JP3535276B2 - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP3535276B2 JP3535276B2 JP21290695A JP21290695A JP3535276B2 JP 3535276 B2 JP3535276 B2 JP 3535276B2 JP 21290695 A JP21290695 A JP 21290695A JP 21290695 A JP21290695 A JP 21290695A JP 3535276 B2 JP3535276 B2 JP 3535276B2
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- frequency power
- etching
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
- H01J2237/3341—Reactive etching
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は、ＲＩ
Ｅ法を用いたエッチング方法およびエッチング装置に関
する。本明細書で開示する発明は、例えば半導体装置の
作製工程に利用することができる。
Ｅ法を用いたエッチング方法およびエッチング装置に関
する。本明細書で開示する発明は、例えば半導体装置の
作製工程に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、異方性を有するドライエッチ
ング方法として、ＲＩＥ法（リアクティブイオンエッチ
ング法）が知られている。このエッチング方法は、図４
（Ａ）に示すように高周波電源４０４が接続された給電
電極４０２側に被エッチング試料４０３を配置し、接地
電位に維持された接地電極４０１（この場合は装置の匡
体（チャンバー）が電極を兼ねている）との間で高周波
放電を起こし、試料４０３に対して垂直異方性エッチン
グを行うものである。
ング方法として、ＲＩＥ法（リアクティブイオンエッチ
ング法）が知られている。このエッチング方法は、図４
（Ａ）に示すように高周波電源４０４が接続された給電
電極４０２側に被エッチング試料４０３を配置し、接地
電位に維持された接地電極４０１（この場合は装置の匡
体（チャンバー）が電極を兼ねている）との間で高周波
放電を起こし、試料４０３に対して垂直異方性エッチン
グを行うものである。
【０００３】図４（Ａ）に示すような構成とすると、高
周波放電を起こした状態において、図４（Ｂ）に示すよ
うな電位分布が実現される。ここでエッチングガスにＣ
Ｆ4やＮＦ3 、さらにはＣＣｌ4 等を用いれば、給電電
極４０２側に生じる深い負の自己バイアスによって、フ
ッソイオン（Ｆ+ ）や塩素イオン（Ｃｌ+ ）が試料４０
３側に加速され、垂直方向に異方性エッチングを行うこ
とができる。
周波放電を起こした状態において、図４（Ｂ）に示すよ
うな電位分布が実現される。ここでエッチングガスにＣ
Ｆ4やＮＦ3 、さらにはＣＣｌ4 等を用いれば、給電電
極４０２側に生じる深い負の自己バイアスによって、フ
ッソイオン（Ｆ+ ）や塩素イオン（Ｃｌ+ ）が試料４０
３側に加速され、垂直方向に異方性エッチングを行うこ
とができる。
【０００４】このエッチング方法は例えば、図２に示す
ような工程で利用される。図２の（Ａ）には、ガラス基
板２０１上に薄膜トランジスタの活性層２０２と、活性
層を覆って設けられたゲイト絶縁膜２０３と、ゲイト絶
縁膜上に配置されたゲイト電極２０４を有した構造が示
されている。
ような工程で利用される。図２の（Ａ）には、ガラス基
板２０１上に薄膜トランジスタの活性層２０２と、活性
層を覆って設けられたゲイト絶縁膜２０３と、ゲイト絶
縁膜上に配置されたゲイト電極２０４を有した構造が示
されている。
【０００５】そして、（Ｂ）に示すようにゲイト電極２
０４をマスクとしてＲＩＥ法によって露呈したゲイト絶
縁膜２０３をエッチング除去する構成が示されている。
０４をマスクとしてＲＩＥ法によって露呈したゲイト絶
縁膜２０３をエッチング除去する構成が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すような工程
において、しばしばゲイト絶縁膜２０３が電気的に破壊
される現象が生じてしまう。これは、ＲＩＥ法によるエ
ッチングの開始時において、図４（Ｂ）に示す給電電極
４０２側に生じる深い負のバイアス電圧（条件によって
は−数百Ｖに達する）が瞬間的に加わることに起因する
ためであると考えられる。
において、しばしばゲイト絶縁膜２０３が電気的に破壊
される現象が生じてしまう。これは、ＲＩＥ法によるエ
ッチングの開始時において、図４（Ｂ）に示す給電電極
４０２側に生じる深い負のバイアス電圧（条件によって
は−数百Ｖに達する）が瞬間的に加わることに起因する
ためであると考えられる。
【０００７】即ち、エッチングの開始時において、露呈
したゲイト電極２０４とゲイト絶縁膜２０３に覆われた
活性層２０２との間に瞬間的に高い電圧が加わり、この
電圧によって、ゲイト絶縁膜２０３が静電破壊してしま
うのが原因であると考えられる。
したゲイト電極２０４とゲイト絶縁膜２０３に覆われた
活性層２０２との間に瞬間的に高い電圧が加わり、この
電圧によって、ゲイト絶縁膜２０３が静電破壊してしま
うのが原因であると考えられる。
【０００８】また同様な現象はエッチング工程の終了時
においても起こる。これは、試料に印加されていたバイ
アス電圧が除去された時に試料に加わる電圧が急激に変
化するためであると考えられる。
においても起こる。これは、試料に印加されていたバイ
アス電圧が除去された時に試料に加わる電圧が急激に変
化するためであると考えられる。
【０００９】そこで本明細書で開示する発明は、ＲＩＥ
法によるエッチング開始時および終了時において、被エ
ッチング試料に急激に高電圧が加わることがないような
構成を提供することを課題とする。
法によるエッチング開始時および終了時において、被エ
