JPH06104218A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
- Publication number
- JPH06104218A JPH06104218A JP63191A JP63191A JPH06104218A JP H06104218 A JPH06104218 A JP H06104218A JP 63191 A JP63191 A JP 63191A JP 63191 A JP63191 A JP 63191A JP H06104218 A JPH06104218 A JP H06104218A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- etching
- gas
- reactive gas
- gaas substrate
- 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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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】試料室１０８内の試料台上にＧａＡｓ基板１０
７を設置して６０℃に加熱する。次に塩素ガスと酸素ガ
スを混合した反応性ガス１０５を微小ノズル１０６より
導入したのち、電子ビームガン１０１からの集束された
電子ビームを照射しＧａＡｓ基板１０７をエッチングす
る。 【効果】反応性ガスによるサイドエッチングがなくな
り、電子ビーム照射部だけをエッチングできるため、化
合物半導体基板の超微細加工ができる。
７を設置して６０℃に加熱する。次に塩素ガスと酸素ガ
スを混合した反応性ガス１０５を微小ノズル１０６より
導入したのち、電子ビームガン１０１からの集束された
電子ビームを照射しＧａＡｓ基板１０７をエッチングす
る。 【効果】反応性ガスによるサイドエッチングがなくな
り、電子ビーム照射部だけをエッチングできるため、化
合物半導体基板の超微細加工ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体基板の電子
ビームを用いたドライエッチング方法に関し、さらに詳
しくはナノメータレベルの精密なドライエッチング方法
に関する。
ビームを用いたドライエッチング方法に関し、さらに詳
しくはナノメータレベルの精密なドライエッチング方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】３−５化合物半導体基板へのドライエッ
チング技術は、半導体プロセス上重要である。特に最近
では、量子効果が現れるナノメータレベルのドライエッ
チング技術が注目されている。このようなナノメータレ
ベルのドライエッチングには、集束電子ビームを用いた
塩素ガスのアシストエッチングが特願昭６１−３００７
８５号公報に提案されている。図３は、この従来例で用
いられた電子ビームアシストエッチング装置の構成図で
ある。
チング技術は、半導体プロセス上重要である。特に最近
では、量子効果が現れるナノメータレベルのドライエッ
チング技術が注目されている。このようなナノメータレ
ベルのドライエッチングには、集束電子ビームを用いた
塩素ガスのアシストエッチングが特願昭６１−３００７
８５号公報に提案されている。図３は、この従来例で用
いられた電子ビームアシストエッチング装置の構成図で
ある。
【０００３】この電子ビームアシストエッチング装置
は、集束レンズ３０９，鏡筒３１０，電子ビームガン３
１１よりなる電子ビーム照射系と、試料室３０８と、副
試料室３０６と、反応性ガス収納室３０１とから構成さ
れている。従来例においては、反応性ガスを用い、集束
された電子ビーム照射によりＧａＡｓ基板３０５を直接
加工している。すなわち、反応性ガスを反応性ガス収納
室３０１に入れ、ＧａＡｓ基板３０５を試料台３０４に
セットし加熱する。電子ビーム照射系の鏡筒３１０と試
料室３０８を１０-5Ｔｏｒｒ程度以上の高真空に排気す
る。副試料室３０６に設置されたピンホール３０７は、
副試料室３０６内部と外部との差を保つためと、電子ビ
ーム３０２をＧａＡｓ基板３０５上に照射するための通
路として設置されている。
は、集束レンズ３０９，鏡筒３１０，電子ビームガン３
１１よりなる電子ビーム照射系と、試料室３０８と、副
試料室３０６と、反応性ガス収納室３０１とから構成さ
れている。従来例においては、反応性ガスを用い、集束
された電子ビーム照射によりＧａＡｓ基板３０５を直接
加工している。すなわち、反応性ガスを反応性ガス収納
室３０１に入れ、ＧａＡｓ基板３０５を試料台３０４に
セットし加熱する。電子ビーム照射系の鏡筒３１０と試
