JPH1161456A - ドライエッチング方法およびその装置 - Google Patents
ドライエッチング方法およびその装置Info
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- JPH1161456A JPH1161456A JP9229008A JP22900897A JPH1161456A JP H1161456 A JPH1161456 A JP H1161456A JP 9229008 A JP9229008 A JP 9229008A JP 22900897 A JP22900897 A JP 22900897A JP H1161456 A JPH1161456 A JP H1161456A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェハのドライエッチング処理工程におい
て、再現性よく垂直なエッチング形状を得るために必要
な“低圧力領域でのプラズマ着火性・安定性”を確保で
きるドライエッチング方法及びその装置を提供するこ
と。 【解決手段】 ウェハ７をエッチングするときの圧力
を、所要の低圧力条件より若干高い圧力にし(ステップ2
06)、確実にプラズマを着火させ(ステップ208)、このプ
ラズマ着火を照度計１７で検知する(ステップ209)。そ
して、プラズマ着火を検知した後に、所要のエッチング
処理圧力まで下げて(ステップ212)、ウェハ７のエッチ
ング処理を行う(ステップ213)。
て、再現性よく垂直なエッチング形状を得るために必要
な“低圧力領域でのプラズマ着火性・安定性”を確保で
きるドライエッチング方法及びその装置を提供するこ
と。 【解決手段】 ウェハ７をエッチングするときの圧力
を、所要の低圧力条件より若干高い圧力にし(ステップ2
06)、確実にプラズマを着火させ(ステップ208)、このプ
ラズマ着火を照度計１７で検知する(ステップ209)。そ
して、プラズマ着火を検知した後に、所要のエッチング
処理圧力まで下げて(ステップ212)、ウェハ７のエッチ
ング処理を行う(ステップ213)。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
方法およびその装置に関し、特に低圧力での優れたプラ
ズマ着火性・安定性を有するドライエッチング方法およ
びその装置に関する。
方法およびその装置に関し、特に低圧力での優れたプラ
ズマ着火性・安定性を有するドライエッチング方法およ
びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のドライエッチング装置と
しては、例えば特開昭63−69227号公報に記載されてい
るように、真空容器内でプラズマを利用してウェハをエ
ッチング処理するための“ドライエッチング装置”が知
られている。ここで、従来のドライエッチング装置につ
いて、図４を参照して説明する。なお、図４は、従来の
ドライエッチング装置の一例を示す構成図である。
しては、例えば特開昭63−69227号公報に記載されてい
るように、真空容器内でプラズマを利用してウェハをエ
ッチング処理するための“ドライエッチング装置”が知
られている。ここで、従来のドライエッチング装置につ
いて、図４を参照して説明する。なお、図４は、従来の
ドライエッチング装置の一例を示す構成図である。
【０００３】従来のドライエッチング装置(エッチング
室４０)は、図４に示すように、 ・エッチング室４０に処理ガスを供給するための“第１
のバルブ９及び第２のバルブ１０”を有する流量制御器
１１と、 ・エッチング室４０を真空排気するための真空ポンプ１
４，第３のバルブ１２，制御バルブ１３と、 ・エッチング室４０内を所定圧力に制御するための制御
装置１５およびエッチング室４０の側壁２に接続した圧
力計８と、 ・エッチング室４０内に放電を発生させるための高周波
電源６，整合回路５，エッチング室４０内に対向して配
置した上部電極３と下部電極４と、から構成されてい
る。なお、図４中の７はウェハを示す。
室４０)は、図４に示すように、 ・エッチング室４０に処理ガスを供給するための“第１
のバルブ９及び第２のバルブ１０”を有する流量制御器
１１と、 ・エッチング室４０を真空排気するための真空ポンプ１
４，第３のバルブ１２，制御バルブ１３と、 ・エッチング室４０内を所定圧力に制御するための制御
装置１５およびエッチング室４０の側壁２に接続した圧
力計８と、 ・エッチング室４０内に放電を発生させるための高周波
電源６，整合回路５，エッチング室４０内に対向して配
置した上部電極３と下部電極４と、から構成されてい
る。なお、図４中の７はウェハを示す。
【０００４】上記従来のドライエッチング装置につい
て、図４を参照して更に説明すると、処理ガス供給源
(図示せず)からの処理ガス供給管は、「第１のバルブ９
及び第２のバルブ１０を有する流量制御器１１」を介し
て、エッチング室４０の側壁２に接続されており、所定
の処理ガスをエッチング室４０へ供給するように構成さ
れている。また、真空ポンプ１４は、制御バルブ１３及
び第３のバルブ１２を介して、エッチング室４０に接続
されており、エッチング室４０内を真空排気するように
構成されている。
て、図４を参照して更に説明すると、処理ガス供給源
(図示せず)からの処理ガス供給管は、「第１のバルブ９
及び第２のバルブ１０を有する流量制御器１１」を介し
て、エッチング室４０の側壁２に接続されており、所定
の処理ガスをエッチング室４０へ供給するように構成さ
れている。また、真空ポンプ１４は、制御バルブ１３及
び第３のバルブ１２を介して、エッチング室４０に接続
されており、エッチング室４０内を真空排気するように
構成されている。
【０００５】制御装置１５は、エッチング室４０の側壁
２に接続されている圧力計８からの出力信号に応答し
て、制御バルブ１３をＰＩＤ制御し、エッチング室４０
内を所定の圧力に制御するためのものである。
２に接続されている圧力計８からの出力信号に応答し
て、制御バルブ１３をＰＩＤ制御し、エッチング室４０
内を所定の圧力に制御するためのものである。
【０００６】一方、エッチング室４０内に対向して配置
した上部電極３及び下部電極４は、上部電極３は接地
し、下部電極４は、整合回路５を介して、高周波電源６
に接続されており、この高周波電源６から出力される高
