JP3339136B2 - Dry etching method and dry etching apparatus - Google Patents
Dry etching method and dry etching apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング方法
及びドライエッチング装置に関する。本発明は、例え
ば、電子材料(半導体装置等)製造の際に用いるドライ
エッチング方法及びドライエッチング装置として利用で
きるものである。The present invention relates to a dry etching method and a dry etching apparatus. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used, for example, as a dry etching method and a dry etching apparatus used in manufacturing electronic materials (semiconductor devices and the like).
【0002】半導体装置の分野ではますます微細化、集
積化が進行し、特に、例えば超LSIの高集積化が進む
中、微細加工技術への要求はますます厳しいものとなっ
て来ている。ドライエッチング工程においてもこれは例
外ではなく、高精度加工を目指し、種々な検討が重ねら
れている。In the field of semiconductor devices, as miniaturization and integration are further advanced, and particularly, for example, as the integration density of VLSIs is advanced, the demand for fine processing technology is becoming more and more severe. This is not an exception in the dry etching process, and various studies are being conducted with the aim of high precision processing.
【0003】ドライエッチング技術の分野においては、
エッチング条件を適正に制御することが基本的に要請さ
れる。エッチング条件が適正でないと、得られたエッチ
ング形状が所望のものとならず、例えば矩形のパターン
が望まれるのにテーパ状あるいはサイドエッチングが生
じてアンダーカット状のパターンが形成されてしまうよ
うなことが起きるからである。しかし、適正なエッチン
グ条件を常に維持して、良好なエッチングを常に進行さ
せるのは、必ずしも容易ではない。In the field of dry etching technology,
It is basically required to properly control the etching conditions. If the etching conditions are not appropriate, the resulting etched shape will not be the desired one. For example, a rectangular pattern may be desired, but a tapered shape or side etching may occur, resulting in an undercut pattern. Because it happens. However, it is not always easy to always maintain proper etching conditions and to perform good etching.
【0004】例えば、半導体装置の分野を例にとって説
明すれば、ポリSiやいわゆるポリサイドなどから成る
ゲート材をはじめとするSi材料の加工には、近年、例
えばHBr,Cl2 等のガス系を使用することが、脱フ
ロン及び高選択比達成のために望ましいものとなってい
る。Si系材料に開口を形成するいわゆるトレンチエッ
チングについても同様である。これらのエッチングガス
によるプロセスは、エッチング中に生成される反応物、
特に被エッチング材とエッチングガスとの反応により生
ずる反応生成物であるSiBrx ,SiClx 等を側壁
保護して利用して、形状制御がなされる機構になってい
る。For example, taking the field of semiconductor devices as an example, in the processing of Si materials such as gate materials made of poly-Si or so-called polycide, gas systems such as HBr and Cl 2 have recently been used. It is desirable to remove CFCs and achieve a high selectivity. The same applies to so-called trench etching for forming an opening in a Si-based material. The process with these etching gases involves reactants generated during etching,
In particular, the structure is controlled by utilizing the reaction products generated by the reaction between the material to be etched and the etching gas, such as SiBr x and SiCl x, while protecting the side walls.
【0005】しかしながら、これら反応生成物の量は、
被エッチング面積(被エッチング材の全面積であるウエ
ハサイズ等により規定される口径率や、レジスト等のマ
スクの開口面積により規定される被エッチング開口率で
定まる)によって大きく左右されるため、同一のエッチ
ング条件を用いても、エッチングの寸法変換差や断面形
状に差異が生じてしまうものであった。このため、結局
のところ、適正条件を定めるためには、各サンプルごと
に条件を見直す必要があった。[0005] However, the amount of these reaction products is
Since the area to be etched is largely determined by the area to be etched (determined by the aperture ratio defined by the wafer size or the like, which is the total area of the material to be etched, or by the aperture ratio to be etched defined by the opening area of a mask such as a resist), Even when the etching conditions are used, a difference occurs in the dimension conversion difference and the cross-sectional shape of the etching. Therefore, after all, in order to determine appropriate conditions, it was necessary to review the conditions for each sample.
