JPH0322054B2 - - Google Patents
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- JPH0322054B2 JPH0322054B2 JP56128222A JP12822281A JPH0322054B2 JP H0322054 B2 JPH0322054 B2 JP H0322054B2 JP 56128222 A JP56128222 A JP 56128222A JP 12822281 A JP12822281 A JP 12822281A JP H0322054 B2 JPH0322054 B2 JP H0322054B2
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- etching
- chromium
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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
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
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- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドライエツチングの際に使用されるエ
ツチングの終点検出法に関し、特に、クロム膜、
酸化クロム膜のようなクロムを含有する膜をエツ
チングする際に用いられるエツチングの終点検出
法に関する。
ツチングの終点検出法に関し、特に、クロム膜、
酸化クロム膜のようなクロムを含有する膜をエツ
チングする際に用いられるエツチングの終点検出
法に関する。
一般に、半導体装置等の製造の際に使用される
フオトマスクとして精密研磨されたガラス基板上
に、クロム膜あるいは酸化クロム膜のようなクロ
ム含有膜を1000Å前後形成したクロムマスクが多
用されている。このようなクロムマスクを製作す
る場合、基板上に一様にクロム含有膜を被着して
クロムブランクを作成し、このブランクにパター
ンを形成する必要がある。パターンを形成するた
めには、レジストを塗布する工程並びに露光、現
像工程のほかに、クロム含有膜をエツチングする
工程が不可欠である。
フオトマスクとして精密研磨されたガラス基板上
に、クロム膜あるいは酸化クロム膜のようなクロ
ム含有膜を1000Å前後形成したクロムマスクが多
用されている。このようなクロムマスクを製作す
る場合、基板上に一様にクロム含有膜を被着して
クロムブランクを作成し、このブランクにパター
ンを形成する必要がある。パターンを形成するた
めには、レジストを塗布する工程並びに露光、現
像工程のほかに、クロム含有膜をエツチングする
工程が不可欠である。
クロム含有膜をエツチングする工程として、硝
酸第２セリウムアンモン及び過塩素酸の混合溶液
を用いたウエツトエツチングの代りに、廃液処理
の問題、微細加工性の問題等の少ないガスプラズ
マを利用したドライエツチングが最近盛んに用い
られる傾向にある。
酸第２セリウムアンモン及び過塩素酸の混合溶液
を用いたウエツトエツチングの代りに、廃液処理
の問題、微細加工性の問題等の少ないガスプラズ
マを利用したドライエツチングが最近盛んに用い
られる傾向にある。
このようなドライエツチングにおいても、ウエ
ツトエツチングの場合と同様に、エツチングの終
点を検出することが重要である。ドライエツチン
グの終点を検出する方法として、従来いくつかの
方法が提案されているが、分光分析を利用した方
法がプラズマを乱すことなく検出できる点及び自
動化に適したいる点で望ましい方法と考えられて
いる。
ツトエツチングの場合と同様に、エツチングの終
点を検出することが重要である。ドライエツチン
グの終点を検出する方法として、従来いくつかの
方法が提案されているが、分光分析を利用した方
法がプラズマを乱すことなく検出できる点及び自
動化に適したいる点で望ましい方法と考えられて
いる。
このような分光分析による終点の検出法には、
エツチング材料をドライエツチングする際に発生
するガスのスペクトルを検出し、その強度変化か
ら終点を判定する方法が提案されている（特開昭
51−35639号公報）。例えば、この方法を用いて、
SiO2をCF4ガスによりエツチングする場合、 CF4→CF3 *＋F*， SiO2＋4F*→SiF4＋O2， の反応によつて生成されるSiF4又はO2の発光ス
ペクトル輝度変化を分光分析器で測定する。反応
が進行するにつれてSiF4及びO2が発生するため、
