JP2002190468A - Method for plasma etching - Google Patents

Method for plasma etching

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JP2002190468A
JP2002190468A JP2000386953A JP2000386953A JP2002190468A JP 2002190468 A JP2002190468 A JP 2002190468A JP 2000386953 A JP2000386953 A JP 2000386953A JP 2000386953 A JP2000386953 A JP 2000386953A JP 2002190468 A JP2002190468 A JP 2002190468A
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JP
Japan
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gas
film
etching
etched
pattern
Prior art date
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JP2000386953A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Tokunaga
洋一 徳永
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of an end point of dry etching of a second film being unable to be detected by retaining a film quality or a reaction product of a first film, for plasma etching a film of different area to be etched in a reaction chamber in the same manufacturing apparatus. SOLUTION: A method for plasma etching comprises the steps of first and second plasma etching, inert gas purging by using the same apparatus. Thus, an atmosphere in the reaction chamber is stabilized. The final point of the dry etching of the film of different film quality and etching area can be detected.

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、プラズマエッチン
グ方法に関するものであり、特に、複数回のプラズマエ
ッチング工程の間に、反応室のクリーニングを実施する
工程を有するプラズマエッチング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching method, and more particularly to a plasma etching method having a step of cleaning a reaction chamber between a plurality of plasma etching steps.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の電極パターン形成工程にお
いて、種々の金属薄膜の選択エッチングが行われてい
る。ところが、図1に示すようにドライエッチングを行
う場合にはエッチングガスとエッチングされる薄膜被着
基板との反応生成物が反応室内に付着することが避けら
れない。付着物の量が多くなると、反応が不安定となる
要因となりエッチングの再現性の低下を引き起こす。特
開平6−302565号公報には、塩素系あるいは臭素
系のガスを用いた金属薄膜のドライエッチング後に反応
室をクリーニングする方法が開示されている。
2. Description of the Related Art In a process of forming an electrode pattern of a semiconductor device, various metal thin films are selectively etched. However, when dry etching is performed as shown in FIG. 1, it is inevitable that reaction products of the etching gas and the thin film-coated substrate to be etched adhere to the reaction chamber. When the amount of the deposit is large, the reaction becomes unstable and causes a decrease in the reproducibility of etching. JP-A-6-302565 discloses a method of cleaning a reaction chamber after dry etching of a metal thin film using a chlorine-based or bromine-based gas.

【0003】半導体装置の生産工場では、クリーンルー
ムの面積、製造装置数、薄膜被着基板2の数量等の制限
より、一つのドライエッチング装置で異なる材質(例え
ば、金属薄膜と絶縁性薄膜等)の薄膜被着基板をエッチ
ングする場合がある。このような場合まず被エッチング
面積が大きな薄膜をエッチングし、次に連続して被エッ
チング面積が小さな薄膜のエッチングを行った場合に
は、反応室内には被エッチング面積が大きな薄膜をエッ
チングして生じた付着物の影響が大きいために、被エッ
チング面積が小さな薄膜のエッチングの終点検出が正確
にできず、膜残りが発生して薄膜被着基板が不良とな
る。そのために、一つのドライエッチング装置で異なる
材質の薄膜被着基板をエッチングする場合は、一旦反応
室の真空を常圧に戻して、反応室内をアルコール等によ
りクリーニングしダミー放電、ダミーエッチングを実施
した後に、次の薄膜被着基板を処理する方法で一つのド
ライエッチング装置で異なる材質のエッチングを行って
いた。
In a semiconductor device production factory, different materials (for example, a metal thin film and an insulating thin film) are used in one dry etching apparatus due to restrictions on the area of a clean room, the number of manufacturing apparatuses, the number of thin film deposition substrates 2, and the like. In some cases, the thin film deposition substrate is etched. In such a case, a thin film having a large area to be etched is etched first, and then a thin film having a small area to be etched is continuously etched. Since the influence of the adhered matter is large, the end point of the etching of the thin film having a small area to be etched cannot be accurately detected, and the thin film deposition substrate becomes defective due to the remaining film. Therefore, when etching a thin film-coated substrate of a different material with one dry etching apparatus, the vacuum of the reaction chamber was once returned to normal pressure, the reaction chamber was cleaned with alcohol or the like, and dummy discharge and dummy etching were performed. Later, different materials were etched by one dry etching apparatus by a method of processing the next thin film deposition substrate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように金属膜から絶縁膜への切替を実施する場合は、
プロセス切替時に反応室内の真空を、一旦常圧にしてか
らクリーニングを行っている。反応室を常圧から再び真
空に戻し、金属膜をエッチングした際に使用した残留ガ
スの影響をなくすために、一定時間のダミー放電を行う
必要があった。装置の再立上げにはウォーミングアップ
時間を要するために、装置稼働率の低下をきたすという
問題点があった。
However, when the switching from the metal film to the insulating film is performed as described above,
Cleaning is performed after the pressure in the reaction chamber is temporarily reduced to normal pressure when the process is switched. In order to eliminate the influence of the residual gas used when etching the metal film, the dummy discharge had to be performed for a certain period of time to return the reaction chamber from normal pressure to vacuum again. Since restarting the apparatus requires a warm-up time, there has been a problem that the operating rate of the apparatus is reduced.

