JPH0374843A - Device and method for dry etching - Google Patents

Device and method for dry etching

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Publication number
JPH0374843A
JPH0374843A JP21110689A JP21110689A JPH0374843A JP H0374843 A JPH0374843 A JP H0374843A JP 21110689 A JP21110689 A JP 21110689A JP 21110689 A JP21110689 A JP 21110689A JP H0374843 A JPH0374843 A JP H0374843A
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JP
Japan
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potential
etching
wafer
metal terminal
sample
Prior art date
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Application number
JP21110689A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Nobuo Mikoshiba
御子柴 宣夫
Junichi Murota
室田 淳一
Takashi Matsuura
孝 松浦
Hiroaki Uetake
宏明 植竹
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve working accuracy for dry etching by measuring the potential produced on a sample during the etching through contacting a metal terminal directly with the rear surface of the sample and detecting the end point of the etching from the change of the potential. CONSTITUTION:A wafer 1 is fixed on a stage 1 provided in a reaction chamber. A metal terminal 3 is brought into sure contact with the wafer by the spring force of a coiled spring 5. The metal terminal 3 is received in a holder 4 and is not exposed to plasma space. The coiled spring 5 is also incorporated in the holder 4. The holder 4 is made of metal, and the inner and outer surfaces thereof are covered with an insulator. Measured potential is led out to the atmosphere side via a wiring 6 made of a coaxial cable and a feed through 7. A chamber 8 is grounded and is used as the potential reference. A voltage is measured by a monitoring device 9. When the end point is detected, a signal processing circuit 10 supplies a signal to a shutter driving circuit 11 to close a shutter, which was opened during the etching, to prevent the wafer 1 from being irradiated with plasma.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、ドライエツチング装置および方法に係わり、
より詳細にはエツチングの終点(エンドポイント)を感
度よくかつ正確に検出し得るドライエツチング装置およ
び方法間するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a dry etching apparatus and method,
More specifically, the present invention relates to a dry etching apparatus and method capable of sensitively and accurately detecting the end point of etching.

[従来の技術] 半導体デバイスの製造工程におけるドライエツチング装
置として、従来、例えばリアクティブイオンエツチング
装置(RIE)が利用されてきた。一方、近時、デバイ
スの高密度集積化が進むにつれてパターンの微細化、高
選択化、低損傷、重金属汚染の無いことなどが厳しく要
求されてきている。こうした要求に応えるドライエツチ
ング技術の一つに、電子サイクロトロン共鳴を利用した
ECRドライエツチングがある。
[Prior Art] Conventionally, a reactive ion etching apparatus (RIE), for example, has been used as a dry etching apparatus in the manufacturing process of semiconductor devices. On the other hand, in recent years, as devices have become more densely integrated, there have been strict requirements for finer patterns, higher selectivity, lower damage, and no heavy metal contamination. One dry etching technique that meets these demands is ECR dry etching that utilizes electron cyclotron resonance.

さて、RIEやECRドライエツチング装置も含めて、
広く一般に反応性ガスを用いたエツチング装置において
は、エツチングのエンドポイントの検出は加工精度を保
証し、試料間の均一性を実現するために極めて重要であ
る。特に、微細デバイスでは、パターン幅や膜厚の寸法
精度に対する条件が厳しいため、エツチング終了後のサ
イドエッチや下地の膜層のオーバーエッチが問題になり
やすい、従って、エンドポイントの正確な検出は、今後
益々必要となる。
Now, including RIE and ECR dry etching equipment,
In etching apparatuses that generally use reactive gases, detection of the etching end point is extremely important in order to guarantee processing accuracy and achieve uniformity between samples. In particular, in micro devices, the dimensional accuracy of pattern width and film thickness are subject to strict conditions, so side etching after etching and overetching of the underlying film layer are likely to be problems.Accurate endpoint detection is therefore This will become increasingly necessary in the future.

