JP3490669B2 - Nonvolatile material etching method and apparatus - Google Patents
Nonvolatile material etching method and apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエッチン
グ処理を用いた試料基板の処理方法および処理装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for processing a sample substrate using a plasma etching process.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子や磁気ヘッド等の試料は、化
学溶液を用いてウエットエッチング処理されたりガスプ
ラズマを利用してドライエッチング処理される。従来は
被エッチング材料として、Si,SiO2,Al,Ti
N、SiN等の無機材料やフォトレジスト等の炭化水素
系樹脂が多く使われてきた。これらは、プラズマ雰囲気
中のエッチングによる反応生成物が減圧雰囲気下で揮発
性であり、反応生成物がエッチング中の被エッチング材
料の側壁に付着しないため、容易に垂直加工することが
出来た。しかし近年、磁気ヘッド、強誘電体薄膜を用い
たメモリ素子、磁気スピン効果を用いたメモリ素子な
ど、エッチングの応用範囲が拡大するに応じて、NiF
e合金層、CoNiFe合金層、Cu層、Al2O
3層、CoFe層、Ru層、Pt層、PtMn層、BS
T層、PZT層など、エッチング時の反応生成物が不揮
発性である材料のエッチングへのニーズが増大してい
る。2. Description of the Related Art Samples such as semiconductor devices and magnetic heads are subjected to wet etching using a chemical solution or dry etching using gas plasma. Conventionally, as materials to be etched, Si, SiO 2 , Al, Ti
Inorganic materials such as N and SiN and hydrocarbon resins such as photoresists have been widely used. Since the reaction product of the etching in the plasma atmosphere is volatile under the reduced pressure atmosphere and the reaction product does not adhere to the side wall of the material to be etched during etching, vertical processing could be easily performed. However, in recent years, as the application range of etching has expanded, such as magnetic heads, memory devices using ferroelectric thin films, and memory devices using the magnetic spin effect, NiF
e alloy layer, CoNiFe alloy layer, Cu layer, Al 2 O
3 layers, CoFe layer, Ru layer, Pt layer, PtMn layer, BS
There is an increasing need for etching materials such as T layers and PZT layers whose reaction products during etching are non-volatile.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この種の材料をエッチ
ングすると、反応性ガスと被エッチング材料による反応
生成物が不揮発性であるために被エッチング材料の側壁
に付着し、エッチング形状が垂直性を維持できずテーパ
ー状に広がってしまう問題があった。本発明は、反応生
成物が不揮発性である被エッチング材料のエッチングに
おいて、エッチング処理後の側壁形状を垂直とする事が
可能なエッチング方法を提供することを目的とする。When this kind of material is etched, the reaction product of the reactive gas and the material to be etched is non-volatile, so that it adheres to the side wall of the material to be etched and the etching shape becomes vertical. There was a problem that it could not be maintained and spreads in a taper shape. It is an object of the present invention to provide an etching method capable of making a sidewall shape vertical after an etching process in etching a material to be etched whose reaction product is non-volatile.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記した被エッチング材
料を、例えば塩素系を含むガスにてプラズマエッチング
処理すると、発生する反応生成物が不揮発性のため、エ
ッチング中の被エッチング材料の側壁に付着し、垂直な
エッチングを阻害する。しかし、反応生成物の主成分は
塩化物であるので水溶性である。例えば、Ni、Fe、
Co、Cu、Ru、Pt、Pb、Znなどの塩化物は真
空中で不揮発性であると同時に水溶性である。したがっ
て、このような材料に対して全体のエッチング処理ステ
ップをいくつかの複数ステップに分け、各ステップでエ
ッチング処理と水溶性反応生成物を水洗にて洗い流し乾
燥させる処理を行う様にすれば、エッチング形状がテー
パー状になり易い不揮発性材料も、より垂直に加工でき
るようになる。When the material to be etched described above is subjected to plasma etching treatment with a gas containing chlorine, for example, the reaction product generated is non-volatile, so that it adheres to the sidewall of the material to be etched during etching. And prevents vertical etching. However, since the main component of the reaction product is chloride, it is water-soluble. For example, Ni, Fe,
Chlorides such as Co, Cu, Ru, Pt, Pb and Zn are non-volatile in vacuum and at the same time water-soluble. Therefore, if the whole etching process step is divided into several steps for such a material, and the etching process and the process of washing away the water-soluble reaction product by washing and drying are performed in each step, the etching process is performed. A non-volatile material that tends to have a tapered shape can be processed more vertically.
