JPS58140127A - ドライエツチング方法 - Google Patents
ドライエツチング方法Info
- Publication number
- JPS58140127A JPS58140127A JP57023823A JP2382382A JPS58140127A JP S58140127 A JPS58140127 A JP S58140127A JP 57023823 A JP57023823 A JP 57023823A JP 2382382 A JP2382382 A JP 2382382A JP S58140127 A JPS58140127 A JP S58140127A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- pressure
- end point
- pressure value
- finish point
- 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.)
- Granted
Links
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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体素子等の微細、加工に用いられるドライ
エツチング方法に関するもので、特に、エツチング前の
圧力から、エツチング終点を判定する方法を提供するも
のである。
エツチング方法に関するもので、特に、エツチング前の
圧力から、エツチング終点を判定する方法を提供するも
のである。
近年、半導体素子の微細化、高集積化のため、従来用い
られていた湿式のエツチング方法から、高周波放電によ
るプラズマやイオンをエツチング種として用いるドライ
エツチングが使われるようになった。このドライエツチ
ング技術によって、１μｍ程度のパター／形成が可能に
なったが、湿式方式に比べ、下地とのエツチング速度比
があまり大きく取れない事や、被エツチング膜の所定量
のエツチング後、急激にサイド方向にエツチングされる
事などの問題があり、精度良い終点検出法が必要になっ
ている。
られていた湿式のエツチング方法から、高周波放電によ
るプラズマやイオンをエツチング種として用いるドライ
エツチングが使われるようになった。このドライエツチ
ング技術によって、１μｍ程度のパター／形成が可能に
なったが、湿式方式に比べ、下地とのエツチング速度比
があまり大きく取れない事や、被エツチング膜の所定量
のエツチング後、急激にサイド方向にエツチングされる
事などの問題があり、精度良い終点検出法が必要になっ
ている。
特に、ムｌやムｅ 合金のエツチングにおいては、人！
合金膜表面の自然酸化膜の存在やエツチング装置内の水
分や残留酸素によってエツチング開始時間の遅れやエツ
チング速度の低下があシ、ＳｔやＳｉＯ２，の様に時間
によるエツチング量の制御が困難である。
合金膜表面の自然酸化膜の存在やエツチング装置内の水
分や残留酸素によってエツチング開始時間の遅れやエツ
チング速度の低下があシ、ＳｔやＳｉＯ２，の様に時間
によるエツチング量の制御が困難である。
終点検出方法としては、質量分析法、分光分析法等があ
シ、発光分光分析法は被エツチング物の発光を検出する
事によシ、ムｌ、Ｓｉ等の終点検出に用いられている。
シ、発光分光分析法は被エツチング物の発光を検出する
事によシ、ムｌ、Ｓｉ等の終点検出に用いられている。
しかしながら、これらの検出法は、必ずしも十分な成果
を上げているわけではなく、いくつかの問題点がある。
を上げているわけではなく、いくつかの問題点がある。
以下この問題点について述べる。
電極電圧法では、チューニングのわずかな変化によって
大きく電圧値が変わり、またその変わり方は予測がつか
ない。従って、終点での電圧値の予想はもちろん積分に
よって終点を推定する事も困難である。質量分析法では
、腐食性雰囲気のため、フォトマルチアンプリファイヤ
ーの感度が次第に低下する事やシグナルのＳ／Ｎ比が悪
い事から終点判定が難しい。発光分光分析法は、電極電
圧法の様にチューニングによってあまり影響されないし
、質量分析法の様に腐食されて感度が変化する事もない
ので優れた方法であるが、エツチングに関係した発光（
例えばＡ７１のエツチングの場合はＡｌ原子の３９４，
３９６ｎ（Ｈの発光）は、エツチング反応と１対１に対
応しているとは言えず、反応装置内の微量の不純物によ
って消光されると、終点検出が不可能となる。また被エ
ツチング面積に大きく依存するため、被エツチング面積
が小さい場合にはＳ／Ｎ比が低下する。といった問題点
がある。
大きく電圧値が変わり、またその変わり方は予測がつか
ない。従って、終点での電圧値の予想はもちろん積分に
よって終点を推定する事も困難である。質量分析法では
、腐食性雰囲気のため、フォトマルチアンプリファイヤ
ーの感度が次第に低下する事やシグナルのＳ／Ｎ比が悪
い事から終点判定が難しい。発光分光分析法は、電極電
圧法の様にチューニングによってあまり影響されないし
、質量分析法の様に腐食されて感度が変化する事もない
ので優れた方法であるが、エツチングに関係した発光（
例えばＡ７１のエツチングの場合はＡｌ原子の３９４，
３９６ｎ（Ｈの発光）は、エツチング反応と１対１に対
