JP2003100725A - エッチング終末点検出窓およびこれを用いるエッチング装置 - Google Patents
エッチング終末点検出窓およびこれを用いるエッチング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工程不良が最少化されるエッチング終末点検
出窓およびこれを用いたエッチング装置を提供する。 【解決手段】 エッチング中に放出される光の移動経路
になる貫通ホール１２ａが形成されたアルミニウムまた
はアルミニウム合金からなる本体１２と、貫通ホール１
２ａを通過した光の出口に密着され、石英で形成された
キャッピング部１４を備えるエッチング終末点検出窓１
０。エッチング時にエッチング終末点検出窓１０の表面
が損傷されて発生するパーティクルを減少することがで
きる。したがって、パーティクルにより発生する工程不
良を最少化することができる。
出窓およびこれを用いたエッチング装置を提供する。 【解決手段】 エッチング中に放出される光の移動経路
になる貫通ホール１２ａが形成されたアルミニウムまた
はアルミニウム合金からなる本体１２と、貫通ホール１
２ａを通過した光の出口に密着され、石英で形成された
キャッピング部１４を備えるエッチング終末点検出窓１
０。エッチング時にエッチング終末点検出窓１０の表面
が損傷されて発生するパーティクルを減少することがで
きる。したがって、パーティクルにより発生する工程不
良を最少化することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング工程を
実施する半導体装置に関するものであり、より詳細に
は、エッチング工程の終末点を検出するための窓および
これを用いるエッチング装置に関するものである。
実施する半導体装置に関するものであり、より詳細に
は、エッチング工程の終末点を検出するための窓および
これを用いるエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータのような情報機器の
急速な普及により、半導体装置は飛躍的に発展してい
る。その機能面において、半導体装置は高速で動作する
と同時に大容量の記憶能力を有することが要求される。
これにより、半導体装置は、集積度、信頼度および応答
速度などを向上させる方向に製造技術が発展している。
これにより、半導体装置の集積度向上のための主な技術
として膜形成技術またはエッチング技術などのような微
細加工技術に対する要求が厳しくなる。
急速な普及により、半導体装置は飛躍的に発展してい
る。その機能面において、半導体装置は高速で動作する
と同時に大容量の記憶能力を有することが要求される。
これにより、半導体装置は、集積度、信頼度および応答
速度などを向上させる方向に製造技術が発展している。
これにより、半導体装置の集積度向上のための主な技術
として膜形成技術またはエッチング技術などのような微
細加工技術に対する要求が厳しくなる。
【０００３】前記微細加工技術のうち、前記エッチング
技術は基板上に形成させた膜の所定部位を除去し、膜を
所望するパターンに加工する技術として、０．１５μｍ
以下のデザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）を必
要とする。このような最近の半導体装置の製造では、プ
ラズマを利用するドライエッチング装置を主に使用す
る。
技術は基板上に形成させた膜の所定部位を除去し、膜を
所望するパターンに加工する技術として、０．１５μｍ
以下のデザインルール（ｄｅｓｉｇｎ ｒｕｌｅ）を必
要とする。このような最近の半導体装置の製造では、プ
ラズマを利用するドライエッチング装置を主に使用す
る。
【０００４】エッチング装置は、プラズマの形成方式に
よりわずかな差があるが、基本的には、加工チャンバを
含み、加工チャンバ内には基板が置かれるチャックおよ
びプラズマ形成部を含む。また、基板上に形成された所
定の膜を正確な位置までエッチングするための部材をさ
らに備える。部材はエッチング工程中に放出される光を
透過させるエッチング終末点検出窓と、エッチング終末
点検出窓を透過した光の波長を感知してエッチング終末
点を検出する検出部を含む。
よりわずかな差があるが、基本的には、加工チャンバを
含み、加工チャンバ内には基板が置かれるチャックおよ
びプラズマ形成部を含む。また、基板上に形成された所
定の膜を正確な位置までエッチングするための部材をさ
らに備える。部材はエッチング工程中に放出される光を
透過させるエッチング終末点検出窓と、エッチング終末
点検出窓を透過した光の波長を感知してエッチング終末
点を検出する検出部を含む。
【０００５】このように、エッチング中に放出される光
の波長によりエッチング終末点を検出する方法および装
置の例は、エンゲルなど（Ａｎｇｅｌｌ、ｅｔ．ａ
ｌ．）に許与された特許文献１に開示されている。
の波長によりエッチング終末点を検出する方法および装
置の例は、エンゲルなど（Ａｎｇｅｌｌ、ｅｔ．ａ
ｌ．）に許与された特許文献１に開示されている。
【０００６】エッチング終末点検出窓は加工チャンバ内
の側壁に締結され、加工チャンバ内で放出される光が加
工チャンバの外へ透過されるように備えられる。また、
前記光を効果的に透過させるために全体が石英（ｑｕａ
ｒｔｚ）材質で形成される。
の側壁に締結され、加工チャンバ内で放出される光が加
工チャンバの外へ透過されるように備えられる。また、
前記光を効果的に透過させるために全体が石英（ｑｕａ
ｒｔｚ）材質で形成される。
【０００７】エッチング終末点検出窓がチャンバ内の側
壁に締結された場合に、エッチング終末点検出窓で加工
チャンバ内に向かう面はエッチング終末点検出窓の上部
面と称し、それに対向する面はエッチング終末点検出窓
の下部面と称してエッチング終末点検出窓を説明する。
壁に締結された場合に、エッチング終末点検出窓で加工
チャンバ内に向かう面はエッチング終末点検出窓の上部
面と称し、それに対向する面はエッチング終末点検出窓
の下部面と称してエッチング終末点検出窓を説明する。
【０００８】エッチング終末点検出窓の上部面の中心に
はホールを有し、エッチング終末点検出窓の下部面でホ
ールの底面は塞がっている。したがって、膜のエッチン
グを実施するとき放出される光は、エッチング終末点検
出窓に備えられるホールの内部を通じ、ホールの底面で
透過される。ホールの底面が塞がっているので、加工チ
ャンバ内のプラズマイオンは検出部に提供されない。
はホールを有し、エッチング終末点検出窓の下部面でホ