これらの発光スペクトル輝度は増加する。エツチ
ングガスを流しながらエツチングを行なえば、発
光スペクトル輝度はやがて一定値に達し、エツチ
ングが終了すると、SiF4やO2が発生しなくなる
ため、発光スペクトル輝度も減少する。したがつ
て、この発光スペクトル輝度の変化からSiO2の
エツチングの終点を判定できる。
エツチング材料をドライエツチングする際に発生
するガスのスペクトルを検出し、その強度変化か
ら終点を判定する方法が提案されている（特開昭
51−35639号公報）。例えば、この方法を用いて、
SiO2をCF4ガスによりエツチングする場合、 CF4→CF3 *＋F*， SiO2＋4F*→SiF4＋O2， の反応によつて生成されるSiF4又はO2の発光ス
ペクトル輝度変化を分光分析器で測定する。反応
が進行するにつれてSiF4及びO2が発生するため、
これらの発光スペクトル輝度は増加する。エツチ
ングガスを流しながらエツチングを行なえば、発
光スペクトル輝度はやがて一定値に達し、エツチ
ングが終了すると、SiF4やO2が発生しなくなる
ため、発光スペクトル輝度も減少する。したがつ
て、この発光スペクトル輝度の変化からSiO2の
エツチングの終点を判定できる。
しかしながら、上述した従来の方法はクロムを
含有する膜をエツチングする場合には、適用でき
ない。具体的に言えば、クロムをドライエツチン
グする場合、通常、CCl4とO2との混合ガスが使
用され、このときの反応式は以下のようになる。
含有する膜をエツチングする場合には、適用でき
ない。具体的に言えば、クロムをドライエツチン
グする場合、通常、CCl4とO2との混合ガスが使
用され、このときの反応式は以下のようになる。
CCl4→CCl3 *＋Cl*，
O2→2O*，
Cr＋2Cl*＋2O*→CrClO2.
上式からも明らかな通り、Crのドライエツチ
ングの場合、CrClO2の発光スペクトル輝度を観
測する必要がある。しかしながら、ドライエツチ
ング中に、CrClO2の発光スペクトルを検出する
のは困難であるため、未だに実用化の例をみな
い。一方、Cl*，O*の発光スペクトルの追う方法
も考えられるが、クロムのエツチングレートが遅
いため、発光スペクトル輝度変化も微小で再現性
よく終点を判定するのは難しい。
ングの場合、CrClO2の発光スペクトル輝度を観
測する必要がある。しかしながら、ドライエツチ
ング中に、CrClO2の発光スペクトルを検出する
のは困難であるため、未だに実用化の例をみな
い。一方、Cl*，O*の発光スペクトルの追う方法
も考えられるが、クロムのエツチングレートが遅
いため、発光スペクトル輝度変化も微小で再現性
よく終点を判定するのは難しい。
したがつて、クロムのドライエツチングの場合
には、適当な終点検出法がないため、目視に頼ら
ざるを得ない実情である。
には、適当な終点検出法がないため、目視に頼ら
ざるを得ない実情である。
目視による方法とは、文字通り目で見て終点を
判定するものである。これは、反応容器の窓など
から反応室内のクロムマスクを観察し、エツチン
グが終了するとレジスト層におおわれていないク
ロム層からの光の反射がなくなる時の変化を人間
が目で見て終点を判定するものである。
判定するものである。これは、反応容器の窓など
から反応室内のクロムマスクを観察し、エツチン
グが終了するとレジスト層におおわれていないク
ロム層からの光の反射がなくなる時の変化を人間
が目で見て終点を判定するものである。
このような目視による方法にはいくつか重大な
欠点がある。第一に、この方法は人間の勘に頼つ
ているため、判定する人間の個人差あるいは体調
といつた不確定な要素が多く、再現性、信頼性に
問題がある。
欠点がある。第一に、この方法は人間の勘に頼つ
ているため、判定する人間の個人差あるいは体調
といつた不確定な要素が多く、再現性、信頼性に
問題がある。
第二に、この方法では一台の装置につき一人の
作業者が必要なため、装置の台数が増える度に人
間も必要になり、人件費の分コストが上がつてし
まう。
作業者が必要なため、装置の台数が増える度に人
間も必要になり、人件費の分コストが上がつてし
まう。
第三に、エツチングプロセスの全自動化が不可
能である。
能である。
等があげられる。
上記三点以外にも、欠点はいくつかあげられる
が、上の３点は特に重要であると考えられる。
が、上の３点は特に重要であると考えられる。
本発明の目的はエツチング反応に関与する物質
の発光スペクトル輝度が観測できない場合にも、
その物質のエツチングの終点を分光分析法を用い
て検出できるエツチングの終点検出法を提供する
ことである。
の発光スペクトル輝度が観測できない場合にも、
その物質のエツチングの終点を分光分析法を用い
