JPH1064886A - Device and method for dry etching - Google Patents
Device and method for dry etchingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
装置およびドライエッチング方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching apparatus and a dry etching method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ULSIの高集積化の進展に伴い、微細
加工技術への要求はますます厳しくなってきている。ド
ライエッチング工程においても、その要求は例外でな
く、高精度の加工を目指して様々な開発が進められてい
る。特に、ゲート電極を加工するためのエッチング工程
においては、高選択比とともに非常に厳密な寸法制御が
求められている。よって、このエッチング工程では、高
密度プラズマ源を使用し、かつ高選択比が得られる塩素
(Cl)もしくは臭素(Br)を主ラジカルとして使用
するエッチング装置が一般的に用いられるようになって
きている。2. Description of the Related Art With the progress of high integration of ULSI, the demand for fine processing technology is becoming more and more severe. In the dry etching process, the demand is no exception, and various developments are being pursued with the aim of high-precision processing. In particular, in an etching process for processing a gate electrode, very strict dimensional control is required along with a high selectivity. Therefore, in this etching step, an etching apparatus using chlorine (Cl) or bromine (Br) as a main radical, which uses a high-density plasma source and provides a high selectivity, has been generally used. I have.
【0003】高密度プラズマ源を使用する従来のエッチ
ング装置の一例を、例えばICP(Inductively Couple
d Plasma) 型のエッチング装置を例にとって説明する。
この装置は、チャンバを備えており、このチャンバの側
壁に、誘電体材料である石英製の窓(以下、石英窓と記
す)が設けられている。チャンバは、被エッチング体で
あるウエハをエッチングする雰囲気を形成するものであ
る。また石英窓の外側に、例えばコイル(アンテナ)や
電極からなる電界供給源が設置され、電界供給源に高周
波(RF)電力を供給するRF電源が接続されている。One example of a conventional etching apparatus using a high-density plasma source is, for example, an ICP (Inductively Coupled).
d Plasma) type etching apparatus will be described as an example.
This apparatus has a chamber, and a window made of quartz as a dielectric material (hereinafter, referred to as a quartz window) is provided on a side wall of the chamber. The chamber forms an atmosphere for etching a wafer to be etched. Outside the quartz window, an electric field source including, for example, a coil (antenna) and an electrode is provided, and an RF power supply for supplying high frequency (RF) power to the electric field source is connected.
【0004】このようなエッチング装置は、低圧力にさ
れたチャンバ内に、電界供給源から石英窓を介してRF
電界が供給されると、このRF電界をプラズマ中に結合
させて密度の高いプラズマを生成する。そして、この高
密度プラズマによって、チャンバ内に置かれたウエハを
高選択比でかつ高エッチングレートで加工するようにな
っている。なお、高密度プラズマ源を使用するこの他の
エッチング装置、例えばECR(Electron Cycrotron R
esonance) エッチング装置、ヘリコンプラズマエッチン
グ装置、MCR(Magnetically Confined Reactor)エッ
チング装置等も全て、石英窓の近傍に設置された電界供
給源から電界が供給されるようになっている。[0004] Such an etching apparatus uses an RF electric field source through a quartz window in a chamber at a low pressure.
When an electric field is provided, the RF electric field is coupled into the plasma to create a dense plasma. The high-density plasma processes a wafer placed in the chamber with a high selectivity and a high etching rate. Note that other etching apparatuses using a high-density plasma source, for example, ECR (Electron Cycrotron®)
Esonance) etching equipment, helicon plasma etching equipment, MCR (Magnetically Confined Reactor) etching equipment, etc. are all supplied with an electric field from an electric field supply source installed near a quartz window.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】高密度プラズマ源を使
用する従来のエッチング装置では、電界供給源の近傍に
生じる直流電界によって、高エネルギーのイオンが石英
窓の表面に入射し、この窓がスパッタリングされる。そ
してスパッタリングにより石英窓から生成される生成物
が、エッチングプロセスの性能に影響を与えることが、
発明者らの検討によって明らかにされている。In a conventional etching apparatus using a high-density plasma source, a high-energy ion is incident on the surface of a quartz window by a DC electric field generated near an electric field supply source, and the window is sputtered. Is done. And the product generated from the quartz window by sputtering affects the performance of the etching process,
It has been clarified by the study of the inventors.
【0006】例えば、ICP型のエッチング装置を使用
し、シリコン基板上にポリシリコン(Poly−Si)膜が
形成されてなるウエハを、塩素プラズマでエッチングし
てPoly−Si電極パターンを形成する場合には、電界供
給源に供給するRF電力が大きいと、電界供給源の近傍
に発生したシース電界によって塩素イオンが加速されて
石英窓に入射する。そして、このイオン衝撃に促進され
た化学反応によって、酸化シリコン系の塩化物(SiO
x Cly )や酸素(O)といった生成物が石英窓から生
成される。For example, when an ICP type etching apparatus is used to etch a wafer in which a polysilicon (Poly-Si) film is formed on a silicon substrate by chlorine plasma to form a Poly-Si electrode pattern. When the RF power supplied to the electric field supply source is large, chlorine ions are accelerated by the sheath electric field generated near the electric field supply source and enter the quartz window. The chemical reaction promoted by the ion bombardment causes silicon oxide chloride (SiO 2).
x Cl y) and the product such as oxygen (O) is generated from the quartz window.
【0007】この生成物のうち蒸気圧の低いものは、図
8(a)に示すように、Poly−Si電極パターン73の
側壁に付着して堆積し、ウエハ70から生成される反応
生成物(例えばSiClx )とともに側壁保護膜75を
形成する。結果的に、Poly−Si電極パターン73がい
わゆる順テーパ形状になり、Poly−Si電極パターン7
3を太らせる方向の寸法変換差として検出される。な
お、図8において71はシリコン基板、72は酸化シリ
コン膜、74はレジストからなるエッチングマスクであ
る。[0007] Of these products, those having a low vapor pressure adhere to and deposit on the side walls of the Poly-Si electrode pattern 73 as shown in FIG. For example, a sidewall protective film 75 is formed with SiCl x ). As a result, the Poly-Si electrode pattern 73 has a so-called forward tapered shape, and the Poly-Si electrode pattern 7
3 is detected as a dimensional conversion difference in the direction of increasing the thickness. In FIG. 8, reference numeral 71 denotes a silicon substrate, 72 denotes a silicon oxide film, and 74 denotes an etching mask made of resist.
【0008】そのような過剰堆積を防止するために、現
状では比較的高い基板温度を用い、上記生成物の付着確
率を下げるといった対策が講じられている。しかしなが
ら、基板温度の高温化は、例えばタングステンシリサイ
ド(WSix )をエッチングする場合に蒸気圧の高い酸
化タングステンの塩化物(WOClx )の生成を促進
し、またノッチのようなラジカル反応を促進する。上記
WOClx の生成が促進されると、これから過剰な酸素
ラジカルが発生し、発生した酸素ラジカルによって等方
的にエッチングが進む。そのため、基板温度の高温化は
得策とは言えない。In order to prevent such excessive deposition, at present, countermeasures have been taken to use a relatively high substrate temperature and to lower the probability of the above products adhering. However, the high temperature of the substrate temperature, for example in the case of etching tungsten silicide (WSi x) to promote the formation of chloride higher tungsten oxide vapor pressure (WOCl x), also promotes the radical reaction, such as a notch . When the generation of WOCl x is promoted, excess oxygen radicals are generated from this, and etching proceeds isotropically by the generated oxygen radicals. Therefore, raising the substrate temperature is not a good idea.
【0009】ここで、石英窓からの生成物がウエハに入
射する量と、ウエハから生成される反応生成物がウエハ
に再入射する量との合計が、側壁保護膜等のエッチング
特性を決定すると考えられる。つまり、これらの合計
が、プロセス中の最適なる堆積物量を決定すると考えら
れる。したがって、石英窓からの生成物がウエハに入射
し堆積する堆積物の量自体をモニタでき、かつこれを制
御できるエッチング技術が求められている。この堆積物
の量の制御が十分に行えない場合には、前述した堆積物
過剰による図8(a)に示すような順テーパや、オーバ
ーエッチング時の堆積物不足による図8(b)に示すよ
うな逆テーパ等の形状異常が観察される。Here, the sum of the amount of the product from the quartz window incident on the wafer and the amount of the reaction product generated from the wafer re-entering the wafer determines the etching characteristics of the sidewall protective film and the like. Conceivable. That is, the sum of these is considered to determine the optimum deposit amount during the process. Therefore, there is a need for an etching technique capable of monitoring and controlling the amount of the deposit itself, which is formed by the product from the quartz window incident on the wafer. If the amount of the deposit cannot be sufficiently controlled, the forward taper as shown in FIG. 8A due to the above-mentioned excessive deposit and the FIG. 8B due to the lack of the deposit at the time of over-etching are shown in FIG. Abnormal shape such as reverse taper is observed.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係るドライエッチング装置は、酸化シリコン
系材料からなる窓を有するチャンバ内にプラズマを生成
して、チャンバ内に置かれた被エッチング体をエッチン
グするものであって、チャンバ内に置かれる被エッチン
グ体の近傍に設けられたもので、プラズマによって上記
窓から生成される生成物を堆積させるための補助電極
と、チャンバに設けられたもので、補助電極に堆積され
た堆積物の厚さを測定する膜厚測定手段とを備えたもの
である。また、上記膜厚測定手段が測定した堆積物の厚
さに基づき、その後に堆積される堆積物の厚さを調整す
るフィードバック手段を備えたものである。A dry etching apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem generates plasma in a chamber having a window made of a silicon oxide-based material, and forms a plasma in the chamber. An etching body for etching an etching body, provided near a body to be etched placed in a chamber, provided with an auxiliary electrode for depositing a product generated from the window by plasma, and provided in the chamber. And a film thickness measuring means for measuring the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode. Further, it is provided with feedback means for adjusting the thickness of the deposit to be subsequently deposited based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means.
【0011】上記課題を解決するための本発明に係るド
ライエッチング方法は、酸化シリコン系材料からなる窓
を有するチャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内
に置かれた被エッチング体をエッチングする方法であっ
て、プラズマによって上記窓から生成された生成物が被
エッチング体に堆積してなる堆積物の厚さを測定し、次
いで測定された堆積物の厚さを基に、その後に堆積され
る堆積物の厚さを調整する方法である。A dry etching method according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a method of generating plasma in a chamber having a window made of a silicon oxide-based material and etching an object to be etched placed in the chamber. The thickness of a deposit formed by depositing a product generated from the window by the plasma on the body to be etched by the plasma, and then depositing the deposit based on the measured thickness of the deposit This is a method of adjusting the thickness of the deposit.
