KR20120043049A - 플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 설치된 방전관과, 마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과, 상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와, 상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법{PLASMA ETCHING APPARATUS AND PLASMA ETCHING METHOD}
본 발명은 플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법에 관한 것이다.
플라즈마를 이용한 에칭 처리는 반도체 장치나 액정 디스플레이 등의 전자 디바이스의 제조, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 분야에서의 마이크로머신의 제조, 포토마스크나 정밀 광학 부품 등의 제조 등, 폭넓은 기술 분야에서 활용되고 있다. 플라즈마를 이용한 에칭 처리는 저비용이고, 고속이며, 약제를 이용하지 않기 때문에 환경 오염을 저감할 수 있는 점에서도 유리하다.
이러한 플라즈마를 이용한 에칭 처리에서는, 언더에칭이나 오버에칭을 억제하기 위해서 에칭의 종점을 검출하도록 하고 있다.
에칭의 종점 검출로서는, 플라즈마 발광을 분석함으로써 에칭의 종점을 검출하는 기술이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
이와 같은 기술에 있어서는, 플라즈마 발광 중 특정 파장의 광을 검출기로 검출하고, 하지(下地)가 노출되었을 때에 특정 파장의 광의 강도가 변동하는 것을 이용하여 에칭의 종점을 검출하도록 하고 있다.
그러나, 플라즈마의 발광 강도는 프로세스 조건(예컨대, 처리 압력이나 인가 전력 등)이 변동하면 변화해 버릴 우려가 있다. 또한, 에칭에 의해 하지가 노출되지 않으면 발광 강도가 변화하지 않기 때문에, 하지가 여분으로 에칭되거나, 손상될 우려도 있다.
그 때문에, 에칭되는 막의 표면에서 반사된 광과, 에칭되는 막과 하지와의 계면에서 반사된 광에 의한 간섭광의 강도를 검출함으로써 에칭의 종점을 검출하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2를 참조).
특허문헌 2에 개시된 기술에 있어서는, 에칭에 의해 막두께가 감소함에 따라 간섭광의 강도가 주기적으로 변화하는 것을 이용하여 에칭의 종점을 검출하도록 하고 있다.
그 때문에, 하지가 노출되는 시점을 미리 알 수 있기 때문에, 하지가 여분으로 에칭되거나, 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 하지가 노출되는 시점을 미리 알 수 있기 때문에, 그 후에 프로세스 조건이 변동하여 간섭광의 강도가 변화하여도 그 영향을 억제할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2에 개시된 기술에 있어서는, 에칭되는 막의 표면에 설치된 레지스트 마스크(에칭 마스크)의 영향이 고려되지 않았다. 그 때문에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분의 비율이 많아지면(개구율이 작아지면), 검출 영역 전체에서 본 경우의 간섭광의 강도가 저하하여 검출 정밀도가 악화될 우려가 있다. 특히, 최근의 미세화에 따라 개구율이 보다 작아지면 검출 정밀도가 더욱 악화될 우려가 있다. 이 경우, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)만을 검출하도록 하면 검출 대상이 특정되기 때문에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분의 영향을 저감시킬 수 있다. 그러나, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)만을 검출하도록 하면 미소한 부분을 검출하게 되기 때문에, 검출 위치의 정렬이 곤란해진다고 하는 새로운 문제가 발생할 우려가 있다.
일본 특허 공개 평성 제9-36090호 공보 일본 특허 공개 평성 10-64884호 공보
본 발명은 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 설치된 방전관과, 마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과, 상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와, 상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와, 상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 설치된 방전관과, 마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과, 상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과, 상기 검출창을 통해, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면에 광을 조사하는 광원과, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와, 상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과, 상기 검출창을 통해, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면에 광을 조사하는 광원과, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와, 상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 대기압보다 감압된 분위기에서 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마를 향해 공급된 프로세스 가스를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하며, 상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 방법으로서, 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부를 이용하여 상기 피처리물로부터의 간섭광을 검출하는 공정과, 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하고, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 2의 (a)는 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 검출 상태를 예시하기 위한 모식도이고, (b)는 (a)에 있어서의 A부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 예시한다. 또한, 각 도면 중, 같은 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 1에 예시하는 플라즈마 에칭 장치(1)는, 일반적으로 「CDE(Chemical Dry Etching; 케미컬 드라이 에칭) 장치」라고 불리는 마이크로파 여기형의 플라즈마 에칭 장치이다. 즉, 마이크로파에 의해 여기, 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물을 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 일례이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(1)는 플라즈마 발생부(2), 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 처리 용기(6), 간섭광 검출부(7), 제어부(8) 등을 구비한다.
플라즈마 발생부(2)는 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(전자기 에너지)를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킨다.
플라즈마 발생부(2)에는, 방전관(9), 도입 도파관(10)이 설치되어 있다.
방전관(9)은 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 처리 용기(6)로부터 이격된 위치에 설치되어 있다. 또한, 방전관(9)은 관 형상을 띠며, 마이크로파(M)에 대한 투과율이 높고 에칭되기 어려운 재료로 이루어진다. 예컨대, 방전관(9)을 알루미나나 석영 등의 유전체로 이루어진 것으로 할 수 있다.
