JPH08162443A

JPH08162443A - エッチング方法

Info

Publication number: JPH08162443A
Application number: JP33016194A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Hama; 貴一浜; Toshiaki Hongo; 俊明本郷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP3469955B2

Abstract

(57)【要約】【目的】処理容器内で、被処理基板上のＩＴＯ（Indi
um Tin Oxide）に対してプラズマを用いたドライエッチ
ングしても、処理容器内のハイドロカーボンを除去し
て、処理容器内を汚染させない。【構成】ＬＣＤ用ガラス基板Ｐを処理容器２内のサセ
プタ４上に載置し、ＣＨ₄ガスとＨ₂ガスとを導入して、
高周波アンテナ３３に高周波電力を印加すると共に、サ
セプタ４にバイアス用の高周波電力を印加してＬＣＤ用
ガラス基板Ｐ上のＩＴＯに対してエッチングする。エッ
チング終了時に、プラズマを生成したまま導入ガスをＯ
₂ガスに瞬時に切り替えると、ハイドロカーボンは酸素
ラジカルと結合して処理容器２から排気される。このと
きバイアス側の高周波電力を停止したり、高周波アンテ
ナ３３側のラジオ周波電力の出力を上げると、処理容器
２内の隅々までクリーニングでき、また必要クリーニン
グ時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤに用いられるＩＴＯ（Indium tin
oxide）膜は、今日益々その需要が増大しているＴＦＴ
−ＬＣＤの透明な画素電極として重要な役割を果たして
いるが、このＩＴＯ膜をエッチングするには、処理液へ
の浸漬等を伴わない、いわゆるドライエッチング方法よ
りも、塩酸や硝酸などの強酸系、さらにはフッ酸、臭化
水素酸、ヨウ化水素酸のなど酸を適宜混合した強酸系の
処理液に、ＩＴＯ膜を形成した被処理基板を浸漬するウ
ェットエッチング方法が従来から一般的である。これは
現在提案されているドライエッチング方法では、エッチ
ングレートが高くとれず、そのためバッチ処理可能なウ
ェットエッチング方法よりもスループットが低くなるか
らである。

【０００３】しかしながら、ウェットエッチング方法で
は、加工形状の制御や多層膜の連続エッチングが難しい
点があるため、いかにしてそのような処理液を使用しな
いドライエッチング方法でスループットを向上させるか
が問題となる。この点に関し、例えば処理容器内にＣＨ
₄ガスとＨ₂ガスを導入して高密度のプラズマを当該処理
容器内に生成させると、高いエッチングレートが得ら
れ、しかも下地である例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜
との選択性も充分とれることが判明している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
前記したＣＨ₄がプラズマ中で解離すると、Ｃ₂Ｈ₂やＣ₂
Ｈ₃などのハイドロカーボンが処理容器内に発生し、被
処理基板や処理容器内に付着してしまう。

【０００５】被処理基板に付着したハイドロカーボンに
ついては、その後のアッシング処理によって除去可能で
あるが、処理容器内に付着したものについては、そのま
まではコンタミネーションの原因となり、またハイドロ
カーボン自体が導電性を有することから、次の被処理基
板の処理の際に、入力エネルギーが減少し、プラズマが
不安定となるおそれがある。そこで何らかの手段を講じ
る必要があるが、単純に処理ガス中に酸素を混合して、
当該酸素と前記ハイドロカーボンを結合させて除去しよ
うとすると、今度はエッチングレートが低下してしまう
ことが判明した。

【０００６】従って、本発明ではそのようなハイドロカ
ーボンを除去しつつ、かつエッチングレートを低下させ
ないエッチング方法を提供して、前記問題の解決を図る
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１によれば、被処理基板上のＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）をエッチングする方法において、前記被処
理基板を処理容器内に搬入し、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ
₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、ＣＨ₃ＯＨの各ガスから選択される第１
の処理ガスと、Ｈ₂、Ｈｅ、Ｃｌ₂、ＨＣｌの各ガスから
選択される第２の処理ガスとを前記処理容器内に導入す
ると共に、前記処理容器の外部に設けたアンテナに、ラ
ジオ周波電力を印加して前記処理容器内にプラズマを生
成させ、前記被処理基板を載置する電極にバイアス電位
を発生させる周波電力を印加して前記被処理基板のＩＴ
Ｏに対してエッチングを行う第１の工程と、前記プラズ
マを持続したまま、前記各処理ガスに代えて前記処理容
器内にＯ₂ガスを導入してこれをプラズマ化して前記被
処理基板の処理を行う第２の工程とを具備したすること
を特徴とする、エッチング方法が提供される。

