JP4193288B2

JP4193288B2 - Etching end point detection method

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Publication number: JP4193288B2
Application number: JP16744699A
Authority: JP
Inventors: 傑田原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000357679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ａｌ合金層、ＴｉＮ層又はこれらの層の積層等のプラズマエッチングに用いるに好適なエッチング終点検出方法に関し、特に波長が３９６．２ｎｍより長い活性種の発光をモニターしてその発光強度の変化からエッチング終点を検出することにより反応生成物による汚れの影響を受けにくい終点検出を可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エッチングを自動で精度良く行なうためには、エッチングの終点（被エッチング膜が基板表面からエッチング除去される時点）を判定又は検出する必要がある。従来、エッチング終点検出方法としては、（１）反応ガス種の濃度変化から検出する方法、（２）エッチング反応生成物の濃度変化から検出する方法、（３）被エッチング膜の厚さの変化から検出する方法、（４）エッチング終了に伴う物理量（例えば、電極の自己バイアス電圧）の変化から検出する方法、（５）発光分析法、（６）質量分析法、（７）レーザ干渉法等が知られている（例えば、月刊Semiconductor World １９８５年１０月号、ｐｐ．１５５−１５９参照）。これらの方法のうち、市販のプラズマエッチング装置において最も多用されているのが発光分析法である。発光分析法は、エッチング反応により生成又は消費される活性種の発光をモニターし、その発光強度の変化（増加又は減少）からエッチング終点を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、Ａｌ合金層のプラズマエッチングにおいては、ＡｌＣｌ（波長２６１．４ｎｍ）の発光又はＡｌ（波長３９４．４ｎｍ又は３９６．２ｎｍ）の発光をモニターしてエッチング終点の検出を行なう発光分析法が一般に用いられている。しかしながら、これらの波長の光は、Ａｌ合金等を塩素系ガス（例えば、Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３等の塩素含有ガス）のプラズマでエッチングする際に生ずる反応生成物に対する透過率が低いので、エッチング反応室の終点検出窓に付着した反応生成物の膜厚が厚くなってくると、発光分析システムに入射する光の強度が低下し、エッチング終点の検出が困難となる。
【０００４】
このようにエッチング終点の検出が困難になったときは、プラズマエッチング装置を一旦稼動停止とし、エッチング反応室の内壁に付着した反応生成物を除去するためのウエットクリーニングを行なう。この後、再びプラズマエッチング装置を稼動させる。従って、従来法によると、ウエットクリーニングの頻度が高く、プラズマエッチング装置のダウンタイムが長くなる不都合があった。
【０００５】
この発明の目的は、反応生成物による汚れの影響を受けにくい新規なエッチング終点検出方法を提供することにある。
【０００６】
この発明に係るエッチング終点検出方法は、Ａｌ系金属層及びＴｉＮ系導電層からなる積層を塩素系ガスを用いてプラズマエッチングする際に活性種の発光をモニターし、その発光強度の変化に基づいてＡｌ系金属層及びＴｉＮ系導電層のエッチング終点を検出するエッチング終点検出方法であって、前記積層を塩素系ガスを用いてプラズマエッチングする際に生成される反応生成物を透過する７５４．７〜８３７．６ｎｍの波長の光をモニターし、前記積層をプラズマエッチングする際に前記活性種の発光として単一波長の光をモニターすることを特徴とするものである。
【０００７】
発明者の研究によれば、Ａｌ合金層とＴｉＮ層との積層を塩素系ガスのプラズマでエッチングする際に生成される反応生成物については、短い波長の光よりも長い波長の光の方が透過率が高いことが判明した。従って、長波長の発光をモニターし、その発光強度の変化からエッチング終点を検出すれば、反応生成物による終点検出窓の汚れにさほど影響を受けずに安定したエッチング終点検出が可能となる。
【０００８】
この発明に係るエッチング終点検出方法においては、Ａｌ系金属層のプラズマエッチング時に活性種の発光として塩素の発光をモニターしたり、ＴｉＮ系導電層のプラズマエッチング時又はＡｌ系金属層とＴｉＮ系導電層との積層のプラズマエッチング時に活性種の発光として塩素及び窒素のうち少なくとも一方の発光をモニターしたりしてもよい。このようにすると、後述する多数の波長の光の中から適切なモニター光を選択することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施に用いられる誘導結合型プラズマエッチング装置１０及び発光分析システム２６を示すものである。
【００１０】
