JPH0439929A - エッチング装置の汚染調査方法およびその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、半導体装置製造に用いるエツチング装置の
汚染状態を調査する方法、およびその装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 半導体基板の主表面にある素子形成領域に薄膜を形成し
、それを選択的にエツチング除去する工程を繰り返すこ
とによって、半導体装置は製造される。エツチングして
形成されたパターンの寸法は、半導体装置の性能に大き
な影響を及ぼす。このため、エツチングして形成された
パターンが、所望の寸法になっているか否かを、エツチ
ング後に、ウェハを取り出して検査している。寸法は、
顕微鏡を用いて測定している。素子形成領域に形成され
たパターンの寸法は、微細なので、光学式顕微鏡では、
寸法の測定ができない。走査型電子顕微鏡を用いれば、
素子形成領域に形成されたパターンの寸法の測定を行な
うことができる。しかし、走査型電子顕微鏡を使用する
場合は、雰囲気を真空にしなければならず、その分検査
に時間がかかる。

そこで、素子形成領域以外の領域（たとえばダイシング
ライン上）にも、素子形成領域と同時にパターンを形成
し、そのパターンの寸法を測定することにより、素子形
成領域に形成したパターンの寸法を推定する方法が行な
われている。素子形成領域以外の領域に形成されるパタ
ーンは、光学式顕微鏡で観察できる程度の寸法（２μｍ
）となっている。

エツチングによって形成されたパターンの寸法を測定す
るまでの工程を、簡単に説明する。

第３図は、反応性イオンエツチング装置の概略を示す図
である。チャンバ１の一方の側壁には、ガス導入口３が
取付けられている。チャンバ１の他方の側壁には、ガス
排出口５が取付けられている。チャンバ１の上壁には、
上部電極７が取付けられている。チャンバ１の下壁には
、下部電極９が取付けられている。下部電極９は、サセ
プタの役割をもしている。下部電極９の上に、ウェハ１
３が載置されている。下部電極９は、ＲＦ電源１１と電
気的に接続されている。

第４図は、第３図に示すウェハ１３の平面図である。１
５がダイシングラインを示している。ダイシングライン
１５に沿って、ウェハ１３をグイシングすることにより
、ウェハ１３は、チップに分割される。

ウェハ１３上に、シリコン酸化膜、ポリシリコン膜を順
に堆積する。ポリシリコン膜の上にレジストを形成し、
レジストに所定のパターニングを施す。この状態におけ
る素子形成領域であるＡで示す部分の拡大図が、第８図
である。１７はレジストを示している。第８図をＣで示
す方向から切断した状態の図が、第９図である。２３は
シリコン基板、１９はシリコン酸化膜、２１はポリシリ
コン膜を示している。

第５図は第４図に示されているダイシングライン１５上
のＢで示す部分の拡大図である。第５図をＤで示す方向
から切断した状態の図が、第６図である。

このような状態のウェハ１３を、第３図に示すエツチン
グ装置の下部電極９上に載置する。ウェハ１３上に形成
されたポリシリコン膜２１に、反応性イオンエツチング
を施す。

エツチング後、第８図をＣで示す方向から切断した図が
、第１０図である。反応性イオンエツチングにより、素
子パターン２５が形成されている。

エツチング後、第５図をＤ方向から切断した状態の図が
、第７図である。反応性イオンエツチングにより、モニ
タパターン２７が形成されている。

第７図に示すモニタパターン２７の寸法を測定すること
により、第１０図に示す素子パターン２５の寸法を推定
する。

「発明が解決しようとする課題］ エツチングの際に、重合膜が、第７図に示すモニタパタ
ーン２７の側壁２８、第１０図に示す素子パターン２５
の側壁２６に付着する。この重合膜は、レジストの材料
である樹脂が原因で、できるものと思われている。周囲
に他のパターンがあるパターンの側壁に比べ、他のパタ
ーンから孤立しているパターンの側壁に、重合膜は付着
しやすい。また、エツチング装置のチャンバ内の汚れが
ひどいほど、重合膜が付着しやすい。

従来は、エツチング装置の汚染状態を観測せずに、第７
図に示すモニタパターン２７の寸法を測定していた。エ
ツチング装置の汚染がひどいと、第１０図に示す素子パ
ターン２５の寸法と第７図に示すモニタパターン２７の
寸法との差が、誤差として許容できる範囲を逸脱する。

