JPS5819478A - エツチング量の制御方法 - Google Patents
エツチング量の制御方法Info
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- JPS5819478A JPS5819478A JP11760881A JP11760881A JPS5819478A JP S5819478 A JPS5819478 A JP S5819478A JP 11760881 A JP11760881 A JP 11760881A JP 11760881 A JP11760881 A JP 11760881A JP S5819478 A JPS5819478 A JP S5819478A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- time
- light
- plasma
- etched
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、低温プラズマを用いた薄膜などのドライエツ
チング工程中におけるエツチング量の制御方法の改良に
関するものである。
チング工程中におけるエツチング量の制御方法の改良に
関するものである。
従来、プラズマ放電等によって得られる低温プラズマを
用いた薄膜等のエツチング量は、単にそのプラズマ放電
の継続時間を調整するだけで制御されていたので、エツ
チング工程中に生じる自然酸化膜の厚みバラツキやエツ
チング工程の変化に対応できず、エツチング量の精度や
再現性が低いという問題があった。
用いた薄膜等のエツチング量は、単にそのプラズマ放電
の継続時間を調整するだけで制御されていたので、エツ
チング工程中に生じる自然酸化膜の厚みバラツキやエツ
チング工程の変化に対応できず、エツチング量の精度や
再現性が低いという問題があった。
第１図に示されたように、例えばフォＩ・レジスト材の
ようなマスク材１でマスキングされた下地基板２の上の
被エツチング薄膜３に対してドライエツチングを行なう
場合に、上述のような問題を解決するための一手段とし
てエツチング中の放電プラズマによる被エツチング物質
に特有な発光スペクトルの相対強度の時間変化中におけ
る平衡点を検出し、この平衡点がエツチングの終了点で
あるとみなしてエツチング工程を停止することが行。
ようなマスク材１でマスキングされた下地基板２の上の
被エツチング薄膜３に対してドライエツチングを行なう
場合に、上述のような問題を解決するための一手段とし
てエツチング中の放電プラズマによる被エツチング物質
に特有な発光スペクトルの相対強度の時間変化中におけ
る平衡点を検出し、この平衡点がエツチングの終了点で
あるとみなしてエツチング工程を停止することが行。
なわれていた。
このことを第２図に基づいて説明する。
第２図はアルミニウムのドライエツチングにおける放電
プラズマのアルミニウムに子３９４．４ ｎｍの発光ス
イクトル相対強度の時間変化を示した図である。一般に
放電開始後、相対強度一定のままある時間経過した後相
対強度が増加し始めた点でアルミニウムのエツチングが
始まシ、相対強度が一定に々る時点でエツチングが終了
したものとみなされている。すなわち、この方法では第
２図に示すように、時点Ａでエツチングが開始され、相
２乞 対強度が一定になυ始める時４． Ｂでエツチング終了
したと判断される。しかし、時点Ｂ以降において、再び
相対強度が増加し、まだエツチングが終了していないと
いう現象がしばしば生じる。これは、時点Ｂにおける平
衡点では本来のエツチングが終了したのではなく、時点
Ｃにおける平衡点で放電を停止させる必要がある。この
ため、第１の平衡点である時点Ｂから更にエツチング工
程を進めなければ本来のエツチング量が得られない。こ
の場合において、第２の平衡点である時点Ｃを正確に検
出することが困難なため、時点Ｃから時間ｔが超過した
時点りで放電を停止させているのが現状である。このた
め、正確なエツチング終点を、その時点において検出す
ることができず、下地の基板までエツチングしてしまい
、第１図に示されるようにオーバーエツチング４が発生
するという問題があった。
プラズマのアルミニウムに子３９４．４ ｎｍの発光ス
イクトル相対強度の時間変化を示した図である。一般に
放電開始後、相対強度一定のままある時間経過した後相
対強度が増加し始めた点でアルミニウムのエツチングが
始まシ、相対強度が一定に々る時点でエツチングが終了
したものとみなされている。すなわち、この方法では第
２図に示すように、時点Ａでエツチングが開始され、相
２乞 対強度が一定になυ始める時４． Ｂでエツチング終了
したと判断される。しかし、時点Ｂ以降において、再び
相対強度が増加し、まだエツチングが終了していないと
いう現象がしばしば生じる。これは、時点Ｂにおける平
衡点では本来のエツチングが終了したのではなく、時点
Ｃにおける平衡点で放電を停止させる必要がある。この
ため、第１の平衡点である時点Ｂから更にエツチング工
程を進めなければ本来のエツチング量が得られない。こ
の場合において、第２の平衡点である時点Ｃを正確に検
出することが困難なため、時点Ｃから時間ｔが超過した
時点りで放電を停止させているのが現状である。このた
め、正確なエツチング終点を、その時点において検出す
ることができず、下地の基板までエツチングしてしまい
、第１図に示されるようにオーバーエツチング４が発生
するという問題があった。
本発明の目的は、上述のような問題を解決するため、所
定のスペクＩ・ルの相対強度を時間に関して積分するこ
とによシ、エツチング量を正確に検知できるように構成
されたエツチング量の制御方法を提供することである。
定のスペクＩ・ルの相対強度を時間に関して積分するこ
とによシ、エツチング量を正確に検知できるように構成
されたエツチング量の制御方法を提供することである。
