JPH0547716A - エツチング方法及び装置 - Google Patents
エツチング方法及び装置Info
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- JPH0547716A JPH0547716A JP19808591A JP19808591A JPH0547716A JP H0547716 A JPH0547716 A JP H0547716A JP 19808591 A JP19808591 A JP 19808591A JP 19808591 A JP19808591 A JP 19808591A JP H0547716 A JPH0547716 A JP H0547716A
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- layer
- etching
- adsorption
- etched
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチング種を含む吸着層を、被エッチング
層上に確実に形成し、被エッチング層の下地層にダメー
ジを与えないエッチング方法及び装置を提供することが
この発明の目的である。 【構成】 被エッチング層表面にイオンによる衝撃を与
え、その後被エッチング層にエッチング種を含む吸着層
を形成する。次に、エッチング種と被エッチング層中の
物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギーを
吸着層及び被エッチング層に与える。最後に、被エッチ
ング層中の物質とエッチング種との反応生成物を除去す
ることによりエッチング工程を終了する。
層上に確実に形成し、被エッチング層の下地層にダメー
ジを与えないエッチング方法及び装置を提供することが
この発明の目的である。 【構成】 被エッチング層表面にイオンによる衝撃を与
え、その後被エッチング層にエッチング種を含む吸着層
を形成する。次に、エッチング種と被エッチング層中の
物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギーを
吸着層及び被エッチング層に与える。最後に、被エッチ
ング層中の物質とエッチング種との反応生成物を除去す
ることによりエッチング工程を終了する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はエッチング方法及び装
置に関し、詳しくは半導体基板に形成された酸化膜など
の被エッチング層を下地層のダメージなくエッチング出
来、かつ、正確なエッチング終点判定が行えるエッチン
グ方法及び装置に関するものである。
置に関し、詳しくは半導体基板に形成された酸化膜など
の被エッチング層を下地層のダメージなくエッチング出
来、かつ、正確なエッチング終点判定が行えるエッチン
グ方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の高集積化にともない、
微細化が重要な問題となってきている。現在は反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がパターニング技術の主役で
ある。このＲＩＥのようなエッチングにおける反応は、
（１）エッチング種が固体表面に吸着（２）この吸着し
た種が反応に必要なエネルギーを受け取って固体表面と
反応（３）反応生成物が脱離という三つの工程から成り
立っている。ＲＩＥにおけるエッチング反応では、これ
ら三つの工程が同時に行なわれているが、ＲＩＥでは高
エネルギーのイオン衝撃がともなうため、照射損傷が問
題となっている。
微細化が重要な問題となってきている。現在は反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）がパターニング技術の主役で
ある。このＲＩＥのようなエッチングにおける反応は、
（１）エッチング種が固体表面に吸着（２）この吸着し
た種が反応に必要なエネルギーを受け取って固体表面と
反応（３）反応生成物が脱離という三つの工程から成り
立っている。ＲＩＥにおけるエッチング反応では、これ
