JPH10270432A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
- Publication number
- JPH10270432A JPH10270432A JP8726497A JP8726497A JPH10270432A JP H10270432 A JPH10270432 A JP H10270432A JP 8726497 A JP8726497 A JP 8726497A JP 8726497 A JP8726497 A JP 8726497A JP H10270432 A JPH10270432 A JP H10270432A
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- JP
- Japan
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- etching
- chamber
- dry etching
- end point
- pressure
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
- B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
- B81C1/00563—Avoid or control over-etching
- B81C1/00587—Processes for avoiding or controlling over-etching not provided for in B81C1/00571 - B81C1/00579
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/013—Etching
- B81C2201/0135—Controlling etch progression
- B81C2201/0138—Monitoring physical parameters in the etching chamber, e.g. pressure, temperature or gas composition
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡｌやＭｏ、Ｓｉ等のドライエッチング時に
おいて、そのエッチング終点を簡単な構造で検出するこ
とが可能なドライエッチング装置を提供するものであ
る。 【解決手段】 真空チャンバと、前記チャンバ内に配置
され、一対の平行平板電極と、前記チャンバ内にエッチ
ングガスを導入するためガス供給手段と、前記チャンバ
に連結され、前記平行平板電極の一方の電極に配置され
た基板上の被エッチング材料のエッチング中の圧力もし
くは排気速度をモニタするための検出手段とを具備した
ことをを特徴としている。
おいて、そのエッチング終点を簡単な構造で検出するこ
とが可能なドライエッチング装置を提供するものであ
る。 【解決手段】 真空チャンバと、前記チャンバ内に配置
され、一対の平行平板電極と、前記チャンバ内にエッチ
ングガスを導入するためガス供給手段と、前記チャンバ
に連結され、前記平行平板電極の一方の電極に配置され
た基板上の被エッチング材料のエッチング中の圧力もし
くは排気速度をモニタするための検出手段とを具備した
ことをを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
等に用いられるドライエッチング装置に関し、特にエッ
チング終点を検出する機能を有するドライエッチング装
置に係わるものである。
等に用いられるドライエッチング装置に関し、特にエッ
チング終点を検出する機能を有するドライエッチング装
置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマを用いたドライエッチン
グにおける終点検出は、次のような装置を用いて行って
いた。すなわち、真空チャンバと、このチャンバ内に配
置された一対の平行平板電極と、前記チャンバ内のガス
を排気するための排気手段と、前記チャンバ内の所望の
エッチングガスを供給するための供給手段とを備えたド
ライエッチング装置において、前記チャンバの壁部に透
過窓を配置し、前記チャンバの外部に前記窓に対向する
ようにレンズ、スリットをこの順序で配置し、前記スリ
ットの後方に分光器を介してフォトマルを配置した構造
のものを用いる。このようなシステムにおいて、前記チ
ャンバ内で前記電極に配置された基板上の被エッチング
材料をエッチングする際に生成されたプラズマの発光を
前記レンズ、スリットおよび分光器により分光し、フォ
トマルでプラズマ中のエッチング種やエッチング生成物
の発光強度をモニタし、その増減によりドライエッチン
グの終点を判断するものである。また、ダウンフローエ
ッチングではプラズマと実際のエッチングを行う基板が
離れているために、エッチング反応のルミネッセンスを
利用する場合がある。
グにおける終点検出は、次のような装置を用いて行って
いた。すなわち、真空チャンバと、このチャンバ内に配
置された一対の平行平板電極と、前記チャンバ内のガス
を排気するための排気手段と、前記チャンバ内の所望の
エッチングガスを供給するための供給手段とを備えたド
ライエッチング装置において、前記チャンバの壁部に透
過窓を配置し、前記チャンバの外部に前記窓に対向する
ようにレンズ、スリットをこの順序で配置し、前記スリ
ットの後方に分光器を介してフォトマルを配置した構造
のものを用いる。このようなシステムにおいて、前記チ
ャンバ内で前記電極に配置された基板上の被エッチング
材料をエッチングする際に生成されたプラズマの発光を
前記レンズ、スリットおよび分光器により分光し、フォ
トマルでプラズマ中のエッチング種やエッチング生成物
の発光強度をモニタし、その増減によりドライエッチン
グの終点を判断するものである。また、ダウンフローエ
ッチングではプラズマと実際のエッチングを行う基板が
離れているために、エッチング反応のルミネッセンスを
利用する場合がある。
【０００３】しかしながら、前述した従来のエッチング
の終点検出のようにプラズマの発光を利用する方法では
被エッチング部材とエッチングガスおよびエッチング方
式の組み合わせによりエッチング終点を検出できない場
合が多い。また、レンズ、スリット、分光器およびフォ
トマル等の専用の部品をドライエッチング装置に取り付
けたり、その装置を実現するための設計を必要とし、装
置が複雑になるという問題があった。
の終点検出のようにプラズマの発光を利用する方法では
被エッチング部材とエッチングガスおよびエッチング方
式の組み合わせによりエッチング終点を検出できない場
合が多い。また、レンズ、スリット、分光器およびフォ
トマル等の専用の部品をドライエッチング装置に取り付
けたり、その装置を実現するための設計を必要とし、装
置が複雑になるという問題があった。
【０００４】また、エッチング終点を検出できない場合
には加工時間を決めてエッチングを行うが、基板上の被
エッチング材料のエッチング量のばらつきや、装置の経
時的変化に対応することができず、基板間での加工の再
現性がとりづらいという問題があった。
には加工時間を決めてエッチングを行うが、基板上の被
エッチング材料のエッチング量のばらつきや、装置の経
時的変化に対応することができず、基板間での加工の再
現性がとりづらいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＡｌやＭ
ｏ、Ｓｉ等のドライエッチング時において、そのエッチ
ング終点を簡単な構造で検出することが可能なドライエ
ッチング装置を提供しようとするものである。
ｏ、Ｓｉ等のドライエッチング時において、そのエッチ
ング終点を簡単な構造で検出することが可能なドライエ
ッチング装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるドイエッ
チング装置は、真空チャンバと、前記チャンバ内に配置
され、一対の平行平板電極と、前記チャンバ内にエッチ
ングガスを導入するためガス供給手段と、前記チャンバ
に連結され、前記平行平板電極の一方の電極に配置され
た基板上の被エッチング材料のエッチング中の圧力もし
くは排気速度を検出するための検出手段とを具備したこ
とを特徴とするものである。
チング装置は、真空チャンバと、前記チャンバ内に配置
され、一対の平行平板電極と、前記チャンバ内にエッチ
ングガスを導入するためガス供給手段と、前記チャンバ
に連結され、前記平行平板電極の一方の電極に配置され
た基板上の被エッチング材料のエッチング中の圧力もし
くは排気速度を検出するための検出手段とを具備したこ
とを特徴とするものである。
【０００７】このような本発明に係わるドライエッチン
グ装置によれば、検出手段によりエッチング中の圧力も
しくは排気速度を検出し、その圧力もしくは排気速度か
らエッチングの終点を判定するため、従来法のようにプ
ラズマの発光強度の検出が困難である被エッチング材料
についても高い精度でエッチング終点の検出を行うこと
ができる。
グ装置によれば、検出手段によりエッチング中の圧力も
しくは排気速度を検出し、その圧力もしくは排気速度か
らエッチングの終点を判定するため、従来法のようにプ
ラズマの発光強度の検出が困難である被エッチング材料
についても高い精度でエッチング終点の検出を行うこと
ができる。
【０００８】また、本発明に係わるドライエッチング装
置は従来のようにレンズ、スリット、分光器およびフォ
トマル等の多数の専用部品を必要としないためにシステ
ムの設計が容易であると共に低コスト化を図ることがで
きる。
置は従来のようにレンズ、スリット、分光器およびフォ
トマル等の多数の専用部品を必要としないためにシステ
ムの設計が容易であると共に低コスト化を図ることがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本実施例のドライエッチング装置
を示す概略図である。真空チャンバ１内には、一対の平
行平板電極２、３が配置されている。エッチングガスの
供給管４は、前記チャンバ１の上部に連結されている。
ガス排気管５は、前記チャンバ１の底部に連結され、か
つ真空ポンプのような排気系（図示せず）は前記ガス排
気管５の他端に連結されている。ガス導入管６は、前記
チャンバ１の上部側壁に連結され、かつ圧力検出器７は
前記ガス導入管６の他端に取り付けられている。
に説明する。図１は、本実施例のドライエッチング装置
を示す概略図である。真空チャンバ１内には、一対の平
行平板電極２、３が配置されている。エッチングガスの
供給管４は、前記チャンバ１の上部に連結されている。
ガス排気管５は、前記チャンバ１の底部に連結され、か
つ真空ポンプのような排気系（図示せず）は前記ガス排
気管５の他端に連結されている。ガス導入管６は、前記