プラズマエッチング装置１０において、エッチング反応室１０Ａの底部には、被処理ウエハ１２を保持する底部電極１４が設けられている。反応室１０Ａの上部開口は、誘電体プレート１６で閉じられており、誘電体プレート１６の近傍には、誘導コイル１８が設けられている。誘導コイル１８には、第1の高周波電源２０から１３．５６ＭＨｚのプラズマ形成用高周波電力が供給され、底部電極１４には、第２の高周波電源２２から１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電力が供給される。図示しないガス循環系により反応室１０Ａ内にエッチングガスを流通させつつ高周波電源２０から誘導コイル１８に所定量の高周波電力を供給することにより被処理ウエハ１２の上方にプラズマ２４を発生させることができる。
【００１１】
反応室１０Ａにおいてプラズマ２４の形成位置の側方には、終点検出窓１０ａが設けられている。終点検出窓１０ａは、プラズマ２４中から活性種の発光を取出すために設けられたものである。
【００１２】
発光分析システム２６において、終点検出窓１０ａからの光は、レンズ２８を介して分光器３０に入射する。分光器３０は、入射光のうちから所定の１又は複数の波長の光を抽出するもので、抽出された光は、光電変換器３２により電気信号に変換される。光電変換器３２から送出される電気信号は、増幅器３４により増幅され、レコーダ３６により図５に例示するように記録される。
【００１３】
図２〜４は、この発明の一応用例として配線形成プロセスを示すものである。
【００１４】
図２の工程では、シリコンからなる半導体基板４０を覆うシリコンオキサイド（ＳｉＯ_２）からなる絶縁膜４２の上に配線材層４４を形成する。配線材層４４としては、下から順にＴｉＮ層（バリア層）４４ａ、ＡｌＣｕ合金層４４ｂ及びＴｉＮ層（反射防止層）４４ｃをスパッタ法等により形成する。
【００１５】
次に、図３の工程では、周知のホトリソグラフィ処理により所定の配線パターンに従って配線材層４４の上にレジスト層４６を形成する。
【００１６】
次に、図４の工程では、図１の装置１０を用い且つレジスト層４６をマスクとして配線材層４４を選択的にプラズマエッチングすることにより配線材層４４の残存部からなる配線層４４Ａを形成する。この後、レジスト層４６をアッシング等により除去する。
【００１７】
図4の工程におけるプラズマエッチングでは、図3の基板４０を被処理ウエハ１２として反応室１０Ａ内に挿入し、底部電極１４上に載置する。一例として、プラズマエッチングは、（ａ）ブレークスルーエッチング、（ｂ）メインエッチング、（ｃ）ＴｉＮ層（バリア層）エッチング、（ｄ）オーバーエッチングの順に行ない、（ａ）〜（ｄ）の各ステップのエッチング条件は、次のように設定した。
【００１８】
ブレークスルーエッチングの条件は、
圧力：１０ｍＴｏｒｒ
電源２０の供給電力：３５０Ｗ
電源２２の供給電力：１５０Ｗ
ガス流量：Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３／Ａｒ＝４０／６０／４０ｓｃｃｍ
エッチング時間：２０秒（固定）
とした。
【００１９】
メインエッチングの条件は、
圧力：１０ｍＴｏｒｒ
電源２０の供給電力：８００Ｗ
電源２２の供給電力：１３０Ｗ
ガス流量：Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３／ＣＨＦ_３＝１２０／６０／５ｓｃｃｍ
とした。
【００２０】
ＴｉＮ層（バリア層）エッチングの条件は、
圧力：１０ｍＴｏｒｒ
電源２０の供給電力：３５０Ｗ
電源２２の供給電力：１５０Ｗ
ガス流量：Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３／ＣＨＦ_３＝３０／５０／５ｓｃｃｍ
とした。
【００２１】
オーバーエッチングの条件は、
圧力：１０ｍＴｏｒｒ
電源２０の供給電力：３００Ｗ
電源２２の供給電力：１００Ｗ
ガス流量：Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３／ＣＨＦ_３＝５０／５０／５ｓｃｃｍ
とした。
【００２２】
上記したメインエッチングでは、発光分析システム２６により図５に示すように波長７０３ｎｍの発光をモニターし、その発光強度の増加からＡｌＣｕ層４４ｂのエッチング終点を検出し、この終点検出に応じて上記したＴｉＮ層（バリア層）エッチングに移行した。また、上記したＴｉＮ層（バリア層）エッチングでは、発光分析システム２６により図５に示すように波長８３７．６ｎｍの発光をモニターし、その発光強度の増加からＴｉＮ層４４ａのエッチング終点を検出し、この終点検出に応じて上記したオーバーエッチングに移行した。
【００２３】
このようなエッチング終点検出を可能にするため、上記のような配線形成プロセスに先立って、図３に示したものと同様の構成の多数のサンプルについて上記したと同様の条件でプラズマエッチングを行なうと共に発光分析システム２６にてモニター波長を変更して図５に例示したような発光強度変化を示す波形を記録した。そして、モニター波長毎に記録波形に基づいてＡｌＣｕ合金層４４ｂのエッチング終点近傍の発光強度変化と、ＴｉＮ層４４ａのエッチング終点近傍の発光強度変化とを求めた。その結果を次の表１に示す。
【００２４】
【表１】