この発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたものである。この発明の目的は、エツチング装置
の汚染状態を調査する方法およびその装置を提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ この発明に従ったエツチング装置の汚染調査方法は、基
板上に薄膜を構成する工程と、薄膜を選択的にエツチン
グし、第１および第２のパターンを形成する工程と、第
１および第２のパターンの寸法を測定する工程と、第１
のパターンの寸法と第２のパターンの寸法とを比較する
工程と、を備えている。

第１のパターン形成時、第１のパターンの側壁は、異物
が付着しにくい状態にある。第２のパターン形成時、第
２のパターンの側壁は、異物が付着しやすい状態にある
。

この発明に従ったエツチング装置の汚染調査装置は、主
表面を有する基板、第１のパターン、異物付着防止パタ
ーンおよび第２のパターンを備えている。

基板の主表面は、素子パターンが形成される素子形成領
域と、素子形成領域以外の領域である非素子形成領域と
からなる。

第１のパターンは、非素子形成領域に形成された薄膜を
、選択的にエツチングすることにより形成される。

異物付着防止パターンは、第１のパターンを挾む位置で
あって、かつ、第１のパターンと間を隔てて形成され、
第１のパターン形成時、第１のパターンの側壁に異物を
付着しにくくする。

第２のパターンは、非素子形成領域に形成された薄膜を
選択的にエツチングすることにより形成され、素子パタ
ーン、第１のパターンおよび異物付着防止パターンから
孤立した位置にある。

［作用コ 第１のパターンの側壁は、第１のパターン形成時、異物
が付着しにくい状態にある。第２のパターンの側壁は、
第２のパターン形成時、異物が付着しやすい状態にある
。エツチング装置の汚れがひどいほど、第１のパターン
の寸法と第２のパターンの寸法との差が大きくなる。よ
って、第１のパターンの寸法と第２のパターンの寸法と
を比較することにより、その差から、エツチング装置の
汚染状態が判断できる。

この発明に従ったエツチング装置の汚染調査装置は、非
素子形成領域に、第１のパターン、第２のパターンおよ
び異物付着防止パターンを形成している。異物付着防止
パターンは、第１のパターンを挾む位置であって、かつ
、第１のパターンと間を隔てて形成されている。異物付
着防止パターンは、第１のパターン形成時、第１のパタ
ーンの側壁に異物を付着しにくくする。第２のパターン
は、素子パターン、第１のパターンおよび異物付着防止
パターンから孤立した位置にある。よって、第１のパタ
ーンの寸法と第２のパターンの寸法とを比較すれば、エ
ツチング装置の汚染状態がわかる。

［実施例コ 第１図は、この発明に従ったエツチング装置の汚染調査
装置の一実施例の平面図である。第１のパターン３１と
第２のパターン３３とはつながっている。第１のパター
ン３１の両側には、間を隔てて、異物付着防止パターン
３５がある。第１のパターン３１、第２のパターン３３
、異物付着防止パターン３５は、ダイシングライン上に
形成されている。

第１のパターン３１の周囲には、異物付着防止パターン
３５があるので、第１のパターン３１の周囲は、パター
ンの密度が高い状態にある。パターンの密度が高いと、
パターンの側壁に、重合膜が付着しに（いことが知られ
ている。これに対し、第２のパターン３３は、他のパタ
ーンから孤立した位置にある。

したがって、エツチングによって第１のパターン３１、
第２のパターン３３形成後、第１のパターン３１の寸法
と第２のパターン３３の寸法とを比較すれば、エツチン
グ装置の汚染状態を判断することができる。

第１図に示すこの発明に従ったエツチング装置の汚染調
査装置の一実施例では、薄膜を選択的にエツチングし、
第１のパターン３１、第２のパターン３３、異物付着防
止パターン３５を形成している。しかしながら、第２図
に示すように、エツチングによって薄膜を除去しコンタ
クトホールとなっている状態のものを、パターンにして
もよい。

