JPH03149814A - エッチング終点判定方法 - Google Patents
エッチング終点判定方法Info
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- JPH03149814A JPH03149814A JP28800189A JP28800189A JPH03149814A JP H03149814 A JPH03149814 A JP H03149814A JP 28800189 A JP28800189 A JP 28800189A JP 28800189 A JP28800189 A JP 28800189A JP H03149814 A JPH03149814 A JP H03149814A
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- etching
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、マグネトロンスパッタエッチング法における
エッチング終点判定方法の改良に関する。
エッチング終点判定方法の改良に関する。
（従来の技術）
従来よりブラスマによるドライエッチングプロセス中で
のエッチング終点を自動的に判定する方法として、特開
昭５９−９４４２３号に開示されたエッチング終点判定
方法が知られている。かかる方法は、エッチング反応期
間中のみ光量が特徴的に変化するプラズマ光の光量とエ
ッチング反応時間との関数を２次微分し、該微分値が予
め設定したレベルに達した時点でエッチング終点と判定
するが知られている。具体的には、第４図（Ａ）に示す
時間と発光強度の特性図に基づいてそれらの関数を２次
微分することにより同図（Ｂ）に示す時間と微分値との
関係が得られ、零の起点からマイナス側に落ちる時点を
エッチング終点として判定できる。
のエッチング終点を自動的に判定する方法として、特開
昭５９−９４４２３号に開示されたエッチング終点判定
方法が知られている。かかる方法は、エッチング反応期
間中のみ光量が特徴的に変化するプラズマ光の光量とエ
ッチング反応時間との関数を２次微分し、該微分値が予
め設定したレベルに達した時点でエッチング終点と判定
するが知られている。具体的には、第４図（Ａ）に示す
時間と発光強度の特性図に基づいてそれらの関数を２次
微分することにより同図（Ｂ）に示す時間と微分値との
関係が得られ、零の起点からマイナス側に落ちる時点を
エッチング終点として判定できる。
一方、ドライエッチング装置としてチャンバ内 −番千
被エッチング基板を収納した後、該チャンバにプラズマ
を発生させると共に回転するマグネットからの磁−′場
により前記プラズマを移動して前−記基板上の薄膜を均
一にエッチングすることが可能な？□ ）−ｃｙ＝ 六
／＜Ｌ 、夕ニ一−ｙｆ ア□曽ヵ、１６ゎ、いる。
被エッチング基板を収納した後、該チャンバにプラズマ
を発生させると共に回転するマグネットからの磁−′場
により前記プラズマを移動して前−記基板上の薄膜を均
一にエッチングすることが可能な？□ ）−ｃｙ＝ 六
／＜Ｌ 、夕ニ一−ｙｆ ア□曽ヵ、１６ゎ、いる。
しかしながら、上述したマグネトロンスパッタエッチン
グ時の終点を前述した従来法により判定しようとすると
、時間と発光強度との関係は第５図（Ａ）に示すように
発光強度が周期的に変動するため、これを微分した時間
−微分値との関係は同Ｗ （Ｂ）に示す特性図となり、
エッチング終点を精度よく判定することが困難となる。
グ時の終点を前述した従来法により判定しようとすると
、時間と発光強度との関係は第５図（Ａ）に示すように
発光強度が周期的に変動するため、これを微分した時間
−微分値との関係は同Ｗ （Ｂ）に示す特性図となり、
エッチング終点を精度よく判定することが困難となる。
（発明が解決りようとする課題）
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされた
ものでマグネトロンスパッタエッチング時の終点を精度
よく判定することが可能なエッチング終点判定方法を提
供しようとするものである。
ものでマグネトロンスパッタエッチング時の終点を精度
よく判定することが可能なエッチング終点判定方法を提
供しようとするものである。
Ｌ発明の構成］
（ａｌｌｌｍを解決するための手段）
本発明は、チャンバ内に被エッチング基板を収納した後
、該チャンバにプラズマを発生させると共に回転するマ
グネットからの磁場により前記プラズマを移動して前記
基板上の薄膜をエッチングするマグネトロンスパッタエ
ッチング法におけるエッチング終点判定方法において、
前記プラズマ中から発光する発光強度を逐次検出し、検
