JPH07169743A - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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- JPH07169743A JPH07169743A JP31471193A JP31471193A JPH07169743A JP H07169743 A JPH07169743 A JP H07169743A JP 31471193 A JP31471193 A JP 31471193A JP 31471193 A JP31471193 A JP 31471193A JP H07169743 A JPH07169743 A JP H07169743A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nof
- etching
- silicon oxide
- polarizable
- halogen
- Prior art date
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はシリコン酸化膜を低損傷でかつ異方
的にエッチングする方法を提供する。 【構成】 ハロゲンを含む分極性分子をビーム状にして
酸化膜に照射することで酸化膜をエッチングする。 【効果】 ハロゲンを含む分極性分子たとえば酸化窒素
とハロゲンの化合物（ＮＯＸ）はシリコン酸化膜と反応
してＳｉＸとＮＯ2を生成して、酸化膜をエッチングす
る。この反応の確率は高いため、ＮＯＸは最初に衝突し
た面でほとんど反応する。したがって未反応のまま底面
で反射してレジスト１０４で覆われた部分の側面に入射
するＮＯＸはほとんどなく、異方性のエッチングができ
る。ビームの並進エネルギーを0.2eV以上にするとさら
に異方性は高くなる。この方法では高エネルギーの荷電
粒子を用いないので低損傷なエッチングができる。
的にエッチングする方法を提供する。 【構成】 ハロゲンを含む分極性分子をビーム状にして
酸化膜に照射することで酸化膜をエッチングする。 【効果】 ハロゲンを含む分極性分子たとえば酸化窒素
とハロゲンの化合物（ＮＯＸ）はシリコン酸化膜と反応
してＳｉＸとＮＯ2を生成して、酸化膜をエッチングす
る。この反応の確率は高いため、ＮＯＸは最初に衝突し
た面でほとんど反応する。したがって未反応のまま底面
で反射してレジスト１０４で覆われた部分の側面に入射
するＮＯＸはほとんどなく、異方性のエッチングができ
る。ビームの並進エネルギーを0.2eV以上にするとさら
に異方性は高くなる。この方法では高エネルギーの荷電
粒子を用いないので低損傷なエッチングができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子のエッチング
方法にかかわり、特にシリコン酸化膜を低損傷でエッチ
ングする方法に関する。
方法にかかわり、特にシリコン酸化膜を低損傷でエッチ
ングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子のエッチングとして現在広く
用いられているのは、プラズマを利用する方法である。
この方法では、真空容器中でラジオ波やマイクロ波によ
りハロゲン（塩素、フッ素）ガスのプラズマを生成し
て、この中の主にハロゲンの陽イオンを利用してエッチ
ングを行う。しかし、化学的なエッチングに加えて高エ
ネルギーのイオンが試料に入射するために、格子欠陥な
どの機械的な損傷が生じる。また、高エネルギーイオン
はそれ自体が持つ電荷のほかに、多量の２次電子を固体
表面から放出させるので、酸化膜の帯電による絶縁破壊
などの電気的な損傷も多く発生させる。これらの損傷は
半導体素子の寿命や信頼性を劣化させる。
用いられているのは、プラズマを利用する方法である。
この方法では、真空容器中でラジオ波やマイクロ波によ
りハロゲン（塩素、フッ素）ガスのプラズマを生成し
て、この中の主にハロゲンの陽イオンを利用してエッチ
ングを行う。しかし、化学的なエッチングに加えて高エ
ネルギーのイオンが試料に入射するために、格子欠陥な
どの機械的な損傷が生じる。また、高エネルギーイオン
