JPS6122629A - プラズマエツチング方法 - Google Patents
プラズマエツチング方法Info
- Publication number
- JPS6122629A JPS6122629A JP59142318A JP14231884A JPS6122629A JP S6122629 A JPS6122629 A JP S6122629A JP 59142318 A JP59142318 A JP 59142318A JP 14231884 A JP14231884 A JP 14231884A JP S6122629 A JPS6122629 A JP S6122629A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- etching
- atoms
- sulfur atoms
- plasma 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
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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
Landscapes
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、プラズマエツチング方法に係り、特にエツチ
ングの高速性、均一性に優れたプラズマエラタング方法
に関する。
ングの高速性、均一性に優れたプラズマエラタング方法
に関する。
半導体回路素子製造分野では、プラズマエツチング装置
の量産性が要求されている。これに対処するためには高
速エツチングが可能な技術・装置の開発が急務である。
の量産性が要求されている。これに対処するためには高
速エツチングが可能な技術・装置の開発が急務である。
マイクロ波プラズマエツチング装置の一般的なものは特
公昭５８−１３６２７号公報に示される。
公昭５８−１３６２７号公報に示される。
高速エツチングを可能にするためには、被エツチング表
面からのエツチング阻害物質の除去が不可欠である。こ
の例としては、たとえば、ＳｉエツチングにおけるＳＦ
、プラズマの使用が挙げられる。ＳＦ、、には代表的な
エツチング阻害物質である炭素原子が含まれないため、
ＳＦ、ガスを用いた場合はＣ−Ｆ系ガスを用いた場合に
比べ大きなエツチング速度が得られる。
面からのエツチング阻害物質の除去が不可欠である。こ
の例としては、たとえば、ＳｉエツチングにおけるＳＦ
、プラズマの使用が挙げられる。ＳＦ、、には代表的な
エツチング阻害物質である炭素原子が含まれないため、
ＳＦ、ガスを用いた場合はＣ−Ｆ系ガスを用いた場合に
比べ大きなエツチング速度が得られる。
しかし、さらにエツチング速度を高めようとした場合、
ＳＦ、を使用した場合でも、Ｓｉ表面上でのエツチング
阻害物質の形成が顕著となる。その理由を、第１図に示
すマイクロ波プラズマエツチング装置での実験を例に以
下に説明する。第２図に、ＳＦ、を放電した場合の、Ｓ
ｉのメインエッチアントである中性Ｆ原子の濃度の放電
ガス圧力依存性を示す（Ｋ、Ｎｉｎｏｍｉｙａ ｅｔ
ａｌ、Ｊｐｎ、Ａｐｐｌ。
ＳＦ、を使用した場合でも、Ｓｉ表面上でのエツチング
阻害物質の形成が顕著となる。その理由を、第１図に示
すマイクロ波プラズマエツチング装置での実験を例に以
下に説明する。第２図に、ＳＦ、を放電した場合の、Ｓ
ｉのメインエッチアントである中性Ｆ原子の濃度の放電
ガス圧力依存性を示す（Ｋ、Ｎｉｎｏｍｉｙａ ｅｔ
ａｌ、Ｊｐｎ、Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、 ２２ 、１３９ （１９８３）。第２図に
より、Ｓｉのエツチング速度は直線Ａのように放電ガス
圧力にほぼ比例して上昇することが期待され、従って、
Ｓｉを高速エツチングするためには高ガス圧でエツチン
グすればよいことが結論される。しかし、実際には、第
２図の曲線Ｂに示されるように、Ｓｉのエツチング速度
は１０−”Ｔｏｒｒ付近を境に減少する傾向にある。こ
の理由は、従来よりの装置によく見られるように、排気
速度を減少させて高放電ガス圧力を達成しているため、
放電室８中の残留ガス（Ｈ，０，０２等）分圧が上昇し
