JPH09129594A

JPH09129594A - ドライエッチング方法及び装置

Info

Publication number: JPH09129594A
Application number: JP6582996A
Authority: JP
Inventors: Masaya Okamoto; 昌也岡本; Katsuhiro Kawai; 勝博川合; Mikio Katayama; 幹雄片山; Masaru Kajitani; 優梶谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】エッチングの均一性が高く、パターン寸法並
びにバターン断面形状の制御性に優れたドライエッチン
グ方法及び装置を提供する。【解決手段】基板上に堆積された膜をエッチングする
ドライエッチング方法であって、第１電極に電力を印加
することによって、反応ガスを含むガス中にプラズマを
発生させる工程と、プラズマの発光分析、プラズマ中の
物質の質量分析、プラズマの自己バイアス電圧の計測、
プラズマのインピーダンスの計測の内の少なくとも１つ
の方法により、エッチング中のプラズマ状態を検出する
工程と、検出されたプラズマ状態の変化に応じて、該プ
ラズマの状態を調整する工程と、を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路基
板、アクティブマトリクス基板、密着型イメージセンサ
等の電子部品を構成する基板上の導電体膜、半導体膜、
絶縁体膜にパターン形成するドライエッチング方法及び
ドライエッチング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドライエッチング装置の概略構成図を図
９に示す。図９は反応室１の内部下側にカソード電極
（基板ホルダー）２、上部側にアノード電極３を配置
し、基板ホルダー２上に導電体膜、半導体膜、絶縁体膜
等が堆積された半導体集積回路基板、アクティブマトリ
クス基板、プリント基板等の電子部品を構成する基板４
を載置する反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）モードの
ドライエッチング装置である。図９ではアノード電極３
が接地されるとともに、カソード電極２はインピーダン
ス整合器５を介して高周波プラズマ電源６に接続され、
常にプラズマに印加される電力が最大となるように反射
波モニター７でフィードバックしながら整合器５のイン
ピーダンスを制御して、高周波プラズマ電圧が印加され
る。反応室１内へ反応ガス或いは反応ガスを含んだ混合
ガスがガス導入口８より導入され、反応室１の下部に設
置した排気系配管９より真空ポンプ１０により排気減圧
される。

【０００３】図１０は、反応室１の内部下側にアノード
電極（基板ホルダー）３、上部側にカソード電極２を配
置し、アノード電極３上に導電体膜、半導体膜、絶縁体
膜等を堆積した半導体集積回路基板、アクティブマトリ
クス基板、プリント基板等の電子部品を構成する基板４
を載置するプラズマエッチング（ＰＥ）モードのドライ
エッチング装置である。この場合もアノード電極３は接
地され、カソード電極２はインピーダンス整合器５を介
して高周波プラズマ電源６に接続される。プラズマの整
合状態、ガス導入方法、排気方法は上記ＲＩＥモードの
場合とほぼ同様である。

【０００４】ＲＩＥモード及ぴＰＥモードにおいて、ド
ライエッチングはプラズマを形成するために印加される
直流電力、高周波電力或いはマイクロ波電力等の電力が
電源６よりインピーダンス整合器５を介してカソード電
極２に印加され、常にプラズマに印加される電力が最大
となるように反射波モニター７でフィードバックしなが
ら整合器５のインピーダンスが制御される。基板４上の
膜はこのプラズマ中に生じたイオン並びにラジカルをさ
らすことにより、基板４上の膜を物理的並びに化学的に
除去することによりエッチングする。通常、希望の膜パ
ターンを形成するためフォトリソグラフィープロセスに
よリ膜上にフォトレジストのパターンを形成した後に上
記プロセスが行われる。この場合、ＲＩＥモードではイ
オンによる効果が強く、ＰＥモードではラジカルによる
効果が強い。そしてドライエッチングの終了は、時間制
御或いはプラズマからの発光等の分析器または質量分析
機１１等によりエッチング終点を検出して行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】基板上の膜には膜厚或
いは膜質の分布が存在し、また、エッチングレイトに分
布が存在しているため、除去すべき部分の膜全体が基板
全面にわたって同時にエッチング終点となることは実質
上不可能であり、希望の膜パターン形成のためオーバー
エッチングが必要である。

