JPH05217954A - ドライエッチング終点検出方法 - Google Patents
ドライエッチング終点検出方法Info
- Publication number
- JPH05217954A JPH05217954A JP2025092A JP2025092A JPH05217954A JP H05217954 A JPH05217954 A JP H05217954A JP 2025092 A JP2025092 A JP 2025092A JP 2025092 A JP2025092 A JP 2025092A JP H05217954 A JPH05217954 A JP H05217954A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- end point
- emission intensity
- dry etching
- silicon nitride
- etching
- 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
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン窒化膜のドライエッチングの制御性
を向上し、その終点の検出の精度を高めるドライエッチ
ング終点検出方法を提供する。 【構成】 組成成分ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 から
なるガス雰囲気中で、シリコン酸化膜を下地膜とするシ
リコン窒化膜のプラズマドライエッチングを行う際に、
下記の波長λの範囲(1),(2),(3) のいずれかの波長の発
光強度をモニタし、その発光強度の減少する時点をエッ
チングの終点とする。 ３３５０Å≦λ≦３４００Å・・・・(1) ３５５０Å≦λ≦３６００Å・・・・(2) ３８５０Å≦λ≦３９００Å・・・・(3)
を向上し、その終点の検出の精度を高めるドライエッチ
ング終点検出方法を提供する。 【構成】 組成成分ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 から
なるガス雰囲気中で、シリコン酸化膜を下地膜とするシ
リコン窒化膜のプラズマドライエッチングを行う際に、
下記の波長λの範囲(1),(2),(3) のいずれかの波長の発
光強度をモニタし、その発光強度の減少する時点をエッ
チングの終点とする。 ３３５０Å≦λ≦３４００Å・・・・(1) ３５５０Å≦λ≦３６００Å・・・・(2) ３８５０Å≦λ≦３９００Å・・・・(3)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン窒化膜のドライ
エッチングにおいて、その終点を検出する方法に関す
る。
エッチングにおいて、その終点を検出する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン窒化膜のドライエッチン
グは、ＳＦ6 ／Ｈｅガス系で行っていたため、その終点
検出はプラズマ発光中のＳｉＦの発光強度をモニタする
ことにより行っていた。一方、本願発明者は、ＣＨＦ3
／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気中によるシリ
コン窒化膜のプラズマエッチングの有用性を見出し、別
途提案している。すなわち、ＳＦ6 ／Ｈｅガス系による
エッチングの場合は等方性エッチングであるのに対し、
提案のガスでは異方性で高精度な微細加工を行うことが
できる。また、このガスを使用したときには、その組成
成分中のＯ2 の量によりエッチング膜材料の選択性があ
ること、すなわち、Ｏ2 の量を所定量以上とすることに
よってシリコン窒化膜を主としてエッチングすることが
でき、Ｏ2の量を低下させることにより主としてシリコ
ン酸化膜をエッチングできることが確認されている。
グは、ＳＦ6 ／Ｈｅガス系で行っていたため、その終点
検出はプラズマ発光中のＳｉＦの発光強度をモニタする
ことにより行っていた。一方、本願発明者は、ＣＨＦ3
／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気中によるシリ
コン窒化膜のプラズマエッチングの有用性を見出し、別
途提案している。すなわち、ＳＦ6 ／Ｈｅガス系による
エッチングの場合は等方性エッチングであるのに対し、
提案のガスでは異方性で高精度な微細加工を行うことが
できる。また、このガスを使用したときには、その組成
成分中のＯ2 の量によりエッチング膜材料の選択性があ
ること、すなわち、Ｏ2 の量を所定量以上とすることに
よってシリコン窒化膜を主としてエッチングすることが
でき、Ｏ2の量を低下させることにより主としてシリコ
ン酸化膜をエッチングできることが確認されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＣ
ＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気中でシ
リコン窒化膜のプラズマエッチングを行う場合には、当
然のことながら従来のガスを用いた場合と同様の手法に
より終点検出を行うことはできない。終点を検出できな
ければ、下地膜のＳｉＯ2 膜の膜べりが大きくなると、
ドライエッチングの制御性に問題が生じる。
ＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気中でシ
リコン窒化膜のプラズマエッチングを行う場合には、当
然のことながら従来のガスを用いた場合と同様の手法に
より終点検出を行うことはできない。終点を検出できな
ければ、下地膜のＳｉＯ2 膜の膜べりが大きくなると、
ドライエッチングの制御性に問題が生じる。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、シリコン窒化膜に対してその有用性の確かめられ
たＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 ガスを用いたプラズマ
エッチングにおいて、その終点を高精度に検出すること
のできる方法の提供を目的としている。
