JP2002261084A - Dry etching method and apparatus thereof - Google Patents
Dry etching method and apparatus thereofInfo
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイスの製
造に利用されるドライエッチング方法及び装置に関する
ものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a dry etching method and apparatus used for manufacturing electronic devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラズマを利用するドライエッチング方
法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気
し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、プラズマ
ソースもしくは真空容器内の電極又はその両方に高周波
電力を供給することにより、真空容器内にプラズマを発
生させ、真空容器内の電極上に載置された基板を処理す
る方法である。2. Description of the Related Art In a dry etching method using plasma, a vacuum source is evacuated while supplying gas into the vacuum container, and a plasma source or an electrode in the vacuum container is controlled while controlling the inside of the vacuum container to a predetermined pressure. Alternatively, a plasma is generated in the vacuum vessel by supplying high-frequency power to both of them, and a substrate mounted on an electrode in the vacuum vessel is processed.
【０００３】このとき、エッチングレートは、基板面内
においてある程度のばらつきを持つことが通常であり、
概ね基板の周辺部分が中央部分に比べて大きくなる。こ
のばらつきの度合いは、処理する基板の種類、ガス種、
ガス流量、プロセス圧力、高周波電力などの様々なエッ
チング条件を変更することによって変化するが、このよ
うな条件の変更によってエッチングレートのばらつきだ
けでなく、エッチングレートの絶対値、エッチング形状
などの変化を生じてしまうことがある。At this time, the etching rate usually has a certain degree of variation within the substrate surface.
Generally, the peripheral portion of the substrate is larger than the central portion. The degree of this variation depends on the type of substrate to be processed, the type of gas,
Changes can be made by changing various etching conditions such as gas flow rate, process pressure, and high-frequency power.Changes in such conditions can cause not only variations in the etching rate but also changes in the absolute value of the etching rate and changes in the etching shape. May occur.
【０００４】このように基板の周辺部のエッチングレー
トが中央部に比べて速い場合、フォーカスリングと呼ば
れるリングを基板の周囲を囲うように立て、基板の周辺
部分へのエッチャントの流入と気体反応生成物の流出を
制御することによって、周辺のエッチングレートを落と
し、エッチング条件を変更しないで中央部と周辺部のエ
ッチングレート差を小さくし、ばらつきを低減させてい
た。In the case where the etching rate at the peripheral portion of the substrate is higher than that at the central portion, a ring called a focus ring is set up so as to surround the periphery of the substrate, so that an etchant flows into the peripheral portion of the substrate and a gas reaction is generated. By controlling the outflow of the object, the peripheral etching rate is reduced, and the etching rate difference between the central part and the peripheral part is reduced without changing the etching conditions, thereby reducing the variation.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子デ
バイスの高度化につれて、プラズマを利用するドライエ
ッチングにおいて求められる特性は高度なものになって
きており、とりわけ基板面内のエッチングレートのばら
つきを低減させ、均一性を良くすることは強く求めら
れ、さらに５層の異なる被エッチング膜を一括処理する
など、複雑な多層膜一括処理において、異なるエッチン
グ特性を示す被エッチング膜の全てにおいてエッチング
レートを均一に保つことが求められている。However, with the advancement of electronic devices, the characteristics required in dry etching utilizing plasma have become higher, and in particular, it is necessary to reduce the variation in the etching rate in the substrate surface. It is strongly required to improve the uniformity. In a complicated multilayer film batch processing, such as batch processing of five different layers to be etched, the etching rate is uniform for all the films to be etched having different etching characteristics. It is required to keep.
【０００６】また、被エッチング膜の種類とプロセス条
件の組み合わせによっては、供給されるガスとの反応に
よってできた生成物が固体として生成し、リングによっ
て流出を抑制されることによって基板上に再付着するな
どの問題も発生している。[0006] Further, depending on the combination of the type of the film to be etched and the process conditions, the product formed by the reaction with the supplied gas is generated as a solid, and the outflow is suppressed by the ring, so that the product adheres again to the substrate. And other problems have occurred.