방전관(9)의 외주면을 덮도록 하여 관 형상의 차폐부(18)가 설치되어 있다. 차폐부(18)의 내주면과 방전관(9)의 외주면 사이에는 정해진 간극이 마련되고, 차폐부(18)와 방전관(9)이 대략 동축이 되도록 하여 배치되어 있다. 또한, 이 간극은 마이크로파(M)가 누설되지 않을 정도의 치수로 되어 있다. 따라서, 차폐부(18)에 의해 마이크로파(M)가 누설되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 차폐부(18)에는, 방전관(9)과 대략 직교하도록 도입 도파관(10)이 접속되어 있다. 도입 도파관(10)의 종단에는 종단 정합기(11a)가 설치되어 있다. 또한, 도입 도파관(10)의 입구측[마이크로파(M)의 도입측]에는 스터브 튜너(11b)가 설치되어 있다. 도입 도파관(10)은 후술하는 마이크로파 발생부(5)로부터 방사된 마이크로파(M)를 전파시켜, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(M)를 도입한다.
도입 도파관(10)과 차폐부(18)의 접속 부분에는, 환형의 슬롯(12)이 마련되어 있다. 슬롯(12)은 도입 도파관(10)의 내부에서 도파되어 온 마이크로파(M)를 방전관(9)을 향해 방사하기 위한 것이다. 후술하는 바와 같이, 방전관(9)의 내부에는 플라즈마(P)가 발생하는데, 슬롯(12)에 대향하는 부분이 플라즈마(P)를 발생시키는 영역의 대략 중심이 된다.
도입 도파관(10)의 일단에는, 마이크로파 발생부(5)가 설치되어 있다. 이 마이크로파 발생부(5)는 정해진 주파수(예컨대 2.75GHz)의 마이크로파(M)를 발생시켜 도입 도파관(10)을 향해 방사할 수 있게 되어 있다.
방전관(9)의 일단에는 유량 제어부(Mass Flow Controller: MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 유량 제어부(13)를 통해, 가스 공급부(4)로부터 방전관(9) 내의 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(8)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
방전관(9)의 타단에는 수송관(14)의 일단이 접속되고, 수송관(14)의 타단은 처리 용기(6)에 접속되어 있다. 즉, 수송관(14)은 방전관(9)과 처리 용기(6)를 연통시키고 있다. 수송관(14)은 중성 활성종에 의한 부식에 견딜 수 있는 재료, 예컨대, 석영, 스테인리스강, 세라믹스, 불소수지 등으로 이루어진다.
처리 용기(6)는 바닥이 있는 대략 원통 형상을 띠며, 그 상단이 상부판(6a)으로 막혀 있다. 처리 용기(6)의 내부에는, 도시하지 않은 정전 척을 내장한 배치부(15)가 설치되고, 그 상면(배치면)에 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 배치, 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(6)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller: APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는 처리 용기(6)의 내부를 정해진 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는 처리 용기(6)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(6)의 내압이 정해진 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(6)는 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리물(W)을 수용하고 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
수송관(14)과의 접속 부분보다는 하측이며 배치부(15)의 상측인 곳에는, 배치부(15)의 상면(배치면)과 대향하게 정류판(17)이 설치되어 있다. 정류판(17)은 수송관(14)으로부터 도입되는 중성 활성종을 함유한 가스의 흐름을 정류하여, 피처리물(W)의 처리면 상에서의 중성 활성종의 양이 대략 균일하게 되도록 하기 위한 것이다. 정류판(17)은 다수의 구멍부(17a)가 형성된 대략 원형의 판형체로서, 처리 용기(6)의 내벽에 고정되어 있다. 그리고, 정류판(17)과 배치부(15)의 상면(배치면) 사이의 영역이, 피처리물에 대한 처리가 행해지는 처리 공간(20)이 된다. 또한, 처리 용기(6)의 내벽면, 정류판(17)의 표면은 중성 활성종과 반응하기 어려운 재료[예컨대, 4불화 수지(PTFE) 또는 알루미나 등의 세라믹 재료 등]로 덮여져 있다.
처리 용기(6)의 벽면에는 검출창(19)이 형성되어 있다. 또한, 검출창(19)은 투명 재료로 이루어져 광이 투과할 수 있게 되어 있다. 검출창(19)은 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 예컨대, 도 1에 예시하는 바와 같이 배치부(15)의 상면(배치면)에 대향하는 상부판(6a)에 검출창(19)을 형성하도록 할 수 있다. 단, 검출창(19)을 형성하는 위치는 상부판(6a)에 한정되지 않고, 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치, 예컨대 처리 용기(6)의 측벽, 상부판(6a) 등에 적절하게 형성하도록 할 수 있다.
검출창(19)을 통해, 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에는 간섭광 검출부(7)가 형성되어 있다.
간섭광 검출부(7)는, 에칭되는 막의 표면에서 반사된 광과, 에칭되는 막과 하지와의 계면에서 반사된 광에 의한 간섭광의 강도를 검출한다.
여기서, 간섭광의 강도는, 에칭에 의해 막두께가 감소함에 따라 주기적으로 변화하고, 하지가 노출되면 거의 일정해진다. 그리고, 간섭광의 강도가 변화할 때의 주기는 광의 파장, 에칭되는 막의 굴절률이나 막두께와 상관 관계가 있기 때문에, 간섭광의 강도가 변화할 때의 주기를 검출할 수 있으면 막두께를 연산할 수 있다. 그 때문에, 에칭이 종료되는 시점, 즉 에칭의 종점을 검출할 수 있다.
