JPS6039175A - Dry etching method - Google Patents
Dry etching methodInfo
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- JPS6039175A JPS6039175A JP14497183A JP14497183A JPS6039175A JP S6039175 A JPS6039175 A JP S6039175A JP 14497183 A JP14497183 A JP 14497183A JP 14497183 A JP14497183 A JP 14497183A JP S6039175 A JPS6039175 A JP S6039175A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ドライエツチング方法に係り、特に、エツチ
ング中の反応生成物の発光スペクトル強度の変化をエツ
チング終了判定用モニタとする方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a dry etching method, and particularly to a method in which a change in the intensity of the emission spectrum of a reaction product during etching is used as a monitor for determining the completion of etching.
ドライエツチングにおけるエツチング終点判定法として
は、(1)発光分光法、(2)レーザ干渉法、(3)ガ
ス圧力モニタ法等があるが、なかでも発光分光法は簡便
なモニタ法としてよく用いられている。Methods for determining the etching end point in dry etching include (1) emission spectroscopy, (2) laser interferometry, and (3) gas pressure monitoring, among which emission spectroscopy is often used as a simple monitoring method. ing.
たとえば、SFsのプラズマ中でSiをエツチングする
際、Siは7ツ索と結合して揮発性のフッ化物となって
エツチングされるため、Siのエツチングが進行してい
る間はプラズマ中に多量のフッ化Siが発生する。そし
て、エツチングされるべきSiが完全になくなると、フ
ッ化Siは発生しなくなり、残存しているフッ化Siも
排気系により除去されるため、プラズマ中のフッ化Si
は急速に減少する。したがって、このフッ化Siの発光
スペクトルを分光分析装置によってモニタすれば S
iのエッチレグの開始、及び終了の時点を判定できる。For example, when etching Si in the plasma of SFs, the Si combines with the 7-wires and becomes volatile fluoride. Si fluoride is generated. When the Si to be etched is completely gone, no Si fluoride is generated, and the remaining Si fluoride is also removed by the exhaust system, so the Si fluoride in the plasma is removed.
decreases rapidly. Therefore, if the emission spectrum of this Si fluoride is monitored with a spectrometer, S
The start and end points of the etch leg of i can be determined.
実際に、SF6プラズマでSiをエツチングする際、S
iFの発光スペクトル(波長443nm)をモニタする
ことにより良好にエツチングの終点を判定できる。Actually, when etching Si with SF6 plasma, S
By monitoring the iF emission spectrum (wavelength: 443 nm), the end point of etching can be accurately determined.
近年、MO8LSI のゲート電極材料として、従来使
われていたPo1y−、Si より抵抗率の小さいW+
Mo、あるいはこれらのsi化合物等が注目され、これ
らの材料のドライエツチング方法の研究が盛んに進めら
れているが、我々はSF6を用いた反応性スパッタ法に
よりWのドライエツチングを行った。Wドライエツチン
グ方法におけるエツチング終点判定法として、前記si
の場合の類推から、フッ化Wの発光スペクトルを分光分
析器によりモニタすることを試みた。ところが、フッ化
Wの発光スペクトルを検出することはできず、モニタ方
法として使用することはできなかった。In recent years, W+, which has a lower resistivity than the conventionally used Po1y- and Si, has been used as a gate electrode material for MO8LSI.
Mo or these Si compounds are attracting attention, and research into dry etching methods for these materials is actively underway, but we performed dry etching of W by a reactive sputtering method using SF6. As an etching end point determination method in the W dry etching method, the above-mentioned si
By analogy with the case described above, an attempt was made to monitor the emission spectrum of W fluoride using a spectrometer. However, the emission spectrum of W fluoride could not be detected and could not be used as a monitoring method.
本発明の目的は、上述のエツチング終点判定法の欠点を
除去し、SF6プラズマ中で、Si、W。The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned etching end point determination method and to etch Si, W in SF6 plasma.
