JPH06244150A - エッチング終点検出方法 - Google Patents
エッチング終点検出方法Info
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- JPH06244150A JPH06244150A JP2516293A JP2516293A JPH06244150A JP H06244150 A JPH06244150 A JP H06244150A JP 2516293 A JP2516293 A JP 2516293A JP 2516293 A JP2516293 A JP 2516293A JP H06244150 A JPH06244150 A JP H06244150A
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- Japan
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- etching
- film
- hydrogen
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- plasma
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水素を含まないシリコン酸化膜と水素を含ま
ないシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜の一方をエ
ッチングする場合に、エッチングの終点を正確に検出す
る。 【構成】 プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記
水素原子の発光強度の変化に基づいてエッチングの終点
を検出する。特に、水素原子の波長６５６nm,４８６nm
または４３４nmのスペクトルを観測する。図２は、プラ
ズマＳiＯ膜(水素を含まない)の上にＳＯＧ膜(水素をふ
くむ)を堆積し、ＳＯＧ膜をエッチングしたときの波長
６５６nmの強度変化を例示している。
ないシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜の一方をエ
ッチングする場合に、エッチングの終点を正確に検出す
る。 【構成】 プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記
水素原子の発光強度の変化に基づいてエッチングの終点
を検出する。特に、水素原子の波長６５６nm,４８６nm
または４３４nmのスペクトルを観測する。図２は、プラ
ズマＳiＯ膜(水素を含まない)の上にＳＯＧ膜(水素をふ
くむ)を堆積し、ＳＯＧ膜をエッチングしたときの波長
６５６nmの強度変化を例示している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はエッチング終点検出方
法に関する。より詳しくは、プラズマを用いてシリコン
酸化膜をエッチングする場合に、エッチングの終点を正
確に検出する方法に関する。
法に関する。より詳しくは、プラズマを用いてシリコン
酸化膜をエッチングする場合に、エッチングの終点を正
確に検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程では、図４(a),(b)に示
すように、下地膜１０の上に種類が異なる膜９を形成
し、プラズマエッチングによって上記膜(以下「被エッチ
ング膜」という。)９をエッチングすることが多い(同図
(a)はエッチング前、同図(b)はエッチング後の状態を示
している。８はレジストである。)。このような場合、
エッチングの終点は、プラズマ中の発光(固有スペクト
ル)を観測して、同図(c)に示すように、被エッチング膜
９に含まれる元素の発光強度６が減少する点１１、また
は、同図(d)に示すように、下地膜１０に含まれる元素
の発光強度７が増加する点１１′として検出されてい
る。
すように、下地膜１０の上に種類が異なる膜９を形成
し、プラズマエッチングによって上記膜(以下「被エッチ
ング膜」という。)９をエッチングすることが多い(同図
(a)はエッチング前、同図(b)はエッチング後の状態を示
している。８はレジストである。)。このような場合、
エッチングの終点は、プラズマ中の発光(固有スペクト
ル)を観測して、同図(c)に示すように、被エッチング膜
９に含まれる元素の発光強度６が減少する点１１、また
は、同図(d)に示すように、下地膜１０に含まれる元素
の発光強度７が増加する点１１′として検出されてい
る。
【０００３】特に、被エッチング膜９がシリコン酸化膜
系、例えば、熱酸化膜,プラズマＳiＯ膜,ＳＯＧ(スピン
・オン・ガラス)膜などであるときは、エッチングの終
点は、プラズマ中の“ＣＯ”や“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の
発光強度の変化によって検出する方法が知られている
(特公昭５７−５２４２１号公報,特開平４−９７５２２
号公報)。
系、例えば、熱酸化膜,プラズマＳiＯ膜,ＳＯＧ(スピン
・オン・ガラス)膜などであるときは、エッチングの終
点は、プラズマ中の“ＣＯ”や“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の
発光強度の変化によって検出する方法が知られている
(特公昭５７−５２４２１号公報,特開平４−９７５２２
号公報)。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製造
工程には、図３(a),(b)に示すように、基板４上に電極
５,５,…とプラズマＳiＯ膜３とを形成した後、表面段
差３aを平坦化するために、さらにＳＯＧ膜２を堆積
し、このＳＯＧ膜２をプラズマを用いてエッチング(エ
ッチバック)する平坦化工程がある。すなわち、密な膜３
の凹部に粗な膜２を埋め込み、粗な膜２をエッチングす
る。この工程によれば、表面段差３aがある領域にのみ
粗な膜２が残って、表面段差３aが平坦化される。
