JP2974512B2 - エッチング方法及び装置 - Google Patents

エッチング方法及び装置

Info

Publication number
JP2974512B2
JP2974512B2 JP4222416A JP22241692A JP2974512B2 JP 2974512 B2 JP2974512 B2 JP 2974512B2 JP 4222416 A JP4222416 A JP 4222416A JP 22241692 A JP22241692 A JP 22241692A JP 2974512 B2 JP2974512 B2 JP 2974512B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
pulse modulation
time
plasma
frequency voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4222416A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06342770A (ja
Inventor
良枝 光田
浩 村上
浩哉 桐村
創 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP4222416A priority Critical patent/JP2974512B2/ja
Publication of JPH06342770A publication Critical patent/JPH06342770A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2974512B2 publication Critical patent/JP2974512B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
【0001】本発明は、エッチングガスをプラズマ化
し、エッチング対象物をこのプラズマに曝してエッチン
グを行うエッチング方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のエッチング方法及び装置には、
代表的には、RIE(反応性イオンエッチング)モード
による方法及び装置と、プラズマモードによる方法及び
装置があり、太陽電池、液晶表示装置等の各種薄膜デバ
イスの製造に広く利用されている。
【0003】RIEモードのエッチング方法及び装置で
は、真空チャンバ内に対向電極を配置し、そのうち一方
を接地電極、他方を高周波電極とし、この高周波電極上
にエッチング対象物を設置する。真空チャンバ内に導入
されるエッチングガスは高周波電圧印加のもとにプラズ
マ化され、エッチング対象物はこのプラズマに曝される
ことでエッチングされる。
【0004】プラズマモードのエッチング方法及び装置
では、真空チャンバ内に対向電極を配置し、そのうち一
方を接地電極、他方を高周波電極とし、該接地電極上に
エッチング対象物を設置する。このエッチングにおいて
も、真空チャンバ内に導入されたエッチングガスは高周
波電圧印加によりプラズマ化され、エッチング対象物は
このプラズマに曝されることでエッチングされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
エッチング方法及び装置によると次の問題がある。例え
ば、液晶表示装置等に利用される薄膜トランジスタ(T
FT)を得るために基板上のTFT用の各種薄膜(金属
薄膜、半導体薄膜、絶縁体薄膜等)をRIEモードでエ
ッチングするにあたり、エッチングマスクの開口部分に
おいてエッチング凹所が形成されるとき、その凹所の側
壁に対するエッチング(いわゆるサイドエッチ)を十分
満足できる程度に防止し難い。
【0006】すなわち、かかるサイドエッチを防ぐに
は、エッチングガスをプラズマ化させるための高周波電
力を高くして高バイアスを得、それによってイオン衝撃
を大きくして異方エッチング性を強め、サイドエッチを
抑制することができるが、激しいイオン衝撃のために基
板温度が上昇し、エッチングマスクを形成しているレジ
ストが損傷してしまうので、所望のエッチングパターン
を得られなくなる。そのため、結局のところ、高周波電
力を抑え、ある程度のサイドエッチ発生を許さざるをえ
ない。また、高周波電力を低く抑える結果、イオン化率
が低下し、それだけエッチングレートが低くなったり、
広がりのある基板では、例えばその端部でのエッチング
が中央部より速く進行し、面均一性が低下するが、これ
も許容せざるをえない。
【0007】さらに、サイドエッチを防ぐための側壁保
護膜を形成するラジカルがエッチング対象面に不純物と
して付着するという問題もある。そこで本発明は、エッ
チングガスをプラズマ化し、エッチング対象物をこのプ
ラズマに曝してエッチングを行うエッチング方法及び装
置であって、サイドエッチが抑制され、エッチング形状
