JPH0621025A - Dry etching method - Google Patents
Dry etching methodInfo
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- JPH0621025A JPH0621025A JP19782992A JP19782992A JPH0621025A JP H0621025 A JPH0621025 A JP H0621025A JP 19782992 A JP19782992 A JP 19782992A JP 19782992 A JP19782992 A JP 19782992A JP H0621025 A JPH0621025 A JP H0621025A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、たとえばウエハの表面
を加工する際に使用されるドライエッチング方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method used for processing the surface of a wafer, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エッチング技術には、化学薬品によるウ
ェット方式と、ガスを利用したドライ方式とがあり、い
ずれも化学反応の応用が基本となっている。ドライ方式
には、プラズマエッチングや反応性イオンエッチング等
がある。プラズマエッチングは、放電プラズマ中に被加
工材料を置き、ウエハを主としてプラズマ中で作られた
ラジカル種と反応させてエッチングするものであり、反
応性イオンエッチングはラジカル種の化学反応のみなら
ず反応性イオンのスパッタリング効果を利用するもので
ある。2. Description of the Related Art Etching technologies include a wet method using chemicals and a dry method using gas, both of which are basically applied to chemical reactions. Dry methods include plasma etching and reactive ion etching. In plasma etching, a material to be processed is placed in a discharge plasma, and a wafer is mainly etched by reacting with radical species produced in plasma. Reactive ion etching is not only a chemical reaction of radical species but also a reactive species. This utilizes the sputtering effect of ions.
【０００３】一例として、図３に平行平板型のプラズマ
エッチング装置の概略構成図を示す。このプラズマエッ
チング装置は、チャンバー５２と、平行に配置した板状
の電極５４ａ，５４ｂと、電極５４ａ，５４ｂ間に電力
を印加する高周波電源５６と、冷媒を流して被加工材料
１０２を冷却する冷却室５８と、ガスをチャンバー５２
内に導入するガス導入管６２と、チャンバー５２内のガ
スを排気するガス排気管６４とを有する。ガスをチャン
バー５２内に導入し、真空ポンプ６６によりガス圧力を
減圧し、電極５４ａ，５４ｂ間に高周波を印加すること
により、プラズマが発生する。ガスはプラズマ中で解離
し、ラジカルが生成される。このラジカルが被加工材料
１０２と反応して揮発性の高い物質を生成し、これによ
り被加工材料がエッチングされる。As an example, FIG. 3 shows a schematic diagram of a parallel plate type plasma etching apparatus. This plasma etching apparatus includes a chamber 52, plate-shaped electrodes 54a and 54b arranged in parallel, a high-frequency power source 56 for applying electric power between the electrodes 54a and 54b, and a cooling for flowing a coolant to cool the material 102 to be processed. Chamber 58 and gas chamber 52
It has a gas introduction pipe 62 introduced into the inside and a gas exhaust pipe 64 for exhausting the gas in the chamber 52. A gas is introduced into the chamber 52, the gas pressure is reduced by the vacuum pump 66, and a high frequency is applied between the electrodes 54a and 54b, whereby plasma is generated. The gas dissociates in plasma and radicals are generated. The radicals react with the material to be processed 102 to generate a highly volatile substance, which etches the material to be processed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマエ
ッチング等では、たとえば、電極近傍に発生するイオン
シースによってイオンが加速され、被加工材料に衝突す
ることがある。このため、被加工材料の表面にダメージ
が与えられ、欠陥が生じることがあり、歩留りが低下す
るという問題がある。また、ラジカルは非平衡なプラズ
マ過程で生成されるため、その制御が困難であり、被加
工材料をジャストエッチングすることが難しいという問
題がある。一方、ウェットエッチングではフォトレジス
トに薬液耐性が乏しく、長時間のエッチングが不可能で
あるという問題がある。By the way, in plasma etching or the like, for example, ions may be accelerated by an ion sheath generated near the electrodes and collide with a material to be processed. Therefore, there is a problem that the surface of the material to be processed is damaged, defects may occur, and the yield decreases. Further, since radicals are generated in a non-equilibrium plasma process, it is difficult to control the radicals and it is difficult to just etch the material to be processed. On the other hand, the wet etching has a problem that the photoresist has poor chemical resistance and thus cannot be etched for a long time.