Mo、’l’a等、高い蒸気圧のフッ化物を形成し得る
材料をエツチングする際の良好なエツチング終点判定法
を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a good method for determining the end point of etching when etching materials that can form fluorides with high vapor pressure, such as Mo and 'l'a.
我々は、Wのドライエツチング方法を開発するにあたっ
て、エツチングガスとしてSFgを使用し、良好な結果
を得た。SF6プラズマ中ではWは蒸気圧の高いWF、
となってエツチングされると考えられる。したがって、
Wエツチング終点モニタ法としては、前述のSiFの発
光スペクトルによる方法からの類推によって、WF6あ
るいは、その解離分子、WP、WF2 、WFs 、W
F4 。In developing a dry etching method for W, we used SFg as an etching gas and obtained good results. In SF6 plasma, W is WF with high vapor pressure,
It is thought that it becomes etched. therefore,
As a W etching end point monitoring method, by analogy with the method using the emission spectrum of SiF described above, WF6 or its dissociated molecules, WP, WF2, WFs, W
F4.
WF5等の発光スペクトルをモニタする方法を考えた。We devised a method to monitor the emission spectrum of WF5, etc.
そこで、これらの発光スペクトルを調べるために、WF
6のプラズマを発生させてみたが、フッ化Wの発光効率
は小さく、その発光スペクトルはほとんど検知できなか
った。Therefore, in order to investigate these emission spectra, WF
6 was tried to generate plasma, but the luminous efficiency of W fluoride was low and its luminous spectrum was almost undetectable.
ここで、SF6プラズマ中でのWのエツチング反応につ
いて考え直してみると、
6SFa−→68 F s +6 F
W+6F−憤WF6
のような反応が生じていると考えられ、プラズマ中には
、F、SFn (””0〜6 )、St 川明等のSF
6からの解離分子、あるいはこれらの再結合分子が多数
存在していると考えられる。このような観点からWのエ
ツチング中の発光スペクトルを詳細に調べてみると、S
2の発光スペクトルが強く現われていることが分った。Now, if we reconsider the etching reaction of W in the SF6 plasma, it is thought that the following reaction occurs: 6SFa-→68Fs +6FW+6F-WWF6, and in the plasma, F, SFn (""0~6), St Kawaaki et al.'s SF
It is thought that there are many dissociated molecules from 6 or these recombined molecules. When we examine the emission spectrum during etching of W in detail from this perspective, we find that S
It was found that the emission spectrum of No. 2 appears strongly.
また、このs2の発光スペクトルは、SF6プラズマ中
にWが存在しない時も現われるが、その強度はWエツチ
ング中に比較して十分小さいため、高い8/N比でWエ
ツチングの終点判定を行うことができる。Furthermore, this s2 emission spectrum appears even when W is not present in the SF6 plasma, but its intensity is sufficiently small compared to that during W etching, so the end point of W etching can be determined using a high 8/N ratio. I can do it.
以丁、本発明の実施例を第1図及び第2図にょシ説明す
る。An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 and 2.
実施例1
第1図は本発明に使用した反応性スパッタ装置及び分光
分析器の概略図である。エツチング室lの側壁に設けた
、石英板より成る窓2からプラズマの光を採り、窓2の
直前に設置した分光分析器3によって発光スペクトルを
モニタする。試料4はエツチング室内の下部電極5の上
に置き、この試料の高さと窓2及び分光分析器3の採光
窓の高さをほぼ同じにした。試料は、Siウェーハ上に
Wを堆積させたものであり、上部電極6の中心よりSF
sを流入してプラズマを発生させ、Wの工ツチングを行
った。第2図は、Wエツチング中の82の発光スペクト
ルのモニタ例を示したものである。Example 1 FIG. 1 is a schematic diagram of a reactive sputtering device and a spectroscopic analyzer used in the present invention. Plasma light is collected through a window 2 made of a quartz plate provided on the side wall of the etching chamber 1, and the emission spectrum is monitored by a spectrometer 3 installed just in front of the window 2. The sample 4 was placed on the lower electrode 5 in the etching chamber, and the height of this sample was made almost the same as the height of the window 2 and the light window of the spectroscopic analyzer 3. The sample is one in which W is deposited on a Si wafer, and SF is applied from the center of the upper electrode 6.
s was introduced to generate plasma, and W was etched. FIG. 2 shows an example of monitoring the emission spectrum of 82 during W etching.