ールの底面は塞がっている。したがって、膜のエッチン
グを実施するとき放出される光は、エッチング終末点検
出窓に備えられるホールの内部を通じ、ホールの底面で
透過される。ホールの底面が塞がっているので、加工チ
ャンバ内のプラズマイオンは検出部に提供されない。
【０００９】しかし、従来のエッチング終末点検出窓は
いくつかの問題点がある。
いくつかの問題点がある。
【００１０】第一に、エッチング終末点検出窓は取扱い
時に割れやすいという短所がある。このようなエッチン
グ終末点検出窓の損失は半導体装置の製造原価の上昇を
招来し、生産性を低下させるという短所がある。
時に割れやすいという短所がある。このようなエッチン
グ終末点検出窓の損失は半導体装置の製造原価の上昇を
招来し、生産性を低下させるという短所がある。
【００１１】第二に、従来のエッチング終末点検出窓は
エッチング工程を実施する時にパーティクルを発生させ
る。このようなパーティクルはエッチング工程中に不良
を発生させる。これについて、具体的に説明する。エッ
チング終末点検出窓が締結された状態で続けてエッチン
グ工程を実施すると、エッチング中に発生されるプラズ
マの一部が前記ホールの内部と衝突してホール内部表面
が損傷される。
エッチング工程を実施する時にパーティクルを発生させ
る。このようなパーティクルはエッチング工程中に不良
を発生させる。これについて、具体的に説明する。エッ
チング終末点検出窓が締結された状態で続けてエッチン
グ工程を実施すると、エッチング中に発生されるプラズ
マの一部が前記ホールの内部と衝突してホール内部表面
が損傷される。
【００１２】一般に、石英からなるエッチング終末点検
出窓のホールの内部表面は滑らかに加工することが困難
であるために、グレーンバウンダリ（ｇｒａｉｎ ｂｏ
ｕｎｄａｒｙ）が大きく形成されている。これにより、
グレーンバウンダリが大きいエッチング終末点検出窓の
ホール内部の所定部位が割れやすい。割れた石英パーテ
ィクルはエッチングが実施されているウェーハの膜の上
部面に落下する。落下した石英パーティクルはシリコン
（Ｓｉ）または酸素（Ｏ）成分を有し、パーティクルが
落下した部位の膜はエッチングできなくて、ブリッジ
（Ｂｒｉｄｇｅ）が発生してしまう。
出窓のホールの内部表面は滑らかに加工することが困難
であるために、グレーンバウンダリ（ｇｒａｉｎ ｂｏ
ｕｎｄａｒｙ）が大きく形成されている。これにより、
グレーンバウンダリが大きいエッチング終末点検出窓の
ホール内部の所定部位が割れやすい。割れた石英パーテ
ィクルはエッチングが実施されているウェーハの膜の上
部面に落下する。落下した石英パーティクルはシリコン
（Ｓｉ）または酸素（Ｏ）成分を有し、パーティクルが
落下した部位の膜はエッチングできなくて、ブリッジ
（Ｂｒｉｄｇｅ）が発生してしまう。
【００１３】第三に、エッチング終末点検出窓をよく交
替しなければならない。これは、前述した不良の発生を
防止するために必要であり、これにより半導体装置の生
産性が低下し、費用が増加するという短所がある。
替しなければならない。これは、前述した不良の発生を
防止するために必要であり、これにより半導体装置の生
産性が低下し、費用が増加するという短所がある。
【００１４】図１は、従来のエッチング終末点検出窓が
用いられたエッチング装置を使用してエッチングを実施
した後にブリッジ不良が発生された部位でＥＤＳ（Ｅｎ
ｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅ
ｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を通じた成分分析グラフである。
用いられたエッチング装置を使用してエッチングを実施
した後にブリッジ不良が発生された部位でＥＤＳ（Ｅｎ
ｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅ
ｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を通じた成分分析グラフである。
【００１５】図１のグラフに示すように、不良が発生し
た部位で酸素成分（Ａ）およびシリコン成分（Ｂ）が各
々検出された。しかし、ウェーハのエッチングが実施さ
れる加工チャンバ内の表面はエッチング終末点検出窓を
除外してはアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成
されているために、酸素成分およびシリコン成分は石英
で形成されるエッチング終末点検出窓から脱落したパー
ティクルであることが分かる。また、パーティクルによ
り下部膜がエッチングされないことにより、前記部位に
ブリッジ不良が発生したことが分かる。
た部位で酸素成分（Ａ）およびシリコン成分（Ｂ）が各
々検出された。しかし、ウェーハのエッチングが実施さ
れる加工チャンバ内の表面はエッチング終末点検出窓を
除外してはアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成
されているために、酸素成分およびシリコン成分は石英
で形成されるエッチング終末点検出窓から脱落したパー
ティクルであることが分かる。また、パーティクルによ
り下部膜がエッチングされないことにより、前記部位に
ブリッジ不良が発生したことが分かる。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，２８８，３６７号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エッ
チング工程時の不良を最少化するエッチング終末点検出
窓を提供することにある。
チング工程時の不良を最少化するエッチング終末点検出
窓を提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、エッチング工程時の
不良を最少化するエッチング装置を提供することにあ
る。
不良を最少化するエッチング装置を提供することにあ
る。
【００１９】
【発明の解決するための手段】上述した目的を達成する
ためのエッチング終末点検出窓は、工程チャンバ側壁に
付着されているアルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなった本体と、前記本体に締結される石英キャップを
含む。前記本体はエッチング工程を実施する間に放出さ
れる光の移動経路に延びた貫通ホールが形成されてい