【０００７】このようにエッチングのプロセスが多様化
する中で、エッチャントの流入と反応生成物の流出の制
御を精密に行うことが必要となってきているが、上記従
来の技術では対処できないという問題が生じてきてい
る。As the etching process has been diversified, it has become necessary to precisely control the inflow of the etchant and the outflow of the reaction product, but this conventional technique cannot cope with the problem. Is emerging.
【０００８】本発明は、上記従来の問題に鑑み、多層膜
一括処理においても基板面内全体にわたって均一なエッ
チングレート分布を得ることができ、またドライエッチ
ングにおける反応生成物の再付着を防止できるドライエ
ッチング方法及び装置を提供することを目的としてい
る。In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention can provide a uniform etching rate distribution over the entire surface of a substrate even in a batch processing of a multilayer film, and can prevent re-adhesion of reaction products in dry etching. It is an object to provide an etching method and apparatus.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を
排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、プラ
ズマソースもしくは真空容器内の電極、又はその両方に
高周波電力を供給することにより、真空容器内にプラズ
マを発生させ、真空容器内の電極上に載置された基板を
処理するドライエッチング方法において、リングにて基
板の周囲を囲むとともに、リングと電極との間またはリ
ングと電極外周部に配設されたスペーサなどの付帯構造
物との間の距離を変えて処理を行うものであり、反応生
成物の再付着を防止しつつ、異なる特性を求められる処
理においても基板面内で均一性の良いドライエッチング
処理を行うことができる。According to a dry etching method of the present invention, a vacuum source is evacuated while supplying a gas into the vacuum container, and a plasma source or a vacuum container is controlled while controlling the inside of the vacuum container to a predetermined pressure. In the dry etching method of generating plasma in the vacuum vessel by supplying high-frequency power to the electrodes in the or both, and processing the substrate placed on the electrodes in the vacuum vessel, Along with surrounding the periphery, the treatment is performed by changing the distance between the ring and the electrode or between the ring and ancillary structures such as spacers arranged on the outer peripheral portion of the electrode, so that the re-adhesion of the reaction product is prevented. In addition, dry etching with good uniformity can be performed in the substrate surface even in a process requiring different characteristics while preventing the same.
【００１０】また、トランジスタを形成する半導体層と
配線に利用される金属層を有する基板を処理する場合
に、金属層の処理中にはリングと電極との間またはリン
グと電極外周部の付帯構造物との間の距離をＬ１とし、
半導体層の処理中にはリングと電極との間またはリング
と電極外周部の付帯構造物との間の距離をＬ２として、
Ｌ２＞Ｌ１として処理すると、反応生成物の再付着な
く、均一性の良い処理を行うことができる。In the case of processing a substrate having a semiconductor layer forming a transistor and a metal layer used for wiring, an ancillary structure between a ring and an electrode or an outer peripheral portion of a ring and an electrode during processing of a metal layer. the distance between the object and L 1,
The distance between the auxiliary structures or between ring and electrode peripheral portion of the ring and the electrode during processing of the semiconductor layer as L 2,
When processing is performed with L 2 > L 1 , processing with good uniformity can be performed without reattachment of reaction products.
【００１１】また、内径の異なる複数のリングにて基板
の周囲を囲むとともに、複数のリングの組み合わせによ
り全体のリングの高さを変えて処理を行うと、異なる被
エッチング物においても基板面内で均一性の良い処理を
行うことができる。In addition, when a plurality of rings having different inner diameters surround the periphery of the substrate, and the overall ring height is changed by a combination of the plurality of rings, the processing can be performed within the substrate surface even with different objects to be etched. Processing with good uniformity can be performed.
【００１２】また、トランジスタを形成する半導体層と
配線に利用される金属層を有する基板を処理する場合
に、金属層の処理中には全体のリング高さを相対的に高
くし、半導体層の処理中には全体のリング高さを相対的
に低くすると、異なる被エッチング物においても反応生
成物の再付着なく基板面内で均一性の良い処理を行うこ
とができる。Further, when processing a substrate having a semiconductor layer forming a transistor and a metal layer used for wiring, the entire ring height is relatively increased during the processing of the metal layer, and If the overall ring height is relatively low during the processing, it is possible to perform the processing with good uniformity on the substrate surface without reattaching the reaction product even to different objects to be etched.
