JPS5884431A - プラズマエツチング装置 - Google Patents
プラズマエツチング装置Info
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- JPS5884431A JPS5884431A JP18185981A JP18185981A JPS5884431A JP S5884431 A JPS5884431 A JP S5884431A JP 18185981 A JP18185981 A JP 18185981A JP 18185981 A JP18185981 A JP 18185981A JP S5884431 A JPS5884431 A JP S5884431A
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- discharge
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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)
- Drying Of Semiconductors (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v4は、プラズマエツチング装置、特にプラズマエ
ツチングによるドライエツチング装置に関するものであ
る。
ツチングによるドライエツチング装置に関するものであ
る。
半導体装置等の製造分野において、金属、半導体あるい
は絶縁物等の微細加工に用いられているドライエツチン
グ技術における一つの重要な要素はエツチング終了点の
検出である。所定の層がエツチング除去され終った時、
即ち、エツチング終了点にタイ電ングよくエツチング反
応を終了させることは、エツチングにより形成すべきパ
ターンの微細化に伴ない、又、製造工程の自動化の丸め
にも益々重要となっている。
は絶縁物等の微細加工に用いられているドライエツチン
グ技術における一つの重要な要素はエツチング終了点の
検出である。所定の層がエツチング除去され終った時、
即ち、エツチング終了点にタイ電ングよくエツチング反
応を終了させることは、エツチングにより形成すべきパ
ターンの微細化に伴ない、又、製造工程の自動化の丸め
にも益々重要となっている。
従来、ドライエツチングでのエツチング終了点の検出方
法として、エツチング部で形成される放電プラスiから
の発光スペクトルの変化を検出する方法が知られている
。仁の方法は、エツチングされるぺ趣試料その亀のがプ
ラズーvllc曝されているいわゆる平行平板型のプラ
ズマエツチング装置の場合に、第1図に示す如くエツチ
ング室11に設けられた窓12を通じて放電プラズマ1
3からの発光を検出機構14により検出測定することに
よシ行われてきえ。尚図において15はガス供給管、1
6は試料、17は排気管を示す。
法として、エツチング部で形成される放電プラスiから
の発光スペクトルの変化を検出する方法が知られている
。仁の方法は、エツチングされるぺ趣試料その亀のがプ
ラズーvllc曝されているいわゆる平行平板型のプラ
ズマエツチング装置の場合に、第1図に示す如くエツチ
ング室11に設けられた窓12を通じて放電プラズマ1
3からの発光を検出機構14により検出測定することに
よシ行われてきえ。尚図において15はガス供給管、1
6は試料、17は排気管を示す。
しかし、試料が放電プラズマに直接−されない方式、即
ち、活性基実生用の放電部とエツチング部とが配管によ
り結合されてはいるが一体とはなりていない方式や、所
謂エッチトンネル型と称して円筒飄真空槽の周囲でのみ
放電プラズマを発生させる方式がある。
ち、活性基実生用の放電部とエツチング部とが配管によ
り結合されてはいるが一体とはなりていない方式や、所
謂エッチトンネル型と称して円筒飄真空槽の周囲でのみ
放電プラズマを発生させる方式がある。
第2図は、藺者の方式のプラズマエツチング装置の一例
の断面略図を示したものである。図において22は放電
プラスi発生部、23は放電プラダ1発生のための電極
、24は高周波電源、25はガス供給口、26はエツチ
ング部、27は排気管である。
の断面略図を示したものである。図において22は放電
プラスi発生部、23は放電プラダ1発生のための電極
、24は高周波電源、25はガス供給口、26はエツチ
ング部、27は排気管である。
仁のような方式では放電部22は試料16よりもガスの
流れの上流の方に配置されるので、エツチングによって
生じた被エツチング材料の構成元素を含むガスが放電部
に拡散する割合は低く、又エツチングによるエツチング
部での活性基湯度の減少も放電部には殆ど伝わらず、従
