JPH0343775B2 - - Google Patents
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- JPH0343775B2 JPH0343775B2 JP58053612A JP5361283A JPH0343775B2 JP H0343775 B2 JPH0343775 B2 JP H0343775B2 JP 58053612 A JP58053612 A JP 58053612A JP 5361283 A JP5361283 A JP 5361283A JP H0343775 B2 JPH0343775 B2 JP H0343775B2
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- etching
- plasma
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- etching chamber
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Classifications
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、エツチング方法、特にプラズマガス
を利用したエツチングにおいてプラズマ光をモニ
タリングしてエツチングの進行状況および終点を
監視するエツチング方法に係る。
を利用したエツチングにおいてプラズマ光をモニ
タリングしてエツチングの進行状況および終点を
監視するエツチング方法に係る。
(2) 従来技術と問題点
半導体IC（集積回路）の集積度増加に伴つて、
微細加工技術が必要になり、プラズマエツチング
やリアクテイブイオンエツチングなどのドライプ
ロセスが盛んに利用されてきている。そして、プ
ラズマエツチングやリアクテイブイオンエツチン
グの終点を検知したり進行状況を監視するため
に、プラズマ発光分析法がよく利用される。例え
ば、アルミニウム（Al）のエツチングでは396n
ｍや261nｍのAlの発光、二酸化珪素（SiO2）の
エツチングでは603nｍや519nｍの一酸化炭素
（CO）の発光、ポリシリコン（poly Si）のエツ
チングでは704nｍのフツ素(F)や510nｍの塩素
（Cl）の発光、などが利用される。
微細加工技術が必要になり、プラズマエツチング
やリアクテイブイオンエツチングなどのドライプ
ロセスが盛んに利用されてきている。そして、プ
ラズマエツチングやリアクテイブイオンエツチン
グの終点を検知したり進行状況を監視するため
に、プラズマ発光分析法がよく利用される。例え
ば、アルミニウム（Al）のエツチングでは396n
ｍや261nｍのAlの発光、二酸化珪素（SiO2）の
エツチングでは603nｍや519nｍの一酸化炭素
（CO）の発光、ポリシリコン（poly Si）のエツ
チングでは704nｍのフツ素(F)や510nｍの塩素
（Cl）の発光、などが利用される。
第１図はそうしたプラズマ発光分析を行なう従
来のエツチング方法を説明する図である。真空排
気したエツチング室１０内に被処理基板１１を置
き、ガス導入口１２から反応ガスを導入するとと
もに両電極１３，１４間に高周波電力を印加し、
反応ガスをプラズマ励起すると、プラズマの活性
種が被処理基板１１に当つてエツチングが進行す
る。エツチングの開始、進行、終了に対応して、
プラズマ雰囲気中の反応ガスまたはエツチングさ
れた物質が増減するので、それらのプラズマ発光
強度も比例して変化する。特定の物質は特定波長
の光を発光する。従つて、特定の波長の光に着目
して特定物質の増減、ひいてエツチングの進行状
態や終了を知ることができる。そのために、エツ
チング室１２に石英等で透明な窓を設けるかある
いはエツチング室１２全体を石英等で作成し、そ
こを透過するプラズマ光を受理し、光フアイバー
１５で光検出器１６へ送つて特定波長の光をモニ
ターする。
来のエツチング方法を説明する図である。真空排
気したエツチング室１０内に被処理基板１１を置
き、ガス導入口１２から反応ガスを導入するとと
もに両電極１３，１４間に高周波電力を印加し、
反応ガスをプラズマ励起すると、プラズマの活性
種が被処理基板１１に当つてエツチングが進行す
る。エツチングの開始、進行、終了に対応して、
プラズマ雰囲気中の反応ガスまたはエツチングさ
れた物質が増減するので、それらのプラズマ発光
強度も比例して変化する。特定の物質は特定波長
の光を発光する。従つて、特定の波長の光に着目
して特定物質の増減、ひいてエツチングの進行状
態や終了を知ることができる。そのために、エツ
チング室１２に石英等で透明な窓を設けるかある
いはエツチング室１２全体を石英等で作成し、そ
こを透過するプラズマ光を受理し、光フアイバー
１５で光検出器１６へ送つて特定波長の光をモニ
ターする。
しかし、こうした方法では、操作時間が長くな
ると、光受理用ののぞき窓やエツチング室内壁に
反応生成物が付着し、窓やエツチング室を透過す
る光の強度が弱くなり、ついには検出ミスを起こ
すことがある。そのために、煩繁にのぞき窓やエ
ツチング室をクリーニングする必要があつた。
ると、光受理用ののぞき窓やエツチング室内壁に
反応生成物が付着し、窓やエツチング室を透過す
る光の強度が弱くなり、ついには検出ミスを起こ
すことがある。そのために、煩繁にのぞき窓やエ
ツチング室をクリーニングする必要があつた。
(3) 発明の目的
本発明は、以上の如き従来技術の問題点を解決
し、のぞき窓やエツチング室のクリーニング回数
を減少させることを目的とする。
し、のぞき窓やエツチング室のクリーニング回数
を減少させることを目的とする。
(4) 発明の構成
そして、本発明は、上記目的を、プラズマ発光
した光をエツチング室のガス導入口またはその近
傍を通して受理することによつて達成する。
した光をエツチング室のガス導入口またはその近
