JPH06208973A - ドライエッチング装置及びその方法 - Google Patents
ドライエッチング装置及びその方法Info
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- JPH06208973A JPH06208973A JP5003144A JP314493A JPH06208973A JP H06208973 A JPH06208973 A JP H06208973A JP 5003144 A JP5003144 A JP 5003144A JP 314493 A JP314493 A JP 314493A JP H06208973 A JPH06208973 A JP H06208973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dry etching
- etching
- end point
- radiant energy
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体回路等の製造に使用されるドライエッ
チング装置において、実際のエッチング終了時間と検出
したエッチング終点時間との間の時間差の発生を解消
し、精度が高く、使い勝手の良いエッチング終点検出機
構を備えたドライエッチング装置を提供することを目的
とする。 【構成】 反応容器１に被処理基板４からの放射エネル
ギーの波長域の一部分を透過する窓材７と、その窓材７
を通し、放射エネルギー検出素子８を設ける。検出素子
８はその信号の増幅回路部９に接続され、さらに増幅回
路部は、終点検出制御回路部に接続する。本構成によ
り、被処理基板４からの放射エネルギーを検知，監視す
ることにより精度が高く、使い勝手の優れたエッチング
終点検出機構を備えたドライエッチング装置が得られ
る。
チング装置において、実際のエッチング終了時間と検出
したエッチング終点時間との間の時間差の発生を解消
し、精度が高く、使い勝手の良いエッチング終点検出機
構を備えたドライエッチング装置を提供することを目的
とする。 【構成】 反応容器１に被処理基板４からの放射エネル
ギーの波長域の一部分を透過する窓材７と、その窓材７
を通し、放射エネルギー検出素子８を設ける。検出素子
８はその信号の増幅回路部９に接続され、さらに増幅回
路部は、終点検出制御回路部に接続する。本構成によ
り、被処理基板４からの放射エネルギーを検知，監視す
ることにより精度が高く、使い勝手の優れたエッチング
終点検出機構を備えたドライエッチング装置が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ等の半導体集積回
路等の製造におけるドライエッチング装置及びその方法
に関するものである。
路等の製造におけるドライエッチング装置及びその方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の製造装置の一つ
であるドライエッチング装置は、処理基板の大口径化及
び処理寸法の微細化のため、枚葉処理型の装置が主流と
なり、また、ドライエッチング処理における終点検出，
制御技術も高精度なものが要求されている。
であるドライエッチング装置は、処理基板の大口径化及
び処理寸法の微細化のため、枚葉処理型の装置が主流と
なり、また、ドライエッチング処理における終点検出，
制御技術も高精度なものが要求されている。
【０００３】以下に従来のドライエッチング装置及びそ
の方法について説明する。図４は従来のドライエッチン
グ装置の構成図を示すものである。図４において、１は
真空排気及び保持が可能な真空容器である。２は高周波
電源６から高周波電力が印加され、被処理基板４を載置
した電極で、３は絶縁物、５は反応ガス供給口を有し、
接地された対向電極である。１５はビューイングポート
である石英窓、１６は干渉フィルター、１７はフォトダ
イオード、１８はフォトダイオード１７の信号を増幅す
るアンプ部で、１９は終点を検出するための制御回路で
ある。
の方法について説明する。図４は従来のドライエッチン
グ装置の構成図を示すものである。図４において、１は
真空排気及び保持が可能な真空容器である。２は高周波
電源６から高周波電力が印加され、被処理基板４を載置
した電極で、３は絶縁物、５は反応ガス供給口を有し、
接地された対向電極である。１５はビューイングポート
である石英窓、１６は干渉フィルター、１７はフォトダ
イオード、１８はフォトダイオード１７の信号を増幅す
るアンプ部で、１９は終点を検出するための制御回路で
ある。
【０００４】以上のように構成された従来のドライエッ
チング装置について、その動作を説明する。まず、対向
する電極２，５間に反応ガスのプラズマを発生させ被処
理基板４をエッチングする。このドライエッチング工程
を示す図を図３に示した。（Ａ）はエッチング前、
（Ｂ）はエッチング後の被処理基板の断面図である。本
図において、１１はマスク材、１２は被エッチング膜、
１３は下地膜、１４は基板である。従来のドライエッチ
ング装置のエッチング終点の検出方法を説明すると、プ
ラズマの発光を石英窓を通して取り出し、その発光のう
ちのエッチング種や、反応生成物の発光のみを干渉フィ
ルター１６で抽出し、フォトダイオード１７で光電変換
した後、アンプ部１８で増幅し、制御回路１９で終点を
検出している。例えば、ＣＦ4とＯ2ガスを用いたＳｉＯ
2膜のエッチングには、エッチング種のＦラジカルの発
光である７０４ｎｍの波長を監視する。一例としてエッ
チング種の発光を監視した時の発光分光強度とエッチン
グ時間との関係を図５に示した。被エッチング膜のエッ
