JPH0620060B2 - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPH0620060B2 JPH0620060B2 JP6461287A JP6461287A JPH0620060B2 JP H0620060 B2 JPH0620060 B2 JP H0620060B2 JP 6461287 A JP6461287 A JP 6461287A JP 6461287 A JP6461287 A JP 6461287A JP H0620060 B2 JPH0620060 B2 JP H0620060B2
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- etching
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置の微細加工に用いられるドライ
エッチング装置に関する。
エッチング装置に関する。
ＬＳＩの高集積度化に伴い、多結晶シリコンのゲート加
工や配線金属膜のパターニング等の微細加工手段とし
て、ドライエッチング法が広く用いられている。
工や配線金属膜のパターニング等の微細加工手段とし
て、ドライエッチング法が広く用いられている。
このドライエッチング装置の自動化やエッチングプロセ
スの安定化の為には、被加工材料のエッチングの終点を
判定するモニタが必要であるが、従来のドライエッチン
グ装置では、発光分光分析法により、これを行なってい
る。即ち、エッチング室内の発光を分光し、適当な波長
での発光強度をモニタリングすることにより、反応ガス
種や反応生成物の濃度変化を測定し、エッチングの終点
を判定している。
スの安定化の為には、被加工材料のエッチングの終点を
判定するモニタが必要であるが、従来のドライエッチン
グ装置では、発光分光分析法により、これを行なってい
る。即ち、エッチング室内の発光を分光し、適当な波長
での発光強度をモニタリングすることにより、反応ガス
種や反応生成物の濃度変化を測定し、エッチングの終点
を判定している。
しかしながら、上述した従来のモニタ方法では、被加工
材料のエッチングの深さや終点を知ることできない上、
ある波長だけでのモニタゆえ、プラズマや放電の安定性
が悪いと、発光スペクトルのゆらぎが大きくなって、エ
ッチングのモニタが正確にできないという欠点がある。
材料のエッチングの深さや終点を知ることできない上、
ある波長だけでのモニタゆえ、プラズマや放電の安定性
が悪いと、発光スペクトルのゆらぎが大きくなって、エ
ッチングのモニタが正確にできないという欠点がある。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、半導体ウエハー上
の被加工材料のエッチングの終点を正確に判定すること
のできるドライエッチング装置を提供することにある。
の被加工材料のエッチングの終点を正確に判定すること
のできるドライエッチング装置を提供することにある。
本発明のドライエッチング装置は、エッチング室内の半
導体ウエハーを照射するための白色光を発する光源と、
前記半導体ウエハーで反射した光を分光する分光器と、
分光された光を検出するマルチチャンネルアナライザー
と、このアナライザーからの入力信号を処理し、エッチ
ングの深さを算出するマイクロコンピューターとを含ん
で構成される。
導体ウエハーを照射するための白色光を発する光源と、
前記半導体ウエハーで反射した光を分光する分光器と、
分光された光を検出するマルチチャンネルアナライザー
と、このアナライザーからの入力信号を処理し、エッチ
ングの深さを算出するマイクロコンピューターとを含ん
で構成される。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は光源
と分光器とエッチング室の位置関係を示す図である。
と分光器とエッチング室の位置関係を示す図である。
第１図及び第２図において、水銀ランプやハロゲンラン
プのような白光を発する光源１１からの光をエッチング
室１２内の半導体ウエハー（以下単にウエハーという）
２３に当てた後、エッチング室１２に導入された反応ガ
スを放電させ、エッチングを開始する。ウエハーからの
反射光は、出射スリットを取り去った分光器１３に入射
し、分光される。
プのような白光を発する光源１１からの光をエッチング
室１２内の半導体ウエハー（以下単にウエハーという）
２３に当てた後、エッチング室１２に導入された反応ガ
スを放電させ、エッチングを開始する。ウエハーからの
反射光は、出射スリットを取り去った分光器１３に入射
し、分光される。
すなわち光源１１からの光をアパーチャー２１を通し、
ハーフミラー２２で一部反射させ、ウエハー２３に当て
る。電極２４のうち、ウエハー２３と対向する側の電極
は、一部に孔をあけ、光源１２からの入射光とウエハー
２３からの反射光が通るようにしておく。ウエハー２３
で反射した光は、ハーフミラー２２を一部透過する。こ
の透過光を石英レンズ２５で集光し、分光器１３に入射
させる。光源１１からの光は、分光器１３に直接漏れな
いようにしておく。
ハーフミラー２２で一部反射させ、ウエハー２３に当て
る。電極２４のうち、ウエハー２３と対向する側の電極
は、一部に孔をあけ、光源１２からの入射光とウエハー
