JPH09162179A - プラズマエッチング設備におけるエンドポイントの検出装置 - Google Patents
プラズマエッチング設備におけるエンドポイントの検出装置Info
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Abstract
けられた電界の強さを減少させて工程副産物の吸着によ
る濁化現象を防ぐことができるプラズマエッチング設備
におけるエンドポイントの検出装置を提供する。 【解決手段】 反応室10の壁に具備された感知窓と、
前記感知窓20を介してエッチング工程中に生成された
光を反応室10の外部の測定手段50へ伝達する光学ケ
ーブル30と、前記反応室壁12の外側面に装着されて
前記感知窓20と前記光学ケーブル30とを固定するブ
ラケット40とを備えるプラズマエッチング設備におけ
るエンドポイントの検出装置において、前記感知窓20
は反応室外部に突出するように固設し、かつ前記感知窓
20と前記ブラケット40との間に所定の空間を確保し
て取り付けられることを特徴とする。
Description
設備におけるエンドポイントの検出装置に関し、より詳
しくは反応室内のプラズマとブラケットとの間に設けら
れた電界の強さを減少させて工程の副産物の吸着による
濁化減少を防ぐことによってエンドポイント測定の信頼
性を確保することができるプラズマエッチング設備にお
けるエンドポイントの検出装置に関する。
チング工程は感光膜現像工程が終わった後、感光膜の下
方に成長または蒸着させた薄膜等を工程の目的により選
択的に取り除く工程であり、エッチング方式としては化
学薬品による湿式とガスを利用する乾式方式とに分けら
れる。
グの一つの方法であり、特定のガス、例えばCF4等の
フッ素化合物を真空状態の反応室内に少量の酸素などを
添加して詰め込み、両電極間で高周波エネルギーを加え
ると強い電界が形成される。この際、プラズマガスの中
で電気的な衝撃により気体混合物はイオン化して反応性
が非常に強い活性ラジカルFに分離され、前記ラジカル
Fはエッチングされる薄膜の原子、すなわちシリコンS
iおよびその化合物等と反応してSiF4のような揮発
性化合物が生成されてエッチングを進行させる。
ッチングのみならず、湿式エッチングをも含んで全般的
なエッチング工程においては、工程の目的を達成するた
めのいろいろな変数、例えばエッチングの速度調節、サ
イドエッチングの調節、レジストの耐久性など、求めら
れるエッチング特性の中でも何よりもエッチングのエン
ドポイントを正確に感知する方法が講じられるべきであ
る。
トとは、エッチングが進行されるにつれて、薄膜がなく
なりシリコン基板や他の薄膜が露出されるエッチングの
終了時点を言うもので、この測定方法はいろいろな方法
が現在採用されているが、例えば、湿式エッチングに主
に使われる方法としてはエッチングされる薄膜の色変化
や状態変化による方法と、エッチングしようとする薄膜
の厚さとエッチング速度とを比較してエッチング時間を
決定する方法などがある。
屈折率の差を光学的に測定して決定する方法、活性ラジ
カルの濃度変化を分析して決定する方法、エッチング反
応から発生される副産物を分析して決定する方法、その
他プラズマインピーダンスの変化により感知する方法な
どが使われている。
ンドポイント検出装置の一つの実施例が図1に概略的に
示されている。
未図示の被加工体すなわち、ウェーハが安置されて電極
の間において反応ガスが供給されたあと、高周波エネル
ギーによりエッチングが進行する真空状態の反応室1
と、前記反応室1の一側壁1aには工程進行中に発生す
る光を感知することができるように挟着された、例え
ば、石英(Quartz)材質の透明な板状からなる感
知窓2と、前記反応室1の外部には感知窓2を介して工
程中に発生する光を感知してエッチングのエンドポイン
トを検出する測定手段5と、前記感知窓2に近接して前
記測定手段5によって工程中に発生する光を伝達する光
学ケーブル3と、前記反応室の壁1aの外側面には感知
