JPH0549756B2 - - Google Patents
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- JPH0549756B2 JPH0549756B2 JP58035402A JP3540283A JPH0549756B2 JP H0549756 B2 JPH0549756 B2 JP H0549756B2 JP 58035402 A JP58035402 A JP 58035402A JP 3540283 A JP3540283 A JP 3540283A JP H0549756 B2 JPH0549756 B2 JP H0549756B2
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- Japan
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- etching
- emission spectrum
- vacuum
- frequency power
- vacuum container
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Links
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は例えばシリコンウエハ上に形成された
薄膜のパターン加工などを行なうためのプラズマ
放電を利用したドライエツチング装置に関するも
のである。
薄膜のパターン加工などを行なうためのプラズマ
放電を利用したドライエツチング装置に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
従来のドライエツチング装置の具体的構成を第
１図に示す。図において、真空容器１に図示しな
い真空排気手段に接続された真空排気口２、処理
ガス供給配管３、基板電極４、対向電極５、高周
波電源６が接続され、被エツチング物であるシリ
コンウエハ７は基板電極上に載置されている。ま
た分光分析装置８は真空容器１の側壁に設けられ
た透明ガラスでできたのぞき窓９の外側に設けら
れている。このように構成されたドライエツチン
グ装置では、エツチング条件であるガス流量、真
空度、高周波電力などエツチングが終了するまで
一定に保つていた。しかしながら上記のようなド
ライエツチング装置では、特にアルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする薄膜（以下Al膜
とする）のドライエツチングにおいて量産を行う
上である程度のエツチング速度でエツチングを行
う場合、Al膜のエツチング速度を下地のシリコ
ン層（以下Si層とする）のエツチング速度との比
が小さいため、シリコンウエハ上のチツプ間に設
けられたSi層のスクライブラインまでもエツチン
グされてしまい、エツチングによつて生じた微小
な凹凸のために後工程であるダイシング工程にお
いて、シリコンウエハの位置決めのための自動認
識ができないという欠点を有していた。
１図に示す。図において、真空容器１に図示しな
い真空排気手段に接続された真空排気口２、処理
ガス供給配管３、基板電極４、対向電極５、高周
波電源６が接続され、被エツチング物であるシリ
コンウエハ７は基板電極上に載置されている。ま
た分光分析装置８は真空容器１の側壁に設けられ
た透明ガラスでできたのぞき窓９の外側に設けら
れている。このように構成されたドライエツチン
グ装置では、エツチング条件であるガス流量、真
空度、高周波電力などエツチングが終了するまで
一定に保つていた。しかしながら上記のようなド
ライエツチング装置では、特にアルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする薄膜（以下Al膜
とする）のドライエツチングにおいて量産を行う
上である程度のエツチング速度でエツチングを行
う場合、Al膜のエツチング速度を下地のシリコ
ン層（以下Si層とする）のエツチング速度との比
が小さいため、シリコンウエハ上のチツプ間に設
けられたSi層のスクライブラインまでもエツチン
グされてしまい、エツチングによつて生じた微小
な凹凸のために後工程であるダイシング工程にお
いて、シリコンウエハの位置決めのための自動認
識ができないという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、被エツチング膜の下
地表面層のエツチングによる荒れを防止したドラ
イエツチング装置を提供するものである。
地表面層のエツチングによる荒れを防止したドラ