【００１３】また、本発明のドライエッチング装置は、
真空容器内にガスを供給しつつ真空容器内を排気し、真
空容器内を所定の圧力に制御しながら、プラズマソース
もしくは真空容器内の電極、又はその両方に高周波電力
を供給することにより、真空容器内にプラズマを発生さ
せ、真空容器内の電極上に載置された基板を処理するド
ライエッチング装置において、基板の周囲を囲むリング
と、処理中にリングと電極との間またはリングと電極外
周部の付帯構造物との間の距離を変更する距離可変手段
と、ドライエッチング処理の進行をモニタリングする進
行状況検出手段と、処理の進行状況に応じて距離可変手
段を制御する手段とを備えたものであり、エッチングの
進行状況に応じた最適なコントロールによって均一性良
く反応生成物の再付着のない処理ができる。Further, the dry etching apparatus of the present invention comprises:
By evacuating the vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure, by supplying high-frequency power to the plasma source or the electrodes in the vacuum vessel, or both, the vacuum In a dry etching apparatus that generates plasma in a vessel and processes a substrate placed on an electrode in a vacuum vessel, a ring surrounding the periphery of the substrate and a gap between the ring and the electrode during processing or a ring and an electrode periphery A variable distance means for changing the distance between the part and the incidental structure; a progress detection means for monitoring the progress of the dry etching process; and a means for controlling the distance variable means according to the progress of the process. The treatment can be performed with good uniformity and without re-adhesion of the reaction product by optimal control according to the progress of the etching.
【００１４】また、上記ドライエッチング装置におい
て、基板の周囲を囲むとともに内径の異なる複数のリン
グを備えると、異なる被エッチング物において、均一性
良く反応生成物の再付着のない処理ができる。Further, in the above dry etching apparatus, if a plurality of rings surrounding the substrate and having different inner diameters are provided, it is possible to uniformly perform processing on different workpieces without reattachment of reaction products.
【００１５】また、複数のリングの組み合わせにより全
体のリングの高さを変えるリング高さ可変手段と、ドラ
イエッチング処理の進行をモニタリングする進行状況検
出手段と、処理の進行状況に応じて最適なリング高さに
なるようにリング高さ可変手段を制御する手段とを備え
ると、エッチングの進行状況に応じた最適なコントロー
ルによって均一性良く反応生成物の再付着のない処理が
できる。Further, a ring height varying means for changing the overall ring height by a combination of a plurality of rings, a progress detecting means for monitoring the progress of the dry etching process, and an optimal ring according to the progress of the process. By providing means for controlling the ring height variable means so as to make the height higher, it is possible to perform processing with good uniformity and without redeposition of reaction products by optimal control according to the progress of etching.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明のドライエッチング
装置の実施形態について、図１〜図４を参照して説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a dry etching apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１７】（第１の実施形態）本発明の第１の実施形
態のドライエッチング装置について、図１、図２を参照
して説明する。(First Embodiment) A dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１８】図１において、１は真空容器、２は真空容
器１内にガスを導入するガス供給手段、３は真空容器１
内を真空排気する排気手段としての真空ポンプである。
真空容器１内の下部には絶縁体４を介して下部電極５が
配設され、その上に被処理物としての基板６を載置する
ように構成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum vessel, 2 denotes gas supply means for introducing gas into the vacuum vessel 1, and 3 denotes a vacuum vessel.
It is a vacuum pump as an exhaust means for evacuating the inside.
A lower electrode 5 is provided at a lower portion in the vacuum vessel 1 via an insulator 4, and a substrate 6 as an object to be processed is placed thereon.
【００１９】真空容器１の上壁は誘電体板７にて構成さ
れ、その上にプラズマソースとしてのコイル８又はアン
テナが配設され、プラズマソース用の高周波電源９が接
続されている。また、下部電極５には下部電極用の高周
波電源１０が接続されている。The upper wall of the vacuum vessel 1 is composed of a dielectric plate 7, on which a coil 8 or an antenna as a plasma source is arranged, and a high frequency power source 9 for the plasma source is connected. The lower electrode 5 is connected to a high-frequency power source 10 for the lower electrode.
