JPH0564455B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0564455B2 JPH0564455B2 JP58204816A JP20481683A JPH0564455B2 JP H0564455 B2 JPH0564455 B2 JP H0564455B2 JP 58204816 A JP58204816 A JP 58204816A JP 20481683 A JP20481683 A JP 20481683A JP H0564455 B2 JPH0564455 B2 JP H0564455B2
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- JP
- Japan
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- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はエツチング技術、さらには半導体製造
工程の一つであるエツチング技術に関し、特にプ
ラズマ等を使用したドライエツチングにおける終
点の検出方法および装置に関するものである。
工程の一つであるエツチング技術に関し、特にプ
ラズマ等を使用したドライエツチングにおける終
点の検出方法および装置に関するものである。
半導体製造工程の一つであるエツチング技術
は、例えばウエーハ上に形成した酸化膜やポリシ
リコン膜を選択的に除去する場合に利用され、近
年ではプラズマを利用したドライエツチング法が
使用されている。ところで、この種のエツチング
では、エツチングが不足或いは過度であると所要
のパターニングが行なわれなくなる。このため、
従来では光検出法が利用され、エツチング時に生
じるプラズマの発光強度の変化を検出することに
よりエツチングの終点の判定を行ない、これによ
り好適なエツチングを可能にする方法がとられて
いる。（電子材料別冊超LSI製造・試験装置ガイ
ドブツク1982年版工業調査会を参照） 例えば、第１図Ａ，Ｂは考えられる終点検出方
法を示す図であり、エツチング装置内におけるプ
ラズマの発光強度は同図Ａのように示される。そ
こで、この発光強度を検出した上で適宜な時間間
隔のサンプリングタイムにて発光強度を取り込
み、その直前のサンプリングした強度とを比較し
てその都度の強度変化を同図Ｂのように求める。
そして、この強度変化が２回続けて低下した状態
（同図Ｂの時点tp）を確認した時点で終点の判定
を行なう。
は、例えばウエーハ上に形成した酸化膜やポリシ
リコン膜を選択的に除去する場合に利用され、近
年ではプラズマを利用したドライエツチング法が
使用されている。ところで、この種のエツチング
では、エツチングが不足或いは過度であると所要
のパターニングが行なわれなくなる。このため、
従来では光検出法が利用され、エツチング時に生
じるプラズマの発光強度の変化を検出することに
よりエツチングの終点の判定を行ない、これによ
り好適なエツチングを可能にする方法がとられて
いる。（電子材料別冊超LSI製造・試験装置ガイ
ドブツク1982年版工業調査会を参照） 例えば、第１図Ａ，Ｂは考えられる終点検出方
法を示す図であり、エツチング装置内におけるプ
ラズマの発光強度は同図Ａのように示される。そ
こで、この発光強度を検出した上で適宜な時間間
隔のサンプリングタイムにて発光強度を取り込
み、その直前のサンプリングした強度とを比較し
てその都度の強度変化を同図Ｂのように求める。
そして、この強度変化が２回続けて低下した状態
（同図Ｂの時点tp）を確認した時点で終点の判定
を行なう。
しかしながら、この方法ではサンプリングタイ
ムtaを小さくすると、発光強度信号に含まれる高
周波のノイズによつてサンプリングした強度信号
の強度変化が不安定なものになり、好適な終点検
出ができないという問題がある。特に発光強度の
変化が緩やかな場合には著しい。このため、同図
Ａ，Ｂのようにサンプリングタイムtaを比較的大
きくとることにより強度変化に対するノイズの影
響の低減を図つているが、この方法では強度変化
が２回続けて低下した時点、つまり終点検出時と
真の終点との間の誤差が大きくなり、過剰エツチ
ング状態を生ずる等、正確な終点検出を行なうこ
とができないという問題がある。
ムtaを小さくすると、発光強度信号に含まれる高
周波のノイズによつてサンプリングした強度信号
の強度変化が不安定なものになり、好適な終点検
出ができないという問題がある。特に発光強度の
変化が緩やかな場合には著しい。このため、同図
Ａ，Ｂのようにサンプリングタイムtaを比較的大
きくとることにより強度変化に対するノイズの影
響の低減を図つているが、この方法では強度変化
が２回続けて低下した時点、つまり終点検出時と
真の終点との間の誤差が大きくなり、過剰エツチ
ング状態を生ずる等、正確な終点検出を行なうこ
とができないという問題がある。
本発明の目的はエツチング等の反応終点の検出
を正確に行なうことができ、これにより例えば過
剰エツチングを防止して好適なエツチングを可能
にした終点検出方法を提供することにある。
を正確に行なうことができ、これにより例えば過
剰エツチングを防止して好適なエツチングを可能
にした終点検出方法を提供することにある。
また、本発明の目的は反応終点の検出を正確に
かつ自動的に行なうことができる終点検出装置を
提供することにある。
かつ自動的に行なうことができる終点検出装置を
提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な
特徴は本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
特徴は本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
のの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
すなわち、発光強度のサンプリングタイムを短
縮する一方で検出した発光強度を数回前のサンプ
リング時の発光強度と比較してその強度変化を求
めることにより、発光強度の変化が緩やかな場合
にもノイズの影響をなくして真の終点に極めて近
い終点検出を行なうことができ、これによりエツ
チング等の処理を正確に行なうことを可能にする
ものである。
縮する一方で検出した発光強度を数回前のサンプ
リング時の発光強度と比較してその強度変化を求
めることにより、発光強度の変化が緩やかな場合
にもノイズの影響をなくして真の終点に極めて近
い終点検出を行なうことができ、これによりエツ
チング等の処理を正確に行なうことを可能にする
ものである。
また、サンプリングした発光強度を順次記憶す
る記憶回路と、この記憶回路内に記憶された発光
強度信号を複数回ずつずらせて比較しその強度変
化分を求める比較回路とを備えることにより、検
出した発光強度を数回前のサンプリング時の発光
強度と比較でき、これにより前述の方法による終
点検出を可能にして正確な終点検出ないし正確な
処理を可能にするものである。
る記憶回路と、この記憶回路内に記憶された発光
強度信号を複数回ずつずらせて比較しその強度変
化分を求める比較回路とを備えることにより、検
出した発光強度を数回前のサンプリング時の発光
強度と比較でき、これにより前述の方法による終
点検出を可能にして正確な終点検出ないし正確な
処理を可能にするものである。
第２図は本発明の終点検出装置をプラズマを利
用したドライエツチング装置に適用した実施例で
ある。図において、１はドライエツチング装置本
体であり、内部を気密に保つたチヤンバ２内には
上、下に夫々電極３，４を対向配置し、両電極
３，４間に高周波電力源５を接続して高周波電力
を印加し得るようにしている。また、前記チヤン
バ２にはガス供給口６と排気口７を設け、チヤン
バ２内を負在状態の所要ガス雰囲気に設定してい
る。そして、この状態で下電極４上に被エツチン
グ材であるウエーハ８を載置して両電極３，４間
に高周波電力を印加すれば、両電極３，４間にプ
ラズマが発生し、このプラズマによりウエーハ８
表面のエツチングが進行される。このとき、エツ
チングの進行に伴なつてチヤンバ２内における発
光状態が変化されるのは言うまでもない。
用したドライエツチング装置に適用した実施例で
ある。図において、１はドライエツチング装置本
体であり、内部を気密に保つたチヤンバ２内には
上、下に夫々電極３，４を対向配置し、両電極
３，４間に高周波電力源５を接続して高周波電力
を印加し得るようにしている。また、前記チヤン
バ２にはガス供給口６と排気口７を設け、チヤン
バ２内を負在状態の所要ガス雰囲気に設定してい
る。そして、この状態で下電極４上に被エツチン
グ材であるウエーハ８を載置して両電極３，４間
に高周波電力を印加すれば、両電極３，４間にプ
ラズマが発生し、このプラズマによりウエーハ８
表面のエツチングが進行される。このとき、エツ
チングの進行に伴なつてチヤンバ２内における発
光状態が変化されるのは言うまでもない。
終点検出装置は、前記チヤンバ２内の発光強度
を検出する手段としてのホトセル９をチヤンバ２
に取着している。このホトセル９には検出回路１
０を接続すると共に所要の時間間隔で信号を発す
るタイマ１１を接続しており、タイマ１１で設定
された時間間隔、すなわちサンプリングタイム間
隔で順次検出信号を次段へ送出する。本例では、
このサンプリングタイムtbは0.5〜１秒程度とし、
第１図に示した終点検出方法の場合の６秒に比較
して極めて短いものにしている。
を検出する手段としてのホトセル９をチヤンバ２
に取着している。このホトセル９には検出回路１
０を接続すると共に所要の時間間隔で信号を発す
るタイマ１１を接続しており、タイマ１１で設定
された時間間隔、すなわちサンプリングタイム間
隔で順次検出信号を次段へ送出する。本例では、
このサンプリングタイムtbは0.5〜１秒程度とし、
第１図に示した終点検出方法の場合の６秒に比較
して極めて短いものにしている。
前記検出回路１０には、例えばシフトレジスタ
等を利用した記憶回路１２を接続し、検出回路１
０から送出されてくる発光強度信号を順序的に記
憶する。更に、この記憶回路１２には比較回路１
３を接続し、前記記憶回路１２に入力された最新
の信号と、これよりも複数回前に入力されて記憶
されている信号とを比較してその変化分（一次微
分）とを算出する。この場合、比較対象となる前
