JPS58218121A - シリコンのドライエツチングモニタリング方法 - Google Patents

シリコンのドライエツチングモニタリング方法

Info

Publication number
JPS58218121A
JPS58218121A JP57100415A JP10041582A JPS58218121A JP S58218121 A JPS58218121 A JP S58218121A JP 57100415 A JP57100415 A JP 57100415A JP 10041582 A JP10041582 A JP 10041582A JP S58218121 A JPS58218121 A JP S58218121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
etching
dry etching
monitoring
wavelength
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
Application number
JP57100415A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Tsukada
勉 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
Anelva Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Anelva Corp, Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
Priority to JP57100415A priority Critical patent/JPS58218121A/ja
Priority to US06/502,461 priority patent/US4430151A/en
Publication of JPS58218121A publication Critical patent/JPS58218121A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • 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)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 のドライエッチング法によるシリコンのエッチン］・ グ進行状態及び終点の検出を”するためのモニタリング
方法に関するものである：′．。
近年，半導体技術における集積回路技術は集積度を高め
る技術の進歩に伴って微細加工技術の進歩は目覚ましい
発展状況にあり，プラズマによるドライエツチング加工
技術もＩＣ．ＬＳＩ及び超ＬＳＩ製造に欠かせぬ技術の
一つである。
多結晶シリコンを用いたＭＯＳ集積回路などでは。
ダート自体がマスクとなるため，　Ａｔグー）　ＭＯＳ
のように製造グロセス上必要なマスクアライナのマスク
合わせ精度が不要となシ，起ＬＳＩ化の技術の流れの中
では主流となっている。
従来，多結晶シリコンをプラズマエッチンクニよシフッ
素系ガスを導入してエツチングする場合。
等方的エッチングが進行するためエツチング加工精度の
点で問題があり，斯る問題を解決し異方性エツチングを
行う方法の一つとして，例えば特公昭５６−３７３０６
号公報「エツチング方法」に記載されている反応性イオ
ンエツチングにより塩素を含むエラチン〉ガスを用いて
，シリコンをエツチングする方法がある。このようなド
ライエッチし フグ法による問題点にエツチング速度の再現性の・、：
、： 不安定がある。この要因には，電極に印加する高電圧に
よって発生する電極内の電界分布の不均一性，被エツチ
ング試料の表面温度の変動，被エツチング試料枚数及び
被エツチング面積の変化などが考えられる。その結果エ
ツチング速度にバラツキが生じるため，エツチングの進
行と終了をモニタリングできる方法が必要である。特に
ドライエツチングの場合は，レノスト開口部のエツチン
グが完了すると，プラズマ中の活性種濃度が急増し。
サイドエツチングが急激に促進され，それに伴うアンダ
カソティングは・やターン寸法の制御性を著しく　７３
うため，エツチングの終了点の検出は実用上きわめて必
須の条件である。
しかし、現時点では反応性イオンエツチングにより塩素
を含むエツチングガスを用いた場合，多結晶シリコンエ
ツチングの終了点検出に関して最適な方法は発見されて
おらず，従来，製造現場では被エツチング試料の品種と
−とに異なるエッチング面積，処理枚数に対し，その度
ごとに時間の設定を行いエツチングの終了を推定してい
だが，高精度且つ微細加工を要求する超ＬＳＩプロセス
へ移行している現在，エツチングの終了判定は極めて重
要な解決すべき問題になっている。