【００２０】１１は基板６の全周囲を囲むリングで、有
限の高さを持っており、下部電極５の基板載置面との間
の距離を変更できるように上下位置調整可能に配設され
ている。１２はリング１１の上下位置を可変する上下駆
動手段で、制御手段１３にて駆動制御される。１４は真
空容器１内でのドライエッチング処理の進行をモニタリ
ングする進行状況検出手段としてのプラズマ発光強度計
であり、その検出信号が制御手段１３に入力されてい
る。プラズマ発光強度計１４に代えてプラズマポテンシ
ャル計などを用いてもよい。Reference numeral 11 denotes a ring which surrounds the entire periphery of the substrate 6, has a finite height, and is arranged so that the vertical position can be adjusted so that the distance between the lower electrode 5 and the substrate mounting surface can be changed. ing. Numeral 12 denotes an up-down drive unit for changing the up-down position of the ring 11, which is controlled by a control unit 13. Reference numeral 14 denotes a plasma emission intensity meter as a progress detection means for monitoring the progress of the dry etching process in the vacuum vessel 1, and a detection signal thereof is input to the control means 13. A plasma potential meter or the like may be used instead of the plasma emission intensity meter 14.
【００２１】以上の構成において、真空容器１内にガス
供給手段２より所定流量のガスを導入しつつ、真空ポン
プ３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保
ち、その状態でコイル８にプラズマソース用の高周波電
源９にて高周波電力を供給し、下部電極５に下部電極用
の高周波電源１０にて高周波電力を供給すると、真空容
器１内にプラズマが発生して下部電極５上に載置された
基板６に対してエッチング処理が行われる。In the above arrangement, while introducing a gas at a predetermined flow rate from the gas supply means 2 into the vacuum vessel 1, the gas is evacuated by the vacuum pump 3, and the inside of the vacuum vessel 1 is maintained at a predetermined pressure. When a high frequency power is supplied to the lower electrode 5 by a high frequency power supply 9 for the plasma source and a high frequency power is supplied to the lower electrode 5 by the high frequency power supply 10 for the lower electrode, plasma is generated in the vacuum vessel 1 and Is performed on the substrate 6 placed on the substrate 6.
【００２２】ここで、基板６の全周囲を囲むリング１１
の高さ位置を上下駆動手段１２で調整し、リング１１と
下部電極５の間の距離ｄを変えて処理を行った具体例に
ついて説明する。Here, a ring 11 surrounding the entire periphery of the substrate 6
A description will be given of a specific example in which the height position is adjusted by the vertical driving means 12 and the processing is performed while changing the distance d between the ring 11 and the lower electrode 5.
【００２３】真空容器１内にガス供給手段２より所定流
量のＣｌ2 及びＢＣｌ3 ガスを導入しつつ、真空ポンプ
３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保ち
ながら、コイル８及び下部電極５に高周波電力を印加し
て真空容器１内にプラズマを発生させ、下部電極５上に
載置された５５０ｍｍ×６７０ｍｍサイズの基板６に対
してエッチング処理を行った。そのエッチング処理に際
して、基板６におけるＡｌ単層膜とａ−Ｓｉ単層膜に対
して、それぞれリング１１と下部電極５間の距離ｄを０
ｍｍと、５ｍｍにして処理を行った。While introducing Cl 2 and BCl 3 gas at a predetermined flow rate from the gas supply means 2 into the vacuum vessel 1, the vacuum pump 3 is used to evacuate the coil 8 while maintaining the inside of the vacuum vessel 1 at a predetermined pressure. High-frequency power was applied to the lower electrode 5 to generate plasma in the vacuum vessel 1, and the substrate 6 having a size of 550 mm × 670 mm placed on the lower electrode 5 was subjected to an etching process. In the etching process, the distance d between the ring 11 and the lower electrode 5 is set to 0 for the Al single layer film and the a-Si single layer film on the substrate 6 respectively.
mm and 5 mm.
