JPH0841662A

JPH0841662A - エッチングプロセス表示方法

Info

Publication number: JPH0841662A
Application number: JP6201350A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Fukuda; 誠一福田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】作業者がエッチングの進行状況を把握し易い
エッチングプロセス表示方法を提供し、エッチングプロ
セスにおける作業者の作業ミスを防止する。【構成】第１ステップＳ１では、出力表示手段１０に
表示される増減自在な尺度表示１１で所定の初期値Ｔを
表示する。第２ステップＳ２では、被エッチング膜の膜
厚及びエッチングレートと尺度表示１１の初期値Ｔとか
ら、被エッチング膜のエッチングレートに対応する尺度
表示１１の減少速度ｓを算出する。第３ステップＳ３で
は、被エッチング膜のエッチングを開始すると同時に、
尺度表示１１の値ｔを初期値Ｔから減少速度ｓで減少さ
せていく。これによって、エッチングの経過時間毎の被
エッチング膜の膜厚が、尺度表示１１の値ｔとして示さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチングプロセス表
示方法に関し、特には半導体装置の製造工程で行われる
ドライエッチングの進行状況を表示するエッチングプロ
セス表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程で行われるドライ
エッチングでは、プロセスの制御性を得るためにリアル
タイムのエッチング状況を把握する必要がある。例え
ば、プラズマプロセス装置を用いたドライエッチングで
は、プラズマの発光強度からエッチングの進行状況を判
断する方法が広く行われている。この方法では、プロセ
ス中に存在する様々なプラズマの中から特定の反応生成
物またはエッチングガスのプラズマを検出し、その検出
強度をモニターする。そして、検出強度の変化からエッ
チングの進行状況を間接的に観測している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、プラズ
マの発光強度からドライエッチングの進行状況を把握す
るためには、エッチングの進行状況とこれに対応する発
光強度の変化の過程とを事前に理解している必要があ
る。しかし、上記発光強度の変化は、被エッチング膜の
膜質，被エッチング膜が成膜されているウエハの構造及
びエッチングに用いるガス種等によってそれぞれ異なる
過程を示す。さらに、上記のプラズマの発光強度を表示
するソフトウェアのプログラムは、各装置によって異な
る場合が多い。これらの状況は、ドライエッチング装置
とこの装置を操作する作業者とのマン−マシン・インタ
ーフェイスを悪化させている。そして、例えば作業者が
エッチングの終点を見逃す、というような作業ミスを誘
発する要因になっている。

【０００４】そこで、本発明は作業者がエッチングの進
行状況を把握し易いエッチングプロセス表示方法を提供
し、エッチングプロセスにおける作業者の作業ミスを防
止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のエッチングプロセス表示方法は、以下の手順
で行われる。先ず、出力表示手段に表示される増減自在
な尺度表示で所定の初期値を表示する。次に、被エッチ
ング膜の膜厚及びエッチングレートと上記尺度表示の初
期値とから、上記被エッチング膜のエッチングレートに
対応する上記尺度表示の減少速度を算出する。その後、
上記被エッチング膜のエッチングを開始すると同時に、
上記尺度表示の値を上記初期値から上記減少速度で減少
させていく。

【０００６】

【作用】上記エッチングプロセス表示方法では、被エッ
チング膜のエッチングを開始すると同時に、尺度表示の
値を初期値から減少させていく。その減少速度は、被エ
ッチング膜の膜厚及びエッチングレートと上記尺度表示
の初期値とから、上記被エッチング膜のエッチングレー
トに対応させて算出される。このことから、尺度表示の
値には、エッチングの進行に対応したエッチング膜の膜
厚が示される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明のエッチングプロセス表示方法
の実施例を図１のフローチャート及び対応図に基づいて
説明する。尚ここでは、例えば、シリコン基板上に成膜
された酸化シリコン膜にコンタクトホールを形成する場
合に、上記酸化シリコンを被エッチング膜としてドライ
エッチングする際のエッチングプロセス表示方法を説明
する。