【０００８】また請求項２では、被処理基板上のＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）をエッチングする方法において、
前記被処理基板を処理容器内に搬入し、ＣＨ₄、Ｃ
₂Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、ＣＨ₃ＯＨの各ガスから選択さ
れる第１の処理ガスと、Ｈ₂、Ｈｅ、Ｃｌ₂、ＨＣｌの各
ガスから選択される第２の処理ガスとを前記処理容器内
に導入すると共に、さらに前記処理容器の外部に設けた
アンテナにラジオ周波電力を印加して前記処理容器にプ
ラズマを生成させ、前記被処理基板を載置する電極にバ
イアス電位を発生させる周波電力を印加して前記被処理
基板のＩＴＯに対してエッチングを行う第１の工程と、
前記バイアス側の周波電力の印加を停止してかつプラズ
マを持続したまま、前記各処理ガスに代えて前記処理容
器内にＯ₂ガスを導入してこれをプラズマ化して前記被
処理基板の処理を行う第２の工程とを具備したすること
を特徴とする、エッチング方法。

【０００９】前記請求項１、２におけるアンテナの形状
は、単一の渦巻状、コイル状、あるいはループ状であっ
てもよく、いずれにしろラジオ周波電力を印加すること
により誘導される電界によって、プラズマを生成するも
のであればよい。またその配置場所となる処理容器の外
部とは、処理容器の例えば天板部分の外方のみならず、
処理容器における被処理基板よりも上方側部外方であっ
てもよい。

【００１０】さらに請求項３に記載のエッチング方法
は、前記請求項１又は２における各エッチング方法にお
いて、前記第２の工程において処理容器内の減圧度を高
めることを特徴とするものである。

【００１１】また請求項４に記載のエッチング方法は、
前記請求項１、２又は３に記載のエッチング方法におけ
る前記第２の工程において、アンテナに印加するラジオ
周波電力の出力を上げることを特徴とするものである。

【００１２】そして請求項５に記載のエッチング方法
は、前記請求項１、２、３又は４における各エッチング
方法において、第１の工程のエッチングの際に導入した
処理ガスの流量よりも処理容器内に導入するＯ₂ガスの
流量を多くしたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明は、請求項１〜５に記載のいずれのエッ
チング方法であっても、強酸系のエッチング処理液を使
用しないドライエッチングとなっている。そして請求項
１に記載のエッチング方法によれば、第１の工程のエッ
チング終了後に、処理容器内にプラズマを生成したま
ま、前記各処理ガスに代えて前記処理容器内にＯ₂ガス
を導入してプラズマ化するので、それによって生じた酸
素ラジカルが、ハイドロカーボンと結合し、ＣＯやＣＯ
₂並びにＨ₂Ｏとなって処理容器から排出される。

【００１４】請求項２の場合には、エッチング終了後、
バイアス側の高周波の印加を停止して処理ガスに代えて
Ｏ₂ガスを導入してプラズマ化するので、酸素ラジカル
は処理容器内により拡散しやすくなり、その結果処理容
器内の隅々にまで酸素ラジカルが行き渡り、処理容器内
のハイドロカーボンを効果的に除去できる。また請求項
３の場合のように、前記第１工程のエッチング終了後に
処理容器内の減圧度を高めても、酸素ラジカルは処理容
器内により拡散しやすくなって、請求項２と同様な効果
が得られる。

【００１５】請求項４の場合には、Ｏ₂ガス導入の際、
プラズマを生成するためのアンテナに印加するラジオ周
波電力の出力を上げるので、酸素ラジカルをより多く発
生させることができ、それによって高速にてハイドロカ
ーボンの除去ができる。請求項５の場合も、処理容器内
に導入するＯ₂ガスの流量を、エッチングの際に導入し
た処理ガスの流量よりも多くするので、酸素ラジカルを
より多く発生させることができ、それによって高速でハ
イドロカーボンの除去ができる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に基づき本発明の一実施例に
ついて説明すると、図１は、本実施例を実施するために
構成されたエッチング装置１の断面を模式的に示してお
り、このエッチング装置１における処理容器２は、導電
性材料、例えば表面が酸化処理されたアルミニウムなど
からなり、全体として略矩形の角筒状に成形され、かつ
接地されている。