ら三つの工程が同時に行なわれているが、ＲＩＥでは高
エネルギーのイオン衝撃がともなうため、照射損傷が問
題となっている。
【０００３】そこで、低損傷エッチングの１つとして、
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ８（３），Ｍａｙ／Ｊｕｎ
ｅ１９９０ Ｐ．Ｐ．１８４４−１９９０に示されるエ
ッチング装置が提案されている。このエッチング装置で
は上述の３つの工程を分離し、各工程での反応エネルギ
ーの最小化を図っている。このエッチング装置では、こ
れら３つの工程をくり返すことにより、一原子層ごとに
除去し、下層膜及びエッチングパターンの側壁への低損
傷化を達成している。以下、このエッチング装置による
エッチング方法を図２を参照しつつ詳細に説明する。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ８（３），Ｍａｙ／Ｊｕｎ
ｅ１９９０ Ｐ．Ｐ．１８４４−１９９０に示されるエ
ッチング装置が提案されている。このエッチング装置で
は上述の３つの工程を分離し、各工程での反応エネルギ
ーの最小化を図っている。このエッチング装置では、こ
れら３つの工程をくり返すことにより、一原子層ごとに
除去し、下層膜及びエッチングパターンの側壁への低損
傷化を達成している。以下、このエッチング装置による
エッチング方法を図２を参照しつつ詳細に説明する。
【０００４】まず、Ｓｉ試料（Ｓｉ基板）２０１を真空
容器２０３内の回転テーブルの一箇所に図示せぬロード
ロック機構を経て密着する。密着されたＳｉ基板２０１
には回転中でも液体窒素が管２０５を介して供給され
る。基板２０１は内部ヒーターにより常温から−１８０
℃までの範囲の温度に制御される。次に吸着室２０７
で、Ｆ2 ＋９５％Ｈｅのガスのマイクロ波（２．４５Ｇ
Hz）放電で生じたフッ素種をダウンストリームで基板に
導き、Ｓｉ基板２０１の表面に吸着させる。ここでは、
Ｓｉの自発的エッチングが起きない程度の温度まで基板
を冷却した後Ｆ2 ガスにさらしている。次にＦ2 が、吸
着したらテーブルを回し、反応室へＳｉ試料２０１を移
動する。Ｓｉ試料２０１が反応したら、テーブルを回し
て脱離室のＡｒ+ イオン照射室２１１にＳｉ試料２０１
を移動する。ここではＡｒを１×１０-3ＴｏｒｒでＥＣ
Ｒ放電し、ダウンストリーム中で、Ａｒ+ イオンを照射
している。全エッチング工程は、テーブルを連続的に回
転させる事により、行なわれる。
容器２０３内の回転テーブルの一箇所に図示せぬロード
ロック機構を経て密着する。密着されたＳｉ基板２０１
には回転中でも液体窒素が管２０５を介して供給され
る。基板２０１は内部ヒーターにより常温から−１８０
℃までの範囲の温度に制御される。次に吸着室２０７
で、Ｆ2 ＋９５％Ｈｅのガスのマイクロ波（２．４５Ｇ
Hz）放電で生じたフッ素種をダウンストリームで基板に
導き、Ｓｉ基板２０１の表面に吸着させる。ここでは、
Ｓｉの自発的エッチングが起きない程度の温度まで基板
を冷却した後Ｆ2 ガスにさらしている。次にＦ2 が、吸
着したらテーブルを回し、反応室へＳｉ試料２０１を移
動する。Ｓｉ試料２０１が反応したら、テーブルを回し
て脱離室のＡｒ+ イオン照射室２１１にＳｉ試料２０１
を移動する。ここではＡｒを１×１０-3ＴｏｒｒでＥＣ
Ｒ放電し、ダウンストリーム中で、Ａｒ+ イオンを照射
している。全エッチング工程は、テーブルを連続的に回
転させる事により、行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
エッチング装置では次のような問題点があった。
エッチング装置では次のような問題点があった。
【０００６】まず、吸着層形成にマイクロ波励起のダウ
ンストリーム装置を用いているため、単結晶シリコン層
やポリシリコン層の様な表面に吸着サイトが多く存在す
る膜は室温でエッチング種が容易に吸着するが、ＳｉＯ
2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜の様に表面での化学吸着サイトが非
常に少ない膜では表面に吸着層を形成することが困難で
ある。
