JP2001085393A - Surface working method - Google Patents

Surface working method

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JP2001085393A
JP2001085393A JP25785599A JP25785599A JP2001085393A JP 2001085393 A JP2001085393 A JP 2001085393A JP 25785599 A JP25785599 A JP 25785599A JP 25785599 A JP25785599 A JP 25785599A JP 2001085393 A JP2001085393 A JP 2001085393A
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Japan
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film
sample
surface processing
etching
temperature
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Japanese (ja)
Inventor
Motohiko Kikkai
元彦 吉開
Takao Arase
高男 荒瀬
Hiroshi Akiyama
博 秋山
Tetsuo Ono
哲郎 小野
Takafumi Tokunaga
尚文 徳永
Tadashi Umezawa
唯史 梅澤
Masayuki Kojima
雅之 児島
Kazuo Nojiri
一男 野尻
Hiroshi Kawakami
博士 川上
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a partial etching residue of a metal film and a barrier film while a semiconductor film is left alone, by allowing a sample temperature to be a specified value when etching with plasma a metal film of a multi-layer film which comprises a metal film, a barrier film, and a semiconductor film. SOLUTION: A sample 106 which comprises a multi-layer film comprising a metal film, a barrier film, and a semiconductor film is sucked to a sample stage 108 while a plasma 105 is generated with an inert gas to raise the temperature of the sample. After confirming with a temperature sensor 107 that a sample temperature is 100-200 deg.C or above, a plasma 105 is generated to etch the metal film and the barrier film up to the upper layer part of the semiconductor film. With etching using the plasma 105 at a high temperature, the etching speed of the metal film is raised while that of the semiconductor film is not raised. Thus, the semiconductor film is left alone with no partial etching residue for the metal film or barrier film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の表面加
工方法にかかわり、特にプラズマを用いてエッチングを
行う表面加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for processing a surface of a semiconductor device, and more particularly, to a method for processing a surface using plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子のエッチングには、プラズマ
を利用した装置が広く用いられている。本発明は、この
ようなプラズマを利用した装置に適用する。従来、タン
グステン膜をエッチングするプラズマとしては、垂井康
夫 総合監修:半導体プロセスハンドブック:(p92
−93):(株)プレスジャーナルに記載されているよ
うにフッ素系ガス、塩素系ガス、臭素系ガス、あるいは
それらの混合ガスが利用されていた。
2. Description of the Related Art An apparatus utilizing plasma is widely used for etching a semiconductor element. The present invention is applied to an apparatus using such a plasma. Conventionally, as plasma for etching a tungsten film, Yasuo Tarui General Supervision: Semiconductor Process Handbook: (p92
-93): As described in Press Journal Co., Ltd., a fluorine-based gas, a chlorine-based gas, a bromine-based gas, or a mixed gas thereof was used.

【0003】また、主に加工の高精度化をはかる目的
で、特開平6−151360号公報(対応米国特許5、
352、324号明細書)に記載された発明が知られて
いる。これは、試料に印加する高周波電圧をオンオフと
間欠的に制御することにより、エッチングしたい物質で
あるシリコン(Si)と下地酸化膜との選択比を高くで
き、かつアスペクト比依存性を低減できる。また、特開
平8−339989号公報(対応米国5、614、06
0号明細書)には、金属のエッチングにおいて断続的な
rfバイアスパワーのショートパルスを重ね合わせるこ
とにより、エッチ残りを低減出来ることが記載されてい
る。
[0003] Also, for the purpose of mainly improving the precision of processing, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-151360 (corresponding to US Pat.
352, 324) is known. By controlling the high-frequency voltage applied to the sample on and off intermittently, the selectivity between silicon (Si), which is the substance to be etched, and the base oxide film can be increased, and the aspect ratio dependency can be reduced. Also, JP-A-8-339989 (corresponding to US Pat. No. 5,614,06)
No. 0) describes that the etching residue can be reduced by superimposing intermittent rf bias power short pulses in metal etching.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の高速化と
低消費電力化に伴い、電極や配線部分などの導体部分は
低抵抗化が必要となっている。このため、従来多結晶シ
リコン膜が用いられていたMOS(Metal Oxide Semico
nductor)素子のゲート電極を形成するために、シリコ
ン酸化膜上に多結晶シリコン膜を形成し、その上にタン
グステン膜を形成する構造がある。さらに、多結晶シリ
コン膜とタングステン膜の間には相互の拡散を抑制する
ために、たとえば窒化タングステン膜などのバリア膜が
必要となる。
With the speeding up and lower power consumption of semiconductor devices, it is necessary to lower the resistance of conductors such as electrodes and wirings. For this reason, MOS (Metal Oxide Semico
In order to form a gate electrode of an nductor element, there is a structure in which a polycrystalline silicon film is formed on a silicon oxide film, and a tungsten film is formed thereon. Further, a barrier film such as a tungsten nitride film is required between the polycrystalline silicon film and the tungsten film in order to suppress mutual diffusion.

【0005】以上のような多層構造の膜をエッチングす
ると、多結晶シリコンとタングステンのエッチング反応
の違いにより従来にない問題点が発生する。たとえばエ
ッチングガスとしてフッ素系ガスを適用した場合は、多
結晶シリコンのエッチング速度が速いために、タングス
テン膜エッチング後の多結晶シリコン膜のエッチング速
度の抑制が難しく、シリコン酸化膜がフッ素系ガスプラ
ズマに晒されて、シリコン酸化膜がエッチングされる。
あるいはエッチングガスとして塩素系ガスを適用した場
合は、タングステンのエッチング速度が遅いために、タ
ングステン膜あるいはバリア膜が多結晶シリコン上に部
分的に残り、エッチング表面に凹凸が生じるなどの問題
点が生じる。この塩素系ガスプラズマによるタングステ
ン膜のエッチング速度を速くする手段としては、試料温
度を高温にすることで改善できることは知られている
が、タングステン膜のエッチング後の多結晶シリコン膜
エッチング時に試料温度が高いために、等方性にエッチ
ングが進行しサイドエッチングが生じるなどの問題点が
ある。
When a film having a multilayer structure as described above is etched, there arises an unconventional problem due to a difference in etching reaction between polycrystalline silicon and tungsten. For example, when a fluorine-based gas is used as the etching gas, it is difficult to suppress the etching rate of the polycrystalline silicon film after etching the tungsten film because the etching rate of the polycrystalline silicon is high. As a result, the silicon oxide film is etched.
Alternatively, when a chlorine-based gas is used as an etching gas, the tungsten etching rate is low, so that a tungsten film or a barrier film partially remains on polycrystalline silicon, causing problems such as unevenness on an etching surface. . As a means for increasing the etching rate of the tungsten film by the chlorine-based gas plasma, it is known that the improvement can be achieved by increasing the sample temperature. However, when the polycrystalline silicon film is etched after the tungsten film is etched, the sample temperature is increased. Since the etching is high, there is a problem that etching progresses isotropically and side etching occurs.