従来のドライエツチング装置におけるエツチングのエン
ドポイントの検出方式としては、光学測定法、質量分析
法、探針法、発光分光法等が提案されているが、実際の
装置のエンドポイントモニタとして実績のあるのは、発
光分光法である。発光分光法は、被エツチング材料とそ
の下地材料の材質の差によって生ずるプラズマ空間から
の発光スペクトルの違いを検出する方法である。例えば
、エツチングガスとしてCF4と02ガスによるSi3
N4膜のエツチングにおいては、5isN4膜がエツチ
ングされている間は窒素のスペクトル(357nm)が
現われるが、Si3N、膜がすべてエツチングされて下
地表面が露出するとこのスペクトルは消えて下地材料固
有のスペクトルが発生する。このスペクトルの変化をエ
ツチングのエンドポイント信号として用いていた。
Optical measurement methods, mass spectrometry, probe methods, emission spectroscopy, etc. have been proposed as methods for detecting the etching endpoint in conventional dry etching equipment, but these methods have a proven track record as endpoint monitors for actual equipment. is emission spectroscopy. Emission spectroscopy is a method of detecting differences in emission spectra from plasma space caused by differences in the materials of the material to be etched and the underlying material. For example, Si3 with CF4 and 02 gas as etching gas.
When etching the N4 film, a nitrogen spectrum (357 nm) appears while the 5isN4 film is being etched, but when the Si3N film is completely etched and the underlying surface is exposed, this spectrum disappears and a spectrum unique to the underlying material appears. Occur. This change in spectrum was used as the etching endpoint signal.

一方、特開昭63−128718号公報には、試料を置
く高周波印加電極の電位が、エツチングのエンドポイン
トの前後で変化することを検出して、エンドポイント信
号として用いる方法が示されている。
On the other hand, JP-A-63-128718 discloses a method of detecting changes in the potential of a high-frequency applying electrode on which a sample is placed before and after the end point of etching, and using this as an end point signal.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この分光法および特開昭63−1287
18号公報の高周波印加電極電位の変化によるエンドポ
イント信号の検出は以下に述べるような課題を有してい
ることを本発明者は知見した。
[Problem to be solved by the invention] However, this spectroscopy and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1287-1987
The inventor of the present invention has found that the detection of an endpoint signal by changing the high-frequency applied electrode potential of Publication No. 18 has the following problems.

まず、分光法では、次の様な課題をもつ。First, spectroscopy has the following issues.

(1)分光法の原理上の問題として、材料がたとえ異な
っても同じ波長にスペクトルのあるものは区別すること
はできず従って、かかる場合には本方法を利用すること
は不可能である。
(1) As a problem in the principle of spectroscopy, even if the materials are different, it is not possible to distinguish between materials that have spectra at the same wavelength. Therefore, it is impossible to use this method in such cases.

(2)センサーの取り扱い上の問題として、S/N比を
上げるために装置の内部にセンサーを設置しようとする
と装置の構造の変更を必要とすること、あるいは装置の
石英窓の外側にセンサーを設置する場合はセンサーの向
きを十分注意して決めることおよび石英窓を常(清浄に
保つことが必要である。
(2) Problems in handling the sensor include the fact that installing the sensor inside the device to increase the S/N ratio requires changing the structure of the device, or installing the sensor outside the quartz window of the device. When installing, it is necessary to carefully determine the orientation of the sensor and to keep the quartz window clean at all times.

(3)高感度なセンサーおよびその信号処理装置は一般
に高価格であり、感度を維持して使用する場合はメンテ
ナンスの費用もかさむ。
(3) Highly sensitive sensors and their signal processing devices are generally expensive, and maintenance costs are high if they are used while maintaining sensitivity.

一方、高周波印加電極の電位の変化によるエンドポイン
ト信号の検出方法は、次の問題点をもつ。
On the other hand, the method of detecting an endpoint signal based on a change in the potential of a high-frequency application electrode has the following problems.

(4)高周波印加電極の電位は、ノイズ、ドリフトが大
きく不安定である。
(4) The potential of the high frequency application electrode is unstable due to large noise and drift.

(5)電極の面積に比較して試料の被エツチング面積が
小さいと、電極電位の変化は極く小さく、感度良く測定
することが難しく正確なエンドポイント検出は困難であ
る。
(5) If the area of the sample to be etched is small compared to the area of the electrode, the change in electrode potential will be extremely small, making it difficult to measure with high sensitivity and difficult to accurately detect the end point.

(6)試料の重金属汚染の防止のために、高周波印加電
極は通常、石英等の絶縁物で被膜する。
(6) To prevent heavy metal contamination of the sample, the high frequency application electrode is usually coated with an insulating material such as quartz.

