JP2834129B2 - 低温ドライエツチング方法 - Google Patents
低温ドライエツチング方法Info
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- JP2834129B2 JP2834129B2 JP63067385A JP6738588A JP2834129B2 JP 2834129 B2 JP2834129 B2 JP 2834129B2 JP 63067385 A JP63067385 A JP 63067385A JP 6738588 A JP6738588 A JP 6738588A JP 2834129 B2 JP2834129 B2 JP 2834129B2
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- Japan
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- etching
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低温ドライエツチング方法に係り、特に、異
方性エツチングの達成できる試料温度範囲を、SF6のみ
用いる場合より高くでき、エツチング制御性を向上でき
る方法に関する。
方性エツチングの達成できる試料温度範囲を、SF6のみ
用いる場合より高くでき、エツチング制御性を向上でき
る方法に関する。
従来のシリコンエツチングでは、特開昭61−8926ある
いはジヤーナル・オブ・バニユーム・サイエンス・アン
ド・テクノロジー（Journal of Vacuum Science and Te
chnology）B5（２）Mar/Apr1987 P594に記載のように、
CF4,CBrF3等の堆積性ガスを主に用いている。これらの
ガスプラズマ中でエツチング側面に膜が形成され、サイ
ドエツチングが防止されることを利用して異方性エツチ
ングを行つていた。また、上記ガスの他に、さらに積極
的に膜を堆積させるための添加ガスを加える場合もあつ
た。
いはジヤーナル・オブ・バニユーム・サイエンス・アン
ド・テクノロジー（Journal of Vacuum Science and Te
chnology）B5（２）Mar/Apr1987 P594に記載のように、
CF4,CBrF3等の堆積性ガスを主に用いている。これらの
ガスプラズマ中でエツチング側面に膜が形成され、サイ
ドエツチングが防止されることを利用して異方性エツチ
ングを行つていた。また、上記ガスの他に、さらに積極
的に膜を堆積させるための添加ガスを加える場合もあつ
た。
上記従来技術においては、エツチング側面に炭素系化
合物、酸化シリコン、アルミニウム系化合物等の膜が付
着することが明らかにされていた。これらの付着膜はド
ライエツチング後にも残存するので、膜除去のための後
処理が必要である等の問題があつた。また、付着膜の種
類、あるいは量によつては後処理によつても除去が困難
であることもあり、後工程において異物や汚染のもとに
なつていた。
合物、酸化シリコン、アルミニウム系化合物等の膜が付
着することが明らかにされていた。これらの付着膜はド
ライエツチング後にも残存するので、膜除去のための後
処理が必要である等の問題があつた。また、付着膜の種
類、あるいは量によつては後処理によつても除去が困難
であることもあり、後工程において異物や汚染のもとに
なつていた。
同様のエツチング方法はSi以外のドライエツチングに
も広く用いられており、典型例としては、CCl4ガスによ
るアルミニウムのエツチング等がある。いずれの場合に
も、少なからず汚染等の問題が有り、好ましくはこの種
の膜形成されるガスを用いないことが良いが、従来技術
によるとこの種の非堆積性ガスによる異方性エツチング
は困難であつた。
も広く用いられており、典型例としては、CCl4ガスによ
るアルミニウムのエツチング等がある。いずれの場合に
も、少なからず汚染等の問題が有り、好ましくはこの種
の膜形成されるガスを用いないことが良いが、従来技術
によるとこの種の非堆積性ガスによる異方性エツチング
は困難であつた。
本発明の目的は、エツチング後にエツチング側面に付
着膜が残存しない方法で、異方性エツチングを達成する
ことにある。
着膜が残存しない方法で、異方性エツチングを達成する
ことにある。
上記目的は、低温時にエツチング側面に付着し、室温
では揮発性になる物質を側壁保護膜として形成しながら
低温ドライエツチングすることによつて達成される。す
なわち、低温ドライエツチング時の温度における蒸気圧
が真空処理室内の圧力以下であり、室温における蒸気圧
が真空処理室内の圧力以上である物質を側壁保護膜とし
て用いる。具体例としては、SiCl4等を適用することが
できる。SiCl4は第２図の蒸気圧のグラフからわかるよ
うに、たとえば通常のエツチングガス圧力の範囲、0.1T
