JPH04127428A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04127428A JPH04127428A JP2247050A JP24705090A JPH04127428A JP H04127428 A JPH04127428 A JP H04127428A JP 2247050 A JP2247050 A JP 2247050A JP 24705090 A JP24705090 A JP 24705090A JP H04127428 A JPH04127428 A JP H04127428A
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】
〔概要〕
半導体装置の製造方法、特に、被加工物に活性な反応性
ガスを接触させて被加工物を蝕刻する反応性ドライエツ
チング工程の完了時点の検出方法に関し、 非発光遷移反応を含むどのような反応機構の反応性ドラ
イエツチングにおいても、確実にエツチング工程の完了
時点を検出することのできる方法を徒供することを目的
とし、 真空容器よりなる反応室中に被加工物を配置し、この被
加工物に活性な反応性ガスを接触させて前記の被加工物
を蝕刻する反応性ドライエツチング工程を有する半導体
装置の製造方法において、前記の反応室の圧力の変化す
る時点を検出して前記の反応性ドライエツチング工程の
完了時点を検出するように構成する。
ガスを接触させて被加工物を蝕刻する反応性ドライエツ
チング工程の完了時点の検出方法に関し、 非発光遷移反応を含むどのような反応機構の反応性ドラ
イエツチングにおいても、確実にエツチング工程の完了
時点を検出することのできる方法を徒供することを目的
とし、 真空容器よりなる反応室中に被加工物を配置し、この被
加工物に活性な反応性ガスを接触させて前記の被加工物
を蝕刻する反応性ドライエツチング工程を有する半導体
装置の製造方法において、前記の反応室の圧力の変化す
る時点を検出して前記の反応性ドライエツチング工程の
完了時点を検出するように構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、被加１物に活
性な反応性ガスを接触させて被加工物を蝕刻する反応性
ドライエツチング工程の完了時点の検出方法に関する。
性な反応性ガスを接触させて被加工物を蝕刻する反応性
ドライエツチング工程の完了時点の検出方法に関する。
［従来の技術〕
＃１］ＬｓＩの集積度の向上に伴い、回路パターンの設
計ルールは益々微細化してきており、半導体装置間を結
線する配線パターン、あるいは、パターンを１：１で基
板上に転写するＸ線マスクに形成されるＸ線吸収体パタ
ーンの加工寸法も微細化の一途を辿っている。これらの
微細パターンをエツチング加工するときに、加工寸法精
度を高め、被エツチング薄膜の残渣をなくし、また、被
エツチングＩ膜の下層にある薄膜の損傷をできる限り小
さくするために、精度よくエツチング工程の完了時点を
検出することが必要である。
計ルールは益々微細化してきており、半導体装置間を結
線する配線パターン、あるいは、パターンを１：１で基
板上に転写するＸ線マスクに形成されるＸ線吸収体パタ
ーンの加工寸法も微細化の一途を辿っている。これらの
微細パターンをエツチング加工するときに、加工寸法精
度を高め、被エツチング薄膜の残渣をなくし、また、被
エツチングＩ膜の下層にある薄膜の損傷をできる限り小
さくするために、精度よくエツチング工程の完了時点を
検出することが必要である。
反応性ドライエツチング法を使用してエツチングする場
合には、被エツチング薄膜と同一の材料の試料をあるエ
ツチング条件をもってエツチングして深さ方向のエツチ
ング速度を測定し、被エツチング薄膜の膜厚をこのエツ
チング速度をもって除して所要エツチング時間を算出し
、加工毎にこの算出された時間だけエツチングする方法
が伝統的に使用されている。
合には、被エツチング薄膜と同一の材料の試料をあるエ
ツチング条件をもってエツチングして深さ方向のエツチ
ング速度を測定し、被エツチング薄膜の膜厚をこのエツ
チング速度をもって除して所要エツチング時間を算出し
、加工毎にこの算出された時間だけエツチングする方法
が伝統的に使用されている。
ところが、被エツチング薄膜の露出表面積の大きさによ
ってエツチング時間が異なる場合や被エツチング薄膜の
表面に何らかの汚染物質被膜が付着している場合には、
加工毎にエツチングが不足して残渣が発生したり、エツ
チング過剰で下層ｆＩＭに損傷が発生したり、あるいは
、アンダーカット等による寸法精度の低下が発生する。
ってエツチング時間が異なる場合や被エツチング薄膜の
表面に何らかの汚染物質被膜が付着している場合には、
