JPH01180989A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPH01180989A JPH01180989A JP273688A JP273688A JPH01180989A JP H01180989 A JPH01180989 A JP H01180989A JP 273688 A JP273688 A JP 273688A JP 273688 A JP273688 A JP 273688A JP H01180989 A JPH01180989 A JP H01180989A
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Landscapes
- ing And Chemical Polishing (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明はドライエツチング中の放電プラズマの発光ス
ペクトルを測定してエツチングの終了を検知するモニタ
を備えたドライエツチング技術置に。
ペクトルを測定してエツチングの終了を検知するモニタ
を備えたドライエツチング技術置に。
関するものである。
〔従来の技術」
近年、半導体集積回路などの電子部品の微細化が進展し
、それに伴なって関連材料を高精度かつ微細に加工でき
る技術として、プラズマ、イオンなどを利用したドライ
エツチング技術を用いた装置が実用されつつある。この
ようなドライエツチング装置の一つの問題点として、エ
ツチング速度の再現性が不十分な点があげられる。この
原因は、被エツチング材周辺の雰囲気ガス濃度や被エツ
チング材の表面温度が変動しやすく、又、これらを制御
することが困難な点にある。
、それに伴なって関連材料を高精度かつ微細に加工でき
る技術として、プラズマ、イオンなどを利用したドライ
エツチング技術を用いた装置が実用されつつある。この
ようなドライエツチング装置の一つの問題点として、エ
ツチング速度の再現性が不十分な点があげられる。この
原因は、被エツチング材周辺の雰囲気ガス濃度や被エツ
チング材の表面温度が変動しやすく、又、これらを制御
することが困難な点にある。
このようなエツチング速度のばらつきがあるため、一般
にドライエツチング装置には、エツチングの進行と終了
を判定できる何らかのモニタ装置が必要である場合が多
い。
にドライエツチング装置には、エツチングの進行と終了
を判定できる何らかのモニタ装置が必要である場合が多
い。
例えば、特開昭５６−９０９７６号公報や特開昭５８−
１９４７８号公報には、ドライエツチング中の放電プラ
ズマに発生する発光スペクトルの内、アルミニウム、シ
リコン、シリコン化合物などの被エツチング物質に特有
な発光スペクトルの強度を測定し、この強度変化により
エツチングの終了を検知する方法が示されている。
１９４７８号公報には、ドライエツチング中の放電プラ
ズマに発生する発光スペクトルの内、アルミニウム、シ
リコン、シリコン化合物などの被エツチング物質に特有
な発光スペクトルの強度を測定し、この強度変化により
エツチングの終了を検知する方法が示されている。
〔発明が）ライ決しようとする問題点〕従来のドライエ
ツチング装置は以上のように、エツチング中の放電プラ
ズマの被エツチング物質に特有な発光スペクトルの強度
の変化により、エツチングの進行と終了を判定している
ので、例えばエツチング加工室内の圧力変動やプラズマ
、イオンなどの加工手段の強度変動などエツチングパラ
メータの変動によって、発光スペクトルの強度が大巾に
変動することにより、エツチングの進行を正確に把握で
きず、特にエツチングの終了を誤認するという問題点が
あった。
ツチング装置は以上のように、エツチング中の放電プラ
ズマの被エツチング物質に特有な発光スペクトルの強度
の変化により、エツチングの進行と終了を判定している
ので、例えばエツチング加工室内の圧力変動やプラズマ
、イオンなどの加工手段の強度変動などエツチングパラ
メータの変動によって、発光スペクトルの強度が大巾に
変動することにより、エツチングの進行を正確に把握で
きず、特にエツチングの終了を誤認するという問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エツチングパラメータが変動しても正確にエ
ツチングの終了を検知できるドライエツチング装置を得
ることを目的とする。
たもので、エツチングパラメータが変動しても正確にエ
ツチングの終了を検知できるドライエツチング装置を得
ることを目的とする。
この発明に係るドライエツチング装置はドライエツチン
グ中の放電プラズマの被エツチング物質に特有な発光ス
ペクトルと任意に選ばれた波長の光とを選別分光する光
選別装置、この光選別装置により分光された光の強度を
測定する光検出器、この光検出器で測定した上記２つの
光の強度差が変化した時エツチングの終了を検知する終
点検出手段を設けたものである。