の制御性が良好となり、しかもエッチングレートが高
く、面均一性も向上し、低パーティクルでエッチング対
象物への不純物の付着が抑制され、レジスト焼けも抑制
或いは防止されるエッチング方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、真空チャンバ内に導入したエッチングガスを高周波
電圧印加手段にて高周波電圧を印加してプラズマ化し、
該チャンバ内に配置したエッチング対象物をこのプラズ
マに曝すことでエッチングを行うエッチング方法におい
て、前記高周波電圧印加手段として、所定周波数の高周
波電圧に所定のオンタイム及びオフタイムの第1パルス
変調及び前記第1パルス変調より短い周期の、所定のオ
ンタイム及びオフタイムの第2パルス変調を重畳させる
手段を用い、前記エッチングガスのプラズマ化を第1パ
ルス変調及び該第1パルス変調より短い周期の第2パル
ス変調を重畳させた高周波電圧の印加にて行うことを特
徴とするエッチング方法、及び真空チャンバ内に導入し
たエッチングガスを高周波電圧印加手段にて高周波電圧
を印加してプラズマ化し、該チャンバ内に配置したエッ
チング対象物をこのプラズマに曝すことでエッチングを
行うエッチング装置において、前記高周波電圧印加手段
が、所定周波数の高周波電圧に所定のオンタイム及びオ
フタイムの第1パルス変調及び前記第1パルス変調より
短い周期の、所定のオンタイム及びオフタイムの第2パ
ルス変調を重畳させる手段を含んでいることを特徴とす
るエッチング装置を提供するものである。
【0009】本発明は次の知見に基づいている。すなわ
ち、エッチングガスをプラズマ化させるためにこれにパ
ルス変調かけた高周波電圧を印加すると、電子温度及び
密度が高いプラズマが得られる。プラズマにおけるイオ
ン、ラジカルの生成はこの電子温度及び密度に関係し、
これが高いほど、エッチングに有効なイオン、ラジカル
の生成が多い(イオン化率が高くなる)。印加電圧に第
1パルス変調とこれより短い周期の第2パルス変調をか
けることで電子温度及び密度の増大の効果が第1パルス
変調のみのときより顕著となり、従来よりエッチングガ
スの圧力を低くしても、高いエッチング速度を得ること
ができ、エッチングの面均一性も向上する。さらに、ガ
ス圧を低くすることでイオンの平均自由行程が大きくな
り、エッチング面に衝突するイオンの方向が乱され難く
なり、異方性の高いエッチングが可能となる。また、エ
ッチング対象物のDCバイアス(自己バイアス)が連続
的に大きいままでなく大小に繰り返し変化するので、該
エッチング対象物の温度上昇がそれだけ抑制され、エッ
チングマスクを形成するレジスト焼けが抑制或いは防止
される。また、パルス変調することでパーティクル(ポ
リマーを形成するラジカル)の生成の原因となるラジカ
ルを抑制することができ、エッチング対象物への不純物
の付着を抑えられる。
【0010】以上の説明のうち、エッチングガスをプラ
ズマ化するための高周波電圧に第1及び第2のパルス変
調をかける様子の例を図3の(A)図に、該第1パルス
変調による電子温度、密度の変化の様子の例を図3の
(B)図に、該第1パルス変調によるDCバイアスの変
化の様子の例を図3の(C)図にそれぞれ示す。なお、
(B)図及び(C)図において、破線はパルス変調をか
けないときの変化を示している。
【0011】
【作用】本発明エッチング方法及び装置によると、エッ
チングを行うための真空チャンバ内に導入されたエッチ
ングガスは第1及び第2のパルス変調をかけた高周波電
圧の印加によりプラズマ化され、エッチング対象物はこ
のプラズマに曝されることでエッチングされる。
【0012】前記エッチングガスのプラズマ化は第1
ルス変調及びこれより短い周期の第2のパルス変調をか
けた高周波電圧の印加により行われるので、イオン化率
が高くなり、従来より低ガス圧でのプロセスを行って
も、高エッチングレートで、しかもエッチング対象物が
一定の面積を有する場合でも面均一性が良くエッチング
され、また、ガス圧を低くすることで、イオンの平均自
由行程が長くなり、異方性良くエッチングが行われる。
また、パルス変調をかけることでパーティクルの原因と
なるラジカルの発生が抑えられ、エッチング対象物への
不純物の付着が抑制され、さらに、エッチング対象物の
DCバイアスが大小に変化するので、エッチング対象物
の温度上昇がそれだけ抑制され、レジスト焼けが抑制或
いは防止される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明方法の実施に使用する反応性イオン
エッチング(RIE)装置の一例の概略断面を示してい
る。図示の装置は、真空チャンバ1、該チャンバに接続
した排気装置2、チャンバ1内に対向設置した上側電極
3、下側電極4、チャンバ1に接続したエッチングガス
源5を備えている。
【0014】電極3は接地電極であり、電極4は高周波
電極で、これにはそれ自体既に知られているマッチング
ボックス6を介して高周波電源7から高周波電圧が印加
