JPH0521395A - エツチング終点の検出方法 - Google Patents
エツチング終点の検出方法Info
- Publication number
- JPH0521395A JPH0521395A JP16856691A JP16856691A JPH0521395A JP H0521395 A JPH0521395 A JP H0521395A JP 16856691 A JP16856691 A JP 16856691A JP 16856691 A JP16856691 A JP 16856691A JP H0521395 A JPH0521395 A JP H0521395A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- etched
- etching
- mask material
- end point
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被エッチング膜のエッチング終点を検出する
方法に関し，レーザスポット内にマスク材を含む場合に
も被エッチング膜のエッチング終点を精度よく,安定し
て検出できる方法の提供を目的とする。 【構成】 基板上に被着された被エッチング膜上に開口
を有するマスク材を形成し，該マスク材をエッチングマ
スクにして該被エッチング膜をエッチングする際に，該
マスク材を含んで該被エッチング膜上にレーザ光を照射
し，該レーザ光の反射光強度と該反射光の半周期前の反
射光強度とを単位時間ごとに加算した合成波形をモニタ
し，該合成波形が大きく変化する時点を求めるように構
成する。
方法に関し，レーザスポット内にマスク材を含む場合に
も被エッチング膜のエッチング終点を精度よく,安定し
て検出できる方法の提供を目的とする。 【構成】 基板上に被着された被エッチング膜上に開口
を有するマスク材を形成し，該マスク材をエッチングマ
スクにして該被エッチング膜をエッチングする際に，該
マスク材を含んで該被エッチング膜上にレーザ光を照射
し，該レーザ光の反射光強度と該反射光の半周期前の反
射光強度とを単位時間ごとに加算した合成波形をモニタ
し，該合成波形が大きく変化する時点を求めるように構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程等
における被エッチング膜のエッチング終点を検出する方
法に関する。
における被エッチング膜のエッチング終点を検出する方
法に関する。
【０００２】近年，半導体装置は高集積化とともにその
信頼性を高めるために，アルミニウム(Al)配線において
も種々の合金化が行われている。そのために，Alのドラ
イエッチングの技術も日々進歩しているが, それにく伴
いエッチング終点の検出方法は難しくなる一方である。
そのために安定したエッチング終点の検出方法が要望さ
れている。
信頼性を高めるために，アルミニウム(Al)配線において
も種々の合金化が行われている。そのために，Alのドラ
イエッチングの技術も日々進歩しているが, それにく伴
いエッチング終点の検出方法は難しくなる一方である。
そのために安定したエッチング終点の検出方法が要望さ
れている。
【０００３】本発明はこの要望に対応した方法として利
用できる。
用できる。
【０００４】
【従来の技術】従来, Al膜のエッチングの終点検出は,
発光分光分析を使用するのが主流であった。
発光分光分析を使用するのが主流であった。
【０００５】ところが, エッチングガスの低圧化, およ
びAl配線の多層化に伴い, ノイズの発生や充分な発光強
度が得られない等の理由により，安定した終点の検出が
できなかった。
びAl配線の多層化に伴い, ノイズの発生や充分な発光強
度が得られない等の理由により，安定した終点の検出が
できなかった。
【０００６】そこで，本発明者はレーザ光を被エッチン
グ膜に照射し，その反射強度の変化を分析して終点を検
出する方法を開発してきた。レーザを用いた終点検出方
法では，エッチングガスの低圧化, およびAl配線の多層
化に対しては効果が大きいが, デバイスの微細化がすす
むと，レーザ光はレーザスポット内の被エッチング膜で
あるAl膜とともにエッチングのマスク材であるレジスト
膜および酸化膜等にも照射されるため，本来は不必要な
マスク材の干渉波形も同時に観察される。
グ膜に照射し，その反射強度の変化を分析して終点を検
出する方法を開発してきた。レーザを用いた終点検出方
法では，エッチングガスの低圧化, およびAl配線の多層
化に対しては効果が大きいが, デバイスの微細化がすす
むと，レーザ光はレーザスポット内の被エッチング膜で
あるAl膜とともにエッチングのマスク材であるレジスト
膜および酸化膜等にも照射されるため，本来は不必要な
マスク材の干渉波形も同時に観察される。
【０００７】そのため，被エッチング膜とマスク材の割
合によっては, 終点検出が困難になるという問題が生じ
た。図４ (A)〜(C)はレーザを用いた終点検出方法の従
