JPS61269316A - 終点検出装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は終点検出技術、特に、ドライエツチングにおけ
るエツチング反応の終点検出に適用して効果のある技術
に関するものである。

〔背景技術〕

半導体装置の製造過程において半導体基板（ウェハ）に
ドライエツチングを施す場合、所望の膜厚を得るために
そのエツチング反応の終点を検出することを行っている
。

その場合、反応部におけるプラズマ中の特定の反応種の
発光スペクトル波形を利用してエツチングの終点検出を
している。

ところが、発光スペクトル波形は反応ガスの種類によっ
て異なる上に、特定の反応ガスについても必ずしも一定
ではない、また、発光スペクトルは反応種または生成種
によって波長だけでなく強度も異なる。

そのため、反応ガスの変更の度毎に最適な終点検出のた
めの波形認識の方式をその都度検討して試行錯誤により
終点検出を行っているのが実状であり、このような終点
検出方式では効率が悪く、また良好な検出精度が得られ
ないことを本発明者は見い出した。

なお、ドライエツチング技術については、株式％式％ 「電子材料Ｊ１９８４年別冊Ｐ９７〜Ｐ１０１に記載さ
れている。

（発明の目的〕 本発明の目的は、常に最適な終点検出を行うことのでき
る技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、発光スペクトルの波形の特徴を抽出して記憶
させてお（ことにより、１回の習い操作をしておくだけ
で、この記憶内容を検出波形と比較すればその後の終点
検出を自動的に行うことができ、反応種または生成種の
変更があっても各反応種または生成種に応じて常に最適
な終点検出を行うことができるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明による一実施例である終点検出装置の説
明図である。

本実施例において、ドライエツチング装置の反応容器１
はたとえば石英ガラスで作られており、この反応容器内
には上下の平行平板電極２ａ、２ｂが設けられている。

下部平行平板電極２ｂの上には、被処理物である半導体
基板すなわちウェハ３が載置されている。一方、上部平
行平板電極２ａには高周波電源４が接続され、この高周
波電源４からの高周波電力の印加により、両平行平板電
極２ａと２ｂとの間にはプラズマ反応部５が形成される
。

このプラズマ反応部５のレベルと対応するレベルにおけ
る反応容器１の外部には、たとえばフォトマル、干渉針
、または分光計等よりなる光検出器６　（光検出手段）
が設置されている。この光検出器６は、プラズマ反応部
５におけるプラズマ発光を検出することができる。

光検出器６は増巾器７を介してプロセッサ８に接続され
ている。プロセッサ８は、プラズマ発光のスペクトル波
形の特徴を抽出する波形特徴抽出回路９、および該波形
特徴抽出回路９で抽出されたスペクトル波形の特徴点、
たとえば最大値、最小値、変極点、傾き等を記憶する終
点パターン記憶用のメモリ回路１０（記憶手段）よりな
る。

メモリ回路１０の出力は比較器１１　（比較手段）の一
方の入力に供給される。比較器１１の他方の入力は前記
増巾器７から供給される。また、比較器１１は前記高周
波電源４に接続されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、たとえば反応ガスの変更時においてその反応ガス
の発光スペクトル波形の特徴を抽出、記憶するために習
い操作が行われる。そのため、高周波電源４からの高周
波電力を平行平板電極２ａに印加すると、２つの平行平
板電極２ａ、２ｂ間のプラズマ反応部５には、プラズマ
が励起生成される。

このプラズマからの発光は光検出器６により検出され、
その検出信号は増巾器７で増巾した後、プロセッサ８の
波形特徴抽出回路９に供給される。

波形特徴抽出回路９は光検出器６の検出信号に基づいて
プラズマ発光のスペクトル波形の特徴点、たとえば最大
値、最小値、変極点、傾き等を抽出する。

この特徴の抽出信号はメモリ回路１０に送られ、該メモ
リ回路１０内に記憶される。

このようにして、最低１回の習い操作で１つの反応ガス
の発光スペクトル波形の特徴点が記憶される。

したがって、その後にその反応ガスを使用してドライエ
ツチングを行う場合には、その反応ガスの発光スペクト
ル波形を検出し、その特徴点を前記記憶内容と比較すれ
ば、エツチング反応の終点を自動検出することができる
。

すなわち、その場合には、高周波電源４からの高周波電
力の印加によりプラズマ反応部５に励起生成されたプラ
ズマの発光を光検出器６で検出して増巾器７で増巾し、
比較器１１の一方の入力に供給する。また、比較器１１
の他方の入力には、プロセッサ８のメモリ回路１０に予
め記憶された同種の反応ガス、のスペクトル波形の特徴
を表す信号が供給される。

これらの２つの信号は比較器１１で比較され、両信号の
スペクトル波形の特徴が一致した場合、その時点がドラ
イエツチングの終点として判断され、比較器１１からの
停止信号により高周波電源４の電力印加が停止されるこ
とによってエツチング操作が終了させられる。

このように、本実施例では、１回の習い操作でその後の
エツチング反応の終点を自動検出できるる。

〔効果〕

（１）１反応部のプラズマ発光を検出する光検出手段と
、前記発光のスペクトル波形の特徴を抽出するスペクト
ル波形特徴抽出回路と、反応の終点パターンを記憶する
記憶手段と前記光検出手段で検出されたスペクトル波形
と前記記憶手段に記憶された終点パターンとを比較する
比較手段とを備えてなることにより、１回の習い操作で
１つの反応ガスの発光スペクトル波形を記憶させておけ
ば、その後における同種の反応ガスを用いる反応の終点
検出を自動的に常に最適に行うことができる。

（２）、前記（１）により、終点検出を迅速に効率良く
行うことができる。

（３）、前記（１）により、終点検出を精度良く行うこ
とができる。

（４）、前記（１）により、反応ガスの変更を行っても
、その反応ガスに応じた終点検出を容易かつ正確に行う
ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、光検出器としは前記以外の光検出手段を用い
ることができる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるドライエツチング技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、発光スペクトルを用いた反応の終点検
出に広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例である終点検出装置の説
明図である。 ｌ・・・反応容器、２ａ、２ｂ・・・平行平板電極、３
・・・ウェハ１，４・・・高周波電源、５・・・プラズ
マ反応部、６・・・光検出器（光検出手段）、７・・・
増巾器、８・・・プロセッサ、９・・・波形特徴抽出回
路、１０・・・メモリ回路（記憶手段）、１１・・・比
較器（比較手段）。 第　　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発光スペクトルを用いた反応の終点検出装置であっ
   て、反応部のプラズマ発光を検出する光検出手段と、前
   記発光のスペクトル波形の特徴を抽出するスペクトル波
   形特徴抽出回路と、反応の終点パターンを記憶する記憶
   手段と、前記光検出手段で検出されたスペクトル波形と
   前記記憶手段に記憶された終点パターンとを比較する比
   較手段とを備えてなることを特徴とする終点検出装置。 ２、ドライエッチングにおけるエッチング反応の終点検
   出を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   終点検出装置。