또한, 간섭광 검출부(7)의 수광면에는 복수의 수광 소자가 설치되어 있다. 수광 소자는 수광된 간섭광의 강도에 따른 전기 신호를 출력한다. 즉, 간섭광 검출부(7)는, 배치부(15)에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는다. 수광 소자의 배치 형태는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 일렬로 늘어서도록 하여도 좋고, 격자형 등과 같이 평면형으로 깔리도록 하여도 좋다. 단, 수광 소자를 평면형으로 깔면, 검출 영역을 평면형으로 할 수 있기 때문에, 검출 위치의 정렬이 용이해진다.
간섭광 검출부(7)로서는, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device) 센서 등을 예시할 수 있다.
여기서, 에칭되는 막의 표면에는 레지스트 마스크(에칭 마스크)가 마련되어 있다. 그 때문에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분의 비율이 높아지면(개구율이 낮아지면) 검출 영역 전체에서 본 경우의 간섭광의 강도가 저하하여 검출 정밀도가 악화될 우려가 있다. 특히, 최근의 미세화에 따라 개구율이 보다 낮아지면 검출 정밀도가 더욱 악화될 우려가 있다. 이 경우, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)만을 검출하도록 하면 검출 대상이 특정되기 때문에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분의 영향을 저감시킬 수 있다. 그러나, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)만을 검출하도록 하면 미소한 부분을 검출하게 되기 때문에, 검출 위치의 정렬이 곤란해진다고 하는 새로운 문제가 발생할 우려가 있다.
이에, 본 실시형태에서는, 간섭광 검출부(7)의 수광면에 복수의 수광 소자를 설치하고, 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출이나 에칭의 종점의 검출에 관한 상세한 내용은 후술한다.
검출창(19)을 통해, 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면에 광을 조사할 수 있는 위치에는 광원(21)이 설치되어 있다.
수송관(14)을 통해, 처리 용기(6) 내에 누출되는 플라즈마(P)로부터의 광이나 처리 용기(6) 내에서 생기는 발광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 광원(21)은 반드시 설치할 필요는 없다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점이나, 처리 용기(6) 내에 누출되는 광, 처리 용기(6) 내에서 생기는 발광의 강도가 낮은 점을 고려하면, 광원(21)을 설치하도록 하는 것이 바람직하다. 광원(21)으로는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 메탈 할라이드 램프나 할로겐 램프 등을 구비한 것이나 레이저광을 출사할 수 있는 것 등을 예시할 수 있다.
또한, 레이저광을 이용하는 경우에는, 주사된 레이저광이 피처리물(W)의 표면에 조사되도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(8)는 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13), 광원(21) 등을 제어한다.
또한, 제어부(8)는 간섭광 검출부(7)에 설치된 수광 소자로부터의 전기 신호에 기초하여 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출한다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 이 경우, 제어부(8)는 정해진 넓이를 갖는 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 더욱 상세히 설명하면, 제어부(8)는 간섭광 검출부(7)의 검출 영역(7a)에 있어서의 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다.
이와 같이, 검출 영역(7a)으로부터의 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출은 검출 영역(7a)에 있어서의 수광 소자의 출력과, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력에 기초하여 행해진다. 단, 본 명세서에서는, 번잡화를 피하기 위해서 단순히 「에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출」 등으로 표현하기로 한다.
도 2는 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출에 대해서 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 2의 (a)는 간섭광 검출부(7)의 검출 영역(7a)에 있어서의 검출 상태를 예시하기 위한 모식도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 A부의 확대도이다.
이 경우, 간섭광 검출부(7)의 수광면에는 복수의 화소(수광 소자)가 격자형으로 깔려 있고, 간섭광의 강도에 따른 전기 신호가 검출 영역(7a)의 각 화소(각 수광 소자)마다 출력되도록 되어 있다.
간섭광 검출부(7)로부터의 전기 신호는 제어부(8)로 보내지고, 각 화소(각 수광 소자)마다 간섭광의 강도가 검출된다.
여기서, 각 화소(각 수광 소자)마다 간섭광의 강도 변화량을 모니터링하여, 강도 변화가 생기는 부분을 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)으로서 추출할 수 있다. 예컨대, 도 2의 (a)에 있어서의 「음영 표시된 부분」을 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)으로서 추출할 수 있다.
그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분) 중, 간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 부분을 검출 대상으로 한다.
예컨대, 도 2의 (b)에 있어서의 화소 B가 주위의 화소보다 간섭광의 강도의 변동량이 크기 때문에, 화소 B를 검출 대상으로 한다.
간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 화소의 자동 판별 방법으로는, 간섭광의 강도의 시간 미분량을 감시하고, 이 값이 가장 큰 것을 간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 화소로 하는 방법이 있다.
또한, 하나의 화소를 검출 대상으로 하여 추출하는 것이 아니라, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역[예컨대, 도 2의 (b)에 있어서의 화소 B와 그 주위의 화소를 포함하는 영역]을 검출 대상으로 할 수도 있다. 이 경우, 예컨대, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 상위 몇 개의 화소를 함께 감시하고, 이들의 평균값을 구할 수 있다.
이상 예시한 바와 같이, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하도록 하면 검출 대상이 특정되기 때문에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)이 미소하여도 검출 대상의 특정(검출의 위치 정렬)을 용이하게 할 수 있다. 그 때문에, 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 하면, 노이즈 등의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.
다음에, 플라즈마 에칭 장치(1)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 대해서 예시한다.
우선, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이 처리 용기(6) 내에 반입되어 배치부(15) 상에 배치, 유지된다.
다음에, 처리 용기(6) 내부가 감압부(3)에 의해 정해진 압력까지 감압된다. 이 때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(6) 내의 압력이 조정된다. 또한, 처리 용기(6)와 연통하는 방전관(9)의 내부도 감압된다.
다음에, 플라즈마 발생부(2)에 의해 중성 활성종을 함유하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 정해진 유량의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가 방전관(9) 내에 공급된다. 한편, 마이크로파 발생부(5)로부터 정해진 파워의 마이크로파(M)가 도입 도파관(10) 내에 방사된다. 방사된 마이크로파(M)는 도입 도파관(10) 내에서 도파되어 슬롯(12)을 통해 방전관(9)을 향해 방사된다.
방전관(9)을 향해 방사된 마이크로파(M)는 방전관(9)의 표면에서 전파되어 방전관(9) 내에 방사된다. 이와 같이 하여 방전관(9) 내에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해 플라즈마(P)가 발생한다. 그리고, 발생된 플라즈마(P) 내의 전자 밀도가, 방전관(9)을 통해 공급되는 마이크로파(M)를 차폐할 수 있는 밀도(컷오프 밀도) 이상이 되면, 마이크로파(M)는 방전관(9)의 내벽면으로부터 방전관(9) 내의 공간을 향하여 일정 거리(스킨 깊이)만큼 들어가기까지의 동안에 반사되게 된다. 이 때문에, 이 마이크로파(M)의 반사면과 슬롯(12)의 하면 사이에는 마이크로파(M)의 정재파가 형성되게 된다. 그 결과, 마이크로파(M)의 반사면이 플라즈마 여기면이 되고, 이 플라즈마 여기면에서 안정적으로 플라즈마(P)가 여기, 발생하게 된다. 이 플라즈마 여기면에서 여기, 발생된 플라즈마(P) 내에서, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온 등의 플라즈마 생성물이 생성된다.
생성된 플라즈마 생성물을 함유하는 가스는 수송관(14)을 통해 처리 용기(6) 내에 반송된다. 이 때, 수명이 짧은 이온 등은 처리 용기(6)까지 도달할 수 없고, 수명이 긴 중성 활성종만이 처리 용기(6)에 도달하게 된다. 처리 용기(6) 내에 도입된 중성 활성종을 함유하는 가스는 정류판(17)에 의해 정류되어 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 에칭 처리가 행해진다. 본 실시형태에서는, 주로 중성 활성종에 의한 등방성 처리(등방성 에칭 처리)가 행해지게 된다.
또한, 에칭 처리의 종점이 검출된다.
우선, 전술한 바와 같이, 에칭되는 막의 표면에서 반사된 광과, 에칭되는 막과 하지와의 계면에서 반사된 광에 의한 간섭광의 강도가 간섭광 검출부(7)에 의해 검출된다. 이 경우, 간섭광 검출부(7)로부터의 전기 신호는 제어부(8)로 보내지고, 각 화소(각 수광 소자)마다 간섭광의 강도가 검출된다. 그리고, 간섭광의 강도의 차이로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출한다.
다음에, 간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 부분을 검출 대상으로 하여, 이 부분의 간섭광의 강도 변화의 주기를 검출하고, 주기와, 광의 파장, 에칭되는 막의 굴절률이나 막두께와의 상관 관계로부터 막두께를 연산함으로써, 에칭이 종료되는 시점, 즉 에칭의 종점을 검출한다.
또한, 에칭 처리의 종점 검출 시에, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 수송관(14)을 통해, 처리 용기(6) 내에 누출되는 플라즈마(P)로부터의 광이나 처리 용기(6) 내에서 생기는 발광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수도 있다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점이나, 처리 용기(6) 내에 누출되는 광, 처리 용기(6) 내에서 생기는 발광의 강도가 낮은 점을 고려하면, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(8)에 의해, 에칭 처리가 종료되었다고 판정된 경우에는, 플라즈마 발생부(2)에 의한 플라즈마 생성물의 생성이 정지된다.
에칭 처리가 종료된 피처리물(W)은 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(6) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요가 있으면, 전술한 에칭 처리가 반복된다.
이상으로 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법은, 대기압보다 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키고, 플라즈마(P)를 향해 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하며, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 방법으로서, 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 이용하여 피처리물(W)로부터의 간섭광을 검출하는 공정과, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 공정을 포함한다.
또한, 에칭의 종점을 검출하는 공정에서는, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 할 수도 있다.
본 실시형태에 따르면, 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 설치하여, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하기 때문에, 검출 대상(에칭 부분)을 특정할 수 있다. 이에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분(비에칭 부분)의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 노이즈 등의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)이 미소하여도 검출 대상의 특정(검출의 위치 정렬)을 용이하게 할 수 있다. 이에, 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 하면, 노이즈 등의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 3에 예시하는 플라즈마 에칭 장치(30)는, 일반적으로 「SWP(Surface Wave Plasma: 표면파 플라즈마) 장치」라고 불리는 마이크로파 여기형의 플라즈마 에칭 장치이다. 즉, 마이크로파에 의해 여기, 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물을 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 일례이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(30)는 플라즈마 발생부(31), 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 처리 용기(32), 간섭광 검출부(7), 제어부(33) 등을 구비한다.
플라즈마 발생부(31)는 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(전자기 에너지)를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킨다.
플라즈마 발생부(31)에는, 투과창(34), 도입 도파관(35)이 설치되어 있다. 투과창(34)은 평판형을 띠며, 마이크로파(M)에 대한 투과율이 높으며 에칭되기 어려운 재료로 이루어진다. 예컨대, 투과창(34)을 알루미나나 석영 등의 유전체로 이루어진 것으로 할 수 있다. 투과창(34)은 처리 용기(32)의 상단에 기밀하게 되도록 형성되어 있다.