【0005】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、同一の製造装置において、膜質が異
なったり、同質の膜であっても被エッチング面積が異な
るパターンをエッチングする場合に、効率的に付着した
反応生成物を除去し装置稼働率と生産性の向上を図るこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is intended for use in the case of etching patterns having different film qualities or different areas to be etched even if the films are the same in the same manufacturing apparatus. Another object of the present invention is to efficiently remove attached reaction products and improve the operation rate and productivity of the apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
プラズマエッチング方法は、膜質やエッチング面積の異
なる薄膜のエッチングを同一の装置を用いて行うプラズ
マエッチング方法において、第1回目と第2回目のプラ
ズマエッチング工程の間に、放電クリーニング工程と不
活性ガスパージ工程を設けて、反応室のクリーニングを
行うことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma etching method in which thin films having different film qualities and etching areas are etched using the same apparatus. A discharge cleaning step and an inert gas purging step are provided between the second plasma etching step to clean the reaction chamber.

【0007】本発明の請求項2記載のプラズマエッチン
グ方法は、第2回目のプラズマエッチング工程の終了
は、終点検出手段により決定することを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, the end of the second plasma etching step is determined by end point detecting means.

【0008】本発明の請求項3記載のプラズマエッチン
グ方法は、プラズマエッチングガスとして、CF4ガス
またはCl2ガスまたはBCl3ガスを用い、不活性ガス
としてとArガスまたはHeガスを用いたことを特徴と
している。
According to a third aspect of the present invention, in the plasma etching method, a CF 4 gas, a Cl 2 gas, or a BCl 3 gas is used as a plasma etching gas, and an Ar gas or a He gas is used as an inert gas. Features.

【0009】以下、上記構成による作用を説明する。The operation of the above configuration will be described below.

【0010】本発明のプラズマエッチング方法は、第1
の膜のパターン形成に用いたガスにより、プラズマ放電
クリーニングを行い、反応室10内の付着した反応生成
物を除去し、次に不活性ガスパージにより反応生成物の
除去および反応室10内の雰囲気を安定させる。次に膜
質や被エッチング面積の異なる膜のドライエッチングを
行っても終点検出が可能となる。
[0010] The plasma etching method of the present invention comprises:
Plasma discharge cleaning is performed using the gas used to form the pattern of the film, and the reaction products attached to the reaction chamber 10 are removed. Then, the reaction products are removed by an inert gas purge and the atmosphere in the reaction chamber 10 is removed. Stabilize. Next, even when dry etching is performed on films having different film qualities and areas to be etched, the end point can be detected.