出したデータを前記マグネットにおける回転周期の整数
倍の時間前のデータとの差をそれらデータのサンプリン
グ時間差で微分し、その微分値が予め設定した値に達し
た時点をエッチング終点として判定することを４機とす
るものである。
、該チャンバにプラズマを発生させると共に回転するマ
グネットからの磁場により前記プラズマを移動して前記
基板上の薄膜をエッチングするマグネトロンスパッタエ
ッチング法におけるエッチング終点判定方法において、
前記プラズマ中から発光する発光強度を逐次検出し、検
出したデータを前記マグネットにおける回転周期の整数
倍の時間前のデータとの差をそれらデータのサンプリン
グ時間差で微分し、その微分値が予め設定した値に達し
た時点をエッチング終点として判定することを４機とす
るものである。
（作用）
本発明は、チャンバ内に被エッチング基板を収納した後
、該チャンバにプラズマを発生させると共に回転するマ
グネットからの磁場に上り前記プラズマを移動して前記
基板上の薄膜をエッチングする際にチャンバ内のプラズ
マ中から発光する発光強度を逐次検出する。この検出周
期は、演算処理装置の能力の許す範囲で極力短くし、検
出数を多くすることが望ましい。これにより、例えば第
３図（Ａ）に示す時間と電圧（発光強度を光電変換した
電圧値）の関係の特性図が得られる。なお、第３図（Ａ
）において、ｔ１〜ｔ、、は検出時間である。つづいて
、検出したデータを前記マグネットにおける回転周期の
整数倍（例えば第３ＷＩ中の検・出時間の倍の値に相当
するマグネットの回転周期）の時間前のデータとの差を
それらデータの検出時間差で微分する。具体的には、検
出時間（Ｎ１２）に着月するとその検出時のデータであ
る検出値はｖ１２、マグネットの回転周期に相当する時
間前（ｉ ｔ ｔ。でそのデータである検出値はｖ−ｌ
。であることから、ＶＳ２ ｖ、。の値ΔＶをｔ１２
を厘・の時間Δｔで微分する。この微分操作は、検出時
間（ｔｉ〜ｔ２゜）毎に行なう。このような微分操作に
より、第３図（Ｂ）に示す時間−微分値との関係が得ら
れ、マグネットの回転に伴う発光強度の変動を解消でき
ため、前記微分値が予め一室した値に達した時点、つま
りエッチング終点のみが強調された微分値（第３ＷＪの
Ｅ”点）を求めることによって、基板上の薄膜のエ−ツ
チング終点を極めて精度よく判定することができる。な
お、かかる判定方法においては検出操作の関係から真の
エッチング終点時間（例えば第３図（Ａ）のＥ点）と微
分値から求めたエッチング終点（第３図（Ｂ）のＥ点）
との間にマグネットにおける回転周期の整数倍（ここで
は回転周期）の時間分の遅れが生じるが、通常、オーバ
ーエッチングを行なっていることから問題とならない。
、該チャンバにプラズマを発生させると共に回転するマ
グネットからの磁場に上り前記プラズマを移動して前記
基板上の薄膜をエッチングする際にチャンバ内のプラズ
マ中から発光する発光強度を逐次検出する。この検出周
期は、演算処理装置の能力の許す範囲で極力短くし、検
出数を多くすることが望ましい。これにより、例えば第
３図（Ａ）に示す時間と電圧（発光強度を光電変換した
電圧値）の関係の特性図が得られる。なお、第３図（Ａ
）において、ｔ１〜ｔ、、は検出時間である。つづいて
、検出したデータを前記マグネットにおける回転周期の
整数倍（例えば第３ＷＩ中の検・出時間の倍の値に相当
するマグネットの回転周期）の時間前のデータとの差を
それらデータの検出時間差で微分する。具体的には、検
出時間（Ｎ１２）に着月するとその検出時のデータであ
る検出値はｖ１２、マグネットの回転周期に相当する時
間前（ｉ ｔ ｔ。でそのデータである検出値はｖ−ｌ
。であることから、ＶＳ２ ｖ、。の値ΔＶをｔ１２
を厘・の時間Δｔで微分する。この微分操作は、検出時
間（ｔｉ〜ｔ２゜）毎に行なう。このような微分操作に
より、第３図（Ｂ）に示す時間−微分値との関係が得ら
れ、マグネットの回転に伴う発光強度の変動を解消でき
ため、前記微分値が予め一室した値に達した時点、つま
りエッチング終点のみが強調された微分値（第３ＷＪの
Ｅ”点）を求めることによって、基板上の薄膜のエ−ツ
チング終点を極めて精度よく判定することができる。な
お、かかる判定方法においては検出操作の関係から真の
エッチング終点時間（例えば第３図（Ａ）のＥ点）と微
分値から求めたエッチング終点（第３図（Ｂ）のＥ点）
との間にマグネットにおける回転周期の整数倍（ここで
は回転周期）の時間分の遅れが生じるが、通常、オーバ
ーエッチングを行なっていることから問題とならない。
（実施例） −
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
