KR20110025607A - Plasma etching method - Google Patents

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야스히코 후키노
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A plasma etching method is provided to implement the etching of a silicon nitride film at high speeds by implementing plasma etching using a mixed gas of oxygen and sulfur hexafluoride or carbonyl difluoride. CONSTITUTION: A silicon nitride film on a processed substrate(S) is etched by plasma. A resist pattern comprises an opening which has a larger top opening area compared to a bottom opening area. A processed substrate is carried into a treatment basin(20). The mixed gas of oxygen and sulfur hexafluoride is supplied into the treatment basin.

Description

플라즈마 에칭 방법{PLASMA ETCHING METHOD}Plasma Etching Method {PLASMA ETCHING METHOD}

본 발명은 LCD용 기판 등의 피처리체에 대하여 플라즈마화된 가스를 이용하여 에칭하는 플라즈마 에칭 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching method for etching a target object such as an LCD substrate using a plasma gas.

액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)에 사용되는, 예컨대 박막 트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)는, 유리 기판 등의 피처리 기판상에 게이트 전극이나 게이트 절연막, 반도체막 등을 패터닝하면서 순차적으로 적층하여 감으로써 형성된다.For example, a thin film transistor (TFT) used in a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) may be a gate electrode, a gate insulating film, or a semiconductor on a substrate to be processed such as a glass substrate. It is formed by sequentially laminating and winding a film or the like.

피처리 기판상에 TFT를 형성한 후, 최상층에 형성된 표면 보호막(패시베이션막)을, 예컨대 플라즈마 에칭하여, 배선 접속용 콘택트 홀을 형성한다. 이 콘택트 홀에는 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 테이퍼(taper)면을 구비하고 있는 것이 있고, 이에 의해 패시베이션막의 표면과 상기 테이퍼면의 교차각이 둔각이 되도록 하여 홀 내에 매립되는 배선의 단선을 방지하고 있다.After the TFT is formed on the substrate to be processed, the surface protective film (passivation film) formed on the uppermost layer is, for example, plasma etched to form a contact hole for wiring connection. This contact hole has a tapered surface, the opening area of which gradually decreases from the top to the bottom thereof, whereby the angle of intersection of the surface of the passivation film and the tapered surface becomes an obtuse angle of the wiring embedded in the hole. The disconnection is prevented.

콘택트 홀의 테이퍼면은, 패시베이션막상에 형성된 레지스트 패턴을 미리 가열 처리하여 테이퍼면을 형성하고, 이 레지스트 패턴 쪽의 테이퍼면의 형상을 에칭에 의해 패시베이션막 쪽에 전사하는 이른바 레지스트 후퇴법 등에 의해 형성된다.The tapered surface of the contact hole is formed by a so-called resist retreat method or the like which heat-treats the resist pattern formed on the passivation film in advance to form a tapered surface, and transfers the shape of the tapered surface on the resist pattern side to the passivation film side by etching.

여기서 상술한 패시베이션막이, 예컨대 규소와 질소로 이루어지는 질화실리콘막(이하, SiN막이라고 함)인 경우에는, 예컨대 육불화유황(SF6) 등의 에칭 가스를 플라즈마화하여 플라즈마 에칭이 행해진다.In the case where the passivation film described above is a silicon nitride film made of silicon and nitrogen (hereinafter referred to as a SiN film), plasma etching is performed by plasmalizing an etching gas such as sulfur hexafluoride (SF 6 ).

통상, 플라즈마 에칭은 감압 분위기에서 행해지지만, 예컨대 감압 분위기의 압력을 높게 할수록 SiN막의 에칭 속도를 크게 할 수 있다. 한편으로 감압 분위기의 압력이 높아지면, 레지스트의 애싱 속도와 비교하여 SiN막의 에칭 속도가 커져, 후술하는 언더컷의 상태가 발생해버려, 콘택트 홀의 형상 제어, 즉 레지스트 패턴의 형상을 패시베이션막에 정밀하게 전사하는 것이 어려워져버린다.Usually, plasma etching is performed in a reduced pressure atmosphere, but, for example, as the pressure in the reduced pressure atmosphere is increased, the etching rate of the SiN film can be increased. On the other hand, when the pressure in the reduced pressure atmosphere increases, the etching rate of the SiN film becomes larger than the ashing speed of the resist, and the undercut state described later occurs, and the shape control of the contact hole, that is, the shape of the resist pattern is precisely applied to the passivation film. It becomes difficult to die.

이와 같이, SiN막을 에칭할 때의 에칭 속도와, 콘택트 홀의 형상 제어 사이에는 트레이드오프의 관계가 있다. 이 때문에, 예컨대 테이퍼면의 형상 제어를 우선시하는 경우에는, 에칭 속도를 충분히 높이는 것이 어려워, 에칭 처리의 처리량을 향상시키는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.As such, there is a trade off relationship between the etching rate when etching the SiN film and the shape control of the contact hole. For this reason, when giving priority to shape control of a taper surface, for example, it is difficult to fully raise an etching rate, and there exists a problem that it is difficult to improve the throughput of an etching process.

여기서 특허 문헌 1에는, 1.33㎩(10mTorr)~133㎩(1000mTorr)의 범위의 압력 분위기하에서 SF6을 플라즈마화하여, SiN막을 에칭하는 기술이 기재되어 있고, 특허 문헌 2에는, 불소 가스 및 산소 가스의 혼합 가스를 1㎩~100㎩의 범위의 압력 분위기하에서 플라즈마화하여, SiN막을 에칭하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는, 이불화카보닐과 산소의 혼합 가스를 이용하여 SiN막을 플라즈마 에칭하는 기술이 기재되어 있다.Patent Document 1 describes a technique for etching SFN by plasma forming SF 6 in a pressure atmosphere in the range of 1.33 Pa (10 mTorr) to 133 Pa (1000 mTorr), and Patent Document 2 describes a fluorine gas and an oxygen gas. The technique which etches a SiN film | membrane by making plasma of the mixed gas into the pressure atmosphere of the range of 1 Pa-100 Pa is described. In addition, Patent Document 3 describes a technique of plasma etching a SiN film using a mixed gas of carbonyl difluoride and oxygen.

그러나 상기 특허 문헌 1~특허 문헌 3에 기재된 모든 기술에 있어서도, SiN막의 에칭 속도와 테이퍼면의 형상 제어의 관계에 대해서는 착안되어 있지 않고, 예컨대 테이퍼면의 형상을 양호하게 유지하면서 에칭 속도를 향상시키기 위한 조건은 개시되어 있지 않다.
However, in all the techniques described in Patent Documents 1 to 3, the relationship between the etching rate of the SiN film and the shape control of the tapered surface is not paid attention to, for example, to improve the etching rate while maintaining the shape of the tapered surface satisfactorily. Conditions are not disclosed.

(선행 기술 문헌)(Prior art technical literature)

(특허 문헌)(Patent literature)

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 공보 평 01-146328 호 : 제 3 페이지 우측 상단란 11행~16행(Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-open No. 01-146328: Lines 11 to 16 of the upper right column of the third page

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 공보 제 2008-300478 호 : 0014 단락, 0027 단락(Patent Document 2) Japanese Patent Laid-Open No. 2008-300478: 0014 Paragraph, 0027 Paragraph

(특허 문헌 3) 일본 특허 공개 공보 제 2002-158181 호 : 0043 단락, 0061 단락
(Patent Document 3) Japanese Patent Laid-Open No. 2002-158181: 0043 Paragraph, 0061 Paragraph

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 양호한 형상 제어가 가능하고 고속으로 질화실리콘막의 에칭을 행하는 것이 가능한 플라즈마 에칭 방법을 제공하는 것에 있다.
This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective is to provide the plasma etching method which can perform favorable shape control and can etch a silicon nitride film at high speed.

본 발명에 따른 플라즈마 에칭 방법은 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부를 구비한 레지스트 패턴의 하층 쪽에 형성된 피처리 기판상의 질화실리콘막을 플라즈마 에칭하는 방법으로서, 상기 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과, 이 처리 용기 내에 육불화유황과 산소의 혼합 가스를 공급하여, 그 혼합 가스를 133㎩ 이상, 200㎩ 이하의 범위 내의 압력 분위기하에서 플라즈마화하여, 상기 질화실리콘막을 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A plasma etching method according to the present invention is a method of plasma etching a silicon nitride film on a substrate to be formed on a lower layer side of a resist pattern having an opening portion gradually decreasing from an upper portion to a lower portion, wherein the substrate is to be processed in a processing container. Carrying out a step of bringing the mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen into the processing container, and plasma-forming the mixed gas under a pressure atmosphere within a range of 133 Pa or more and 200 Pa or less to etch the silicon nitride film. It is characterized by including.

상기 혼합 가스는 육불화유황과 산소의 체적비가 1 : 6 이상, 1 : 20 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.The mixed gas preferably has a volume ratio of sulfur hexafluoride and oxygen in the range of 1: 6 or more and 1:20 or less.

또한 다른 발명에 따른 플라즈마 에칭 방법은 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부를 구비한 레지스트 패턴의 하층 쪽에 형성된 피처리 기판상의 질화실리콘막을 플라즈마 에칭하는 방법으로서, 상기 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과, 이 처리 용기 내에 이불화카보닐과 산소의 혼합 가스를 공급하여, 그 혼합 가스를 133㎩ 이상, 267㎩ 이하의 범위 내의 압력 분위기하에서 플라즈마화하여, 상기 질화실리콘막을 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a plasma etching method according to another invention is a method of plasma etching a silicon nitride film on a substrate to be formed on a lower layer side of a resist pattern having an opening portion gradually decreasing from an upper portion to a lower portion, wherein the substrate is processed. Supplying a mixed gas of carbonyl difluoride and oxygen into the processing container, and converting the mixed gas into a plasma under a pressure atmosphere within a range of 133 Pa or more and 267 Pa or less to etch the silicon nitride film. It characterized by including a process.

상기 혼합 가스는 이불화카보닐과 산소의 체적비가 1 : 2 이상, 3 : 20 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.The mixed gas preferably has a volume ratio of carbonyl difluoride and oxygen in the range of 1: 2 or more and 3:20 or less.

또한 상기 각 플라즈마 에칭 방법은 에칭에 의해 형성되는 상기 질화실리콘막의 개구부가 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 형상인 경우에 바람직하다.
Each plasma etching method is preferable when the opening of the silicon nitride film formed by etching has a shape in which the opening area gradually decreases from the top to the bottom.

본 발명에 따르면, 육불화유황이나 이불화카보닐에 산소를 혼합한 혼합 가스를 이용하여 플라즈마 에칭을 행함으로써, 133㎩(1000mTorr) 이상의 높은 압력 분위기하에서도 안정한 플라즈마가 얻어져, 고속으로 질화실리콘막의 에칭을 행할 수 있다. 또한 혼합 가스가 레지스트 패턴을 애싱하는 능력을 갖는 산소를 포함하고 있는 것에 의해, 질화실리콘막의 에칭 속도와 레지스트 패턴의 애싱 속도의 비를 조정하는 것이 가능해져, 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부의 형상을 레지스트 패턴으로부터 질화실리콘막에 정밀하게 전사할 수 있다.
According to the present invention, plasma is etched using a mixed gas in which sulfur hexafluoride or carbon difluoride is mixed with oxygen, so that a stable plasma is obtained even under a high pressure atmosphere of 1000 mTorr or higher of 133 Pa (silicon nitride) at a high speed. The film can be etched. In addition, since the mixed gas contains oxygen having the ability to ash the resist pattern, the ratio of the etching rate of the silicon nitride film and the ashing speed of the resist pattern can be adjusted, and the opening area gradually decreases from the top to the bottom. The shape of the opening can be accurately transferred from the resist pattern to the silicon nitride film.

도 1은 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법이 적용되는 피처리 기판의 일례를 나타내는 종단 측면도이다.
도 2는 상기 피처리 기판상의 TFT에 콘택트 홀을 형성하는 공정을 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 상기 콘택트 홀에 테이퍼면을 형성하는 수법을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는 상기 플라즈마 에칭 방법을 실시하기 위한 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면 측면도이다.
도 5는 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 1 설명도이다.
도 6은 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 2 설명도이다.
도 7은 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 3 설명도이다.
도 8은 상기 실험에 이용된 피처리 기판에 있어서의 에칭 속도의 계측점을 나타내는 설명도이다.
도 9는 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 4 설명도이다.
도 10은 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 5 설명도이다.
도 11은 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 6 설명도이다.
도 12는 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 7 설명도이다.
도 13은 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 8 설명도이다.
도 14는 플라즈마 에칭에 따른 실험 결과를 나타내는 제 9 설명도이다.
1 is a longitudinal side view illustrating an example of a substrate to which a plasma etching method according to the present embodiment is applied.
2 is a longitudinal side view illustrating a step of forming a contact hole in a TFT on the substrate to be processed.
It is explanatory drawing which shows typically the method of forming a taper surface in the said contact hole.
4 is a cross-sectional side view showing a plasma etching apparatus for performing the plasma etching method.
5 is a first explanatory diagram showing an experimental result according to the plasma etching.
6 is a second explanatory diagram showing an experimental result according to the plasma etching.
7 is a third explanatory diagram showing an experimental result according to the plasma etching.
It is explanatory drawing which shows the measurement point of the etching rate in the to-be-processed board | substrate used for the said experiment.
9 is a fourth explanatory diagram showing experimental results obtained by plasma etching.
10 is a fifth explanatory diagram showing an experimental result according to the plasma etching.
11 is a sixth explanatory diagram showing an experimental result according to the plasma etching.
12 is a seventh explanatory diagram showing an experimental result obtained by plasma etching.
13 is an eighth explanatory diagram showing an experimental result obtained by plasma etching.
14 is a ninth explanatory diagram showing experimental results obtained by plasma etching.