【０００６】しかし、基板上の一部の膜のエッチングが
終了した時点から、エッチングすべき膜と下地基板或い
は膜との導電性の違い等から基板側のチャージの状態が
徐々に変化し、エッチングに寄与するイオンの効果に変
化が生じるため、オーバーエッチング時のエッチング特
性が変化する。このためエッチングの均一性低下やエッ
チングパターン寸法ならびにパターン断面形状の制御性
の低下を招く場合がある。

【０００７】図１１（ａ）（ｂ）にガラス等の絶縁性基
板２１上に金属膜（例えば、Ｔａ，Ａｌ）２２をテーパ
ー形状にエッチングした場合の例を示す。金属膜２２上
にはレジストパターン２３が形成されている。図１１
（ａ）にオーバーエッチングの少ない部分の断面形状を
示すように、この部分では希望のテーパー形状の形成が
可能であるが、図１１（ｂ）に断面形状を示しように、
オーバーエッチングの多い部分では膜２２のエッチング
が終了し絶縁性基板２１が露出するため、基板側の導電
状態が変化し、プラズマの自己バイアス電圧が変化す
る。このためオーバーエッチング時のエッチング特性が
変化して良好なテーパーが形成されず、またエッチング
によるパターンシフト量が増加する。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、エッチング
の均一性が高く、パターン寸法並びにバターン断面形状
の制御性に優れたドライエッチング方法及び装置を提供
することにある。

【０００９】

【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、基板上に堆積された膜をエッチングするドラ
イエッチング方法であって、第１電極に電力を印加する
ことによって、反応ガスを含むガス中にプラズマを発生
させる工程と、プラズマの発光分析、プラズマ中の物質
の質量分析、プラズマの自己バイアス電圧の計測、プラ
ズマのインピーダンスの計測の内の少なくとも１つの方
法により、エッチング中のプラズマ状態を検出する工程
と、検出されたプラズマ状態の変化に応じて、該プラズ
マの状態を調整する工程とを包含し、そのことによって
上記目的が達成される。

【００１０】ある実施例では、前記プラズマの状態を調
整する工程は、前記第１電極に印加する電力を変化させ
る工程を包含する。

【００１１】ある実施例では、前記第１電極に印加する
電力は、直流電力、高周波電力およびマイクロ波電力の
内の少なくとも１つである。

【００１２】ある実施例では、前記基板を配置した第２
電極に電力を印加する工程を更に包含し、前記プラズマ
の状態を調整する工程は、該第２電極に印加する電力を
変化させる工程を包含する。

【００１３】前記第２電極に印加する電力は、直流電力
であってもよい。前記第１及び第２電極に印加する電力
は交流電力であって、該第２電極に印加する交流電力の
周波数は、該第１電極に印加する交流電力の周波数より
も低くてもよい。

【００１４】本発明のドライエッチング方法は、基板上
に堆積された膜をエッチングするドライエッチング方法
であって、第１電極に電力を印加することによって、反
応ガスを含むガス中にプラズマを発生させる工程と、該
基板を配置した第２電極に電力を印加する工程とを包含
し、該第１及び第２電極に印加する電力は交流電力であ
って、該第２電極に印加する交流電力の周波数は、該第
１電極に印加する交流電力の周波数よりも低く、そのこ
とによって上記目的が達成される。

【００１５】前記基板が方形であり、前記第２電極のプ
ラズマ形成に寄与する実効的な電極領域が概略方形であ
ることが好ましい。

【００１６】本発明のドライエッチング装置は、基板上
に堆積された膜をエッチングするためのドライエッチン
グ装置であって、反応ガスを含むガス中にプラズマを発
生させように、第１電極に電力を印加す手段と、プラズ
マの発光分析、プラズマ中の物質の質量分析、プラズマ
の自己バイアス電圧の計測、プラズマのインピーダンス
の計測の内の少なくとも１つの方法によって、エッチン
グ中のプラズマ状態を検出する手段と、検出されたプラ
ズマ状態の変化に応じて、該プラズマの状態を調整する
手段とを備え、そのことによって上記目的が達成され
る。

【００１７】ある実施例では、前記プラズマの状態を調
整する手段は、前記第１電極に印加する電力を変化させ
る手段を有する。

【００１８】ある実施例では、前記第１電極に印加する
電力は、直流電力、高周波電力およびマイクロ波電力の
内の少なくとも１つである。

【００１９】ある実施例では、前記基板を配置した第２
電極に電力を印加する手段を更に有し、前記プラズマの
状態を調整する手段は、該第２電極に印加する電力を変
化させる手段を有する。