【0012】本発明に係るドライエッチング装置では、
チャンバに置かれる被エッチング体の近傍に補助電極が
設けられていることから、プラズマによって窓から生じ
る生成物が被エッチング体に入射して堆積するのと略同
じように補助電極上にも窓からの生成物が堆積される。
また補助電極に堆積された堆積物の厚さを測定する膜厚
測定手段を備えているので、窓からの生成物が被エッチ
ング体に堆積する際の堆積物の厚さの変化量が間接的に
測定される。またフィードバック手段を備えた構成で
は、膜厚測定手段からの堆積物の厚さに基づき、その後
に堆積される窓からの堆積物の厚さが調整され、この結
果、被エッチング体から生成された反応生成物が被エッ
チング体にに再入射するものと、窓からの生成物が被エ
ッチング体に堆積するものとの合計からなる堆積物の量
が調整される。In the dry etching apparatus according to the present invention,
Since the auxiliary electrode is provided near the object to be etched placed in the chamber, the product generated from the window by the plasma is also incident on the object to be etched and deposited on the auxiliary electrode from the window in almost the same manner. Are deposited.
In addition, since there is provided a film thickness measuring means for measuring the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode, the amount of change in the thickness of the deposit when the product from the window is deposited on the etching target is indirectly measured. Is measured. Further, in the configuration including the feedback unit, the thickness of the deposit from the subsequently deposited window is adjusted based on the thickness of the deposit from the film thickness measuring unit. The amount of the deposit, which is the sum of the reaction product re-entering the object to be etched and the product from the window depositing on the object to be etched, is adjusted.
【0013】本発明に係るドライエッチング方法では、
窓から生成する生成物が、被エッチング体に堆積した際
の堆積物の厚さを測定し、得られた堆積物の厚さを基に
その後の堆積物の厚さを調整するので、被エッチング体
から生成された反応生成物が被エッチング体に再入射す
るものと、窓からの生成物が被エッチング体に堆積する
ものとの合計からなる堆積物の量を最適な量に制御する
ことが可能になる。In the dry etching method according to the present invention,
The product generated from the window measures the thickness of the deposit when deposited on the object to be etched, and adjusts the thickness of the subsequent deposit based on the obtained thickness of the deposit. It is possible to control the amount of the deposit, which is the sum of the reaction product generated from the body to be re-incident on the body to be etched and the product from the window to be deposited on the body to be etched, to an optimal amount. Will be possible.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明に係るドライエッチング装
置の第1実施形態を、図1を用いて説明する。ここで
は、本発明装置をIPC型のエッチング装置に適用した
場合について述べる。図1に示すように、このドライエ
ッチング装置1は、高密度プラズマを生成してエッチン
グ雰囲気を形成するチャンバ10を備えている。このチ
ャンバ10内には、被エッチング体である例えばウエハ
40を載置するためのステージ11が設けられている。
ステージ11は下部電極を兼ねたもので、RFバイアス
電源12と接続されている。このRFバイアス電源12
は、例えば400kHzの高周波電源からなっている。
またステージ11の上方でかつチャンバ10内の上部に
は、接地されたアース電極13が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a dry etching apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where the apparatus of the present invention is applied to an IPC type etching apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the dry etching apparatus 1 includes a chamber 10 for generating high-density plasma to form an etching atmosphere. In the chamber 10, there is provided a stage 11 on which an object to be etched, for example, a wafer 40 is placed.
The stage 11 also serves as a lower electrode, and is connected to the RF bias power supply 12. This RF bias power supply 12
Is composed of, for example, a 400 kHz high frequency power supply.
A grounded ground electrode 13 is provided above the stage 11 and above the chamber 10.
【0015】ステージ11の側方でかつチャンバ10の
側壁には、酸化シリコン系材料の一種である石英からな
る石英窓14が設けられている。またステージ11上に
載置されるウエハ40の近傍には、補助電極15が設け
られている。補助電極15は、チャンバ10内で生成さ
れるプラズマによって石英窓14がスパッタリングさ
れ、これにより生じる生成物を堆積させるためのもので
ある。つまり石英窓14からの生成物がステージ11上
のウエハ40に入射して堆積する量をモニターするため
のものである。A quartz window 14 made of quartz, which is a kind of silicon oxide-based material, is provided on the side of the stage 11 and on the side wall of the chamber 10. An auxiliary electrode 15 is provided near the wafer 40 mounted on the stage 11. The auxiliary electrode 15 is for depositing a product generated by sputtering the quartz window 14 by plasma generated in the chamber 10. That is, it monitors the amount of the product from the quartz window 14 incident on the wafer 40 on the stage 11 and deposited.
【0016】この補助電極15は、例えば略矩形状をな
し、かつ1cm角程度の大きさに形成されている。ま
た、補助電極15に堆積された堆積物の厚さ測定可能に
する材料で形成されている。後述するように、この実施
形態では、補助電極15に堆積された堆積物の膜厚測定
手段16に光学式膜厚計を用いる。このため補助電極1
5は、膜厚計からの光を反射する材料、例えばシリコン
(Si)基板上にSiO 2 膜を300nm程度成膜した
もので形成されている。そして補助電極15は、その堆
積物が堆積される面をステージ14上に載置されたウエ
ハ40面と略面一にした状態で、かつ堆積物が堆積され
る面をウエハ40のエッチング面と同じ方向に向けた状
態で、ウエハ40の近傍に設けられている。The auxiliary electrode 15 has, for example, a substantially rectangular shape.
And a size of about 1 cm square. Ma
In addition, the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 can be measured.
It is formed of a material that can be used. As described below, this implementation
In the embodiment, the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 is measured.
An optical film thickness meter is used for the means 16. Therefore, the auxiliary electrode 1
5 is a material that reflects light from the thickness gauge, for example, silicon
(Si) SiO on the substrate TwoA film was formed with a thickness of about 300 nm.
It is formed of things. The auxiliary electrode 15 is
The surface on which the load is to be deposited is placed on the wafer placed on the stage 14.
C) Deposits are deposited substantially flush with the surface 40
With the surface facing the same direction as the etched surface of the wafer 40
In this state, it is provided near the wafer 40.
【0017】さらに補助電極15は、ウエハ40のエッ
チング処理の際には浮遊(フローティング)電位とされ
る。また必要時に、例えば補助電極15のクリーニング
時に、浮遊電位からステージ11に載置されるウエハ4
0と同じ電位(RFバイアス)に切り換えられるように
なっている。ウエハ40のエッチング処理の際に補助電
極15を浮遊電位とするのは、ウエハ40と同じ電位を
補助電極15に与えると、補助電極15もプラズマによ
ってスパッタリングされてしまい、補助電極15に堆積
される堆積物の正確な膜厚の変化を把握できなくなるた
めである。Further, the auxiliary electrode 15 is set at a floating potential when the wafer 40 is etched. When necessary, for example, when cleaning the auxiliary electrode 15, the wafer 4 placed on the stage 11 is changed from the floating potential.
It can be switched to the same potential as 0 (RF bias). When the auxiliary electrode 15 is set to the floating potential during the etching process of the wafer 40, when the same potential as that of the wafer 40 is applied to the auxiliary electrode 15, the auxiliary electrode 15 is also sputtered by plasma and deposited on the auxiliary electrode 15. This is because an accurate change in the film thickness of the deposit cannot be grasped.
【0018】チャンバ10の上部でかつ補助電極15の
上方位置には、補助電極15に堆積された堆積物の厚さ
を、いわゆるin−situで測定する膜厚測定手段1
6が設けられている。膜厚測定手段16としては、例え
ばエッチングプロセスに影響を及ぼさない非接触式のも
のを用いることができる。また、石英窓14からの生成
物のうち堆積に寄与するのはSiOx 系の生成物であ
り、これらは光学式膜厚計によって容易に計測すること
が可能である。よって、この実施形態では、非接触式の
膜厚測定手段16として、補助電極15に入射させたレ
ーザ光の干渉波形の変化により堆積物の厚さを求める光
学式膜厚計を用いる。この光学式膜厚計は、通常のウエ
ハプロセスで使用される光学式膜厚計と同様の原理で膜
厚を測定するものであり、Si基板での反射光と堆積物
表面での反射光との干渉により堆積物の厚さを計算する
ものである。Above the chamber 10 and above the auxiliary electrode 15, a film thickness measuring means 1 for measuring the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 in a so-called in-situ manner.
6 are provided. As the film thickness measuring means 16, for example, a non-contact type which does not affect the etching process can be used. Further, among the products from the quartz window 14, those that contribute to the deposition are SiO x -based products, and these can be easily measured by an optical film thickness meter. Therefore, in this embodiment, as the non-contact type film thickness measuring means 16, an optical film thickness meter that obtains the thickness of the deposit by the change of the interference waveform of the laser light incident on the auxiliary electrode 15 is used. This optical film thickness meter measures the film thickness based on the same principle as that of an optical film thickness meter used in a normal wafer process, and reflects the reflected light on the Si substrate and the reflected light on the deposit surface. Is used to calculate the thickness of the deposit.
【0019】なお、膜厚測定手段16は、光学式膜厚計
に限定されることはなく、エッチングプロセスに影響を
及ぼすことなくチャンバ10に設置でき、かつ補助電極
15上の堆積物の厚さを測定できるものであればいずれ
のものを用いてもよい。The film thickness measuring means 16 is not limited to an optical film thickness meter, and can be installed in the chamber 10 without affecting the etching process. Any one can be used as long as it can be measured.
【0020】チャンバ10の外部でかつ石英窓14の位
置には、電界供給源17が設けられている。電界供給源
17は、プラズマを発生させる電界をチャンバ10内に
供給するものである。例えばコイル状のアンテナまたは
板状のアンテナからなり、これによって結合される例え
ば13.56MHzのRF電界をチャンバ10の内部に
供給するようになっている。この電界供給源17には、
例えば13.56MHzの高周波電源からなるソース電
源18が接続されている。An electric field supply source 17 is provided outside the chamber 10 and at the position of the quartz window 14. The electric field supply source 17 supplies an electric field for generating plasma into the chamber 10. For example, a coil-shaped antenna or a plate-shaped antenna is provided to supply an RF electric field of, for example, 13.56 MHz to the inside of the chamber 10 to be coupled thereto. This electric field supply source 17 includes:
For example, a source power supply 18 composed of a 13.56 MHz high frequency power supply is connected.