ンストリーム装置を用いているため、単結晶シリコン層
やポリシリコン層の様な表面に吸着サイトが多く存在す
る膜は室温でエッチング種が容易に吸着するが、ＳｉＯ
2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜の様に表面での化学吸着サイトが非
常に少ない膜では表面に吸着層を形成することが困難で
ある。
【０００７】また、エッチング種との反応、脱離にＡｒ
イオンのようなイオン衝撃エネルギーを利用しているた
め、反応に必要な最小限のイオン衝撃エネルギーを制御
することが難しい。また、均一なエネルギー分布でエネ
ルギーを供給する事も困難である。
イオンのようなイオン衝撃エネルギーを利用しているた
め、反応に必要な最小限のイオン衝撃エネルギーを制御
することが難しい。また、均一なエネルギー分布でエネ
ルギーを供給する事も困難である。
【０００８】さらに、エッチングの終点を判定していな
いため、被エッチング層表面の吸着層がなくなってもＡ
ｒイオン衝撃を続ける事になり、下地層にダメージを与
える可能性もある。
いため、被エッチング層表面の吸着層がなくなってもＡ
ｒイオン衝撃を続ける事になり、下地層にダメージを与
える可能性もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明の方法では、被エッチング層表面に、イオ
ンによる衝撃を与え、この衝撃を受けた被エッチング層
表面に、活性な化学種を吸着させることにより、化学吸
着層を形成し、この化学吸着層中の化学種と被エッチン
グ層中の物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネ
ルギーを与えることにより、化学種と被エッチング層中
の物質とを反応させている。さらにこの反応により生成
された生成物を除去して、エッチングを行なっている。
め、この発明の方法では、被エッチング層表面に、イオ
ンによる衝撃を与え、この衝撃を受けた被エッチング層
表面に、活性な化学種を吸着させることにより、化学吸
着層を形成し、この化学吸着層中の化学種と被エッチン
グ層中の物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネ
ルギーを与えることにより、化学種と被エッチング層中
の物質とを反応させている。さらにこの反応により生成
された生成物を除去して、エッチングを行なっている。
【００１０】また、この発明の装置は、被エッチング物
を固定する例えばステージのような手段と、イオンによ
る衝撃を被エッチング物表面に与える例えばイオンガン
のような手段と、エッチングガスに放電して活性な化学
種を与える装置と、この活性な化学種と被エッチング物
内の物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギ
ーを与える装置例えば、加熱装置、電子ビームガン又は
Ｘ線照射装置と、この反応による生成物を検出する手段
と、反応室とを有している。
を固定する例えばステージのような手段と、イオンによ
る衝撃を被エッチング物表面に与える例えばイオンガン
のような手段と、エッチングガスに放電して活性な化学
種を与える装置と、この活性な化学種と被エッチング物
内の物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギ
ーを与える装置例えば、加熱装置、電子ビームガン又は
Ｘ線照射装置と、この反応による生成物を検出する手段
と、反応室とを有している。
【００１１】
【作用】被エッチング層にイオンによる衝撃を与えるこ
とが、例えば、ＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 のような表面での
化学吸着サイトが非常に少ない膜にでも化学吸着層が形
成されるように作用している。
とが、例えば、ＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 のような表面での
化学吸着サイトが非常に少ない膜にでも化学吸着層が形
成されるように作用している。
【００１２】また、被エッチング膜には反応前にはイオ