窓2と光学ケーブル3を固定させるように取り付けられ
ているブラケット4とを備えて成る。
プラズマから発光する光を透明な感知窓2を介して検出
するが、前記感知窓2はエッチングが進行する程濁るよ
うになって光の透過率が劣るようになる。
発生する副産物(Byproduct;Polyme
r)などがプラズマに比べて相対的に温度が低い反応室
の壁1aや前記感知窓2に吸着するためである。
の供給枚数が多ければ多い程、大略2000枚以上にな
ると前記感知窓2に副産物による異物の沈積化が増加し
て光の透過率もやはり低下する。
ル3に伝達される光の強度が低くなってエンドポイント
の検出状態が不安定となる問題点があった。
るために、図2に示しているように、前記感知窓2の構
造を前記ブラケット4側へ後退するように変更すること
ができるが、このような構造では前記反応室1内のプラ
ズマは多くの正イオンおよび負イオンに帯電している状
態で、前記ブラケット4はアースされた状態であるので
電圧の差が出来て、前記反応室1内の前記プラズマとブ
ラケット4間に電界(Electric Field)
が形成される。
強さが前記ブラケット4とプラズマ間の距離が短くなる
につれ、もっと大きくなるので前記反応室1内において
工程中に発生した光が前記感知窓2を介して前記光学ケ
ーブル3に伝達される過程において、図3に示されてい
るように、プラズマスパイキング(Plasma Sp
iking)(P)現象が生じて前記感知窓2側へプラ
ズマが引き込まれるようになるので、工程の副産物の吸
着を妨げるには、特に大きな影響を及ぼすことが出来な
いという他の問題点とを含んでいる。
前述の問題点を解消するために提案されたものであり、
本発明の目的は反応室内のプラズマとブラケットとの間
に設けられた電界の強さを減少させて工程副産物の吸着
による感知窓の濁化現象を防ぐことができるプラズマエ
ッチング設備におけるエンドポイントの検出装置を提供
することにある。
るための本発明によるプラズマエッチング設備における
エンドポイントの検出装置は、反応室の壁に具備された
感知窓と、前記感知窓を介してエッチング工程中に生成
された光を反応室の外部の測定手段へ伝達する光学ケー
ブルと、前記反応室壁の外側面に装着されて前記感知窓
と前記光学ケーブルとを固定するブラケットとを備える
プラズマエッチング設備におけるエンドポイントの検出
装置において、前記感知窓は反応室の外部に突出するよ
うに固設し、かつ前記ブラケットは反応室内のプラズマ
との間に形成される電界の強さを減らすことが出来るよ
うに前記感知窓と前記ブラケットとの間に所定の空間を
確保して取り付けられることを特徴とする。
添付された図面に基づきさらに詳しく説明する。図4は
本発明によるエッチング設備に採用されるエンドポイン
トの検出装置を概略示した縦断面図であり、図5は図4
におけるB部拡大断面図である。
応室10の内部に未図示の被加工体すなわち、ウェーハ
が安置されて電極の間において反応ガスが供給された
後、高周波エネルギーによりプラズマPの中でエッチン
グ工程が進行するとき、前記反応室10の一側壁12に
は、例えば、石英(Quartz)材質の透明な板状か
らなる感知窓20が工程進行中に発生する光を感知する
ことができるように挟まれるが、前記反応室10の外側
に突出するようにし、後述するブラケット40によって
取付けられるものである。
窓20を通して工程中に発生する光の波長を感知してエ
ッチングのエンドポイントを検出する測定手段50が具
備され、該測定手段50により工程中に発生する光を伝
達する光学ケーブル30が前記感知窓20の突出部22
に近接して後述するブラケット40で固設される。
感知窓20と前記光学ケーブル30を一緒に固定する前
記ブラケット40が取り付けられるが、前記ブラケット
40は前記感知窓20と所定距離Lだけ離隔されて一定
の空間を確保するようにする。
ラケット40との間に設けられる電界の強さを減らすこ
とによって前述のプラズマスパイキング(Plasma