加工毎にエツチングが不足して残渣が発生したり、エツ
チング過剰で下層ｆＩＭに損傷が発生したり、あるいは
、アンダーカット等による寸法精度の低下が発生する。
これらの欠点を補うために、発光分光分析の手法を利用
してエツチング終点を検出する方法が使用されるように
なった。この方法は、エツチング反応を反映する発光ス
ペクトルを解析し、このスペクトル強度の変化を測定し
てエツチング反応の完了時点を検出するものである。
してエツチング終点を検出する方法が使用されるように
なった。この方法は、エツチング反応を反映する発光ス
ペクトルを解析し、このスペクトル強度の変化を測定し
てエツチング反応の完了時点を検出するものである。
発光分光分析法を利用する方法は、発光スペクトルの解
析が複雑であり、また、鍵となるエツチング反応が非発
光遷移である場合にはエツチング完了時点の検出が不可
能であるという欠点がある。
析が複雑であり、また、鍵となるエツチング反応が非発
光遷移である場合にはエツチング完了時点の検出が不可
能であるという欠点がある。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、非発
光遷移反応を含むどのような反応機構の反応性ドライエ
ツチングにおいても、確実にエツチング工程の完了時点
を検出することのできる方法を提供することにある。
光遷移反応を含むどのような反応機構の反応性ドライエ
ツチングにおいても、確実にエツチング工程の完了時点
を検出することのできる方法を提供することにある。
上記の目的は、真空容器よりなる反応室中に被加工物を
配置し、この被加工物に活性な反応性ガスを接触させて
前記の被加工物を蝕刻する反応性ドライエツチング工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記の反応性
ドライエツチング工程の完了時点の検出は、前記の反応
室の圧力の変化する時点を検出してなす半導体装置の製
造方法によって達成される。なお、この方法は、前記の
被加工物の前記の蝕刻される物質がタンタルである場合
に好適であり、前記の反応性ガスがクロロホルムと塩素
との混合ガスである場合に好適である。また、この方法
は、前記の被加工物がＸ線露光用マスクである場合にも
好適である。
配置し、この被加工物に活性な反応性ガスを接触させて
前記の被加工物を蝕刻する反応性ドライエツチング工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記の反応性
ドライエツチング工程の完了時点の検出は、前記の反応
室の圧力の変化する時点を検出してなす半導体装置の製
造方法によって達成される。なお、この方法は、前記の
被加工物の前記の蝕刻される物質がタンタルである場合
に好適であり、前記の反応性ガスがクロロホルムと塩素
との混合ガスである場合に好適である。また、この方法
は、前記の被加工物がＸ線露光用マスクである場合にも
好適である。
第１図の原理説明図を使用して作用を説明する。
第１図（ａ）は反応性ドライエツチング装置の構成図で
あり、ｌは反応室であり、２は反応性ガス供給手段であ
り、３は排気手段であり、４は被加工物９を支持する被
加工物支持台であり、５は反応性ガス噴射口を有する上
部電極であり、６は上部電極５と被加工物支持台４との
間に高周波電力を印加して反応性ガスをプラズマ化する
高周波電源である。
あり、ｌは反応室であり、２は反応性ガス供給手段であ
り、３は排気手段であり、４は被加工物９を支持する被
加工物支持台であり、５は反応性ガス噴射口を有する上
部電極であり、６は上部電極５と被加工物支持台４との
間に高周波電力を印加して反応性ガスをプラズマ化する
高周波電源である。
反応室１に供給される反応性ガスの流量が一定であり、
反応室１から排気されるガスの排気速度が一定である場
合、反応室１中に配置された被加工物９が反応性ガスに
対して不活性であれば、反応室１の圧力は、第１図（ｂ
）に−点鎖線をもって示すように変化しない、これは導
入される反応性ガスが被加工物９と反応することなくそ
のま一排気され、モル数の変化が発生しないためである
。
反応室１から排気されるガスの排気速度が一定である場
合、反応室１中に配置された被加工物９が反応性ガスに
対して不活性であれば、反応室１の圧力は、第１図（ｂ
）に−点鎖線をもって示すように変化しない、これは導
入される反応性ガスが被加工物９と反応することなくそ
のま一排気され、モル数の変化が発生しないためである
。
一方、被加工物９が反応性ガスに対して活性である場合
には、反応室に供給される反応性ガスのモル数と反応生
成物のモル数とが異なり、反応室１の圧力は変化する０
例えば、反応生成物のモル数が反応性ガスのモル数に比
