JPS5961036A - プラズマエツチング終点検出方法 - Google Patents
プラズマエツチング終点検出方法Info
- Publication number
- JPS5961036A JPS5961036A JP57171974A JP17197482A JPS5961036A JP S5961036 A JPS5961036 A JP S5961036A JP 57171974 A JP57171974 A JP 57171974A JP 17197482 A JP17197482 A JP 17197482A JP S5961036 A JPS5961036 A JP S5961036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- plasma
- intensity
- end point
- gas
- 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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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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明はプラズマエツチング方法においてエツチングの
終了時点を正確に素早く検出する方法に関する。
終了時点を正確に素早く検出する方法に関する。
（ｂ） 技術の背景
例えば半導体基板上に保護マスクを設けて選択グ材ヲエ
ッチングするフォトプロセスは半導体装置を製造する場
合の県木的技術である。
ッチングするフォトプロセスは半導体装置を製造する場
合の県木的技術である。
且つ、集積回路（ＩＣ）がＬＳＩ、’１／ＴＪＩ）工と
亮密度・高集積化されるに伴ってエツチング終了時点が
微細となり、保護マスク・露光法の精度向上と共にエツ
チング法の精度向上が要望されて、従来のウエットエッ
チンｒ゛法に代って、ドライエツチング法が汎く使用さ
れるようになってきた。
亮密度・高集積化されるに伴ってエツチング終了時点が
微細となり、保護マスク・露光法の精度向上と共にエツ
チング法の精度向上が要望されて、従来のウエットエッ
チンｒ゛法に代って、ドライエツチング法が汎く使用さ
れるようになってきた。
ドライエツチング法はガスを衝突させ化学的に又は機械
的にエツチングする方法で、保護マスクとの境界部分が
オーバーエツチングされないなどの利点がありエツチン
グの精度向上に好適な方法である。
的にエツチングする方法で、保護マスクとの境界部分が
オーバーエツチングされないなどの利点がありエツチン
グの精度向上に好適な方法である。
（Ｃ）従来技術と問題点
このようなドライエツチング法では、化学薬品と反応さ
せるウェットエツチング法と異なり、化学的反応以外に
ガスの衝突による機械的食刻も起って、被エツチング材
のみならずその下層の異質の材料、および表面の保護マ
スクもエツチングさ体製造には牝に、１゛ｂ稍度にエツ
チングできるフ′ラズマエ゛ンチ°ングｉが月」し）ら
れており、ブラヌ゛マエ゛ンチング法はｌ”を応性ガス
によるエツチング法（別名をリアタデイブイオンエツチ
ング法と呼ぶ）が主体をなしており、この場合には被エ
ツチング材が化学反応を伴なうため特に早くエツチング
されるが、それでもなお異質の材料も機械的衝突などで
若干エツチングされて、ただ被エツチング材１ｆ−Ｔツ
チング速度が速いだけと言える。このエツチング速度の
相異をエツチング比又はエツチング速度比と呼んでおυ
、例えばトリフロロメタン（ｃＨＦ３）ガスを用いてシ
リコンと酸化シリコンをエツチングすると、酸化シリコ
ンの方が１０倍程度早くエツチングされ、これはエツチ
ング比がｌｏ：１であると称する。
せるウェットエツチング法と異なり、化学的反応以外に
ガスの衝突による機械的食刻も起って、被エツチング材
のみならずその下層の異質の材料、および表面の保護マ
スクもエツチングさ体製造には牝に、１゛ｂ稍度にエツ
チングできるフ′ラズマエ゛ンチ°ングｉが月」し）ら
れており、ブラヌ゛マエ゛ンチング法はｌ”を応性ガス
によるエツチング法（別名をリアタデイブイオンエツチ
ング法と呼ぶ）が主体をなしており、この場合には被エ
ツチング材が化学反応を伴なうため特に早くエツチング
されるが、それでもなお異質の材料も機械的衝突などで
若干エツチングされて、ただ被エツチング材１ｆ−Ｔツ
チング速度が速いだけと言える。このエツチング速度の
相異をエツチング比又はエツチング速度比と呼んでおυ
、例えばトリフロロメタン（ｃＨＦ３）ガスを用いてシ
リコンと酸化シリコンをエツチングすると、酸化シリコ
ンの方が１０倍程度早くエツチングされ、これはエツチ
ング比がｌｏ：１であると称する。
しだがって、プラズマエツチングはエツチング終了時点
の検出が精度上重要であり、エツチング比が大きいにも
かかわらず、なお高精度エツチングのため、その時間制
御に充分の注意を払っている。そのため、初期には経験
的に処理時間を測ってエツチング終了時点を決定してい
だが、最近には、エツチング中にプラズマガスの発光強
度を検出してエツチング終了時点を検出する方法が採ら
れるようになってきた。
の検出が精度上重要であり、エツチング比が大きいにも
かかわらず、なお高精度エツチングのため、その時間制
御に充分の注意を払っている。そのため、初期には経験
的に処理時間を測ってエツチング終了時点を決定してい
だが、最近には、エツチング中にプラズマガスの発光強
度を検出してエツチング終了時点を検出する方法が採ら
れるようになってきた。
それは、例えば四塩化炭素（ＣＣＡ！＋）ガスを用い゛
Ｃシリコン（Ｓｌ）をプラズマエツチングする場合に、 ＣＣ１４−−→ｃ ＋ｃ４ であられされる式のように高周波放電などによって励起
されたＣＩがＳｉと反応してエツチングが進行するが、
ＣＩ″のプラズマ光強度を測っていると、Ｓｌがなくな
ればそのＣＩは反応しなくなるため反応中よυもＣ１の
プラズマ光強度が増加する。その光強度変化を検出する
わけで、Ｃβ個有の発光波長よシ検出できる。尚、ＣＩ
は塩素ラジカルと言い、電気的に中性で化学反応をおこ
しやすい状態にある原子を意味している。
Ｃシリコン（Ｓｌ）をプラズマエツチングする場合に、 ＣＣ１４−−→ｃ ＋ｃ４ であられされる式のように高周波放電などによって励起
されたＣＩがＳｉと反応してエツチングが進行するが、
ＣＩ″のプラズマ光強度を測っていると、Ｓｌがなくな
ればそのＣＩは反応しなくなるため反応中よυもＣ１の
プラズマ光強度が増加する。その光強度変化を検出する
わけで、Ｃβ個有の発光波長よシ検出できる。尚、ＣＩ
は塩素ラジカルと言い、電気的に中性で化学反応をおこ
しやすい状態にある原子を意味している。
また、このように光強度の変化する成分ガスのみに注目
せずに、光強度の変化しないガス、例えば上記例では分
解が充分でなく反応しないで一定して含まれているＣｅ
２ガヌのプラズマ発光強度と、上記の反応するＣ（２カ
′スのプラズマ発光強度との比較から検出する方法も提
唱されており、この方法は比較表示が容易でシステム構
成ができる。
せずに、光強度の変化しないガス、例えば上記例では分
解が充分でなく反応しないで一定して含まれているＣｅ
２ガヌのプラズマ発光強度と、上記の反応するＣ（２カ
′スのプラズマ発光強度との比較から検出する方法も提
唱されており、この方法は比較表示が容易でシステム構
成ができる。
し〃・し、これらの検出法は未だ充分でなく、特にエツ
チング領域の少ない場合にはその光強度の変化爪が小さ
いため余り精度がよくない。
チング領域の少ない場合にはその光強度の変化爪が小さ
いため余り精度がよくない。
（（１） 発明の目的
本発明はこのような欠点を除去し、より一層正確に検出
できるプラズマエツチングの終点検出方法を提案するも
のである。
できるプラズマエツチングの終点検出方法を提案するも
のである。
（ｅ） 発明の構成
その目的は、エツチング反応の終了と共にソ°ワズマ光
強度が減少するガスのプラズマ光強度と、逆にエツチン
グ反応の終了と共にプラズマ光が逆に増加するガスのプ
ラズマ光強度を比較して被エツチング材のエツチング終
了時点を検出するエツチング終点検出方法によって達成
することができる。
強度が減少するガスのプラズマ光強度と、逆にエツチン
グ反応の終了と共にプラズマ光が逆に増加するガスのプ
ラズマ光強度を比較して被エツチング材のエツチング終
了時点を検出するエツチング終点検出方法によって達成
することができる。
（ｆ） 発明の実施例
以下、図面を参１）貧して実施例によって本発明の詳細
な説明する。第１図はプラズマエツチング装置の概要図
を示しており、反応容器１内を排気口２より排気し、ガ
ス流入口３より反応ガスを流入して容器内の減圧度を０
．０１〜ｌ （］ ’Ｌ’ｏｒｒ程度にする。
な説明する。第１図はプラズマエツチング装置の概要図
を示しており、反応容器１内を排気口２より排気し、ガ
ス流入口３より反応ガスを流入して容器内の減圧度を０
．０１〜ｌ （］ ’Ｌ’ｏｒｒ程度にする。
被エツチング材４は一方の電極５上におき、対向？Ｅ極
６との間に周波数１３．５６ＭＨ２の高周波電力を印加
してガスプラズマを発生させる。且つ、発生したプラズ
マ光の強度を反応容器ｌの透過窓を通して、例えば光フ
ァイバー７より検出系に導出する。
６との間に周波数１３．５６ＭＨ２の高周波電力を印加
してガスプラズマを発生させる。且つ、発生したプラズ
マ光の強度を反応容器ｌの透過窓を通して、例えば光フ
ァイバー７より検出系に導出する。
本発明では２種類の反応ガスのプラズマ光強度を比較す
るため、第２図に示す検出系ンのように光ファイバー７
を２分して、それぞれを検出せんとする反応ガス個有の
波長のみ透過させるフィルタ８．８を通し、ぞの個有波
長の光強度をフォトダイオード９．９で検出して、増巾
器１０．１０’で増［１］シ、同者を演′ｎ器１１でデ
ジタル化し、割υ算、あるいは引き算して、表示器１２
によって表示させる。
るため、第２図に示す検出系ンのように光ファイバー７
を２分して、それぞれを検出せんとする反応ガス個有の
波長のみ透過させるフィルタ８．８を通し、ぞの個有波
長の光強度をフォトダイオード９．９で検出して、増巾
器１０．１０’で増［１］シ、同者を演′ｎ器１１でデ
ジタル化し、割υ算、あるいは引き算して、表示器１２
によって表示させる。
例えば、ＩＩＩ’、’ｊ厚５ （ｌ Ｏ０人の多結、１
１．シリコン（Ｓｌ）ｆ （：＜：ｅ４カスでエツチン
グする場合に、５１４−．１．Ｕ（！ ４５ｉｃ６４ の反応式を伴なってＳｌがエツチング除去きれる。
１．シリコン（Ｓｌ）ｆ （：＜：ｅ４カスでエツチン
グする場合に、５１４−．１．Ｕ（！ ４５ｉｃ６４ の反応式を伴なってＳｌがエツチング除去きれる。
その場合、塩素＜Ｃｅ）の発光波長は５１０ ｒｏｎ
、四塩化シリ−１７（Ｓｉｃｋ ） ノ’ｔｔ光波長は
４ Ｑ Ｑ ｒｌｌｌで、エツチング反応中＆’ＣはＣ
ｅガスは：；ｘＣｅ４となって消失されるから少なくな
り、Ｓ５がなくなればＣ７？ガスは増加して、そのプラ
ズマ光強度が増加する。
、四塩化シリ−１７（Ｓｉｃｋ ） ノ’ｔｔ光波長は
４ Ｑ Ｑ ｒｌｌｌで、エツチング反応中＆’ＣはＣ
ｅガスは：；ｘＣｅ４となって消失されるから少なくな
り、Ｓ５がなくなればＣ７？ガスは増加して、そのプラ
ズマ光強度が増加する。
第３図（ａ）はそれを示す図表である。また、８１ＣＩ
ｊ＋ガヌはエツチング反応終了と共に反応生成されなく
なるから減少して、第３図（ｂ）に示す図表のようにな
る。したがって、表示器より出力される両方の光波長強
度比（４００ｎ、ｍ１５１０ｒｕｎ）を演算すれば、第
３図（Ｃ）のようにエツチング終了時点が判然として正
確に把梶される。
ｊ＋ガヌはエツチング反応終了と共に反応生成されなく
なるから減少して、第３図（ｂ）に示す図表のようにな
る。したがって、表示器より出力される両方の光波長強
度比（４００ｎ、ｍ１５１０ｒｕｎ）を演算すれば、第
３図（Ｃ）のようにエツチング終了時点が判然として正
確に把梶される。
（２）発明の効果
以上は一実施例であるが、特に反応性ガスを用いるプラ
ズマエツチング法では、流入する反応ガスと反応生成ガ
スとは不可分の関係があるため、その両者を比Φ多検出
することに、しって一層市鼠１度のエツチング終了時点
を知ることができる。
ズマエツチング法では、流入する反応ガスと反応生成ガ
スとは不可分の関係があるため、その両者を比Φ多検出
することに、しって一層市鼠１度のエツチング終了時点
を知ることができる。
し／こがって、本発明によればエツチングイー１度は（
ケめて良くなり、半導体装置その他の電子部品の麓性能
化に役立つものである。
ケめて良くなり、半導体装置その他の電子部品の麓性能
化に役立つものである。
第１図はプラズマエツチング装置の概要図、第２図は本
発明にかかる検出系図、第３図（ａ）、 ＣＯ。 （Ｃ）は反応カス例の時間経過図表である。 図中、４は被エツチング材、７は光ファイバー。 ８．８はフィルタ、９．９はフォトダイオード、ｔｏ、
１０は増「１］器、１■は演算器、１２は表示器を示す
。 第１図 第２図 第３図 ３０ ゛０一時廚Ｃ相 第３図 →ｌ１４山（抄）
発明にかかる検出系図、第３図（ａ）、 ＣＯ。 （Ｃ）は反応カス例の時間経過図表である。 図中、４は被エツチング材、７は光ファイバー。 ８．８はフィルタ、９．９はフォトダイオード、ｔｏ、
１０は増「１］器、１■は演算器、１２は表示器を示す
。 第１図 第２図 第３図 ３０ ゛０一時廚Ｃ相 第３図 →ｌ１４山（抄）
Claims (1)
- 基板上の被エツチング材を選択的にプラズマエツチング
するに際し、該エツチング反応の終了と共にプラズマ光
強度が減少するガスの該プラズマ光強度と、エツチング
反応の終了と共にプラズマ光強度が逆に増加するガスの
該プラズマ光強度とを比較して被エツチング材のエツチ
ング終了時点を検出することを特徴とするプラズマエツ
チング終点検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171974A JPS5961036A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | プラズマエツチング終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171974A JPS5961036A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | プラズマエツチング終点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961036A