도 1은 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법이 적용되는 피처리 기판의 일부의 영역을 확대한 종단 측면도를 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 피처리 기판은, 예컨대 액티브 매트릭스 방식의 LCD이며, 도면 중, 1a는 각 화소에 마련된 TFT부의 종단 측면이며, 1b는 TFT부(1a)에 마련된, 예컨대 게이트 전극을 LCD의 구동 회로에 접속하기 위한 콘택트부의 종단면도이다.FIG. 1: shows the longitudinal side view which expanded the area | region of a part of to-be-processed substrate to which the plasma etching method which concerns on this embodiment is applied. The to-be-processed substrate shown in FIG. 1 is an active matrix type LCD, for example, 1a is a terminal side surface of the TFT part provided in each pixel, and 1b is a drive circuit of an LCD provided with the gate electrode provided in the TFT part 1a, for example. It is a longitudinal cross-sectional view of the contact part for connecting to.

TFT부(1a)는, 유리 기판(11)상에 게이트 배선막(12)을 형성하고, 그 위에 SiN막 등으로 이루어지는 게이트 절연막(13)을 마련하고, 또 그 상층에 비정질 실리콘막(14)이나 n+비정질 실리콘막(15), 및 신호선막을 순차적으로 형성하고, 에칭에 의해 신호선막 및 n+비정질 실리콘막(15)을 좌우로 분리하여, 소스 전극(161), 드레인 전극(162) 및 이들 전극(161, 162) 사이에 마련된 채널부를 형성하고 있다.The TFT portion 1a forms a gate wiring film 12 on the glass substrate 11, provides a gate insulating film 13 made of a SiN film, or the like thereon, and an amorphous silicon film 14 thereon. The n + amorphous silicon film 15 and the signal line film are sequentially formed, and the signal line film and the n + amorphous silicon film 15 are separated from side to side by etching, so that the source electrode 161, the drain electrode 162, and these electrodes are separated. Channel portions provided between 161 and 162 are formed.

이와 같이 하여 형성된 TFT 구조의 윗면 쪽에는, TFT부(1a)의 표면을 보호하기 위한, 예컨대 SiN막으로 이루어지는 패시베이션막(17)이 마련되어 있다. 패시베이션막(17)에는, 소스 전극(161), 드레인 전극(162)과의 접촉부에 콘택트 홀(103)이 마련되고, 이 콘택트 홀(103)을 사이에 두고, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 전극으로 이루어지는 전극막(18)을 접속하여, 예컨대 소스 전극(161)은 소스 전극(161) 쪽의 구동 회로, 드레인 전극(162)은 각 액정 화소의 구동 전극에 접속된다.The passivation film 17 which consists of SiN films, for example in order to protect the surface of the TFT part 1a is provided in the upper surface side of the TFT structure formed in this way. In the passivation film 17, a contact hole 103 is provided in contact with the source electrode 161 and the drain electrode 162, and the contact hole 103 is interposed therebetween, for example, indium tin oxide (ITO) or the like. The electrode film 18 made of the transparent electrode is connected, for example, the source electrode 161 is connected to the drive circuit on the source electrode 161 side, and the drain electrode 162 is connected to the drive electrode of each liquid crystal pixel.

한편, 콘택트부(1b)는, 예컨대 TFT부(1a)의 게이트 배선막(12)에 접속된 게이트 배선막(12)의 윗면 쪽에, 모두 SiN막으로 이루어지는 상술한 게이트 절연막(13) 및 패시베이션막(17)이 아래쪽으로부터 이 순서로 적층된 구조로 되어 있다. 그리고 이들 2층의 막(13, 17)을 관통하는 콘택트 홀(103)을 마련하여 그 콘택트 홀(103) 내에 전극막(18)을 형성하고, 게이트 배선막(12)을 게이트 배선막(12) 쪽의 구동 회로에 접속한다. 또한 본 실시의 형태에 있어서는, TFT부(1a) 및 콘택트부(1b)에 마련된 콘택트 홀(103)은 배경 기술에서 설명한 바와 같이 전극막(18)의 단선을 방지할 목적에서 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있다.On the other hand, the contact portion 1b is formed on the upper surface of the gate wiring film 12 connected to the gate wiring film 12 of the TFT portion 1a, for example, the gate insulating film 13 and the passivation film described above all made of SiN films. (17) has a structure laminated in this order from below. A contact hole 103 is formed through these two layers of films 13 and 17 to form an electrode film 18 in the contact hole 103, and the gate wiring film 12 is formed as a gate wiring film 12. Connect to the driving circuit on the side. In the present embodiment, the contact holes 103 provided in the TFT portion 1a and the contact portion 1b face from the top to the bottom in order to prevent the disconnection of the electrode film 18 as described in the background art. The tapered surface in which the opening area becomes small gradually is formed.

이상에 설명한 구성을 구비하는 TFT부(1a), 콘택트부(1b)에 있어서, 각 부(1a, 1b)에 마련된 콘택트 홀(103)은 레지스트의 소비 삭감과 제조 공정의 삭감 등의 관점에서 일괄하여 에칭이 행해진다. 예컨대 도 2(a), 도 2(b)에 나타낸 예에서는, TFT부(1a) 및 콘택트부(1b)의 전체를 덮도록 레지스트막(101)을 도포하여 에칭용 개구부(102)를 패터닝하여 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고 이들 개구부(102)를 사이에 두고 패시베이션막(17), 게이트 절연막(13)을 에칭하여 각 부(1a, 1b)에 콘택트 홀(103)을 형성하고 있다.In the TFT part 1a and the contact part 1b which have the structure demonstrated above, the contact hole 103 provided in each part 1a, 1b is collectively from a viewpoint of the reduction of the consumption of a resist, the reduction of a manufacturing process, etc. And etching is performed. For example, in the examples shown in FIGS. 2A and 2B, the resist film 101 is coated to cover the entire TFT portion 1a and the contact portion 1b to pattern the etching openings 102. A resist pattern is formed. The passivation film 17 and the gate insulating film 13 are etched with these openings 102 interposed therebetween to form contact holes 103 in the respective portions 1a and 1b.

이와 같이 TFT부(1a), 콘택트부(1b)에서 일괄하여 콘택트 홀(103)을 에칭하는 경우에는, TFT부(1a) 쪽에 있어서는 패시베이션막(17)만의 에칭이 행해지는 한편, 콘택트부(1b) 쪽에서는 패시베이션막(17) 및 게이트 절연막(13)을 에칭할 필요가 있어, 두께가 다른 SiN막을 에칭하게 된다. 이 때문에, TFT부(1a) 쪽에서 콘택트 홀(103)이 형성되어 각 전극(161, 162)으로의 콘택트가 가능해진 후에도 콘택트부(1b) 쪽에 있어서는 아직 콘택트 홀(103)이 게이트 배선막(12)에 도달하고 있지 않아, 에칭의 계속이 필요한 경우가 있다. 이 때문에 콘택트 홀(103)의 일괄 에칭에 사용하는 에칭 가스는 TFT부(1a) 쪽의 신호선막(소스 전극(161), 드레인 전극(162))을 에칭하여버리지 않는 성질인 것일 필요가 있다.As described above, in the case where the contact holes 103 are collectively etched by the TFT portion 1a and the contact portion 1b, only the passivation film 17 is etched on the TFT portion 1a side, while the contact portion 1b is etched. The passivation film 17 and the gate insulating film 13 need to be etched at the C) side, and the SiN film having a different thickness is etched. For this reason, even after the contact hole 103 is formed in the TFT part 1a side and the contact to each electrode 161,162 is possible, the contact hole 103 still remains in the contact wiring part 1b side of the gate wiring film 12. ) Is not reached, and continuation of etching may be necessary. For this reason, the etching gas used for the batch etching of the contact hole 103 needs to be a property which does not etch the signal line film (source electrode 161, drain electrode 162) of the TFT part 1a side.

또한 상술한 바와 같이 콘택트부(1b) 쪽의 콘택트 홀(103)에는 전극막(18)의 단선을 방지하기 위한 테이퍼면이 마련되지만, 이 테이퍼면은 레지스트 후퇴법 등에 의해 형성된다. 도포된 레지스트막(101)에 개구부(102)를 패터닝한 후, 가열 처리함으로써, 도 3(a)에 모식적으로 확대하여 나타내는 바와 같이 개구부(102)의 내단면(內端面)은 테이퍼 형상이 된다.As described above, the contact hole 103 on the side of the contact portion 1b is provided with a tapered surface for preventing disconnection of the electrode film 18, but the tapered surface is formed by a resist retreat method or the like. After the openings 102 are patterned in the coated resist film 101 and then heat-treated, the inner end surface of the openings 102 has a tapered shape, as shown in Fig. 3 (a). do.

이와 같이 레지스트막(101)에 테이퍼면이 형성된 상태에서 패시베이션막(17)을 에칭하면, 레지스트막(101)의 얇은 영역 쪽으로부터 패시베이션막(17)이 에칭되기 시작하므로, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 레지스트막(101)의 테이퍼면의 형상을 패시베이션막(17)에 전사할 수 있다. 여기서 배경 기술에서 말한 바와 같이, 패시베이션막(17)을 플라즈마 에칭으로 에칭하는 경우에 있어서, 그 에칭 속도를 크게 할 목적으로 플라즈마 에칭이 행해지는 감압 분위기의 압력을 높게 하면, 레지스트막(101) 쪽의 애싱 속도와 비교하여 패시베이션막(17)의 에칭 속도가 커진다. 이 결과, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 레지스트막(101)의 아랫면에서 패시베이션막(17)의 에칭이 진행되어버려, 레지스트막(101)의 테이퍼 형상을 패시베이션막(17)에 정확히 전사할 수 없는 언더컷의 상태가 발생하여버린다. 또한 이 언더컷은 TFT부(1a) 쪽의 콘택트 홀(103)에서도 발생할 가능성이 있다.When the passivation film 17 is etched in the state in which the tapered surface is formed in the resist film 101 as described above, the passivation film 17 starts to be etched from the thinner region of the resist film 101. As shown, the shape of the tapered surface of the resist film 101 can be transferred to the passivation film 17. As described in the background art, in the case where the passivation film 17 is etched by plasma etching, if the pressure in the reduced pressure atmosphere in which the plasma etching is performed is increased for the purpose of increasing the etching rate, the resist film 101 side. The etching rate of the passivation film 17 is increased compared to the ashing rate of. As a result, as shown in FIG. 3C, the passivation film 17 is etched from the bottom surface of the resist film 101, so that the tapered shape of the resist film 101 can be accurately transferred to the passivation film 17. A number of undercuts occur. This undercut may also occur in the contact hole 103 on the side of the TFT portion 1a.

또한 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법이 적용되는 피처리 기판은, 예컨대 긴 변이 2m 이상인 대형 각형(角型) 기판으로서 구성되어 있다. 이와 같이 대형 피처리 기판에 대하여 플라즈마 에칭을 행하는 경우에는, 그 피처리 기판을 격납 가능한 대형 처리 용기 내에서, 에칭 가스를 균일하게 플라즈마화하는 것이 필요하게 된다. 특히, 에칭 속도를 크게 할 관점에서, 처리 용기 내의 감압 분위기의 압력을 높게 하면, 편향된 플라즈마가 형성되어버려 피처리 기판면 내에서 균일한 에칭을 행하는 것이 곤란해져버린다고 하는 문제도 있다.Moreover, the to-be-processed board | substrate to which the plasma etching method which concerns on this embodiment is applied is comprised as a large square substrate whose long side is 2 m or more, for example. Thus, when plasma etching is performed with respect to a large to-be-processed board | substrate, it becomes necessary to make plasma etching gas uniform in the large processing container which can store the to-be-processed board | substrate. In particular, from the viewpoint of increasing the etching rate, when the pressure of the reduced pressure atmosphere in the processing container is increased, deflected plasma is formed, which makes it difficult to perform uniform etching in the surface of the substrate to be processed.

