JPH04357829A - Method and apparatus for dry etching - Google Patents

Method and apparatus for dry etching

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Publication number
JPH04357829A
JPH04357829A JP13262791A JP13262791A JPH04357829A JP H04357829 A JPH04357829 A JP H04357829A JP 13262791 A JP13262791 A JP 13262791A JP 13262791 A JP13262791 A JP 13262791A JP H04357829 A JPH04357829 A JP H04357829A
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JP
Japan
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substrate
cathode
dry etching
potential
plasma
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Application number
JP13262791A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsuhiro Yamano
敦浩 山野
Masabumi Kubota
正文 久保田
Noboru Nomura
登 野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment 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
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching

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Abstract

PURPOSE:To prevent an insulation breakdown of a gate oxide film in a dry etching. CONSTITUTION:A dry etching apparatus having a chamber 1 including an etching gas supply port 2 and an etching gas discharge port 3, comprises an anode 4 and a cathode 5 provided in the chamber 1 in such a manner that the anode 4 is grounded, a low pass filter 10 and a DC variable power source 11 connected as a negative bias in parallel with a blocking capacitor 7 and an RF power source 8 in the cathode 5. Flow of an electron current to the cathode is suppressed by the negative bias of the cathode by the DC variable power source, and an insulation breakdown of a gate oxide film is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、直流可変電源を用いた
ドライエッチング方法およびドライエッチング装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching method and dry etching apparatus using a DC variable power source.

【0002】0002

【従来の技術】半導体集積回路の高密度化には、トラン
ジスタや配線などの寸法幅が大きな役割を担っている。 寸法縮小によって1μm以下の微細パターンが実用化さ
れつつあるが、こうした微細パターンの実現に際しては
、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術の2
つの技術の進展に負うところが大きい。
2. Description of the Related Art In increasing the density of semiconductor integrated circuits, the dimensional width of transistors, wiring, etc. plays a major role. Due to size reduction, fine patterns of 1 μm or less are being put into practical use, but in order to realize such fine patterns, two techniques are required: photolithography technology and dry etching technology.
This is largely due to advances in technology.

【0003】ドライエッチング法は、適当なガスに高周
波(RF)電源を加えることによって生成される反応性
プラズマやラジカル中に、被エッチング材料を置くとエ
ッチングされるという現象を利用するもので、微細パタ
ーンを形成するためには通常フォトレジストパターンを
マスク材料として用いる。図5は従来のドライエッチン
グ装置(RIE)を示した構成図である。1は金属製チ
ャンバーであり、この中に供給口2を通して反応性ガス
が供給される。また、排出口3を通してガスが排出され
るので、チャンバー内は適当な圧力(数100mTor
r)に制御されている。チャンバーの上部及び下部には
、それぞれアノード(陽極)4及びカソード(陰極)5
がある。カソード5上には、レジストパターンを付けた
被エッチング材料6が置かれる。更にカソード5にはブ
ロッキングコンデンサ7を介してRF電源8が接続され
、ガス中に電力が供給される。以上のように構成された
ドライエッチング装置について以下動作を説明する。
The dry etching method utilizes the phenomenon that the material to be etched is etched when placed in reactive plasma or radicals generated by applying radio frequency (RF) power to a suitable gas. To form the pattern, a photoresist pattern is usually used as a mask material. FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional dry etching apparatus (RIE). Reference numeral 1 denotes a metal chamber into which a reactive gas is supplied through a supply port 2. In addition, since the gas is exhausted through the exhaust port 3, the inside of the chamber is maintained at an appropriate pressure (several 100 mTorr).
r). An anode (anode) 4 and a cathode (cathode) 5 are located at the top and bottom of the chamber, respectively.
There is. A material to be etched 6 with a resist pattern is placed on the cathode 5 . Further, an RF power source 8 is connected to the cathode 5 via a blocking capacitor 7, and power is supplied to the gas. The operation of the dry etching apparatus configured as above will be described below.

