JPS62173711A - 光反応プロセスのモニタ−方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光を照射しながら被処理材表面に薄膜堆積を
行なったり、らるいは光を照射しながら被処理材表面を
ドライエツチングしたシする、いわゆる光反応プロセス
におけるプロセスモニター方法に関する。この様なモニ
ター方法はたとえば半導体素子製造の分野において好適
に適用される。

〔従来の技術〕

従来、半導体素子等の各種素子の製造プロセスにおいて
、プラズマＣ■法等の薄膜堆積技術や反応性プラズマエ
ツチング法等のドライエツチング技術が広く利用されて
いる。これらの技術の適用にあたってはプロセスモニタ
ーが重要となる。即ち、ｔ４ＰＡ堆積の場合には所望の
膜厚を得たことを確認し、またドライエツチングの場合
には所望の表面層が除去されたことを確認し、直ちに操
作を停止することが、工程を効率的に行なう点から必要
である。

この様なプロセスモニター法の１つとして光学反射（干
渉）法が開用されている。これは、被処理材の表面にレ
ーデ光を照射し、その反射光の強度を検知するものであ
シ、これによれば毬積形成された膜あるいはエツチング
除去されつつある）漠の両面による２つの反射光が干渉
して膜厚に応じた合成反射光強度が検知される。かくし
て、光の波長のオーダーで直接膜厚をモニターできるの
で、極めて種度の高いモニターが可能となる。

一方、近年においては、集積回路の微細化にともない、
高精細密なパターンを正確且つ効率よく加工するため、
光エネルギー照射により反応を生起乃至は促進せしめる
ことが注目される様になってきている。即ち、光照射に
よシガスを励起せしめ、該励起により得られた物質の少
なくとも１つを反応に供することによ）、反応性を向上
させようとするものでちる。

この様な光反応プロセスにおいても、同様にプロセスモ
ニターが必要となる。モニター方法としては、上記の様
な光学反射法を用いることもできるＯ 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上記の様な光反応プロセスを実施する装置に
おいては、一般に反応室に排気系、ガス導入系、被処理
材搬入山系、被処理材ホルダ駆動系、励起光導入系等を
付設せしめる必要がある。

このため、プロセスモニター用の光を反応室内に入射さ
せる手段を設は且つ該入射光の被処理材からの反射光を
該反応室外に出射させる手段を設けることは装置の構造
を著しく複雑化することになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点は、被処
理材に光を照射しながら、該被処理材表面に薄膜堆積を
行ない及び／または該被処理材表面のドライエツチング
を行なう光反応プロセスにてプロセスモニターする方法
において、被処理材に照射された光の反射光を検知する
ことＫよシモニターすることを特徴とする、光反応プロ
セスのモニター方法によシ解決される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する◎ 第１図は本発明方法の実施される光ＣＶＤ装置の第１の
実施例を示す概略断面図である。

第１図において、２は反応室であり、４は被処理材たと
えばシリコンウニＩ・であシ、該被処理材はホルダ６上
に支持されている。反応室２には４つのポート８．１０
，１２．１４が設けられておシ、ポート８は光源からの
光を導入し且つ被処理材４からの反射光を取出すための
ポートであシ、ポート１０は不図示のガス供給系に遵通
せるポートであシ、ポート１２は不図示の排気系に連通
せるポートであり、ポート１４はロードロック室に連通
せるポートである。

また、第１図において、１６はレーデ光源であυ、１８
はビームスプリッタ−であり、２０はフィルターであり
、２２はスリットであり、２４は受光部であり、２６は
該受光部と不図示の光検出器とを接続する光ファイバー
である。

本実施例においては、ポート１２を通じて排気系によシ
反応室２内を排気して所定の真空度とした後に１．ｔ！
’−ト１０を通じてガス供給系によりプラズマ化反応が
スを反応室２内に導入する。そして、レーデ光源１６か
らピームスデリクター１８及びポート８を通して反応室
２内にレーデ光を入射せしめる。これによシ、被処理材
４の近傍にて反応が生じ、該被処理材４の表面に薄膜が
堆積形成される。

このレーデ光は被処理材４０表面に対してほぼ直角に入
射せしめられるので、該被処理材４の表面により反射せ
しめられた光は再びポート８全通してビームスプリッタ
−１８に到達し、ここで反射せしめられて更にフィルタ
ー２０及びスリット２２ｔ−通り受光部２４に入射する
。この入射信号は光ファイバー２６ｔ−通って光検出器
に導かれる。

ことで、被処理材４０表面からの反射光は堆積形成され
つつある膜の表面による反射光と状膜及び被処理材４の
境界面による反射光との合成光であシ、かくして膜の厚
さに応じて光路差による干渉により、検出反射光の強度
変化として膜厚変化がモニターされ、これによシレーデ
光の波長のオーダーで膜厚を制御することができる。

尚、本実施例においては、ポート１４を通じてロードロ
ック室からの反応室２内への被処理材４の搬入及び反応
室２からのロート９０クク室への被処理材４の搬出が行
なわれる。

第２図は本発明方法の実流される光ＣＶＤ　装置の第２
の実施例を示す概略断面図である。本図において、上記
第１図におけると同様の部材には同一の符号が付されて
おり、これらについてはここでは説明を省略する。

本実施例においては、反応室２内において、被処理材４
がレーデ光＃１６から“のレーデ光入射方向に対し４５
度だけ頑いた状態でホルダ６により支持されている。

本実施例においては、ポート８′はレーデ光源１６から
の光を反応室２内に導入するために使用され、一方、ｆ
？−）８’は被処理材４からの反射光を取出すために使
用される。

第２図においては図示されていないが、本実施例におい
ても反応室２にはガス供給系に連通せるポート、排気系
に連通せるポート及びロードロック室に連通せるポート
が設けられている。

以上の実施例においては光ＣＶＤ装置に適用されたもの
として説明されているが、反応ガスとして被処理材に対
するエツチング効果のあるものを使用することにより光
反応性エツチングにおいても同様に本発明が適用し得る
ことは容易に理解されるであろう。エツチングの場合に
は被処理材が表層部に予め形成された膜を有するのであ
り、状膜が反応によ）次第に除去されて膜厚が薄くなる
のである。

また、以上の実施例においては、励起及びモニター用の
光源としてレーデ光源が用いられているが、本発明にお
いては光源としてはキセノンランプ、重水素ラング及び
水銀ラングその他のものを適宜選択することができる。

更に、反応室内においてグラズマ放電が行なわれる場合
には、光検出器によりそのｊｌｉスペクトルをも同時に
検出するととくよって、よシ正確な反応プロセスのモニ
ターが可能となる。また、光源の光をビームスプリッタ
−にてわずかに分離し、これにより光源の強度をモニタ
ーすることＫよって、上記実施例における様な光検出器
での検出結果の補正を行ない、プロセスモニターをよシ
正確なものとしたシ、あるいは光源の光強度を変化させ
て反応自体の制御を行なう際の正確度を高めたシするこ
とも可能となる。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明によれば、光反応プロセスにおいて励
起用の光をモニター用の光としても利用することによシ
、装置構成が簡素化されるＯまた、励起用の光の入射は
被処理材に対し最も有効な経路にて行なわれるので、こ
れをプロセスモニターに用いることによりよシ正確なモ
ニターが可能となる◇

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法の実施される光ＣＶＤ装
置の断面図である。 ２・・・反応室、４・・・被処理材、８．８’、８’・
・・光路用／−）、１６・・・レーザ光源、２４・・・
受光部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理材に光を照射しながら、該被処理材表面に
   薄膜堆積を行ない及び／または該被処理材表面のドライ
   エッチングを行なう光反応プロセスにてプロセスモニタ
   ーする方法において、被処理材に照射された光の反射光
   を検知することによりモニターすることを特徴とする、
   光反応プロセスのモニター方法。