される。高周波電源7は、任意の高周波パルス変調が可
能な高周波信号発生器71からの第1パルス変調された
高周波出力を、アナログスイッチAS、RFパワーアン
プ72及びマッチングボックス6を介して供給するよう
に構成する一方、アナログスイッチASを、位相同期回
路73にてパルス信号の同期をとりつつパルス信号発生
器74にて操作することで第2パルス変調を行うように
したものである。この電源7では、第1パルス変調にお
けるオンタイムt1を0.5μsec〜100μsec
の範囲から、オフタイムt2を3μSec〜100μs
ecの範囲から選択決定することができ、また、第2パ
ルス変調におけるオンタイムt3及びオフタイムt4の
それぞれを0.05μsec〜50μsecの範囲より
選択決定できる。
【0015】なお、図1に示す電源に代え、図2に示す
電源を採用することも考えられる。図2に示すものは、
高周波信号発生器75からの高周波出力をアナログスイ
ッチAS1及びAS2を介してRFパワーアンプ76
へ、さらにマッチングボックス6を介して供給するよう
に構成する一方、アナログスイッチAS1及びAS2
を、位相同期回路79にてパルス信号の同期をとりつつ
パルス信号発生器77、78にて操作することで第1及
び第2パルス変調を行うようにしたものである。
【0016】以上説明した装置によると、本発明方法は
次のように実施される。先ず、エッチングする薄膜を形
成した基板8を装着したトレー9を電極4上に設置す
る。しかるのち、チャンバ1内を排気装置2の運転にて
所定圧まで真空引きしつつ、ガス源5からエッチングガ
スをチャンバ内に導入する。そして、電源7にてこのガ
スに第1及び第2パルス変調された高周波電圧を印加
し、プラズマ化させ、このプラズマに基板8上の膜を曝
すことで、これをエッチングする。なお、該膜には予め
レジストにてエッチングマスクパターンを形成してあ
る。
【0017】前記エッチング中、エッチングガスは、第
1及び第2パルス変調された高周波電力が印加され、イ
オン化率が高くなるので(エッチングに必要な反応ラジ
カル及びイオンが増加するので)、真空チャンバ1内の
ガス圧を従来より下げることができ、このガス圧の低下
によりイオンの平均自由行程が長くなり、イオンの方向
性が向上し、このため、エッチングマスク開口部におけ
るエッチング凹所の側壁に対するサイドエッチが抑制さ
れ、異方性良くエッチングできる。また、イオン化率が
高いので、高エッチングレートで、しかもエッチング対
象物が一定の面積を有する場合でも面均一性よくエッチ
ングが行われる。さらに基板8のDCバイアスが大小に
変化するので、基板8の温度上昇が抑制され、レジスト
焼けが抑制或いは防止される。
【0018】また、パルス変調をかけることでエッチン
グに必要なイオン、ラジカル種が選択的に発生、増加す
る一方、パーティクル発生の原因となるラジカルの発生
が抑制され、これによってエッチング対象膜への不純物
の付着が抑制される。次に、以上説明したエッチング方
法及び装置に基づき、ガラス基板上に形成したアモルフ
ァスシリコン(a−Si)、窒化シリコン(SiN)、
アルミニウム(Al)の各膜をドライエッチングする具
体的な実施例1、2及び3、並びにエッチングガスのプ
ラズマ化をパルス変調しない高周波電圧で行う場合の比
較例1、2及び3について説明する。
【0019】なお、エッチングする膜にはいずれの場合
もレジストにて同じエッチングマスクパターンを形成し
た。
【0020】
【0021】
【0022】 前記いずれの実施例においても実用上問題視すべきサイ
ドエッチや不純物の付着が認められなかったが、各比較
例ではそれが認められた。また、いずれの実施例でもレ
ジスト焼けは認められなかった。
【0023】前記実施例1では、パーティクルポリマー
生成に寄与すると考えられるCFラジカル、CFラジ
カルの生成がパルス変調をかけることで抑制され、実施
例2、3ではパーティクルポリマー生成に寄与すると考
えられるCHラジカルの生成がパルス変調をかけること
で抑制されていると考えられる。前記「面均一性」はガ
ラス基板の端部と中央部におけるエッチング量の差を2
分して±に振って示したものである。
【0024】
【発明の効果】本発明によると、エッチングガスをプラ
ズマ化し、エッチング対象物をこのプラズマに曝してエ
ッチングを行うエッチング方法及び装置において、サイ
ドエッチが抑制され、エッチング形状の制御性が良好と
なり、しかもエッチングレートが高く、面均一性も向上
し、低パーティクルでエッチング対象物への不純物の付
着が抑制され、レジスト焼けも抑制或いは防止されるエ
ッチング方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方法の実施に使用するRIEエッ
チング装置の一例の概略断面図である。
【図2】高周波電源の他の例のブロック回路図である。
【図3】(A)図は高周波電圧のパルス変調の様子を示
す図であり、(B)図はパルス変調に伴う電子温度、密
度の変化を示すグラフであり、(C)図はパルス変調に