【0004】チャンバー内の反応性ガスにRF電源を印
加すると、図6(a)に示すようにアノード4とカソー
ド5間にグロー放電が生じ、電子とイオンが生成されて
プラズマが発生する。その際、グロー放電が接する電極
面積はカソード5上に試料が載っているためアノード4
の方が大きくなり、同時にプラズマ中の電子とイオンは
、前者の移動度が後者のそれより圧倒的に大きいために
カソード5に電子が流れ込み、ブロッキングコンデンサ
7によりカソード5が負にバイアスされる。このバイア
スを自己バイアス電圧Vdcという。この状態でのプラ
ズマ中における電位分布を図6(b)に示す。プラズマ
は図6(b)に示すように、電位が一定であるバルク領
域と電極付近で急激に電位が変化するシース領域に分け
られ、イオンは主にバルク領域で生成される。バルク領
域で生成されたイオンは、バルク・シース境界9からシ
ース領域に入射し、シース領域の負電圧により加速され
て被エッチング材料6を衝撃してエッチング反応を生じ
、方向性の強い、いわゆる異方性エッチングが得られる
When an RF power source is applied to the reactive gas in the chamber, a glow discharge occurs between the anode 4 and the cathode 5, as shown in FIG. 6(a), and electrons and ions are generated to generate plasma. At that time, the electrode area in contact with the glow discharge is the anode 4 because the sample is placed on the cathode 5.
becomes larger, and at the same time, the mobility of the former electrons and ions in the plasma is overwhelmingly greater than that of the latter, so electrons flow into the cathode 5, and the blocking capacitor 7 biases the cathode 5 negatively. This bias is called a self-bias voltage Vdc. The potential distribution in the plasma in this state is shown in FIG. 6(b). As shown in FIG. 6(b), the plasma is divided into a bulk region where the potential is constant and a sheath region where the potential changes rapidly near the electrode, and ions are mainly generated in the bulk region. The ions generated in the bulk region enter the sheath region from the bulk-sheath boundary 9, are accelerated by the negative voltage in the sheath region, and impact the material to be etched 6 to cause an etching reaction, resulting in an etching reaction with strong directionality, so-called heterogeneity. Directional etching is obtained.