【００１７】前記処理容器２内には、セラミックなどの
絶縁材からなるサセプタ支持体３を介してサセプタ４が
設けられ、またこのサセプタ支持体３自体は、処理容器
２外部に設置された昇降装置５によって、上下動自在に
構成されている。

【００１８】一方前記サセプタ４とほぼ対向する処理容
器２の上部には、例えば石英ガラスやセラミックからな
る絶縁材６が、処理容器２内を気密に閉塞するように設
置されている。

【００１９】前記サセプタ支持体３とサセプタ４の間に
は、冷却ジャケット１１が設けられており、処理容器２
外部に設けられている冷却水供給源（図示せず）から冷
却水導入管１２を介して導入された冷却水は、この冷却
ジャケット１１内を循環して冷却水排出管１３から、排
出されるように構成されている。

【００２０】また前記サセプタ４の下部には、加熱用の
ヒータ１４が収容されており、処理容器２外部に設置さ
れている電源１５からの供給電力を調整することによ
り、前記冷却ジャケット１１からの冷熱の伝導を制御し
て、ＬＣＤ用ガラス基板Ｐの被処理面の温度調節を行う
ことができるように構成されている。

【００２１】さらに前記サセプタ４の内部には、処理容
器２外部に設けてあるガス源１６から供給されるＨｅな
どの熱伝達ガス（バッククーリングガス）を流すための
流路１７が形成されており、前記流路１７を経た熱伝達
ガスは、サセプタ４内に多数形成されているガス溜１８
部分に流れ、さらに当該ガス溜１８から、より径小の吐
出路１９を経て、サセプタ４上に載置されたＬＣＤ用ガ
ラス基板Ｐの裏面に吐出され、当該ＬＣＤ用ガラス基板
Ｐの被処理面の温度調節が行われるように構成されてい
る。

【００２２】なおサセプタ４上のＬＣＤ用ガラス基板Ｐ
自体は、機械的なクランプ機構（図示せず）によって、
その周縁部がクランプされてサセプタ４上で保持される
ようになっている。

【００２３】前記サセプタ４には、整合装置３１を介し
て高周波電源３２が接続されており、エッチング処理時
には、周波数が数十ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、好ましくは例
えば２ＭＨｚの高周波電力をサセプタ４に印加すること
により、プラズマとの間にバイアス電位を生じさせ、エ
ッチャントイオンを、ＬＣＤ用ガラス基板Ｐの処理面に
効果的に引き寄せることが可能となっている。

【００２４】一方前出絶縁材６の外壁面には導体、例え
ば銅板、アルミニウム、ステンレスなどを渦巻き状に形
成した、ラジオ周波数１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚを印加す
るための高周波アンテナ３３配置されている。この高周
波アンテナ３３はプラズマを発生するためのアンテナ作
用を呈する機能が有ればよく、その形状は、コイル状、
ループ状であってもよく、また周波数が高くなると１タ
ーンでも良い。

【００２５】そしてこの高周波アンテナ３３の両端子、
即ち端子３３ａおよび端子３３ｂは、整合装置３４を介
してプラズマ生成用のラジオ周波電源３５に接続されて
いる。したがって、例えば整合装置３４などによって電
流の値を調整することにより、高周波アンテナ３３を流
れる電流の大きさに応じた交番電界、即ちプラズマ密度
を調整することが可能となっている。また本実施例にお
いては、前記ラジオ周波電源３５の周波数は、１３．５
６ＭＨｚのものを用いた。もちろんプラズマ生成用の高
周波電源の周波数は、かかる周波数に限らず、必要に応
じて適宜選択できる。

【００２６】次にこのエッチング装置１における給気、
排気系について説明すると、処理容器２におけるサセプ
タ４上方側面には、石英ガラスまたはセラミックスなど
からなるガス供給管４１が取り付けら、さらにこのガス
供給管４１は、バルブ４２、４３、４４、及び対応する
マスフローコントローラ４５、４６、４７を介して、そ
れぞれ処理ガス供給源４８、４９、５０に接続されてい
る。そして処理ガス供給源４８からはＣＨ₄ガスが、処
理ガス供給源４９からはＨ₂ガスが、処理ガス供給源５
０からはＯ₂ガスが、夫々供給可能に構成され、前記バ
ルブ４２、４３、４４、及びマスフローコントローラ４
５、４６、４７の制御によって、所望のガスを所望の流
量で、ガス供給管４１を通じて処理容器２内に導入する
ことが可能である。