【0006】従って、従来技術では汎用性のあるプロセ
ス開発は困難であり、これに対する改善方法が切望され
ているのが現状である。[0006] Therefore, it is difficult to develop a versatile process using the prior art, and there is a need for an improved method for this.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、被エッチング材の種類によらず、常に適正な条件で
エッチングを行うことができ、よって適正なエッチング
が達成できて、例えば良好なエッチング形状を容易に得
ることができ、かつ汎用性に富むドライエッチング方法
及びドライエッチング装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and can always perform etching under appropriate conditions irrespective of the type of a material to be etched, thereby achieving appropriate etching. An object of the present invention is to provide a dry etching method and a dry etching apparatus which can easily obtain an etching shape and are versatile.
【0008】請求項1の発明は、被エッチング材を載置
するステージの温度を制御することにより被エッチング
材の温度制御を可能としたエッチング装置を用いて被エ
ッチング材をエッチングするドライエッチング方法であ
って、被エッチング面積によって変化するとともに被エ
ッチング材に堆積物として付着する物質の量に対応する
ものであるモニタ量を検知し、これにより得られた信号
をコントローラに送り、該コントローラはあらかじめ求
めておいた当該モニタ量と適正エッチング温度との関係
に従って、前記得られた信号に基づき冷媒供給部を制御
して、冷媒を適正エッチング温度が得られる温度として
該冷媒により前記被エッチング材を載置するステージを
温度制御することにより、被エッチング材のエッチング
温度を変化させてエッチングを行うことを特徴とするド
ライエッチング方法であり、これにより上記目的を達成
するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a dry etching method for etching a material to be etched using an etching apparatus capable of controlling the temperature of the material to be etched by controlling the temperature of a stage on which the material to be etched is mounted. the d with a, the changes with area to be etched
Corresponds to the amount of substance adhering as a deposit to the etching material
The controller detects a monitoring amount, and sends a signal obtained by the detection to the controller, and the controller supplies a coolant supply unit based on the obtained signal according to a relationship between the monitoring amount and an appropriate etching temperature determined in advance. By controlling the temperature of the stage on which the material to be etched is mounted by using the coolant as a temperature at which an appropriate etching temperature is obtained, the etching is performed by changing the etching temperature of the material to be etched. The dry etching method described above achieves the above object.
【0009】ここで、被エッチング面積とは、エッチン
グが進行しているその時点において実際にエッチングさ
れるべき部分の面積を言う。被エッチング材の全面積で
あるウエハサイズ等により規定される残り被エッチング
面積の口径率や、レジスト等のマスク開口面積により規
定される被エッチング開口率で定まるものである。Here, the area to be etched refers to an area of a portion to be actually etched at the time when the etching is in progress. It is determined by the aperture ratio of the remaining etched area defined by the wafer size or the like, which is the total area of the material to be etched, or the etching aperture ratio defined by the mask opening area of a resist or the like.
【0010】また、エッチング温度とはエッチングがな
される温度であり、一般に被エッチング材の温度規定
(例えば被エッチング材が基板であれば、これを支持す
るステージの温度の制御で定めることができる)で達成
できる。The etching temperature is a temperature at which etching is performed, and is generally defined by the temperature of the material to be etched (for example, if the material to be etched is a substrate, it can be determined by controlling the temperature of a stage that supports the substrate). Can be achieved.
【0011】[0011]
【0012】ここでエッチング生成物に関するモニタ量
とは、被エッチング面積によって異なってくる反応生成
物の発光強度や、マスクスペクトル量等である。即ち、
被エッチング面積などの条件変更のためのパラメータと
なる量に応じて変化する量であって、かつモニタ可能な
量である。Here, the monitored amount of the etching product refers to the emission intensity of the reaction product, which varies depending on the area to be etched, the mask spectrum amount, and the like. That is,
It is an amount that changes according to an amount serving as a parameter for changing a condition such as an area to be etched, and is an amount that can be monitored.
