JPH0214518A

JPH0214518A - エッチング終点検出方法

Info

Publication number: JPH0214518A
Application number: JP16244288A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Kimura; 泰樹木村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-01-18

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、ＩＣ，ＬＳＩ等の製造に用いるドライエツチ
ング装置によるエツチング終点検出方法に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、ドライエツチングにおける終点検出方法としては
、（１）　　　Ｉ’Ａ　　ｓｉｍｐｌｅ　　ｍｅｔｈｏｄ
　　ｏｆ　　ｅｎｄ−ｐｏｉｒ＋Ｌ　　ｄｅｔｅｒｍｉ
−ｎａｔｔｏｎ　ｆｏｒ　ｐｌａｓｍａ　ｅｔｃｈｉｎ
ｇ　Ｊ　Ｍ几、１Ｈｔｃｈ＋ａａｎ　ｅｔａｌ、　Ｊ、
Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、、Ｖｏｌ、１？、Ｎ
ｏ、６　Ｎｏｖ、／Ｄｅｃ１９８０　ＰＰ、１３７８〜
１３８１（２）「サブミクロン・リソグラフィ」監修　難波進　
サイエンスフォーラム　ＰＰ、３６２〜３６３に開示さ
れるものがあり、それらを以下に示す。

■発光分光分析法：プラズマの発光スペクトルの変化を
用いる。

■反射光分析法二基板に反射するプラズマの変化を用い
る。

■ガス分析法：４重極質世分析計により、ガスを分析し
、その組成の変化を用いる。

■インピータンス測定法：カソード上のセルフバイアス
電圧Ｖｏｃ（直２ｉｔ電圧）の変化を用いる。

■圧力測定法２及応圧力の変化を用いる。

以下、本発明に最も近い技術である圧力測定法（圧力変
化法）について説明する。

圧力測定法については、上記文献（１）に開示されてい
る。この圧力測定法とは、エツチング終点前後で圧力計
の指示値の変化が生じるが、この変化をエツチングの終
点検出に用いる方法である。

Ａ、定圧力制御方式において、（１）ｏｘガスによるレジストエツチングの場合ガス供
給量（エッチャント消費量）はエツチング中は小であり
、終点間近では大である。また、排気量（生成物のＮ）
は、逆に、エツチング中は大であり、終点間近では小で
ある。

（２）ｃｚ２ガスによるポリシリコンエツチングの場合ガス供給量（エッチャント消費りはエツチング中は大で
あり、終点間近では小である。また、排気！！ｌ（生成
物の量）は、逆に、エツチング中は小であり、終点間近
では大である。

なお、定圧力制御法においては、ガス流量を変化させる
方法と排気量を変化させる方法とがあり、ガス供給量を
制御する場合には排気量を一定にし、逆に、排気量を制
御Ｂする場合にはガス供給量を一定にする。

Ｂ、定圧力制御方式でない場合において、（１）０ｇガ
スによるレジストエツチングの場合エツチング中は大で
あり、終点間近では小である。

（２）Ｃ１，ガスによるポリシリコンエツチングの場合エツチング中は小であり、終点間近では大である。

このように、エツチング対象物の存無は圧力に影響を及
ぼすので、終点検出に利用できる。

第５図に従来のホトレジストの終点検出に圧力測定法Ａ
と発光分光分析法Ｂを併用した例を示す。

定圧力制御を行っていないバレル型エツチング装置で０
□、　１４０ＳＣＣＭ、　３００−の条件でガラス基板
上のホトレジストを除去している。圧力計はビラニー真
空計を使用している０図から明らかなように、圧力測定
法と発光分光分析法が共に目視のジャストエンチングと
略−敗することを示している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、以上述べた終点検出方法においては、以
下に示す欠点があり、技術的に満足できるものではなか
った。即ち、（１）発光分光分析法、ガス分析法：高価な分析装置が
必要である。

（２）反射光分析法：Ｃｒなど対象が極めて限られる。

（３）インピータンス測定法：Ｖｏｃの変化が小さく、
検出が不確実である。

（４）圧力測定法：定圧力制御を行っているドライエツ
チング装置では、終点検出の指標である圧力が変化しな
いので使用できない本発明は、以上述べたそれぞれの終点検出方法における
高価な機器の使用、対象の限定、不確実性、定圧力制御
を行った場合は通用できないという欠点を除去し、簡便
で汎用性の優れたエツチング終点検出方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するために、定圧力制御を
行うドライエツチング装置を用いたエツチング終点検出
方法において、定圧力制御を行うために変化させるパラ
メータの値を計測し、該計測値をアナログ信号からディ
ジタル信号に変換し、該変換されたディジタル信号をコ
ンピュータに読み込み、前記ディジタル信号を監視して
、エツチングの終点検出を行うようにしたものである。