ッチング試料に急激に高電圧が加わることがないような
構成を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決すしようとする手段】本明細書で開示する
発明の一つは、対向して配置された一対の電極の一方に
配置された試料に対してエッチングを行う方法であっ
て、前記一対の電極の他方に高周波電力を供給する段階
と、次に前記一対の電極の一方に高周波電力を供給する
段階と、次に前記一対の電極の他方への高周波電力の供
給を停止させ、前記一対の電極の一方に高周波電力を供
給しつづけてＲＩＥ法によるエッチングを前記試料に対
して施す段階と、を有することを特徴とする。
発明の一つは、対向して配置された一対の電極の一方に
配置された試料に対してエッチングを行う方法であっ
て、前記一対の電極の他方に高周波電力を供給する段階
と、次に前記一対の電極の一方に高周波電力を供給する
段階と、次に前記一対の電極の他方への高周波電力の供
給を停止させ、前記一対の電極の一方に高周波電力を供
給しつづけてＲＩＥ法によるエッチングを前記試料に対
して施す段階と、を有することを特徴とする。
【００１１】他の発明の構成は、対向して配置された一
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極の他方に高周波電力
を供給し、前記一対の電極の一方を直流的に接地電位と
した状態で高周波放電を行う段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給する段階と、次に前記一対
の電極の他方への高周波電力の供給を停止させ、前記一
対の電極の他方を直流的に接地電位とした状態で高周波
放電を行いＲＩＥ法によるエッチングを前記試料に対し
て施す段階と、を有することを特徴とする。
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極の他方に高周波電力
を供給し、前記一対の電極の一方を直流的に接地電位と
した状態で高周波放電を行う段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給する段階と、次に前記一対
の電極の他方への高周波電力の供給を停止させ、前記一
対の電極の他方を直流的に接地電位とした状態で高周波
放電を行いＲＩＥ法によるエッチングを前記試料に対し
て施す段階と、を有することを特徴とする。
【００１２】他の発明の構成は、対向して配置された一
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極にそれぞれ高周波電
力を供給する段階と、次に前記一対の電極の他方への高
周波電力の供給を停止させる段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給しつづけてＲＩＥ法による
エッチングを前記試料に対して施す段階と、を有するこ
とを特徴とする。
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極にそれぞれ高周波電
力を供給する段階と、次に前記一対の電極の他方への高
周波電力の供給を停止させる段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給しつづけてＲＩＥ法による
エッチングを前記試料に対して施す段階と、を有するこ
とを特徴とする。
【００１３】他の発明の構成は、対向して配置された一
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極にそれぞれ高周波電
力を供給する段階と、次に前記一対の電極の他方への高
周波電力の供給を停止させる段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給しつづけ前記一対の電極の
他方を接地電位としてＲＩＥ法によるエッチングを前記
試料に対して施す段階と、を有することを特徴とする。
対の電極の一方に配置された試料に対してエッチングを
行う方法であって、前記一対の電極にそれぞれ高周波電
力を供給する段階と、次に前記一対の電極の他方への高
周波電力の供給を停止させる段階と、次に前記一対の電
極の一方に高周波電力を供給しつづけ前記一対の電極の
他方を接地電位としてＲＩＥ法によるエッチングを前記
試料に対して施す段階と、を有することを特徴とする。
【００１４】上記それぞれの構成において、高周波電力
の供給および／または停止は連続的に行うことができ
る。即ち、高周波電力の供給に際して、その出力を徐々
に増加させる方法を採用してもよい。また、高周波電力
の出力を徐々に減ずることで、その供給を最終的に停止
させる方法を採用してもよい。
の供給および／または停止は連続的に行うことができ
る。即ち、高周波電力の供給に際して、その出力を徐々
に増加させる方法を採用してもよい。また、高周波電力
の出力を徐々に減ずることで、その供給を最終的に停止
させる方法を採用してもよい。
【００１５】また、上記それぞれの構成において、高周
波電力の供給および／または停止を段階的に行うことが
できる。即ち、高周波電力の供給に際して、その出力を
段階的に増加させる方法を採用してもよい。また、高周
波電力の出力を徐々に減ずることで、その供給を最終的
に停止させる方法を採用してもよい。
波電力の供給および／または停止を段階的に行うことが
できる。即ち、高周波電力の供給に際して、その出力を
段階的に増加させる方法を採用してもよい。また、高周
波電力の出力を徐々に減ずることで、その供給を最終的
に停止させる方法を採用してもよい。
【００１６】他の発明の構成は、対向して配置された１
対の電極と、前記１対の電極のそれぞれに配置された高
周波電源と、を有し、前記一対の電極のそれぞれはイン
ダクタンスを介して接地されていることを特徴とする。
対の電極と、前記１対の電極のそれぞれに配置された高
周波電源と、を有し、前記一対の電極のそれぞれはイン
ダクタンスを介して接地されていることを特徴とする。