周波電力により、エッチング室４０内に放電を生成する
ように構成されている。
した上部電極３及び下部電極４は、上部電極３は接地
し、下部電極４は、整合回路５を介して、高周波電源６
に接続されており、この高周波電源６から出力される高
周波電力により、エッチング室４０内に放電を生成する
ように構成されている。
【０００７】次に、上記したドライエッチング装置を用
いてドライエッチングする方法について、図５および前
掲の図４を参照して説明する。なお、図５は、図４に示
した従来のドライエッチング装置の動作(従来のドライ
エッチング方法)を示すフローチャートである。
いてドライエッチングする方法について、図５および前
掲の図４を参照して説明する。なお、図５は、図４に示
した従来のドライエッチング装置の動作(従来のドライ
エッチング方法)を示すフローチャートである。
【０００８】従来のドライエッチング方法では、まず、
エッチング室４０内の下部電極４上にウェハ７を載置す
る(→ステップ500)。次に、第３のバルブ１２及び制御
バルブ１３を開き(→ステップ501)、真空ポンプ１４を
作動させてエッチング室４０内を真空排気する(→ステ
ップ502)。そして、エッチング室４０内の圧力が所定の
圧力に達したら(→ステップ503)、第１のバルブ９と第
２のバルブ１０を開き(→ステップ504)、流量制御器１
１を制御して処理ガス供給源から所定流量の処理ガスを
エッチング室４０内に供給する(→ステップ505)。
エッチング室４０内の下部電極４上にウェハ７を載置す
る(→ステップ500)。次に、第３のバルブ１２及び制御
バルブ１３を開き(→ステップ501)、真空ポンプ１４を
作動させてエッチング室４０内を真空排気する(→ステ
ップ502)。そして、エッチング室４０内の圧力が所定の
圧力に達したら(→ステップ503)、第１のバルブ９と第
２のバルブ１０を開き(→ステップ504)、流量制御器１
１を制御して処理ガス供給源から所定流量の処理ガスを
エッチング室４０内に供給する(→ステップ505)。
【０００９】続いて、高周波電源６から高周波電力を、
整合回路５によりインピーダンス制御しながら、下部電
極４に供給し(→ステップ506)、エッチング室４０内に
プラズマを生成させる(→ステップ507)。このとき、制
御装置１５は、圧力計８からの出力信号に応答して、制
御バルブ１３の開度を制御し、そして、エッチング室４
０内の圧力を所定の圧力に制御する(→ステップ508)。
この状態で、ウェハ７の所定のエッチング処理を行う
(→ステップ509)。
整合回路５によりインピーダンス制御しながら、下部電
極４に供給し(→ステップ506)、エッチング室４０内に
プラズマを生成させる(→ステップ507)。このとき、制
御装置１５は、圧力計８からの出力信号に応答して、制
御バルブ１３の開度を制御し、そして、エッチング室４
０内の圧力を所定の圧力に制御する(→ステップ508)。
この状態で、ウェハ７の所定のエッチング処理を行う
(→ステップ509)。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術(前記
した従来のドライエッチング方法及びその装置)では、
次のような第１〜第３の問題点を有している。
した従来のドライエッチング方法及びその装置)では、
次のような第１〜第３の問題点を有している。
【００１１】第１の問題点は、従来の技術において、低
圧力領域(10mTorr以下)でのプラズマ着火性が悪いとい
う点である。このようにプラズマ着火性が悪いため、所
要の垂直エッチング形状が得られる“低圧力領域でのエ
ッチング”ができないことになる。その理由は、低圧力
条件下では、放電開始に要する電子と気体粒子との衝突
確率が低く、電離衝突が起き難くなるからである。
圧力領域(10mTorr以下)でのプラズマ着火性が悪いとい
う点である。このようにプラズマ着火性が悪いため、所
要の垂直エッチング形状が得られる“低圧力領域でのエ
ッチング”ができないことになる。その理由は、低圧力
条件下では、放電開始に要する電子と気体粒子との衝突
確率が低く、電離衝突が起き難くなるからである。
【００１２】第２の問題点は、エッチング室が“低圧力
領域(10mTorr以下)”であるエッチングにおいて、プラ
ズマが着火しても、安定した放電が得られないという点
である。このように放電状態が不安定であるため、再現
性の良いエッチングができないことになる。その理由
は、低圧力条件下でプラズマを生成すると、プラズマ着
火直後のエッチング室の急激な圧力上昇に伴う“プラズ
マインピーダンス変動”に対して、整合回路が追従でき
なくなるからである。
領域(10mTorr以下)”であるエッチングにおいて、プラ
ズマが着火しても、安定した放電が得られないという点
である。このように放電状態が不安定であるため、再現
性の良いエッチングができないことになる。その理由
は、低圧力条件下でプラズマを生成すると、プラズマ着
火直後のエッチング室の急激な圧力上昇に伴う“プラズ
マインピーダンス変動”に対して、整合回路が追従でき
なくなるからである。
【００１３】第３の問題点は、従来の技術では、放電を
検知(確認)する手段が設けられていないため、無放電や
不安定な放電下でウェハのエッチング処理を実施してし
まうことがあるという点である。このように無放電や不
安定な放電状態でウェハのエッチング処理を行うと、所
要のエッチング性能が得られず、歩留まりを低下させる
ことになる。
検知(確認)する手段が設けられていないため、無放電や
不安定な放電下でウェハのエッチング処理を実施してし
まうことがあるという点である。このように無放電や不
安定な放電状態でウェハのエッチング処理を行うと、所
要のエッチング性能が得られず、歩留まりを低下させる
ことになる。
【００１４】本発明は、上記第１〜第３の問題点に鑑み
なされたものであって、その目的とするところは、・第
一に、低圧力領域における“プラズマ着火性および安定
性”を確保することができ、所要の垂直エッチング形状
で、しかも、再現性に優れたウェハのエッチング処理を
確実に実現できるドライエッチング方法及びその装置を
提供することにあり、・第二に、エッチング室が低圧力
領域であるエッチングにおいても、不良のエッチング処
理を未然に防止することができるドライエッチング方法
及びその装置を提供することにある。
なされたものであって、その目的とするところは、・第
一に、低圧力領域における“プラズマ着火性および安定
性”を確保することができ、所要の垂直エッチング形状
で、しかも、再現性に優れたウェハのエッチング処理を
確実に実現できるドライエッチング方法及びその装置を
提供することにあり、・第二に、エッチング室が低圧力
領域であるエッチングにおいても、不良のエッチング処
理を未然に防止することができるドライエッチング方法
及びその装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、所要のエッチ
ング処理圧力より若干高い圧力で確実にプラズマを着火
させ、放電確認手段に応答して所要のエッチング処理圧
力まで下げてエッチング処理を行うことを特徴とし、こ
れにより、前記第一及び第二の目的を達成したものであ
る。
ング処理圧力より若干高い圧力で確実にプラズマを着火
させ、放電確認手段に応答して所要のエッチング処理圧
力まで下げてエッチング処理を行うことを特徴とし、こ
れにより、前記第一及び第二の目的を達成したものであ
る。
【００１６】即ち、本発明に係るドライエッチング方法
は、「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェ
ハを処理するドライエッチング方法において、所要の低
圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、放電確認
手段に応答して所要の低圧力に制御し、前記ウェハのエ
ッチング処理を行うことを特徴とするドライエッチング
方法。」(請求項１) 「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェハを
処理するドライエッチング方法において、所要の低圧力
より若干高い圧力でプラズマを着火させ、一定時間経過
しても放電確認手段が応答しないとき、警報を発するこ
とを特徴とするドライエッチング方法。」(請求項２)、
を要旨(発明を特定するための事項)とする。
は、「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェ
ハを処理するドライエッチング方法において、所要の低
圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、放電確認
手段に応答して所要の低圧力に制御し、前記ウェハのエ
ッチング処理を行うことを特徴とするドライエッチング
方法。」(請求項１) 「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェハを
処理するドライエッチング方法において、所要の低圧力
より若干高い圧力でプラズマを着火させ、一定時間経過
しても放電確認手段が応答しないとき、警報を発するこ
とを特徴とするドライエッチング方法。」(請求項２)、
を要旨(発明を特定するための事項)とする。
【００１７】また、本発明に係るドライエッチング装置
は、「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェ
ハを処理するドライエッチング装置において、所要の低
圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させるための圧
力制御手段と、プラズマ着火を確認するための放電確認
手段と、該放電確認手段に応答して所要の低圧力に制御
するための圧力制御手段とを具備することを特徴とする
ドライエッチング装置。」(請求項５) 「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェハを
処理するドライエッチング装置において、所要の低圧力
より若干高い圧力でプラズマを着火させるための圧力制
御手段と、プラズマ着火を確認するための放電確認手段
と、該放電確認手段に応答して所要の低圧力に制御する
ための圧力制御手段とを備え、かつ、放電確認手段が一
定時間経過しても応答しない場合に発生する警報信号発
生手段を具備することを特徴とするドライエッチング装
置。」(請求項６)を要旨(発明を特定するための事項)と
する。
は、「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェ
ハを処理するドライエッチング装置において、所要の低
圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させるための圧
力制御手段と、プラズマ着火を確認するための放電確認
手段と、該放電確認手段に応答して所要の低圧力に制御
するための圧力制御手段とを具備することを特徴とする
ドライエッチング装置。」(請求項５) 「低圧力領域でのエッチング処理が要求されるウェハを
処理するドライエッチング装置において、所要の低圧力
より若干高い圧力でプラズマを着火させるための圧力制
御手段と、プラズマ着火を確認するための放電確認手段
と、該放電確認手段に応答して所要の低圧力に制御する
ための圧力制御手段とを備え、かつ、放電確認手段が一
定時間経過しても応答しない場合に発生する警報信号発
生手段を具備することを特徴とするドライエッチング装
置。」(請求項６)を要旨(発明を特定するための事項)と
する。
【００１８】そして、本発明に係るドライエッチング方
法およびその装置において、前記放電確認手段として、 ・エッチング室内の側壁に設けた照度計で確認すること
(請求項３，７)、 ・エッチング処理の終点検出用の発光分光器を用いて確
認すること(請求項４，８)、を本発明に係るドライエッ
チング方法およびその装置の好ましい実施態様とするも
のである。
法およびその装置において、前記放電確認手段として、 ・エッチング室内の側壁に設けた照度計で確認すること
(請求項３，７)、 ・エッチング処理の終点検出用の発光分光器を用いて確
認すること(請求項４，８)、を本発明に係るドライエッ
チング方法およびその装置の好ましい実施態様とするも
のである。
【００１９】次に、本発明に係るドライエッチング方法
およびその装置（以下、本明細書において、該方法およ
び装置を区別せず、特に断らない限りこの両者を含むも
のとして、単に“本発明”と記載する）の作用を、本発
明の前記要旨（発明を特定するための事項）と関連させ
て説明する。
およびその装置（以下、本明細書において、該方法およ
び装置を区別せず、特に断らない限りこの両者を含むも