【0021】またチャンバ10には、その内部にエッチ
ングガスを供給するためのガス供給手段(図示略)と、
チャンバ10の内部圧力を一定に保つためのガス排出手
段(図示略)とが備えられている。さらにチャンバ10
には、メインエッチングの終点を検出する終点検出手段
19(図2参照)が設けられている。ここで、メインエ
ッチングとは、ウエハ40が、基体上に被エッチング層
が形成されているものである場合に、基体の表面が露出
するまで被エッチング層を加工するエッチングである。The chamber 10 has gas supply means (not shown) for supplying an etching gas into the chamber.
Gas exhaust means (not shown) for keeping the internal pressure of the chamber 10 constant is provided. Further chamber 10
Is provided with end point detecting means 19 (see FIG. 2) for detecting the end point of the main etching. Here, the main etching is etching for processing the layer to be etched until the surface of the substrate is exposed when the wafer 40 has the layer to be etched formed on the substrate.
【0022】そしてこのドライエッチング装置1は、上
記した膜厚測定手段16が測定した堆積物の厚さに基づ
き、その後にステージ11上のウエハ40や補助電極1
5に堆積される、石英窓14からの堆積物の厚さを調整
するフィードバック手段20を備えている。フィードバ
ック手段20は、例えばパーソナルコンピュータからな
り、例えば図2に示すように制御部21およびメモリ2
2からなる本体23と、本体23に接続された表示部2
4、入力部25とを備えて構成されている。またフィー
ドバック手段20は、膜厚測定手段16、ソース電源1
8および終点検出手段19と接続されている。The dry etching apparatus 1 then uses the wafer 40 and the auxiliary electrode 1 on the stage 11 based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16 described above.
5 is provided with feedback means 20 for adjusting the thickness of the deposit from the quartz window 14. The feedback means 20 is composed of, for example, a personal computer. For example, as shown in FIG.
And a display unit 2 connected to the main body 23
4, and an input unit 25. The feedback means 20 includes the film thickness measuring means 16 and the source power supply 1
8 and the end point detecting means 19.
【0023】メモリ22は、ソース電源18から電界供
給源17に供給される電力量と、補助電極15に堆積さ
れる堆積物の厚さの変化量、例えば堆積物の厚さの時間
的変化の傾きにより求められる堆積速度との相関関係の
データを記憶するものである。この関係は、予め実験に
よって求められてメモリ22に記憶される。制御部21
は、膜厚測定手段16が測定した堆積物の厚さのデータ
に基づき、電力量を変化させるようソース電源18に信
号を出力するものである。例えば制御部21は、膜厚測
定手段16から堆積物の厚さのデータが送られると、図
3に示すようにその時間的変化により堆積速度を求め、
求めた堆積速度とメモリ22に記憶されたデータとを用
いてソース電源18から供給される電力量を変化させる
ようになっている。The memory 22 stores the amount of electric power supplied from the source power supply 18 to the electric field supply source 17 and the amount of change in the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15, for example, the temporal change in the thickness of the deposit. The data of the correlation with the deposition rate obtained by the inclination is stored. This relationship is obtained in advance by an experiment and stored in the memory 22. Control unit 21
Is to output a signal to the source power supply 18 to change the electric energy based on the data of the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16. For example, when the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16, the control unit 21 obtains the deposition rate based on the temporal change as shown in FIG.
The amount of power supplied from the source power supply 18 is changed using the determined deposition rate and the data stored in the memory 22.
【0024】表示部24は、例えば膜厚測定手段16が
測定した堆積物の厚さのデータや、制御部21によって
求められた堆積速度のデータ、メモリ22に記憶されて
いるデータ等を表示するものである。入力部25は、ウ
エハ40のエッチングに際して、補助電極15に堆積さ
れる堆積物の設定堆積速度(石英窓14からの生成物が
ウエハ40に堆積される際の堆積速度の設定値)を入力
するものであり、例えばキーボードからなっている。The display unit 24 displays, for example, data of the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16, data of the deposition rate obtained by the control unit 21, data stored in the memory 22, and the like. Things. The input unit 25 inputs the set deposition rate of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 when the wafer 40 is etched (the set value of the deposition rate when the product from the quartz window 14 is deposited on the wafer 40). , For example, a keyboard.
【0025】このように構成されるフィードバック手段
20では、予めエッチング加工を行うにあたって設定さ
れる条件、すなわち石英窓14から生成された生成物が
ウエハ40上に堆積される際の堆積速度のような条件
が、入力部25から制御部21に入力される。例えばウ
エハ40をメインエッチングした後にオーバーエッチン
グするエッチング加工を行う場合、図3に示すようにメ
インエッチング時、オーバーエッチング時のそれぞれ
で、設定堆積速度が入力される。またその際、メインエ
ッチング時の堆積速度よりもオーバーエッチング時の堆
積速度が速くなるような条件でそれぞれの設定堆積速度
が入力される。In the feedback means 20 having the above-described structure, conditions set in advance for performing the etching process, such as the deposition rate when the product generated from the quartz window 14 is deposited on the wafer 40, are used. The condition is input from the input unit 25 to the control unit 21. For example, when performing an etching process of over-etching after the main etching of the wafer 40, the set deposition rate is input at each of the main etching and the over-etching as shown in FIG. At this time, the respective set deposition rates are input under such a condition that the deposition rate during over-etching is higher than the deposition rate during main etching.
【0026】ウエハ40のエッチングが開始され、制御
部21に膜厚測定手段16から堆積物の厚さのデータが
送られると、制御部21は送られたデータから堆積速度
を求める。そして求められた堆積速度が上記の設定堆積
速度になるよう、メモリ22に記憶された上記データを
用いてソース電源18から供給される電力量を調整す
る。また制御部21は、終点検出手段19からメインエ
ッチングの終点検出信号が送られると、オーバーエッチ
ング時の設定堆積速度になるようソース電源18の電力
量を調整する。When the etching of the wafer 40 is started and the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16 to the control unit 21, the control unit 21 obtains the deposition rate from the sent data. Then, the amount of power supplied from the source power supply 18 is adjusted using the data stored in the memory 22 so that the obtained deposition rate becomes the above-described set deposition rate. Further, when the end point detection signal of the main etching is sent from the end point detection means 19, the control unit 21 adjusts the amount of power of the source power supply 18 so that the deposition rate at the time of over-etching is achieved.
【0027】このドライエッチング装置1では、電界供
給源17からのRF電界によってチャンバ10内にプラ
ズマが発生する。また、電界供給源17の近傍にシース
電界が発生し、この電界によってプラズマ中の高エネル
ギーのイオンが石英窓14に入射して生成物が生成され
る。そして、この石英窓14からの生成物がウエハ40
に入射するとともに、プラズマによってウエハ40から
生成される反応生成物がウエハ40に再入射して、側壁
保護膜のような堆積物を形成する。In the dry etching apparatus 1, a plasma is generated in the chamber 10 by the RF electric field from the electric field supply source 17. In addition, a sheath electric field is generated near the electric field supply source 17, and high-energy ions in the plasma enter the quartz window 14 by the electric field to generate a product. The product from the quartz window 14 is
And the reaction products generated from the wafer 40 by the plasma re-enter the wafer 40 to form a deposit such as a sidewall protective film.
【0028】上記したようにドライエッチング装置1で
は、チャンバ10に置かれるウエハ40の近傍に補助電
極15が設けられていることから、プラズマによって石
英窓14から生じる生成物がウエハ40に入射して堆積
するのと同じように、補助電極15にも石英窓14から
の生成物を堆積させることができる。また補助電極15
に堆積された堆積物の厚さを測定する膜厚測定手段16
を備えているので、石英窓14から生成される生成物が
ウエハ40に堆積する際の堆積速度を間接的に測定する
ことができる。またこの補助電極15は浮遊電位とされ
ていることから、補助電極15に堆積されたものがプラ
ズマによってスパッタリングされることがなく、正確に
堆積速度を把握することができる。As described above, in the dry etching apparatus 1, since the auxiliary electrode 15 is provided near the wafer 40 placed in the chamber 10, the product generated from the quartz window 14 by the plasma enters the wafer 40. Similar to the deposition, the product from the quartz window 14 can be deposited on the auxiliary electrode 15. The auxiliary electrode 15
Thickness measuring means 16 for measuring the thickness of the deposits deposited on
, It is possible to indirectly measure the deposition rate when the product generated from the quartz window 14 is deposited on the wafer 40. Further, since the auxiliary electrode 15 has a floating potential, the deposition on the auxiliary electrode 15 is not sputtered by plasma, and the deposition rate can be accurately grasped.
【0029】さらにドライエッチング装置1は、フィー
ドバック手段20によって、膜厚測定手段16が測定し
た堆積物の厚さの測定値に基づき、ソース電源18から
供給される電力量が変えられて、その後に石英窓14か
ら発生する生成物の量が調整されるようになっている。
よって、ウエハ40から生成された反応生成物がウエハ
40に再入射するものと、石英窓14からの生成物がウ
エハ40に堆積するものとの合計からなる堆積物の量を
最適な量に調整することができる。またこの調整を自動
的に行うことができる。しかもソース電源18から供給
される電力量は、堆積速度を大きく変化させる要因の一
つであるので、制御性良く堆積物量を調整することがで
きる。したがって、上記ドライエッチング装置1によれ
ば、堆積物過剰や堆積物不足により発生する寸法変換差
の制御を精度良く行うことができるので、寸法変換差の
少ない安定したエッチングプロセスを実現することがで
きる。Further, in the dry etching apparatus 1, the amount of power supplied from the source power supply 18 is changed by the feedback means 20 based on the measured value of the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16, and thereafter, The amount of the product generated from the quartz window 14 is adjusted.
Therefore, the amount of the deposit, which is the sum of the reaction product generated from the wafer 40 re-incident on the wafer 40 and the product deposited from the quartz window 14 on the wafer 40, is adjusted to the optimum amount. can do. This adjustment can be made automatically. In addition, the amount of power supplied from the source power supply 18 is one of the factors that greatly change the deposition rate, and therefore, the amount of deposit can be adjusted with good controllability. Therefore, according to the dry etching apparatus 1, a dimensional conversion difference generated due to excess or insufficient deposits can be accurately controlled, so that a stable etching process with a small dimensional conversion difference can be realized. .