처리 용기(32)의 외측으로서, 투과창(34)의 상면에는 도입 도파관(35)이 설치되어 있다. 또한, 도시는 생략하였지만 종단 정합기나 스터브 튜너를 적절하게 설치할 수도 있다. 도입 도파관(35)은 마이크로파 발생부(5)로부터 방사된 마이크로파(M)를 전파시켜, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(M)를 도입한다.
도입 도파관(35)과 투과창(34)의 접속 부분에는 슬롯(36)이 마련되어 있다. 슬롯(36)은 도입 도파관(35)의 내부에서 도파되어 온 마이크로파(M)를 투과창(34)을 향해 방사하기 위한 것이다.
도입 도파관(35)의 일단에는, 마이크로파 발생부(5)가 설치되어 있다. 이 마이크로파 발생부(5)는 정해진 주파수(예컨대 2.75 GHz)의 마이크로파(M)를 발생시켜 도입 도파관(35)을 향해 방사할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)의 측벽 상부에는, 유량 제어부(Mass Flow Controller: MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(33)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)는 바닥을 갖는 대략 원통 형상을 띠고, 그 내부에는, 도시하지 않은 정전 척을 내장한 배치부(15)가 설치되어 있다. 그리고, 배치부(15)의 상면(배치면)에 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 배치, 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller: APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는 처리 용기(32)의 내부를 정해진 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는, 처리 용기(32)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(32)의 내압이 정해진 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(32)는, 내부에 플라즈마(P)를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
가스 공급부(4)와의 접속 부분보다는 하측이며 배치부(15)의 상측인 곳에는, 배치부(15)의 상면(배치면)과 대향하게 정류판(17)이 설치되어 있다. 정류판(17)은 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 생성된 플라즈마 생성물을 포함한 가스의 흐름을 정류하고, 피처리물(W)의 처리면 상에 있어서의 플라즈마 생성물의 양이 대략 균일하게 되도록 하기 위한 것이다.
또한, 정류판(17)은 다수의 구멍부(17a)가 형성된 대략 원형의 판형체이며, 처리 용기(32)의 내벽에 고정되어 있다. 그리고, 정류판(17)과 배치부(15)의 상면(배치면) 사이의 영역이, 피처리물에 대한 처리가 행해지는 처리 공간(20)이 된다. 또한, 처리 용기(32)의 내벽면, 정류판(17)의 표면은 중성 활성종과 반응하기 어려운 재료[예컨대, 4불화 수지(PTFE) 또는 알루미나 등의 세라믹 재료 등]로 덮여져 있다.
처리 용기(32)의 벽면에는 검출창(19, 19a)이 형성되어 있다. 또한, 검출창(19, 19a)은 투명 재료로 이루어져 광이 투과할 수 있게 되어 있다. 검출창(19, 19a)은 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 예컨대, 도 3에 예시하는 바와 같이 처리 용기(32)의 측벽에 검출창(19, 19a)을 형성할 수도 있다. 단, 검출창(19, 19a)을 형성하는 위치는 처리 용기(32)의 측벽에 한정되지 않고, 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치, 예컨대 처리 용기(32)의 천장 등에 적절하게 형성할 수 있다. 검출창(19)을 통해, 배치부(15)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에는, 전술한 간섭광 검출부(7)가 설치되어 있다.
또한, 광원(21)으로부터 출사되어 피처리물(W)의 표면에서 반사된 광이 간섭광 검출부(7)에 입사 가능한 위치에 검출창(19a), 광원(21)이 설치되어 있다.
본 실시형태에서도, 간섭광 검출부(7)의 수광면에는 복수의 수광 소자가 설치되어, 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다.
플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 발생된 플라즈마(P)로부터의 광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 광원(21)을 반드시 설치할 필요는 없다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점을 고려하면, 광원(21)을 설치하는 것이 바람직하다. 광원(21)으로는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 메탈 할라이드 램프나 할로겐 램프 등을 구비한 것이나 레이저광을 출사할 수 있는 것 등을 예시할 수 있다.
또한, 레이저광을 이용하는 경우에는, 주사된 레이저광이 피처리물(W)의 표면에 조사되도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(33)는 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13), 광원(21) 등을 제어한다.
또한, 제어부(33)는 간섭광 검출부(7)에 설치된 수광 소자로부터의 전기 신호에 기초하여 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출한다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 즉, 제어부(33)는 정해진 넓이를 갖는 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출이나 에칭의 종점의 검출에 관한 상세한 내용은 전술한 바와 동일하기 때문에 생략한다.
다음에, 플라즈마 에칭 장치(30)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 대해서 예시한다.
우선, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이 처리 용기(32) 내에 반입되어 배치부(15) 상에 배치, 유지된다. 다음에, 처리 용기(32) 내부가 감압부(3)에 의해 정해진 압력까지 감압된다. 이 때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(32) 내의 압력이 조정된다.
다음에, 플라즈마 발생부(31)에 의해 중성 활성종을 함유하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선 가스 공급부(4)로부터 정해진 양의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급된다. 한편, 마이크로파 발생부(5)로부터 정해진 파워의 마이크로파(M)가 도입 도파관(35) 내에 방사된다. 방사된 마이크로파(M)는 도입 도파관(35) 내에서 도파되어 슬롯(36)을 통해 투과창(34)을 향하여 방사된다.
투과창(34)을 향해 방사된 마이크로파(M)는 투과창(34)의 표면에서 전파되어 처리 용기(32) 내에 방사된다. 이와 같이 하여 처리 용기(32) 내에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해 플라즈마(P)가 발생한다. 그리고, 발생된 플라즈마(P) 내의 전자 밀도가, 투과창(34)을 통해 공급되는 마이크로파(M)를 차폐할 수 있는 밀도(컷오프 밀도) 이상이 되면, 마이크로파(M)는 투과창(34)의 하면으로부터 처리 용기(32) 내의 공간을 향하여 일정 거리(스킨 깊이)만큼 들어가기까지의 동안에 반사되게 된다. 이 때문에, 이 마이크로파(M)의 반사면과 슬롯(36)의 하면 사이에는 마이크로파(M)의 정재파가 형성되게 된다. 그 결과, 마이크로파(M)의 반사면이 플라즈마 여기면이 되어, 이 플라즈마 여기면에서 안정적으로 플라즈마(P)가 여기, 발생하게 된다. 이 플라즈마 여기면에서 여기, 발생된 플라즈마(P) 내에서, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온 등의 플라즈마 생성물이 생성된다.
생성된 플라즈마 생성물을 함유하는 가스는 정류판(17)에 의해 정류되어 피처리물(W)의 표면에 도달하고 에칭 처리가 행해진다. 본 실시형태에서는, 플라즈마 생성물을 함유하는 가스가 정류판(17)을 통과할 때에, 이온이나 전자가 제거된다. 이 때문에, 주로 중성 활성종에 의한 등방성 처리(등방성 에칭 처리)가 행해지게 된다. 또한, 바이어스 전압을 부가하여 이온이 정류판(17)을 통과할 수 있도록 함으로써, 이방성 처리(이방성 에칭 처리)를 행하도록 할 수도 있다.
또한, 에칭 처리의 종점이 검출된다.
우선, 전술한 바와 같이, 에칭되는 막의 표면에서 반사된 광과, 에칭되는 막과 하지와의 계면에서 반사된 광에 의한 간섭광의 강도가 간섭광 검출부(7)에 의해 검출된다. 이 경우, 간섭광 검출부(7)로부터의 전기 신호는 제어부(33)로 보내지고, 각 화소(각 수광 소자)마다 간섭광의 강도가 검출된다. 그리고, 간섭광의 강도 변화가 생기는 부분을 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)으로서 추출한다.
다음에, 간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 부분을 검출 대상으로 하여, 이 부분의 간섭광의 강도 변화의 주기를 검출하고, 주기와, 광의 파장, 에칭되는 막의 굴절률이나 막두께와의 상관 관계로부터 막두께를 연산함으로써, 에칭이 종료되는 시점, 즉 에칭의 종점을 검출한다.
또한, 에칭 처리의 종점 검출 시에, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 발생된 플라즈마(P)로부터의 광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수도 있다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점을 고려하면, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(33)에 의해, 에칭 처리가 종료되었다고 판정된 경우에는, 플라즈마 발생부(31)에 의한 플라즈마 생성물의 생성이 정지된다.
에칭 처리가 종료된 피처리물(W)은 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(32) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요가 있으면, 전술한 에칭 처리가 반복된다.
이상으로 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법은, 대기압보다 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키고, 플라즈마(P)를 향해 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하며, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 방법으로서, 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 이용하여 피처리물(W)로부터의 간섭광을 검출하는 공정과, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 공정을 포함한다.
또한, 전술한 바와 마찬가지로, 에칭의 종점을 검출하는 공정에서는, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 할 수도 있다.
본 실시형태에 따르면, 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 설치하여, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하기 때문에, 검출 대상(에칭 부분)을 특정할 수 있다. 이에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분(비에칭 부분)의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 노이즈 등의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)이 미소하여도 검출 대상의 특정(검출의 위치 정렬)을 용이하게 할 수 있다. 이에, 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 하면, 노이즈 등의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4에 예시하는 플라즈마 에칭 장치(40)는, 일반적으로 「평행 평판형 RIE(Reactive Ion Etching) 장치」라고 불리는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 처리 장치이다. 즉, 평행 평판 전극에 고주파 전력을 인가함으로써 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스(G)로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물을 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 일례이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(40)는 플라즈마 발생부(43), 감압부(3), 가스 공급부(4), 전원부(44), 처리 용기(42), 간섭광 검출부(7), 제어부(41) 등을 구비한다.
처리 용기(42)는 양단이 폐색된 대략 원통 형상을 띠며, 감압 분위기를 유지할 수 있는 기밀 구조로 되어 있다.
처리 용기(42)의 내부에는 플라즈마(P)를 발생시키는 플라즈마 발생부(43)가 설치되어 있다.
플라즈마 발생부(43)는 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킨다.
플라즈마 발생부(43)에는, 하부 전극(48), 상부 전극(49)이 설치되어 있다.
하부 전극(48)은 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역의 아래쪽에 설치되어 있다. 하부 전극(48)에는, 피처리물(W)을 유지하기 위한 도시하지 않은 유지부가 설치되어 있다. 도시하지 않은 유지부는, 예컨대 정전 척 등으로 할 수 있다. 따라서, 하부 전극(48)은 상면(배치면)에 피처리물(W)을 배치, 유지하는 배치부도 된다.
상부 전극(49)은 하부 전극(48)에 대향하게 설치되어 있다. 그리고, 하부 전극(48)에는 블로킹 콘덴서(46)를 통해 전원(45)이 접속되고, 상부 전극(49)은 접지되어 있다. 그 때문에, 플라즈마 발생부(43)는 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킬 수 있다.