【0005】言い換えれば、被エッチング材料がSiの
場合を例に挙げると、Siの反応生成物SiCl2は揮
発性でありエッチング途中に次々と出来る新しい側壁面
に付着することがないために垂直加工が可能となる。し
かし反応生成物が不揮発性のときは、エッチング途中に
出来る側壁に反応生成物が付着するためにテーパー形状
となってしまう。この時、付着する反応生成物を次々と
取り除くことができれば垂直加工が可能となる。つまり
反応生成物が不揮発性の場合は、水洗処理を出来るだけ
頻繁に行い反応生成物を水溶除去することが出来れば、
加工の垂直性が向上するのである。In other words, taking the case where the material to be etched is Si as an example, the reaction product SiCl 2 of Si is volatile and does not adhere to new side wall surfaces formed one after another during etching. Is possible. However, when the reaction product is non-volatile, the reaction product adheres to the side wall formed during the etching, resulting in a tapered shape. At this time, vertical processing is possible if the attached reaction products can be removed one after another. In other words, if the reaction product is non-volatile, if the reaction product can be removed in water by performing the washing process as often as possible,
The verticality of processing is improved.
【0006】本発明は、具体的には、次に掲げる方法及
び装置を提供する。本発明は、基板上に形成された不揮
発性材料膜を、該材料の上に形成されたマスクを介し、
反応性ガスを用いてプラズマエッチング処理室内で一定
時間ドライエッチング処理する第1のステップと、第1
のステップで被エッチング膜の側壁およびマスク材の側
壁に付着した反応生成物を液体にて洗浄・剥離し、加熱
・乾燥させる第2のステップからなり、この第1のステ
ップと第2のステップを、エッチング深さが目標値に達
するまで少なくとも複数回繰り返す、不揮発性材料の処
理方法を提供する。The present invention specifically provides the following method and apparatus. The present invention provides a non-volatile material film formed on a substrate through a mask formed on the material,
A first step of performing a dry etching process for a certain period of time in a plasma etching process chamber using a reactive gas;
In the second step, the reaction products attached to the side wall of the film to be etched and the side wall of the mask material are washed and stripped with a liquid, and heated and dried. The first step and the second step are performed. A method for treating a non-volatile material is provided, which is repeated at least a plurality of times until the etching depth reaches a target value.
【0007】本発明は更に、不揮発性材料はNiFe合
金またはNiFeCo合金であることを特徴とする不揮
発性材料の処理方法を提供する。The present invention further provides a method for treating a non-volatile material, wherein the non-volatile material is a NiFe alloy or a NiFeCo alloy.
【0008】本発明は更に、反応性ガスを、Cl2、B
Cl3、Ar、O2の少なくとも1種のガスあるいはこ
れらのガスを組み合わせて用いる不揮発性材料の処理方
法を提供する。The present invention further provides that the reactive gases are Cl 2 , B.
Provided is a method for treating a non-volatile material using at least one gas of Cl 3 , Ar, and O 2 or a combination of these gases.
【0009】本発明は更に、第2のステップの液体によ
る洗浄は、(A)純水で洗浄するステップ、(B)アル
カリ液体で洗浄した後、水で洗浄するステップ、(C)
酸性液体で洗浄した後、水で洗浄するステップ、(D)
フッ硝酸で洗浄後、水で洗浄するステップ、(E)中性
洗剤で洗浄後、水で洗浄するステップ、のいずれか一つ
またはいずれか二つ以上である、不揮発性材料の処理方
法を提供する。本発明は更に、前記第2のステップの液
体洗浄における液体は、温度制御されることを特徴とす
る、不揮発性材料の処理方法を提供する。According to the present invention, the second step of cleaning with the liquid is: (A) a step of cleaning with pure water, (B) a step of cleaning with an alkaline liquid, and then a step of cleaning with water, (C).
Washing with acidic liquid and then with water, (D)
Provided is a method of treating a non-volatile material, which comprises one or two or more of a step of washing with hydrofluoric nitric acid and then with water, and a step of washing with (E) a neutral detergent and then with water. To do. The present invention further provides a method for treating a non-volatile material, wherein the temperature of the liquid in the liquid cleaning in the second step is controlled.
【0010】本発明は更に、他の不揮発性材料膜とし
て、(A)Pt層、(B)Cu層、(C)Al2O
3層、(D)CoFe層、(E)Ru層、(F)PtM
n層、(G)BST層、(H)PZT層、である、不揮
発性材料の処理方法を提供する。The present invention further provides (A) Pt layer, (B) Cu layer, (C) Al 2 O as another non-volatile material film.
3 layers, (D) CoFe layer, (E) Ru layer, (F) PtM
Provided is a method for treating a non-volatile material, which is an n layer, a (G) BST layer, and a (H) PZT layer.
【0011】本発明は更に、基板上に積層された試料を
エッチングする試料の処理装置において、試料基板を装
填したカセットを置くカセット台と、プラズマ形成ガス
の供給を受けガスプラズマを発生し基板上に形成された
不揮発性材料をエッチングするエッチング処理装置と、
エッチング処理により堆積した反応生成物を液体で洗浄
・剥離し乾燥させる洗浄・乾燥装置と、エッチング処理
装置と洗浄乾燥装置およびカセット台間を試料基板搬送
する搬送装置とを備え、エッチング深さが目標値に達す
るまで、エッチング処理室での一定時間のエッチングと
洗浄・乾燥装置での側壁剥離を、複数回繰り返すことが
出来る機能を有す、不揮発性材料のエッチング装置を提
供する。The present invention further relates to a sample processing apparatus for etching a sample laminated on a substrate, a cassette stand on which a cassette loaded with the sample substrate is placed, and a gas plasma is supplied to generate a gas plasma on the substrate. An etching treatment device for etching the non-volatile material formed in
Equipped with a cleaning / drying device for cleaning / peeling and drying the reaction products deposited by the etching process, a transporting device for transporting the sample substrate between the etching processing device, the cleaning / drying device, and the cassette table, and the target etching depth. (EN) Provided is a non-volatile material etching device having a function capable of repeating etching for a certain period of time in an etching processing chamber and side wall peeling by a cleaning / drying device until the value is reached, a plurality of times.
【0012】本発明は更に、上記エッチング装置におい
て、大気ローダと、真空搬送ロボットをその中に有する
真空搬送室と、大気ローダと真空搬送室とを連結し試料
基板が送られるアンロードおよびロードロック室とを有
し、前記真空搬送室には前記エッチング処理装置のエッ
チング処理室が接続され、かつ前記大気ローダには前記
洗浄・乾燥装置の洗浄カップおよびホットプレート等が
接続されていることを特徴とする、不揮発性材料のエッ
チング装置を提供する。The present invention further provides, in the above etching apparatus, an atmospheric loader, a vacuum transfer chamber having a vacuum transfer robot therein, and an unload and load lock for connecting the atmospheric loader and the vacuum transfer chamber to send a sample substrate. A chamber, the vacuum transfer chamber is connected to the etching processing chamber of the etching processing device, and the atmosphere loader is connected to a cleaning cup and a hot plate of the cleaning / drying device. A non-volatile material etching apparatus is provided.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施例を
図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は、従来技術における不揮発性材料
(ここではNiFe膜)のエッチング時の形状を示し、
図2は本発明を実施した場合のエッチング時の形状を示
す。基板100上に不揮発性の材料110が形成され
る。図1によれば、不揮発性材料のエッチングが進行す
るにつれて、加工中に生じた被エッチング材料の側壁に
反応生成物が付着する(D2、D3)。側壁部ではエッ
チレートよりデポレートが勝るため、反応生成物の堆積
が進行する。堆積した反応生成物はエッチング処理のマ
スクとなって底部のエッチングを阻害するため、しだい
に形状はテーパー状となり所望の形状に垂直加工ができ
ない(D5)。FIG. 1 shows the shape of a non-volatile material (here, a NiFe film) during etching in the prior art,
FIG. 2 shows a shape at the time of etching when the present invention is carried out. A non-volatile material 110 is formed on the substrate 100. According to FIG. 1, as the etching of the non-volatile material progresses, the reaction products adhere to the side wall of the material to be etched generated during processing (D2, D3). At the side wall, the deposition rate is higher than the etch rate, so that the deposition of reaction products proceeds. The deposited reaction products serve as a mask for etching treatment and hinder the etching of the bottom portion, so that the shape gradually becomes a tapered shape and vertical processing into a desired shape cannot be performed (D5).