料室３０８を１０-5Ｔｏｒｒ程度以上の高真空に排気す
る。副試料室３０６に設置されたピンホール３０７は、
副試料室３０６内部と外部との差を保つためと、電子ビ
ーム３０２をＧａＡｓ基板３０５上に照射するための通
路として設置されている。
【０００４】副試料室３０６と反応性ガス収納室３０１
とは配管３０３によって接続されており、試料室３０８
を真空排気することにより、ピンホール３０７を通して
副試料室内部が真空排気される。反応性ガスは配管３０
３及びその先端の微小ノズル３１２を通り、副試料室３
０６内部が反応性ガスで充満される。ピンホールを通っ
て集束された電子ビーム３０２が加熱されたＧａＡｓ基
板３０５に照射され、照射された場所のＧａＡｓ基板が
エッチングされる。
とは配管３０３によって接続されており、試料室３０８
を真空排気することにより、ピンホール３０７を通して
副試料室内部が真空排気される。反応性ガスは配管３０
３及びその先端の微小ノズル３１２を通り、副試料室３
０６内部が反応性ガスで充満される。ピンホールを通っ
て集束された電子ビーム３０２が加熱されたＧａＡｓ基
板３０５に照射され、照射された場所のＧａＡｓ基板が
エッチングされる。
【０００５】このような電子ビームアシストエッチング
は、イオンに比べて１万倍以上も軽い電子を照射するエ
ッチングのため、従来のイオン照射を用いたドライエッ
チング法のようなイオン衝撃による損傷がなく、非常に
低損傷でエッチングを行うことができる。
は、イオンに比べて１万倍以上も軽い電子を照射するエ
ッチングのため、従来のイオン照射を用いたドライエッ
チング法のようなイオン衝撃による損傷がなく、非常に
低損傷でエッチングを行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の技術では、反応性ガスを供給することにより電子
ビーム未照射部でもガスエッチングが起きてしまう。ガ
スエッチングは等方的エッチングのためエッチング部で
サイドエッチングが起きてしまい、従って従来例は量子
効果が現れるナノメータレベルのパターン形成には適用
が困難である。
従来の技術では、反応性ガスを供給することにより電子
ビーム未照射部でもガスエッチングが起きてしまう。ガ
スエッチングは等方的エッチングのためエッチング部で
サイドエッチングが起きてしまい、従って従来例は量子
効果が現れるナノメータレベルのパターン形成には適用
が困難である。
【０００７】本発明の目的は、サイドエッチングがなく
電子ビーム照射部だけをエッチングすることができ、こ
れにより超微細加工を可能とするドライエッチング方法
を提供することにある。
電子ビーム照射部だけをエッチングすることができ、こ
れにより超微細加工を可能とするドライエッチング方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明のドライエッ
チング方法は、３−５族化合物半導体基板にハロゲン原
子を含む反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で集束電
子ビームを照射することにより化合物半導体基板を直接
加工するドライエッチング方法において、前記反応性ガ
スもしくはラジカル雰囲気に酸素ガスもしくは酸素ラジ
カルを添加するものである。
チング方法は、３−５族化合物半導体基板にハロゲン原
子を含む反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で集束電
子ビームを照射することにより化合物半導体基板を直接
加工するドライエッチング方法において、前記反応性ガ
スもしくはラジカル雰囲気に酸素ガスもしくは酸素ラジ
カルを添加するものである。
【０００９】第２の発明のドライエッチング方法は、ハ
ロゲン原子を含む反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中
でパターン化されたマスク材の開口部を通して３−５族
化合物半導体基板にシャワー状の電子ビームを照射する
ことにより化合物半導体基板を加工するドライエッチン
グ方法において、前記反応性ガスもしくはラジカル雰囲
気に酸素ガスもしくは酸素ラジカルを添加するものであ
る。
ロゲン原子を含む反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中
でパターン化されたマスク材の開口部を通して３−５族
化合物半導体基板にシャワー状の電子ビームを照射する
ことにより化合物半導体基板を加工するドライエッチン
グ方法において、前記反応性ガスもしくはラジカル雰囲
気に酸素ガスもしくは酸素ラジカルを添加するものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明ではハロゲン原子を含む反応性ガスもし