【0030】なお、このドライエッチング装置1の補助
電極15上に堆積された堆積物は、RFバイアスを印加
した状態でハロゲンプラズマ(Cl2 、SF6 等)を発
生させ、それにさらすことで、容易に除去することが可
能である。The deposits deposited on the auxiliary electrode 15 of the dry etching apparatus 1 are easily generated by generating a halogen plasma (Cl 2 , SF 6, etc.) while applying an RF bias and exposing it to the halogen plasma. Can be removed.
【0031】次に、本発明に係るドライエッチング方法
の第1実施形態を説明する。このドライエッチング方法
は、酸化シリコン系材料からなる窓を有するチャンバ内
にプラズマを生成して、このチャンバ内に置かれた被エ
ッチング体、例えばウエハをエッチングする方法であ
る。まず上記プラズマによって上記窓から生成された生
成物が、ウエハに入射して堆積する堆積物の厚さをin
−situで測定する(第1工程)。次いで、測定され
た堆積膜厚を基に、その後にウエハに堆積される堆積物
の厚さを調整する(第2工程)。Next, a first embodiment of the dry etching method according to the present invention will be described. This dry etching method is a method in which plasma is generated in a chamber having a window made of a silicon oxide-based material, and an object to be etched, such as a wafer, placed in the chamber is etched. First, the product generated from the window by the plasma impinges on the wafer and deposits the thickness of the deposit in
Measure in situ (first step). Next, the thickness of the deposit to be subsequently deposited on the wafer is adjusted based on the measured deposited film thickness (second step).
【0032】第2工程での堆積物の厚さの調整は、チャ
ンバの外部に設けられている電界供給源からのRF電界
によって上記プラズマが生成されるものである場合、例
えば電界供給源に供給される電力量を変化させることに
よって行う。また基体上に被エッチング層が形成された
ウエハをメインエッチングした後、オーバーエッチング
する場合、上記第2工程では例えば次のように堆積物の
厚さを調整する。すなわち、図3に示すように、堆積物
の厚さの変化量、例えばその厚さの時間的変化の傾きに
より求められる堆積速度が、メインエッチング時、オー
バーエッチング時でそれぞれ一定になるように電力量を
変化させ、その後に堆積される堆積物の厚さを調整す
る。さらに、メインエッチング時の堆積速度よりも、オ
ーバーエッチング時の堆積速度が、ウエハに堆積される
堆積物の厚さを厚くする方向に大きくなるように、電力
量を変化させる。The thickness of the deposit in the second step is adjusted when the plasma is generated by an RF electric field from an electric field supply source provided outside the chamber. This is done by changing the amount of power to be applied. In the case where overetching is performed after the main etching of the wafer on which the layer to be etched is formed on the substrate, the thickness of the deposit is adjusted in the second step, for example, as follows. That is, as shown in FIG. 3, the electric power is set so that the amount of change in the thickness of the deposit, for example, the deposition rate obtained from the slope of the temporal change in the thickness becomes constant during main etching and overetching, respectively. The amount is varied and the thickness of the subsequently deposited deposit is adjusted. Further, the amount of power is changed so that the deposition rate at the time of over-etching becomes larger than the deposition rate at the time of main etching in the direction of increasing the thickness of the deposit deposited on the wafer.
【0033】上記窓が、電界供給源からのRF電界をチ
ャンバ内に通すための石英窓であり、エッチングガスが
ハロゲンガスである場合、チャンバ内にプラズマが発生
すると、石英窓の近傍にハロゲンイオンのシース加速が
起こる。そして石英窓からはSiOx Xy (X=Cl,
Br等)等の堆積性の生成物が発生する。上記方法で
は、石英窓から生成する生成物がウエハに堆積した際
に、その厚さを測定し、得られた測定値を基にその後の
堆積物の厚さを調整することから、ウエハから生成され
た反応生成物がウエハに再入射するものと、石英窓から
の生成物がウエハに堆積するものとの合計からなる堆積
物の量を最適な量に調整することができる。またその
際、堆積物の堆積速度を大きく変化させる要因の一つで
ある、電界供給源に供給される電力量を変化させるの
で、制御性良く堆積物量を調整することができる。The window is a quartz window for passing an RF electric field from an electric field supply source into the chamber, and when plasma is generated in the chamber when the etching gas is a halogen gas, a halogen ion is located near the quartz window. Sheath acceleration occurs. Then, from the quartz window, SiO x X y (X = Cl,
(E.g., Br). In the above method, when the product generated from the quartz window is deposited on the wafer, the thickness is measured, and the thickness of the subsequent deposit is adjusted based on the obtained measurement value. It is possible to adjust the amount of the deposit, which is the sum of the product in which the reaction product re-enters the wafer and the product in which the product from the quartz window is deposited on the wafer, to the optimal amount. At this time, the amount of electric power supplied to the electric field supply source, which is one of the factors that greatly change the deposition rate of the deposit, is changed, so that the amount of the deposit can be adjusted with good controllability.
【0034】また、メインエッチング時、オーバーエッ
チング時にて堆積速度が一定になるように堆積物の厚さ
を調整するので、加工されたパターンが順テーパ形状に
なる、または逆テーパ形状になるといった形状異常の発
生を防止することができる。さらにオーバーエッチング
時の堆積速度を、メインエッチング時の堆積速度よりも
ウエハに堆積される堆積物の厚さを厚くする方向に大き
くするので、強固な側壁保護が必要なオーバーエッチン
グ時において、ノッチや、逆テーパの発生を防止でき、
良好な異方性形状にパターン加工することができる。Further, since the thickness of the deposit is adjusted so that the deposition rate is constant during the main etching and the over-etching, the processed pattern has a forward tapered shape or a reverse tapered shape. The occurrence of an abnormality can be prevented. Further, the deposition rate at the time of over-etching is made larger in the direction of increasing the thickness of the deposits deposited on the wafer than the deposition rate at the time of the main etching. , Prevents the occurrence of reverse taper,
The pattern can be processed into a good anisotropic shape.
【0035】また厳密な寸法制御が求められるメインエ
ッチングでは、ウエハに堆積される酸化シリコン系の堆
積物を少なくすることができ、堆積物が過剰になること
を防止することができる。したがって、上記ドライエッ
チング方法によれば、寸法変換差が少なく、かつオーバ
ーエッチング耐性の得られるエッチング加工を行うこと
ができるので、寸法精度の高いパターンを形成すること
ができる。In the main etching in which strict dimensional control is required, the amount of silicon oxide-based deposits deposited on the wafer can be reduced, and the deposits can be prevented from becoming excessive. Therefore, according to the above-mentioned dry etching method, it is possible to perform an etching process with a small dimensional conversion difference and an over-etching resistance, so that a pattern with high dimensional accuracy can be formed.
【0036】次に、前述したドライエッチング装置1を
用いて、上記ドライエッチング方法によりウエハを加工
した一例を説明する。図4(a)に示すように、ここで
加工するウエハ40は、基体であるSi基板41上にS
iO2 からなるゲート酸化膜42を形成した後、この上
層にPoly−Si膜43を成膜し、さらにレジストマスク
44を形成したものである。そして、このウエハ40
を、レジストマスク44をエッチングマスクにして、以
下の条件に設定したメインエッチング、オーバーエッチ
ングによって、ゲート電極のパターンに加工した。Next, an example of processing a wafer by the above-described dry etching method using the above-described dry etching apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 4A, a wafer 40 to be processed here is formed on a Si substrate 41 serving as a base.
After forming a gate oxide film 42 of iO 2 , a Poly-Si film 43 is formed thereon, and a resist mask 44 is further formed. Then, this wafer 40
Was processed into a gate electrode pattern by main etching and over-etching under the following conditions using the resist mask 44 as an etching mask.
【0037】メインエッチング条件を、一例として、 エッチングガスおよびその流量:塩素(Cl2 )/10
0sccm〔sccmは、標準状態における体積流量
(cm3 /分)を表す〕 エッチング雰囲気の圧力:0.5Pa RFバイアス:80W 基板温度:30℃ 堆積速度:2nm/min に設定した。オーバーエッチング条件を、一例として、 エッチングガスおよびその流量:塩素(Cl2 )/10
0sccm エッチング雰囲気の圧力:0.5Pa RFバイアス:30W 基板温度:30℃ 堆積速度:10nm/min に設定した。As an example of the main etching conditions, an etching gas and its flow rate: chlorine (Cl 2 ) / 10
0 sccm [sccm represents a volume flow rate (cm 3 / min) in a standard state] Etching atmosphere pressure: 0.5 Pa RF bias: 80 W Substrate temperature: 30 ° C. Deposition rate: 2 nm / min An example of the over-etching condition is an etching gas and its flow rate: chlorine (Cl 2 ) / 10.
0 sccm Etching atmosphere pressure: 0.5 Pa RF bias: 30 W Substrate temperature: 30 ° C. Deposition rate: 10 nm / min.
【0038】このように、ゲート電極の寸法が決まるメ
インエッチングでは順テーパの発生を抑制するため堆積
物が少なく、またオーバーエッチングではノッチや逆テ
ーパの発生を抑制するため堆積物が多くなるよう、メイ
ンエッチング時の堆積速度を2nm/min、オーバー
エッチング時の堆積速度を10nm/minに設定し
た。そして、それぞれのエッチング時でのソース電源1
8からの電力量をフィードバック制御した結果、メイン
エッチング時では電力量が200W、オーバーエッチン
グ時では電力量が1kWに調整された。その結果、図4
(b)に示すように、良好なエッチング形状のPoly−S
i電極のパターン45が得られた。この結果からも明ら
かなように、上記実施形態のドライエッチング装置1お
よびドライエッチング方法によれば、寸法変換差が少な
く、かつオーバーエッチング耐性の得られる加工プロセ
スを達成することができる。As described above, in the main etching, in which the dimensions of the gate electrode are determined, the amount of deposits is small in order to suppress the generation of the forward taper, and in the over etching, the amount of deposits is large in order to suppress the occurrence of the notch and the reverse taper. The deposition rate during main etching was set to 2 nm / min, and the deposition rate during overetching was set to 10 nm / min. Then, the source power supply 1 for each etching
As a result of feedback control of the power amount from No. 8, the power amount was adjusted to 200 W during the main etching and to 1 kW during the over-etching. As a result, FIG.