【0011】同一のパターンにて、第1の膜のエッチン
グとクリーニングと第2の膜のエッチングによる一連の
パターン形成が、反応室10内の真空を常圧に戻すこと
なく行うことができるため、設備稼動率が向上し生産性
が高まる。切替時に放電クリーニングと不活性ガスパー
ジを導入しているため、膜エッチング時の終点検出の精
度が向上する。特に、液晶表示装置としてアクティブマ
トリクス型液晶基板を作製した場合には、コンタクト不
良に起因する液晶表示装置でのライン欠陥の発生や点灯
不良を防ぐことが可能となる。
With the same pattern, a series of pattern formations by etching and cleaning the first film and etching the second film can be performed without returning the vacuum in the reaction chamber 10 to normal pressure. The equipment operation rate is improved and the productivity is increased. Since the discharge cleaning and the inert gas purge are introduced at the time of switching, the accuracy of the end point detection at the time of film etching is improved. In particular, when an active matrix type liquid crystal substrate is manufactured as a liquid crystal display device, it is possible to prevent a line defect or a lighting failure in the liquid crystal display device due to a contact failure.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0013】(実施の形態1)図1は本発明の実施に使
用した反応性イオンエッチング(以下RIE装置と記
す)装置の概略構成図である。ここで終点検出器1、薄
膜被着基板2、温度調節機構3、終点検出用窓4、モノ
クロメータ5、圧力計6、上部電極7、下部電極8、排
気口9、反応室10、ガス導入口11、RF電源12、
マスフローコントローラ13である。反応室10には、
ガス導入口11および排気口9が設けられている。この
反応室10内には、下部電極8が配置され、この下部電
極8に対向するように反応室10の上端に上部電極7が
取付けられている。上部電極7にはガス噴出口として、
穴がシャワ状に開いている。下部電極8には、RF電源
12からマッチング回路23を介して高周波電力が印加
され、上部電極7は接地されている。なお、反応室1
0、下部電極8、上部電極7は、温度調節機構3によ
り、温度制御されている。下部電極8の上に薄膜被着基
板2が載置され、ドライエッチング時に終点検出用窓4
からプラズマ発光をモノクロメータ5でとらえ、終点検
出器1で終点検出を行う。複数のガスはマスフローコン
トローラ13により所望のガス流量になるよう制御され
ている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE) apparatus used for carrying out the present invention. Here, an end point detector 1, a thin film deposition substrate 2, a temperature control mechanism 3, an end point detection window 4, a monochromator 5, a pressure gauge 6, an upper electrode 7, a lower electrode 8, an exhaust port 9, a reaction chamber 10, a gas introduction. Mouth 11, RF power supply 12,
It is a mass flow controller 13. In the reaction chamber 10,
A gas inlet 11 and an exhaust port 9 are provided. A lower electrode 8 is disposed in the reaction chamber 10, and an upper electrode 7 is attached to an upper end of the reaction chamber 10 so as to face the lower electrode 8. The upper electrode 7 has a gas ejection port,
Holes are open in a shower. High frequency power is applied to the lower electrode 8 from the RF power supply 12 via the matching circuit 23, and the upper electrode 7 is grounded. The reaction chamber 1
0, the lower electrode 8 and the upper electrode 7 are temperature-controlled by the temperature control mechanism 3. The thin film deposition substrate 2 is placed on the lower electrode 8, and the end point detection window 4 is used during dry etching.
, The plasma emission is detected by the monochromator 5 and the end point is detected by the end point detector 1. The plurality of gases are controlled by the mass flow controller 13 to have a desired gas flow rate.

【0014】図2に本発明の実施に用いた金属膜付き薄
膜被着基板2の断面図を示す。ここで、薄膜被着基板2
は、ガラスからなる基板の上に金属薄膜として膜厚0.
4μmの窒化タンタル/タンタル/窒化タンタルの3層
からなる、TaN−Ta−TaN積層膜14をスパッタ
リング法により形成する。さらにその上にフォトリソグ
ラフィ技術により、フォトリソ工程によりレジストマス
クパターンA(ゲート電極あるいはソース電極形成用パ
ターン)15を形成する。このパターンは電極形成用の
パターンであり、エッチングで除去される領域(面積と
厚みの積)が極めて大きなパターンである。
FIG. 2 is a sectional view of a thin film-coated substrate 2 with a metal film used in the embodiment of the present invention. Here, the thin film-coated substrate 2
Is a metal thin film having a film thickness of 0.1 on a glass substrate.
A TaN—Ta—TaN laminated film 14 having a thickness of 4 μm and consisting of three layers of tantalum nitride / tantalum / tantalum nitride is formed by a sputtering method. Further, a resist mask pattern A (a pattern for forming a gate electrode or a source electrode) 15 is formed thereon by a photolithography process using a photolithography technique. This pattern is a pattern for forming an electrode, and has a very large area (product of area and thickness) to be removed by etching.

【0015】図3に本発明の実施に用いた薄膜被着基板
2の断面図を示す。ここで、エッチングされる薄膜被着
基板2は、上部にTa−TaN積層層(ゲート電極)1
6が形成され、その上に絶縁構造として、Ta25膜1
7が陽極酸化法で形成され、さらにその上にSiN膜1
8がCVD法によって形成されている。そしてその上に
フォトリソグラフィ技術により、フォトレジストのマス
クパターンB(端子部コンタクトホール形成用パター
ン)19を形成したものである。このマスクパターンは
端子部のコンタクトホール用のパターンであり、先のレ
ジストマスクパターンA15に比べ、非常に被エッチン
グ領域が小さいパターンである。
FIG. 3 is a sectional view of the thin film-coated substrate 2 used in the embodiment of the present invention. Here, the thin film deposition substrate 2 to be etched has a Ta-TaN laminated layer (gate electrode) 1
6 is formed thereon, and a Ta 2 O 5 film 1 is formed thereon as an insulating structure.
7 is formed by anodic oxidation, and a SiN film 1 is further formed thereon.
8 is formed by the CVD method. Then, a photoresist mask pattern B (a pattern for forming a terminal portion contact hole) 19 is formed thereon by photolithography. This mask pattern is a pattern for a contact hole in a terminal portion, and has a region to be etched much smaller than that of the resist mask pattern A15.