イエツチング装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は、互いに対向するように配された一対
の電極と、前記一対の電極を内蔵した真空容器
と、前記真空容器内に処理ガスを供給するガス供
給手段と、前記真空容器内のガスを排気するガス
排気手段と、前記一対の電極間に高周波電力を印
加する高周波電源と、ドライエツチング中のプラ
ズマ発光から特定の波長の発光スペクトルを分光
する分光手段と、前記分光手段により分光された
発光スペクトルの強度を検出する発光スペクトル
強度検出手段と、前記発光スペクトル強度検出手
段により検出される発光スペクトル強度が極大値
を示した時点以降エツチング速度が低下するよう
エツチングを行う条件を制御するエツチング条件
制御手段とからなり、被エツチング膜の下地表面
層が露出し始めた後の下地表面層のエツチングを
抑え、下地表面層のエツチング荒れを防止できる
とともに、エツチング処理時間を短縮できるとい
う効果を奏する。
の電極と、前記一対の電極を内蔵した真空容器
と、前記真空容器内に処理ガスを供給するガス供
給手段と、前記真空容器内のガスを排気するガス
排気手段と、前記一対の電極間に高周波電力を印
加する高周波電源と、ドライエツチング中のプラ
ズマ発光から特定の波長の発光スペクトルを分光
する分光手段と、前記分光手段により分光された
発光スペクトルの強度を検出する発光スペクトル
強度検出手段と、前記発光スペクトル強度検出手
段により検出される発光スペクトル強度が極大値
を示した時点以降エツチング速度が低下するよう
エツチングを行う条件を制御するエツチング条件
制御手段とからなり、被エツチング膜の下地表面
層が露出し始めた後の下地表面層のエツチングを
抑え、下地表面層のエツチング荒れを防止できる
とともに、エツチング処理時間を短縮できるとい
う効果を奏する。
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第２図は本発明の一実施例における
ドライエツチング装置の構成を示すものである。
第２図において、１０ａ，１０ｂはシリコンウエ
ハの供給取出しのために分割された真空容器、１
１は対向電極、１２は被エツチング物であるシリ
コンウエハ１３を載置する基板電極、１４は処理
ガス１５を一定流量流すための流量制御弁であ
る。１６は真空排気口、１７は油拡散ポンプ、１
８は油拡散ポンプ上に取りつけた水冷バツフル、
１９は油拡散ポンプによる高真空排気系のバル
ブ、２０はルーツポンプ、２１はルーツポンプに
よるエツチング排気系の可変絞り弁、２２は前記
ポンプの補助ポンプ、２３は真空容器側壁に設け
たプラズマ光を取り出す透明なガラス製の、のぞ
き窓である。２４は分光分析を行ない特有の波長
の発光スペクトル強度を検出する終点制御装置、
２５は真空容器内の真空度を測定する隔膜式の真
空計、２６は13.56MHzの高周波電源、２７は高
周波電源２６と対向電極１１または基板電極１２
のどちらか一方とを電気的に接続し、他方を接地
する切り替え器、２８は真空容器１０ａ，１０ｂ
と連接しエツチング前の被エツチング物を納め真
空に保持された真空室、２９はエツチング前の被
エツチング物を入れたカセツト、３０はエツチン
グ後の被エツチング物を納めるカセツト、３１は
真空室２８を真空排気する真空ポンプである。第
３図は終点制御装置２４の構成を示すもので、３
２はプラズマ光から特定の発光スペクトルを分光
する干渉フイルター、３３は発光スペクトル強度
を検出するフオトダイオード、３４は増幅器、３
５はエツチング中の特有な発光スペクトルを検出
し特定のレベルでエツチング条件の切り替えを行
なう制御部である。
ら説明する。第２図は本発明の一実施例における
ドライエツチング装置の構成を示すものである。
第２図において、１０ａ，１０ｂはシリコンウエ
ハの供給取出しのために分割された真空容器、１
１は対向電極、１２は被エツチング物であるシリ
コンウエハ１３を載置する基板電極、１４は処理
ガス１５を一定流量流すための流量制御弁であ
る。１６は真空排気口、１７は油拡散ポンプ、１
８は油拡散ポンプ上に取りつけた水冷バツフル、
１９は油拡散ポンプによる高真空排気系のバル
ブ、２０はルーツポンプ、２１はルーツポンプに
よるエツチング排気系の可変絞り弁、２２は前記
ポンプの補助ポンプ、２３は真空容器側壁に設け
たプラズマ光を取り出す透明なガラス製の、のぞ
き窓である。２４は分光分析を行ない特有の波長
の発光スペクトル強度を検出する終点制御装置、
２５は真空容器内の真空度を測定する隔膜式の真
空計、２６は13.56MHzの高周波電源、２７は高
周波電源２６と対向電極１１または基板電極１２
のどちらか一方とを電気的に接続し、他方を接地