orrにおいて、約一100℃で吸着が始まる。したがつて、
試料温度を−100℃以下にすれば、この吸着層はエツチ
ング側面を被うサイドエツチング防止膜として働く。エ
ツチング後、試料を昇進する過程で、真空処理室内圧力
がたとえば0.2Torrであれば、約−100℃でSiCl4は蒸発
するので、汚染源となるようは膜な残らない。
では揮発性になる物質を側壁保護膜として形成しながら
低温ドライエツチングすることによつて達成される。す
なわち、低温ドライエツチング時の温度における蒸気圧
が真空処理室内の圧力以下であり、室温における蒸気圧
が真空処理室内の圧力以上である物質を側壁保護膜とし
て用いる。具体例としては、SiCl4等を適用することが
できる。SiCl4は第２図の蒸気圧のグラフからわかるよ
うに、たとえば通常のエツチングガス圧力の範囲、0.1T
orrにおいて、約一100℃で吸着が始まる。したがつて、
試料温度を−100℃以下にすれば、この吸着層はエツチ
ング側面を被うサイドエツチング防止膜として働く。エ
ツチング後、試料を昇進する過程で、真空処理室内圧力
がたとえば0.2Torrであれば、約−100℃でSiCl4は蒸発
するので、汚染源となるようは膜な残らない。
Siエツチングを例にとつて本発明の作用を詳しく説明
する。フツ素系ガスを用いてSiをエツチングする場合、
フツ素の活性粒子とSiが反応し、SiF4を形成して蒸発す
る。SiF4の蒸気圧は第２図のごとく、室温においては充
分高いので、室温では非常に早い速度でエツチングでき
る。反面、エツチング側面も反応しやすいのでサイドエ
ツチングを生ずる。試料を低温にするとSiF4の蒸気圧は
しだいに下がり、エツチング側面の反応が抑えられて異
方性エツチングが可能となるが、最適温度は−120〜−1
50℃と非常に低い。
する。フツ素系ガスを用いてSiをエツチングする場合、
フツ素の活性粒子とSiが反応し、SiF4を形成して蒸発す
る。SiF4の蒸気圧は第２図のごとく、室温においては充
分高いので、室温では非常に早い速度でエツチングでき
る。反面、エツチング側面も反応しやすいのでサイドエ
ツチングを生ずる。試料を低温にするとSiF4の蒸気圧は
しだいに下がり、エツチング側面の反応が抑えられて異
方性エツチングが可能となるが、最適温度は−120〜−1
50℃と非常に低い。
上記フツ素系ガスに塩素系ガスを混合すると、SiF4の
他にSiCl4が生成される。SiCl4はSiF4よりも50〜80℃高
い温度で蒸発するので、上記エツチング条件において
は、SiCl4がSi表面に吸着し、第１図のようにサイドエ
ツチングを防止する保護膜として働く。したがつて、第
２図の斜線で示した条件に設定することによつて、異方
性エツチングが達成される。この最適温度範囲は、上記
フツ素系ガスのみを用いる場合より50〜80℃高いため、
試料温度の制御、および装置構造の点で信頼性が向上し
た。なお、上記のフツ素系ガスおよび塩素系ガスは汚染
防止の点からは非堆積性ガスでなければならないが、堆
積性ガスを用いても上記の作用は達成される。
他にSiCl4が生成される。SiCl4はSiF4よりも50〜80℃高
い温度で蒸発するので、上記エツチング条件において
は、SiCl4がSi表面に吸着し、第１図のようにサイドエ
ツチングを防止する保護膜として働く。したがつて、第
２図の斜線で示した条件に設定することによつて、異方
性エツチングが達成される。この最適温度範囲は、上記
フツ素系ガスのみを用いる場合より50〜80℃高いため、
試料温度の制御、および装置構造の点で信頼性が向上し
た。なお、上記のフツ素系ガスおよび塩素系ガスは汚染
防止の点からは非堆積性ガスでなければならないが、堆
積性ガスを用いても上記の作用は達成される。
以下、本発明の実施例を説明する。
［実施例］ 真空処理室内に設けられた冷却試料台上にSiウエーハ
を設置し、液体窒素を用いて該ウエーハを−100℃に冷
却した。真空処理室内にSF6ガスCl2ガスを8:2の割合で
導入し、13.56MHZの高周波で放電した。ガス圧力を約0.
15Torr、ガス流量を約20cc/minとした。この時、Siウエ
ーハは約１μm/minの速度でエツチングされ、サイドエ
ツチングもほとんど検出されない（0.03μｍ）異方性エ
ツチングを達成できた。エツチング終了後、該Siウエー
ハを該処理室とは別の真空予備室に搬送し、そこでヒー
ターにより室温（約20℃）まで昇温した後大気中に搬出
した。その後、酸素プラズマによるレジストアツシング
工程を終た。アツシング後のSiウエーハを観察した結
果、後工程で障害となる異物や汚染は認められず、汚染
防止のための後処理は不要であることがわかつた。
を設置し、液体窒素を用いて該ウエーハを−100℃に冷
却した。真空処理室内にSF6ガスCl2ガスを8:2の割合で
導入し、13.56MHZの高周波で放電した。ガス圧力を約0.