【００２０】前記第２電極に印加する電力は、直流電力
であってもよい。

【００２１】前記第１及び第２電極に印加する電力は交
流電力であって、該第２電極に印加する交流電力の周波
数は、該第１電極に印加する交流電力の周波数よりも低
くてもよい。

【００２２】本発明のドライエッチング装置は、基板上
に堆積された膜をエッチングするためのドライエッチン
グする装置であって、反応ガスを含むガス中にプラズマ
を発生させるように、第１電極に電力を印加する手段
と、該基板を配置した第２電極に電力を印加する手段と
を備え、該第１及び第２電極に印加する電力は交流電力
であって、該第２電極に印加する交流電力の周波数は、
該第１電極に印加する交流電力の周波数よりも低く、そ
のことによって上記目的が達成される。

【００２３】前記第２電極のプラズマ形成に寄与する実
効的な電極領域が概略方形であることが好ましい。

【００２４】本発明は、エッチング中のプラズマ状態
を、プラズマからの発光分析、プラズマ中の物質の質量
分析、プラズマの自己バイアス電圧の計測、プラズマの
インピーダンスの計測等によりモニターし、プラズマ状
態の変化に応じて、プラズマの状態を制御するので、プ
ラズマのセルフバイアス電圧等の変化を打ち消すことが
でき、そのためエッチング特性の均一性を向上させる。
また、オーバーエッチング時のエッチング特性を制御
し、エッチングの均一性低下を防止し、エッチングパタ
ーン寸法並びにバターン断面形状の制御性を改善するこ
とができる。プラズマの状態は、プラズマを発生させる
ための電力を調整することによって行うことができる。
また、被エッチング膜を有する基板に印加する電力を調
整してもよい。

【００２５】さらに、プラズマを発生させるために交流
電力を用いる場合は、被エッチング膜を有する基板にそ
の交流電力よりも周波数の低い交流電力を印加すること
によって、同様の効果が得られる。基板を設置しない側
の電極に印加するＲＦ高周波電力によりプラズマ密度や
活性種等の主たるプラズマの状態が決定され、基板を設
置する側の電極に印加する周波数の低い側の電力によ
り、基板に到達するイオン等の反応種や電子等の入射量
や入射エネルギーが決まる。従ってプラズマの密度と基
板へ入射する荷電粒子をほぼ独立に制御できるので、エ
ッチングレイト等の特性を維持しつつ基板のチャージア
ップの状態を制御し、オーバーエッチング時のエッチン
グ特性を制御することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１及び２を参照しながら実施例
１及び２を説明する。本発明の実施例として、まず図１
に示す実施例１について説明する。この例は基板４をカ
ソード２側に設置したいわゆるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）モードのドライエッチン
グ方法並びに装置である。エッチング室１の基本的な構
造は上記図９と同様であるので、同一部分に同一符号を
付した。この実施例はＤＣバイアス電源１３を高周波電
源６の接地側（又はインピーダンス整合器５と高周波電
源６の間でもよい）に直列に接続する。あるいは図２に
示す実施例２ように、基板を設置する電極２とインピー
ダンス整合器５の間に低域通過フィルタ１５を介して高
周波電源６に並列に接続する。図１、図２の実施例にお
いて、インピーダンス整合器５の電圧、電流等の測定器
１４はプラズマのインピーダンス或いは自己バイアス電
圧を計測し、これによりＤＣバイアス電源１３を制御す
るものである。ＤＣバイアス電源１３は通常の定電圧直
流電源よりなるが、図２の実施例のように陰極側に接続
する際には高周波がＤＣバイアス電源に入らないよう間
に低域通過フィル夕１５を挿入する。

【００２７】なお、自己バイアス電圧は整合器に印加さ
れる電圧の直流成分を回路フィルタによって取り出すこ
とによって測定される。プラズマのインピーダンスは、
整合器のインピーダンスの値を測定し、入射電圧及び電
流の値から、算出することによって、求められる。