【００２４】処理結果のエッチング量（ｎｍ）の分布及
びばらつき（％）を図２に示す。図２から明らかなよう
に、Ａｌとａ−Ｓｉでは、異なったリング−電極間の距
離ｄにおいて、均一性が良くなることが分かる。即ち、
Ａｌ単層膜ではｄ＝０ｍｍでばらつきが±９．１％であ
るのに対して、ｄ＝５ｍｍではばらつきが±２２．７％
にもなる。一方、ａ−Ｓｉ単層膜ではｄ＝５ｍｍでばら
つきが±５．７％であるのに対して、ｄ＝０ｍｍではば
らつきが±１５．６％にもなる。FIG. 2 shows the distribution and variation (%) of the etching amount (nm) as a result of the processing. As is clear from FIG. 2, it can be seen that the uniformity of Al and a-Si is improved at different ring-electrode distances d. That is,
In the case of an Al single layer film, the variation is ± 9.1% at d = 0 mm, whereas the variation is ± 22.7% at d = 5 mm.
Also. On the other hand, in the a-Si single layer film, the variation is ± 5.7% at d = 5 mm, while the variation is ± 15.6% at d = 0 mm.
【００２５】また、電子顕微鏡による観察結果におい
て、リング−電極間の距離ｄが０ｍｍのものでは、エッ
チング後の基板６上に固体の反応生成物が付着している
のが見られたが、５ｍｍのものではそのような生成物は
見られなかった。As a result of observation with an electron microscope, when the distance d between the ring and the electrode was 0 mm, it was found that a solid reaction product was adhered to the substrate 6 after etching, but 5 mm Did not show such a product.
【００２６】従って、Ａｌ処理中はリング−基板間距離
を小さくし、ａ−Ｓｉ処理中には距離を大きくとること
によって、全体的に均一で反応生成物の付着しない処理
を実現することができることが分かった。Therefore, by reducing the distance between the ring and the substrate during the Al processing and increasing the distance during the a-Si processing, it is possible to realize processing that is uniform and free of reaction products. I understood.
【００２７】なお、Ａｌ単層膜の処理とａ−Ｓｉ単層膜
の処理の判別は、プラズマ発光強度計１４などの進行状
況検出手段にて検出でき、その検出結果によって制御手
段１３にて上下駆動手段１２を駆動制御することで、リ
ング−基板間の距離ｄを適正に調整設定することができ
る。The discrimination between the processing of the Al single-layer film and the processing of the a-Si single-layer film can be detected by a progress detecting means such as a plasma emission intensity meter 14. By controlling the driving of the driving means 12, the distance d between the ring and the substrate can be appropriately adjusted and set.
【００２８】なお、以上の説明ではリング１１の下端は
電極５の上面に対向する例を示したが、電極５の外周部
にスペーサなどの付帯構造物が配設され、かつリング１
１の下端がこの付帯構造物の上面に対向するような構成
の場合にも、本実施形態を適用してリングと付帯構造物
の間の距離を可変することで当然その効果を奏すること
ができる。In the above description, the lower end of the ring 11 is opposed to the upper surface of the electrode 5. However, an additional structure such as a spacer is provided on the outer periphery of the electrode 5, and the ring 1
Even in the case where the lower end of 1 is opposed to the upper surface of the attached structure, the effect can be naturally obtained by applying the present embodiment and changing the distance between the ring and the attached structure. .
【００２９】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態のドライエッチング装置について、図３、図４
を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構
成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、
相違点のみを説明する。(Second Embodiment) Next, a dry etching apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
Only the differences will be described.
【００３０】図３において、１５、１６は基板６の全周
囲を囲むとともに、有限の高さを持ちかつ内径の異なる
リングであり、これら両リング１５、１６を接した状態
でそれぞれの高さに差異を持たせることで重なり度合い
を変化させることで、全体としての高さｈを変化させ得
るように構成されている。図示例では外側のリング１６
の高さ位置を、上下駆動手段１２にて変化させるように
し、さらにドライエッチング処理の進行をプラズマ発光
強度計１４にてモニタリングし、その検出信号が入力さ
れた制御手段１３にて処理の進行状況に応じて最適なリ
ング高さｈとなるように上下駆動手段１２を駆動制御す
るように構成されている。In FIG. 3, rings 15 and 16 surround the entire periphery of the substrate 6 and have finite heights and different inner diameters. The height h as a whole can be changed by changing the degree of overlap by giving a difference. In the illustrated example, the outer ring 16
The height position is changed by the vertical driving means 12, and the progress of the dry etching process is monitored by the plasma emission intensity meter 14, and the control means 13 to which the detection signal is inputted is processed by the control means 13. The driving control of the vertical drive unit 12 is performed so that the ring height becomes the optimum ring height h in accordance with the following.