第１図は、本実施例で用いるマグネトロンスパッタエッ
チング装置の概略図である。図中の１は真空チャン−バ
である。このチャンバｌ内には、上部電極２ａ及び下部
電極板２ｂが互いにに平行して配置されている。この下
部電極２ｂには、高周波電源３°が接続されている。ま
た、前記下部電極板２ｂには図示しない冷却部材が内蔵
されている。なお、前記上部電極２ａは接地されている
。また、前記チャンバｌの上部には該チャンバｌ内に発
生させたプラズマを移動させるための偏心回転される１
５０ガウスのマグネット４が配置されている。前記チャ
ンバｌの側壁にはエッチングガスを該チャンバｌ内に導
入するためのガス導入管５が連結されている。前記チャ
ンバｌの下部には、該チャンバｌ内を所定の真−空度と
するための排気管Ｂが連結されいる。更に、前記チャン
バｌの側壁には光電変換器７が配置されており、かり該
変換器７のチャンバｌ側壁側には分光フィルタ ８が取
り付けられている。この光電変換器７は、Ａ／Ｄ変換器
９を介してマイクロコンピュータｌＯに接続されている
。
チング装置の概略図である。図中の１は真空チャン−バ
である。このチャンバｌ内には、上部電極２ａ及び下部
電極板２ｂが互いにに平行して配置されている。この下
部電極２ｂには、高周波電源３°が接続されている。ま
た、前記下部電極板２ｂには図示しない冷却部材が内蔵
されている。なお、前記上部電極２ａは接地されている
。また、前記チャンバｌの上部には該チャンバｌ内に発
生させたプラズマを移動させるための偏心回転される１
５０ガウスのマグネット４が配置されている。前記チャ
ンバｌの側壁にはエッチングガスを該チャンバｌ内に導
入するためのガス導入管５が連結されている。前記チャ
ンバｌの下部には、該チャンバｌ内を所定の真−空度と
するための排気管Ｂが連結されいる。更に、前記チャン
バｌの側壁には光電変換器７が配置されており、かり該
変換器７のチャンバｌ側壁側には分光フィルタ ８が取
り付けられている。この光電変換器７は、Ａ／Ｄ変換器
９を介してマイクロコンピュータｌＯに接続されている
。
つまり、前記チャンバｌ内で発生させたプラズマ中から
発光する発光強度を前記分光フィルタ８で検出し、その
光を光電変換器９で光電変換し、更にＡ／Ｄ変換器９で
Ａ／Ｄ変換してコンピュータ１０に出力するようになっ
ている。
発光する発光強度を前記分光フィルタ８で検出し、その
光を光電変換器９で光電変換し、更にＡ／Ｄ変換器９で
Ａ／Ｄ変換してコンピュータ１０に出力するようになっ
ている。
次に、上述したマグネトロンスパッタエッチング装置に
よりＡｌ膜をエッチングする際の終点判定方法を説明す
る。
よりＡｌ膜をエッチングする際の終点判定方法を説明す
る。
まず、厚さ８４００人のＡｌ膜が全面に被覆されたシリ
コン基板１１を真空チャンバｌ内の下部電極２ｂ上に設
置した後、排気管６に連結した図示しない真空ポンプを
作動してチャンバｌ内のガスを排気した。つづいて、ガ
ス導入管５からＣｌ□及びＢＣＩ、をＣｌ ２ ／ Ｂ
Ｃｌ ＊ −３０／３１１ｓｃｃｍとなるうよにチャ
ンバｌ内に導入し、チャンバｌ内の圧力を２．０Ｐａと
した後、下部電極２ｂに高周波電源３から出力１５０Ｗ
％ １３．５８Ｍ ＨＺ高周波電力を印加して電極２ａ
、２ｂ間にプラズマを発生させると共に、マグネット４
をＬＯｓｅｅの周期で回転させて基板ｌｌ上のｊｌ膜の
エッチングを行った。なお、前記エッチング中は前記下
部電極板２ｂに内蔵された図示しない冷却部材により基
板１１が２３℃になるように冷却した。こうしたエッチ
ング中においてチャンバｌ内で発生したプラズマ中から
発光する発光強度を５７０５ｅｅ間隔で分光フィルタ８
により検出し、その光を光電変換器９で光電変換し、更
にＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換してコンピュータｌＯに
出力した。
コン基板１１を真空チャンバｌ内の下部電極２ｂ上に設
置した後、排気管６に連結した図示しない真空ポンプを
作動してチャンバｌ内のガスを排気した。つづいて、ガ
ス導入管５からＣｌ□及びＢＣＩ、をＣｌ ２ ／ Ｂ
Ｃｌ ＊ −３０／３１１ｓｃｃｍとなるうよにチャ
ンバｌ内に導入し、チャンバｌ内の圧力を２．０Ｐａと
した後、下部電極２ｂに高周波電源３から出力１５０Ｗ
％ １３．５８Ｍ ＨＺ高周波電力を印加して電極２ａ
、２ｂ間にプラズマを発生させると共に、マグネット４
をＬＯｓｅｅの周期で回転させて基板ｌｌ上のｊｌ膜の
エッチングを行った。なお、前記エッチング中は前記下
部電極板２ｂに内蔵された図示しない冷却部材により基
板１１が２３℃になるように冷却した。こうしたエッチ
ング中においてチャンバｌ内で発生したプラズマ中から
