JPH05152254A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
- Publication number
- JPH05152254A JPH05152254A JP3341861A JP34186191A JPH05152254A JP H05152254 A JPH05152254 A JP H05152254A JP 3341861 A JP3341861 A JP 3341861A JP 34186191 A JP34186191 A JP 34186191A JP H05152254 A JPH05152254 A JP H05152254A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- end point
- mass
- value
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エッチング終点検出の精確化。
【構成】 エッチングチャンバ１の側壁にサンプラ７を
取り付け、エッチング中に発生・消滅するイオン、原
子、分子の質量を質量分析計８により検出する。少なく
とも２種のエッチング生成物、反応種の検出値をエッチ
ング終点検出回路９に入力し、それらの検出値の変化が
設定値を超えたときにエッチングが終了したと判定す
る。
取り付け、エッチング中に発生・消滅するイオン、原
子、分子の質量を質量分析計８により検出する。少なく
とも２種のエッチング生成物、反応種の検出値をエッチ
ング終点検出回路９に入力し、それらの検出値の変化が
設定値を超えたときにエッチングが終了したと判定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイス等の製
造工程において用いられるドライエッチング装置に関
し、特に、エッチング終点検知手段を備えたドライエッ
チング装置に関する。
造工程において用いられるドライエッチング装置に関
し、特に、エッチング終点検知手段を備えたドライエッ
チング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、この種従来のドライエッチング
装置の概略図である。同図に示されるように、エッチン
グチャンバ１内にはＲＦ電源３に接続された電極２ａ、
２ｂが配置されており、電極２ａ上にはウェハ４が載置
される。チャンバ１内にはガス導入管５を介して反応ガ
スが供給され、また不要となったガスは排気口６から排
出される。
装置の概略図である。同図に示されるように、エッチン
グチャンバ１内にはＲＦ電源３に接続された電極２ａ、
２ｂが配置されており、電極２ａ上にはウェハ４が載置
される。チャンバ１内にはガス導入管５を介して反応ガ
スが供給され、また不要となったガスは排気口６から排
出される。
【０００３】エッチングチャンバ１の側壁には、チャン
バ内のプラズマ励起状態の原子、分子、イオンから発生
される光を採光するための受光フィルタ１５が設けら
れ、フィルタ１５を透過した光はエッチング終点検出機
構１６へ導かれる。エッチング終点検出機構１６は、各
粒子より発せられた発光スペクトル強度を電圧に変換し
て、モニタ１０に表示する。
バ内のプラズマ励起状態の原子、分子、イオンから発生
される光を採光するための受光フィルタ１５が設けら
れ、フィルタ１５を透過した光はエッチング終点検出機
構１６へ導かれる。エッチング終点検出機構１６は、各
粒子より発せられた発光スペクトル強度を電圧に変換し
て、モニタ１０に表示する。
【０００４】図６は、エッチング終点検出機構によって
得られる、プラズマ中の生成物から発せられた発光スペ
クトルの、エッチング時間に対する強度変化を示したグ
ラフである。本従来例では、検出されたスペクトル強度
がａに示すように変化したとき、この大きく変化した時
点をエッチング終点と判定していた。
得られる、プラズマ中の生成物から発せられた発光スペ
クトルの、エッチング時間に対する強度変化を示したグ
ラフである。本従来例では、検出されたスペクトル強度
がａに示すように変化したとき、この大きく変化した時
点をエッチング終点と判定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
図６においてａで示す場合のように、被エッチング物生
成物からの発光スペクトルが強くまたその変化が顕著で
あるときには終点検知が容易に行えるが、被エッチング
部の面積が狭い場合や被エッチング膜が薄い場合のよう
に、被エッチング物生成物からの発光スペクトル強度が
微弱な場合は、図６においてｂで示されるように電圧変
化が弱く、検出が不安定、時には不可能になることがあ
った。また、従来例では、処理すべきウェハの種類やロ
ットが変わると同じ被エッチング物をエッチングする場
合であってもバックグラウンドの発光スペクトル強度が
変化するなどして同一種のスペクトルのみで検出してい
