JPH05206074A - プラズマエッチング終点検出方法及びその装置 - Google Patents
プラズマエッチング終点検出方法及びその装置Info
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- JPH05206074A JPH05206074A JP3717692A JP3717692A JPH05206074A JP H05206074 A JPH05206074 A JP H05206074A JP 3717692 A JP3717692 A JP 3717692A JP 3717692 A JP3717692 A JP 3717692A JP H05206074 A JPH05206074 A JP H05206074A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】プラズマ光強度検出点でのプラズマ光強度が変
動するプラズマエッチング装置に於いて、プラズマの発
光強度検出によるプラズマエッチング終点検出を可能と
する。 【構成】エッチングの状態によって変化する主波長のプ
ラズマ光強度とエッチングの状態には影響されない副波
長のプラズマ光強度とを検出し、この副波長のプラズマ
光強度からエッチングの状態の変化と無関係な主波長の
プラズマ光強度変化を求め、前記主波長のエッチングの
状態変化に起因するプラズマ光強度を求めることで、プ
ラズマエッチングの終点を検出する。従って、プラズマ
が回転し、測定点のプラズマ光強度が変動してもプラズ
マエッチングの終点を検出することができる。
動するプラズマエッチング装置に於いて、プラズマの発
光強度検出によるプラズマエッチング終点検出を可能と
する。 【構成】エッチングの状態によって変化する主波長のプ
ラズマ光強度とエッチングの状態には影響されない副波
長のプラズマ光強度とを検出し、この副波長のプラズマ
光強度からエッチングの状態の変化と無関係な主波長の
プラズマ光強度変化を求め、前記主波長のエッチングの
状態変化に起因するプラズマ光強度を求めることで、プ
ラズマエッチングの終点を検出する。従って、プラズマ
が回転し、測定点のプラズマ光強度が変動してもプラズ
マエッチングの終点を検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工程の１つで
あるウェーハの表面に生成した薄膜をエッチングするプ
ラズマエッチングに於いて、プラズマエッチングの終点
を検出するプラズマエッチング終点検出方法及びその装
置に関するものである。
あるウェーハの表面に生成した薄膜をエッチングするプ
ラズマエッチングに於いて、プラズマエッチングの終点
を検出するプラズマエッチング終点検出方法及びその装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチングは、ガスを高周波電
圧でプラズマ化し、イオン、及びラジカル（ｒａｄｉｃ
ａｌ、遊離基）によってウェーハ表面に生成した薄膜を
エッチングするものであり、薄膜のエッチング精度はエ
ッチング終点の検出精度に大きく影響される。従って、
プラズマエッチングに於いて従来も種々のプラズマエッ
チング終点検出装置が提案されている。
圧でプラズマ化し、イオン、及びラジカル（ｒａｄｉｃ
ａｌ、遊離基）によってウェーハ表面に生成した薄膜を
エッチングするものであり、薄膜のエッチング精度はエ
ッチング終点の検出精度に大きく影響される。従って、
プラズマエッチングに於いて従来も種々のプラズマエッ
チング終点検出装置が提案されている。
【０００３】従来のエッチングの終点検出装置の１つと
して、プラズマの発光強度を検出し、表面の薄膜エッチ
ングが完了し、その後のエッチング対象が変化したこと
によるプラズマ発光状況の変化を捕らえ、エッチング終
点とするプラズマエッチング終点検出装置がある。
して、プラズマの発光強度を検出し、表面の薄膜エッチ
ングが完了し、その後のエッチング対象が変化したこと
によるプラズマ発光状況の変化を捕らえ、エッチング終
点とするプラズマエッチング終点検出装置がある。
【０００４】又、図３に示す様に、近年よりプラズマの
発生効率を向上させたプラズマエッチング装置として、
電磁石或は永久磁石１を用いて、プラズマ発生領域２に
磁場３を発生させる磁場増強型プラズマエッチング装置
が具体化されている。
発生効率を向上させたプラズマエッチング装置として、
電磁石或は永久磁石１を用いて、プラズマ発生領域２に
磁場３を発生させる磁場増強型プラズマエッチング装置
が具体化されている。