【0006】また、プラズマを用いた半導体処理プロセ
スにおいてウェハに生じる、プラズマ中のイオンや電子
などの電荷に起因したダメージ(以下チャージアップダ
メージと呼ぶ)のうち、微視的なダメージの問題が大き
くなってきている。これは、パタンの疎な部分のエッチ
ングが終了し、他の部分と電気的に切り離されると、ま
だエッチングが終わっていない密な部分に帯電していた
正電位がゲート酸化膜にかかりゲートの絶縁破壊を生じ
ることである。パタンの比較的疎な部分がエッチング終
了してから、密な部分がエッチング終了するまでの間の
時間が長くなることで、微視的なチャージアップダメー
ジは大きくなる。この時間は、パタンの疎部と密部のエ
ッチング速度差に起因している。
[0006] Among the damages (hereinafter referred to as charge-up damages) caused by charges such as ions and electrons in the plasma generated on the wafer in a semiconductor processing process using plasma, the problem of microscopic damage is large. It has become to. This is because when the etching of the sparse part of the pattern is completed and it is electrically separated from other parts, the positive potential charged in the dense part that has not been etched yet is applied to the gate oxide film and the gate insulation film is insulated. Is to cause destruction. Since the time from the end of etching of a relatively sparse portion of a pattern to the end of etching of a dense portion becomes long, microscopic charge-up damage increases. This time is due to the difference in etching rate between the sparse part and the dense part of the pattern.

【0007】本発明の目的は、これらの課題を解決し、
半導体基板上に堆積された少なくとも金属膜と半導体膜
を含む多層膜を有する試料の加工に適した試料の表面加
工方法を提供するものである。
The object of the present invention is to solve these problems,
An object of the present invention is to provide a method for processing a sample surface suitable for processing a sample having a multilayer film including at least a metal film and a semiconductor film deposited on a semiconductor substrate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の特徴は、真空容器とその中にプラズマを発
生させる手段、及び該プラズマにより表面加工される試
料を設置する試料台と該試料台の温度を制御する温調機
構及び、前記試料台に高周波電圧を印加するための電源
からなる表面加工装置を用いて、半導体基板上に堆積さ
れた少なくとも金属膜と半導体膜を含む多層膜を有する
飼料の加工において、該金属膜加工時に試料温度を10
0℃以上200℃以下に保つことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a vacuum vessel, a means for generating plasma therein, and a sample table on which a sample to be surface-processed by the plasma are provided. Using a temperature control mechanism for controlling the temperature of the sample stage, and a surface processing apparatus including a power supply for applying a high-frequency voltage to the sample stage, a multilayer including at least a metal film and a semiconductor film deposited on a semiconductor substrate. In the processing of feed having a film, the sample temperature was set to 10 when processing the metal film.
It is to keep the temperature between 0 ° C and 200 ° C.

【0009】本発明では、金属膜エッチング時に試料温
度を100℃以上200℃以下に保って処理することに
より、金属膜のエッチング速度を速める。
In the present invention, the etching rate of the metal film is increased by maintaining the sample temperature at 100 ° C. or more and 200 ° C. or less during the etching of the metal film.

【0010】さらに本発明の他の特徴によれば、前記多
結晶シリコン膜のエッチング速度の抑制や、サイドエッ
チングを防止するために、ハロゲン元素を含むガスに酸
素ガスを添加する。
According to another feature of the present invention, oxygen gas is added to the gas containing a halogen element in order to suppress the etching rate of the polycrystalline silicon film and prevent side etching.

【0011】また、本発明の他の特徴によれば、前記多
層膜加工の過程を試料温度の異なる複数のステップに分
ける。すなわち、多結晶シリコン膜エッチング時のシリ
コン酸化膜のエッチング速度を抑制するために、少なく
とも金属膜エッチング条件と多結晶シリコン膜エッチン
グ条件分けて処理する。
According to another feature of the present invention, the process of processing the multilayer film is divided into a plurality of steps having different sample temperatures. That is, in order to suppress the etching rate of the silicon oxide film during the etching of the polycrystalline silicon film, the processing is performed at least separately for the metal film etching conditions and the polycrystalline silicon film etching conditions.

【0012】また、本発明の他の特徴によれば、タング
ステン膜のエッチング時に高周波電源をオンオフするこ
とで、タングステン膜に従来より高いrfバイアスを印
加することが出来、パタンの密な部分と比較的疎な部分
とのエッチング速度差を小さくすることができる。
According to another feature of the present invention, a high rf bias can be applied to the tungsten film by turning on / off the high-frequency power supply at the time of etching the tungsten film. It is possible to reduce the difference in etching rate between the sparse portion and the portion.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図により
説明する。 (実施例1)まず、実施例1について説明する。図1A
は本発明を適用するプラズマエッチング装置のエッチン
グ処理室構成図であり、図1Bは図1Aの試料台部分の
詳細構造を示す図である。マイクロ波電源101から導
波管102と石英板103を介して真空容器110内に
マイクロ波が導入される。真空容器110の回りには、
電磁石104が設置されおり、磁場とマイクロ波により
電子サイクロトロン共鳴を利用して、プラズマ105を
発生させる構造となっている。試料106は誘電膜10
9を介して、試料台108上に設置されている。また、
試料台108には高周波電源112と直流電源113及
び試料台温度調整のための冷媒温度コントローラ111
が接続されている。冷媒温度コントローラ111は、試
料台に設けられた空隙部へ循環する冷媒の流量を調整し
て、試料台の温度を制御する。直流電源113により印
可された直流電圧により誘電膜109と試料106の間
にクーロン力を発生させて、試料106を試料台108
に吸着させ、試料106の温度を制御する。さらに、試
料台108には温度センサ107が設置されており、試
料106の温度をモニタできる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 First, Embodiment 1 will be described. FIG. 1A
FIG. 1 is a configuration diagram of an etching processing chamber of a plasma etching apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 1B is a diagram showing a detailed structure of a sample stage portion of FIG. 1A. Microwaves are introduced from a microwave power supply 101 into a vacuum vessel 110 via a waveguide 102 and a quartz plate 103. Around the vacuum vessel 110,
An electromagnet 104 is provided, and has a structure in which a plasma 105 is generated using electron cyclotron resonance by a magnetic field and a microwave. The sample 106 is the dielectric film 10
9 is provided on the sample stage 108. Also,
The sample stage 108 has a high frequency power supply 112 and a DC power supply 113 and a refrigerant temperature controller 111 for adjusting the temperature of the sample stage.
Is connected. The refrigerant temperature controller 111 controls the temperature of the sample stage by adjusting the flow rate of the refrigerant circulating in the gap provided in the sample stage. A DC voltage applied by a DC power supply 113 generates a Coulomb force between the dielectric film 109 and the sample 106 to move the sample 106 to the sample stage 108.
And the temperature of the sample 106 is controlled. Further, a temperature sensor 107 is provided on the sample stage 108 so that the temperature of the sample 106 can be monitored.