工程には、図３(a),(b)に示すように、基板４上に電極
５,５,…とプラズマＳiＯ膜３とを形成した後、表面段
差３aを平坦化するために、さらにＳＯＧ膜２を堆積
し、このＳＯＧ膜２をプラズマを用いてエッチング(エ
ッチバック)する平坦化工程がある。すなわち、密な膜３
の凹部に粗な膜２を埋め込み、粗な膜２をエッチングす
る。この工程によれば、表面段差３aがある領域にのみ
粗な膜２が残って、表面段差３aが平坦化される。
【０００５】しかしながら、このように、下地膜３,被
エッチング膜２がともにシリコン酸化膜系のものである
場合、上記従来のエッチング終点検出方法の如く、プラ
ズマ中の“ＣＯ”や“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の発光強度の
変化によって検出する方法では、エッチングの終点を検
出することができないという問題がある。“ＣＯ”や
“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の発光は、下地膜３,被エッチン
グ膜２のいずれからも生じるため、被エッチング膜２が
エッチングされた時点で発光強度があまり変化しないか
らである。この結果、エッチングが不足したり、過剰に
なったりしがちであった。
エッチング膜２がともにシリコン酸化膜系のものである
場合、上記従来のエッチング終点検出方法の如く、プラ
ズマ中の“ＣＯ”や“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の発光強度の
変化によって検出する方法では、エッチングの終点を検
出することができないという問題がある。“ＣＯ”や
“Ｃ”,“Ｆ”,“Ｏ”の発光は、下地膜３,被エッチン
グ膜２のいずれからも生じるため、被エッチング膜２が
エッチングされた時点で発光強度があまり変化しないか
らである。この結果、エッチングが不足したり、過剰に
なったりしがちであった。
【０００６】ここで、ＳＯＧ膜２は、例えば、シラノー
ル化合物(ＲnＳi(ＯＨ)4-n)を溶剤(メタノール)に溶か
したものを、回転塗布法によって基板４上に塗布し、温
度３９０℃,Ｎ2雰囲気中で３０分間ベークして形成され
る。このＳＯＧ膜２の組成は(化１)のように表され、水
素を含んでいる。これに対して、下地のプラズマＳiＯ
膜３は水素を含まないものである。つまり、下地膜,被
エッチング膜がともにシリコン酸化膜系のものであたと
しても、水素を含むかどうかによって区別できる可能性
がある。
ル化合物(ＲnＳi(ＯＨ)4-n)を溶剤(メタノール)に溶か
したものを、回転塗布法によって基板４上に塗布し、温
度３９０℃,Ｎ2雰囲気中で３０分間ベークして形成され
る。このＳＯＧ膜２の組成は(化１)のように表され、水
素を含んでいる。これに対して、下地のプラズマＳiＯ
膜３は水素を含まないものである。つまり、下地膜,被
エッチング膜がともにシリコン酸化膜系のものであたと
しても、水素を含むかどうかによって区別できる可能性
がある。
【化１】
【０００７】そこで、この発明の目的は、水素を含まな
いシリコン酸化膜と水素を含むシリコン酸化膜とを積層
し、積層した膜の一方をエッチングする場合に、エッチ
ングの終点を正確に検出できるエッチング終点検出方法
を提供することにある。
いシリコン酸化膜と水素を含むシリコン酸化膜とを積層
し、積層した膜の一方をエッチングする場合に、エッチ
ングの終点を正確に検出できるエッチング終点検出方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、水素を含まないシリコン酸化膜と水素
を含むシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜の一方を
プラズマを用いてエッチングする場合に、エッチングの
終点を検出するエッチング終点検出方法において、上記
プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記水素原子の
発光強度の変化に基づいてエッチングの終点を検出する
ことを特徴としている。
め、この発明は、水素を含まないシリコン酸化膜と水素
を含むシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜の一方を
プラズマを用いてエッチングする場合に、エッチングの
終点を検出するエッチング終点検出方法において、上記
プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記水素原子の
発光強度の変化に基づいてエッチングの終点を検出する
ことを特徴としている。
【０００９】また、上記水素原子の波長６５６nm,４８
６nmまたは４３４nmのスペクトルを観測するのが望まし
い。
６nmまたは４３４nmのスペクトルを観測するのが望まし
い。
【００１０】
【実施例】以下、この発明のエッチング終点検出方法を
実施例により詳細に説明する。
実施例により詳細に説明する。
【００１１】図３(a),(b)に示したように、基板４上に
電極５,５,…とプラズマＳiＯ膜３とを形成した後、表
面段差３aを平坦化するために、さらにＳＯＧ膜２を堆
積し、このＳＯＧ膜２をプラズマを用いてエッチング
(エッチバック)する場合について説明する。
電極５,５,…とプラズマＳiＯ膜３とを形成した後、表
面段差３aを平坦化するために、さらにＳＯＧ膜２を堆
積し、このＳＯＧ膜２をプラズマを用いてエッチング
(エッチバック)する場合について説明する。
【００１２】上記プラズマＳiＯ膜３は、プラズマＣ
ＶＤ法により、例えば、ＴＥＯＳ(テトラ・エトキシ・
シラン)＝８５０ＳＣＣＭ、Ｏ2＝６００ＳＣＣＭ、圧力
８.５Ｔorr、温度４００℃,高周波パワー６３０Ｗの条
件で形成する。このプラズマＳiＯ膜３は水素を含まな
い。
ＶＤ法により、例えば、ＴＥＯＳ(テトラ・エトキシ・
シラン)＝８５０ＳＣＣＭ、Ｏ2＝６００ＳＣＣＭ、圧力
８.５Ｔorr、温度４００℃,高周波パワー６３０Ｗの条
