JP2003109945A - 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP2003109945A
JP2003109945A JP2001303415A JP2001303415A JP2003109945A JP 2003109945 A JP2003109945 A JP 2003109945A JP 2001303415 A JP2001303415 A JP 2001303415A JP 2001303415 A JP2001303415 A JP 2001303415A JP 2003109945 A JP2003109945 A JP 2003109945A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
semiconductor device
information
rate
formation region
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
Application number
JP2001303415A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Harakawa
正一 原川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001303415A priority Critical patent/JP2003109945A/ja
Publication of JP2003109945A publication Critical patent/JP2003109945A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチングの制御を的確かつ容易に行うこと
が可能な半導体装置の製造処理システム等を提供する。 【解決手段】 エッチング対象物の基準エッチングレー
トに関する情報を保持する保持部16と、基準エッチン
グレートに関する情報及びエッチング対象物のパターン
形成領域に関する情報に基づいて、エッチング対象物を
エッチングする際のエッチングレートを算出するエッチ
ングレート算出部15とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
処理システム及び半導体装置の製造方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI等の半導体装置の製造工程におい
て絶縁膜や金属膜等をエッチングする場合、従来は目的
とするエッチング深さを得るために、予め測定された基
準エッチングレートを用いて必要なエッチング時間を算
出している。しかしながら、上記基準エッチングレート
は、代表的な特定のパターンを用いてエッチングを行っ
た場合のエッチングレートであるため、パターンが異な
るとエッチングレートも変動するおそれがある。また、
パターン毎にエッチングレートを予め測定しておくこと
も考えられるが、そのためには多大な時間及び労力が必
要となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は基
準エッチングレートの変動等により、エッチングの制御
を的確かつ容易に行うことが困難であった。
【0004】本発明は上記従来の課題に対してなされた
ものであり、エッチングの制御を的確かつ容易に行うこ
とが可能な半導体装置の製造処理システム及び半導体装
置の製造方法等を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造処理システムは、エッチング対象物の基準エッチ
ングレートに関する情報を保持する保持部と、前記基準
エッチングレートに関する情報及び前記エッチング対象
物のパターン形成領域に関する情報に基づいて、前記エ
ッチング対象物をエッチングする際のエッチングレート
を算出するエッチングレート算出部と、を備えたことを
特徴とする。
【0006】本発明に係る半導体装置の製造方法は、エ
ッチング対象物の基準エッチングレートに関する情報と
前記エッチング対象物のパターン形成領域に関する情報
に基づいて、前記エッチング対象物をエッチングする際
のエッチングレートを算出する工程と、前記算出された
エッチングレートに基づいて、前記エッチング対象物を
エッチングする際のエッチング時間を算出する工程と、
前記算出されたエッチング時間に基づいて、前記エッチ
ング対象物をエッチングする工程と、を備えたことを特
徴とする。
【0007】本発明に係るプログラムは、半導体装置の
製造処理に適用されるプログラムであって、エッチング
対象物の基準エッチングレートに関する情報を入力する
手順と、前記基準エッチングレートに関する情報と前記
エッチング対象物のパターン形成領域に関する情報に基
づいて、前記エッチング対象物をエッチングする際のエ
ッチングレートを算出する手順と、をコンピュータに実
行させるためのものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
【0009】図1は、本実施形態に係る半導体装置の製
造処理システムの基本的な構成例を示したブロック図で
ある。
【0010】エッチング装置11は、エッチング対象物
のエッチングを行うものであり、例えばRIE装置等の
ドライエッチング装置が用いられる。エッチング対象物
には、半導体基板(半導体ウエハ)上に形成された各種
の膜(例えば、絶縁膜、半導体膜、金属膜等)の他、半
導体基板自体も含まれる。
【0011】フローデータ保持部12は半導体装置の製
造手順等を保持(記憶)するものであり、フローデータ