表１には、モニター波長のうち活性種が判明しているものについては活性種を示した。また、発光強度の変化に基づいてエッチング終点の判定が可能な被エッチング膜を「Ａｌ合金」、「ＴｉＮ」のように示した。
【００２５】
一方、波長７０３ｎｍの光をＡｌＣｕ合金層のエッチング終点検出に用いると共に波長８３７．６ｎｍの光をＴｉＮ層のエッチング終点検出に用いる本発明の場合と、波長２６１．４ｎｍの光をＡｌＣｕ合金層及びＴｉＮ層のエッチング終点検出に用いる従来技術の場合と、波長３９４ｎｍの光をＡｌＣｕ合金層及びＴｉＮ層のエッチング終点検出に用いる他の従来技術の場合とでウエットエッチングサイクルを比較するため、図3に示したものと同様の構成の多数のサンプルについて上記したと同様の条件でプラズマエッチングを行なうと共に発光分析システム２６により発光強度変化を示す波形を記録した。ここで、ウエットエッチングサイクルとは、エッチング反応室１０Ａにウエットエッチングを施す必要が生じたウエハ処理枚数のことであり、比較結果を次の表２に示す。
【００２６】
【表２】

本発明の場合において６５００ウエハでウエットクリーニングを実施したのは、エッチング終点検出以外の問題に対処するためである。本発明によれば、従来技術に比べてウエットクリーニングサイクルが２〜３倍になることがわかる。
【００２７】
Ａｌ合金層等のＡｌ系金属層を塩素系ガスのプラズマでエッチングする際にエッチング終点検出用モニター光として使用可能な光の波長を活性種と共に示すと、次の表3の通りである。
【００２８】
【表３】

ＴｉＮ層等のＴｉＮ系導電層を塩素系ガスのプラズマでエッチングする際又はＡｌ系金属層とＴｉＮ系導電層との積層を塩素系ガスのプラズマでエッチングする際にエッチング終点検出用モニター光として使用可能な光の波長を活性種と共に示すと、次の表４の通りである。
【００２９】
【表４】

この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の改変形態で実施可能なものである。例えば、次のような変更が可能である。
【００３０】
（１）Ａｌ合金層としては、ＡｌＣｕ合金層を示したが、ＡｌＳｉＣｕ合金層等も使用可能である。また、Ａｌ系金属層としては、Ａｌ合金層に限らず、Ａｌ層も使用可能である。
【００３１】
（２）ＴｉＮ系導電層としては、ＴｉＮ層に限らず、ＴｉＯＮ層も使用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、Ａｌ系金属層及びＴｉＮ系導電層からなる積層を塩素系ガスのプラズマでエッチングする際に波長が前記積層を塩素系ガスを用いてプラズマエッチングする際に生成される反応生成物を透過する７５４．７〜８３７．６ｎｍの波長の光をモニターし、その発光強度の変化からエッチング終点を検出するようにしたので、反応生成物による汚れの影響を受けにくい終点検出が可能となる。従って、エッチング反応室に施すウエットクリーニングの頻度が低くなり、プラズマエッチング装置のダウンタイム低減が可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施に用いられるプラズマエッチング装置及び発光分析システムを示す図である。
【図２】この発明の一応例としての配線形成プロセスにおける配線材層形成工程を示す基板断面図である。
【図３】図２の工程に続くレジスト層形成工程を示す基板断面図である。
【図４】図３の工程に続くプラズマエッチング工程を示す基板断面図である。
【図５】発光分析システムで記録された発光強度の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
１０：プラズマエッチング装置、２６：発光分析システム、４４ａ，４４ｃ：ＴｉＮ層、４４ｂ：ＡｌＣｕ合金層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an etching end point detection method suitable for use in plasma etching of an Al alloy layer, a TiN layer, or a lamination of these layers, and in particular, monitors the emission of active species having a wavelength longer than 396.2 nm, and the emission intensity thereof. By detecting the etching end point from the change of the end point, it becomes possible to detect the end point which is hardly affected by the contamination by the reaction product.
[0002]
[Prior art]
In general, in order to perform etching automatically and accurately, it is necessary to determine or detect the end point of etching (the time when the film to be etched is removed from the substrate surface). Conventionally, as an etching end point detection method, (1) a method for detecting from a change in concentration of a reactive gas species, (2) a method for detecting from a change in concentration of an etching reaction product, and (3) from a change in the thickness of a film to be etched Detection method, (4) detection method based on change in physical quantity (for example, electrode self-bias voltage) upon completion of etching, (5) emission analysis method, (6) mass spectrometry method, and (7) laser interference method. (See, for example, the monthly issue of Semiconductor World October 1985, pp. 155-159). Of these methods, the emission analysis method is most frequently used in commercially available plasma etching apparatuses. In the emission analysis method, light emission of an active species generated or consumed by an etching reaction is monitored, and an etching end point is detected from a change (increase or decrease) in the light emission intensity.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in plasma etching of an Al alloy layer, an emission analysis method in which the end point of etching is detected by monitoring the emission of AlCl (wavelength 261.4 nm) or the emission of Al (wavelength 394.4 nm or 396.2 nm) is generally used. It has been. However, the light having these wavelengths has a low transmittance with respect to a reaction product generated when an Al alloy or the like is etched with a plasma of a chlorine-based gas (for example, a chlorine-containing gas such as Cl ₂ / BCl ₃ ). When the film thickness of the reaction product adhering to the chamber end point detection window increases, the intensity of light incident on the emission analysis system decreases, making it difficult to detect the etching end point.
[0004]
Thus, when it becomes difficult to detect the etching end point, the plasma etching apparatus is temporarily stopped, and wet cleaning is performed to remove reaction products adhering to the inner wall of the etching reaction chamber. Thereafter, the plasma etching apparatus is operated again. Therefore, according to the conventional method, there is a disadvantage that the frequency of wet cleaning is high and the down time of the plasma etching apparatus becomes long.
[0005]
An object of the present invention is to provide a novel etching end point detection method which is not easily affected by contamination by reaction products.
[0006]
The etching end point detection method according to the present invention monitors the light emission of active species when plasma etching is performed using a chlorine-based gas on a laminate composed of an Al-based metal layer and a TiN-based conductive layer, and based on a change in the light emission intensity. a etching end point detection method for detecting an etching end point of the Al-based metal layer and a TiN-based conductive layer, transmitted through the reaction product produced when the plasma etching using a chlorine-based gas the laminated 754.7 ~ The light having a wavelength of 837.6 nm is monitored, and light having a single wavelength is monitored as light emission of the active species when the stack is plasma-etched .
[0007]
According to the inventor's research, for a reaction product generated when etching a laminated layer of an Al alloy layer and a TiN layer with a plasma of a chlorine-based gas, light having a longer wavelength is lighter than light having a shorter wavelength. It was found that the transmittance was high. Therefore, if the emission at a long wavelength is monitored and the etching end point is detected from the change in emission intensity, the etching end point can be stably detected without being affected by the contamination of the end point detection window by the reaction product.
[0008]
In the etching end point detection method according to the present invention, the emission of chlorine as active species is monitored during the plasma etching of the Al-based metal layer, or the plasma of the TiN-based conductive layer or the Al-based metal layer and the TiN-based conductive layer. The light emission of at least one of chlorine and nitrogen may be monitored as the light emission of the active species during the plasma etching of the laminate. In this way, it is possible to select an appropriate monitor light from light having a number of wavelengths described later.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an inductively coupled plasma etching apparatus 10 and an emission analysis system 26 used in the practice of the present invention.
[0010]
In the plasma etching apparatus 10, a bottom electrode 14 that holds the wafer 12 to be processed is provided at the bottom of the etching reaction chamber 10 </ b> A. The upper opening of the reaction chamber 10 </ b> A is closed by a dielectric plate 16, and an induction coil 18 is provided in the vicinity of the dielectric plate 16. The induction coil 18 is supplied with plasma forming high frequency power of 13.56 MHz from the first high frequency power supply 20, and the bottom electrode 14 is supplied with bias high frequency power of 13.56 MHz from the second high frequency power supply 22. The A plasma 24 can be generated above the wafer 12 to be processed by supplying a predetermined amount of high frequency power from the high frequency power supply 20 to the induction coil 18 while circulating an etching gas in the reaction chamber 10A by a gas circulation system (not shown). .
[0011]
In the reaction chamber 10A, an end point detection window 10a is provided on the side of the plasma 24 formation position. The end point detection window 10 a is provided for extracting light of active species from the plasma 24.
[0012]
In the emission analysis system 26, the light from the end point detection window 10 a enters the spectroscope 30 through the lens 28. The spectroscope 30 extracts light having a predetermined wavelength or wavelengths from incident light, and the extracted light is converted into an electric signal by a photoelectric converter 32. The electrical signal sent from the photoelectric converter 32 is amplified by the amplifier 34 and recorded by the recorder 36 as illustrated in FIG.
[0013]
2 to 4 show a wiring formation process as an application example of the present invention.
[0014]
In the process of FIG. 2, a wiring material layer 44 is formed on an insulating film 42 made of silicon oxide (SiO ₂ ) covering the semiconductor substrate 40 made of silicon. As the wiring material layer 44, a TiN layer (barrier layer) 44a, an AlCu alloy layer 44b, and a TiN layer (antireflection layer) 44c are formed in this order from the bottom by sputtering or the like.
[0015]
Next, in the step of FIG. 3, a resist layer 46 is formed on the wiring material layer 44 in accordance with a predetermined wiring pattern by a known photolithography process.
[0016]
Next, in the process of FIG. 4, the wiring layer 44 </ b> A including the remaining portion of the wiring material layer 44 is formed by selectively plasma-etching the wiring material layer 44 using the apparatus 10 of FIG. 1 and using the resist layer 46 as a mask. To do. Thereafter, the resist layer 46 is removed by ashing or the like.
[0017]
In the plasma etching in the process of FIG. 4, the substrate 40 of FIG. 3 is inserted into the reaction chamber 10 </ b> A as the wafer 12 to be processed and placed on the bottom electrode 14. As an example, plasma etching is performed in the order of (a) break-through etching, (b) main etching, (c) TiN layer (barrier layer) etching, (d) overetching, and steps (a) to (d). The etching conditions were set as follows.
[0018]
Breakthrough etching conditions are
Pressure: 10mTorr
Power supply 20 power supply: 350W
Supply power of power supply 22: 150 W
Gas flow rate: Cl ₂ / BCl ₃ / Ar = 40/60/40 sccm
Etching time: 20 seconds (fixed)
It was.
[0019]
The main etching conditions are
Pressure: 10mTorr
Power supply 20 power supply: 800W
Supply power of power supply 22: 130W
Gas flow rate: Cl ₂ / BCl ₃ / CHF ₃ = 120/60/5 sccm
It was.
[0020]
The TiN layer (barrier layer) etching conditions are as follows:
Pressure: 10mTorr
Power supply 20 power supply: 350W
Supply power of power supply 22: 150 W
Gas flow _{_{_{rate: Cl 2 / BCl 3 / CHF}}} 3 = 30/50 / 5sccm
It was.
[0021]
Overetching conditions are
Pressure: 10mTorr
Power supply 20 power supply: 300W
Supply power of power supply 22: 100W
Gas flow _{_{_{rate: Cl 2 / BCl 3 / CHF}}} 3 = 50/50 / 5sccm
It was.
[0022]
In the main etching described above, the light emission analysis system 26 monitors the light emission at a wavelength of 703 nm as shown in FIG. 5, detects the etching end point of the AlCu layer 44b from the increase in the light emission intensity, and detects the above TiN according to the end point detection. Moved to layer (barrier layer) etching. Further, in the TiN layer (barrier layer) etching described above, the emission analysis system 26 monitors light emission at a wavelength of 837.6 nm as shown in FIG. 5, and detects the etching end point of the TiN layer 44a from the increase in light emission intensity. In response to the detection of the end point, the process shifts to the over-etching described above.
[0023]
In order to enable such etching end point detection, plasma etching is performed under the same conditions as described above for a number of samples having the same configuration as that shown in FIG. 3 prior to the wiring formation process as described above. The monitor wavelength was changed by the emission analysis system 26, and a waveform indicating the change in emission intensity as illustrated in FIG. 5 was recorded. Then, the emission intensity change in the vicinity of the etching end point of the AlCu alloy layer 44b and the emission intensity change in the vicinity of the etching end point of the TiN layer 44a were obtained based on the recording waveform for each monitor wavelength. The results are shown in Table 1 below.
[0024]
[Table 1]