【０００８】先ず、第１ステップＳ１では、例えばコン
ピュータディスプレイのような出力表示手段に、増減自
在な尺度表示が表示されるようにする。そして、この尺
度表示で所定の初期値を表示する。第１ステップＳ１の
対応図（１）に示すように、出力表示手段１０に表示さ
れるこの尺度表示１１は、出力表示手段１０の画面上に
おける縦方向に配列されたドットを使用して表示され
る。そして、この尺度表示１１で所定の初期値Ｔを表示
する。この初期値Ｔは、例えば１００ドット分を使用し
て表示される。

【０００９】さらに、出力表示手段１０には、上記ウエ
ハの断面模式図１ａを表示する。この断面模式図１ａ
は、上記初期値Ｔで表示された尺度表示１１を被エッチ
ング膜のエッチング部分に組み込んで表示される。上記
断面模式図１ａには、上記シリコン基板を表す下地膜表
示１２上に上記酸化シリコンを表す被エッチング膜表示
１３が表示され、この上層に穴パターンが形成されたマ
スク表示１４が表示されている。このため、上記被エッ
チング膜表示１３の表示部分のうち、マスク表示１４が
上方に表示されていない部分に尺度表示１１が組み込ま
れる。

【００１０】次に、第２ステップＳ２では、上記被エッ
チング膜の初期の膜厚ｘ及びエッチングレートｙと、尺
度表示１１の初期値Ｔとから、エッチングレートｙに対
応する尺度表示１１の減少速度ｓを算出する。例えば、
被エッチング膜の初期の膜厚ｘ＝１０００ｎｍ，被エッ
チング膜のエッチングレートｙ＝５００ｎｍ／ｍｉｍ，
尺度表示１１の初期値Ｔ＝１０００ドットであり、画面
の表示サイクルが１回／５ｓｅｃである場合、上記減少
速度ｓ＝（Ｔ×ｙ）／（１２×ｘ）≒４．２ドット／５
ｓｅｃになる。尚ここでは、エッチングゲートｙが時間
の関数で示されている場合を説明した。しかし、エッチ
ングレートｙは、エッチングによって形成するコンタク
トホールのアスペクト比や深さの関数で示されたもので
も良い。

【００１１】そして、第３ステップＳ３では、被エッチ
ング膜のドライエッチングを開始すると同時に、出力表
示手段１０の尺度表示１１の値を減少させていく。ここ
では、第３ステップＳ３の対応図（２）に示すように、
出力表示手段１０では、出力表示手段１０の表示サイク
ルが変わる毎に尺度表示１１を初期値Ｔ＝１０００ドッ
トから４．２ドットずつ減少させた値ｔで表示してい
く。

【００１２】上記エッチングプロセス表示方法では、被
エッチング膜のエッチングを開始すると同時に、尺度表
示１１の値を初期値Ｔから減少させていく。その減少速
度ｓは、被エッチング膜の膜厚ｘ及びエッチングレート
ｙと上記尺度表示１１の初期値Ｔとから、上記被エッチ
ング膜のエッチングレートｙに対応させて算出される。
このことから、尺度表示１１の値ｔには、エッチングの
進行に対応したエッチング膜の膜厚が示される。

【００１３】このため、上記尺度表示（１１）の値
（ｔ）が０ドットになった時点が、被エッチング膜１３
のエッチングの終点の目安になる。したがって、例えば
プラズマ発光によるエッチングの終点検出のように、終
点検出が判断し難い場合にも、上記のような尺度表示１
１を断面模式図１ａに組み込むことによって、終点検出
が判断し易くなる。