【００２８】上記測定器１４は、印加電圧、電流の計測
により入力インピーダンスを計算し、インピーダンス整
合器中の可変容量、インダクタンスの値を計測して、こ
れらの値よりプラズマのインダクタンスを導き出すもの
であり、具体的には印加電圧、電流を計測する回路部部
分と、整合器中の可変容量、インダクタンスを計測する
部分と、これらの計測値よりインピーダンスを計算する
コンピュータ部分より構成されている。そして測定器１
４はエッチングの終点付近におけるプラズマ状態の変化
を、プラズマのインピーダンス或いは自己バイアス変化
として計測し、ＤＣバイアス電源１３の電圧を通常初期
設定電圧（０〜５００ボルト）の状態から、これらの変
化に応じて制御した。

【００２９】図１、図２に示したドライエッチング方法
により得られた結果を、図８にガラス等の絶縁性基板２
１上の金属膜（例えば、Ｔａ，Ａｌ）２２をテーパーエ
ッチングした場合の例を示す。２３はレジストである．
オーバーエッチングの少ない部分の断面形状を図８
（ａ）、オーバーエッチングの多い部分の断面形状を図
８（ｂ）に示すが、本発明のこの実施例の場合は両部分
共に良好なテーパーが形成された。これは、エッチング
終点付近の基板表面の導電性の変化により変化したプラ
ズマの自己バイアスの変化をＤＣバイアスを変化させる
ことにより補償し、基板４上でのエッチング特性の変化
を平均化し、エッチング特性の均一性が向上するためで
ある。

【００３０】本実施例の場合、エッチングガス中に酸素
を加え、その比率、あるいは他のパラメータによりレジ
ストのエッチングレイトを制御して、レジストを後退さ
せながらエッチングすることにより、テーパーを形成す
ることができる。

【００３１】本実施例におけるテーパーの形成方法は、
ある程度の異方性を有するエッチングの条件（イオンが
エッチングに関与する）で、レジスト膜と被エッチング
膜とを同時にエッチングすることにより、レジストのテ
ーパー形状を反映したエッチングテーパー形状が被エッ
チング膜に形成される。また、オーバーエッチング時に
は、基板がチャージアップすることにより、基板に入射
するイオンの量やエネルギー量が変化するが、本発明の
方法によって、その変化を低減することにより、オーバ
ーエッチング時のエッチング特性の変化を抑制すること
によって、良好な形状のテーパーを形成することができ
る。

【００３２】図３に示す実施例３によるドライエッチン
グ方法の場合は、プラズマと電極２の間のバイアス電圧
はＤＣバイアス電源１３の電圧で決まるが、基板４の表
面とプラズマの間の電位は基板４の表面の導電状態によ
り変化するため、エッチング終点付近のプラズマのイン
ピーダンスの変化を分析器１１よりフィードバックして
ＤＣバイアス電源１３の電圧を制御することにより図
１、図２の場合と同様の効果が得られた。

【００３３】また、図４に示す実施例４のように、エッ
チングの終点付近に於けるプラズマ状態の変化を、プラ
ズマからの発光分析或いはプラズマ中の物質の質量を分
析器１１によりモニターし、ＤＣバイアス電源１３を制
御する場合も同様の結果が得られる。本実施例では、Ｒ
ＩＥモードのドライエッチング方法の例を示したが、ア
ノード側に基板を設置するプラズマモードのドライエッ
チング方法の場合や、またこれらのように平行平板電極
方式ではなく、マイクロ波（ＥＣＲモードを含む）や、
誘導結合モードや、ヘリコンモードによりプラズマ形成
し、そこから引き出したラジカルやイオンによりエッチ
ングを行う方法の場合にも基板を設定する電極側にＤＣ
バイアス電源を接続することにより同様の効果が得られ
る。

【００３４】プラズマの発光分析は以下のようにして行
うことができる。チャンバーの壁に配置された窓を介し
てプラズマからの発光を検出し、干渉フィルタやモノク
ロメーターを用いて特定波長の光のみを取り出し、フォ
トダイオード等を用いて検出する。また、光電子増倍管
等を用いて増幅してから発光強度を測定してもよい。

【００３５】プラズマからの発光の波長は、プラズマ中
に存在する化学種に依存するので、発光の波長から化学
種の同定ができ、発光強度から化学種を定量することが
できる。

【００３６】また、チャンバーの壁に設けられた孔か
ら、放電中の気体の極一部を抜き取り、質量分析するこ
とによって、プラズマ中の化学種の同定及び定量を行う
ことができる。