グ中の放電プラズマの被エツチング物質に特有な発光ス
ペクトルと任意に選ばれた波長の光とを選別分光する光
選別装置、この光選別装置により分光された光の強度を
測定する光検出器、この光検出器で測定した上記２つの
光の強度差が変化した時エツチングの終了を検知する終
点検出手段を設けたものである。
この発明におけるドライエツチング装置は、光選別装置
で選別分光された被エツチング物質に特有な発光スペク
トルと任意に選ばれた波長の光との強度が光検出器によ
り検出され、この２つの光の強度差が変化した時終点検
出手段でエツチングの終了を検知する。
で選別分光された被エツチング物質に特有な発光スペク
トルと任意に選ばれた波長の光との強度が光検出器によ
り検出され、この２つの光の強度差が変化した時終点検
出手段でエツチングの終了を検知する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は窓（２）が設けられたエツチング
加工室、（３）はエツチングされる試料であり、シリコ
ン基板（４）上に被エツチング材料としてのアルミニウ
ム膜（５）が成膜されマスク材（６）でマスキングされ
ている。（７）はエツチングガス（ＢＣ１！３＋Ｃ１２
＋ＣＣｌ４＋Ｈｅの混合ガス）に高周波電力を印加して
生成された放電プラズマ、（８）は対物レンズ、（９）
はスリット、（１０）は駆動用モータ（１１）により回
転する光選別装置としての回転円板であり、矢印Ａ方向
から見た詳細図を第２図に示す。第２図に示すように、
回転円板（１０）には等間隔に穴付）、（ロ）、（ハ）
が設けられており、穴（ロ）には波長３９６１Ａの光、
穴（ハ）には波長３９３１Ａの光のみをそれぞれ透過さ
せる光学干渉フィルタが設けられている。尚、穴０）に
は光学干渉フィルタは設けておらず、エツチング工程中
に生ずる発光の全波長域の光が通過する。（１２は光電
子増倍管、フォトダイオードなどの光検出器、α３）は
モニタ本体カバー、σ滲は終点検出手段であり、強度比
演算回路０５）、判定回路（１６）、および表示器（１
７）により構成されている。
図において、（１）は窓（２）が設けられたエツチング
加工室、（３）はエツチングされる試料であり、シリコ
ン基板（４）上に被エツチング材料としてのアルミニウ
ム膜（５）が成膜されマスク材（６）でマスキングされ
ている。（７）はエツチングガス（ＢＣ１！３＋Ｃ１２
＋ＣＣｌ４＋Ｈｅの混合ガス）に高周波電力を印加して
生成された放電プラズマ、（８）は対物レンズ、（９）
はスリット、（１０）は駆動用モータ（１１）により回
転する光選別装置としての回転円板であり、矢印Ａ方向
から見た詳細図を第２図に示す。第２図に示すように、
回転円板（１０）には等間隔に穴付）、（ロ）、（ハ）
が設けられており、穴（ロ）には波長３９６１Ａの光、
穴（ハ）には波長３９３１Ａの光のみをそれぞれ透過さ
せる光学干渉フィルタが設けられている。尚、穴０）に
は光学干渉フィルタは設けておらず、エツチング工程中
に生ずる発光の全波長域の光が通過する。（１２は光電
子増倍管、フォトダイオードなどの光検出器、α３）は
モニタ本体カバー、σ滲は終点検出手段であり、強度比
演算回路０５）、判定回路（１６）、および表示器（１
７）により構成されている。
次に動作について説明する。試料（３）をドライエツチ
ングにより加工する工程で放電プラズマ（７）に発光が
生ずる。この発光はアルミニウム膜（５）をエツチング
中には、第３図Ｂに示したスペクトラム分布を待ち、被
エツチング材質であるアルミニウム原子からの発光スペ
クトルが、波長３９６１Ａにピーク波長として顕著に表
われる。この発光を窓（２）から取り出し、対物レンズ
（８）、スリット（９）９回転円板（１０）を介して光
検出器図に導く。この時、回転円板００）は駆動モータ
（１１）により第２図矢印の方向に回転しており、光検
出器（１２＋は第４図Ｂに示すように、回転円板００）
の穴（イ）を通った全波長の光の強さＩｏ１穴（ロ）を
通った波長３９６１Ａのアルミニウム特有の発光スペク
トルの強さ１１．および穴（ハ）を通った波長３９３１
Ａの光の強さＩ２を順次繰り返して検出することになり
、この検出した光の強さＩｏ。
ングにより加工する工程で放電プラズマ（７）に発光が
生ずる。この発光はアルミニウム膜（５）をエツチング
中には、第３図Ｂに示したスペクトラム分布を待ち、被
エツチング材質であるアルミニウム原子からの発光スペ
クトルが、波長３９６１Ａにピーク波長として顕著に表
われる。この発光を窓（２）から取り出し、対物レンズ
（８）、スリット（９）９回転円板（１０）を介して光
検出器図に導く。この時、回転円板００）は駆動モータ
（１１）により第２図矢印の方向に回転しており、光検
出器（１２＋は第４図Ｂに示すように、回転円板００）
の穴（イ）を通った全波長の光の強さＩｏ１穴（ロ）を
通った波長３９６１Ａのアルミニウム特有の発光スペク
トルの強さ１１．および穴（ハ）を通った波長３９３１
Ａの光の強さＩ２を順次繰り返して検出することになり