【００１７】上記構成の具体的な構成例を図１（Ａ）に
示す。図１（Ａ）に示す構成においては、一対の電極１
０４と１０２のそれぞれに高周波電源１０１と１１０と
が配置されている。そして、それぞれの電極はコイル
（インダクタンス）１０３と１０７を介して接地されて
いる。
示す。図１（Ａ）に示す構成においては、一対の電極１
０４と１０２のそれぞれに高周波電源１０１と１１０と
が配置されている。そして、それぞれの電極はコイル
（インダクタンス）１０３と１０７を介して接地されて
いる。
【００１８】ここで、高周波電源としては、必要とする
出力を有するものを選択することができる。またその発
振周波数は、一般に１３．５６ＭＨｚが利用される。し
かし、安定した放電が起こせる範囲の周波数から任意に
選択することができる。一般には数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ
の範囲から選択することができる。
出力を有するものを選択することができる。またその発
振周波数は、一般に１３．５６ＭＨｚが利用される。し
かし、安定した放電が起こせる範囲の周波数から任意に
選択することができる。一般には数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ
の範囲から選択することができる。
【００１９】インダクタンスは、コイルでなくても所定
の周波数以上に対して高インピーダンンスを有するもの
であれば用いることができる。このインダクタンスに必
要とされるのは、高周波電源から供給される高周波を十
分に遮断することができる高周波インピーダンスを有し
ている特性である。従って、そのようなインピーダンス
を有するようにインダクタンスの値を決定する必要があ
る。なおこのインダクタンスを高抵抗体で置き換えるこ
とも可能である。
の周波数以上に対して高インピーダンンスを有するもの
であれば用いることができる。このインダクタンスに必
要とされるのは、高周波電源から供給される高周波を十
分に遮断することができる高周波インピーダンスを有し
ている特性である。従って、そのようなインピーダンス
を有するようにインダクタンスの値を決定する必要があ
る。なおこのインダクタンスを高抵抗体で置き換えるこ
とも可能である。
【００２０】他の発明の構成は、対向して配置された一
対の電極と、前記一対の電極のそれぞれに配置された高
周波電源と、を有し、前記一対の電極のそれぞれは高周
波的に接地電位から遮断され、直流的に接地されている
ことを特徴とする。
対の電極と、前記一対の電極のそれぞれに配置された高
周波電源と、を有し、前記一対の電極のそれぞれは高周
波的に接地電位から遮断され、直流的に接地されている
ことを特徴とする。
【００２１】上記構成の具体的な構成例を図１に示す。
図１に示す構成においては、一対の電極１０４と１０２
のそれぞれに高周波電源１０１と１１０とから供給され
る高周波電力が、コイル１０３と１０７の存在によっ
て、接地レベルに流れ込まない構成となっている。即
ち、電極１０４と１０２とは高周波的に接地電位から遮
断された構成となっている。
図１に示す構成においては、一対の電極１０４と１０２
のそれぞれに高周波電源１０１と１１０とから供給され
る高周波電力が、コイル１０３と１０７の存在によっ
て、接地レベルに流れ込まない構成となっている。即
ち、電極１０４と１０２とは高周波的に接地電位から遮
断された構成となっている。
【００２２】また、電極１０４と１０２とは、コイル１
０３と１０７とによって、直流的には接地された構成と
なっている。
０３と１０７とによって、直流的には接地された構成と
なっている。
【００２３】
【作用】図１（Ｂ）に示すように最初の段階で対向電極
側に自己バイアスが印加される状態とし、（Ｂ）及び
（Ｃ）に示すように順次段階的に自己バイアスが試料を
配置した電極側に印加されるようにする。このようにす
ることで、試料に急激にバイアス電圧が印加されること
を防ぐことができる。そして、被エッチング試料の電気
的な破壊を防ぐことができる。
側に自己バイアスが印加される状態とし、（Ｂ）及び
（Ｃ）に示すように順次段階的に自己バイアスが試料を
配置した電極側に印加されるようにする。このようにす
ることで、試料に急激にバイアス電圧が印加されること
を防ぐことができる。そして、被エッチング試料の電気
的な破壊を防ぐことができる。
【００２４】図１（Ｂ）〜（Ｃ）に示すような状態を実
現するための一例を図１（Ａ）に示す。例えば、まず高
周波電源１０１から対向電極１０４に高周波を印加す
る。この時、高周波電源１１０を動作させない。この状
態では、コイル１０３によって電極１０４は高周波的に
接地されない遮断された状態となる。またコイル１０７
によって電極１０２が直流的に接地された状態となる。
従って、電気的には対向電極１０４が給電電極となり、
試料配置側電極１０２が接地電極となる。すると、電極
１０４と１０２の間に実現される電位勾配は図１（Ｂ）
に示すような状況となる。
現するための一例を図１（Ａ）に示す。例えば、まず高
周波電源１０１から対向電極１０４に高周波を印加す
る。この時、高周波電源１１０を動作させない。この状
態では、コイル１０３によって電極１０４は高周波的に
接地されない遮断された状態となる。またコイル１０７
によって電極１０２が直流的に接地された状態となる。
従って、電気的には対向電極１０４が給電電極となり、
試料配置側電極１０２が接地電極となる。すると、電極
１０４と１０２の間に実現される電位勾配は図１（Ｂ）
に示すような状況となる。
【００２５】次に高周波電源１１０から電極１０２に高
周波電力を供給する。この状態では、コイル１０３と１
０７といよって、両電極ともに高周波的に接地されない
状態となる。そして電極１０４と１０２の両方に高周波
電力が印加された状態となる。従って、両電極間に生じ
る電位勾配は対称のものとなる。即ち図１（Ｃ）に示す
電位勾配の状態が実現される。
周波電力を供給する。この状態では、コイル１０３と１