ンによる衝撃が与えられるが、これは制御可能であり必
要最小限に押えることが出来る。また、反応開始にはダ
メージの少ない熱，電子又は電磁波エネルギーを用いて
いる。また、反応生成物の検出を行なうことによりエッ
チングの終点を知ることも出来る。これらは下地層への
ダメージを小さくするよう作用する。
ンによる衝撃が与えられるが、これは制御可能であり必
要最小限に押えることが出来る。また、反応開始にはダ
メージの少ない熱，電子又は電磁波エネルギーを用いて
いる。また、反応生成物の検出を行なうことによりエッ
チングの終点を知ることも出来る。これらは下地層への
ダメージを小さくするよう作用する。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の第１の実施例であるエッチ
ング装置を示す図である。この装置ではエッチング試料
１０１はロードロック室１０３に導入され、排気後ゲー
トバルブ１０５を介して吸着／反応室１０７に送られた
後、ステージ１０９に固定される。ステージ１０９には
ヒータ１１１が取り付けられている。このヒータ１１１
は温度コントローラ１１３、温度センサ１１５により、
一定の昇温速度でエッチング試料を加熱したり、一定温
度に保ったり、又、一定の割合で降温させることが可能
である。さらに吸着／反応室１０７には窓１１７を介し
て赤外ランプ１１９が設けられており、赤外線１２１が
試料１０１の表面に照射される。なお、赤外ランプ１１
９も温度センサ１１５及び温度コントローラ１２３によ
って制御される。
ング装置を示す図である。この装置ではエッチング試料
１０１はロードロック室１０３に導入され、排気後ゲー
トバルブ１０５を介して吸着／反応室１０７に送られた
後、ステージ１０９に固定される。ステージ１０９には
ヒータ１１１が取り付けられている。このヒータ１１１
は温度コントローラ１１３、温度センサ１１５により、
一定の昇温速度でエッチング試料を加熱したり、一定温
度に保ったり、又、一定の割合で降温させることが可能
である。さらに吸着／反応室１０７には窓１１７を介し
て赤外ランプ１１９が設けられており、赤外線１２１が
試料１０１の表面に照射される。なお、赤外ランプ１１
９も温度センサ１１５及び温度コントローラ１２３によ
って制御される。
【００１４】これらの温度制御機構（手段）は、後述す
る表面化学吸着層と、被エッチング膜とのエッチング反
応を誘起する為に必要なものであり、これ以外のいずれ
の手段を用いても同様な効果を得る事が可能である。即
ち、温度制御手段の重要な役割は、反応に必要なエネル
ギーを熱エネルギーで与えるという機能である。
る表面化学吸着層と、被エッチング膜とのエッチング反
応を誘起する為に必要なものであり、これ以外のいずれ
の手段を用いても同様な効果を得る事が可能である。即
ち、温度制御手段の重要な役割は、反応に必要なエネル
ギーを熱エネルギーで与えるという機能である。
【００１５】プラズマ発生装置１２５にはエッチング用
のガスが導入され、２．５４ＧHz のマイクロ波１２７
によってプラズマ１２９が発生する。このプラズマ１２
９はシャッタ１３１を介して吸着／反応室１０７へ送ら
れる。イオンガン１３３はエッチング試料１０１の表面
に衝撃を与えるための装置である。また、質量分析装置
１３５は後述する反応によって表面より脱離してくる反
応生成物１３７を検出する。
のガスが導入され、２．５４ＧHz のマイクロ波１２７
によってプラズマ１２９が発生する。このプラズマ１２
９はシャッタ１３１を介して吸着／反応室１０７へ送ら
れる。イオンガン１３３はエッチング試料１０１の表面
に衝撃を与えるための装置である。また、質量分析装置
１３５は後述する反応によって表面より脱離してくる反
応生成物１３７を検出する。
【００１６】さて、第１の実施例のエッチング装置にお
いて被エッチング膜として、ＳｉＯ2 を用い、エッチン
グガスとして、ＣＦ4 ＋Ｈ2 （ＣＦ4 ／Ｈ2 ）ガスを用
いたエッチング方法について以下に説明する。
いて被エッチング膜として、ＳｉＯ2 を用い、エッチン
グガスとして、ＣＦ4 ＋Ｈ2 （ＣＦ4 ／Ｈ2 ）ガスを用
いたエッチング方法について以下に説明する。
【００１７】プラズマ発生装置１２５に導入されたＣＦ