する切り替え器、２８は真空容器１０ａ，１０ｂ
と連接しエツチング前の被エツチング物を納め真
空に保持された真空室、２９はエツチング前の被
エツチング物を入れたカセツト、３０はエツチン
グ後の被エツチング物を納めるカセツト、３１は
真空室２８を真空排気する真空ポンプである。第
３図は終点制御装置２４の構成を示すもので、３
２はプラズマ光から特定の発光スペクトルを分光
する干渉フイルター、３３は発光スペクトル強度
を検出するフオトダイオード、３４は増幅器、３
５はエツチング中の特有な発光スペクトルを検出
し特定のレベルでエツチング条件の切り替えを行
なう制御部である。
以上のように構成したドライエツチング装置に
ついて、以下その動作を説明する。
ついて、以下その動作を説明する。
まず被エツチング物であるシリコンウエハ１３
をカセツト２９に入れ、真空室２８内に設置し、
真空ポンプ３１で内部を真空排気した後真空容器
１０ａ，１０ｂ内の基板電極上にシリコンウエハ
１３を載置する。つぎにバルブ１９を開き油拡散
ポンプ１７で真空容器１０ａ，１０ｂ内を１×
10-5Torrまで高真空排気した後、四塩化炭素か
らなる処理ガス１５を流量制御弁１４により一定
流量流すとともに可変絞り弁２１を所定量開きル
ーツポンプの真空排気量を調節して、真空容器１
０ａ，１０ｂ内を所定の真空度に保ち高周波電源
２６を切り替え器２７により基板電極１２に接続
し高周波電力を供給すると、基板電極１２と対向
電極１１との間でプラズマ放電を生じ、シリコン
ウエハ上の除去すべきAl膜がエツチングされ始
める。このときのドライエツチング条件は下記の
通りである。
をカセツト２９に入れ、真空室２８内に設置し、
真空ポンプ３１で内部を真空排気した後真空容器
１０ａ，１０ｂ内の基板電極上にシリコンウエハ
１３を載置する。つぎにバルブ１９を開き油拡散
ポンプ１７で真空容器１０ａ，１０ｂ内を１×
10-5Torrまで高真空排気した後、四塩化炭素か
らなる処理ガス１５を流量制御弁１４により一定
流量流すとともに可変絞り弁２１を所定量開きル
ーツポンプの真空排気量を調節して、真空容器１
０ａ，１０ｂ内を所定の真空度に保ち高周波電源
２６を切り替え器２７により基板電極１２に接続
し高周波電力を供給すると、基板電極１２と対向
電極１１との間でプラズマ放電を生じ、シリコン
ウエハ上の除去すべきAl膜がエツチングされ始
める。このときのドライエツチング条件は下記の
通りである。
反応ガス ：CCl4
ガス流量 ：10sccM
真空度 ：0.14Torr
高周波電力：160W
と同時に終点制御装置２４が、例えば396nmの
Al原子スペクトルのみを透過させる干渉フイル
タ３２を用いて発光スペクトル強度の検出を行
う。
Al原子スペクトルのみを透過させる干渉フイル
タ３２を用いて発光スペクトル強度の検出を行
う。
エツチングの経過とともに発光スペクトル強度
は第４図に示すように変化していく。
は第４図に示すように変化していく。
第４図に示す実線Ｂは、従来の装置のように、
Al膜のエツチングの開始時点におけるエツチン
グ条件をエツチングの停止まで一定に維持してエ
ツチングを行つた場合の特性曲線図で、Ｄは高周
波電源のオン時点、Ｅは同オフ時点、Ｆは高周波
電力が160〔Ｗ〕でのエツチング終了点、Ａは発光
スペクトル強度の極大値を示している。
Al膜のエツチングの開始時点におけるエツチン
グ条件をエツチングの停止まで一定に維持してエ
ツチングを行つた場合の特性曲線図で、Ｄは高周
波電源のオン時点、Ｅは同オフ時点、Ｆは高周波
電力が160〔Ｗ〕でのエツチング終了点、Ａは発光
スペクトル強度の極大値を示している。
このような条件下においては、エツチング速度
は大きいため、Al膜のエツチング速度とSi層の
エツチング速度の比（以下、エツチング速度比と
する）は小さく、Si層が部分的に露出しエツチン
グされ始める状態に対応する極大値点Ａを経過し
た後は露出したSi層もAl膜とともにエツチング
されてしまい、Si層に荒れが生じることになる。
は大きいため、Al膜のエツチング速度とSi層の
エツチング速度の比（以下、エツチング速度比と
する）は小さく、Si層が部分的に露出しエツチン
グされ始める状態に対応する極大値点Ａを経過し
た後は露出したSi層もAl膜とともにエツチング
されてしまい、Si層に荒れが生じることになる。
一方、本実施例ではSi層が部分的に露出し始め
る状態に対応する極大値点Ａまでは従来と同様エ
ツチング速度を大きくなるようにエツチング条件
を設定し、極大値点Ａ以後に、エツチング速度を
小さくするように例えば高周波電力を120Wに小
さくするなどして、エツチング条件を変化させて
いる。
る状態に対応する極大値点Ａまでは従来と同様エ