件で形成する。このプラズマＳiＯ膜３は水素を含まな
い。
【００１３】ＳＯＧ膜２は、例えば、シラノール化合
物(ＲnＳi(ＯＨ)4-n)を溶剤(メタノール)に溶かしたも
のを、回転塗布法によって基板４上に塗布し、温度３９
０℃,Ｎ2雰囲気中で３０分間ベークして形成する。この
ＳＯＧ膜２は、(化１)に示したように、組成に水素を含
んでいる。
物(ＲnＳi(ＯＨ)4-n)を溶剤(メタノール)に溶かしたも
のを、回転塗布法によって基板４上に塗布し、温度３９
０℃,Ｎ2雰囲気中で３０分間ベークして形成する。この
ＳＯＧ膜２は、(化１)に示したように、組成に水素を含
んでいる。
【００１４】ＳＯＧ膜２のエッチングは、リアクティ
ブ・イオン・エッチング法により、ＣＦ4＝２９ＳＣＣ
Ｍ、ＣＨＦ3＝１９ＳＣＣＭ、Ａr＝１２０ＳＣＣＭ、圧
力２５０mＴorr、高周波パワー１０００Ｗ、磁界５０Ｇ
aussの条件で行う。このとき、図１(a),(b)に示すよう
に、モノクロメータによって、プラズマ中の発光を波長
３８０〜７００nmの範囲で観測する。
ブ・イオン・エッチング法により、ＣＦ4＝２９ＳＣＣ
Ｍ、ＣＨＦ3＝１９ＳＣＣＭ、Ａr＝１２０ＳＣＣＭ、圧
力２５０mＴorr、高周波パワー１０００Ｗ、磁界５０Ｇ
aussの条件で行う。このとき、図１(a),(b)に示すよう
に、モノクロメータによって、プラズマ中の発光を波長
３８０〜７００nmの範囲で観測する。
【００１５】ここで、同図(a)はエッチング開始時の発
光分布、同図(b)はエッチング完了後の発光分布を示し
ている。同図(a)のデータから同図(b)のデータを差し引
くことによって、同図(c)に示すように、ＳＯＧ膜２に
含まれる水素原子(メチル基が分解されたもの)の４３４
nm,４８６nm,６５６nmの固有スペクトルが大きく出てい
ることが分かる。したがって、エッチングを継続する
間、これらの波長のいずれかの発光強度変化を観測する
ことによって、エッチングの終点を検出することができ
る。
光分布、同図(b)はエッチング完了後の発光分布を示し
ている。同図(a)のデータから同図(b)のデータを差し引
くことによって、同図(c)に示すように、ＳＯＧ膜２に
含まれる水素原子(メチル基が分解されたもの)の４３４
nm,４８６nm,６５６nmの固有スペクトルが大きく出てい
ることが分かる。したがって、エッチングを継続する
間、これらの波長のいずれかの発光強度変化を観測する
ことによって、エッチングの終点を検出することができ
る。
【００１６】実際に、上記３つの波長のうち一番大きな
強度変化を示す６５６nmの発光強度を見た場合、図２に
示すように、ジャストエッチ時間４２sec(この数字自体
はＳＯＧの膜厚とエッチングレートによって別途求め
た)の前後で大きく減少した。したがって、この方法に
より、ＳＯＧ膜２のエッチング終点を正確に検出するこ
とができ、エッチングの不足または過剰を防止すること
ができる。また、残りの波長４３４nm,４８６nmによっ
ても、同様に、エッチングの終点を正確に検出すること
ができる。
強度変化を示す６５６nmの発光強度を見た場合、図２に
示すように、ジャストエッチ時間４２sec(この数字自体
はＳＯＧの膜厚とエッチングレートによって別途求め
た)の前後で大きく減少した。したがって、この方法に
より、ＳＯＧ膜２のエッチング終点を正確に検出するこ
とができ、エッチングの不足または過剰を防止すること
ができる。また、残りの波長４３４nm,４８６nmによっ
ても、同様に、エッチングの終点を正確に検出すること
ができる。
【００１７】なお、この実施例では、水素を含む膜とし
てＳＯＧ膜２、水素を含まない膜としてプラズマＳiＯ
膜３を採用したが、当然ながら、これに限られるもので
はない。
てＳＯＧ膜２、水素を含まない膜としてプラズマＳiＯ
膜３を採用したが、当然ながら、これに限られるもので
はない。
【００１８】また、この発明は、水素を含む膜の上に水
素を含まない膜を堆積し、この水素を含まない膜をエッ
チングする場合にも適用することができる。この場合、
エッチングの終点前後で、水素原子の発光強度が大きく
増大する。この発光強度の増大に基づいてエッチングの
終点を検出する。
素を含まない膜を堆積し、この水素を含まない膜をエッ
チングする場合にも適用することができる。この場合、
エッチングの終点前後で、水素原子の発光強度が大きく
増大する。この発光強度の増大に基づいてエッチングの
終点を検出する。
【００１９】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のエ
ッチング終点検出方法は、水素を含まないシリコン酸化
膜と水素を含むシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜
の一方をプラズマを用いてエッチングする場合に、上記
プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記水素原子の
発光強度の変化に基づいてエッチングの終点を検出する
ので、被エッチング膜の終点を正確に検出することがで
きる。
ッチング終点検出方法は、水素を含まないシリコン酸化
膜と水素を含むシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜
の一方をプラズマを用いてエッチングする場合に、上記
プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記水素原子の
発光強度の変化に基づいてエッチングの終点を検出する
ので、被エッチング膜の終点を正確に検出することがで
きる。
【図１】 波長３８０〜７００nmでプラズマ中の発光分
布を観測したデータを示す図である。
布を観測したデータを示す図である。
【図２】 この発明の一実施例のエッチング終点検出方
法により得られた、プラズマ中の水素の発光強度変化を
示す図である。
法により得られた、プラズマ中の水素の発光強度変化を
示す図である。
【図３】 エッチングすべき試料の断面を示す図であ
る。
る。