従って、エンドポイントの前後でわずかに変化するプラ
ズマ電位や自己バイアスを電極電位の変化として感度良
く測定することは難しい。
Therefore, it is difficult to sensitively measure plasma potential and self-bias, which slightly change before and after the end point, as changes in electrode potential.

[課題を解決するための手段] 本発明のドライエツチング装置は、反応室内に設置され
た試料の裏面の任意の位置に直接接触し得るように配置
された金属端子と;エツチング時に該試料に発生する電
位を、該金属端子を介して測定するための手段と;を備
え該電位の変化からエツチングの終点を測定し得るよう
にしたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The dry etching apparatus of the present invention has a metal terminal arranged so as to be able to directly contact any position on the back surface of a sample installed in a reaction chamber; and means for measuring the potential of the etching via the metal terminal, so that the end point of etching can be measured from the change in the potential.

また、本発明のドライエツチング方法は、エツチング時
に試料に発生する電位を、試料裏面に金属端子を直接接
触させて測定し、該電位の変化からエツチングのエンド
ポイントを検出することを特徴とする特 [作用] 以下に本発明の作用および詳細な構成を本発明をなすに
際し得た知見とともに説明する。
Furthermore, the dry etching method of the present invention is characterized in that the potential generated in the sample during etching is measured by directly contacting the back surface of the sample with a metal terminal, and the end point of etching is detected from the change in the potential. [Function] The function and detailed structure of the present invention will be explained below together with the findings obtained in making the present invention.

本発明は、試料自身の電位の変化に着目して、試料自身
の電位を測定してその変化からエンドポイントを検出す
るものである。分光法とはまったく原種が異なり、また
、特開昭63−128718号公報記載の高周波印加電
極の電位を測定する方法とも明らかに異なる。
The present invention focuses on changes in the potential of the sample itself, measures the potential of the sample itself, and detects the end point from the change. This method is completely different from spectroscopy, and is also clearly different from the method of measuring the potential of a high-frequency applying electrode described in JP-A-63-128718.

本発明者は、上述した従来の技術が有する課題を解決す
べく鋭意研究を重ねたところ、試料(試料としてクエへ
を例にとり説明する〉の電位によりエンドポイントの検
出が可能ではないかとの着想を得た。そこで、ウェハの
挙動を探究したところ次なる知見を得た。
The inventor of the present invention, after conducting extensive research to solve the above-mentioned problems of the conventional technology, came up with the idea that it would be possible to detect the end point by the potential of the sample (explained using Kueh as an example). Therefore, when we investigated the behavior of the wafer, we obtained the following knowledge.

すなわち、ウェハがフローティング状態の場合には、ウ
ェハには、ウェハに入射するイオン電流と電子電流の合
計をOにするように作用する電位が発生する。また、ウ
ェハに高周波を印加した場合は、高周波の一周期の正味
の電流をOとするように作用する電位が発生する。クエ
へに発生するこれらの電位は、ウェハの表面に形成され
る層構造の違いで異なる。被エツチング材料がエツチン
グされて下地の材料が露出すると電位が変化する。すな
わち、エツチングのエンドポイントでクエへの電位が変
化する。そしてこの電位をウェハに金属端子を直接接触
させれば、ウェハの電位自身を感度良く正確に測定して
エンドポイント信号とすることができることを見い出し
本発明をなすにいたった。
That is, when the wafer is in a floating state, a potential is generated in the wafer that acts to make the sum of the ion current and electron current incident on the wafer O. Furthermore, when a high frequency wave is applied to the wafer, a potential is generated that acts to make the net current of one cycle of the high frequency wave O. These potentials generated on the surface of the wafer differ depending on the layer structure formed on the surface of the wafer. When the material to be etched is etched and the underlying material is exposed, the potential changes. That is, the potential applied to the quench changes at the end point of etching. The inventors have discovered that by bringing a metal terminal into direct contact with the wafer, the wafer potential itself can be sensitively and accurately measured and used as an endpoint signal, leading to the present invention.

上記の検出法によれば、簡単な電位の測定系で感度良く
かつ正確に真のエツチングのエンドポイント検出が可能
となる。
According to the above detection method, it is possible to detect the true end point of etching with high sensitivity and accuracy using a simple potential measurement system.

[実施例] 以下に、実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on Examples.

