JPH0684849A - エッチング方法及びエッチング装置 - Google Patents
エッチング方法及びエッチング装置Info
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- JPH0684849A JPH0684849A JP25578892A JP25578892A JPH0684849A JP H0684849 A JPH0684849 A JP H0684849A JP 25578892 A JP25578892 A JP 25578892A JP 25578892 A JP25578892 A JP 25578892A JP H0684849 A JPH0684849 A JP H0684849A
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Abstract
前の膜厚のばらつき等による被エッチング膜のエッチン
グ後の膜厚変動を防止して、ばらつきのないエッチング
を達成できるエッチング方法及びそれに用いるエッチン
グ装置を提供する。 【構成】 被エッチング材1,6の被エッチング膜4
をエッチングするエッチング方法において、被エッチン
グ膜のエッチング後の膜厚測定を行い、該膜厚測定の結
果から次の被エッチング材のエッチング条件(時間、パ
ワー、ガス系等)を設定する構成のエッチング方法。
エッチング後の被エッチング膜の膜厚測定を行い、該膜
厚測定の結果から次に同エッチング処理装置に導入され
る被エッチング材のエッチング量を演算する機能を有す
るエッチング装置。
Description
ッチング装置に関する。本発明は、各種の技術分野にお
けるエッチング技術として利用することができ、例え
ば、電子材料(半導体装置等)の製造の際のエッチング
技術として利用できる。
分野において、微細化・集積化が進行し、ULSI等の
パターンルールは益々小さくなり、各膜の微細加工性は
以前より重要となってきている。それに伴い、エッチン
グの終点を判定する技術も進んできており、いくつかは
量産でも用いられている。その代表的な例はAl膜エッ
チングにおける終点判定であり、気相中でAl原子の発
光(396nm)を観測する方法は良く知られていると
ころである。また、このような終点判定方法は、絶縁膜
である二酸化シリコンのエッチングにおいても一部用い
られている。例えば、以下のような条件のガス系にて二
酸化シリコンをエッチングする際、フルオロカーボン中
の炭素(C)と二酸化シリコン中の酸素(O)が結合し
てできる一酸化炭素(CO)の発光レベルの強度変化を
観測することでエッチングの終点判定を行う技術が知ら
れている。 ガス系:CF4 /CHF3 /Ar=70/30/450
SCCM 圧 力:2.3Torr パワー:600W
シリコン拡散層や、配線材料とのコンタクトを取るため
のエッチングを行う際、被エッチング面積が非常に小さ
いため、発光スペクトル変動が小さいので、即ち、S/
N比が十分でないので、安定した終点判定はできない。
そこで実際には、被エッチング膜より換算されるエッチ
ング時間を設定している場合が多い。
チングすべき絶縁膜の膜厚が開口すべきコンタクトホー
ル等で異なる場合は、終点の判定(エッチング時間の設
定)は更に困難となる。
自体、例えばCVD装置自体でばらつきがあり、エッチ
ングを再現性良く行ったとしても、堆積された膜厚の変
動によって、オーバーエッチング時間を一定にできない
という問題点があった。
て、プラズマで形成した窒化シリコン(以下P−SiN
と略記することもある)を厚く形成し、レジスト塗布を
行い、その後エッチバック平滑化を行う場合、エッチン
グ時間を一定にしていても、P−SiNの初期膜厚の変
動によって、平滑化後の状態が大きく異なってくる。と
りわけP−SiNは、この初期膜厚の変動が大きく、上
記問題が重要である。以下これについて、図2〜図5を
用いて説明すると、次のとおりである。
シリコン2を形成し、その上部に配線、例えばアルミニ
ウム配線3を形成する。その後、上部に被エッチング膜
4としてP−SiNを配線の厚さ以上に形成する。その
上部に平滑化のため、有機膜5(レジスト等)を塗布す
る。これが図2に示す構造である。
iNと有機膜5のエッチングレートが等しい状態でエッ
チバックを行うと、図3に示すように平滑化が達成可能
である。
好でも、P−SiN及び有機膜の膜厚の変動により、平
滑化の状況は大きく異なる。例えば、P−SiN及びレ
ジスト膜厚が厚い場合、所定のエッチング条件で、所定
の時間エッチバックを行うと、図5で示したように被エ
ッチング膜4であるP−SiNの残り膜厚が厚くなって
しまう。逆にP−SiN及びレジスト膜厚が薄い場合図
4に示すように配線3の上部が露出するという問題が生
じる。
エッチング膜のエッチング前の膜厚のばらつき等による
被エッチング膜のエッチング後の膜厚変動を防止して、
ばらつきのないエッチングを達成できるエッチング方法
及びそれに用いるエッチング装置を提供することを目的
とする。
明は、被エッチング材の被エッチング膜をエッチングす
るエッチング方法において、被エッチング膜のエッチン
グ後の膜厚測定を行い、該膜厚測定の結果から次の被エ
ッチング材のエッチング条件を設定する構成としたこと
を特徴とするエッチング方法であり、これにより上記目
的を達成するものである。
チング条件が、エッチング時間であることを特徴とする
請求項1に記載のエッチング方法であり、これにより上
記目的を達成するものである。
チング条件が、エッチングパワーであることを特徴とす
る請求項1に記載のエッチング方法であり、これにより
上記目的を達成するものである。
チング条件が、エッチングガスの種類及び/または流量
であることを特徴とする請求項1に記載のエッチング方
法であり、これにより上記目的を達成するものである。
材の被エッチング膜をエッチングするエッチング装置に
おいて、エッチング後の被エッチング膜の膜厚測定を行
い、該膜厚測定の結果から次に同エッチング処理装置に
導入される被エッチング材のエッチング量を演算する機
能を有することを特徴とするエッチング装置であり、こ
れにより上記目的を達成するものである。
材の被エッチング膜をエッチングするエッチング装置に
おいて、エッチング後の被エッチング膜の膜厚測定を行
い、該膜厚測定の結果から次の同エッチング処理装置の