はそれ自体が持つ電荷のほかに、多量の２次電子を固体
表面から放出させるので、酸化膜の帯電による絶縁破壊
などの電気的な損傷も多く発生させる。これらの損傷は
半導体素子の寿命や信頼性を劣化させる。
【０００３】この解決策として、公開特許公報平4-2611
6にて知られている方法がある。これはNF3にエキシマレ
ーザーを照射することによりＮＯＦを発生させて、これ
により酸化膜をエッチングするものである。この方法で
は、プラズマエッチングのように高エネルギーのイオン
などを用いないので、低損傷な加工ができる。
6にて知られている方法がある。これはNF3にエキシマレ
ーザーを照射することによりＮＯＦを発生させて、これ
により酸化膜をエッチングするものである。この方法で
は、プラズマエッチングのように高エネルギーのイオン
などを用いないので、低損傷な加工ができる。
【０００４】また本発明に関連した技術はジャーナル
オブ ケミカルフィジクス、第96巻、6643ペイジ、1992
年に記載されている。ここには液体ＮＯにF2を通すこと
によりＮＯＦを発生させる方法が記載されている。また
米国特許第3032400号と英国特許第895943号にはそれぞ
れ（１）（２）の化学式によりＮＯＦを発生させる方法
が記載されている。
オブ ケミカルフィジクス、第96巻、6643ペイジ、1992
年に記載されている。ここには液体ＮＯにF2を通すこと
によりＮＯＦを発生させる方法が記載されている。また
米国特許第3032400号と英国特許第895943号にはそれぞ
れ（１）（２）の化学式によりＮＯＦを発生させる方法
が記載されている。
【０００５】 NF3 + NO → 0.5N2F2 + NOF --(1) N2O + 2F2 → NF3 + NOF --(2) また本発明に関する公知例としてはジャーナル オブ
バキューム サイエンスアンドテクノロジーB、第10
巻、2217ペイジ、1992年とジャーナル オブアプライ
ド フィジクス、第64巻、3697ペイジ、1988年がある。
この公知例にはビームのエネルギーと基板のエッチング
速度の関係が記載されている。
バキューム サイエンスアンドテクノロジーB、第10
巻、2217ペイジ、1992年とジャーナル オブアプライ
ド フィジクス、第64巻、3697ペイジ、1988年がある。
この公知例にはビームのエネルギーと基板のエッチング
速度の関係が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のレーザーを用い
たエッチングではＮＯＦが雰囲気として存在するので異
方性の加工ができない。すなわち、ＮＯＦの飛行方向が
不揃いなのでレジストで被われている部分の側面にもＮ
ＯＦが入射して、レジストに垂直にエッチングできな
い。また上述の他の文献ではＮＯＦの発生方法は記載さ
れているがこれによる酸化膜の異方性エッチングに関す
る記載は全くない。
たエッチングではＮＯＦが雰囲気として存在するので異
方性の加工ができない。すなわち、ＮＯＦの飛行方向が
不揃いなのでレジストで被われている部分の側面にもＮ
ＯＦが入射して、レジストに垂直にエッチングできな
い。また上述の他の文献ではＮＯＦの発生方法は記載さ
れているがこれによる酸化膜の異方性エッチングに関す
る記載は全くない。
【０００７】本発明の目的は基板に損傷をあたえずかつ
異方的に酸化膜をエッチングできる方法を提供すること
である。
異方的に酸化膜をエッチングできる方法を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ハロゲンを含む分極性分子をビーム状にして固体表
面に照射する。
に、ハロゲンを含む分極性分子をビーム状にして固体表
面に照射する。
【０００９】
【作用】本発明の作用を図１で説明する。図１(a)は分
極性分子として酸化窒素とハロゲンＸの化合物ＮＯＸ
（１０１）が酸化膜１０５の表面に入射する様子を示
す。酸化膜表面のエッチングしない部分にはレジスト１
０４が塗布されている。ＮＯＸは酸化膜と反応してＮＯ
2（１０３）などの酸化窒素とＳｉＸ（１０２）を生成
して酸化膜１０５をエッチングする。ＮＯＸ（１０１）
をビーム状にして、レジスト１０４と垂直に照射するこ
