JP2845199B2 - ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング装置およびドライエッチング方法Info
- Publication number
- JP2845199B2 JP2845199B2 JP8154685A JP15468596A JP2845199B2 JP 2845199 B2 JP2845199 B2 JP 2845199B2 JP 8154685 A JP8154685 A JP 8154685A JP 15468596 A JP15468596 A JP 15468596A JP 2845199 B2 JP2845199 B2 JP 2845199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric plate
- dry etching
- etching
- plasma
- coil
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 title claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 113
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 55
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 38
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 11
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 101710162453 Replication factor A Proteins 0.000 description 1
- 102100035729 Replication protein A 70 kDa DNA-binding subunit Human genes 0.000 description 1
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32963—End-point detection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32972—Spectral analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に使用するドライエッチング装置およびドライエッチン
グ方法に関する。
に使用するドライエッチング装置およびドライエッチン
グ方法に関する。
【０００１】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、マス
クパターンに対して異方性エッチングを行うことのでき
るプラズマを用いたエッチング装置が広く使用されてい
る。このプラズマを用いたドライエッチング装置にあっ
ては、反応容器内で生成されたプラズマ中の中性ラジカ
ルとイオンとの複合的な作用によりエッチングを行って
いる。中性ラジカルは、被エッチング膜と反応してエッ
チングの主体的役割を演じ、イオンは、対象物の表面に
イオン衝撃によりエネルギーを与え、このエネルギーに
よりエッチングを進行させることができる。
クパターンに対して異方性エッチングを行うことのでき
るプラズマを用いたエッチング装置が広く使用されてい
る。このプラズマを用いたドライエッチング装置にあっ
ては、反応容器内で生成されたプラズマ中の中性ラジカ
ルとイオンとの複合的な作用によりエッチングを行って
いる。中性ラジカルは、被エッチング膜と反応してエッ
チングの主体的役割を演じ、イオンは、対象物の表面に
イオン衝撃によりエネルギーを与え、このエネルギーに
よりエッチングを進行させることができる。
【０００２】異方性を高めるためには、ウェーハに対し
てイオンを垂直に入射させる必要があるが、イオンは中
性ガス分子との気相中における衝突により散乱し、この
運動方向を揃えることが難しい。そこで、反応容器内の
圧力を下げることにより中性分子数を減少させ、イオン
と中性ガス分子との衝突を低減することが考えられる
が、この場合生成されるプラズマ自体の密度も低下して
しまう。この問題を解決するものとして、低圧力領域に
おいても十分なプラズマ密度が得られるドライエッチン
グ装置が提案されている（例えば、特開平６−８４８１
１号公報）。図７に示されるこの装置は、誘電体プレー
ト２５上に配置された高周波コイル２２に高周波電流を
流すことにより、反応器２１内部に誘電体プレート２５
を通して誘電体プレート２５に平行の磁界を発生させ、
この誘導磁界により低圧領域でも高密度プラズマを生成
することができるものである。この誘電体プレート２５
に対向する下部電極２９に対象物となる処理ウェーハ２
８を配置して、下部電極２９に自己バイアス電圧を生じ
させることで、処理ウェーハ２８にプラズマ中のイオン
が垂直に入射して異方性の高いエッチングを行うことが
できる。
てイオンを垂直に入射させる必要があるが、イオンは中
性ガス分子との気相中における衝突により散乱し、この
運動方向を揃えることが難しい。そこで、反応容器内の
圧力を下げることにより中性分子数を減少させ、イオン
と中性ガス分子との衝突を低減することが考えられる
が、この場合生成されるプラズマ自体の密度も低下して
しまう。この問題を解決するものとして、低圧力領域に
おいても十分なプラズマ密度が得られるドライエッチン
グ装置が提案されている（例えば、特開平６−８４８１
１号公報）。図７に示されるこの装置は、誘電体プレー
ト２５上に配置された高周波コイル２２に高周波電流を
流すことにより、反応器２１内部に誘電体プレート２５
を通して誘電体プレート２５に平行の磁界を発生させ、
この誘導磁界により低圧領域でも高密度プラズマを生成
することができるものである。この誘電体プレート２５
に対向する下部電極２９に対象物となる処理ウェーハ２
８を配置して、下部電極２９に自己バイアス電圧を生じ
させることで、処理ウェーハ２８にプラズマ中のイオン
が垂直に入射して異方性の高いエッチングを行うことが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プラズマを用いたプラ
ズマエッチングは、被エッチング膜と中性ラジカルの化
学反応とイオン衝撃によるイオンアシスト効果により行
われる。より異方性の高い・高精度のエッチングを行う
には、エッチングにより被エッチング膜から放出された
物質が反応してできた反応生成物が側壁に形成されてで
きる側壁保護膜を利用してサイドエッチングを防止する
ことが有効である。この反応生成物はパターン側壁部以
外にも形成されるが、異方性エッチングのエッチング方
向の面であるレジスト表面や被エッチング面では、イオ
ン衝撃の効果により反応生成物の成長速度よりもエッチ
ング速度のほうが速いので反応生成物は成長せず、パタ
ーン側壁部のみ成長する。このため、保護膜となるべき
反応生成物は誘電体プレートにも付着する。図７に示さ
れる従来の装置では、高周波コイル２２の下にある誘電
体プレート２５にかかるイオンエネルギーの制御ができ
ないので、誘電体プレート２５に付着した反応生成物
が、エッチングの進行とともにイオン衝撃によりスパッ
タされ気相中に放出された後、被エッチング膜の側壁に
堆積するなどしてエッチングパターンに付着する。した
がって、エッチング形状に大きな影響を与え、特に、連
続したエッチング処理中には、次第に気相中の反応生成
物の量が増加して、エッチングパターンに付着するデポ
ジションの量も増加するので、処理枚数の増加とともに
エッチング形状が次第に変化してしまうという問題点が
ある。
ズマエッチングは、被エッチング膜と中性ラジカルの化
学反応とイオン衝撃によるイオンアシスト効果により行
われる。より異方性の高い・高精度のエッチングを行う
には、エッチングにより被エッチング膜から放出された