【００３１】ここで、基板６の全周囲を囲むリング１
５、１６の全体の高さｈを変えて処理を行った具体例に
ついて説明する。Here, the ring 1 surrounding the entire periphery of the substrate 6
A specific example in which the processing is performed while changing the overall height h of 5, 16 will be described.
【００３２】真空容器１内にガス供給手段２より所定流
量のＣｌ2 及びＢＣｌ3 ガスを導入しつつ、真空ポンプ
３により排気を行い、真空容器１内を所定の圧力に保ち
ながら、コイル８及び下部電極５に高周波電力を印加し
て真空容器１内にプラズマを発生させ、下部電極５上に
載置された５５０ｍｍ×６７０ｍｍサイズの基板６に対
してエッチング処理を行った。そのエッチング処理に際
して、基板６におけるＡｌ単層膜とａ−Ｓｉ単層膜に対
して、それぞれリング１５、１６の全体の高さｈを１０
０ｍｍと、３０ｍｍにして処理を行った。While introducing a predetermined flow rate of Cl 2 and BCl 3 gas from the gas supply means 2 into the vacuum vessel 1, the vacuum pump 3 is used to exhaust the gas. High-frequency power was applied to the lower electrode 5 to generate plasma in the vacuum vessel 1, and the substrate 6 having a size of 550 mm × 670 mm placed on the lower electrode 5 was subjected to an etching process. At the time of the etching process, the total height h of the rings 15 and 16 is set to 10 for the Al single layer film and the a-Si single layer film on the substrate 6 respectively.
The treatment was performed at 0 mm and 30 mm.
【００３３】処理結果のエッチング量（ｎｍ）の分布及
びばらつき（％）を図４に示す。図４から明らかなよう
に、Ａｌとａ−Ｓｉでは、異なったリング高さｈにおい
て、均一性が良くなることが分かる。即ち、Ａｌ単層膜
ではｈ＝１００ｍｍでばらつきが±９．０％であるのに
対して、ｈ＝３０ｍｍではばらつきが±１６．７％にも
なる。一方、ａ−Ｓｉ単層膜ではｈ＝３０ｍｍでばらつ
きが±４．６％であるのに対して、ｈ＝１００ｍｍでは
ばらつきが±１３．０％にもなる。FIG. 4 shows the distribution and variation (%) of the etching amount (nm) as a result of the processing. As is clear from FIG. 4, it can be seen that the uniformity of Al and a-Si is improved at different ring heights h. That is, in the case of the Al single layer film, the variation is ± 9.0% at h = 100 mm, while the variation is ± 16.7% at h = 30 mm. On the other hand, in the a-Si single layer film, the variation is ± 4.6% at h = 30 mm, whereas the variation is ± 13.0% at h = 100 mm.
【００３４】また、電子顕微鏡による観察結果におい
て、リング高さｈが１００ｍｍのものでは、エッチング
後の基板６上に固体の反応生成物が付着しているのが見
られたが、３０ｍｍのものではそのような生成物は見ら
れなかった。According to the result of observation with an electron microscope, when the ring height h is 100 mm, a solid reaction product is seen to adhere to the substrate 6 after etching. No such product was found.
【００３５】従って、Ａｌ処理中はリング高さｈを高く
し、ａ−Ｓｉ処理中には高さｈを低くすることによっ
て、全体的に均一で反応生成物の付着しない処理を実現
することができることが分かった。Therefore, by increasing the ring height h during the Al treatment and decreasing the height h during the a-Si treatment, it is possible to realize a treatment which is uniform and free of reaction products. I knew I could do it.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明のドライエッチング方法及び装置
によれば、以上のようにリングにて基板の周囲を囲むと
ともに、リングと電極との間またはリングと電極外周部
の付帯構造物との間の距離を変えて処理を行うことで、
反応生成物の再付着を防止しつつ、異なる特性を求めら
れる処理においても基板面内で均一性の良いドライエッ
チング処理を行うことができる。According to the dry etching method and apparatus of the present invention, the periphery of the substrate is surrounded by the ring as described above, and between the ring and the electrode or between the ring and the incidental structure on the outer periphery of the electrode. By changing the distance of
Dry etching with good uniformity can be performed within the substrate surface even in a process requiring different characteristics while preventing re-adhesion of reaction products.