4 ／Ｈ2ガスは、２．４５ＧHz のマイクロ波１２７に
よって、プラズマ化され、シャッター１３１を介して、
吸着／反応室１０７へと輸送される。プラズマ発生装置
１２５内の圧力は、例えば１．０Ｔｏｒｒに保たれてい
る。マイクロ波励起によってＣＦ4 ガスはＣＦ4 →ＣＦ
x ＋Ｆの様に分解し、多量のＦラジカルが、発生する
が、Ｈ2 を添加する事によって、Ｆ＋Ｈ→ＨＦなる反応
により、Ｆラジカルは除去される。従って、シャッター
１３１を介して、吸着／反応室１０７へと導かれる主要
な活性種は、ＣＦx （ｘ＝１−３）となる。
4 ／Ｈ2ガスは、２．４５ＧHz のマイクロ波１２７に
よって、プラズマ化され、シャッター１３１を介して、
吸着／反応室１０７へと輸送される。プラズマ発生装置
１２５内の圧力は、例えば１．０Ｔｏｒｒに保たれてい
る。マイクロ波励起によってＣＦ4 ガスはＣＦ4 →ＣＦ
x ＋Ｆの様に分解し、多量のＦラジカルが、発生する
が、Ｈ2 を添加する事によって、Ｆ＋Ｈ→ＨＦなる反応
により、Ｆラジカルは除去される。従って、シャッター
１３１を介して、吸着／反応室１０７へと導かれる主要
な活性種は、ＣＦx （ｘ＝１−３）となる。
【００１８】さて、ＳｉＯ2 表面には、ダングリングボ
ンド（吸着サイト）が非常に少いため、常温では、ＣＦ
x が表面に、拡散してきてもＳｉＯ2 表面に化学吸着す
る可能性は極めて低い。
ンド（吸着サイト）が非常に少いため、常温では、ＣＦ
x が表面に、拡散してきてもＳｉＯ2 表面に化学吸着す
る可能性は極めて低い。
【００１９】これは、ＳｉＯ2 のＳｉ−Ｏボンドが要因
と考えられる。
と考えられる。
【００２０】従って、ＳｉＯ2 表面上へＣＦx の化学吸
着層を形成する為には、一度、物理的なイオン衝撃等何
らかのエネルギーを与えて、Ｓｉ−Ｏボンドを崩し、化
学吸着サイトを表面上に形成してやる必要がある。実際
にイオン衝撃を受けたＳｉＯ2 の表面には、ＣＦx 化学
吸着層が形成される事は実験によって確認されている。
このイオン衝撃を与えるためのイオン種としては、例え
ば化学的に不活性なＡｒイオン等が適当である。入射イ
オンエネルギーはＳｉＯ2 の極く表面のＳｉ−Ｏ結合を
切断するのに必要な最小のエネルギーを与えてやれば良
い。このＡｒイオンビームはイオンガン１３３によって
ＳｉＯ2 表面に与えられる。
着層を形成する為には、一度、物理的なイオン衝撃等何
らかのエネルギーを与えて、Ｓｉ−Ｏボンドを崩し、化
学吸着サイトを表面上に形成してやる必要がある。実際
にイオン衝撃を受けたＳｉＯ2 の表面には、ＣＦx 化学
吸着層が形成される事は実験によって確認されている。
このイオン衝撃を与えるためのイオン種としては、例え
ば化学的に不活性なＡｒイオン等が適当である。入射イ
オンエネルギーはＳｉＯ2 の極く表面のＳｉ−Ｏ結合を
切断するのに必要な最小のエネルギーを与えてやれば良
い。このＡｒイオンビームはイオンガン１３３によって
ＳｉＯ2 表面に与えられる。
【００２１】ＳｉＯ2 にイオン衝撃を与えた後、シャッ
ター１３９を介して吸着／反応室１０７へ導入されたＣ
Ｆx 種は、ＳｉＯ2 表面に化学的に結合を形成して表面
に吸着（化学吸着）する。ＣＦx 種が、ＳｉＯ2 表面を
十分に被覆した後、シャッター１３９を閉じ吸着／反応
室１０７内を、１×１０-8Ｔｏｒｒ程度の高真空に排気
する。その後赤外ランプ１１９または、ヒータ１１１を
用いて試料１０１の表面を、加熱し、化学吸着層と下地
ＳｉＯ2 を反応させる事ができる。
ター１３９を介して吸着／反応室１０７へ導入されたＣ
Ｆx 種は、ＳｉＯ2 表面に化学的に結合を形成して表面
に吸着（化学吸着）する。ＣＦx 種が、ＳｉＯ2 表面を
十分に被覆した後、シャッター１３９を閉じ吸着／反応
室１０７内を、１×１０-8Ｔｏｒｒ程度の高真空に排気
する。その後赤外ランプ１１９または、ヒータ１１１を
用いて試料１０１の表面を、加熱し、化学吸着層と下地
ＳｉＯ2 を反応させる事ができる。
【００２２】この反応により形成されたＳｉＦx を除去
することによりエッチング工程の１サイクルが終了す
る。この様な工程を数回くり返す事により、一原子層ず