のとして、単に“本発明”と記載する）の作用を、本発
明の前記要旨（発明を特定するための事項）と関連させ
て説明する。
【００２０】本発明では、放電開始時のエッチング室の
圧力を、圧力制御手段の信号に応答して、エッチング処
理するときの所要の低圧力より若干高い圧力に制御す
る。高い圧力においては、処理ガス中の電子と気体粒子
との衝突が高く、電離衝突が起きやすくなる。このた
め、本発明では、確実にプラズマ着火を実現することが
できる作用が生じる。
圧力を、圧力制御手段の信号に応答して、エッチング処
理するときの所要の低圧力より若干高い圧力に制御す
る。高い圧力においては、処理ガス中の電子と気体粒子
との衝突が高く、電離衝突が起きやすくなる。このた
め、本発明では、確実にプラズマ着火を実現することが
できる作用が生じる。
【００２１】また、本発明では、プラズマ着火検知手段
(放電確認手段)の信号に応答して、圧力制御手段により
瞬時にエッチング室の圧力を所要の低圧力に下げて制御
することができる。この圧力変更は、低圧力でのプラズ
マ着火時に生じるエッチング室の“プラズマインピーダ
ンス変化”に比べて、“プラズマインピーダンス変化
量”を小さくすることができ、高周波電力供給における
整合回路の整合性が向上する。この整合回路の整合性向
上は、所要の低圧力領域における安定したプラズマ形成
を実現する。このため、本発明では、所要の垂直なエッ
チング形状で、しかも再現性に優れたウェハのエッチン
グ処理を確実に実現できる作用が生じる。
(放電確認手段)の信号に応答して、圧力制御手段により
瞬時にエッチング室の圧力を所要の低圧力に下げて制御
することができる。この圧力変更は、低圧力でのプラズ
マ着火時に生じるエッチング室の“プラズマインピーダ
ンス変化”に比べて、“プラズマインピーダンス変化
量”を小さくすることができ、高周波電力供給における
整合回路の整合性が向上する。この整合回路の整合性向
上は、所要の低圧力領域における安定したプラズマ形成
を実現する。このため、本発明では、所要の垂直なエッ
チング形状で、しかも再現性に優れたウェハのエッチン
グ処理を確実に実現できる作用が生じる。
【００２２】さらに、本発明において、例えば、電極へ
の高周波電力供給から一定時間経過してもプラズマ着火
が検知できなければ、警報を発するようにする。これに
より、ウェハの異常なエッチングを防止することができ
る。
の高周波電力供給から一定時間経過してもプラズマ着火
が検知できなければ、警報を発するようにする。これに
より、ウェハの異常なエッチングを防止することができ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態(第１，
第２の実施形態)について、図面を参照して説明する
が、本発明は、以下の第１，第２の実施形態の記載に限
定されるものではなく、前記した本発明の要旨(発明を
特定するための事項)の範囲内で適宜変更，変形するこ
とができるものである。
第２の実施形態)について、図面を参照して説明する
が、本発明は、以下の第１，第２の実施形態の記載に限
定されるものではなく、前記した本発明の要旨(発明を
特定するための事項)の範囲内で適宜変更，変形するこ
とができるものである。
【００２４】（第１の実施形態）図１は、本発明に係る
装置の第１の実施形態を示すドライエッチング装置(ド
ライエッチング室)の構成図である。第１の実施形態に
係るドライエッチング装置は、図１に示すように、 ・エッチング室１に処理ガスを供給するための“第１の
バルブ９及び第２のバルブ１０”を有する流量制御器１
１と、 ・エッチング室１を真空排気するための真空ポンプ１
４，第３のバルブ１２，制御バルブ１３と、 ・エッチング室１内を所定圧力に制御するための制御装
置１５およびエッチング室１の側壁２に接続した圧力計
８と、 ・エッチング室１内に放電を発生させるための高周波電
源６，整合回路５，エッチング室１内に対向して配置し
た上部電極３と下部電極４と、 ・ＡＤ／ＩＯボ−ド１６，証明計１７と、から構成され
ている。なお、図４中の７はウェハを示す。
装置の第１の実施形態を示すドライエッチング装置(ド
ライエッチング室)の構成図である。第１の実施形態に
係るドライエッチング装置は、図１に示すように、 ・エッチング室１に処理ガスを供給するための“第１の
バルブ９及び第２のバルブ１０”を有する流量制御器１
１と、 ・エッチング室１を真空排気するための真空ポンプ１
４，第３のバルブ１２，制御バルブ１３と、 ・エッチング室１内を所定圧力に制御するための制御装
置１５およびエッチング室１の側壁２に接続した圧力計
８と、 ・エッチング室１内に放電を発生させるための高周波電
源６，整合回路５，エッチング室１内に対向して配置し
た上部電極３と下部電極４と、 ・ＡＤ／ＩＯボ−ド１６，証明計１７と、から構成され
ている。なお、図４中の７はウェハを示す。
【００２５】この第１の実施形態に係るドライエッチン
グ装置(エッチング室１)について、図１を参照して更に
詳細に説明する。エッチング室１内に上部電極３，下部
電極４を対向して配置し、上部電極３は接地し、下部電
極４は、整合回路５を介して、高周波電源６に接続され
ている。この高周波電源６から出力される高周波電力
を、整合回路５によりインピーダンス整合してエッチン
グ室１内にプラズマを形成する。
グ装置(エッチング室１)について、図１を参照して更に
詳細に説明する。エッチング室１内に上部電極３，下部
電極４を対向して配置し、上部電極３は接地し、下部電
極４は、整合回路５を介して、高周波電源６に接続され
ている。この高周波電源６から出力される高周波電力
を、整合回路５によりインピーダンス整合してエッチン
グ室１内にプラズマを形成する。
【００２６】具体的には、上部電極３と下部電極４は、
表面をアルマイト処理した数10μｍ厚のアルミニュウム
合金からなる。また、下部電極４は、ウェハ７の保持機
能を有している。高周波電源６は、“13.56ＭＨｚ”の
高周波電力を出力し、整合回路５は、高周波電源６の負
荷側のインピーダンスが“50Ω”になるように、インピ
ーダンスを整合する。
表面をアルマイト処理した数10μｍ厚のアルミニュウム
合金からなる。また、下部電極４は、ウェハ７の保持機
能を有している。高周波電源６は、“13.56ＭＨｚ”の
高周波電力を出力し、整合回路５は、高周波電源６の負
荷側のインピーダンスが“50Ω”になるように、インピ
