JP3211391B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子デ
バイスやマイクロマシンの製造プロセスにおいて利用さ
れるドライエッチング方法に関するものである。
バイスやマイクロマシンの製造プロセスにおいて利用さ
れるドライエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造プロセス
で、高い加工精度が得られることからドライエッチング
方法が多く用いられている。
で、高い加工精度が得られることからドライエッチング
方法が多く用いられている。
【０００３】以下に従来のプラズマエッチングについて
説明する。図３は反応性イオンエッチング装置の一例を
模式的に示したものである。このドライエッチング装置
は金属性の真空チャンバ１内に上部電極２、下部電極３
が設置されており、下部電極３は水循環式温度制御装置
４によって一定温度に保たれている。また、下部電極３
はインピーダンス整合回路５を介して高周波電源６が接
続されており、電極間にプラズマを発生させることがで
きる。真空チャンバ１内にはエッチングガスがマスフロ
ーコントローラ７を通して導入され、排気系８によって
真空チャンバ１内の圧力を適切に保つことができるよう
になっている。
説明する。図３は反応性イオンエッチング装置の一例を
模式的に示したものである。このドライエッチング装置
は金属性の真空チャンバ１内に上部電極２、下部電極３
が設置されており、下部電極３は水循環式温度制御装置
４によって一定温度に保たれている。また、下部電極３
はインピーダンス整合回路５を介して高周波電源６が接
続されており、電極間にプラズマを発生させることがで
きる。真空チャンバ１内にはエッチングガスがマスフロ
ーコントローラ７を通して導入され、排気系８によって
真空チャンバ１内の圧力を適切に保つことができるよう
になっている。
【０００４】以上のような構成のもとで被加工物である
半導体ウエハ９は、図３のように下部電極３上に配置さ
れ、ガス流入状態で電極間に高周波電力を印加すること
によって、プラズマエッチングされる。従来のドライエ
ッチング方法で用いる高周波電力と圧力の時間変化を図
２に示す。
半導体ウエハ９は、図３のように下部電極３上に配置さ
れ、ガス流入状態で電極間に高周波電力を印加すること
によって、プラズマエッチングされる。従来のドライエ
ッチング方法で用いる高周波電力と圧力の時間変化を図
２に示す。
【０００５】エッチングプロセスにおいて、プラズマ中
の正イオンは高周波電力が負のときカソードである下部
電極３に引き寄せられ、電子は高周波電力が正のとき下
部電極３に引き寄せられる。半導体ウエハ表面は、電子
の質量が正イオンに比べて小さいためにより多くの電子
が下部電極３に引き寄せられ、負の電気を帯びることに
なる。
の正イオンは高周波電力が負のときカソードである下部
電極３に引き寄せられ、電子は高周波電力が正のとき下
部電極３に引き寄せられる。半導体ウエハ表面は、電子
の質量が正イオンに比べて小さいためにより多くの電子
が下部電極３に引き寄せられ、負の電気を帯びることに
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の方法では、半導体ウエハ表面及び裏面の帯電がエッ
チング終了後も残るため、半導体デバイスのチャージア
ップや損傷の原因となるという問題点を有していた。
来の方法では、半導体ウエハ表面及び裏面の帯電がエッ
チング終了後も残るため、半導体デバイスのチャージア
ップや損傷の原因となるという問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、チャージアップや損傷のない基板を製造するための
ドライエッチング方法を提供することを目的とする。
で、チャージアップや損傷のない基板を製造するための
ドライエッチング方法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】この目的を達成するため
に本発明のドライエッチング方法は、従来通りのプラズ
マを発生させ基板をプラズマ処理する工程に加えて、そ
の直後に同一の真空チャンバ内で、図１に示すように前
記工程より低圧力かつ高周波電力を小さくしてプラズマ
を発生させ、基板の帯電を除去する工程を有している。
に本発明のドライエッチング方法は、従来通りのプラズ
マを発生させ基板をプラズマ処理する工程に加えて、そ
の直後に同一の真空チャンバ内で、図１に示すように前
記工程より低圧力かつ高周波電力を小さくしてプラズマ
を発生させ、基板の帯電を除去する工程を有している。
【０００９】
【発明の実施の形態】この工程では、まず高周波電力を
小さくすることによって電子とイオンが下部電極３に引
かれるクーロン力を小さくする。これにより電子及びイ
オン移動速度は共に小さくなるが、両者の速度差も小さ
くなるので定常状態になったときの半導体ウエハの帯電
量を小さくすることができる。
小さくすることによって電子とイオンが下部電極３に引
かれるクーロン力を小さくする。これにより電子及びイ
オン移動速度は共に小さくなるが、両者の速度差も小さ
くなるので定常状態になったときの半導体ウエハの帯電
量を小さくすることができる。
【００１０】これと同時に真空チャンバ１内の圧力を下