【００３７】次に、図５に示す実施例５について説明す
る。エッチングの終点付近に於けるプラズマ状態の変化
によるインピーダンス或いは自己バイアスの変化を計測
器１４により計測し、これにより高周波電源６の出力並
びにインピーダンス整合器５の整合状態を制御した。

【００３８】更に本発明の実施例６を図６に示す。この
実施例は図１０に示すＰＥモードのドライエッチング装
置と同様であるので、同一部分に同一符号を付した。こ
の実施例では、アノード電極３にインピーダンス整合器
１６を介してカソード電極２に接続された高周波電源６
の周波数以下の周波数の電源１７を接続し、かつインピ
ーダンス整合器５並びに１６における電圧、電流、回路
定数等を測定する装置１１により、プラズマのインピー
ダンス或いはアノード電極側の自己バイアス電圧を計測
し、これにより電源１７の出力電圧を制御する。

【００３９】測定機１１はエッチング中のプラズマ状態
の変化をインピーダンス整合器５並びに１６における電
圧、電流、回路定数等を測定からプラズマのインピーダ
ンス或いは自己バイアス電圧の変化として計測する装置
で、この変化に応じて電源１７の出力パワーが制御可能
である。制御範囲は基板サイズ等により適宜選択され
る。

【００４０】上記本発明の別の実施例により得られた結
果を図８に示す。この実施例ではガラス等の絶縁性基板
上の金属膜（例えば、Ｔａ，Ａ１，Ｃｒ，Ｍｏ、他これ
らの合金）２２をドライエッチングし、テーパーを形成
した。エッチングガスにはＣＦ４，ＳＦ６等の沸素系ガ
スと酸素等の混合ガスを主として用いた。ただし、Ａ１
のドライエッチングにはＢＣ１３等の塩素系ガスが必要
である。従来のドライエッチング方法の場合、テーパー
形状の制御性とエッチングレイトの両立性からＲＩＥモ
ードのドライエッチング方式が用いられることが多い。
この実施例のエッチング方法では上部電極であるカソー
ド電極２に高周波電力（電源６）を印加し高密度のプラ
ズマを生成し、基板２１を設置する下部電極であるアノ
ード電極に電源６の周波数以下の電源１７により電力を
供給することにより、基板上に形成されるプラズマの自
己バイアス電圧を独立して制御すると同時に、この自己
バイアス電圧をエッチング終了付近のプラズマのインピ
ーダンス等の変化に応じて電源１７の出力電圧により制
御した。

【００４１】この方法により図８に示すように、オーバ
ーエッチングの多い部分も、オーバーエッチングの少な
い部分もほぼ同様の良好なテーパーが形成された。これ
はエッチング終了付近の基板表面の導電性の変化により
変化したプラズマの自己バイアス電圧の変化を電源１７
の電力を変化させることにより補償し、基板４上でのエ
ッチング特性のばらつきを平均化し、エッチング特性の
均一性が向上するためである。また、この方法では基板
２１に交流電力が供給されているため基板２１表面とプ
ラズマ間の自己バイアス電圧をより効率的に制御可能で
ある。

【００４２】図７に示す実施例７による方法は、プラズ
マ状態の変化をプラズマからの発光分析或いはプラズマ
中の質量分析１２により検出する方法で、この場合も図
８に示す結果が得られた。

【００４３】更に、実施例８として、図１２に示すエッ
チング装置の例について説明する。エッチング室の基本
的な構造は上記図１０のＰＥモードのドライエッチング
装置と同様であるので、同一部分に同一符号を付した。
図１２に示す実施例は、図１０のＰＥモードのドライエ
ッチング装置においてアノード電極３となる側の電極
に、ガラス基板等の絶縁性基板（アクティブマトリクス
基板等の場合一般に角型基板）を設置する機構を形成
し、かつインピーダンス整合器１４を介して他方の電極
２に接続された高周波電源６の周波数より低い（通常１
０分の１以下）の周波数の電源１７ａを接続した。高周
波電源６の周波数として、現在一般的には、１３．５６
ＭＨｚが使用されているが、他の高周波を用いることも
できる。