、この検出した光の強さＩｏ。
１１、Ｉ２を信号として強度比演算回路０５）に与える
。
。
強度比演算回路（１５）は、Ｉｏの信号をトリガーに使
い、その後所定時間の後に送られてくる信号■ｌおよび
Ｉ２の大きさから、発光強度比”ｘ／”ｔを演算し、判
定回路（１６）に与える。第５図はこの判定回路Ｑ６）
に与えられる発光強度比ＩＩ／Ｉ２を経時的に表わした
グラフであり、この時の値は第５図Ｂのようになる。
い、その後所定時間の後に送られてくる信号■ｌおよび
Ｉ２の大きさから、発光強度比”ｘ／”ｔを演算し、判
定回路（１６）に与える。第５図はこの判定回路Ｑ６）
に与えられる発光強度比ＩＩ／Ｉ２を経時的に表わした
グラフであり、この時の値は第５図Ｂのようになる。
次いで、アルミニウム膜（５）のエツチングが完了し、
エツチング個所の表面にシリコン基板（４）が表われた
場合、すなわちオーバエツチング時の放電プラズマ（７
）に生ずる発光のスペクトラム分布は、第３図Ｃに示す
ようにアルミニウム原子のピークスペクトルは茨われな
い。この発光を上記と同様にして光検出器（１２）で検
出すると第４図Ｃに示すように、穴（ロ）を通った波長
３９６１Ａの光の強さ■１と、穴（ハ）を通った波長３
９３１＾の光の強さ■２は略同じになり、この信号を強
度比演算回路（１５）で発光強度Ｉｔ／１２に演算し、
判定回路０６）に与えると、判定回路（１６）には第５
図Ｃに示すように発光強度比’ｌ／Ｉ２の値が略１で与
えられることになる。このように、強度■２との発光強
度比”ｌ／’２は、アルミニウム膜（５）のエツチング
進行中とエツチングが終了したオーバエツチング中とで
は、その値は大きく異なり、かつエンチンクーの終点を
境界に急激な変化を示す。
エツチング個所の表面にシリコン基板（４）が表われた
場合、すなわちオーバエツチング時の放電プラズマ（７
）に生ずる発光のスペクトラム分布は、第３図Ｃに示す
ようにアルミニウム原子のピークスペクトルは茨われな
い。この発光を上記と同様にして光検出器（１２）で検
出すると第４図Ｃに示すように、穴（ロ）を通った波長
３９６１Ａの光の強さ■１と、穴（ハ）を通った波長３
９３１＾の光の強さ■２は略同じになり、この信号を強
度比演算回路（１５）で発光強度Ｉｔ／１２に演算し、
判定回路０６）に与えると、判定回路（１６）には第５
図Ｃに示すように発光強度比’ｌ／Ｉ２の値が略１で与
えられることになる。このように、強度■２との発光強
度比”ｌ／’２は、アルミニウム膜（５）のエツチング
進行中とエツチングが終了したオーバエツチング中とで
は、その値は大きく異なり、かつエンチンクーの終点を
境界に急激な変化を示す。
従って判定回路（１６）で発光強度比が略１であるか否
かを判定し、略１である場合には、アルミニウム膜（５
）のエツチングが終了した事を表示器ｔ１７）に表示す
る。
かを判定し、略１である場合には、アルミニウム膜（５
）のエツチングが終了した事を表示器ｔ１７）に表示す
る。
このように、常に被エツチング材質に特有な発光スペク
トルの強度と任意に選ばれた波長の光の強度との発光強
度比でエツチングの終了を検知することにより、例えば
エツチング加工室山内の圧力変動や放電プラズマ（７）
の強度変動などのエツチングパラメータが変動して、ス
ペクトラムのレベルが変化するような事があってもほと
んど影響されずいつでも正確にエツチング−の終点が検
出できる。また本実施例では、回転円板００）を使用し
て、１個の光検出器（１２１で光の強度の検出を行なっ
ているため、光検出器＋１２１の感度の経時変化や、受
光面へのホコリの付層等が起こっても、発光強度比に与
える影響がなく、信頼性の高いエツチング−の終点検出
を行なうことができる。
トルの強度と任意に選ばれた波長の光の強度との発光強
度比でエツチングの終了を検知することにより、例えば
エツチング加工室山内の圧力変動や放電プラズマ（７）
の強度変動などのエツチングパラメータが変動して、ス
ペクトラムのレベルが変化するような事があってもほと
んど影響されずいつでも正確にエツチング−の終点が検
出できる。また本実施例では、回転円板００）を使用し
て、１個の光検出器（１２１で光の強度の検出を行なっ
ているため、光検出器＋１２１の感度の経時変化や、受
光面へのホコリの付層等が起こっても、発光強度比に与
える影響がなく、信頼性の高いエツチング−の終点検出
を行なうことができる。
なお、上記実施例では被エツチンクー材料（５）がアル
ミニウムの場合について説明したが、被エツチング材料
（５）はシリコンまたはシリコン化合物など他のもので
あってもよく、光選別装置（１０１に使用する光学干渉
フィルタを所望の波長のものに変えることで、上記実施
例と同様の効果を奏する。
ミニウムの場合について説明したが、被エツチング材料
（５）はシリコンまたはシリコン化合物など他のもので
あってもよく、光選別装置（１０１に使用する光学干渉
フィルタを所望の波長のものに変えることで、上記実施