【0015】図2に示す本発明においては、第1ステッ
プとして、一定時間エッチング処理した基板をエッチン
グ処理室から洗浄乾燥装置に搬出し、第2ステップとし
て、側壁に付着した反応生成物を水洗処理にて剥離する
(D2、D2’)。その後第3ステップとして再び一定
時間のエッチング処理を行い、第4ステップでは、第2
ステップと同様に反応生成物を剥離する(D3、D
3’)。このように、エッチングと反応生成物の剥離を
少なくとも複数回繰返せば、エッチング処理後の加工形
状の垂直性が向上する。In the present invention shown in FIG. 2, as a first step, the substrate that has been subjected to etching treatment for a certain period of time is carried out from the etching treatment chamber to a cleaning / drying apparatus, and as a second step, the reaction product attached to the side wall is washed with water. Then, it is peeled off (D2, D2 '). Then, as a third step, the etching process is performed again for a certain time, and in the fourth step, the second
The reaction product is peeled off as in the step (D3, D
3 '). Thus, if the etching and the peeling of the reaction product are repeated at least a plurality of times, the verticality of the processed shape after the etching treatment is improved.
【0016】本発明を実施した場合でも、各エッチング
ステップ中では加工形状はテーパー状となる。これは従
来技術の時と同じようにエッチングと同時に反応生成物
の堆積も同時に起こるためである。しかし、あるエッチ
ングステップの終了後に、水洗・剥離を行い被エッチン
グ材料を露出させて再度エッチングを開始すれば、テー
パー状となっている被エッチング材料の側壁の中でもエ
ッチング面が水平面となす角度が小さい側壁が、選択的
にエッチングされる。これは、図3に示すようにエッチ
ング面が水平面となす角度が小さい側壁ほどエッチング
レートが早いためである。しかし、その一方で反応生成
物の堆積レートは側壁の傾きによらず一定であるため、
エッチング面が水平面となす角度が小さい側壁ほど反応
生成物の堆積レートよりもエッチングレートのほうが支
配的となる(図4)。Even when the present invention is implemented, the processed shape is tapered during each etching step. This is because the deposition of reaction products occurs at the same time as etching as in the case of the prior art. However, after a certain etching step, if the material to be etched is exposed and the material to be etched is exposed and etching is started again, the angle formed between the etching surface and the horizontal surface is small even among the sidewalls of the material to be etched that are tapered. The sidewalls are selectively etched. This is because, as shown in FIG. 3, the side wall having a smaller angle between the etching surface and the horizontal surface has a higher etching rate. However, on the other hand, the deposition rate of reaction products is constant regardless of the inclination of the side wall,
The etching rate becomes more dominant than the deposition rate of the reaction product as the side wall has a smaller angle between the etching surface and the horizontal plane (FIG. 4).
【0017】その結果、前のステップのエッチング処理
でテーパー形状となった側壁面も、水洗終了後の次のス
テップのエッチング処理でテーパー部の垂直方向のエッ
チングが追加で進行するため、より垂直な加工が可能と
なる。As a result, the side wall surface which is tapered in the etching process in the previous step is also more vertical because the etching in the vertical direction of the taper portion is additionally performed in the etching process in the next step after the completion of washing with water. Processing is possible.
【0018】次に、本発明を具体的に実現するエッチン
グ装置の構成を述べる。図5は、本発明の装置の構成を
示す。図において、試料基板の処理装置は、エッチング
処理装置1、真空搬送装置2、ロードロック室3、アン
ロードロック室4、大気搬送装置5、洗浄・乾燥装置
6、大気ローダ7、カセット8およびカセット台9を備
えている。Next, the structure of the etching apparatus that specifically realizes the present invention will be described. FIG. 5 shows the configuration of the device of the present invention. In the figure, the sample substrate processing apparatus includes an etching processing apparatus 1, a vacuum transfer device 2, a load lock chamber 3, an unload lock chamber 4, an atmospheric transfer device 5, a cleaning / drying device 6, an atmospheric loader 7, a cassette 8 and a cassette. The table 9 is provided.