(B) As shown in FIG.
An i-electrode pattern 45 was obtained. As is clear from these results, according to the dry etching apparatus 1 and the dry etching method of the above embodiment, it is possible to achieve a processing process in which a dimensional conversion difference is small and overetching resistance is obtained.
【0039】次に、本発明に係るドライエッチング装置
の第2実施形態を図5を用いて説明する。ここでは、本
発明装置をMCR型のエッチング装置に適用した場合に
ついて述べる。なお、図1よって説明した第1実施形態
と同一の形成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。図5に示すように、このドライエッチング装置3
は、図1に示したドライエッチング装置1とは、電界供
給源31付近の構成が相違している。Next, a dry etching apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case in which the apparatus of the present invention is applied to an MCR type etching apparatus will be described. The same components as those in the first embodiment described with reference to FIG. As shown in FIG.
Differs from the dry etching apparatus 1 shown in FIG. 1 in the configuration near the electric field supply source 31.
【0040】すなわち、電界供給源31は、チャンバ1
0の外部に石英窓14を介して設けられている。この電
界供給源31は、環状電極からなり、さらにその外周に
は磁場を形成する磁場発生器32が設置されている。こ
の磁場発生器32は、例えば永久磁石で形成されてい
る。なお、磁場発生器32は磁場を発生するものであれ
ばよく、例えば電磁石で形成されていてもよい。また電
界供給源32には、例えば13.56MHzの高周波電
源からなるソース電源18が接続されている。That is, the electric field supply source 31 is
0 is provided outside through a quartz window 14. The electric field supply source 31 is composed of an annular electrode, and a magnetic field generator 32 for forming a magnetic field is provided on the outer periphery thereof. The magnetic field generator 32 is formed of, for example, a permanent magnet. The magnetic field generator 32 only needs to generate a magnetic field, and may be formed by, for example, an electromagnet. The electric field supply source 32 is connected to a source power supply 18 composed of, for example, a 13.56 MHz high frequency power supply.
【0041】またこのドライエッチング装置3は、前述
したドライエッチング装置1と同様、ステージ11上に
載置されるウエハ40の近傍に、補助電極15が設けら
れている。この補助電極15において、堆積物が堆積さ
れる面はウエハ40のエッチング面と同じ方向に向いて
いる。またチャンバ10の上部でかつ補助電極15の上
方位置には、補助電極15に堆積された堆積物の厚さ
を、いわゆるin−situで測定する膜厚測定手段1
6が設けられている。膜厚測定手段16は、例えば光学
式膜厚計からなる。さらにドライエッチング装置3はフ
ィードバック手段20を備え、上記した膜厚測定手段1
6が測定した堆積物の厚さに基づき、その後にステージ
11上のウエハ40や補助電極15に堆積される、堆積
物の厚さを調整するようになっている。In the dry etching apparatus 3, similarly to the dry etching apparatus 1, an auxiliary electrode 15 is provided near the wafer 40 mounted on the stage 11. In this auxiliary electrode 15, the surface on which the deposit is deposited faces in the same direction as the etched surface of the wafer 40. A film thickness measuring means 1 for measuring the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 in a so-called in-situ manner above the chamber 10 and above the auxiliary electrode 15.
6 are provided. The film thickness measuring means 16 comprises, for example, an optical film thickness meter. Further, the dry etching apparatus 3 is provided with a feedback means 20, and the above-mentioned film thickness measuring means 1 is provided.
Based on the thickness of the deposit measured by 6, the thickness of the deposit subsequently deposited on the wafer 40 and the auxiliary electrode 15 on the stage 11 is adjusted.
【0042】上記のドライエッチング装置3では、ソー
ス電源18によって、電界供給源31に13.56MH
zの高周波を印加し、磁場発生器32による磁場と電界
との相互作用によって電子を加速して、チャンバ10内
に高密度のプラズマを発生させる。そして、発生させた
プラズマによってウエハ40をエッチング加工する。こ
こで、ウエハ40の近傍には補助電極15が設けられて
いるため、上記プラズマにより、石英窓14から生じる
生成物がウエハ40に入射して堆積する状況を補助電極
15でモニターすることができる。また膜厚測定手段1
6によって、その堆積速度を測定でき、このことによ
り、ウエハ40への石英窓14からの生成物の堆積速度
を把握することができる。In the above dry etching apparatus 3, 13.56 MH is supplied to the electric field supply source 31 by the source power supply 18.
A high frequency of z is applied, electrons are accelerated by the interaction between the magnetic field and the electric field by the magnetic field generator 32, and high-density plasma is generated in the chamber 10. Then, the wafer 40 is etched by the generated plasma. Here, since the auxiliary electrode 15 is provided in the vicinity of the wafer 40, the situation in which the product generated from the quartz window 14 is incident on the wafer 40 and deposited by the plasma can be monitored by the auxiliary electrode 15. . In addition, film thickness measuring means 1
6, the deposition rate can be measured, whereby the deposition rate of the product from the quartz window 14 on the wafer 40 can be ascertained.
【0043】さらにフィードバック手段20によって、
膜厚測定手段16からの測定値に基づき、ソース電源1
8からの電力量がフィードバック制御されて、その後の
堆積物の厚さが調整されるので、ウエハ40から生成さ
れた反応生成物がウエハ40に再入射するものと、石英
窓14からの生成物がウエハ40に堆積するものとの合
計からなる堆積物の量を最適な量に調整することができ
る。またこの調整を自動的に行うことができる。したが
って、ドライエッチング装置3によっても、寸法変換差
の制御を精度良く行うことができるので、寸法変換差が
少なく安定したエッチングプロセスを実現することがで
きる。Further, by the feedback means 20,
Based on the measured value from the film thickness measuring means 16, the source power supply 1
8 is feedback-controlled to adjust the thickness of the subsequent deposit, so that the reaction product generated from the wafer 40 is re-incident on the wafer 40 and the product from the quartz window 14 Can be adjusted to an optimum amount. This adjustment can be made automatically. Accordingly, the dimensional conversion difference can be accurately controlled by the dry etching apparatus 3 as well, and a stable etching process with a small dimensional conversion difference can be realized.
【0044】次に、上記ドライエッチング装置3を用い
て、図4(a)に示したウエハ40を前述した第1実施
形態のドライエッチング方法により加工した一例を説明
する。すなわち、この加工では、以下の条件に設定した
メインエッチング、オーバーエッチングによって、ウエ
ハ40をゲート電極のパターンに加工した。メインエッ
チング条件を、一例として、 エッチングガスおよびその流量:塩素(Cl2 )/10
0sccm エッチング雰囲気の圧力:0.5Pa RFバイアス:70W 基板温度:50℃ 堆積速度:1nm/min に設定した。オーバーエッチング条件を、一例として、 エッチングガスおよびその流量:塩素(Cl2 )/10
0sccm エッチング雰囲気の圧力:0.5Pa RFバイアス:30W 基板温度:50℃ 堆積速度:15nm/min に設定した。Next, an example of processing the wafer 40 shown in FIG. 4A by the above-described dry etching method of the first embodiment using the dry etching apparatus 3 will be described. That is, in this processing, the wafer 40 was processed into a gate electrode pattern by main etching and over-etching set under the following conditions. An example of the main etching conditions is an etching gas and its flow rate: chlorine (Cl 2 ) / 10.
0 sccm Etching atmosphere pressure: 0.5 Pa RF bias: 70 W Substrate temperature: 50 ° C. Deposition rate: 1 nm / min. An example of the over-etching condition is an etching gas and its flow rate: chlorine (Cl 2 ) / 10.
0 sccm Etching pressure: 0.5 Pa RF bias: 30 W Substrate temperature: 50 ° C. Deposition rate: 15 nm / min
【0045】このように、ゲート電極の寸法が決まるメ
インエッチングでは堆積物が少なく、またオーバーエッ
チングでは堆積物が多くなるよう、メインエッチング時
の堆積速度を1nm/min、オーバーエッチング時の
堆積速度を15nm/minに設定した。そして、それ
ぞれのエッチング時でのソース電源18から供給される
電力量をフィードバック制御した結果、メインエッチン
グ時では電力量が200W、オーバーエッチング時では
電力量が1.2kWに調整された。その結果、この場合
にも図4(b)に示すような、良好なエッチング形状の
Poly−Si電極のパターン45が得られた。したがっ
て、上記実施形態のドライエッチング装置3およびドラ
イエッチング方法によれば、エッチング時の形状制御を
精度良く行うことができ、寸法精度の高いパターンを得
られることが確認された。As described above, the deposition rate in the main etching is set to 1 nm / min, and the deposition rate in the over etching is set so that the deposit is small in the main etching which determines the dimensions of the gate electrode and large in the over etching. It was set to 15 nm / min. Then, as a result of feedback control of the amount of power supplied from the source power supply 18 during each etching, the power amount was adjusted to 200 W during the main etching and to 1.2 kW during the over-etching. As a result, even in this case, as shown in FIG.
A Poly-Si electrode pattern 45 was obtained. Therefore, according to the dry etching apparatus 3 and the dry etching method of the above embodiment, it was confirmed that the shape can be accurately controlled at the time of etching, and a pattern with high dimensional accuracy can be obtained.
【0046】次に本発明に係るドライエッチング装置の
第3実施形態を、図6を用いて説明する。ここでは、本
発明装置をIPC型のエッチング装置に適用した場合に
ついて述べる。また、図1よって説明した第1実施形態
と同一の形成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。図6に示すようにこのドライエッチング装置5は、
図1に示したドライエッチング装置1とは、電界供給源
51と石英窓14との相対的な距離を変化させる距離変
化部52を備えている点と、フィードバック手段20が
距離変化部52を制御するようになっている点が相違し
ている。Next, a dry etching apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where the apparatus of the present invention is applied to an IPC type etching apparatus will be described. The same components as those in the first embodiment described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 6, this dry etching apparatus 5
The dry etching apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a distance changing unit 52 for changing the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14, and the feedback unit 20 controls the distance changing unit 52. The difference is that they are designed to be used.