保持部12からは製造工程の進捗状況を管理する生産管
理部13を介して必要な情報がプロセス制御部14に入
力される。このプロセス制御部14の制御により、エッ
チング装置11内でエッチング対象物のエッチングが行
われる。エッチング対象物のエッチング時間は、後述す
るレート補正部15で算出されたエッチングレート(単
位時間あたりのエッチング量)の情報と、フローデータ
保持部12からのエッチング深さ(エッチング厚)の情
報とを用いて、プロセス制御部14によって算出され
る。
【0012】レートデータ保持部16は、エッチング装
置11でエッチングされるエッチング対象物の基準エッ
チングレートに関する情報を保持(記憶)しておくもの
である。基準エッチングレートは、エッチングのプロセ
ス条件(例えば、エッチングガスの種類、エッチングガ
スの圧力、エッチング温度、放電パワー等の条件)を固
定して、代表的な特定パターンを用いてエッチング対象
物をエッチングし、そのときに得られる測定結果に基づ
いて予め決められている。プロセス条件が複数あるよう
な場合は、各プロセス条件毎に基準エッチングレートが
レートデータ保持部16に保持される。マスクデータ保
持部17は、エッチング対象物上のレジストにパターン
を転写する際に用いるマスクのマスクデータを保持(記
憶)するものである。
【0013】レート補正部15では、マスクデータ保持
部17及びフローデータ保持部12のデータから、エッ
チング対象物のパターン形成領域に関するデータを生成
し、該データを用いてレートデータ保持部16に保持さ
れている基準エッチングレートに対する補正レート(平
均エッチングレート)の算出が行われる。なお、パター
ン形成領域には、エッチング対象物に溝や穴等の凹部を
形成する場合にはエッチングによって除去された領域が
対応し、エッチング対象物に配線等の凸部を形成する場
合にはエッチングされずに残った領域が対応する。
【0014】上述したパターン形成領域に関するデータ
には、以下に述べるようなエッチング対象物のパターン
形成領域の平面的なパターンに関するデータが含まれ、
該データはマスクデータ保持部17のマスクデータを用
いて生成される。具体的には、パターン形成領域のパタ
ーンの寸法に関するデータとして、溝パターンや配線パ
ターンといった線状パターンの幅のデータや、コンタク
トホールやスルーホールといった穴パターンの径のデー
タが含まれる。また、パターン形成領域の面積に関する
データも含まれる。面積に関するデータには、パターン
形成領域全体の面積のデータの他、例えばコンタクトホ
ール等の同一サイズの穴を多数形成する場合には穴1個
あたりの面積のデータも含まれる。さらに面積に関する
データには、エッチング対象物全体の面積に対するパタ
ーン形成領域の面積の比率に関するデータとして、例え
ばエッチング対象物をエッチングする際に用いるレジス
トの被覆率のデータが含まれる。
【0015】エッチングレートはパターンに応じて変動
しやすいが、上述したようなデータをパラメータとして
基準エッチングレートに対する補正レートを算出するこ
とで、製品等に応じて変わる種々のパターンに対して、
最適なエッチグレートを短時間で自動的に求めることが
できる。
【0016】また、上述したパターン形成領域に関する
データには、エッチング対象物のパターン形成領域の深
さに関するデータも含まれ、該データはフローデータ保
持部12のデータから得られる。例えば、エッチングレ
ートはエッチング途中の深さに応じて変動する場合があ
る。このような場合には、深さとエッチングレートとの
関係を予めレート補正部15に設定しておけば、フロー
データ保持部12からレート補正部15に目的とするエ
ッチング深さ(エッチングの最終的な到達深さ)のデー
タを入力することにより、エッチング開始時から終了時
までのエッチングレートを平均化したエッチングレート
を最適エッチングレートとして求めることができる。ま
た、エッチングマスクとなるレジストの厚さを変化させ
るような場合には、最終的な到達深さのデータとともに
レジスト厚のデータをフローデータ保持部12からレー
ト補正部15に送るようにしてもよい。この場合には、
例えば図3に示すように、レジスト33の予め決められ
た基準となる厚さ(T)からの変化量(ΔT)を初期深
さとし、エッチング対象物自体32の到達深さ(D)に
変化量ΔTを加算した値(D+ΔT)を仮想的な到達深
さとして計算を行えば、同様にして最適エッチングレー
トを求めることができる。
【0017】このように、エッチングレートが深さに応
じて変わるような場合にも、上述したようなデータをパ
ラメータとして基準エッチングレートに対する補正レー
トを算出することで、最適なエッチングレートを短時間
で自動的に求めることが可能となる。
【0018】以上説明したような各種データの少なくと
も一部を用いて、レート補正部15によりレートデータ
保持部16に保持されている基準エッチングレートに対
する補正レートの算出が行われ、算出された最適エッチ
ングレート(固定値)がプロセス制御部14に送られ
る。プロセス制御部14では、レート補正部15からの
エッチングレートの情報と、フローデータ保持部12か
らのエッチング深さの情報とから、エッチング対象物の
エッチングに必要なエッチング時間を算出する。例え
ば、レート補正部15で算出されたエッチングレートを
Rとし、フローデータ保持部12から送られてきたエッ
チング厚をDとすると、エッチング時間はD/Rとして
算出される。
【0019】以上のように、エッチングパターン(マス
クパターン)やエッチング深さ等の基準エッチングレー
トに変動を生じさせるような要素(パラメータ)を用い
て、実際にエッチングを行う際のエッチングレートを算
出することにより、製品等に応じてマスクパターン等の
仕様が異なっても、常に最適なエッチグレートを短時間
で自動的に求めることができ、エッチング時間を正確に
制御することが可能となる。したがって、エッチング工
程において不十分或いは過剰なエッチングを効果的に防
止することができる。また、マスクデータやフローデー
タといった素子設計段階で予め用意されたデータを用い
て最適エッチングレートを求めるので、データ作成のた
めに多くの時間や労力を費やす必要がない。
【0020】次に、本実施形態に係る半導体装置の製造
処理システムの動作例について、図2を参照して説明す
る。なお、ステップS11〜ステップS14については
主としてプロセス制御部14によって行われる処理、ス
テップS21〜ステップS26については主としてレー
ト補正部15によって行われる処理である。
【0021】生産管理部13によってプロセス制御部1
4に対して開始指示がなされると、プロセス制御部14
ではまず、エッチング対象物のエッチング深さ(目的と
する深さ)やエッチングの際のプロセス条件(エッチン
グガスの圧力等)といったエッチング条件に関する情報
をフローデータ保持部12から取得する(S11)。続
いて、プロセス制御部14では、最適加工時間を算出す
るための最適エッチングレートに関する問い合わせ(最
適エッチングレートを算出させるための指令)を、レー
ト補正部15に対して行う(S12)。
【0022】レート補正部15では、プロセス制御部1
4からエッチング深さの情報を含むエッチング条件の情
報を取得するとともに(S21)、レートデータ保持部
16から基準エッチングレートの情報を取得し(S2
2)、さらにマスクデータ保持部17からマスクデータ
の情報を取得する(S23)。
【0023】続いて、エッチング深さやマスクデータの
情報を用いて、最適エッチングレート(補正レート)を
得るためのパラメータ値を算出する(S24)。続い
て、算出されたパラメータ値を用いて、レートデータ保
持部16から読み出した基準エッチングレートに対する
補正演算を行い、最適エッチングレートを算出する(S
25)。以下、これらのステップ(S24、S25)に
おける処理の一例として、エッチング対象物を絶縁膜と
し、この絶縁膜にコンタクトホールを形成する例につい
て説明する。
【0024】パラメータとしては、レジスト被覆率
(α)、コンタクトホールの直径又は面積(β)、コン
タクトホールの深さ(γ)を用いる。最適エッチングレ
ートRは、これらのパラメータと基準エッチングレート
R0の関数として、一般的には、R(R0,α,β,γ)
と表すことができる。また、レジストの厚さを変化させ
るような場合には、すでに述べたように、予め決められ
た基準となるレジストの厚さTからの変化量ΔTを初期
深さ(γ1=ΔT)、エッチング対象物自体の到達深さ
(D)に変化量ΔTを加算した値を仮想的な到達深さ
(γ2=D+ΔT)とすると、最適エッチングレートR
は一般的に、R(R0,α,β,γ1,γ2)と表すこと
ができる。例えば、a、b及びcを定数として、 R=R0(1+aα)(1+bβ)(∫(1/(1+cγ))) と表すことができる。ただし、∫(1/(1+cγ))は、
γをγ1からγ2まで積分したものである。なお、ここ
での関数の構造や定数の値については、予め行われた測
定結果に基づき経験的に求められてもよいし、或いはプ
ロセスシミュレータによるシミュレーションによって求
めてもよい。
【0025】以上のようにして、パラメータ値の算出及
び最適エッチングレートの算出を行った後、得られた最
適エッチングレートのデータをレート補正部15からプ
ロセス制御部14に送出する(S26)。
【0026】プロセス制御部14では、得られた最適エ
ッチングレートRを用いて最適エッチング時間tを算出
する(S13)。最適エッチング時間tは、エッチング
対象物の目的とするエッチング厚、例えば到達深さD
と、最適エッチングレートRとから、 t=D/R として算出される。算出された最適エッチング時間は、
プロセス制御部14からエッチング装置11に送出され
る(S14)。
【0027】エッチング装置11では、最適エッチング
時間でエッチング対象物に対して、例えば図4(a)及
び図4(b)に示すようにしてエッチングを行う。図4
(a)は、トランジスタ等の素子を有する基板31上に
形成された金属膜32aをエッチング対象物とし、レジ
スト33をマスクとして金属膜32aに配線を形成する
例である。図4(b)は、トランジスタ等の素子を有す
る基板31上に形成された絶縁膜32bをエッチング対
象物とし、レジスト33をマスクとして絶縁膜32bに
溝やコンタクトホールを形成する例である。いずれの場
合にも、上述したような方法で得られた最適エッチング
時間でエッチングを行うことにより、精度よくエッチン
グ深さを制御することができる。
【0028】なお、上述した半導体装置の製造処理シス
テムの制御の少なくとも一部は、制御手順を記載したプ
ログラムによって実現することができる。このプログラ
ムは、例えばCD−ROM等の可搬性記録媒体や所定の
通信手段(伝送手段)により、独立して取引可能であ
る。
【0029】また、上述したプロセス制御部やレート補
正部は、エッチング装置毎に独立に設けてもよいし、複
数のエッチング装置(例えば、酸化膜用エッチング装置
及びAl膜用エッチング装置等)に対して共通に設けて
もよい。
【0030】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施するこ
とが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み