【0014】図1Bに示すように、試料台は、試料配置
面側を誘電膜109で、裏面側を絶縁板118で被覆さ
れており、中間電極部材121と下部電極部材122の
間の空隙部123に、冷媒導入ノス゛ル117、配管120
を介して加熱または、冷却された冷媒を循環される。冷
媒温度コントローラ111で冷媒の温度や循環量を制御
することにより、中間電極部材125の温度をコントロ
ールする。高周波電源112と直流電源113は、絶縁
膜116に被服された軸115を介して下部電極に印加
される、さらに、誘電膜109を設けた上部電極部材1
25には、空隙124があり、この空隙124にバルブ
114を有する導管を介してヘリウムガス等の不活性ガ
スが導入される。この不活性ガスは、上部電極部材12
5からその上に載置された試料106への熱伝導を容易
にしている。
As shown in FIG. 1B, the sample stage is covered with a dielectric film 109 on the sample placement side and an insulating plate 118 on the back side, and a gap between the intermediate electrode member 121 and the lower electrode member 122 is provided. 123, refrigerant introduction nozzle 117, pipe 120
The heated or cooled refrigerant is circulated through the cooling medium. The temperature of the intermediate electrode member 125 is controlled by controlling the temperature and the circulation amount of the refrigerant by the refrigerant temperature controller 111. The high-frequency power supply 112 and the DC power supply 113 are applied to the lower electrode via a shaft 115 coated on the insulating film 116. Further, the upper electrode member 1 provided with the dielectric film 109
25 has a gap 124 into which an inert gas such as helium gas is introduced via a conduit having a valve 114. This inert gas is supplied to the upper electrode member 12.
5 facilitates heat conduction from the sample 5 to the sample 106 placed thereon.

【0015】また、温度センサ107の温度モニタによ
って、試料106が所望の温度に達してからエッチング
を開始したり、エッチング処理中の試料温度の異常を検
出することが可能になる。
The temperature monitor of the temperature sensor 107 makes it possible to start etching after the temperature of the sample 106 reaches a desired temperature or to detect an abnormality in the temperature of the sample during the etching process.

【0016】図2は試料の断面図であり、初期状態は
(a)に示すようにシリコン基板206の上に酸化膜2
05、多結晶シリコン膜204、窒化タングステン膜2
03、タングステン膜202の多層膜で最上層に所望の
パターンに加工されたマスク201が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the sample. In an initial state, an oxide film 2 is formed on a silicon substrate 206 as shown in FIG.
05, polycrystalline silicon film 204, tungsten nitride film 2
03, a mask 201 processed into a desired pattern is formed on the uppermost layer of a multilayer film of the tungsten film 202.

【0017】次に、実施例1の具体的な処理手順を説明
する。試料台温度調整機構である冷媒温度コントローラ
111により150℃に加熱された試料台108上に、
試料106を設置し、直流電源113により印可された
直流電圧により、試料106を試料台108に吸着させ
ると同時にアルゴンあるいはヘリウムの不活性ガスで、
プラズマ105を発生し試料106の温度を上昇させ、
試料温度が所望の温度であることを温度センサ107で
確認後にプラズマ105をオフする。その後ガスを変更
し、プラズマ105発生と同時に高周波電源112を印
可し試料106に入射するイオンを加速して、タングス
テン膜202、窒化タングステン膜203及び、多結晶
シリコン膜204の上層部をエッチングし、図2(b)
の状態まで処理する。その際のエッチングガスは、塩素
40ml/分と酸素10ml/分、圧力0.2Paで、
マイクロ波の電力500w、試料温度150℃、高周波
電力100wである。
Next, a specific processing procedure of the first embodiment will be described. On the sample stage 108 heated to 150 ° C. by the refrigerant temperature controller 111 which is a sample stage temperature adjustment mechanism,
The sample 106 is placed, and the sample 106 is adsorbed on the sample stage 108 by a DC voltage applied by a DC power supply 113, and at the same time, an inert gas of argon or helium is used.
A plasma 105 is generated to raise the temperature of the sample 106,
After the temperature sensor 107 confirms that the sample temperature is a desired temperature, the plasma 105 is turned off. After that, the gas is changed, a high frequency power supply 112 is applied simultaneously with the generation of the plasma 105, and ions incident on the sample 106 are accelerated to etch the upper layers of the tungsten film 202, the tungsten nitride film 203, and the polycrystalline silicon film 204, FIG. 2 (b)
Process up to state. The etching gas at that time was chlorine 40 ml / min, oxygen 10 ml / min, pressure 0.2 Pa,
The microwave power was 500 w, the sample temperature was 150 ° C., and the high frequency power was 100 w.

【0018】図5Aは、塩素と酸素をエッチングガスと
し、タングステン膜、多結晶シリコン膜および、酸化膜
のエッチング速度の試料温度依存性を調べた例である。
このように、高温で、塩素と酸素のプラズマでエッチン
グすることにより、多結晶シリコン膜のエッチング速度
を増加させることなくタングステン膜のエッチング速度
は増加できる。そのため、タングステン膜や窒化タング
ステンの部分的なエッチ残り無く、多結晶シリコン膜を
残すことが出来る。
FIG. 5A shows an example in which the sample temperature dependence of the etching rate of a tungsten film, a polycrystalline silicon film, and an oxide film was examined using chlorine and oxygen as etching gases.
As described above, by etching with plasma of chlorine and oxygen at a high temperature, the etching rate of the tungsten film can be increased without increasing the etching rate of the polycrystalline silicon film. Therefore, the polycrystalline silicon film can be left without the partial etching residue of the tungsten film or tungsten nitride.