【0047】すなわち、ステージ11の側方でかつチャ
ンバ10の側壁に設けられた石英窓14の外部には、所
定距離をおいて電界供給源51が設けられている。この
電界供給源51は、例えばコイル状のアンテナまたは板
状のアンテナからなり、これによって結合される例えば
13.56MHzのRF電界をチャンバ10の内部に供
給するものである。この電界供給源51には、例えば1
3.56MHzの高周波電源からなるソース電源18が
接続されている。That is, an electric field supply source 51 is provided at a predetermined distance outside the quartz window 14 provided on the side of the stage 11 and on the side wall of the chamber 10. The electric field supply source 51 includes, for example, a coil-shaped antenna or a plate-shaped antenna, and supplies an RF electric field of 13.56 MHz, for example, coupled to the inside of the chamber 10. The electric field supply source 51 includes, for example, 1
A source power supply 18 composed of a 3.56 MHz high frequency power supply is connected.
【0048】電界供給源51には、それを図面矢印方向
に移動可能にして、電界供給源51と石英窓14との相
対的な距離を変化させる距離変化部52が設けられてい
る。距離変化部52は、例えば電界供給源51を支持す
る支持体53と、この支持体53を移動させる本体54
とから構成される。この本体54は、支持体53を移動
自在にするものであれば、どのような構成であってもよ
い。例えば上記本体54は、モータ(図示略)の駆動に
より、上記支持体53を矢印方向に移動させるものであ
る。The electric field supply source 51 is provided with a distance changing section 52 which makes it movable in the direction of the arrow in the drawing and changes the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14. The distance changing unit 52 includes, for example, a support 53 that supports the electric field supply source 51 and a main body 54 that moves the support 53.
It is composed of The main body 54 may have any configuration as long as the support 53 can be moved. For example, the main body 54 moves the support body 53 in the direction of the arrow by driving a motor (not shown).
【0049】またこのドライエッチング装置5は、前述
したドライエッチング装置1と同様、ステージ11上に
載置されるウエハ40の近傍に、補助電極15が設けら
れている。またチャンバ10の上部でかつ補助電極15
の上方位置には、補助電極15に堆積された堆積物の厚
さを、いわゆるin−situで測定する膜厚測定手段
16が設けられている。膜厚測定手段16は、例えば光
学式膜厚計からなる。In the dry etching apparatus 5, similarly to the above-described dry etching apparatus 1, an auxiliary electrode 15 is provided near a wafer 40 mounted on the stage 11. In addition, the upper part of the chamber 10 and the auxiliary electrode 15
A film thickness measuring means 16 for measuring the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 in a so-called in-situ manner is provided at a position above the auxiliary electrode 15. The film thickness measuring means 16 comprises, for example, an optical film thickness meter.
【0050】上記フィードバック手段20は、この膜厚
測定手段16が測定した堆積物の厚さに基づき、その後
にステージ11上のウエハ40や補助電極15に堆積さ
れる、石英窓14からの堆積物の厚さを調整するもので
ある。フィードバック手段20は、前述したドライエッ
チング装置1のそれと同様、図2に示すように、メモリ
22、制御部23からなる本体23と、表示部24と、
入力部25とを備えて構成されている。またフィードバ
ック手段20は、膜厚測定手段16、距離変化部52お
よび終点検出手段(図示略)と接続されている。The feedback means 20 is based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16, and then deposits on the wafer 40 and the auxiliary electrode 15 on the stage 11 from the quartz window 14. The thickness is adjusted. As shown in FIG. 2, the feedback unit 20 includes a main body 23 including a memory 22 and a control unit 23, a display unit 24, and the like, as shown in FIG.
An input unit 25 is provided. Further, the feedback unit 20 is connected to the film thickness measuring unit 16, the distance changing unit 52, and the end point detecting unit (not shown).
【0051】この実施形態において、メモリ22は、電
界供給源51と石英窓14との相対的な距離と、補助電
極15に堆積される堆積物の厚さの変化量、例えばその
厚さの時間的変化の傾きにより求められる堆積速度との
相関関係のデータを記憶するものである。この関係は、
予め実験によって求められてメモリ22に記憶される。
制御部21は、膜厚測定手段16が測定した堆積物の厚
さのデータに基づき、電界供給源51と石英窓14との
相対的な距離を変化させるよう距離変化部52に信号を
出力するものである。例えば制御部21は、膜厚測定手
段16から堆積物の厚さのデータが送られると、堆積物
の厚さの時間的変化により堆積速度を求め、求めた堆積
速度とメモリ22に記憶されたデータとを用いて電界供
給源51と石英窓14との相対的な距離を変化させるよ
うになっている。表示部24および入力部25は、前述
したドライエッチング装置1のフィードバック手段20
のそれらと同様の機能を有している。In this embodiment, the memory 22 stores the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 and the amount of change in the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15, for example, the time of the thickness. The data of the correlation with the deposition rate obtained by the gradient of the target change is stored. This relationship is
It is determined in advance by an experiment and stored in the memory 22.
The control unit 21 outputs a signal to the distance changing unit 52 to change the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 based on the data on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring unit 16. Things. For example, when the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16, the control unit 21 obtains the deposition rate from the temporal change of the thickness of the deposit, and stores the obtained deposition rate and the memory 22. The relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 is changed using the data. The display unit 24 and the input unit 25 are connected to the feedback unit 20 of the dry etching apparatus 1 described above.
It has the same function as those of.
【0052】このように構成されるフィードバック手段
20では、予めエッチング加工を行うにあたって設定さ
れる条件、すなわち石英窓14からの生成物がウエハ4
0上に堆積される際の堆積速度のような条件が、入力部
25から制御部21に入力される。例えばウエハ40を
メインエッチングした後にオーバーエッチングするエッ
チング加工を行う場合、メインエッチング時、オーバー
エッチング時のそれぞれで、設定堆積速度が入力され
る。その際、メインエッチング時の堆積速度よりもオー
バーエッチング時の堆積速度が速くなるような条件でそ
れぞれの設定堆積速度が入力される。In the feedback means 20 configured as described above, the conditions set in advance for performing the etching process, that is, the products from the quartz window 14
Conditions such as the deposition rate when the deposition is performed on zero are input from the input unit 25 to the control unit 21. For example, when performing an etching process of over-etching after the main etching of the wafer 40, the set deposition rate is input at each of the main etching and the over-etching. At this time, the respective set deposition rates are input under such a condition that the deposition rate during over-etching is higher than the deposition rate during main etching.
【0053】ウエハ40のエッチングが開始され、制御
部21に膜厚測定手段16から堆積物の厚さのデータが
送られると、制御部21は送られたデータから堆積速度
を求める。そして求められた堆積速度が上記の設定堆積
速度になるよう、メモリ22に記憶された上記データを
用いて電界供給源51と石英窓14との相対的な距離を
調整する。また制御部21は、終点検出手段からメイン
エッチングの終点検出信号が送られると、オーバーエッ
チング時の設定堆積速度になるよう電界供給源51と石
英窓14との相対的な距離を調整する。When the etching of the wafer 40 is started and the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16 to the control unit 21, the control unit 21 obtains the deposition rate from the sent data. Then, the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 is adjusted using the data stored in the memory 22 so that the determined deposition rate becomes the above-described set deposition rate. When the end point detection signal of the main etching is sent from the end point detection means, the control unit 21 adjusts the relative distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 so that the deposition rate at the time of over-etching is achieved.
【0054】このドライエッチング装置5では、距離変
化部52を備えていることから、電界供給源51と石英
窓14との距離が可変になる。そのため、石英窓14に
入射されるイオンのエネルギーを変えることが可能にな
るので、電界供給源51と石英窓14との距離に対応し
て石英窓14からの生成物の量を変えることが可能にな
る。つまり、石英窓14からの生成物がウエハ40に入
射して堆積する量を変化させることができる。例えば石
英窓14の生成物の量を増加させるには、RF電界の容
量性結合を強くし、石英窓14の表面のイオン入射エネ
ルギーを増加させればよい。したがって電界供給源51
と石英窓14との距離を短くすればよい。また石英窓1
4の生成物の量を減少させるには、RF電界の容量性結
合を弱くし、石英窓14の表面のイオン入射エネルギー
を減少させればよい。したがって、電界供給源51と石
英窓14との距離を長くすればよい。In the dry etching apparatus 5, since the distance changing section 52 is provided, the distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 can be changed. Therefore, the energy of ions incident on the quartz window 14 can be changed, and the amount of products from the quartz window 14 can be changed according to the distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14. become. That is, the amount by which the product from the quartz window 14 is incident on the wafer 40 and deposited can be changed. For example, to increase the amount of the product in the quartz window 14, the capacitive coupling of the RF electric field may be increased and the ion incident energy on the surface of the quartz window 14 may be increased. Therefore, the electric field source 51
What is necessary is just to shorten the distance between the quartz window 14. Quartz window 1
In order to reduce the amount of the product of No. 4, the capacitive coupling of the RF electric field may be weakened and the ion incident energy on the surface of the quartz window 14 may be reduced. Therefore, the distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 may be increased.
【0055】またドライエッチング装置5では、補助電
極15と膜厚測定手段16とを備えていることから、ウ
エハ40への石英窓14からの生成物の堆積速度を把握
することができ、さらにフィードバック手段20によっ
て、膜厚測定手段16からの測定値に基づき、電界供給
源51と石英窓14との距離をフィードバック制御する
ことができる。その結果、石英窓14からの生成物がウ
エハ40に入射して堆積する際の堆積物の厚さを調整す
ることができるので、ウエハ40から生成された反応生
成物がウエハ40に再入射するものと、石英窓14から
の生成物がウエハ40に堆積するものからなる堆積物量
を最適な量に調整することができる。またこの調整を自
動的に行うことができる。したがって、ドライエッチン
グ装置5によっても、寸法変換差の制御を精度良く行う
ことができ、寸法変換差が少ない安定したエッチングプ
ロセスを実現することができる。Further, since the dry etching apparatus 5 is provided with the auxiliary electrode 15 and the film thickness measuring means 16, it is possible to grasp the deposition rate of the product from the quartz window 14 on the wafer 40, and further to provide feedback. By means 20, the distance between the electric field supply source 51 and the quartz window 14 can be feedback-controlled based on the measurement value from the film thickness measuring means 16. As a result, the thickness of the deposit when the product from the quartz window 14 enters and deposits on the wafer 40 can be adjusted, so that the reaction product generated from the wafer 40 re-enters the wafer 40. The amount of the deposit and the deposit of the product from the quartz window 14 on the wafer 40 can be adjusted to the optimal amount. This adjustment can be made automatically. Therefore, even with the dry etching apparatus 5, the dimensional conversion difference can be accurately controlled, and a stable etching process with a small dimensional conversion difference can be realized.