の信号は、変化分の比較を安定に行なうのに好ま
しいサンプリングタイム（第１図に示す終点検出
の場合では６秒程度）を、前記サンプリングタイ
ム（0.5〜１秒）で除した値（６〜12）の数だけ
前の回の信号となるように設定する。そして、前
記比較回路１３には判定回路１４を接続し、比較
回路１３で求められた発光強度の強度変化分に基
づいて終点の判定を行なう。例えば、強度変化分
が最大になつた後２回続けて低下した時点を終点
とするように設定する。なお、この判定回路１４
は前記高周波電力源５の制御回路１５に信号を送
出して高周波電力の発信を停止することができ
る。
等を利用した記憶回路１２を接続し、検出回路１
０から送出されてくる発光強度信号を順序的に記
憶する。更に、この記憶回路１２には比較回路１
３を接続し、前記記憶回路１２に入力された最新
の信号と、これよりも複数回前に入力されて記憶
されている信号とを比較してその変化分（一次微
分）とを算出する。この場合、比較対象となる前
の信号は、変化分の比較を安定に行なうのに好ま
しいサンプリングタイム（第１図に示す終点検出
の場合では６秒程度）を、前記サンプリングタイ
ム（0.5〜１秒）で除した値（６〜12）の数だけ
前の回の信号となるように設定する。そして、前
記比較回路１３には判定回路１４を接続し、比較
回路１３で求められた発光強度の強度変化分に基
づいて終点の判定を行なう。例えば、強度変化分
が最大になつた後２回続けて低下した時点を終点
とするように設定する。なお、この判定回路１４
は前記高周波電力源５の制御回路１５に信号を送
出して高周波電力の発信を停止することができ
る。
次に以上の構成の終点浮検出装置の作用と共に
本発明の終点検出方法を説明する。
本発明の終点検出方法を説明する。
チヤンバ２内で行なわれるドライエツチングに
伴なつて生じる発光はホトセル９にて受光され、
その発光強度は第３図Ａのような電気信号として
検出回路１０にて検出される。この場合、一般に
はエツチングの進行に伴なつて発光強度は漸増さ
れ、また信号中には高周波のノイズが含まれてい
る。検出回路１０にて検出された発光強度信号
は、タイマ１１の作用によつて0.5〜１秒の短か
いサンプリングタイム間隔で取り込まれ、同図Ｂ
のようなデジタル的な信号として検出される。そ
して、この信号は記憶回路１２内に順序的に記憶
される。
伴なつて生じる発光はホトセル９にて受光され、
その発光強度は第３図Ａのような電気信号として
検出回路１０にて検出される。この場合、一般に
はエツチングの進行に伴なつて発光強度は漸増さ
れ、また信号中には高周波のノイズが含まれてい
る。検出回路１０にて検出された発光強度信号
は、タイマ１１の作用によつて0.5〜１秒の短か
いサンプリングタイム間隔で取り込まれ、同図Ｂ
のようなデジタル的な信号として検出される。そ
して、この信号は記憶回路１２内に順序的に記憶
される。
すると、比較回路１３では、記憶回路１２内に
信号が入力される毎に、その信号、つまり最新の
信号を前述のように設定された複数回前の記憶信
号と比較し、その変化分（一次微分）を算出す
る。この比較を信号の入力の度、つまりタイマ１
１のサンプリングタイム間隔で行なうことによ
り、同図Ｃのような発光強度変化特性が得られ
る。この場合、検出された発光強度にノイズの影
響が生じていても、複数回離れた検出信号間での
比較であることから、変化分として求めた値はノ
イズの影響を解消することができる。そして、こ
の変化分の値を判定回路１４において順序的に比
較することにより、新たな変化分の値が前回より
も大きくなつた後に２回続けて低下された時点
tp′を検出し、これらを直ちに終点として判定す
る。この終点判定が出れば、図外のデイスプレイ
にエツチングの終了を表示し、更に本例のように
制御回路１５を作動して高周波電力源５からの電
極３，４への電力供給を停止し、エツチングを自
動停止することもできる。
信号が入力される毎に、その信号、つまり最新の
信号を前述のように設定された複数回前の記憶信
号と比較し、その変化分（一次微分）を算出す
る。この比較を信号の入力の度、つまりタイマ１
１のサンプリングタイム間隔で行なうことによ
り、同図Ｃのような発光強度変化特性が得られ
る。この場合、検出された発光強度にノイズの影
響が生じていても、複数回離れた検出信号間での
比較であることから、変化分として求めた値はノ
イズの影響を解消することができる。そして、こ
の変化分の値を判定回路１４において順序的に比
較することにより、新たな変化分の値が前回より
も大きくなつた後に２回続けて低下された時点
tp′を検出し、これらを直ちに終点として判定す
る。この終点判定が出れば、図外のデイスプレイ
にエツチングの終了を表示し、更に本例のように
制御回路１５を作動して高周波電力源５からの電
極３，４への電力供給を停止し、エツチングを自
動停止することもできる。
したがつて、この終点検出方法によれば、発光
強度信号を短かいサンプリングタイム間隔で検出
しているのでノイズの影響を受けることになる
が、この発光強度信号を比較して求める強度変化
分は複数回前の検出強度との比較であることか
ら、ノイズの影響を解消することができ、安定し
た変化分信号を得ることができる。これにより、