物質が反応してできた反応生成物が側壁に形成されてで
きる側壁保護膜を利用してサイドエッチングを防止する
ことが有効である。この反応生成物はパターン側壁部以
外にも形成されるが、異方性エッチングのエッチング方
向の面であるレジスト表面や被エッチング面では、イオ
ン衝撃の効果により反応生成物の成長速度よりもエッチ
ング速度のほうが速いので反応生成物は成長せず、パタ
ーン側壁部のみ成長する。このため、保護膜となるべき
反応生成物は誘電体プレートにも付着する。図７に示さ
れる従来の装置では、高周波コイル２２の下にある誘電
体プレート２５にかかるイオンエネルギーの制御ができ
ないので、誘電体プレート２５に付着した反応生成物
が、エッチングの進行とともにイオン衝撃によりスパッ
タされ気相中に放出された後、被エッチング膜の側壁に
堆積するなどしてエッチングパターンに付着する。した
がって、エッチング形状に大きな影響を与え、特に、連
続したエッチング処理中には、次第に気相中の反応生成
物の量が増加して、エッチングパターンに付着するデポ
ジションの量も増加するので、処理枚数の増加とともに
エッチング形状が次第に変化してしまうという問題点が
ある。
【０００４】本発明は、連続したエッチング処理中のエ
ッチングパターンに付着するデポジションの量を制御し
て、連続した処理におけるいずれの対象物においても、
そのエッチング形状を設計値とすることのできるドライ
エッチング装置およびエッチング方法を提供することを
目的とする。
ッチングパターンに付着するデポジションの量を制御し
て、連続した処理におけるいずれの対象物においても、
そのエッチング形状を設計値とすることのできるドライ
エッチング装置およびエッチング方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本願発明によるドライ
エッチング装置は、反応容器内のプラズマ中の反応生成
物の発光スペクトル強度を検出する検出手段と、処理対
象物に対し前記プラズマを発生するために設けられた誘
電体プレート及び高周波コイルと、前記検出手段により
検出された発光スペクトル強度に連動して前記誘電体プ
レート及び前記高周波コイル間の距離を変化させる駆動
機構とを備えることを基本構成としている。
エッチング装置は、反応容器内のプラズマ中の反応生成
物の発光スペクトル強度を検出する検出手段と、処理対
象物に対し前記プラズマを発生するために設けられた誘
電体プレート及び高周波コイルと、前記検出手段により
検出された発光スペクトル強度に連動して前記誘電体プ
レート及び前記高周波コイル間の距離を変化させる駆動
機構とを備えることを基本構成としている。
【０００６】 さらに、本願発明によるドライエッチン
グ方法は、誘電体プレート及び高周波コイルによりプラ
ズマ発生させて被処理ウェーハに対しドライエッチング
処理を行うドライエッチング方法において、前記プラズ
マ中の反応生成物の発光スペクトル強度を検出し、その
検出データに基づき前記誘電体プレートと前記高周波コ
イルとの間隔を変更し、ドライエッチング処理を行うこ
とを基本構成としている。
グ方法は、誘電体プレート及び高周波コイルによりプラ
ズマ発生させて被処理ウェーハに対しドライエッチング
処理を行うドライエッチング方法において、前記プラズ
マ中の反応生成物の発光スペクトル強度を検出し、その
検出データに基づき前記誘電体プレートと前記高周波コ
イルとの間隔を変更し、ドライエッチング処理を行うこ
とを基本構成としている。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】プラズマ中の反応生成物の量を制御すること
で、あるいは、誘電体プレートからスパッタされる反応
生成物の量を制御することで、被エッチング膜の側壁に
堆積するなどしてエッチングパターンに付着するデポジ
ションの量が抑制される。特に、連続した処理における
いずれの対象物においても、プラズマ中の反応生成物の
量を一定に制御することで、そのエッチング形状が均一
となる。
で、あるいは、誘電体プレートからスパッタされる反応
生成物の量を制御することで、被エッチング膜の側壁に
堆積するなどしてエッチングパターンに付着するデポジ
ションの量が抑制される。特に、連続した処理における
いずれの対象物においても、プラズマ中の反応生成物の
量を一定に制御することで、そのエッチング形状が均一
となる。
【００１５】さらに、エッチング形状が設計値となるよ
うに条件設定された最初のエッチング処理中のプラズマ
中の反応生成物の量を基準値とすることで、連続処理に
おけるいずれの対象物にも設計値となる形状のエッチン
グがなされる。
うに条件設定された最初のエッチング処理中のプラズマ
中の反応生成物の量を基準値とすることで、連続処理に
おけるいずれの対象物にも設計値となる形状のエッチン
グがなされる。
【００１６】また、例えば、ポリシリコンゲート形成の
ためのポリシリコン膜エッチングなどにおいて、エッチ
ング形状を決定するメインエッチングの段階では、プラ
ズマ中の反応生成物の量を制御し、エッチングパターン
に付着するデポジションの量を抑制して異方性を向上さ
せ、終点検出による被エッチング膜の終点を検出した後
のオーバーエッチングの段階では、プラズマ中の反応生
成物の量を増加させれば、エッチングパターンに付着し
た反応生成物によって、残渣として残っている被エッチ
ング膜の除去を下地ゲート酸化膜をエッチングすること
なく行え、エッチングの選択性が向上する。
ためのポリシリコン膜エッチングなどにおいて、エッチ
ング形状を決定するメインエッチングの段階では、プラ
ズマ中の反応生成物の量を制御し、エッチングパターン
に付着するデポジションの量を抑制して異方性を向上さ
せ、終点検出による被エッチング膜の終点を検出した後
のオーバーエッチングの段階では、プラズマ中の反応生
成物の量を増加させれば、エッチングパターンに付着し
た反応生成物によって、残渣として残っている被エッチ
ング膜の除去を下地ゲート酸化膜をエッチングすること
なく行え、エッチングの選択性が向上する。
【００１７】また、高周波コイルと誘電体プレートとの
間隔を調整して広げれば、プラズマと誘電体プレート間
の誘導結合成分に対する容量結合成分の比率が低下す
る。これにより、誘電体プレートに加わるシース電圧が
低下して、プラズマ中のイオンエネルギーが抑制され、
誘電体プレートからイオン衝撃によりスパッタされる反
応生成物の量が抑制され、プラズマ中の反応生成物の量
を減少させる。また、この状態から高周波コイルと誘電
体プレートとの間隔を狭めれば、逆に、プラズマ中の反
応生成物の量が増加する。したがって、高周波コイルと
誘電体プレートとの間隔の調整によって、プラズマ中の
反応生成物の量が制御される。
間隔を調整して広げれば、プラズマと誘電体プレート間
の誘導結合成分に対する容量結合成分の比率が低下す
る。これにより、誘電体プレートに加わるシース電圧が
低下して、プラズマ中のイオンエネルギーが抑制され、
誘電体プレートからイオン衝撃によりスパッタされる反
応生成物の量が抑制され、プラズマ中の反応生成物の量
を減少させる。また、この状態から高周波コイルと誘電
体プレートとの間隔を狭めれば、逆に、プラズマ中の反
応生成物の量が増加する。したがって、高周波コイルと
誘電体プレートとの間隔の調整によって、プラズマ中の
反応生成物の量が制御される。
【００１８】また、プラズマ中の反応生成物の量は、そ
の特定波長の発光スペクトル強度を指標として検知さ
れ、連動手段によってその検知データから高周波コイル
と誘電体プレートとの間隔の調整量が計算されて、間隔
調整手段によって高周波コイルと誘電体プレートとの間
隔が調整される。
の特定波長の発光スペクトル強度を指標として検知さ
れ、連動手段によってその検知データから高周波コイル
と誘電体プレートとの間隔の調整量が計算されて、間隔
調整手段によって高周波コイルと誘電体プレートとの間
隔が調整される。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明によるドライエッチング装