とで、レジストで被われた部分の側面に直接入射するの
を防ぐことができる。
極性分子として酸化窒素とハロゲンＸの化合物ＮＯＸ
（１０１）が酸化膜１０５の表面に入射する様子を示
す。酸化膜表面のエッチングしない部分にはレジスト１
０４が塗布されている。ＮＯＸは酸化膜と反応してＮＯ
2（１０３）などの酸化窒素とＳｉＸ（１０２）を生成
して酸化膜１０５をエッチングする。ＮＯＸ（１０１）
をビーム状にして、レジスト１０４と垂直に照射するこ
とで、レジストで被われた部分の側面に直接入射するの
を防ぐことができる。
【００１０】一般には反応性物質をビーム状にして酸化
膜表面に入射すると、底面に衝突してそこで反応しなか
った分子が反射してレジスト下の側面に入射するので異
方性エッチングができない。しかし、我々は、分極性分
子ビームの並進エネルギーを高くすることで異方性エッ
チングが可能になることを見いだした。
膜表面に入射すると、底面に衝突してそこで反応しなか
った分子が反射してレジスト下の側面に入射するので異
方性エッチングができない。しかし、我々は、分極性分
子ビームの並進エネルギーを高くすることで異方性エッ
チングが可能になることを見いだした。
【００１１】図１(a)で、酸化膜の水平方向のエッチ量H
と垂直方向のエッチ量Vの比H/Vを異方性の度合いとして
定義する。図１(b)は分極性分子としてNOFを用いた場合
のビームの並進エネルギーと異方性の度合いの関係を示
したものである。図１(b)のように、エネルギー0.2eV以
上で、実用的に十分な異方性の度合い０.１得ることが
できる。この原因は不明であるがおそらく、エネルギー
を高くするとNOFと酸化膜の反応確率が高くなることに
起因すると推定される。すなわち、NOFが最初に入射し
た面でほとんど反応してしまい、反射する成分が少なく
なり、側壁のエッチ量が減り、異方性が高くなる。この
方法では高エネルギーの荷電粒子を用いないので、試料
の損傷を防ぐことができる。異方性の度合い０.１を必
要としない場合はもっと低い並進エネルギーでエッチン
グしてもかまわない。
と垂直方向のエッチ量Vの比H/Vを異方性の度合いとして
定義する。図１(b)は分極性分子としてNOFを用いた場合
のビームの並進エネルギーと異方性の度合いの関係を示
したものである。図１(b)のように、エネルギー0.2eV以
上で、実用的に十分な異方性の度合い０.１得ることが
できる。この原因は不明であるがおそらく、エネルギー
を高くするとNOFと酸化膜の反応確率が高くなることに
起因すると推定される。すなわち、NOFが最初に入射し
た面でほとんど反応してしまい、反射する成分が少なく
なり、側壁のエッチ量が減り、異方性が高くなる。この
方法では高エネルギーの荷電粒子を用いないので、試料
の損傷を防ぐことができる。異方性の度合い０.１を必
要としない場合はもっと低い並進エネルギーでエッチン
グしてもかまわない。
【００１２】ハロゲンを含む分極性が大きい分子として
は、ＮＯＦ、ＮＯ2Ｆ、ＮＯＣｌ、ＮＯ2Ｃｌ、ＣＦＮ、
ＣＦ2Ｏ、ＣＨＦＯ、ＣＨ2ＣｌＦ、Ｃ2Ｈ2ＦＮ、Ｃ3Ｈ3
ＦＯ、Ｃ6Ｈ4ＦＮＯ2などがある。
は、ＮＯＦ、ＮＯ2Ｆ、ＮＯＣｌ、ＮＯ2Ｃｌ、ＣＦＮ、
ＣＦ2Ｏ、ＣＨＦＯ、ＣＨ2ＣｌＦ、Ｃ2Ｈ2ＦＮ、Ｃ3Ｈ3
ＦＯ、Ｃ6Ｈ4ＦＮＯ2などがある。
【００１３】
【実施例】〈実施例１〉以下実施例を図により説明す
る。図２は、酸化窒素とハロゲンＸの化合物としてＮＯ
Ｆを発生させてビーム状にして、酸化膜をエッチングす
る装置である。真空容器２０１内の試料台２０２に試料
２０３が置かれている。液体窒素で冷却した冷却容器２
０４内に液体一酸化窒素２０５が入っている。この中に
導入管２０９よりフッ素とヘリウム２０８を通すことに
よりＮＯＦを生成する。ヘリウムはキャリアガスであ
り、必ずしも用いる必要はないし、また他の希ガスでも
よい。また図示していないが冷却容器２０４とガスだめ
２０６の間にF2や他の不純物ガスをトラップする部分を
設けてもよい。ＮＯＦはガスだめ２０６に開いたピンホ
ール２１２より真空容器２０１内に噴出する。このとき
ピンホール径を１mm以下にしてガスだめ内の圧力を高く
（数百Torr）するとビーム２０７の指向性がよくなりよ
り異方性の高いエッチングができる。ガスだめ２０６は