전원부(44)에는, 전원(45), 블로킹 콘덴서(46)가 설치되어 있다.
전원(45)은 100 KHz?100 MHz 정도의 고주파 전력을 하부 전극(48)에 인가한다. 블로킹 콘덴서(46)는 플라즈마(P) 내에서 발생해서 하부 전극(48)에 도달한 전자의 이동을 저지하기 위해서 설치되어 있다.
처리 용기(42)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller: APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는 처리 용기(42)의 내부를 정해진 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는 처리 용기(42)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(42)의 내압이 정해진 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(42)는 내부에 플라즈마(P)를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(42)의 측벽 상부에는, 유량 제어부(Mass Flow Controller: MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(41)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(42)의 벽면에는 검출창(19, 19a)이 형성되어 있다. 또한, 검출창(19, 19a)은 투명 재료로 이루어져 광이 투과할 수 있게 되어 있다. 검출창(19, 19a)은 하부 전극(48)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 예컨대, 도 4에 예시하는 바와 같이 처리 용기(42)의 측벽에 검출창(19, 19a)을 형성할 수도 있다. 단, 검출창(19, 19a)을 형성하는 위치는 처리 용기(42)의 측벽에 한정되지 않고, 하부 전극(48)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치, 예컨대 처리 용기(42)의 천장 등에 적절하게 형성할 수 있다. 검출창(19)을 통해, 하부 전극(48)의 상면(배치면)에 배치된 피처리물(W)의 표면을 볼 수 있는 위치에는, 간섭광 검출부(7)가 설치되어 있다.
또한, 광원(21)으로부터 출사되어 피처리물(W)의 표면에서 반사된 광이 간섭광 검출부(7)에 입사 가능한 위치에 검출창(19a), 광원(21)이 설치되어 있다.
본 실시형태에서도, 간섭광 검출부(7)의 수광면에는 복수의 수광 소자가 설치되어, 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다.
플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 발생된 플라즈마(P)로부터의 광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 광원(21)을 반드시 설치할 필요는 없다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점을 고려하면, 광원(21)을 설치하는 것이 바람직하다. 광원(21)으로는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 메탈 할라이드 램프나 할로겐 램프 등을 구비한 것이나 레이저광을 출사할 수 있는 것 등을 예시할 수 있다.
또한, 레이저광을 이용하는 경우에는, 주사된 레이저광이 피처리물(W)의 표면에 조사되도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(41)는 감압부(3), 가스 공급부(4), 전원(45), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13), 광원(21) 등을 제어한다.
또한, 제어부(41)는 간섭광 검출부(7)에 설치된 수광 소자로부터의 전기 신호에 기초하여 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출한다. 그리고, 추출된 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 즉, 제어부(41)는 정해진 넓이를 갖는 검출 영역으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출한다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)의 추출이나 에칭의 종점의 검출에 관한 상세한 내용은 전술한 바와 동일하기 때문에 생략한다.
다음에, 플라즈마 에칭 장치(40)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법에 대해서 예시한다.
우선, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이 처리 용기(42) 내에 반입되어 하부 전극(48) 상에 배치, 유지된다.
다음에, 처리 용기(42) 내부가 감압부(3)에 의해 정해진 압력까지 감압된다. 이 때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(42) 내의 압력이 조정된다.
다음에, 플라즈마 발생부(43)에 의해 중성 활성종을 함유하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선 가스 공급부(4)로부터 정해진 양의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급된다.
한편, 전원부(44)로부터 100 ㎑?100 ㎒ 정도의 고주파 전력이 하부 전극(48)에 인가된다. 그렇게 하면, 하부 전극(48)과 상부 전극(49)이 평행 평판 전극을 구성하기 때문에, 전극 사이에 방전이 일어나 플라즈마(P)가 발생한다. 발생된 플라즈마(P)에 의해 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온, 전자 등의 플라즈마 생성물이 생성된다. 이 생성된 플라즈마 생성물이 처리 용기(42) 내에서 하강하여 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 에칭 처리가 행해진다.
이 경우, 생성된 이온과 전자 중, 질량이 가벼운 전자는 움직임이 빨라 하부 전극(48)과 상부 전극(49)에 곧 도달한다. 하부 전극(48)에 도달한 전자는 블로킹 콘덴서(46)에 의해 이동이 저지되어 히부 전극(48)을 대전시킨다. 하부 전극(48)의 대전압은 400 V?1000 V 정도에 달하는데, 이것을 「음극 강하」라고 한다. 한편, 상부 전극(49)은 접지되어 있기 때문에, 도달한 전자는 이동이 저지되지 않고, 상부 전극(49)은 거의 대전하지 않는다.
그리고, 음극 강하에 의해 발생하는 수직인 전계를 따라 이온이 하부 전극(48)[피처리물(W)] 방향으로 이동하고, 피처리물(W)의 표면에 입사함으로써 물리적인 에칭 처리(이방성 에칭 처리)가 행해진다. 또한, 중성 활성종은 가스류나 중력에 의해 하강하여 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 화학적인 에칭 처리(등방성 에칭 처리)가 행해진다.
또한, 에칭 처리의 종점이 검출된다.
우선, 전술한 바와 같이, 에칭되는 막의 표면에서 반사된 광과, 에칭되는 막과 하지와의 계면에서 반사된 광에 의한 간섭광의 강도가 간섭광 검출부(7)에 의해 검출된다. 이 경우, 간섭광 검출부(7)로부터의 전기 신호는 제어부(41)로 보내지고, 각 화소(각 수광 소자)마다 간섭광의 강도가 검출된다. 그리고, 간섭광의 강도의 차이로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출한다.