多量の０原子が発生すること、および石英製放電管４が
エツチングされて０原子が発生することにより、エツチ
ング阻害物質である５ｉｎ２がＳｉ表面上に形成される
ことにある。
より、Ｓｉのエツチング速度は直線Ａのように放電ガス
圧力にほぼ比例して上昇することが期待され、従って、
Ｓｉを高速エツチングするためには高ガス圧でエツチン
グすればよいことが結論される。しかし、実際には、第
２図の曲線Ｂに示されるように、Ｓｉのエツチング速度
は１０−”Ｔｏｒｒ付近を境に減少する傾向にある。こ
の理由は、従来よりの装置によく見られるように、排気
速度を減少させて高放電ガス圧力を達成しているため、
放電室８中の残留ガス（Ｈ，０，０２等）分圧が上昇し
多量の０原子が発生すること、および石英製放電管４が
エツチングされて０原子が発生することにより、エツチ
ング阻害物質である５ｉｎ２がＳｉ表面上に形成される
ことにある。
このような酸化物の形成は、マイクロ波プラズマエツチ
ング装置だけでなく、他のエツチング装置でも起こる。
ング装置だけでなく、他のエツチング装置でも起こる。
なぜならば、先にも述べたように、排気速度を減少させ
て放電ガス圧力を増加させる方法はよく用いられる方法
であるし、また、被エツチング面の金属材による汚染を
防止するため、放電が発生する真空容器内には、通常、
石英板等が設置されているからである。
て放電ガス圧力を増加させる方法はよく用いられる方法
であるし、また、被エツチング面の金属材による汚染を
防止するため、放電が発生する真空容器内には、通常、
石英板等が設置されているからである。
このような酸化物の形成はＳｉだけでなく他の被エツチ
ング材に対しても起こる。高速エツチングを実現するた
めには、被エツチング表面からの酸化物の除去が不可欠
である。
ング材に対しても起こる。高速エツチングを実現するた
めには、被エツチング表面からの酸化物の除去が不可欠
である。
本発明の目的は、エツチングの高速性、均一性に優れた
プラズマエツチング方法を提供することにある。
プラズマエツチング方法を提供することにある。
酸化物を除去するためには、Ｏ原子を還元するような物
質を放電中に混入すればよい。
質を放電中に混入すればよい。
Ｏ原子を効果的に還元する物質を見い出すために、第１
図に示された装置を用いて種々の実験を行なった結果、
ＳＮ子がＯＨ子除去物質として効果的であることを見い
出した。
図に示された装置を用いて種々の実験を行なった結果、
ＳＮ子がＯＨ子除去物質として効果的であることを見い
出した。
Ｆ２ ガス（４Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ）でマイクロ波プ
ラズマエツチングしたＳｉ表面を分析すると、Ｓｉ表面
上には多量のＳ ｉ Ｏ，が観測される。これは、主と
して石英製放電管４がエツチングされて発生した０原子
が原因である。このような状況下で、放電室８内に硫黄
板を設置してＦ２プラズマでＳｉをエツチングした。こ
の時のエツチング速度の変化を第３図に示す。第３図よ
り、硫黄板の面積が４ｄでＳｉのエツチング速度が約１
桁近く増加していることが分かる。さらに、この時のＳ
ｉ表面を分析すると、Ｓｉ表面上には硫黄板を設置しな
い時に比べ、極微量のＳｉＯ□ しか観測されなかった
。このように、Ｓ原子はｓｏ、ｓｏ、等の形で効果的に
酸化物を除去し、エツチングの高速化に効果がある。
ラズマエツチングしたＳｉ表面を分析すると、Ｓｉ表面
上には多量のＳ ｉ Ｏ，が観測される。これは、主と
して石英製放電管４がエツチングされて発生した０原子
が原因である。このような状況下で、放電室８内に硫黄
板を設置してＦ２プラズマでＳｉをエツチングした。こ
の時のエツチング速度の変化を第３図に示す。第３図よ
り、硫黄板の面積が４ｄでＳｉのエツチング速度が約１
桁近く増加していることが分かる。さらに、この時のＳ
ｉ表面を分析すると、Ｓｉ表面上には硫黄板を設置しな
い時に比べ、極微量のＳｉＯ□ しか観測されなかった
。このように、Ｓ原子はｓｏ、ｓｏ、等の形で効果的に
酸化物を除去し、エツチングの高速化に効果がある。
従って、エツチングを高速化するためには、硫黄原子を
放電中に導入すればよい。さらに、近年ウェハの大口径
化に伴ない重要視されているエツチングの均一性を確保
するために、放電中への硫黄原子の導入の仕方としては