【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、被加工材料に与えるダメージを軽減することが
でき、しかもエッチングを容易に制御できるドライエッ
チング方法を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a dry etching method capable of reducing damage to a material to be processed and easily controlling etching. is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、反応性ガスを用いてラジカルを生成して
被加工材料をエッチングするドライエッチング方法にお
いて、加熱手段により前記反応性ガスを加熱して熱分解
することにより前記ラジカルを生成することを特徴とす
るものである。The present invention for achieving the above object provides a dry etching method for etching a material to be processed by generating radicals by using a reactive gas, wherein the reactive gas is heated by a heating means. It is characterized in that the radicals are generated by heating and thermally decomposing.
【０００７】[0007]
【作用】本発明は前記の構成によって、加熱手段によ
り、反応性ガスを熱分解してラジカルを生成することに
より、プラズマエッチング等に比べてイオンや電子の生
成量を少なくできるので、イオン等の衝突によって被加
工材料に与えられるダメージを軽減できる。また、加熱
手段の近傍は熱的に平衡状態に近いと考えられるため、
ラジカル生成の制御が容易となり、したがって、たとえ
ば加熱手段の温度を調整することにより、エッチングを
容易に制御することができる。According to the present invention, since the heating means thermally decomposes the reactive gas to generate radicals, the amount of ions and electrons generated can be reduced as compared with plasma etching and the like. The damage given to the material to be processed by the collision can be reduced. Also, it is considered that the vicinity of the heating means is thermally close to an equilibrium state,
The control of radical generation is facilitated, and therefore etching can be easily controlled by adjusting the temperature of the heating means, for example.
【０００８】[0008]
【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例であるドライエ
ッチング方法を用いたエッチング装置の概略構成図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an etching apparatus using a dry etching method according to an embodiment of the present invention.
【０００９】図１に示すドライエッチング装置は、反応
管である石英製のベルジャ１２と、ガスをベルジャ１２
内に導入するガス導入管１４と、ベルジャ１２内のガス
を排気するガス排気管１６と、冷却テーブル１８と、加
熱手段であるフィラメント２２と、放射温度計２４と、
温度コントローラ２６とを備えるものである。The dry etching apparatus shown in FIG. 1 employs a bell jar 12 made of quartz as a reaction tube and a bell jar 12 for supplying gas.
A gas introducing pipe 14 introduced into the interior, a gas exhaust pipe 16 exhausting the gas in the bell jar 12, a cooling table 18, a filament 22 as a heating means, and a radiation thermometer 24,
And a temperature controller 26.
【００１０】冷却テーブル１８は液体窒素（必要に応じ
て水等でもよい。）を流し込むものであり、その上部に
は被加工材料２が載置される。液体窒素は冷媒として用
いられ、電磁弁３２で流量を調節することにより被加工
材料２の温度を制御する。ガス導入管１４にはガスの流
れを制御するＭＦＣ（マスフローコントコーラ）３４が
設けられ、またガス排気管１６は排気ポンプ３６に繋げ
られている。尚、本実施例では、被加工材料２としてシ
リコンウエハを用いている。The cooling table 18 is for pouring liquid nitrogen (may be water or the like if necessary), and the material 2 to be processed is placed on the upper part thereof. Liquid nitrogen is used as a refrigerant, and the temperature of the material 2 to be processed is controlled by adjusting the flow rate with the solenoid valve 32. The gas introduction pipe 14 is provided with an MFC (mass flow controller) 34 for controlling the flow of gas, and the gas exhaust pipe 16 is connected to an exhaust pump 36. In this embodiment, a silicon wafer is used as the material 2 to be processed.