本発明の目的は，上記従来技術の問題点を解決し，シリ
コンのドライエツチングの進行と終了を精度よく，且つ
容易にモニタリングする方法を提供することにある。
本発明によれば，グロー放電グラズマ雰囲気中に発生し
たイオンやラジカルによって生じるＣＣｔあるいはＯＨ
の発光スにクトル強度を監視することを特徴とするシリ
コンのドライエツチング方法が得られる。
上記監視するＣＣｔあるいはＯＨの発光スペクトル強度
のピーク波長が３　０　７　ｎｍ付近であＪ，７’ラズ
マ雰囲気中でこれらの波長の発光強度を周知の発光分光
分析計により，測定し監視することを本発明の特徴とし
ている。
、　以下に本発明に至った経過を詳細に説明する。
従来からｃｃｔ４系ガスを用いて発光分光分析法により
終点検出をする試みがなされたが，波長が２８８、１ｎ
ｍや２５２．８ｎｍのＳｉの発光スペクトル線や，波長
が２　４　５　、ｎｍ付近のＳｉＣｔの発光スペクトル
線は，　ｃｃｔ４自身の発光スペクトル線に妨害され。
検出するのが難かしいばかりでなく，エツチング前後の
発光スペクトル強度変化を正確に検出することもできな
かった。ところが本発明の発明者等は、　ｃｃｔ４系ガ
スプラズマ雰囲気中で、波長が３０７ｎｍ近辺のＣＣ１
発光発光スペクトル波りトルが。
Ｓｉのドライエツチング中にわずかに減少することを発
見した。さらに波長が３９６　ｎｍ近辺の発光スペクト
ル強度はＣＣｔ４系がスグラズマからの他の発光スにク
トル強度にほとんど影響を受けないことも発見した。
上記ＣＣｔ発光スペクトル強度のわずかな減少について
は、　ＣＣｔ４はプラズマ雰囲気中で分解し。
ＣＣｔ等を生成する。生成しだＣＣｔはＳｉのドライエ
ツチング中に下記の化学反応を生じる。
４　ｃｃｚ　＋　Ｓｉ　−＋５ｔｃｚ４　＋　４にのた
め２反応容器中のＣＣｔ濃度が低下し、同時にＣＣｔの
発光スペクトル強度カニ−減少するものと考□、□ えられる。　　　　　　　　　　１１ また。　ｃｃｔ４系ガスを用いた多結晶シリコンのドラ
イエツチングにおいて、波長が３０７　ｎｍ近辺のＯＨ
発光ス波クりルのスにクトルが、エツチング中にわずか
に減少することも本発明の発明者等によって発見された
。
上記ＯＨ発光ス波クりル強度のわずかな減少については
、化学吸着したＣｔがプラズマからの輻射によりＳｉと
反応してＳ　ｔｃｚ４が形成され２反応容器中に残留ガ
スとして存在しているＨ２Ｏと下記の反応を生じる。
５ｉＣｔ４　＋　Ｈ２０→Ｓ　ｉ０２　＋　ＨＣｌ従っ
て２反応容器中に残存するＨ２Ｏの分圧が低下し、この
だめ、　ＯＨの発光スペクトル強度が減少するものと考
えられる。
従って、多結晶シリコンのドライエツチングの進行中は
、波長が３０７　ｎｍ近辺の連続スペクトルのＣＣ６あ
るいはＯＨの発光スペクトル強度が減少し。
エソ、チングが終ｆすると増大する。以上述べたところ
から明らか−ｒｌように２本発明のドライエツチングモ
ニタリング萌法によりドライエツチングを行えば、下地
へのオーバーエツチングが無視でき正確にエツチングの
進行及び終了を判定できる。
以下図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する
。
図はりアクティブドライエツチング装置に反応ガス（四
塩化炭素、ヘリウム、酸素の混合ガス）をＯ，ｌ　Ｔｏ
ｒｒの圧力で導入させた時のポリシリコンのドライエツ
チングによる発光ス被りトルの経時変化の一例を示すグ
ラフである。尚この際、一方の波長を３０５ｎｍ、他方
の波長を３９６　ｎｍとし。
両者の発光スペクトル強度を測定し、その差の時間変化
を示したものである。又、ポリシリコンとして、多結晶
シリコン膜あるいはＰ　、　Ｂ　、　Ａｓ等をドーグし
だドーグ多結晶シリコン膜を使用した。図では波長が３
０５　ｎｍの発光スペクトル強度をＢ。
波長が３９６　ｎｍ付近の発光スペクトル強度をＡとし
た時、Ａ−Ｂを出力として示している。
ポリシリコンのエツチング中に、波長が３０５ｎｍの発
光スにクトル強度Ｂは減少するのに対し。
波長が３９６　ｎｍの発光スペクトル強度Ａは、放電強
度によって定まるある一定の値を保つため２両者の差Ａ
−Ｂはポリシリコンのエツチング中のみ出力を増し、　
Ｓｔのエツチングの終了とともにポリシリコンのエツチ
ング開始直前の出力まで減少する。このため、ポリシリ
コンのエツチングの終点を明確に検出出来た。
なお、エツチングの進行及び終了を監視するために、上
記の実施例では２両者の差を用いているが１両者の差の
二乗もしくは両者の比等を用いてもよい。
以上の実施例は３０７　ｎｍ付近に約Ｉ　Ｑ　ｎｍの半
値幅を持つＣＣｔ又は、　ＯＨの発光ス波りトル強度の
減少を利用しているが、　ＣＣｔやＯＨの発光スペクト
ルは３０７　ｎｍ以外にも多数の発光ス波りトル帯を持
っておシ、それらもシリコンのエツチング中に同様な変
化をするだめ、実施例の波長に限定されることは無い。
又、検出する波長は一つの波長である必要はなく、Ｓｉ