N2の発光ピークならどの波長でも良いが、ここでは比
較的発光強度の大きい2892人を使用した。モニタ曲
線は放電開始とともに上昇し始め、30〜60118O
後に一定の値になる。エツチング終了後はモニタ曲線は
再び下降し始め、SFgプラズマ中にWの存在しない場
合の82の発光強度に落ち着く。本モニタ曲線は、ガス
圧力、パワー。Although any wavelength may be used as long as the emission peak of N2 is present, 2892 people with relatively high emission intensity were used here. The monitor curve starts to rise with the start of discharge and reaches 30-60118O.
After that, it becomes a constant value. After the etching is completed, the monitor curve begins to fall again and settles at the emission intensity of 82 when no W is present in the SFg plasma. This monitor curve shows gas pressure and power.
ガスの種類等のエツチング条件や、エツチング室内の吸
着ガス等の影響を敏感に反映するために、エツチングの
終点判定のみならず、エツチング状態の良否の判定に役
立つものである。式らに、ここで述べたWのエツチング
以外にも、SF6プラズマ中でSF6から解離したフッ
素と結合して蒸気圧の高いフッ化物を形成し得るような
、Si)MO,Ta等のエツチングについても、N2の
発光スペクトルのモニタによってエツチングの終点を良
好に判定できるものである。Since it sensitively reflects the etching conditions such as the type of gas and the influence of adsorbed gas in the etching chamber, it is useful not only for determining the end point of etching but also for determining whether the etching condition is good or bad. In addition to the etching of W described here, the etching of Si) MO, Ta, etc., which can combine with fluorine dissociated from SF6 in SF6 plasma to form fluoride with a high vapor pressure, Also, the end point of etching can be determined satisfactorily by monitoring the emission spectrum of N2.
実施例2 WのエツチングガスとしてN F aを使用した。Example 2 NFa was used as an etching gas for W.
この場合、N%あるいはN2の発光スペクトルの強度が
、Wエツチング中に増大し、エツチングが終了すると減
少した。したがって、これらの発光スペクトルをエツチ
ング終了モニタ用信号として使用できた。In this case, the intensity of the N% or N2 emission spectrum increased during W etching and decreased when etching was completed. Therefore, these emission spectra could be used as etching completion monitoring signals.
本発明によれば、分光分析器を用いたX、nの発光スペ
クトルのモニタという比較的簡便な方法で、XFn系プ
ラズマ中でフッ素と結合して蒸気圧の高いフッ化物を形
成し得る材料(Si、W、Mo。According to the present invention, a material that can combine with fluorine to form a fluoride with a high vapor pressure in an XFn-based plasma ( Si, W, Mo.
Ta等)のエツチングの終点判定法を提供できる効果が
ろる。特に、XFr1から解離するフッ素をエッチャン
トとするエツチング法であれば、被エツチング材料を限
定しないため、その応用範囲は広いものと考えられる。This method has the advantage of being able to provide a method for determining the end point of etching (Ta, etc.). In particular, an etching method using fluorine dissociated from XFr1 as an etchant does not limit the material to be etched, and is therefore considered to have a wide range of applications.
また、本発明は全く同様の原理により、XCtn系プラ
ズマ中で、Ctによってエツチングされる材料をドライ
エツチングする際にも応用できる。Furthermore, the present invention can also be applied to the dry etching of materials etched by Ct in an XCtn plasma based on the same principle.