【0016】図2の薄膜被着基板2に対し、上述のRI
E装置を用いて、レジストマスクパターンA15をエッ
チングマスクとして、CF4とO2の混合ガスを用いたエ
ッチングをエッチング条件として、圧力は300mTo
rr、CF4ガスは450sccm、O2ガスは50sc
cm、RF周波数は13.56MHz、RFパワは10
00Wで行う。エッチング時間は終点検出器1で制御し
た。エッチング後は薄膜被着基板2を反応室10の外へ
搬出する。エッチング後に反応室10内に付着している
生成物は、タンタル弗化物等の反応生成物、レジストの
分解物、およびこれらの混合物などである。
The above-described RI is applied to the thin film-coated substrate 2 shown in FIG.
Using an E apparatus, the resist mask pattern A15 was used as an etching mask, etching was performed using a mixed gas of CF 4 and O 2 , and the pressure was 300 mTo.
rr, CF 4 gas is 450 sccm, O 2 gas is 50 sccm
cm, RF frequency is 13.56 MHz, RF power is 10
Perform at 00W. The etching time was controlled by the end point detector 1. After the etching, the thin film-coated substrate 2 is carried out of the reaction chamber 10. The products adhering to the inside of the reaction chamber 10 after the etching include reaction products such as tantalum fluoride, decomposition products of resist, and mixtures thereof.

【0017】次に、CF4とO2のプラズマ放電を行う。
放電条件としては、圧力は300mTorr、CF4
スは450sccm、O2ガスは50sccm、RF周
波数は13.56MHz、RFパワーは500W、放電
時間は15分間とした。この場合、下部電極8に放電ダ
メージを与えないために、ダミーとなるガラス基板24
を載置する。その後、ガス導入口11より、アルゴンガ
スパージを行う。パージ条件としては、圧力は300m
Torr、Arガスは400sccm、パージ時間は2
0分間とした。
Next, plasma discharge of CF 4 and O 2 is performed.
The discharge conditions were a pressure of 300 mTorr, a CF 4 gas of 450 sccm, an O 2 gas of 50 sccm, an RF frequency of 13.56 MHz, an RF power of 500 W, and a discharge time of 15 minutes. In this case, in order to prevent discharge damage to the lower electrode 8, a glass substrate 24 serving as a dummy is formed.
Is placed. Thereafter, argon gas purge is performed through the gas inlet 11. As the purge conditions, the pressure is 300 m
Torr, Ar gas 400 sccm, purge time 2
0 minutes.

【0018】次に、ダミーガラス基板24搬出後、図3
の薄膜被着基板2を反応室10内に搬入し、被エッチン
グ抜き部分が微少である端子部形成用マスクパターンB
19をエッチングマスクとして、CF4とO2の混合ガス
を用いたエッチングを行った。エッチング条件として、
圧力は300mTorr、CF4ガスは330scc
m、O2ガスは170sccm、RF周波数は13.5
6MHz、RFパワは1800Wとした。エッチングの
終点検出は、上述の図2に示す薄膜被着基板2がエッチ
ング後の雰囲気の影響を受けずに行うことが可能となっ
た。
Next, after unloading the dummy glass substrate 24, FIG.
The thin film deposition substrate 2 is carried into the reaction chamber 10, and the terminal portion forming mask pattern B having a small portion to be etched is small.
Using 19 as an etching mask, etching was performed using a mixed gas of CF 4 and O 2 . As etching conditions,
Pressure 300 mTorr, CF 4 gas 330scc
m, O 2 gas is 170 sccm, RF frequency is 13.5
6 MHz and RF power were set to 1800W. The end point of the etching can be detected without being affected by the atmosphere after the etching of the thin film-coated substrate 2 shown in FIG.

【0019】以上のように本発明に従って作製したアク
ティブマトリクス型薄膜被着基板2を液晶表示装置に組
立て、点灯させて表示品位を確認したところ、シミ状の
ライン欠陥が発生せず表示品位は良好であった。
As described above, the active matrix type thin film-coated substrate 2 manufactured according to the present invention was assembled into a liquid crystal display device and turned on to confirm the display quality. As a result, spot-like line defects did not occur and the display quality was good. Met.