【0019】エッチング処理装置1としては、試料基板
を減圧下でプラズマを利用してエッチング処理する装置
が用いられる。尚、プラズマエッチング処理としては、
誘導結合型プラズマエッチング装置、ヘリコン型プラズ
マエッチング装置、2周波励起平行平板型プラズマエッ
チング装置、マイクロ波型プラズマエッチング装置等が
採用される。As the etching processing apparatus 1, an apparatus for etching a sample substrate under reduced pressure using plasma is used. Incidentally, as the plasma etching process,
An inductively coupled plasma etching apparatus, a helicon type plasma etching apparatus, a dual frequency excitation parallel plate type plasma etching apparatus, a microwave type plasma etching apparatus, etc. are adopted.
【0020】 図5において、洗浄・乾燥装置6は、洗
浄カップ21、ホットプレート22および搬送装置23
を備える。水洗のためにスピニング湿式処理装置が用い
られる。洗浄のためのスピニング湿式処理装置では、後
処理済み試料基板は、水により、例えば、スピニング洗
浄処理されたり、薬液,水により順次、例えば、スピニ
ング洗浄処理される。この場合、薬液は、後処理済み試
料基板から除去される物質によって適宜、選択される。
また、処理雰囲気としては、窒素ガス等の不活性ガス雰
囲気や大気雰囲気が採用される。また、湿式処理後、該
状態で水切り等の乾燥処理が実施される。In FIG. 5 , the cleaning / drying device 6 includes a cleaning cup 21, a hot plate 22, and a transfer device 23.
Equipped with. A spinning wet processing device is used for washing with water. In the spinning wet processing apparatus for cleaning, the post-processed sample substrate is subjected to, for example, a spin cleaning treatment with water, or a chemical solution and water in that order, for example, a spinning cleaning treatment. In this case, the chemical solution is appropriately selected depending on the substance to be removed from the post-processed sample substrate.
Further, as the processing atmosphere, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or an air atmosphere is adopted. Further, after the wet treatment, a drying treatment such as draining is carried out in this state.
【0021】乾燥処理装置としては、湿式処理装置での
湿式処理済み試料基板を乾燥処理、例えば、湿式処理済
み試料基板を加温して乾燥処理する装置や、湿式処理済
み試料基板に乾燥ガスを吹付けて乾燥処理する装置等が
用いられる。また、処理雰囲気としては、窒素ガス雰囲
気や大気雰囲気が採用される。As the drying processing apparatus, the wet-processed sample substrate in the wet-processing apparatus is dried, for example, an apparatus for heating and drying the wet-processed sample substrate, and a drying gas for the wet-processed sample substrate. A device for spraying and drying is used. A nitrogen gas atmosphere or an air atmosphere is adopted as the processing atmosphere.
【0022】真空搬送装置2は、エッチング処理装置1
の処理ステーション(図示省略)とロードロック室3,
アンロードロック室4との間で処理済み試料基板を搬送
する機能を有する。大気搬送手段5は、ロードロック室
3,アンロードロック室4と洗浄・乾燥装置6との間で
処理済み試料基板を搬送する機能を有する。搬送装置2
3は、湿式処理装置の処理ステーションと乾燥処理装置
の処理ステーション(図示省略)との間で湿式処理済み
試料基板を搬送する機能を有している。試料基板搬送装
置としては、公知の搬送手段、例えば、機械的に、また
は、電気的に、または、磁気的に回動または往復動させ
られるアームに試料基板をその裏面からすくい保持する
試料基板すくい具や試料基板をその外周縁でつかみ保持
する試料基板つかみ具や試料基板を吸着、例えば、電磁
吸着,真空吸着する試料基板吸着具が設けられたアーム
搬送装置や、駆動ローラと従動ローラとに無端ベルトが
巻き掛けられたベルト搬送装置や、気体の吹出し力によ
り試料基板を搬送する装置等が採用される。真空搬送装
置2は、エッチング処理装置1が試料基板を減圧下でプ
ラズマを利用して処理する装置である場合、処理済み試
料基板を大気に露呈させることなく減圧空圧で搬送可能
に設けられている。The vacuum transfer device 2 is an etching processing device 1.