【００１１】ベルジャ１２内にはフィラメント２２が配
置され、そのフィラメント２２の材質としてはタングス
テン、モリブデン等の高融点金属を使用する。本実施例
では、ラジカルを生成するのに、フィラメント２２を加
熱し、ガスを熱分解する熱フィラメント法を用いる。A filament 22 is arranged in the bell jar 12, and as the material of the filament 22, a refractory metal such as tungsten or molybdenum is used. In this embodiment, the hot filament method of heating the filament 22 and thermally decomposing the gas is used to generate radicals.
【００１２】また、放射温度計２４はベルジャ１２内の
フィラメント２２近傍に配置され、フィラメント２２の
温度を常時検出している。放射温度計２４からの情報は
温度コントローラ２６に送られ、この温度情報に基づい
て温度コントローラ２６はフィラメント２２に通電する
電流量を調整する。The radiation thermometer 24 is arranged near the filament 22 in the bell jar 12 and constantly detects the temperature of the filament 22. The information from the radiation thermometer 24 is sent to the temperature controller 26, and the temperature controller 26 adjusts the amount of current supplied to the filament 22 based on this temperature information.
【００１３】次に、本実施例のドライエッチング方法を
用いて被加工材料２をエッチングする動作について説明
する。まず、被加工材料２を冷却テーブル１８上に載置
して、ガス導入管１４からベルジャ１２内にガスＣＦ4
を送り込む。フィラメント２２を通電加熱して、１００
０〜２０００Ｋに保つと、ガスＣＦ4 は熱分解し、中性
の活性ラジカルＦ* が生成される。シリコンは、この活
性ラジカルＦ* と反応し、揮発性の高いＳｉＦ4 を生成
して被加工材料２がエッチングされる。Next, the operation of etching the material 2 to be processed using the dry etching method of this embodiment will be described. First, the material to be processed 2 is placed on the cooling table 18, and the gas CF 4 is introduced into the bell jar 12 from the gas introduction pipe 14.
Send in. The filament 22 is electrically heated to 100
When kept at 0 to 2000 K, the gas CF 4 is thermally decomposed and neutral active radicals F * are generated. Silicon reacts with the active radicals F * to generate highly volatile SiF 4, and the material 2 to be processed is etched.
【００１４】このエッチング過程で、フィラメント２２
からの放射熱により被加工材料２の温度が大幅に上昇す
る。しかし、冷却テーブル１８上に被加工材料２を載置
しているため、被加工材料２の温度を効果的に下げるこ
とができる。しかも、フィラメント２２と被加工材料２
との温度差が大きくなるため、ラジカルの拡散速度を増
加させ、エッチング速度を上げることができる。During this etching process, the filament 22
The temperature of the material to be processed 2 is significantly increased by the radiant heat from the. However, since the work material 2 is placed on the cooling table 18, the temperature of the work material 2 can be effectively lowered. Moreover, the filament 22 and the material 2 to be processed
Since the temperature difference between and becomes large, the radical diffusion rate can be increased and the etching rate can be increased.
【００１５】本実施例のドライエッチング方法では、熱
フィラメント法によりラジカルを生成することにより、
熱プロセスで中性のラジカルを生成することができるの
で、プラズマエッチング等に比べてイオンや電子の生成
量を少なくできる。このため、イオン等が被加工材料に
衝突することによって被加工材料がダメージを受けるの
を軽減することができるので、品質を向上させ、歩留り
の低下を防止することができる。In the dry etching method of this embodiment, by generating radicals by the hot filament method,
Since a neutral radical can be generated by a thermal process, the amount of ions and electrons generated can be reduced as compared with plasma etching or the like. For this reason, it is possible to reduce the damage to the material to be processed due to the collision of ions and the like with the material to be processed, so that it is possible to improve the quality and prevent the yield from decreasing.