べて小さい場合には、第１図（ｂ）に実線をもって示す
ように、エツチング時の反応室１の圧力は低下する。被
加工物９のエツチングが完了し、下層の薄膜が現れると
反応は終了し、反応室１の圧力はエツチング開始前の圧
力に戻るので、この圧力の変化する時点を検出してエツ
チング工程の完了時点を検出することができる。
には、反応室に供給される反応性ガスのモル数と反応生
成物のモル数とが異なり、反応室１の圧力は変化する０
例えば、反応生成物のモル数が反応性ガスのモル数に比
べて小さい場合には、第１図（ｂ）に実線をもって示す
ように、エツチング時の反応室１の圧力は低下する。被
加工物９のエツチングが完了し、下層の薄膜が現れると
反応は終了し、反応室１の圧力はエツチング開始前の圧
力に戻るので、この圧力の変化する時点を検出してエツ
チング工程の完了時点を検出することができる。
被加工物の単位時間あたりのエツチング量は、反応性ガ
スの供給量と−もに増加するが、あるところで飽和する
。この単位時間あたりのエツチング量が飽和し始める近
傍の流量に反応性ガスの流量を設定しておくと、エツチ
ング時の反応室１の圧力の変化が大きくなり、エツチン
グ完了時点の検出が容品になる。たソし、エツチング特
性がガス圧力によって影響を受ける場合には、エツチン
グ中の反応室１の圧力が最適の値になるように反応性ガ
スの流量を設定することが必要である。
スの供給量と−もに増加するが、あるところで飽和する
。この単位時間あたりのエツチング量が飽和し始める近
傍の流量に反応性ガスの流量を設定しておくと、エツチ
ング時の反応室１の圧力の変化が大きくなり、エツチン
グ完了時点の検出が容品になる。たソし、エツチング特
性がガス圧力によって影響を受ける場合には、エツチン
グ中の反応室１の圧力が最適の値になるように反応性ガ
スの流量を設定することが必要である。
以下、図面を参照しつ−、本発明の一実施例に係るエツ
チング完了時点の検出方法について説明する。
チング完了時点の検出方法について説明する。
第２図参照
第２図は反応性ドライエツチング装置の構成図である。
図において、ｌは反応室であり、２は反応性ガス供給手
段であり、３は排気手段であり、４は被加工物支持台で
あり、５は反応性ガス噴射口を有する上部電極であり、
６は上部電極５と被加工物支持台４との間に高周波電力
を印加し、反応性ガス供給手段２から供給される反応性
ガスをプラズマ化する高周波電源である。７は圧力検出
手段であり、８はエツチング終点検出手段である。なお
、圧力検出手段７には、ガスの種類によって指示値の補
正が不必要である電気容量型マノメータを使用すること
が望ましい。
段であり、３は排気手段であり、４は被加工物支持台で
あり、５は反応性ガス噴射口を有する上部電極であり、
６は上部電極５と被加工物支持台４との間に高周波電力
を印加し、反応性ガス供給手段２から供給される反応性
ガスをプラズマ化する高周波電源である。７は圧力検出
手段であり、８はエツチング終点検出手段である。なお
、圧力検出手段７には、ガスの種類によって指示値の補
正が不必要である電気容量型マノメータを使用すること
が望ましい。
被加工物９を被加工物支持台４上に載置し、排気手段３
を使用して反応室ｌを排気した後、所定のエツチング条
件になるように反応性ガス供給手段２から反応性ガスを
反応室１に供給し、そのときの反応室１の圧力を圧力検
出手段７を使用して測定する０次いで、高周波電源６の
発生する高周波電力を被加工物支持台４と上部電極５と
の間に印加して反応性ガスをプラズマ化し、このプラズ
マを被加工物９に接触させてエツチングする。
を使用して反応室ｌを排気した後、所定のエツチング条
件になるように反応性ガス供給手段２から反応性ガスを
反応室１に供給し、そのときの反応室１の圧力を圧力検
出手段７を使用して測定する０次いで、高周波電源６の
発生する高周波電力を被加工物支持台４と上部電極５と
の間に印加して反応性ガスをプラズマ化し、このプラズ
マを被加工物９に接触させてエツチングする。
エツチング工程中の反応室１の圧力を圧力検出手段７を
使用して観測し、この圧力と前記のエツチング開始前の
圧力とをエツチング終点検出手段８において比較し、両
者の差が定められた値以下になったときに高周波電源６
を停止し、エツチング工程を完了する。
使用して観測し、この圧力と前記のエツチング開始前の
圧力とをエツチング終点検出手段８において比較し、両
者の差が定められた値以下になったときに高周波電源６
を停止し、エツチング工程を完了する。
第３図参照
第３図は、エツチング終点検出手段８の回路ブロック図
である。
である。
エツチング開始前に反応室１の圧力を圧力検出手段７を
使用して測定し、このアナロク信号を第１のゲート回路
８１を開いてＡ−Ｄ変換回路８２に入力してディジタル