【0019】次に、エッチングガスとして臭化水素10
0ml/分と酸素5ml/分で、圧力1Paで、マイク
ロ波電力500w、試料温度150℃、高周波電力30
wで図2(c)の状態まで処理する。
Next, hydrogen bromide 10 is used as an etching gas.
0 ml / min, oxygen 5 ml / min, pressure 1 Pa, microwave power 500 w, sample temperature 150 ° C., high frequency power 30
The processing is performed up to the state of FIG.

【0020】本実施例のように、タングステン膜を10
0℃以上の高温エッチングすることで、タングステン膜
やバリア膜のエッチング残り無く多結晶シリコン膜を残
すことが出来る。そのため、多結晶シリコン膜を酸化膜
に対して高選択にエッチングできる条件に切り替えて、
高精度な加工ができる。
As in this embodiment, the tungsten film is
By etching at a high temperature of 0 ° C. or more, a polycrystalline silicon film can be left without etching residue of a tungsten film or a barrier film. Therefore, switching to a condition that allows the polycrystalline silicon film to be etched with high selectivity with respect to the oxide film,
High-precision processing is possible.

【0021】(実施例2)次に、実施例2として、前記
実施例1と同様に、図1に示すプラズマエッチング装置
を使用して該多層膜を加工した例を説明する。冷媒温度
コントローラ111により20℃に冷却された冷媒を試
料台108に循環させる。そして、試料106を試料台
108に静電吸着することなく載置する。この状態で
は、試料106と試料台108との接触は僅かな状態で
あり、試料106から試料台108へ又は試料台108
から試料106への熱の伝達が抑制される。そして、ア
ルゴンガス100ml/min、圧力1Pa、マイクロ波電力
500wの放電条件でプラズマを発生させて試料106
を150℃まで加熱する。図3に、この時の試料106
の温度変化を示す。
(Embodiment 2) Next, as Embodiment 2, an example in which the multilayer film is processed using the plasma etching apparatus shown in FIG. The coolant cooled to 20 ° C. by the coolant temperature controller 111 is circulated to the sample stage 108. Then, the sample 106 is placed on the sample table 108 without being electrostatically attracted. In this state, the contact between the sample 106 and the sample stage 108 is slight, and the sample 106 is moved from the sample 106 to the sample stage 108 or to the sample stage 108.
Transfer of heat from the sample to the sample 106 is suppressed. Then, plasma was generated under discharge conditions of argon gas at 100 ml / min, pressure of 1 Pa, and microwave power of 500 w to obtain a sample 106.
Is heated to 150 ° C. FIG. 3 shows the sample 106 at this time.
3 shows the temperature change.

【0022】その後、前記実施例1に記載の塩素と酸素
をエッチングガスとし、試料を加熱した条件で、図2
(b)の状態まで処理する。その後、直流電源113に
より直流電圧を印可し、試料106を試料台108に静
電吸着させる。この状態では、試料106と試料台10
8との接触が強固になり、熱の伝達が良好になる。そし
て、試料106を20℃まで冷却し、前記実施例1に記
載の臭化水素と酸素をエッチングガスとした条件で図2
(c)の状態まで処理する。
After that, the sample was heated under the condition that the sample was heated using chlorine and oxygen described in the first embodiment as an etching gas.
Process up to the state of (b). After that, a DC voltage is applied by the DC power supply 113 to electrostatically attract the sample 106 to the sample table 108. In this state, the sample 106 and the sample stage 10
8 and the heat transfer becomes good. Then, the sample 106 was cooled to 20 ° C., and hydrogen bromide and oxygen described in Example 1 were used as an etching gas in FIG.
Process up to the state of (c).

【0023】図5Bは、多結晶シリコン膜のサイドエッ
チ量と試料温度の関係の一例を示す図である。図5Bの
ように、試料温度が約30℃を超えると、試料温度の上
昇に応じてサイドエッチ量が増加する傾向がある。従っ
て、多結晶シリコン膜のエッチングにおいて、サイドエ
ッチを避けるためには、試料温度を低くすることが望ま
しい。
FIG. 5B is a diagram showing an example of the relationship between the side etch amount of the polycrystalline silicon film and the sample temperature. As shown in FIG. 5B, when the sample temperature exceeds about 30 ° C., the amount of side etching tends to increase as the sample temperature increases. Therefore, in etching the polycrystalline silicon film, it is desirable to lower the sample temperature in order to avoid side etching.

【0024】図6は、多結晶シリコン膜を臭化水素と酸
素をエッチングガスとした場合の加工形状の試料温度依
存性を調べた例である。図6Aは、本発明の実施例とし
て、試料温度を20℃にして多結晶シリコン膜をエッチ
ングした例を示している。図6B、図6Cは、比較例と
して、試料温度が80℃及び150℃の場合である。
FIG. 6 shows an example in which the dependence of the processed shape on the sample temperature when a polycrystalline silicon film is formed using hydrogen bromide and oxygen as an etching gas. FIG. 6A shows an example of etching a polycrystalline silicon film at a sample temperature of 20 ° C. as an example of the present invention. 6B and 6C show, as comparative examples, cases where the sample temperature is 80 ° C. and 150 ° C.

【0025】本実施例のように、タングステン膜を高
温、例えば100℃から200℃の高温で加工し、多結
晶シリコン膜を低温、例えば0℃から80℃の温度領域
で加工することにより、タングステン膜あるいは窒化タ
ングステン膜の部分的なエッチング残り無く、かつ、多
結晶シリコン膜にサイドエッチの無い優れた加工精度が
得られる。
As in this embodiment, the tungsten film is processed at a high temperature, for example, 100 ° C. to 200 ° C., and the polycrystalline silicon film is processed at a low temperature, for example, a temperature range of 0 ° C. to 80 ° C. There is no partial etching residue of the film or the tungsten nitride film, and excellent processing accuracy without side etching of the polycrystalline silicon film can be obtained.