（作用）本発明によれば、定圧力制御を行うドライエツチング装
置において、定圧力制御を行うために変化させるパラメ
ータであるガス流量又は排気量を計測し、それらの計測
値をアナログ信号からディジタル信号に変換し、該変換
されたディジタル信号をコンピュータに読み込み、前記
ディジタル信号を監視して、例えば、その微分値のピー
クを検出し、エツチングの終点検出を行う。

ガス流量と排気量のどちらを監視するかは、定圧力制御
のために変化させるパラメータがガス流量であれば、そ
のガス流量を、そのパラメータが排気量である場合には
、その排気量の方を選択する。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すエツチング終点検出シス
テム構成図である。

この図において、平行平板型ドライエンチングＷｔｌは
チェンバ２を具備し、そのチェンバ２内のドライエツチ
ング中の圧力を一定に保つように制御される。そのため
に、チェンバ２内の圧力を測定する圧力計３とその圧力
計による測定値を自動圧力制御装置５に取り込み、その
自動圧力制御装置５からの出力信号によりバタフライバ
ルブ４の開閉度を変化させることにより、チェンバ２の
圧力を一定に保つようにしている。

この実施例においては、パラメータとして、排気量を用
いてエツチング終点検出を行うものであり、バタフライ
バルブ（可変コンダクタンスパルプ）の開閉度をアナロ
グの電気信号として検出する検出装置６を設け、そのア
ナログの電気信号をＡ／Ｄコンバータ７でディジタル信
号に変換して、該ディジタル信号をコンピュータ８に読
み込む。

該コンピュータ８はそのディジタルの電気信号を処理し
、その微分値のピークを検出することにより終点を判定
する。

そこで、第２図及び第３図を用いてバタフライバルブの
開閉度をアナログの電気信号として検出する検出装置６
について以下に説明する。

第２図はバタフライバルブの開閉度信号の検出装置の構
成図であり、バタフライバルブはリング１８と円板１９
とからなり、該円板１９はモータ２ｏによって円板１９
とリング１８の角度（バタフライバルブの開閉度）を変
化させることで、コンダクタンスを変化させる。そこで
、本発明においては、円板１９の駆動軸２１に駆動転輸
２２を取り付け、ベルト２４により従動転輸２３に駆動
軸２１の動き（バタフライバルブの開閉度）を伝達する
。従動転輪２３は可変抵抗器２５に直結されているので
、バタフライバルブの開閉度は可変抵抗器２５の抵抗値
に変換される。

この可変抵抗器２５は、第３図に示すように、アナログ
電気信号発生回路に組み込まれている。即ち、このアナ
ログ電気信号発生回路は定電圧電源２６と、固定抵抗Ｒ
８２７、可変抵抗Ｒｖ　２８からなり、固定１氏抗Ｌ２
７＞可変抵抗Ｒｖ　２８のように設定し、可変抵抗器２
５により可変抵抗Ｒｖ　２８が変化し、可変抵抗の値に
比例する出力電圧ｖ０をバタフライバルブの開閉度の出
力信号として取り出すことができる。

実際に、第１図に示すように、Ｓｉウェハ９に塗布した
ノボラック系ホトレジスト１０をエツチングの終点を検
出する対象として用い、エツチング電１ｌｌＯ上にノボ
ラック系ホトレジスト１０を塗布したＳｉウェハ９を設
置し、０．を５０ＳＣＣＭに流した状態で圧力を１００
ｍＴｏｒｒに保つように自動圧力制御装置、５を設定し
、高周波電力を２００　Ｗ印加した。

エツチング中におけるバタフライバルブの開閉度の変化
と、目視によるエツチングの終点の関係を第４図に示す
。

この図から明らかなように、ノボラック系レジスト１０
が消え始めると、バタフライバルブの開きは大きくなり
始め、終点になるとそれが飽和を始める。

このバタフライバルブの開閉度の変化を、上記したよう
にコンピュータ８に取り込み、バタフライバルブの開閉
度に対応した信号を監視して、その微分値がピークを示
すと、これを検出して、終点の判定を行う。