０７といよって、両電極ともに高周波的に接地されない
状態となる。そして電極１０４と１０２の両方に高周波
電力が印加された状態となる。従って、両電極間に生じ
る電位勾配は対称のものとなる。即ち図１（Ｃ）に示す
電位勾配の状態が実現される。
【００２６】次に高周波電源１０１からの高周波電力の
供給を停止させる。すると電極１０４がコイル１０３に
よって直流的に接地された状態となる。この状態では、
１０２が給電電極となり１０４が接地電極となる。従っ
て、図１（Ｄ）に示すような電位勾配が実現される。こ
の図１（Ｄ）に示す状態は、通常のＲＩＥ法を実現した
状態である。
供給を停止させる。すると電極１０４がコイル１０３に
よって直流的に接地された状態となる。この状態では、
１０２が給電電極となり１０４が接地電極となる。従っ
て、図１（Ｄ）に示すような電位勾配が実現される。こ
の図１（Ｄ）に示す状態は、通常のＲＩＥ法を実現した
状態である。
【００２７】そして、図１（Ｄ）に示す状態を所定の時
間維持することによって、必要とするＲＩＥ法による所
定のエッチングを行う。
間維持することによって、必要とするＲＩＥ法による所
定のエッチングを行う。
【００２８】以上のような動作を行わした場合、被エッ
チング試料１１１を配置した電極１０２側に加わるバイ
アス電圧の値が図１（Ｂ）〜（Ｃ）に示すように段階的
に大きくなる状態とすることができる。従って、急激な
バイアス電圧の印加による不都合を抑制することができ
る。
チング試料１１１を配置した電極１０２側に加わるバイ
アス電圧の値が図１（Ｂ）〜（Ｃ）に示すように段階的
に大きくなる状態とすることができる。従って、急激な
バイアス電圧の印加による不都合を抑制することができ
る。
【００２９】またエッチングの終了時においても上記動
作を逆に行わすことで、被エッチング試料に印加された
電圧の急激な変化を抑制することができる。
作を逆に行わすことで、被エッチング試料に印加された
電圧の急激な変化を抑制することができる。
【００３０】
〔実施例１〕本実施例は、ＲＩＥ法によるエッチングに
おいて、試料にバイアス電圧が急激に印加されないよう
にした構成に関する。図１（Ａ）に本実施例の概略の構
成を示す。図１（Ａ）に示す構成において、電極１０４
は試料が配置されない対向電極あり、例えばステンレス
を材料した平板、またはメッシュ状の構成を有してい
る。
おいて、試料にバイアス電圧が急激に印加されないよう
にした構成に関する。図１（Ａ）に本実施例の概略の構
成を示す。図１（Ａ）に示す構成において、電極１０４
は試料が配置されない対向電極あり、例えばステンレス
を材料した平板、またはメッシュ状の構成を有してい
る。
【００３１】電極１０４には、１３．５６ＭＨｚの高周
波電力が高周波電源１０１より印加される。電極１０４
に供給される高周波電力の値は、被エッチング材料やエ
ッチングガス、さらにエッチング条件に合わせて適時設
定される。
波電力が高周波電源１０１より印加される。電極１０４
に供給される高周波電力の値は、被エッチング材料やエ
ッチングガス、さらにエッチング条件に合わせて適時設
定される。
【００３２】１０５は直流成分が電極１０４に流れ込ん
だり、逆に高周波電源１０１に直流成分が加わらないに
するめのブロッキングコンデンサーである。１０３は適
当な抵抗値およびインダクタンス値を有したコイルで構
成される。このコイル１０３は、高周波的に高周波電源
からの高周波を接地レベルに流さない値となるようにそ
のインダクタンス値が決定される。またこのコイル１０
３は直流的に電極１０４を接地電位に維持する機能を有
している。
だり、逆に高周波電源１０１に直流成分が加わらないに
するめのブロッキングコンデンサーである。１０３は適
当な抵抗値およびインダクタンス値を有したコイルで構
成される。このコイル１０３は、高周波的に高周波電源
からの高周波を接地レベルに流さない値となるようにそ
のインダクタンス値が決定される。またこのコイル１０
３は直流的に電極１０４を接地電位に維持する機能を有
している。
【００３３】また１０２はエッチングされるべき試料１
１１が配置される電極であり、電極１０４と同じ材質お
よび寸法を有している。試料１１１としては、作製工程
途中の薄膜トランジスタ、シリコンウエハー、その他垂
直異方性のエッチングを必要とするものを用いることが
できる。
１１が配置される電極であり、電極１０４と同じ材質お
よび寸法を有している。試料１１１としては、作製工程
途中の薄膜トランジスタ、シリコンウエハー、その他垂
直異方性のエッチングを必要とするものを用いることが
できる。
【００３４】１０７は１０３と同じインダクタンスと抵
抗値を有したコイルである。このコイル１０７は、高周
波電源１１０からの高周波が接地レベルに流れ込まない
ようにするめに機能する。１０９は１０５と同じ機能を
有するブロッキングコンデンサーである。
抗値を有したコイルである。このコイル１０７は、高周
波電源１１０からの高周波が接地レベルに流れ込まない
ようにするめに機能する。１０９は１０５と同じ機能を
有するブロッキングコンデンサーである。
【００３５】図１には電気的な構成の概略が示されてい
るだけであるが、他に必要とするエッチングガスや希釈
ガスを導入するための手段、さらに不要な気体を排気
し、必要とする圧力を維持するための排気手段が設けら
れる。また、高周波電源と電極との間でインピーダース
マッチングを得るためにマッチング手段が配置される。
るだけであるが、他に必要とするエッチングガスや希釈
ガスを導入するための手段、さらに不要な気体を排気
し、必要とする圧力を維持するための排気手段が設けら
れる。また、高周波電源と電極との間でインピーダース
マッチングを得るためにマッチング手段が配置される。
【００３６】また図１（Ａ）に示す構成においては、高
周波電源１０１と１１０、ブロッキングコンデンサー１
０５と１０９、コイル１０３と１０７、電極１０４と１
０２をそれぞれ対になる同じものとしている。しかし、
これらは必ずしも同一のものとする必要はない。
周波電源１０１と１１０、ブロッキングコンデンサー１