ツチング速度を大きくなるようにエツチング条件
を設定し、極大値点Ａ以後に、エツチング速度を
小さくするように例えば高周波電力を120Wに小
さくするなどして、エツチング条件を変化させて
いる。
このときの発光スペクトル強度の特性曲線は極
大値点以降波線Ｃのようになり、極大値点Ａ以降
はエツチング速度を低下させることによりエツチ
ング速度比を大きくし、露出したSi層がAl膜に
比べてエツチングされにくくしている。
大値点以降波線Ｃのようになり、極大値点Ａ以降
はエツチング速度を低下させることによりエツチ
ング速度比を大きくし、露出したSi層がAl膜に
比べてエツチングされにくくしている。
すなわち、下地表面層であるSi層が部分的に露
出し始める状態（ほぼ極大値点Ａに対応する）ま
ではエツチング速度が極力大きくなるようエツチ
ング条件を設定して、エツチング所要時間の短縮
を図り、極大値点Ａ以降はエツチング速度を低下
させることによりエツチング速度比を大きくし
て、Si層の荒れを防止したものである。その他の
エツチング条件として、真空度を変化させ、例え
ば可変絞り弁２１あるいは流量制御弁１４を変化
させ、真空度を0.14Torrから0.18Torrに変化す
ることにより物理的除去作用が小さくなり同様の
効果が得られた。また高周波電源２６の接続を基
板電極１２から対向電極１１に切り替え器２７に
より変更することにより、電極に対する陰極降下
電圧が小さくなり同様の効果が得られた。
出し始める状態（ほぼ極大値点Ａに対応する）ま
ではエツチング速度が極力大きくなるようエツチ
ング条件を設定して、エツチング所要時間の短縮
を図り、極大値点Ａ以降はエツチング速度を低下
させることによりエツチング速度比を大きくし
て、Si層の荒れを防止したものである。その他の
エツチング条件として、真空度を変化させ、例え
ば可変絞り弁２１あるいは流量制御弁１４を変化
させ、真空度を0.14Torrから0.18Torrに変化す
ることにより物理的除去作用が小さくなり同様の
効果が得られた。また高周波電源２６の接続を基
板電極１２から対向電極１１に切り替え器２７に
より変更することにより、電極に対する陰極降下
電圧が小さくなり同様の効果が得られた。
なお検出において反応性イオンエツチング条件
の変化は396nmAl原子スペクトル強度の極大値
の時点から行なつたが、ドライエツチング条件の
変化は下地表面の荒れに応じて適宜決定すればよ
い。
の変化は396nmAl原子スペクトル強度の極大値
の時点から行なつたが、ドライエツチング条件の
変化は下地表面の荒れに応じて適宜決定すればよ
い。
発明の効果
以上のように本発明は互いに対向するように配
された一対の電極と、前記一対の電極を内蔵した
真空容器と、前記真空容器内に処理ガスを供給す
るガス供給手段と、前記真空容器内のガスを排気
するガス排気手段と、前記一対の電極間に高周波
電力を印加する高周波電源と、ドライエツチング
中のプラズマ発光から特定の波長の発光スペクト
ルを分光する分光手段と、前記分光手段により分
光された発光スペクトルの強度を検出する発光ス
ペクトル強度検出手段と、前記発光スペクトル強
度検出手段により検出される発光スペクトル強度
が極大値を示した時点以降エツチング速度が低下
するようエツチングを行う条件を制御するエツチ
ング条件制御手段とからなり、被エツチング膜の
下地表面層が露出し始めた後の下地表面層のエツ
チングを抑え、下地表面層のエツチング荒れを防
止できるとともに、エツチング処理時間を短縮で
きるという効果を奏する。
された一対の電極と、前記一対の電極を内蔵した
真空容器と、前記真空容器内に処理ガスを供給す
るガス供給手段と、前記真空容器内のガスを排気
するガス排気手段と、前記一対の電極間に高周波
電力を印加する高周波電源と、ドライエツチング
中のプラズマ発光から特定の波長の発光スペクト
ルを分光する分光手段と、前記分光手段により分
光された発光スペクトルの強度を検出する発光ス
ペクトル強度検出手段と、前記発光スペクトル強
度検出手段により検出される発光スペクトル強度
が極大値を示した時点以降エツチング速度が低下
するようエツチングを行う条件を制御するエツチ
ング条件制御手段とからなり、被エツチング膜の
下地表面層が露出し始めた後の下地表面層のエツ
チングを抑え、下地表面層のエツチング荒れを防
止できるとともに、エツチング処理時間を短縮で
きるという効果を奏する。
第１図は従来のドライエツチング装置の概略
図、第２図は本発明の一実施例におけるドライエ
ツチング装置の概略図、第３図は終点制御装置の
構成を示す図、第４図は、Al膜のドライエツチ
ング中の396nmAl原子スペクトル強度変化を示