合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例え
ば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除
されても、所定の効果が得られるものであれば発明とし
て抽出され得る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、最適なエッチングレー
トを容易に求めることができ、エッチングの制御を的確
かつ容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造処理
システムの構成例を示したブロック図。
【図2】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造処理
システムの動作例を示したフローチャート。
【図3】本発明の実施形態に係り、最適エッチングレー
トを求めるための要素の一部を説明するための図。
【図4】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造処理
システムを用いた製造工程の例を示した図。
【符号の説明】
11…エッチング装置 12…フローデータ保持部 13…生産管理部 14…プロセス制御部 15…レート補正部 16…レートデータ保持部 17…マスクデータ保持部 31…基板 32…エッチング対象物 32a…金属膜 32b…絶縁膜 33…レジスト

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エッチング対象物の基準エッチングレート
    に関する情報を保持する保持部と、 前記基準エッチングレートに関する情報及び前記エッチ
    ング対象物のパターン形成領域に関する情報に基づい
    て、前記エッチング対象物をエッチングする際のエッチ
    ングレートを算出するエッチングレート算出部と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造処理システ
    ム。
  2. 【請求項2】前記エッチングレート算出部で算出された
    エッチングレートに基づいて、前記エッチング対象物を
    エッチングする際のエッチング時間を算出するエッチン
    グ時間算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項1
    に記載の半導体装置の製造処理システム。
  3. 【請求項3】前記エッチング時間算出部で算出されたエ
    ッチング時間に基づいて、前記エッチング対象物をエッ
    チングするエッチング装置をさらに備えたことを特徴と
    する請求項2に記載の半導体装置の製造処理システム。
  4. 【請求項4】前記パターン形成領域に関する情報は、パ
    ターン形成領域の寸法、パターン形成領域の面積及びパ
    ターン形成領域の深さのなかの少なくとも一つに関する
    情報であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    に記載の半導体装置の製造処理システム。
  5. 【請求項5】前記パターン形成領域に関する情報の少な
    くとも一部は、前記エッチング対象物上のレジストに前
    記パターン形成領域の平面パターンに対応したパターン
    を転写するマスクのマスクデータから得られることを特
    徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置
    の製造処理システム。
  6. 【請求項6】前記パターン形成領域に関する情報の少な
    くとも一部は、前記エッチング対象物を含む半導体装置
    の製造手順を示すフローデータから得られることを特徴
    とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の
    製造処理システム。
  7. 【請求項7】エッチング対象物の基準エッチングレート
    に関する情報と前記エッチング対象物のパターン形成領
    域に関する情報に基づいて、前記エッチング対象物をエ
    ッチングする際のエッチングレートを算出する工程と、 前記算出されたエッチングレートに基づいて、前記エッ
    チング対象物をエッチングする際のエッチング時間を算
    出する工程と、 前記算出されたエッチング時間に基づいて、前記エッチ
    ング対象物をエッチングする工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】前記パターン形成領域に関する情報は、パ
    ターン形成領域の寸法、パターン形成領域の面積及びパ
    ターン形成領域の深さのなかの少なくとも一つに関する
    情報であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装
    置の製造方法。
  9. 【請求項9】前記パターン形成領域に関する情報の少な
    くとも一部は、前記エッチング対象物上のレジストに前
    記パターン形成領域の平面パターンに対応したパターン
    を転写するマスクのマスクデータから得られることを特
    徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】前記パターン形成領域に関する情報の少
    なくとも一部は、前記エッチング対象物を含む半導体装
    置の製造手順を示すフローデータから得られることを特
    徴とする7に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】半導体装置の製造処理に適用されるプロ
