠Σｕ＋）は、他の化学種と衝突することにより、
相手にエネルギーを伝達して、衝突化学種を励起したり
分解したりする。この現象を利用してＳｉ、Ｎ４膜を形
成する技術は公知であり、特公昭５８−２７６５６号公
報に記載されている。この装置に於てはプラズマ発生部
から隔離した位置で反応が進行する為、荷電粒子による
影響をほとんど排除して薄膜形成が可能である。
するものを反応ガスの活性化に用いている。たとえば、
準安定励起窒素分子 Ｎ２”（ＡａΣｕ＋）は６．１７ｅＶの励起エネルギー
をもち、長時間励起状態（寿命は２．１秒）に留まって
いる。その結果、放電などによりＮ２” （Ａ” Σ
ｕ＋）を生成した場合、プラズマ状態にある放電発生部
から離れた位置に窒素分子を移動させてもＮ２”（Ａ”
Σｕ＋）の状態に留まっている。このＮ ２−ｋ
（Ａ＠Σｕ＋）は、他の化学種と衝突することにより、
相手にエネルギーを伝達して、衝突化学種を励起したり
分解したりする。この現象を利用してＳｉ、Ｎ４膜を形
成する技術は公知であり、特公昭５８−２７６５６号公
報に記載されている。この装置に於てはプラズマ発生部
から隔離した位置で反応が進行する為、荷電粒子による
影響をほとんど排除して薄膜形成が可能である。
そこで、本発明では、このような長寿命を有する準安定
励起種をエツチングガスの活性化手段に利用せんとする
ものである。すなわち、窒素や希ガス分子などの準安定
励起種を発生させてこれを反応室へ移動し、同時に、エ
ツチングに用いる反応ガスも反応室へ導く。そうすると
、準安定励起と 種を反応ガスとが衝突して反応ガスを活性化させる。こ
の活性化した反応ガスは反応室に設置された被エツチン
グ基板と反応して基板をエツチングするものである。
励起種をエツチングガスの活性化手段に利用せんとする
ものである。すなわち、窒素や希ガス分子などの準安定
励起種を発生させてこれを反応室へ移動し、同時に、エ
ツチングに用いる反応ガスも反応室へ導く。そうすると
、準安定励起と 種を反応ガスとが衝突して反応ガスを活性化させる。こ
の活性化した反応ガスは反応室に設置された被エツチン
グ基板と反応して基板をエツチングするものである。
次に、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す。１は窒素や希ガスの
供給源、たとえば、ガス供給源１から出た窒素ガスは弁
２及び管３を通って準安定励起種発生部４で準安定励起
分子Ｎ、”（Ａ”Σｕ４）に変換される。変換方法とし
ては、マイクロ波放電や二電極間放電法が有効である。
供給源、たとえば、ガス供給源１から出た窒素ガスは弁
２及び管３を通って準安定励起種発生部４で準安定励起
分子Ｎ、”（Ａ”Σｕ４）に変換される。変換方法とし
ては、マイクロ波放電や二電極間放電法が有効である。
発生部４で生成した準安定励起分子は管５を経て被エツ
チング基板６を有する反応室７に導入される。いっぽう
、ハロゲンを含む反応ガスの供給源８から出た反応ガス
は、弁９及び管１０を経て反応室７に導入される。発生
部４で生成した準安定励起分子Ｎ２′＜ ＡａΣｕ＋）
は２．１秒の寿命を有していることから、反応室７に導
入された時点に於ても励起状態に留まっている。その結
果、管１０を経て反応室７に導入された反応ガスは、準
安定励起分子Ｎ２”（Ａ” Σｕ＋）と衝突して活性な
化学種に変換され、基板６をエツチングする。エツチン
グにより生成したガスは管１１を経て排気装置１２によ
り排気される。
チング基板６を有する反応室７に導入される。いっぽう
、ハロゲンを含む反応ガスの供給源８から出た反応ガス
は、弁９及び管１０を経て反応室７に導入される。発生
部４で生成した準安定励起分子Ｎ２′＜ ＡａΣｕ＋）
は２．１秒の寿命を有していることから、反応室７に導
入された時点に於ても励起状態に留まっている。その結
果、管１０を経て反応室７に導入された反応ガスは、準
安定励起分子Ｎ２”（Ａ” Σｕ＋）と衝突して活性な
化学種に変換され、基板６をエツチングする。エツチン
グにより生成したガスは管１１を経て排気装置１２によ
り排気される。
第２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の別の実施例であり、基
板６を１枚ずつ（枚葉式にて）エツチングする方式に於
て基板６面を均一にエツチングするのに好適なエツチン
グ装置のうち試料室７内の部分的装置構成図を示す。第
２図（Ａ）はその正面図、同図（Ｂ）はその上面図を示
す。第１図に示した準安定励起種発生部４で発生した準
安定励起分子は管５を経て第２図の管１３、分岐管１４
及び１４′を経たのち環状管１５に設けられた４箇所の
穴１６，１７．１８’、１９がら反応室（図示せず）内
に導入される。いっぽう、第１図の管１０を経由してく
る反応ガスは、第２図の管２ｏ、分岐管２１及び２１′
を経たのち環状管２２に設けられた４箇所の穴２３．２