試料２０３を全面覆うような形状をしており、ピンホー
ル２１２も均一なエッチングができるように複数個あ
る。また試料台２０２は回転やジグザグ運動してビーム
２０７が均一に照射されるようにする。
る。図２は、酸化窒素とハロゲンＸの化合物としてＮＯ
Ｆを発生させてビーム状にして、酸化膜をエッチングす
る装置である。真空容器２０１内の試料台２０２に試料
２０３が置かれている。液体窒素で冷却した冷却容器２
０４内に液体一酸化窒素２０５が入っている。この中に
導入管２０９よりフッ素とヘリウム２０８を通すことに
よりＮＯＦを生成する。ヘリウムはキャリアガスであ
り、必ずしも用いる必要はないし、また他の希ガスでも
よい。また図示していないが冷却容器２０４とガスだめ
２０６の間にF2や他の不純物ガスをトラップする部分を
設けてもよい。ＮＯＦはガスだめ２０６に開いたピンホ
ール２１２より真空容器２０１内に噴出する。このとき
ピンホール径を１mm以下にしてガスだめ内の圧力を高く
（数百Torr）するとビーム２０７の指向性がよくなりよ
り異方性の高いエッチングができる。ガスだめ２０６は
試料２０３を全面覆うような形状をしており、ピンホー
ル２１２も均一なエッチングができるように複数個あ
る。また試料台２０２は回転やジグザグ運動してビーム
２０７が均一に照射されるようにする。
【００１４】真空容器内に、導入管２１０より水蒸気や
水素２１１を雰囲気として導入すると、ＮＯＦと酸化膜
との反応を促進することができる。また水蒸気や水素は
ガスだめ２１６内に導入してＮＯＦと混合したビームを
生成しても効果は同じである。
水素２１１を雰囲気として導入すると、ＮＯＦと酸化膜
との反応を促進することができる。また水蒸気や水素は
ガスだめ２１６内に導入してＮＯＦと混合したビームを
生成しても効果は同じである。
【００１５】次にこの方法で実用的なエッチング速度
（現在のプラズマエッチングの速度５００ｎｍ／分）を
得るためのガス流量と真空容器２０１を排気する速度を
述べる。なおガスはヘリウム（９０％）とF2（１０％）
を用いる。この条件では、ガスの平均自由行程などの量
はほとんどヘリウムの定数で決まり、ＮＯＦは総ガス流
量のおよそ１０％になる。この方法では分子の方向性を
あげるために、ガスの出口であるピンホール２１２と試
料２０３との距離Ｌを、分子の平均自由行程以下にする
必要がある。Ｌが大きすぎるとＮＯＦが広がりすぎて方
向性が悪くなる。またＬが小さすぎるとガスだめ２０６
と試料２０３間のガスを排気する効率が悪くなる。この
ためＬは１から５ｃｍが適当な値となる。この平均自由
行程を実現するためには真空容器２０１内の圧力を１５
から３ｍTorr以下にする。エッチングの化学式は４ＮＯ
Ｆ＋ＳｉＯ2＝２ＮＯ＋２ＮＯ2＋ＳｉＦ4となる。ビー
ムの並進エネルギーを高くすると反応確率が１に近くな
ると仮定すると、ＳｉＯ2を５００ｎｍ／分でエッチン
グするのに必要なＮＯＦ密度は０.４４個／ｃｍ2分とな
る。試料を６インチウエハ（面積１７７ｃｍ2）とし
て、試料全面でこの速度を得るのに必要なＮＯＦの流量
は３２ｓｃｃｍ(１ｓｃｃｍは標準状態で１分間に１ｃ
ｃ流れる）となる、ヘリウムも含む総ガス流量Ｑは３２
０ｓｃｃｍとなる。真空容器２０１への供給ガス量Ｑ
（ｓｃｃｍ）と圧力Ｐ（ｍＴｏｒｒ）と実行排気速度Ｓ
（ｌ／分）の関係はＳ＝１３.６ x Ｑ／Ｐ である。こ
れよりＰ＝３ｍＴｏｒｒを実現するための実行排気速度
Ｓは約１５００ ｌ／分となる。
（現在のプラズマエッチングの速度５００ｎｍ／分）を
得るためのガス流量と真空容器２０１を排気する速度を
述べる。なおガスはヘリウム（９０％）とF2（１０％）
を用いる。この条件では、ガスの平均自由行程などの量
はほとんどヘリウムの定数で決まり、ＮＯＦは総ガス流
量のおよそ１０％になる。この方法では分子の方向性を
あげるために、ガスの出口であるピンホール２１２と試
料２０３との距離Ｌを、分子の平均自由行程以下にする
必要がある。Ｌが大きすぎるとＮＯＦが広がりすぎて方
向性が悪くなる。またＬが小さすぎるとガスだめ２０６
と試料２０３間のガスを排気する効率が悪くなる。この
ためＬは１から５ｃｍが適当な値となる。この平均自由
行程を実現するためには真空容器２０１内の圧力を１５