つエッチング除去していく事ができる。実験によれば、
ＳｉＯ2 表面にＣＦx 種が化学的に吸着した後、ＳｉＯ
2 表面を加温していくと、表面温度が約４００℃でＣＦ
x 表面吸着層と下地ＳｉＯ2 が反応する事が、確認され
ている。
することによりエッチング工程の１サイクルが終了す
る。この様な工程を数回くり返す事により、一原子層ず
つエッチング除去していく事ができる。実験によれば、
ＳｉＯ2 表面にＣＦx 種が化学的に吸着した後、ＳｉＯ
2 表面を加温していくと、表面温度が約４００℃でＣＦ
x 表面吸着層と下地ＳｉＯ2 が反応する事が、確認され
ている。
【００２３】エッチングの終点判定としては、例えば表
面から脱離してくるＳｉＯ2 とＣＦx の反応生成物であ
るＳｉＦx ↑を、質量分析装置１３５によって検知すれ
ばよい。反応が終了して、ＳｉＦ4が検出されなくなっ
た後に、温度コントローラー１１３，１２３に信号を送
り、試料１０１の表面温度を降温していけば試料１０１
の表面にダメージを与えることなく、エッチングを終え
ることが出来る。
面から脱離してくるＳｉＯ2 とＣＦx の反応生成物であ
るＳｉＦx ↑を、質量分析装置１３５によって検知すれ
ばよい。反応が終了して、ＳｉＦ4が検出されなくなっ
た後に、温度コントローラー１１３，１２３に信号を送
り、試料１０１の表面温度を降温していけば試料１０１
の表面にダメージを与えることなく、エッチングを終え
ることが出来る。
【００２４】これらのエッチング反応の制御は、表面温
度でコントロールする為、非常に反応の再現性、コント
ロール性に優れている。
度でコントロールする為、非常に反応の再現性、コント
ロール性に優れている。
【００２５】また、第１の実施例では、ＣＦx に対する
表面吸着確率の低いＳｉＯ2 を用いた場合について述べ
たが、単結晶Ｓｉや、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの様に、エッチン
グ種としてのＦラジカルに対して、容易に表面に吸着及
び反応する事ができる系に対しては、図１のイオンガン
１３３によるイオン衝撃は不要である。さらにＳｉＯ2
と同じ酸化シリコン系の膜であっても、例えばリン濃度
の非常に高いリンガラス膜（ＰＳＧ膜）に対しては、あ
らかじめイオン衝撃がなくとも、比較的高い被覆率でＣ
Ｆx は化学吸着する為、イオンガン１０７によるイオン
衝撃は、場合によっては不要である。この様に吸着層形
成前に表面をイオンで衝撃する必要の有無は、被エッチ
ング膜の膜種及び使用するガスの種類に大きく依存す
る。
表面吸着確率の低いＳｉＯ2 を用いた場合について述べ
たが、単結晶Ｓｉや、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの様に、エッチン
グ種としてのＦラジカルに対して、容易に表面に吸着及
び反応する事ができる系に対しては、図１のイオンガン
１３３によるイオン衝撃は不要である。さらにＳｉＯ2
と同じ酸化シリコン系の膜であっても、例えばリン濃度
の非常に高いリンガラス膜（ＰＳＧ膜）に対しては、あ
らかじめイオン衝撃がなくとも、比較的高い被覆率でＣ
Ｆx は化学吸着する為、イオンガン１０７によるイオン
衝撃は、場合によっては不要である。この様に吸着層形
成前に表面をイオンで衝撃する必要の有無は、被エッチ
ング膜の膜種及び使用するガスの種類に大きく依存す
る。
【００２６】図３は第１の実施例の装置構成を変えた第
２の実施例のエッチング装置を示す図である。図３にお
いて図１と同じものは同一の符号を付してその説明を省
略する。第２の実施例では第１の実施例の吸着／反応室
１０７を吸着室３０１と、反応／脱離室３０３に分離し
たものである。
２の実施例のエッチング装置を示す図である。図３にお
いて図１と同じものは同一の符号を付してその説明を省
略する。第２の実施例では第１の実施例の吸着／反応室
１０７を吸着室３０１と、反応／脱離室３０３に分離し
たものである。
【００２７】第１の実施例では、比較的高圧力のマイク
ロ波放電により生成されたエッチング種が、直接吸着／
反応室へ導入することになるため、残留ガスの影響で、
終点判定が、非常に困難になる事、また、吸着／反応室