のエツチング中にその変化が検出出来れば、ある波長の
幅を持っていても良いことはいうまでもない。
さらに、シリコンのエツチングに影響されない波長も３
９６　ｎｍに限定される必要は全く無くシリコンのエツ
チング中に発光強度の変化量が少ない波長領域であれば
なんでも良いことはいうまでもない。又、シリコンのエ
ツチングに用いたガスもＣＣｔ４を含んだガスに限定さ
れることがなく１例えばｃｃ４３ｐ　、　ｃｃｚ２ｐ２
等のＣｔを含むガスを用いたプラズマエツチングにも適
用出来ることはいうまでもない。
以上の説明で明らかなように１本発明によれば。
シリコンをドライエツチング加工する工程で。
ＣＣｔあるいはＯＨの発光スペクトル強度を監視するこ
とにより、シリコンのドライエツチングの進行と終了を
精度よく、且つ容易にモニタリングすることができる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明を用いたポリシリ、コンのドライエノ：゛ チングによる発光スペクトル強度の経時変化の−，１ 例を示すグラフである。　　５ ｇ　　　　　　　　図 侶 ハ 十 杓間（８）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　グロー放電プラズマ雰囲気中に発生したイオンやラ
    ジカルによってシリコンをドライエツチング加工する工
    程で、該プラズマ雰囲気中に生じるＣＣ４あるいはＯＨ
    の発光スペクトル強度を監視することを特徴とするシリ
    コンのドライエツチングモニタリング方法。 ２　上記監視するＣＣｔの発光ス被りトルの波長を３０
    ７　ｎｍ付近とする特許請求の範囲第１項記載のシリコ
    ンのドライエツチングモニタリング方法。 ３、　上記監視するＯＨの発光ス波りトルの波長を３０
    ７　ｎｍ付近とする特許請求の範囲第１項記載のシリコ
    ンのドライエツチングモニタリング方法。 ４、上記グロー放電により生ずるプラズマは塩素原子を
    有する化合物を含むガス、もしくは塩素原子を有する化
    合物を含むガスに不活性ガス、酸素、窒素のうち１つ以
    上を混合したガスであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項又は第３項記載のシリコンのドライ
    エツチングモニタリング方法。 ５、　上記塩素原子を有する化合物が四塩化炭素である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のシリコン
    のドライエツチングモニタリング方法０ ６　上記塩素原子を有する化合物が四塩化炭素であり、
    該化合物に混合したガスがヘリウムないしはヘリウムと
    酸素から成ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
    載の、シリコンのドライエツチングモニタリング方法。 ７　前記シリコンが、多結晶シリコン膜あるいはＰ、Ｂ
    、Ａｓ等をドーグしたドーグ多結晶シリコン膜である特
    許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項又
    は第５項又は第６項記載のシリコンのドライエツチング
    モニタリング方法。 ８　上記発光スペクトルの波長の一方を特許請求の範囲
    第１項又は第２項又は第３項記載の波長とし、他方の発
    光スペクトルの波長をエツチング中に殆ど影響の受けな
    い波長として、これら波長の発光スペクトル線度を同時
    に監視し１両者の差。 両者の差の二乗もしくは両者の比により、エツチングの
    進行及び終了を監視する特許請求の範囲第１項又は第２
    項又は第３項又は第４項又は第５項又は第６項又は第７
    項記載のシリコンのドライエツチングモニタリング方法
    。 ９、上記他方の発光ス梨りトルの波長を３９６　ｎｍの
    近傍とする特許請求の範囲第８項記載のシリコンのドラ
    イエツチングモニタリング方法。
JP57100415A 1982-06-11 1982-06-11 シリコンのドライエツチングモニタリング方法 Pending JPS58218121A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57100415A JPS58218121A (ja) 1982-06-11 1982-06-11 シリコンのドライエツチングモニタリング方法
US06/502,461 US4430151A (en) 1982-06-11 1983-06-09 Method of monitoring status of a silicon layer by detecting, emission spectra variable during etching