て検出できるエツチングの終点検出法を提供する
ことである。
本発明の他の目的はクロムを含有する膜のドラ
イエツチングの際、目視に頼ることなくエツチン
グの終点を検出する方法を提供することである。
イエツチングの際、目視に頼ることなくエツチン
グの終点を検出する方法を提供することである。
本発明によれば、クロムのような被エツチング
物質に、その物質のエツチング反応に関与しない
不活性な物質を混入して膜生成を行ない、ドライ
エツチングの際、混入された不活性な物質固有の
発光スペクトル輝度を観測することによつて、エ
ツチングの終点を検出する方法が得られる。上述
した不活性な物質としては、周期律表上の０族元
素であつてもよいし、また、窒素のように、クロ
ムのエツチングに際に、そのエツチング反応に関
与しないものでもよい。
物質に、その物質のエツチング反応に関与しない
不活性な物質を混入して膜生成を行ない、ドライ
エツチングの際、混入された不活性な物質固有の
発光スペクトル輝度を観測することによつて、エ
ツチングの終点を検出する方法が得られる。上述
した不活性な物質としては、周期律表上の０族元
素であつてもよいし、また、窒素のように、クロ
ムのエツチングに際に、そのエツチング反応に関
与しないものでもよい。
以下、図面を参照して説明する。
第１図を参照する、本発明に係るエツチングの
終点検出法を適用できるマスクブランクが示され
ている。このマスクブランクは平滑に精密研磨さ
れたガラス基板１と、このガラス基板１上に真空
蒸着によつて形成されたクロム膜２とを有してい
る。この例では、真空蒸着を窒素ガス雰囲気中で
行ない、クロム膜２中に多量の窒素を混入させ
た。
終点検出法を適用できるマスクブランクが示され
ている。このマスクブランクは平滑に精密研磨さ
れたガラス基板１と、このガラス基板１上に真空
蒸着によつて形成されたクロム膜２とを有してい
る。この例では、真空蒸着を窒素ガス雰囲気中で
行ない、クロム膜２中に多量の窒素を混入させ
た。
第２図を参照すると、本発明に係るエツチング
に使用されるドライエツチング装置が示されてい
る。第２図において、このエツチング装置は反応
容器３内に、互いに平行且つ対向して配置された
上部電極４及び下部電極５とを備え、両電極４及
び５間には、高周波電源６から高周波電圧が印加
される。第１図に示したマスクブランクはエツチ
ングの際、例えば下部電極５上に配置される。
に使用されるドライエツチング装置が示されてい
る。第２図において、このエツチング装置は反応
容器３内に、互いに平行且つ対向して配置された
上部電極４及び下部電極５とを備え、両電極４及
び５間には、高周波電源６から高周波電圧が印加
される。第１図に示したマスクブランクはエツチ
ングの際、例えば下部電極５上に配置される。
第２図に示すように、反応容器３にはガス導入
管７を介してエツチングガス（この例では、四塩
化炭素と酸素との混合気体）が導入され、ロータ
リーポンプ（図示せず）に連結された排気管８を
通して排気される。反応容器３の側面には、石英
製の窓９が取り付けられ、この窓９に分光器１０
が設けられている。分光器１０で分光された光は
記録計１１に与えられ、記録計１１はそのスペク
トルを記録する。
管７を介してエツチングガス（この例では、四塩
化炭素と酸素との混合気体）が導入され、ロータ
リーポンプ（図示せず）に連結された排気管８を
通して排気される。反応容器３の側面には、石英
製の窓９が取り付けられ、この窓９に分光器１０
が設けられている。分光器１０で分光された光は
記録計１１に与えられ、記録計１１はそのスペク
トルを記録する。
エツチングを行なう場合、第１図のマスクブラ
ンクを反応容器３内に位置付け、四塩化炭素と酸
素との混合気体からなるエツチングガスを流すと
共に、排気を行ない、反応容器３内を一定の圧力
に保持した状態でエツチングを行なつた。ここ
で、エツチングは窒素を含まない雰囲気で行なわ
れていることがわかる。
ンクを反応容器３内に位置付け、四塩化炭素と酸
素との混合気体からなるエツチングガスを流すと
共に、排気を行ない、反応容器３内を一定の圧力
に保持した状態でエツチングを行なつた。ここ
で、エツチングは窒素を含まない雰囲気で行なわ
れていることがわかる。
エツチング中、クロム膜２内に含有された窒素
（N2）が発する波長357.7mmの光の輝度変化を測
定した。
（N2）が発する波長357.7mmの光の輝度変化を測
定した。
第３図を参照すると、窒素の発光スペクトル輝
度の測定結果が示されている。第３図に示すよう
に、１２で示す時点で発光スペクトル輝度は急激
に立ち上つている。この時点はプラズマが発生し
た時点と一致している。エツチングが進行するに