０５と１０９、コイル１０３と１０７、電極１０４と１
０２をそれぞれ対になる同じものとしている。しかし、
これらは必ずしも同一のものとする必要はない。
【００３７】例えば、高周波電源１０１と１１０の周波
数を異ならせたり、その位相を異ならせたり、電極１０
４と１０２の寸法や材質を異ならせてもよい。
数を異ならせたり、その位相を異ならせたり、電極１０
４と１０２の寸法や材質を異ならせてもよい。
【００３８】以下に図１（Ａ）に示すエッチング装置を
用いて酸化珪素膜をエッチングする場合の動作例を示
す。図２（Ａ）に示すように、まずガラス基板２０１上
に結晶性珪素膜でなる活性層２０２を形成する。さらに
それを覆ってゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜２０３を成
膜する。さらにアルミニウムやタングステンシリサイ
ド、さらには一導電型を有する結晶性珪素でもってゲイ
ト電極２０４を形成する。
用いて酸化珪素膜をエッチングする場合の動作例を示
す。図２（Ａ）に示すように、まずガラス基板２０１上
に結晶性珪素膜でなる活性層２０２を形成する。さらに
それを覆ってゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜２０３を成
膜する。さらにアルミニウムやタングステンシリサイ
ド、さらには一導電型を有する結晶性珪素でもってゲイ
ト電極２０４を形成する。
【００３９】この図２（Ａ）に示す状態で、図１（Ａ）
に示す装置を用いて露呈した酸化珪素膜２０３をエッチ
ング除去する。ここでは、ＣＦ4 とＯ2 との混合ガスを
エッチングガスとして用いる。
に示す装置を用いて露呈した酸化珪素膜２０３をエッチ
ング除去する。ここでは、ＣＦ4 とＯ2 との混合ガスを
エッチングガスとして用いる。
【００４０】エッチングは、まず所定に雰囲気および圧
力として状態において、電極１０４に高周波電力を印加
する。この時、電極１０２には高周波電力を印加しな
い。この状態では、図１（Ｂ）に示すように電極１０４
に負のバイアス電圧が印加されることになる。一方、電
極１０２に配置された図２（Ａ）に示す状態を有する試
料１１１には、ほとんどバイアス電圧は印加されない。
ここではこの状態を１秒間維持する。
力として状態において、電極１０４に高周波電力を印加
する。この時、電極１０２には高周波電力を印加しな
い。この状態では、図１（Ｂ）に示すように電極１０４
に負のバイアス電圧が印加されることになる。一方、電
極１０２に配置された図２（Ａ）に示す状態を有する試
料１１１には、ほとんどバイアス電圧は印加されない。
ここではこの状態を１秒間維持する。
【００４１】次に高周波電源１０１から電極１０４に高
周波電力を供給した状態で高周波電源１１０から電極１
０２に高周波電力を供給する。この高周波電源１１０か
ら電極１０２に供給される高周波の周波数と出力は、高
周波電源１０１から電極１０４に供給されるものと同一
とする。そしてこの状態を１秒間維持する。
周波電力を供給した状態で高周波電源１１０から電極１
０２に高周波電力を供給する。この高周波電源１１０か
ら電極１０２に供給される高周波の周波数と出力は、高
周波電源１０１から電極１０４に供給されるものと同一
とする。そしてこの状態を１秒間維持する。
【００４２】この２つの高周波電源１０１と１１０とか
ら高周波電力が供給された状態においては、図１（Ｃ）
に示すような電位勾配が両電極間において実現される。
即ち、試料にバイアス電圧が少し印加された状態が実現
される。
ら高周波電力が供給された状態においては、図１（Ｃ）
に示すような電位勾配が両電極間において実現される。
即ち、試料にバイアス電圧が少し印加された状態が実現
される。
【００４３】次に高周波電源１０１から電極１０４に供
給される電力を停止させる。すると電極１０４が直流的
に接地された状態となる。そして、図１（Ｄ）に示すよ
うな電位勾配が両電極間に生じることになる。即ち電極
１０２に深い負のバイアス電位が印加されることとな
る。
給される電力を停止させる。すると電極１０４が直流的
に接地された状態となる。そして、図１（Ｄ）に示すよ
うな電位勾配が両電極間に生じることになる。即ち電極
１０２に深い負のバイアス電位が印加されることとな
る。
【００４４】そして、必要とする時間でもってＲＩＥ法
によるエッチングが行われる。この結果、露呈した酸化
珪素膜２０３が除去されて図２（Ｂ）に示すような状態
を得る。
によるエッチングが行われる。この結果、露呈した酸化
珪素膜２０３が除去されて図２（Ｂ）に示すような状態
を得る。
【００４５】エッチングの終了後、高周波電源１０１か
ら、高周波電源１１０から電極１０２に供給される電力
と同じ値の電力を電極１０４に供給する。この結果、図
１（Ｄ）に示す状態から図１（Ｃ）に示す状態を得る。
ら、高周波電源１１０から電極１０２に供給される電力
と同じ値の電力を電極１０４に供給する。この結果、図
１（Ｄ）に示す状態から図１（Ｃ）に示す状態を得る。
【００４６】次に高周波電源１１０を停止させる。その
結果、図１（Ｃ）に示す状態から図１（Ｂ）に示す状態
を得ることができる。
結果、図１（Ｃ）に示す状態から図１（Ｂ）に示す状態
を得ることができる。
【００４７】以上のような動作をさせた場合、電極１０
２に加わるバイアス電圧値は、エッチング開始時におい
て２段階で大きくなる。またエッチング終了時に２段階
で小さくなる。従って、急激な電圧印加に従うゲイト絶
縁膜２０３の電気的な破壊を抑制することができる。
２に加わるバイアス電圧値は、エッチング開始時におい
て２段階で大きくなる。またエッチング終了時に２段階
で小さくなる。従って、急激な電圧印加に従うゲイト絶
縁膜２０３の電気的な破壊を抑制することができる。
【００４８】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示し
た構成に加えて、さらに高周波電源から電極に加えられ
る電力値を変化させた場合の例である。エッチングの開