이상에 설명한 바와 같이, 도 1에 나타낸 피처리 기판에 콘택트 홀(103)을 형성하는 플라즈마 에칭에 있어서, 에칭 속도를 높여 처리량을 향상시킴에 있어서는, (1) TFT부(1a), 콘택트부(1b)의 서로 다른 영역에서 두께가 다른 SiN막의 에칭에 있어서, SiN막이 얇은 TFT부(1a) 쪽의 신호선막(소스 전극(161), 드레인 전극(162))에 있어서의 에칭의 진행을 억제할 것, (2) 언더컷의 발생을 억제할 것, (3) 피처리 기판의 전체면에 걸쳐 균일한 플라즈마를 형성시킬 것 등을 고려하여 에칭 가스의 선정이나 처리 조건의 설정을 행할 필요가 있다. 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법은 이들 요청을 만족시키면서 종래법보다 고속으로 SiN막의 에칭을 행할 수 있게 되어 있다. 이하, 그 상세한 내용에 대하여 설명한다.As described above, in the plasma etching in which the contact hole 103 is formed in the substrate to be processed shown in FIG. 1, in order to improve the throughput by increasing the etching rate, (1) the TFT portion 1a and the contact portion ( In etching of SiN films having different thicknesses in different regions of 1b), the progress of etching in the signal line films (source electrode 161 and drain electrode 162) on the side of the thinner TFT portion 1a can be suppressed. It is necessary to select the etching gas and set the processing conditions in consideration of the fact that (2) undercutting is suppressed, (3) forming a uniform plasma over the entire surface of the substrate. The plasma etching method according to the present embodiment is capable of etching the SiN film at a higher speed than the conventional method while satisfying these requests. Hereinafter, the detail will be described.

이하, 도 4는 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법을 실시하는 플라즈마 에칭 장치의 구성예를 나타내고 있다. 도 4의 종단 측면도에 나타낸 플라즈마 에칭 장치(2)는, 예컨대 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 개구부(102)가 패터닝된 레지스트막(101)이 가장 윗면에 도포된 피처리 기판 S에 대하여, 플라즈마 에칭에 의해 TFT부(1a) 및 콘택트부(1b)에 콘택트 홀(103)을 형성하는 역할을 한다.4, the structural example of the plasma etching apparatus which implements the plasma etching method which concerns on this embodiment is shown. In the plasma etching apparatus 2 shown in the longitudinal side view of FIG. 4, for example, as shown in FIG. 3A, with respect to the substrate S on which the resist film 101 having the opening 102 patterned is coated on the uppermost surface, It serves to form the contact holes 103 in the TFT portion 1a and the contact portion 1b by plasma etching.

플라즈마 에칭 장치(2)는 그 내부에 있어서 피처리 기판 S를 플라즈마 에칭하기 위한 진공 챔버인 처리 용기(20)를 구비하고 있다. 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(2)는 상술한 바와 같이, 예컨대 긴 변이 2m 이상인 대형 각형 기판을 처리하는 것이 가능하게 되어 있고, 처리 용기(20)에 대해서도, 예컨대 수평 단면의 한 변이 3.5m, 다른 변이 3.0m 정도의 크기의 각형으로 되어 있다.The plasma etching apparatus 2 is provided with the processing container 20 which is a vacuum chamber for plasma-etching the to-be-processed substrate S inside. As described above, the plasma etching apparatus 2 according to the present embodiment can process, for example, a large square substrate having a long side of 2 m or more. For the processing container 20, one side of the horizontal cross section is 3.5, for example. m, the other side is a square of size about 3.0m.

처리 용기(20)는, 예컨대 알루미늄 등의 열전도성 및 도전성이 양호한 재질에 의해 구성되어 있고 또한 그 처리 용기(20)는 접지되어 있다. 또한 처리 용기(20)의 한 측벽부(21)에는 처리 용기(20) 내에 피처리 기판 S를 반입하기 위한 반입출구(22)가 형성되어 있고, 이 반입출구(22)는 게이트 밸브(23)에 의해 개폐가 자유롭게 구성되어 있다.The processing container 20 is made of a material having good thermal conductivity and conductivity, such as aluminum, and the processing container 20 is grounded. A sidewall portion 21 of the processing container 20 is provided with a carrying in and out port 22 for carrying the substrate S into the processing container 20, and the carrying in and out port 22 is a gate valve 23. The opening and closing is freely configured by the.

처리 용기(20)의 내부에는, 그 윗면에 피처리 기판 S를 탑재하기 위한 탑재대(3)가 배치되어 있다. 탑재대(3)는 처리 용기(20)의 바닥면 위에 전기적으로 접속되어 배치되어 있어, 하부 전극으로서의 역할을 하고, 애노드 전극으로서 기능한다.Inside the processing container 20, a mounting table 3 for mounting the substrate S to be processed is disposed on the upper surface thereof. The mounting table 3 is arranged on the bottom surface of the processing container 20 to be electrically connected, serves as a lower electrode, and functions as an anode electrode.

또한 탑재대(3)의 둘레 부분 및 측면은 탑재대(3) 위쪽에서 플라즈마를 균일하게 형성하기 위한, 예컨대 세라믹 재료에 의해 구성된 포커스 링(33)에 의해 덮여 있다. 포커스 링(33)은 피처리 기판 S의 둘레의 영역의 플라즈마 상태를 조정하는 역할, 예컨대 피처리 기판 S 위에 플라즈마를 집중시켜 에칭 속도를 향상시키는 역할을 한다. 본 실시의 형태에서는 피처리 기판 S가 탑재되는 탑재 영역은, 예컨대 탑재대(3)의 윗면과 그 주위의 포커스 링(33)의 윗면의 일부를 포함하는 영역에 걸쳐 형성되어 있다.In addition, the circumferential portion and side surfaces of the mounting table 3 are covered by a focus ring 33 made of, for example, a ceramic material for uniformly forming plasma above the mounting table 3. The focus ring 33 serves to adjust the plasma state of the region around the substrate S, for example, to concentrate the plasma on the substrate S to improve the etching rate. In this embodiment, the mounting area | region in which the to-be-processed substrate S is mounted is formed over the area | region containing the upper surface of the mounting table 3, and a part of the upper surface of the focus ring 33 around it, for example.

탑재대(3)에는 외부에 마련된 도시하지 않는 반송 장치와 당해 탑재대(3) 사이에서 피처리 기판 S의 수수(授受)를 행하기 위한 승강 핀(34)이 마련되어 있다. 승강 핀(34)은 승강 기구(35)와 접속되어 있고, 탑재대(3)의 표면으로부터 자유롭게 돌몰(突沒; 튀어나오고 들어감)하고, 피처리 기판 S의 수수가 행해지는 위치와 상술한 탑재 영역 사이에서 피처리 기판 S를 승강시킬 수 있다. 도면 중, 36은 처리 용기(20) 내를 진공으로 유지하기 위해 승강 핀(34)을 덮는 벨로즈(bellows)이다.The mounting table 3 is provided with a lifting pin 34 for carrying the substrate S to be processed between a conveying apparatus (not shown) provided outside and the mounting table 3. The lifting pin 34 is connected to the lifting mechanism 35, and is freely driven from the surface of the mounting table 3 so as to freely move in and out of the substrate S to be processed and the mounting described above. The substrate S to be processed can be raised and lowered between the regions. In the figure, 36 is bellows that covers the lift pins 34 to maintain the interior of the processing vessel 20 in a vacuum.

한편 탑재대(3)의 위쪽에는 이 탑재대(3)의 윗면과 대향하도록 평판 형상의 상부 전극(4)이 마련되어 있고, 이 상부 전극(4)은 각판(角板) 형상의 상부 전극 베이스(41)에 지지되고 있다. 이들 상부 전극(4) 및 상부 전극 베이스(41)는, 예컨대 알루미늄에 의해 구성되어 서로 도통하고 있다. 상부 전극 베이스(41)의 윗면은 절연 부재(411)를 사이에 두고 처리 용기(20)의 천정부에 부착되고, 처리 용기(20)로부터 전기적으로 뜬 상태로 되어 있다. 상부 전극 베이스(41)에는 플라즈마 발생용의 고주파 전원부(48)가 접속되어 있어, 결과적으로 상부 전극(4)은 캐소드 전극으로서 기능한다. 또한, 이들 상부 전극 베이스(41) 및 상부 전극(4)에 의해 둘러싸인 공간은 에칭 가스의 확산 공간(42)을 구성하고 있다. 이하, 이들 상부 전극(4), 상부 전극 베이스(41)를 합쳐 가스 샤워 헤드(40)라고 부른다.On the other hand, the upper electrode 4 of the flat plate shape is provided above the mounting table 3 so as to face the upper surface of the mounting table 3, and this upper electrode 4 is a plate-shaped upper electrode base ( 41). These upper electrodes 4 and the upper electrode bases 41 are made of aluminum, for example, and are electrically connected to each other. The upper surface of the upper electrode base 41 is attached to the ceiling of the processing container 20 with an insulating member 411 interposed therebetween, and is electrically floating from the processing container 20. The high frequency power supply 48 for plasma generation is connected to the upper electrode base 41, and as a result, the upper electrode 4 functions as a cathode electrode. The space surrounded by the upper electrode base 41 and the upper electrode 4 constitutes the diffusion space 42 of the etching gas. Hereinafter, these upper electrodes 4 and the upper electrode base 41 are collectively called a gas shower head 40.

처리 용기(20)의 천정부에는 상기 확산 공간(42)에 접속되도록 가스 공급로(43)가 마련되어 있고, 이 가스 공급로(43)는 2개로 분기하여 한쪽의 에칭 가스 공급로(431)에는 에칭 가스 공급부(45)가 접속되고, 다른 쪽의 산소 공급로(432)에는 산소 공급부(46)가 접속되어 있다. 에칭 가스 공급부(45)에는 피처리 기판 S의 SiN막을 에칭하기 위한 육불화유황(이하, SF6이라고 기재)이 저장되어 있고, SF6을 기체 상태로 처리 용기(20)를 향하여 공급할 수 있다. 한편, 산소 공급부(46)에는 처리 용기(20) 내에서 발생하는 플라즈마를 안정화시키고 레지스트막(101)의 애싱 속도를 조절하여 언더컷의 발생을 억제하기 위한 산소(이하, 02라고 기재)가 저장되어 있어, SF6과 혼합된 상태의 O2를 처리 용기(20)에 공급하는 역할을 한다.The gas supply path 43 is provided in the ceiling part of the processing container 20 so that it may be connected to the said diffusion space 42, The gas supply path 43 branches into two, and one etching gas supply path 431 is etched. The gas supply part 45 is connected, and the oxygen supply part 46 is connected to the other oxygen supply path 432. Sulfur hexafluoride (hereinafter referred to as SF 6 ) for etching the SiN film of the substrate S to be processed is stored in the etching gas supply part 45, and SF 6 can be supplied toward the processing container 20 in a gaseous state. On the other hand, oxygen supply unit 46 stores oxygen (hereinafter referred to as 0 2 ) for stabilizing the plasma generated in the processing container 20 and controlling the ashing speed of the resist film 101 to suppress the occurrence of undercut. It serves to supply O 2 in a state mixed with SF 6 to the processing vessel 20.

에칭 가스 공급부(45), 산소 공급부(46)와 확산 공간(42) 사이의 각 공급로(431, 432)에는, 예컨대 질량 유량 제어기(mass flow controller) 등으로 이루어지는 유량 조절부(44)가 마련되어 있다. 유량 조절부(44)는 후술하는 제어부(6)로부터의 지시에 근거하여 처리 용기(20)로의 SF6 및 O2의 공급량을 조절하는 기능을 구비하고, 이에 따라 SF6과 O2의 혼합비를 조절하는 역할을 하고 있다.In each of the supply paths 431 and 432 between the etching gas supply part 45, the oxygen supply part 46, and the diffusion space 42, a flow rate adjusting part 44 made of, for example, a mass flow controller is provided. have. The flow rate adjusting unit 44 has a function of adjusting the supply amount of SF 6 and O 2 to the processing vessel 20 based on an instruction from the controller 6 to be described later, thereby adjusting the mixing ratio of SF 6 and O 2 . It plays a role in controlling.

본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 있어서 유량 조절부(44)는 SF6과 O2를, 예컨대 1 : 6 이상, 1 : 20 이하의 범위의 체적비로 혼합한 상태로 처리 용기(20)에 공급할 수 있다. 구체예를 들면, 본 예에 있어서 유량 제어부(44)는, 예컨대 SF6의 유량을 100sccm(sccm : ㎖/min(0℃, 1기압), 이하 동일), O2의 유량을 600sccm으로 조절하여 1 : 6의 체적비로 혼합된 혼합 가스를 처리 용기(20)에 공급하도록 제어된다.In the plasma etching method according to the present embodiment, the flow rate adjusting unit 44 mixes SF 6 and O 2 in a volume ratio in the range of, for example, 1: 6 or more and 1: 20 or less to the processing container 20. Can supply For example, in this example, the flow rate controller 44 adjusts the flow rate of SF 6 to 100 sccm (sccm: ml / min (0 ° C., 1 atm), hereinafter also), and the flow rate of O 2 to 600 sccm. It is controlled to supply the mixed gas mixed in the volume ratio of 1: 6 to the processing container 20.

