JPH0513374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置等の電子部品製造工程の微
細加工を行なうドライエツチング方法に関するも
ので、例えば配線パターンの形成に利用される。

従来の技術 近年、ドライエツチング方法は微細加工の追求
によりプラズマエツチングから反応性イオンエツ
チングに移行すると共に、ドライエツチング装置
での生産性向上、信頼性向上が要求されている。
以下図面を参照しながら、上述した従来のドライ
エツチング方法の一例について説明する。第３図
は従来からドライエツチング方法に利用されてい
るドライエツチング装置の概略図を示すものであ
る。第３図に見られるように、真空予備容器１と
真空容器２とが連接して設けられている。真空予
備容器１では被エツチング物７を減圧状態で待機
させ、真空容器２では被エツチング物８のエツチ
ングを行なう。真空容器２にはエツチングのため
にエツチングガスボンベ３がガス流量調整器４を
介し接続されると共に、第１、第２各電極９，１
０が設けられている。第１電極９には高周波電源
１１が接続され、第２電極１０は接地されてい
る。真空予備容器１および真空容器２は排気口１
２，１３をそれぞれ有し、それぞれのゲートバル
ブ５，６を閉じておいて所定の圧力状態に置かれ
る。このゲートバルブ５，６の開閉により被エツ
チング物７、エツチング物８の挿入、移し換えを
行なうと共に大気状態と真空予備容器と真空容器
の雰囲気を分離する。

さらに真空予備容器１には窒素ガス供給路１５
がバルブ１４を介し接続され、真空予備容器１内
を適時的に窒素ガス（N₂）で大気圧にもどすよ
うにしてある。以上のように構成されたドライエ
ツチング装置を用いて、従来のドライエツチング
方法について説明する。まずエツチング前の被エ
ツチング物７は図示していない移載手段により大
気状態からゲートバルブ５を通して真空予備容器
１に設置された状態で真空予備容器１の排気口１
２から排気手段により真空容器２内のエツチング
圧力以下に排気され待機している。真空容器２内
でエツチング物８がエツチング終了した後、高周
波電源１１からの高周波電力供給を停止すると共
にガス流量調整器４を閉じエツチングガスボンベ
３からのガス供給を停止し、真空容器２の排気口
１３から排気手段により所定の圧力に達するまで
排気する。次にゲートバルブ６を開き、エツチン
グ前の被エツチング物７とエツチング後のエツチ
ング物８を図示していない移載手段により移しか
えを行なつた後、ゲートバルブ６を閉じる。真空
予備容器１内に移しかえられたエツチング後のエ
ツチング物８は真空予備容器１をバルブ１４を開
きN₂を流し大気圧にもどしたのち、前記同様に
図示していない移載手段によりゲートバルブ５を
通して、新しいエツチング前の被エツチング物と
移しかえられ、次の被エツチング物７が真空予備
容器１内でエツチング圧力以下に排気され待機し
ている。真空容器２に移しかえられたエツチング
前の被エツチング物７はエツチングガスボンベ３
からガス流量調整器４を通して、エツチング条件
である一定流量のエツチングガスを流すと共に真
空容器の排気口１３から図示していない圧力調整
バルブと図示していない排気手段によつて、真空
容器１内をエツチング条件の一定圧力に保つ。そ
の後、高周波電源１１から電極９に高周波電力を
供給し、電極９，１０の間でプラズマを発生さ
せ、エツチング前の被エツチング物７のドライエ
ツチングを行なう。ドライエツチングの終点はプ
ラズマ光の発光分光分析により、発光スペクトル
強度変化によつて検出する。ドライエツチング後
は前記述べたと同様の動作をくりかえし、連続的
にドライエツチングを行なう。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような動作では、つまり、
エツチング物と被エツチング物との移し替えをエ
ツチング圧力以下で行い、移し替え後エツチング
のためにエツチング圧まで回復するのを制限され
たエツチング流量でのエツチングガス供給によつ
て行うのでは、エツチング圧への回復に時間が掛
かり、エツチング終了から次の被エツチング物の
エツチング開始までの時間が長くなりエツチング
装置による処理能力が大きくならない。