気体の形で導入することが望ましい。
放電中に導入すればよい。さらに、近年ウェハの大口径
化に伴ない重要視されているエツチングの均一性を確保
するために、放電中への硫黄原子の導入の仕方としては
気体の形で導入することが望ましい。
次に、気体の形で放電中に導入する場合の硫黄原子の導
入量を考察する。第４図に、硫黄板を放電室８内に設置
し、Ｆ、放電を行なった時の中性Ｆ原子濃度の相対変化
を示した。第４図より、硫黄板面積が４ｄではＦ原子濃
度は初期の値（硫黄板面積が０ａｌＴ）の１７３程度に
なっている。硫黄板面積がＯｄの時のＦ原子濃度は約３
Ｘ１０１２■−３であることが測定されているので、放
出された硫黄原子の量としては、上記データより、ＳＦ
の形で放出されるとすると２ Ｘ １０”ａｎ−”、Ｓ
Ｆ６の形で放出されるとすると３ Ｘ １０”ａｎ−’
となる。
入量を考察する。第４図に、硫黄板を放電室８内に設置
し、Ｆ、放電を行なった時の中性Ｆ原子濃度の相対変化
を示した。第４図より、硫黄板面積が４ｄではＦ原子濃
度は初期の値（硫黄板面積が０ａｌＴ）の１７３程度に
なっている。硫黄板面積がＯｄの時のＦ原子濃度は約３
Ｘ１０１２■−３であることが測定されているので、放
出された硫黄原子の量としては、上記データより、ＳＦ
の形で放出されるとすると２ Ｘ １０”ａｎ−”、Ｓ
Ｆ６の形で放出されるとすると３ Ｘ １０”ａｎ−’
となる。
これは圧力に換算するとそれぞれ６ Ｘ １０−ｓＴｏ
ｒｒ、Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒであり、Ｆ２放電ガス
圧力の１５％および２．５％に相当する。もちろん、エ
ツチングガスの種類により導入する硫黄原子の量は異な
るが、上記結果より判断して、硫黄原子を気体の形で導
入するとすれば、導入する気体の分圧がエツチングガス
の分圧の２０〜３０％以内で最大のエツチング速度が達
成できると考える。
ｒｒ、Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒであり、Ｆ２放電ガス
圧力の１５％および２．５％に相当する。もちろん、エ
ツチングガスの種類により導入する硫黄原子の量は異な
るが、上記結果より判断して、硫黄原子を気体の形で導
入するとすれば、導入する気体の分圧がエツチングガス
の分圧の２０〜３０％以内で最大のエツチング速度が達
成できると考える。
以上、マイクロ波プラズマエツチング装置でのＳｉエツ
チングの実験結果をもとに説明したが。
チングの実験結果をもとに説明したが。
本発明で見い出された効果は他プラズマエツチング装置
でも同等である。さらに、Ｓｉ以外の酸化膜が形成され
やすい被エツチング材料に対しても同等の効果を有する
。
でも同等である。さらに、Ｓｉ以外の酸化膜が形成され
やすい被エツチング材料に対しても同等の効果を有する
。
また、エツチングガス中へ混入する気体としては、硫黄
原子を含むことが本質であるから、硫黄蒸気の他にＳＦ
、等の気体も考えられる。
原子を含むことが本質であるから、硫黄蒸気の他にＳＦ
、等の気体も考えられる。
以下、本発明の実施例をマイクロ波プラズマエツチング
装置を例に説明する。前述のように、本発明は他のエツ
チング装置においても同等の効果を発揮する。
装置を例に説明する。前述のように、本発明は他のエツ
チング装置においても同等の効果を発揮する。
〈実施例１〉
第５図に最も簡単な実施例を示した。エツチングガスは
、ボンベ１２より減圧弁１１およびリークバルブ５を経
て放電室８に供給される。これと同時に、硫黄原子を含
む微量添加ガスも、減圧弁１１およびリークバルブ１０
を経て放電室８内に供給される。
、ボンベ１２より減圧弁１１およびリークバルブ５を経
て放電室８に供給される。これと同時に、硫黄原子を含
む微量添加ガスも、減圧弁１１およびリークバルブ１０
を経て放電室８内に供給される。
この実施例は硫黄原子を含む物体の飽和蒸気圧が常温で
十分高い場合のものである。たとえば、ＳＦ、をＷｌ量
添加ガスとして使用する場合がこれに相当する硫黄原子
の放電室内への導入法として気体の形での導入法を用い
ているため、エツチング高速化に効果があると共に、エ
ツチングの均一性も確保できる。
十分高い場合のものである。たとえば、ＳＦ、をＷｌ量