ので、シリコン窒化膜に対してその有用性の確かめられ
たＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 ガスを用いたプラズマ
エッチングにおいて、その終点を高精度に検出すること
のできる方法の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のドライエッチング終点検出方法は、組成
成分ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気
中で、シリコン酸化膜を下地膜とするシリコン窒化膜の
プラズマドライエッチングを行う際に、下記の波長λの
範囲(a),(b),(c) のいずれかの波長の発光強度をモニタ
し、その発光強度が減少する所定の時点を、上記プラズ
マドライエッチングの終点とすることによって特徴付け
られる。
めに、本発明のドライエッチング終点検出方法は、組成
成分ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 からなるガス雰囲気
中で、シリコン酸化膜を下地膜とするシリコン窒化膜の
プラズマドライエッチングを行う際に、下記の波長λの
範囲(a),(b),(c) のいずれかの波長の発光強度をモニタ
し、その発光強度が減少する所定の時点を、上記プラズ
マドライエッチングの終点とすることによって特徴付け
られる。
【０００６】３３５０Å≦λ≦３４００Å・・・・(a) ３５５０Å≦λ≦３６００Å・・・・(b) ３８５０Å≦λ≦３９００Å・・・・(c) なお、用いるガス成分中のＯ2 の流量比は、好ましくは
２０％以上とする。
２０％以上とする。
【０００７】
【作用】ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 ガス中で、シリ
コン窒化膜をドライエッチングした時のプラズマ発光強
度の波長依存性を示す図１、およびシリコン酸化膜をド
ライエッチングした時のプラズマ発光強度の波長依存性
を示す図２から明らかなように、シリコン酸化膜とシリ
コン窒化膜のエッチング時におけるそれぞれの発光強度
は、波長の範囲が、３３５０〜３４００Å，３５５０〜
３６００Å，３８５０〜３９００Åのそれぞれにおい
て、その差が大きく現れる。
コン窒化膜をドライエッチングした時のプラズマ発光強
度の波長依存性を示す図１、およびシリコン酸化膜をド
ライエッチングした時のプラズマ発光強度の波長依存性
を示す図２から明らかなように、シリコン酸化膜とシリ
コン窒化膜のエッチング時におけるそれぞれの発光強度
は、波長の範囲が、３３５０〜３４００Å，３５５０〜
３６００Å，３８５０〜３９００Åのそれぞれにおい
て、その差が大きく現れる。
【０００８】シリコン酸化膜を下地膜とするシリコン窒
化膜の発光強度はシリコン窒化膜の残存量、あるいはシ
リコン酸化膜の露出量に依存するから、図３に示すよう
に、表面がシリコン窒化膜のみのときの発光強度は一定
値（Ｉ0 ）を保持するが、エッチングが進行するに従っ
てシリコン酸化膜が露出し始めると、その程度に応じて
発光強度は次第に減少してゆくことになり、従ってこの
発光強度をモニタすることでエッチングの終点検出が可
能となる。
化膜の発光強度はシリコン窒化膜の残存量、あるいはシ
リコン酸化膜の露出量に依存するから、図３に示すよう
に、表面がシリコン窒化膜のみのときの発光強度は一定
値（Ｉ0 ）を保持するが、エッチングが進行するに従っ
てシリコン酸化膜が露出し始めると、その程度に応じて
発光強度は次第に減少してゆくことになり、従ってこの
発光強度をモニタすることでエッチングの終点検出が可
能となる。
【０００９】
【実施例】図４は本発明実施例を説明する図で、シリコ
ン窒化膜が形成された基板の模式的断面図である。すな
わち、基板Ｓ上に形成された６００Åのシリコン酸化膜
１上に、シリコン窒化膜２を１２００Å堆積し、次にそ
のシリコン窒化膜２上にノボラック樹脂型ポジ型レジス
ト３を形成する。さらに、開口率５０％のパターンを形
成した後、平行平板型マグネトロンＲＩＥ装置を用い
て、下記の条件で反応性イオンエッチングを行う。
ン窒化膜が形成された基板の模式的断面図である。すな
わち、基板Ｓ上に形成された６００Åのシリコン酸化膜
１上に、シリコン窒化膜２を１２００Å堆積し、次にそ
のシリコン窒化膜２上にノボラック樹脂型ポジ型レジス
ト３を形成する。さらに、開口率５０％のパターンを形
成した後、平行平板型マグネトロンＲＩＥ装置を用い
て、下記の条件で反応性イオンエッチングを行う。
【００１０】すなわち、エッチングガスにＣＨＦ3 ／Ｃ
Ｆ4 ／Ａｒ／Ｏ2 を用い、Ｏ2 の流量比は２０％のもの
を用いる。さらに、エッチング圧力５０mTorr,ＲＦパワ
ー３００ｗ，磁束密度８０Gauss の条件のもとでエッチ
ングを行う。
Ｆ4 ／Ａｒ／Ｏ2 を用い、Ｏ2 の流量比は２０％のもの
を用いる。さらに、エッチング圧力５０mTorr,ＲＦパワ
ー３００ｗ，磁束密度８０Gauss の条件のもとでエッチ
ングを行う。
【００１１】このエッチングの際に、プラズマ発光中の
３８７５Åの波長を分光し、モニタする。この大きさの
波長は、図１に示すように、特にその発光強度の振幅が
大きく、またシリコン酸化膜エッチング時の発光強度差
が大きいため、発光強度の減少により、エッチングの終
点を検出することができる。
３８７５Åの波長を分光し、モニタする。この大きさの
波長は、図１に示すように、特にその発光強度の振幅が
大きく、またシリコン酸化膜エッチング時の発光強度差
が大きいため、発光強度の減少により、エッチングの終
点を検出することができる。
【００１２】すなわち、この３８７５Åの波長をモニタ
すると、図３に示すように、当初シリコン窒化膜のみが
エッチングされ、シリコン酸化膜が露出していない場
合、発光強度は一定値（Ｉ0 ）に保持され、その後シリ
コン酸化膜が露出するにしたがって発光強度は減少傾向
を示す。このような測定を何回か行って、図３における
ａ点、すなわち、Ｉ0 ＝１００％とすると、約３０％低
下した点を終点検出点とすることを実験的に定めること
ができた。本発明実施例では、ａ点に示す発光強度（Ｉ
a ）が得られた時点で、ドライエッチングを停止する