【0020】(比較例1)上記の本発明の実施形態1に
おいて、プロセス切替時にCF4とO2のプラズマ放電ク
リーニングとArガスパージを実施せずに、図2と図3
の薄膜被着基板2を連続してエッチングした場合には、
図3の薄膜被着基板2のエッチング時に終点検出が適切
なところでかからないために、絶縁膜が部分的に残った
り、反応生成物の影響を受けることにより、コンタクト
不良を起こし、このようなアクティブマトリクス型液晶
基板にて液晶表示を行うとシミ状のライン欠陥となっ
た。
Comparative Example 1 In the first embodiment of the present invention, the plasma discharge cleaning of CF 4 and O 2 and the purging of Ar gas were not performed at the time of process switching, and FIGS.
When the thin film deposition substrate 2 is continuously etched,
Since the end point detection is not performed at an appropriate point during the etching of the thin film-coated substrate 2 in FIG. 3, the insulating film partially remains or is affected by the reaction product, thereby causing a contact failure. When liquid crystal display was performed on a liquid crystal substrate, spot-like line defects were generated.

【0021】(実施の形態2)図4に示すTi/Al/
Tiの3層からなる多層金属膜のドライエッチングと図
5に示すSiN/Moの2層からなる膜のドライエッチ
ングを連続して行う場合の実施の形態2について説明す
る。ここで、図示しているものはレジストマスクパター
ンA(被エッチング除去領域大パターン)15、レジス
トマスクパターンB(被エッチング除去領域小パター
ン)19、Ti−Al−Ti積層膜20、Mo膜21、
SiN膜(パッシベイション膜)22である。
(Embodiment 2) Ti / Al /
Embodiment 2 in which dry etching of a multilayer metal film composed of three layers of Ti and dry etching of a film composed of two layers of SiN / Mo shown in FIG. 5 are continuously performed will be described. Here, shown are a resist mask pattern A (large pattern to be etched and removed) 15, a resist mask pattern B (small pattern to be etched and removed) 19, a Ti—Al—Ti laminated film 20, a Mo film 21,
An SiN film (passivation film) 22.

【0022】まず、被エッチング面積が極めて大きなア
クティブマトリクス型液晶基板のゲート配線パターン形
成をおこなった。ゲート配線膜は、Ti/Al/Tiの
3層からなる金属膜である。このTi/Al/Tiの3
層膜のドライエッチングを下記の条件で行った。エッチ
ング条件は、圧力は10mTorr、Cl2ガスは30
sccm、BCl3ガスは170sccm、RF周波数
は13.56MHz、RFパワは1200Wで行った。
エッチング時間は終点検出器1で制御した。エッチング
後は薄膜被着基板2を反応室10の外へ搬出する。エッ
チング後に反応室10内に付着している生成物は、チタ
ン塩化物、アルミニウム塩化物等の反応生成物、レジス
トの分解物、およびこれらの混合物などである。
First, a gate wiring pattern of an active matrix type liquid crystal substrate having an extremely large area to be etched was formed. The gate wiring film is a metal film composed of three layers of Ti / Al / Ti. This Ti / Al / Ti 3
Dry etching of the layer film was performed under the following conditions. Etching conditions are as follows: pressure is 10 mTorr, Cl 2 gas is 30 mTorr.
Sccm, BCl 3 gas was 170 sccm, RF frequency was 13.56 MHz, and RF power was 1200 W.
The etching time was controlled by the end point detector 1. After the etching, the thin film-coated substrate 2 is carried out of the reaction chamber 10. The products adhering to the inside of the reaction chamber 10 after the etching include reaction products such as titanium chloride and aluminum chloride, decomposed products of resist, and mixtures thereof.

【0023】次に、Cl2ガスとBCl3ガスのプラズマ
放電を行う。圧力は10mTorr、Cl2ガスは30
sccm、BCl3ガスは170sccm、RF周波数
は13.56MHz、RFパワーは1200W、放電時
間は15分間とした。この場合、下部電極8に放電ダメ
ージを与えないために、ダミーガラス基板24を載置す
る。その後、ガス導入口11より、ヘリウムガスパージ
を行う。パージ条件としては、圧力は300mTor
r、Heガスは400sccm、パージ時間は20分間
とした。ヘリウムガスパージの代わりにアルゴンガスパ
ージを行って比較したところ、パージの効果は、Heガ
スとArガスとでは差異は生じなかった。尚、Heガス
とArガスのパージ時間は両者とも20分間として比較
した。
Next, plasma discharge of Cl 2 gas and BCl 3 gas is performed. Pressure is 10 mTorr, Cl 2 gas is 30
sccm, BCl 3 gas was 170 sccm, RF frequency was 13.56 MHz, RF power was 1200 W, and discharge time was 15 minutes. In this case, a dummy glass substrate 24 is placed so as not to damage the lower electrode 8 by discharge. Thereafter, a helium gas purge is performed from the gas inlet 11. As the purge conditions, the pressure was 300 mTorr.
The r and He gases were 400 sccm, and the purge time was 20 minutes. When a comparison was made by performing an argon gas purge instead of the helium gas purge, the effect of the purge did not differ between the He gas and the Ar gas. It should be noted that the He gas and Ar gas purge times were both compared for 20 minutes.