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57100415A JPS58218121A (ja) 1982-06-11 1982-06-11 シリコンのドライエツチングモニタリング方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58218121A true JPS58218121A (ja) 1983-12-19

Family

ID=14273345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57100415A Pending JPS58218121A (ja) 1982-06-11 1982-06-11 シリコンのドライエツチングモニタリング方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4430151A (ja)
JP (1) JPS58218121A (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533449A (en) * 1984-04-16 1985-08-06 The Perkin-Elmer Corporation Rapid surface figuring by selective deposition
US4680084A (en) * 1984-08-21 1987-07-14 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Interferometric methods and apparatus for device fabrication
US4655849A (en) * 1985-05-22 1987-04-07 Eaton Corporation Semiconductor processing technique for generating dangling surface bonds and growing epitaxial layer by excimer laser
JPS62224687A (ja) * 1986-03-25 1987-10-02 Anelva Corp エツチング方法
US4675072A (en) * 1986-06-25 1987-06-23 International Business Machines Corporation Trench etch endpoint detection by LIF
US4713140A (en) * 1987-03-02 1987-12-15 International Business Machines Corporation Laser luminescence monitor for material thickness
US4933060A (en) * 1987-03-02 1990-06-12 The Standard Oil Company Surface modification of fluoropolymers by reactive gas plasmas
US4799991A (en) * 1987-11-02 1989-01-24 Motorola, Inc. Process for preferentially etching polycrystalline silicon
JPH0610356B2 (ja) * 1988-02-18 1994-02-09 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法
US5045149A (en) * 1988-10-24 1991-09-03 Vlsi Technology, Inc. Method and apparatus for end point detection
US5087815A (en) * 1989-11-08 1992-02-11 Schultz J Albert High resolution mass spectrometry of recoiled ions for isotopic and trace elemental analysis
JPH0547717A (ja) * 1991-01-22 1993-02-26 Tokyo Electron Ltd プラズマ表面処理の終点検出方法及びプラズマ表面処理装置の状態監視方法
JP3157605B2 (ja) * 1992-04-28 2001-04-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US5308414A (en) * 1992-12-23 1994-05-03 International Business Machines Corporation Method and apparatus for optical emission end point detection in plasma etching processes
US5565114A (en) * 1993-03-04 1996-10-15 Tokyo Electron Limited Method and device for detecting the end point of plasma process
US5348614A (en) * 1993-06-22 1994-09-20 Lsi Logic Corporation Process for dynamic control of the concentration of one or more reactants in a plasma-enhanced process for formation of integrated circuit structures
US5571366A (en) * 1993-10-20 1996-11-05 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5733820A (en) * 1995-04-27 1998-03-31 Sharp Kabushiki Kaisha Dry etching method
US5985032A (en) * 1995-05-17 1999-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus
JP3766991B2 (ja) * 1995-10-20 2006-04-19 株式会社日立製作所 プラズマ処理の終点検出方法及び装置、並びに本検出方法及び装置を用いた半導体製造方法及び装置
DE19730644C1 (de) * 1997-07-17 1998-11-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Erkennen des Übergangs unterschiedlicher Materialien in Halbleiterstrukturen bei einer anisotropen Tiefenätzung
US6534007B1 (en) * 1997-08-01 2003-03-18 Applied Komatsu Technology, Inc. Method and apparatus for detecting the endpoint of a chamber cleaning
US6419801B1 (en) * 1998-04-23 2002-07-16 Sandia Corporation Method and apparatus for monitoring plasma processing operations
DE19904305A1 (de) * 1999-01-28 2000-08-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Strukturkörpern mittels selektivem Ätzen
US6261851B1 (en) 1999-09-30 2001-07-17 International Business Machines Corporation Optimization of CMP process by detecting of oxide/nitride interface using IR system
US6878214B2 (en) * 2002-01-24 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Process endpoint detection in processing chambers
US7295586B2 (en) * 2002-02-21 2007-11-13 Finisar Corporation Carbon doped GaAsSb suitable for use in tunnel junctions of long-wavelength VCSELs
JP5227245B2 (ja) * 2009-04-28 2013-07-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5625972A (en) * 1979-08-09 1981-03-12 Fujitsu Ltd Etching treatment by plasma
JPS56129325A (en) * 1980-03-14 1981-10-09 Fujitsu Ltd Dry etching