始時において、まず高周波電源１０１から所定の電力を
電極１０４に供給する。この状態を所定の時間保った
後、高周波電源１１０から高周波電源１０１から印加さ
れている電力の１０％の電力を電極１０２に供給する。
そして所定の速度でこの電力を１００％に増加させる。
た構成に加えて、さらに高周波電源から電極に加えられ
る電力値を変化させた場合の例である。エッチングの開
始時において、まず高周波電源１０１から所定の電力を
電極１０４に供給する。この状態を所定の時間保った
後、高周波電源１１０から高周波電源１０１から印加さ
れている電力の１０％の電力を電極１０２に供給する。
そして所定の速度でこの電力を１００％に増加させる。
【００４９】次に高周波電源１０１から電極１０４に供
給されている電力値を所定の値の１０％まで所定の速度
で減ずる。そして高周波電源１０１からの電力の供給を
停止させる。
給されている電力値を所定の値の１０％まで所定の速度
で減ずる。そして高周波電源１０１からの電力の供給を
停止させる。
【００５０】この結果、試料１１１に深い負のバイアス
が印加された状態となり、ＲＩＥ法によるエッチングが
進行する。
が印加された状態となり、ＲＩＥ法によるエッチングが
進行する。
【００５１】エッチングが終了したら、高周波電源１０
１の出力を高周波電源１１０からの供給値の１０％と
し、さらに所定の速度で増加させる。そして両高周波電
源からの供給電力値が同じとなったところで、高周波電
源１１０の出力を所定の速度でもって、１０％まで減ず
る。
１の出力を高周波電源１１０からの供給値の１０％と
し、さらに所定の速度で増加させる。そして両高周波電
源からの供給電力値が同じとなったところで、高周波電
源１１０の出力を所定の速度でもって、１０％まで減ず
る。
【００５２】その後、高周波電源１０１からの電力の供
給を停止させる。この状態で試料にはバイアス電圧がほ
とんど加わらない状態となる。
給を停止させる。この状態で試料にはバイアス電圧がほ
とんど加わらない状態となる。
【００５３】本実施例のような構成とした場合、エッチ
ング開始時において、徐々にバイアス電圧が印加されて
いく状態とできる。またエッチング終了時において、徐
々に印加されるバイアス電圧を小さくしていく状態とで
きる。
ング開始時において、徐々にバイアス電圧が印加されて
いく状態とできる。またエッチング終了時において、徐
々に印加されるバイアス電圧を小さくしていく状態とで
きる。
【００５４】〔実施例３〕本実施例は、図１（Ｃ）に示
す状態から図１（Ｄ）に示す状態へと移行してエッチン
グ処理行うことを特徴とする。またエッチング処理の終
了後は、図１（Ｄ）に示す状態から図１（Ｃ）に示す状
態へと移行させることを特徴とする。
す状態から図１（Ｄ）に示す状態へと移行してエッチン
グ処理行うことを特徴とする。またエッチング処理の終
了後は、図１（Ｄ）に示す状態から図１（Ｃ）に示す状
態へと移行させることを特徴とする。
【００５５】本実施例では、まず所定の反応圧力の雰囲
気とした状態において、１０１と１１０の高周波電源を
同時に動作させる。すると図１（Ｃ）に示す電位勾配が
電極１０４と電極１０２との間で実現される。この状態
においては、試料１１１に印加されるバイアス電圧は０
でなないが、低いものとなる。
気とした状態において、１０１と１１０の高周波電源を
同時に動作させる。すると図１（Ｃ）に示す電位勾配が
電極１０４と電極１０２との間で実現される。この状態
においては、試料１１１に印加されるバイアス電圧は０
でなないが、低いものとなる。
【００５６】そして、高周波電源１０１からの電力の供
給を停止させる。この結果、図１（Ｄ）に示す状態を得
る。そしてＲＩＥ法による所定のプラズマ異方性エッチ
ングを行う。
給を停止させる。この結果、図１（Ｄ）に示す状態を得
る。そしてＲＩＥ法による所定のプラズマ異方性エッチ
ングを行う。
【００５７】エッチングの終了後、高周波電源１０１か
ら高周波電力を電極１０４に供給する。この高周波電力
の大きさは、高周波電源１１０から電極１０２に供給さ
れる電力値と同じとする。こうして図１（Ｃ）に状態を
得る。さらに高周波電源１０１と１１０からの電力の供
給を停止させることで、エッチング工程が終了する。
ら高周波電力を電極１０４に供給する。この高周波電力
の大きさは、高周波電源１１０から電極１０２に供給さ
れる電力値と同じとする。こうして図１（Ｃ）に状態を
得る。さらに高周波電源１０１と１１０からの電力の供
給を停止させることで、エッチング工程が終了する。
【００５８】このような構成とした場合、エッチングの
開始時及び修了時において試料に加わるバイアス電圧の
変化を段階的なものとできる。従って、試料に加わるバ
イアス電圧の急激な変化による不都合を抑制することが
できる。
開始時及び修了時において試料に加わるバイアス電圧の
変化を段階的なものとできる。従って、試料に加わるバ
イアス電圧の急激な変化による不都合を抑制することが
できる。
【００５９】〔実施例４〕図３に本実施例の概略の構成
を示す。図３に示す構成においては、気密性を保持でき
る減圧チャンバー３０１内に一対の電極３０２と３０３
とが配置され、一方の電極３０３上には、被エッチング
試料３０４が配置された状態が示されている。図３に示
す構成においては、真空チャンバー及び電極はステンレ
スで構成されている。
を示す。図３に示す構成においては、気密性を保持でき
る減圧チャンバー３０１内に一対の電極３０２と３０３
とが配置され、一方の電極３０３上には、被エッチング
試料３０４が配置された状態が示されている。図３に示
す構成においては、真空チャンバー及び電極はステンレ
スで構成されている。
【００６０】電極３０２には１３．５６ＭＨｚの高周波
電力を供給できる高周波電源３０７がブロッキングコン
デンサー３０６を介して接続されている。また高周波電
源３０７からの出力はコイル３０５によって接地されて
いる。このコイル３０５によって、高周波電源３０７か
らの高周波は、接地電位に流れ込まないようになってい