４，２５．２６から反応室に導入される。準安定励起分
子を反応室内に導入する穴１６及び１９は分岐管１４と
環状管１５との接続部２７、又穴１７及び１８は分岐管
１４′と環状管１５との接続部２８からそれぞれ等距離
にあり、かつ、それぞれの穴１６〜１９は環状管１５を
四等分する対称位置に置かれている。
板６を１枚ずつ（枚葉式にて）エツチングする方式に於
て基板６面を均一にエツチングするのに好適なエツチン
グ装置のうち試料室７内の部分的装置構成図を示す。第
２図（Ａ）はその正面図、同図（Ｂ）はその上面図を示
す。第１図に示した準安定励起種発生部４で発生した準
安定励起分子は管５を経て第２図の管１３、分岐管１４
及び１４′を経たのち環状管１５に設けられた４箇所の
穴１６，１７．１８’、１９がら反応室（図示せず）内
に導入される。いっぽう、第１図の管１０を経由してく
る反応ガスは、第２図の管２ｏ、分岐管２１及び２１′
を経たのち環状管２２に設けられた４箇所の穴２３．２
４，２５．２６から反応室に導入される。準安定励起分
子を反応室内に導入する穴１６及び１９は分岐管１４と
環状管１５との接続部２７、又穴１７及び１８は分岐管
１４′と環状管１５との接続部２８からそれぞれ等距離
にあり、かつ、それぞれの穴１６〜１９は環状管１５を
四等分する対称位置に置かれている。
また、反応ガスを反応室に導入する４箇所の穴２３〜２
６も分岐管２１及び２１′と環状管２２との接続部２９
及び３０から等距離にあり、かつ、それぞれの穴２３〜
２６は環状管２２を四等分する対称位置に置かれている
。なお第２図（Ａ）には示されていないが、エツチング
により生成したガスを排気する管１】は、第１図同様基
板６の下方に設けられている。以上の構成から反応室内
に導入された準安定励起分子と反応ガスとは、基板６の
表面近傍で均一に反応し、活性な化学種を生成し、基板
６の表面を均一にエツチングする。
６も分岐管２１及び２１′と環状管２２との接続部２９
及び３０から等距離にあり、かつ、それぞれの穴２３〜
２６は環状管２２を四等分する対称位置に置かれている
。なお第２図（Ａ）には示されていないが、エツチング
により生成したガスを排気する管１】は、第１図同様基
板６の下方に設けられている。以上の構成から反応室内
に導入された準安定励起分子と反応ガスとは、基板６の
表面近傍で均一に反応し、活性な化学種を生成し、基板
６の表面を均一にエツチングする。
第３図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第３図の実施例であ
り、複数の基板３９〜４４を並列にエツチングするのに
好適なエツチング装置の部分構成を示している。第３図
（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は上面図を示す。第１図で
示した如き準安定励起種発生部で発生した準安定励起分
子は管３１を経由したのち放射状に伸びた分岐管３２，
３３゜３４から反応室内に導入される。一方、反応ガス
は、管３５を経由したのち放射状に伸びた分岐管３６．
３７．３８から反応室内に導入される。基板３９，４．
０，４１，４２，４３．４４は基板台４５上に設置され
、図には示されていないが、エツチングにより生じた生
成ガスは、基板台４５の下に設けられた排気口から排気
される。
り、複数の基板３９〜４４を並列にエツチングするのに
好適なエツチング装置の部分構成を示している。第３図
（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は上面図を示す。第１図で
示した如き準安定励起種発生部で発生した準安定励起分
子は管３１を経由したのち放射状に伸びた分岐管３２，
３３゜３４から反応室内に導入される。一方、反応ガス
は、管３５を経由したのち放射状に伸びた分岐管３６．
３７．３８から反応室内に導入される。基板３９，４．
０，４１，４２，４３．４４は基板台４５上に設置され
、図には示されていないが、エツチングにより生じた生
成ガスは、基板台４５の下に設けられた排気口から排気
される。
なお、第１図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、第３図
（Ａ）、（Ｂ）の実施例では、基板は固定された状態が
示されているが、基板の表面を均一にエツチングするた
めに、基板台に回転機構を設けることも可能である。と
くに、第３図に示したような複数の基板の並列処理を行
う装置においては、基板台４５の回転に加え、個々の基
板を基板台４５の上で回転するための機構を併用するこ
ともできる。第２図（Ａ）、（Ｂ）の実施例では、準安
定励起分子が上部の環状管１５を経由して、反応ガスは
下部の環状管２２を経由して反応室に導入されているが
、環状管１５と２２の上下関係詮逆転しても同様の効果
が得られる。また、第２図（Ａ）。