くはラジカル雰囲気に、酸素（Ｏ2 ）ガスもしくは酸素
ラジカルを添加することにより、エッチング側壁が酸化
されながらエッチングが進行する。従って常にエッチン
グ側壁は酸化膜で保護されるため、ガスエッチングによ
るサイドエッチングが抑制され電子ビーム照射部のみを
エッチングできる。
くはラジカル雰囲気に、酸素（Ｏ2 ）ガスもしくは酸素
ラジカルを添加することにより、エッチング側壁が酸化
されながらエッチングが進行する。従って常にエッチン
グ側壁は酸化膜で保護されるため、ガスエッチングによ
るサイドエッチングが抑制され電子ビーム照射部のみを
エッチングできる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施例に用いる電子
ビームアシストエッチング装置の主要部を示す構成図で
ある。
ビームアシストエッチング装置の主要部を示す構成図で
ある。
【００１３】この装置は、電子ビームガン１０１，集束
レンズ１０２，鏡筒１０４からなる電子ビーム照射系
と、試料室１０８と反応性ガス１０５を導入する微小ノ
ズル１０６とを備えている。微小ノズル１０６は、図示
しないが反応性ガス収納室に接続される配管の先端部を
構成している。
レンズ１０２，鏡筒１０４からなる電子ビーム照射系
と、試料室１０８と反応性ガス１０５を導入する微小ノ
ズル１０６とを備えている。微小ノズル１０６は、図示
しないが反応性ガス収納室に接続される配管の先端部を
構成している。
【００１４】本第１の実施例では、ＧａＡｓ基板１０７
を試料室１０８内の試料台上に設置し、このＧａＡｓ基
板１０７を６０℃に加熱し、塩素ガスと酸素ガスを混合
した反応性ガス１０５を微小ノズル１０６からＧａＡｓ
基板１０７の表面に導入し、電子ビーム照射系から加速
電圧５．６ｋｅＶの集束された電子ビーム１０３を、幅
０．１μｍ，長さ１００μｍの細線領域に５分間照射し
てエッチングを行った。
を試料室１０８内の試料台上に設置し、このＧａＡｓ基
板１０７を６０℃に加熱し、塩素ガスと酸素ガスを混合
した反応性ガス１０５を微小ノズル１０６からＧａＡｓ
基板１０７の表面に導入し、電子ビーム照射系から加速
電圧５．６ｋｅＶの集束された電子ビーム１０３を、幅
０．１μｍ，長さ１００μｍの細線領域に５分間照射し
てエッチングを行った。
【００１５】このとき、ＧａＡｓ基板１０７の表面付近
の塩素ガス圧は１×１０-3Ｔｏｒｒであり、反応性ガス
１０５の混合比は塩素ガス８０％，塩素ガス２０％とし
た。この結果、エッチング側壁がサイドエッチングされ
ず、電子ビーム照射領域と同じく幅０．１μｍのエッチ
ング溝を、深さ５０ｎｍで１００μｍの長さにわたって
形成できた。この第１の実施例で集束電子ビームの代わ
りにシャワー状の電子ビームを用いても同様の効果が得
られた。
の塩素ガス圧は１×１０-3Ｔｏｒｒであり、反応性ガス
１０５の混合比は塩素ガス８０％，塩素ガス２０％とし
た。この結果、エッチング側壁がサイドエッチングされ
ず、電子ビーム照射領域と同じく幅０．１μｍのエッチ
ング溝を、深さ５０ｎｍで１００μｍの長さにわたって
形成できた。この第１の実施例で集束電子ビームの代わ
りにシャワー状の電子ビームを用いても同様の効果が得
られた。
【００１６】図２は本発明の第２の実施例に用いる電子
ビームアシストエッチング装置の主要部を示す構成図で
ある。
ビームアシストエッチング装置の主要部を示す構成図で
ある。
【００１７】この装置は、電子ビームガン２０１，鏡筒
２０２からなる電子ビーム照射系と、試料室２０８と反
応性ガス２０４を導入するノズル２０５とを備えてい
る。ノズル２０５は、図示しないが反応性ガス収納室に
接続される配管の先端部を構成している。
２０２からなる電子ビーム照射系と、試料室２０８と反
応性ガス２０４を導入するノズル２０５とを備えてい
る。ノズル２０５は、図示しないが反応性ガス収納室に
接続される配管の先端部を構成している。
【００１８】本第２の実施例では、ＧａＡｓ基板２０７
を試料室２０８内の試料台上に設置し、このＧａＡｓ基
板２０７を６０℃に加熱し、塩素ガスと酸素ガスを混合
した反応性ガス２０４をノズル２０５からＧａＡｓ基板
２０７の表面に導入し、電子ビーム照射系から加速電圧
１．０ｋｅＶのシャワー状の電子ビーム２０３をパター
ン化されたマスク２０６の開口部を通して５分間照射し
てエッチングを行った。
を試料室２０８内の試料台上に設置し、このＧａＡｓ基
板２０７を６０℃に加熱し、塩素ガスと酸素ガスを混合
した反応性ガス２０４をノズル２０５からＧａＡｓ基板
２０７の表面に導入し、電子ビーム照射系から加速電圧
１．０ｋｅＶのシャワー状の電子ビーム２０３をパター
ン化されたマスク２０６の開口部を通して５分間照射し
てエッチングを行った。
【００１９】このとき、ＧａＡｓ基板２０７の表面付近