る。また、このコイルによって、高周波電源を停止した
場合には、電極３０２が直流的に接地される構成となっ
ている。
電力を供給できる高周波電源３０７がブロッキングコン
デンサー３０６を介して接続されている。また高周波電
源３０７からの出力はコイル３０５によって接地されて
いる。このコイル３０５によって、高周波電源３０７か
らの高周波は、接地電位に流れ込まないようになってい
る。また、このコイルによって、高周波電源を停止した
場合には、電極３０２が直流的に接地される構成となっ
ている。
【００６１】一方、電極３０３上には被エッチング試料
が配置されている。また電極３０３は高周波電源３１０
から１３．５６ＭＨｚの高周波電力がブロッキングコン
デンサー３０９を介して供給される。またコイル３１１
によって、電極３０３は高周波的には接地電位から絶縁
され、直流的には接地された状態となっている。
が配置されている。また電極３０３は高周波電源３１０
から１３．５６ＭＨｚの高周波電力がブロッキングコン
デンサー３０９を介して供給される。またコイル３１１
によって、電極３０３は高周波的には接地電位から絶縁
され、直流的には接地された状態となっている。
【００６２】３０８はガス供給系であり、必要とするエ
ッチングガスや希釈ガスがここから導入される。また３
１２は排気ポンプであり、必要とする圧力に減圧チャン
バー３０１内を保持する機能を有している。
ッチングガスや希釈ガスがここから導入される。また３
１２は排気ポンプであり、必要とする圧力に減圧チャン
バー３０１内を保持する機能を有している。
【００６３】図３に示すエッチング装置を動作させる具
体的な例を以下に示す。まず電極３０２に高周波電源３
０７から高周波電力を加える。次に電極３０３に高周波
電源３１０から高周波電力が供給される。次に高周波電
源３０７から電極３０２に供給されていた高周波電力を
遮断する。そして、試料３０４に対するＲＩＥ法による
エッチングを行う。
体的な例を以下に示す。まず電極３０２に高周波電源３
０７から高周波電力を加える。次に電極３０３に高周波
電源３１０から高周波電力が供給される。次に高周波電
源３０７から電極３０２に供給されていた高周波電力を
遮断する。そして、試料３０４に対するＲＩＥ法による
エッチングを行う。
【００６４】
【発明の効果】ＲＩＥ法を用いたエッチングにおいて、
最初に試料が配置されていない側の電極に電力を供給
し、さらに試料が配置された電極に電力を供給し、最後
に試料が配置されていない側の電極への電力の供給を停
止させることで、試料に対してバイアス電圧が段階的に
印加される状態とすることができる。そして、試料への
急激なバイアス電圧の印加による障害を回避することが
できる。
最初に試料が配置されていない側の電極に電力を供給
し、さらに試料が配置された電極に電力を供給し、最後
に試料が配置されていない側の電極への電力の供給を停
止させることで、試料に対してバイアス電圧が段階的に
印加される状態とすることができる。そして、試料への
急激なバイアス電圧の印加による障害を回避することが
できる。
【００６５】またこの逆の動作を行わすことで、試料に
加わる急激なバイアス電圧の変化に従う障害を回避する
ことができる。
加わる急激なバイアス電圧の変化に従う障害を回避する
ことができる。
【図１】 実施例のプラズマエッチング装置の概要を
示す。
示す。
【図２】 プラズマエッチング工程を利用した薄膜ト
ランジスタの作製工程を示す。
ランジスタの作製工程を示す。
【図３】 実施例のプラズマエッチング装置の概要を
示す。
示す。
【図４】 従来より公知のＲＩＥ法を用いたエッチン
グ装置の概要を示す。
グ装置の概要を示す。
１０１、１１０ 高周波電
源 １０５、１０９ ブロッキ
ングコンデンサー １０４、１０２ 電極 １０３、１０７ コイル
（インダクタンス） １１１ 被エッチ
ング材料 ２０１ ガラス基
板 ２０２ 結晶性珪
素膜でなる活性層 ２０３ ゲイト絶
縁膜 ２０４ ゲイト電
極 ２０５ 残存した
ゲイト絶縁膜 ３０１ 減圧チャ
ンバー ３０２、３０３ 電極 ３０４ 被エッチ
ング試料 ３０５、３１１ コイル ３０６、３０９ ブロッキ
ングコンデンサー ３０７、３１０ 高周波電
源 ３０８ ガス導入
系 ３１２ ガス排気
系 ４０１ 匡体（接
地された対向電極） ４０２ 給電電極 ４０３ 被エッチ
ング試料 ４０４ 高周波電
源
源 １０５、１０９ ブロッキ
ングコンデンサー １０４、１０２ 電極 １０３、１０７ コイル
（インダクタンス） １１１ 被エッチ
ング材料 ２０１ ガラス基
板 ２０２ 結晶性珪
素膜でなる活性層 ２０３ ゲイト絶
縁膜 ２０４ ゲイト電
極 ２０５ 残存した
ゲイト絶縁膜 ３０１ 減圧チャ
ンバー ３０２、３０３ 電極 ３０４ 被エッチ
ング試料 ３０５、３１１ コイル ３０６、３０９ ブロッキ
ングコンデンサー ３０７、３１０ 高周波電
源 ３０８ ガス導入
系 ３１２ ガス排気
系 ４０１ 匡体（接
地された対向電極） ４０２ 給電電極 ４０３ 被エッチ
ング試料 ４０４ 高周波電
源
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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
Claims (5)
- 【請求項１】対向して配置された第１の電極及び第２の
電極でなる一対の電極と、前記第１の電極に第１のブロ
ッキングコンデンサーを介して高周波電力を供給する第
１の高周波電源と、前記第２の電極に第２のブロッキン
グコンデンサーを介して高周波電力を供給する第２の高
周波電源と、を有する装置を用いて、前記第１の電極に
配置された試料に対してリアクティブイオンエッチング
法によってエッチングを行う方法であって、前 記第１の電極および前記第２の電極に高周波電力を同
時に供給することによって、前記エッチングを開始した
後、前記第２の電極への高周波電力の供給を停止するこ
とによって、前記試料に対するエッチングを継続するこ