【0005】カソード5に負の自己バイアス電圧が印加
される様子を説明する。前述のように放電で生じる電子
とイオンの移動度は前者が大きいために、一般に電流電
圧特性はリーク電流の多い整流器に似た特性になる。そ
こでまず始めにRF信号がカソード5に印加されると、
RF信号の正の半周期で移動度の大きい電子が正電位の
カソード5に向かって大きく流れ込むが、一方、次の半
周期で負電位になったカソード5には移動度の小さいイ
オンはわずかしか流れ込まず、電子とイオンの数は非平
衡になる。従って、カソード5には電子の空間電荷を生
じて電子を跳ね返し、カソード5に負の自己バイアス電
圧を発生して過剰電子を減少させる。このようにして数
周期後、始めのイオンの数に等しい電子の数しか生ぜず
、時間平均で正味の電流は0になるようにカソード5は
負にバイアス電位を生じ定常に達する。この電位を自己
バイアスと呼ぶ。一方、プラズマの中では電子が外へ拡
散するために不足気味になり、わずかに正の電位になる
。この電位をプラズマ電位(Vp)と呼んでいる。この
状態におけるカソード電位の時間変化は図7のようにな
る。図7に示すように接地電位+Vpより正の周期に電
子が流れ、それより負の周期にイオンが流れる。イオン
しか流れない時間が長いのでカソード5上にはほとんど
イオンだけからなるシースが生じプラズマのバルクに対
して暗部が観測される。
The manner in which a negative self-bias voltage is applied to the cathode 5 will be explained. As mentioned above, the mobility of electrons and ions generated by discharge is large, so the current-voltage characteristics generally resemble those of a rectifier with a large leakage current. Therefore, when an RF signal is first applied to the cathode 5,
During the positive half cycle of the RF signal, electrons with high mobility flow largely toward the cathode 5, which has a positive potential, but on the other hand, in the next half cycle, only a few ions with low mobility flow into the cathode 5, which has a negative potential. There is no flow, and the number of electrons and ions becomes non-equilibrium. Therefore, a space charge of electrons is generated in the cathode 5 to bounce the electrons, and a negative self-bias voltage is generated in the cathode 5 to reduce excess electrons. In this way, after several cycles, the cathode 5 reaches a negative bias potential so that only a number of electrons equal to the initial number of ions are produced, and the time averaged net current becomes zero, and a steady state is reached. This potential is called self-bias. On the other hand, in the plasma, electrons diffuse outward, resulting in a shortage, resulting in a slightly positive potential. This potential is called a plasma potential (Vp). The time change of the cathode potential in this state is as shown in FIG. As shown in FIG. 7, electrons flow in a period more positive than the ground potential +Vp, and ions flow in a period more negative than that. Since there is a long period of time in which only ions flow, a sheath consisting almost exclusively of ions is formed on the cathode 5, and a dark region is observed relative to the bulk of the plasma.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】最近、半導体の集積度
が増すにつれて微細加工技術が必要となりつつある。し
かしながら、寸法縮小に伴ってトランジスタのゲート酸
化膜が薄くなったため、ドライエッチング中に生じるゲ
ート酸化膜の絶縁破壊が問題となってきた。これは、エ
ッチング中においてゲート酸化膜に加わる電圧が大きく
なるためであると考えられ、特にウェハー周辺のチップ
のゲート酸化膜が破壊されやすい。
[Problems to be Solved by the Invention] Recently, as the degree of integration of semiconductors has increased, fine processing technology has become necessary. However, as the gate oxide film of the transistor becomes thinner as the dimensions are reduced, dielectric breakdown of the gate oxide film that occurs during dry etching has become a problem. This is thought to be because the voltage applied to the gate oxide film increases during etching, and the gate oxide film of the chip around the wafer is particularly likely to be destroyed.

【0007】ゲート酸化膜に加わる電圧が大きくなる原
因として、電子電流の効果が考えられる。電子電流は前
述したように、図7に示されるカソードの電位がプラズ
マ電位に対して正になったときに、瞬間的に大量に基板
に流れ込む。電子電流が大量に基板及びゲート電極に流
れ込むと、ゲート電極のチャージング量が増加してMO
Sキャパシタに高い電圧が加わり、それにともなってゲ
ート酸化膜の絶縁破壊が生じるのである。
The effect of electron current is considered to be the cause of the increase in the voltage applied to the gate oxide film. As described above, when the potential of the cathode shown in FIG. 7 becomes positive with respect to the plasma potential, a large amount of electron current instantly flows into the substrate. When a large amount of electron current flows into the substrate and gate electrode, the amount of charging of the gate electrode increases and the MO
A high voltage is applied to the S capacitor, resulting in dielectric breakdown of the gate oxide film.

【0008】前述したように、ゲート酸化膜の絶縁破壊
が生じるのはウェハーの周辺に集中している。この原因
を説明するために、図8に、ドライエッチングにおいて
、プラズマが定常状態になった時のプラズマ電位と基板
電極の電位の分布を示す。基板の周辺では、プラズマは
チャンバーの側壁に接しているために電子密度が低くな
っており、そのためにプラズマ電位は一定ではなく、図
8に示すように基板の中央では高く、また逆に周辺では
低くなっている。その結果、図9に示すように、基板の
中央における基板電位は、プラズマ電位に対してあまり
高くならないので、電子電流はイオン電流に比べて小さ
い。従って(数1)で示されるように、基板の中央にお
いては、1周期の間に基板に流れ込む電流は、イオン電
流の方が電子電流より少しだけ多いだけなので、全体と
してはゲート酸化膜にかかる電圧はあまり大きくなく、
ゲート酸化膜は破壊されにくい。
As described above, dielectric breakdown of the gate oxide film is concentrated around the wafer. To explain the cause of this, FIG. 8 shows the distribution of the plasma potential and the potential of the substrate electrode when the plasma reaches a steady state in dry etching. At the periphery of the substrate, the electron density is low because the plasma is in contact with the side wall of the chamber, so the plasma potential is not constant; it is high at the center of the substrate and conversely at the periphery, as shown in Figure 8. It's getting lower. As a result, as shown in FIG. 9, the substrate potential at the center of the substrate is not much higher than the plasma potential, so the electron current is smaller than the ionic current. Therefore, as shown in (Equation 1), at the center of the substrate, the ionic current is only slightly larger than the electron current in the current flowing into the substrate during one period, so the overall current flowing into the gate oxide film is The voltage is not very high,
The gate oxide film is not easily destroyed.