【0056】なお、このドライエッチング装置5では、
本発明の距離変化部が、電界供給源を移動させること
で、電界供給源と石英窓との相対距離を変化させるもの
である場合について述べたが、本発明はこれに限定され
るものでない。例えばチャンバごと石英窓を移動させる
ことで、電界供給源と石英窓との相対距離を変化させる
ものであってもよく、電界供給源と石英窓との双方を移
動させることで電界供給源と石英窓との相対距離を変化
させるものであってもよい。In this dry etching apparatus 5,
Although the case where the distance changing unit of the present invention changes the relative distance between the electric field supply source and the quartz window by moving the electric field supply source has been described, the present invention is not limited to this. For example, the relative distance between the electric field supply source and the quartz window may be changed by moving the quartz window together with the chamber, and by moving both the electric field supply source and the quartz window, the electric field supply source and the quartz window may be changed. The relative distance to the window may be changed.
【0057】次に、本発明に係るドライエッチング方法
の第2実施形態を説明する。このドライエッチング方法
では、第1実施形態のドライエッチング方法と同様に、
エッチング加工に際し、プラズマによってチャンバに設
けられた窓から生成された生成物がウエハに入射して堆
積することにより得られる堆積物の厚さをin−sit
uで測定する(第1工程)。そして、測定された堆積物
の厚さを基に、その後にウエハに堆積される堆積物の厚
さを調整する(第2工程)。Next, a second embodiment of the dry etching method according to the present invention will be described. In this dry etching method, similar to the dry etching method of the first embodiment,
In the etching process, the thickness of the deposit obtained by depositing the product generated from the window provided in the chamber by the plasma on the wafer during the etching process is determined in-situ.
u is measured (first step). Then, the thickness of the deposit subsequently deposited on the wafer is adjusted based on the measured thickness of the deposit (second step).
【0058】しかしながら、第1実施形態の方法とは異
なり、ここでは第2工程での堆積物の厚さの調整を、電
界供給源と窓との相対的な距離を変化させることにより
行う。前述したように電界供給源と窓との距離を変化さ
せると、窓に入射されるイオンのエネルギーが変化する
ので、電界供給源と窓との距離に対応して窓からの生成
物の量を変えることができる。つまり、窓からの生成物
がウエハに入射して堆積する量を変化させることができ
る。However, unlike the method of the first embodiment, the thickness of the deposit in the second step is adjusted here by changing the relative distance between the electric field supply source and the window. As described above, when the distance between the electric field source and the window is changed, the energy of ions incident on the window changes, so that the amount of the product from the window corresponding to the distance between the electric field source and the window is changed. Can be changed. That is, it is possible to change the amount by which the product from the window enters the wafer and deposits.
【0059】上記方法では、窓から生成する生成物が、
ウエハに堆積した際の堆積物の厚さを測定し、得られた
堆積物の厚さを基に電界供給源と窓との相対的な距離を
フィードバック制御するので、その後に、窓からの生成
物がウエハに入射して堆積する堆積物の厚さを調整する
ことができる。よって、ウエハから生成された反応生成
物がウエハに再入射するものと、石英窓からの生成物が
ウエハに堆積するものからなる堆積物量を最適な量に調
整することができる。したがって、上記ドライエッチン
グ方法によっても、寸法変換差が少なく、かつオーバー
エッチング耐性の得られるエッチング加工を行うことが
できるので、寸法精度の高いパターンを形成することが
できる。In the above method, the product generated from the window is:
The thickness of the deposit when deposited on the wafer is measured, and the relative distance between the electric field supply source and the window is feedback-controlled based on the thickness of the deposit obtained. It is possible to adjust the thickness of the deposit that is incident on the wafer and deposited. Therefore, it is possible to adjust the amount of the deposit, which includes the reaction product generated from the wafer to re-enter the wafer and the product from the quartz window to be deposited on the wafer, to the optimal amount. Therefore, even with the above dry etching method, it is possible to perform an etching process with a small dimensional conversion difference and an over-etching resistance, so that a pattern with high dimensional accuracy can be formed.
【0060】次に本発明に係るドライエッチング装置の
第4実施形態を、図7を用いて説明する。ここでは、本
発明装置をIPC型のエッチング装置に適用した場合に
ついて述べる。また、図1によって説明した第1実施形
態と同一の形成要素には同一の符号を付して説明を省略
する。図7に示すようにこのドライエッチング装置6
は、図1に示したドライエッチング装置1とは、フィー
ドバック手段20が、エッチングガスのガス供給手段6
0のガスコントローラ63を制御するようになっている
点が相違している。Next, a fourth embodiment of the dry etching apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where the apparatus of the present invention is applied to an IPC type etching apparatus will be described. The same components as those in the first embodiment described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG.
1 is different from the dry etching apparatus 1 shown in FIG.
The difference is that the zero gas controller 63 is controlled.
【0061】すなわち、ドライエッチング装置6は、前
述したドライエッチング装置1、3、5と同様、プラズ
マを発生させるためのエッチングガスをチャンバ内に供
給するガス供給手段60を備えている。ガス供給手段6
0は、エッチングガスの供給源61と、供給源61から
チャンバ10の側壁へと延びて形成された供給管62
と、エッチングガスの供給量を調整するガスコントロー
ラ63とを備えて構成されている。なお、このドライエ
ッチング装置6も、前述したドライエッチング装置1と
同様、ステージ11上に載置されるウエハ40の近傍
に、補助電極15が設けられている。またチャンバ10
の上部でかつ補助電極15の上方位置には、補助電極1
5に堆積された堆積物の厚さを、いわゆるin−sit
uで測定する膜厚測定手段16が設けられている。膜厚
測定手段16は、例えば光学式膜厚計からなる。That is, the dry etching apparatus 6 has gas supply means 60 for supplying an etching gas for generating plasma into the chamber, similarly to the dry etching apparatuses 1, 3, and 5 described above. Gas supply means 6
Numeral 0 denotes a supply source 61 of the etching gas and a supply pipe 62 formed from the supply source 61 to the side wall of the chamber 10.
And a gas controller 63 for adjusting the supply amount of the etching gas. In addition, in the dry etching apparatus 6, similarly to the above-described dry etching apparatus 1, the auxiliary electrode 15 is provided in the vicinity of the wafer 40 mounted on the stage 11. Chamber 10
Above the auxiliary electrode 15 and above the auxiliary electrode 15,
5, the so-called in-sit
A film thickness measuring means 16 for measuring with u is provided. The film thickness measuring means 16 comprises, for example, an optical film thickness meter.
【0062】一方、フィードバック手段20は、この膜
厚測定手段16が測定した堆積物の厚さに基づき、その
後にステージ11上のウエハ40や補助電極15に堆積
される、石英窓14からの堆積物の厚さを調整するもの
である。フィードバック手段20は、前述したドライエ
ッチング装置1のそれと同様、図2に示すようにメモリ
22、制御部23からなる本体23と、表示部24と、
入力部25とを備えて構成されている。そして、ここで
はフィードバック手段20は、膜厚測定手段16、ガス
コントローラ63および終点検出手段(図示略)と接続
されている。On the other hand, based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16, the feedback means 20 deposits on the wafer 40 and the auxiliary electrode 15 on the stage 11 from the quartz window 14. It adjusts the thickness of the object. As shown in FIG. 2, the feedback unit 20 includes a main body 23 including a memory 22 and a control unit 23, a display unit 24, and the like.
An input unit 25 is provided. Here, the feedback means 20 is connected to the film thickness measuring means 16, the gas controller 63, and the end point detecting means (not shown).
【0063】この実施形態において、メモリ22は、エ
ッチングガスの供給量と、補助電極15に堆積される堆
積物の厚さの変化量(例えば堆積速度)との相関関係の
データを記憶するものである。この関係は、予め実験に
よって求められてメモリ22に記憶される。制御部21
は、膜厚測定手段16が測定した堆積物の厚さのデータ
に基づき、エッチングガスの供給量を変化させるようガ
スコントローラ63に信号を出力するものである。例え
ば制御部21は、膜厚測定手段16から堆積物の厚さの
データが送られると、その時間的変化により堆積速度を
求め、求めた堆積速度とメモリ22に記憶されたデータ
とを用いてエッチングガスの供給量を変化させるように
なっている。表示部24および入力部25は、前述した
ドライエッチング装置1のフィードバック手段20のそ
れらと同様の機能を有している。In this embodiment, the memory 22 stores data on the correlation between the supply amount of the etching gas and the amount of change in the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode 15 (for example, the deposition rate). is there. This relationship is obtained in advance by an experiment and stored in the memory 22. Control unit 21
Is to output a signal to the gas controller 63 to change the supply amount of the etching gas based on the data of the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring means 16. For example, when the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16, the control unit 21 determines the deposition rate based on the temporal change, and uses the determined deposition rate and the data stored in the memory 22. The supply amount of the etching gas is changed. The display unit 24 and the input unit 25 have the same functions as those of the feedback unit 20 of the dry etching apparatus 1 described above.
【0064】このように構成されるフィードバック手段
20では、予めエッチング加工を行うにあたって設定さ
れる条件、すなわち石英窓14から生成された生成物が
ウエハ40に堆積する際の設定堆積速度のような条件
が、入力部25から制御部21に入力される。例えばウ
エハ40をメインエッチングした後にオーバーエッチン
グするエッチング加工を行う場合、メインエッチング
時、オーバーエッチング時のそれぞれで、設定堆積速度
が入力される。その際、メインエッチング時の堆積速度
よりもオーバーエッチング時の堆積速度が速くなるよう
な条件でそれぞれの設定堆積速度が入力される。In the feedback means 20 having the above-described structure, conditions set in advance for performing the etching process, that is, conditions such as a set deposition rate when the product generated from the quartz window 14 is deposited on the wafer 40. Is input from the input unit 25 to the control unit 21. For example, when performing an etching process of over-etching after the main etching of the wafer 40, the set deposition rate is input at each of the main etching and the over-etching. At this time, the respective set deposition rates are input under such a condition that the deposition rate during over-etching is higher than the deposition rate during main etching.