【0026】(実施例3)次に、実施例3について説明
する。図4は、本発明を適用する複数のプラズマ処理室
から構成された装置である。本装置は、試料搬入室30
1、真空排気されているバッファ室305、試料を各処
理室へ搬送するための搬送ロボット302、及び、プラ
ズマで試料の表面加工を行う図1と同様な構成のA処理
室303とB処理室304からなる。被加工試料は、搬
入室301を介し搬送ロボット302によりA処理室3
03へ搬入され、150℃に加熱された試料台108上
に配置し静電吸着することにより速やかに試料温度を1
50℃まで昇温し、前記実施例1に記載の塩素と酸素を
エッチングガスとした条件で、図2(b)の状態まで処
理する。その後、被加工試料は搬送ロボット302によ
りB処理室304へ搬入され、10℃に冷却された試料
台108上に配置し、静電吸着することにより速やかに
試料温度を20℃まで冷却し、前記実施例1に記載の臭
化水素と酸素をエッチングガスとした条件で図2(c)
の状態まで処理する。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. FIG. 4 shows an apparatus including a plurality of plasma processing chambers to which the present invention is applied. This apparatus is equipped with a sample loading chamber 30.
1. Buffer chamber 305 that has been evacuated, transfer robot 302 for transferring the sample to each processing chamber, and A processing chamber 303 and B processing chamber having the same configuration as FIG. 304. The sample to be processed is transferred to the A processing chamber 3 by the transfer robot 302 via the loading chamber 301.
03, placed on the sample stage 108 heated to 150 ° C., and electrostatically attracted to quickly raise the sample temperature to 1
The temperature was raised to 50 ° C., and the treatment was performed up to the state shown in FIG. 2B under the conditions using chlorine and oxygen as the etching gas described in the first embodiment. Thereafter, the sample to be processed is carried into the B processing chamber 304 by the transfer robot 302, placed on the sample stage 108 cooled to 10 ° C., and rapidly cooled to 20 ° C. by electrostatic attraction, and FIG. 2C shows a condition where hydrogen bromide and oxygen described in Example 1 were used as an etching gas.
Process up to state.

【0027】本実施例のように、タングステン膜と多結
晶シリコン膜を各々異なる温度で制御された試料台を有
する処理室で、連続処理することでタングステン膜ある
いは窒化タングステン膜の部分的なエッチング残り無
く、かつ、多結晶シリコン膜にサイドエッチの無い優れ
た加工が効率よくできる。
As in this embodiment, the tungsten film and the polycrystalline silicon film are successively processed in a processing chamber having a sample stage controlled at different temperatures, so that the tungsten film or the tungsten nitride film is partially etched. And excellent processing without side etching on the polycrystalline silicon film can be efficiently performed.

【0028】(実施例4)実施例4として、高周波電源
を連続印加からオンオフして印加した場合の適用例を説
明する。まず、高周波電源のオンオフの実施の説明を以
下に述べる。
(Embodiment 4) As Embodiment 4, an application example in which a high-frequency power source is turned on and off from continuous application to application will be described. First, a description of the on / off operation of the high frequency power supply will be described below.

【0029】図7に、エッチング処理時の真空容器11
0内のガス供給、マグネトロン101、高周波電源11
2により印加されるrfバイアスの動作を示す。(a)に
示すようにガスが供給され、エッチング開始と同時に、
ガス圧は一定に保たれ、(b)に示すように、マイクロ波
も連続的に供給される。一方、(c)に示すように、試料
に印加されるrfバイアスは、周期的にオン、オフされ
る。rfバイアスのオン、オフによりイオンの加速の有
り無し期間を設けることで、試料の表面処理の期間にお
いて、高エネルギーイオン区間と、低エネルギーイオン
区間が生ずる。そして、(d)に示すように、低エネルギ
ーイオン区間では、エッチングが進行せず、むしろガス
あるいはプラズマ中の残留反応生成物の堆積が生じる。
FIG. 7 shows the vacuum vessel 11 during the etching process.
0 gas supply, magnetron 101, high frequency power supply 11
2 shows the operation of the rf bias applied by No. 2. Gas is supplied as shown in FIG.
The gas pressure is kept constant, and microwaves are also continuously supplied as shown in (b). On the other hand, as shown in (c), the rf bias applied to the sample is periodically turned on and off. By providing a period during which ions are accelerated by turning on and off the rf bias, a high energy ion section and a low energy ion section are generated during the surface treatment of the sample. Then, as shown in (d), in the low-energy ion section, the etching does not proceed, but rather a deposition of a gas or a residual reaction product in the plasma occurs.

【0030】次に、rfバイアスの周波数と、そのオ
ン、オフ繰り返し周波数と、エッチング特性の関係を述
べる。図8はrfバイアスの波形を示し、(a)はrfバ
イアスの周波数が100kHzで、オンオフ周波数(変
調周波数)が100Hzの場合の波形である。(b)は、日
本の公開特許広報平6−151360号(対応USP
5、352、324号明細書)で知られているように、
rfバイアス周波数が1kHzで、オンオフ周波数(変
調周波数)が1Hzの場合の波形である。
Next, the relationship between the frequency of the rf bias, its on / off repetition frequency, and the etching characteristics will be described. FIG. 8 shows the waveform of the rf bias. FIG. 8A shows the waveform when the frequency of the rf bias is 100 kHz and the on / off frequency (modulation frequency) is 100 Hz. (b) is Japanese published patent publication No. 6-151360 (corresponding USP)
5,352,324).
This is a waveform when the rf bias frequency is 1 kHz and the on / off frequency (modulation frequency) is 1 Hz.

【0031】続いて図1、3に示すプラズマエッチング
装置を使用した具体的な実施例を説明する。A処理室3
03において、冷媒温度コントローラ111により15
0℃に温調された試料台108上に、試料106を設置
し、試料106を試料台108に静電吸着させて150
℃まで加熱する。実施例1に記載の塩素と酸素をエッチ
ングガスとした条件で図2(b)の状態まで処理する。こ
のとき高周波電源はオンオフさせ、高周波電力は500
W、オンオフ周波数(変調周波数)は1kHz、オンオフ
の一周期に占めるオン期間の割合を30%とする。その
後、搬送ロボット302によりB処理室304へ搬入さ
れ、5℃に冷却された試料台108上に設置し静電吸着
することにより速やかに試料温度を5℃まで冷却し、前
記実施例1に記載の臭化水素と酸素をエッチングガスと
した条件で図2(c)の状態まで処理する。
Next, a specific embodiment using the plasma etching apparatus shown in FIGS. 1 and 3 will be described. A processing room 3
At 03, the refrigerant temperature controller 111
The sample 106 is placed on the sample stage 108 whose temperature is controlled to 0 ° C.
Heat to ° C. The process is performed up to the state shown in FIG. 2B under the conditions described in Example 1 using chlorine and oxygen as etching gases. At this time, the high frequency power is turned on and off, and the high frequency power is 500
W, the on / off frequency (modulation frequency) is 1 kHz, and the ratio of the on period to one on / off cycle is 30%. Thereafter, the sample is transferred to the B processing chamber 304 by the transfer robot 302, placed on the sample stage 108 cooled to 5 ° C., and quickly cooled to 5 ° C. by electrostatic attraction to rapidly cool the sample temperature to 5 ° C. 2 (c) under the condition of using hydrogen bromide and oxygen as an etching gas.