チング中はプラズマ中のエッチング種の発光強度は低
く、被エッチング膜がエッチングされて、なくなると、
その発光強度が大きくなっている。これを用いて、被エ
ッチング膜がなくなったというエッチングの終点を検出
し、高周波電力６の供給を切って、プラズマ発生を止
め、下地膜をエッチングしてしまうことや、エッチング
の寸法精度が悪くなることを防いでいる。
チング装置について、その動作を説明する。まず、対向
する電極２，５間に反応ガスのプラズマを発生させ被処
理基板４をエッチングする。このドライエッチング工程
を示す図を図３に示した。（Ａ）はエッチング前、
（Ｂ）はエッチング後の被処理基板の断面図である。本
図において、１１はマスク材、１２は被エッチング膜、
１３は下地膜、１４は基板である。従来のドライエッチ
ング装置のエッチング終点の検出方法を説明すると、プ
ラズマの発光を石英窓を通して取り出し、その発光のう
ちのエッチング種や、反応生成物の発光のみを干渉フィ
ルター１６で抽出し、フォトダイオード１７で光電変換
した後、アンプ部１８で増幅し、制御回路１９で終点を
検出している。例えば、ＣＦ4とＯ2ガスを用いたＳｉＯ
2膜のエッチングには、エッチング種のＦラジカルの発
光である７０４ｎｍの波長を監視する。一例としてエッ
チング種の発光を監視した時の発光分光強度とエッチン
グ時間との関係を図５に示した。被エッチング膜のエッ
チング中はプラズマ中のエッチング種の発光強度は低
く、被エッチング膜がエッチングされて、なくなると、
その発光強度が大きくなっている。これを用いて、被エ
ッチング膜がなくなったというエッチングの終点を検出
し、高周波電力６の供給を切って、プラズマ発生を止
め、下地膜をエッチングしてしまうことや、エッチング
の寸法精度が悪くなることを防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、反応性ガスが反応容器に供給されて排気
されるまでや、反応生成物が排気されるまでに滞在時間
が存在するために、図５に示したように、被処理膜が実
際にエッチング終了した時点から、制御回路を通して検
出される終点の時間が遅れてしまうという問題点を有し
ていた。そのため精密なエッチングの終点検出は難し
く、また、制御回路に特別な工夫を必要としていた。
来の構成では、反応性ガスが反応容器に供給されて排気
されるまでや、反応生成物が排気されるまでに滞在時間
が存在するために、図５に示したように、被処理膜が実
際にエッチング終了した時点から、制御回路を通して検
出される終点の時間が遅れてしまうという問題点を有し
ていた。そのため精密なエッチングの終点検出は難し
く、また、制御回路に特別な工夫を必要としていた。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、実エッチング終点時間と検出エッチング終点時間と
の差のない、精度の高いエッチング終点検出器を備えた
ドライエッチング装置を提供することを目的とする。
で、実エッチング終点時間と検出エッチング終点時間と
の差のない、精度の高いエッチング終点検出器を備えた
ドライエッチング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のドライエッチング装置は、被処理基板から放
射される放射エネルギーの検出機構とこの放射エネルギ
ー強度からエッチングの終点を検出する制御機構の構成
を有している。
に本発明のドライエッチング装置は、被処理基板から放
射される放射エネルギーの検出機構とこの放射エネルギ
ー強度からエッチングの終点を検出する制御機構の構成
を有している。
【０００８】
【作用】物体は、物質の種類と表面の性状とその温度に
応じた電磁波を放射している。
応じた電磁波を放射している。
【０００９】本発明は上記の構成によって、図３に示し
たように、被処理基板の表面の物質と表面の性状の変化
に応じた、放射エネルギーの変化を検知することによ
り、精度の高いエッチングの終点を検出し、ドライエッ
チング工程を高精度化させることができる。
たように、被処理基板の表面の物質と表面の性状の変化
に応じた、放射エネルギーの変化を検知することによ
り、精度の高いエッチングの終点を検出し、ドライエッ
チング工程を高精度化させることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の第１の実施例におけるドラ
イエッチング装置の反応室の構成図である。
イエッチング装置の反応室の構成図である。
【００１２】図１において、７は被処理基板４から放射
される放射エネルギーの波長領域の一部分を透過する窓
材で、８は検出素子、９は増幅器、１０は終点検出を行
う制御回路である。それ以外のものは従来のドライエッ
チング装置と同一のものである。本実施例において、窓
材７は０．５〜４０μｍの波長まで透過するＫＲＳ−５
を、検出素子８はＳｉレンズを具備したサーモパイルを
用い、６〜１２μｍまでの波長の放射エネルギーを検出
する。
される放射エネルギーの波長領域の一部分を透過する窓
材で、８は検出素子、９は増幅器、１０は終点検出を行
う制御回路である。それ以外のものは従来のドライエッ
チング装置と同一のものである。本実施例において、窓
材７は０．５〜４０μｍの波長まで透過するＫＲＳ−５
を、検出素子８はＳｉレンズを具備したサーモパイルを
用い、６〜１２μｍまでの波長の放射エネルギーを検出
する。
【００１３】そして、Ｓｉレンズにより、被処理基板４
からの放射エネルギーのみが、検出素子７に入射するよ
うに設置している。
からの放射エネルギーのみが、検出素子７に入射するよ
うに設置している。
【００１４】以上のように構成されたドライエッチング