【0009】[0009]

【数1】[Math 1]

【0010】それに対して、基板の周辺における基板電
位は、図10に示すように、プラズマ電位に対して高く
なる時間が長く、そのために(数2)で示されるように
、1周期の間に基板に流れ込む電流は、イオン電流より
電子電流の方が圧倒的に多くなり、MOSキャパシタに
高い電圧がかかってゲート酸化膜は破壊されやすい。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the substrate potential around the substrate takes a long time to rise higher than the plasma potential, and therefore, as shown in equation (2), the substrate potential increases during one period. The electronic current flowing into the substrate is overwhelmingly larger than the ionic current, and a high voltage is applied to the MOS capacitor, which easily destroys the gate oxide film.

【0011】[0011]

【数2】[Math 2]

【0012】このように、半導体の集積度が増すと、電
子電流が大量に流入するウェハー周辺のチップの絶縁破
壊のために、半導体の信頼性が落ち歩留まりも悪くなっ
てくる。従って、電子電流が局所的に基板周辺に大量に
流れ込まないようにする必要がある。
[0012] As described above, as the degree of integration of semiconductors increases, the reliability of the semiconductors decreases and the yield rate deteriorates due to dielectric breakdown of the chips around the wafer, into which a large amount of electron current flows. Therefore, it is necessary to prevent a large amount of electron current from flowing locally around the substrate.

【0013】本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、基
板に流れ込む電子電流を抑制し、ゲート酸化膜の絶縁破
壊を発生させないドライエッチングを実現させるドライ
エッチング方法およびドライエッチング装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide a dry etching method and a dry etching apparatus that suppress the electron current flowing into the substrate and realize dry etching that does not cause dielectric breakdown of the gate oxide film. purpose.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、RFグロー放電により生成されたプラズマを
用いるエッチングにおいて、基板電極をプラズマ電位に
対して負にバイアスすることにより、基板へ流入する電
子電流を抑制したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In the dry etching method of the present invention, in etching using plasma generated by RF glow discharge, electrons flowing into the substrate are biased negatively with respect to the plasma potential of the substrate electrode. Characterized by suppressed current.

【0015】また、本発明のドライエッチング装置は、
エッチングガスの供給口と排出口を備えたチャンバー内
にアノードとカソードを具備し、前記アノードをグラン
ドに接地し、前記カソードを試料台としてブロッキング
コンデンサを介してRF電源を接続し、更に前記ブロッ
キングコンデンサと前記RF電源に並列にローパスフィ
ルターを介して直流可変電源として電圧源叉は電流源を
接続したことを特徴とする。
[0015] Furthermore, the dry etching apparatus of the present invention includes:
An anode and a cathode are provided in a chamber equipped with an etching gas supply and discharge port, the anode is grounded, the cathode is used as a sample stage, and an RF power source is connected via a blocking capacitor, and the blocking capacitor The present invention is characterized in that a voltage source or a current source is connected in parallel to the RF power source as a DC variable power source via a low-pass filter.

【0016】[0016]

【作用】本発明のドライエッチング方法は、基板電極を
プラズマ電位に対して負にバイアスをかけると基板電位
が全体的に下がり、その結果、基板の周辺における基板
電位がプラズマ電位に対して正になることはなくなり、
基板の周辺に局所的に大量に流入する電子電流を抑制さ
れ、基板周辺におけるゲート酸化膜の絶縁破壊を防ぐこ
とができる。
[Operation] In the dry etching method of the present invention, when the substrate electrode is negatively biased with respect to the plasma potential, the substrate potential is lowered overall, and as a result, the substrate potential around the substrate becomes positive with respect to the plasma potential. There will be no more,
A large amount of electron current flowing locally around the substrate is suppressed, and dielectric breakdown of the gate oxide film around the substrate can be prevented.