から３ｍTorr以下にする。エッチングの化学式は４ＮＯ
Ｆ＋ＳｉＯ2＝２ＮＯ＋２ＮＯ2＋ＳｉＦ4となる。ビー
ムの並進エネルギーを高くすると反応確率が１に近くな
ると仮定すると、ＳｉＯ2を５００ｎｍ／分でエッチン
グするのに必要なＮＯＦ密度は０.４４個／ｃｍ2分とな
る。試料を６インチウエハ（面積１７７ｃｍ2）とし
て、試料全面でこの速度を得るのに必要なＮＯＦの流量
は３２ｓｃｃｍ(１ｓｃｃｍは標準状態で１分間に１ｃ
ｃ流れる）となる、ヘリウムも含む総ガス流量Ｑは３２
０ｓｃｃｍとなる。真空容器２０１への供給ガス量Ｑ
（ｓｃｃｍ）と圧力Ｐ（ｍＴｏｒｒ）と実行排気速度Ｓ
（ｌ／分）の関係はＳ＝１３.６ x Ｑ／Ｐ である。こ
れよりＰ＝３ｍＴｏｒｒを実現するための実行排気速度
Ｓは約１５００ ｌ／分となる。
【００１６】この構成により作用の項で述べたようシリ
コン酸化膜を低損傷でエッチングできる。
コン酸化膜を低損傷でエッチングできる。
【００１７】またＮＯＦを発生する方法はこの方法には
限らず、従来方法の項で述べた他の方法でもよい。
限らず、従来方法の項で述べた他の方法でもよい。
【００１８】〈実施例２〉図３に、エッチング速度を増
加する実施例を述べる。装置の構成は図２と同じでＮＯ
Ｆビーム２０７を試料２０３に照射する構成になってい
る。ここで、ビーム２０７が試料に入射する前に電子状
態を励起してやると試料との反応性が高くなるのでエッ
チング速度を速くできる。ＮＯＦを励起するには、波長
２８０から３５０ｎｍの光を照射すればよい。図３では
この波長のエキシマレーザーを石英窓３０１を通してビ
ーム２１２に照射している。
加する実施例を述べる。装置の構成は図２と同じでＮＯ
Ｆビーム２０７を試料２０３に照射する構成になってい
る。ここで、ビーム２０７が試料に入射する前に電子状
態を励起してやると試料との反応性が高くなるのでエッ
チング速度を速くできる。ＮＯＦを励起するには、波長
２８０から３５０ｎｍの光を照射すればよい。図３では
この波長のエキシマレーザーを石英窓３０１を通してビ
ーム２１２に照射している。
【００１９】また図には示していないがビームだめ２１
６を加熱することによりＮＯＦを振動励起してもエッチ
ング速度をあげることができる。
６を加熱することによりＮＯＦを振動励起してもエッチ
ング速度をあげることができる。
【００２０】〈実施例３〉図４により、低速のＮＯＦイ
オンビームを形成することで異方性をより高める方法を
説明する。ＮＯＦは実施例１に述べた方法で生成され
る。ガスだめ２１６内にはフィラメント４０１が設置さ
れており、ここから放出された電子をＮＯＦに付着する
ことで負のイオン４０５を生成する。このイオンは、２
枚のグリッド４０２（アース電位）と４０３（正電位）
により加速されて、イオンビーム４０６を形成して、試
料２０３に入射する。イオンビームの指向性は先の真空
中に噴出することで形成したビームより良いので、より
異方性の高いエッチングが可能になる。加速の電圧４０
４を酸化膜のスパッタしきい値以下（約２０ｅＶ以下）
にすると試料に機械的な損傷を与えない。
オンビームを形成することで異方性をより高める方法を
説明する。ＮＯＦは実施例１に述べた方法で生成され
る。ガスだめ２１６内にはフィラメント４０１が設置さ
れており、ここから放出された電子をＮＯＦに付着する
ことで負のイオン４０５を生成する。このイオンは、２
枚のグリッド４０２（アース電位）と４０３（正電位）
により加速されて、イオンビーム４０６を形成して、試
料２０３に入射する。イオンビームの指向性は先の真空
中に噴出することで形成したビームより良いので、より
異方性の高いエッチングが可能になる。加速の電圧４０
４を酸化膜のスパッタしきい値以下（約２０ｅＶ以下）
にすると試料に機械的な損傷を与えない。
【００２１】また、フィラメントからでる電子をある程
度加速するとＮＯＦを正にイオン化できる。この場合に
はグリッド４０５を負電圧を印加することでイオンビー
ムを生成でき、同じ効果が生じる。
度加速するとＮＯＦを正にイオン化できる。この場合に
はグリッド４０５を負電圧を印加することでイオンビー
ムを生成でき、同じ効果が生じる。
【００２２】〈実施例４〉図５にはＮＯＦの発生効率を