たのでは正確に終点を検出できないことがあった。
図６においてａで示す場合のように、被エッチング物生
成物からの発光スペクトルが強くまたその変化が顕著で
あるときには終点検知が容易に行えるが、被エッチング
部の面積が狭い場合や被エッチング膜が薄い場合のよう
に、被エッチング物生成物からの発光スペクトル強度が
微弱な場合は、図６においてｂで示されるように電圧変
化が弱く、検出が不安定、時には不可能になることがあ
った。また、従来例では、処理すべきウェハの種類やロ
ットが変わると同じ被エッチング物をエッチングする場
合であってもバックグラウンドの発光スペクトル強度が
変化するなどして同一種のスペクトルのみで検出してい
たのでは正確に終点を検出できないことがあった。
【０００６】そのため、従来例を用いたエッチング工程
では、エッチング不足やオーバーエッチングがしばしば
行われ製品の信頼性を低下させる原因となっていた。
では、エッチング不足やオーバーエッチングがしばしば
行われ製品の信頼性を低下させる原因となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、エッチング中に発生・消滅する分子・原子を
モニターする為の、質量分析計を備えている。そして、
この質量分析計を使用し、少なくとも２種の分子・原子
に対する検出値を用い、その変化を総合判断して被エッ
チング膜のエッチング終了を判定する機能を有する。
グ装置は、エッチング中に発生・消滅する分子・原子を
モニターする為の、質量分析計を備えている。そして、
この質量分析計を使用し、少なくとも２種の分子・原子
に対する検出値を用い、その変化を総合判断して被エッ
チング膜のエッチング終了を判定する機能を有する。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示すブロ
ック図である。同図に示すように、エッチング装置本体
の構成は図５に示した従来例と同様であるのでその説明
は省略する。
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示すブロ
ック図である。同図に示すように、エッチング装置本体
の構成は図５に示した従来例と同様であるのでその説明
は省略する。
【０００９】本実施例では、エッチングチャンバ１の側
壁にサンプラ７が設けられており、このサンプラ７によ
ってサンプリングされた試料中に含まれる分子・原子の
質量は質量分析計８で分析される。質量分析計８では、
各物質についての検出値が電圧に変換され、そのうち２
種の物質についての電気信号がエッチング終点検出回路
９へ入力される。この検出回路によりエッチング終点に
ついての判定がなされ、結果はモニタ１０に表示され
る。
壁にサンプラ７が設けられており、このサンプラ７によ
ってサンプリングされた試料中に含まれる分子・原子の
質量は質量分析計８で分析される。質量分析計８では、
各物質についての検出値が電圧に変換され、そのうち２
種の物質についての電気信号がエッチング終点検出回路
９へ入力される。この検出回路によりエッチング終点に
ついての判定がなされ、結果はモニタ１０に表示され
る。
【００１０】図２は、エッチング終了検出回路９の具体
的構成を示すブロック図である。同図において、１１
ａ、１１ｂは、それぞれ特定の物質についての測定値が
入力され、その時間変化量を検出する微分回路、１２
ａ、１２ｂは、それぞれ微分回路１１ａ、１１ｂの出力
値と設定された基準値とを比較し、微分値が規準値を超
えたときに“１”を出力する比較器、１３はＯＲゲート
である。
的構成を示すブロック図である。同図において、１１
ａ、１１ｂは、それぞれ特定の物質についての測定値が
入力され、その時間変化量を検出する微分回路、１２
ａ、１２ｂは、それぞれ微分回路１１ａ、１１ｂの出力
値と設定された基準値とを比較し、微分値が規準値を超
えたときに“１”を出力する比較器、１３はＯＲゲート
である。
【００１１】図３は、アルミニウム膜のエッチング中に
質量分析計９により観測されたＣＯとＣｌの検出値（電
圧にて表わされる）の時間変化を示すグラフである。エ
ッチング開始後５分経過するとアルミニウム膜のエッチ
ングが終了するので、ＣＯとＣｌの検出値は共に減少す
る。しかし、ＣＯに関する値は急速に変化しているのに
対し、Ｃｌのそれは緩やかに変化している。Ｃｌに関す
る検出値を微分回路１１ａに、またＣＯに関する検出値
を微分回路１１ｂに入力されるが、エッチングが終了し
ても微分回路１１ａの出力が低いため比較器１２ａの出
力は“０”のままである。しかし、微分回路１１ｂの出
力は十分大きいので比較器１２ｂの出力は“１”とな
り、ＯＲゲート１３からはエッチング終了を示す“１”
が出力される。
質量分析計９により観測されたＣＯとＣｌの検出値（電
圧にて表わされる）の時間変化を示すグラフである。エ
ッチング開始後５分経過するとアルミニウム膜のエッチ
ングが終了するので、ＣＯとＣｌの検出値は共に減少す