置の一実施の形態について説明する。
置の一実施の形態について説明する。
【００２０】図１に示される誘導結合型のドライエッチ
ング装置は、電気的に接地された反応容器１と、その上
部に配置された誘電体プレート５と、反応容器１の外部
で誘電体プレート５の上部に配置される高周波コイルで
あるＲＦコイル２と、第１のチューニング機構（図示せ
ず）を備えてＲＦコイル２に接続する第１の高周波電源
３と、反応容器１内で誘電体プレート５に対向して配置
された下部電極９と、第２のチューニング機構（図示せ
ず）を備えて下部電極９に接続する第２の高周波電源４
と、ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔調整手段
であるコイル駆動機構１０と、プラズマ中の反応生成物
の発光スペクトル強度の検知手段である発光分析器１１
と、発光分析器１１からの検知データから、ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔の調整量を計算してコイ
ル駆動機構１０を作動させる連動手段１２とからなる。
ング装置は、電気的に接地された反応容器１と、その上
部に配置された誘電体プレート５と、反応容器１の外部
で誘電体プレート５の上部に配置される高周波コイルで
あるＲＦコイル２と、第１のチューニング機構（図示せ
ず）を備えてＲＦコイル２に接続する第１の高周波電源
３と、反応容器１内で誘電体プレート５に対向して配置
された下部電極９と、第２のチューニング機構（図示せ
ず）を備えて下部電極９に接続する第２の高周波電源４
と、ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔調整手段
であるコイル駆動機構１０と、プラズマ中の反応生成物
の発光スペクトル強度の検知手段である発光分析器１１
と、発光分析器１１からの検知データから、ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔の調整量を計算してコイ
ル駆動機構１０を作動させる連動手段１２とからなる。
【００２１】この反応容器１内にガス導入リング（図示
せず）から処理ガスを導入して圧力を調整してから、Ｒ
Ｆコイル２にマッチング回路（図示せず）を通して高周
波電源３からの高周波電流を流すことで、誘電体プレー
ト５を通して誘電体プレート５に平行な磁界を発生させ
て、反応容器１内にプラズマを生成することができる。
エッチングは処理ウェーハ８を下部電極９上に配置し
て、下部電極９上に自己バイアス電圧を生じさせること
で行われる。
せず）から処理ガスを導入して圧力を調整してから、Ｒ
Ｆコイル２にマッチング回路（図示せず）を通して高周
波電源３からの高周波電流を流すことで、誘電体プレー
ト５を通して誘電体プレート５に平行な磁界を発生させ
て、反応容器１内にプラズマを生成することができる。
エッチングは処理ウェーハ８を下部電極９上に配置し
て、下部電極９上に自己バイアス電圧を生じさせること
で行われる。
【００２２】発光分析器１１は、反応容器１内のプラズ
マ中の反応生成物の特定波長の発光強度を検知する。発
光分析器１１に接続する連動手段１２では、その検知デ
ータをコンピュータ処理して、ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔の調整量を計算して、コイル駆動機構
１０を作動させる。そして、コイル駆動機構１０によっ
て、ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔が調整さ
れる。
マ中の反応生成物の特定波長の発光強度を検知する。発
光分析器１１に接続する連動手段１２では、その検知デ
ータをコンピュータ処理して、ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔の調整量を計算して、コイル駆動機構
１０を作動させる。そして、コイル駆動機構１０によっ
て、ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔が調整さ
れる。
【００２３】ＲＦコイル２は、この場合、断面矩形の導
線が巻かれたコイルが平面渦巻き状に固定板６の下面に
配置されている。ＲＦコイル２の中心２ａが渦巻きの始
点で、端部２ｂが渦巻きの終点となっている。この固定
板６に連結するコイル駆動機構１０からの支持部１０ａ
が、コイル駆動機構１０によって、この場合、上方向に
引き上げられることによって、図２に示されるように、
ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔を広げること
ができる。
線が巻かれたコイルが平面渦巻き状に固定板６の下面に
配置されている。ＲＦコイル２の中心２ａが渦巻きの始
点で、端部２ｂが渦巻きの終点となっている。この固定
板６に連結するコイル駆動機構１０からの支持部１０ａ
が、コイル駆動機構１０によって、この場合、上方向に
引き上げられることによって、図２に示されるように、
ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔を広げること
ができる。
【００２４】本発明によるドライエッチング方法の一実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２５】まず、前述のドライエッチング装置によっ
て、連続したエッチング処理がなされた場合の手順を図
３に示されるフローチャートによって説明する。
て、連続したエッチング処理がなされた場合の手順を図
３に示されるフローチャートによって説明する。
【００２６】まず始めに、エッチング開始後、処理ウェ
ーハ８の処理枚数１枚目のプラズマ中の反応生成物の特
定波長の発光スペクトル強度を発光分析器１１で検知し
て、連動手段１２に基準値として記録する。
ーハ８の処理枚数１枚目のプラズマ中の反応生成物の特
定波長の発光スペクトル強度を発光分析器１１で検知し
て、連動手段１２に基準値として記録する。
【００２７】次いで、処理枚数２枚目のエッチング開始
直後、発光スペクトル強度を検知して基準値と比較す
る。処理枚数２枚目の発光スペクトル強度が、基準値に
対して大きい場合、エッチングを継続しながらコイル駆
動機構１０を駆動させてＲＦコイル２と誘電体プレート
５との間隔を調整する。調整後、再度発光スペクトル強
度を検知して基準値との比較を行う。比較の結果、基準
値に対して発光スペクトル強度が大きい場合、エッチン
グを継続しながら再度ＲＦコイル２と誘電体プレート５
との間隔の調整を行う。基準値と発光スペクトル強度が
同じであるときは、ＲＦコイル２と誘電体プレート５の
間をそのままの距離でエッチングを継続する。エッチン
グ終了後、次に処理を行う処理ウェーハ８がある場合は
エッチング開始後、発光スペクトル強度の検知を行うと
ころから同様の処理を繰り返す。処理終了後、エッチン
グを行う処理ウェーハ８が無い場合は、ＲＦコイル２と
誘電体プレート５との間隔を０に戻し、エッチング作業
を終了する。
直後、発光スペクトル強度を検知して基準値と比較す
る。処理枚数２枚目の発光スペクトル強度が、基準値に
対して大きい場合、エッチングを継続しながらコイル駆
動機構１０を駆動させてＲＦコイル２と誘電体プレート
５との間隔を調整する。調整後、再度発光スペクトル強
度を検知して基準値との比較を行う。比較の結果、基準
値に対して発光スペクトル強度が大きい場合、エッチン
グを継続しながら再度ＲＦコイル２と誘電体プレート５
との間隔の調整を行う。基準値と発光スペクトル強度が
同じであるときは、ＲＦコイル２と誘電体プレート５の
間をそのままの距離でエッチングを継続する。エッチン
グ終了後、次に処理を行う処理ウェーハ８がある場合は
エッチング開始後、発光スペクトル強度の検知を行うと
ころから同様の処理を繰り返す。処理終了後、エッチン
グを行う処理ウェーハ８が無い場合は、ＲＦコイル２と
誘電体プレート５との間隔を０に戻し、エッチング作業