る。石英キャップは、前記本体で光が加工チャンバの外
部に透過するための貫通ホールの下部に、前記光が貫通
ホールを抜け出る部位と結合する。
ためのエッチング終末点検出窓は、工程チャンバ側壁に
付着されているアルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなった本体と、前記本体に締結される石英キャップを
含む。前記本体はエッチング工程を実施する間に放出さ
れる光の移動経路に延びた貫通ホールが形成されてい
る。石英キャップは、前記本体で光が加工チャンバの外
部に透過するための貫通ホールの下部に、前記光が貫通
ホールを抜け出る部位と結合する。
【００２０】すなわち、エッチング工程を実施するの間
に放出される光の移動経路となる貫通ホールが形成され
たアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる本体
と、前記本体の前記貫通ホールを通過した光が出る部位
と結合され、前記貫通ホールの下部を覆うように位置
し、前記光は透過させプラズマイオンは透過させない石
英キャップと、を有することを特徴とする。
に放出される光の移動経路となる貫通ホールが形成され
たアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる本体
と、前記本体の前記貫通ホールを通過した光が出る部位
と結合され、前記貫通ホールの下部を覆うように位置
し、前記光は透過させプラズマイオンは透過させない石
英キャップと、を有することを特徴とする。
【００２１】上述した他の目的を達成するための本発明
は、基板上に形成されている膜をエッチングして設定さ
れたパターンを形成するための加工チャンバと、前記加
工チャンバの一側に締結され、前記エッチング中に放出
される光が前記加工チャンバの外部に透過するように構
成され、エッチング工程を実施する間に放出される光の
移動経路となる貫通ホールが形成されたアルミニウムま
たはアルミニウム合金からなった本体を含むエッチング
終末点検出窓と、前記エッチング終末点検出窓を透過し
た光の波長を検査してエッチング終末点を検出する検出
部と、を有することを特徴とするエッチング装置であ
る。
は、基板上に形成されている膜をエッチングして設定さ
れたパターンを形成するための加工チャンバと、前記加
工チャンバの一側に締結され、前記エッチング中に放出
される光が前記加工チャンバの外部に透過するように構
成され、エッチング工程を実施する間に放出される光の
移動経路となる貫通ホールが形成されたアルミニウムま
たはアルミニウム合金からなった本体を含むエッチング
終末点検出窓と、前記エッチング終末点検出窓を透過し
た光の波長を検査してエッチング終末点を検出する検出
部と、を有することを特徴とするエッチング装置であ
る。
【００２２】また、本発明において、前記検出部は石英
キャップの端部と連結される光ケーブルと、光ケーブル
の他端部に連結される検出器と、光ケーブル内に位置す
る光学フィルタとを含む。検出器は分光器および光電子
増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔ
ｕｂｅ）を含む。
キャップの端部と連結される光ケーブルと、光ケーブル
の他端部に連結される検出器と、光ケーブル内に位置す
る光学フィルタとを含む。検出器は分光器および光電子
増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔ
ｕｂｅ）を含む。
【００２３】本発明によるエッチング終末点検出窓は、
エッチングを実施する時に発生されるプラズマイオンと
の衝突による表面損傷が最少化される。即ち、エッチン
グ終末点検出窓でアルミニウムまたはアルミニウム合金
からなる本体はプラズマイオンにより殆ど損傷されな
い。したがって、エッチング終末点検出窓の表面損傷に
より発生されるパーティクルによるパターンのブリッジ
のような不良を最少化することができる。
エッチングを実施する時に発生されるプラズマイオンと
の衝突による表面損傷が最少化される。即ち、エッチン
グ終末点検出窓でアルミニウムまたはアルミニウム合金
からなる本体はプラズマイオンにより殆ど損傷されな
い。したがって、エッチング終末点検出窓の表面損傷に
より発生されるパーティクルによるパターンのブリッジ
のような不良を最少化することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい一実施形態を詳細に説明する。
ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００２５】図２から図４は、本発明の一実施形態によ
るエッチング終末点検出窓を示した図である。図２はエ
ッチング終末点検出窓の上部を示す平面図であり、図３
はエッチング終末点検出窓の斜視図であり、図４はエッ
チング終末点検出窓の下部を示す平面図である。以下の
説明でエッチング終末点検出窓の上部はエッチング終末
点検出窓が加工チャンバに締結される時に、加工チャン
バ内部方向へ向くように締結される。
るエッチング終末点検出窓を示した図である。図２はエ
ッチング終末点検出窓の上部を示す平面図であり、図３
はエッチング終末点検出窓の斜視図であり、図４はエッ
チング終末点検出窓の下部を示す平面図である。以下の
説明でエッチング終末点検出窓の上部はエッチング終末
点検出窓が加工チャンバに締結される時に、加工チャン
バ内部方向へ向くように締結される。
【００２６】図２から図４に示すように、エッチング終
末点検出窓１０はエッチング中に発生した光が移動する
経路を有する本体１２と、本体１２から光が透過されて
外部に放射される部位に石英からなるキャッピング部１
４により構成される。
末点検出窓１０はエッチング中に発生した光が移動する
経路を有する本体１２と、本体１２から光が透過されて
外部に放射される部位に石英からなるキャッピング部１
４により構成される。
【００２７】本体１２はアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金で形成される。また、本体１２の表面に葉、陽極
化処理（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）に
よる酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜が形成されてい
る。
ム合金で形成される。また、本体１２の表面に葉、陽極