【0017】本発明のドライエッチング装置は、ブロッ
キングコンデンサーとRF電源に並列にローパスフィル
ターを介して直流可変電源を接続することにより、強制
的に基板電極を負にバイアスして、基板への局所的な電
子電流の流入を抑え、ゲート酸化膜の絶縁破壊の発生を
抑制できる。
The dry etching apparatus of the present invention forcibly biases the substrate electrode negatively by connecting a DC variable power source in parallel with the blocking capacitor and the RF power source through a low-pass filter, thereby causing localized damage to the substrate. The inflow of electron current can be suppressed, and the occurrence of dielectric breakdown of the gate oxide film can be suppressed.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、本発明の一実施例における直流可変
電源を備えたドライエッチング装置の構成図である。本
実施例の特徴は、基板電極をプラズマ電位に対して負に
バイアスすることにより、基板へ流入する電子電流を抑
制したことである。図5の構成要素と同一の機能を有す
るものには同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。 10はローパスフィルターであって、RF電源の高周波
が逃げないようにカットするものであり、RF電源の高
周波に対してプラズマインピーダンスに比べて10倍以
上ハイインピーダンスである。11は直流可変電源であ
って、この電圧値を適当な値にセットすることにより基
板電極に負のバイアスをかけ、電子電流の基板への流入
を防ぐものである。本ドライエッチング装置は、エッチ
ングガスの供給口2と排出口3を備えたチャンバー1内
に、アノード4とカソード5を備え、アノード4をグラ
ンドに接地し、カソード5にはブロッキングコンデンサ
7とRF電源8に並列にローパスフィルター10と直流
可変電源11を負のバイアス用として接続した装置であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a dry etching apparatus equipped with a DC variable power supply according to an embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the electron current flowing into the substrate is suppressed by biasing the substrate electrode negatively with respect to the plasma potential. Components having the same functions as those in FIG. 5 are given the same numbers, and detailed explanations will be omitted. Reference numeral 10 denotes a low-pass filter, which cuts off the high frequency waves of the RF power source to prevent them from escaping, and has a high impedance 10 times higher than the plasma impedance for the high frequency waves of the RF power source. Reference numeral 11 denotes a DC variable power supply, which applies a negative bias to the substrate electrode by setting the voltage value to an appropriate value to prevent electron current from flowing into the substrate. This dry etching apparatus includes an anode 4 and a cathode 5 in a chamber 1 equipped with an etching gas supply port 2 and an etching gas discharge port 3. The anode 4 is grounded, and the cathode 5 is connected to a blocking capacitor 7 and an RF power source. This is a device in which a low-pass filter 10 and a DC variable power supply 11 are connected in parallel to 8 for negative bias.

【0019】基板電極に負のバイアスをかけた場合のプ
ラズマ電位と基板電極の電位の時間変化を図3に示す。 図3に示すように、負のバイアスをかけると基板電位が
全体的に下がり、その結果、基板の週辺における基板電
位がプラズマ電位に対して正になることはなくなり、電
子電流の基板への流入が抑えられる。
FIG. 3 shows temporal changes in plasma potential and substrate electrode potential when a negative bias is applied to the substrate electrode. As shown in Figure 3, when a negative bias is applied, the substrate potential decreases overall, and as a result, the substrate potential on the opposite side of the substrate is no longer positive with respect to the plasma potential, and the electron current flows to the substrate. Inflow can be suppressed.