【０００５】斯かる磁場増強型プラズマエッチング装置
に於いては、エッチングの均一性を得る為、磁場を回転
させ或は周期的にスキャンさせている。
に於いては、エッチングの均一性を得る為、磁場を回転
させ或は周期的にスキャンさせている。
【０００６】尚、図３中４，５はプラズマ発生用の対向
電極、６はウェーハである。７は高周波電力印加用の電
源である。
電極、６はウェーハである。７は高周波電力印加用の電
源である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記した様に、磁場を
回転させ或は周期的にスキャンさせると、プラズマの発
光の濃淡部もプラズマの回転に応じて回転し、或はスキ
ャンに応じて移動する。従って、前記したプラズマの発
光強度検出では、プラズマエッチングの終点を検出する
ことが困難となっている。
回転させ或は周期的にスキャンさせると、プラズマの発
光の濃淡部もプラズマの回転に応じて回転し、或はスキ
ャンに応じて移動する。従って、前記したプラズマの発
光強度検出では、プラズマエッチングの終点を検出する
ことが困難となっている。
【０００８】本発明は斯かる実情に鑑み、磁場増強型プ
ラズマエッチング装置の様に、プラズマ光強度検出点で
のプラズマ光強度が変動するプラズマエッチング装置に
於いて、プラズマの発光強度検出によるプラズマエッチ
ング終点検出を可能とするものである。
ラズマエッチング装置の様に、プラズマ光強度検出点で
のプラズマ光強度が変動するプラズマエッチング装置に
於いて、プラズマの発光強度検出によるプラズマエッチ
ング終点検出を可能とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁場増強型プ
ラズマエッチング装置の様に測定点のプラズマ発光強度
が変動するプラズマエッチング装置に於いて、エッチン
グの状態によって変化する主波長のプラズマ光強度とエ
ッチングの状態には影響されない副波長のプラズマ光強
度とを検出し、この副波長のプラズマ光強度からエッチ
ングの状態の変化と無関係な主波長のプラズマ光強度変
化を求め、更に前記主波長のエッチングの状態変化に起
因するプラズマ光強度を求めるプラズマエッチング終点
検出方法、及び主波長プラズマ発光強度検出器と、副波
長プラズマ発光強度検出器と、主波長プラズマ発光強度
検出器と副波長プラズマ発光強度検出器からの検出結果
を基にエッチングの状態の変化と無関係な主波長のプラ
ズマ光強度変化を演算すると共にこの演算した主波長の
プラズマ光強度変化と基準値とを比較しプラズマエッチ
ング終点を判断する処理演算器とを具備したプラズマエ
ッチング終点検出装置に係るものである。
ラズマエッチング装置の様に測定点のプラズマ発光強度
が変動するプラズマエッチング装置に於いて、エッチン
グの状態によって変化する主波長のプラズマ光強度とエ
ッチングの状態には影響されない副波長のプラズマ光強
度とを検出し、この副波長のプラズマ光強度からエッチ
ングの状態の変化と無関係な主波長のプラズマ光強度変
化を求め、更に前記主波長のエッチングの状態変化に起
因するプラズマ光強度を求めるプラズマエッチング終点
検出方法、及び主波長プラズマ発光強度検出器と、副波
長プラズマ発光強度検出器と、主波長プラズマ発光強度
検出器と副波長プラズマ発光強度検出器からの検出結果
を基にエッチングの状態の変化と無関係な主波長のプラ
ズマ光強度変化を演算すると共にこの演算した主波長の
プラズマ光強度変化と基準値とを比較しプラズマエッチ
ング終点を判断する処理演算器とを具備したプラズマエ
ッチング終点検出装置に係るものである。
【００１０】
【作用】プラズマエッチングに於いて発光されるプラズ
マ光には、エッチングの状態に影響される主波長とエッ
チングの状態に影響されない副波長があり、この主波長
と副波長のプラズマ光の強度を検出し、該副波長のプラ
ズマ光を基に主波長のプラズマ光のエッチングに起因す
る光強度変化を求め、この光強度変化からプラズマエッ
チングの終点を検出する。従って、プラズマが回転し、
測定点のプラズマ光強度が変動してもプラズマエッチン
グの終点を検出することができる。
マ光には、エッチングの状態に影響される主波長とエッ
チングの状態に影響されない副波長があり、この主波長
と副波長のプラズマ光の強度を検出し、該副波長のプラ
ズマ光を基に主波長のプラズマ光のエッチングに起因す
る光強度変化を求め、この光強度変化からプラズマエッ
チングの終点を検出する。従って、プラズマが回転し、
測定点のプラズマ光強度が変動してもプラズマエッチン
グの終点を検出することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
説明する。
【００１２】処理演算器１０に信号処理器１１を介して
プラズマ光強度検出器１２、プラズマ光強度検出器１
３、基準値設定器１６が接続され、又前記処理演算器１
０には記憶器１４、クロック発生器１５が接続されてい
る。更に、該処理演算器１０にはプラズマ発生用の電源
１８を制御する制御器１７及び前記磁石１回転用のモー
タ２０を制御する制御器１９が接続される。
プラズマ光強度検出器１２、プラズマ光強度検出器１
３、基準値設定器１６が接続され、又前記処理演算器１
０には記憶器１４、クロック発生器１５が接続されてい
る。更に、該処理演算器１０にはプラズマ発生用の電源
１８を制御する制御器１７及び前記磁石１回転用のモー
タ２０を制御する制御器１９が接続される。
【００１３】該モータ２０の回転はエンコーダ２１によ
って検出され、該エンコーダ２１は回転検出結果をパル
ス信号として前記制御器１９にフィードバックし、該制
御器１９によってモータ２０の回転が制御される。
って検出され、該エンコーダ２１は回転検出結果をパル
ス信号として前記制御器１９にフィードバックし、該制
御器１９によってモータ２０の回転が制御される。
【００１４】次に、図２を参照して作動を説明する。
【００１５】プラズマ発光強度は、プラズマエッチング
の進行と共に減少していくが、前記した様に磁石１の回
転によりプラズマが回転するので、プラズマの１点を検
出している前記プラズマ光強度検出器１２の検出結果
は、図２（ａ）に見られる様に、プラズマの回転に伴う
変動を示す。とこがプラズマの波長の中には、図２
（ｂ）に見られる様に、エッチングの進行、終点に無関
係なもの（副波長）があり、斯かる副波長のプラズマ光
の強度の変動はプラズマの回転にのみ起因するものであ
る。
の進行と共に減少していくが、前記した様に磁石１の回
転によりプラズマが回転するので、プラズマの１点を検
出している前記プラズマ光強度検出器１２の検出結果
は、図２（ａ）に見られる様に、プラズマの回転に伴う
変動を示す。とこがプラズマの波長の中には、図２
（ｂ）に見られる様に、エッチングの進行、終点に無関
係なもの（副波長）があり、斯かる副波長のプラズマ光
の強度の変動はプラズマの回転にのみ起因するものであ
る。
【００１６】本発明では斯かる副波長のプラズマ光の強
度変化もプラズマ終点検出の為の主波長のプラズマ光強
度検出と合わせて検出し、両者の強度を比較することで
正確なエッチング終点検出しようとするものである。
度変化もプラズマ終点検出の為の主波長のプラズマ光強
度検出と合わせて検出し、両者の強度を比較することで
正確なエッチング終点検出しようとするものである。
【００１７】以下、詳述する。
【００１８】主波長に関するプラズマ光強度、及び副波
長に関するプラズマ光強度を所定時間間隔Δｔ毎に同期
させサンプリングする。
長に関するプラズマ光強度を所定時間間隔Δｔ毎に同期
させサンプリングする。
【００１９】サンプリングした主波長のプラズマ光強度
を、ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 ，…，ｍn とし、サンプリングし
た副波長のプラズマ光強度を、ｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 ，…，
ｓnとすると、これらサンプリングしたプラズマ光強度
からプラズマの回転、エッチングの進行、終点に影響さ
れない主波長のプラズマ光強度Ｍを下記数式１より求め
ることができる。
を、ｍ1 ，ｍ2 ，ｍ3 ，…，ｍn とし、サンプリングし
た副波長のプラズマ光強度を、ｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 ，…，
ｓnとすると、これらサンプリングしたプラズマ光強度
からプラズマの回転、エッチングの進行、終点に影響さ
れない主波長のプラズマ光強度Ｍを下記数式１より求め
ることができる。
【００２０】
【数１】 ｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn ＋ｍn+1 ＝Ｍn+1
【００２１】上記数式１で（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn はプ
ラズマの回転にのみ起因するプラズマ光の強度の変動率
であり、この変動率にｍn を掛けることでプラズマの回
転にのみ起因する主波長のプラズマ光の強度の変化
｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn が求められる。
ラズマの回転にのみ起因するプラズマ光の強度の変動率
であり、この変動率にｍn を掛けることでプラズマの回
転にのみ起因する主波長のプラズマ光の強度の変化
｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn が求められる。
【００２２】従って、実際に次のサンプリング点でサン
プリングして得た主波長のプラズマ光の強度ｍn+1 に
｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn を加えた数式１のＭ
n+1 とｍn とを比較することでプラズマの回転に影響さ
れない主波長のプラズマ光の強度変化を知ることができ
る。
プリングして得た主波長のプラズマ光の強度ｍn+1 に
｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn を加えた数式１のＭ
n+1 とｍn とを比較することでプラズマの回転に影響さ
れない主波長のプラズマ光の強度変化を知ることができ
る。
【００２３】
【数２】 ｛（ｓ1 −ｓ2 ）／ｓ1 ｝×ｍ1 ＋ｍ2 ＝Ｍ2 ｛（ｓ2 −ｓ3 ）／ｓ2 ｝×ｍ2 ＋ｍ3 ＝Ｍ3 ｛（ｓ3 −ｓ4 ）／ｓ3 ｝×ｍ3 ＋ｍ4 ＝Ｍ4 ｛（ｓn −ｓn+1 ）／ｓn ｝×ｍn ＋ｍn+1 ＝Ｍn+1
【００２４】而して、各サンプリング点での前記演算で
求めた主波長のプラズマ光の強度とサンプリングした主
波長のプラズマ光の強度との差であるプラズマ光強度変
化Δｍ1 ，Δｍ2 ，Δｍ3 ，…，Δｍn を数式３に基づ
き求め、この変化傾向を監視することでプラズマエッチ
ングの終点検出を行うことができる。
求めた主波長のプラズマ光の強度とサンプリングした主
波長のプラズマ光の強度との差であるプラズマ光強度変
化Δｍ1 ，Δｍ2 ，Δｍ3 ，…，Δｍn を数式３に基づ
き求め、この変化傾向を監視することでプラズマエッチ
ングの終点検出を行うことができる。
【００２５】
【数３】Δｍ1 ＝ｍ1 −Ｍ2 Δｍ2 ＝ｍ2 −Ｍ3 Δｍ3 ＝ｍ3 −Ｍ4 Δｍn ＝ｍn −Ｍn+1
【００２６】例えば、各Δｍ1 ，Δｍ2 ，Δｍ3 ，…，
Δｍn が減少傾向であれば、エッチングの終点が近ずい
たと判断し、或は急激な減少が見られればエッチングの
終点でであると判断する等である。
Δｍn が減少傾向であれば、エッチングの終点が近ずい
たと判断し、或は急激な減少が見られればエッチングの
終点でであると判断する等である。
【００２７】更に、図１により本実施例の作動を説明す
る。
る。
【００２８】前記処理演算器１０は前記クロック発生器
１５からの信号を基にサンプリングデータ取込み時期を
判断して、前記プラズマ光強度検出器１２及び前記プラ
ズマ光強度検出器１３からの信号を取込み、前記記憶器
１４に記憶させると共に数式２、数式３に基づいて主波
長のプラズマ光の強度変化を演算し、この演算した強度
変化と前記基準値設定器１６で設定した基準値と比較
し、該強度変化が基準値より小さい場合はプラズマエッ
チングの終点と判断する。
１５からの信号を基にサンプリングデータ取込み時期を
判断して、前記プラズマ光強度検出器１２及び前記プラ
ズマ光強度検出器１３からの信号を取込み、前記記憶器
１４に記憶させると共に数式２、数式３に基づいて主波
長のプラズマ光の強度変化を演算し、この演算した強度
変化と前記基準値設定器１６で設定した基準値と比較
し、該強度変化が基準値より小さい場合はプラズマエッ
チングの終点と判断する。
【００２９】プラズマエッチングの終点が判断される
と、前記制御器１７に終了信号を発し、前記電源１８に
よるプラズマ発生を停止させ、プラズマエッチングを終
了する。
と、前記制御器１７に終了信号を発し、前記電源１８に
よるプラズマ発生を停止させ、プラズマエッチングを終
了する。
【００３０】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、磁場増
強型プラズマエッチング装置の様に、磁場の移動で、プ
ラズマの濃淡が移動するものでも、プラズマ発光強度検
出によるプラズマエッチング終点検出が可能となるとい
う優れた効果を発揮する。
強型プラズマエッチング装置の様に、磁場の移動で、プ
ラズマの濃淡が移動するものでも、プラズマ発光強度検
出によるプラズマエッチング終点検出が可能となるとい