チャンバ１の上部側壁に連結され、かつ圧力検出器７は
前記ガス導入管６の他端に取り付けられている。
【００１０】次に、前述したドライエッチング装置によ
るエッチング終点の検出を説明する。まず、下部の平板
電極３に表面に被エッチング膜（例えばＡｌ膜）が被覆
された基板８を設置し、図示しない真空ポンプを作動し
て真空チャンバ１内のガスを排気管５を通して排気す
る。同時に、供給管４から例えば塩素系のエッチングガ
スを前記チャンバ１内に供給する。前記チャンバ１内が
所定の圧力になった時点で図示しない高周波電源源から
高周波電力を前記平板電極２、３間に印加する。このよ
うな高周波電力の印加により前記電極２、３間にプラズ
マが生成され、前記基板８上の被エッチング膜がエッチ
ングされる。
るエッチング終点の検出を説明する。まず、下部の平板
電極３に表面に被エッチング膜（例えばＡｌ膜）が被覆
された基板８を設置し、図示しない真空ポンプを作動し
て真空チャンバ１内のガスを排気管５を通して排気す
る。同時に、供給管４から例えば塩素系のエッチングガ
スを前記チャンバ１内に供給する。前記チャンバ１内が
所定の圧力になった時点で図示しない高周波電源源から
高周波電力を前記平板電極２、３間に印加する。このよ
うな高周波電力の印加により前記電極２、３間にプラズ
マが生成され、前記基板８上の被エッチング膜がエッチ
ングされる。
【００１１】図２および図３は、真空チャンバ１内に基
板が設置されていない場合と基板が設置されている場合
におけるプラズマ状態を模式的に示したものである。す
なわち、図２に示すように真空チャンバ１内に基板が設
置されていない場合には真空チャンバ１内に供給された
エッチングガスはプラズマ９により励起、分解される。
なお、図２中の１０は励起ガス、１１は未励起ガスであ
る。その結果、圧力はプラズマが生成されない場合に比
べて高くなる。
板が設置されていない場合と基板が設置されている場合
におけるプラズマ状態を模式的に示したものである。す
なわち、図２に示すように真空チャンバ１内に基板が設
置されていない場合には真空チャンバ１内に供給された
エッチングガスはプラズマ９により励起、分解される。
なお、図２中の１０は励起ガス、１１は未励起ガスであ
る。その結果、圧力はプラズマが生成されない場合に比
べて高くなる。
【００１２】一方、真空チャンバ１内に被エッチング膜
が被覆された基板８が設置されている場合には分解ガス
が基板８上の被エッチング膜と反応して生成物を形成す
る。生成物を形成するために、図３に示すように励起ガ
ス１０が４つ消費され、１つの生成物１２を形成する。
その結果、エッチング中には真空チャンバ１内の圧力が
温度、容積が一定ならばガスの数が減少するために低下
する。したがって、エッチング終了時はエッチング中に
比べて圧力が高くなる。
が被覆された基板８が設置されている場合には分解ガス
が基板８上の被エッチング膜と反応して生成物を形成す
る。生成物を形成するために、図３に示すように励起ガ
ス１０が４つ消費され、１つの生成物１２を形成する。
その結果、エッチング中には真空チャンバ１内の圧力が
温度、容積が一定ならばガスの数が減少するために低下
する。したがって、エッチング終了時はエッチング中に
比べて圧力が高くなる。
【００１３】このようなことから、前記真空チャンバ１
に取り付けた圧力検出器７によりチャンバ１の圧力を連
続的に観察し、圧力の低下後、再び圧力が高くなった時
点からエッチング終点を検出することができる。
に取り付けた圧力検出器７によりチャンバ１の圧力を連
続的に観察し、圧力の低下後、再び圧力が高くなった時
点からエッチング終点を検出することができる。
【００１４】図４は、圧力の代わりに排気量の変化をモ
ニタした特性図である。なお、図５は図４の排気量の変
化を微分化した特性図である。制御手段により真空チャ
ンバ内の圧力を一定に保つように排気量を制御してい
る、つまり排気量が多いほどチャンバ内のガスの量が多
いことを示している。図４では、ｔ＝０（プラズマが発
生して瞬間）から時間が経過し、二重丸の箇所で排気速
度が急激に大きく変化している。したがって、この時点
をエッチング生成物がなくなった時点、つまりエッチン
グ終点として検出することができる。
ニタした特性図である。なお、図５は図４の排気量の変
化を微分化した特性図である。制御手段により真空チャ
ンバ内の圧力を一定に保つように排気量を制御してい
る、つまり排気量が多いほどチャンバ内のガスの量が多
いことを示している。図４では、ｔ＝０（プラズマが発
生して瞬間）から時間が経過し、二重丸の箇所で排気速
度が急激に大きく変化している。したがって、この時点
をエッチング生成物がなくなった時点、つまりエッチン
グ終点として検出することができる。
【００１５】したがって、従来ではエッチング終点付近
でプラズマの特定の波長や基板からのルミネッセンス等
に変化が認められる場合にのみ終点検出を行うことがで
きた。しかしながら、前記ルミネッセンスの強度変化が
小さい場合や変化がない場合では終点検出ができなかっ
た。例えば、ＭｏＴａ合金のプラズマエッチングでは発
光強度のモニタリングによる終点検出はできなかった
が、本発明のドライエッチング装置では真空チャンバ内
の圧力変化や排気速度の変化（例えば図４）をモニタす
るためにエッチング終点検出を容易に行うことができ
る。
でプラズマの特定の波長や基板からのルミネッセンス等
に変化が認められる場合にのみ終点検出を行うことがで
きた。しかしながら、前記ルミネッセンスの強度変化が