変化分に基づく終点検出を安定に行なうことがで
きると共に、この変化分信号は短かいサンプリン
グタイム間隔の発光強度の検出毎に取り出して比
較を行なつているので、検出される終点は真の終
点に対して短かいサンプリングタイムの２倍以下
の時間の誤差に抑えることができ、第１図で示し
た終点検出方法に比較して誤差を低減して終点検
出の正確度を向上することができる。これによ
り、本例の場合には好適なエツチングを可能と
し、パターン形成等の高精度化を達成できる。
強度信号を短かいサンプリングタイム間隔で検出
しているのでノイズの影響を受けることになる
が、この発光強度信号を比較して求める強度変化
分は複数回前の検出強度との比較であることか
ら、ノイズの影響を解消することができ、安定し
た変化分信号を得ることができる。これにより、
変化分に基づく終点検出を安定に行なうことがで
きると共に、この変化分信号は短かいサンプリン
グタイム間隔の発光強度の検出毎に取り出して比
較を行なつているので、検出される終点は真の終
点に対して短かいサンプリングタイムの２倍以下
の時間の誤差に抑えることができ、第１図で示し
た終点検出方法に比較して誤差を低減して終点検
出の正確度を向上することができる。これによ
り、本例の場合には好適なエツチングを可能と
し、パターン形成等の高精度化を達成できる。
(1) 短かいサンプリングタイム間隔で発光強度信
号を検出する一方、この検出信号を複数回前の
信号と比較して変化分を求め、この変化分に基
づいて終点の検出を行なつているので、発光強
度信号がノイズの影響を受けても変化分はこれ
を解消することができ、これにより安定した終
点検出を行なうことができる。
号を検出する一方、この検出信号を複数回前の
信号と比較して変化分を求め、この変化分に基
づいて終点の検出を行なつているので、発光強
度信号がノイズの影響を受けても変化分はこれ
を解消することができ、これにより安定した終
点検出を行なうことができる。
(2) サンプリングタイムが短かいので、検出した
終点と真の終点との誤差を小さくでき、終点の
検出を正確に行なうことができる。
終点と真の終点との誤差を小さくでき、終点の
検出を正確に行なうことができる。
(3) 発光強度の検出手段と、発光強度を記憶する
記憶回路と、この記憶回路に記憶された信号を
比較して強度変化分を求める比較回路とを備え
ているので、順序的に検出される発光強度を、
複数回前に検出された発光強度と容易に比較す
ることができ、これらの間における変化分を算
出して終点検出を正確に行なうことができる。
記憶回路と、この記憶回路に記憶された信号を
比較して強度変化分を求める比較回路とを備え
ているので、順序的に検出される発光強度を、
複数回前に検出された発光強度と容易に比較す
ることができ、これらの間における変化分を算
出して終点検出を正確に行なうことができる。
(4) 比較回路に判定回路を接続し、変化分に基づ
いて終点を判定する一方でこれと同時にエツチ
ング作用を停止し得るように構成しているの
で、処理の自動化を達成することができる。
いて終点を判定する一方でこれと同時にエツチ
ング作用を停止し得るように構成しているの
で、処理の自動化を達成することができる。
以上本発明者によつてなされた発明を実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。たとえば、サンプリングタイムや比較する
複数回前の対象信号は発光強度の特性や要求され
る終点検出の正確度に応じて適宜変更することが
できる。
もとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。たとえば、サンプリングタイムや比較する
複数回前の対象信号は発光強度の特性や要求され
る終点検出の正確度に応じて適宜変更することが
できる。
以上の説明では主として本発明者によつてなさ
れた発明をその背景となつた利用分野である半導
体装置の製造用のドライエツチングに適用した場
合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、薄膜形成技術やその他の技術における処
理の終点検出に適用することもできる。
れた発明をその背景となつた利用分野である半導
体装置の製造用のドライエツチングに適用した場
合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、薄膜形成技術やその他の技術における処
理の終点検出に適用することもできる。
第１図Ａ，Ｂは考えられる終点検出方法を説明
するための特性図、第２図は本発明の一実施例装
置の構成図、第３図Ａ〜Ｃは本発明方法を説明す
るための特性図である。 １……ドライエツチング装置本体、２……チヤ
ンバ、３，４……電極、５……高周波電力源、８
……ウエーハ、９……ホトセル、１０……検出回
路、１１……タイマ、１２……記憶回路、１３…
…比較回路、１４……判定回路、１５……制御回
路。
するための特性図、第２図は本発明の一実施例装
置の構成図、第３図Ａ〜Ｃは本発明方法を説明す
るための特性図である。 １……ドライエツチング装置本体、２……チヤ
ンバ、３，４……電極、５……高周波電力源、８
……ウエーハ、９……ホトセル、１０……検出回
路、１１……タイマ、１２……記憶回路、１３…
…比較回路、１４……判定回路、１５……制御回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ドライエツチング等のプラズマ処理時に発生
する光の発光強度の変化を検出してプラズマ処理
の終点を検出する終点検出方法において、前記発
光強度を所定の時間間隔毎に順次サンプリングし
て検出すると共に、検出したときの発光強度をそ
の検出の複数回前にサンプリング検出したときの
発光強度と比較しかつその変化分を求めて終点を
検出することを特徴とする終点検出方法。 ２ ドライエツチング等のプラズマ処理時に発生
する光の発光強度の変化を検出してプラズマ処理
の終点を検出する終点検出装置において、前記光
の発光強度を所定の時間間隔毎に順次サンプリン
グして検出する検出手段と、検出した発光強度を
順次記憶する記憶回路と、この記憶回路内に記憶
された発光強度信号を複数回づつずらして比較し
かつその強度変化分を求める比較回路とを備える
ことを特徴とする終点検出装置。 ３ 発光強度の検出手段がサンプリングする時間
間隔を比較回路が変化分を比較し得るのに必要な
時間より短い時間に設定し、比較回路は、変化分
を比較し得るのに必要な前記時間を前記サンプリ
ングの時間間隔で除した値だけ前の回数の発光強
度との比較を行い得る特許請求の範囲第２項記載
の終点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204816A JPS6098631A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 終点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204816A JPS6098631A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 終点検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5284596A Division JP2790111B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | プラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098631A JPS6098631A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH0564455B2 true JPH0564455B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=16496850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204816A Granted JPS6098631A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 終点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098631A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628252B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理終点判定方法及び装置 |
| JP2619403B2 (ja) * | 1987-08-19 | 1997-06-11 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理終点判定方法 |
| JP2001007084A (ja) | 1999-06-21 | 2001-01-12 | Nec Corp | エッチング終点判定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4208240A (en) * | 1979-01-26 | 1980-06-17 | Gould Inc. | Method and apparatus for controlling plasma etching |
| JPS56114329A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-08 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Method for sensing time of completion of dry etching |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP58204816A patent/JPS6098631A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6098631A (ja) | 1985-06-01 |
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