Processing station (not shown) and load lock chamber 3,
It has a function of transporting the processed sample substrate to and from the unload lock chamber 4. The atmosphere transfer means 5 has a function of transferring the processed sample substrate between the load lock chamber 3, the unload lock chamber 4 and the cleaning / drying device 6. Carrier 2
3 has a function of transporting the wet-processed sample substrate between the processing station of the wet processing apparatus and the processing station (not shown) of the drying processing apparatus. As the sample substrate transfer device, a known transfer means, for example, a sample substrate scoop for holding the sample substrate from the back surface thereof by an arm that is mechanically, electrically, or magnetically rotated or reciprocally moved. For holding the tool and sample substrate at the outer peripheral edge of the sample substrate gripping tool and sample substrate, for example, an electromagnetic carrier, a sample substrate suction tool for vacuum chucking the arm carrier device, drive roller and driven roller A belt transport device around which an endless belt is wound, a device that transports a sample substrate by a gas blowing force, or the like is adopted. When the etching processing apparatus 1 is an apparatus that processes a sample substrate using plasma under reduced pressure, the vacuum transfer apparatus 2 is provided so that the processed sample substrate can be transferred under reduced pressure and air pressure without exposing it to the atmosphere. There is.
【0023】アンロードロック室4からの試料基板を乾
燥装置6に搬送し、乾燥処理された試料基板を、例え
ば、回収用のカセット8に搬送する大気搬送装置5が設
けられている。カセット8,カセット台9に載置され
る。An atmosphere transfer device 5 is provided for transferring the sample substrate from the unload lock chamber 4 to the drying device 6 and for transferring the dried sample substrate to, for example, the collecting cassette 8. The cassette 8 and the cassette table 9 are placed.
【0024】エッチング処理装置1が、例えば、試料基
板を減圧下でプラズマを利用して処理する装置である場
合、エッチング処理装置1の試料基板処理雰囲気とエッ
チング処理装置1で処理される試料基板がエッチング処
理装置1に搬送される空間並びに処理済み試料基板が搬
送される空間とは、連通及び遮断可能になっている。試
料基板が搬送される空間,湿式処理装置の試料基板湿式
処理雰囲気,湿式処理済み試料基板が搬送される空間,
乾燥処理装置の試料基板乾燥処理雰囲気及び乾燥処理済
み試料基板が搬送される空間は、連通を保持された状態
であっても良いし、各々連通及び遮断可能であっても良
い。When the etching processing apparatus 1 is, for example, an apparatus for processing a sample substrate using plasma under reduced pressure, the sample substrate processing atmosphere of the etching processing apparatus 1 and the sample substrate processed by the etching processing apparatus 1 are The space for transporting to the etching processing apparatus 1 and the space for transporting the processed sample substrate can be communicated with and cut off from each other. A space in which the sample substrate is transferred, a sample substrate wet processing atmosphere of the wet processing apparatus, a space in which the wet processed sample substrate is transferred,
The sample substrate dry processing atmosphere of the dry processing apparatus and the space in which the dry processed sample substrate is transported may be in a state of maintaining communication, or may be capable of communicating and interrupting each.
【0025】エッチング処理装置1の試料基板処理雰囲
気には、処理ステーション(図示省略)が設けられてい
る。エッチング処理装置1が試料基板を減圧下でプラズ
マを利用して処理する装置である場合、処理ステーショ
ンは、試料台12である。試料台12には、試料基板が
1個または複数個設置できる。A processing station (not shown) is provided in the sample substrate processing atmosphere of the etching processing apparatus 1. When the etching processing apparatus 1 is an apparatus that processes a sample substrate under reduced pressure using plasma, the processing station is the sample table 12. One or more sample substrates can be installed on the sample table 12.
【0026】複数の積層膜に対して連続エッチングを実
施し、かつ各エッチングステップ後に液体洗浄によりエ
ッチング側壁に付着した付着膜を剥離するステップを行
う場合には、ホットプレートからでた試料基板は、カセ
ットに戻らないで再びロードロック室に送られることに
なる。In the case where continuous etching is performed on a plurality of laminated films and the step of removing the adhering film adhering to the etching side wall by liquid cleaning after each etching step is performed, the sample substrate from the hot plate is It will be sent to the load lock chamber again without returning to the cassette.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反応生
成物が不揮発性の被エッチング膜のエッチングにおいて
エッチング後の側壁のテーパ角を制御することができ、
従来技術では困難であった垂直な加工形状を得る事がで
きる。As described above, according to the present invention, it is possible to control the taper angle of the side wall after etching in the etching of the non-etched film in which the reaction product is nonvolatile,
It is possible to obtain a vertical processing shape, which was difficult with the conventional technology.