小さい場合や変化がない場合では終点検出ができなかっ
た。例えば、ＭｏＴａ合金のプラズマエッチングでは発
光強度のモニタリングによる終点検出はできなかった
が、本発明のドライエッチング装置では真空チャンバ内
の圧力変化や排気速度の変化（例えば図４）をモニタす
るためにエッチング終点検出を容易に行うことができ
る。
【００１６】また、エッチング終点検出を行うシステム
を比較すると、従来ではエッチング装置にプラズマや基
板表面をセンシングするための窓やレンズ、スリット、
分光器およびフォトマル等の専用部品を取り付ける必要
があり、装置設計や装置コストに負担がかかる。これに
対し、本発明のドライエッチング装置ではエッチング終
点検出に際し、圧力計や排気量のモニタ（例えば圧力コ
ントローラ）を付設するだけで十分であるため、設計や
コストに対する負担を軽減できる。
を比較すると、従来ではエッチング装置にプラズマや基
板表面をセンシングするための窓やレンズ、スリット、
分光器およびフォトマル等の専用部品を取り付ける必要
があり、装置設計や装置コストに負担がかかる。これに
対し、本発明のドライエッチング装置ではエッチング終
点検出に際し、圧力計や排気量のモニタ（例えば圧力コ
ントローラ）を付設するだけで十分であるため、設計や
コストに対する負担を軽減できる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるド
ライエッチング装置によればＡｌやＭｏ、Ｓｉ等のドラ
イエッチング時において、そのエッチング終点を簡単な
構造で検出でき、さらにシステムの設計やコストに対す
る負担を軽減できる等顕著な効果を奏する。
ライエッチング装置によればＡｌやＭｏ、Ｓｉ等のドラ
イエッチング時において、そのエッチング終点を簡単な
構造で検出でき、さらにシステムの設計やコストに対す
る負担を軽減できる等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の実施例のドライエッチング装置を示す
概略図。
概略図。
【図２】真空チャンバ内に基板が設置されていない場合
におけるプラズマ状態を模式的に示す図。
におけるプラズマ状態を模式的に示す図。
【図３】真空チャンバ内に基板が設置されている場合に
おけるプラズマ状態を模式的に示す図。
おけるプラズマ状態を模式的に示す図。
【図４】真空チャンバ内からの排気量の変化をモニタし
た特性図。
た特性図。
【図５】図４の排気量の変化を微分化した特性図。
１…真空チャンバ、２、３…平板電極、４…供給管、５
…排気管、７…圧力検出器、８…基板。
…排気管、７…圧力検出器、８…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重光 由美 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 戸野谷 純一 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 真空チャンバと、 前記チャンバ内に配置され、一対の平行平板電極と、 前記チャンバ内にエッチングガスを導入するためガス供
給手段と、 前記チャンバに連結され、前記平行平板電極の一方の電
極に配置された基板上の被エッチング材料のエッチング
中の圧力もしくは排気速度をモニタするための検出手段
とを具備した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 |
|---|---|---|---|
| JP8726497A JPH10270432A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8726497A JPH10270432A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270432A true JPH10270432A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13909920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8726497A Pending JPH10270432A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270432A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014093497A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-19 | Tokyo Electron Ltd | 真空装置、その圧力制御方法及びエッチング方法 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP8726497A patent/JPH10270432A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014093497A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-19 | Tokyo Electron Ltd | 真空装置、その圧力制御方法及びエッチング方法 |
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