伴うDCバイアスの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 真空チャンバ 2 排気装置 3 接地電極 4 高周波電極 5 エッチングガス源 6 マッチングボックス 7 高周波電源 71 高周波信号発生器 72 RFパワーアンプ AS アナログスイッチ 73 位相同期回路 74 パルス信号発生器 75 高周波信号発生器 76 RFパワーアンプ 77、78 パルス信号発生器 79 位相同期回路 AS1、AS2 アナログスイッチ8 基板 9 トレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐村 浩哉 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電 機株式会社内 (72)発明者 桑原 創 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−73620(JP,A) 特開 平1−149965(JP,A) 特開 昭60−86831(JP,A) 特開 昭59−28156(JP,A) 特開 平2−312229(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバ内に導入したエッチングガ
    スを高周波電圧印加手段にて高周波電圧を印加してプラ
    ズマ化し、該チャンバ内に配置したエッチング対象物を
    このプラズマに曝すことでエッチングを行うエッチング
    方法において、前記高周波電圧印加手段として、所定周
    波数の高周波電圧に所定のオンタイム及びオフタイムの
    第1パルス変調及び前記第1パルス変調より短い周期
    の、所定のオンタイム及びオフタイムの第2パルス変調
    を重畳させる手段を用い、前記エッチングガスのプラズ
    マ化を第1パルス変調及び該第1パルス変調より短い周
    期の第2パルス変調を重畳させた高周波電圧の印加にて
    行うことを特徴とするエッチング方法。
  2. 【請求項2】 前記第1パルス変調におけるオンタイム
    t1を0.5μsec〜100μsecの範囲のものと
    するとともにオフタイムt2を3μsec〜100μs
    ecの範囲のものとし、前記第2パルス変調におけるオ
    ンタイムt3及びオフタイムt4をそれぞれ0.05μ
    sec〜50μsecの範囲のものとする請求項1記載
    のエッチング方法。
  3. 【請求項3】 真空チャンバ内に導入したエッチングガ
    スを高周波電圧印加手段にて高周波電圧を印加してプラ
    ズマ化し、該チャンバ内に配置したエッチング対象物を
    このプラズマに曝すことでエッチングを行うエッチング
    装置において、前記高周波電圧印加手段が、所定周波数
    の高周波電圧に所定のオンタイム及びオフタイムの第1
    パルス変調及び前記第1パルス変調より短い周期の、所
    定のオンタイム及びオフタイムの第2パルス変調を重畳
    させる手段を含んでいることを特徴とするエッチング装
    置。
JP4222416A 1992-08-21 1992-08-21 エッチング方法及び装置 Expired - Lifetime JP2974512B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4222416A JP2974512B2 (ja) 1992-08-21 1992-08-21 エッチング方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4222416A JP2974512B2 (ja) 1992-08-21 1992-08-21 エッチング方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06342770A JPH06342770A (ja) 1994-12-13
JP2974512B2 true JP2974512B2 (ja) 1999-11-10

Family

ID=16782049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4222416A Expired - Lifetime JP2974512B2 (ja) 1992-08-21 1992-08-21 エッチング方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2974512B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19957169A1 (de) 1999-11-27 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Plasmaätzverfahren mit gepulster Substratelektrodenleistung