げることでイオンシースの幅を広げ、基板表面上のプラ
ズマの分布を向上させることによって、基板表面上のチ
ャージアップを無くすことができる。
げることでイオンシースの幅を広げ、基板表面上のプラ
ズマの分布を向上させることによって、基板表面上のチ
ャージアップを無くすことができる。
【００１１】以下本発明の一実施例について、図面を参
照にしながら説明する。図３は本発明のドライエッチン
グ方法を適用した反応性イオンエッチング装置の一例を
模式的に示したものである。このドライエッチング装置
は金属性の真空チャンバ１内に上部電極２、下部電極３
が設置されており、下部電極３は水循環式温度制御装置
４によって一定温度に保たれている。また、下部電極３
はインピーダンス整合回路５を介して高周波電源６が接
続されており、電極間にプラズマを発生させることがで
きる。真空チャンバ１内にはプラズマ処理ガスであるエ
ッチングガスがマスフローコントローラ７を通して導入
され、排気系８によって真空チャンバ１内の圧力を適切
に保つことができるようになっている。
照にしながら説明する。図３は本発明のドライエッチン
グ方法を適用した反応性イオンエッチング装置の一例を
模式的に示したものである。このドライエッチング装置
は金属性の真空チャンバ１内に上部電極２、下部電極３
が設置されており、下部電極３は水循環式温度制御装置
４によって一定温度に保たれている。また、下部電極３
はインピーダンス整合回路５を介して高周波電源６が接
続されており、電極間にプラズマを発生させることがで
きる。真空チャンバ１内にはプラズマ処理ガスであるエ
ッチングガスがマスフローコントローラ７を通して導入
され、排気系８によって真空チャンバ１内の圧力を適切
に保つことができるようになっている。
【００１２】以上のような構成のもとで被加工物である
基板の一例としての半導体ウエハ９は、図３のように下
部電極３上に配置され、ガス流入状態で電極間に高周波
電力を印加することによって、プラズマエッチングされ
る。
基板の一例としての半導体ウエハ９は、図３のように下
部電極３上に配置され、ガス流入状態で電極間に高周波
電力を印加することによって、プラズマエッチングされ
る。
【００１３】このドライエッチング装置の真空チャンバ
１内にエッチングガスとしてＣＨＦ3 、Ｎ2 、Ｏ2ガスを
導入しながら圧力を２５０ｍＴｏｒｒに保ち、４００Ｗ
の高周波電力を印加したプラズマを発生させてチャージ
アップ評価用ウエハを１５秒間エッチングしたところ、
ウエハ上の全デバイス（ＥＥＰＲＯＭ）２７０個の内、
その４２．６％が帯電による損傷を受けた。そこで本発
明の帯電除去工程を加えて先と同様の実験を行なった。
ここで用いた帯電の除去工程を図１に示す。これは従来
のエッチングプロセス直後に、５０Ｗの高周波電力を５
秒間印加すると同時に、真空チャンバ１内の圧力を１０
０ｍＴｏｒｒに変化させるものである。
１内にエッチングガスとしてＣＨＦ3 、Ｎ2 、Ｏ2ガスを
導入しながら圧力を２５０ｍＴｏｒｒに保ち、４００Ｗ
の高周波電力を印加したプラズマを発生させてチャージ
アップ評価用ウエハを１５秒間エッチングしたところ、
ウエハ上の全デバイス（ＥＥＰＲＯＭ）２７０個の内、
その４２．６％が帯電による損傷を受けた。そこで本発
明の帯電除去工程を加えて先と同様の実験を行なった。
ここで用いた帯電の除去工程を図１に示す。これは従来
のエッチングプロセス直後に、５０Ｗの高周波電力を５
秒間印加すると同時に、真空チャンバ１内の圧力を１０
０ｍＴｏｒｒに変化させるものである。
【００１４】また、帯電の除去工程で真空チャンバ１内
の圧力を様々に変化させて実験を行なった結果を表１に
示す。この表１から、真空チャンバ１内の圧力を下げる
とともにエッチングプロセスで用いた高周波電力よりも
小さな電力を印加する工程を設けることによって半導体
ウエハ９の帯電を除去することが可能であることがわか
る。特に、圧力を放電が持続する範囲で低くする、例え
ば１００ｍＴｏｒｒまで下げれば帯電によるデバイスの
損傷は１００％防げることがわかる。
の圧力を様々に変化させて実験を行なった結果を表１に
示す。この表１から、真空チャンバ１内の圧力を下げる
とともにエッチングプロセスで用いた高周波電力よりも
小さな電力を印加する工程を設けることによって半導体
ウエハ９の帯電を除去することが可能であることがわか
る。特に、圧力を放電が持続する範囲で低くする、例え
ば１００ｍＴｏｒｒまで下げれば帯電によるデバイスの
損傷は１００％防げることがわかる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、一対の電極が
設置された真空チャンバ内にプラズマ処理ガスを流し、
電極間に高周波電力を印加して一方の電極上に配置され
ている基板をプラズマ処理するプロセスにおいて、エッ
チング処理工程後に真空チャンバ内の圧力を下げるとと
もに前記高周波電力よりも小さな電力を印加する工程を
備えたドライエッチング方法であり、基板の帯電を除去
し、チャージアップや損傷の無い、高い品質の基板を製
造することができる。
設置された真空チャンバ内にプラズマ処理ガスを流し、
電極間に高周波電力を印加して一方の電極上に配置され
ている基板をプラズマ処理するプロセスにおいて、エッ
チング処理工程後に真空チャンバ内の圧力を下げるとと