３７は第１のパターン、３９は第２のパターン、４１は
異物付着防止パターンを示している。

第１図に示すように、第１のパターン３１の周囲には、
異物付着防止パターン３５があるので、第１のパターン
３１の周囲はパターンの密度が高く、素子形成領域に形
成されたパターンと同じような状態にある。このため、
エツチング時、第１のパターン３１の側壁に付着する重
合膜の量と素子形成領域に形成される素子パターンの側
壁に形成される重合膜の量とは、はぼ同じになる。した
がって、第１のパターン３１の寸法を測定することによ
り、素子形成領域に形成された素子パターンの寸法を正
確に推定することができる。

第１図に示すこの発明に従ったエツチング装置の汚染調
査装置の一実施例は、第１のパターン３１と第２のパタ
ーン３３とがつながっている。しかしながら、この発明
においてはこれに限定されるわけではなく、第１のパタ
ーン３１と第２のパターン３３とが、分離していてもよ
い。

第１図に示すように、異物付着防止パターン３５は４本
ある。しかしながら、この発明においてはこれに限定さ
れるわけではなく、第１のパターン３１の両側に異物付
着防止パターン３５が１本ずつあればよい。異物付着防
止パターン３５の数が多いほど、第１のパターン３１の
周囲は、素子形成領域に形成された素子パターンの状態
に近づくので、異物付着防止パターン３５の数は多いこ
とが好ましい。

第１図に示すように、異物付着防止パターン３５は直線
状となっている。しかしながら、この発明においてはこ
れに限定されるわけではなく、異物付着防止パターン３
５はいかなる形状であっても構わない。

第１図に示すように、第１のパターン３１、第２のパタ
ーン３３、異物付着防止パターン３５はダイシングライ
ン上に形成されている。しかしながら、この発明におい
てはこれに限定されるわけではなく、素子を形成しない
領域ならばいずれの領域でも構わない。

［効果］ この発明によれば、エツチング装置の汚染状態を判断す
ることが可能となる。したがって、エツチング装置の汚
染状態を観測しながら、モニタパターンの寸法を測定す
れば、素子パターンの寸法を正確に推定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従ったエツチング装置の汚染調査
装置の一実施例の平面図である。 第２図は、この発明に従ったエツチング装置の汚染調査
装置の他の実施例の平面図である。 第３図は、反応性イオンエツチング装置の概略を示す図
である。 第４図は、ウェハの平面図である。 第５図は、第４図のＢで示す部分の拡大図である。 第６図は、エツチング前に、第５図を矢印り方向から切
断した状態の断面図である。 第７図は、エツチング後に、第５図を矢印り方向から切
断した状態の断面図である。 第８図は、第４図のＡで示す部分の拡大図である。 第９図は、エツチング前に、第８図をＣ方向から切断し
た状態の断面図である。 第１０図は、エツチング後に、第８図をＣ方向から切断
した状態の断面図である。 図において、３１は第１のパターン、３３は第２のパタ
ーン、３５は異物付着防止パターンを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に薄膜を形成する工程と、 前記薄膜を選択的にエッチングし、第１および第２のパ
   ターンを形成する工程と、 前記第１および第２のパターンの寸法を測定する工程と
   、 前記第１のパターンの寸法と前記第２のパターンの寸法
   とを比較する工程と、を備え、 前記第１のパターン形成時、前記第１のパターンの側壁
   は、異物が付着しにくい状態にあり、前記第２のパター
   ン形成時、前記第２のパターンの側壁は、異物が付着し
   やすい状態にある、エッチング装置の汚染調査方法。
2. （２）素子パターンが形成される素子形成領域と、前記
   素子形成領域以外の領域である非素子形成領域とからな
   る主表面を有する基板と、前記非素子形成領域に形成さ
   れた薄膜を、選択的にエッチングすることにより形成さ
   れた第１のパターンと、 前記第１のパターンを挾む位置であって、かつ、前記第
   １のパターンと間を隔てて形成され、前記第１のパター
   ン形成時、前記第１のパターンの側壁に異物を付着しに
   くくする、異物付着防止パターンと、 前記非素子形成領域に形成された薄膜を、選択的にエッ
   チングすることにより形成され、前記素子パターン、前
   記第１のパターンおよび前記異物付着防止パターンから
   孤立した位置にある、第２のパターンと、 を備えた、エッチング装置の汚染調査装置。