이렇게 하여 혼합된 가스가 확산 공간(42)에 공급되면, 그 혼합 가스는 상부 전극(4)에 마련된 가스 공급 구멍(47)을 통해 피처리 기판 S 위쪽의 처리 공간에 공급되고, 플라즈마화되어 피처리 기판 S에 대한 에칭 처리를 행할 수 있다.When the mixed gas is supplied to the diffusion space 42 in this way, the mixed gas is supplied to the processing space above the substrate S through the gas supply hole 47 provided in the upper electrode 4, and converted into plasma to be treated. The etching process with respect to the process board | substrate S can be performed.

한편, 처리 용기(20)의 바닥면에는 처리 용기(20) 내의 분위기를 배기하는 배기로(24)의 일단이 접속되어 있고, 그 다른 단에는 압력 조절 밸브(511)를 통해 진공 펌프(51)가 접속되어 있어, 처리 용기(20) 내의 가스는 이 배기로(24)로부터, 예컨대 공장 공통의 제해(除害) 장치(52)를 향하여 배기되도록 되어 있다.On the other hand, one end of the exhaust passage 24 for exhausting the atmosphere in the processing container 20 is connected to the bottom surface of the processing container 20, and the vacuum pump 51 is connected to the other end via a pressure regulating valve 511. Is connected, and the gas in the processing container 20 is exhausted from this exhaust path 24 toward the decontamination apparatus 52 common to a factory, for example.

여기서 종래의 플라즈마 에칭 방법에 있어서는, 처리 용기(20) 내의 압력이, 예컨대 133㎩(1000mTorr) 미만의, 예컨대 13.3㎩(100mTorr) 정도까지 감압된 고진공 분위기의 처리 용기(20) 내에, 예컨대 O2를 혼합하고 있지 않은 SF6을 공급하여 SiN막의 에칭이 행해지고 있었다. 이 정도의 고진공 분위기에 있어서는 본 예와 같은 대형 처리 용기(20)에서도 플라즈마는 안정하고, 또한 언더컷의 발생도 억제할 수 있는 경우도 있다. 그러나, 고진공 분위기에서는 SiN막의 에칭 속도가 느려 충분한 처리량을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.In the conventional plasma etching method, the pressure in the processing vessel 20 is, for example, within the high vacuum atmosphere processing vessel 20 in which the pressure is reduced to, for example, less than 133 Pa (1000 mTorr), for example, about 13.3 Pa (100 mTorr), for example, O 2. The SiN film was etched by supplying SF 6 which did not mix. In such a high vacuum atmosphere, even in the large processing container 20 like this example, plasma may be stable and the occurrence of undercut may also be suppressed. However, in a high vacuum atmosphere, there is a problem that the etching rate of the SiN film is low and a sufficient throughput cannot be obtained.

한편으로, SF6을 단독으로 공급하면서 처리 용기(20) 내의 압력을 높이면, 안정한 플라즈마를 형성하는 것이 곤란하고 언더컷의 발생이 현저해져버릴 우려가 높았다. 그래서, 종래의 플라즈마 에칭 장치는, 예컨대 133㎩(1000mTorr) 이상이라는 비교적 저진공의 압력 분위기하에서 에칭을 실행하는 설계로는 되어 있지 않고, 진공 펌프에 대해서도 고진공 분위기를 형성 가능하고 비교적 고가인 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 채용되어 있었다.On the other hand, when the pressure in the processing container 20 was increased while supplying SF 6 alone, it was difficult to form a stable plasma and there was a high possibility that the occurrence of undercut would become remarkable. Therefore, the conventional plasma etching apparatus is not designed to perform etching under a relatively low vacuum pressure atmosphere of, for example, 133 Pa (1000 mTorr) or more, and a turbo molecule which can form a high vacuum atmosphere even for a vacuum pump and is relatively expensive Vacuum pumps, such as a pump, were employ | adopted.

이에 비하여 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 있어서는 상술한 바와 같이 SF6에 O2를, 예컨대 체적비 1 : 6~1 : 20의 범위로 혼합하고, 이에 따라 비교적 압력이 높은 분위기하에서도 안정하게 플라즈마를 형성하고, SiN막의 에칭 속도와 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비를 조절하여 언더컷이 발생하기 어려운 상태로 할 수 있다.In contrast, in the plasma etching method according to the present embodiment, O 2 is mixed with SF 6 in the range of, for example, volume ratio of 1: 6 to 1: 20 as described above, thereby stably in a relatively high pressure atmosphere. A plasma can be formed, and the ratio of the etching rate of the SiN film and the ashing speed of the resist film 101 can be adjusted to bring the undercut into a difficult state.

처리 용기(20) 내에 이와 같은 압력 분위기를 형성하기 위해, 본 실시의 형태에 따른 진공 펌프(51) 및 압력 조절 밸브(511)는 도시하지 않은 압력계의 지시에 근거하여 압력 조절 밸브(511)가 열리는 정도를 조절함으로써 처리 용기(20) 내의 압력을, 예컨대 133㎩(1000mTorr) 이상, 200㎩(1500mTorr) 이하의 범위 내의, 예컨대 133㎩(1000mTorr)로 조절할 수 있다. 이와 같이, 종래의 고진공 분위기와 비교하여 저진공의 상태에서 플라즈마 에칭을 행하는 것이 가능하므로, 진공 펌프(51)는, 예컨대 터보 분자 펌프와 같이 고진공 상태를 만들어낼 수는 없지만 비교적 저렴한 드라이 펌프 등에 의해 구성된다.In order to create such a pressure atmosphere in the processing container 20, the vacuum pump 51 and the pressure regulating valve 511 according to the present embodiment are provided with a pressure regulating valve 511 based on an instruction of a pressure gauge (not shown). By adjusting the opening degree, the pressure in the processing container 20 can be adjusted to, for example, 133 kPa (1000 mTorr) within a range of 133 kPa (1000 mTorr) or more and 200 kPa (1500 mTorr) or less. Thus, since it is possible to perform plasma etching in the low vacuum state compared with the conventional high vacuum atmosphere, the vacuum pump 51 cannot produce a high vacuum state like a turbomolecular pump, for example, but by a relatively inexpensive dry pump etc. It is composed.

또한 플라즈마 에칭 장치(2)는 제어부(6)와 접속되어 있다. 제어부(6)는, 예컨대 도시하지 않은 CPU와 프로그램을 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램에는 당해 플라즈마 에칭 장치(2)의 동작, 다시 말해 처리 용기(20) 내에 피처리 기판 S를 반입하고, 처리 용기(20)에 대한 SF6 및 O2의 공급량, 공급비 및 처리 용기(20) 내의 압력을 조절하고 나서 에칭 가스(SF6과 O2의 혼합 가스)를 플라즈마화하고, 피처리 기판 S에 에칭 처리를 실시하고 나서 반출하기까지의 동작에 따른 제어 등에 대한 스텝(명령)군이 편성되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 콤팩트디스크, 광자기디스크, 메모리카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그로부터 컴퓨터에 인스톨된다.In addition, the plasma etching apparatus 2 is connected to the control part 6. The control part 6 consists of a computer which has a CPU and a program which are not shown in figure, for example, The operation | movement of the said plasma etching apparatus 2, in other words, carries in the to-be-processed board | substrate S in the processing container 20, and processes After adjusting the supply amount of SF 6 and O 2 to the vessel 20, the supply ratio and the pressure in the treatment vessel 20, the etching gas (mixed gas of SF 6 and O 2 ) is plasmatized, and the substrate S is treated. Step (command) groups for control and the like according to the operation from carrying out the etching process to carrying out are organized. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, etc., and is installed in the computer therefrom.

이하, 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(2)의 동작에 대하여 설명한다. 처음에, 도시하지 않는 조작부를 통해 사용자가 원하는 플라즈마 에칭 처리의 프로세스 레시피를 선택하여 제어부(6)에 입력하면, 제어부(6)에서는 이 프로세스 레시피에 근거하여 플라즈마 에칭 장치(2)의 각 부에 제어 신호를 공급하고, 이렇게 하여 피처리 기판 S에 대하여 소정의 플라즈마 에칭 처리가 행해진다.The operation of the plasma etching apparatus 2 according to the present embodiment will be described below. First, when a user selects a process recipe of a plasma etching process desired by a user through an operation unit (not shown) and inputs it to the control unit 6, the control unit 6 supplies the respective portions of the plasma etching apparatus 2 based on the process recipe. A control signal is supplied and a predetermined plasma etching process is performed on the substrate S in this manner.

우선 게이트 밸브(23)를 열고, 도시하지 않는 외부의 반송 수단에 의해, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 콘택트 홀(103)에 대응하는 개구부(102)를 구비한 레지스트막(101)이 표면에 형성된 피처리 기판 S를 처리 용기(20) 내에 반입하여 탑재대(3) 위쪽의 수수 위치까지 반송한다.First, the gate valve 23 is opened, and the resist film 101 provided with the opening 102 corresponding to the contact hole 103 is opened by an external conveying means (not shown). The to-be-processed board | substrate S formed in the surface is carried in in the processing container 20, and it is conveyed to the delivery location of the upper side of the mounting table 3.

피처리 기판 S가 수수 위치에 도달하면, 승강 핀(34)을 상승시켜 반송 수단으로부터 승강 핀(34)에 피처리 기판 S를 옮기고, 반송 수단은 처리 용기(20) 밖으로 퇴출시키고, 승강 핀(34)을 하강시켜 피처리 기판 S를 탑재 영역에 탑재한다. 그 후 반입출구(22)를 닫으면, 진공 펌프(51)를 가동시켜 압력 조절 밸브(511)에 의해 처리 용기(20) 내를, 예컨대 133㎩(1000mTorr)의 압력으로 조절하고, 유량 조절부(44)에서 SF6의 유량이 100sccm, O2의 유량이 600sccm(체적비 1 : 6)이 되도록 유량을 조절하여 에칭 가스 공급부(45) 및 산소 공급부(46)로부터 양 가스를 처리 용기(20)에 공급한다.When the to-be-processed board | substrate S reaches a delivery position, the lifting pin 34 is raised and the to-be-processed board S is moved from the conveying means to the lifting pin 34, and the conveying means is taken out of the processing container 20, and the lifting pin ( 34) is lowered and the to-be-processed substrate S is mounted in the mounting area. Then, when the inlet / outlet 22 is closed, the vacuum pump 51 is operated and the pressure control valve 511 controls the inside of the processing container 20 to a pressure of 133 kPa (1000 mTorr), for example, and the flow rate adjusting part ( In step 44, the flow rate is adjusted such that the flow rate of SF 6 is 100 sccm and the flow rate of O 2 is 600 sccm (volume ratio 1: 6), so that both gases are transferred from the etching gas supply part 45 and the oxygen supply part 46 to the processing container 20. Supply.

SF6 및 O2는 가스 공급로(43) 및 확산 공간(42) 내에서 충분히 혼합되어 가스 공급 구멍(47)을 통해 처리 용기(20) 내에 토출된다. 그리고 고주파 전원부(48)로부터 상부 전극(4)에 고주파 전력을 공급하여 피처리 기판 S의 위쪽의 공간에 플라즈마를 형성하여 SiN막에 대한 플라즈마 에칭을 실행한다.SF 6 and O 2 are sufficiently mixed in the gas supply passage 43 and the diffusion space 42 and discharged into the processing vessel 20 through the gas supply hole 47. Then, the high frequency power is supplied from the high frequency power supply unit 48 to the upper electrode 4 to form a plasma in the space above the substrate S to perform plasma etching on the SiN film.

여기서 SF6은 절연성 가스이며, 대형 피처리 기판 S를 격납하는 처리 용기(20) 내에서 균일한 플라즈마를 형성하기 어려운 특성을 갖고 있지만, SF6의 해리(解離)를 촉진시키는 효과를 갖는 O2를, SF6과 O2의 체적비 1 : 6~1 : 20이라는 높은 비율로 혼합함으로써, 처리 용기(20)의 전체면에 걸쳐 균일한 플라즈마를 형성할 수 있다. 이것은 처리 용기(20) 내의 플라즈마 상태를 육안으로 확인하는 것 및 후술하는 실시예에 있어서의 실험으로도 확인하고 있다.Where SF 6 is O 2 having an effect of promoting the insulating gas, and a large substrate to be processed, but have difficult to form a uniform plasma characteristics in the processing vessel 20 for storing the S, the SF 6 haeri (解離) By mixing at a high ratio of the volume ratio 1: 6 to 1:20 of SF 6 and O 2 , a uniform plasma can be formed over the entire surface of the processing container 20. This is confirmed also by visually confirming the plasma state in the processing container 20 and the experiment in the Example mentioned later.