添加ガスとして使用する場合がこれに相当する硫黄原子
の放電室内への導入法として気体の形での導入法を用い
ているため、エツチング高速化に効果があると共に、エ
ツチングの均一性も確保できる。
〈実施例２〉
第６図に、硫黄原子を含む物体の飽和蒸気が低い場合の
実施例を示した。たとえば、硫黄単体を放電室８内に導
入しようとする場合がこれに相当する。この場合は、硫
黄原子を含む物体を加熱することによって飽和蒸気圧を
高め、気体が安定に放電室８内に供給されるように配慮
する必要がある。
実施例を示した。たとえば、硫黄単体を放電室８内に導
入しようとする場合がこれに相当する。この場合は、硫
黄原子を含む物体を加熱することによって飽和蒸気圧を
高め、気体が安定に放電室８内に供給されるように配慮
する必要がある。
硫黄原子を含む物体はりサーバ１４中に入れられ加熱機
樋１５によって加熱される。加熱によって物体より発生
した蒸気は、リークバルブ１０を介して放電室８内に導
入される。配管内なリークバルブ１０内に蒸気が吸着し
て蒸気の安定供給を防げないよう、配管やリークバルブ
１０は加熱装置１６によりリザーバ１４と同程度に加熱
されている。
樋１５によって加熱される。加熱によって物体より発生
した蒸気は、リークバルブ１０を介して放電室８内に導
入される。配管内なリークバルブ１０内に蒸気が吸着し
て蒸気の安定供給を防げないよう、配管やリークバルブ
１０は加熱装置１６によりリザーバ１４と同程度に加熱
されている。
〈実施例３〉
実施例３は、エツチングの均一性をさらに高めるように
実施例２を改良したものである。同様の改良は実施例１
に対しても行なえる。
実施例２を改良したものである。同様の改良は実施例１
に対しても行なえる。
硫黄原子を含む物体の蒸気は、リザーバ１４よリリーフ
バルブ１０を介して別のりザーバ１８に導入される。こ
こで、蒸気はエツチングガスと完全シこ混合され、その
混合気体がリークバルブ１７を介して放電室８内に導入
される。また、実施例２でも示したように、硫黄原子を
含む物′体の蒸気の配管内、リークバルブ１０内および
リザーバ１８内での吸着を防止するため、配管、リーク
バルブ１０８よびリザーバ１８はりザーバ１４と同程度
に加熱されている。本実施例を用いることにより、エツ
チングの均一性がさらに向上する。
バルブ１０を介して別のりザーバ１８に導入される。こ
こで、蒸気はエツチングガスと完全シこ混合され、その
混合気体がリークバルブ１７を介して放電室８内に導入
される。また、実施例２でも示したように、硫黄原子を
含む物′体の蒸気の配管内、リークバルブ１０内および
リザーバ１８内での吸着を防止するため、配管、リーク
バルブ１０８よびリザーバ１８はりザーバ１４と同程度
に加熱されている。本実施例を用いることにより、エツ
チングの均一性がさらに向上する。
以上、いくつかの実施例を示したが、これら実施例の組
合わせが本特許に含まれることはもちろんである。さら
に、他微量添加ガスと組合わせての使用も本発明の概念
に含めることとする。
合わせが本特許に含まれることはもちろんである。さら
に、他微量添加ガスと組合わせての使用も本発明の概念
に含めることとする。
本発明によれば、硫黄原子を気体状で放電中に導入でき
るので、被エツチング面の酸化を防止することによりエ
ツチングの高速化が達成でき、かつ、エツチングの均一
性も確保できる。
るので、被エツチング面の酸化を防止することによりエ
ツチングの高速化が達成でき、かつ、エツチングの均一
性も確保できる。
第１図は、マイクロ波プラズマエツチング装置を示す図
、第２図はＳｉエツチング速度およびＦ原子濃度のＳＦ
、、放電ガス圧力依存性を示す図、第３図はＳｉエツチ
ング速度の硫黄板面積依存性を示す図、第４図はＦ原子
濃度の硫黄板面積依存性を示す回、第５図ないし第７図
は、それぞれ硫黄原子を含む気体の導入手段を備えたマ
イクロ波プラズマエツチング装置を示す図である。 ■・・・導波管、２・・・マグネトロン、３・・・コイ
ル、４・・・石英製放電管、５・・・リークバルブ、６
・・・ウェハ、７・・・試料台、８・・・放電室、９・
・・永久磁石、１０・・・リークバルブ、１１・・・減
圧弁、１２・・・ボンベ、１３・・・ボンベ、１４・・
・リザーバ、１５・・・加熱機栂、１６・・・加熱装置