【0013】請求項2の発明は、被エッチング材の温度
制御を可能としたエッチング装置を用いて被エッチング
材をエッチングするとともに、該エッチングはエッチン
グ生成物が被エッチング材に確率的に付着して堆積物と
なるドライエッチング方法であって、被エッチング材に
堆積物として付着する物質の量に対応する量であるいず
れかのエッチング生成物の発光スペクトルの強度を検知
し、これにより得られた信号をコントローラに送り、該
コントローラはあらかじめ求めておいた当該発光スペク
トルの強度と前記堆積物の付着確率を適正とする適正エ
ッチング温度との関係に従って、被エッチング材のエッ
チング温度を変化させてエッチングを行うことを特徴と
するドライエッチング方法であり、これにより上記目的
を達成するものである。According to a second aspect of the present invention, the material to be etched is etched by using an etching apparatus capable of controlling the temperature of the material to be etched, and the etching product is stochastically attached to the material to be etched. A dry etching method that results in deposits ,
The intensity of the emission spectrum of any of the etching products is detected in an amount corresponding to the amount of the substance attached as a deposit , and a signal obtained thereby is sent to a controller, and the controller performs the above processing in advance. A dry etching method characterized in that etching is performed by changing the etching temperature of the material to be etched according to the relationship between the intensity of the emission spectrum obtained and the appropriate etching temperature that makes the adhesion probability of the deposit appropriate. This achieves the above object.
【0014】請求項3の発明は、エッチングが、塩素系
または臭素系のガスを用いたドライエッチングであり、
該塩素系または臭素系のガスと被エッチング材との反応
生成物の発光スペクトルの強度を検知することを特徴と
する請求項2記載のドライエッチング方法であり、これ
により上記目的を達成するものである。脱フロンのた
め、塩素系、臭素系のガス(Cl 2 ,HCl,Br 2 ,
HBr等)を用いるのが有利である。必要に応じ、希ガ
スを添加した方が良い場合もある。 According to a third aspect of the present invention, the etching is chlorine-based.
Or dry etching using a bromine-based gas,
Reaction between the chlorine-based or bromine-based gas and the material to be etched
It is characterized by detecting the intensity of the emission spectrum of the product
The dry etching method according to claim 2, wherein
This achieves the above object . CFC-free
For example, chlorine-based and bromine-based gases (Cl 2 , HCl, Br 2 ,
HBr) is advantageously used. If necessary,
In some cases, it may be better to add a gas.
【0015】請求項4の発明は、エッチング生成物が被
エッチング材に確率的に付着して堆積物となるエッチン
グに用いるエッチング装置であり、かつ被エッチング材
を載置するステージを具備し、該ステージの温度を冷媒
により制御することにより被エッチング材の温度制御を
可能としたエッチング装置であって、被エッチング面積
によって変化するとともに被エッチング材に堆積物とし
て付着する物質の量に対応するものであるモニタ量を検
出するモニタ手段と、これにより得られた信号に基づ
き、あらかじめ求めておいた当該モニタ量と適正エッチ
ング温度との関係に従って、前記冷媒を供給する冷媒供
給部を制御して、冷媒を適正エッチング温度が得られる
温度とするコントローラと、該温度制御された冷媒によ
り前記被エッチング材を載置するステージを温度制御す
る制御機構とを備えることにより、被エッチング材のエ
ッチング温度を変化させてエッチングを行うことを特徴
とするドライエッチング装置であり、これにより上記目
的を達成するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an etching apparatus used for etching in which an etching product stably adheres to a material to be etched to form a deposit, and further comprises a stage on which the material to be etched is mounted. the temperature of the stage a etching device capable of temperature control of the object to be etched by controlling the refrigerant, and deposit the object to be etched with changes with area to be etched
Monitoring means for detecting a monitoring amount corresponding to the amount of the substance to be adhered, and, based on a signal obtained thereby, the refrigerant according to a relationship between the monitoring amount and an appropriate etching temperature determined in advance. A controller that controls a refrigerant supply unit to supply the refrigerant to a temperature at which an appropriate etching temperature is obtained, and a control mechanism that controls the temperature of a stage on which the material to be etched is mounted by the temperature-controlled refrigerant. Thus, a dry etching apparatus characterized in that etching is performed while changing the etching temperature of a material to be etched, thereby achieving the above object.
【0016】ここで、モニタ量とは、上記説明したもの
と同様である。Here, the monitored amount is the same as that described above.
【0017】[0017]
【0018】本出願の発明に係るエッチング方法によれ
ば、側壁保護膜等として機能する反応生成物の量に大き
な影響を与える被エッチング面積に応じて、そのエッチ
ング温度を定めるので、これにより適正なエッチングを
実現できる。According to the etching method of the present invention, the etching temperature is determined in accordance with the area to be etched which greatly affects the amount of the reaction product functioning as a sidewall protective film or the like. Etching can be realized.