【0020】実験では、2枚のウェハーを用意し、一方
のウェハー(ウェハー1)は今までどうり基板電極に電
圧を印加しないでドライエッチングを行い、もう一方の
ウェハー(ウェハー2)は基板電極に20Vの電圧を印
加してエッチングを行った。エッチング条件としては、
ガス系としてCHF3+O2を用い、ガス圧は500m
Torr、RFパワーは300Wで酸化膜をエッチング
し、Al電極用のコンタクトホールを形成した。
In the experiment, two wafers were prepared, one wafer (wafer 1) was dry etched without applying a voltage to the substrate electrode as before, and the other wafer (wafer 2) was dry etched with no voltage applied to the substrate electrode. Etching was performed by applying a voltage of 20V to the . The etching conditions are as follows:
CHF3+O2 is used as the gas system, and the gas pressure is 500m
The oxide film was etched with Torr and RF power of 300 W to form a contact hole for an Al electrode.

【0021】これら2枚のウェハーについて、ゲート酸
化膜が絶縁破壊を起こすチップの個数をFDDB(Fi
eld Dependent Dielectric 
Breakdown)で評価した。図2に基板電極に電
圧を印加しなかったウェハー1のFDDBの結果を示す
。×印はゲート酸化膜が絶縁破壊されたチップを示す。 また図4(a)には、ウェハー1の動径方向に対して絶
縁破壊されたチップの割合を示す。図2,図4(a)に
示されるように、絶縁破壊されたチップはウェハー周辺
に集中していることがわかる。
Regarding these two wafers, the number of chips where the gate oxide film causes dielectric breakdown is determined by FDDB (Fi
eld Dependent Dielectric
Breakdown). FIG. 2 shows the FDDB results of wafer 1 in which no voltage was applied to the substrate electrode. The x mark indicates a chip with dielectric breakdown of the gate oxide film. Further, FIG. 4(a) shows the ratio of chips with dielectric breakdown in the radial direction of the wafer 1. As shown in FIGS. 2 and 4(a), it can be seen that the dielectrically broken chips are concentrated around the wafer.

【0022】これに対して、基板電極に電圧を印加した
ウェハー2の場合、動径方向に対して絶縁破壊されたチ
ップの割合は図4(b)のようになる。図4(a),(
b)を比較すると、基板電極に電圧を印加してドライエ
ッチングを行うことにより、絶縁破壊されたチップが減
少しているのが確認された。
On the other hand, in the case of the wafer 2 in which a voltage is applied to the substrate electrode, the ratio of chips that have dielectric breakdown in the radial direction is as shown in FIG. 4(b). Figure 4(a), (
Comparing b), it was confirmed that by applying a voltage to the substrate electrode and performing dry etching, the number of chips with dielectric breakdown was reduced.

【0023】これは、ドライエッチングの際に基板電極
に負のバイアスをかけることによって、電子電流の基板
への流入が防止され、ゲート酸化膜に加わる電圧が抑え
られてストレスが減少しているからであると考えられる
This is because applying a negative bias to the substrate electrode during dry etching prevents electron current from flowing into the substrate, suppresses the voltage applied to the gate oxide film, and reduces stress. It is thought that.

【0024】なお、本発明はプラズマCVD等、プラズ
マを用いる他のプロセスでも適用できる。また、直流可
変電源としては電圧源だけでなく、電流源を用いてその
電流値を適当な値にセットすることによっても同様の効
果が得られる。
Note that the present invention can also be applied to other processes that use plasma, such as plasma CVD. Furthermore, the same effect can be obtained by using not only a voltage source as the DC variable power source but also a current source and setting the current value to an appropriate value.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直流可変電源の電圧を適当な値にセットすることにより
、電子電流の基板への流入が抑制され、ゲート酸化膜の
絶縁破壊の発生を抑えることが可能となり、その実用的
効果は大きい。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
By setting the voltage of the DC variable power supply to an appropriate value, it is possible to suppress the flow of electron current into the substrate, and it is possible to suppress the occurrence of dielectric breakdown of the gate oxide film, which has a great practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の実施例における直流可変電源を備えた
ドライエッチング装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a dry etching apparatus equipped with a DC variable power supply according to an embodiment of the present invention.