エッチング条件を設定する演算機能を有することを特徴
とするエッチング装置であり、これにより上記目的を達
成するものである。
チング条件が、エッチング時間であることを特徴とする
請求項6に記載のエッチング装置であり、これにより上
記目的を達成するものである。
チング条件が、エッチングパワーであることを特徴とす
る請求項6に記載のエッチング装置であり、これにより
上記目的を達成するものである。
チング条件が、エッチングガスの種類及び/または流量
であることを特徴とする請求項6に記載のエッチング装
置であり、これにより上記目的を達成するものである。
でまず最初の被エッチング材をエッチングして、エッチ
ング後の被エッチング膜の膜厚を測定し、このデータを
適正膜厚データとの比較演算等によって次の被エッチン
グ材について適正膜厚を得るエッチング条件を定め、該
条件によってその後のエッチングを行うことにより、適
正膜厚を得るエッチングを実現できる。
処理ウェハーから成るロット)中の最初の1枚について
最初の処理を行って、その後そのロットの被処理ウェハ
ーについて同条件でエッチングを行うように実施でき
る。(ロット中では、エッチング前の被エッチング膜の
膜厚変動のばらつきは一般に小さいので、通常、同条件
で適正な被エッチング膜厚が得られる)。
て上記のようなフィードバックを行い、個々に条件を設
定して次々に処理を行うことにより、一層精度の高い処
理を実施できる。
て説明する。なお当然のことではあるが、本発明は実施
例により限定されるものではない。
合について、シリコン基板上に堆積されて形成されたP
−SiN膜を被エッチング膜とし、該P−SiNの膜形
成時における膜厚データを元に全エッチバック時間を変
化させ、P−SiNの残り膜厚を一定にするようにし
て、本発明を適用したものである。
−SiN)上に有機膜5が形成された状態では、被エッ
チング膜4(P−SiN)、有機膜5の膜厚は、レジス
ト等の有機膜5が上層に存在するため、非破壊でこれを
評価する方法は無く、よって従来はあらかじめ設定され
た時間エッチバックを行うようにしていたが、このよう
にすると、P−SiNの残り膜厚は、初期膜厚の変動に
影響を受けて、変動する。そこで、変動し易いP−Si
Nの膜厚データを測定して、これに基づいてウェハーの
ロット(例えば25枚毎の構成)毎に次工程のエッチバ
ック時間を調整することにより、残り膜厚の変動を小さ
くするようにした。
上に被エッチング膜4であるP−SiNが形成された状
態となり、このP−SiNの膜厚を非破壊にて評価可能
である。このエッチバック後の膜厚測定をウェハー毎に
実施すれば、エッチバック後の膜厚ばらつきを大幅に改
善することができる。
て、図1を用いて説明する。本装置は、エッチバックを
行うエッチング処理室20と、膜厚測定室30より構成
されている。
材であるSiウェハー6を設置するカソード電極7と対
向するように接地されたアノード電極8がある。カソー
ド電極7にはブロッキングコンデンサー9を介して、1
3.56MHzの電力を発生する高周波電源10が接続
されている。エッチング処理室内は図示されない排気装
置により、ポート11から図示Aの方向に排気されてお
り、エッチングに使用するガスはポート12より供給さ
れる。
に一括してセットされ、図示されない搬送アームにより
ゲートバルブ42を介してエッチング室20のカソード
電極7上にセットされる。排気装置にて排気した後、エ
ッチングガスをポート12より供給し、高周波電源10
によりカソード電極に高周波を印加し、プラズマ放電を
発生させエッチングを行う。
されない搬送アームによりゲートバルブ43を介して膜
厚測定室30のステージ31に設置される。膜厚測定器
32により、ウェハー上のP−SiN膜厚を測定した
後、図示されない搬送装置によって、Siウェハー6は
アンロードキャリア42に収納される。エッチング後、
膜厚測定を行い、規格値との比較を行い、差の分だけ次
のSiウェハーのエッチング時間を増減する。
き、エッチング装置のばらつきに起因したエッチングレ
ート変動を吸収することが可能で、安定したエッチバッ
クを実現可能である。
グ材は、図2に示した構造のSiウェハーで、これは、
シリコン基板1上に絶縁膜である二酸化シリコン2を形
成し、その上部に膜厚400nmのアルミニウム配線を
形成し、その上部にP−SiN4を620nm形成した
後、平滑化のため、有機膜5を350nm塗布して、成
るものである。
ングを行った。 ガス系:SF6 /O2 =15.5/13.5SCCM 圧 力:37.9Pa パワー:325W
4であるP−SiNの残り膜厚との関係を、図6に示
す。
残り膜厚は直線的に減少している。ここで、平滑化とし
てはアルミニウム配線の膜厚と同じ膜厚とした方が良好
で、P−SiNの残り膜厚は400nmとした方が好適
である。
動しており、エッチングレートは±5%程度は変動して
いる。また、P−SiN形成時の成膜レートも±10%
程度の変動がある。従って図6より61.5secに設
定し、残り膜厚を400nmにしようとしても、P−S
iN膜厚、エッチングレート変動によって残り膜厚が変
動する。
後のP−SiN膜厚を測定後、設定した膜厚からずれて
いる分を次のウェハー処理にフィードバックするもので
ある。設定しているP−SiNの残り膜厚をT0 、P−
SiNのエッチングレートをER(P−SiN)、n枚
目のP−SiNの残り膜厚をTn 、n+1枚目のP−S
iNの残り膜厚をTn+1 、時間をt(sec)とする。
のばらつきは T0 −Tn である。
を以下の分だけ変動させる。 (T0 −Tn )/ER(P−SiN)
とn+1枚目のエッチングでは t0 −(T0 −Tn )/ER(P−SiN) とすることで、エッチングレート変動分を補正すること
が可能となり、P−SiNの残り膜厚の安定化が可能と
なる。この膜厚測定をインラインで実施することによ
り、装置のスループットを低下させることが無い。
で膜厚測定している時には、n+1枚目のウェハーはエ
ッチングが開始されており、膜厚測定の結果がフィード
バックされ、n+1枚目のエッチング終了時間に反映さ
れる。
ッチングを行った。即ち例えば被エッチング膜4である
P−SiNが620nm、有機膜5であるレジストが3
50nm形成されたサンプルを、以下の条件にてエッチ
ングを行った。 ガス系:SF6 =15.5SCCM O2 =13.5SCCM 圧 力:37.9Pa パワー:325W