第1図は反応性スパッタ装置、および発光スペクトルモ
ニタ用の分光分析器の概略図、第2図は本発明の一実施
例におけるSFgプラズマ中でのWエツチング中の82
の発光ピークoモ=り曲fmを示すグラフである。
1・・・エツチング室、2・・・窓、3・・・分光分析
器、4第1図
第 2 図
一時間FIG. 1 is a schematic diagram of a reactive sputtering apparatus and a spectroscopic analyzer for monitoring the emission spectrum, and FIG.
It is a graph showing the luminescence peak o = curve fm. 1... Etching chamber, 2... Window, 3... Spectroscopic analyzer, 4 Figure 1 Figure 2 Figure 1 Time
Claims (1)
て分子式がXnYl、lで表わされるエツチングガスを
用いて、XnYmより解離したYによってエツチングさ
れる材料をドライエツチングする方法において、tを正
の整数としたXtの発光スペクトルの強度変化をエツチ
ング終了判定用モニタとして用いることを特徴とするド
ライエツチング方法。 2、請求の範囲第1項記載のドライエツチング方法にお
いて、エツチングガスXnYmを構成するXが、S、N
、C,B、P、S i、Xe1Hの少なくとも1つを含
む原子もしくは分子、Yが、ハロゲン及びHのうち少な
くとも1つからなる原子もしくは分子であることを特徴
とするドライエツチング方法。 3、%許請求の範囲第1項記載のドライエツチング方法
において、エツチングガスとして、SF6を使用し、該
材料をフッ素原子によってエッチることを特徴とするド
ライエツチング方法。 4、特許請求の範囲第3項記載のドライエツチング方法
において、フッ素原子によってエツチングてれる材料が
、Si、W、Mo、 Taあるいはこれらの化合物であ
ることを特徴とするドライエツチング方法。 5、特許請求の範囲第1項記載のドライエツチング方法
において、Xtの発光スペクトルモニタ用分光分析装置
を設けて用いることを特徴とするドライエツチング方法
。[Claims] A material that is etched by Y dissociated from XnYm is dry etched using an etching gas whose molecular formula is represented by XnYl,l, where i, x, and y are atoms or molecules, and n9m is a positive integer. 1. A dry etching method characterized in that intensity changes in the emission spectrum of Xt, where t is a positive integer, are used as a monitor for determining the completion of etching. 2. In the dry etching method according to claim 1, X constituting the etching gas XnYm is S, N
, C, B, P, Si, XelH, and Y is an atom or molecule containing at least one of halogen and H. 3.% The dry etching method according to claim 1, characterized in that SF6 is used as the etching gas and the material is etched with fluorine atoms. 4. The dry etching method according to claim 3, wherein the material etched by the fluorine atoms is Si, W, Mo, Ta, or a compound thereof. 5. A dry etching method according to claim 1, characterized in that a spectroscopic analyzer for monitoring the emission spectrum of Xt is provided and used.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14497183A JPS6039175A (en) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | Dry etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14497183A JPS6039175A (en) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | Dry etching method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6039175A true JPS6039175A (en) | 1985-02-28 |
Family
ID=15374452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14497183A Pending JPS6039175A (en) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | Dry etching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6039175A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61281531A (en) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Hitachi Ltd | Plasma processing |
JPS6345859A (en) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor integrated circuit device |
JPH01295423A (en) * | 1987-08-14 | 1989-11-29 | Fairchild Semiconductor Corp | Etching back detection |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP14497183A patent/JPS6039175A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61281531A (en) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Hitachi Ltd | Plasma processing |
JPH0646630B2 (en) * | 1985-06-07 | 1994-06-15 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing method |
JPS6345859A (en) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor integrated circuit device |
JPH01295423A (en) * | 1987-08-14 | 1989-11-29 | Fairchild Semiconductor Corp | Etching back detection |
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