応しているとは言えず、反応装置内の微量の不純物によ
って消光されると、終点検出が不可能となる。また被エ
ツチング面積に大きく依存するため、被エツチング面積
が小さい場合にはＳ／Ｎ比が低下する。といった問題点
がある。
従って、現在、ドライエツチングにおける良好な終点検
出方法の確立される事が要望されている。
出方法の確立される事が要望されている。
ところで、ＣＣ１４をエツチングガスとしてムｌをエッ
チジグする場合には、真空度がエツチング前、後で変化
し、かつその変化はエツチングの進行に対応している事
が知られている。以下この例を図を用いて説明する。第
１図はＲ，１，Ｅ（リアクティブイオンエツチング）装
置を用いて、ＣＣ１４によりＡｌをエツチングしたとき
の圧力の変化を記録したものである。
チジグする場合には、真空度がエツチング前、後で変化
し、かつその変化はエツチングの進行に対応している事
が知られている。以下この例を図を用いて説明する。第
１図はＲ，１，Ｅ（リアクティブイオンエツチング）装
置を用いて、ＣＣ１４によりＡｌをエツチングしたとき
の圧力の変化を記録したものである。
エツチング開始前、ＣＯ／４ 、２０３００Ｍ 、 ６
０ｍＴｏｒｒ Ｏ，２Ｗ ／ｃ４である。第１図におい
て、ｔ１時間で高周波電源を印加し、放電が開始されて
いる、圧力は上昇して一定値（Ｌｌ）になる。ムｌのエ
ツチングの場合は、時間遅れを伴ってエツチングが進行
するので、このときムｌは、まだエツチングされてはい
ない。ｔ２時間になると、圧力は急激に低下しＬ２のレ
ベルになる。この時点でムｌのエツチングが開始され、
分光分析によっても五に原子の発光が確認される。ｔ３
になると、エツチングは終了に近づき、圧力もＬ２のレ
ベル７５）ら上昇し、Ｌ３のレベルに達する。そしてエ
ツチング後のエツチング室圧力Ｌ４は一様でな（Ｌｏよ
りも低い適当な値をとり、ＬＯとＬ４の差は）（ラツい
た値となる。
０ｍＴｏｒｒ Ｏ，２Ｗ ／ｃ４である。第１図におい
て、ｔ１時間で高周波電源を印加し、放電が開始されて
いる、圧力は上昇して一定値（Ｌｌ）になる。ムｌのエ
ツチングの場合は、時間遅れを伴ってエツチングが進行
するので、このときムｌは、まだエツチングされてはい
ない。ｔ２時間になると、圧力は急激に低下しＬ２のレ
ベルになる。この時点でムｌのエツチングが開始され、
分光分析によっても五に原子の発光が確認される。ｔ３
になると、エツチングは終了に近づき、圧力もＬ２のレ
ベル７５）ら上昇し、Ｌ３のレベルに達する。そしてエ
ツチング後のエツチング室圧力Ｌ４は一様でな（Ｌｏよ
りも低い適当な値をとり、ＬＯとＬ４の差は）（ラツい
た値となる。
この様に第１図をみると、圧力の変化７５為らエツチン
グ終点を推定できる可能性は示されている力；、半自動
化あるいは全自動化の際に必要となる定量的データは何
ら得られていない。と言うのは、エツチング前とエツチ
ング後のエツチング室圧力カー第１図の様にくい違って
いたのでは、再現性７５；乏しく、信頼できるデータと
はならないためである。
グ終点を推定できる可能性は示されている力；、半自動
化あるいは全自動化の際に必要となる定量的データは何
ら得られていない。と言うのは、エツチング前とエツチ
ング後のエツチング室圧力カー第１図の様にくい違って
いたのでは、再現性７５；乏しく、信頼できるデータと
はならないためである。
本発明は、上記の様な欠点に対してなされたもので、エ
ツチング前のエツチング室圧力値７５１ら、エツチング
終点を判断する終点検出方法を提供する事を目的とする
。
ツチング前のエツチング室圧力値７５１ら、エツチング
終点を判断する終点検出方法を提供する事を目的とする
。
本発明者は、エツチング開始前に十分な予備排気（例え
ば５ Ｘ １０””５Ｔｏｔｘ程度）をし、エツチング
ガス流量に対し、十分精度を有するスロットルバルブを
用いて圧力を調整した後に、エツチング中はスロットル
バルブを固定し、エツチング時のエツチング室付着物を
少なくし、また付着したとしてもできるだけ除去し、エ
ツチングガス導入からエツチング開始までに十分（たと
えば３〜１６分）時間をかけて安定させる事により、エ
ツチング前後のエツチング室圧力を一致させる事ができ
た。
ば５ Ｘ １０””５Ｔｏｔｘ程度）をし、エツチング
ガス流量に対し、十分精度を有するスロットルバルブを
用いて圧力を調整した後に、エツチング中はスロットル
バルブを固定し、エツチング時のエツチング室付着物を
少なくし、また付着したとしてもできるだけ除去し、エ
ツチングガス導入からエツチング開始までに十分（たと
えば３〜１６分）時間をかけて安定させる事により、エ
ツチング前後のエツチング室圧力を一致させる事ができ
た。
エツチング前後のエツチング室圧力を一定に保つ事によ
り、次の事があきらかになった。すなわちエツチング開
始（放電）前のエツチング室圧力ＬＯとエツチング終了
時のエツチング室圧力Ｌ３とが１：１の対応関係にある
事である。この事により、本発明者はエツチング終点時
の圧力を、エツチング開始前に予想する事が工きる事を
見い出した。つまり本発明では、ＬＯとＬ３はリニアな
関係にあり、ＬＯの値からＬ３の値を予想して、エツチ
ングの終点を判断するものである。
り、次の事があきらかになった。すなわちエツチング開
始（放電）前のエツチング室圧力ＬＯとエツチング終了