한편으로, O2에는 SiN막을 에칭하는 능력은 없으므로, O2의 혼합비를 높게 하면 SiN막의 에칭 속도는 느려질 가능성이 있다. 그러나 본 예에서는 처리 용기(20) 내의 압력을, 예컨대 133㎩(1000mTorr)~200㎩(1500mTorr)의 비교적 높은 압력 분위기로 함으로써, O2의 혼합비를 높게 한 경우에도 처리 용기(20) 내의 SF6의 분자수는 종래의 경우보다 적어지지 않거나, 오히려 증가하는 경우도 있다. 그리고, O2와의 혼합 가스로는 상술한 바와 같이 안정한 플라즈마가 형성되므로, SF6의 활성종도 많이 생성되어 에칭 속도의 향상에 기여한다. 이와 같이 SiN막의 에칭 속도가 향상되는 점에 대해서도 후술하는 실시예에 있어서의 실험으로 확인하고 있다.On the other hand, since O 2 does not have the ability to etch a SiN film, if the mixing ratio of O 2 is made high, the etching rate of a SiN film may become slow. However, in this example, even when the mixing ratio of O 2 is made high by setting the pressure in the processing container 20 to a relatively high pressure atmosphere of, for example, 133 kPa (1000 mTorr) to 200 kPa (1500 mTorr), SF 6 in the processing container 20 is increased. The number of molecules of is not less than in the conventional case, or may increase. As the above-described mixed gas with O 2 , stable plasma is formed as described above, and thus, many active species of SF 6 are also generated, contributing to the improvement of the etching rate. Thus, the point in which the etching rate of a SiN film improves is also confirmed by the experiment in the Example mentioned later.

또한, SF6에 혼합되는 O2는 SiN막을 에칭하는 능력은 없지만 레지스트막(101)을 애싱하는 능력을 갖고 있으므로, SiN막의 에칭 속도의 향상분을 보상하여 레지스트막(101)의 애싱 속도도 높게 할 수 있다. 이 결과, SiN막과 레지스트막(101)이, 예컨대 균등하게 깎여 언더컷을 발생시키지 않고서 SiN막을 형성하고, 콘택트 홀(103)의 형상 제어를 양호하게 행할 수 있다. 이 점에 대해서도 후술하는 실시예에 있어서 실험으로 확인하고 있다.In addition, since O 2 mixed in SF 6 does not have the ability to etch the SiN film, but has the ability to ash the resist film 101, the improvement in the etching rate of the SiN film is compensated for, so that the ashing speed of the resist film 101 is also high. can do. As a result, the SiN film and the resist film 101 are, for example, shaved evenly to form a SiN film without undercutting, and the shape control of the contact hole 103 can be performed well. This point is also confirmed by experiment in the Example mentioned later.

또한, 소스 전극(161)이나 드레인 전극(162)을 구성하는 신호선막이 Mo와 Al을 적층시킨 Mo/Al/Mo 적층막과 같이 Mo를 포함하는 경우는, SF6이 Mo를 에칭하므로 SiN막과의 선택비(Mo의 에칭 속도에 대한 SiN막의 에칭 속도의 비율)가 중요해진다. 그러나, O2의 혼합비를 높게 함으로써 이 선택비도 크게 할 수 있다.In addition, when the signal line film constituting the source electrode 161 or the drain electrode 162 contains Mo, such as a Mo / Al / Mo laminated film in which Mo and Al are laminated, SF 6 etches Mo so that the SiN film and The selectivity of (the ratio of the etching rate of the SiN film to the etching rate of Mo) becomes important. However, the selectivity can also be increased by increasing the mixing ratio of O 2 .

플라즈마화한 가스는 처리 용기(20) 내를 강하하여 피처리 기판 S에 도달하여, 그 표면에서 에칭 처리를 진행한다. 그리고 그 가스는 피처리 기판 S의 표면을 따라 이동하면서 둘레 부분 쪽으로 흐르고, 포커스 링(33)과 처리 용기(20) 사이의 공간을 지나 배기로(24)에 흘러들어, 처리 용기(20)의 밖으로 배기된다. 이와 같이 하여 프로세스 레시피에 근거하여 소정 시간 플라즈마 에칭 처리를 행하면, SF6, O2나 고주파 전력의 공급을 정지하고 처리 용기(20) 내의 압력을 원래의 상태로 되돌린 후, 반입시와는 반대의 순서로 피처리 기판 S를 탑재대(3)로부터 외부의 반송 수단에 옮겨 플라즈마 에칭 장치(2)로부터 반출하여 일련의 에칭 처리를 종료한다.The plasma-ized gas descends the inside of the processing container 20 to reach the substrate S to be processed, and the etching process is performed on the surface thereof. The gas flows toward the circumferential portion while moving along the surface of the substrate S, and flows into the exhaust passage 24 through the space between the focus ring 33 and the processing vessel 20, thereby Is exhausted out. In this way, if the plasma etching treatment is performed for a predetermined time based on the process recipe, the supply of SF 6 , O 2, or high frequency power is stopped, the pressure in the processing vessel 20 is returned to its original state, and then reversed from the carry-in. The substrate S to be processed is transferred from the mounting table 3 to an external conveying means in the order of, and taken out from the plasma etching apparatus 2 to complete a series of etching processes.

본 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 의하면 이하의 효과가 있다. SF6과 O2를 혼합한 혼합 가스를 이용하여 플라즈마 에칭을 행함으로써 133㎩(1000mTorr) 이상의 높은 압력 분위기하에서도 안정한 플라즈마가 얻어져 고속으로 SiN막을 에칭할 수 있다. 또한 혼합 가스가 레지스트막(101)을 애싱하는 능력을 갖는 O2를 포함하고 있어, SiN막의 에칭 속도와 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비를 조정하는 것이 가능해져, 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부(102)의 형상을 레지스트막(101)으로부터 SiN막에 전사하고 콘택트 홀(103)을 형성함에 있어서 양호한 형상 제어를 행할 수 있다.According to the plasma etching method according to the present embodiment, the following effects are obtained. Plasma etching is performed using a mixed gas mixed with SF 6 and O 2 to obtain a stable plasma even in a high pressure atmosphere of 1000 mTorr or higher of 133 Pa (1000 mTorr), thereby allowing etching of the SiN film at high speed. In addition, the mixed gas contains O 2 having the ability to ash the resist film 101, and it is possible to adjust the ratio of the etching rate of the SiN film and the ashing speed of the resist film 101, and the opening is opened from the top to the bottom. Good shape control can be performed in transferring the shape of the opening 102 whose area gradually decreases from the resist film 101 to the SiN film and forming the contact hole 103.

또한 종래보다 낮은 진공 분위기에서 SiN막의 에칭을 행할 수 있으므로, 고진공 분위기를 형성하는 터보 분자 펌프 대신에 비교적 저렴한 드라이 펌프 등을 진공 펌프(51)로서 채용함으로써 플라즈마 에칭 장치(2)의 장치 비용을 저감할 수 있다.In addition, since the SiN film can be etched in a lower vacuum atmosphere than in the related art, a relatively inexpensive dry pump or the like is employed as the vacuum pump 51 instead of the turbomolecular pump forming a high vacuum atmosphere, thereby reducing the apparatus cost of the plasma etching apparatus 2. can do.

다음으로 제 2 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 대하여 설명한다. 제 2 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 방법은 도 4에 나타낸 것과 거의 같은 구성을 구비한 플라즈마 에칭 장치(2)에 의해 실시할 수 있지만 이하의 점이 다르다.Next, a plasma processing method according to the second embodiment will be described. Although the plasma processing method according to the second embodiment can be implemented by the plasma etching apparatus 2 having a structure substantially the same as that shown in FIG. 4, the following points are different.

제 2 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(2)에 있어서는, SiN막을 에칭하는 에칭 가스로서 온난화 계수가 이산화탄소와 거의 같은 이불화카보닐(COF2)이 채용되어 있고, 에칭 가스 공급부(45)에는 SF6 대신에 COF2가 저장되어 있다. 또한 본 예의 유량 조절부(44)는 COF2와 O2를, 예컨대 1 : 2 이상, 3 : 20 이하의 범위의 체적비로 혼합한 혼합 가스로서 처리 용기(20)에 공급하도록 되어 있다.In the plasma etching apparatus 2 according to the second embodiment, carbonyl difluoride (COF 2 ) having a warming coefficient almost equal to that of carbon dioxide is employed as the etching gas for etching the SiN film, and the etching gas supply part 45 is employed. COF 2 is stored instead of SF 6 . Also in this example the flow control unit 44 is the COF 2 and O 2, for example 1: It is to be supplied to the treatment vessel 20 as a gas mixture mixed in a volume ratio in the range of less than 20: at least 2, 3.

제 2 실시의 형태에 따른 진공 펌프(51) 및 압력 조절 밸브(511)는 도시하지 않은 압력계의 지시에 근거하여 압력 조절 밸브(511)가 열리는 정도를 조절함으로써 처리 용기(20) 내의 압력 분위기를, 예컨대 133㎩(1000mTorr) 이상, 267㎩(2000mTorr) 이하의 범위 내로 조절하는 것이 가능한 능력을 구비하고 있다.The vacuum pump 51 and the pressure regulating valve 511 which concern on 2nd Embodiment adjust the degree to which the pressure regulating valve 511 opens based on the indication of the pressure gauge which is not shown in figure, For example, it is equipped with the capability which can adjust to the range of 133 mW (1000 mTorr) or more and 267 mW (2000 mTorr) or less.

이상에 설명한 조건 아래, COF2와 O2의 혼합 가스를 플라즈마화하여 피처리 기판 S의 플라즈마 에칭을 행하는 경우에 있어서도, 안정한 플라즈마의 형상, SiN막의 에칭 속도의 향상, 언더컷의 발생을 억제한 콘택트 홀(103)의 형상 제어, TFT부(1a)와 콘택트부(1b)를 일괄하여 에칭하는 경우에 있어서의 신호선막(소스 전극(161), 드레인 전극(162))의 깎임 방지, 저진공 펌프를 채용함에 의한 설비 비용의 저감 등의 각종 효과를 얻을 수 있다.Under the conditions described above, even in the case where the mixed gas of COF 2 and O 2 is converted into plasma to perform plasma etching of the substrate S to be processed, a contact in which the shape of the stable plasma, the improvement of the etching rate of the SiN film, and the occurrence of undercut are suppressed Shape control of hole 103, shaving prevention of signal line film (source electrode 161, drain electrode 162) when etching TFT part 1a and contact part 1b collectively, low vacuum pump Various effects, such as a reduction of equipment cost by employ | adopting this, can be acquired.

여기서 처리 용기(20)로부터 배출된 혼합 가스는 그 가스 중에 포함되는 COF2의 대부분이 제해 장치(52)에 포집(捕集)되고, 나머지 O2가 대기에 방출된다. 그러나, 제해 장치(52)에 있어서의 COF2의 포집 효율은 100%가 아니므로 적은 양의 COF2가 대기에 방출되는 경우도 있다. 이러한 경우에 있어서도 상술한 바와 같이 COF2는 온난화 계수가 이산화탄소와 동등한 물질이므로 환경에 가하는 부하를 낮게 억제할 수 있다.Here, in the mixed gas discharged from the processing vessel 20, most of the COF 2 contained in the gas is collected by the decontamination apparatus 52, and the remaining O 2 is discharged to the atmosphere. However, since the collection efficiency of COF 2 in the removal device 52 is not 100%, a small amount of COF 2 may be released to the atmosphere. Even in such a case, as described above, since COF 2 is a material having a warming coefficient equal to that of carbon dioxide, the load on the environment can be kept low.

이상에 설명한 제 1, 제 2 실시의 형태에 따른 플라즈마 에칭 방법은 도 1에 나타낸 피처리 기판 S상의 TFT부(1a), 콘택트부(1b)를 일괄하여 에칭하는 경우에 한하지 않고 2개의 영역을 따로따로 에칭하는 경우에도 적용할 수 있다.The plasma etching method according to the first and second embodiments described above is not limited to the case of collectively etching the TFT portion 1a and the contact portion 1b on the substrate S shown in FIG. It is also applicable to the case of etching separately.

또한, 처리 용기(20)의 압력을 133㎩(1000mTorr) 이상으로 조절하여 플라즈마를 발생시키는 상술한 플라즈마 처리 방법은 처리 용기(20) 내에 O2만을 공급하여 레지스트막(101)을 애싱하여 피처리 기판 S로부터 제거하는 플라즈마 애싱 방법에도 적용할 수 있다. 종래, 플라즈마 애싱이 행해지는, 예컨대 133㎩(1000mTorr)보다 높은 압력 분위기하에서 애싱을 행함으로써, 피처리 기판 S상에 형성된 디바이스에 대한 손상이 낮고, 고속의 애싱 처리를 행할 수 있다.
In addition, in the above-described plasma processing method of generating plasma by adjusting the pressure of the processing container 20 to 133 Pa (1000 mTorr) or more, only the O 2 is supplied into the processing container 20 to ash the resist film 101 to be treated. The present invention can also be applied to a plasma ashing method for removing from the substrate S. Conventionally, by ashing in a pressure atmosphere higher than 133 Pa (1000 mTorr) where plasma ashing is performed, damage to a device formed on the substrate S to be processed is low and fast ashing can be performed.