【００２７】また前記処理容器２の底部には、ターボ分
子ポンプなどの排気手段（図示せず）に通ずる排気管５
１が設けられ、当該排気手段によってこの処理容器２内
は、所定の減圧度まで真空引きが可能である。

【００２８】そして処理容器２における中央部側壁には
ゲートバルブ（図示せず）が設けられており、このゲー
トバルブを介して被処理基板であるＬＣＤ用ガラス基板
Ｐの搬入搬出を行うように構成されている。なお搬入搬
送時、プロセス時のサセプタ４の上下移動は、前出昇降
機構５の上下動によってなされる。

【００２９】次に前記のように構成されたエッチング装
置１の制御系について説明すると、前出処理容器２の一
方の側壁には、石英ガラスなどの透明な材料から構成さ
れる透過窓５２が取り付けられており、処理容器２内の
光を適宜の光学系機器５３を介して光学センサ５４で検
出し、処理容器２内から発生する発光スペクトルに関す
る信号を制御器５５に送ることができるように構成され
ている。また前記処理容器２には処理容器２内の圧力な
どの諸条件の変化を検出するためのセンサ５６が取り付
けられており、処理容器２内の圧力に関する信号を前記
制御器５５に送ることができるように構成されている。

【００３０】制御器５５は、これらのセンサからのフィ
ードバック信号あるいは予め設定された設定値に基づい
て、プラズマ発生用のラジオ周波電源３５、バイアス用
の高周波電源３２、冷却水供給源（図示せず）、ヒータ
１４の電源１５、バッククーリング用のガス源１６、ガ
ス給気系のバルブ４２、４３、４４及びマスフローコン
トローラ４５、４６、４７、さらには排気系の排気手段
（図示せず）などに送り、エッチングの際の所望の各種
条件を創出することが可能なように構成されている。

【００３１】次に以上のように構成されたエッチング装
置１を用いて、本実施例にかかるエッチング方法につい
て説明する。まず別設の搬送アームなどの搬送手段（図
示せず）によってＬＣＤ用ガラス基板Ｐをサセプタ４上
に載置し、前記搬送手段の待避後、既述したクランプ機
構により、このＬＣＤ用ガラス基板Ｐをサセプタ４上に
保持させる。そして処理容器２内を所定の減圧度にまで
真空引きし、またＬＣＤ用ガラス基板Ｐの裏面およびサ
セプタ４の各接合部に伝熱用のバッククーリング用ガス
を供給しながら、冷却ジャケット１１から冷熱を供給
し、ＬＣＤ用ガラス基板Ｐの処理面を所望の温度に設定
する。

【００３２】しかる後ガス供給管４１から、ＣＨ₄ガス
を例えば２０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを８０ｓｃｃｍの割合
で処理容器２内に導入し、さらに処理容器２内の減圧度
を２０ｍＴｏｒｒに設定する。そしてそのことがセンサ
５６により検出された後、ラジオ周波電源３５から高周
波アンテナ３３に、周波数が１３．５６ＭＨｚ、パワー
が例えば５００Ｗの高周波電力が印加され、同時にバイ
アス用の高周波電源３２から周波数が２ＭＨｚ、パワー
が例えば３００Ｗの高周波電力がサセプタ４に印加され
ると、前記ＣＨ₄ガスの解離によって発生したエッチャ
ントイオンＣＨ₃が、ＬＣＤ用ガラス基板Ｐ表面のＩＴ
Ｏをエッチングしていく。即ち、Ｉｎ＋３ＣＨ₃ → Ｉｎ（ＣＨ₃）₃ となって、ＩＴＯがエッチングされていくのである。か
かるエッチングが進行していくと、処理容器２内には、
前記反応過程でハイドロカーボン系の反応性生物である
例えばＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₃、Ｃ₂Ｈ₄が発生する。