【００４４】図１２に示した方法により得られた結果の
例として図８に示すガラス等の絶縁性基板上の金属膜
（例えばＴａ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、他それらの合金等）
２２をドライエッチングし、テーパーを形成する場合の
例を示す。エッチングガスにはＣＦ₄、ＳＦ₆等の沸素原
子を含んだガスと酸素等の混合ガスを主として用いた。
ただし、ＡｌのドライエッチングにはＢＣｌ₃等の塩素
系ガスが必要である。従来のドライエッチング方法の場
合、テーパー形状の制御性とエッチングレイトの両立性
からＲＩＥモードのドライエッチング方式がとられるこ
とが多いが、本エッチング方法では上部電極２に高周波
電力（電源６）を印加し高密度のプラズマを生成し、基
板２１を設置する下部電極に電源６の周波数より低い周
波数の電源１７ａにより電力を印加することにより、基
板上に到達する荷電粒子の量とエネルギーを制御するこ
とが可能となる。

【００４５】この方法により図８に示したようにオーバ
ーエッチング時の急激なエッチング特性の変化は改善さ
れ、良好なテーパー形状が形成された。

【００４６】本実施例の方法では、基板を設置しない側
の電極に印加するＲＦ高周波電力によりプラズマ密度や
活性種等の主たるプラズマの状態が決定され、基板を設
置する側の電極に印加する周波数の低い側の電力によ
り、基板に到達するイオン等の反応種や電子等の入射量
や入射エネルギーが決まる。従ってプラズマの密度と基
板へ入射する荷電粒子をほぼ独立に制御できるので、エ
ッチングレイト等の特性を維持しつつ基板のチャージア
ップの状態を制御し、オーバーエッチング時のエッチン
グ特性を制御することが可能となる。

【００４７】なお、上記実施例以外に、基板として半導
体集積回路基板、アクティブマトリクス基板、密着イメ
ージセンサ、プリント基板等の電子部品を構成する基板
を用いることが可能であり、また、パターン形成する膜
として、金属膜以外に導電膜、半導体膜、絶縁膜等、種
々の材料のエッチングに本発明を適用することができ
る。

【００４８】例えば、基板としては、ガラス基板、石英
基板、プラスチック基板及び表面に絶縁膜を形成したＳ
ｉ等の半導体基板を用いることができる。また、被エッ
チング膜としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＭｏ、ＴａＷ、
Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、ｎ⁺−Ｓｉ、Ｉ
ＴＯ、ＳｎＯ₂、Ｃｒ等を挙げることができる。また、
これらの被エッチング膜の厚さは、１０ｎｍ〜数μｍの
範囲まで適用できる。エッチングガスとしては、Ｔａ膜
に対してはＯ₂を混合したＣＦ₄やＯ₂を混合したＳＦ₆が
好ましいが、ＨＣｌ，Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、Ｈｅ、Ａｒ、Ｈ
Ｉ、Ｈ₂などを用いることができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の方法によりドライエッチングに
よるエッチングの均一性を改善し、エッチングパターン
寸法並びにパターン断面形状の制御性を改善することが
でき、このことにより電子部品の特性均一性の向上、製
造マージンの向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるドライエッチング装
置の概略図である。

【図２】第２実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図３】第３実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図４】第４実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図５】第５実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図６】第６実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図７】第７実施例によるドライエッチング装置の概略
図である。