ーダンスを整合する。
【００２７】一方、処理ガス供給源(図示せず)からの処
理ガス供給管は、「第１のバルブ９及び第２のバルブ１
０を有する流量制御器１１」を介して、エッチング室１
の側壁２に接続されており、そして、この第１のバルブ
９及び第２のバルブ１０を開けて、エッチング室１内に
所定の処理ガスを供給する。
理ガス供給管は、「第１のバルブ９及び第２のバルブ１
０を有する流量制御器１１」を介して、エッチング室１
の側壁２に接続されており、そして、この第１のバルブ
９及び第２のバルブ１０を開けて、エッチング室１内に
所定の処理ガスを供給する。
【００２８】具体的には、第１のバルブ９及び第２のバ
ルブ１０は、ダイヤフラム式エアー駆動のバルブであ
り、流量制御器１１は、ピエゾバルブ制御方式により、
通過する処理ガスの流量を所定流量に制御するマスフロ
ーコントローラーである。
ルブ１０は、ダイヤフラム式エアー駆動のバルブであ
り、流量制御器１１は、ピエゾバルブ制御方式により、
通過する処理ガスの流量を所定流量に制御するマスフロ
ーコントローラーである。
【００２９】真空ポンプ１４は、制御バルブ１３及び第
３のバルブ１２を介して、エッチング室１の側壁２に接
続されており、エッチング室１を真空排気する。
３のバルブ１２を介して、エッチング室１の側壁２に接
続されており、エッチング室１を真空排気する。
【００３０】制御装置１５は、エッチング室１の側壁２
に設けた圧力計８の出力信号線、同じくエッチング室１
の側壁２に設けた照度計１７の出力信号線、および、前
記制御バルブ１３への出力信号線と、ＡＤ／ＩＯボード
１６を介して、接続されている。そして、制御装置１５
は、圧力計８と照度計１７とからの出力信号を受けて、
制御バルブ１３のオリフィス開度を制御する信号を出力
するように構成されている。つまり、制御装置１５は、
圧力計８と照度計１７とからの入力信号に応答して、制
御バルブ１３のオリフィス開度制御信号を出力すること
により、エッチング室１の圧力を所要の圧力に制御す
る。
に設けた圧力計８の出力信号線、同じくエッチング室１
の側壁２に設けた照度計１７の出力信号線、および、前
記制御バルブ１３への出力信号線と、ＡＤ／ＩＯボード
１６を介して、接続されている。そして、制御装置１５
は、圧力計８と照度計１７とからの出力信号を受けて、
制御バルブ１３のオリフィス開度を制御する信号を出力
するように構成されている。つまり、制御装置１５は、
圧力計８と照度計１７とからの入力信号に応答して、制
御バルブ１３のオリフィス開度制御信号を出力すること
により、エッチング室１の圧力を所要の圧力に制御す
る。
【００３１】具体的には、圧力計８は、キャパシタンス
マノメーターであり、一方、真空ポンプ１４は、ターボ
分子ポンプを用いる。制御バルブ１３は、排気ガス流路
のオリフィスを変化させるバタフライ式のバルブであ
る。また、第３のバルブ１２は、チャンバー室１の解放
時などにおいて、真空ポンプ１４に負荷をかけないため
の保護バルブである。
マノメーターであり、一方、真空ポンプ１４は、ターボ
分子ポンプを用いる。制御バルブ１３は、排気ガス流路
のオリフィスを変化させるバタフライ式のバルブであ
る。また、第３のバルブ１２は、チャンバー室１の解放
時などにおいて、真空ポンプ１４に負荷をかけないため
の保護バルブである。
【００３２】次に、上記第１の実施形態に係るドライエ
ッチング装置を用いてドライエッチングする方法(第１
の実施形態に係るドライエッチング方法)について、図
２および前掲の図１を参照して説明する。なお、図２
は、図１に示した第１の実施形態に係るドライエッチン
グ装置の動作(ドライエッチング方法)を示すフロ−チャ
−トである。
ッチング装置を用いてドライエッチングする方法(第１
の実施形態に係るドライエッチング方法)について、図
２および前掲の図１を参照して説明する。なお、図２
は、図１に示した第１の実施形態に係るドライエッチン
グ装置の動作(ドライエッチング方法)を示すフロ−チャ
−トである。
【００３３】ここで、第１の実施形態に係るドライエッ
チング装置(図１に示すドライエッチング室１)として、
半導体製造工程のうち、ゲート電極形成工程に用いられ
る「ボリシリドライエッチング装置」である場合を例に
挙げ、以下、特に［例えば………］として、具体的に説
明する。
チング装置(図１に示すドライエッチング室１)として、
半導体製造工程のうち、ゲート電極形成工程に用いられ
る「ボリシリドライエッチング装置」である場合を例に
挙げ、以下、特に［例えば………］として、具体的に説
明する。
【００３４】まず、エッチング室１内の下部電極４上に
ウェハ７を載置する(→ステップ200)。次に、制御バル
ブ１３と第３のバルブ１２を開き(→ステップ201)、真
空ポンプ１４を作動させて、エッチング室１内を真空排
気する(→ステップ202)。そして、エッチング室１の圧
力が所定の圧力［例えば10mTorr］に達したら(→ステッ
プ203)、第１のバルブ９と第２のバルブ１０を開け(→
ステップ204)、流量制御器１１を制御して、処理ガス供
給源からエッチング室１内に所定の流量処理ガス［例え
ば100SCCMの塩素，酸素の混合ガス］を供給する(→ステ
ップ205)。
ウェハ７を載置する(→ステップ200)。次に、制御バル
ブ１３と第３のバルブ１２を開き(→ステップ201)、真
空ポンプ１４を作動させて、エッチング室１内を真空排
気する(→ステップ202)。そして、エッチング室１の圧
力が所定の圧力［例えば10mTorr］に達したら(→ステッ
プ203)、第１のバルブ９と第２のバルブ１０を開け(→
ステップ204)、流量制御器１１を制御して、処理ガス供
給源からエッチング室１内に所定の流量処理ガス［例え
ば100SCCMの塩素，酸素の混合ガス］を供給する(→ステ
ップ205)。
【００３５】制御装置１５は、エッチング室１内の圧力
を圧力計８により検知し、制御バルブ１３の開度を変え
て、所定の圧力より若干高い圧力に制御する(→ステッ
プ206)。［例えば、ステップ205におけるエッチング室
１内の圧力を、ウェハエッチング圧力である5mTorrより
若干高い10mTorrに制御する］。
を圧力計８により検知し、制御バルブ１３の開度を変え
て、所定の圧力より若干高い圧力に制御する(→ステッ
プ206)。［例えば、ステップ205におけるエッチング室
１内の圧力を、ウェハエッチング圧力である5mTorrより
若干高い10mTorrに制御する］。
【００３６】次に、高周波電源６より出力された高周波
電力［例えば400Wの高周波電力］を、整合回路５により
インピーダンス整合しながら、下部電極４に印加し(→
ステップ207)、プラズマを生成する(→ステップ208)。
高周波電力を下部電極４に印加したと同時に、照度計１
７にてプラズマ光を所定の時間［例えば５秒間］モニタ
ーする(→ステップ209)。所定時間内［例えば５秒以
内］に照度計１７がプラズマ光を検知したら(→ステッ
プ210)、ＡＤ／ＩＯボードを経由して、制御装置１５に
プラズマ検知器信号を入力する(→ステップ211)。
電力［例えば400Wの高周波電力］を、整合回路５により
インピーダンス整合しながら、下部電極４に印加し(→
ステップ207)、プラズマを生成する(→ステップ208)。
高周波電力を下部電極４に印加したと同時に、照度計１
７にてプラズマ光を所定の時間［例えば５秒間］モニタ
ーする(→ステップ209)。所定時間内［例えば５秒以
内］に照度計１７がプラズマ光を検知したら(→ステッ
プ210)、ＡＤ／ＩＯボードを経由して、制御装置１５に
プラズマ検知器信号を入力する(→ステップ211)。
【００３７】このプラズマ検知器信号に応答して、制御
装置１５は、制御バルブ１３の開度を変えて、エッチン
グ室１内を所定の圧力［例えば5mTorr］まで下げて制御
する(→ステップ212)。これにより、安定したプラズマ
が生成され、安定した所要のエッチング処理が始まる
(→ステップ213)。［この状態でウェハ７のエッチング
処理を進行させて、再現性のあるゲート電極のエッチン
グ処理が実現できる。］
装置１５は、制御バルブ１３の開度を変えて、エッチン
グ室１内を所定の圧力［例えば5mTorr］まで下げて制御
する(→ステップ212)。これにより、安定したプラズマ
が生成され、安定した所要のエッチング処理が始まる
(→ステップ213)。［この状態でウェハ７のエッチング
処理を進行させて、再現性のあるゲート電極のエッチン
グ処理が実現できる。］
【００３８】一方、所定時間内［例えば５秒以内］に、
照度計１７がプラズマ光を検知できなければ(→ステッ
プ214)、下部電極４への高周波電力の供給を停止し(→
ステップ215)、制御装置１５は警報を出す(→ステップ2
16)。
照度計１７がプラズマ光を検知できなければ(→ステッ
プ214)、下部電極４への高周波電力の供給を停止し(→
ステップ215)、制御装置１５は警報を出す(→ステップ2
16)。
【００３９】以上、詳記した第１の実施形態では、放電
しやすい圧力状態で放電を開始するため、確実にプラズ
マを生成させることができる。また、プラズマ形成状態
を照度計１７により検知した後に、短時間で所要の低圧
力に変更制御するため、放電しやすい圧力状態で放電開
始したことによるエッチング性能への悪影響がない。
しやすい圧力状態で放電を開始するため、確実にプラズ
マを生成させることができる。また、プラズマ形成状態
を照度計１７により検知した後に、短時間で所要の低圧
力に変更制御するため、放電しやすい圧力状態で放電開
始したことによるエッチング性能への悪影響がない。
【００４０】更に、何らかの原因により所定時間内にプ
ラズマ着火を検知できなければ、高周波電源６からの供
給を停止して警報を出すため、ウェハの異常なエッチン
グ処理を防止することができるという効果が生じる。
ラズマ着火を検知できなければ、高周波電源６からの供
給を停止して警報を出すため、ウェハの異常なエッチン
グ処理を防止することができるという効果が生じる。
【００４１】前記第１の実施形態に係るドライエッチン
グ方法において、［例えば………］として説明した“ゲ
ート電極形成工程でのドライエッチング方法”では、特
に、確実に放電開始可能である圧力“10mTorr”でプラ
ズマを着火させ、このプラズマ着火を確認した後に、エ
ッチング処理に使用したい圧力“5mTorr”にエッチング
室１内の圧力を制御することができる。
グ方法において、［例えば………］として説明した“ゲ
ート電極形成工程でのドライエッチング方法”では、特
に、確実に放電開始可能である圧力“10mTorr”でプラ
ズマを着火させ、このプラズマ着火を確認した後に、エ
ッチング処理に使用したい圧力“5mTorr”にエッチング
室１内の圧力を制御することができる。
【００４２】これにより、従来の技術では使えなかった
圧力“5mTorr”での安定したエッチング処理を実現する
ことができ、所要の垂直エッチング形状が得られる効果
が生じる。また、放電開始時および放電中の“プラズマ
消え”を検知することができ、不良のエッチング処理を
未然に防止できるという利点も有する。
圧力“5mTorr”での安定したエッチング処理を実現する
ことができ、所要の垂直エッチング形状が得られる効果
が生じる。また、放電開始時および放電中の“プラズマ
消え”を検知することができ、不良のエッチング処理を
未然に防止できるという利点も有する。
【００４３】（第２の実施形態）図３は、本発明に係る
装置の第２の実施形態を示すドライエッチング装置(ド
ライエッチング室)の構成図である。図３に示す第２の
実施形態に係るエッチング室３０では、プラズマ着火検
知手段が“発光分光機１８”であること以外は、前記第
１の実施形態と同じである。つまり、前記第１の実施形
態では、プラズマ着火検知手段として、証明計１７(前
掲の図１参照)を用いたが、本第２の実施形態では、発
光分光機１８を用いた点で相違する。［この点を除い
て、前記第１の実施形態とその動作(ドライエッチング
方法)を含めて同じであるので、その説明を省略す
る。］
装置の第２の実施形態を示すドライエッチング装置(ド
ライエッチング室)の構成図である。図３に示す第２の
実施形態に係るエッチング室３０では、プラズマ着火検
知手段が“発光分光機１８”であること以外は、前記第
１の実施形態と同じである。つまり、前記第１の実施形
態では、プラズマ着火検知手段として、証明計１７(前
掲の図１参照)を用いたが、本第２の実施形態では、発
光分光機１８を用いた点で相違する。［この点を除い
て、前記第１の実施形態とその動作(ドライエッチング
方法)を含めて同じであるので、その説明を省略す
る。］
【００４４】一般に、ドライエッチング装置には、エッ
チング終点検出用として発光分光器１８を具備している