【００３３】しかしながら、所定のエッチングが終了し
た時点で、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの導入を停止すると同時
に、処理容器２内に導入するガス種を切り替えて今度は
処理容器２内にＯ₂ガスを、例えば１００ｓｃｃｍ導入
する。さらに同時にバイアス用の高周波電源３２の印加
は停止し、一方プラズマ生成を担っているラジオ周波電
源３５からの高周波アンテナ３３への印加はそのままに
する。かかる高周波電力、の印加、導入ガス種の切り替
えをタイムチャートで示すと、図２の実線部分のように
なる。なおかかる切り替えは、可能な限り短い方がよ
い。従って、バルブ４２、４３、４４は、なるべく処理
容器２に近接して設置する方がよい。

【００３４】以上のプロセスを経ると、エッチング終了
後に導入されたＯ₂ガスがプラズマによって解離し、そ
れによって生じたＯ^*（酸素ラジカル）が、前記したハ
イドロカーボンと結合し、その結果ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ
となって、排気管５１から処理容器２外へと排気される
のである。

【００３５】このことを、Ｏ₂ガスを導入しない場合と
比較するため、実際に発明者らが実験したデータを、図
３、図４に示す。なおプラズマ発生条件、即ちプラズマ
生成用の１３．５６ＭＨｚのパワーは５００Ｗ、バイア
ス用の２ＭＨｚのパワーは３００Ｗ、減圧度は２０ｍＴ
ｏｒｒ、ＣＨ₄ガスの流量は２０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスの流
量は８０ｓｃｃｍに各々設定した。

【００３６】まず図３は、前記プラズマ発生条件の下
で、下地がＳｉＮのＩＴＯに対してエッチングした場合
の処理容器２内の残留物質の分析結果を示しており、横
軸は物質の種類、縦軸はその量を振幅値で示している。
これによると、ハイドロカーボンである、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ
₂、Ｃ₂Ｈ₃、Ｃ₂Ｈ₄が処理容器２内に残留していること
がわかる。

【００３７】次にプラズマ発生条件は同一にして、エッ
チング終了後にバイアス用の２ＭＨｚの高周波の印加を
停止し、またプラズマ生成用の１３．５６ＭＨｚの高周
波電力のパワーを１７０Ｗに落とし、さらには導入ガス
をＯ₂ガスに切り替えて、Ｏ₂ガスを３３ｓｃｃｍ導入し
て、例えば２０秒間クリーニングすると、図４に示した
結果が得られた。

【００３８】これによると、前記したＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₂、
Ｃ₂Ｈ₃、Ｃ₂Ｈ₄などのハイドロカーボンは検出されず、
Ｈ₂Ｏ、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｏ₂など、ハイドロカーボンとＯ
とが結合した物質が多量に検出された。従ってこのこと
により、処理容器２内のハイドロカーボンが除去された
ことが確認できる。

【００３９】なお既述した図２のタイムチャートにおけ
る実線部分で示したプロセスでは、エッチング終了後、
プラズマ生成用のラジオ周波電力の出力は、そのままで
あったが、図２のタイムチャートにおける破線部分で示
したように、エッチング終了後に高周波アンテナ３３に
印加するプラズマ生成用のラジオ周波電力の出力を上げ
れば、それに伴ってプラズマ密度も高くなり、その結果
発生する酸素ラジカルの量も増大するので、結局Ｏ₂ガ
スの導入時間も、図２のタイムチャートにおける破線部
分で示したように短くて済む。従って、スループットを
向上させることができる。

【００４０】同様な観点から、Ｏ₂ガスの導入量を多く
しても酸素ラジカルの量を増大させることができるの
で、やはりスループットを向上させることができる。も
ちろん両方法を併用すれば、さらにクリーニング時間を
短縮させて、より一層スループットを向上させることが
可能である。

【００４１】また以上に説明した実施例のプロセスにお
いては、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの処理ガスをＯ₂ガスと同
時に導入せず、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの導入を停止して処
理容器内のガスの導入をＯ₂ガスに切り替える構成を採
っているので、肝心のエッチングレートは高い水準を維
持できる。

【００４２】発明者らがこの点についても実験したとこ
ろ、次のような結果が得られた。即ちまず前記したプラ
ズマ発生条件と同一の条件でＳｉＮ上のＩＴＯをエッチ
ングするたにあたり、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの他に、Ｏ₂
ガスを同時に導入することにして当該Ｏ₂ガスの流量を
変えてみたところ、ＣＨ₃、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₃、Ｃ₂Ｈ₄な
どのハイドロカーボンの捻出は減少したが、図５に示し
た結果が得られた。それによればＯ₂ガスの導入量に従
って、エッチングレートが大きく低下していることがわ
かる。これでは、高いスループットが得られない。