【0032】本実施例のようにタングステン膜のエッチ
ング時に高周波電源をオンオフすることで、タングステ
ン膜に従来より高いrfバイアスを印加することが出
来、タングステン膜やバリア膜を部分的なエッチング残
り無く加工することが可能であり、さらに、パタンの密
な部分と比較的疎な部分とのエッチング速度差が少なく
なることによって、微視的なチャージアップダメージを
低減することが出来る。
By turning on / off the high-frequency power supply during the etching of the tungsten film as in this embodiment, a higher rf bias than before can be applied to the tungsten film, and the tungsten film and the barrier film are processed without partial etching residue. In addition, the difference in etching rate between a dense part and a relatively sparse part of the pattern is reduced, so that microscopic charge-up damage can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、金
属膜と多結晶シリコン膜を含む多層膜のエッチングにお
いて、金属膜をエッチング時に試料温度を100℃以上
200℃以下の高温で処理することで、金属膜のエッチ
ング速度が速くなるため、金属膜やバリア膜の部分的な
エッチング残り無く、バリア膜のエッチングが終了した
時点で、多結晶シリコン膜を酸化膜に対して高選択でエ
ッチングできる条件に切り替えて、高精度な加工ができ
る。また、エッチング時に高周波電源をオンオフするこ
とにより、微視的なチャージアップダメージを低減する
ことが出来る。
As described above, according to the present invention, in etching a multi-layer film including a metal film and a polycrystalline silicon film, the metal film is processed at a high temperature of 100 ° C. to 200 ° C. when etching the metal film. By doing so, the etching rate of the metal film is increased, so that there is no partial etching residue of the metal film and the barrier film, and when the etching of the barrier film is completed, the polycrystalline silicon film is selected with respect to the oxide film with high selectivity. High-precision processing can be performed by switching to etching conditions. Further, by turning on / off the high-frequency power supply at the time of etching, microscopic charge-up damage can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】本発明の一実施例のプラズマエッチング処理
室構成を示した図である。
FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a plasma etching processing chamber according to an embodiment of the present invention.

【図1B】図1Aの試料台部分の詳細構造を示す図であ
る。
FIG. 1B is a diagram showing a detailed structure of a sample stage portion of FIG. 1A.

【図2】試料の断面図でエッチング状態の変化を示した
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in an etching state in a cross-sectional view of a sample.

【図3】プラズマを利用して試料温度を昇温させた場合
の試料温度の時間的変化を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temporal change in the sample temperature when the sample temperature is raised using plasma.

【図4】本発明を適用する複数のプラズマ処理室からな
る装置の全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of an apparatus including a plurality of plasma processing chambers to which the present invention is applied.

【図5A】塩素と酸素をエッチングガスとし、タングス
テン膜、多結晶シリコン膜および、酸化膜のエッチング
速度の試料温度依存性を調べた例である。
FIG. 5A is an example in which the sample temperature dependence of the etching rate of a tungsten film, a polycrystalline silicon film, and an oxide film is examined using chlorine and oxygen as etching gases.

【図5B】多結晶シリコン膜のサイドエッチ量と試料温
度の関係の一例を示す図である。
FIG. 5B is a diagram showing an example of a relationship between a side etch amount of a polycrystalline silicon film and a sample temperature.

【図6】多結晶シリコン膜を臭化水素と酸素をエッチン
グガスとした場合の加工形状の試料温度依存性を調べた
例である。
FIG. 6 is an example of examining the sample temperature dependence of a processed shape when hydrogen bromide and oxygen are used as an etching gas in a polycrystalline silicon film.

【図7】図1Aの装置で高周波電源をオンオフしてエッ
チング処理した場合の、真空容器内のガス供給、マグネ
トロン、rfバイアス電源の各動作を示す図である。
FIG. 7 is a view showing operations of gas supply, a magnetron, and an rf bias power supply in a vacuum vessel when etching is performed by turning on / off a high-frequency power supply in the apparatus of FIG. 1A.

【図8】図7場合のrfバイアスの波形の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an rf bias waveform in the case of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101−マイクロ波電源,102−導波管,103−石
英板,104−電磁石 105−プラズマ,106−試料,107−温度セン
サ,108−試料台、109−誘電膜,110−真空容
器,111−冷媒温度コントローラ,112−高周波電
源,113−直流電源,114−バルブ、115−軸、
116−絶縁膜、117−冷媒導入ノズル、118−絶
縁板、119−サセプタ、120−配管、121−中間
電極部材、122−下部電極部材、123−空隙部、1
24−空隙部、125−上部電極部材、201,601
−マスク,202,602−タングステン膜,203,
603−窒化タングステン膜,204,604−多結晶
シリコン膜,205−酸化膜,206−シリコン基板,
301−搬入室,302−搬送ロボット,303−A処
理室,304−B処理室,305−バッファ室、605
−サイドエッチ
101-microwave power supply, 102-waveguide, 103-quartz plate, 104-electromagnet 105-plasma, 106-sample, 107-temperature sensor, 108-sample stage, 109-dielectric film, 110-vacuum vessel, 111- Refrigerant temperature controller, 112-high frequency power supply, 113-DC power supply, 114-valve, 115-shaft,
116-insulating film, 117-coolant introduction nozzle, 118-insulating plate, 119-susceptor, 120-piping, 121-intermediate electrode member, 122-lower electrode member, 123-void, 1
24-gap, 125-upper electrode member, 201, 601
Mask, 202, 602-tungsten film, 203,
603-tungsten nitride film, 204, 604-polycrystalline silicon film, 205-oxide film, 206-silicon substrate,
301-loading room, 302-transport robot, 303-A processing room, 304-B processing room, 305-buffer room, 605
−Side etch

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年10月29日(1999.10.
29)
[Submission date] October 29, 1999 (1999.10.
29)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】本発明の一実施例のプラズマエッチング処理
室構成を示した図である。
FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a plasma etching processing chamber according to an embodiment of the present invention.