を終了する。
【００２８】本発明によるドライエッチング方法の他の
実施の形態として、エッチングプロセスのうちメインエ
ッチングステップでは、プラズマ中の反応生成物の特定
波長の発光スペクトル強度を一定に制御しながらエッチ
ングを行い、被エッチング膜の終点検出を行った後、オ
ーバーエッチングステップでは、メインエッチングステ
ップで調整したＲＦコイル２と誘電体プレート５との間
隔を０に戻してエッチングを行った場合について説明す
る。
実施の形態として、エッチングプロセスのうちメインエ
ッチングステップでは、プラズマ中の反応生成物の特定
波長の発光スペクトル強度を一定に制御しながらエッチ
ングを行い、被エッチング膜の終点検出を行った後、オ
ーバーエッチングステップでは、メインエッチングステ
ップで調整したＲＦコイル２と誘電体プレート５との間
隔を０に戻してエッチングを行った場合について説明す
る。
【００２９】例えば、ポリシリコンゲート形成のためポ
リシリコン膜エッチングなどにおいて、オーバーエッチ
ングステップでは、メインエッチングステップでエッチ
ングを行った後、残渣として残っている被エッチング膜
の除去を、下地ゲート酸化膜をエッチングすることなく
選択的に行わなければならない。しかし、ＲＦコイル２
と誘電体プレート５との間隔を広げるとプラズマ中に放
出される反応生成物の量が減少しエッチング形状の異方
性が向上する反面、反応生成物は下地ゲート酸化膜をイ
オン衝撃から守る保護膜としても利用されているので、
反応生成物の量が減少すると保護膜が十分形成されなく
なり、エッチングの選択性が低下してしまう。したがっ
て、オーバーエッチングステップでは、メインエッチン
グステップで調整を行ったＲＦコイル２と誘電体プレー
ト５との間隔を０に戻してからエッチングを行う。ＲＦ
コイル２と誘電体プレート５との間隔を０に戻すことに
より、誘電体プレート５に加わるシース電圧が増加する
ので、誘電体プレート５からイオン衝撃によりスパッタ
される反応生成物の放出量が増加する。放出された反応
生成物は、真空排気されるか処理ウェーハ８に再付着
し、再付着した反応生成物は保護膜となって、処理ウェ
ーハ８の下地ゲート酸化膜をイオン衝撃によるエッチン
グから防止することができる。
リシリコン膜エッチングなどにおいて、オーバーエッチ
ングステップでは、メインエッチングステップでエッチ
ングを行った後、残渣として残っている被エッチング膜
の除去を、下地ゲート酸化膜をエッチングすることなく
選択的に行わなければならない。しかし、ＲＦコイル２
と誘電体プレート５との間隔を広げるとプラズマ中に放
出される反応生成物の量が減少しエッチング形状の異方
性が向上する反面、反応生成物は下地ゲート酸化膜をイ
オン衝撃から守る保護膜としても利用されているので、
反応生成物の量が減少すると保護膜が十分形成されなく
なり、エッチングの選択性が低下してしまう。したがっ
て、オーバーエッチングステップでは、メインエッチン
グステップで調整を行ったＲＦコイル２と誘電体プレー
ト５との間隔を０に戻してからエッチングを行う。ＲＦ
コイル２と誘電体プレート５との間隔を０に戻すことに
より、誘電体プレート５に加わるシース電圧が増加する
ので、誘電体プレート５からイオン衝撃によりスパッタ
される反応生成物の放出量が増加する。放出された反応
生成物は、真空排気されるか処理ウェーハ８に再付着
し、再付着した反応生成物は保護膜となって、処理ウェ
ーハ８の下地ゲート酸化膜をイオン衝撃によるエッチン
グから防止することができる。
【００３０】このとき、反応生成物の処理ウェーハ８へ
の付着確率を効果的とするためには、温度勾配をつける
ことがより有効となる。ドライエッチング装置の温度調
整機構（図示せず）により、反応容器１＞誘電体プレー
ト５＞処理ウェーハ８の順で温度勾配をつけることによ
って、処理ウェーハ８上への反応生成物の体積を増大さ
せて付着確率を向上させることができる。例えば、反応
容器１、誘電体プレート５、処理ウェーハ８の順で、そ
れぞれ６０℃、４０℃、２０℃の温度勾配をつけて行
う。この温度勾配を大きくするほど、処理ウェーハ８上
への反応生成物の堆積が増大する傾向にある。
の付着確率を効果的とするためには、温度勾配をつける
ことがより有効となる。ドライエッチング装置の温度調
整機構（図示せず）により、反応容器１＞誘電体プレー
ト５＞処理ウェーハ８の順で温度勾配をつけることによ
って、処理ウェーハ８上への反応生成物の体積を増大さ
せて付着確率を向上させることができる。例えば、反応
容器１、誘電体プレート５、処理ウェーハ８の順で、そ
れぞれ６０℃、４０℃、２０℃の温度勾配をつけて行
う。この温度勾配を大きくするほど、処理ウェーハ８上
への反応生成物の堆積が増大する傾向にある。
【００３１】以上のように、エッチング形状が決まるメ
インエッチングステップでは、ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔を調整してプラズマ中に放出される反
応生成物の量を制御して、エッチング形状の異方性を向
上させ、オーバーエッチングステップでは、ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔を０にして誘電体プレー
ト５からイオン衝撃によりスパッタされる反応生成物を
増加させることにより、残渣と下地ゲート酸化膜との選
択性を向上させることが可能となる。
インエッチングステップでは、ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔を調整してプラズマ中に放出される反
応生成物の量を制御して、エッチング形状の異方性を向
上させ、オーバーエッチングステップでは、ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔を０にして誘電体プレー
ト５からイオン衝撃によりスパッタされる反応生成物を
増加させることにより、残渣と下地ゲート酸化膜との選
択性を向上させることが可能となる。
【００３２】この方法により連続したエッチング処理が
なされた場合の手順を図４に示されるフローチャートに
よって説明する。
なされた場合の手順を図４に示されるフローチャートに
よって説明する。
【００３３】まず始めに、エッチング開始後、処理枚数
１枚目の発光スペクトル強度を検知し、連動手段１２に
基準値として記録する。次いで、処理枚数２枚目のエッ
チング開始直後、発光スペクトル強度を検知して基準値
と比較する。処理枚数２枚目の発光スペクトル強度が、
基準値に対して大きい場合、エッチングを継続しながら
コイル駆動機構１０を駆動させＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔を調整する。調整後、再度発光スペク
トル強度を検知し、基準値との比較を行う。比較の結
果、基準値に対して発光スペクトル強度が大きい場合、
エッチングを継続しながら再度ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔の調整を行う。基準値と発光スペクト
ル強度が同じであるときは、そのままの間隔でエッチン
グを継続する。エッチングの終点検出後、発光スペクト
ル強度を基準値と同じにするために調整したＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔を０に戻す。ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔が０に戻ったら、オーバ
ーエッチング処理を施す。オーバーエッチング処理終了
後、次に処理を行う処理ウェーハ８がある場合はエッチ
ング開始後、発光スペクトル強度の検知を行うところか
ら同様の処理を繰り返す。エッチングを行う処理ウェー
ハ８が無い場合は、エッチング作業を終了する。
１枚目の発光スペクトル強度を検知し、連動手段１２に
基準値として記録する。次いで、処理枚数２枚目のエッ
チング開始直後、発光スペクトル強度を検知して基準値