したがつて、反応容器３中の窒素量も増加して行
き、その発光スペクトル輝度も増加して行く。エ
ツチングが終りに近付くと、窒素の発生量も減少
し、その発光スペクトル輝度も減少する。
度の測定結果が示されている。第３図に示すよう
に、１２で示す時点で発光スペクトル輝度は急激
に立ち上つている。この時点はプラズマが発生し
た時点と一致している。エツチングが進行するに
したがつて、反応容器３中の窒素量も増加して行
き、その発光スペクトル輝度も増加して行く。エ
ツチングが終りに近付くと、窒素の発生量も減少
し、その発光スペクトル輝度も減少する。
ところで、第３図からわかるように、点１５の
前後で発光スペクトル輝度曲線が変化している。
たとえば、点１５において、曲線の一次微分が不
連続であるため、点１５における接線として１
６，１７の２本がある。これは次のように説明で
きる。点１５以前の部分は、エツチング反応が終
りに近づき、被エツチング部分の面積が時間に比
例して減少して行くため、発光スペクトル輝度曲
線も時間に対して一次関数的に減少して行く。や
がて点１５に対応する時間でエツチングが終了す
る。その後は、エツチングが終つた時点で反応室
内に残つていた窒素が排気されるため、発光輝度
は指数関数的に減少する。従つて、エツチング反
応の終点は点１５と考えられる。実際、点１５で
エツチングを止めたものは、所望のパターンが再
現性よく得られた。尚、点１３は、目視により判
定した場合のエツチングの終点であるが、点１５
とはかなりのズレがあることがわかる。
前後で発光スペクトル輝度曲線が変化している。
たとえば、点１５において、曲線の一次微分が不
連続であるため、点１５における接線として１
６，１７の２本がある。これは次のように説明で
きる。点１５以前の部分は、エツチング反応が終
りに近づき、被エツチング部分の面積が時間に比
例して減少して行くため、発光スペクトル輝度曲
線も時間に対して一次関数的に減少して行く。や
がて点１５に対応する時間でエツチングが終了す
る。その後は、エツチングが終つた時点で反応室
内に残つていた窒素が排気されるため、発光輝度
は指数関数的に減少する。従つて、エツチング反
応の終点は点１５と考えられる。実際、点１５で
エツチングを止めたものは、所望のパターンが再
現性よく得られた。尚、点１３は、目視により判
定した場合のエツチングの終点であるが、点１５
とはかなりのズレがあることがわかる。
なお、上記実施例は被エツチング物質としてク
ロム膜を用いた例を示したが、これは酸化クロム
膜あるいはクロム膜と酸化クロム膜による多層膜
でもよい。
ロム膜を用いた例を示したが、これは酸化クロム
膜あるいはクロム膜と酸化クロム膜による多層膜
でもよい。
また、クロム膜中に混入する物質として窒素を
用いたが、これは希ガス元素を用いても同様の効
果は得られる。
用いたが、これは希ガス元素を用いても同様の効
果は得られる。
また、不純物をクロム膜中に混入させる手段と
して、上記実施例では不純物ガス（窒素ガス）雰
囲気中で蒸着したが、他の方法として、次のよう
なものが考えられる。
して、上記実施例では不純物ガス（窒素ガス）雰
囲気中で蒸着したが、他の方法として、次のよう
なものが考えられる。
クロム膜を、混入させたい不活性な元素を含
んだガスでスパツターする方法。
んだガスでスパツターする方法。
予め成膜してあるクロム膜にイオン打ち込み
法により目的の不純物を混入させる方法。
法により目的の不純物を混入させる方法。
以上のように、この発明によれば、クロムのド
ライエツチングの場合にも分光分析法による終点
判定法が適用できるので、正確かつ再現性よく終
点が検出でき、プロセスの自動化も容易である。
ライエツチングの場合にも分光分析法による終点
判定法が適用できるので、正確かつ再現性よく終
点が検出でき、プロセスの自動化も容易である。
第１図は本発明によるクロムマスクを示す断面
図である。第２図は本発明で用いた装置の概略図
である。第３図は本発明によるクロムマスクをド
ライエツチした時の、N2の発光スペクトル輝度
変化を示すチヤート図である。 １……基板、２……クロム膜、３……反応容
器、４……上部電極、５……下部電極、６……高
周波発生装置、７……エツチングガス導入管、８
……排気管、９……石英窓、１０……分光器、１
１……記録計、１２……プラズマを印加した時点
を示す点、１３……目視による終点を示す点、１
４……プラズマを止めた点。
図である。第２図は本発明で用いた装置の概略図
である。第３図は本発明によるクロムマスクをド
ライエツチした時の、N2の発光スペクトル輝度
変化を示すチヤート図である。 １……基板、２……クロム膜、３……反応容
器、４……上部電極、５……下部電極、６……高