の汚染の問題があった。第２の実施例の装置は、それを
改良したものであり、エッチング試料１０１はロードロ
ック室１０３を介して、まず吸着室３０１のステージ３
０５へと運ばれる。吸着室３０１ではプラズマ装置１２
５よりエッチング種が導入され、試料１０１表面に化学
吸着層が形成される。この吸着工程が終了したら吸着室
３０１の残留ガスを排気する。この後にシャッター３０
７を開けて試料１０１を反応／脱離室３０３に移す。こ
の後第１の実施例と同様の操作を行なえばエッチングを
行なうことが出来る。第２の実施例では質量分析装置へ
の吸着時の残留ガスによる影響がなくなるため、エッチ
ング終点をより正確に検知することが出来る。また、反
応／脱離室３０３に吸着時の汚染が影響することもな
い。
ロ波放電により生成されたエッチング種が、直接吸着／
反応室へ導入することになるため、残留ガスの影響で、
終点判定が、非常に困難になる事、また、吸着／反応室
の汚染の問題があった。第２の実施例の装置は、それを
改良したものであり、エッチング試料１０１はロードロ
ック室１０３を介して、まず吸着室３０１のステージ３
０５へと運ばれる。吸着室３０１ではプラズマ装置１２
５よりエッチング種が導入され、試料１０１表面に化学
吸着層が形成される。この吸着工程が終了したら吸着室
３０１の残留ガスを排気する。この後にシャッター３０
７を開けて試料１０１を反応／脱離室３０３に移す。こ
の後第１の実施例と同様の操作を行なえばエッチングを
行なうことが出来る。第２の実施例では質量分析装置へ
の吸着時の残留ガスによる影響がなくなるため、エッチ
ング終点をより正確に検知することが出来る。また、反
応／脱離室３０３に吸着時の汚染が影響することもな
い。
【００２８】図４はこの発明の第３の実施例を示す図
で、図３と同一部には同一の符号を付してその説明を省
略する。第３の実施例では化学吸着層と下地ＳｉＯ2 と
の反応を開始させるために電子ビームガン４０３より電
子ビーム４０５を試料１０１表面に照射する。従って反
応／脱離室３０３のステージ４０１には温度制御手段が
ない。電子１個の重さはＡｒイオン１個の重さに比べて
約１／７３０００と非常に軽く、Ａｒイオンビームのよ
うな物理的衝撃によるダメージはほとんどない。またエ
ッチング制御も電子ビームの電流密度でコントロールす
る為、反応の再現性、コントロール性に優れている。電
子ビームが化学反応の進行になぜ影響するかは未だ不明
であるが、化学反応に電子のやりとりが関与することと
関係があると考えられる。なお、電子ビームの代りにＸ
線を照射しても同様な効果が得られる。Ｘ線照射は電子
ビーム同様、物理的衝撃ダメージはほとんどない。
で、図３と同一部には同一の符号を付してその説明を省
略する。第３の実施例では化学吸着層と下地ＳｉＯ2 と
の反応を開始させるために電子ビームガン４０３より電
子ビーム４０５を試料１０１表面に照射する。従って反
応／脱離室３０３のステージ４０１には温度制御手段が
ない。電子１個の重さはＡｒイオン１個の重さに比べて
約１／７３０００と非常に軽く、Ａｒイオンビームのよ
うな物理的衝撃によるダメージはほとんどない。またエ
ッチング制御も電子ビームの電流密度でコントロールす
る為、反応の再現性、コントロール性に優れている。電
子ビームが化学反応の進行になぜ影響するかは未だ不明
であるが、化学反応に電子のやりとりが関与することと
関係があると考えられる。なお、電子ビームの代りにＸ
線を照射しても同様な効果が得られる。Ｘ線照射は電子
ビーム同様、物理的衝撃ダメージはほとんどない。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、この発明によ
れば表面に化学吸着層を形成しにくい膜にイオンによる
衝撃を与えているため、化学吸着層を高い被覆率で形成
することが出来る。
れば表面に化学吸着層を形成しにくい膜にイオンによる
衝撃を与えているため、化学吸着層を高い被覆率で形成
することが出来る。
【００３０】また、化学吸着層中の化学種と被エッチン
グ層中の物質との反応に必要なエネルギーとして、熱，
電子又は光エネルギーを与えているため、被エッチング
層へのダメージが少ない。
グ層中の物質との反応に必要なエネルギーとして、熱，