【００４３】一方前記エッチング装置１を用いて、ＣＨ
₄ガス、Ｈ₂ガス導入の際に、Ｏ₂ガスを導入せずエッチ
ングしたところ、例えば図６〜図１０に示したエッチン
グレートの特性が得られた。

【００４４】即ちエッチングレートのバイアス依存特性
については、図６のグラフに示した通りであり、プラズ
マ生成用の１３．５６ＭＨｚの高周波電力を５００Ｗに
固定し、ＣＨ₄ガスを２０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを８０ｓｃ
ｃｍ、減圧度を２０ｍＴｏｒｒに設定して、バイアス電
位を発生させるための２ＭＨｚの高周波電力の出力を上
げていくと、それに伴ってほぼリニアにエッチングレー
トが向上し、５００Ｗ時では、毎分約１２００オングス
トロームの高速エッチングが得られている。

【００４５】次にＣＨ₄ガスを２０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを
８０ｓｃｃｍ、減圧度を２０ｍＴｏｒｒに設定して、バ
イアス電位を発生させるための２ＭＨｚの高周波を３０
０Ｗに固定したまま、今度はプラズマ生成用の１３．５
６ＭＨｚの高周波電力の出力を上げていくと、それに伴
ってエッチングレートが向上し、１０００Ｗ時では、毎
分約９００オングストロームの高速エッチングが得られ
ている。

【００４６】次にプロセス圧力の依存特性についてみる
と、ＣＨ₄ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを１２０ｓｃｃ
ｍ、プラズマ生成用の１３．５６ＭＨｚの高周波電力を
１５０Ｗ、バイアス電位を発生させるための２ＭＨｚの
高周波電力の出力を６００Ｗに設定して、プロセス圧力
の減圧度を変化させると、図８に示したように２０ｍＴ
ｏｒｒ付近で最大になり、毎分約９００オングストロー
ムの高速エッチングが得られている。

【００４７】次にＣＨ₄ガスとＨ₂ガスとの分圧特性につ
いてみると、プラズマ生成用の１３．５６ＭＨｚの高周
波電力を１５０Ｗ、バイアス電位を発生させるための２
ＭＨｚに設定し、プロセス圧力を３０ｍＴｏｒｒに固定
したまま、ＣＨ₄ガスとＨ₂ガスとの分圧比を変化させて
いくと、図９に示したように、約５０％の分圧時に毎分
約１０００オングストロームを越える高速エッチングレ
ートが得られている。

【００４８】そしてＣＨ₄ガスの分圧比を３０％に設定
し、プラズマ生成用の１３．５６ＭＨｚの高周波電力を
１５０Ｗ、バイアス電位を発生させるための２ＭＨｚに
設定し、プロセス圧力を３０ｍＴｏｒｒに固定したま
ま、ＣＨ₄ガスとＨ₂ガスの合計流量を増加させていく
と、図１０に示したように、流量が多いほど、高いエッ
チングレートが得られた。

【００４９】以上のように、ＣＨ₄ガスとＨ₂ガスの導入
時にＯ₂ガスを導入しなければ、いずれも高いエッチン
グレートが得られることが確認できた。従って、本発明
によれば、エッチング終了時にＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスとＯ
₂ガスとを切り替えるようにして導入しているので、高
速エッチングが可能であり、しかも処理容器内のハイド
ロカーボンを除去することが可能である。

【００５０】なお前出エッチング装置１においては、処
理容器２内の環境を監視している光学センサ５４、セン
サ５６からのフィードバック信号あるいは予め設定され
た値に基づいて、制御器５５より高周波電源３２、３５
に制御信号が送って、これらを制御することが可能であ
るから、常にレシピに応じた最適な処理条件を得ること
ができる。しかもセンサ光学５４によってプラズマ状態
を監視しているので、エッチング終了時を自動的に判断
して、バイアス側の高周波電源の停止や、プラズマ生成
用のラジオ周波電源３５の出力の増大、さらには処理容
器２内に導入するガス種の切り替え、流量の調節等を自
動的にかつ好適に実施できるものである。