２３からの反射光が通るようにしておく。ウエハー２３
で反射した光は、ハーフミラー２２を一部透過する。こ
の透過光を石英レンズ２５で集光し、分光器１３に入射
させる。光源１１からの光は、分光器１３に直接漏れな
いようにしておく。
さて、分光器１３で分光された光は、マルチチャンネル
アナライザー１４で検出され、Ｄ／Ａ変換器１６を介し
て、ＣＲＴ１７上に、反射スペクトルとしてリアルタイ
ムで表示される。測定に要する時間は１秒程度で済む。
このとき同時にエッチング室内１２内の発光スペクトル
も得られるが、発光が強くて反射スペクトルが明瞭でな
い場合は、光源１１の前にチョッパーを設けて、光源１
１からの光を一定周波数のパルス光にし、その周波数に
同期したゲートをマルチチャンネルアナライザー１４に
かけることにより、発光スペクトルの影響を全く受けな
い反射スペクトルを得ることができる。
アナライザー１４で検出され、Ｄ／Ａ変換器１６を介し
て、ＣＲＴ１７上に、反射スペクトルとしてリアルタイ
ムで表示される。測定に要する時間は１秒程度で済む。
このとき同時にエッチング室内１２内の発光スペクトル
も得られるが、発光が強くて反射スペクトルが明瞭でな
い場合は、光源１１の前にチョッパーを設けて、光源１
１からの光を一定周波数のパルス光にし、その周波数に
同期したゲートをマルチチャンネルアナライザー１４に
かけることにより、発光スペクトルの影響を全く受けな
い反射スペクトルを得ることができる。
ウエハー２３上の被加工材料がエッチングされるにつ
れ、反射スペクトルも徐々に変化するが、被加工材料が
完全にエッチングされると、この反射スペクトルが大き
く変化する。従って、ウエハー２３からの反射スペクト
ルをモニタすることにより、エッチングの終点を判定す
ることが可能である。
れ、反射スペクトルも徐々に変化するが、被加工材料が
完全にエッチングされると、この反射スペクトルが大き
く変化する。従って、ウエハー２３からの反射スペクト
ルをモニタすることにより、エッチングの終点を判定す
ることが可能である。
装置の自動化の為には、マルチチャンネルアナライザー
１４の出力の変化をマイクロコンピューター１５に判断
させ、被加工材料が完全にエッチングされ、反射スペク
トルが大きく変化した時に、反応制御系１８を帰還し
て、反応ガスの放電を止め、エッチングを終了させるよ
うにする。
１４の出力の変化をマイクロコンピューター１５に判断
させ、被加工材料が完全にエッチングされ、反射スペク
トルが大きく変化した時に、反応制御系１８を帰還し
て、反応ガスの放電を止め、エッチングを終了させるよ
うにする。
一方、被加工材料のエッチングの深さの変化をモニタす
る条件として、反射スペクトルの膜厚依存性が大きいも
のであることが必要である。その例を以下に述べる。
る条件として、反射スペクトルの膜厚依存性が大きいも
のであることが必要である。その例を以下に述べる。
第１の例は、アルミ配線上に露光時の反射防止の為につ
けられたシリコンの薄膜をドライエッチングにより除去
する場合である。シリコン膜は、反射スペクトルの膜厚
依存性が大きいので、そのデータをあらかじめマイクロ
コンピューター１５に記憶させておけば、反射スペクト
ルから膜厚を算出することができ、従って、エッチング
の深さをインラインプロセスでモニタすることが可能で
ある。第３図及び第４図にシリコン薄膜の反射スペクト
ルの一例及び膜厚と吸収ピーク波長の相関の一例を示
す。
けられたシリコンの薄膜をドライエッチングにより除去
する場合である。シリコン膜は、反射スペクトルの膜厚
依存性が大きいので、そのデータをあらかじめマイクロ
コンピューター１５に記憶させておけば、反射スペクト
ルから膜厚を算出することができ、従って、エッチング
の深さをインラインプロセスでモニタすることが可能で
ある。第３図及び第４図にシリコン薄膜の反射スペクト
ルの一例及び膜厚と吸収ピーク波長の相関の一例を示
す。
この場合、シリコン薄膜のエッチング中は第３図のよう
な反射スペクトルを示すが、（実際には、アルミ配線の
ない部分の下地膜による干渉スペクトルも重畳する）シ
リコン薄膜が薄くなるにつれてその吸収ピークは第４図
に示すように短波長側に移る。そしてシリコン薄膜が完
全にエッチングされると、アルミによる反射率の高いス
ペクトルに急変する為、エッチングの終点が明確に判定
できる。
な反射スペクトルを示すが、（実際には、アルミ配線の
ない部分の下地膜による干渉スペクトルも重畳する）シ
リコン薄膜が薄くなるにつれてその吸収ピークは第４図
に示すように短波長側に移る。そしてシリコン薄膜が完
全にエッチングされると、アルミによる反射率の高いス
ペクトルに急変する為、エッチングの終点が明確に判定
できる。
第２の例は、ＤＲＡＭ等で用いられる多結晶シリコンの
ゲート加工の場合である。
ゲート加工の場合である。
多結晶シリコンのエッチング中は、やはり第３図のよう
な反射スペクトルを示すが（実際には、ゲートになる部
分の上にあるレジスト膜による干渉スペクトルとも重畳
する）多結晶シリコンが完全にエッチングされると、酸
化膜等による干渉スペクトルに急変する為、エッチング
の終点が明確に判定できる。
な反射スペクトルを示すが（実際には、ゲートになる部
分の上にあるレジスト膜による干渉スペクトルとも重畳
する）多結晶シリコンが完全にエッチングされると、酸