【0019】また、本出願の発明に係るエッチング方法
によれば、側壁保護膜等として機能する反応生成物に関
するモニタ量に応じて、そのエッチング温度を定めるの
で、これにより適正なエッチングを実現できる。Further, according to the etching method of the present invention, the etching temperature is determined according to the monitored amount of the reaction product functioning as a side wall protective film or the like, so that appropriate etching can be realized.
【0020】本出願の発明に係るエッチング装置によれ
ば、エッチング生成物に関するモニタ量に基づいて、こ
れをエッチング温度にフィードバックする機構を備える
ので、適正なエッチングを常に自動的に容易に実現する
ことができる。According to the etching apparatus of the present invention, a mechanism is provided for feeding back the etching product to the etching temperature based on the monitored amount of the etching product, so that appropriate etching can always be automatically and easily realized. Can be.
【0021】以下、本発明の実施例について説明する。
なお、本発明は当然のことながら以下の実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で各種の態様をとる
ことができるのは勿論である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention is, of course, not limited to the following examples, and it is needless to say that various aspects can be taken within the scope of the present invention.
【0022】実施例1 この実施例は、本発明を、Poly−Siゲート電極の
プラズマエッチングによる加工に適用したものである。
この実施例は、被エッチング面積によって異なる反応生
成物の量をエッチング中に(必要に応じてエッチングの
前後にわたって)モニタし、これに基づいて最適エッチ
ング温度を設定するドライエッチング装置及びドライエ
ッチング方法としたものである。Embodiment 1 In this embodiment, the present invention is applied to processing of a poly-Si gate electrode by plasma etching.
In this embodiment, a dry etching apparatus and a dry etching method for monitoring an amount of a reaction product that varies depending on an area to be etched during etching (before and after etching as necessary) and setting an optimum etching temperature based on the monitored amount. It was done.
【0023】本実施例を用いることにより、同一のエッ
チング(プラズマ)条件によって、ウエハ径や開口面積
の異なるSi系材料のエッチング加工を、形状差を生じ
させることなく達成することが可能となった。By using this embodiment, it becomes possible to perform etching of Si-based materials having different wafer diameters and opening areas without causing a shape difference under the same etching (plasma) conditions. .
【0024】本実施例は、図1に示したように、ドライ
エッチング工程において、反応生成物の量を発光強度に
より検出する(反応生成物の量により被エッチング面積
を求める)工程Iを行い、これに基づいて、被エッチン
グ面積に応じたエッチング温度の設定IIを行う構成と
したものである。In this embodiment, as shown in FIG. 1, in the dry etching step, a step I of detecting the amount of the reaction product by the emission intensity (determining the area to be etched by the amount of the reaction product) is performed. Based on this, the setting II of the etching temperature according to the area to be etched is performed.
【0025】以下図2ないし図5を参照して、本実施例
を更に詳細に説明する。This embodiment will be described in further detail with reference to FIGS.
【0026】本実施例は、被エッチング材である基板の
温度制御を可能としたECRタイプのエッチング装置を
用いて被エッチング基板を処理することによりPoly
−Siゲート電極のエッチング加工を行う例であるが、
被エッチング材は図2に示すように、Si基板4上のゲ
ート酸化膜3(SiO2 )上に、Poly−Si2を3
00nm形成した後に、レジストを塗布しパターニング
してレジストマスク1とマスクされていない開口を形成
したものである。In this embodiment, the substrate to be etched is treated by using an ECR type etching apparatus capable of controlling the temperature of the substrate as the material to be etched.
-This is an example in which the Si gate electrode is etched.
As a material to be etched, as shown in FIG. 2, Poly-Si2 is deposited on the gate oxide film 3 (SiO 2 ) on the Si substrate 4.
After the formation of a thickness of 00 nm, a resist is applied and patterned to form a resist mask 1 and an unmasked opening.
【0027】本実施例では特に、125mm径の基板ウ
エハを用いた。このウエハは、マスク開口面積60%
(レジストマスクで覆われていない被エッチング部分が
全体の60%)の場合に、以下の条件でエッチングを行
うと、図3(A)に示したように良好な垂直形状が得ら
れているものである。 使用ガス:Cl2 /O2 =72/8SCCM 圧力:400mPa μ波:850W RF(2MHz):30W エッチング温度:−10℃In this embodiment, a substrate wafer having a diameter of 125 mm is used. This wafer has a mask opening area of 60%
In the case of (the portion to be etched not covered with the resist mask is 60% of the whole), when the etching is performed under the following conditions, a good vertical shape is obtained as shown in FIG. It is. Working gas: Cl 2 / O 2 = 72/8 SCCM Pressure: 400 mPa Microwave: 850 W RF (2 MHz): 30 W Etching temperature: -10 ° C.
【0028】しかしながら、同一条件を125mm径で
マスク開口面積80%のサンプルに適用した場合には、
反応生成物の量が多くなる。一方でプラズマの生成条件
やガスの排気速度は同じであるため、再解離を経て堆積
物として側壁に付着するSiClx の量は相対的に増加
することになる。よってこれは結果として過剰な堆積物
によるテーパ形状の発生につながり、被エッチング部で
あるPoly−Si2のエッチング形状は図3(B)に
示すテーパ状を示すようになる。However, when the same conditions are applied to a sample having a diameter of 125 mm and a mask opening area of 80%,
The amount of the reaction product increases. On the other hand, since the plasma generation conditions and the gas exhaust speed are the same, the amount of SiCl x adhering to the side walls as deposits through re-dissociation relatively increases. Therefore, this results in the occurrence of a tapered shape due to excessive deposits, and the etched shape of the portion to be etched, Poly-Si2, has a tapered shape shown in FIG.
【0029】そこで、本実施例においては、この反応生
成物の量をSiClの発光スペクトル(波長391n
m)強度としてモニタし、これに応じてサンプル表面で
のSiClx の付着確率を変化させるために温度を変化
させる機構を装置に付加した。Therefore, in the present embodiment, the amount of this reaction product is determined by the emission spectrum of SiCl (wavelength 391n).
m) A mechanism was added to the apparatus to monitor the intensity and to change the temperature in order to change the probability of SiCl x deposition on the sample surface accordingly.
【0030】今、図3の(A)(B)の各サンプルエッ
チング時におけるSiClの発光強度を比較すると、図
4に示すとおり、(B)の方が強くなる(図4に示すよ
うに、発光強度は発光種の量に比例する)。また一方
で、垂直形状の得られるエッチング温度は反応生成物量
と適正ドライエッチング量との関係を示す図5に示すよ
うに、反応生成物の少ない(A)の方が、適正エッチン
グ温度はより低くなる。Now, when comparing the luminescence intensity of SiCl at the time of etching each sample of FIGS. 3A and 3B, as shown in FIG. 4, the intensity of SiCl is higher as shown in FIG. The luminescence intensity is proportional to the amount of luminescent species). On the other hand, as shown in FIG. 5 showing the relationship between the amount of the reaction product and the appropriate dry etching amount, the etching temperature at which the vertical shape is obtained is lower when the reaction product is smaller (A). Become.
【0031】以上の検討より、本実施例では予めSiC
lの発光強度と最適なエッチング温度の関係を図6のよ
うに求めておき、これに基づいて温度制御を行うフィー
ドバックシステムを備える構成とした。図6の関係は、
例えばロット毎に最初のウエハで求めておくことができ
る。また、同様の被エッチング材について、予め測定し
ておくことにより求めておくことができる。From the above study, in this embodiment, the SiC
The relationship between the emission intensity of 1 and the optimum etching temperature is determined as shown in FIG. 6, and a feedback system for controlling the temperature based on the relationship is provided. The relationship in FIG.
For example, it can be obtained for the first wafer for each lot. Further, the same material to be etched can be obtained by measuring in advance.
【0032】即ち、本実施例のエッチング装置は、図7
に示すように、被エッチング材7(基板ウエハ)からの
発光をファイバー8を介して発光モニタ9(ポリクロメ
ータ)で検知し、ここで得られた信号をコントローラ1
0に送り、このコントローラ10は図6の関係に従って
基板温度(つまりエッチング温度)を設定するため、ウ
エハ設置電極71へ冷媒を供給するサーキュレータ11
の温度を制御する。なお図7中、符号5でECRエッチ
ングシステム部分を示す。符号12は冷媒供給管であ
る。That is, the etching apparatus of this embodiment is the same as that of FIG.
As shown in (1), light emission from the material to be etched 7 (substrate wafer) is detected by a light emission monitor 9 (polychromator) via a fiber 8, and a signal obtained here is detected by a controller 1.
The circulator 11 supplies a coolant to the wafer mounting electrode 71 in order to set the substrate temperature (that is, the etching temperature) according to the relationship shown in FIG.
