JPS62274726A - エツチングの終点検出方法 - Google Patents
エツチングの終点検出方法Info
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- JPS62274726A JPS62274726A JP11730486A JP11730486A JPS62274726A JP S62274726 A JPS62274726 A JP S62274726A JP 11730486 A JP11730486 A JP 11730486A JP 11730486 A JP11730486 A JP 11730486A JP S62274726 A JPS62274726 A JP S62274726A
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Landscapes
- 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】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明α、ドライエッチ7グ方法に係り、特に半導体装
置装造工程で所望被エツチング材と下地膜材の主成分が
同じで、不純#IJ成分が異なるか、m度が異なる場合
の、2層目社外面が現われるまでエツチングを行なう工
程に好適なエツチングの終点検出方法に関するものであ
る。
置装造工程で所望被エツチング材と下地膜材の主成分が
同じで、不純#IJ成分が異なるか、m度が異なる場合
の、2層目社外面が現われるまでエツチングを行なう工
程に好適なエツチングの終点検出方法に関するものであ
る。
エッチ7グにおける終点検出方法にα、被エツチ7グ材
及び下地膜材、あるいaエツチングに起因する発光スペ
クトル強度変化、またに質量スペクトル強度変化により
検出する方法、るるいa1被処理基板上に干渉光測定領
域を設置するか、回折因子パターンを設置したものに外
部より光を照射して、干渉光、回折光を測定し、所望エ
ツチング膜装置を検出する方法があるが、しかし、エツ
チング中のガス種の核磁気共鳴吸収線強度の変fヒを利
用した終点検出方法についてに配![されていなかった
。特に所望被エツチング材と下地膜材の主成分が同じで
ある場合の、下地膜材表面が現われるまでエツチングを
行なう工程における容易かつ確実な終点検出方法框なか
った。
及び下地膜材、あるいaエツチングに起因する発光スペ
クトル強度変化、またに質量スペクトル強度変化により
検出する方法、るるいa1被処理基板上に干渉光測定領
域を設置するか、回折因子パターンを設置したものに外
部より光を照射して、干渉光、回折光を測定し、所望エ
ツチング膜装置を検出する方法があるが、しかし、エツ
チング中のガス種の核磁気共鳴吸収線強度の変fヒを利
用した終点検出方法についてに配![されていなかった
。特に所望被エツチング材と下地膜材の主成分が同じで
ある場合の、下地膜材表面が現われるまでエツチングを
行なう工程における容易かつ確実な終点検出方法框なか
った。
上記従来方法は、発光スペクトルまr−rx*!にスペ
クトル強度測定方法において汀、プラズマ光の中に種々
の波長光が含まれるか、またに、反応及び生成ガス中に
種々の質量及びIl!荷をもったガス種が含まれている
ため、スペクトルの分離を完全に行なうのが容易でない
こと、またエツチング面積K(bあるいにエツチング量
が少ない場合、あるいに、被エツチング材と下地膜材の
主成分が同じである場合にに、スペクトルの強度変化を
検出丁ることが困難になる問題がある。干渉光や回析光
強度変fヒからエツチング深ざを測定しながらエツチン
グする方法においてに、被処理基板上に測定用の領域や
時定パターンの設剪が必要となり、また、破処理基板毎
に、所定の位置に照射光が当たるような工夫も必要とな
る。また、被エツチング材膜厚の不定さが、そのまま、
エツチング深さの不確定さに反映される問題がある。
クトル強度測定方法において汀、プラズマ光の中に種々
の波長光が含まれるか、またに、反応及び生成ガス中に
種々の質量及びIl!荷をもったガス種が含まれている
ため、スペクトルの分離を完全に行なうのが容易でない
こと、またエツチング面積K(bあるいにエツチング量
が少ない場合、あるいに、被エツチング材と下地膜材の
主成分が同じである場合にに、スペクトルの強度変化を
検出丁ることが困難になる問題がある。干渉光や回析光
強度変fヒからエツチング深ざを測定しながらエツチン
グする方法においてに、被処理基板上に測定用の領域や
時定パターンの設剪が必要となり、また、破処理基板毎
に、所定の位置に照射光が当たるような工夫も必要とな
る。また、被エツチング材膜厚の不定さが、そのまま、
エツチング深さの不確定さに反映される問題がある。
本発明の目的ζ、所望被エツチング材と下地膜材の主成
分が同じである場合においても、被処理基板に特定の細
工も行なわずに、所望被エツチング材と下地膜材に含有
される不純物元素の差異あるイに、IIklfの差異を
利用したエツチングの終点検出方法を提供することにあ
る。
分が同じである場合においても、被処理基板に特定の細
工も行なわずに、所望被エツチング材と下地膜材に含有
される不純物元素の差異あるイに、IIklfの差異を
利用したエツチングの終点検出方法を提供することにあ
る。
〔問題点を解決Tるための手段〕
上記目的は、少なくとも所望被エツチング材と下地膜材
を構成している元素あるいに含有不純物元素の核スピン
が零でない核種を少なくとも一攬以上含む場合VCハ、
エツチング中のガス種の核磁気共鳴吸収線強度をモニタ
することで達成される。
を構成している元素あるいに含有不純物元素の核スピン
が零でない核種を少なくとも一攬以上含む場合VCハ、
エツチング中のガス種の核磁気共鳴吸収線強度をモニタ
することで達成される。
上記着目する核種の天然存在比率が高く、磁気モーメン
ト償が、エッチセントに含まれる核種の磁気モーメント
値と異なる場合には、検出利得に大きくなる。
ト償が、エッチセントに含まれる核種の磁気モーメント
値と異なる場合には、検出利得に大きくなる。
観創丁べき核種が陽子数と中性子数の和が偶数とならな
い。Tなわち、核スピンが零とならないものに、ゼーマ
ン効果により、一定磁場内で核磁気共鳴吸収スペクトル
線(以下、NMRスペクトル線と力う)が得られる。所
望被エツチング材、″!!T−α下地膜材を構成してい
る原子あるいに含有不純物の原子穐に核スピンが零でな
いものがあると、エツチング中のガス種のNMRスペク
トルを1ull定することにより、着目する核種に起因
したガス種濃度の時間変化を追跡出来る。例えば、着目
する核種が、ニッチセットに含まれる核種と異なり、所
望被エツチング材に含有されているものならばエツチン
グの終了と共に、着目する核種に起因したNMRスペク
トル線の強度にζ、著しい減少変化が見られ、また、下
地膜材に着目する核種が含まれている場合には、所望被
エツチング材のエツチングの終了と共に、NMRスペク
トル線の強度にζ、著しい増大変化が見られる。このた
めエツチングの終点検出が可能となる。
い。Tなわち、核スピンが零とならないものに、ゼーマ
ン効果により、一定磁場内で核磁気共鳴吸収スペクトル
線(以下、NMRスペクトル線と力う)が得られる。所
望被エツチング材、″!!T−α下地膜材を構成してい
る原子あるいに含有不純物の原子穐に核スピンが零でな
いものがあると、エツチング中のガス種のNMRスペク
トルを1ull定することにより、着目する核種に起因
したガス種濃度の時間変化を追跡出来る。例えば、着目
する核種が、ニッチセットに含まれる核種と異なり、所
望被エツチング材に含有されているものならばエツチン
グの終了と共に、着目する核種に起因したNMRスペク
トル線の強度にζ、著しい減少変化が見られ、また、下
地膜材に着目する核種が含まれている場合には、所望被
エツチング材のエツチングの終了と共に、NMRスペク
トル線の強度にζ、著しい増大変化が見られる。このた
めエツチングの終点検出が可能となる。
尚、一般に核種が異なると共鳴周波数が異なるタメ、そ
のNMRスペクトル線の出現位置も異なる。また、気相
中のNMRスペクトル線1@は狭いため、異核種間のス
ペクトル線の重なり0小さく検出利得に高い。そのため
、所望被エツチング材と下地膜材の主成分が同じであっ
ても、含有不純物の核種が異なるか、濃度が異なる場合
に框、該襖材層界面を境にして、エツチング中のガスの
NMRスペクトル線に框、強度変化が見られる。
のNMRスペクトル線の出現位置も異なる。また、気相
中のNMRスペクトル線1@は狭いため、異核種間のス
ペクトル線の重なり0小さく検出利得に高い。そのため
、所望被エツチング材と下地膜材の主成分が同じであっ
ても、含有不純物の核種が異なるか、濃度が異なる場合
に框、該襖材層界面を境にして、エツチング中のガスの
NMRスペクトル線に框、強度変化が見られる。
従って、従来方法でに検出が不可能であったエツチング
材質系であっても、終点検出が可能となる。
材質系であっても、終点検出が可能となる。
以下、本発明を、酸化膜をマスクとして、シリコン基板
に下部N型埋込み層上まで深溝を形成Tるエッチフグ工
程に適用した例について、第1図に示T、纂]■a本発
明方法を適用したエツチング装置の模式図、エッチフグ
終了点における基板の一部断面図である第2図及び第3
■に示T層目する核種のNMRスペクトル線強度のエツ
チング中のプロファイル寵を用いて説明する。
に下部N型埋込み層上まで深溝を形成Tるエッチフグ工
程に適用した例について、第1図に示T、纂]■a本発
明方法を適用したエツチング装置の模式図、エッチフグ
終了点における基板の一部断面図である第2図及び第3
■に示T層目する核種のNMRスペクトル線強度のエツ
チング中のプロファイル寵を用いて説明する。
例えば、本発明の方法を用いたエツチング装置な、第1
図に示すように下部電極lと上部を極2を有する平行平
板型エツチング張113であり、下部電啄l上には、酸
化膜をマスクとした下部N型埋込み層を有するシリコン
基板4を置載しである。
図に示すように下部電極lと上部を極2を有する平行平
板型エツチング張113であり、下部電啄l上には、酸
化膜をマスクとした下部N型埋込み層を有するシリコン
基板4を置載しである。
このエツチング製型3円にガス導入管5を経て、例えば
四塩化炭素と酸素の混合ガスを約5〔mtZ分〕導入し
、R,F電源6によ!>13−613−6(の高周波を
印り口してエツチングを行なった。その際装@3内のガ
スは、排気管7を経て、例えば、] 0’ CO3の磁
場を有する核磁気共鳴スペクトル製電8内の試料室を通
過ぎせて排気を行ない、排気ガス中のNMRスペクトル
線の測定を行なった。
四塩化炭素と酸素の混合ガスを約5〔mtZ分〕導入し
、R,F電源6によ!>13−613−6(の高周波を
印り口してエツチングを行なった。その際装@3内のガ
スは、排気管7を経て、例えば、] 0’ CO3の磁
場を有する核磁気共鳴スペクトル製電8内の試料室を通
過ぎせて排気を行ない、排気ガス中のNMRスペクトル
線の測定を行なった。
被エツチングシリコン基板4の下部N型埋込み層にα例
えばア/チモン、Sbが約I Q” [:atoms/
cm” ] の濃關で含有されている。エツチング
が進行し・第2図に示したように、シリコン基板4中の
下部分離層10に隣接した下@N型埋込み層11上まで
エツチングが進行すると、反応ガス及びエツチングによ
り生成したガス中にa5ア/チモンの塩化物を主成分と
したガス種が存在し始める。天然存在確率57.3[’
l〕のアンチモン、121Sb核を含有したガス種の、
IO’CG]の磁場における共鳴スペクトル1IJn
10.2 CMHz ) の位賞に出現し、この近傍
周波数頭、9〜]’l[MHzlにおいてに、エッチセ
ントである四基rヒ炭素の13Cに起因する線が10.
7 (NHz〕に出現した。この13Cに起因した線強
度に対する、IH3bに起因した線強度に約2倍でめっ
た。
えばア/チモン、Sbが約I Q” [:atoms/
cm” ] の濃關で含有されている。エツチング
が進行し・第2図に示したように、シリコン基板4中の
下部分離層10に隣接した下@N型埋込み層11上まで
エツチングが進行すると、反応ガス及びエツチングによ
り生成したガス中にa5ア/チモンの塩化物を主成分と
したガス種が存在し始める。天然存在確率57.3[’
l〕のアンチモン、121Sb核を含有したガス種の、
IO’CG]の磁場における共鳴スペクトル1IJn
10.2 CMHz ) の位賞に出現し、この近傍
周波数頭、9〜]’l[MHzlにおいてに、エッチセ
ントである四基rヒ炭素の13Cに起因する線が10.