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5625972A (en) * 1979-08-09 1981-03-12 Fujitsu Ltd Etching treatment by plasma
JPS56129325A (en) * 1980-03-14 1981-10-09 Fujitsu Ltd Dry etching

Also Published As

Publication number Publication date
US4430151A (en) 1984-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS58218121A (ja) シリコンのドライエツチングモニタリング方法
KR100411318B1 (ko) 반도체 플라즈마 처리에 있어서의 종점 검출 방법
US5877032A (en) Process for device fabrication in which the plasma etch is controlled by monitoring optical emission
US5405488A (en) System and method for plasma etching endpoint detection
US6533953B2 (en) Etching methods, methods of removing portions of material, and methods of forming silicon nitride spacers
KR100476931B1 (ko) 시즈닝 레서피의 최적화 방법
JP2944802B2 (ja) ドライエッチング方法
US5261998A (en) Method for detecting an end point of etching in semiconductor manufacture using the emission spectrum of helium
KR100314953B1 (ko) 에칭방법
JP2906752B2 (ja) ドライエッチング方法
JP2977054B2 (ja) ドライエッチング方法
JP2913125B2 (ja) ドライエッチング方法
JPS62282435A (ja) エツチングの終点検出方法
JP3508856B2 (ja) エッチング方法
JPH0766173A (ja) プラズマ処理方法
JPH06275689A (ja) 半導体装置の評価方法および評価装置
Richter et al. Silicon dry etching in hydrogen iodide plasmas: surface diagnostics and technological applications
KR100842481B1 (ko) 시즈닝 레시피 방법
Miwa et al. In-situ quantification of deposition amount in a poly-Si etch chamber using optical emission spectroscopy of etching plasmas
JPS62208635A (ja) ドライエツチング終点検出方法
JPH01179326A (ja) プラズマ処理方法
McCluskey et al. Fluorine enhanced thermal nitridation of silicon
JPS6342124A (ja) 終点検出方法
JPS61248528A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01188685A (ja) ニオブ膜エッチング終点検出方法