(실시예)(Example)

(실험 1)(Experiment 1)

도 4에 기재된 플라즈마 에칭 장치(2)와 동등한 구성의 에칭 처리 장치를 이용하여, SF6과 O2의 혼합 가스를 플라즈마화하여 표면에 레지스트막(101)이 패터닝된 SiN 기판의 에칭을 행하여, SiN의 에칭 속도(E/R), 레지스트막(101)의 애싱 속도(A/R), 선택비(SiN의 에칭 속도에 대한 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비)를 측정했다. 고주파 전원부(48)로부터는 13.56㎒, 3000W의 고주파 전력을 30초간 공급했다. 또한 탑재대(3)의 온도는 25℃로 조절했다.4 using an etching apparatus of a plasma etching apparatus, equivalent structures, and (2) as described in, by performing the etching of the SF 6 and O 2 mixed gas plasma, the resist film 101 is patterned SiN substrate to the surface of, The etching rate (E / R) of the SiN, the ashing rate (A / R) of the resist film 101, and the selectivity (ratio of the ashing rate of the resist film 101 to the etching rate of SiN) were measured. The high frequency power supply unit 48 was supplied with high frequency power of 13.56 MHz and 3000 W for 30 seconds. In addition, the temperature of the mounting table 3 was adjusted to 25 degreeC.

A. 실험 조건A. Experimental Conditions

(실시예 1-1) SF6을 100sccm, O2를 600sccm 공급하고(체적비 1 : 6), 처리 용기(20) 내의 압력을 133㎩(1000mTorr)로 했다.(Example 1-1) 100 sccm of SF 6 and 600 sccm of O 2 were supplied (volume ratio 1: 6), and the pressure in the processing vessel 20 was set to 133 kPa (1000 mTorr).

(실시예 1-2) 처리 용기(20) 내의 압력을 160㎩(1200mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 1-1)과 같은 조건으로 했다.(Example 1-2) It set as the conditions similar to (Example 1-1) except having set the pressure in the process container 20 to 160 mPa (1200 mTorr).

(비교예 1-1A) 처리 용기(20) 내의 압력을 26.7㎩(200mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 1-1)과 같은 조건으로 했다.(Comparative Example 1-1A) The conditions were the same as in (Example 1-1) except that the pressure in the processing vessel 20 was set to 26.7 kPa (200 mTorr).

(비교예 1-2A) 처리 용기(20) 내의 압력을 53.3㎩(400mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 1-1)과 같은 조건으로 했다.(Comparative Example 1-2A) The conditions were the same as that of (Example 1-1) except that the pressure in the processing vessel 20 was set to 53.3 kPa (400 mTorr).

(비교예 1-3A) 처리 용기(20) 내의 압력을 107㎩(800mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 1-1)과 같은 조건으로 했다.(Comparative Example 1-3A) The conditions were the same as those of (Example 1-1) except that the pressure in the processing vessel 20 was set to 107 Pa (800 mTorr).

B. 실험 결과B. Experimental Results

(실시예 1-1~1-2), (비교예 1-1A~1-3A)의 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5의 가로축은 처리 용기(20) 내의 압력을 나타내고 있고, 상단의 수치는 [mTorr] 단위, 하단의 수치는 [㎩] 단위를 표시하고 있다. 우측의 세로축은 SiN의 에칭 속도 또는 레지스트막(101)의 애싱 속도[㎚/min]를 나타내고 있고, 좌측의 세로축은 SiN의 에칭 속도에 대한 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비인 선택비[-]를 나타내고 있다.The results of (Examples 1-1 to 1-2) and (Comparative Examples 1-1A to 1-3A) are shown in FIG. 5. The horizontal axis of FIG. 5 has shown the pressure in the processing container 20, The numerical value of the upper stage has shown the unit of [mTorr], and the numerical value of the lower side shows the unit of [kPa]. The vertical axis on the right shows the etching rate of SiN or the ashing speed [nm / min] of the resist film 101, and the vertical axis on the left shows the selectivity ratio [-], which is the ratio of the ashing speed of the resist film 101 to the etching rate of SiN. ].

도 5에 나타낸 흰색 마름모의 플롯은 각 실시예, 비교예에 있어서의 SiN의 에칭 속도를 나타내고 있고, 실선은 그 경향선(trend line)을 나타내고 있다. 또한 검은색 마름모의 플롯은 레지스트막(101)(PR)의 애싱 속도이며, 파선은 이 경향선이다. 한편, 검은색 삼각형 플롯은 상술한 선택비를 나타내고, 일점쇄선은 이 경향선을 나타내고 있다. 여기서 (비교예 1-3A)는 같은 실험을 2회 행하고, 각 플롯은 이들 실험 결과의 평균치를 나타내고, 에러바(error bar)는 실제의 실험 결과의 값을 범위 표시로 나타내고 있다.The plot of the white rhombus shown in FIG. 5 has shown the etching rate of SiN in each Example and a comparative example, and the solid line has shown the trend line. Further, the plot of black rhombus is the ashing speed of the resist film 101 (PR), and the broken line is this tendency line. On the other hand, the black triangular plot shows the above-mentioned selection ratio, and the dashed-dotted line shows this trend line. Here (Comparative Example 1-3A) performs the same experiment twice, each plot shows the average value of these experiment results, and an error bar shows the value of the actual experiment result by the range display.

도 5에 나타낸 SiN의 에칭 속도의 경향을 보면, (비교예 1-1A)로부터 (비교예 1-3A)를 향하여 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 하여 가면, 이에 따라 SiN의 에칭 속도가 상승하고 있다. 그리고, (비교예 1-3A)로부터 (실시예 1-2)에 걸쳐 에칭 속도의 변화는 크게 변동되지 않아, 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 해도 에칭 속도의 큰 상승은 보이지 않는다. 이 경향은 레지스트막(101)의 애싱 속도에 대해서도 같다고 할 수 있다.When the tendency of the etching rate of SiN shown in FIG. 5 is seen, when the pressure in the processing container 20 is made high from (Comparative Example 1-1A) to (Comparative Example 1-3A), the etching rate of SiN will rise accordingly. Doing. And the change of the etching rate does not fluctuate largely from (Comparative Example 1-3A) to (Example 1-2), and even if the pressure in the processing container 20 is made high, a large rise of an etching rate is not seen. This tendency can be said to be the same for the ashing speed of the resist film 101.

한편, 선택비에 대해서는 처리 용기(20) 내의 압력을 높여 감에 따라 SiN의 에칭량 쪽이 비교적 많아지고, (비교예 1-1A)로부터 (비교예 1-3A)에 걸쳐 선택비는 서서히 저하하고 있다. 그리고, (비교예 1-3A)로부터 (실시예 1-2)의 범위에서는 선택비는 크게 변동되지 않는다.On the other hand, with respect to the selection ratio, as the pressure in the processing vessel 20 is increased, the etching amount of SiN increases relatively, and the selection ratio gradually decreases from (Comparative Example 1-1A) to (Comparative Example 1-3A). Doing. In addition, in the range of (Comparative Example 1-3A) to (Example 1-2), the selection ratio does not vary greatly.

도 6(a)~도 6(c)는 (비교예 1-1A~1-3A)와 같은 조건에서 탑재대(3)의 온도를 90℃로 조절한 (비교예 1-1B)~(비교예 1-3B)의 각 예에 있어서의 레지스트막(101) 및 SiN 기판의 확대 종단면의 사진을 나타내고 있다. 또한 도 7(a)~도 7(c)는 SF6의 유량 100sccm, O2의 유량 400sccm(체적비 1 : 4)으로 (비교예 1-1B~1-3B)와 같은 조건에서 SiN 기판의 에칭을 행한 (비교예 1-1C~1-3C)의 결과를 나타내는 확대 종단면의 사진이다.6 (a) to 6 (c) show (Comparative Example 1-1B) to (Comparative) in which the temperature of the mounting table 3 is adjusted to 90 ° C under the same conditions as (Comparative Examples 1-1A to 1-3A). The photograph of the enlarged longitudinal cross section of the resist film 101 and SiN substrate in each example of Example 1-3B) is shown. 7 (a) to 7 (c) show the etching of the SiN substrate under the same conditions as those of (Comparative Examples 1-1B to 1-3B) at a flow rate of 100 sccm for SF 6 and 400 sccm for volume O 2 (volume ratio 1: 4). It is a photograph of the enlarged vertical cross section which shows the result of (Comparative Example 1-1C-1-3C) which performed the following.

도 6(a)~도 6(c)의 (비교예 1-1B~1-3B)와 도 7(a)~도 7(c)의 (비교예 1-1C~1-3C)의 실험 결과를 비교하면, SF6과 O2의 체적비가 1 : 4인 (비교예 1-1C~1-3C)에서는 비교적 현저하게 언더컷의 발생이 관찰되고 있다. 이에 비하여 (비교예 1-1B)에서는 언더컷은 거의 발생하고 있지 않고, 또한 (비교예 1-2B, 1-3B)에서는 약간의 언더컷의 발생이 보이지만 그 정도는 (비교예 1-2C, 1-3C)와 비교하여 작다.Experimental results of (Comparative Examples 1-1B to 1-3B) of Figs. 6 (a) to 6 (c) and (Comparative Examples 1-1C to 1-3C) of Figs. 7 (a) to 7 (c). In comparison, the occurrence of undercut was observed relatively remarkably in the volume ratio of SF 6 and O 2 of 1: 4 (Comparative Examples 1-1C to 1-3C). On the other hand, undercut was hardly generated in (Comparative Examples 1-1B), and a slight undercut was observed in (Comparative Examples 1-2B, 1-3B). Small compared to 3C).

이로부터, SF6에 대한 O2의 혼합 비율을 늘려 감으로써 O2의 혼합 비율이 작은 경우와 비교하여 언더컷의 발생의 정도를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 그리고 이것은 처리 용기(20) 내의 압력이 133㎩(1000mTorr) 이상인 (실시예 1-1, 1-2)에 대해서도 같은 경향이 있다 할 수 있다고 생각된다.From this, it can be compared to a case in which the mixing ratio of O 2 as a sense of increasing the mixing ratio of O 2 to SF 6 small found that to suppress the degree of the occurrence of undercut. And it is thought that this also has the same tendency with respect to (Example 1-1, 1-2) in which the pressure in the process container 20 is 133 Pa (1000 mTorr) or more.

또 SF6에 대한 O2의 혼합 비율이 체적비 1 : 6보다 작은 영역에서는 처리 용기(20) 내의 압력을 133㎩(1000mTorr) 이상까지 높게 하여 가면, 플라즈마가 불안정해지므로 이 압력 영역에 있어서의 (비교예 1-1C~1-3C)에 대응하는 실험은 행하고 있지 않다.
In the region where the mixing ratio of O 2 to SF 6 is smaller than volume ratio 1: 6, when the pressure in the processing vessel 20 is increased to 133 kPa (1000 mTorr) or higher, plasma becomes unstable, Experiments corresponding to Comparative Examples 1-1C to 1-3C are not performed.

(실험 2)(Experiment 2)

LCD용 양산 기판에 SiN막을 형성하고, 그 윗면에 레지스트막(101)을 도포, 패터닝하여 피처리 기판 S를 작성하고, SiN막의 플라즈마 에칭을 행했다. 플라즈마 에칭에 있어서는 플라즈마 에칭 장치(2)와 동등한 구성의 에칭 처리 장치를 이용하여 SF6과 O2의 혼합 가스를 플라즈마화하여 SiN의 에칭 속도(E/R), 레지스트막(101)의 애싱 속도(A/R), 선택비(SiN의 에칭 속도에 대한 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비)를 측정했다. 고주파 전원부(48)로부터는 13.56㎒, 3000W의 고주파 전력을 30초간 공급했다. 또한, 탑재대(3)의 온도는 25℃로 조절했다.The SiN film was formed in the mass production substrate for LCD, the resist film 101 was apply | coated and patterned on the upper surface, the to-be-processed substrate S was created, and the plasma etching of the SiN film was performed. In the plasma etching, the mixed gas of SF 6 and O 2 is plasmified using an etching processing apparatus having a configuration equivalent to that of the plasma etching apparatus 2 to etch rate (E / R) of SiN and ashing rate of the resist film 101. (A / R) and selectivity (ratio of ashing rate of resist film 101 to etching rate of SiN) were measured. The high frequency power supply unit 48 was supplied with high frequency power of 13.56 MHz and 3000 W for 30 seconds. In addition, the temperature of the mounting table 3 was adjusted to 25 degreeC.

A. 실험 조건A. Experimental Conditions

(실시예 2-1) SF6을 100sccm, O2를 600sccm 공급하고(체적비 1 : 6), 처리 용기(20) 내의 압력을 133㎩(1000mTorr)로 했다. 도 8에 나타내는 피처리 기판 S의 「1~13」의 수치를 붙인 각 점에 있어서의 SiN막의 에칭량 및 레지스트막(101)의 애싱량을 측정했다.(Example 2-1) 100 sccm of SF 6 and 600 sccm of O 2 were supplied (volume ratio 1: 6), and the pressure in the processing vessel 20 was set to 133 kPa (1000 mTorr). The etching amount of the SiN film and the ashing amount of the resist film 101 at each point to which the numerical value of "1-13" of the to-be-processed substrate S shown in FIG. 8 were attached were measured.