す図である。 １０ａ，１０ｂ……真空容器、１１……対向電
極、１２……基板電極、１３……シリコンウエ
ハ、１４……流量制御弁、１５……処理ガス、１
６……真空排気口、２０……ルーツポンプ、２１
……可変絞り弁、２２……補助ポンプ、２４……
終点制御装置、２５……真空計、２６……高周波
電源、２７……切り替え器。
図、第２図は本発明の一実施例におけるドライエ
ツチング装置の概略図、第３図は終点制御装置の
構成を示す図、第４図は、Al膜のドライエツチ
ング中の396nmAl原子スペクトル強度変化を示
す図である。 １０ａ，１０ｂ……真空容器、１１……対向電
極、１２……基板電極、１３……シリコンウエ
ハ、１４……流量制御弁、１５……処理ガス、１
６……真空排気口、２０……ルーツポンプ、２１
……可変絞り弁、２２……補助ポンプ、２４……
終点制御装置、２５……真空計、２６……高周波
電源、２７……切り替え器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向するように配された一対の電極
と、 前記一対の電極を内蔵した真空容器と、 前記真空容器内に処理ガスを供給するガス供給
手段と、 前記真空容器内のガスを排気するガス排気手段
と、 前記一対の電極間に高周波電力を印加する高周
波電源と、 ドライエツチング中のプラズマ発光から特定の
波長の発光スペクトルを分光する分光手段と、 前記分光手段により分光された発光スペクトル
の強度を検出する発光スペクトル強度検出手段
と、 前記発光スペクトル強度検出手段により検出さ
れる発光スペクトル強度が極大値を示した時点以
降エツチング速度が低下するようエツチングを行
う条件を制御するエツチング条件制御手段とから
なるドライエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3540283A JPS59159984A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3540283A JPS59159984A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159984A JPS59159984A (ja) | 1984-09-10 |
| JPH0549756B2 true JPH0549756B2 (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12440912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3540283A Granted JPS59159984A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159984A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2713903B2 (ja) * | 1987-05-06 | 1998-02-16 | 株式会社日立製作所 | ドライエッチング方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534228A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-10 | Toray Silicone Co Ltd | Polysiloxane composition |
| JPS56129325A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Fujitsu Ltd | Dry etching |
-
1983
- 1983-03-03 JP JP3540283A patent/JPS59159984A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534228A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-10 | Toray Silicone Co Ltd | Polysiloxane composition |
| JPS56129325A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Fujitsu Ltd | Dry etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159984A (ja) | 1984-09-10 |
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