実施例では、ECRCライエツチング装置を例にとって
説明する。
In the embodiment, an ECRC writing device will be described as an example.

第1図は、ウェハ電位の代表的な検出方法を示す図であ
る。ウェハ電位の検出方法を説明する前に、ここで簡単
にECRCラズマ装置の概略を述べる。マイクロ波発振
回路13によって発生した2、45GH2のマイクロ波
は、導波管によってプラズマ発生室に導かれる。プラズ
マ発生用のガスもプラズマ発生室に導入される。マグネ
ットは、875ガウスの共鳴磁場と発数磁界を形成する
。共鳴加熱された電子は、プラズマ発生室内で、導入さ
れたガス分子と衝突を繰り返し、反応に寄与する活性種
およびイオンを効果的に生成する。電子は、反応室側に
ドリフトするが、この結果、プラズマの中和条件を満た
すようにイオンが反応室に導かれ、活性種とイオンによ
って、ウェハに所定の加工を行うものである。
FIG. 1 is a diagram showing a typical method for detecting wafer potential. Before explaining the method of detecting the wafer potential, a brief outline of the ECRC lasma apparatus will be described here. Microwaves of 2.45 GH2 generated by the microwave oscillation circuit 13 are guided to the plasma generation chamber by a waveguide. Gas for plasma generation is also introduced into the plasma generation chamber. The magnet creates a resonant magnetic field and a pulsating magnetic field of 875 Gauss. The resonantly heated electrons repeatedly collide with introduced gas molecules within the plasma generation chamber, effectively generating active species and ions that contribute to the reaction. The electrons drift toward the reaction chamber, and as a result, ions are guided into the reaction chamber so as to satisfy plasma neutralization conditions, and the active species and ions perform a predetermined processing on the wafer.

さて、第1図を用いて以下にウェハの電位の検出法につ
いて述べる。ウェハ1は反応室内に設けられた、ウェハ
を設置するステージ2に固定される。金属端子3を例え
ばコイルバネ5のバネ力でウェハに確実に接触させる。
Now, using FIG. 1, a method for detecting the potential of the wafer will be described below. The wafer 1 is fixed to a stage 2 provided within the reaction chamber on which the wafer is placed. The metal terminal 3 is brought into reliable contact with the wafer by the spring force of a coil spring 5, for example.

本例では金属端子3はホルダー4の中に収納しプラズマ
空間に露出させていない。コイルバネ5も同図に示した
様にホルダー4の中に組み込まれている。また、本例で
はホルダー4は金属製とし、その内外の表面を絶縁物で
被膜して、金属端子3およびウェハとも絶縁がとれたも
のとしである。ホルダー4を金属製にすることで、金属
端子3は雑音を拾いにくくなる。測定電位は、同軸ケー
ブル製の配線6およびフィールドスルー7を通して大気
側にとりだす。
In this example, the metal terminal 3 is housed in a holder 4 and is not exposed to the plasma space. A coil spring 5 is also incorporated into the holder 4 as shown in the figure. Further, in this example, the holder 4 is made of metal, and its inner and outer surfaces are coated with an insulating material so that it is insulated from the metal terminals 3 and the wafer. Since the holder 4 is made of metal, the metal terminal 3 is less likely to pick up noise. The measured potential is taken out to the atmosphere through a coaxial cable wiring 6 and a field through 7.

本例ではチャンバー8を大地にアースしここを電位の基
準とする。電圧はX−Tレコーダ、デジタルボルトメー
タ等のモニター装置9で測定する。
In this example, the chamber 8 is grounded to the ground, and this is used as the reference potential. The voltage is measured by a monitor device 9 such as an XT recorder or a digital voltmeter.

ホルダー4および配線6の同軸ケーブルの外導体は、同
じアースに接地される。いずれも、雑音を取り込まない
ためである。X−Tレコーダ、デジタルボルトメータの
入力端子には、容量Cのコンデンサを接続する。取り込
まれた高周波の雑音成分を短絡するためである。エンド
ポイントが検出されると信号処理回路10はシャッタ駆
動回路11に信号をあたえて、エツチング中オーブンし
ていたシャッタ12をクローズしてウェハ1にプラズマ
が照射されないようにする。第1図では、シャッタ12
はクローズした場合を示している。
The outer conductors of the coaxial cables of the holder 4 and the wiring 6 are grounded to the same ground. In either case, this is to prevent noise from being introduced. A capacitor with a capacity of C is connected to the input terminal of the XT recorder and digital voltmeter. This is to short-circuit the introduced high-frequency noise components. When the end point is detected, the signal processing circuit 10 sends a signal to the shutter drive circuit 11 to close the shutter 12, which was kept in an oven during etching, so that the wafer 1 is not irradiated with plasma. In FIG. 1, the shutter 12
indicates a closed case.