の塩素ガス圧は１×１０-3Ｔｏｒｒであり、反応性ガス
２０４の混合比は塩素ガス８０％，酸素ガス２０％とし
た。この結果、エッチング側壁がサイドエッチングされ
ず、マスク２０６のパターンをＧａＡｓ基板２０７に深
さ５０ｎｍでエッチングできた。
の塩素ガス圧は１×１０-3Ｔｏｒｒであり、反応性ガス
２０４の混合比は塩素ガス８０％，酸素ガス２０％とし
た。この結果、エッチング側壁がサイドエッチングされ
ず、マスク２０６のパターンをＧａＡｓ基板２０７に深
さ５０ｎｍでエッチングできた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるドライ
エッチング方法では、ガスエッチングによるサイドエッ
チングがなく、電子ビーム照射部だけをエッチングする
ことができるため、電子ビーム径を１０ｎｍ程度まで集
束してエッチングすることにより、化合物半導体基板の
超微細加工が可能である。従って本発明は、量子効果が
現れるナノメータレベルのパターン形成に適用が可能で
ある。
エッチング方法では、ガスエッチングによるサイドエッ
チングがなく、電子ビーム照射部だけをエッチングする
ことができるため、電子ビーム径を１０ｎｍ程度まで集
束してエッチングすることにより、化合物半導体基板の
超微細加工が可能である。従って本発明は、量子効果が
現れるナノメータレベルのパターン形成に適用が可能で
ある。
【図１】本発明の第１の実施例に用いる電子ビームアシ
ストエッチング装置の構成図である。
ストエッチング装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例に用いる電子ビームアシ
ストエッチング装置の構成図である。
ストエッチング装置の構成図である。
【図３】従来例で用いられた電子ビームアシストエッチ
ング装置の構成図である。
ング装置の構成図である。
１０１，２０１，３１１ 電子ビームガン １０２，３０９ 集束レンズ １０３，３０２ 集束電子ビーム １０４，２０２，３１０ 鏡筒 １０５，２０４ 反応性ガス １０６ 微小ノズル １０７，２０７，３０５ ＧａＡｓ基板 １０８，２０８，３０８ 試料室 ２０３ シャワー状の電子ビーム ２０５ ノズル ２０６ マスク ３０１ 反応性ガス収納室 ３０３ 配管 ３０４ 試料台 ３０６ 副試料室 ３０７ ピンホール
Claims (2)
- 【請求項１】 ３−５族化合物半導体基板にハロゲン原
子を含む反応性ガスもしくはラジカル雰囲気中で集束電
子ビームを照射することにより化合物半導体基板を直接
加工するドライエッチング方法において、前記反応性ガ
スもしくはラジカル雰囲気に酸素ガスもしくは酸素ラジ
カルを添加することを特徴とするドライエッチング方
法。 - 【請求項２】 ハロゲン原子を含む反応性ガスもしくは
ラジカル雰囲気中でパターン化されたマスク材の開口部
を通して３−５族化合物半導体基板にシャワー状の電子
ビームを照射することにより化合物半導体基板を加工す
るドライエッチング方法において、前記反応性ガスもし
くはラジカル雰囲気に酸素ガスもしくは酸素ラジカルを
添加することを特徴とするドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191A JPH06104218A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191A JPH06104218A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104218A true JPH06104218A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=11479079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191A Pending JPH06104218A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104218A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010153792A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP63191A patent/JPH06104218A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010153792A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
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