周波発生装置、７……エツチングガス導入管、８
……排気管、９……石英窓、１０……分光器、１
１……記録計、１２……プラズマを印加した時点
を示す点、１３……目視による終点を示す点、１
４……プラズマを止めた点。
Claims (1)
- １ 基板上に被着されたクロムを含有する膜をガ
ス雰囲気中でドライエツチングしてクロムマスク
を製作する際に使用されるエツチングの終点検出
法において、エツチングされるべき前記のクロム
を含有する膜全体に、前記ドライエツチングに際
して前記ガス雰囲気中で反応を起こさないような
不活性な元素を混入させておき、前記不活性な元
素を含まないガス雰囲気で、前記不活性な元素を
混入したクロムの含有膜のドライエツチングを行
い、前記ドライエツチング開始と共にエツチング
領域より生ずる不活性な元素を監視し、前記不活
性な元素の減少傾向からエツチングの終点を検出
することを特徴とするエツチングの終点検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822281A JPS5830131A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | エッチングの終点検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822281A JPS5830131A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | エッチングの終点検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830131A JPS5830131A (ja) | 1983-02-22 |
| JPH0322054B2 true JPH0322054B2 (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=14979510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12822281A Granted JPS5830131A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | エッチングの終点検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830131A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5326975A (en) * | 1993-06-15 | 1994-07-05 | Texas Instruments Incorporated | Measurement of gas leaks into gas lines of a plasma reactor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533070A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-08 | Fujitsu Ltd | Method of forming fine pattern by dry etching process |
| JPS5585674A (en) * | 1978-12-23 | 1980-06-27 | Fujitsu Ltd | Detecting method for etching end point |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP12822281A patent/JPS5830131A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533070A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-08 | Fujitsu Ltd | Method of forming fine pattern by dry etching process |
| JPS5585674A (en) * | 1978-12-23 | 1980-06-27 | Fujitsu Ltd | Detecting method for etching end point |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5830131A (ja) | 1983-02-22 |
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