Control the temperature of the In FIG. 7, reference numeral 5 denotes an ECR etching system part. Reference numeral 12 denotes a refrigerant supply pipe.
【0033】上記システムを用いることにより、図3の
(A)(B)のように開口面積の異なるSi系材料であ
っても、その加工を同一プラズマ条件により、異方性形
状が得られる適正条件で行うことができた。By using the above system, even if the Si-based materials have different opening areas as shown in FIGS. 3A and 3B, the processing can be performed under the same plasma conditions so that an anisotropic shape can be obtained. Could be done on condition.
【0034】その他、ウエハ径が異なる場合(125m
m径,150mm径,200mm径等の異なるものを同
一装置で処理する必要が生じた場合等)や、工程数を重
ねてチャンバ内壁に反応生成物が蓄積されてきた場合等
にも、堆積過剰となった時はエッチング温度を上げると
いう考え方で、同様な良好な垂直エッチング形状を、同
一のプラズマ条件で得ることができる。In addition, when the wafer diameter is different (125 m
In the case where it is necessary to treat different diameters such as m diameter, 150 mm diameter, and 200 mm diameter with the same apparatus, etc.), or when the reaction products are accumulated on the inner wall of the chamber by repeating the number of steps, the excessive deposition is performed. In the case of, the same good vertical etching shape can be obtained under the same plasma condition by thinking of raising the etching temperature.
【0035】本実施例によれば、同一のプラズマエッチ
ング条件を用いて、異なる開口面積、ウエハサイズを有
する被エッチング材の加工を適正に行うことが可能とな
った。また、工程数を重ね、チャンバ内に反応生成物の
蓄積が生じた場合にも、形状差を生じさせることなく、
異方性加工を続けることができる。これより、プロセス
開発にかかる工数を削減することも可能となる。According to this embodiment, it is possible to properly process materials to be etched having different opening areas and wafer sizes under the same plasma etching conditions. In addition, even if the number of steps is increased and the reaction product accumulates in the chamber, without causing a shape difference,
Anisotropic processing can be continued. As a result, it is also possible to reduce the number of steps required for process development.
【0036】なお、極めて薄いゲート電極形成の場合の
ように、被エッチング材それ自体をモニタすることが困
難なときにも、モニタ用にある程度の厚さの被エッチン
グ膜を別途形成しておき、これをモニタすることによっ
て、上記手法を良好に実施できる。Even when it is difficult to monitor the material to be etched itself, as in the case of forming an extremely thin gate electrode, a film to be etched having a certain thickness is separately formed for monitoring. By monitoring this, the above method can be performed well.
【0037】実施例2 本実施例は、臭素ガスをエッチングに用いた場合に、上
記実施例と同様に適用したものである。Embodiment 2 This embodiment is the same as the above embodiment, except that bromine gas is used for etching.
【0038】この場合のエッチング条件は、図2の被エ
ッチング材を用いて、次のようにした。 使用ガス:HBr/O2 =120/6SCCM 圧力:700mPa μ波:850W RF:40W エッチング温度:+20℃The etching conditions in this case were as follows using the material to be etched in FIG. Working gas: HBr / O 2 = 120/6 SCCM Pressure: 700 mPa Microwave: 850 W RF: 40 W Etching temperature: + 20 ° C.
【0039】エッチングガスには、Ar等の希ガスを添
加してもよい。A rare gas such as Ar may be added to the etching gas.
【0040】本実施例の場合の発光の検知は、Br系で
は最も強く発光して検知し易いSiBr(426nm)
のスペクトルを用いてこれをモニタし、図6と同様の関
係を求めておくことにより、各種サンプルにおいて良好
な異方性形状を得ることが可能となった。In this embodiment, light emission is detected most easily in a Br-based SiBr (426 nm).
By monitoring this using the spectrum and obtaining the same relationship as in FIG. 6, it became possible to obtain good anisotropic shapes in various samples.
【0041】実施例3 本実施例では、Al(特にAl−1wt%Si)を被エ
ッチング部として、実施例1と同様なCl系ガス等を用
いてエッチングを行った。Example 3 In this example, etching was performed using Al (particularly Al-1 wt% Si) as a portion to be etched, using the same Cl-based gas as in Example 1.