時のエツチング室圧力Ｌ３とが１：１の対応関係にある
事である。この事により、本発明者はエツチング終点時
の圧力を、エツチング開始前に予想する事が工きる事を
見い出した。つまり本発明では、ＬＯとＬ３はリニアな
関係にあり、ＬＯの値からＬ３の値を予想して、エツチ
ングの終点を判断するものである。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第２図は、本発明の一実施例に用いるドライエツチング
装置を示すものである。第２図において。
装置を示すものである。第２図において。
１１′ｉエツチングガス流量を制御するマスフローコン
トローラで、２はエツチング室、３は圧力計でバキュー
ムジェネラル社製キャパシタンスマノメータを用いてい
る。４はガス排気量を制御するスロットルバルブである
。６は終点検出をする制御部である。６は制御部の入力
、７は制御部の出力、８はレコーダである。
トローラで、２はエツチング室、３は圧力計でバキュー
ムジェネラル社製キャパシタンスマノメータを用いてい
る。４はガス排気量を制御するスロットルバルブである
。６は終点検出をする制御部である。６は制御部の入力
、７は制御部の出力、８はレコーダである。
第２図の動作を説明する。エツチングガス流量は、マス
フローコントローラ１により独立に設定される。エツチ
ング室２の圧力が所定の値になる様にスロットルバルブ
４を調整し固定する。次に圧力計３の信号を制御部６に
読み込み演算してエツチング終点の予想圧力値を求める
。エツチングが開始されれば、刻々の圧力値と、エツチ
ング終点の予想圧力値を比較し、一定範囲（±０．２ｍ
Ｔｏｒｒ 〜１０ ｍＴｏｒｒ ）内に一定時間（１
〜６００８ｅＣ）入っていれば終点と判定する。なお、
制御部での演算、判定は、あらかじめ作られた／・−ド
ウエアのプログラムと、入力部６よシなされる設定によ
シ行なわれる。出力部７では、ブザーおよびリレーによ
り、次の段階へと移行する。なおレコーダ８は圧力の変
化を記録するだめのものである。
フローコントローラ１により独立に設定される。エツチ
ング室２の圧力が所定の値になる様にスロットルバルブ
４を調整し固定する。次に圧力計３の信号を制御部６に
読み込み演算してエツチング終点の予想圧力値を求める
。エツチングが開始されれば、刻々の圧力値と、エツチ
ング終点の予想圧力値を比較し、一定範囲（±０．２ｍ
Ｔｏｒｒ 〜１０ ｍＴｏｒｒ ）内に一定時間（１
〜６００８ｅＣ）入っていれば終点と判定する。なお、
制御部での演算、判定は、あらかじめ作られた／・−ド
ウエアのプログラムと、入力部６よシなされる設定によ
シ行なわれる。出力部７では、ブザーおよびリレーによ
り、次の段階へと移行する。なおレコーダ８は圧力の変
化を記録するだめのものである。
レコーダ８により得られたチ≠−トを第３図に示す。Ｌ
Ｏはエツチング（放電）前圧力である。
Ｏはエツチング（放電）前圧力である。
Ｌｌは放電開始直後の圧力である。Ｌ２はエツチング中
の定常状態の圧力である。Ｌ３はエツチング終了時の圧
力である。Ｌ４はエツチング後の圧力である。ｔｌは放
電開始時刻を示し、ｔ２は被エッチ／グ膜がエツチング
され始めた時刻である。
の定常状態の圧力である。Ｌ３はエツチング終了時の圧
力である。Ｌ４はエツチング後の圧力である。ｔｌは放
電開始時刻を示し、ｔ２は被エッチ／グ膜がエツチング
され始めた時刻である。
ｔ３はエツチング終了時刻であシ、ｔ４は放電停止時刻
である。
である。
第３図の変化の様子は、第１図とよく似ているが、エツ
チング前後で圧力値が一定になっているので、定量的な
データが得られる。この結果を第４図に示す・。第４図
は、エツチング（放電）前圧力Ｌｏとエツチング終了時
圧力Ｌ３の関係を示したものである。
チング前後で圧力値が一定になっているので、定量的な
データが得られる。この結果を第４図に示す・。第４図
は、エツチング（放電）前圧力Ｌｏとエツチング終了時
圧力Ｌ３の関係を示したものである。
ＬＯとＬ３は、第４図の場合、
Ｌ５ ：０．７ Ｌｌ ＋１０ （ｍＴｏｒｒ、）の関
係にある。
係にある。
以上のように、本発明は、エツチング前にあらかじめエ
ツチング終点を精度良く推定する事により、簡単な構成
により正確なエツチング終点を検出する事ができるので
、従来人間の判断にだよっていた終点判定が、以上の様
な終点判定方法により、人間が判定する場合に起こりが
ちな個人差はなくなる上に、半自動ないし全自動化する
事が可能になる。また、本発明では人手を必要としない
でエツチングが可能になり、将来考えられる半導体製造
装置の集中管理にも対応する事ができる。
ツチング終点を精度良く推定する事により、簡単な構成
により正確なエツチング終点を検出する事ができるので
、従来人間の判断にだよっていた終点判定が、以上の様
な終点判定方法により、人間が判定する場合に起こりが
ちな個人差はなくなる上に、半自動ないし全自動化する
事が可能になる。また、本発明では人手を必要としない
でエツチングが可能になり、将来考えられる半導体製造
装置の集中管理にも対応する事ができる。
また、クリーンルームの低ダヌ、ト化や低コスト化にあ
たって人手を省く事ができるのは、大きな経費節減であ
る。さらに、本発明ではセンサーとしては、圧力計を用
いるのみでよく、簡単に高精度なエツチングを行うこと