【図1】従来技術における不揮発性材料のエッチング時
の形状を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a shape of a conventional non-volatile material during etching.
【図2】本発明を実施した場合の不揮発性材料のエッチ
ング時の形状を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a shape of a nonvolatile material during etching when the present invention is carried out.
【図3】エッチング面が水平面となす角度と、エッチレ
ートとの関係を示した図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an etching rate and an angle formed by the etching surface and a horizontal surface.
【図4】エッチング面が水平面となす角度と、エッチレ
ート・堆積レートとの関係を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an etching rate and a deposition rate, and an angle formed by an etching surface and a horizontal surface.
【図5】本発明の一実施例であるエッチング装置を示す
平面図。FIG. 5 is a plan view showing an etching apparatus that is an embodiment of the present invention.
1 エッチング処理装置 2 真空搬送装置 3 ロードロック室 4 アンロードロック室 5 大気搬送装置 6 洗浄・乾燥装置 7 大気ローダ 8 カセット 9 カセット台 11 エッチング処理室 12 試料台 21 洗浄カップ 22 ホットプレート 23 搬送装置 1 Etching processing equipment 2 Vacuum transfer device 3 Road lock room 4 unload lock room 5 Atmosphere carrier 6 Cleaning / drying equipment 7 Atmosphere loader 8 cassettes 9 cassette stands 11 Etching chamber 12 sample table 21 wash cup 22 hot plate 23 Conveyor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/306 H01L 21/302 F 21/3065 21/306 S 21/3213 J 21/88 D (72)発明者 吉岡 健 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸事業所内 (72)発明者 佐藤 孝 山口県下松市大字東豊井794番地 日立 テクノエンジニアリング株式会社 笠戸 事業所内 (72)発明者 金井 三郎 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸事業所内 (56)参考文献 特開 平11−162950(JP,A) 特開 平9−237821(JP,A) 特開 平8−181126(JP,A) 特開 平8−124901(JP,A) 特開 平7−335570(JP,A) 特開 平2−301010(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 1/00 - 4/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/306 H01L 21/302 F 21/3065 21/306 S 21/3213 J 21/88 D (72) Inventor Ken Yoshioka Yamaguchi Higashi-Toyoi 794, Oita, Kudamatsu-shi, Japan Incorporated Hitachi Ltd., Kasado Plant (72) Inventor Takashi Sato Yamaguchi Prefecture 794 Higashi-Toyoi, Higamatsu-Ken, Hitachi Techno Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Kanai Saburo Yamaguchi Kumamatsu City, Higashi-Toyoi 794, Ltd. Hitachi Ltd., Kasado Plant (56) References JP-A-11-162950 (JP, A) JP-A-9-237821 (JP, A) JP-A-8-181126 (JP , A) JP-A-8-124901 (JP, A) JP-A-7-335570 (JP, A) JP-A-2-301010 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) C23F 1/00-4/04
Claims (8)
該材料の上に形成されたマスクを介し、反応性ガスを用
いてプラズマエッチング処理室内で一定時間ドライエッ
チング処理する第1のステップと、 第1のステップで被エッチング膜の側壁およびマスク材
の側壁に付着した反応生成物を、液体にて洗浄・剥離
し、基板を加熱・乾燥させる第2のステップからなり、
この第1のステップと第2のステップを、エッチング深
さが目標値に達するまで少なくとも複数回繰り返す事を
特徴とする、不揮発性材料のエッチング処理方法。1. A non-volatile material film formed on a substrate,
A first step of performing a dry etching process for a certain period of time in a plasma etching process chamber using a reactive gas through a mask formed on the material, and a sidewall of a film to be etched and a sidewall of a mask material in the first step The second step consists of cleaning and peeling the reaction product attached to the substrate with a liquid, and heating and drying the substrate.
A method for etching a non-volatile material, characterized in that the first step and the second step are repeated at least a plurality of times until the etching depth reaches a target value.
Fe合金またはNiFeCo合金であることを特徴とす
る、不揮発性材料のエッチング処理方法。2. The non-volatile material according to claim 1, wherein the non-volatile material is Ni.