【００１４】上記エッチングプロセス表示方法は、例え
ば図２に示すようなドライエッチング装置のシステム中
に組み込まれた出力表示手段１０で行うようにする。上
記システムは、以下のような構成になっている。ドライ
エッチング装置２１には、プラズマ検出手段２２が設け
られ、このプラズマ検出手段２２には演算手段２３が接
続されている。また、演算手段２３には入力手段２４，
ドライエッチング装置２１の操作部，記憶手段２５及び
上記出力表示手段１０が接続されている。

【００１５】上記出力表示手段１０は、上記演算手段２
３からの出力が表示される第１〜第３の表示部１０ａ〜
１０ｃを有している。第１の表示部１０ａには、上記図
１で示したエッチングプロセスが表示される。第２の表
示部１０ｂには、プラズマ発光強度の経時変化が表示さ
れる。第３の表示部１０ｃには、エッチングパラメータ
が表示される。

【００１６】上記演算手段２３は、入力手段２４から当
該演算手段２３に入力されたエッチングに関する情報に
基づいて、記憶手段２５に記憶されている被エッチング
膜のエッチングレートと上記図１で示した断面模式図を
構成するためのデータとを引き出す。そして、引き出し
た情報と入力された情報とに基づいて、上記尺度表示の
減少速度を算出すると共に、上記第１の表示部１０ａに
上記図１で示したようにエッチングプロセスを表示させ
る。また、プラズマ検出手段２２から入力されたプラズ
マ発光の検出強度の信号に基づいて、第２の表示部１０
ｂにプラズマ発光強度の経時変化を表示させる。さら
に、入力手段２４から演算手段２３に入力された情報に
基づいて、第３の表示部１０ｃにエッチングパラメータ
を表示させる。

【００１７】上記演算手段２３では、上記のような出力
表示手段１０への表示の他に、入力手段２４からの入力
に従ってエッチング装置２１へエッチングの開始を指示
する。

【００１８】そして、上記記憶手段２５には、例えば、
各被エッチング材料のエッチングレートが記憶されてい
る。このエッチングレートは、被エッチング材料，エッ
チング条件，エッチングによる加工形状及びエッチング
マスクの膜質毎に記憶されている。また、この記憶手段
２５には、第１の表示部１０ａに上記図１で説明した断
面模式図１ａを表示するために、ウエハを構成する各層
をテンプレート化したデータが記憶されている。

【００１９】上記システムは、以下のように作動させ
る。先ず、入力手段２４から、被エッチング膜に関する
情報とエッチングに関する情報とを入力する。被エッチ
ング膜に関する情報とは、被エッチング膜の膜質及び膜
厚である。エッチングに関する情報とは、エッチングに
よって形成する加工形状，エッチングマスクの膜質及び
エッチング条件等である。上記の情報を入力手段２４か
ら入力すると、演算手段２３では記憶手段２５からデー
タを引き出して出力表示手段１０の第１の表示部１０ａ
に断面模式図１ａを表示する。これと共に引き出したエ
ッチングレートのデータと、断面模式図１ａに組み込ま
れている上記尺度表示の初期値とから、尺度表示の値の
減少速度を算出する。また、第３の表示部１０ｃに、エ
ッチングパタメータを表示する

【００２０】上記の処理が終了した後、入力手段２４か
らエッチングの開始を入力する。これによって、演算手
段２３では、エッチング装置２１の操作部にエッチング
の開始を指示する。これと同時に、第１の表示部１０ａ
の断面模式図１ａを上記図１で示したように変化させ
る。また、第２の表示部１０ｂには、プラズマの発光強
度の経時変化を表示する。

【００２１】上記のようにエッチング装置のシステム中
に、エッチングプロセスを表示する出力表示手段を組み
込んだ場合、視覚的にエッチングの進行状況を認識し易
い上記断面模式図１ａの変化と、エッチングの終点を検
出するプラズマ発光強度の変化とを一つの画面上で観察
することが可能になる。このため、断面模式図の変化を
目安にして、エッチングの終点を判断することができ
る。