(실시예 2-2) 처리 용기(20) 내의 압력을 160㎩(1200mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 2-1)과 같은 조건으로 했다.(Example 2-2) The conditions were the same as that of (Example 2-1) except that the pressure in the processing container 20 was set to 160 mPa (1200 mTorr).

(실시예 2-3) 처리 용기(20) 내의 압력을 200㎩(1500mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 2-1)과 같은 조건으로 했다.(Example 2-3) The same conditions as in (Example 2-1) were used except that the pressure in the processing vessel 20 was set to 200 mPa (1500 mTorr).

(비교예 2-1) 처리 용기(20) 내의 압력을 107㎩(800mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 2-1)과 같은 조건으로 했다.(Comparative Example 2-1) The same conditions as in (Example 2-1) were used except that the pressure in the processing vessel 20 was set to 107 Pa (800 mTorr).

B. 실험 결과B. Experimental Results

(실시예 2-1~2-3) 및 (비교예 2-1)의 결과를 도 9, 도 10에 나타낸다. 도 9는 피처리 기판 S상의 계측점마다의 SiN막의 에칭 속도 및 에칭 속도의 면 내 균일성을 플롯한 결과를 나타내고 있다. 도 9의 가로축은 처리 용기(20) 내의 압력을, 상단에 [mTorr] 단위, 하단에 [㎩] 단위로 표시하고 있다. 우측의 세로축은 SiN막의 에칭 속도[㎚/min]를 나타내고 있고, 좌측의 세로축은 그 에칭 속도의 피처리 기판 S 면 내에 있어서의 균일성[±%]을 나타내고 있다. 에칭 속도의 면 내 균일성은 이하의 (1)식에 근거하여 산출했다. 면 내 균일성은 그 값이 작을수록 에칭 속도의 편차가 피처리 기판 S의 면 내에서 작은 것을 나타내고 있다.The results of (Examples 2-1 to 2-3) and (Comparative Example 2-1) are shown in Figs. 9 and 10. 9 shows the results of plotting the in-plane uniformity of the etching rate and etching rate of the SiN film for each measurement point on the substrate S to be processed. In the horizontal axis of FIG. 9, the pressure in the processing container 20 is expressed in [mTorr] units at the upper end and in [kPa] at the lower end. The vertical axis on the right side shows the etching rate [nm / min] of the SiN film, and the vertical axis on the left side shows uniformity [±%] in the substrate S surface of the etching rate. In-plane uniformity of the etching rate was calculated based on the following formula (1). In-plane uniformity shows that the smaller the value is, the smaller the variation in the etching rate is in the plane of the substrate S to be processed.

면 내 균일성[±%]=±[{(E/R)MAX-(E/R)MIN}/{(E/R)MAX+(E/R)MIN}]×100 … (1)In-plane uniformity [±%] = ± [{(E / R) MAX- (E / R) MIN } / {(E / R) MAX + (E / R) MIN }] x 100. (One)

단, (E/R)MAX;에칭 속도의 최대치[㎚/min],However, (E / R) MAX ; maximum value of etching rate [nm / min],

(E/R)MIN;에칭 속도의 최소치[㎚/min]이다.(E / R) MIN ; It is the minimum value of etching speed [nm / min].

도 9 중, 흰색 원의 플롯은 도 8에 나타낸 피처리 기판 S의 중앙 위치 「7」의 부분의 에칭 속도를 나타내고, 검은색 원의 플롯은 도 8의 중간 위치 「4, 5, 9, 10」의 4부분의 에칭 속도의 평균치를 나타내고 있다. 또한 도 8에 나타낸 가장자리 위치 「1, 2, 3, 6, 8, 11, 12, 13」의 8부분의 에칭 속도는 에러바에서 최대치 및 최소치를 범위 표시하고 있다. 별표(*)의 플롯은 피처리 기판 S 전체의 「1~13」까지의 각 부분의 에칭 속도의 평균치를 나타내고 있다. 그리고 흰색 삼각형의 플롯은 피처리 기판 S 전체에서의 에칭 속도의 면 내 균일성을 나타내고 있다.In FIG. 9, the plot of a white circle shows the etching rate of the part of the center position "7" of the to-be-processed substrate S shown in FIG. 8, and the plot of a black circle shows the intermediate position "4, 5, 9, 10 of FIG. The average value of the etching rate of four parts of "is shown. In addition, the etching speed of 8 parts of the edge positions "1, 2, 3, 6, 8, 11, 12, 13" shown in FIG. The plot of an asterisk (*) has shown the average value of the etching rate of each part to "1-13" of the whole to-be-processed substrate S. FIG. The white triangle plots show in-plane uniformity of the etching rate in the entire substrate S.

또한, 도 10은 피처리 기판 S 평균의 SiN막의 에칭 속도, 레지스트막(101)의 애싱 속도 및 선택비를 나타내고 있고, 가로축, 좌우의 세로축 및 각 플롯 및 각 경향선의 의미에 대해서는 도 5와 같다.In addition, FIG. 10 shows the etching rate of the SiN film on the substrate S average and the ashing speed and selectivity of the resist film 101. The meanings of the horizontal axis, the left and right vertical axes, the respective plots, and the trend lines are the same as in FIG. 5. .

(실시예 2-1~2-3), (비교예 2-1)의 결과에 대해서 우선 도 9에 나타낸 SiN막의 에칭 속도의 경향을 보면, 중앙 위치, 중간 위치, 가장자리 위치 및 전체 평균의 모두에 대해서도 (비교예 2-1)로부터 (실시예 2-2)로 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 SiN막의 에칭 속도가 상승하고 있다. 이것은 SiN 기판을 이용한 (실험 1)의 각 실시예, 비교예의 결과와 같은 경향을 나타내고 있다. 그리고 처리 용기(20) 내의 압력을 200㎩(1500mTorr)까지 더 높인 (실시예 2-3)에서는 모든 위치의 계측 결과도 (실시예 2-2)와 비교하여 에칭 속도가 작아졌다.Results of (Examples 2-1 to 2-3) and (Comparative Example 2-1) First of all, the tendency of the etching rate of the SiN film shown in FIG. Also, the etching rate of the SiN film is increased by increasing the pressure in the processing container 20 from (Comparative Example 2-1) to (Example 2-2). This shows the same tendency as the result of each Example and the comparative example of (Experiment 1) using a SiN substrate. And in the case where the pressure in the processing container 20 was raised to 200 kPa (1500 mTorr) (Example 2-3), the etching rate also became small compared with (Example 2-2).

이와 같이 LCD용 양산 기판을 이용한 (실험 2)에서는, 에칭 속도는 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 위로 볼록한 커브를 그리는 경향이 관찰되었다. 한편으로 에칭 속도의 면 내 균일성에 대해서는 에칭 속도와는 반대로 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 아래로 볼록한 커브를 그리는 경향이 관찰되었다.In this manner (Experiment 2) using the mass production substrate for LCD, the etching rate tended to draw a convex curve upward as the pressure in the processing vessel 20 was increased. On the other hand, the in-plane uniformity of the etching rate was observed to have a tendency to draw a convex curve downward as the pressure in the processing vessel 20 was increased, contrary to the etching rate.

이것은 SF6과 O2의 체적비를 일정하게 한 조건하에 있어서는 (실시예 2-2) 이하의 압력 영역에 있어서는 비교적 안정한 플라즈마가 형성되고 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 SiN막의 에칭 속도도 향상시킬 수 있는 것을 나타내고 있다. 또한 처리 용기(20) 내의 압력이 (실시예 2-2)의 값을 넘으면, O2에 의해 플라즈마를 안정시키는 효과가 상대적으로 작아져, 편향된 플라즈마가 형성되어, SiN막의 에칭 속도, 면 내 균일성이 함께 저하되는 것은 아닌가 하고 해석할 수 있다.This is because under a condition where the volume ratio between SF 6 and O 2 is constant (Example 2-2), a relatively stable plasma is formed in the pressure region below (Example 2-2), and the etching rate of the SiN film is increased as the pressure in the processing vessel 20 is increased. It shows that it can improve. In addition, when the pressure in the processing container 20 exceeds the value of (Example 2-2), the effect of stabilizing the plasma by O 2 is relatively small, and a deflected plasma is formed, so that the etching rate and in-plane uniformity of the SiN film are formed. It can be interpreted as if the sex is deteriorated together.

다음으로 도 10에 나타낸 (실시예 2-1~2-3), (비교예 2-1)의 결과를 보면, 상술한 바와 같이 에칭 속도의 평균치는 처리 용기(20) 내의 압력에 대하여 위로 볼록한 커브를 그리는 한편, 레지스트막(101)의 애싱 속도에 대해서는 처리 용기(20) 내 압력의 상승과 함께 저하하고 있다. 이 결과, SiN막에 대한 레지스트막(101)의 선택비는 처리 용기(20) 내의 압력을 높여 감에 따라 서서히 저하하고 있고, (실시예 2-2)로부터 (실시예 2-3)의 범위에서는 선택비는 크게 변동되지 않는다.Next, in the results of (Examples 2-1 to 2-3) and (Comparative Example 2-1) shown in FIG. 10, as described above, the average value of the etching rates is convex upward with respect to the pressure in the processing vessel 20. While the curve is drawn, the ashing speed of the resist film 101 decreases with the increase in the pressure in the processing container 20. As a result, the selectivity of the resist film 101 to the SiN film is gradually decreased as the pressure in the processing container 20 is increased, and the range of (Example 2-2) to (Example 2-3) The selectivity does not change significantly.

도 10에 나타낸 결과에 있어서도 (실시예 2-2) 이하의 압력 영역에 있어서는 비교적 안정한 플라즈마가 형성되고, 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 SiN막의 에칭 속도가 향상됨에 따라 선택비가 저하하고, 처리 용기(20) 내의 압력이 (실시예 2-2)의 값을 넘으면 안정한 플라즈마가 형성되기 어렵게 되어 가는 결과, 선택비가 크게 변동되지 않는 것은 아닌가 하고 생각된다.Also in the results shown in FIG. 10 (Example 2-2), a relatively stable plasma was formed in the pressure region below (Example 2-2), and as the pressure in the processing vessel 20 was increased, the selectivity was lowered as the etching rate of the SiN film was improved. When the pressure in the processing container 20 exceeds the value of (Example 2-2), it becomes difficult to form stable plasma, and as a result, it is considered that the selectivity may not be greatly changed.

도 11(a)~도 11(c)는 (실시예 2-1~2-3)의 각 예에 있어서의 레지스트막(101) 및 SiN막의 확대 종단면 사진을 나타내고 있다. 도 11(a), 도 11(b)에 나타낸 (실시예 2-1, 2-2)에서는 언더컷의 발생은 보이지 않지만, 도 11(c)에 나타낸 (실시예 2-3)에서는 약간의 언더컷의 발생이 관찰되었다. 단, (실시예 2-3)에 있어서도 언더컷의 발생의 정도는, 예컨대 도 7(a)~도 7(c)에 나타낸 (비교예 1-1C~1-3C)의 경우와 비교하여 작다.11A to 11C show enlarged longitudinal cross-sectional photographs of the resist film 101 and the SiN film in each example of (Examples 2-1 to 2-3). Although the occurrence of undercut is not seen in (Examples 2-1 and 2-2) shown in Figs. 11 (a) and 11 (b), some undercuts are shown in (Example 2-3) shown in Fig. 11 (c). The occurrence of was observed. However, also in (Example 2-3), the degree of occurrence of undercut is small as compared with the case of (Comparative Examples 1-1C to 1-3C) shown in Figs. 7 (a) to 7 (c), for example.

이상에 나타낸 (실험 1), (실험 2)의 결과를 총합하면, SF6과 O2의 체적비를 1 : 6으로 한 경우에 있어서는 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 함에 따라 SiN의 에칭 속도는 향상된다. 그리고 처리 용기(20) 내의 압력을 더 높게 하면 SiN의 에칭 속도는 크게 변동되지 않거나(SiN 기판을 이용한 (실험 1)의 경우), 위로 볼록한 커브를 그려 감소로 변했다(LCD의 양산 기판을 이용한 (실험 2)의 경우).When the results of the above (Experiment 1) and (Experiment 2) are summed up, when the volume ratio of SF 6 and O 2 is 1: 6, the etching rate of SiN is increased by increasing the pressure in the processing vessel 20. Is improved. If the pressure in the processing vessel 20 is higher, the etching rate of the SiN does not change significantly (in the case of (Experiment 1) using the SiN substrate), or it changes to decrease by drawing a convex curve upward (using the mass production substrate of the LCD ( For experiment 2)).