同時に別のガスを導入したり、あるいは、マイクロ波発
振回路13を制御してマイクロ波を止めたりする等必要
な所定の操作を自動的に行う。
At the same time, necessary predetermined operations such as introducing another gas or controlling the microwave oscillation circuit 13 to stop the microwave are automatically performed.

第2図は、ウェハの固定・保持に静電吸着方式を用いた
場合のクエへの電位の検出方法を示す図である。チャン
バー等は図示を省略しである0表面を例えばAl2O5
やAJ2N等の薄い絶縁膜でコーティングしたt極14
と金属端子3の間には、フローティング出力の直流高圧
電源15によって、直流電圧を印加し、静電力(よりウ
ェハ1を吸着する。ウェハ1の電位は、金属端子3によ
って第1図に示したのと同様に測定できる。金属端子3
には、このように電源15の一方の電極であるとともに
ウェハの電位を測定するための接触子としての二つの役
割を果たさせることができるのである。特別にウェハの
電位を測定する要素を構成しなくても、ウェハの静電吸
着用の電極がそのまま自動的にクエへの電位測定に用い
る事ができるのは装置構成上極めて有用である。ただし
、この場合に用いる高圧電源15の金属端子から見込ん
だコンデンサ容量は、十分に小さいものを選定する必要
がある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of detecting the potential on the wafer when an electrostatic adsorption method is used to fix and hold the wafer. The chamber etc. are not shown, but the surface is made of Al2O5, for example.
T-pole 14 coated with a thin insulating film such as or AJ2N
A DC voltage is applied between the floating output DC high-voltage power supply 15 and the wafer 1 is attracted by electrostatic force between the metal terminal 3 and the metal terminal 3. It can be measured in the same way as the metal terminal 3.
In this way, the electrode can play two roles: as one electrode of the power source 15, and as a contact for measuring the potential of the wafer. It is extremely useful in terms of the device configuration that the electrode for electrostatic adsorption of the wafer can be used as it is to automatically measure the potential of the wafer without configuring a special element for measuring the potential of the wafer. However, the capacitor capacity expected from the metal terminal of the high-voltage power supply 15 used in this case needs to be selected to be sufficiently small.

ウェハ1の裏面と金属端子3とはオーミックな接触が望
ましいが、ウェハ裏面に自然酸化膜や薄い絶縁膜がつい
た状態でも問題ない。ウェハ1の電位を測定すればよい
のであって、電流を取り出す必要がないからである。従
って、X−Tレコーダやデジタルボルトメータの入力イ
ンピーダンス(入力抵抗R)は十分に高いものであるこ
とが要求される。検出部の等価回路は、第3図のように
なる。■イがウェハ電位である。C,、R,は、ウェハ
と金R端子3の間のコンデンサ容量と接触抵抗、Cは、
高周波雑音除去のために接続されたコンデンサ、Lは、
同じく高周波雑音除去のためのインダクタンス、Rは、
検出器の人力抵抗である。測定されるウェハの電位変化
に比べて、時定数RC,Rs 、Cs 、が短ければ、
検出される電圧vMは、 VM=R−vw / (Rs +R) となる。一方、RC、Rg 、Csがクエへの電位変化
より長ければ、検出される電圧は、Vw =Cs −V
w / ((、t +C)となる0通常は前者の方法で
、ウェハ電位を測定する場合が多い、その時には、ウェ
ハ裏面の酸化膜は除去しておく必要がある。
Although ohmic contact between the back surface of the wafer 1 and the metal terminal 3 is desirable, there is no problem even if the back surface of the wafer has a natural oxide film or a thin insulating film. This is because it is only necessary to measure the potential of the wafer 1, and there is no need to extract the current. Therefore, the input impedance (input resistance R) of the XT recorder or digital voltmeter is required to be sufficiently high. The equivalent circuit of the detection section is shown in FIG. ■A is the wafer potential. C,,R, is the capacitor capacitance and contact resistance between the wafer and the gold R terminal 3, and C is,
The capacitor L connected to remove high frequency noise is
Similarly, the inductance R for removing high frequency noise is
This is the human resistance of the detector. If the time constants RC, Rs, and Cs are shorter than the potential change of the wafer to be measured,
The detected voltage vM is as follows: VM=R-vw/(Rs+R). On the other hand, if RC, Rg, and Cs are longer than the potential change to Que, the detected voltage is Vw = Cs - V
w / ((, t + C) 0 Usually, the former method is used to measure the wafer potential. In that case, it is necessary to remove the oxide film on the back surface of the wafer.