装置について、以下、その動作を説明する。一例とし
て、Ｓｉ基板上の、レジストパターンニングされたＳｉ
Ｏ2膜のＣＦ4とＯ2ガスを用いたエッチングについて説
明する。図２にエッチング時間と放射エネルギーの関係
を示した。被処理基板４は、その温度、及び表面の性状
に応じた放射エネルギーを放射しているため、図３に示
したようにエッチングが進行すると、図２に示すような
放射エネルギーの変化が生じる。本図で、エッチング開
始後、２０秒程度の間、放射エネルギーが上昇している
のは、被処理基板の温度がエッチング中に上昇している
ことを示し、その後は、装置の冷却機構により一定温度
を保っている。
装置について、以下、その動作を説明する。一例とし
て、Ｓｉ基板上の、レジストパターンニングされたＳｉ
Ｏ2膜のＣＦ4とＯ2ガスを用いたエッチングについて説
明する。図２にエッチング時間と放射エネルギーの関係
を示した。被処理基板４は、その温度、及び表面の性状
に応じた放射エネルギーを放射しているため、図３に示
したようにエッチングが進行すると、図２に示すような
放射エネルギーの変化が生じる。本図で、エッチング開
始後、２０秒程度の間、放射エネルギーが上昇している
のは、被処理基板の温度がエッチング中に上昇している
ことを示し、その後は、装置の冷却機構により一定温度
を保っている。
【００１５】また、エッチング開始から５７秒後に放射
エネルギーが減少しているのは、放射率の大きいＳｉＯ
2膜がエッチングされてなくなり、放射率の小さいＳｉ
表面が露出したことを示している。
エネルギーが減少しているのは、放射率の大きいＳｉＯ
2膜がエッチングされてなくなり、放射率の小さいＳｉ
表面が露出したことを示している。
【００１６】図より明らかなように、実際のエッチング
終点と検出した終点との間に時間差がないことがわか
る。
終点と検出した終点との間に時間差がないことがわか
る。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、被処理基板から
放射される放射エネルギーの検出機構と前記放射エネル
ギーの強度，エッチングの強度からエッチングの終点を
検出する制御機構を設けることにより、精度の高いエッ
チング終点検出をすることができる優れたドライエッチ
ング装置を実現できるものである。
放射される放射エネルギーの検出機構と前記放射エネル
ギーの強度，エッチングの強度からエッチングの終点を
検出する制御機構を設けることにより、精度の高いエッ
チング終点検出をすることができる優れたドライエッチ
ング装置を実現できるものである。
【図１】本発明の第１の実施例におけるドライエッチン
グ装置の反応室の構成図
グ装置の反応室の構成図
【図２】同動作説明のためのエッチング時間と放射エネ
ルギーの関係を示す図
ルギーの関係を示す図
【図３】同装置の動作説明のためのエッチングの工程を
説明した図
説明した図
【図４】従来のドライエッチング装置の構成図
【図５】従来のドライエッチング装置の動作説明のため
のエッチング時間と発光分光強度の関係を示す図
のエッチング時間と発光分光強度の関係を示す図
１ 反応容器 ２ 高周波電力印加電極 ３ 絶縁物 ４ 被処理基板 ５ 電極 ６ 高周波電力 ７ 窓材 ８ 検出素子 ９ アンプ部 １０ 終点検出制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 反応性の成分を含むガスにより、被処理
基板をエッチングするドライエッチング装置において、
被処理基板から放射される放射エネルギーの検出装置
と、前記放射エネルギー強度から、エッチングの終点を
検出する制御装置とを有することを特徴とするドライエ
ッチング装置。 - 【請求項２】 反応性の成分を含むガスにより、被処理
基板をエッチングするドライエッチング方法において、
被処理基板から放射される放射エネルギー強度を監視す
ることにより、エッチングの終点を検出することを特徴
とするドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003144A JPH06208973A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ドライエッチング装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003144A JPH06208973A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ドライエッチング装置及びその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208973A true JPH06208973A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11549164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003144A Pending JPH06208973A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | ドライエッチング装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208973A (ja) |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003144A patent/JPH06208973A/ja active Pending
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