来例の説明図である。
合によっては, 終点検出が困難になるという問題が生じ
た。図４ (A)〜(C)はレーザを用いた終点検出方法の従
来例の説明図である。
【０００８】図４(A) はAl膜およびマスク材にレーザ光
を照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対す
る変化を示す。図４(B) はAl膜上に被着されたマスク材
にのみレーザ光を照射したときの反射強度のエッチング
処理時間に対する変化を示す。
を照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対す
る変化を示す。図４(B) はAl膜上に被着されたマスク材
にのみレーザ光を照射したときの反射強度のエッチング
処理時間に対する変化を示す。
【０００９】検出波形は，マスク材表面からの反射光
と，マスク材を透過してAl膜からの反射光とが干渉して
周期性を持っている。図４(C) はAl膜にのみレーザ光を
照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対する
変化を示す。
と，マスク材を透過してAl膜からの反射光とが干渉して
周期性を持っている。図４(C) はAl膜にのみレーザ光を
照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対する
変化を示す。
【００１０】この場合のエッチング終点Ｅは顕著に検出
できる。すなわち，Al膜のエッチング前およびエッチン
グ中のレーザ光の反射強度は一定であり，Al膜が完全に
エッチングされて下地の酸化膜が露出した時点, 即ちエ
ッチング終点で反射強度は大きな変化（低下）が起こ
る。
できる。すなわち，Al膜のエッチング前およびエッチン
グ中のレーザ光の反射強度は一定であり，Al膜が完全に
エッチングされて下地の酸化膜が露出した時点, 即ちエ
ッチング終点で反射強度は大きな変化（低下）が起こ
る。
【００１１】これに対して，図４(A) のAl膜およびマス
ク材にレーザ光を照射したときのエッチング終点Ｅは，
検出波形が図４(B) のマスク材からの反射強度と図４
(C) のAl膜の反射強度とが合成されため，図示のように
検出困難となる。
ク材にレーザ光を照射したときのエッチング終点Ｅは，
検出波形が図４(B) のマスク材からの反射強度と図４
(C) のAl膜の反射強度とが合成されため，図示のように
検出困難となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記問題点に対して,
従来技術では, 全面Al膜の専用モニタを使用するか，あ
る一定の割合以上のAl膜の面積を有する品種に対してし
か利用することができなかった。
従来技術では, 全面Al膜の専用モニタを使用するか，あ
る一定の割合以上のAl膜の面積を有する品種に対してし
か利用することができなかった。
【００１３】本発明はレーザスポット内にマスク材を含
む場合にも被エッチング膜のエッチング終点を精度よ
く, 安定して検出できる方法の提供を目的とする。
む場合にも被エッチング膜のエッチング終点を精度よ
く, 安定して検出できる方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，基板
上に被着された被エッチング膜上に開口を有するマスク
材を形成し，該マスク材をエッチングマスクにして該被
エッチング膜をエッチングする際に，該マスク材を含ん
で該被エッチング膜上にレーザ光を照射し，該レーザ光
の反射光強度と該反射光の半周期前の反射光強度とを単
位時間ごとに加算した合成波形をモニタし，該合成波形
が大きく変化する時点を求めるエッチング終点の検出方
法により達成される。
上に被着された被エッチング膜上に開口を有するマスク
材を形成し，該マスク材をエッチングマスクにして該被
エッチング膜をエッチングする際に，該マスク材を含ん
で該被エッチング膜上にレーザ光を照射し，該レーザ光
の反射光強度と該反射光の半周期前の反射光強度とを単
位時間ごとに加算した合成波形をモニタし，該合成波形
が大きく変化する時点を求めるエッチング終点の検出方
法により達成される。
【００１５】
【作用】被エッチング膜のエッチング終点を精度よく,
安定して検出するための手段として, 本発明はレーザ反
射光の波形処理に注目して，マスク材の周期的な反射波
形の影響を除去するようにして，被エッチング膜からの
反射波形の検出感度を上げたものである。
安定して検出するための手段として, 本発明はレーザ反
射光の波形処理に注目して，マスク材の周期的な反射波
形の影響を除去するようにして，被エッチング膜からの
反射波形の検出感度を上げたものである。
【００１６】図１ (A)〜(C) は本発明の原理説明図であ
る 図１(A) において，実線は図４(B) と同様にAl膜上に被
着されたマスク材にのみレーザ光を照射したときの反射