電子又は光エネルギーを与えているため、被エッチング
層へのダメージが少ない。
【００３１】さらに、この発明では脱離した反応生成物
を検出してエッチング終点を検知しているため、正確に
エッチング終点を知ることが出来る。
を検出してエッチング終点を検知しているため、正確に
エッチング終点を知ることが出来る。
【図１】この発明の第１の実施例を示す図。
【図２】従来のエッチング装置を示す図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す図。
【図４】この発明の第３の実施例を示す図。
１０７ 吸着／反応室 １１１ ヒータ １１９ 赤外ランプ １２５ プラズマ発生室 １３３ イオンガン ４０３ 電子ビームガン
Claims (2)
- 【請求項１】 被エッチング層表面に、イオンによる衝
撃を与える工程と、 この衝撃を受けた被エッチング層表面に、活性な化学種
を吸着させることにより、化学吸着層を形成する工程
と、 この化学吸着層中の化学種と前記被エッチング層中の物
質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギーを与
えることにより、前記化学種と前記物質とを反応させる
工程と、 この反応工程によって生成された生成物を除去する工程
とを有することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】 被エッチング物を固定する手段と、 前記被エッチング物の表面に、イオンによる衝撃を与え
る装置と、 エッチングガスに放電して活性な化学種を発生させる装
置と、 前記被エッチング物に前記化学種と前記被エッチング物
内の物質との反応に必要な熱，電子又は電磁波エネルギ
ーを与える装置と、 前記反応により生成した生成物を検出する手段と、 前記固定手段をその内部に設置し、前記化学種が導入さ
れるよう前記発生装置と接続され、かつ前記衝撃付与手
段、前記エネルギー付与手段及び前記検出手段とが配設
される反応室とを有することを特徴とするエッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19808591A JPH0547716A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | エツチング方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19808591A JPH0547716A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | エツチング方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547716A true JPH0547716A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16385259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19808591A Pending JPH0547716A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | エツチング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227691A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Sony Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP19808591A patent/JPH0547716A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227691A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Sony Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000822 |