信号に変換し、このデジタル信号を第２のゲート回路８
３を開いて記憶装置８４に入力して記憶させる。
使用して測定し、このアナロク信号を第１のゲート回路
８１を開いてＡ−Ｄ変換回路８２に入力してディジタル
信号に変換し、このデジタル信号を第２のゲート回路８
３を開いて記憶装置８４に入力して記憶させる。
エツチングの開始から一定時間後に、タイミング回路８
５が一定の周期をもって発生する信号を第１のゲート回
路８１に入力して第１のゲート回路８１を開き、反応室
ｌの圧力を一定の周期をもって逐次Ａ−Ｄ変換器８２に
入力してディジタル信号に変換し、比較器８６に入力す
る。このエツチング中の圧力と記憶装置８４に記憶され
ているエツチング開始前の圧力とを比較器８６において
比較し、両者の差が予め定められた値以下になった時点
で高周波電源の電源開閉手段６１を開放してエツチング
工程を完了する。
５が一定の周期をもって発生する信号を第１のゲート回
路８１に入力して第１のゲート回路８１を開き、反応室
ｌの圧力を一定の周期をもって逐次Ａ−Ｄ変換器８２に
入力してディジタル信号に変換し、比較器８６に入力す
る。このエツチング中の圧力と記憶装置８４に記憶され
ているエツチング開始前の圧力とを比較器８６において
比較し、両者の差が予め定められた値以下になった時点
で高周波電源の電源開閉手段６１を開放してエツチング
工程を完了する。
第４図参照
基板上に炭化シリコン（ＳｉＣ）よりなる下層薄膜が形
成され、その上にタンタル（Ｔａ）よりなる０、８ｎ厚
の被エツチング薄膜が形成された被加工物９を被加工物
支持台４上に載置し、排気手段３を使用して反応室１を
排気した後反応性ガス供給手段２からクロロホルム（Ｃ
ＨＣｌｓ ）と塩素（Ｃ１つ）とをそれぞれ１２０ｃｃ
／分と１８０ｃｃ／分の流量をもって反応室ｌに供給し
、反応室ｌの圧力が０．２ Ｔｏｒｒとなるように排気
流量をｍ節する０反応性ガス量と排気流量とを一定に保
持したま一１高周波電源６の発生する高周波電力を電力
密度が０．８ Ｗ／ ｃ ｍ’となるように印加して反
応性ガスをプラズマ化し、タンタルよりなる被エツチン
グ薄膜をエツチングした場合の反応室ｌの圧力変化を第
４図に示す、エツチング開始後に降下した反応室１の圧
力はエツチング完了時点でエツチング開始前の圧力に戻
っており、このときの圧力の変化を検出することによっ
てエツチング工程の完了時点を容品に検出することがで
きる。
成され、その上にタンタル（Ｔａ）よりなる０、８ｎ厚
の被エツチング薄膜が形成された被加工物９を被加工物
支持台４上に載置し、排気手段３を使用して反応室１を
排気した後反応性ガス供給手段２からクロロホルム（Ｃ
ＨＣｌｓ ）と塩素（Ｃ１つ）とをそれぞれ１２０ｃｃ
／分と１８０ｃｃ／分の流量をもって反応室ｌに供給し
、反応室ｌの圧力が０．２ Ｔｏｒｒとなるように排気
流量をｍ節する０反応性ガス量と排気流量とを一定に保
持したま一１高周波電源６の発生する高周波電力を電力
密度が０．８ Ｗ／ ｃ ｍ’となるように印加して反
応性ガスをプラズマ化し、タンタルよりなる被エツチン
グ薄膜をエツチングした場合の反応室ｌの圧力変化を第
４図に示す、エツチング開始後に降下した反応室１の圧
力はエツチング完了時点でエツチング開始前の圧力に戻
っており、このときの圧力の変化を検出することによっ
てエツチング工程の完了時点を容品に検出することがで
きる。
（発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置の製造方
法においては、被加工物に活性な反応性ガスを接触させ
て被加工物を蝕刻する反応性ドライエツチングにおいて
、エツチング反応に伴う反応室の圧力の変化を検出して
反応性ドライエツチング工程の完了時点を検出するので
、如何なる反応機構の反応性ドライエツチングにおいて
も確実にエツチング工程の完了時点を検出することがで
き、寸法精度が高く、被エツチング薄膜の残渣がなく、
被エツチング薄膜の下層にある薄膜の損傷の小さい反応
性イオンエツチングをなすことが可能になる。
法においては、被加工物に活性な反応性ガスを接触させ
て被加工物を蝕刻する反応性ドライエツチングにおいて
、エツチング反応に伴う反応室の圧力の変化を検出して
反応性ドライエツチング工程の完了時点を検出するので
、如何なる反応機構の反応性ドライエツチングにおいて
も確実にエツチング工程の完了時点を検出することがで
き、寸法精度が高く、被エツチング薄膜の残渣がなく、
被エツチング薄膜の下層にある薄膜の損傷の小さい反応
性イオンエツチングをなすことが可能になる。
第１図は、本発明の原理説明図である。
第２図は、本発明の一実施例に係る反応性ドライエツチ
ング装置の構成図である。 第３図は、エツチング終点検出手段の回路ブロック図で