0nm残してエッチングをストップするには、グラフよ
り615secとしたが、エッチングレートの変動、P
−SiN膜厚の変動、レジスト膜厚の変動よりP−Si
N膜の残り膜厚は385.3nmであった。狙い膜厚と
の差は 400−385.3=14.7nm であった。上記条件でのP−SiNのエッチングレート
は571.2nm/minで、前述の式より となる。
たところ、P−SiNの残り膜厚は400nmと、狙い
通りとなった。
ッチング材であるウェハー間の変動をフィードバックで
きるため、高精度のエッチングが可能となる。また、平
滑化時の下地膜厚のウェハー間変動を抑えることが可能
となり、半導体装置の信頼性を向上させることができ
る。
ング時間とし、エッチング時間を変えて所期の膜厚を得
るようにしたのに対し、本実施例では、エッチングパワ
ーを325Wから、実施例1と同様な検量グラフを用い
て得た量だけパワーを落とすようにして、エッチング後
の残り膜厚を大きくするようにした。本実施例でも、被
エッチング材たるウェハー間のエッチングのばらつきが
抑制できた。
と同様な検量グラフを予め得ておいて、これに基づいて
流量を落として、エッチング後の残り膜厚を大きくする
ようにした。本実施例でも、被エッチング材たるウェハ
ー間のエッチングのばらつきが抑制できた。
変えることによっても、同様の作用をもたせることがで
きる。
装置によれば、被エッチング膜のエッチング前の膜厚の
ばらつき等がある場合でも、被エッチング膜のエッチン
グ後の膜厚変動を防止して、ばらつきのないエッチング
を達成できる。
で、実施例1で使用のエッチング装置の構成図である。
図である。
図である(1)。
図である(2)。
図である(3)。
すグラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】被エッチング材の被エッチング膜をエッチ
ングするエッチング方法において、 被エッチング膜のエッチング後の膜厚測定を行い、該膜
厚測定の結果から次の被エッチング材のエッチング条件
を設定する構成としたことを特徴とするエッチング方
法。 - 【請求項2】設定するエッチング条件が、エッチング時
間であることを特徴とする請求項1に記載のエッチング
方法。 - 【請求項3】設定するエッチング条件が、エッチングパ
ワーであることを特徴とする請求項1に記載のエッチン
グ方法。 - 【請求項4】設定するエッチング条件が、エッチングガ
スの種類及び/または流量であることを特徴とする請求
項1に記載のエッチング方法。 - 【請求項5】被エッチング材の被エッチング膜をエッチ
ングするエッチング装置において、 エッチング後の被エッチング膜の膜厚測定を行い、該膜
厚測定の結果から次に同エッチング処理装置に導入され
る被エッチング材のエッチング量を演算する機能を有す
ることを特徴とするエッチング装置。 - 【請求項6】被エッチング材の被エッチング膜をエッチ
ングするエッチング装置において、 エッチング後の被エッチング膜の膜厚測定を行い、該膜
厚測定の結果から次の同エッチング処理装置のエッチン
グ条件を設定する演算機能を有することを特徴とするエ
ッチング装置。 - 【請求項7】設定するエッチング条件が、エッチング時
間であることを特徴とする請求項6に記載のエッチング
装置。 - 【請求項8】設定するエッチング条件が、エッチングパ
ワーであることを特徴とする請求項6に記載のエッチン
グ装置。 - 【請求項9】設定するエッチング条件が、エッチングガ
スの種類及び/または流量であることを特徴とする請求
項6に記載のエッチング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25578892A JP3239466B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | エッチング方法及びエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25578892A JP3239466B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | エッチング方法及びエッチング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0684849A true JPH0684849A (ja) | 1994-03-25 |
JP3239466B2 JP3239466B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17283644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25578892A Expired - Lifetime JP3239466B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | エッチング方法及びエッチング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239466B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100438379B1 (ko) * | 2001-09-05 | 2004-07-02 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 반도체소자제조공정의 종점판정방법과 장치 및 그것을사용한 피처리재의 처리방법과 장치 |
US6815228B2 (en) | 2000-06-20 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | Film thickness measuring method of member to be processed using emission spectroscopy and processing method of the member using the measuring method |
US6890771B2 (en) | 2001-11-29 | 2005-05-10 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing method using spectroscopic processing unit |