る。しかし、ＣＯに関する値は急速に変化しているのに
対し、Ｃｌのそれは緩やかに変化している。Ｃｌに関す
る検出値を微分回路１１ａに、またＣＯに関する検出値
を微分回路１１ｂに入力されるが、エッチングが終了し
ても微分回路１１ａの出力が低いため比較器１２ａの出
力は“０”のままである。しかし、微分回路１１ｂの出
力は十分大きいので比較器１２ｂの出力は“１”とな
り、ＯＲゲート１３からはエッチング終了を示す“１”
が出力される。
【００１２】このように、本実施例によれば、被処理ウ
ェハによりバックグラウンドの影響が異なる等の理由に
より、Ｃｌのみを観測していたのでは正確にエッチング
終点を検出できない場合にも同時にＣＯの質量を分析す
ることにより的確な判定がなされる。被処理ウェハが変
わり、逆にＣＯ側の検出値が下った場合であってもＣｌ
側から十分大きな検出値が得られれば正確に終点検知が
行われる。
ェハによりバックグラウンドの影響が異なる等の理由に
より、Ｃｌのみを観測していたのでは正確にエッチング
終点を検出できない場合にも同時にＣＯの質量を分析す
ることにより的確な判定がなされる。被処理ウェハが変
わり、逆にＣＯ側の検出値が下った場合であってもＣｌ
側から十分大きな検出値が得られれば正確に終点検知が
行われる。
【００１３】図４は、本発明の第２の実施例のエッチン
グ終点検出回路の回路図である。本実施例でも全体の構
成は図１に示す先の実施例のそれと同一である。本実施
例では、入力端子Ｉ1 に、例えばＣｌに関する検出値
を、また入力端子Ｉ2 にはＣＯに関する検出値を入力し
て両者を加算器１４で加算し、その和を微分回路１１で
微分する。その微分値を比較器１２で基準値と比較して
エッチング終点の判定を行う。
グ終点検出回路の回路図である。本実施例でも全体の構
成は図１に示す先の実施例のそれと同一である。本実施
例では、入力端子Ｉ1 に、例えばＣｌに関する検出値
を、また入力端子Ｉ2 にはＣＯに関する検出値を入力し
て両者を加算器１４で加算し、その和を微分回路１１で
微分する。その微分値を比較器１２で基準値と比較して
エッチング終点の判定を行う。
【００１４】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、例え
ば、被エッチング物はアルミニウムばかりでなく、シリ
コン、ポリシリコン、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ、ＰＳＧ、タン
グステン等各種のものについて適用できる。また、終点
を判定するのに採用される検出値の種類は２種に限定さ
れるものではなく、３種以上のものを用いるようにして
もよい。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、例え
ば、被エッチング物はアルミニウムばかりでなく、シリ
コン、ポリシリコン、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ、ＰＳＧ、タン
グステン等各種のものについて適用できる。また、終点
を判定するのに採用される検出値の種類は２種に限定さ
れるものではなく、３種以上のものを用いるようにして
もよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のドライエ
ッチング装置は、プラズマ中のイオン、分子、原子の質
量を分析する質量分析計を備え、かつ、複数種の検出値
の変化からエッチング終点を検出する機能を有するもの
であるので、以下の効果を奏することができる。
ッチング装置は、プラズマ中のイオン、分子、原子の質
量を分析する質量分析計を備え、かつ、複数種の検出値
の変化からエッチング終点を検出する機能を有するもの
であるので、以下の効果を奏することができる。
【００１６】 光学的手段ではなく質量分析計により
材料の変化を検出しているので、被エッチング部の面積
が狭い場合や被エッチング物の膜厚が薄い場合であって
も、十分な感度で被エッチング生成物の質量分析が可能
であり、終点の検知が正確に行えるようになる。
材料の変化を検出しているので、被エッチング部の面積
が狭い場合や被エッチング物の膜厚が薄い場合であって
も、十分な感度で被エッチング生成物の質量分析が可能
であり、終点の検知が正確に行えるようになる。
【００１７】 複数種の検出値から終点を検出してい
るので、ウェハの種類やロットが変わることによって、
特定の物質に関する検出値が変化しても他の検出値によ
ってその変化をカバーすることができるので、誤判断の
可能性が抑制される。
るので、ウェハの種類やロットが変わることによって、
特定の物質に関する検出値が変化しても他の検出値によ
ってその変化をカバーすることができるので、誤判断の
可能性が抑制される。
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるエッチング終点