と、この時点での下地のシリコン酸化膜１の膜べり量は
１５０〜２００Åの範囲内に止まり、その結果、下地の
シリコン酸化膜１の損傷が少なく、選択性のよい制御性
に優れた終点検出を行うことができた。
すると、図３に示すように、当初シリコン窒化膜のみが
エッチングされ、シリコン酸化膜が露出していない場
合、発光強度は一定値（Ｉ0 ）に保持され、その後シリ
コン酸化膜が露出するにしたがって発光強度は減少傾向
を示す。このような測定を何回か行って、図３における
ａ点、すなわち、Ｉ0 ＝１００％とすると、約３０％低
下した点を終点検出点とすることを実験的に定めること
ができた。本発明実施例では、ａ点に示す発光強度（Ｉ
a ）が得られた時点で、ドライエッチングを停止する
と、この時点での下地のシリコン酸化膜１の膜べり量は
１５０〜２００Åの範囲内に止まり、その結果、下地の
シリコン酸化膜１の損傷が少なく、選択性のよい制御性
に優れた終点検出を行うことができた。
【００１３】なお、本実施例ではプラズマ発光中の３８
７５Åの波長を分光し、モニタしたが、上記した波長の
範囲、すなわち、３３５０〜３４００Å，３５５０〜３
６００Å，３８５０〜３９００Åの範囲の波長であれ
ば、いずれでもよく、同様の効果が得られることはいう
までもない。
７５Åの波長を分光し、モニタしたが、上記した波長の
範囲、すなわち、３３５０〜３４００Å，３５５０〜３
６００Å，３８５０〜３９００Åの範囲の波長であれ
ば、いずれでもよく、同様の効果が得られることはいう
までもない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン酸化膜を下地膜とするシリコン窒化膜に対し
て、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 ガスを用いたプラズ
マエッチングにおいて、プラズマ発光強度の波長依存性
が顕著に現れる波長を分光し、モニタするように構成し
たので、その終点を高精度に検出する方法が実用化でき
る。
シリコン酸化膜を下地膜とするシリコン窒化膜に対し
て、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2 ガスを用いたプラズ
マエッチングにおいて、プラズマ発光強度の波長依存性
が顕著に現れる波長を分光し、モニタするように構成し
たので、その終点を高精度に検出する方法が実用化でき
る。
【図１】本発明実施例に用いられたシリコン窒化膜の発
光強度−発光波長特性を示す図。
光強度−発光波長特性を示す図。
【図２】本発明実施例に用いられたシリコン酸化膜の発
光強度−発光波長特性を示す図。
光強度−発光波長特性を示す図。
【図３】本発明実施例を説明する図
【図４】本発明実施例を説明する図
１・・・・シリコン酸化膜 ２・・・・シリコン窒化膜 ３・・・・レジスト Ｓ・・・・基板
Claims (1)
- 【請求項１】 組成成分ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒ／Ｏ2
からなるガス雰囲気中で、シリコン酸化膜を下地膜とす
るシリコン窒化膜のプラズマドライエッチングを行う際
に、下記の波長λの範囲(1),(2),(3) のいずれかの波長
の発光強度をモニタし、その発光強度が減少する所定の
時点を、上記プラズマドライエッチングの終点とするド
ライエッチング終点検出方法。 ３３５０Å≦λ≦３４００Å・・・・(1) ３５５０Å≦λ≦３６００Å・・・・(2) ３８５０Å≦λ≦３９００Å・・・・(3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025092A JPH05217954A (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | ドライエッチング終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025092A JPH05217954A (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | ドライエッチング終点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217954A true JPH05217954A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12021954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2025092A Pending JPH05217954A (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | ドライエッチング終点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217954A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5922622A (en) * | 1996-09-03 | 1999-07-13 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Pattern formation of silicon nitride |
| US6127070A (en) * | 1998-12-01 | 2000-10-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Thin resist with nitride hard mask for via etch application |
| EP1713119A2 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-18 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for patterning a wafer for the manufacture of an integrated circuit |