化膜等による干渉スペクトルに急変する為、エッチング
の終点が明確に判定できる。
以上説明したように、本発明は、白色光を発する光源と
分光器とマルチチャンネルアナライザーとマイクロコン
ピューターとを含んでドライエッチング装置を構成する
ことにより、エッチング中の半導体ウエハー上の被加工
材料からの反射スペクトルを測定し、インラインプロセ
スでエッチングの深さをモニタでき、エッチングの終点
を明確に判定できる効果がある。
分光器とマルチチャンネルアナライザーとマイクロコン
ピューターとを含んでドライエッチング装置を構成する
ことにより、エッチング中の半導体ウエハー上の被加工
材料からの反射スペクトルを測定し、インラインプロセ
スでエッチングの深さをモニタでき、エッチングの終点
を明確に判定できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図に示した光源と分光器とエッチング室の位置関係を示
す図、第３図はシリコン薄膜の反射スペクトルを示す
図、第４図はシリコンの膜厚と吸収ピーク波長との関連
図である。 １１……光源、１２……エッチング室、１３……分光
器、１４……マルチチャンネルアナライザー、１５……
マイクロコンピューター、１６……Ｄ／Ａ変換器、１７
……ディスプレイ（ＣＲＴ）、１８……反応制御系、２
１……アパーチャー、２２……ハーフミラー、２３……
ウエハー、２４……電極、２５……石英レンズ。
図に示した光源と分光器とエッチング室の位置関係を示
す図、第３図はシリコン薄膜の反射スペクトルを示す
図、第４図はシリコンの膜厚と吸収ピーク波長との関連
図である。 １１……光源、１２……エッチング室、１３……分光
器、１４……マルチチャンネルアナライザー、１５……
マイクロコンピューター、１６……Ｄ／Ａ変換器、１７
……ディスプレイ（ＣＲＴ）、１８……反応制御系、２
１……アパーチャー、２２……ハーフミラー、２３……
ウエハー、２４……電極、２５……石英レンズ。
Claims (1)
- 【請求項１】エッチング室中の半導体ウエハーを照射す
るための白色光を発する光源と、前記半導体ウエハーで
反射した光を分光する分光器と、分光された光を検出す
るマルチチャンネルアナライザーと、該アナライザーか
らの入力信号を処理し、エッチングの深さを算出するマ
イクロコンピューターとを含むことを特徴とするドライ
エッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6461287A JPH0620060B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6461287A JPH0620060B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ドライエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229718A JPS63229718A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH0620060B2 true JPH0620060B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=13263258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6461287A Expired - Lifetime JPH0620060B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620060B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5392124A (en) * | 1993-12-17 | 1995-02-21 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for real-time, in-situ endpoint detection and closed loop etch process control |
| US5611550A (en) * | 1995-06-15 | 1997-03-18 | The Standard Products Company | Vehicle window seal assembly adapted for robotics application |
| TW524888B (en) * | 2000-02-01 | 2003-03-21 | Winbond Electronics Corp | Optical temperature measurement as an in-situ monitor of etch rate |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6461287A patent/JPH0620060B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229718A (ja) | 1988-09-26 |
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