JP3227812B2 - 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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- JP3227812B2 JP3227812B2 JP20077092A JP20077092A JP3227812B2 JP 3227812 B2 JP3227812 B2 JP 3227812B2 JP 20077092 A JP20077092 A JP 20077092A JP 20077092 A JP20077092 A JP 20077092A JP 3227812 B2 JP3227812 B2 JP 3227812B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜半導体及び液晶用薄
膜トランジスタ製造方法に関するもので、特にドライエ
ッチング方法に関するものである。
膜トランジスタ製造方法に関するもので、特にドライエ
ッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ますます大型化した液晶用薄膜ト
ランジスタ製造工程の中で、パターンの微細化等により
ドライエッチング技術が用いられてきている。その中で
も配線材料やゲート材料においてメタル系材質、たとえ
ばＡｌ膜，Ｔｉ膜等の材料が用いられている。これらの
メタル系材質をドライエッチングする際には、塩素系ガ
ス及び臭素系ガスの混合ガスが使用されている。一方、
ドライエッチングを行う場合に使用される装置は、主に
反応性イオンエッチング装置が用いられている。この方
式のドライエッチング時に静電吸着という現象が発生す
る場合がある。以下に静電吸着について説明する。図１
は反応性イオンエッチング装置の一例を示す模式図であ
る。金属製チャンバー１中には、ガスコントローラ５を
通して反応性ガスが導入され、排気系２によって適切な
圧力に制御されている。チャンバー１の上部にはアノー
ド電極３が設けられ、下部にはカソード電極４が設けら
れていて、ガラス基板８はカソード電極４上に配置され
る。カソード電極４にはインピーダンス整合回路６を介
してＲＦ電源７が接続されており、両電極間で高周波放
電を起こすことができる。放電によって生じたプラズマ
中の正イオンは高周波電力が負のときカソード電極に引
き寄せられ、ガラス基板が負に帯電する。カソード電極
の表面を誘電体とすると、帯電した電子が逃げにくくな
り、またコンデンサと同じ形となるためガラス基板とカ
ソード電極間に静電気による引力が働き、静電吸着が発
生する。またガラス基板の搬送は、ドライエッチングの
再現性確保のため所定の到達真空度まで真空引きされた
後、突き上げ機構９が上昇し、図示していないゲート開
閉を行い、エッチングされていない新ガラス基板と交換
し所定の枚数をドライエッチングしている。
ランジスタ製造工程の中で、パターンの微細化等により
ドライエッチング技術が用いられてきている。その中で
も配線材料やゲート材料においてメタル系材質、たとえ
ばＡｌ膜，Ｔｉ膜等の材料が用いられている。これらの
メタル系材質をドライエッチングする際には、塩素系ガ
ス及び臭素系ガスの混合ガスが使用されている。一方、
ドライエッチングを行う場合に使用される装置は、主に
反応性イオンエッチング装置が用いられている。この方
式のドライエッチング時に静電吸着という現象が発生す
る場合がある。以下に静電吸着について説明する。図１
は反応性イオンエッチング装置の一例を示す模式図であ
る。金属製チャンバー１中には、ガスコントローラ５を
通して反応性ガスが導入され、排気系２によって適切な
圧力に制御されている。チャンバー１の上部にはアノー
ド電極３が設けられ、下部にはカソード電極４が設けら
れていて、ガラス基板８はカソード電極４上に配置され
る。カソード電極４にはインピーダンス整合回路６を介
してＲＦ電源７が接続されており、両電極間で高周波放
電を起こすことができる。放電によって生じたプラズマ
中の正イオンは高周波電力が負のときカソード電極に引
き寄せられ、ガラス基板が負に帯電する。カソード電極
の表面を誘電体とすると、帯電した電子が逃げにくくな
り、またコンデンサと同じ形となるためガラス基板とカ
ソード電極間に静電気による引力が働き、静電吸着が発
生する。またガラス基板の搬送は、ドライエッチングの
再現性確保のため所定の到達真空度まで真空引きされた
後、突き上げ機構９が上昇し、図示していないゲート開
閉を行い、エッチングされていない新ガラス基板と交換
し所定の枚数をドライエッチングしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
した場合において、ガラス基板上の帯電がエッチング終
了後にも残るため、ガラス基板がカソード電極に強く吸
着され、搬送時にガラス基板割れや搬送ミスを起こすと
いう問題点を有していた。また主にメタル系のドライエ
ッチングのために、塩素系ガスの混合ガスや臭素系ガス
の混合ガスを用いたドライエッチング後には不揮発性の
反応生成物を含む残留ガスのために所定の到達真空度ま
でに達する時間が長くかかるという問題点を有してい
た。本発明は、上記２つの問題点を同時に解決するもの
で、エッチング後のガラス基板上の帯電を取り除きかつ
残留ガスを至急に排気するために、搬送ミスを発生しな
いでかつ処理能力を向上できるドライエッチング方法を
提供することを目的とする。
した場合において、ガラス基板上の帯電がエッチング終
了後にも残るため、ガラス基板がカソード電極に強く吸
着され、搬送時にガラス基板割れや搬送ミスを起こすと
いう問題点を有していた。また主にメタル系のドライエ
ッチングのために、塩素系ガスの混合ガスや臭素系ガス
の混合ガスを用いたドライエッチング後には不揮発性の
反応生成物を含む残留ガスのために所定の到達真空度ま
でに達する時間が長くかかるという問題点を有してい
た。本発明は、上記２つの問題点を同時に解決するもの
で、エッチング後のガラス基板上の帯電を取り除きかつ
残留ガスを至急に排気するために、搬送ミスを発生しな
いでかつ処理能力を向上できるドライエッチング方法を
提供することを目的とする。
【０００４】
【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、反応ガスのプラズ
マを発生させ基板上の薄膜をエッチングする工程と同一
の反応室内で前述の工程よりも小さい高周波電力を印加
しプラズマを発生させ基板とカソード電極表面との帯電
を除きかつ残留ガス雰囲気を置換排気する工程を備えて
いる。
に本発明のドライエッチング方法は、反応ガスのプラズ
マを発生させ基板上の薄膜をエッチングする工程と同一
の反応室内で前述の工程よりも小さい高周波電力を印加
しプラズマを発生させ基板とカソード電極表面との帯電
を除きかつ残留ガス雰囲気を置換排気する工程を備えて
いる。
【０００５】また、帯電及び残留ガス雰囲気除去工程で
はドライエッチングに関係しないガスを用いることによ
りデバイスに及ぼす影響を小さくすることができる。
はドライエッチングに関係しないガスを用いることによ
りデバイスに及ぼす影響を小さくすることができる。
【０００６】
【作用】本発明では第１の工程においてパターニングの
目的である薄膜のドライエッチングを行い、第２の工程
において、基板の帯電を取り除きかつ残留ガスの置換排
気を行うことができるので、基板割れのないあるいは搬
送ミスの起こらない処理能力の高いドライエッチングが
可能である。
目的である薄膜のドライエッチングを行い、第２の工程
において、基板の帯電を取り除きかつ残留ガスの置換排
気を行うことができるので、基板割れのないあるいは搬
送ミスの起こらない処理能力の高いドライエッチングが
可能である。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明のドライエッチング方
法を実施したドライエッチング装置の構造を示す模式図
である。金属製チャンバー１中には、ガスコントローラ
５を通して反応性ガスが導入され、排気系２によって適
切な圧力に制御されている。今回この排気系ではターボ
分子ポンプとドライポンプを併用している。チャンバー
１の上部にはアノード電極３が設けられ、下部にはカソ
ード電極４が設けられていて、ガラス基板８（サイズ３
２０×４００mm）はカソード電極上に配置される。カソ
ード電極４にはインピーダンス整合回路６を介してＲＦ
電源７が接続されており、カソード電極４とアノード電
極３との間で高周波放電を起こすことができる。エッチ
ング終了後、所定の真空度以下になった後突き上げ機構
９が上昇し、ガラス基板を持ち上げる。持ち上げられた
ガラス基板は搬送機構によりロードロック室に搬送され
る。なお、カソード電極４の素材はアルミニウムであ
り、表面はアルマイト処理が施されている。
しながら説明する。図１は本発明のドライエッチング方
法を実施したドライエッチング装置の構造を示す模式図
である。金属製チャンバー１中には、ガスコントローラ
５を通して反応性ガスが導入され、排気系２によって適
切な圧力に制御されている。今回この排気系ではターボ
分子ポンプとドライポンプを併用している。チャンバー
１の上部にはアノード電極３が設けられ、下部にはカソ
ード電極４が設けられていて、ガラス基板８（サイズ３
２０×４００mm）はカソード電極上に配置される。カソ
ード電極４にはインピーダンス整合回路６を介してＲＦ
電源７が接続されており、カソード電極４とアノード電
極３との間で高周波放電を起こすことができる。エッチ
ング終了後、所定の真空度以下になった後突き上げ機構
９が上昇し、ガラス基板を持ち上げる。持ち上げられた
ガラス基板は搬送機構によりロードロック室に搬送され
る。なお、カソード電極４の素材はアルミニウムであ
り、表面はアルマイト処理が施されている。
【０００８】このドライエッチング装置にＣｌ2ガス１
００ｓｃｃｍとＢＣｌ3２００ｓｃｃｍを導入し圧力１
５０ｍＴｏｒｒＲＦパワー密度１．２Ｗ／cm2の高周波
電力を印加しプラズマを発生させて、下地ＳｉＯ2膜上
のＡｌ膜４０００Åのドライエッチングを４分間で行っ
たところ、ドライエッチング終了後、所定の８．０×１
０-4Ｔｏｒｒの真空度以下になるまで１分間も必要であ
り、さらに静電気力によりガラス基板がカソード電極に
吸着され、突き上げ機構によりガラス基板を持ち上げた
際にガラス基板が割れてしまう現象が見られた。次に同
じ条件でドライエッチングを行った後、Ｎ2ガス３００
ｓｃｃｍ，圧力３００ｍＴｏｒｒの条件でＲＦパワー密
度０．５Ｗ／cm2の電力の高周波を１５秒間印加する
と、所定の８．０×１０-4Ｔｏｒｒの真空度以下になる
まで１５秒となり、突き上げによるガラス基板の割れや
位置ずれの発生はなくなった。これと同じ方法で帯電を
除く工程のＲＦパワー密度と放電時間に対する静電吸着
の有無と所定８．０×１０-4Ｔｏｒｒの真空度以下にな
るまでの時間を表１に示す。
００ｓｃｃｍとＢＣｌ3２００ｓｃｃｍを導入し圧力１
５０ｍＴｏｒｒＲＦパワー密度１．２Ｗ／cm2の高周波
電力を印加しプラズマを発生させて、下地ＳｉＯ2膜上
のＡｌ膜４０００Åのドライエッチングを４分間で行っ
たところ、ドライエッチング終了後、所定の８．０×１
０-4Ｔｏｒｒの真空度以下になるまで１分間も必要であ
り、さらに静電気力によりガラス基板がカソード電極に
吸着され、突き上げ機構によりガラス基板を持ち上げた
際にガラス基板が割れてしまう現象が見られた。次に同
じ条件でドライエッチングを行った後、Ｎ2ガス３００
ｓｃｃｍ，圧力３００ｍＴｏｒｒの条件でＲＦパワー密
度０．５Ｗ／cm2の電力の高周波を１５秒間印加する
と、所定の８．０×１０-4Ｔｏｒｒの真空度以下になる
まで１５秒となり、突き上げによるガラス基板の割れや
位置ずれの発生はなくなった。これと同じ方法で帯電を
除く工程のＲＦパワー密度と放電時間に対する静電吸着
の有無と所定８．０×１０-4Ｔｏｒｒの真空度以下にな
るまでの時間を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】また同時にＮ2ガスによるＡｌ膜とＳｉＯ2
膜のドライエッチング量を調査したがどちらもエッチン
グされていなかった。表１よりＮ2ガスによるプラズマ
放電によりＲＦパワー密度が０．１Ｗ／cm2から１．０
Ｗ／cm2の範囲で放電に効果があり、０．１Ｗ／cm2以上
で所定の真空度以下になる時間が短縮できることがわか
る。また除電処理時間については、５秒以上の条件で除
電効果と所定の真空度以下になる時間短縮効果が見られ
た。しかしながら実際の生産性を考えると６０秒以上は
意味がないと考えられる。
膜のドライエッチング量を調査したがどちらもエッチン
グされていなかった。表１よりＮ2ガスによるプラズマ
放電によりＲＦパワー密度が０．１Ｗ／cm2から１．０
Ｗ／cm2の範囲で放電に効果があり、０．１Ｗ／cm2以上
で所定の真空度以下になる時間が短縮できることがわか
る。また除電処理時間については、５秒以上の条件で除
電効果と所定の真空度以下になる時間短縮効果が見られ
た。しかしながら実際の生産性を考えると６０秒以上は
意味がないと考えられる。
【００１１】なお、上記の実施例では薄膜をエッチング
する工程と帯電を除く工程の間で放電を切っているが、
連続で放電しても同じ結果が得られる。また今回は、大
阪ガラス基板（３２０×４００mm）を用いたが、大小さ
まざまなサイズにおいてもまた半導体ウェハ等の基板を
用いても同様な結果が得られることは言うまでもない。
またＮ2ガス以外にもＨｅガスなどの不活性ガスを用い
ても同様な結果が得られる。また上記実施例での薄膜は
Ａｌ膜を用いたが、ＩＴＯ膜，Ｔｉ膜，Ｃｒ膜等のメタ
ル膜やａ−Ｓｉ膜，ＳｉＯ2膜を含んだ絶縁膜やそれら
の絶縁膜とメタル膜との多層膜におけるドライエッチン
グにも同様な結果が得られる。またＣｌ 2とＢＣｌ3等の
塩素系ガス以外にもＨＢｒ，Ｂｒ2等の臭素系ガスにお
いても同様な結果が得られることは言うまでもない。
する工程と帯電を除く工程の間で放電を切っているが、
連続で放電しても同じ結果が得られる。また今回は、大
阪ガラス基板（３２０×４００mm）を用いたが、大小さ
まざまなサイズにおいてもまた半導体ウェハ等の基板を
用いても同様な結果が得られることは言うまでもない。
またＮ2ガス以外にもＨｅガスなどの不活性ガスを用い
ても同様な結果が得られる。また上記実施例での薄膜は
Ａｌ膜を用いたが、ＩＴＯ膜，Ｔｉ膜，Ｃｒ膜等のメタ
ル膜やａ−Ｓｉ膜，ＳｉＯ2膜を含んだ絶縁膜やそれら
の絶縁膜とメタル膜との多層膜におけるドライエッチン
グにも同様な結果が得られる。またＣｌ 2とＢＣｌ3等の
塩素系ガス以外にもＨＢｒ，Ｂｒ2等の臭素系ガスにお
いても同様な結果が得られることは言うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明は、平行平板電極が
設けられた反応室内の一方の電極にガラス基板を配置
し、反応室内にエッチングガスを導入するとともにガラ
ス基板を設置した電極に高周波電力を印加して、ガラス