A method for etching a non-volatile material, which is an Fe alloy or a NiFeCo alloy.
l2、BCl3、Ar、O2のうちの少なくとも1種の
ガスあるいはこれらのガスを組み合わせて用いる、不揮
発性材料のエッチング方法。3. The reactive gas according to claim 1, wherein the reactive gas is C.
A method for etching a non-volatile material, which uses at least one gas selected from the group consisting of l 2 , BCl 3 , Ar, and O 2 or a combination of these gases.
の液体による洗浄は、 (A)純水で洗浄するステップ、 (B)アルカリ液体で洗浄した後、水で洗浄するステッ
プ、 (C)酸性液体で洗浄した後、水で洗浄するステップ、 (D)フッ硝酸で洗浄後、水で洗浄するステップ、 (E)中性洗剤で洗浄後、水で洗浄するステップ、 のいずれか一つまたはいずれか二つ以上である不揮発性
材料のエッチング方法。4. The cleaning according to claim 1, wherein the liquid cleaning in the second step includes: (A) cleaning with pure water, (B) cleaning with alkaline liquid, and then cleaning with water, (C) Any one of a step of washing with an acidic liquid and then with water, (D) a step of washing with hydrofluoric nitric acid, a step of washing with water, and a step of washing with (E) a neutral detergent and then with water, or A method for etching a non-volatile material, which is any two or more.
の液体洗浄における液体は、温度制御されることを特徴
とする、不揮発性材料のエッチング方法。5. The method for etching a non-volatile material according to claim 1, wherein the temperature of the liquid used in the liquid cleaning in the second step is controlled.
として、 (A)Pt層、 (B)Cu層、 (C)Al2O3層、 (D)CoFe層 (E)Ru層、 (F)PtMn層、 (G)BST層、 (H)PZT層、 である事を特徴とする、不揮発性材料のエッチング方
法。6. The non-volatile material film according to claim 2, wherein (A) Pt layer, (B) Cu layer, (C) Al 2 O 3 layer, (D) CoFe layer (E) Ru layer, (F) PtMn layer, (G) BST layer, (H) PZT layer, and a method for etching a non-volatile material.
る試料の処理装置において、 試料基板を装填したカセットを置くカセット台と、プラ
ズマ形成ガスの供給を受けガスプラズマを発生し基板上
に形成された不揮発性材料をエッチングするエッチング
処理装置と、前記不揮発性材料層、基板、マスク、およ
びエッチング処理により堆積した反応生成物を、液体で
洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥装置と、エッチング処理装
置と洗浄乾燥装置およびカセット台間を試料基板搬送す
る搬送装置とを備え、 エッチング深さが目標値に達するまでの間、エッチング
処理室での一定時間のエッチングと洗浄・乾燥装置での
側壁剥離を複数回繰り返すことが出来る機能を有するこ
とを特徴とする、不揮発性材料のエッチング装置。7. A sample processing apparatus for etching a sample stacked on a substrate, wherein a cassette table on which a cassette loaded with the sample substrate is placed, and a plasma forming gas is supplied to generate a gas plasma to form on the substrate. Etching device for etching the non-volatile material, a cleaning / drying device for cleaning and drying the non-volatile material layer, the substrate, the mask, and the reaction product deposited by the etching process with a liquid, the etching processing device and the cleaning Equipped with a drying device and a transfer device that transfers the sample substrate between the cassette bases, etching is performed in the etching chamber for a certain period of time and side wall peeling is performed multiple times in the cleaning / drying device until the etching depth reaches the target value. An etching device for non-volatile materials, which has a function capable of being repeated.
搬送ロボットをその中に有する真空搬送室と、 大気ローダと真空搬送室を連結し試料基板の受け渡しを
するアンロードおよびロードロック室とを有し、 前記真空搬送室には前記エッチング処理装置のエッチン
グ処理室が接続され、かつ前記大気ローダには前記洗浄
・乾燥装置の洗浄カップおよびホットプレート等が接続
されていることを特徴とする試料基板の処理装置。8. The atmospheric loader, the vacuum transfer chamber having a vacuum transfer robot therein, and the unload and load lock chambers for connecting the atmospheric loader and the vacuum transfer chamber to transfer a sample substrate. A sample characterized in that the etching processing chamber of the etching processing device is connected to the vacuum transfer chamber, and the cleaning cup and hot plate of the cleaning / drying device are connected to the atmospheric loader. Substrate processing equipment.
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