JPS6384116A

JPS6384116A - エツチング方法および装置

Info

Publication number: JPS6384116A
Application number: JP23101486A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sasaoka; 賢司笹岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〉本発明は半導体装置のエツチング方法および装置に関す
る。

（従来の技術）例えば第２図に示すように、基板１上に真性非晶質Ｓｉ
膜２、ｎ型非晶質ＳＬ膜３および金属ｖ４を順次形成し
た半導体装置にフォトレジスト５をマスクし、金１１ｉ
ＫＷＡ４とｎ型非晶質Ｓｔ膜３を連続してエツチングし
てパターンを形成して光導電形の光電変換素子を製造す
ることが行なわれている。

このような半導体装置のエツチングを行なう場合にはそ
の終点を検出することは非常に重要であるが、一般には
目視により検出することが行なわれている。しかしなが
ら上述の場合のように真性非晶質Ｓ１膜とｎ型非晶質５
ｉＷＡとが区別がつかなくて目視によるエツチング終点
の検出が不可能な場合、任意の深さまでエツチングした
のち、第３図に示すような対向電極６の電気的特性を測
定し、所望の特性に至っていなければもう一部エッチン
グを行ない、また測定するというようにエツチングと測
定とを繰り返してエツチングの終点を検出する方法が行
なわれてきた。

〈発明が解決しようとする問題点）しかしながらこの方法はエツチングに要する時間が非常
に長時間となり、製品のコストアップを招くという問題
があった。またエツチングの終点を正確に検出すること
が困難であるためエツチング終了後の電気的特性にばら
つきが生じ、安定した品質の半導体装置を得ることが難
しいという問題もあった。

本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、エツチングの終点を正確に検出することのできるエツ
チング方法および装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成］（問題点を解決するための手段と作用）本発明のエツチ
ング方法は、基板上に半導体膜を少なくとも一層形成し
、この半導体膜上の少なくとも一部に金ｙｔ膜を形成し
てなる半導体装置を所望のパターンにエツチングするに
あたり、前記半導体装置のパターンのうち対向電険とな
る部分の電気的特性を測定しながらエツチングを行なっ
てエツチングの終点を検出することを特徴としており、
また本発明のエツチング装置は、基板上に半導体膜を少
なくとも一層形成し、この半導体膜上の少なくとも一部
に金属膜を形成してなる半導体装置を搭載する基台と、
前記基台を覆う密閉容器と、この密閉容器内にエツチン
グガスを送入するエツチングガス供給装置と、前記密閉
容器内を排気する排気装置と、前記半導体装置のパター
ンのうち対向電極となる部分の電気的特性を測定する電
気特性測定装置と、エツチングの開始および停止を制御
する装置とを有することを特徴としている。

本発明に好適する半導体装置としては光導電形の光電変
換素子があげられ、またエツチング方法としては純粋な
化学反応によるドライエツチング法があげられる。この
ドライエツチング方法に用いるエツチングガスとしては
、例えばＣＦ　４ガスと０２ガスの混合ガスを使用する
ことができる。

本発明においては、対向電極となる部分に例えば低電流
を流しながらエツチングを行い、エツチング中連続的に
その電流値の変化を測定することにより、エツチングの
終点を容易に検知することができ、またエツチングの終
点までのエツチング状態も推定することができる。なお
光導電形の光電変換素子のエツチングを行なう場合には
、光を照射してこの光照射による光電流を検出しながら
エツチングを行うことによりさらに終点の検知を容易に
行うことができる。

なおエツチングは被エツチング物である半導体装置を回
転しながら行なうようにすれば、より均一性の高いエツ
チングを行なうことができる。

（実施例）次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。

まず被エツチング対象として第２図に示す半導体装置を
準備した。この半導体装置は、基板１上に半導体膜とし
て真性非晶［Ｓｉ膜２とｎ型非晶質Ｓｔ膜３とを化学気
相反応＜ＣＶＤ法）により順に形成させ、その上に金属
Ｍ４としてチタン膜を真空蒸着法により形成させた光導
電形のものである。