続いて、第4図、$5図に、第1図に示したECRドラ
イエツチング装置で、ウェハを第2図に示した方式によ
って保持して電位を測定した場合のエツチングのエンド
ポイント検出の例を示す。
Next, Figures 4 and 5 show an example of etching end point detection when the ECR dry etching apparatus shown in Figure 1 holds the wafer in the manner shown in Figure 2 and measures the potential. shows.

第4図は、C12ガスを用いて、ウェハがフローティン
グ状態でpoly−5iをエツチングする時に発生する
ウェハ電位の変化をしめす。
FIG. 4 shows the change in wafer potential that occurs when poly-5i is etched using C12 gas while the wafer is floating.

エツチング時の反応室の圧力は、4mTorrで、po
ly−5tのエツチングレートは、毎分90nmである
。aの領域はpoly−5tが一定速度でエツチングさ
れている状態である。bにおいて下地材料(SiO2)
の露出が始まり、Cにおいて完全に下地材料が露出する
。すなわちCがエンドポイントである。ウェハ電位は正
の方向に0.4V上昇している。b、c間の傾きは、エ
ツチング条件とpoly−Siの膜厚の均一性によって
異なる。エツチングレートが速ければ速いほど、また、
poly−Stの膜厚が均一であればそれだけbc間の
傾きは垂直に近くなる。
The pressure in the reaction chamber during etching was 4 mTorr, and the pressure in the reaction chamber was 4 mTorr.
The etching rate of ly-5t is 90 nm per minute. In region a, poly-5t is etched at a constant rate. Base material (SiO2) in b
The exposure of C begins, and the underlying material is completely exposed at C. That is, C is the end point. The wafer potential has increased by 0.4V in the positive direction. The slope between b and c varies depending on the etching conditions and the uniformity of the poly-Si film thickness. The faster the etching rate, the more
The more uniform the poly-St film thickness is, the more the slope between b and c becomes vertical.

第5図は、同様にC12ガスを用いて、フローティング
状態で、Siウェハ上の微細にバターニングされた5i
Ozfliをマスクとしてエツチングした場合のウェハ
電位の変化を示す。マスクのS i O,がエツチング
されてなくなる時点が明確に表れる。aはSiおよびS
in、が一定速度でエツチングされている領域、bは5
in2がなくなり始めた時、CはSiO□が完全にエツ
チングされてSi面が露出した時の電位である。aとC
は約2vの電位差があり、Cがエンドポイントであるこ
とがハツキリと表れている。なお本例では、エツチング
時の反応室の圧力は、0.6mTorrで、マスクの5
i02のエツチングレートは、毎分4nmとした。
FIG. 5 shows finely patterned 5i on a Si wafer in a floating state using C12 gas.
It shows the change in wafer potential when etching is performed using Ozfli as a mask. The point at which the S i O of the mask is etched away is clearly visible. a is Si and S
in, is the region etched at a constant speed, b is 5
When in2 begins to disappear, C is the potential when SiO□ is completely etched and the Si surface is exposed. a and c
There is a potential difference of about 2V, and it clearly appears that C is the end point. In this example, the pressure in the reaction chamber during etching was 0.6 mTorr, and the pressure of the mask was 50 mTorr.
The etching rate of i02 was 4 nm/min.

なお、第4図および345図に示したこれら2つの実施
例とも、エンドポイントはクエへの電位変化の微分値を
とるなどして容易に信号処理することが可能である。
In both of the embodiments shown in FIGS. 4 and 345, the end point can be easily subjected to signal processing by taking the differential value of the potential change to the que.