検出回路のブロック図。
検出回路のブロック図。
【図３】本発明の第１の実施例における質量分析計の検
出データを示す図。
出データを示す図。
【図４】本発明の第２の実施例におけるエッチング終点
検出回路のブロック図。
検出回路のブロック図。
【図５】従来例の概略構成図。
【図６】従来例のエッチング終点検出機構の検出データ
を示す図。
を示す図。
１…エッチングチャンバ、 ２ａ、２ｂ…電極、
３…ＲＦ電源、 ４…ウェハ、 ５…ガス導入管、
６…排気口、 ７…サンプラ、 ８…質量分析
計、 ９…エッチング終点検出回路、 １０…モニ
タ、 １１、１１ａ、１１ｂ…微分回路、 １２、
１２ａ、１２ｂ…比較器、 １３…ＯＲゲート、
１４…加算器、 １５…受光フィルタ、 １６…エ
ッチング終点検出機構。
３…ＲＦ電源、 ４…ウェハ、 ５…ガス導入管、
６…排気口、 ７…サンプラ、 ８…質量分析
計、 ９…エッチング終点検出回路、 １０…モニ
タ、 １１、１１ａ、１１ｂ…微分回路、 １２、
１２ａ、１２ｂ…比較器、 １３…ＯＲゲート、
１４…加算器、 １５…受光フィルタ、 １６…エ
ッチング終点検出機構。
Claims (1)
- 【請求項１】 反応性ガスにより生成されたイオン、活
性ラジカルと、被エッチング材料とを反応させて揮発性
物質を生成するドライエッチング装置において、 チャンバ内の物質の質量を分析する質量分析計と、複数
の物質に対する質量分析計の検出値が入力されその時間
変化量からエッチング終点を判定する回路とが備えられ
ていることを特徴とするドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341861A JPH05152254A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341861A JPH05152254A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152254A true JPH05152254A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18349317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341861A Pending JPH05152254A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152254A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044035A1 (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor fabrication method and system |
| KR100475459B1 (ko) * | 1998-02-11 | 2005-05-27 | 삼성전자주식회사 | 반도체 건식식각공정의 이피디용 파장 결정방법 및 이를 이용한이피디방법 |
| DE19844882B4 (de) * | 1997-12-30 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Vorrichtung zur Plasma-Prozessierung mit In-Situ-Überwachung und In-Situ-Überwachungsverfahren für eine solche Vorrichtung |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3341861A patent/JPH05152254A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19844882B4 (de) * | 1997-12-30 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Vorrichtung zur Plasma-Prozessierung mit In-Situ-Überwachung und In-Situ-Überwachungsverfahren für eine solche Vorrichtung |
| KR100475459B1 (ko) * | 1998-02-11 | 2005-05-27 | 삼성전자주식회사 | 반도체 건식식각공정의 이피디용 파장 결정방법 및 이를 이용한이피디방법 |
| WO2000044035A1 (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor fabrication method and system |
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