あげる方法を述べる。冷却容器２０５の前に励起室５０
１を設ける。ここには加熱するためのあるいはラジオ波
などの高周波を供給するためのコイル５０２が巻いてあ
る。コイル５０２に電流をながしてF2を加熱して、Ｆ原
子に分解する。すると冷却室２０５での反応確率が高く
なるので、ＮＯＦの発生効率が上がる。F2の場合９５０
℃に加熱すれば８０％が原子に解離する。また、コイル
５０２に高周波をながして励起室５０１でプラズマを発
生させてもＦ原子が生成される。
あげる方法を述べる。冷却容器２０５の前に励起室５０
１を設ける。ここには加熱するためのあるいはラジオ波
などの高周波を供給するためのコイル５０２が巻いてあ
る。コイル５０２に電流をながしてF2を加熱して、Ｆ原
子に分解する。すると冷却室２０５での反応確率が高く
なるので、ＮＯＦの発生効率が上がる。F2の場合９５０
℃に加熱すれば８０％が原子に解離する。また、コイル
５０２に高周波をながして励起室５０１でプラズマを発
生させてもＦ原子が生成される。
【００２３】供給ガスに塩素、あるいはフッ素と塩素の
混合物を流せば、ＮＯＦ以外の、作用の欄で述べたハロ
ゲンを含む分極性分子を形成できる。
混合物を流せば、ＮＯＦ以外の、作用の欄で述べたハロ
ゲンを含む分極性分子を形成できる。
【００２４】〈実施例５〉図６では紫外線レーザを用い
てNOFビームを生成する方法を示す。図６(a)は装置の全
体構成図で図６(b)はガスだめ２０６部分の断面図であ
る。ガスだめ２０６にNF3とO2とHe の混合ガスを導入す
る。ここにArFレーザーなどの紫外線レーザー６０１か
らの紫外線を窓６０２から導入する。レーザー光はアル
ミニウムなどの反射鏡６０３の間を往復し、ガスだめ２
０６のなかで効率良くNOFが生成される。このときガス
だめ２０６の紫外線が通る部分を石英などの紫外線を透
過する物質で作る必要があるがNOFでエッチングされる
ために十分厚くする必要がある。生成されたNOFは前の
実施例と同様に真空容器２０１内に噴出されてビームを
形成し、酸化膜をエッチングする。
てNOFビームを生成する方法を示す。図６(a)は装置の全
体構成図で図６(b)はガスだめ２０６部分の断面図であ
る。ガスだめ２０６にNF3とO2とHe の混合ガスを導入す
る。ここにArFレーザーなどの紫外線レーザー６０１か
らの紫外線を窓６０２から導入する。レーザー光はアル
ミニウムなどの反射鏡６０３の間を往復し、ガスだめ２
０６のなかで効率良くNOFが生成される。このときガス
だめ２０６の紫外線が通る部分を石英などの紫外線を透
過する物質で作る必要があるがNOFでエッチングされる
ために十分厚くする必要がある。生成されたNOFは前の
実施例と同様に真空容器２０１内に噴出されてビームを
形成し、酸化膜をエッチングする。
【００２５】〈実施例６〉図７では、口径が小さいビー
ムでエッチングする方法を述べるNOFは他の実施例と同
じ方法で生成され、先端にピンホールが開いたノズル７
０１から真空中に噴出する。ビームをさらに方向性良く
するためにスキーマ７０３を通す。真空容器２０１はし
きり７０２で分けられており、それぞれの部屋が排気さ
れる。ビームが１本のために小さい面積しか１度にエッ
チングできないが、試料台７０４をX-Y方向に走査する
ことで試料全面をエッチングできる。
ムでエッチングする方法を述べるNOFは他の実施例と同
じ方法で生成され、先端にピンホールが開いたノズル７
０１から真空中に噴出する。ビームをさらに方向性良く
するためにスキーマ７０３を通す。真空容器２０１はし
きり７０２で分けられており、それぞれの部屋が排気さ
れる。ビームが１本のために小さい面積しか１度にエッ
チングできないが、試料台７０４をX-Y方向に走査する
ことで試料全面をエッチングできる。
【００２６】〈実施例７〉図８ではランプを用いてNOF
を発生する方法を述べる。ガスだめ２０６にNF3とO2とH
e の混合ガスを導入する。ここにランプ８０１により紫
外線を照射する。ランプ８０１の材質は石英で、なかに
水銀と希ガスが封入されている。このランプからは、水
銀の発光で波長１８５nmと２５４nmの紫外線が放出され
る。すると光化学反応によりNOFが発生する。ランプ８