ある。 第４図は、エツチング時の反応室圧力変化グラフである
。 １ ・ ２ ・ ３ ・ ４ ・ ５ ・ ６ ・ ６１・ ７ ・ ８ ・ ８１・ ８２・ ８３・ ８４・ ８５・ ８６・ ９ ・ 反応室、 反応性ガス供給手段、 排気手段、 被加工物支持台、 上部電極、 高周波電源、 高周波電源開閉手段、 圧力検出手段、 エツチング終点検出手段、 第１のゲート回路、 Ａ／Ｄ変換回路、 第２のゲート回路、 記憶装置、 タイミング回路、 比較器、 被加工物。
ング装置の構成図である。 第３図は、エツチング終点検出手段の回路ブロック図で
ある。 第４図は、エツチング時の反応室圧力変化グラフである
。 １ ・ ２ ・ ３ ・ ４ ・ ５ ・ ６ ・ ６１・ ７ ・ ８ ・ ８１・ ８２・ ８３・ ８４・ ８５・ ８６・ ９ ・ 反応室、 反応性ガス供給手段、 排気手段、 被加工物支持台、 上部電極、 高周波電源、 高周波電源開閉手段、 圧力検出手段、 エツチング終点検出手段、 第１のゲート回路、 Ａ／Ｄ変換回路、 第２のゲート回路、 記憶装置、 タイミング回路、 比較器、 被加工物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］真空容器よりなる反応室中に被加工物を配置し、
該被加工物に活性な反応性ガスを接触させて前記被加工
物を蝕刻する反応性ドライエッチング工程を有する半導
体装置の製造方法において、前記反応性ドライエッチン
グ工程の完了時点の検出は、前記反応室の圧力の変化す
る時点を検出してなす ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ［２］前記被加工物の前記蝕刻される物質はタンタルで
あり、前記反応性ガスはクロロホルムと塩素との混合ガ
スである請求項［１］記載の半導体装置の製造方法。 ［３］前記被加工物はＸ線露光用マスクである請求項［
１］記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247050A JPH04127428A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247050A JPH04127428A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127428A true JPH04127428A (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=17157670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2247050A Pending JPH04127428A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04127428A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066345A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 구본준, 론 위라하디락사 | 압력 변화율을 이용한 에칭 종결시점 검출방법 |
| KR100696376B1 (ko) * | 2005-01-13 | 2007-03-19 | 삼성전자주식회사 | 압력 변화를 이용한 엔드 포인트 검출 방법 |
| DE102012202611A1 (de) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Mikrosystems |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP2247050A patent/JPH04127428A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066345A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 구본준, 론 위라하디락사 | 압력 변화율을 이용한 에칭 종결시점 검출방법 |
| KR100696376B1 (ko) * | 2005-01-13 | 2007-03-19 | 삼성전자주식회사 | 압력 변화를 이용한 엔드 포인트 검출 방법 |
| DE102012202611A1 (de) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Mikrosystems |
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