15Torr、ガス流量を約20cc/minとした。この時、Siウエ
ーハは約１μm/minの速度でエツチングされ、サイドエ
ツチングもほとんど検出されない（0.03μｍ）異方性エ
ツチングを達成できた。エツチング終了後、該Siウエー
ハを該処理室とは別の真空予備室に搬送し、そこでヒー
ターにより室温（約20℃）まで昇温した後大気中に搬出
した。その後、酸素プラズマによるレジストアツシング
工程を終た。アツシング後のSiウエーハを観察した結
果、後工程で障害となる異物や汚染は認められず、汚染
防止のための後処理は不要であることがわかつた。
上記エツチング条件は変更可能であり、ガス圧力やガ
ス流量、入力パワー等の設定条件によつて、異方性エツ
チングの得られる試料温度範囲は、−50〜−120℃に変
わつた。
ス流量、入力パワー等の設定条件によつて、異方性エツ
チングの得られる試料温度範囲は、−50〜−120℃に変
わつた。
上記の処理ガスは他の種類のものでも良く、フツ素系
ガスとしてはNF3,BF3,F2塩素系ガスとしてSiCl4,BCl3を
用いてもほぼ同様の効果の得られることが認められた。
ガスとしてはNF3,BF3,F2塩素系ガスとしてSiCl4,BCl3を
用いてもほぼ同様の効果の得られることが認められた。
本発明によれば、エツチング終了後、室温において蒸
発する物質を側壁保護膜として利用するので、汚染や異
物が問題とならない清浄なドライエツチングプロセスを
実現できる効果がある。しかも、エツチング速度が早
く、異方性のエツチングを容易に達成できる。
発する物質を側壁保護膜として利用するので、汚染や異
物が問題とならない清浄なドライエツチングプロセスを
実現できる効果がある。しかも、エツチング速度が早
く、異方性のエツチングを容易に達成できる。
第１図は本発明の効果を説明するための模式図、第２図
はSiCl4の蒸気圧と温度との関係を示すグラフである。 １……エツチングマスク、２……エツチング側面（たと
えばSi）、３……エツチング底面、４……反応生成物
（たとえばSiF4）、５……側面吸着物（たとえばSiC
l4）、６……イオン。
はSiCl4の蒸気圧と温度との関係を示すグラフである。 １……エツチングマスク、２……エツチング側面（たと
えばSi）、３……エツチング底面、４……反応生成物
（たとえばSiF4）、５……側面吸着物（たとえばSiC
l4）、６……イオン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−158627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−92324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−187238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3065
Claims (2)
- 【請求項１】処理室内のシリコンを−120℃よりも高い
温度である第１の温度に冷却し、 フッ素系のエッチングガスと、塩素系の添加ガスとを前
記処理室内に導入し、 前記添加ガスと前記シリコンとを反応させ、前記シリコ
ンの側面に側壁保護膜を形成し、かつ前記エッチングガ
スにより前記シリコンをエッチングし、 前記第１の温度から室温に昇温させ、前記側壁保護膜を
揮発させて、前記シリコンをエッチング加工することを
特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項２】前記第１の温度は−50℃以下であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチン
グ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067385A JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067385A JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241126A JPH01241126A (ja) | 1989-09-26 |
| JP2834129B2 true JP2834129B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13343481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63067385A Expired - Fee Related JP2834129B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低温ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834129B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356515A (en) * | 1990-10-19 | 1994-10-18 | Tokyo Electron Limited | Dry etching method |
| TW204411B (ja) * | 1991-06-05 | 1993-04-21 | Tokyo Electron Co Ltd | |
| JP2884054B2 (ja) * | 1995-11-29 | 1999-04-19 | 工業技術院長 | 微細加工方法 |
| WO2008007944A1 (en) * | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Technische Universiteit Eindhoven | Method and device for treating a substrate by means of a plasma |
| JP5499920B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2014-05-21 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626208B2 (ja) * | 1985-02-14 | 1994-04-06 | 株式会社東芝 | ドライエツチング方法 |
| JPS6292324A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Toshiba Corp | ドライエツチング方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63067385A patent/JP2834129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01241126A (ja) | 1989-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |