JPS61270825A - ドライエツチング終点検出方法 - Google Patents
ドライエツチング終点検出方法Info
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- JPS61270825A JPS61270825A JP11275585A JP11275585A JPS61270825A JP S61270825 A JPS61270825 A JP S61270825A JP 11275585 A JP11275585 A JP 11275585A JP 11275585 A JP11275585 A JP 11275585A JP S61270825 A JPS61270825 A JP S61270825A
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- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ドライエツチング終点検出方法に係り、特に
、半導体集積回路（以下ＩＣという）の製造工程で用い
られる光励起を用いたケミカルドライエツチング終点検
出方法に関するものである。
、半導体集積回路（以下ＩＣという）の製造工程で用い
られる光励起を用いたケミカルドライエツチング終点検
出方法に関するものである。
（従来の技術）
エツチング装置の自動化には終点検出が必要であり、従
来、ドライエツチングにおける終点検出法としては（１
）発光分光法、（２）原子吸光法、（３）レーザー光干
渉法、（４）探針プローブ法、（５）ｆｉｔ分析法、（
６）インピーダンス変化法、（７）赤外吸収法などがあ
り、これらの検出法にツイテは、例えば、ｒＵｌ、ＶＡ
ＣＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＪＯｔｌｌ？ＮＡｌ、。
来、ドライエツチングにおける終点検出法としては（１
）発光分光法、（２）原子吸光法、（３）レーザー光干
渉法、（４）探針プローブ法、（５）ｆｉｔ分析法、（
６）インピーダンス変化法、（７）赤外吸収法などがあ
り、これらの検出法にツイテは、例えば、ｒＵｌ、ＶＡ
ＣＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＪＯｔｌｌ？ＮＡｌ、。
Ｎｏ、 １６．１９８２年ｒＶＬｓ１時代ニオケル微細
加工技ｆｆ Ｊ７エ頁ｊに記載されている。即ち、この
文献によれば、次の通りである。
加工技ｆｆ Ｊ７エ頁ｊに記載されている。即ち、この
文献によれば、次の通りである。
（１）発光分光法
検出パラメータ・・・特定波長の発光ベクトル特 徴
■エツチング物質自身又はエツチング物質とガスとの化
合物の発するプラズマ発光であるため、エツチング物質
の露出面積が微少であるときは検出感度が小さくなる。
合物の発するプラズマ発光であるため、エツチング物質
の露出面積が微少であるときは検出感度が小さくなる。
■エツチング室内のプラズマを乱さない。
■バックグラウンドの補正により終点検出が容易である
。
。
■検出端に工夫が必要である。
（２）原子吸光法
検出パラメータ・・・特定波長の減衰率時 徴
■発光分光法と同じ問題点を持つ。
０１５１７発光しない中性原子も検知するため感度は優
れる。
れる。
■カソードカップリング法のエツチング法ではイオンシ
ース部に基板があるためこの空間に存在する原子を補足
するには便利である。ただし原子密度は比較的近いため
、パターン密度、エツチング速度に律速される。
ース部に基板があるためこの空間に存在する原子を補足
するには便利である。ただし原子密度は比較的近いため
、パターン密度、エツチング速度に律速される。
（３）レーザー光干渉法
検出パラメータ・・・干渉による光強度変化時 徴
■レーザー光源半波長以上の膜厚を持つ基板のエツチン
グモニタに適している。
グモニタに適している。
■干渉波形の変化をみているためプロセス機器としての
スイッチング機能を持たせる点に工夫が必要である。
スイッチング機能を持たせる点に工夫が必要である。
（４）探針プローブ法
検出パラメータ・・・プローブの電流変化時 徴
■プラズマ中にプローブを設置するためプラズマを乱す
恐れがある。
恐れがある。
■発光分光法と同じくエツチング物質の露出面積が小さ
いと検出感度が低下する。
いと検出感度が低下する。
■プローブ表面がエラチン生成物で汚染されるため再現
性に乏しい。
性に乏しい。
（５）質量分析法
検出パラメータ・・・特定物質の質量ピークの変化
特 徴
■検出端の設置場所により感度変化がある。
■基板の露出面積の大小による影響が大きい。
■壁からの再検出物質との分離が困難である。
■現在使用されている２次電子増倍管の材質がハロゲン
系ガスに対し、耐性に乏しいため再現性に乏しい。
系ガスに対し、耐性に乏しいため再現性に乏しい。
（６）インピーダンス変化法
検出パラメータ・・・バイアス電圧の変化時 徴
■エツチング物質の露出面積に依存する。
■検出感度を高くすると、放電の変化自体の影響を直接
受けてしまう。
受けてしまう。
（７）赤外吸収法
検出パラメータ・・・特定波長の減衰率時 徴
■開発、評価中である。
■Ｓｉ、ＳｉＯ□のモニタとして有効と思われる。
■終点検出として使用できるかは不明である。
現在、これらのドライエツチングにおける終点検出方法
のうち発光分光法が信頬性、経済性の点で有利であり、
実用化されている。
のうち発光分光法が信頬性、経済性の点で有利であり、
実用化されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記の発光分光法は被エツチング部の面
積が微少である場合には検出感度が小さくなるという問
題があった。特に収束レーザービームを用いた光励起エ
ツチング（Ｐｈｏｔｏ ｅ＋ｃｃｉｔｅｄｅｔｃｈｉｎ
ｇ）においては、瞬間におけるエツチング面積が極めて
微少となる。その上、光励起エツチングにおいては、プ
ラズマ発光はほとんど起きないため、プラズマ発光を観
測する従来の発光分光法では検出不可能であるといった
問題があった。
積が微少である場合には検出感度が小さくなるという問
題があった。特に収束レーザービームを用いた光励起エ
ツチング（Ｐｈｏｔｏ ｅ＋ｃｃｉｔｅｄｅｔｃｈｉｎ
ｇ）においては、瞬間におけるエツチング面積が極めて
微少となる。その上、光励起エツチングにおいては、プ
ラズマ発光はほとんど起きないため、プラズマ発光を観
測する従来の発光分光法では検出不可能であるといった
問題があった。
本発明は、上記問題点を除去し、被エツチング面積が極
めて微少なドライエツチングにおいても高精度の終点検
出が可能なドライエツチング終点検出方法を提供するこ
とを目的とする。
めて微少なドライエツチングにおいても高精度の終点検
出が可能なドライエツチング終点検出方法を提供するこ
とを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記問題点を解決するために、収束レーザー
ビームによる光励起ドライエツチングを行うと共にエツ
チング時に発生する散乱光を検出して被エツチング部の
表面をラマン分光器により構造分析することにより、被
エツチング面積が極めて微少な場合においても高精度の
終点検出を行うようにしたものである。
ビームによる光励起ドライエツチングを行うと共にエツ
チング時に発生する散乱光を検出して被エツチング部の
表面をラマン分光器により構造分析することにより、被
エツチング面積が極めて微少な場合においても高精度の
終点検出を行うようにしたものである。
（作用）
光源からのレーザー光はビームスプリッタ、集光レンズ
を介して試料としての半導体ウェハの一点に集光される
。そこでガス導入口からのＣ１２ガスが導入されて前記
レーザー光によって０１□が光解離して、例えば半導体
ウェハの表面のｐｏｌｙ−３ｔ膜がエツチングされる。
を介して試料としての半導体ウェハの一点に集光される
。そこでガス導入口からのＣ１２ガスが導入されて前記
レーザー光によって０１□が光解離して、例えば半導体
ウェハの表面のｐｏｌｙ−３ｔ膜がエツチングされる。
このエツチング進行中にｐｏｌｙ −Ｓ ｉ膜表面から
散乱するラマン散乱光は集光レンズで集光し、ラマン散
乱光を検出し、その検出信号は信号処理・表示装置によ
って監視して、被エツチング表面の変化を検出し、エツ
チングの終点を検出する。
散乱するラマン散乱光は集光レンズで集光し、ラマン散
乱光を検出し、その検出信号は信号処理・表示装置によ
って監視して、被エツチング表面の変化を検出し、エツ
チングの終点を検出する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明に係る終点検出手段を組み込んだ収束レ
ーザービームによる光励起ドライエツチング装置の全体
構成図である。図中、１は光源であり、例えば波長３０
８ｎ＋ｗのＸｅＣｌエキシマレーザ−１２は石英製の窓
、３はビームスプリフタ、４は集光レンズ、５は試料と
しての半導体ウェハ、６はエツチングチャンバー、７は
ガス導入口、ここではＣＩ ｇガスを用いる。８は排気
口、９はラマンスペクトル強度をモニタするラマン分光
器、１０は信号処理・表示装置である。
ーザービームによる光励起ドライエツチング装置の全体
構成図である。図中、１は光源であり、例えば波長３０
８ｎ＋ｗのＸｅＣｌエキシマレーザ−１２は石英製の窓
、３はビームスプリフタ、４は集光レンズ、５は試料と
しての半導体ウェハ、６はエツチングチャンバー、７は
ガス導入口、ここではＣＩ ｇガスを用いる。８は排気
口、９はラマンスペクトル強度をモニタするラマン分光
器、１０は信号処理・表示装置である。
この図に示されるように、光源１としては、波長３０８
ｎｍのχｅｃ１エキシマレーザーを用い、そのレーザー
光を石英製の窓２を通して光学系に導き、更にビームス
プリッタ３、集光レンズ４を通して前記ウェハ５の所望
の一点に集光する。
ｎｍのχｅｃ１エキシマレーザーを用い、そのレーザー
光を石英製の窓２を通して光学系に導き、更にビームス
プリッタ３、集光レンズ４を通して前記ウェハ５の所望
の一点に集光する。
ところで、この実施例においては、ウェハ５の表面のｐ
ｏｌｙ −Ｓ ｉ膜を上記レーザー光でエツチングする
。一方、エツチングチャンバー６内にはガス導入ロアよ
り０１ｔガスが導入され、１００ Ｔｏｒｒ程度に排気
制御されている。 そこで、上記レーザー光によってＣ
１２が光解離してＣｌラジカルが生成し、このＣｌラジ
カルがウェハ５のＳｉ原子をアタックすることによりエ
ツチングが進行する。このエツチング進行中にｐｏｌｙ
−Ｓ ｉ膜表面から散乱する光をレーザービームを集
光したのと同じ集光レンズ４で集光しビームスプリフタ
３を通してラマン分光器９に導く。この分光器９によっ
てｐｏｌｙ−３ｔのラマン散乱スペクトルの強度を検出
し、その検出信号は信号処理・表示装置１０に内蔵され
る増幅器によって増幅され、表示されると共に内蔵され
るチャートレコーダに記録される。
ｏｌｙ −Ｓ ｉ膜を上記レーザー光でエツチングする
。一方、エツチングチャンバー６内にはガス導入ロアよ
り０１ｔガスが導入され、１００ Ｔｏｒｒ程度に排気
制御されている。 そこで、上記レーザー光によってＣ
１２が光解離してＣｌラジカルが生成し、このＣｌラジ
カルがウェハ５のＳｉ原子をアタックすることによりエ
ツチングが進行する。このエツチング進行中にｐｏｌｙ
−Ｓ ｉ膜表面から散乱する光をレーザービームを集
光したのと同じ集光レンズ４で集光しビームスプリフタ
３を通してラマン分光器９に導く。この分光器９によっ
てｐｏｌｙ−３ｔのラマン散乱スペクトルの強度を検出
し、その検出信号は信号処理・表示装置１０に内蔵され
る増幅器によって増幅され、表示されると共に内蔵され
るチャートレコーダに記録される。
レーザー光の集光されている部分のｐｏｌｙ−３ｉがエ
ツチングによって消滅すると、その時点でエツチングが
終了した事が信号処理・表示装置１０によって正確に判
定できる。この判定結果に基づいて該信号処理・表示装
置１０から信号が出力され、該半導体ウェハ５のｐｏｌ
ｙ −Ｓ ｉのエツチング作業を終了し、次の作業の準
備工程へと移行する。
ツチングによって消滅すると、その時点でエツチングが
終了した事が信号処理・表示装置１０によって正確に判
定できる。この判定結果に基づいて該信号処理・表示装
置１０から信号が出力され、該半導体ウェハ５のｐｏｌ
ｙ −Ｓ ｉのエツチング作業を終了し、次の作業の準
備工程へと移行する。
このドライエツチング装置は光励起用のレンズとラマン
散乱光の集光用のレンズとを共用するなど、コンパクト
な構成となっている。
散乱光の集光用のレンズとを共用するなど、コンパクト
な構成となっている。
第２図は本発明のエツチング方法を実施する他のドライ
エツチング装置の全体構成図であり、第１図のものとは
ラマン散乱光の検出を光源系とは別置のラマン分光装置
によって行うようにした点が相違する。即ち、光源１１
からのレーザー光はビームスプリッタ１２、集光レンズ
１３を介して試料としての半導体ウェハ１４の一点に集
光される。そこで、ガス導入口１６からのＣ１ｇガスが
導入され、前記レーザー光によってＣ１２が光解離して
、例えば半導体ウェハ１４の表面のｐｏｌｙ −３ｉ膜
がエツチングされる。このエツチング進行中にｐｏｌｙ
−３ｉ膜表面から散乱する光はこの実施例においては、
ラマン散乱光を集光する集光レンズ１８で集光し、フィ
ルタ１９を介してラマン光検出器２０でラマン光を検出
し、その検出信号は信号処理・表示装置２１によって監
視され、被エツチング表面の変化を検出してエツチング
の終点を検出する。この検出状態は内蔵するチャート・
レコーダに記録することができる。結局、この信号処理
・表示装置２１によって半導体ウェハ１４の表面のエツ
チング終点検出が行われ、この信号処理・表示装置２１
から、次の作業の準備のための出力信号が送出される。
エツチング装置の全体構成図であり、第１図のものとは
ラマン散乱光の検出を光源系とは別置のラマン分光装置
によって行うようにした点が相違する。即ち、光源１１
からのレーザー光はビームスプリッタ１２、集光レンズ
１３を介して試料としての半導体ウェハ１４の一点に集
光される。そこで、ガス導入口１６からのＣ１ｇガスが
導入され、前記レーザー光によってＣ１２が光解離して
、例えば半導体ウェハ１４の表面のｐｏｌｙ −３ｉ膜
がエツチングされる。このエツチング進行中にｐｏｌｙ
−３ｉ膜表面から散乱する光はこの実施例においては、
ラマン散乱光を集光する集光レンズ１８で集光し、フィ
ルタ１９を介してラマン光検出器２０でラマン光を検出
し、その検出信号は信号処理・表示装置２１によって監
視され、被エツチング表面の変化を検出してエツチング
の終点を検出する。この検出状態は内蔵するチャート・
レコーダに記録することができる。結局、この信号処理
・表示装置２１によって半導体ウェハ１４の表面のエツ
チング終点検出が行われ、この信号処理・表示装置２１
から、次の作業の準備のための出力信号が送出される。
なお、この終点検出においては、エツチングにはエキシ
マレーザ−を用いる例を示したが他のし−ザーを用いる
ようにしてもよい。
マレーザ−を用いる例を示したが他のし−ザーを用いる