０１は大きなガスだめを覆うようにらせん状をしてい
る。この方法では実施例６に述べたレーザーを用いる方
法より安価に装置を構成できる利点がある。
を発生する方法を述べる。ガスだめ２０６にNF3とO2とH
e の混合ガスを導入する。ここにランプ８０１により紫
外線を照射する。ランプ８０１の材質は石英で、なかに
水銀と希ガスが封入されている。このランプからは、水
銀の発光で波長１８５nmと２５４nmの紫外線が放出され
る。すると光化学反応によりNOFが発生する。ランプ８
０１は大きなガスだめを覆うようにらせん状をしてい
る。この方法では実施例６に述べたレーザーを用いる方
法より安価に装置を構成できる利点がある。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、酸化窒素とハロゲンとの
化合物をビーム状にして、試料に照射することで、異方
性エッチングができる。
化合物をビーム状にして、試料に照射することで、異方
性エッチングができる。
【図１】(a)は本発明の原理を説明する試料断面図、(b)
は分極性分子ビームの並進エネルギーとエッチングの異
方性の度合いの関係を示す図である。
は分極性分子ビームの並進エネルギーとエッチングの異
方性の度合いの関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例を示す図である。
【図５】本発明の一実施例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例を示す図である。
【図７】本発明の一実施例を示す図である。
【図８】本発明の一実施例を示す図である。
１０１…酸化窒素（ＮＯ）のハロゲン（Ｘ）化合物、１
０２…シリコンのハロゲン化物、１０３…二酸化窒素、
１０４…レジスト、１０５…シリコン酸化膜、１０６…
基板、２０１…真空容器、２０２…試料台、２０３…試
料、２０４…冷却容器、２０５液体ＮＯ、２０６…ガス
だめ、２０７…ＮＯＦビーム、２０８…F2＋Ｈｅ、３０
１…石英窓、３０２…レーザー光、４０１…フィラメン
ト、４０２、４０３…グリッド、４０５…ＮＯＦ負イオ
ン、４０６…ビーム、５０１…励起室、５０２…コイ
ル、６０１…紫外線レーザー、６０２…窓、６０３…反
射鏡、７０１…ノズル、７０２…しきり、７０３…スキ
ーマ、８０１…ランプ。
０２…シリコンのハロゲン化物、１０３…二酸化窒素、
１０４…レジスト、１０５…シリコン酸化膜、１０６…
基板、２０１…真空容器、２０２…試料台、２０３…試
料、２０４…冷却容器、２０５液体ＮＯ、２０６…ガス
だめ、２０７…ＮＯＦビーム、２０８…F2＋Ｈｅ、３０
１…石英窓、３０２…レーザー光、４０１…フィラメン
ト、４０２、４０３…グリッド、４０５…ＮＯＦ負イオ
ン、４０６…ビーム、５０１…励起室、５０２…コイ
ル、６０１…紫外線レーザー、６０２…窓、６０３…反
射鏡、７０１…ノズル、７０２…しきり、７０３…スキ
ーマ、８０１…ランプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横川 賢悦 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 新井 眞 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】内部を真空に排気する装置を備えた容器内
で、ハロゲンを含む分極性の分子のビームを形成して固
体表面に照射することを特徴とする表面処理方法。 - 【請求項２】請求項１記載の分極性の分子ビームのエネ
ルギーは0.2 eV以上であることを特徴とする表面処理方
法。 - 【請求項３】請求項１、２記載の分極性の分子は酸化窒
素とハロゲンの化合物であることを特徴とする表面処理
方法。 - 【請求項４】請求項３記載の酸化窒素とハロゲンの化合
物はNOF,NO2F,NOCl,NO2Clであることを特徴とする表面
処理方法。 - 【請求項５】請求項１から４記載のハロゲンを含む分極
性の分子のビームに水あるいは水素を混合したことを特
徴とする表面処理方法。 - 【請求項６】請求項１から５記載のハロゲンを含む分極
性の分子ビームを形成するために分極性分子をヘリウム