【００２２】上記実施例では、被エッチング膜が一層の
場合を説明した。しかし、本発明は、被エッチング膜が
多層である場合にも適用可能である。図３には、その他
の実施例として、例えばタングステンシリサイドとポリ
シリコンとを積層してなる被エッチング層をエッチング
して配線を形成する場合のエッチングプロセス表示方法
を示した。

【００２３】この場合、図３（１）に示すように、出力
表示手段１０には、被エッチング膜に合わせて上下２層
の尺度表示３１ａ，３１ｂを組み込んだ断面模式図３ａ
を表示する。それぞれの尺度表示３１ａ，３１ｂは、そ
れぞれの初期値Ｔａ，Ｔｂで表示される。

【００２４】また、断面模式図３ａは、シリコンからな
る第１下地層表示３２上に酸化シリコンからなる第２下
地層表示３３が表示され、この上層に下層被エッチング
膜表示３４，さらに上層被エッチング膜表示３５が表示
されている。上層被エッチング膜表示３５の上層には、
島パターン状のマスク表示３６が表示されている。この
ため、上記上層被エッチング膜表示３５の表示部分のう
ち、上方にマスク表示３６が表示されていない部分に尺
度表示３１ｂ，３１ａが配置される。これらの尺度表示
３１ａ，３１ｂは、それぞれの尺度表示３１ａ，３１ｂ
を区別できるように、例えば表示色を変えて表示する。

【００２５】次いで、上記実施例と同様にして、尺度表
示３１ａ，３１ｂの減少速度をそれぞれ算出する。

【００２６】その後、図３（２）に示すように、エッチ
ングを開始すると同時に、尺度表示３１ａの上方から表
示ドット数を減少させていく。そして、エッチングの経
過に伴って尺度表示３１ａの値が０になったところで、
尺度表示３１ｂの上方から表示ドット数を減少させてい
く。

【００２７】上記のエッチングプロセス表示方法では、
尺度表示３１ａの値が０になった時点が、上層被エッチ
ング膜のエッチングが終了した目安になり、尺度表示３
１ｂの値が０になった時点が、下層被エッチング膜のエ
ッチングが終了した目安になる。

【００２８】上記のように、被エッチング膜が多層であ
る場合には、エッチングの終点を検出するためのプラズ
マの発光強度の変化が複雑になり、終点を検出し難くな
る。しかし、上記の断面模式図の情報を合わせて観察す
ることによって、エッチングの終了が視覚的に予測され
てエッチングの終点が検出し易くなる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエッチン
グプロセス表示方法によれば、被エッチング膜のエッチ
ングを開始すると同時に、出力表示手段に表示させた尺
度表示の値を被エッチング膜のエッチングレートに対応
する所定速度で減少させることによって、エッチングの
経過時間毎の被エッチング膜の膜厚を上記尺度表示の値
として示することが可能になった。このため、上記尺度
表示の値がエッチングの進行状況を判断する目安にな
り、例えば終点検出手段によるエッチングの終点が判断
し易くなる。したがって、エッチングプロセスにおける
作業者の作業ミスを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示すフローチャート及び対応図であ
る。

【図２】エッチング装置のシステムを示す構成図であ
る。

【図３】その他の実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１０出力表示手段１１，３１ａ，３１ｂ尺度表示Ｔ，Ｔａ，Ｔｂ初期値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被エッチング膜をエッチングする際にエ
ッチングの進行状況を表示するエッチングプロセス表示
方法であって、出力表示手段に表示される増減自在な尺度表示で所定の
初期値を表示する第１ステップと、前記被エッチング膜の膜厚及びエッチングレートと前記
尺度表示の初期値とから、前記被エッチング膜のエッチ
ングレートに対応する前記尺度表示の減少速度を算出す
る第２ステップと、前記被エッチング膜のエッチングを開始すると同時に、
前記尺度表示の値を前記初期値から前記減少速度で減少
させていく第３ステップとからなることを特徴とするエ
ッチングプロセス表示方法。