傍を通して受理することによつて達成する。
すなわち、ガス導入口付近では、おそらくガス
の流れの影響で、反応生成物が比較的付着しにく
いので、長時間クリーニングなしで安定したモニ
タリングができるようになる。
の流れの影響で、反応生成物が比較的付着しにく
いので、長時間クリーニングなしで安定したモニ
タリングができるようになる。
以下、本発明の実施例を用いて説明する。
(5) 発明の実施例
第２図および第３図は本発明を実施するための
リアクテイブイオンエツチング装置の例を示す。
リアクテイブイオンエツチング装置の例を示す。
エツチング室２０は密閉され、真空排気されて
一定圧力に調整できるとともに、室内の条件を一
定に保つためにロードロツク装置が付いている
（排気系およびロードロツク装置は図示されてい
ない）。電極２１は絶縁物２２を介してエツチン
グ室から絶縁されるとともに高周波電力源２３に
接続され、もう一方の電極２２と対向配置されて
いる。エツチング室２０には反応ガス導入口２
５，２６が設けられ、少なくとも反応ガス導入口
２５，２６付近は石英製にするなどして透明にな
つている。エツチング室２０内のプラズマが発光
した光を反応ガス導入口２５，２６またはその近
傍の透明部分を通して受理することがこれらの装
置の特徴である。反応ガス導入口２６はエツチン
グ室２０の内部をのぞきやすいようにガス導入管
を屈曲させた例である。受理した光は光フアイバ
２７を通して光検出器２８で分析する。特定波長
の分別は干渉フイルター、グレーテイング、スペ
クトルメーターなどで行なうことができる。
一定圧力に調整できるとともに、室内の条件を一
定に保つためにロードロツク装置が付いている
（排気系およびロードロツク装置は図示されてい
ない）。電極２１は絶縁物２２を介してエツチン
グ室から絶縁されるとともに高周波電力源２３に
接続され、もう一方の電極２２と対向配置されて
いる。エツチング室２０には反応ガス導入口２
５，２６が設けられ、少なくとも反応ガス導入口
２５，２６付近は石英製にするなどして透明にな
つている。エツチング室２０内のプラズマが発光
した光を反応ガス導入口２５，２６またはその近
傍の透明部分を通して受理することがこれらの装
置の特徴である。反応ガス導入口２６はエツチン
グ室２０の内部をのぞきやすいようにガス導入管
を屈曲させた例である。受理した光は光フアイバ
２７を通して光検出器２８で分析する。特定波長
の分別は干渉フイルター、グレーテイング、スペ
クトルメーターなどで行なうことができる。
第２図のエツチング装置を用いて実際にエツチ
ングを実施した。５インチのシリコンウエーハに
アルミニウムを厚さ1μｍに蒸着し、その上にレ
ジストAZ1350Jを塗布し、それをパターニングし
た基板３０をロードロツクを介してエツチング室
２０内の電極２１上にセツトした。エツチング室
２０内はエツチング用の反応ガスとして三塩化ホ
ウ素（BCl3）、四塩化炭素（CCl4、10％）、塩素
（Cl2）の混合ガスが反応ガス導入口２５を通して
導入されるとともに0.15Torrに真空排気されて
いる。両電極２１，２４間に13.56MHz、300Wの
高周波電力を印加し、約１分間エツチングを行な
つた。エツチング終了後、基板３０はロードロツ
クを介してエツチング室から取り出した。
ングを実施した。５インチのシリコンウエーハに
アルミニウムを厚さ1μｍに蒸着し、その上にレ
ジストAZ1350Jを塗布し、それをパターニングし
た基板３０をロードロツクを介してエツチング室
２０内の電極２１上にセツトした。エツチング室
２０内はエツチング用の反応ガスとして三塩化ホ
ウ素（BCl3）、四塩化炭素（CCl4、10％）、塩素
（Cl2）の混合ガスが反応ガス導入口２５を通して
導入されるとともに0.15Torrに真空排気されて
いる。両電極２１，２４間に13.56MHz、300Wの
高周波電力を印加し、約１分間エツチングを行な
つた。エツチング終了後、基板３０はロードロツ
クを介してエツチング室から取り出した。
その間、光検出器２８でアルミニウムのプラズ
マ発光に固有な396nｍの波長の光強度をモニタ
ーした。その様子を第４図に示す。図のように、
電源を入れると（Ａ点）先ず或るバツクグラウン
ドの高さに達した後、発光強度が急激に上昇する
（点Ｂ）。アルミニウムのエツチングが開始され、
基板から除去されたアルミニウムがエツチング室
２０内に充満し出したのである。その後ほぼ一定
の発光強度が続いてから、次第に強度が低下し、
当初のバツクグラウンドの高さに達する（Ｃ点）。
所定のアルミニウムが除去されてしまつたのであ
る。電源を切るとバツクグラウンドも消失する
（Ｄ点）。
マ発光に固有な396nｍの波長の光強度をモニタ
ーした。その様子を第４図に示す。図のように、
電源を入れると（Ａ点）先ず或るバツクグラウン
ドの高さに達した後、発光強度が急激に上昇する
（点Ｂ）。アルミニウムのエツチングが開始され、
基板から除去されたアルミニウムがエツチング室
２０内に充満し出したのである。その後ほぼ一定
の発光強度が続いてから、次第に強度が低下し、
当初のバツクグラウンドの高さに達する（Ｃ点）。
所定のアルミニウムが除去されてしまつたのであ
る。電源を切るとバツクグラウンドも消失する
（Ｄ点）。
以上の操作を繰り返し、1000枚の基板を処理し
たところ、検出光の強度は1/2に低下したが、エ
ツチングの開始、進行、終了を監視するには十分
な強度であり、安定してモニター（終点検知等）
できた。尚、従来のようにガス導入口以外ののぞ
き窓を利用した場合、以上の例と同じ条件で1000
枚の基板をエツチング処理すると、検出光の強度
は1/20に落ち、検出器の増幅率をかえてもノイズ
のために誤検知を生じていた。
たところ、検出光の強度は1/2に低下したが、エ
ツチングの開始、進行、終了を監視するには十分
な強度であり、安定してモニター（終点検知等）
できた。尚、従来のようにガス導入口以外ののぞ