【図４】 従来のエッチング終点検出方法を説明する図
である。
である。
２ ＳＯＧ膜 ３ プラズマＳiＯ膜 ３a 表面段差 ４ 基板
Claims (2)
- 【請求項１】 水素を含まないシリコン酸化膜と水素を
含むシリコン酸化膜とを積層し、積層した膜の一方をプ
ラズマを用いてエッチングする場合に、エッチングの終
点を検出するエッチング終点検出方法において、 上記プラズマ中の水素原子の発光を観測し、上記水素原
子の発光強度の変化に基づいてエッチングの終点を検出
することを特徴とするエッチング終点検出方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のエッチング終点検出方
法において、 上記水素原子の波長６５６nm,４８６nmまたは４３４nm
のスペクトルを観測することを特徴とするエッチング終
点検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2516293A JPH06244150A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | エッチング終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2516293A JPH06244150A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | エッチング終点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244150A true JPH06244150A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12158324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2516293A Pending JPH06244150A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | エッチング終点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244150A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7005305B2 (en) | 2002-11-29 | 2006-02-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Signal layer for generating characteristic optical plasma emissions |
| US7371692B2 (en) | 2004-04-07 | 2008-05-13 | Elpida Memory, Inc. | Method for manufacturing a semiconductor device having a W/WN/polysilicon layered film |
| CN100446090C (zh) * | 2005-06-28 | 2008-12-24 | 株式会社东芝 | 用于制造磁记录介质的方法和装置 |
| WO2013190924A1 (ja) * | 2012-06-21 | 2013-12-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP2516293A patent/JPH06244150A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7005305B2 (en) | 2002-11-29 | 2006-02-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Signal layer for generating characteristic optical plasma emissions |
| US7371692B2 (en) | 2004-04-07 | 2008-05-13 | Elpida Memory, Inc. | Method for manufacturing a semiconductor device having a W/WN/polysilicon layered film |
| CN100446090C (zh) * | 2005-06-28 | 2008-12-24 | 株式会社东芝 | 用于制造磁记录介质的方法和装置 |
| US7771602B2 (en) | 2005-06-28 | 2010-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for manufacturing magnetic recording media |
| US8221637B2 (en) | 2005-06-28 | 2012-07-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for manufacturing magnetic recording media |
| WO2013190924A1 (ja) * | 2012-06-21 | 2013-12-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPWO2013190924A1 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-05-26 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US9406869B2 (en) | 2012-06-21 | 2016-08-02 | Nec Corporation | Semiconductor device |
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