7 (NHz〕に出現した。この13Cに起因した線強
度に対する、IH3bに起因した線強度に約2倍でめっ
た。
121Sbに起因しe ] 0.2 (MHz 〕IF
Mに着目し、下部N型埋込み層を貫くまでエツチングし
た際の、NMRスペクトル強度の時間変化プロファイル
を第3図に示した。第3図において、Id検出強度tζ
時間、sriエッチ/グ開始時点、Eα下部N型埋込み
1脅上までエツチングが達した時点、Fri下i下型N
型埋込を貫いた時点を示している。
Mに着目し、下部N型埋込み層を貫くまでエツチングし
た際の、NMRスペクトル強度の時間変化プロファイル
を第3図に示した。第3図において、Id検出強度tζ
時間、sriエッチ/グ開始時点、Eα下部N型埋込み
1脅上までエツチングが達した時点、Fri下i下型N
型埋込を貫いた時点を示している。
−!り、酸化膜上のリンガラスをフロロホルムを用いて
エツチングTる際にも実施したが、天然存在比100(
%〕 でらるりン、31pに起因した共鳴線である1
7.2 [MHz〕の強度化を追跡した所、リンガラス
のエツチングが終了した時点で著しい強度減少が見られ
た。
エツチングTる際にも実施したが、天然存在比100(
%〕 でらるりン、31pに起因した共鳴線である1
7.2 [MHz〕の強度化を追跡した所、リンガラス
のエツチングが終了した時点で著しい強度減少が見られ
た。
このように、本実施例によれば、従来方法において框、
はぼ不可能であった。同主取分材2層界面上におけるエ
ツチングの終点検出が高感度でかつ高利得に可能となっ
た。
はぼ不可能であった。同主取分材2層界面上におけるエ
ツチングの終点検出が高感度でかつ高利得に可能となっ
た。
なお、上記実施列において、観測する核種にIHSi)
と31pを用いたが、もちろん、他の核スピンが零でな
い核種を用いても良い。
と31pを用いたが、もちろん、他の核スピンが零でな
い核種を用いても良い。
本発明である核磁気共鳴スペクトルを用いた方法でに、
核のスピンが零でなく、かつ、天然存在比の高い核種が
、所望被エツチング材か下地膜材、あるいにエッチセン
トに含まれることが必要であるが、一般的に用いられる
基板材あるいに膜材に限っても、含有される元素、Si
、 O,N、 P、 B。
核のスピンが零でなく、かつ、天然存在比の高い核種が
、所望被エツチング材か下地膜材、あるいにエッチセン
トに含まれることが必要であるが、一般的に用いられる
基板材あるいに膜材に限っても、含有される元素、Si
、 O,N、 P、 B。
At、 No 、 W等はとんどの元素は上記必要条件
を満たした核種を有しており・モニタ種としての不都合
に生じない。また、一般に核種が異なると共鳴周波数に
異なり、ガス状襲、における共鳴線幅も狭いため、核磁
気共鳴スペクトル線強度の検出槽lft’ff高いもの
になる。従って、これを用いたエツチングの終点検出の
利得な高くなり、同左成分材2層膿系にやけるエツチン
グにおいてσえも終点放出が可能となる効果がある。
を満たした核種を有しており・モニタ種としての不都合
に生じない。また、一般に核種が異なると共鳴周波数に
異なり、ガス状襲、における共鳴線幅も狭いため、核磁
気共鳴スペクトル線強度の検出槽lft’ff高いもの
になる。従って、これを用いたエツチングの終点検出の
利得な高くなり、同左成分材2層膿系にやけるエツチン
グにおいてσえも終点放出が可能となる効果がある。
第1図a本発明のエツチング終点検出方法を実施する製
雪構造の模式図、第2図は第1■のエツチング終了時に
おける基板の断面図、第3図は第1図の核磁気共鳴スペ
クトル線強度のプロファイル図である。
雪構造の模式図、第2図は第1■のエツチング終了時に
おける基板の断面図、第3図は第1図の核磁気共鳴スペ
クトル線強度のプロファイル図である。
Claims (1)
- 1、エッチング中の反応ガス種の核磁気共鳴吸収線強度
変化をモニタすることを特徴としたエッチングの終点検
出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11730486A JPS62274726A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | エツチングの終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11730486A JPS62274726A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | エツチングの終点検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62274726A true JPS62274726A (ja) | 1987-11-28 |
Family
ID=14708437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11730486A Pending JPS62274726A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | エツチングの終点検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62274726A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038788A3 (en) * | 2002-10-24 | 2004-08-19 | Lam Res Corp | Method and apparatus for detecting endpoint during plasma etching of thin films |
EP1605493A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | HELYSSEN S.à.r.l. | Plasma processing control |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP11730486A patent/JPS62274726A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038788A3 (en) * | 2002-10-24 | 2004-08-19 | Lam Res Corp | Method and apparatus for detecting endpoint during plasma etching of thin films |
US6908846B2 (en) | 2002-10-24 | 2005-06-21 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for detecting endpoint during plasma etching of thin films |
EP1605493A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | HELYSSEN S.à.r.l. | Plasma processing control |
WO2005122209A3 (en) * | 2004-06-07 | 2006-03-30 | Helyssen Sarl | Plasma processing control |
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