って放電部での発光スペクトルに著しい変化が生じない
ため第1図に示すような発光スペクトル検出法は殆ど役
に立九なかった。
流れの上流の方に配置されるので、エツチングによって
生じた被エツチング材料の構成元素を含むガスが放電部
に拡散する割合は低く、又エツチングによるエツチング
部での活性基湯度の減少も放電部には殆ど伝わらず、従
って放電部での発光スペクトルに著しい変化が生じない
ため第1図に示すような発光スペクトル検出法は殆ど役
に立九なかった。
本発明の目的は、上述の如〈従来の放電発光スペクトル
検出法が適用困難であった方式のプラズマエツチング装
置に対しても放電発光スペクトルの検出を可能ならしめ
る新規なプラズマエツチング装置を提供するものである
。
検出法が適用困難であった方式のプラズマエツチング装
置に対しても放電発光スペクトルの検出を可能ならしめ
る新規なプラズマエツチング装置を提供するものである
。
本発明によ・るプラズマエツチング装置は、エツチング
作用を有する活性基を形成するためO第1の放電部と、
エツチング部と排気ポンプとの間に設けられ九第2の放
電部と、該第2の放電部で発生するプラズマからの放射
光の発光スペクトル強度を検出する機構とを具備するこ
とを特徴とするものである。
作用を有する活性基を形成するためO第1の放電部と、
エツチング部と排気ポンプとの間に設けられ九第2の放
電部と、該第2の放電部で発生するプラズマからの放射
光の発光スペクトル強度を検出する機構とを具備するこ
とを特徴とするものである。
以下本発明によるプラズマエツチング装置の実施例を図
を用いて詳細に説明する。第3図(1)は本発明による
プラズマエツチング装置の一実施例の断面略図である。
を用いて詳細に説明する。第3図(1)は本発明による
プラズマエツチング装置の一実施例の断面略図である。
即ち、第2図に示した従来のエツチングのための活性基
形成の丸めの第1の放電プラズマ発生部22とエツチン
グ部26とが分離されている装置の排気管部31に第2
の放電部32と、諌放電部32からの発光を検出する丸
めの検出機構33とを設けてあシ、かつ、第1の放電部
22で放電プラズマを発生せしめるための高周波電源2
4の出力は、該第2の放電部32からの発光スペクトル
検出機構33からの信号によ動制御される。又、第2の
放電部32からの放電プラズマ37がエツチング室内に
侵入するのを紡ぐ丸め金網状のシールド、[34を付加
しえものである。
形成の丸めの第1の放電プラズマ発生部22とエツチン
グ部26とが分離されている装置の排気管部31に第2
の放電部32と、諌放電部32からの発光を検出する丸
めの検出機構33とを設けてあシ、かつ、第1の放電部
22で放電プラズマを発生せしめるための高周波電源2
4の出力は、該第2の放電部32からの発光スペクトル
検出機構33からの信号によ動制御される。又、第2の
放電部32からの放電プラズマ37がエツチング室内に
侵入するのを紡ぐ丸め金網状のシールド、[34を付加
しえものである。
前記tgxo放電部32の詳細はj131EI(b)の
斜視図に示した如く、新たな高周波電源35に接続され
た1対の電極36が石英製排気管31麿の外側に接触し
ている。第2の放電部32において形成された放電プラ
ス−v37から放射される発光は電極36間から電極に
平行に横方向に取出され検出機構によ)検出される。・ 第3図(C)は、第2の放電部のもう一つの実施態様を
示したものである。本実施態様においては、放電プラズ
マ37を生せしめるための高周波電力の供給を石英製排
気管31鳳に巻きつけたコイル38による誘導結合によ
って行りたものである。
斜視図に示した如く、新たな高周波電源35に接続され
た1対の電極36が石英製排気管31麿の外側に接触し
ている。第2の放電部32において形成された放電プラ
ス−v37から放射される発光は電極36間から電極に
平行に横方向に取出され検出機構によ)検出される。・ 第3図(C)は、第2の放電部のもう一つの実施態様を
示したものである。本実施態様においては、放電プラズ
マ37を生せしめるための高周波電力の供給を石英製排
気管31鳳に巻きつけたコイル38による誘導結合によ
って行りたものである。
本構造においては、発光スペクトル検出機構33は、放
電部の石英排気管の軸方向に配置されているので放電領
域を長くすると検出機構に入射する発光強度が増加し感
度の向上に有効である。この様に広い領域で放電プラズ
マな生ぜしめる丸めに第3図(b)で示した様な容量結
合を用いてもよく、その場合は放電部の長さを持つ電極
を使用すればよい。
電部の石英排気管の軸方向に配置されているので放電領
域を長くすると検出機構に入射する発光強度が増加し感