【００３７】また、内径の異なる複数のリングにて基板
の周囲を囲むとともに、複数のリングの組み合わせによ
り全体のリングの高さを変えて処理を行うことによって
も、異なる被エッチング物においても基板面内で均一性
の良い処理を行うことができる。Further, by surrounding the periphery of the substrate with a plurality of rings having different inner diameters and changing the height of the entire ring by a combination of the plurality of rings, the substrate surface can be formed even on different objects to be etched. In this case, processing with good uniformity can be performed.
【図１】本発明の第１の実施形態のドライエッチング装
置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施形態における電極とリング間の距離を変
えた時の処理結果のエッチング量分布の具体例の説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a specific example of an etching amount distribution as a processing result when a distance between an electrode and a ring is changed in the embodiment.
【図３】本発明の第２の実施形態のドライエッチング装
置の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】同実施形態における電極とリング間の距離を変
えた時の処理結果のエッチング量分布の具体例の説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a specific example of an etching amount distribution as a processing result when a distance between an electrode and a ring is changed in the same embodiment.
１ 真空容器 ２ ガス供給手段 ３ 真空ポンプ（排気手段） ５ 下部電極 ６ 基板 ８ コイル（プラズマ発生手段） ９ 高周波電源 １０ 高周波電源 １１ リング １２ 上下駆動手段（距離可変手段） １３ 制御手段 １４ プラズマ発光強度計（進行状況検出手段） １５ リング １６ リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 Gas supply means 3 Vacuum pump (exhaust means) 5 Lower electrode 6 Substrate 8 Coil (plasma generation means) 9 High frequency power supply 10 High frequency power supply 11 Ring 12 Vertical drive means (Distance variable means) 13 Control means 14 Plasma emission intensity Total (progress status detection means) 15 rings 16 rings
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 悌一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宝珍 隆三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA62 BA05 BB02 BC06 BD14 CA25 CA47 CA62 EC21 5F004 AA01 BA20 CA05 CB09 DA04 DA11 DB01 DB09 DB30 EA28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Teiichi Kimura 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 4G075 AA30 AA62 BA05 BB02 BC06 BD14 CA25 CA47 CA62 EC21 5F004 AA01 BA20 CA05 CB09 DA04 DA11 DB01 DB09 DB30 EA28
Claims (7)
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
プラズマソースもしくは真空容器内の電極、又はその両
方に高周波電力を供給することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させ、真空容器内の電極上に載置された基
板を処理するドライエッチング方法において、リングに
て基板の周囲を囲むとともに、リングと電極との間また
はリングと電極外周部の付帯構造物との間の距離を変え
て処理を行うことを特徴とするドライエッチング方法。1. While evacuating the inside of a vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure,
By supplying high-frequency power to a plasma source or an electrode in a vacuum vessel, or both, a plasma is generated in the vacuum vessel, and in a dry etching method for processing a substrate mounted on an electrode in a vacuum vessel, A dry etching method, wherein a ring is used to surround the periphery of a substrate, and the distance is changed between a ring and an electrode or between a ring and an attached structure at an outer peripheral portion of the electrode.
に利用される金属層を有する基板を処理する場合に、金
属層の処理中にはリングと電極との間またはリングと電
極外周部の付帯構造物との間の距離をＬ１とし、半導体
層の処理中にはリングと電極との間またはリングと電極
外周部の付帯構造物との間の距離をＬ ２として、Ｌ２＞
Ｌ１として処理することを特徴とする請求項１記載のド
ライエッチング方法。2. A semiconductor layer and a wiring forming a transistor.
When processing a substrate having a metal layer used for
During processing of the metallization layer, between the ring and the electrode or between the ring and the electrode
The distance between the pole outer periphery and the attached structure is L1And semiconductor
During processing of the layer between the ring and the electrode or between the ring and the electrode
The distance between the peripheral structure and the incidental structure is L 2As L2>
L12. The method according to claim 1, wherein
Light etching method.