が、この第２の実施形態では、これをプラズマ着火検知
用としても使用したものである。つまり、発光分光器１
８を“エッチング処理の終点検出”と“プラズマ着火検
知”とを兼ねさせたものである。
チング終点検出用として発光分光器１８を具備している
が、この第２の実施形態では、これをプラズマ着火検知
用としても使用したものである。つまり、発光分光器１
８を“エッチング処理の終点検出”と“プラズマ着火検
知”とを兼ねさせたものである。
【００４５】第２の実施形態では、前記第１の実施形態
で奏する効果に加えて、プラズマ着火検知手段を新たに
設けなくてもよいという利点を有する。
で奏する効果に加えて、プラズマ着火検知手段を新たに
設けなくてもよいという利点を有する。
【００４６】
【発明の効果】本発明に係るドライエッチング方法及び
その装置は、以上詳記したように、所要のエッチング処
理圧力より若干高い圧力で確実にプラズマを着火させ、
放電確認手段に応答して所要のエッチング処理圧力まで
下げてエッチング処理を行うこと、つまり、エッチング
室が低圧力領域(10mTorr以下)であるエッチングにおい
て、低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、こ
のプラズマ光を検知した後に、所定の圧力まで下げる手
段を有することを特徴とし、これにより、低圧力領域に
おける“プラズマ着火性及び安定性”を確保することが
でき、所要の垂直エッチング形状で、しかも、再現性に
優れたウェハのエッチング処理を確実に実現できるとい
う効果が生じる。
その装置は、以上詳記したように、所要のエッチング処
理圧力より若干高い圧力で確実にプラズマを着火させ、
放電確認手段に応答して所要のエッチング処理圧力まで
下げてエッチング処理を行うこと、つまり、エッチング
室が低圧力領域(10mTorr以下)であるエッチングにおい
て、低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、こ
のプラズマ光を検知した後に、所定の圧力まで下げる手
段を有することを特徴とし、これにより、低圧力領域に
おける“プラズマ着火性及び安定性”を確保することが
でき、所要の垂直エッチング形状で、しかも、再現性に
優れたウェハのエッチング処理を確実に実現できるとい
う効果が生じる。
【００４７】また、本発明に係るドライエッチング方法
及びその装置は、放電検知(確認)手段を設け、更に、こ
の放電検知(確認)手段が一定時間経過しても応答しない
場合に発生する警報信号発生手段を設けることを特徴と
し、これにより、無放電下や不安定な放電下でのウェハ
のエッチング処理を未然に防止することができるという
効果が生じる。
及びその装置は、放電検知(確認)手段を設け、更に、こ
の放電検知(確認)手段が一定時間経過しても応答しない
場合に発生する警報信号発生手段を設けることを特徴と
し、これにより、無放電下や不安定な放電下でのウェハ
のエッチング処理を未然に防止することができるという
効果が生じる。
【図１】本発明に係る装置の第１の実施形態を示すドラ
イエッチング装置(ドライエッチング室)の構成図であ
る。
イエッチング装置(ドライエッチング室)の構成図であ
る。
【図２】図１に示した第１の実施形態に係るドライエッ
チング装置の動作(第１の実施形態に係るドライエッチ
ング方法)を示すフロ−チャ−トである。
チング装置の動作(第１の実施形態に係るドライエッチ
ング方法)を示すフロ−チャ−トである。
【図３】本発明に係る装置の第２の実施形態を示すドラ
イエッチング装置(ドライエッチング室)の構成図であ
る。
イエッチング装置(ドライエッチング室)の構成図であ
る。
【図４】従来のドライエッチング装置(ドライエッチン
グ室)を示す構成図である。
グ室)を示す構成図である。
【図５】図４に示したドライエッチング装置の動作(従
来のドライエッチング方法)を示すフロ−チャ−トであ
る。
来のドライエッチング方法)を示すフロ−チャ−トであ
る。
１，３０，４０ エッチング室 ２ 側壁 ３ 上部電極 ４ 下部電極 ５ 整合回路 ６ 高周波電源 ７ ウェハ ８ 圧力計 ９ 第１のバルブ １０ 第２のバルブ １１ 流量制御器 １２ 第３のバルブ １３ 制御バルブ １４ 真空ポンプ １５ 制御装置 １６ ＡＤ／ＩＯボ−ド １７ 照度計 １８ 発光分光器
Claims (8)
- 【請求項１】 低圧力領域でのエッチング処理が要求さ
れるウェハを処理するドライエッチング方法において、
所要の低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、
放電確認手段に応答して所要の低圧力に制御し、前記ウ
ェハのエッチング処理を行うことを特徴とするドライエ
ッチング方法。 - 【請求項２】 低圧力領域でのエッチング処理が要求さ
れるウェハを処理するドライエッチング方法において、
所要の低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させ、
一定時間経過しても放電確認手段が応答しないとき、警
報を発することを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項３】 前記放電確認手段が、エッチング室内の
側壁に設けた照度計で確認することを特徴とする請求項
１又は２に記載のドライエッチング方法。 - 【請求項４】 前記放電確認手段が、エッチング処理の
終点検出用の発光分光器で確認することを特徴とする請
求項１または２に記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】 低圧力領域でのエッチング処理が要求さ
れるウェハを処理するドライエッチング装置において、
所要の低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させる
ための圧力制御手段と、プラズマ着火を確認するための
放電確認手段と、該放電確認手段に応答して所要の低圧
力に制御するための圧力制御手段とを具備することを特
徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項６】 低圧力領域でのエッチング処理が要求さ
れるウェハを処理するドライエッチング装置において、
所要の低圧力より若干高い圧力でプラズマを着火させる
ための圧力制御手段と、プラズマ着火を確認するための