これを解消するのに、エツチング前の被エツチ
ング物７とエツチング後のエツチング物８を真空
予備容器１と真空容器２の間で移しかえる時の真
空予備容器１内及び真空容器２内の圧力をエツチ
ング条件の所定圧力付近で行なう方法が容易に考
えられるが、この場合には真空容器２内のエツチ
ングガスが真空予備容器１内に流れこむため、耐
腐食性の排気系を使用しなければならないし、そ
れとは逆に真空予備容器１内のN₂ガスが真空容
器２内に流れこむため、ゲートバルブ６を閉じた
後にエツチングガスを真空容器２内に流しても、
エツチングガス雰囲気になるまでの時間が長くな
ると共に窒化シリコン膜をドライエツチングする
場合にはプラズマ光の中から窒素原子の発光スペ
クトル強度変化によつてエツチング終点を検出す
るので、前記真空容器２内に流れこんだN₂ガス
の影響でエツチング終点検出の精度が悪くなると
いう問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、ドライエツチング
装置の処理能力を高めると共に、エツチング終点
検出の精度を向上するドライエツチング方法を提
供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、真空予
備容器にゲートバルブを介して連接された真空容
器内にプラズマを発生させ、その真空容器内に設
置された被エツチング物をエツチングする装置に
おいて、真空予備容器内の被エツチング物と真空
容器内のエツチング後のエツチング物を移し換え
る前に真空予備容器の圧力を真空容器のエツチン
グ圧力以下まで真空排気した後、ゲートバルブを
開放しエツチング物と被エツチング物との移し換
えを行ないゲートバルブを閉じた後、ガス流量調
整器を通して真空容器内に所定のエツチングガス
流量以上で所定のエツチング圧力付近に達するま
でエツチングガスを供給し、その時点から所定の
エツチングガス流量に調整し前記所定のエツチン
グ圧力を一定にした後、高周波電源から高周波電
力を供給し、プラズマを発生させて、移し替え後
の被エツチング物をドライエツチングすることを
特徴とする。

作 用 本発明は上記構成であつて、エツチング物と被
エツチング物とがエツチング圧以下で問題なく移
し替えられる。その後、エツチングガスを所定エ
ツチング流量以上で供給して所定エツチング圧に
回復させるから所定のエツチング圧力に達するま
での時間が短縮されると共に、真空予備容器１内
のN₂ガスが真空容器２内に流入しにくいので、
ドライエツチング装置の処理能力が大きくなり、
しかもエツチング条件が早く安定し、エツチング
終点検出の精度が高まることになる。

実施例 本発明における前記第３図の装置を利用した一
実施例のドライエツチング方法について第１図、
第２図を参照しながら説明する。第１図は本発明
の一実施例と、従来例との各工程に応じたエツチ
ングガスの供給操作と真空容器２内圧力変化とを
比較して示すグラフであり、Ａは双方共通に取つ
たエツチング終了時点（高周波電源停止、エツチ
ングガス供給停止、圧力調整バルブ全開）であ
る。この時点でエツチングガスの供給を止めると
共に真空容器２を排気によりＢ点まで減圧し、そ
の状態を保つてエツチング物８と被エツチング物
７との移し替えを行う（ここまで従来法と同じ）。
この移し替え終了時点Ｃが、従来同様エツチング
ガス供給開始時点となるが、従来では、所定エツ
チング流量Ｑ１のまま行われるのに対し、本発明
では所定エツチング流量Ｑ１以上の流量Q₂で行
われる。流量Ｑ２でのエツチングガスの供給は所
定エツチング圧Ｐに近い予備圧Ｐ１に達する少し
手前のＤ１点まで続けて流量を所定エツチング流
量Ｑ１に落し、所定のエツチング圧Ｐまで正確に
回復させる。この回復時点Ｄは前記流量Ｑ２での
エツチングガス供給による圧力の急上昇状態Ｅを
得ることで、従来の回復時点Ｄよりも倍以上早期
に得られる。なおＢはゲートバルブ６が開く時
点、Ｃはゲートバルブ６が閉じられる時点、それ
らＢ，Ｃ点の間のＢ１点はエツチング物８と被エ
ツチング物７との移し替え時点である。また圧力
回復時点Ｄは高周波電源から高周波電力を供給
し、エツチング開始する時点である。第１図から
あきらかなように本発明の実施例によればＡとＤ
の間のエツチング終了から次のエツチング開始ま
での時間が短縮される。