う優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】磁場増強型プラズマエッチング装置に於ける所
定点でのプラズマ発光強度の変化を示す線図である。
定点でのプラズマ発光強度の変化を示す線図である。
【図３】磁場増強型プラズマエッチング装置の概念を示
す説明図である。
す説明図である。
１０ 処理演算器 １２ プラズマ光強度検出器 １３ プラズマ光強度検出器 １４ 記憶器 １６ 基準値設定器 １７ 制御器
Claims (2)
- 【請求項１】 磁場増強型プラズマエッチング装置の様
に測定点のプラズマ発光強度が変動するプラズマエッチ
ング装置に於いて、エッチングの状態によって変化する
主波長のプラズマ光強度とエッチングの状態には影響さ
れない副波長のプラズマ光強度とを検出し、この副波長
のプラズマ光強度からエッチングの状態の変化と無関係
な主波長のプラズマ光強度変化を求め、更に前記主波長
のエッチングの状態変化に起因するプラズマ光強度を求
めることを特徴とするプラズマエッチング終点検出方
法。 - 【請求項２】 磁場増強型プラズマエッチング装置の様
に測定点のプラズマ発光強度が変動するプラズマエッチ
ング装置に於いて、主波長プラズマ発光強度検出器と、
副波長プラズマ発光強度検出器と、主波長プラズマ発光
強度検出器と副波長プラズマ発光強度検出器からの検出
結果を基にエッチングの状態の変化と無関係な主波長の
プラズマ光強度変化を演算すると共に、この演算した主
波長のプラズマ光強度変化と基準値とを比較しプラズマ
エッチング終点を判断する処理演算器とを具備したこと
を特徴とするプラズマエッチング終点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3717692A JPH05206074A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | プラズマエッチング終点検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3717692A JPH05206074A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | プラズマエッチング終点検出方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206074A true JPH05206074A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=12490291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3717692A Pending JPH05206074A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | プラズマエッチング終点検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206074A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11509685A (ja) * | 1995-06-30 | 1999-08-24 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマエッチングにおける最適終結点検出方法およびその装置 |
| JP2014022621A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 分析方法、分析装置、及びエッチング処理システム |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP3717692A patent/JPH05206074A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11509685A (ja) * | 1995-06-30 | 1999-08-24 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマエッチングにおける最適終結点検出方法およびその装置 |
| JP2014022621A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 分析方法、分析装置、及びエッチング処理システム |
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