と混合して真空中に噴出したことを特徴とする表面処理
方法。 - 【請求項７】請求項１から５記載のハロゲンを含む分極
性の分子をイオン化して２０ｅＶ以下で加速することに
よりビーム状にしたことを特徴とする表面処理方法。 - 【請求項８】請求項１記載の表面処理方法において、容
器を真空に排気する実行排気速度は１５００ｌ／分以上
であることを特徴とする表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31471193A JPH07169743A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31471193A JPH07169743A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169743A true JPH07169743A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18056645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31471193A Pending JPH07169743A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169743A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003144905A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Central Glass Co Ltd | ガスクリーニング方法 |
| JP2011233570A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2014116630A (ja) * | 2014-02-03 | 2014-06-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法およびクリーニング方法 |
| WO2014141664A1 (ja) * | 2013-03-10 | 2014-09-18 | 国立大学法人名古屋大学 | エッチング方法およびエッチング装置 |
| JP2016152367A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 国立大学法人名古屋大学 | エッチング装置およびエッチング方法 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31471193A patent/JPH07169743A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003144905A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Central Glass Co Ltd | ガスクリーニング方法 |
| JP2011233570A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| WO2014141664A1 (ja) * | 2013-03-10 | 2014-09-18 | 国立大学法人名古屋大学 | エッチング方法およびエッチング装置 |
| JP6021131B2 (ja) * | 2013-03-10 | 2016-11-09 | 国立大学法人名古屋大学 | エッチング方法およびエッチング装置 |
| JP2014116630A (ja) * | 2014-02-03 | 2014-06-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法およびクリーニング方法 |
| JP2016152367A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 国立大学法人名古屋大学 | エッチング装置およびエッチング方法 |
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