と比較する。処理枚数２枚目の発光スペクトル強度が、
基準値に対して大きい場合、エッチングを継続しながら
コイル駆動機構１０を駆動させＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔を調整する。調整後、再度発光スペク
トル強度を検知し、基準値との比較を行う。比較の結
果、基準値に対して発光スペクトル強度が大きい場合、
エッチングを継続しながら再度ＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との間隔の調整を行う。基準値と発光スペクト
ル強度が同じであるときは、そのままの間隔でエッチン
グを継続する。エッチングの終点検出後、発光スペクト
ル強度を基準値と同じにするために調整したＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔を０に戻す。ＲＦコイル
２と誘電体プレート５との間隔が０に戻ったら、オーバ
ーエッチング処理を施す。オーバーエッチング処理終了
後、次に処理を行う処理ウェーハ８がある場合はエッチ
ング開始後、発光スペクトル強度の検知を行うところか
ら同様の処理を繰り返す。エッチングを行う処理ウェー
ハ８が無い場合は、エッチング作業を終了する。
【００３４】
【実施例】本発明によるドライエッチング方法の一実施
例として、ポリシリコンゲート形成のためのポリシリコ
ン膜エッチングを図１に示されるドライエッチング装置
によって行った場合について説明する。
例として、ポリシリコンゲート形成のためのポリシリコ
ン膜エッチングを図１に示されるドライエッチング装置
によって行った場合について説明する。
【００３５】図１に示される反応容器１に、例えば、直
径６インチの処理ウェーハ８を導入後、処理ウェーハ８
と誘電体プレート５との間隔を５cmに調整し、処理ガス
として、例えば、Ｃｌ2 ＋ＨＢｒ＋Ｏ2 ガスを反応容器
１内に導入し、反応容器１内の圧力を例えば数ｍＴｏｒ
ｒに調整する。処理ガスは、エッチング対象によって異
なるが、この場合、Ｃｌ2 やＨＢｒまたはその混合ガス
とすればよい。この状態で、例えば、高周波電源３に１
３．５６ＭＨｚの高周波を印加することによって、ＲＦ
コイル２に高周波電流を流して反応容器１内にプラズマ
を生成する。プラズマを生成しエッチングを行うには、
処理ウェーハ８を反応容器１内の下部電極９上に配置し
た後、処理ウェーハ８と誘電体プレート５との間隔の
調整、処理ガス圧力の調整、ブレイクスルー、メ
インエッチング、オーバーエッチング、処理ガスの
排気の６つのステップが必要である。実際のエッチング
を行っているのは、ブレイクスルーとメインエッチング
とオーバーエッチングステップとである。このうち、エ
ッチング形状を決定しているのはメインエッチングステ
ップでありオーバーエッチングステップでは、メインエ
ッチングステップで残った被エッチング膜のエッチング
を選択的に行っている。また、これより前のブレークス
ルーでは、ポリシリコンの表面にできた酸化膜の除去を
行っている。この場合、例えば、下部電極９の自己バイ
アスをここまでの２０Ｗから１００Ｗに上げることによ
って実現している。
径６インチの処理ウェーハ８を導入後、処理ウェーハ８
と誘電体プレート５との間隔を５cmに調整し、処理ガス
として、例えば、Ｃｌ2 ＋ＨＢｒ＋Ｏ2 ガスを反応容器
１内に導入し、反応容器１内の圧力を例えば数ｍＴｏｒ
ｒに調整する。処理ガスは、エッチング対象によって異
なるが、この場合、Ｃｌ2 やＨＢｒまたはその混合ガス
とすればよい。この状態で、例えば、高周波電源３に１
３．５６ＭＨｚの高周波を印加することによって、ＲＦ
コイル２に高周波電流を流して反応容器１内にプラズマ
を生成する。プラズマを生成しエッチングを行うには、
処理ウェーハ８を反応容器１内の下部電極９上に配置し
た後、処理ウェーハ８と誘電体プレート５との間隔の
調整、処理ガス圧力の調整、ブレイクスルー、メ
インエッチング、オーバーエッチング、処理ガスの
排気の６つのステップが必要である。実際のエッチング
を行っているのは、ブレイクスルーとメインエッチング
とオーバーエッチングステップとである。このうち、エ
ッチング形状を決定しているのはメインエッチングステ
ップでありオーバーエッチングステップでは、メインエ
ッチングステップで残った被エッチング膜のエッチング
を選択的に行っている。また、これより前のブレークス
ルーでは、ポリシリコンの表面にできた酸化膜の除去を
行っている。この場合、例えば、下部電極９の自己バイ
アスをここまでの２０Ｗから１００Ｗに上げることによ
って実現している。
【００３６】発光分析器１１では、この場合、反応生成
物であるＳｉＣｌx系の分子の特定波長（例えば、２８
２ｎｍおよび２８８ｎｍ）の発光強度を検知する。反応
生成物はエッチング対象および処理ガスなどによって異
なるので、それぞれに応じた反応生成物の特定波長の発
光強度を検知すればよい。発光分析器１１から得られた
特定波長の発光強度は、コンピュータによる連動手段１
２に送られる。連動手段１２には、エッチング開始直後
即ち反応容器１内にセットされた処理ウェーハ８の最初
の１枚目のエッチング中のプラズマの特定波長の発光強
度を、これから連続して処理を行う発光スペクトル強度
の基準値となるようにプログラムされている。以後、連
動手段１２では、発光分析器１１から送られた発光スペ
クトル強度がドライエッチング開始時強度に比べて増加
しているか否かを判定する。発光スペクトル強度が基準
値と同程度である場合は、エッチングはそのまま継続さ
れる。しかし判定の結果、プラズマ中の特定波長の発光
スペクトル強度が増加している場合は、ＲＦコイル２と
誘電体プレート５との間隔をコイル駆動機構１０により
調整し、特定波長の発光スペクトル強度が基準値と同じ
になるよう制御する。この際のＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との可動距離は、初期値０ｍｍから１０ｍｍま
でが望ましいが、最大１５ｍｍまで間隔を広げることが
できる。
物であるＳｉＣｌx系の分子の特定波長（例えば、２８
２ｎｍおよび２８８ｎｍ）の発光強度を検知する。反応
生成物はエッチング対象および処理ガスなどによって異
なるので、それぞれに応じた反応生成物の特定波長の発
光強度を検知すればよい。発光分析器１１から得られた
特定波長の発光強度は、コンピュータによる連動手段１
２に送られる。連動手段１２には、エッチング開始直後
即ち反応容器１内にセットされた処理ウェーハ８の最初
の１枚目のエッチング中のプラズマの特定波長の発光強
度を、これから連続して処理を行う発光スペクトル強度
の基準値となるようにプログラムされている。以後、連
動手段１２では、発光分析器１１から送られた発光スペ
クトル強度がドライエッチング開始時強度に比べて増加
しているか否かを判定する。発光スペクトル強度が基準
値と同程度である場合は、エッチングはそのまま継続さ
れる。しかし判定の結果、プラズマ中の特定波長の発光
スペクトル強度が増加している場合は、ＲＦコイル２と
誘電体プレート５との間隔をコイル駆動機構１０により
調整し、特定波長の発光スペクトル強度が基準値と同じ
になるよう制御する。この際のＲＦコイル２と誘電体プ
レート５との可動距離は、初期値０ｍｍから１０ｍｍま
でが望ましいが、最大１５ｍｍまで間隔を広げることが
できる。
【００３７】このようにして、処理ウェーハ８を連続し
て３０枚処理した場合の、ウェーハ枚数と発光強度との
関係を図５（ａ）に示し、ウェーハ枚数とエッチング形
状のテーパ角θとの関係を図５（ｂ）に示す。また、比
較のため、従来技術の場合即ち発光スペクトル強度の制
御を行わずに連続してウェーハを処理した場合の、それ
ぞれを図６（ａ）、図６（ｂ）に示す。
て３０枚処理した場合の、ウェーハ枚数と発光強度との
関係を図５（ａ）に示し、ウェーハ枚数とエッチング形
状のテーパ角θとの関係を図５（ｂ）に示す。また、比
較のため、従来技術の場合即ち発光スペクトル強度の制