US6903826B2 (en) | 2001-09-06 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for determining endpoint of semiconductor element fabricating process |
US6972848B2 (en) | 2003-03-04 | 2005-12-06 | Hitach High-Technologies Corporation | Semiconductor fabricating apparatus with function of determining etching processing state |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25578892A patent/JP3239466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6815228B2 (en) | 2000-06-20 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | Film thickness measuring method of member to be processed using emission spectroscopy and processing method of the member using the measuring method |
US6961131B2 (en) | 2000-06-20 | 2005-11-01 | Opnext Japan, Inc. | Film thickness measuring method of member to be processed using emission spectroscopy and processing method of the member using the measuring method |
US7230720B2 (en) | 2000-06-20 | 2007-06-12 | Hitachi, Ltd. | Film thickness measuring method of member to be processed using emission spectroscopy and processing method of the member using the measuring method |
US7411684B2 (en) | 2000-06-20 | 2008-08-12 | Hitachi, Ltd. | Film thickness measuring method of member to be processed using emission spectroscopy and processing method of the member using the measuring method |
KR100438379B1 (ko) * | 2001-09-05 | 2004-07-02 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 반도체소자제조공정의 종점판정방법과 장치 및 그것을사용한 피처리재의 처리방법과 장치 |
US6903826B2 (en) | 2001-09-06 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for determining endpoint of semiconductor element fabricating process |
US7009715B2 (en) | 2001-09-06 | 2006-03-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for determining endpoint of semiconductor element fabricating process and method and apparatus for processing member to be processed |
US7126697B2 (en) | 2001-09-06 | 2006-10-24 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for determining endpoint of semiconductor element fabricating process |
US6890771B2 (en) | 2001-11-29 | 2005-05-10 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing method using spectroscopic processing unit |
US6972848B2 (en) | 2003-03-04 | 2005-12-06 | Hitach High-Technologies Corporation | Semiconductor fabricating apparatus with function of determining etching processing state |
US7259866B2 (en) | 2003-03-04 | 2007-08-21 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor fabricating apparatus with function of determining etching processing state |
US8071397B2 (en) | 2003-03-04 | 2011-12-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor fabricating apparatus with function of determining etching processing state |
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