また第１図（ａ＞およびその断面図である第１図（ｂ）
は、この実施例に使用したエツチング装置を示すもので
、エツチング反応を行なう反応室１１には、この反応室
１１の真空排気を行なう真空排気装置１２とエツチング
物’Ｊｔ１３を供給する、通常ガス充填ボンベ等からな
るガス供給装置（図示を略す）が接続されている。１４
はエツチング物質を活性化する活性化装置であり、半導
体装置１５の電気的特性を測定する測定・制御装置１６
により、この測定データをもとに制御される。

１７は半導体装置１５の電流値、抵抗値等の電気的特性
を測定するための測定用端子であり、エツチング後対向
電極となる部分に電気的に接続されている。また反応室
１１の上部には任意の光量の光を半導体装置１５に照射
する照明袋ｒ！１１８が配置されている。また半導体装
置１５は回転装置１９と回転テーブル２０によりエツチ
ング処理中回転され均一なエツチングが行なわれるよう
になっている。２１はエツチング終了後、反応室内を大
気圧にもどすための反応室パージガス系であり、通常Ｎ
２　、Ａｒなどの不活性ガスが接続されている。しかし
て反応室内部はエツチング物質でエツチングされない材
料で形成されており、例えばエツチング物質としてＣＦ
４ガスと０２ガスの混合ガスを使用する場合、反応室内
部はＡＪ２あるいはテフロンで形成される。なお図中２
２は電気的特性信号ライン、２３は制御信号ラインであ
る。

本発明方法は、この装置を用いて次のように行なわれる
。

まずエツチング対象の半導体装置１５を回転テーブル２
０の上の所定位置にセットし、半導体装置１５のフォト
レジストの対向電極となる部分、すなわち第２図のフォ
トレジスト５で覆われた金！Ｅ膜４の部分に、電気的特
性を測定するための測定用端子１７を電気的に接続する
。しかるのち反応室１１内を真空排気装置１２により真
空排気し、所定の真空度に達したところで活性化装置１
４をオフにしたままでエツチング物質として例えばＣＦ
４ガスと０２ガスの混合ガスを反応室に導入してエツチ
ング物質の流量および反応室の内圧を所定の値で安定さ
せる。エツチング物質の流量および反応室の内圧が一定
となったところで活性化装置１４をオンにしＣＦ４ガス
と０２ガスの混合ガスを活性化してエツチングを開始す
る。

この状態で連続的にエツチングを行ない、所定の時間経
過したところで照明装置１８を点灯して測定・制御装置
１６により半導体装置１５の対向電極間に流れる光電流
を測定する。

そして対向電極間に流れる光電流値が予め実験的に求め
ておいたエツチングの終点、すなわち金属膜４とｎ型非
晶質Ｓｔ膜３が所定の深さにわたって除去された時の値
となったところで活性化装置１４を操作して、ＣＦ　＜
ガスと０２ガスの混合カスの活性化を停止しエツチング
を停止させる。

このようにしてエツチングの行なわれた半導体装置はエ
ツチングの終点を正確に検出しであるのでエツチング後
の特性のばらつきやオーバーエツチングによる歩留りの
低下がなくなる。またエツチング中この電気特性の変化
を監視することによりエツチングの状況を監視すること
もできる。