御を行わずに連続してウェーハを処理した場合の、それ
ぞれを図６（ａ）、図６（ｂ）に示す。
【００３８】図６に示される従来技術の場合には、処理
枚数の増加とともに発光スペクトル強度が増加し、それ
とともに、エッチング形状のテーパ角θは小さくなって
いる。特に、処理枚数が３０枚付近では、当初９０°で
あったテーパ角θが８２〜８３°程度にまでなってしま
っている。これに対して、図５に示される本発明による
場合は、プラズマ中の特定波長の発光強度をほぼ一定に
制御することによって、連続したウェーハ処理を行って
もテーパ角θが小さくなることなくほぼ一定である。
枚数の増加とともに発光スペクトル強度が増加し、それ
とともに、エッチング形状のテーパ角θは小さくなって
いる。特に、処理枚数が３０枚付近では、当初９０°で
あったテーパ角θが８２〜８３°程度にまでなってしま
っている。これに対して、図５に示される本発明による
場合は、プラズマ中の特定波長の発光強度をほぼ一定に
制御することによって、連続したウェーハ処理を行って
もテーパ角θが小さくなることなくほぼ一定である。
【００３９】したがって、プラズマ中の反応生成物の特
定波長の発光スペクトル強度を検知して、プラズマ中の
反応生成物の量が一定となるようＲＦコイル２と誘電体
プレート５との間隔を制御することで、エッチング形状
をほぼ一定にできることがわかる。
定波長の発光スペクトル強度を検知して、プラズマ中の
反応生成物の量が一定となるようＲＦコイル２と誘電体
プレート５との間隔を制御することで、エッチング形状
をほぼ一定にできることがわかる。
【００４０】ここで、ＲＦコイル２と誘電体プレート５
との間隔を調整することで、反応生成物の量を一定にす
ることができるのは、例えば、プラズマ中の反応生成物
が増加した状態でＲＦコイル２と誘電体プレート５との
間隔を広げると、プラズマと誘電体プレート５間の誘導
結合成分に対する容量結合成分の比率が低下する。これ
により、誘電体プレート５に加わるシース電圧が低下し
て、プラズマ中のイオンエネルギーが抑制され、誘電体
プレート５からイオン衝撃によりスパッタされる反応生
成物の量が抑制されるのでプラズマ中の反応生成物の量
を減少させることができるからである。
との間隔を調整することで、反応生成物の量を一定にす
ることができるのは、例えば、プラズマ中の反応生成物
が増加した状態でＲＦコイル２と誘電体プレート５との
間隔を広げると、プラズマと誘電体プレート５間の誘導
結合成分に対する容量結合成分の比率が低下する。これ
により、誘電体プレート５に加わるシース電圧が低下し
て、プラズマ中のイオンエネルギーが抑制され、誘電体
プレート５からイオン衝撃によりスパッタされる反応生
成物の量が抑制されるのでプラズマ中の反応生成物の量
を減少させることができるからである。
【００４１】以上において、誘導結合型のドライエッチ
ング装置を例にして説明したが、ＥＣＲエッチング装
置、平行平板型ＲＩＥ装置など他のドライエッチング装
置においても適用できることはいうまでもない。
ング装置を例にして説明したが、ＥＣＲエッチング装
置、平行平板型ＲＩＥ装置など他のドライエッチング装
置においても適用できることはいうまでもない。
【００４２】また、実施例では、ＲＦコイル２と誘電体
プレート５との間隔を調整することでプラズマ中の反応
生成物の量を制御したが、ＲＦコイル２と誘電体プレー
ト５との間にシールド板を挟むことによって、または、
誘電体プレート５の温度を変化させることによっても、
ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔を調整したこ
とと同様な効果を得ることができる。
プレート５との間隔を調整することでプラズマ中の反応
生成物の量を制御したが、ＲＦコイル２と誘電体プレー
ト５との間にシールド板を挟むことによって、または、
誘電体プレート５の温度を変化させることによっても、
ＲＦコイル２と誘電体プレート５との間隔を調整したこ
とと同様な効果を得ることができる。
【００４３】また、実施例では、ポリシリコン膜エッチ
ングについて述べたが、シリコン膜エッチング、高融点
金属シリサイドなど他のエッチングについても適用でき
ることはいうまでもない。
ングについて述べたが、シリコン膜エッチング、高融点
金属シリサイドなど他のエッチングについても適用でき
ることはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ中の反応生成
物の量を制御できるので、連続してエッチング処理を行
う場合に、エッチング形状が設計値となるように設定さ
れた処理枚数１枚目のプラズマ中の反応生成物の量を基
準値として、プラズマ中の反応生成物の量を一定にする
ことで、処理枚数が増加しても設計値となるエッチング
形状を得ることができる。
物の量を制御できるので、連続してエッチング処理を行
う場合に、エッチング形状が設計値となるように設定さ
れた処理枚数１枚目のプラズマ中の反応生成物の量を基
準値として、プラズマ中の反応生成物の量を一定にする
ことで、処理枚数が増加しても設計値となるエッチング
形状を得ることができる。
【００４５】さらに、例えば、ポリシリコンゲート形成
のためのポリシリコン膜エッチングなどにおいて、メイ
ンエッチング段階では、プラズマ中の反応生成物の量を
基準値となるように制御し、オーバーエッチングの段階
ではその量を増加させて残渣と下地ゲート酸化膜とのエ
ッチングの選択性を向上させて行えば、設計値となるエ
ッチング形状を安定して得ることができる。
のためのポリシリコン膜エッチングなどにおいて、メイ
ンエッチング段階では、プラズマ中の反応生成物の量を
基準値となるように制御し、オーバーエッチングの段階
ではその量を増加させて残渣と下地ゲート酸化膜とのエ
ッチングの選択性を向上させて行えば、設計値となるエ
ッチング形状を安定して得ることができる。
【００４６】さらに、プラズマ中の反応生成物の量の制
御を、その発光スペクトル強度を指標として、高周波コ
イルと誘電体プレートとの間隔の調整によって自動的に
行えば、簡単な装置で、設計通りのエッチング処理を連
続して行うことができる。
御を、その発光スペクトル強度を指標として、高周波コ
イルと誘電体プレートとの間隔の調整によって自動的に
行えば、簡単な装置で、設計通りのエッチング処理を連
続して行うことができる。
【図１】本発明によるドライエッチング装置の模式断面
図
図
【図２】図１のドライエッチング装置において、ＲＦコ
イルと誘電体プレートとの間隔を広げた状態の模式断面
図
イルと誘電体プレートとの間隔を広げた状態の模式断面
図
【図３】本発明によるエッチング方法の一実施の形態を
説明するフローチャート
説明するフローチャート
【図４】本発明によるエッチング方法の他の実施の形態
を説明するフローチャート
を説明するフローチャート
【図５】本発明によるエッチング方法の実施例を説明す
る図で、本発明による方法で連続処理した場合の、ウェ
ーハの枚数と、発光強度およびエッチング形状のテーパ
角θとの関係を表すグラフ
る図で、本発明による方法で連続処理した場合の、ウェ
ーハの枚数と、発光強度およびエッチング形状のテーパ
角θとの関係を表すグラフ
【図６】本発明によるエッチング方法の実施例を説明す
る図で、従来の方法で連続処理した場合の、ウェーハの
枚数と、発光強度およびエッチング形状のテーパ角θと
の関係を表すグラフ
る図で、従来の方法で連続処理した場合の、ウェーハの
枚数と、発光強度およびエッチング形状のテーパ角θと
の関係を表すグラフ
【図７】従来のドライエッチング装置の模式断面図
１ 反応容器 ２ ＲＦコイル ３、４ 高周波電源 ５ 誘電体プレート ８ 処理ウェーハ ９ 下部電極 １０ コイル駆動機構 １１ 発光分析器 １２ 連動手段
Claims (8)
- 【請求項１】 反応容器内のプラズマ中の反応生成物の
発光スペクトル強度を検出する検出手段と、処理対象物
に対し前記プラズマを発生するために設けられた誘電体
プレート及び高周波コイルと、前記検出手段により検出