Spiking)現象が発生することを防止して、図
6に示しているように、前記反応室10の中を正常なプ
ラズマ状態に維持するためである。
的な伝導度が低い、すなわち電気的な抵抗が高いものと
すれば、前記反応室10のプラズマPと前記ブラケット
40間の電界の強さを下げることができるから望まし
い。ちなみに、望ましくは0.01Ω以上の抵抗体を使
ったら良い。
な抵抗が低い材質であってもやはり前記反応室10内の
プラズマPとの間に設けられる電界の強さを減らすこと
ができるように、前記感知窓20との距離Lが出来る限
り遠く離れるように設置されなければならない。望まし
くは5mm以上の空間を確保する方が良い。
室10のプラズマPと前記ブラケット40との間に設け
られる電界の強さを減らすことができるように、なるべ
く厚くすることが望ましい。すなわち、その厚さは少な
くとも10mm以上であればよい。
グ工程が進行する過程において、前記感知窓20の突出
部22に工程の副産物の吸着が減ることになり、前記感
知窓20の濁化現象を防ぐことにより、前記光学ケーブ
ル30を通した光が円滑に伝達されてエンドポイントの
検出がより正確になると同時に、前記反応室10内のプ
ラズマPと前記ブラケット40間に設けられる電界の強
さも著しく減少させることによってプラズマPの状態を
正常に維持して前記感知窓20の外部突出による欠陥を
解消することができる。
出の信頼性を確保するようになって、プラズマの安定性
の維持など、ひいては工程の不良を未然に防止し製品の
品質及び生産性の向上を図る効果が大きい。
イントの検出装置を概略示した縦断面図である。
ドポイントの検出装置を概略示した縦断面図である。
を示した図面である。
ンドポイントの検出装置を概略示した縦断面図である。
用状態を示した図面である。
Claims (7)
- 【請求項1】 反応室の壁に具備された感知窓と、該感
知窓を介してエッチング工程中に生成された光を反応室
の外部の測定手段へ伝達する光学ケーブルと、前記反応
室壁の外側面に装着されて前記感知窓と前記光学ケーブ
ルとを固定するブラケットとを備えるプラズマエッチン
グ設備におけるエンドポイントの検出装置において、 前記感知窓は反応室の外部に突出するように固設し、か
つ前記ブラケットは反応室内のプラズマとの間に設けら
れる電界の強さを減らすことができるように前記感知窓
を前記ブラケットとの間に所定の空間を確保して取り付
けられることを特徴とするプラズマエッチング設備にお
けるエンドポイントの検出装置。 - 【請求項2】 前記ブラケットは反応室内のプラズマと
の間に設けられる電界の強さを減らすことができるよう
に電気的抵抗が高い材質を用いることを特徴とする請求
項1記載のプラズマエッチング設備におけるエンドポイ
ントの検出装置。 - 【請求項3】 前記ブラケットはその電気的抵抗が0.
01Ω以上であることを特徴とする請求項2記載のプラ
ズマエッチング設備におけるエンドポイントの検出装
置。 - 【請求項4】 前記ブラケットは電気的抵抗が低い材質
を用いる時は反応室内のプラズマとの間に設けられる電
界の強さを減らすことができるように感知窓との距離が
遠く離れるように設置されることを特徴とする請求項1
記載のプラズマエッチング設備におけるエンドポイント
の検出装置。 - 【請求項5】 前記ブラケットは感知窓との距離が少な
くとも5mm以上であることを特徴とする請求項4記載
のプラズマエッチング設備におけるエンドポイントの検
出設備。 - 【請求項6】 前記感知窓は反応室内のプラズマとブラ
ケットとの間に設けられる電界の強さを減らすことがで
きるようにその厚さを厚く形成することを特徴とする請
求項1記載のプラズマエッチング設備におけるエンドポ
イントの検出装置。 - 【請求項7】 前記感知窓は少なくとも10mm以上の
厚さを持つことを特徴とする請求項6記載のプラズマエ
ッチング設備におけるエンドポイントの検出装置。
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