もに前記高周波電力よりも小さな電力を印加する工程を
備えたドライエッチング方法であり、基板の帯電を除去
し、チャージアップや損傷の無い、高い品質の基板を製
造することができる。
【図１】本発明で適用した帯電の除去工程を加えたエッ
チングプロセスにおける高周波電力と圧力の時間変化を
示す図
チングプロセスにおける高周波電力と圧力の時間変化を
示す図
【図２】従来のエッチングプロセスにおける高周波電力
と圧力の時間変化を示す図
と圧力の時間変化を示す図
【図３】反応性イオンエッチング装置の模式図
１ 真空チャンバ ２ 上部電極 ３ 下部電極 ４ 水循環式温度制御装置 ５ インピーダンス整合回路 ６ 高周波電源 ７ マスフローコントローラ ８ 排気系 ９ 半導体ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 肇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−102318（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288227（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243188（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 4/00
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の電極が設置された真空チャンバ内
にプラズマ処理ガスを流し、電極間に高周波電力を印加
して一方の電極上に配置されている基板をプラズマ処理
するプロセスにおいて、エッチング処理工程後に真空チ
ャンバ内の圧力を下げるとともに前記高周波電力よりも
小さな電力を印加する工程を備えたドライエッチング方
法。 - 【請求項２】 真空チャンバ内の圧力を下げるとともに
前記高周波電力よりも小さな電力を印加する工程で導入
するガスは、エッチング処理工程で用いるガスとするこ
とを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20214992A JP3211391B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20214992A JP3211391B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653192A JPH0653192A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3211391B2 true JP3211391B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=16452780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20214992A Expired - Fee Related JP3211391B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211391B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5997962A (en) * | 1995-06-30 | 1999-12-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma process utilizing an electrostatic chuck |
| US6309979B1 (en) | 1996-12-18 | 2001-10-30 | Lam Research Corporation | Methods for reducing plasma-induced charging damage |
| US6521302B1 (en) * | 2000-09-26 | 2003-02-18 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing plasma-induced damage |
| US7109122B2 (en) * | 2002-11-29 | 2006-09-19 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for reducing substrate charging damage |
| JP4678688B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-04-27 | 次世代半導体材料技術研究組合 | プラズマ処理終了方法 |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP20214992A patent/JP3211391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0653192A (ja) | 1994-02-25 |
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