強度のエッチング処理時間に対する変化で，実線の波形
と，この波形を半周期ずらした一点鎖線で示される波形
とを合成すると，両波形は相殺されて平坦な合成波形が
得られる。
る 図１(A) において，実線は図４(B) と同様にAl膜上に被
着されたマスク材にのみレーザ光を照射したときの反射
強度のエッチング処理時間に対する変化で，実線の波形
と，この波形を半周期ずらした一点鎖線で示される波形
とを合成すると，両波形は相殺されて平坦な合成波形が
得られる。
【００１７】図１(B) はAl膜およびマスク材にレーザ光
を照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対す
る変化を示し，エッチング開始直後からの反射光強度を
測定し，最初の最大値（最小値）Ａ点から次にくる最小
値（最大値）Ｂ点までの時間（半周期）を求め，Ｂ点よ
り半周期前のＡ点からのデータを単位時間ごとに加える
ことにより，マスク材による波形を相殺することができ
る。
を照射したときの反射強度のエッチング処理時間に対す
る変化を示し，エッチング開始直後からの反射光強度を
測定し，最初の最大値（最小値）Ａ点から次にくる最小
値（最大値）Ｂ点までの時間（半周期）を求め，Ｂ点よ
り半周期前のＡ点からのデータを単位時間ごとに加える
ことにより，マスク材による波形を相殺することができ
る。
【００１８】図１(C) は上記の波形処理後の合成波形を
示したもので，ここで得られたエッチング終点Ｅは図４
(C) のAl膜のみの場合に一致する。このように, 単位時
間当たりの反射強度の変化に注目するだけで，Al膜のエ
ッチング終点が安定して検出できる。
示したもので，ここで得られたエッチング終点Ｅは図４
(C) のAl膜のみの場合に一致する。このように, 単位時
間当たりの反射強度の変化に注目するだけで，Al膜のエ
ッチング終点が安定して検出できる。
【００１９】
【実施例】図２は実施例に使用した装置の構成図であ
る。図において，１はレーザ，２はミラー，３はハーフ
ミラー，４はフォトデテクタ，５はパワーメータ，６は
コンピュータ（パソコン），７はエッチング室，８，９
は電極，10はRF電源, Ｗは被エッチング物を被着したウ
エハである。
る。図において，１はレーザ，２はミラー，３はハーフ
ミラー，４はフォトデテクタ，５はパワーメータ，６は
コンピュータ（パソコン），７はエッチング室，８，９
は電極，10はRF電源, Ｗは被エッチング物を被着したウ
エハである。
【００２０】図において，平行平板型プラズマエッチャ
の対向電極８の中心にレーザ光の通る孔を開け，サセプ
タ電極９上のウエハＷの中央にレーザ光を垂直入射さ
せ，その反射強度をフォトデテクタ４によりモニタす
る。
の対向電極８の中心にレーザ光の通る孔を開け，サセプ
タ電極９上のウエハＷの中央にレーザ光を垂直入射さ
せ，その反射強度をフォトデテクタ４によりモニタす
る。
【００２１】フォトデテクタ４に検出された反射光はパ
ワーメータ５でその強度が測定され，そのデータをパソ
コン６に送り，単位時間ごとに半周期前のデータを加算
して終点を検出する。
ワーメータ５でその強度が測定され，そのデータをパソ
コン６に送り，単位時間ごとに半周期前のデータを加算
して終点を検出する。
【００２２】終点の検出と同時に，パソコン６からエッ
チャにRF電源をオフにする信号を送る。図３は実施例の
検出方法を説明する流れ図である。
チャにRF電源をオフにする信号を送る。図３は実施例の
検出方法を説明する流れ図である。
【００２３】図において，31で, レーザ光の反射強度を
サンプリングする。32で, 図１(B) に示される波形の最
初の最大値Ａ及び次にくる最小値Ｂ点を認識し，波形の
半周期を求める。
サンプリングする。32で, 図１(B) に示される波形の最
初の最大値Ａ及び次にくる最小値Ｂ点を認識し，波形の
半周期を求める。
【００２４】33で, 単位時間ごとに得られた反射強度の
データに, 半周期前のデータを加算する。34で, 終点の
検出を行う。
データに, 半周期前のデータを加算する。34で, 終点の
検出を行う。
【００２５】YES ならば次の35にいく。35で, エッチャ
にエッチング停止の指示を出す。NOならば, 33に帰還す
る。
にエッチング停止の指示を出す。NOならば, 33に帰還す
る。
【００２６】
【発明の効果】レーザスポット内にマスク材を含む場合
にも被エッチング膜のエッチング終点を精度よく, 安定
して検出できるようになった。
にも被エッチング膜のエッチング終点を精度よく, 安定
して検出できるようになった。
【００２７】この結果, 微細なデバイスのエッチングが
精度よくできるようになった。
精度よくできるようになった。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 実施例に使用した装置の構成図
【図３】 実施例の検出方法を説明する流れ図
【図４】 レーザを用いた終点検出方法の従来例の説明
図
図