例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、終点検出手段（１車が強度比演
算（ロ）路（１５）で２つの光の強度比を算出し、判定
回路（１６）で強度比が略１になったことでエツチング
の終了を判定し、表示器（１７１にエツチング゛の終了
を表示させる場合について説明したが、終点検出手段（
１４〕は必ずしもこれに限定されるものではなく、２つ
の光の強度差が変化した時にエツチング”の終了を半」
定できるものであれば良く、また、この判定結果をゴノ
チンター装置の制御に使用するなどの構成であっても良
いことはいうまでもない。
算（ロ）路（１５）で２つの光の強度比を算出し、判定
回路（１６）で強度比が略１になったことでエツチング
の終了を判定し、表示器（１７１にエツチング゛の終了
を表示させる場合について説明したが、終点検出手段（
１４〕は必ずしもこれに限定されるものではなく、２つ
の光の強度差が変化した時にエツチング”の終了を半」
定できるものであれば良く、また、この判定結果をゴノ
チンター装置の制御に使用するなどの構成であっても良
いことはいうまでもない。
以上のように、この発明によればドライエツチング装置
を、ドライエツチング中の放電プラズマの被エツチンク
ー物買に特有な発光スペクトルと任意に選ばれた波長の
光とを選別分光する光選別装置、この光選別装置により
分光された光の強度を測定する光検出器、この光検出器
で測定した上記２つの光の強度差が変化した時エンチン
クーの終了を検知する終点検出手段を備えるように構成
したので、エツチング−パラメータが変動しても正確に
エツチングの終了を検知できる装置が得られる効果があ
る。
を、ドライエツチング中の放電プラズマの被エツチンク
ー物買に特有な発光スペクトルと任意に選ばれた波長の
光とを選別分光する光選別装置、この光選別装置により
分光された光の強度を測定する光検出器、この光検出器
で測定した上記２つの光の強度差が変化した時エンチン
クーの終了を検知する終点検出手段を備えるように構成
したので、エツチング−パラメータが変動しても正確に
エツチングの終了を検知できる装置が得られる効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例によるドライエツチング装
置を示す概略構成図、第２図は第１図の矢印Ａ方向から
見た光選別装置を示す正面図、第３図は放電プラズマに
生ずる発光のスペクトラム分布を示すン゛ラフ図、第４
図は光検出器で検出された光の信号強度を示すグラフ図
、第５図は終点検出手段で演算された発光強度比の経時
変化を示すグラフ図である。 図において、００）は光選別装置、（１２）は光検出器
、０４）は終点検出手段である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
置を示す概略構成図、第２図は第１図の矢印Ａ方向から
見た光選別装置を示す正面図、第３図は放電プラズマに
生ずる発光のスペクトラム分布を示すン゛ラフ図、第４
図は光検出器で検出された光の信号強度を示すグラフ図
、第５図は終点検出手段で演算された発光強度比の経時
変化を示すグラフ図である。 図において、００）は光選別装置、（１２）は光検出器
、０４）は終点検出手段である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）ドライエッチング中の放電プラズマの被エッチン
グ物質に特有な発光スペクトルと任意に選ばれた波長の
光とを選別分光する光選別装置、この光選別装置により
分光された光の強度を測定する光検出器、この光検出器
で測定した上記２つの光の強度差が変化した時エッチン
グの終了を検知する終点検出手段を備えたドライエッチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP273688A JPH01180989A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP273688A JPH01180989A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01180989A true JPH01180989A (ja) | 1989-07-18 |
Family
ID=11537617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP273688A Pending JPH01180989A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01180989A (ja) |
-
1988
- 1988-01-09 JP JP273688A patent/JPH01180989A/ja active Pending
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