即ち、エツチングの終点間近の時間Ｔにおけるバタフラ
イバルブの開閉度の変化が急峻になるので、これを微分
値のピークとして検出して終点の判定を行う。

このようにバタフライバルブ４の開閉度を計測すること
で、エツチングの終点を判定できる。

次に、ガス流量を計測してエツチングの終点を判定する
場合について説明する。

第６図は本発明の他の実施例を示す終点検出システム構
成図である。

図において、バレル型ドライエツチング装置３０は、エ
ツチング中の圧力を一定に保つ機構としてチェンバ３１
の圧力を計測する圧力計３２と、その圧力計３２の計測
値を用いてマスフローコントローラ３３を制御し、ガス
流量を変化させることでチェンバ３１の圧力を一定に保
つ、自動圧力制御装置３４を具備している。

また、このバレル型ドライエツチング装置３０は、エツ
チングの終点を検出するために、マスフローコントロー
ラ３３より出力されるガス流量の計測値（アナログの電
気信号）をディジタルの電気信号に変換するＡ／Ｄコン
バーク３５と、そのディジタルの電気信号を処理し、そ
の微分値のピークを検出することにより終点を検出する
コンビエータ３Ｇを有する。Ｓｉウェハ３７に塗布した
ノボラック系ホトレジスト３８を、エツチングの終点を
検出する対象として用いた。チェンバ３１内にノボラッ
ク系ホトレジスト３８を塗布したＳｉウェハ３７を設置
し、０□ガスを流した状態で圧力Ｉ　Ｔｏｒｒに保つよ
うに自動圧力制御装置３４を設定し、高周波電力を５０
０Ｗ印加した。高周波電力印加後の０□ガス流量の増減
の計測値をコンピュータ３６で処理し、エツチングの終
点を判定した。

なお、コンビエータ８においては、エツチングの終点の
判定を行う手段として、図示しないが、ＣＰＵ　（中央
処理装置）によって制御されるＲＯＭ（図示なし）に予
めバタフライバルブの開閉度の変化量とエツチングの終
点との対応テーブルを各エツチング対象毎に記憶してお
き、実際のエツチング時のリアルタイムのバタフライバ
ルブの開閉度の出力信号の変化量をＲＡＭ　（図示なし
）に記憶して、前記ＲＯＭのデータを読み出して、両者
を比較し、エツチングの終点の判定を行うことができる
。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、定圧力
制御を行っているドライエツチング装置において、定圧
力制御のために変化させるパラメータを計測することに
よりエツチングの終点を検出できるようにしたので、定
圧力制御を行っているドライエツチング装置において、
簡便な構成でエツチングの終点検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエツチング柊点渣出シス
テム構成図、第２図はバタフライバルブの開閉度信号の
検出装置の構成図、第３図はアナログ電気信号発生回路
図、第４図はエツチング中におけるバタフライバルブの
開閉度の変化と目視によるエツチングの終点の関係を示
す図、第５図は従来のホトレジストの終点検出に圧力測
定法Ａと発光分光分析法Ｂを併用した例を示す図、第６
図は本発明の他の実施例を示す終点検出システム構成図
である。１・・・平行平板型ドライエツチング装置、２．３１・
・・チェンバ、３，３２・・・圧力計、４・・・バタフ
ライバルブ、５，３４・・・自動圧力制御装置、６・・
・検出装置、７．３５・・・Ａ／Ｄコンバータ、８，３
６・・・コンピュータ、９，３７・・・Ｓｔウェハ、１
０．３８・・・ノボラック系ホトレジスト、１１・・・
エツチング電極、１８・・・リング、１９・・・円板、
２０・・・モータ、２１・・・駆動軸、２２・・・駆動
転輪、２３・・・従動転輸、２４・・・ベルト、２５・
・・可変抵抗器、３０・・・バレル型ドライエツチング
装置、３３・・・マスフローコントローラ。特許出願人　沖電気工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）定圧力制御を行うドライエッチング装置を用いた
エッチング終点検出方法において、（ａ）定圧力制御を行うために変化させるパラメータの
値を計測し、（ｂ）該計測値をアナログ信号からディジタル信号に変
換し、（ｃ）該変換されたディジタル信号をコンピュータに読
み込み、（ｄ）前記ディジタル信号を監視して、エッチングの終
点検出を行うエッチング終点検出方法。
（２）前記パラメータとして排気量を用いることを特徴
とする請求項１記載のエッチング終点検出方法。
（３）前記パラメータとしてガス流量を用いることを特
徴とする請求項１記載のエッチング終点検出方法。
（４）前記ディジタル信号の微分値のピークを検出し、
エッチングの終点検出を行う請求項１記載のエッチング
終点検出方法。