度の向上に有効である。この様に広い領域で放電プラズ
マな生ぜしめる丸めに第3図(b)で示した様な容量結
合を用いてもよく、その場合は放電部の長さを持つ電極
を使用すればよい。
第4図は、本発明による装置を多結晶シリコン膜のエツ
チングに用いた場合の発光スペクトル強度変化の1例を
示したものである。エツチングガスとして四フッ化炭素
(CF4)K2−酸素(00を混合させ九ガスを用いた
。光学レンズ、干渉フィルター、シリコンフォトセル等
から構成される検出機構を用いて波長704 nff1
のスペクトル強度の時間変化41を示し九ものである。
チングに用いた場合の発光スペクトル強度変化の1例を
示したものである。エツチングガスとして四フッ化炭素
(CF4)K2−酸素(00を混合させ九ガスを用いた
。光学レンズ、干渉フィルター、シリコンフォトセル等
から構成される検出機構を用いて波長704 nff1
のスペクトル強度の時間変化41を示し九ものである。
波長704amの発光は四7ツ化炭素(CF4)がプラ
ズマによシ解離して形成されるフッ素(F)からの発光
である。
ズマによシ解離して形成されるフッ素(F)からの発光
である。
第1の放電部において形成されたフッ素は、エツチング
中においては多結晶シリプンと反応して四フッ化ケイ素
(SiFa)として消費されるので多結晶シリコン層の
エツチングが終了するとフッ素機度、従りてフッ素から
の発光(波長704 nm)が増加するはずである。第
4図の曲線41は、エツチング終了点teにおいて波長
704 urn O発光強度の著しい増加が観測されて
お夛、この予想通夛になっていることを示している。本
結果を用いて、エツチング終了点teに達した時に第1
の放電部への高周波電力の供給が自動的に停止される機
構を用いて再現性チェックゼ10ロットについて行い本
発明による装置が極めて有効であることを確認した。
中においては多結晶シリプンと反応して四フッ化ケイ素
(SiFa)として消費されるので多結晶シリコン層の
エツチングが終了するとフッ素機度、従りてフッ素から
の発光(波長704 nm)が増加するはずである。第
4図の曲線41は、エツチング終了点teにおいて波長
704 urn O発光強度の著しい増加が観測されて
お夛、この予想通夛になっていることを示している。本
結果を用いて、エツチング終了点teに達した時に第1
の放電部への高周波電力の供給が自動的に停止される機
構を用いて再現性チェックゼ10ロットについて行い本
発明による装置が極めて有効であることを確認した。
本実施例におりては、第2の放電部での放電プラズマ形
成のための電源を第1の放電部用のものと別個に設けた
が、第1の放電部用のものを共用してもよい。
成のための電源を第1の放電部用のものと別個に設けた
が、第1の放電部用のものを共用してもよい。
とのようなエツチング装置においては、エツチング部よ
りガスの流れの下流に発光スペクトル強度検出用の新な
放電部が設けられているので、放電を独立に制御するこ
とができエツチングによシ発生したガスを放電せしめ固
有の発光を効率よ〈生ぜしめ得るだけでなくエツチング
による活性基機度の減少も発光スペクトル炭化に敏感に
反映せしめ得る。
りガスの流れの下流に発光スペクトル強度検出用の新な
放電部が設けられているので、放電を独立に制御するこ
とができエツチングによシ発生したガスを放電せしめ固
有の発光を効率よ〈生ぜしめ得るだけでなくエツチング
による活性基機度の減少も発光スペクトル炭化に敏感に
反映せしめ得る。
更にこのようなエツチング装置においては、第20放電
部は試料のエツチングには何の影響4与えないので発光
強度を上げるため放電強度を上げたシ(たとえば、磁場
を加えたり、マイク田波放電を利用したシして)、また
放電部の構造を発光スペクトルの検出に適した構造にす
る等、使用方法及び構造の自由度が増加するという利点
もある。
部は試料のエツチングには何の影響4与えないので発光
強度を上げるため放電強度を上げたシ(たとえば、磁場
を加えたり、マイク田波放電を利用したシして)、また
放電部の構造を発光スペクトルの検出に適した構造にす
る等、使用方法及び構造の自由度が増加するという利点
もある。
従って、本発明による構造は、従来の発光スペクトル検
出法が利用されていえ平行平板型のドライエツチング装
置にも効果的に適用することができる。
出法が利用されていえ平行平板型のドライエツチング装
置にも効果的に適用することができる。
本発明によると、以上説明したように放電発光スペクト
ルの検出可能なプラズマエツチング装置が得られる。
ルの検出可能なプラズマエツチング装置が得られる。
第1図は発光スペクトル強度検出機構を備えた従来の平
行平板型プラズマエツチング装置の断面略図、第2図は