【図1B】図1Aの試料台部分の詳細構造を示す図であ
る。
FIG. 1B is a diagram showing a detailed structure of a sample stage portion of FIG. 1A.

【図2A】 試料の断面図でエッチングの初期状態を示し
た図である。
FIG. 2A is a sectional view of a sample showing an initial state of etching.

【図2B】試料の断面図でエッチング状態の変化を示しFIG. 2B is a cross-sectional view of a sample showing a change in an etching state.
た図である。FIG.

【図2C】試料の断面図でエッチング状態の変化を示しFIG. 2C is a cross-sectional view of a sample showing a change in an etching state.
た図である。FIG.

【図3】プラズマを利用して試料温度を昇温させた場合
の試料温度の時間的変化を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temporal change in the sample temperature when the sample temperature is raised using plasma.

【図4】本発明を適用する複数のプラズマ処理室からな
る装置の全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of an apparatus including a plurality of plasma processing chambers to which the present invention is applied.

【図5A】塩素と酸素をエッチングガスとし、タングス
テン膜、多結晶シリコン膜および、酸化膜のエッチング
速度の試料温度依存性を調べた例である。
FIG. 5A is an example in which the sample temperature dependence of the etching rate of a tungsten film, a polycrystalline silicon film, and an oxide film is examined using chlorine and oxygen as etching gases.

【図5B】多結晶シリコン膜のサイドエッチ量と試料温
度の関係の一例を示す図である。
FIG. 5B is a diagram showing an example of a relationship between a side etch amount of a polycrystalline silicon film and a sample temperature.

【図6A】 多結晶シリコン膜を臭化水素と酸素をエッチ
ングガスとした場合の、本発明の実施例の方法による
工形状の試料温度依存性を示す図である。
FIG. 6A is a diagram showing a sample temperature dependency of a processed shape according to a method of an embodiment of the present invention when a polycrystalline silicon film uses hydrogen bromide and oxygen as an etching gas .

【図6B】多結晶シリコン膜を臭化水素と酸素をエッチFIG. 6B: Etch hydrogen bromide and oxygen to a polycrystalline silicon film
ングガスとした場合の、比較例の方法による加工形状のIn the case of using a machining gas,
試料温度依存性をを示す図である。It is a figure which shows a sample temperature dependency.

【図6C】多結晶シリコン膜を臭化水素と酸素をエッチFIG. 6C shows etching of polycrystalline silicon film with hydrogen bromide and oxygen
ングガスとした場合の、比較例の方法による加工形状のIn the case of using a machining gas,
試料温度依存性をを示す図である。It is a figure which shows a sample temperature dependency.

【図7】図1Aの装置で高周波電源をオンオフしてエッ
チング処理した場合の、真空容器内のガス供給、マグネ
トロン、rfバイアス電源の各動作を示す図である。
FIG. 7 is a view showing operations of gas supply, a magnetron, and an rf bias power supply in a vacuum vessel when etching is performed by turning on / off a high-frequency power supply in the apparatus of FIG. 1A.

【図8】図7場合のrfバイアスの波形の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an rf bias waveform in the case of FIG. 7;

【符号の説明】 101−マイクロ波電源,102−導波管,103−石
英板,104−電磁石 105−プラズマ,106−試料,107−温度セン
サ,108−試料台、109−誘電膜,110−真空容
器,111−冷媒温度コントローラ,112−高周波電
源,113−直流電源,114−バルブ、115−軸、
116−絶縁膜、117−冷媒導入ノズル、118−絶
縁板、119−サセプタ、120−配管、121−中間
電極部材、122−下部電極部材、123−空隙部、1
24−空隙部、125−上部電極部材、201,601
−マスク,202,602−タングステン膜,203,
603−窒化タングステン膜,204,604−多結晶
シリコン膜,205−酸化膜,206−シリコン基板,
301−搬入室,302−搬送ロボット,303−A処
理室,304−B処理室,305−バッファ室、605
−サイドエッチ
[Description of Signs] 101-microwave power supply, 102-waveguide, 103-quartz plate, 104-electromagnet 105-plasma, 106-sample, 107-temperature sensor, 108-sample stage, 109-dielectric film, 110- Vacuum vessel, 111-refrigerant temperature controller, 112-high frequency power supply, 113-DC power supply, 114-valve, 115-axis,
116-insulating film, 117-coolant introduction nozzle, 118-insulating plate, 119-susceptor, 120-piping, 121-intermediate electrode member, 122-lower electrode member, 123-void, 1
24-gap, 125-upper electrode member, 201, 601
Mask, 202, 602-tungsten film, 203,
603-tungsten nitride film, 204, 604-polycrystalline silicon film, 205-oxide film, 206-silicon substrate,
301-loading room, 302-transport robot, 303-A processing room, 304-B processing room, 305-buffer room, 605
−Side etch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒瀬 高男 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 秋山 博 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 小野 哲郎 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 徳永 尚文 東京都青梅市新町六丁目16番地の2 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 梅澤 唯史 東京都青梅市新町六丁目16番地の2 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 児島 雅之 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 野尻 一男 東京都青梅市新町六丁目16番地の2 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 川上 博士 東京都青梅市新町六丁目16番地の2 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 4M104 BB01 CC05 DD65 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F004 AA01 BA14 BB22 BB25 BB26 BC06 BD03 CA02 CA04 DA00 DA04 DA22 DA23 DA26 DB02 DB10 EB04 FA01 5F033 HH04 HH19 HH32 QQ08 QQ10 QQ12 QQ15 QQ21 WW03 WW05 WW10 XX00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takao Arase 794, Higashi-Toyoi, Katsumatsu-shi, Kudamatsu-shi, Yamaguchi Pref.Hitachi Techno Engineering Co., Ltd. Address Kasado Works, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Tetsuro Ono 794, Higashi-Toyoi, Kazamatsu-shi, Yamaguchi Prefecture, Japan Kasado Works, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Naofumi Tokunaga 6-16, Shinmachi, Ome-shi, Tokyo No. 2 Inside Hitachi Device Co., Ltd. Device Development Center (72) Inventor Tadafumi Umezawa 6-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo Inside 2 Co., Ltd. Hitachi Ltd. Device Development Center (72) Inventor Masayuki Kojima Josui, Kodaira-shi, Tokyo 5-20-1, Honmachi Within the Semiconductor Group, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuo Nojiri 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Kyoto Inside the Hitachi, Ltd. Device Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Dr. Kawakami 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo 2 F-term in the Hitachi, Ltd. Device Development Center (reference) 4M104 BB01 CC05 DD65 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F004 AA01 BA14 BB22 BB25 BB26 BC06 BD03 CA02 CA04 DA00 DA04 DA22 DA23 DA26 DB02 DB10 EB04 FA01 5F033 HH04 HH19 HH32 QQ08 QQ10 QQ12 QQ15 WW10 XX03