（Ａ）、（Ｂ）の実施例では、基板は固定された状態が
示されているが、基板の表面を均一にエツチングするた
めに、基板台に回転機構を設けることも可能である。と
くに、第３図に示したような複数の基板の並列処理を行
う装置においては、基板台４５の回転に加え、個々の基
板を基板台４５の上で回転するための機構を併用するこ
ともできる。第２図（Ａ）、（Ｂ）の実施例では、準安
定励起分子が上部の環状管１５を経由して、反応ガスは
下部の環状管２２を経由して反応室に導入されているが
、環状管１５と２２の上下関係詮逆転しても同様の効果
が得られる。また、第２図（Ａ）。
ＣＢ）の実施例では、下部の環状管２２の径は上部の環
状管１５の径より大きくなっているが、両者の径をほぼ
同程度に変更してもよい。さらにまた、第２図（Ａ）、
（Ｂ）の実施例では、環状管１５及び２２には穴がそれ
ぞれ４箇所設置されているが、所望の数に増減すること
は可能である。
状管１５の径より大きくなっているが、両者の径をほぼ
同程度に変更してもよい。さらにまた、第２図（Ａ）、
（Ｂ）の実施例では、環状管１５及び２２には穴がそれ
ぞれ４箇所設置されているが、所望の数に増減すること
は可能である。
但しその場合、分岐管の数を増減して各穴から反応室に
導入されるガス流量を同レベルにそろえることが望まし
い。また、第３図（Ａ）、（Ｂ）の実施例において、準
安定励起分子導入用の分岐管３２．３３．３４と反応ガ
ス導入用の分岐管３６゜３７．３８との先端部分を、第
２図（Ａ）。
導入されるガス流量を同レベルにそろえることが望まし
い。また、第３図（Ａ）、（Ｂ）の実施例において、準
安定励起分子導入用の分岐管３２．３３．３４と反応ガ
ス導入用の分岐管３６゜３７．３８との先端部分を、第
２図（Ａ）。
（Ｂ）の実施例で示したような複数の穴を有する環状管
構造とすることにより、基板３９，４０゜４１．４２，
４３，４４におけるエツチングの均一化を図ることがで
きる。
構造とすることにより、基板３９，４０゜４１．４２，
４３，４４におけるエツチングの均一化を図ることがで
きる。
以上のべたように本発明により、荷電粒子やプラズマ発
生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチングで
きるようになり、荷電粒子による基板の損傷やプラズマ
からの熱輻射によるレジス 〜トの劣化を抑え
た低温のドライエツチングが可能となった。
生部から離れた位置で被エツチング基板をエツチングで
きるようになり、荷電粒子による基板の損傷やプラズマ
からの熱輻射によるレジス 〜トの劣化を抑え
た低温のドライエツチングが可能となった。
第１図は本発明によるエツチング装置の基本構成図、第
２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施例の枚葉式エツ
チング装置の部分構成図で、同図（Ａ）はその正面図、
同図（Ｂ）はその上面図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は本発
明のさらに他の実施例の複数基板を並列エツチングする
装置の部分構成図で、同図（Ａ、）はその正面図、同図
（Ｂ）はその上面図である。 １・・・ガス供給源、４・・・準安定励起種発生部、６
゜３９．４０，４１，４２，４３，４４・・・被エツチ
ング基板、７・・・反応室、８・・・反応ガス供給源、
１２・・・排気装置、１４．ｔｉ′、２］、、 ２ｉ’
・・・分岐管、１５．２２・・・環状管、１６，１７，
１８゜１９．２３，２’４，２５，２６・・・環状管に
設けられて穴、３２，３３，３４，３６，３７，３８・
・・第 １ 図
２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施例の枚葉式エツ
チング装置の部分構成図で、同図（Ａ）はその正面図、
同図（Ｂ）はその上面図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は本発
明のさらに他の実施例の複数基板を並列エツチングする
装置の部分構成図で、同図（Ａ、）はその正面図、同図
（Ｂ）はその上面図である。 １・・・ガス供給源、４・・・準安定励起種発生部、６
゜３９．４０，４１，４２，４３，４４・・・被エツチ
ング基板、７・・・反応室、８・・・反応ガス供給源、
１２・・・排気装置、１４．ｔｉ′、２］、、 ２ｉ’
・・・分岐管、１５．２２・・・環状管、１６，１７，
１８゜１９．２３，２’４，２５，２６・・・環状管に
設けられて穴、３２，３３，３４，３６，３７，３８・
・・第 １ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、準安定励起種を発生する手段と、上記準安定励起種
を被エッチング基板を設置した反応室に移動させる手段
と、エッチングに用いる反応ガスを上記被エッチング基