JP6295130B2 (ja) * 2014-04-22 2018-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ ドライエッチング方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928156A (ja) * 1982-12-29 1984-02-14 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 露光マスクの製造方法
JPS59126634A (ja) * 1983-01-10 1984-07-21 Nec Corp パタ−ン形成方法
JPS6086831A (ja) * 1983-10-19 1985-05-16 Hitachi Ltd プラズマ処理方法およびその装置
JPS60246636A (ja) * 1984-05-22 1985-12-06 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2598274B2 (ja) * 1987-09-14 1997-04-09 三菱電機株式会社 プラズマ応用装置
JP2792558B2 (ja) * 1987-12-07 1998-09-03 株式会社日立製作所 表面処理装置および表面処理方法
JPH02291131A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Sony Corp バリアメタル/アルミニウム系積層膜のドライエッチング方法
JPH02312229A (ja) * 1989-05-26 1990-12-27 Fuji Electric Co Ltd プラズマエッチング方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06342770A (ja) 1994-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6332425B1 (en) Surface treatment method and system
US20080053818A1 (en) Plasma processing apparatus of substrate and plasma processing method thereof
US8545670B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP3122601B2 (ja) プラズマ成膜方法及びその装置
JP3424182B2 (ja) 表面処理装置
US4808258A (en) Plasma processing method and apparatus for carrying out the same
US6471821B2 (en) Plasma reactor and method
JP3533105B2 (ja) 半導体装置の製造方法と製造装置
US20070175856A1 (en) Notch-Free Etching of High Aspect SOI Structures Using A Time Division Multiplex Process and RF Bias Modulation
JPS60126832A (ja) ドライエツチング方法および装置
JPS6214429A (ja) 表面処理方法及び表面処理装置
US7851367B2 (en) Method for plasma processing a substrate
JP2008085288A (ja) 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2000311890A (ja) プラズマエッチング方法および装置
JPH11224796A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2764575B2 (ja) ラジカルの制御方法
JPH06342769A (ja) エッチング方法及び装置
JP2974512B2 (ja) エッチング方法及び装置
JP3227949B2 (ja) プラズマ処理方法及び装置
JPH04174514A (ja) プラズマ処理装置
JPH02312229A (ja) プラズマエッチング方法
JP3085151B2 (ja) プラズマ処理方法および装置
JP2000031128A (ja) エッチング処理装置及びエッチング処理方法、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP3599670B2 (ja) プラズマ処理方法および装置
JPH09263948A (ja) プラズマを用いた薄膜形成方法、薄膜製造装置、エッチング方法、及びエッチング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970729