発光する発光強度を５７０５ｅｅ間隔で分光フィルタ８
により検出し、その光を光電変換器９で光電変換し、更
にＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換してコンピュータｌＯに
出力した。
コンピュータｌＯに入力されたデータにより、第２図（
Ａ）に示す時間とプラズマ中から発光する発光強度に相
関する電圧との関係が得られた。なお、第２図（Ａ）中
のＥ点はエッチング終点を示す。
Ａ）に示す時間とプラズマ中から発光する発光強度に相
関する電圧との関係が得られた。なお、第２図（Ａ）中
のＥ点はエッチング終点を示す。
また、コンピュータｌ旧こよりＬＯｓｅｅ間隔で検出し
た各データを前記マグネット ４における回転周期（３
，０ｓｅｃ）の時間前のデータとの差をそれらデータの
検出時間差（３，０ｓｅｃ）で微分した値を検出時間に
対応してプロットすることにより第２図（Ｂ）に示す時
間−微分値との関係を得た。
た各データを前記マグネット ４における回転周期（３
，０ｓｅｃ）の時間前のデータとの差をそれらデータの
検出時間差（３，０ｓｅｃ）で微分した値を検出時間に
対応してプロットすることにより第２図（Ｂ）に示す時
間−微分値との関係を得た。
第２図（Ａ）、（Ｂ）から明らかなように本実施例のエ
ッチング終点の判定方法によれば、マグネット４の回転
に伴う発光強度の変動を解消でき、微分値が予め設定し
た値に達した時点、つまりエッチング終点のみが強調さ
れた微分値（第２図のＥ°点）を求めることによって、
基板ｌｌ上のＡｌ膜のエッチング終点を極めて精度よく
判定できることがわかる。
ッチング終点の判定方法によれば、マグネット４の回転
に伴う発光強度の変動を解消でき、微分値が予め設定し
た値に達した時点、つまりエッチング終点のみが強調さ
れた微分値（第２図のＥ°点）を求めることによって、
基板ｌｌ上のＡｌ膜のエッチング終点を極めて精度よく
判定できることがわかる。
なお、上記実施例ではＡｌ膜のエッチング終点判定につ
いて説明したが、Ａｌ以外の金属、合金、金属シリサイ
ド等のエッチング終点判定にも同様に適用できる。
いて説明したが、Ａｌ以外の金属、合金、金属シリサイ
ド等のエッチング終点判定にも同様に適用できる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によればマグネトロンスパッ
タエッチング時の終点を精度よく判定することが可能な
エッチング終点判定方法を提供できる。
タエッチング時の終点を精度よく判定することが可能な
エッチング終点判定方法を提供できる。
第１図は本発明の実施例で用いたマグネトロンスバフタ
エツング装置を示す概略図、第２図（Ａ）は実施例にお
けるＡｌ膜のマグネトロンスパッタエッチング時の時間
とプラズマ中から発光する発光強度に相関する電圧との
関係を示す特性図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する
時間−微粉値の関係を示す特性図、第３図（Ａ）は本発
明の作用を説明するための薄膜のマグネトロンスパッタ
エッチング工程における時間とプラズマ中から発光する
発光強度に相関する電圧との関係を示 −す特性図、同
図（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する時間−微粉値の関係を
示す特性図、第４図（Ａ）は通常のスパッタエッチング
における時間と発光強度の関係、を示す特性図、同ＷＪ
（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する時間−微分値の関係を示
す特性図、第５図（Ａ）はマグネトロンスパッタエッチ
ングにおける時間とプラズマ中から発光する発光強度と
の関係を示す特性図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の特性図
に基づいて従来の方法で２次微分することににより得た
時間−微分値の関係を示す特性図である。 ｌ・・・真空チャンバ、２ｉ、 ２ｂ−・電極、３・・
・高周波電源、４・−・マグネット、８・・・分光フィ
ルタ、１０・・・コンピュータ、１１・・−シリコン基
板。 −に− Ｆ＋＋ ＝、 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦第
１ 図 第 ２ ＠ １ハ 第 ３ 図
エツング装置を示す概略図、第２図（Ａ）は実施例にお
けるＡｌ膜のマグネトロンスパッタエッチング時の時間
とプラズマ中から発光する発光強度に相関する電圧との
関係を示す特性図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する