【0042】使用装置は実施例1と同様とし、AlCl
の発光スペクトル(波長406nm)をモニタして、実
施した。本実施例も、上記各例と同様の良好なAl系材
料のエッチングを達成できた。The apparatus used was the same as that of the first embodiment.
The emission spectrum (wavelength 406 nm) was monitored. In this embodiment, the same good etching of the Al-based material as in each of the above-described embodiments was achieved.
【0043】実施例4 本実施例では、Al(特にAl−1wt%Si)を被エ
ッチング部として、実施例2と同様なBr系ガス等を用
いてエッチングを行った。Embodiment 4 In this embodiment, Al (particularly Al-1 wt% Si) was etched using the same Br-based gas as in Embodiment 2 using Al as a portion to be etched.
【0044】使用装置は実施例1と同様とし、AlBr
の発光スペクトル(波長420nm)をモニタして、実
施した。本実施例も、上記各例と同様の良好なAl系材
料のエッチングを達成できた。The apparatus used was the same as that of the first embodiment.
The emission spectrum (wavelength 420 nm) was monitored. In this embodiment, the same good etching of the Al-based material as in each of the above-described embodiments was achieved.
【0045】[0045]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、被エ
ッチング材の種類によらず、常に適正な条件でエッチン
グを行うことができ、よって適正なエッチングが達成で
きて、例えば良好なエッチング形状を容易に得ることが
でき、汎用性に富むドライエッチング方法及びドライエ
ッチング装置を提供することができた。As described above, according to the present invention, etching can always be performed under appropriate conditions irrespective of the type of the material to be etched, so that appropriate etching can be achieved. The shape can be easily obtained, and a versatile dry etching method and dry etching apparatus can be provided.
【図1】実施例1のエッチング方法の構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an etching method according to a first embodiment.
【図2】実施例1の被エッチング材の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a material to be etched in Example 1.
【図3】反応生成物の量に応じた各場合のエッチング形
状を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an etching shape in each case according to the amount of a reaction product.
【図4】反応生成物量と発光強度との関係を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a reaction product amount and luminescence intensity.
【図5】反応生成物量と適正エッチング温度との関係を
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an amount of a reaction product and an appropriate etching temperature.
【図6】発光強度と適正エッチング温度との関係を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between emission intensity and an appropriate etching temperature.
【図7】実施例で用いたエッチング装置の構成を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an etching apparatus used in the example.
I 反応生成物の量を発光強度により検出する(反応
生成物の量により被エッチング面積を求める)工程 II 被エッチング面積の応じたエッチング温度の設定
工程 1 レジストマスク 2 被エッチング部(Poly−Si) 3 SiO2 4 基板(Si) 5 ECRエッチングシステム 6 プラズマ 7 被エッチング材(基板ウエハ) 71 ウエハステージ 8 発光モニタ用ファイバー 9 発光モニタ用ポリクロメータ 10 コントローラ 11 温度制御用サーキュレータ 12 冷媒供給管I A step of detecting the amount of a reaction product by light emission intensity (determining an area to be etched based on an amount of a reaction product) II A step of setting an etching temperature according to an area to be etched 1 A resist mask 2 A portion to be etched (Poly-Si) Reference Signs List 3 SiO 2 4 Substrate (Si) 5 ECR etching system 6 Plasma 7 Material to be etched (substrate wafer) 71 Wafer stage 8 Emission monitoring fiber 9 Emission monitoring polychromator 10 Controller 11 Temperature control circulator 12 Refrigerant supply pipe
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23F 4/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23F 4/00
Claims (4)
を制御することにより被エッチング材の温度制御を可能
としたエッチング装置を用いて被エッチング材をエッチ
ングするドライエッチング方法であって、 被エッチング面積によって変化するとともに被エッチン
グ材に堆積物として付着する物質の量に対応するもので
あるモニタ量を検知し、これにより得られた信号をコン
トローラに送り、該コントローラはあらかじめ求めてお
いた当該モニタ量と適正エッチング温度との関係に従っ
て、前記得られた信号に基づき冷媒供給部を制御して、
冷媒を適正エッチング温度が得られる温度として該冷媒
により前記被エッチング材を載置するステージを温度制
御することにより、 被エッチング材のエッチング温度を変化させてエッチン
グを行うことを特徴とするドライエッチング方法。1. A dry etching method for etching a material to be etched using an etching apparatus capable of controlling the temperature of the material to be etched by controlling the temperature of a stage on which the material to be etched is mounted, the method comprising: Echinin varies with area
It corresponds to the amount of substance that adheres as sediment to
A certain monitoring amount is detected, and a signal obtained thereby is sent to a controller, and the controller controls the refrigerant supply unit based on the obtained signal in accordance with a relationship between the monitoring amount and an appropriate etching temperature obtained in advance. do it,
A dry etching method characterized in that etching is performed by changing the etching temperature of the material to be etched by controlling the temperature of a stage on which the material to be etched is mounted with the refrigerant by setting the temperature of the coolant to a temperature at which an appropriate etching temperature is obtained. .