なお以上の実施例では、本発明を光導電形の半導体装置
のエツチングに使用した例について説明したが本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、基板上に半導
体膜を少なくとも一層形成し、この半導体膜上の少なく
とも一部に金属膜を形成してなる半導体装置であれば、
いかなる半導体装置のエツチングにも適用することが可
能である。またエツチングは金属膜についてだけ行なっ
てもよい、さらに測定すべき電気特性も光電流に限らず
、抵抗値、静電容量等の他の電気特性に代えることも可
能である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば半導体装置の対向電
極となる部分の電気的特性を測定しながらエツチングを
行なうのでエツチングの終点を正確に検出できるように
なって、エツチング不足やオーバーエツチングがなくな
り、しかもエツチング終点後の電気的特性にばらつきが
少なくなって安定した品質を得ることができる。またエ
ツチングを行ないながら電気的特性を測定できるので工
数が大幅に減少し、かつエツチング状況を監視できるの
でエツチング作業を最適粂件で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例のエツチング装置の斜
視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ’線に沿っ
て切断したエツチング装置の断面図、第２図はエツチン
グ前の半導体装置の断面図、第３図はエツチング後の半
導体装置の断面図である。１・・・・・・・・・基板２・・・・・・・・・真性非晶質Ｓｉ膜３・・・・・・
・・・ｎ型非晶質Ｓｉ膜４・・・・・・・・・金属膜５・・・・・・・・・フォトレジスト６・・・・・・・・・対向電極１１・・・・・・・・・反応室１２・・・・・・・・・真空排気装置１３・・・・・・・・・エツチング１勿質１４・・・・
・・・・・活性化装置１５・・・・・・・・・半導体装置１６・・・・・・・・・測定・制御装置１７・・・・・
・・・・Ｍｊ定用端子１８・・・・・・・・・照明装置１９・・・・・・・・・回転装置２０・・・・・・・・・回転テーブル２１・・・・・・・・・反応室パージガス系２２・・・
・・・・・・電気的特性信号ライン２３・・・・・・・
・・制御信号ライン出願人　　　　　　株式会社　東芝代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に半導体膜を少なくとも一層形成し、この
半導体膜上の少なくとも一部に金属膜を形成してなる半
導体装置を所望のパターンにエッチングするにあたり、
前記半導体装置のパターンのうち対向電極となる部分の
電気的特性を測定しながらエッチングを行なってエッチ
ングの終点を検出することを特徴とするエッチング方法
。
（２）半導体装置が光導電形の光電変換素子である特許
請求の範囲第１項記載のエッチング方法。
（３）半導体装置の金属膜のみをエッチングする特許請
求の範囲第１項または第２項記載のエッチング方法。
（４）半導体装置の金属膜および半導体膜を連続して所
定の深さまでエッチングする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載のエッチング方法。
（５）半導体装置の金属膜および半導体膜を同一のエッ
チング物質でエッチングする特許請求の範囲第４項記載
のエッチング方法。
（６）半導体装置の対向電極となる部分の電気的特性を
測定するに際し、半導体装置に所定の量の光を照射しな
がら電気的特性を測定することを特徴とする特許請求の
範囲第２項ないし第５項のいずれか１項記載のエッチン
グ方法。
（７）エッチングする物質がＣＦ＿４ガスとＯ＿２ガス
の混合ガスであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第６項のいずれか１項記載のエッチング方法。
（８）エッチングがドライエッチングである特許請求の
範囲第１項ないし第７項のいずれか１項記載のエッチン
グ方法。
（９）エッチングが半導体装置を回転しながら行なわれ
る特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項記
載のエッチング方法。
（１０）基板上に半導体膜を少なくとも一層形成し、こ
の半導体膜上の少なくとも一部に金属膜を形成してなる
半導体装置を搭載する基台と、前記基台を覆う密閉容器
と、この密閉容器内にエッチングガスを送入するエッチ
ングガス供給装置と、前記密閉容器内を排気する排気装
置と、前記半導体装置のパターンのうち対向電極となる
部分の電気的特性を測定する電気特性測定装置と、エッ
チングの開始および停止を制御する装置とを有すること
を特徴とするエッチング装置。
（１１）エッチングの開始および停止を制御する装置が
エッチングガスの活性化装置であることを特徴とする特
許請求の範囲第１０項記載のエッチング装置。
（１２）基台が回転テーブルであることを特徴とする特
許請求の範囲第１０項または第１１項記載のエッチング
装置。
（１３）基台上に任意の光量の光を照射する光源を配置
してなることを特徴とする特許請求の範囲第１０項ない
し第１２項のいずれか１項記載のエッチング装置。
（１４）密閉容器内部がＡｌまたはテフロンで構成され
且つエッチングガス供給装置はＣＦ＿４とＯ＿２ガスの
混合ガスを供給する事を特徴とする特許請求の範囲第１
０項ないし第１３項のいずれか１項記載のエッチング装
置。