化処理（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）に
よる酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜が形成されてい
る。
【００２８】本体１２の表面に形成されている酸化アル
ミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜は本体１２の耐食性、耐磨耗
性および電気抵抗性を向上させる。また、表面の粗さ
（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が良好になって、エッチング工
程を実施する時にプラズマとの衝突により本体１２の表
面が剥がれ落ちたり、またアーキング（ａｒｃｉｎｇ）
などのような不良の発生を最少化することができる。
ミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜は本体１２の耐食性、耐磨耗
性および電気抵抗性を向上させる。また、表面の粗さ
（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が良好になって、エッチング工
程を実施する時にプラズマとの衝突により本体１２の表
面が剥がれ落ちたり、またアーキング（ａｒｃｉｎｇ）
などのような不良の発生を最少化することができる。
【００２９】本体１２の形状を説明すると、本体１２は
エッチング中に放出される光の移動経路になる貫通ホー
ル１２ａが形成されている。また、本体１２の側面には
加工チャンバの一側面に本体１２を締結するための複数
の第１溝１２ｂが備えられている。第１溝１２ｂを通じ
てねじ締結により加工チャンバの一側面に本体１２を固
定する。
エッチング中に放出される光の移動経路になる貫通ホー
ル１２ａが形成されている。また、本体１２の側面には
加工チャンバの一側面に本体１２を締結するための複数
の第１溝１２ｂが備えられている。第１溝１２ｂを通じ
てねじ締結により加工チャンバの一側面に本体１２を固
定する。
【００３０】キャッピング部１４はエッチング時に発生
されるプラズマイオンが加工チャンバの外部に抜け出な
いようにし、エッチング実施中に放出される光のみを透
過させる。このために、キャッピング部１４の石英キャ
ップは本体１２で光が透過されて出る部位に締結されて
いる。即ち、石英キャップは貫通ホール１２ａの下部面
をカバーしている。また、キャッピング部１４は本体１
２から着脱可能である。したがって、キャッピング部１
４が損傷した時にはキャッピング部１４のみを交替する
ことができる。
されるプラズマイオンが加工チャンバの外部に抜け出な
いようにし、エッチング実施中に放出される光のみを透
過させる。このために、キャッピング部１４の石英キャ
ップは本体１２で光が透過されて出る部位に締結されて
いる。即ち、石英キャップは貫通ホール１２ａの下部面
をカバーしている。また、キャッピング部１４は本体１
２から着脱可能である。したがって、キャッピング部１
４が損傷した時にはキャッピング部１４のみを交替する
ことができる。
【００３１】このように、本体１２とキャッピング部１
４は着、脱可能である。着脱自在とするための構成は多
様であるが、図５に一例を示す。
４は着、脱可能である。着脱自在とするための構成は多
様であるが、図５に一例を示す。
【００３２】図５に示すように、本体１２は貫通ホール
１２ａの底面から本体１２の縁の所定部位まで延びた第
２溝１２ｃを備える。第２溝１２ｃ内には貫通ホール１
２ａの底面全体を含むことができるように、第２溝１２
ｃの両側面は貫通ホール１２ａ底面の直径から本体１２
下部面の縁の所定部位まで延びている。第２溝１２ｃの
両側面およびこれに接続した貫通ホール１２ａの内側面
に連続的に延びた第３溝１２ｄを備える。キャッピング
部１４は第３溝１２ｄに押し込まれることにより前記本
体１２と結合される。キャッピング部１４は第３溝１２
ｄに沿って本体１２の底面の縁から貫通ホール１２ａま
で押し込むことができるようにプレート形状をしてい
る。
１２ａの底面から本体１２の縁の所定部位まで延びた第
２溝１２ｃを備える。第２溝１２ｃ内には貫通ホール１
２ａの底面全体を含むことができるように、第２溝１２
ｃの両側面は貫通ホール１２ａ底面の直径から本体１２
下部面の縁の所定部位まで延びている。第２溝１２ｃの
両側面およびこれに接続した貫通ホール１２ａの内側面
に連続的に延びた第３溝１２ｄを備える。キャッピング
部１４は第３溝１２ｄに押し込まれることにより前記本
体１２と結合される。キャッピング部１４は第３溝１２
ｄに沿って本体１２の底面の縁から貫通ホール１２ａま
で押し込むことができるようにプレート形状をしてい
る。
【００３３】キャッピング部１４を本体１２底面の縁か
ら貫通ホール１２ａまで押し込むことができるように、
第２溝１２ｃの両側面は貫通ホール１２ａ底面の中心か
らから縁まで水平に延びるように形成することが望まし
い。また、キャッピング部１４の押し込みやすさを考慮
して、貫通ホール１２ａ底面の中心から縁に行くほど第
２溝１２ｃ両側面が互いにはなれて間隔が広くなるよう
に形成してもよい。
ら貫通ホール１２ａまで押し込むことができるように、
第２溝１２ｃの両側面は貫通ホール１２ａ底面の中心か
らから縁まで水平に延びるように形成することが望まし
い。また、キャッピング部１４の押し込みやすさを考慮
して、貫通ホール１２ａ底面の中心から縁に行くほど第
２溝１２ｃ両側面が互いにはなれて間隔が広くなるよう
に形成してもよい。
【００３４】図６は本発明の一実施形態によるエッチン
グ装置を示す概略的な構成図である。
グ装置を示す概略的な構成図である。
【００３５】図６に示すように、エッチング装置３０は
基板上に形成されている膜をエッチングして設定された
パターンを形成する工程を実施するための加工チャンバ
３２を含む。
基板上に形成されている膜をエッチングして設定された
パターンを形成する工程を実施するための加工チャンバ
３２を含む。
【００３６】加工チャンバ３２内にはエッチングを実施
するための基板が置かれるチャック３４が備えられる。
また、エッチングガスの提供を受けてプラズマを形成す
るプラズマ形成部３６が備えられている。
するための基板が置かれるチャック３４が備えられる。
また、エッチングガスの提供を受けてプラズマを形成す
るプラズマ形成部３６が備えられている。
【００３７】プラズマ形成部３６は加工チャンバ３２内
の上側にプレート形態の電極３６ａと、電極３６ａにパ
ワーを印加するＲＦパワー提供部３６ｂにより構成され
る。
の上側にプレート形態の電極３６ａと、電極３６ａにパ
ワーを印加するＲＦパワー提供部３６ｂにより構成され
る。
【００３８】したがって、加工チャンバ３２に提供され
るエッチングガスをプラズマ状態で形成することができ
る。
るエッチングガスをプラズマ状態で形成することができ
る。
【００３９】また、チャック３４にバイアスパワーを印
加させるバイアスパワー提供部３８をさらに備え、プラ
ズマに方向性を提供してエッチングの効率性を高くする
ことができる。
加させるバイアスパワー提供部３８をさらに備え、プラ
ズマに方向性を提供してエッチングの効率性を高くする
ことができる。
【００４０】加工チャンバ３２一側に設けられ、エッチ
ング中に放出される光を加工チャンバ３２の外部に透過
させるエッチング終末点検出窓１０と、エッチング終末
点検出窓１０を通じて透過される光の波長を検出する検
出部４０をさらに備える。
ング中に放出される光を加工チャンバ３２の外部に透過
させるエッチング終末点検出窓１０と、エッチング終末
点検出窓１０を通じて透過される光の波長を検出する検
出部４０をさらに備える。
【００４１】エッチング終末点検出窓１０は上述したよ
うに、エッチング中に発生した光の移動経路になる貫通
ホール１２ａを有する本体１２と、本体１２で光が通過
して出る部位に密着され、石英で形成されて光を加工チ
ャンバ３２の外部に透過させるキャッピング部１４によ
り構成されている。
うに、エッチング中に発生した光の移動経路になる貫通
ホール１２ａを有する本体１２と、本体１２で光が通過
して出る部位に密着され、石英で形成されて光を加工チ
ャンバ３２の外部に透過させるキャッピング部１４によ
り構成されている。
【００４２】本体１２はアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金で形成されている。また、キャッピング部１４は
加工チャンバでエッチングを実施する時に放出される光
を透過させ、プラズマイオンは検出部４０に届かないよ
うに遮断する。したがって、キャッピング部１４により
プラズマイオンから検出部４０が保護される。
ム合金で形成されている。また、キャッピング部１４は
加工チャンバでエッチングを実施する時に放出される光
を透過させ、プラズマイオンは検出部４０に届かないよ
うに遮断する。したがって、キャッピング部１４により
プラズマイオンから検出部４０が保護される。
【００４３】検出部４０は光の波長を検出してエッチン
グからなる膜のエッチング終末点（ｅｎｄ ｐｏｉｎ
ｔ）を検出する機能を有する。
グからなる膜のエッチング終末点（ｅｎｄ ｐｏｉｎ
ｔ）を検出する機能を有する。
【００４４】図７は、図６に示したエッチング装置にお
ける検出部を説明するための概略的な構成図である。
ける検出部を説明するための概略的な構成図である。
【００４５】図示するように、検出部４０は加工チャン
バに締結されているエッチング終末点検出窓１０と連結
され、エッチング終末点検出窓１０を通じて透過された
光を導く光ケーブル４０ａが備えられる。
バに締結されているエッチング終末点検出窓１０と連結
され、エッチング終末点検出窓１０を通じて透過された
光を導く光ケーブル４０ａが備えられる。
【００４６】光ケーブル４０ａ上には検出に使用される
波長帯域の光のみを通過させる光学フィルタ４０ｂを備
える。また、光学フィルタ４０ｂを通過した光を分光さ
せる分光器４０ｃを備える。分光器４０ｃで光は各波長
別に分光される。分光器４０ｃを通過した光で特定波長
を増幅させた後に、電気的信号に変換する光電子増倍管
４０ｄにより構成される。
波長帯域の光のみを通過させる光学フィルタ４０ｂを備
える。また、光学フィルタ４０ｂを通過した光を分光さ
せる分光器４０ｃを備える。分光器４０ｃで光は各波長
別に分光される。分光器４０ｃを通過した光で特定波長
を増幅させた後に、電気的信号に変換する光電子増倍管
４０ｄにより構成される。
【００４７】光電子増倍管４０ｄで電圧の変化を判断す
ることにより、基板上の膜のエッチング終末点を検出す
ることができる。具体的には、ベース膜および前記ベー
ス膜上に所定の膜が形成されている基板で所定の膜をエ
ッチングして、ベース膜でエッチングを停止しなければ
ならないと仮定する。この時、ベース膜はその上にある
所定の膜が完全にエッチングされた後に、エッチングさ
れることになる。このためベース膜のエッチングが始ま
ると、エッチング時に放出される光の波長はベース膜上
に形成されている膜がエッチングされたときと異なる。
その結果、光電子増倍管４０ｄで電圧の変化が生ずるの
で、この電圧の変化によりエッチング終末点を検出する
ことができる。
ることにより、基板上の膜のエッチング終末点を検出す
ることができる。具体的には、ベース膜および前記ベー
ス膜上に所定の膜が形成されている基板で所定の膜をエ
ッチングして、ベース膜でエッチングを停止しなければ
ならないと仮定する。この時、ベース膜はその上にある
所定の膜が完全にエッチングされた後に、エッチングさ
れることになる。このためベース膜のエッチングが始ま
ると、エッチング時に放出される光の波長はベース膜上
に形成されている膜がエッチングされたときと異なる。
その結果、光電子増倍管４０ｄで電圧の変化が生ずるの
で、この電圧の変化によりエッチング終末点を検出する
ことができる。
【００４８】前述したような構成を有するエッチング装
置を使用して基板上にパターンを形成する方法を説明す
る。
置を使用して基板上にパターンを形成する方法を説明す
る。
【００４９】まず、多層膜が形成されている基板をチャ
ック３４の上部面に置く。最上層膜の上部面にはエッチ
ングマスクとしてフォトレジストが形成されている。ま
た、加工チャンバ３２は最上層膜をエッチングするため
の工程雰囲気にする。即ち、加工チャンバ３２内にエッ
チングガスを提供し、加工チャンバ３２の上部電極３６
ａにパワーを印加する。また、チャック３４にもバイア
スパワー提供部３８を印加する。また、加工チャンバ３
２内部に所定の圧力および温度を有するように組成す
る。
ック３４の上部面に置く。最上層膜の上部面にはエッチ
ングマスクとしてフォトレジストが形成されている。ま
た、加工チャンバ３２は最上層膜をエッチングするため
の工程雰囲気にする。即ち、加工チャンバ３２内にエッ
チングガスを提供し、加工チャンバ３２の上部電極３６
ａにパワーを印加する。また、チャック３４にもバイア
スパワー提供部３８を印加する。また、加工チャンバ３
２内部に所定の圧力および温度を有するように組成す
る。
【００５０】そうすると、エッチングガスが解離されプ
ラズマ状態が形成され、プラズマ状態のプラズマイオン
が基板上の膜と反応してエッチングが実施される。エッ
チングの実施時に、膜とプラズマイオンが反応しながら
反応副産物に光を放出することになり、この時、放出す
る光はプラズマイオンと反応する膜により波長が異な
る。そのゆえに、エッチング中に放出する光をエッチン
グ終末点検出窓１０を通じて検出部４０により検出し、
検出した光の波長からエッチング終末点を検出する。
ラズマ状態が形成され、プラズマ状態のプラズマイオン
が基板上の膜と反応してエッチングが実施される。エッ
チングの実施時に、膜とプラズマイオンが反応しながら
反応副産物に光を放出することになり、この時、放出す
る光はプラズマイオンと反応する膜により波長が異な
る。そのゆえに、エッチング中に放出する光をエッチン
グ終末点検出窓１０を通じて検出部４０により検出し、
検出した光の波長からエッチング終末点を検出する。
【００５１】エッチング終末点検出窓１０は、光が透過
されて外に出る部位に密着されるキャッピング部１４の
みが石英で形成され、本体１２はアルミニウムまたはア
ルミニウム合金で形成されるので、従来のように全てが
石英で形成されるエッチング終末点検出窓に比べて相対
的に耐磨耗性および粗さが良好である。これにより、エ
ッチング中に形成されるプラズマイオンとエッチング終
末点検出窓１０が衝突して、エッチング終末点検出窓１
０の表面が損傷されることを最少化することができる。
そのゆえに、エッチング終末点検出窓１０の損傷により
発生するパーティクルが、エッチングが実施される基板
上に定着して発生するブリッジなどのような不良が最少
化でき、また、エッチング終末点検出窓１０の交換周期
も少なくてすむようになり半導体装置の製造原価を減少
させることができる。
されて外に出る部位に密着されるキャッピング部１４の
みが石英で形成され、本体１２はアルミニウムまたはア
ルミニウム合金で形成されるので、従来のように全てが
石英で形成されるエッチング終末点検出窓に比べて相対
的に耐磨耗性および粗さが良好である。これにより、エ
ッチング中に形成されるプラズマイオンとエッチング終
末点検出窓１０が衝突して、エッチング終末点検出窓１
０の表面が損傷されることを最少化することができる。
そのゆえに、エッチング終末点検出窓１０の損傷により
発生するパーティクルが、エッチングが実施される基板
上に定着して発生するブリッジなどのような不良が最少
化でき、また、エッチング終末点検出窓１０の交換周期
も少なくてすむようになり半導体装置の製造原価を減少
させることができる。
【００５２】（パーティクル検査）図８から図９は、従
来のエッチング装置および本発明の一実施形態によるエ
ッチング装置を使用して各々エッチング工程を実施した
後、パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
来のエッチング装置および本発明の一実施形態によるエ
ッチング装置を使用して各々エッチング工程を実施した
後、パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
【００５３】加工チャンバの側壁に従来のエッチング終
末点検出窓が締結されているエッチング装置を使用して
基板上の膜エッチングし、パーティクルの発生程度を検
査した。また、加工チャンバの側壁に本発明の一実施形
態によるエッチング終末点検出窓が締結されているエッ
チング装置を使用して基板上の膜をエッチングし、パー
ティクルの発生程度を検査した。パーティクル検査は工
程が進行された各々のロットで一つのウェーハをサンプ
リングして実施した。各々のエッチング装置は、エッチ
ング終末点検出窓のみを交換することで、従来装置と本
発明装置として提供し、基本的には同一の装置を使用し
た。また、検査は、二台の同種のエッチング装置により
実施した。従来装置を従来装置＃１（図８）、および従
来装置＃２（図９）、本発明の一実施形態によるエッチ
ング装置を本発明装置＃１（図８）および本発明装置＃
２（図９）とする。
末点検出窓が締結されているエッチング装置を使用して
基板上の膜エッチングし、パーティクルの発生程度を検
査した。また、加工チャンバの側壁に本発明の一実施形
態によるエッチング終末点検出窓が締結されているエッ
チング装置を使用して基板上の膜をエッチングし、パー
ティクルの発生程度を検査した。パーティクル検査は工
程が進行された各々のロットで一つのウェーハをサンプ
リングして実施した。各々のエッチング装置は、エッチ
ング終末点検出窓のみを交換することで、従来装置と本
発明装置として提供し、基本的には同一の装置を使用し
た。また、検査は、二台の同種のエッチング装置により
実施した。従来装置を従来装置＃１（図８）、および従
来装置＃２（図９）、本発明の一実施形態によるエッチ
ング装置を本発明装置＃１（図８）および本発明装置＃
２（図９）とする。
【００５４】図８から図９に示したグラフで、Ｘ軸のＩ
に該当されるデータは、従来のエッチング終末点検出窓
を用いて取得したものであり、Ｘ軸のＩＩに該当される
データは、本発明の一実施形態によるエッチング終末点
検出窓を用いて取得したものである。
に該当されるデータは、従来のエッチング終末点検出窓
を用いて取得したものであり、Ｘ軸のＩＩに該当される
データは、本発明の一実施形態によるエッチング終末点
検出窓を用いて取得したものである。
【００５５】グラフで、一つの点は各ウェーハロットで
サンプリングされた一つのウェーハ上に発生したスクラ
ッチ個数を意味である。即ち、一つの点は一つのウェー
ハロットを代表するデータである。示したように、従来
のエッチング終末点検出窓を締結したエッチング装置を
使用した場合は、本発明の一実施形態によるエッチング
終末点検出窓が締結されたエッチング装置を使用した場
合に比べてパーティクルの発生が多かった。特に、従来
のエッチング終末点検出窓を締結したエッチング装置を
使用した場合は周期的にパーティクルの発生が増加され
たことが分かる。これは従来のエッチング終末点検出窓
を締結し、続けてエッチングを実施すると、ある時点か
ら前記のエッチング終末点検出窓が損傷され、基板上に
パーティクルを発生させることを意味である。
サンプリングされた一つのウェーハ上に発生したスクラ
ッチ個数を意味である。即ち、一つの点は一つのウェー
ハロットを代表するデータである。示したように、従来
のエッチング終末点検出窓を締結したエッチング装置を
使用した場合は、本発明の一実施形態によるエッチング
終末点検出窓が締結されたエッチング装置を使用した場
合に比べてパーティクルの発生が多かった。特に、従来
のエッチング終末点検出窓を締結したエッチング装置を
使用した場合は周期的にパーティクルの発生が増加され
たことが分かる。これは従来のエッチング終末点検出窓
を締結し、続けてエッチングを実施すると、ある時点か
ら前記のエッチング終末点検出窓が損傷され、基板上に
パーティクルを発生させることを意味である。
【００５６】図８および図９のグラフを数値化した表１
を参照してさらに説明する。
を参照してさらに説明する。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１において、正常ロットは各ロットでサ
ンプリングされた一つのウェーハでのパーティクルを測
定した時に、ウェーハ上で検出されたパーティクルの個
数が２０個以下であるロット（Ｌｏｔ）である。ここ
で、従来のエッチング終末点検出窓が締結されたエッチ
ング装置で進行されたロットは、正常ロットが約７８％
であり、一方、本発明の一実施形態によるエッチング終
末点検出窓が締結されたエッチング装置で進行されたロ
ットは正常ロットが約９１％に増加された。これは、本
発明の一実施形態によるエッチング終末点検出窓を締結
することにより、エッチング中に発生するパーティクル
が減少できたことを示している。
ンプリングされた一つのウェーハでのパーティクルを測
定した時に、ウェーハ上で検出されたパーティクルの個
数が２０個以下であるロット（Ｌｏｔ）である。ここ
で、従来のエッチング終末点検出窓が締結されたエッチ
ング装置で進行されたロットは、正常ロットが約７８％
であり、一方、本発明の一実施形態によるエッチング終
末点検出窓が締結されたエッチング装置で進行されたロ
ットは正常ロットが約９１％に増加された。これは、本
発明の一実施形態によるエッチング終末点検出窓を締結
することにより、エッチング中に発生するパーティクル
が減少できたことを示している。
【００５９】以上、本発明の実施形態を詳細に説明した
が、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分
野において通常の知識を有するものであれば本発明の思
想と精神を離れることなく、本発明の実施形態を修正ま
たは変更できるであろう。
が、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分
野において通常の知識を有するものであれば本発明の思
想と精神を離れることなく、本発明の実施形態を修正ま
たは変更できるであろう。
【００６０】
【発明の効果】本発明によると、エッチング装置の一側
に締結されるエッチング終末点検出窓をアルミニウムま
たはアルミニウム合金で形成され、光が透過されて出る
部位のみを石英ガラスによってキャッピングしたこと
で、エッチング時に発生するパーティクルを減少させる
ことができる。
に締結されるエッチング終末点検出窓をアルミニウムま
たはアルミニウム合金で形成され、光が透過されて出る
部位のみを石英ガラスによってキャッピングしたこと
で、エッチング時に発生するパーティクルを減少させる
ことができる。
【図１】 従来エッチング終末点検出窓が用いられたエ
ッチング装置を使用してエッチングを実施した後にブリ
ッジ不良が発生された部位の成分を分析したグラフであ
る。
ッチング装置を使用してエッチングを実施した後にブリ
ッジ不良が発生された部位の成分を分析したグラフであ
る。
【図２】 本発明の一実施形態によるエッチング終末点
検出窓を示した図である。
検出窓を示した図である。
【図３】 本発明の一実施形態によるエッチング終末点
検出窓を示した図である。
検出窓を示した図である。
【図４】 本発明の一実施形態によるエッチング終末点
検出窓を示した図である。
検出窓を示した図である。
【図５】 図２に示したエッチング終末点検出窓で、本
体とキャッピング部の結合を説明するための図である。
体とキャッピング部の結合を説明するための図である。
【図６】 本発明の一実施形態によるエッチング装置を
示す概略的な構成図である。
示す概略的な構成図である。
【図７】 図６に示したエッチング装置で検出部を説明
するための概略的な構成図である。
するための概略的な構成図である。
【図８】 従来のエッチング装置（従来装置＃１）およ
び本発明の一実施形態によるエッチング装置（本発明装
置＃１）を使用して各々エッチング工程を実施した後の
パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
び本発明の一実施形態によるエッチング装置（本発明装
置＃１）を使用して各々エッチング工程を実施した後の
パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
【図９】 従来のエッチング装置（従来装置＃２）およ
び本発明の一実施形態によるエッチング装置（本発明装
置＃２）を使用して各々エッチング工程を実施した後の
パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
び本発明の一実施形態によるエッチング装置（本発明装
置＃２）を使用して各々エッチング工程を実施した後の
パーティクルの発生程度を比較したグラフである。
１０ エッチング終末点検出窓
１２ 本体
１４ キャッピング部
３２ 加工チャンバ
３４ チャック
３６ プラズマ形成部
４０ 検出部
フロントページの続き
(72)発明者 崔 昶 源
大韓民国ソウル特別市江東区城内３洞419
−13番地 東亜アパート101棟1204号
(72)発明者 崔 炳 旭
大韓民国京畿道水原市八達区網浦洞 碧山
アパート115棟704号
(72)発明者 李 斗 元
大韓民国京畿道水原市八達区霊通洞黄骨マ
ウル 住公アパート106棟806号
Ｆターム(参考） 4K057 DA11 DA16 DB05 DD01 DE00
DJ07 DN01
5F004 AA15 BA04 BB32 CB09
Claims (10)
- 【請求項１】 エッチング工程を実施するの間に放出さ
れる光の移動経路となる貫通ホールが形成されたアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなる本体と、 前記本体の前記貫通ホールを通過した光が出る部位と結
合され、前記貫通ホールの下部を覆うように位置し、前
記光は透過させプラズマイオンは透過させない石英キャ
ップと、を有することを特徴とするエッチング装置のエ
ッチング終末点検出窓。 - 【請求項２】 前記本体は、表面に酸化アルミニウム被
膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
エッチング装置のエッチング終末点検出窓。 - 【請求項３】 前記本体は、外側壁に加工チャンバに前
記本体を固定するための第１溝が形成されていることを
特徴とする請求項１または２に記載のエッチング装置の
エッチング終末点検出窓。 - 【請求項４】 前記石英キャップは、前記本体から着脱
自在であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
つに記載のエッチング装置のエッチング終末点検出窓。 - 【請求項５】 前記本体は、前記貫通ホールから前記本
体の縁部まで延びた第２溝と、 前記第２溝内で対向する側面に設けられた第３溝とを有
し、前記石英キャップは前記第３溝に押し込まれること
により挿入され、前記貫通ホールの下部面全体を石英に
より覆うすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
一つに記載のエッチング装置のエッチング終末点検出
窓。 - 【請求項６】 基板上に形成されている膜をエッチング
して設定されたパターンを形成するための加工チャンバ
と、 前記加工チャンバの一側に締結され、前記エッチング中
に放出される光が前記加工チャンバの外部に透過するよ
うに構成され、エッチング工程を実施する間に放出され
る光の移動経路となる貫通ホールが形成されたアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなった本体を含むエッ
チング終末点検出窓と、 前記エッチング終末点検出窓を透過した光の波長を検査
してエッチング終末点を検出する検出部と、を有するこ
とを特徴とするエッチング装置。 - 【請求項７】 前記エッチング終末点検出窓の本体は、
前記貫通ホールの下部に位置し、前記貫通ホールを通過
した光が前記本体を貫通して外に出る部位と結合され、
前記貫通ホールの下部を覆うように位置する石英キャッ
プを含むことを特徴とする請求項６に記載のエッチング
装置。 - 【請求項８】 前記本体は、表面に酸化アルミニウム被
膜が形成されたことを特徴とする請求項７に記載の半導
体装置の製造に使用されるエッチング装置。 - 【請求項９】 前記エッチング終末点検出窓には、前記
光を前記検出部に伝達するための光ケーブルが連結され
ることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載
の半導体装置の製造に使用されるエッチング装置。 - 【請求項１０】 前記検出部は、特定波長を通過させる
光学フィルタ、分光器、および特定波長を増幅し電気信
号に変換する光電子増倍管を有することを特徴とする請
求項６〜９のいずれか一つに記載のエッチング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-058747 | 2001-09-21 | ||
| KR10-2001-0058747A KR100448871B1 (ko) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 식각 종말점 검출창 및 이를 채용하는 식각 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100725A true JP2003100725A (ja) | 2003-04-04 |
| JP4005882B2 JP4005882B2 (ja) | 2007-11-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4005882B2 (ja) |
| KR (1) | KR100448871B1 (ja) |
| DE (1) | DE10242888A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN104733276B (zh) * | 2013-12-20 | 2017-05-03 | 昆山国显光电有限公司 | 刻蚀机的窗口遮挡装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147433A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-23 | Hitachi Ltd | エツチング装置 |
| US4478173A (en) * | 1983-04-18 | 1984-10-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method and apparatus for sensing and controlling the intensity of energy in a deposition system |
| JPS63142634A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体製造装置 |
| JPH0610356B2 (ja) * | 1988-02-18 | 1994-02-09 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法 |
| JPH01233492A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Fujitsu Ltd | 平板型表示装置の駆動方法 |
| US5288367A (en) | 1993-02-01 | 1994-02-22 | International Business Machines Corporation | End-point detection |
| US5759424A (en) * | 1994-03-24 | 1998-06-02 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and processing method |
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