【００５１】

【発明の効果】請求項１〜５に記載のエッチング方法
は、エッチング処理液を使用しないドライエッチングで
あるからまず、その加工形状の制御や多層膜の連続エッ
チングが可能である。しかもエッチング終了後、処理容
器から被処理基板を搬出せずに、そのまま連続して被処
理基板はもちろんのこと、処理容器内のハイドロカーボ
ンを除去することができる。従って、スループットが良
好で、しかもエッチングレートを高く維持しつつかつ処
理容器内の汚染を防止することが可能である。特に請求
項２、３の場合には、処理容器内の隅々まで、ハイドロ
カーボンの除去を効果的に実施できる。また請求項４、
５によれば、ハイドロカーボンの除去がより高速で実施
できるので、スループットはさらに向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を実施するためのエッチング装
置の断面を模式的に示した説明図である。

【図２】実施例のプロセスのタイミングチャート図であ
る。

【図３】Ｏ₂ガスを導入しない場合の処理容器内の残留
物質のスペクトルを示すグラフである。

【図４】エッチング終了時にＯ₂ガスを導入した場合の
処理容器内の残留物質のスペクトルを示すグラフであ
る。

【図５】ＩＴＯのエッチングレートのＯ₂依存特性を示
すグラフである。

【図６】ＩＴＯのエッチングレートのバイアス電力依存
特性を示すグラフである。

【図７】ＩＴＯのエッチングレートのプラズマ生成用高
周波電力依存特性を示すグラフである。

【図８】ＩＴＯのエッチングレートのプロセス圧力依存
特性を示すグラフである。

【図９】ＩＴＯのエッチングレートのＣＨ₄／（ＣＨ₄＋
Ｈ₂）分圧依存特性を示すグラフである。

【図１０】ＩＴＯのエッチングレートのＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏの
合計流量依存特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１エッチング装置２処理容器４サセプタ６絶縁材３２高周波電源３５ラジオ周波電源３３高周波アンテナ４２、４３、４４バルブ４５、４６、４７マスフローコントローラ４８、４９、５０処理ガス供給源５１排気管５５制御器ＰＬＣＤ用ガラス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板上のＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）をエッチングする方法において、前記被処理基板を
処理容器内に搬入し、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ
₃Ｈ₈、ＣＨ₃ＯＨの各ガスから選択される第１の処理ガ
スと、Ｈ₂、Ｈｅ、Ｃｌ₂、ＨＣｌの各ガスから選択され
る第２の処理ガスとを、前記処理容器内に導入すると共
に、前記処理容器の外部に設けたアンテナに、ラジオ周
波電力を印加して前記処理容器内にプラズマを生成さ
せ、前記被処理基板を載置する電極にバイアス電位を発
生させる周波電力を印加して前記被処理基板のＩＴＯに
対してエッチングを行う第１の工程と、プラズマを持続
したまま、前記各処理ガスに代えて前記処理容器内にＯ
₂ガスを導入してプラズマ化して前記被処理基板の処理
を行う第２の工程とを具備したすることを特徴とする、
エッチング方法。
【請求項２】被処理基板上のＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）をエッチングする方法において、前記被処理基板を
処理容器内に搬入し、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ
₃Ｈ₈、ＣＨ₃ＯＨの各ガスから選択される第１の処理ガ
スと、Ｈ₂、Ｈｅ、Ｃｌ₂、ＨＣｌの各ガスから選択され
る第２の処理ガスとを、前記処理容器内に導入すると共
に、前記処理容器の外部に設けたアンテナにラジオ周波
電力を印加して前記処理容器にプラズマを生成させ、前
記被処理基板を載置する電極にバイアス電位を発生させ
る周波電力を印加して前記被処理基板のＩＴＯに対して
エッチングを行う第１の工程と、前記バイアス側の周波
電力の印加を停止してかつプラズマを持続したまま、前
記各処理ガスに代えて前記処理容器内にＯ₂ガスを導入
してプラズマ化して前記被処理基板の処理を行う第２の
工程とを具備したすることを特徴とする、エッチング方
法。
【請求項３】前記第２の工程において処理容器内の減
圧度を高めることを特徴とする、請求項１又は２に記載
のエッチング方法。
【請求項４】前記第２の工程においてアンテナに印加
するラジオ周波電力の出力を上げることを特徴とする、
請求項１、２又は３に記載のエッチング方法。
【請求項５】前記処理容器内に導入するＯ₂ガスの流
量は、第１の工程において導入した処理ガスの流量より
も多くすることを特徴とする、請求項１、２、３又は４
に記載のエッチング方法。