【0024】次に、同一の製造装置を用いて、液晶表示
装置のアクティブマトリクス基板のコンタクトホール形
成工程として、被エッチング面積が極めて小さなパター
ン形成をSiN/Moの2層膜に対してドライエッチン
グを行った。エッチング条件として、圧力は120mT
orr、CF4ガスは300sccm、O2ガスは200
sccm、RF周波数は13.56MHz、RFパワー
は1000Wで行った。エッチング時間は終点検出器1
で制御した。エッチングの終点検出は、エッチング後の
雰囲気の影響を受けずに行うことが可能となった。以上
のように本発明に従って作製したアクティブマトリクス
型液晶基板の表示では点灯不良が発生せず表示品位は良
好であった。
Next, using the same manufacturing equipment, as a step of forming a contact hole in an active matrix substrate of a liquid crystal display device, a pattern with an extremely small area to be etched is dry-etched with respect to the SiN / Mo two-layer film. went. As the etching condition, the pressure is 120 mT.
orr, CF 4 gas is 300 sccm, O 2 gas is 200
Sccm, RF frequency was 13.56 MHz, and RF power was 1000 W. Etching time is the end point detector 1
Controlled by The end point of the etching can be detected without being affected by the atmosphere after the etching. As described above, in the display of the active matrix type liquid crystal substrate manufactured according to the present invention, no display failure occurred and the display quality was good.

【0025】(比較例2)実施形態2のプロセス切替時
にCl2ガスとBCl3ガスのプラズマ放電とその後ガス
導入口11よりヘリウムガスパージを実施せずに、被エ
ッチング薄膜被着基板2を連続してエッチングした場合
には、図5の被エッチング薄膜被着基板2のエッチング
時に終点検出がかからなかった。そのためSiN膜が部
分的に残ったり、反応生成物の再付着の影響を受けるこ
とにより、Mo電極とのコンタクト不良を起こし、この
ようなアクティブマトリクス型液晶基板を組立て、点灯
表示テストを実施したところ一部分が点灯不良となっ
た。
[0025] (Comparative Example 2) Embodiment 2 of the process switching during the Cl 2 gas and BCl 3 gas plasma discharge and then without performing a helium gas purge from the gas inlet 11, continuously be etched thin film deposition substrate 2 In the case where the etching was performed, the end point was not detected during the etching of the substrate 2 to be etched shown in FIG. For this reason, the SiN film partially remained or was affected by the reattachment of the reaction product, which caused a contact failure with the Mo electrode. The active matrix type liquid crystal substrate was assembled and a lighting display test was performed. Lighting was partially defective.

【0026】(実施の形態3)図6、図7に多層膜のド
ライエッチングを行う場合の製造方法について、以下実
施の形態3として説明する。
(Embodiment 3) A manufacturing method in the case of performing dry etching of a multilayer film will be described below as Embodiment 3 with reference to FIGS.

【0027】図6は、本発明の異なるフォトレジストパ
ターンを用いる場合で、クリーニングにCF4とO2のプ
ラズマ放電を用いた製造方法のフローチャートである。
図7は、本発明の異なるフォトレジストパターンを用い
る場合に、プラズマ放電クリーニングと不活性ガズパー
ジを用いた製造方法のフローチャートである。クリーニ
ングガスは、Cl2とBCl3である。
FIG. 6 is a flowchart of a manufacturing method in which different photoresist patterns of the present invention are used and a plasma discharge of CF 4 and O 2 is used for cleaning.
FIG. 7 is a flowchart of a manufacturing method using plasma discharge cleaning and inert gas purge when using different photoresist patterns according to the present invention. The cleaning gas is Cl 2 and BCl 3 .

【0028】いずれの、製造方法のフローチャートも、
第1の膜のプラズマドライエッチング時に用いたガスと
同一の種類のガスでプラズマ放電を行い、残渣物を一旦
除去し、次に、ArまたはHe等の不活性ガスパージを
行った。
The flowchart of any of the manufacturing methods is as follows.
Plasma discharge was performed using the same type of gas as that used in the plasma dry etching of the first film to remove the residue once, and then an inert gas purge such as Ar or He was performed.