ッチング装置を用いて被エッチング材をエッチングする
とともに、該エッチングはエッチング生成物が被エッチ
ング材に確率的に付着して堆積物となるドライエッチン
グ方法であって、被エッチング材に堆積物として付着する物質の量に対応
する量である いずれかのエッチング生成物の発光スペク
トルの強度を検知し、これにより得られた信号をコント
ローラに送り、該コントローラはあらかじめ求めておい
た当該発光スペクトルの強度と前記堆積物の付着確率を
適正とする適正エッチング温度との関係に従って、被エ
ッチング材のエッチング温度を変化させてエッチングを
行うことを特徴とするドライエッチング方法。2. An etching apparatus for etching a material to be etched by using an etching apparatus capable of controlling the temperature of the material to be etched, wherein the etching product is deposited on the material to be etched stochastically to form a deposit. Etching method, corresponding to the amount of substances adhering as deposits to the material to be etched
The intensity of the emission spectrum of any etching product is that amount which is detected, thereby resulting signal sent to the controller, the controller may advance the intensity of the emission spectrum that has been determined to be the sticking probability of the deposit A dry etching method characterized in that etching is performed by changing an etching temperature of a material to be etched in accordance with a relationship with an appropriate etching temperature that makes the temperature appropriate.
を用いたドライエッチングであり、該塩素系または臭素
系のガスと被エッチング材との反応生成物の発光スペク
トルの強度を検知することを特徴とする請求項2記載の
ドライエッチング方法。3. The etching is dry etching using a chlorine-based or bromine-based gas, and detecting the intensity of the emission spectrum of a reaction product between the chlorine-based or bromine-based gas and a material to be etched. 3. The dry etching method according to claim 2, wherein:
的に付着して堆積物となるエッチングに用いるエッチン
グ装置であり、かつ被エッチング材を載置するステージ
を具備し、該ステージの温度を冷媒により制御すること
により被エッチング材の温度制御を可能としたエッチン
グ装置であって、 被エッチング面積によって変化するとともに被エッチン
グ材に堆積物として付着する物質の量に対応するもので
あるモニタ量を検出するモニタ手段と、 これにより得られた信号に基づき、あらかじめ求めてお
いた当該モニタ量と適正エッチング温度との関係に従っ
て、前記冷媒を供給する冷媒供給部を制御して、冷媒を
適正エッチング温度が得られる温度とするコントローラ
と、 該温度制御された冷媒により前記被エッチング材を載置
するステージを温度制御する制御機構とを備えることに
より、 被エッチング材のエッチング温度を変化させてエッチン
グを行うことを特徴とするドライエッチング装置。4. An etching apparatus used for etching in which an etching product stochastically adheres to a material to be etched to form a deposit, and further comprises a stage on which the material to be etched is mounted, wherein the temperature of the stage is controlled by a coolant. a possible and the etching apparatus temperature control of the object to be etched by controlling the, the etching with changes with area to be etched
It corresponds to the amount of substance that adheres as sediment to
Monitoring means for detecting a certain monitoring amount, based on a signal obtained thereby, controlling a refrigerant supply unit for supplying the refrigerant in accordance with a relationship between the monitoring amount and an appropriate etching temperature determined in advance, and A controller that sets a temperature at which an appropriate etching temperature can be obtained, and a control mechanism that controls the temperature of a stage on which the material to be etched is mounted by the coolant whose temperature is controlled, thereby changing the etching temperature of the material to be etched. A dry etching apparatus characterized in that etching is performed by using a dry etching method.
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| JP26838993A JP3339136B2 (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Dry etching method and dry etching apparatus |
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| JPH07106312A JPH07106312A (en) | 1995-04-21 |
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