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空容器とその中にプラズマを発生させる
手段、及び該プラズマにより表面加工される試料を設置
する試料台と該試料台の温度を制御する温調機構及び、
前記試料台に高周波電圧を印可するための電源からなる
表面加工装置を用いて、半導体基板上に堆積された少な
くとも金属膜と半導体膜からなる多層膜からなる試料を
加工する表面加工方法において、 前記金属膜加工時に試料温度を70℃以上200℃以下
に保つことを特徴とする表面加工方法。
1. A vacuum vessel, means for generating plasma in the vacuum vessel, a sample stage on which a sample whose surface is to be processed by the plasma is installed, a temperature control mechanism for controlling the temperature of the sample stage, and
Using a surface processing apparatus including a power supply for applying a high-frequency voltage to the sample stage, a surface processing method for processing a sample formed of a multilayer film including at least a metal film and a semiconductor film deposited on a semiconductor substrate, A surface processing method characterized by maintaining a sample temperature at 70 ° C. or more and 200 ° C. or less during metal film processing.
【請求項2】前記プラズマを発生させるガスは、少なく
ともハロゲン原子を含むガスと酸素原子を含むガスの混
合ガスであることを特徴とする請求項1記載の試料の表
面加工方法。
2. The method according to claim 1, wherein the gas for generating the plasma is a mixed gas of a gas containing at least a halogen atom and a gas containing an oxygen atom.
【請求項3】前記加工される多層膜は、少なくともタン
グステン膜と多結晶シリコン膜を含むことを特徴とする
請求項1記載の試料の表面加工方法。
3. The method according to claim 1, wherein the processed multilayer film includes at least a tungsten film and a polycrystalline silicon film.
【請求項4】前記タングステン膜と多結晶シリコン膜の
間には、窒化タングステン膜あるいは窒化チタン膜を含
むことを特徴とする請求項3記載の試料の表面加工方
法。
4. The method according to claim 3, wherein a tungsten nitride film or a titanium nitride film is included between the tungsten film and the polycrystalline silicon film.
【請求項5】前記多層膜加工の過程を複数のステップに
分けて加工することを特徴とする請求項1記載の試料の
表面加工方法。
5. The method according to claim 1, wherein the step of processing the multilayer film is divided into a plurality of steps.
【請求項6】前記半導体膜を、0℃から80℃の温度領
域で加工することを特徴とする請求項5記載の試料の表
面加工方法。
6. The method according to claim 5, wherein the semiconductor film is processed in a temperature range of 0 ° C. to 80 ° C.
【請求項7】前記表面加工装置は、複数の表面加工用真
空容器から構成された装置を用い、該金属膜の表面加工
を施す真空容器と該半導体膜の表面加工を施す真空容器
を別にしたことを特徴とする請求項1記載の試料の表面
加工方法。
7. The surface processing apparatus uses an apparatus composed of a plurality of vacuum vessels for surface processing, and separates a vacuum vessel for performing surface processing on the metal film and a vacuum vessel for performing surface processing on the semiconductor film. The method for processing a surface of a sample according to claim 1, wherein:
【請求項8】前記表面加工装置は、一個の表面加工用真
空容器から構成された装置を用い、該金属膜と該半導体
膜の両方の表面加工を施すことを特徴とする請求項1記
載の試料の表面加工方法。
8. The surface processing apparatus according to claim 1, wherein the surface processing apparatus performs the surface processing on both the metal film and the semiconductor film by using an apparatus including one vacuum chamber for surface processing. Surface processing method of the sample.
【請求項9】前記混合ガスで表面加工を行う前に、少な
くとも不活性ガスであるアルゴンガスあるいはヘリウム
ガスを含むガスでプラズマを発生させ、前記試料温度を
昇温させることを特徴とする請求項2記載の試料の表面
加工方法。
9. The method according to claim 1, wherein a plasma is generated by a gas containing at least an inert gas such as an argon gas or a helium gas before performing the surface processing with the mixed gas, and the sample temperature is raised. 2. The method for processing a surface of a sample according to 2.
【請求項10】前記混合ガス圧力は、1.0Pa(パス
カル)以下であることを特徴とする請求項2記載の試料
の表面加工方法。
10. The method according to claim 2, wherein the pressure of the mixed gas is 1.0 Pa (Pascal) or less.
【請求項11】前記試料を前記試料台に静電吸着により
保持することを特徴とする請求項1ないし10のいずれ
かに記載の試料の表面加工方法。
11. The method according to claim 1, wherein the sample is held on the sample table by electrostatic attraction.
【請求項12】前記試料台に印加されている高周波電圧
を、周期的にオン、オフさせてプラズマ処理することを
特徴とする請求項1記載の表面加工法。
12. The surface processing method according to claim 1, wherein the high-frequency voltage applied to the sample stage is periodically turned on and off to perform plasma processing.
【請求項13】請求項12記載の表面加工法において、
前記高周波電圧をオン、オフする繰り返し周波数を10
0Hzから10kHzの範囲とすることを特徴とする表
面加工法。
13. The surface processing method according to claim 12, wherein
The repetition frequency for turning on and off the high frequency voltage is 10
A surface processing method wherein the frequency is in the range of 0 Hz to 10 kHz.
【請求項14】請求項12または13に記載の表面加工
法において、前記高周波電圧をオン、オフする一周期に
占める割合を5%から60%の範囲とすることを特徴と
する表面加工法。
14. The surface processing method according to claim 12, wherein a ratio of one cycle of turning on and off the high-frequency voltage is in a range of 5% to 60%.
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JP2018506852A (en) * 2015-02-03 2018-03-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Low temperature chuck for plasma processing systems

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