【００１６】また、フィラメント近傍は熱的に平衡状態
に近いと考えられるため、非平衡なプラズマプロセスと
異なり、ラジカル生成の制御が容易である。たとえば、
本実施例では、常時、放射温度計でフィラメントの温度
を検出しているので、温度コントローラによってフィラ
メントの温度を所定の温度に保つことにより、エッチン
グを均一に行うことができる。このように、フィラメン
トの温度を調整することにより、エッチングを容易に制
御することができ、ジャストエッチングも可能となる。Further, since it is considered that the vicinity of the filament is thermally close to an equilibrium state, it is easy to control radical generation unlike a non-equilibrium plasma process. For example,
In this embodiment, since the filament temperature is constantly detected by the radiation thermometer, it is possible to uniformly perform the etching by keeping the filament temperature at a predetermined temperature by the temperature controller. As described above, by adjusting the temperature of the filament, etching can be easily controlled and just etching can be performed.
【００１７】尚、本発明は、上記の実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。たとえば、上記の実施例では、被加工材料
としてシリコンウエハを用い、ガスとしてＣＦ4 を用い
た場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、図２に示すように、ガスの種類を変える
ことにより、種々の膜のエッチングが可能である。The present invention is not limited to the above embodiments, but various modifications can be made within the scope of the gist thereof. For example, in the above embodiment, the case where the silicon wafer is used as the material to be processed and CF 4 is used as the gas has been described, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. Various films can be etched by changing the type.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱手段によってガスを熱分解してラジカルを生成するこ
とにより、プラズマエッチング等に比べてイオンや電子
の生成量を減らすことができるので、イオン等の衝突に
よって被加工材料に与えられるダメージを軽減して、ス
ループットの向上を図ることができ、しかもラジカル生
成の制御が容易となるので、エッチングを容易に制御す
ることができるドライエッチング方法を提供することが
できる。As described above, according to the present invention, the amount of ions and electrons generated can be reduced as compared with plasma etching or the like by thermally decomposing a gas by a heating means to generate radicals. , A dry etching method capable of easily controlling etching because it is possible to reduce the damage given to the material to be processed due to the collision of ions and the like, and to improve the throughput, and moreover, the radical generation is easily controlled. Can be provided.
【図１】本発明の一実施例であるドライエッチング方法
を用いたエッチング装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an etching apparatus using a dry etching method that is an embodiment of the present invention.
【図２】エッチングの対象とそれに使用するガスの例を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an etching target and a gas used for the etching target.
【図３】平行平板型のプラズマエッチング装置の概略構
成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a parallel plate type plasma etching apparatus.
２ 被加工材料 １２ ベルジャ １４ ガス導入管 １６ ガス排気管 １８ 冷却テーブル ２２ フィラメント ２４ 放射温度計 ２６ 温度コントローラ ３２ 電磁弁 ３４ ＭＦＣ ３６ 排気ポンプ 2 Work Material 12 Belger 14 Gas Inlet Pipe 16 Gas Exhaust Pipe 18 Cooling Table 22 Filament 24 Radiation Thermometer 26 Temperature Controller 32 Solenoid Valve 34 MFC 36 Exhaust Pump
Claims (3)
被加工材料をエッチングするドライエッチング方法にお
いて、加熱手段により前記反応性ガスを加熱して熱分解
することにより前記ラジカルを生成することを特徴とす
るドライエッチング方法。1. A dry etching method in which a reactive gas is used to generate radicals to etch a material to be processed, and the radicals are generated by heating the reactive gas by a heating means to thermally decompose the reactive gas. Characteristic dry etching method.
た温度に基づいて前記加熱手段の温度を所定の温度に制
御する請求項１記載のドライエッチング方法。2. The dry etching method according to claim 1, wherein the temperature of the heating means is detected, and the temperature of the heating means is controlled to a predetermined temperature based on the detected temperature.
材料を冷却する請求項１又は２記載のドライエッチング
方法。3. The dry etching method according to claim 1, wherein the material to be processed is cooled during etching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19782992A JPH0621025A (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19782992A JPH0621025A (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Dry etching method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621025A true JPH0621025A (en) | 1994-01-28 |
Family
ID=16381038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19782992A Withdrawn JPH0621025A (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Dry etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621025A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012503199A (en) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Ionization gauge to control emission current and bias voltage |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP19782992A patent/JPH0621025A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012503199A (en) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | Ionization gauge to control emission current and bias voltage |
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