次に、本発明の構成を実施例に基づいて説明する。この
実施例においてゆ、アルミニウムのドライエツチングに
例を採って説明するが、特にこれに限定されるものでは
ない。
実施例においてゆ、アルミニウムのドライエツチングに
例を採って説明するが、特にこれに限定されるものでは
ない。
第３図は、ドライエツチング装置とエツチング量を検知
する相対積算発光量測定装置を示すものである。同図に
おいて、ドライエツチング装置５゜内の被エツチング試
料６をエツチング中の放電プラズマ７からの発光は装置
５に取り付けられた分光用石英ガラス窓８を通して分光
装置９に導入される。この分光装置９で被エツチング物
質に対応する波長光のみが分光される。この時の発光ス
ペクトルは、第４図に示されたよ−うに波長Ａ（３９４
，４ｎｍ ）および波長Ｂ （３９６，２ｎｍ ）でア
ルミニウム特有の発光スにクトルが見られる。この特有
の発光ス（りトルを分光装置９で分光し、光電変換装置
１０によって電気信号に変換した後、記録計１１に入力
され、その時間変化が記録される。これを示したものが
第５図である。第５図において、各時刻における発光ス
ペクトル相対強度から放電開始直後の相対強度■。を差
し引いた値を時間で積分した値が、相対積算発光量指示
計１２に指示される。この値は第５図における斜線を施
した部分の面積に比例する。
する相対積算発光量測定装置を示すものである。同図に
おいて、ドライエツチング装置５゜内の被エツチング試
料６をエツチング中の放電プラズマ７からの発光は装置
５に取り付けられた分光用石英ガラス窓８を通して分光
装置９に導入される。この分光装置９で被エツチング物
質に対応する波長光のみが分光される。この時の発光ス
ペクトルは、第４図に示されたよ−うに波長Ａ（３９４
，４ｎｍ ）および波長Ｂ （３９６，２ｎｍ ）でア
ルミニウム特有の発光スにクトルが見られる。この特有
の発光ス（りトルを分光装置９で分光し、光電変換装置
１０によって電気信号に変換した後、記録計１１に入力
され、その時間変化が記録される。これを示したものが
第５図である。第５図において、各時刻における発光ス
ペクトル相対強度から放電開始直後の相対強度■。を差
し引いた値を時間で積分した値が、相対積算発光量指示
計１２に指示される。この値は第５図における斜線を施
した部分の面積に比例する。
第６図は、被エツチング物質であるアルミニウムのエツ
チング重量と、アルミニウム原子の波長３９４．４ｎｍ
の相対積算発光量との関係を示す図であって、このとき
のエツチング条件は、下記の通りに設定した。
チング重量と、アルミニウム原子の波長３９４．４ｎｍ
の相対積算発光量との関係を示す図であって、このとき
のエツチング条件は、下記の通りに設定した。
反応ガス二四塩化炭素
真空度 ： ０．０８ Ｔｏｒｒ
高周波電カニ０．２３Ｗ／α２ （供給電力／電極面積
）なお、この例では、アルミニウム原子の発光スイクト
ルとして波長３９４．４ｎｍＯものを採用したが、第５
図に示されている他の波長での発光ス硬りトル、例えば
３９６．２ｎｍや他の波長領域で観測される３ ０８．
２ ｉｌｍ ＋ ３ ｆ３９．３ ｎｍさらにはＡｔ−
Ｃ１分子の２６１．４ｎｍにおける発光スにりｌ・ルを
採用しても同様の結果が得られる。
）なお、この例では、アルミニウム原子の発光スイクト
ルとして波長３９４．４ｎｍＯものを採用したが、第５
図に示されている他の波長での発光ス硬りトル、例えば
３９６．２ｎｍや他の波長領域で観測される３ ０８．
２ ｉｌｍ ＋ ３ ｆ３９．３ ｎｍさらにはＡｔ−
Ｃ１分子の２６１．４ｎｍにおける発光スにりｌ・ルを
採用しても同様の結果が得られる。
このように、予じめ適用されるエツチング条件でのアル
ミニウムのエツチング重量と、アルミニウム特有の発光
スペクトルの相対積算発光量との関係を求めておき、ア
ルミニウムの被エツチング表面積、エツチング深さ、密
度などからエツチングすべきアルミニウムの重量番計算
し、この重量に対応したドライエツチング中のアルミニ
ウム原子に特有な発光スペクトルの相対積算発光量を前
。
ミニウムのエツチング重量と、アルミニウム特有の発光
スペクトルの相対積算発光量との関係を求めておき、ア
ルミニウムの被エツチング表面積、エツチング深さ、密
度などからエツチングすべきアルミニウムの重量番計算
し、この重量に対応したドライエツチング中のアルミニ
ウム原子に特有な発光スペクトルの相対積算発光量を前
。
述の方法で検知し放電を停止することにより、アールミ
ニラムのエツチングを所望の量に制御できる。
ニラムのエツチングを所望の量に制御できる。
そして、第６図の関係を用いて半導体装置の製造におけ
るアルミニウム配線形成のためのアルミニウム膜ドライ
エツチング工程のエツチング終点の検出に適用したとこ
ろ、この被エツチング試料のエツチングすべきアルミニ
ウム膜の重量（被エツチング表面積×膜厚×密度）３６
１１１ｇに対して、第６図より相対積算発光量７．７５
のところでエツチング終点とみなし、放電を停止したと
ころ、配線部分以外にはアルミニウムの残渣はなく、ま
た配線間のショートも断線もないという良好な結果が得
られた。
るアルミニウム配線形成のためのアルミニウム膜ドライ
エツチング工程のエツチング終点の検出に適用したとこ
ろ、この被エツチング試料のエツチングすべきアルミニ
ウム膜の重量（被エツチング表面積×膜厚×密度）３６
１１１ｇに対して、第６図より相対積算発光量７．７５
のところでエツチング終点とみなし、放電を停止したと
ころ、配線部分以外にはアルミニウムの残渣はなく、ま
た配線間のショートも断線もないという良好な結果が得
られた。
上記実施例では被エツチング物質をアルミニウム、反応
ガスを四塩化炭素としたが、被エツチング物質に応じて
反応ガスを選択すれば、どのような被エツチング物質に
ついてもエツチング量を本方法を用いて制御できるのは
もちろんであり、例えば半導体装置の製造におけるフォ
トレジストアッシング、シリコンのエツチング、半導体
装置の製造以外における放電プラズマによるエツチング
を用いた表面処理などにも適用できる。
ガスを四塩化炭素としたが、被エツチング物質に応じて
反応ガスを選択すれば、どのような被エツチング物質に
ついてもエツチング量を本方法を用いて制御できるのは
もちろんであり、例えば半導体装置の製造におけるフォ
トレジストアッシング、シリコンのエツチング、半導体
装置の製造以外における放電プラズマによるエツチング
を用いた表面処理などにも適用できる。
上述したように本発明によれば、被エツチング物質のエ
ツチング量を正確に制御することが可能であり、正確な
エツチングの終点の検出ができ、例えば半導体装置の製
造におけるドライエツチング工程の歩留りの向上、信頼
性の向上、ドライエツチング装置の自動化推進などの効
果がある。
ツチング量を正確に制御することが可能であり、正確な
エツチングの終点の検出ができ、例えば半導体装置の製
造におけるドライエツチング工程の歩留りの向上、信頼
性の向上、ドライエツチング装置の自動化推進などの効
果がある。
第１図は、薄膜のエツチング工程を示す断面図、第２図
は、ドライエツチングにおける従来のエツチング終点を
説明するための図、第３図は、本発明を適用したドライ
エツチング装置の一実施例を示す図、第４図は、四塩化
炭素の放電プラズマ中でアルミニウムをエツチングした
場合の発光スペクＩ・ルを示す図、第５図は、本発明に
基づく相対積算発光量の一例を示す図、第６図は、アル
ミニウムのエツチング重量と、アルミニウムｉ子の３９
４、４ｎｍでの相対積算発光量との関係を示す図である
。 ５・・・ドライエツチング装置、６・・・被エツチング
試料、７・・・放電プラズマ、８・・・分光用石英ガラ
ス窓、９・・・分光装置、１０・・・光電変換装置、１
１・・・記録計、１２・・・相対積算発光量指示計。
は、ドライエツチングにおける従来のエツチング終点を
説明するための図、第３図は、本発明を適用したドライ
エツチング装置の一実施例を示す図、第４図は、四塩化
炭素の放電プラズマ中でアルミニウムをエツチングした
場合の発光スペクＩ・ルを示す図、第５図は、本発明に
基づく相対積算発光量の一例を示す図、第６図は、アル
ミニウムのエツチング重量と、アルミニウムｉ子の３９
４、４ｎｍでの相対積算発光量との関係を示す図である
。 ５・・・ドライエツチング装置、６・・・被エツチング
試料、７・・・放電プラズマ、８・・・分光用石英ガラ
ス窓、９・・・分光装置、１０・・・光電変換装置、１
１・・・記録計、１２・・・相対積算発光量指示計。
Claims (1)
- 低温プラズマを用いたエツチングにおいて、エツチング
中の放電プラズマの被エツチング物質に特有な発光スイ
クトルの相対積算発光量によシエッチング量を検知する
ことを特徴とするエツチング量の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11760881A JPS5819478A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | エツチング量の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11760881A JPS5819478A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | エツチング量の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819478A true JPS5819478A (ja) | 1983-02-04 |
Family
ID=14715971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11760881A Pending JPS5819478A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | エツチング量の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421927A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for judging end point of etching and usage thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5690976A (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-23 | Hitachi Ltd | Controlling method for dry etching |
-
1981
- 1981-07-29 JP JP11760881A patent/JPS5819478A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5690976A (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-23 | Hitachi Ltd | Controlling method for dry etching |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421927A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for judging end point of etching and usage thereof |
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