板を設置した反応室に導入する手段とを備えてなり、上
記準安定励起種と上記反応ガスとの衝突により上記反応
ガスを活性化して上記活性化した反応ガスと上記被エッ
チング基板との反応で上記被エッチング基板をエッチン
グするようにしたことを特徴とするドライエッチング装
置。 ２、上記準安定励起種が窒素あるいは希ガスの準安定励
起種であることを特徴とする第１項のドライエッチング
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142316A JPS6122628A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ドライエツチング装置 |
| KR1019850004887A KR920004171B1 (ko) | 1984-07-11 | 1985-07-09 | 드라이에칭장치 |
| DE8585108588T DE3580067D1 (de) | 1984-07-11 | 1985-07-10 | Trockenaetzvorrichtung und trockenaetzprozess. |
| EP85108588A EP0168768B1 (en) | 1984-07-11 | 1985-07-10 | Dry etching process and apparatus |
| US06/753,858 US4615756A (en) | 1984-07-11 | 1985-07-11 | Dry etching apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142316A JPS6122628A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122628A true JPS6122628A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15312516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142316A Pending JPS6122628A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122628A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639935A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Hitachi Ltd | ドライエツチング装置 |
| JPH01225319A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Sony Corp | エツチング方法及びその装置 |
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5362982A (en) * | 1976-11-17 | 1978-06-05 | Toshiba Corp | Plasma cvd apparatus |
| JPS55102237A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma processing |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59142316A patent/JPS6122628A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JPS5362982A (en) * | 1976-11-17 | 1978-06-05 | Toshiba Corp | Plasma cvd apparatus |
| JPS55102237A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma processing |
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| JPS639935A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Hitachi Ltd | ドライエツチング装置 |
| JPH01225319A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Sony Corp | エツチング方法及びその装置 |
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
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