JPS627880A - プラズマエツチング装置 - 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】 本発明はプラズマエツチング装置に関する。

半導体装置等の製造において、半導体薄板（つ以下余白 工・・）の表面に形成したポリシリコン、ナイトライド
（Ｓｉ３Ｈ４）　等の膜を部分的に除去する技術として
プラズマエッチイブ方法が使用されている。

このプラズマエツチング方法におけるエツチング完了操
作（制御）の一つとして、プラズマ光の強度をモニタす
る方法が採用されている。すなわち、第１図に示すよう
に、プラズマエツチングを行なうには、ステージｌ上に
ウェハ２を載置した後石英製ベルジャ３を被せ、排気管
舎からチャンバ５内の空気を抜いて所望の真空度に高め
る。その後、ｔｉ６に電圧を印加させるとともに、ガス
噴射管７からたとえばフレオンガス（ＣＦ４　）を噴出
させてチャンバ５内にプラズマを励起させ、たとえばウ
ェハ２面のホトレジスト膜で被われないポリシリコン膜
をエツチングする。この場合、ベルジャ３の外に先端に
光学フィルターを取付けたオプチカルファイバ８を配し
、このオプチカルファイバ８によってエツチング中のプ
ラズマ光の強度変化を検出器９でモニタする。この検出
器９には高感度のホトトランジスタを有し、検出光量を
光電変換し、□電圧変化として波形を画かせるようにな
っている。そして、このモニタの際、第２図で示すよう
に、プラズマの光強度（Ｉ）が所定の強度に達した時点
を捕えてエツチングが終了したエンドポイン）（Ｐｇ）
としている。

一方、ポリシリコン等の膜厚のばらつき、処理装置の条
件のずれ、寸法精度向上等を改善するために、エンドポ
イント検出後も引き続いて所定時間エツチングするいわ
ゆるオーバエツチング処理が採用されている。

従来、このオーバエツチング時間はたとえば１０秒等と
デジタルに決定されている。しかし、このようにオーバ
エツチング時間を画一的に決定してしまうと、膜厚の厚
い、薄いによってばらつきがでてしまう。一方、膜質が
異なるとエッチレートも変化する。このため、オーバエ
ツチング時間を画一的に決定してしまうことには難があ
る。

したがって、本発明の目的は膜厚、膜質のばらつきを吸
収して安定したプラズマエツチングを行−なうことにあ
る。

以下実施例により本発明を説明する。

第３図は本発明の一実施例によるプラズマエツチング装
置を示す。同図には、被処理物であるウニ・・２を載置
するステー−）１が示されている。また、ステー−）１
上にはステー−）１に対して相対的に離反接近する石英
製のベルジャ３が配設されている。また、ベルジャ３に
は排気管舎が取り付けられている。また、ステージ１に
は電極６およびガス噴射管７が配設されている。一方、
ベルジャ３の外部には先端に光学フィルターを取付けた
オプチカルファイバ８が配設されている。このオプチカ
ルファイバ８の他端は反応終点検出器（エンドポイント
デテクタ）１０に繋がれている。このエンドポイントデ
テクタ１０にはプラズマ光強度以下余白 をモニタするモニタ機構を有しエンドポイント（Ｐｍ）
を検出するとともに、被エツチング物のエツチング時間
に所定の率を乗してオーバエツチング時間を演算する演
算機構（Ａｒｉｔｈｍａｔ　ｉｃＬｏｇｉｃ　Ｕｎｉｔ
）を有している。また、エンドポイントデテクタｌＯに
はオーバエツチング時間表示部１１も設けられている。

また、エンドポイントデテクタ１０はステージ、ベルジ
ャ等からなるプラズマエツチング機構を制御する制御機
構ともなっている。

このようなプラズマエツチング装置によれば、チャンバ
５内のウェハ２を所望の真空度にした後、電圧を印加し
かつガス噴射管７がら所定のガスを　４・流してプラズ
マエツチングを行なう。プラズマ光の強度をモニタする
ことによって反応終点（エンドポイント）を検出した後
、オーバエツチング後移す、オーバエツチング後は全ぞ
を停止させてプラズマエツチングを完了する。なお、オ
ー・々エツチング時間は演算機構によって自動的になさ
れる。

たとえば１オ一バエツチング時間は被処理物のエンチン
グ時間を求、め、その数値に２０チ゛を呆した後の数値
（秒）とする。

このようなプラズマエツチングによれば、膜厚が厚い場
合（エツチングレートが低い場合）にはオーバエツチン
グ時間を多くとり、膜厚が薄い場合（エツチングレート
が高い場合）にはオーバエツチング時間を少なくシ、所
望のエツチングができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されない。

以上のように、本発明のプラズマエツチングによれば、
被処理物の膜質、膜厚のばらつきを吸収して、正確なエ
ツチング処理をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラズマエツチング装置の概要図、第２
図はプラズマエツチング時のプラズマの光強度を示すグ
ラフ、第３図は本発明の一実施例によるプラズマエツチ
ング装置を示す概要図である。 ｌ・・・スｆ−−；、２・・・ウェハ、３・・・４ルジ
ヤ、４・・・排気管、５・・・チャンバ、６・・・電極
、？・・・ガス噴封管、訃・・オプチカルファイバ、９
・・・検出器、１０・・・反応終点検出器、１１・・・
オー、＋エツチング時間表示部。 第　　１　　図 第　　２　　図 すｒｆＪ（ｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プラズマエッチング機構と、プラズマの光強度をモ
   ニタするモニタ機構と、モニタによるデータによってプ
   ラズマエッチング機構を制御する制御機構とを有するプ
   ラズマエッチング装置においてプラズマの光強度が所定
   の強度に達するまでの時間からオーバエッチング時間を
   自動的に演算する演算機構を有することを特徴とするプ
   ラズマエッチング装置。