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
プラズマソースもしくは真空容器内の電極、又はその両
方に高周波電力を供給することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させ、真空容器内の電極上に載置された基
板を処理するドライエッチング方法において、内径の異
なる複数のリングにて基板の周囲を囲むとともに、複数
のリングの組み合わせにより全体のリングの高さを変え
て処理を行うことを特徴とするドライエッチング方法。3. While evacuating the inside of the vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure,
By supplying high-frequency power to a plasma source or an electrode in a vacuum vessel, or both, a plasma is generated in the vacuum vessel, and in a dry etching method for processing a substrate mounted on an electrode in a vacuum vessel, A dry etching method characterized by surrounding a substrate with a plurality of rings having different inner diameters, and performing processing by changing the height of the entire ring by a combination of the plurality of rings.
に利用される金属層を有する基板を処理する場合に、金
属層の処理中には全体のリング高さを相対的に高くし、
半導体層の処理中には全体のリング高さを相対的に低く
することを特徴とする請求項３記載のドライエッチング
方法。4. When processing a substrate having a semiconductor layer forming a transistor and a metal layer used for wiring, the entire ring height is relatively increased during the processing of the metal layer.
4. The dry etching method according to claim 3, wherein the entire ring height is relatively reduced during processing of the semiconductor layer.
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
プラズマソースもしくは真空容器内の電極、又はその両
方に高周波電力を供給することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させ、真空容器内の電極上に載置された基
板を処理するドライエッチング装置において、基板の周
囲を囲むリングと、処理中にリングと電極との間または
リングと電極外周部の付帯構造物との間の距離を変更す
る距離可変手段と、ドライエッチング処理の進行をモニ
タリングする進行状況検出手段と、処理の進行状況に応
じて距離可変手段を制御する手段とを備えたことを特徴
とするドライエッチング装置。5. A vacuum vessel is evacuated while supplying gas into the vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is controlled to a predetermined pressure.
By supplying high-frequency power to a plasma source or an electrode in a vacuum vessel, or both, a plasma is generated in the vacuum vessel, and in a dry etching apparatus for processing a substrate mounted on an electrode in a vacuum vessel, A ring surrounding the periphery of the substrate, a distance variable means for changing a distance between the ring and the electrode or an ancillary structure on the outer periphery of the electrode during the process, and a progress monitoring the progress of the dry etching process A dry etching apparatus comprising: a detecting unit; and a unit that controls a distance varying unit according to the progress of processing.
内を排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、
プラズマソースもしくは真空容器内の電極、又はその両
方に高周波電力を供給することにより、真空容器内にプ
ラズマを発生させ、真空容器内の電極上に載置された基
板を処理するドライエッチング装置において、基板の周
囲を囲むとともに内径の異なる複数のリングを備えたこ
とを特徴とするドライエッチング装置。6. While evacuating the inside of the vacuum vessel while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure,
By supplying high-frequency power to a plasma source or an electrode in a vacuum vessel, or both, a plasma is generated in the vacuum vessel, and in a dry etching apparatus for processing a substrate mounted on an electrode in a vacuum vessel, A dry etching apparatus comprising a plurality of rings having different inner diameters surrounding a periphery of a substrate.
リングの高さを変えるリング高さ可変手段と、ドライエ
ッチング処理の進行をモニタリングする進行状況検出手
段と、処理の進行状況に応じて最適なリング高さになる
ようにリング高さ可変手段を制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項６記載のドライエッチング装置。7. A ring height varying means for changing the overall ring height by a combination of a plurality of rings, a progress detecting means for monitoring the progress of the dry etching process, and an optimal ring according to the progress of the process. 7. The dry etching apparatus according to claim 6, further comprising: means for controlling a ring height varying means so as to obtain a height.
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| JP (1) | JP2002261084A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008515193A (en) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | ラム リサーチ コーポレーション | Method and apparatus for adjusting plasma processing step set |
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| WO2020082551A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 山东大学 | Precisely adjustable dielectric barrier discharge device and method |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001059971A patent/JP2002261084A/en active Pending
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