| JP2007129060A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
| JP2007258426A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
-
1992
- 1992-02-05 JP JP2025092A patent/JPH05217954A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39895E1 (en) | 1994-06-13 | 2007-10-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit arrangement fabrication method |
| US5922622A (en) * | 1996-09-03 | 1999-07-13 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Pattern formation of silicon nitride |
| US6127070A (en) * | 1998-12-01 | 2000-10-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Thin resist with nitride hard mask for via etch application |
| EP1713119A2 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-18 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for patterning a wafer for the manufacture of an integrated circuit |
| EP1713119A3 (en) * | 2005-04-11 | 2006-11-08 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for patterning a wafer for the manufacture of an integrated circuit |
| JP2007129060A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
| JP2007258426A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5126231A (en) | Process for multi-layer photoresist etching with minimal feature undercut and unchanging photoresist load during etch | |
| US4522681A (en) | Method for tapered dry etching | |
| KR910016055A (ko) | 이산화규소 rie 에칭법 | |
| JPH08250466A (ja) | シリコン基板に深くて垂直な構造を作製する方法 | |
| JPH05217954A (ja) | ドライエッチング終点検出方法 | |
| US5387312A (en) | High selective nitride etch | |
| US5994229A (en) | Achievement of top rounding in shallow trench etch | |
| JPH05160077A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JPH05259269A (ja) | 素子分離領域の形成方法 | |
| Ooi et al. | Study of reactive ion etching‐induced damage in GaAs/AlGaAs structures using a quantum well intermixing probe | |
| US5338395A (en) | Method for enhancing etch uniformity useful in etching submicron nitride features | |
| JP2864967B2 (ja) | 高融点金属膜のドライエッチング方法 | |
| JP3015540B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0217634B2 (ja) | ||
| JPH04251926A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2001267301A (ja) | エッチング進行度検出方法、エッチング方法、半導体装置の製造方法、エッチング進行度検出装置およびドライエッチング装置 | |
| JP3415074B2 (ja) | Ｘ線マスクの製造方法およびその装置 | |
| US6930049B2 (en) | Endpoint control for small open area by RF source parameter Vdc | |
| JPH0637072A (ja) | テーパエッチング方法 | |
| KR0179835B1 (ko) | 반도체 제조공정의 식각종료점 검출방법 | |
| JP2006108555A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 | |
| Pilz et al. | Submicron patterns formed by reactive ion etching | |
| Busta | End-Point Detection With Laser Interferometry | |
| JP3429619B2 (ja) | エッチング時間設定方法及びエッチング装置 | |
| JPS62282435A (ja) | エツチングの終点検出方法 |