基板上の薄膜をドライエッチングする際に、薄膜をドラ
イエッチングする工程と同一の反応室内でさらに薄膜の
ドライエッチングに関係しないガスで高周波電力を印加
させガラス基板の帯電を除きかつ反応室内の残留ガスの
置換排気を目的とする工程を設けることにより、搬送系
の信頼性向上と処理能力の向上が実現できるものであ
る。
設けられた反応室内の一方の電極にガラス基板を配置
し、反応室内にエッチングガスを導入するとともにガラ
ス基板を設置した電極に高周波電力を印加して、ガラス
基板上の薄膜をドライエッチングする際に、薄膜をドラ
イエッチングする工程と同一の反応室内でさらに薄膜の
ドライエッチングに関係しないガスで高周波電力を印加
させガラス基板の帯電を除きかつ反応室内の残留ガスの
置換排気を目的とする工程を設けることにより、搬送系
の信頼性向上と処理能力の向上が実現できるものであ
る。
【図１】本発明を実施したドライエッチング装置の構造
を示す模式図
を示す模式図
１ 金属製チャンバー ２ 排気系 ３ アノード電極 ４ カソード電極 ５ ガスコントローラ ６ インピーダンス整合回路 ７ 高周波電源 ８ ガラス基板 ９ 突き上げ機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/68
Claims (2)
- 【請求項１】 対向する電極が設けられた反応室内の一
方の電極上にガラス基板を配置し、反応室内にエッチン
グガスを導入するとともにガラス基板を設置した電極に
高周波電力を印加して、ガラス基板上の薄膜をドライエ
ッチングする際に、薄膜をドライエッチングする工程
と、その後、同一の反応室内にＮ 2 ガスを含む不活性ガ
スを導入しながら、ＲＦパワー密度を０．１Ｗ／ｃｍ 2
から１．０Ｗ／ｃｍ 2 の範囲で高周波電力を印加させる
ことでガラス基板の帯電を除きかつ反応室内の残留ガス
の置換排気をする工程を備えたことを特徴とするドライ
エッチング方法。 - 【請求項２】 処理時間を５秒以上６０秒以下とするこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP20077092A JP3227812B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20077092A JP3227812B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653191A JPH0653191A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3227812B2 true JP3227812B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16429890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20077092A Expired - Fee Related JP3227812B2 (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227812B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205250B2 (en) | 2003-03-18 | 2007-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing method and apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4134671B2 (ja) * | 2002-10-17 | 2008-08-20 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ処理方法 |
| US7109122B2 (en) * | 2002-11-29 | 2006-09-19 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for reducing substrate charging damage |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP20077092A patent/JP3227812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205250B2 (en) | 2003-03-18 | 2007-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0653191A (ja) | 1994-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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