true JPS5961036A (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=15933190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57171974A Pending JPS5961036A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | プラズマエツチング終点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961036A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247924A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-07 | Hitachi Ltd | エツチングモニタ−方法 |
| US5242532A (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-07 | Vlsi Technology, Inc. | Dual mode plasma etching system and method of plasma endpoint detection |
| US5308414A (en) * | 1992-12-23 | 1994-05-03 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for optical emission end point detection in plasma etching processes |
| US6406641B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-06-18 | Luxtron Corporation | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
| JP2006086325A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Tokyo Electron Ltd | クリーニングの終点検出方法 |
| JP2011009546A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toppan Printing Co Ltd | 終点検出装置、ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP57171974A patent/JPS5961036A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247924A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-07 | Hitachi Ltd | エツチングモニタ−方法 |
| US5242532A (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-07 | Vlsi Technology, Inc. | Dual mode plasma etching system and method of plasma endpoint detection |
| US5308414A (en) * | 1992-12-23 | 1994-05-03 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for optical emission end point detection in plasma etching processes |
| US6406641B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-06-18 | Luxtron Corporation | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
| JP2006086325A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Tokyo Electron Ltd | クリーニングの終点検出方法 |
| JP2011009546A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toppan Printing Co Ltd | 終点検出装置、ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
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