ができる。
たって人手を省く事ができるのは、大きな経費節減であ
る。さらに、本発明ではセンサーとしては、圧力計を用
いるのみでよく、簡単に高精度なエツチングを行うこと
ができる。
第１図はエツチング時の圧力変化の特性図、第２図は本
発明の方法を実施するのに必要な装置の概略構成図、第
３図は本発明におけるエツチング時の圧力変化の様子を
示す図、第４図はエツチング前の圧力とエツチング終了
時の圧力の関係図である。 ２・・・・・・エツチング室、３・・・・・・圧力計。
発明の方法を実施するのに必要な装置の概略構成図、第
３図は本発明におけるエツチング時の圧力変化の様子を
示す図、第４図はエツチング前の圧力とエツチング終了
時の圧力の関係図である。 ２・・・・・・エツチング室、３・・・・・・圧力計。
Claims (2)
- （１）排気して一定流量のエツチングガスをエツチング
室に導入して、所定の薄膜をドライエツチングするに際
し、放電前エツチング室の圧力値を測定し、前記圧力値
によりエツチング終了点の圧力を予想して前記薄膜のエ
ツチングの終点の判定を行うことを特徴とするドライエ
ツチング方法。 - （２） エツチングガスが四塩化炭素であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のドライエツチン
グ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57023823A JPS58140127A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | ドライエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57023823A JPS58140127A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | ドライエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58140127A true JPS58140127A (ja) | 1983-08-19 |
| JPH0337733B2 JPH0337733B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=12121073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57023823A Granted JPS58140127A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | ドライエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58140127A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4609426A (en) * | 1984-05-23 | 1986-09-02 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for monitoring etching |
| JPH08227879A (ja) * | 1995-12-18 | 1996-09-03 | Hitachi Ltd | ドライプロセス処理方法及びその装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116532A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Stanley Electric Co Ltd | Room-lamp controlling apparatus for cars |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP57023823A patent/JPS58140127A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116532A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Stanley Electric Co Ltd | Room-lamp controlling apparatus for cars |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4609426A (en) * | 1984-05-23 | 1986-09-02 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for monitoring etching |
| JPH08227879A (ja) * | 1995-12-18 | 1996-09-03 | Hitachi Ltd | ドライプロセス処理方法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337733B2 (ja) | 1991-06-06 |
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