ようにしてもよい。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明によれば・被エツチ
ング材料を反応性ガスに晒すと共に光励 起によってエ
ツチングを行い、該エツチング時に発生するラマン散乱
光を検出し、該検出状態を監視してエツチングの終点を
検出するようにしたので、 （１）被エツチング面積が極めて微少な場合においても
、終点検出が可能である。
ング材料を反応性ガスに晒すと共に光励 起によってエ
ツチングを行い、該エツチング時に発生するラマン散乱
光を検出し、該検出状態を監視してエツチングの終点を
検出するようにしたので、 （１）被エツチング面積が極めて微少な場合においても
、終点検出が可能である。
（２）発光分光法とちがってプラズマ発光を必要としな
いので、終点検出の適用範囲が広い。
いので、終点検出の適用範囲が広い。
（３）同じ元素であっても結合状態が相違するとラマン
スペクトルが変化するので単結晶Ｓｉ上のｐｏｌｙ−３
ｉのエツチングなどわずかな被エツチング部材の表面変
化を高精度に検出することができる。
スペクトルが変化するので単結晶Ｓｉ上のｐｏｌｙ−３
ｉのエツチングなどわずかな被エツチング部材の表面変
化を高精度に検出することができる。
第１図は本発明に係るドライエツチング終点検出を実施
するドライエツチング装置の全体構成図、第２図は他の
ドライエツチング装置の全体構成図である。 １．１１・・・光源（エキシマレーザ−）、２・・・石
英製の窓、３，１２・・・ビームスブリフタ、４． １
３・・・集光レンズ、５．１４・・・半導体ウェハ、６
゜１５・・・エツチングチャンバー、７．１６・・・ガ
ス導入口、８．１７・・・排気口、９・・・ラマン分光
器、１Ｏ２２１・・・信号処理・表示装置、１８・・・
ラマン散乱光の集光レンズ、１９・・・フィルタ、２０
・・・ラマン光検出器。
するドライエツチング装置の全体構成図、第２図は他の
ドライエツチング装置の全体構成図である。 １．１１・・・光源（エキシマレーザ−）、２・・・石
英製の窓、３，１２・・・ビームスブリフタ、４． １
３・・・集光レンズ、５．１４・・・半導体ウェハ、６
゜１５・・・エツチングチャンバー、７．１６・・・ガ
ス導入口、８．１７・・・排気口、９・・・ラマン分光
器、１Ｏ２２１・・・信号処理・表示装置、１８・・・
ラマン散乱光の集光レンズ、１９・・・フィルタ、２０
・・・ラマン光検出器。
Claims (1)
- 被エッチング材料を反応性ガスに晒すと共に光励起によ
ってエッチングを行い、該エッチング時に発生するラマ
ン散乱光を検出し、該検出状態を監視してエッチングの
終点を検出するようにしたことを特徴とするドライエッ
チング終点検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11275585A JPS61270825A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | ドライエツチング終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11275585A JPS61270825A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | ドライエツチング終点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270825A true JPS61270825A (ja) | 1986-12-01 |
Family
ID=14594733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11275585A Pending JPS61270825A (ja) | 1985-05-25 | 1985-05-25 | ドライエツチング終点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6641745B2 (en) * | 2001-11-16 | 2003-11-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a manifold in a substrate and printhead substructure having the same |
-
1985
- 1985-05-25 JP JP11275585A patent/JPS61270825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6641745B2 (en) * | 2001-11-16 | 2003-11-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a manifold in a substrate and printhead substructure having the same |
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