された発光スペクトル強度に連動して前記誘電体プレー
ト及び前記高周波コイル間の距離を変化させる駆動機構
とを備えたことを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】 反応容器と、その上部に配置された誘電
体プレートと、前記反応容器の外部で前記誘電体プレー
トの上部に配置された高周波コイルと、第１のチューニ
ング機構を備えて前記高周波コイルに接続された第１の
高周波電源と、前記反応容器内で前記誘電体プレートに
対向して配置された下部電極と、前記下部電極上に搭載
された処理対象物と、第２のチューニング機構を備えて
前記下部電極に接続された第２の高周波電源と、前記高
周波コイルと前記誘電体プレートとの間隔調整手段であ
るコイル駆動機構と、前記反応容器内のプラズマ中の反
応生成物の発光スペクトル強度を検出する発光分析器
と、前記発光分析器からの検出データに基づき前記高周
波コイルと前記誘電体プレートとの間隔を調整すべく前
記コイル駆動機構に作用する連動手段とを有するドライ
エッチング装置。 - 【請求項３】 前記反応容器、前記誘電体プレート及び
前記処理対象物に温度勾配を形成する手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項１または２記載のドライエッ
チング装置。 - 【請求項４】 誘電体プレート及び高周波コイルにより
プラズマを発生させて被処理ウェーハに対しドライエッ
チング処理を行うドライエッチング方法において、前記
プラズマ中の反応生成物の発光スペクトル強度を検出
し、その検出データに基づき前記誘電体プレートと前記
高周波コイルとの間隔を変更し、ドライエッチング処理
を行うことを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項５】 複数枚の前記被処理ウェーハに対しドラ
イエッチング処理を行うに際し、１枚目の被処理ウェー
ハのドライエッチングの際のプラズマ中の反応生成物の
発光スペクトル強度を基準値として保持し、２枚目以降
の被処理ウェーハに対しドライエッチング処理を行うと
きは、それぞれの被処理ウェーハのドライエッチングの
際のプラズマ中の反応生成物の発光スペクトル強度を検
出して前記基準値と比較し前記間隔を変更するようにし
た事を特徴とする請求項４記載のドライエッチング方
法。 - 【請求項６】 前記被処理ウェーハに対するエッチング
終点を検出した後にオーバーエッチングをさらに行うと
きは、前記誘電体プレートと前記高周波コイルとの間隔
を戻した状態でプラズマを発生させることを特徴とする
請求項４または５記載のドライエッチング方法。 - 【請求項７】 前記被処理ウェーハに対するドライエッ
チングはポリシリコン膜に対するドライエッチングであ
ることを特徴とする請求項６記載のドライエッチング方
法。 - 【請求項８】 前記オーバーエッチングにより、前記ポ
リシリコン膜の下地ゲート酸化膜をエッチングすること
なく被エッチング膜の除去が行われることを特徴とする
請求項７記載のドライエッチング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154685A JP2845199B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 |
| US08/874,722 US6096232A (en) | 1996-06-14 | 1997-06-13 | Dry etching system and dry etching method using plasma |
| KR1019970024728A KR100245105B1 (ko) | 1996-06-14 | 1997-06-14 | 플라즈마를 사용한 건식 에칭 시스템과 건식 에칭 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154685A JP2845199B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104081A JPH104081A (ja) | 1998-01-06 |
| JP2845199B2 true JP2845199B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=15589691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8154685A Expired - Lifetime JP2845199B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6096232A (ja) |
| JP (1) | JP2845199B2 (ja) |
| KR (1) | KR100245105B1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6267121B1 (en) * | 1999-02-11 | 2001-07-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Process to season and determine condition of a high density plasma etcher |
| US6281135B1 (en) | 1999-08-05 | 2001-08-28 | Axcelis Technologies, Inc. | Oxygen free plasma stripping process |
| US6492186B1 (en) * | 1999-08-05 | 2002-12-10 | Eaton Corporation | Method for detecting an endpoint for an oxygen free plasma process |
| US6320320B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-11-20 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for producing uniform process rates |
| DE10310524A1 (de) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Micronas Gmbh | Verfahren zum Ätzen einer Probe sowie Ätzanlage |
| EP1480250A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-24 | HELYSSEN S.à.r.l. | A high density plasma reactor and RF-antenna therefor |
| WO2004108979A1 (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-16 | Shincron Co., Ltd. | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
| US7713432B2 (en) * | 2004-10-04 | 2010-05-11 | David Johnson | Method and apparatus to improve plasma etch uniformity |
| US8223470B2 (en) * | 2006-10-10 | 2012-07-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus and method to improve uniformity and reduce local effect of process chamber |