、１７・・・リークバルブ、１８・・・す第 １ 図 第 Ｚ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 第 〆 図
、第２図はＳｉエツチング速度およびＦ原子濃度のＳＦ
、、放電ガス圧力依存性を示す図、第３図はＳｉエツチ
ング速度の硫黄板面積依存性を示す図、第４図はＦ原子
濃度の硫黄板面積依存性を示す回、第５図ないし第７図
は、それぞれ硫黄原子を含む気体の導入手段を備えたマ
イクロ波プラズマエツチング装置を示す図である。 ■・・・導波管、２・・・マグネトロン、３・・・コイ
ル、４・・・石英製放電管、５・・・リークバルブ、６
・・・ウェハ、７・・・試料台、８・・・放電室、９・
・・永久磁石、１０・・・リークバルブ、１１・・・減
圧弁、１２・・・ボンベ、１３・・・ボンベ、１４・・
・リザーバ、１５・・・加熱機栂、１６・・・加熱装置
、１７・・・リークバルブ、１８・・・す第 １ 図 第 Ｚ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 第 〆 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放電によつて発生するプラズマを用いるプラズマエ
ッチング方法において、エツチングガスへの微量添加ガ
スとして、エッチングガスとは異なり、かつ硫黄原子も
しくは硫黄原子を含む分子より成るガスを用いることを
特徴とするプラズマエッチング方法。 ２、上記硫黄原子もしくは硫黄原子を含む分子より成る
微量添加ガスのエツチングガスへの添加量が、零より大
きく、かつ最大でもエッチングガス分圧の３０％以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラ
ズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142318A JPS6122629A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | プラズマエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142318A JPS6122629A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | プラズマエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122629A true JPS6122629A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15312564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142318A Pending JPS6122629A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | プラズマエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122629A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5837617A (en) * | 1993-04-30 | 1998-11-17 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59142318A patent/JPS6122629A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5837617A (en) * | 1993-04-30 | 1998-11-17 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US6153897A (en) * | 1993-04-30 | 2000-11-28 | Fujitsu Limited | Heterojunction compound semiconductor device and method of manufacturing the same |
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