Table 1 shows the active species of the monitor wavelengths whose active species are known. In addition, films to be etched that can determine the etching end point based on the change in emission intensity are shown as “Al alloy” and “TiN”.
[0025]
On the other hand, in the case of the present invention in which light having a wavelength of 703 nm is used for detecting the etching end point of the AlCu alloy layer and light having a wavelength of 837.6 nm is used for detecting the etching end point of the TiN layer, light having a wavelength of 261.4 nm is used for the AlCu alloy layer and the TiN layer. In order to compare the wet etching cycle between the case of the conventional technique used for detecting the etching end point of the layer and the case of the other conventional technique using light with a wavelength of 394 nm for detecting the etching end point of the AlCu alloy layer and the TiN layer, it is shown in FIG. A number of samples having the same structure as those described above were subjected to plasma etching under the same conditions as described above, and a waveform indicating a change in emission intensity was recorded by the emission analysis system 26. Here, the wet etching cycle refers to the number of wafers that need to be wet etched in the etching reaction chamber 10A, and the comparison results are shown in Table 2 below.
[0026]
[Table 2]

In the case of the present invention, the wet cleaning was performed on 6500 wafers in order to deal with problems other than the detection of the etching end point. According to the present invention, it can be seen that the wet cleaning cycle is two to three times that of the prior art.
[0027]
Table 3 below shows the wavelengths of light that can be used as monitor light for detecting the etching end point when etching an Al-based metal layer such as an Al alloy layer with chlorine-based gas plasma, together with active species.
[0028]
[Table 3]

Used as monitor light for detecting the end point of etching when etching TiN-based conductive layers such as TiN layers with plasma of chlorine-based gas or when etching the stack of Al-based metal layers and TiN-based conductive layers with plasma of chlorine-based gas The possible wavelengths of light are shown in Table 4 below along with the active species.
[0029]
[Table 4]

The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modifications. For example, the following changes are possible.
[0030]
(1) Although an AlCu alloy layer is shown as the Al alloy layer, an AlSiCu alloy layer or the like can also be used. Further, the Al-based metal layer is not limited to the Al alloy layer, and an Al layer can also be used.
[0031]
(2) The TiN-based conductive layer is not limited to the TiN layer, and a TiON layer can also be used.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when etching a stack made of an Al-based metal layer and a TiN-based conductive layer with a plasma of a chlorine-based gas, the wavelength is when plasma-etching the stack with a chlorine-based gas. Since the light having a wavelength of 754.7 to 837.6 nm transmitted through the generated reaction product is monitored and the etching end point is detected from the change in the emission intensity, it is affected by the contamination by the reaction product. Difficult endpoint detection is possible. Therefore, the frequency of wet cleaning performed in the etching reaction chamber is reduced, and the effect of reducing the downtime of the plasma etching apparatus can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a plasma etching apparatus and an emission analysis system used in the practice of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate showing a wiring material layer forming step in a wiring forming process as an example of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a substrate showing a resist layer forming step subsequent to the step of FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view of a substrate showing a plasma etching step following the step of FIG. 3;
FIG. 5 is a waveform diagram showing changes in emission intensity recorded by the emission analysis system.
[Explanation of symbols]
10: Plasma etching apparatus, 26: Emission analysis system, 44a, 44c: TiN layer, 44b: AlCu alloy layer.

Claims

When plasma etching is performed using a chlorine-based gas on a laminate composed of an Al-based metal layer and a TiN-based conductive layer, light emission of active species is monitored, and the Al-based metal layer and TiN-based conductive layer An etching end point detection method for detecting an etching end point,
Monitoring light having a wavelength of 754.7 to 837.6 nm that is transmitted through a reaction product generated when the stack is plasma-etched using a chlorine-based gas;
A method for detecting an end point of etching , wherein light having a single wavelength is monitored as light emission of the active species when plasma etching is performed on the stacked layer .

2. The etching end point detection method according to claim 1, wherein at least one of chlorine and nitrogen is monitored as light emission of the active species when plasma etching is performed on the stacked layer.