【図2】基板電極にバイアスをかけないでドライエッチ
ングを行ったウェハーのFDDBの結果を示した図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the results of FDDB of a wafer subjected to dry etching without applying a bias to the substrate electrode.

【図3】基板電極に負のバイアスをかけた場合の基板電
位の時間変化を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing temporal changes in substrate potential when a negative bias is applied to the substrate electrode.

【図4】(a)は基板電極にバイアスをかけないでドラ
イエッチングを行ったウェハーのゲート酸化膜破壊の動
径方向の分布特性図である。 (b)は基板電極にバイアスをかけてドライエッチング
を行ったウェハーのゲート酸化膜破壊の動径方向の分布
特性図である。
FIG. 4(a) is a radial distribution characteristic diagram of gate oxide film breakdown of a wafer subjected to dry etching without applying bias to the substrate electrode. (b) is a distribution characteristic diagram in the radial direction of gate oxide film breakdown of a wafer subjected to dry etching while applying a bias to the substrate electrode.

【図5】従来のドライエッチング装置(RIE)の構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional dry etching apparatus (RIE).

【図6】(a)はRFプラズマの概念図である。 (b)はプラズマ中における電位分布を示した図である
FIG. 6(a) is a conceptual diagram of RF plasma. (b) is a diagram showing the potential distribution in plasma.

【図7】カソ−ド電位の時間変化を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in cathode potential.

【図8】プラズマが定常状態になった時のプラズマ電位
と基板電極の電位分布を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing the plasma potential and the potential distribution of the substrate electrode when the plasma is in a steady state.

【図9】基板の中央における基板電位の時間変化を示し
た図である。
FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in substrate potential at the center of the substrate.

【図10】基板の周辺における基板電位の時間変化を示
した図である。
FIG. 10 is a diagram showing temporal changes in substrate potential around the substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  金属性チャンバー 4  アノード(陽極) 5  カソード(陰極) 6  試料 7  ブロッキングコンデンサ 8  RF電源 10  ローパスフィルター 11  直流可変電源 1 Metallic chamber 4 Anode (anode) 5 Cathode (cathode) 6 Sample 7 Blocking capacitor 8 RF power supply 10 Low pass filter 11 DC variable power supply

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  RFグロー放電により生成されたプラ
ズマを用いるエッチングにおいて、基板電極をプラズマ
電位に対して負にバイアスすることにより、基板へ流入
する電子電流を抑制したことを特徴とするドライエッチ
ング方法。
1. A dry etching method characterized in that, in etching using plasma generated by RF glow discharge, electron current flowing into the substrate is suppressed by biasing the substrate electrode negatively with respect to the plasma potential. .
【請求項2】  請求項1記載において、プラズマが定
常状態に達した任意の時刻において、基板電位がプラズ
マ電位に対して正にならないバイアス電圧であることを
特徴とするドライエッチング方法。
2. The dry etching method according to claim 1, wherein the bias voltage is such that the substrate potential does not become positive with respect to the plasma potential at any time when the plasma reaches a steady state.
【請求項3】  エッチングガスの供給口と排出口を備
えたチャンバー内にアノードとカソードを具備し、前記
アノードをグランドに接地し、前記カソードを試料台と
してブロッキングコンデンサを介してRF電源を接続し
、更に前記ブロッキングコンデンサと前記RF電源に並
列にローパスフィルターを介して直流可変電源として電
圧源叉は電流源を接続したことを特徴とするドライエッ
チング装置。
3. An anode and a cathode are provided in a chamber equipped with an etching gas supply and discharge port, the anode is grounded, the cathode is used as a sample stage, and an RF power source is connected via a blocking capacitor. . A dry etching apparatus further comprising: a voltage source or a current source as a DC variable power source connected in parallel to the blocking capacitor and the RF power source via a low-pass filter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036638A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-22 Lam Research Corporation Methods for running a high density plasma etcher to achieve reduced transistor device damage
JP2007096051A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Samco Inc Cathode-coupling plasma cvd equipment and thin film manufacturing method by it

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