とを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】対向して配置された第１の電極及び第２の
電極でなる一対の電極と、前記第１の電極に第１のブロ
ッキングコンデンサーを介して高周波電力を供給する第
１の高周波電源と、前記第２の電極に第２のブロッキン
グコンデンサーを介して高周波電力を供給する第２の高
周波電源と、を有する装置を用いて、前記第１の電極に
配置された試料に対してリアクティブイオンエッチング
法によってエッチングを行う方法であって、 前記第１の電極のみに高周波電力を供給することによっ
て、前記試料に対するエッチングを行い、 前記エッチングを終了するときに、前記第２の電極への
高周波電力の供給を開始することによって前記第１の電
極と共に前記第２の電極に高周波電力を供給した後、前
記第１の電極および前記第２の電極への高周波電力の供
給を同時に停止することによって、前記試料に対するエ
ッチングを終了することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項３】対向して配置された第１の電極及び第２の
電極でなる一対の電極と、前記第１の電極に第１のブロ
ッキングコンデンサーを介して高周波電力を供給する第
１の高周波電源と、前記第２の電極に第２のブロッキン
グコンデンサーを介して高周波電力を供給する第２の高
周波電源と、を有する装置を用いて、前記第１の電極に
配置された試料に対してリアクティブイオンエッチング
法によってエッチングを行う方法であって、前 記第１の電極および前記第２の電極に高周波電力を同
時に供給することによって、前記エッチングを開始した
後、前記第２の電極への高周波電力の供給を停止するこ
とによって、前記試料に対するエッチングを継続し、 前 記エッチングを終了するときに、前記第２の電極への
高周波電力の供給を開始することによって前記第１の電
極と共に前記第２の電極に高周波電力を供給した後、前
記第１の電極および前記第２の電極への高周波電力の供
給を同時に停止することによって、前記試料に対するエ
ッチングを終了することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項４】請求項１または３において、前記第２の電
極への高周波電力の供給を連続的または段階的に減少さ
せて停止することによって、前記試料に対するエッチン
グを継続することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項５】請求項２または３において、前記エッチン
グを終了するときに、前記第２の電極への高周波電力の
供給を連続的または段階的に増加させて開始することを
特徴とするエッチング方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21290695A JP3535276B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | エッチング方法 |
| TW085109093A TW299466B (ja) | 1995-07-28 | 1996-07-25 | |
| KR1019960030783A KR100305134B1 (ko) | 1995-07-28 | 1996-07-27 | 에칭방법 |
| US08/687,968 US5861103A (en) | 1995-07-28 | 1996-07-29 | Etching method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21290695A JP3535276B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945672A JPH0945672A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3535276B2 true JP3535276B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=16630248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21290695A Expired - Fee Related JP3535276B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | エッチング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5861103A (ja) |
| JP (1) | JP3535276B2 (ja) |
| KR (1) | KR100305134B1 (ja) |
| TW (1) | TW299466B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100463910B1 (ko) * | 1997-04-16 | 2005-04-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치의제조설비에공급되는공정요소의공급방법 |
| JP2001035808A (ja) | 1999-07-22 | 2001-02-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 配線およびその作製方法、この配線を備えた半導体装置、ドライエッチング方法 |
| US6623652B1 (en) | 2000-06-14 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Reactive ion etching of the lapped trailing edge surface of a slider |
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