放電確認手段と、放電確認手段に応答して所要の低圧力
に制御するための圧力制御手段とを備え、かつ、放電確
認手段が一定時間経過しても応答しない場合に発生する
警報信号発生手段を具備することを特徴とするドライエ
ッチング装置。 - 【請求項７】 前記放電確認手段が、エッチング室内の
側壁に設けた照度計であることを特徴とする請求項５ま
たは６に記載のドライエッチング装置。 - 【請求項８】 前記放電確認手段が、エッチング処理の
終点検出用の発光分光器によることを特徴とする請求項
５又は６に記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229008A JPH1161456A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ドライエッチング方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229008A JPH1161456A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ドライエッチング方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1161456A true JPH1161456A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16885320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9229008A Pending JPH1161456A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ドライエッチング方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1161456A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6624582B2 (en) | 2000-03-16 | 2003-09-23 | Nec Electronics Corporation | Method of an apparatus for performing circuit-processing, method of and apparatus for controlling the motion of the circuit-processing performance apparatus, and information storage medium |
| JP2007027661A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法 |
| JP2007294279A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| CN102084473A (zh) * | 2008-07-07 | 2011-06-01 | 朗姆研究公司 | 用于检测等离子处理室中激发步骤的电容耦合静电(cce)探针装置及其方法 |
| JP2012079877A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US20130025789A1 (en) * | 2001-06-15 | 2013-01-31 | Tokyo Electron Limited | Dry-etching method |
| JP2015154025A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びその運転方法 |
| CN111863591A (zh) * | 2019-04-28 | 2020-10-30 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种预清洗方法 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP9229008A patent/JPH1161456A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6624582B2 (en) | 2000-03-16 | 2003-09-23 | Nec Electronics Corporation | Method of an apparatus for performing circuit-processing, method of and apparatus for controlling the motion of the circuit-processing performance apparatus, and information storage medium |
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| JP2011527521A (ja) * | 2008-07-07 | 2011-10-27 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理チャンバ内のストライクステップを検出するための容量結合静電（ｃｃｅ）プローブ構成、それに関連する方法、及び、その方法を実行するコードを格納するプログラム格納媒体 |
| CN104320899A (zh) * | 2008-07-07 | 2015-01-28 | 朗姆研究公司 | 用于检测等离子处理室中激发步骤的电容耦合静电(cce)探针装置及其方法 |
| JP2012079877A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP2015154025A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びその運転方法 |
| CN111863591A (zh) * | 2019-04-28 | 2020-10-30 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种预清洗方法 |
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