    グラムであって、 エッチング対象物の基準エッチングレートに関する情報
    を入力する手順と、 前記基準エッチングレートに関する情報と前記エッチン
    グ対象物のパターン形成領域に関する情報に基づいて、
    前記エッチング対象物をエッチングする際のエッチング
    レートを算出する手順と、 をコンピュータに実行させるためのプログラム。
JP2001303415A 2001-09-28 2001-09-28 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法 Pending JP2003109945A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303415A JP2003109945A (ja) 2001-09-28 2001-09-28 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303415A JP2003109945A (ja) 2001-09-28 2001-09-28 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003109945A true JP2003109945A (ja) 2003-04-11

Family

ID=19123504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001303415A Pending JP2003109945A (ja) 2001-09-28 2001-09-28 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003109945A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347585A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Hitachi Ltd 半導体デバイス製造方法およびそのシステム
JP2010283383A (ja) * 2010-08-31 2010-12-16 Hitachi Ltd 半導体デバイス製造方法およびそのシステム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347585A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Hitachi Ltd 半導体デバイス製造方法およびそのシステム
JP2010283383A (ja) * 2010-08-31 2010-12-16 Hitachi Ltd 半導体デバイス製造方法およびそのシステム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5388396B2 (ja) フィードバックエッチング制御を用いて臨界寸法を制御するための方法および装置
TWI410822B (zh) 先進製程控制方法和系統
US8683395B2 (en) Method and system for feed-forward advanced process control
JP2004524685A (ja) エッチング選択度を制御するための方法と装置
JP2003109945A (ja) 半導体装置の製造処理システム及び半導体装置の製造方法
KR100836945B1 (ko) 게이트 전극 폭의 변동을 감소시키는 방법
KR101126154B1 (ko) 에칭 마스크 형성 방법 및 프로그램 저장 매체
US6895295B1 (en) Method and apparatus for controlling a multi-chamber processing tool
US6808591B1 (en) Model based metal overetch control
JPH10335309A (ja) プラズマ処理システム
JPH0766172A (ja) エッチング量の管理方法
CN114450779A (zh) 切割系统以及切割方法
US7135412B2 (en) Method to control a management system to control semiconductor manufacturing equipment
JP4328516B2 (ja) レジストパターンの形成方法及び加熱処理装置
TW201721787A (zh) 用於控制蝕刻製程之系統及方法
JPH07176520A (ja) 半導体製造装置
CN115274488A (zh) 碳化硅裸片与碳化硅掩膜层刻蚀深度选择比预测方法
JP2004014874A (ja) 半導体装置の製造方法
KR19980067203A (ko) 반도체 장치의 스페이서 형성방법
JPH0412026B2 (ja)
JP2000208478A (ja) 処理装置及び処理方法
JP2003308110A (ja) プロセス工程管理方法及びプロセス工程管理システム
JP2003347258A (ja) 研磨方法および研磨システム
JP2003332329A (ja) 半導体装置の製造方法およびそのシステム
JPS59201423A (ja) 半導体写真食刻プロセス制御方式

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061219

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070417