다음에, 간섭광의 강도의 변동량이 가장 큰 부분을 검출 대상으로 하여, 이 부분의 간섭광의 강도 변화의 주기를 검출하고, 주기와, 광의 파장, 에칭되는 막의 굴절률이나 막두께의 상관 관계로부터 막두께를 연산함으로써 에칭이 종료되는 시점, 즉 에칭의 종점을 검출한다.
또한, 에칭 처리의 종점 검출 시에, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 발생된 플라즈마(P)로부터의 광을 이용하여 간섭광을 발생시킬 수도 있다. 단, 플라즈마(P)로부터의 광의 강도가 변동하는 점을 고려하면, 광원(21)으로부터 검출 대상 부분을 향해 광을 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
제어부(41)에 의해, 에칭 처리가 종료되었다고 판정된 경우에는, 플라즈마 발생부(43)에 의한 플라즈마 생성물의 생성이 정지된다.
에칭 처리가 종료된 피처리물(W)은 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(42) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요가 있으면, 전술한 에칭 처리가 반복된다.
이상으로 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 방법은, 대기압보다 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키고, 플라즈마(P)를 향해 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하며, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 방법으로서, 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 이용하여 피처리물(W)로부터의 간섭광을 검출하는 공정과, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하고, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)에 있어서의 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 공정을 포함한다.
또한, 전술한 바와 마찬가지로, 에칭의 종점을 검출하는 공정에서는, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 할 수도 있다.
본 실시형태에 따르면, 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부(7)를 설치하여, 정해진 넓이를 갖는 검출 영역(7a)으로부터 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)을 추출하기 때문에, 검출 대상(에칭 부분)을 특정할 수 있다. 이에, 레지스트 마스크의 레지스트 부분(비에칭 부분)의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 노이즈 등의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 에칭 부분(레지스트 마스크의 개구 부분)이 미소하여도 검출 대상의 특정(검출의 위치 정렬)을 용이하게 할 수 있다. 이에, 에칭의 종점의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 이 영역에서의 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하도록 하면, 노이즈 등의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
이상, 본 실시형태에 대해서 예시하였다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것이 아니다.
전술한 실시형태에 대해서, 당업자가 적절하게 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 갖추고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대, 플라즈마 에칭 장치(1), 플라즈마 에칭 장치(30), 플라즈마 에칭 장치(40)가 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치 등은 예시한 것에 한정되는 것이 아니며 적절하게 변경할 수 있다.
또한, 마이크로파 여기형, 용량 결합형의 플라즈마 에칭 장치를 예를 들어 설명하였지만, 플라즈마의 발생 방식은 이들에 한정되는 것이 아니며 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한 조합할 수 있으며, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
1 : 플라즈마 에칭 장치 2 : 플라즈마 발생부
3 : 감압부 4 : 가스 공급부
5 : 마이크로파 발생부 6 : 처리 용기
7 : 간섭광 검출부 8 : 제어부
9 : 방전관 10 : 도입 도파관
14 : 수송관 15 : 배치부
16 : 압력 제어부 19 : 검출창
19a : 검출창 30 : 플라즈마 에칭 장치
31 : 플라즈마 발생부 32 : 처리 용기
33 : 제어부 34 : 투과창
35 : 도입 도파관 40 : 플라즈마 에칭 장치
41 : 제어부 42 : 처리 용기
43 : 플라즈마 발생부 44 : 전원부
45 : 전원 46 : 블로킹 콘덴서
48 : 하부 전극 49 : 상부 전극
M : 마이크로파 P : 플라즈마
W : 피처리물

Claims (10)

  1. 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
    상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와,
    내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 설치된 방전관과,
    마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과,
    상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과,
    상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와,
    상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  2. 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
    상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과,
    상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와,
    상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  3. 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
    상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와,
    내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 설치된 방전관과,
    마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과,
    상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과,
    상기 검출창을 통해, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면에 광을 조사하는 광원과,
    상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와,
    상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  4. 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
    상기 처리 용기의 내부에 설치되며 피처리물을 배치하는 배치부와,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자기 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와,
    상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 용기의 벽면에 형성되며 광을 투과시키는 검출창과,
    상기 검출창을 통해, 상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면에 광을 조사하는 광원과,
    상기 배치부에 배치된 피처리물의 표면으로부터 발생되는 간섭광을 수광하는 수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부와,
    상기 간섭광 검출부로부터의 출력에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하며, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 그 영역에서의 상기 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 그 영역에서의 상기 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 그 영역에서의 상기 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 그 영역에서의 상기 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
  9. 대기압보다 감압된 분위기에서 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마를 향해 공급된 프로세스 가스를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하며, 상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 방법에 있어서,
    수광면에 복수의 수광 소자를 갖는 간섭광 검출부를 이용하여 상기 피처리물로부터의 간섭광을 검출하는 공정과,
    상기 간섭광 검출부의 검출 영역에서의 상기 수광 소자로부터의 출력으로부터 에칭 부분에 해당하는 부분의 상기 수광 소자의 출력을 추출하고, 상기 에칭 부분에 해당하는 부분의 수광 소자의 출력으로부터 구해진 간섭광의 강도에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 에칭의 종점을 검출하는 공정에서는, 상기 간섭광의 강도의 변동량이 큰 영역을 검출 대상으로 하고, 그 영역에서의 상기 간섭광의 강도의 평균값에 기초하여 에칭의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 방법.
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