１ レーザ ２ ミラー ３ ハーフミラー ４ フォトデテクタ ５ パワーメータ ６ コンピュータ（パソコン） ７ エッチング室 ８，９ 電極 10 RF電源 Ｗ 被エッチング物を被着したウエハ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に被着された被エッチング膜上に
開口を有するマスク材を形成し，該マスク材をエッチン
グマスクにして該被エッチング膜をエッチングする際
に， 該マスク材を含んで該被エッチング膜上にレーザ光を照
射し，該レーザ光の反射光強度と該反射光の半周期前の
反射光強度とを単位時間ごとに加算した合成波形をモニ
タし，該合成波形が大きく変化する時点を求めることを
特徴とするエッチング終点の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16856691A JPH0521395A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | エツチング終点の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16856691A JPH0521395A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | エツチング終点の検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521395A true JPH0521395A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15870417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16856691A Withdrawn JPH0521395A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | エツチング終点の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521395A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100688478B1 (ko) * | 1999-09-18 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 웨이퍼 에칭 상태 계측방법 |
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
| US8652343B2 (en) | 2002-08-14 | 2014-02-18 | Excelitas Technologies Singapore Pte. Ltd. | Method for selectively removing material from the surface of a substrate, masking material for a wafer, and wafer with masking material |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP16856691A patent/JPH0521395A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100688478B1 (ko) * | 1999-09-18 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 웨이퍼 에칭 상태 계측방법 |
| US8652343B2 (en) | 2002-08-14 | 2014-02-18 | Excelitas Technologies Singapore Pte. Ltd. | Method for selectively removing material from the surface of a substrate, masking material for a wafer, and wafer with masking material |
| DE10237249B4 (de) * | 2002-08-14 | 2014-12-18 | Excelitas Technologies Singapore Pte Ltd | Verfahren zum selektiven Abtragen von Material aus der Oberfläche eines Substrats |
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
| US8900469B2 (en) | 2011-12-19 | 2014-12-02 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |