JPH0653192A - 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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- JPH0653192A JPH0653192A JP20214992A JP20214992A JPH0653192A JP H0653192 A JPH0653192 A JP H0653192A JP 20214992 A JP20214992 A JP 20214992A JP 20214992 A JP20214992 A JP 20214992A JP H0653192 A JPH0653192 A JP H0653192A
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- semiconductor wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャージマップや損傷のない半導体デバイス
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。 【構成】 エッチング終了時に真空チャンバー１内の圧
力を下げたうえでエッチング時の高周波電力も小さい電
力を印加することによって半導体ウエハの帯電を除去す
る。
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。 【構成】 エッチング終了時に真空チャンバー１内の圧
力を下げたうえでエッチング時の高周波電力も小さい電
力を印加することによって半導体ウエハの帯電を除去す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造プロセスにお
いて、半導体ウエハの帯電を除去することを可能にした
ドライエッチング方法に関するものである。
いて、半導体ウエハの帯電を除去することを可能にした
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プラズマエッチン
グ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プラズマエッチン
グ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、下部電極は水環境式温度制御装置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、下部電極は水環境式温度制御装置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
電極に引き寄せられ、電子は高周波電力が正のとき下部
電極に引き寄せられる。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
電極に引き寄せられ、電子は高周波電力が正のとき下部
電極に引き寄せられる。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半導体デバイスを製造
するための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半導体デバイスを製造
するための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、従来通りのエッチ
ングガスのプラズマを発生させ半導体ウエハをエッチン
グする工程に加えて、その直後に同一の真空チャンバ内
で、図１に示すように前述の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、半導体ウエハの
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、従来通りのエッチ
ングガスのプラズマを発生させ半導体ウエハをエッチン
グする工程に加えて、その直後に同一の真空チャンバ内
で、図１に示すように前述の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、半導体ウエハの
帯電を除去する工程を有している。
【０００９】
【作用】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。
とによって電子とイオンが下部電極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内の圧力を下げ
ることでイオンシースの幅を広げ、半導体ウエハ表面上
のプラズマの分布を向上させることによって、半導体ウ
エハ表面上の部分的なチャージアップを無くすることが
できる。
ることでイオンシースの幅を広げ、半導体ウエハ表面上
のプラズマの分布を向上させることによって、半導体ウ
エハ表面上の部分的なチャージアップを無くすることが
できる。
【００１１】
【実施例】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
ンバ内の圧力を適切に保つことができるようになってい
る。
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
半導体ウエハ９は、図３のように下部電極上に配置さ
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。
半導体ウエハ９は、図３のように下部電極上に配置さ
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
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２５０m Torr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、真空チャンバ内の圧力を１００m Torrに変化
させるものである。
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２５０m Torr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、真空チャンバ内の圧力を１００m Torr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、真空チャンバ内の圧力を下げたうえ
で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
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１０
０m Torrまで下げれば帯電によるデバイスの損傷は１０
０％防げることがわかる。
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、真空チャンバ内の圧力を下げたうえ
で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
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１０
０m Torrまで下げれば帯電によるデバイスの損傷は１０
０％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、一対の平行平
板電極が設置された真空チャンバー内にエッチングガス
を流し、電極間に高周波電力を印加して一方の電極上に
配置されている半導体ウエハをエッチングする、プラズ
マエッチングプロセスにおいて、プロセス終了時に真空
チャンバー内の圧力を下げたうえで前述の高周波電力よ
りも小さな電力を印加することによって、半導体ウエハ
の帯電を除去する工程を備えたドライエッチング方法で
あり、チャージアップや損傷の無い、高い品質の半導体
デバイスを製造することができる。
板電極が設置された真空チャンバー内にエッチングガス
を流し、電極間に高周波電力を印加して一方の電極上に
配置されている半導体ウエハをエッチングする、プラズ
マエッチングプロセスにおいて、プロセス終了時に真空
チャンバー内の圧力を下げたうえで前述の高周波電力よ
りも小さな電力を印加することによって、半導体ウエハ
の帯電を除去する工程を備えたドライエッチング方法で
あり、チャージアップや損傷の無い、高い品質の半導体
デバイス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】従来の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
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の平行平板電極が設置された真空チ
ャンバー内にエッチングガスを流し、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半導体ウエ
ハをエッチングするプラズマエッチングプロセスにおい
て、エッチング終了時に真空チャンバー内の圧力を下げ
たうえで前述の高周波電力よりも小さな電力を印加する
ことによって、半導体ウエハの帯電を除去する工程を備
えたドライエッチング方法。 - 【請求項２】 帯電を除去する工程で導入するガスは、
エッチング工程で用いるガスと同一のものを用いること
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 true JPH0653192A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3211391B2 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) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998027581A1 (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-25 | Lam Research Corporation | Methods for reducing plasma-induced charging damage |
| US5997962A (en) * | 1995-06-30 | 1999-12-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma process utilizing an electrostatic chuck |
| JP2002176047A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Applied Materials Inc | プラズマ誘発損傷を減少させる方法 |
| JP2006508541A (ja) * | 2002-11-29 | 2006-03-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板帯電ダメージを抑制するための方法及び装置 |
| JP2007227816A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Consortium For Advanced Semiconductor Materials & Related Technologies | プラズマ処理終了方法 |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP20214992A patent/JP3211391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| 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 |
| WO1998027581A1 (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-25 | Lam Research Corporation | Methods for reducing plasma-induced charging damage |
| US6309979B1 (en) | 1996-12-18 | 2001-10-30 | Lam Research Corporation | Methods for reducing plasma-induced charging damage |
| JP2002176047A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Applied Materials Inc | プラズマ誘発損傷を減少させる方法 |
| JP2006508541A (ja) * | 2002-11-29 | 2006-03-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板帯電ダメージを抑制するための方法及び装置 |
| JP4773096B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2011-09-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板帯電ダメージを抑制するための方法 |
| JP2007227816A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Consortium For Advanced Semiconductor Materials & Related Technologies | プラズマ処理終了方法 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3211391B2 (ja) | 2001-09-25 |
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