【0029】(実施の形態4)図8に同一のフォトレジ
ストパターンを用い、異なる種類の薄膜を積層した膜で
ドライエッチングを行う場合の製造方法について、以下
実施の形態4として説明する。図8は、同一パターンを
用いる場合で、クリーニングにCF4とO2のプラズマ放
電を用いた製造方法のフローチャートである。図7は、
異なるパターンを用いる場合で、クリーニングにCl2
とBCl3のプラズマ放電を用いた製造方法のフローチ
ャートである。図8は、異なる積層膜で同一パターンを
用いる場合で、クリーニングにCF4とO2のプラズマ放
電を用いた製造方法のフローチャートである。
(Embodiment 4) A manufacturing method in which dry etching is performed on a film in which different types of thin films are laminated using the same photoresist pattern as shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart of a manufacturing method using the same pattern and using plasma discharge of CF 4 and O 2 for cleaning. FIG.
When a different pattern is used, Cl 2 is used for cleaning.
4 is a flowchart of a manufacturing method using plasma discharge of BCl 3 and BCl 3 . FIG. 8 is a flowchart of a manufacturing method in which the same pattern is used for different laminated films, and a plasma discharge of CF 4 and O 2 is used for cleaning.

【0030】この製造方法のフローチャートでは、第1
の膜のプラズマドライエッチング時に用いたガスと同一
の種類のガスでプラズマ放電を行い、残渣物を一旦除去
し、次に、ArまたはHe等の不活性ガスパージを行っ
た。薄膜被着基板2は、反応室10に入れたまま、次に
第1の膜のプラズマドライエッチングで用いたガスと異
なった種類のガスを用いて、第2の膜に対しても連続し
て第1の膜と同一パターンで積層膜のパターン形成を行
うことができた。
In the flowchart of this manufacturing method, the first
Plasma discharge was performed with the same type of gas as that used in the plasma dry etching of the film of No. 1 to remove the residue once, and then purged with an inert gas such as Ar or He. The thin-film-deposited substrate 2 is kept in the reaction chamber 10 and then continuously with respect to the second film using a gas of a different type from the gas used in the plasma dry etching of the first film. The pattern formation of the laminated film could be performed with the same pattern as the first film.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の半導体製造装置は、上部電極内
にある反応生成物の除去および反応室内の雰囲気を安定
させることができ、同一の半導体製造装置で異った膜質
や被エッチング面積の異なる同質の膜のエッチングを、
反応室内の真空を常圧に戻すことなく行うことができる
ため、稼動率が向上する効果を奏する。
According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to remove the reaction products in the upper electrode and stabilize the atmosphere in the reaction chamber. Etching of different homogeneous films
Since the reaction can be performed without returning the vacuum in the reaction chamber to normal pressure, the operation rate is improved.

【0032】また、切替時に放電クリーニングと不活性
ガスパージを導入しているため、絶縁膜エッチング時の
終点検出の精度が向上する。半導体装置としてアクティ
ブマトリクス型液晶基板を作製した場合には、コンタク
ト不良に起因する、液晶表示装置でのライン欠陥の発生
や点灯不良の発生を防止する効果を奏する。
Further, since the discharge cleaning and the inert gas purge are introduced at the time of switching, the accuracy of detecting the end point at the time of etching the insulating film is improved. When an active matrix liquid crystal substrate is manufactured as a semiconductor device, an effect of preventing generation of line defects and lighting failure in a liquid crystal display device due to a contact defect is exerted.

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

【図1】本発明の実施の形態1、実施の形態2を示す反
応性イオンエッチング(RIE)装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a reactive ion etching (RIE) apparatus showing a first embodiment and a second embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1に用いた被エッチング面
積が大きなパターンを有する薄膜被着基板の断面図とパ
ターン図(平面図)である。
2A and 2B are a cross-sectional view and a pattern diagram (plan view) of a thin-film-coated substrate having a pattern with a large area to be etched used in Embodiment 1 of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1に用いた被エッチング面
積が小きなパターンを有する薄膜被着基板2の断面図と
パターン図(平面図)である。
3A and 3B are a cross-sectional view and a pattern diagram (plan view) of a thin film-coated substrate 2 having a pattern with a small area to be etched, used in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2に用いた被エッチング面
積が大きなパターンを有する薄膜被着基板の断面図とパ
ターン図(平面図)である。
4A and 4B are a cross-sectional view and a pattern diagram (plan view) of a thin film-coated substrate having a pattern with a large area to be etched used in a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態2に用いた被エッチング面
積が小きなパターンを有する薄膜被着基板の断面図とパ
ターン図(平面図)である。
5A and 5B are a cross-sectional view and a pattern diagram (plan view) of a thin film-coated substrate having a pattern with a small area to be etched used in Embodiment 2 of the present invention.