【図８】本発明のドライエッチング方法によってエッチ
ングされた基板の断面図である。

【図９】従来のドライエッチング装置の概略図である。

【図１０】従来の他のドライエッチング装置の概略図で
ある。

【図１１】従来の方法によりエッチングされた基板の断
面図である。

【図１２】第８実施例によるドライエッチング装置の概
略図である。

【符号の説明】

１反応室２カソード電極３アノード電極４基板５インピーダンス整合器６高周波電源７反射波モニター８ガス導入口９排気系配管１０真空ポンプ１１プラズマ発光分析機又は質量分析機１３ＤＣバイアス電源１４プラズマ自己バイアス計測器又はプラズマイン
ピーダンス計測器１５低域遮断フィルタ１６インピーダンス整合器１７、１７ａ交流電源２１基板２２金属膜２３レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梶谷優大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に堆積された膜をエッチングする
ドライエッチング方法であって、第１電極に電力を印加することによって、反応ガスを含
むガス中にプラズマを発生させる工程と、プラズマの発光分析、プラズマ中の物質の質量分析、プ
ラズマの自己バイアス電圧の計測、プラズマのインピー
ダンスの計測の内の少なくとも１つの方法により、エッ
チング中のプラズマ状態を検出する工程と、検出されたプラズマ状態の変化に応じて、該プラズマの
状態を調整する工程と、を包含するドライエッチング方
法。
【請求項２】前記プラズマの状態を調整する工程は、
前記第１電極に印加する電力を変化させる工程を包含す
る請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】前記第１電極に印加する電力は、直流電
力または交流電力である請求項２に記載のドライエッチ
ング方法。
【請求項４】前記第１電極に印加する前記交流電力
は、高周波電力またはマイクロ波電力である請求項３に
記載のドライエッチング方法。
【請求項５】前記基板を配置した第２電極に電力を印
加する工程を更に包含し、前記プラズマの状態を調整する工程は、該第２電極に印
加する電力を変化させる工程を包含する請求項１から４
のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項６】前記第２電極に印加する電力は、直流電
力である請求項５に記載のドライエッチング方法。
【請求項７】前記第１及び第２電極に印加する電力は
交流電力であって、該第２電極に印加する交流電力の周
波数は、該第１電極に印加する交流電力の周波数よりも
低い請求項５に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】基板上に堆積された膜をエッチングする
ドライエッチング方法であって、第１電極に電力を印加することによって、反応ガスを含
むガス中にプラズマを発生させる工程と、該基板を配置した第２電極に電力を印加する工程と、を
包含し、該第１及び第２電極に印加する電力は交流電力であっ
て、該第２電極に印加する交流電力の周波数は、該第１
電極に印加する交流電力の周波数よりも低いドライエッ
チング方法。
【請求項９】前記基板が方形であり、前記第２電極の
プラズマ形成に寄与する実効的な電極領域が概略方形で
ある請求項８に記載のドライエッチング方法。
【請求項１０】前記ドライエッチングは、平行平板モ
ード、電子サイクロトロン共振モード、ヘリコンモー
ド、の内の１つのモードで行われる請求項１から９のい
ずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項１１】基板上に堆積された膜をエッチングす
るためのドライエッチング装置であって、反応ガスを含むガス中にプラズマを発生させように、第
１電極に電力を印加す手段と、プラズマの発光分析、プラズマ中の物質の質量分析、プ
ラズマの自己バイアス電圧の計測、プラズマのインピー
ダンスの計測の内の少なくとも１つの方法により、エッ
チング中のプラズマ状態を検出する手段と、検出されたプラズマ状態の変化に応じて、該プラズマの
状態を調整する手段と、を有するドライエッチング装
置。
【請求項１２】前記プラズマの状態を調整する手段
は、前記第１電極に印加する電力を変化させる手段を有
する請求項１１に記載のドライエッチング装置。
【請求項１３】前記第１電極に印加する電力は、直流
電力、または交流電力である請求項１２に記載のドライ
エッチング方法。
【請求項１４】前記第１電極に印加する前記交流電力
は、高周波電力またはマイクロ波電力である請求項１３
に記載のドライエッチング装置。
【請求項１５】前記基板を配置した第２電極に電力を
印加する手段を更に有し、前記プラズマの状態を調整する手段は、該第２電極に印
加する電力を変化させる手段を有する請求項１１から１
４のいずれかに記載のドライエッチング装置。
【請求項１６】前記第２電極に印加する電力は、直流
電力である請求項１５に記載のドライエッチング装置。
【請求項１７】前記第１及び第２電極に印加する電力
は交流電力であって、該第２電極に印加する交流電力の
周波数は、該第１電極に印加する交流電力の周波数より
も低い請求項１５に記載のドライエッチング装置。
【請求項１８】基板上に堆積された膜をエッチングす
るためのドライエッチングする装置であって、反応ガスを含むガス中にプラズマを発生させるように、
第１電極に電力を印加する手段と、該基板を配置した第２電極に電力を印加する手段と、を
備え、該第１及び第２電極に印加する電力は交流電力であっ
て、該第２電極に印加する交流電力の周波数は、該第１
電極に印加する交流電力の周波数よりも低いドライエッ
チング装置。
【請求項１９】前記第２電極のプラズマ形成に寄与す
る実効的な電極領域が概略方形である請求項１８に記載
のドライエッチング装置。
【請求項２０】前記ドライエッチングは、平行平板モ
ード、電子サイクロトロン共振モード、ヘリコンモード
の内の１つのモードで行われる請求項１１から１７のい
ずれかに記載のドライエッチング方法。