活性基発生用の放電部とエツチング部とが分離され九従
来のプラズマエツチング装J−面略図、第3図(1)は
本発明プラズマエツチング装置の一実施例の断面略図、
第3@1(b)け1fJ3図(、l)における第2の放
電部の一実施例の斜視略図、第3図(C)は第3図(1
)における第2の放電部のもう・・・・・・放電プラズ
マ、14.33・・・・・・発光スペクトル検出機構、
17,28,31・・・・・・排気管、16・・・・・
・試料、24,35・・・・・・高周波電源。 v3艶(久)
行平板型プラズマエツチング装置の断面略図、第2図は
活性基発生用の放電部とエツチング部とが分離され九従
来のプラズマエツチング装J−面略図、第3図(1)は
本発明プラズマエツチング装置の一実施例の断面略図、
第3@1(b)け1fJ3図(、l)における第2の放
電部の一実施例の斜視略図、第3図(C)は第3図(1
)における第2の放電部のもう・・・・・・放電プラズ
マ、14.33・・・・・・発光スペクトル検出機構、
17,28,31・・・・・・排気管、16・・・・・
・試料、24,35・・・・・・高周波電源。 v3艶(久)
Claims (1)
- エツチング作用を有する活性基を形成するための第1の
放電部と、エツチング部と排気ポンプとの間に設けられ
た第2の放電部と、蚊第2の放電部で発生するプラズマ
からの放射光の発光スペクトル強度を検出する機構とを
具備するヒとを特徴とするプラズマエツチング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18185981A JPS5884431A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | プラズマエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18185981A JPS5884431A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | プラズマエツチング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5884431A true JPS5884431A (ja) | 1983-05-20 |
Family
ID=16108077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18185981A Pending JPS5884431A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | プラズマエツチング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5884431A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60247924A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-07 | Hitachi Ltd | エツチングモニタ−方法 |
JPS6231900U (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-25 | ||
US6538734B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-03-25 | Lightwind Corporation | Method and device utilizing real-time gas sampling |
US6867859B1 (en) | 1999-08-03 | 2005-03-15 | Lightwind Corporation | Inductively coupled plasma spectrometer for process diagnostics and control |
WO2004107413A3 (en) * | 2003-05-22 | 2006-02-16 | Axcelis Tech Inc | Plasma ashing apparatus and endpoint detection process |
US7019829B2 (en) | 2000-11-29 | 2006-03-28 | Lightwind Corporation | Method and device utilizing plasma source for real-time gas sampling |
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