【図6】本発明の異なるパターンを用いる場合で、クリ
ーニングにCF4とO2のプラズマ放電を用いた製造方法
のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of a manufacturing method using a plasma discharge of CF 4 and O 2 for cleaning when using different patterns according to the present invention.

【図7】本発明の異なるパターンを用いる場合で、クリ
ーニングにCl2とBCl3のプラズマ放電を用いた製造
方法のフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart of a manufacturing method using a plasma discharge of Cl 2 and BCl 3 for cleaning when using different patterns according to the present invention.

【図8】本発明の異なる積層膜で同一パターンを用いる
場合で、クリーニングにCF4とO2のプラズマ放電を
用いた製造方法のフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart of a manufacturing method using a plasma discharge of CF 4 and O 2 for cleaning when the same pattern is used for different laminated films of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 終点検出器 2 薄膜被着基板 3 温度調節機構 4 終点検出用窓 5 モノクロメータ 6 圧力計 7 上部電極 8 下部電極 9 排気口 10 反応室 11 ガス導入口 12 RF電源 13 マスフローコントローラ 14 TaN−Ta−TaN積層膜 15 レジストマスクパターンA(被エッチング除
去領域大パターン) 16 Ta−TaN積層膜(ゲート電極) 17 Ta25膜 18 SiN膜(ゲート絶縁膜) 19 レジストマスクパターンB(被エッチング除
去領域小パターン) 20 Ti−Al−Ti積層膜 21 Mo膜 22 SiN膜(パッシベイション膜) 23 マッチング回路 24 ガラス板
REFERENCE SIGNS LIST 1 end point detector 2 thin film-attached substrate 3 temperature adjustment mechanism 4 end point detection window 5 monochromator 6 pressure gauge 7 upper electrode 8 lower electrode 9 exhaust port 10 reaction chamber 11 gas inlet 12 RF power supply 13 mass flow controller 14 TaN-Ta -TaN multilayer film 15 a resist mask pattern A (to be etched away region large pattern) 16 Ta-TaN laminated film (gate electrode) 17 Ta 2 O 5 film 18 SiN film (gate insulating film) 19 a resist mask pattern B (removal to be etched Small area pattern) 20 Ti-Al-Ti laminated film 21 Mo film 22 SiN film (passivation film) 23 Matching circuit 24 Glass plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K057 DA01 DD03 DE01 DE04 DE08 DE20 DG07 DG08 DG12 DG13 DM29 DN01 4M104 AA10 BB16 BB32 CC05 DD66 EE03 EE16 FF13 5F004 AA15 BA04 BB13 BB25 BB26 CB02 DA01 DA04 DA11 DA22 DA23 DA26 DB07 DB08 DB09 DB12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K057 DA01 DD03 DE01 DE04 DE08 DE20 DG07 DG08 DG12 DG13 DM29 DN01 4M104 AA10 BB16 BB32 CC05 DD66 EE03 EE16 FF13 5F004 AA15 BA04 BB13 BB25 BB26 CB02 DA01 DA04 DB11 DA22 DB12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 膜質やエッチング面積の異なる薄膜のエ
ッチングを同一の装置を用いて行うプラズマエッチング
方法において、 第1回目と第2回目のプラズマエッチング工程の間に、
放電クリーニング工程と不活性ガスパージ工程を設け
て、反応室のクリーニングを行うことを特徴とするプラ
ズマエッチング方法。
1. A plasma etching method for etching thin films having different film qualities and etching areas using the same apparatus, comprising:
A plasma etching method comprising providing a discharge cleaning step and an inert gas purging step to clean a reaction chamber.
【請求項2】 第2回目のプラズマエッチング工程の終
了は、終点検出手段により決定することを特徴とする請
求項1記載のプラズマエッチング方法。
2. The plasma etching method according to claim 1, wherein the end of the second plasma etching step is determined by an end point detecting means.
【請求項3】 プラズマエッチングガスとして、CF4
ガスまたはCl2ガスまたはBCl3ガスを用い、不活性
ガスとしてとArガスまたはHeガスを用いたことを特
徴とする請求項1または請求項2記載のプラズマエッチ
ング方法。
3. A plasma etching gas comprising CF 4
3. The plasma etching method according to claim 1, wherein a gas, a Cl 2 gas, or a BCl 3 gas is used, and an inert gas and an Ar gas or a He gas are used.
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