이로부터 SiN막의 플라즈마 에칭을 행하는 압력 분위기는, SiN의 에칭 속도가 높은 상태에 머물러 있거나, 볼록한 커브를 그려 감소하는 경우에도 비교적 에칭 속도가 높은 결과가 얻어진, 133㎩(1000mTorr) 이상, 200㎩(1500mTorr) 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 또한, SF6과 O2의 체적비가 1 : 20을 넘으면 SF6이 너무 적어져 압력을 높여도 거의 에칭이 진행되지 않게 되어버린다고 생각된다. 또, 바람직한 SF6과 O2의 체적비의 범위는, 예컨대 1 : 6~1 : 20 정도의 범위라고 생각된다.
From this, the pressure atmosphere in which the plasma etching of the SiN film is carried out is performed at a rate of 133 Pa (1000 mTorr) or more and 200 Pa (resulting in a relatively high etching rate even when the SiN etching rate remains in a high state or draws a convex curve. 1500 mTorr) or less can be said to be preferable. In addition, when the volume ratio of SF 6 and O 2 exceeds 1:20, it is considered that SF 6 is too small and etching hardly proceeds even if the pressure is increased. The preferred range of the volume rate of the SF 6 and O 2 is, for example, 1: 6 to 1: is believed to range from 20 degree.

(실험 3)(Experiment 3)

도 4에 기재된 플라즈마 에칭 장치(2)와 동등한 구성의 에칭 처리 장치를 이용하여, COF2와 O2의 혼합 가스를 플라즈마화하여 (실험 1)과 같은 조건에서 SiN의 에칭 속도(E/R), 레지스트막(101)의 애싱 속도(A/R), 선택비(SiN의 에칭 속도에 대한 레지스트막(101)의 애싱 속도의 비)를 측정했다.Also using an etching apparatus of the same structure as the plasma etching apparatus (2) according to 4, COF by plasmanizing a gas mixture of 2 and O 2 etching rate of SiN under the same conditions as described in (experiment 1) (E / R) The ashing speed (A / R) of the resist film 101 and the selectivity (ratio of the ashing speed of the resist film 101 to the etching rate of SiN) were measured.

A. 실험 조건A. Experimental Conditions

(실시예 3-1) COF2를 300sccm, O2를 600sccm 공급하고(체적비 1 : 2), 처리 용기(20) 내의 압력을 160㎩(1200mTorr)로 했다.(Example 3-1) 300 sccm of COF 2 and 600 sccm of O 2 were supplied (volume ratio 1: 2), and the pressure in the processing vessel 20 was set to 160 kPa (1200 mTorr).

(실시예 3-2) 처리 용기(20) 내의 압력을 240㎩(1800mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 3-1)과 같은 조건으로 했다.(Example 3-2) Except having made the pressure in the process container 20 into 240 kPa (1800 mTorr), it was set as the conditions similar to (Example 3-1).

(실시예 3-3) 처리 용기(20) 내의 압력을 253㎩(1900mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 3-1)과 같은 조건으로 했다.(Example 3-3) The conditions were the same as that of (Example 3-1) except that the pressure in the processing container 20 was set to 253 kPa (1900 mTorr).

(비교예 3-1) 처리 용기(20) 내의 압력을 107㎩(800mTorr)로 한 점 이외에는 (실시예 3-1)과 같은 조건으로 했다.(Comparative Example 3-1) The same conditions as in (Example 3-1) were used except that the pressure in the processing vessel 20 was set at 107 Pa (800 mTorr).

(실시예 3-1~3-3), (비교예 3-1)의 결과를 도 12 및 도 13에 나타낸다. 도 12는 SiN의 에칭 속도, 레지스트막(101)의 애싱 속도 및 선택비를 나타내고 있고, 가로축, 좌우의 세로축 및 각 플롯 및 각 경향선의 의미에 대해서는 상술한 도 10과 같다.The results of (Examples 3-1 to 3-3) and (Comparative Example 3-1) are shown in Figs. 12 and 13. Fig. 12 shows the etching rate of SiN, the ashing speed and selectivity of the resist film 101, and the meanings of the horizontal axis, the left and right vertical axes, the respective plots and the trend lines are the same as in Fig. 10 described above.

도 13은 SiN 기판의 중앙 위치의 에칭 속도 및 코너 부분의 에칭 속도의 편차를 나타내는 도면이다. 도 13의 가로축은 처리 용기(20) 내의 압력을, 상단에 [mTorr] 단위, 하단에 [㎩] 단위로 나타내고 있고, 세로축은 각 위치에 있어서의 에칭 속도[㎚/min]를 나타내고 있다. 도 13 중, 흰색 마름모의 플롯은 SiN 기판의 중앙 위치의 에칭 속도를 나타내고 있고, 에러바에서 나타낸 범위는 SiN 기판의 코너 위치의 에칭 속도의 편차 범위를 나타내고 있다.It is a figure which shows the deviation of the etching rate of the center position of a SiN substrate, and the etching rate of a corner part. The horizontal axis of FIG. 13 shows the pressure in the processing container 20 in [mTorr] units at the upper end and [kPa] at the lower end, and the vertical axis shows the etching rate [nm / min] at each position. In FIG. 13, the white rhombus plot shows the etching rate of the center position of a SiN substrate, and the range shown by the error bar has shown the deviation range of the etching rate of the corner position of a SiN substrate.

도 12를 보면, COF2와 O2의 혼합 가스를 이용한 경우에는, SiN의 에칭 속도, 레지스트막(101)의 애싱 속도 모두에 있어서도, (비교예 3-1)로부터 (실시예 3-3)에 걸쳐 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 하여 가면, 압력의 상승에 거의 비례하여 에칭 속도 및 애싱 속도가 상승하고 있고, 실험의 범위 내에서는 이들 속도가 크게 변동되지 않는 현상은 관찰되지 않았다. 또한 선택비에 대해서는 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 하여 가면, 완만하게 선택비의 값이 작아지고 있지만, 거의 크게 변동되지 않는다고 해도 좋을 정도의 변화이다.Referring to FIG. 12, in the case where a mixed gas of COF 2 and O 2 is used, also in both the etching rate of SiN and the ashing rate of the resist film 101 from (Comparative Example 3-1) (Example 3-3) When the pressure in the processing container 20 is increased over, the etching rate and the ashing rate increase in proportion to the increase in the pressure, and the phenomenon that these speeds do not fluctuate significantly within the range of the experiment was not observed. In addition, about the selection ratio, if the pressure in the processing container 20 is made high, the value of the selection ratio will gradually decrease, but it is a change as much as if it does not change substantially.

이것은, 실험을 행한 압력 범위에서는, COF2는 비교적 안정한 플라즈마를 형성하고, 압력의 상승을 에칭 속도의 향상에 반영할 수 있었던 결과라고 생각된다. 이것은, 도 13에 있어서, 중앙 위치 및 코너 위치 중 어디에 있어서도 거의 같은 에칭 속도로 균일하게 에칭이 진행되고 있는 것에서도, SiN 기판 면 내에서 균일하게 플라즈마 에칭을 행하는 것이 가능한 안정한 플라즈마가 형성되고 있는 것을 확인할 수 있다.This is considered to be the result of COF 2 forming a relatively stable plasma in the pressure range in which the experiment was performed, and the increase in pressure can be reflected in the improvement of the etching rate. This shows that in Fig. 13, even when the etching is performed uniformly at almost the same etching rate at any of the center position and the corner position, a stable plasma capable of performing plasma etching uniformly in the surface of the SiN substrate is formed. You can check it.

도 14는 (실시예 3-2)에 있어서의 레지스트막(101) 및 SiN 기판의 확대 종단면의 사진을 나타내고 있고, 처리 용기(20) 내의 압력을 높게 해도 언더컷이 발생하지 않는 SiN 기판 쪽에 테이퍼면을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.Fig. 14 shows a photograph of an enlarged longitudinal section of the resist film 101 and the SiN substrate in (Example 3-2), and the tapered surface on the SiN substrate side where undercut does not occur even if the pressure in the processing container 20 is increased. It can be seen that it can form.

도 12, 도 13에 나타낸 바와 같이, (실험 3)의 결과로부터, COF2와 O2의 체적비를 1 : 2로 한 경우에 있어서는, 압력 분위기가 133㎩(1000mTorr) 이상인 범위에서는 약 6000Å/min 이상의 고속으로 SiN막의 에칭을 행할 수 있다. 그리고, 실험을 행한 범위에 가까운 267㎩(2000mTorr) 이하의 범위에서는 에칭 속도가 급격히 저하하거나 하지 않고 충분히 빠른 에칭 속도를 실현할 수 있다고 생각된다. 또한, COF2와 O2의 체적비가 3 : 20을 넘으면 COF2가 너무 적어져 압력을 높여도 거의 에칭이 되지 않게 되어버린다고 생각된다. 또, 바람직한 COF2와 O2의 체적비의 범위는, 예컨대 1 : 2~3 : 20 정도의 범위로 생각된다.
12, Figure 13, from the results of (Test 3), the volume ratio of COF 2 and O 2 1: In the case of a second, in the range not less than the atmosphere pressure 133㎩ (1000mTorr) of about 6000Å / min The SiN film can be etched at the above high speed. In the range of 267 Pa (2000 mTorr) or less close to the range where the experiment was conducted, it is considered that the etching rate can be sufficiently high without the rapid decrease in the etching rate. Further, the volume ratio of COF 2 and O 2 3: The COF 2 is thought beorindago becomes too low when it exceeds 20 increases also does not substantially etch the pressure. The preferable range of the volume ratio of COF 2 and O 2 is, for example, 1: it is considered in a range of 20: 2-3.

S : 피처리 기판
1a : TFT부
1b : 콘택트부
101 : 레지스트막
102 : 개구부
103 : 콘택트 홀
17 : 패시베이션막
2 : 플라즈마 에칭 장치
3 : 탑재대
4 : 상부 전극
45 : 에칭 가스 공급부
46 : 산소 공급부
51 : 진공 펌프
511 : 압력 조절 밸브
6 : 제어부
S: substrate to be processed
1a: TFT section
1b: contact part
101: resist film
102: opening
103: contact hole
17: passivation film
2: plasma etching apparatus
3: mounting table
4: upper electrode
45: etching gas supply unit
46: oxygen supply unit
51: vacuum pump
511: pressure regulating valve
6: control unit

Claims (6)

상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부를 구비한 레지스트 패턴의 하층 쪽에 형성된 피처리 기판상의 질화실리콘막을 플라즈마 에칭하는 방법으로서,
상기 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과,
이 처리 용기 내에 육불화유황과 산소의 혼합 가스를 공급하고, 그 혼합 가스를 133㎩ 이상, 200㎩ 이하의 범위 내의 압력 분위기하에서 플라즈마화하여, 상기 질화실리콘막을 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
A method of plasma etching a silicon nitride film on a substrate to be formed on a lower layer side of a resist pattern having an opening portion gradually decreasing from an upper portion to a lower portion,
Carrying in the substrate to be processed into a processing container;
Supplying a mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen into the processing container, plasmating the mixed gas under a pressure atmosphere within a range of 133 Pa or more and 200 Pa or less to etch the silicon nitride film;
Plasma etching method comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 가스는 육불화유황과 산소의 체적비가 1 : 6 이상, 1 : 20 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
The method of claim 1,
The mixed gas has a volume ratio of sulfur hexafluoride and oxygen in the range of 1: 6 or more and 1:20 or less.
상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 개구부를 구비한 레지스트 패턴의 하층 쪽에 형성된 피처리 기판상의 질화실리콘막을 플라즈마 에칭하는 방법으로서,
상기 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과,
이 처리 용기 내에 이불화카보닐과 산소의 혼합 가스를 공급하고, 플라즈마화하여, 상기 질화실리콘막을 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
A method of plasma etching a silicon nitride film on a substrate to be formed on a lower layer side of a resist pattern having an opening portion gradually decreasing from an upper portion to a lower portion,
Carrying in the substrate to be processed into a processing container;
Supplying a mixed gas of carbonyl difluoride and oxygen into the processing container, forming a plasma, and etching the silicon nitride film
Plasma etching method comprising a.
제 3 항에 있어서,
상기 혼합 가스는 이불화카보닐과 산소의 체적비가 1 : 2 이상, 3 : 20 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
The method of claim 3, wherein
The mixed gas has a volume ratio of carbonyl difluoride and oxygen in the range of 1: 2 or more and 3:20 or less.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
에칭에 의해 형성되는 상기 질화실리콘막의 개구부가 상부로부터 하부를 향하여 개구 면적이 서서히 작아지는 형상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
The method according to claim 1 or 3,
And the opening area of the silicon nitride film formed by etching gradually decreases from the upper side to the lower side.
피처리 기판을 처리 용기 내에 반입하고, 그 처리 용기 내에 육불화유황과 산소의 혼합 가스를 공급하고, 상기 처리 용기 내 압력을 조정한 후에, 상기 혼합 가스를 플라즈마화하여, 그 플라즈마에 의해 질화실리콘막을 에칭하도록 에칭 장치를 제어하는 프로그램을 저장한 기억 매체.After carrying in a to-be-processed board | substrate into a process container, supplying the mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen into the process container, adjusting the pressure in the said process container, the said mixed gas is made into plasma, and the silicon nitride is carried out by the plasma. A storage medium storing a program for controlling an etching apparatus to etch a film.
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