第２図は本発明の前記実施例におけるドライエ
ツチング方法において、窒化シリコン膜をドライ
エツチングする場合のエツチング終点検出精度向
上状態を示すものである。第２図において発光ス
ペクトル強度は674nｍＮ原子スペクトルによる
ものであり、実線は本発明の実施例、破線は従来
例のエツチング中における前記発光スペクトル強
度の経時変化を示している。本発明の実施例の動
作は第１図で説明した動作と同一である。従来例
の動作はエツチング前の被エツチング物７とエツ
チング後のエツチング物８を真空予備容器１と真
空容器２の間で移し替える時の真空予備容器１内
圧力をエツチング条件の所定圧力付近で行ないそ
の他は第１図で説明した従来例の動作と同一であ
る。第２図においてＦは高周波電力を供給した時
点、Ｇはエツチングが終了した時点、Ｈは高周波
電力の供給を停止した時点である。第２図からあ
きらかなように、本発明の実施例によれば、発光
スペクトル強度の経時変化がエツチング終了時点
Ｇにおいて従来例に比し急変することからエツチ
ングの終了した時点Ｇを精度よく検出できる。

発明の効果 本発明によればエツチング前の被エツチング物
が真空容器内に設置されてから、実際のエツチン
グ時に供給されるエツチングガス流量以上でエツ
チングガスを供給して所定エツチング圧に早期に
回復させるから、エツチング終了から次のエツチ
ング開始までの時間が大幅に短縮し、ドライエツ
チング装置の処理能力を高めることができる。ま
た所定エツチング圧に達する少し手前でエツチン
グガス供給を所定エツチング流量に戻すことによ
つてエツチング終点検出の精度を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるドライエツ
チング方法の操作状態を従来例と対比して示す
図、第２図は本発明の一実施例におけるドライエ
ツチング方法の窒化シリコン膜ドライエツチング
のエツチング終点検出精度向上状態を従来例と比
較して示す図、第３図はドライエツチング装置の
概略図である。 １……真空予備容器、２……真空容器、４……
ガス流量調整器、６……ゲートバルブ、７……被
エツチング物、８……エツチング物、１１……高
周波電源、Ｑ１……所定のエツチングガス流量以
上、Ｑ２……所定のエツチングガス流量、Ｐ１…
…所定のエツチング圧力付近、Ｐ……所定のエツ
チング圧力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空予備容器にゲートバルブを介して連接さ
   れた真空容器内にプラズマを発生させ、その真空
   容器内に設置された被エツチング物をエツチング
   する装置において、真空予備容器内の被エツチン
   グ物と真空容器内のエツチング後のエツチング物
   を移し換える前に真空予備容器の圧力を真空容器
   のエツチング圧力以下まで真空排気した後、ゲー
   トバルブを開放しエツチングと被エツチング物と
   の移し換えを行ないゲートバルブを閉じた後、ガ
   ス流量調整器を通して真空容器内に所定のエツチ
   ングガス流量以上で所定のエツチング圧力付近に
   達するまでエツチングガスを供給し、その時点か
   ら所定のエツチングガス流量に調整し前記所定の
   エツチング圧力を一定にした後、高周波電源から
   高周波電力を供給し、プラズマを発生させて、移
   し替え後の被エツチング物をドライエツチングす
   ることを特徴とするドライエツチング方法。