時間−微粉値の関係を示す特性図、第３図（Ａ）は本発
明の作用を説明するための薄膜のマグネトロンスパッタ
エッチング工程における時間とプラズマ中から発光する
発光強度に相関する電圧との関係を示 −す特性図、同
図（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する時間−微粉値の関係を
示す特性図、第４図（Ａ）は通常のスパッタエッチング
における時間と発光強度の関係、を示す特性図、同ＷＪ
（Ｂ）は同図（Ａ）に対応する時間−微分値の関係を示
す特性図、第５図（Ａ）はマグネトロンスパッタエッチ
ングにおける時間とプラズマ中から発光する発光強度と
の関係を示す特性図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の特性図
に基づいて従来の方法で２次微分することににより得た
時間−微分値の関係を示す特性図である。 ｌ・・・真空チャンバ、２ｉ、 ２ｂ−・電極、３・・
・高周波電源、４・−・マグネット、８・・・分光フィ
ルタ、１０・・・コンピュータ、１１・・−シリコン基
板。 −に− Ｆ＋＋ ＝、 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦第
１ 図 第 ２ ＠ １ハ 第 ３ 図
Claims (1)
- チャンバ内に被エッチング基板を収納した後、該チャ
ンバにプラズマを発生させると共に回転するマグネット
からの磁場により前記プラズマを移動して前記基板上の
薄膜をエッチングするマグネトロンスパッタエッチング
法におけるエッチング終点判定方法において、前記プラ
ズマ中から発光する発光強度を逐次検出し、検出したデ
ータを前記マグネットにおける回転周期の整数倍の時間
前のデータとの差をそれらデータのサンプリング時間差
で微分し、その微分値が予め設定した値に達した時点を
エッチング終点として判定することを特徴とするエッチ
ング終点判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28800189A JPH03149814A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | エッチング終点判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28800189A JPH03149814A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | エッチング終点判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03149814A true JPH03149814A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17724523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28800189A Pending JPH03149814A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | エッチング終点判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03149814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5320704A (en) * | 1990-11-28 | 1994-06-14 | Tokyo Electron Limited | Plasma etching apparatus |
| WO1997015074A1 (fr) * | 1995-10-20 | 1997-04-24 | Hitachi, Ltd. | Procede et dispositif pour detecter la fin d'un traitement par plasma, procede et dispositif pour fabriquer un dispositif semi-conducteur et dispositif semi-conducteur |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP28800189A patent/JPH03149814A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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