[発明の効果] 以上の様に、本発明では試料の電位を、試料裏面に金属
端子を接触させて、試料の電位自身を直接測定すること
により感度よくかつ正確にエンドポイントを検出して、
真のエンドポイント検出を可能とした。これによって、
ドライエツチングの加工精度が向上する。また分光法で
はエンドポイント信号の検出が不可能なドライエツチン
グプロセスに適用できる。本発明装置は構成が極めて簡
単で安価であり製造装置のコストを低減させることがで
きる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the end point can be detected sensitively and accurately by directly measuring the potential of the sample by bringing a metal terminal into contact with the back surface of the sample.
Enables true endpoint detection. by this,
The processing accuracy of dry etching is improved. It can also be applied to dry etching processes where endpoint signals cannot be detected using spectroscopy. The apparatus of the present invention has an extremely simple configuration and is inexpensive, and can reduce the cost of the manufacturing apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示すエツチング装置の概念図
である。 第2図は試料の固定・保持に静電吸着方式を用いた場合
の本発明の他の実施例を示す概念図である。 第3図は第2図における検出部の等価回路図である。 第4図はpoly−3iをエツチングした場合の試料の
電位の変化を示すグラフである。 第5図はSin、膜をマスクとしたSi試料をエツチン
グした場合の試料の電位の変化を示すグラフである。 (符号の説明) 1・・・試料(ウェハ)、2・・・ステージ、3・・・
金属端子、4・・・ホルダー 5・・・コイルバネ、6
・・・配線、7・・・フィールドスルー 8・・・チャ
ンバー、9・・・モニタ装置、10・・・信号処理回路
、11・・・シャッタ駆動回路、12・・・シャッタ、
13・・・マイクロ波発振回路、14・・・静電吸着用
電極、15・・・直流高圧電源、16・・・インダクタ
ンス、17・・・コンデンサ。 第1図 第4図 第5図
FIG. 1 is a conceptual diagram of an etching apparatus showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention in which an electrostatic adsorption method is used to fix and hold a sample. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the detection section in FIG. 2. FIG. 4 is a graph showing changes in the potential of a sample when poly-3i is etched. FIG. 5 is a graph showing changes in the potential of the sample when etching a Si sample using a Si film as a mask. (Explanation of symbols) 1... Sample (wafer), 2... Stage, 3...
Metal terminal, 4... Holder 5... Coil spring, 6
...Wiring, 7...Field through, 8...Chamber, 9...Monitor device, 10...Signal processing circuit, 11...Shutter drive circuit, 12...Shutter,
13... Microwave oscillation circuit, 14... Electrostatic adsorption electrode, 15... DC high voltage power supply, 16... Inductance, 17... Capacitor. Figure 1 Figure 4 Figure 5

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)反応室内に設置された試料の裏面の任意の位置に
直接接触し得るように配置された金属端子と;エッチン
グ時に該試料に発生する電位を、該金属端子を介して測
定するための手段と;を備え該電位の変化からエッチン
グの終点を測定し得るようにしたことを特徴とするドラ
イエッチング装置。
(1) A metal terminal arranged so as to be able to directly contact any position on the back surface of the sample installed in the reaction chamber; a metal terminal for measuring the potential generated in the sample during etching via the metal terminal. 1. A dry etching apparatus comprising means for determining the end point of etching from the change in potential.
(2)該金属端子をホルダーの中に収納し、該金属端子
がプラズマ空間に露出しないように構成したことを特徴
とする請求項1記載のドライエッチング装置。
(2) The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the metal terminal is housed in a holder so that the metal terminal is not exposed to the plasma space.
(3)該金属端子が、該試料を静電気力によつて吸着す
る保持機構の一方の電極を兼用するように構成したこと
を特徴とする請求項1または2記載のドライエッチング
装置。
(3) The dry etching apparatus according to claim 1 or 2, wherein the metal terminal is configured to also serve as one electrode of a holding mechanism that attracts the sample by electrostatic force.
(4)エッチング時に試料に発生する電位を、試料裏面
に金属端子を直接接触させて測定し、該電位の変化から
エッチングの終点を検出することを特徴とするドライエ
ッチング方法。
(4) A dry etching method characterized in that the potential generated in the sample during etching is measured by directly contacting a metal terminal with the back surface of the sample, and the end point of etching is detected from the change in the potential.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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