き窓を利用した場合、以上の例と同じ条件で1000
枚の基板をエツチング処理すると、検出光の強度
は1/20に落ち、検出器の増幅率をかえてもノイズ
のために誤検知を生じていた。
(6) 発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明によ
り、プラズマガス中でエツチングするに当り、プ
ラズマ発光の強度変化を検出してエツチングの進
行、終了等を検知する場合、光検出のためのエツ
チング室ののぞき窓や内壁をクリーニングする回
数を大幅に減少させることができる。尚、このこ
とは、装置の真空を破る必要も低下するので、製
品の品質の安定化にも寄与する。
り、プラズマガス中でエツチングするに当り、プ
ラズマ発光の強度変化を検出してエツチングの進
行、終了等を検知する場合、光検出のためのエツ
チング室ののぞき窓や内壁をクリーニングする回
数を大幅に減少させることができる。尚、このこ
とは、装置の真空を破る必要も低下するので、製
品の品質の安定化にも寄与する。
第１図は従来のエツチング装置の概略断面図、
第２図および第３図はそれぞれ本発明を実施する
ためのエツチング装置の概略断面図、第４図はエ
ツチング処理をモニターするために検出したアル
ミニウムのプラズマ光の強度の経時変化を示す。 １０，２０……エツチング室、１１，３０……
被処理基板、１２，２５，２６……ガス導入口、
１３，１４，２１，２４……電極、１５，２７…
…光フアイバ、１６，２８……光検出器。
第２図および第３図はそれぞれ本発明を実施する
ためのエツチング装置の概略断面図、第４図はエ
ツチング処理をモニターするために検出したアル
ミニウムのプラズマ光の強度の経時変化を示す。 １０，２０……エツチング室、１１，３０……
被処理基板、１２，２５，２６……ガス導入口、
１３，１４，２１，２４……電極、１５，２７…
…光フアイバ、１６，２８……光検出器。
Claims (1)
- １ エツチング室内に被処理基板を受領し、該被
処理基板をプラズマガス中でエツチングする方法
において、前記プラズマガスのプラズマ光を前記
エツチング室のガス導入口を通過する位置で受理
し、そして特定波長の発光強度の経時変化をモニ
タリングすることによつて、前記被処理基板のエ
ツチングの開始進行および終了を監視することを
特徴とするエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361283A JPS59181537A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361283A JPS59181537A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181537A JPS59181537A (ja) | 1984-10-16 |
| JPH0343775B2 true JPH0343775B2 (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=12947721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5361283A Granted JPS59181537A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181537A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821573B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1996-03-04 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置 |
| JPH0766719B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1995-07-19 | 株式会社東芝 | 液圧操作装置 |
| US6052176A (en) * | 1999-03-31 | 2000-04-18 | Lam Research Corporation | Processing chamber with optical window cleaned using process gas |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53138943A (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Etching method and apparatus |
| JPS54142144A (en) * | 1978-04-27 | 1979-11-06 | Anelva Corp | Control of dry etching |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5361283A patent/JPS59181537A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53138943A (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Etching method and apparatus |
| JPS54142144A (en) * | 1978-04-27 | 1979-11-06 | Anelva Corp | Control of dry etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59181537A (ja) | 1984-10-16 |
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