| US8257503B2 (en) | 2008-05-02 | 2012-09-04 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for detecting plasma unconfinement |
| US10685815B2 (en) * | 2009-08-25 | 2020-06-16 | Canon Anelva Corporation | Plasma processing apparatus and device manufacturing method |
| CN111415854B (zh) * | 2019-01-04 | 2023-12-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺的控制方法及控制装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5474650A (en) * | 1991-04-04 | 1995-12-12 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for dry etching |
| US5277751A (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-11 | Ogle John S | Method and apparatus for producing low pressure planar plasma using a coil with its axis parallel to the surface of a coupling window |
| 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 |
| JP3193815B2 (ja) * | 1993-10-20 | 2001-07-30 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置およびその制御方法 |
| JPH0855835A (ja) * | 1994-08-15 | 1996-02-27 | Sony Corp | プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法 |
| JP2770753B2 (ja) * | 1994-09-16 | 1998-07-02 | 日本電気株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP2666768B2 (ja) * | 1995-04-27 | 1997-10-22 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング方法及び装置 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP8154685A patent/JP2845199B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-13 US US08/874,722 patent/US6096232A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-14 KR KR1019970024728A patent/KR100245105B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR980005692A (ko) | 1998-03-30 |
| US6096232A (en) | 2000-08-01 |
| JPH104081A (ja) | 1998-01-06 |
| KR100245105B1 (ko) | 2000-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5449433A (en) | Use of a high density plasma source having an electrostatic shield for anisotropic polysilicon etching over topography | |
| JP2918892B2 (ja) | プラズマエッチング処理方法 | |
| US6767838B1 (en) | Method and apparatus for treating surface of semiconductor | |
| JP6175570B2 (ja) | ガスパルスを用いる深掘りシリコンエッチングのための方法 | |
| JP2016154234A (ja) | サブ１０ｎｍパターニングを実現するための材料プロセシング | |
| US20020052111A1 (en) | Method for providing pulsed plasma during a portion of a semiconductor wafer process | |
| JP2845199B2 (ja) | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 | |
| JP6779846B2 (ja) | セルフアライン式マルチパターニングのためのその場スペーサ再整形方法及びシステム | |
| JP2008244479A (ja) | 金属窒化物を乾式エッチングする方法及びシステム | |
| KR100413894B1 (ko) | 플라즈마에칭방법 | |
| TWI627661B (zh) | 使次解析度等級之臨界尺寸不同的圖案化方法 | |
| WO2013046050A2 (en) | Dry cleaning method for recovering etch process condition | |
| JP3889918B2 (ja) | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置 | |
| KR100743873B1 (ko) | 플라즈마 처리 챔버 내에서의 에칭을 개선하기 위한 기술 | |
| EP0772222A1 (en) | Microwave plasma process apparatus and microwave plasma process method | |
| JPH11219938A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JP3983557B2 (ja) | 誘導結合型プラズマ処理装置 | |
| JP2002170819A (ja) | プラズマエッチング処理装置 | |
| US6506687B1 (en) | Dry etching device and method of producing semiconductor devices | |
| JPH10312899A (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| US5520770A (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
| JPH1064886A (ja) | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 | |
| JP3172340B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP4605940B2 (ja) | プラズマエッチング装置、プラズマエッチング方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP3516741B2 (ja) | プラズマ処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980929 |