【0065】ウエハ40のエッチングが開始され、制御
部21に膜厚測定手段16から堆積物の厚さのデータが
送られると、制御部21は送られたデータから堆積速度
を求める。そして求められた堆積速度が上記の設定堆積
速度になるよう、メモリ22に記憶された上記データを
用いてエッチングガスの供給量をフィードバックで調整
する。また制御部21は、終点検出手段からメインエッ
チングの終点検出信号が送られると、オーバーエッチン
グ時の設定堆積速度になるようエッチングガスの供給量
をフィードバックで調整する。When the etching of the wafer 40 is started and the data of the thickness of the deposit is sent from the film thickness measuring means 16 to the control unit 21, the control unit 21 obtains the deposition rate from the sent data. Then, the supply amount of the etching gas is adjusted by feedback using the data stored in the memory 22 so that the obtained deposition rate becomes the above-described set deposition rate. Further, when the end point detection signal of the main etching is sent from the end point detection means, the control unit 21 adjusts the supply amount of the etching gas by feedback so that the set deposition rate at the time of overetching is obtained.
【0066】エッチングガスの供給量を変化させると、
窓に入射されるイオンの数が変化するので、エッチング
ガスの供給量に対応して窓からの生成物の量を変えるこ
とができる。つまり、窓からの生成物がウエハに入射し
て堆積する量を変化させることができる。このドライエ
ッチング装置5では、補助電極15と膜厚測定手段16
とフィードバック手段20とを備えていることから、ウ
エハ40への石英窓14からの生成物の堆積速度を把握
でき、把握した堆積物の厚さに基づき、エッチングガス
の供給量をフィードバック制御することができる。When the supply amount of the etching gas is changed,
Since the number of ions incident on the window changes, the amount of products from the window can be changed according to the supply amount of the etching gas. That is, it is possible to change the amount by which the product from the window enters the wafer and deposits. In this dry etching apparatus 5, the auxiliary electrode 15 and the film thickness measuring means 16
And the feedback means 20, the deposition rate of the product from the quartz window 14 on the wafer 40 can be grasped, and the feed rate of the etching gas can be feedback-controlled based on the grasped thickness of the deposit. Can be.
【0067】その結果、石英窓14からの生成物がウエ
ハ40に入射して堆積する際の堆積物の厚さを調整する
ことができるので、ウエハ40から生成された反応生成
物がウエハ40に再入射するものと、石英窓14からの
生成物がウエハ40に堆積するものとの合計からなる堆
積物の量を最適な量に調整することができる。またこの
調整を自動的に行うことができる。したがって、ドライ
エッチング装置6によっても、寸法変換差の制御を精度
良く行うことができ、良好な加工形状のパターンを得る
ことができる。As a result, the thickness of the deposit when the product from the quartz window 14 enters the wafer 40 and deposits can be adjusted, and the reaction product generated from the wafer 40 The amount of the deposit, which is the sum of the re-incident one and the one from which the product from the quartz window 14 deposits on the wafer 40, can be adjusted to an optimal amount. This adjustment can be made automatically. Therefore, even with the dry etching apparatus 6, the dimensional conversion difference can be accurately controlled, and a pattern having a good processed shape can be obtained.
【0068】次に、本発明に係るドライエッチング方法
の第3実施形態を説明する。このドライエッチング方法
では、第1実施形態のドライエッチング方法と同様に、
エッチング加工に際し、チャンバに設けられた窓からプ
ラズマによって生成された生成物が、ウエハに入射して
堆積する堆積物の厚さをin−situで測定する(第
1工程)。そして、測定された堆積物の厚さを基に、そ
の後にウエハに堆積される堆積物の厚さを調整する(第
2工程)。しかしながら、第1実施形態の方法とは異な
り、ここでは第2工程での堆積物の厚さの調整を、エッ
チングガスの供給量を変化させることにより行う。Next, a third embodiment of the dry etching method according to the present invention will be described. In this dry etching method, similar to the dry etching method of the first embodiment,
At the time of the etching process, the thickness of the deposit, which is generated by the plasma generated from the window provided in the chamber and incident on the wafer, is measured in-situ (first step). Then, the thickness of the deposit subsequently deposited on the wafer is adjusted based on the measured thickness of the deposit (second step). However, unlike the method of the first embodiment, the thickness of the deposit in the second step is adjusted here by changing the supply amount of the etching gas.
【0069】前述したようにエッチングガスの供給量を
変化させると、窓に入射されるイオンの数が変化するの
で、エッチングガスの供給量に対応して窓からの生成物
の量を変えることができる。つまり、窓からの生成物が
ウエハに入射して堆積する量を変化させることができ
る。この方法では、窓から生成する生成物が、ウエハに
堆積することにより得られる堆積物の厚さを測定し、得
られた測定値を基にエッチングガスの供給量をフィード
バック制御するので、その後に、窓からの生成物がウエ
ハに入射して堆積する堆積物の厚さを調整することがで
きる。よって、ウエハから生成された反応生成物がウエ
ハに再入射するものと、石英窓からの生成物がウエハに
堆積するものからなる堆積物量を最適な量に調整するこ
とができる。したがって、上記ドライエッチング方法に
よっても、寸法変換差が少なく、かつオーバーエッチン
グ耐性の得られるエッチング加工を行うことが可能にな
るので、寸法精度の高いパターンを形成することができ
る。As described above, when the supply amount of the etching gas is changed, the number of ions incident on the window changes. Therefore, it is necessary to change the amount of the product from the window in accordance with the supply amount of the etching gas. it can. That is, it is possible to change the amount by which the product from the window enters the wafer and deposits. In this method, the product generated from the window measures the thickness of the deposit obtained by depositing on the wafer, and feeds back the etching gas supply based on the measured value. In addition, the thickness of the deposits in which the products from the windows are incident on the wafer and are deposited can be adjusted. Therefore, it is possible to adjust the amount of the deposit, which includes the reaction product generated from the wafer to re-enter the wafer and the product from the quartz window to be deposited on the wafer, to the optimal amount. Therefore, even with the above-described dry etching method, it is possible to perform an etching process with a small dimensional conversion difference and an over-etching resistance, so that a pattern with high dimensional accuracy can be formed.
【0070】なお、本実施形態では、電界供給源に供給
される電力量、または石英窓と電界供給源との距離、ま
たはエッチングガスの供給量を変化させて堆積物の厚さ
を調整する場合について述べたが、測定された堆積物の
厚さに基づいてその後の堆積物の厚さを調整できればよ
く、本発明はこれらの例に限定されない。例えばエッチ
ングガスの種類を変えることによって、堆積物の厚さを
調整するようにすることも可能である。また本発明に係
るドライエッチング装置およびドライエッチング方法
は、本実施形態に限られることなく、本発明の主旨に反
しない限り、条件等を適宜変更可能であるのはもちろん
である。In this embodiment, the thickness of the deposit is adjusted by changing the amount of power supplied to the electric field supply source, the distance between the quartz window and the electric field supply source, or the supply amount of the etching gas. However, the present invention is not limited to these examples as long as the thickness of the subsequent deposit can be adjusted based on the measured thickness of the deposit. For example, it is possible to adjust the thickness of the deposit by changing the type of the etching gas. Further, the dry etching apparatus and the dry etching method according to the present invention are not limited to the present embodiment, and it is needless to say that conditions and the like can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るドライ
エッチング装置によれば、チャンバに置かれる被エッチ
ング体の近傍に補助電極が設けられ、補助電極に堆積さ
れた堆積物の厚さを測定する膜厚測定手段を備えている
ので、窓からの生成物が被エッチング体に堆積すること
により得られる堆積物の厚さの変化量を把握することが
できる。またフィードバック手段を備えた構成では、膜
厚測定手段からの堆積物の厚さの測定値に基づき、その
後に堆積される窓からの堆積物の厚さを調整できるの
で、被エッチング体から生成された反応生成物が被エッ
チング体に再入射するものと、窓からの生成物が被エッ
チング体に堆積するものとの合計からなる堆積物の量を
制御することができる。またこの制御を自動的に行うこ
とができる。したがって、寸法変換差の制御を精度良く
行うことができるので、寸法変化差の少ない安定したエ
ッチングプロセスの実現を図ることができる。As described above, according to the dry etching apparatus of the present invention, the auxiliary electrode is provided near the object to be etched placed in the chamber, and the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode is measured. Since the film thickness measuring means is provided, the amount of change in the thickness of the deposit obtained by depositing the product from the window on the body to be etched can be grasped. Further, in the configuration having the feedback means, the thickness of the deposit from the window to be subsequently deposited can be adjusted based on the measured value of the thickness of the deposit from the film thickness measuring means. It is possible to control the amount of the deposit, which is the sum of the reaction product that reenters the object to be etched and the product from the window that deposits on the object to be etched. This control can be performed automatically. Therefore, the dimensional conversion difference can be controlled with high accuracy, and a stable etching process with a small dimensional change difference can be realized.
【0072】本発明に係るドライエッチング方法では、
窓から生成する生成物が、被エッチング体に堆積するこ
とにより得られる堆積物の厚さを測定し、得られた測定
値を基にその後の堆積物の厚さを調整するので、被エッ
チング体から生成された反応生成物が被エッチング体に
再入射するものと、窓からの生成物が被エッチング体に
堆積するものとの合計からなる堆積物の量を常に最適な
量にすることができる。したがって、寸法変換差が少な
く、かつオーバーエッチング耐性の得られるエッチング
加工を行うことが可能になるので、寸法精度の高いパタ
ーンを形成することができる。In the dry etching method according to the present invention,
The product generated from the window measures the thickness of the deposit obtained by depositing on the object to be etched, and adjusts the thickness of the subsequent deposit based on the obtained measurement value. The amount of the deposit, which is the sum of the reaction product generated from the substrate and the product from the window that re-enters the object to be etched and the product deposited from the window on the object to be etched, can always be an optimal amount. . Therefore, it is possible to perform an etching process with a small dimensional conversion difference and an over-etching resistance, so that a pattern with high dimensional accuracy can be formed.
【図1】本発明に係るドライエッチング装置の第1実施
形態の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a dry etching apparatus according to the present invention.
【図2】フィードバック手段の一例を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a feedback unit.
【図3】測定された堆積物の厚さと堆積速度との関係を
説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a measured deposit thickness and a deposition rate.
【図4】ウエハ加工例を説明する図であり、(a)は加
工前のウエハの断面図、(b)は加工後のウエハの断面
図である。4A and 4B are diagrams illustrating a wafer processing example, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of a wafer before processing, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the wafer after processing.
【図5】本発明に係るドライエッチング装置の第2実施
形態の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the dry etching apparatus according to the present invention.
【図6】本発明に係るドライエッチング装置の第3実施
形態の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the dry etching apparatus according to the present invention.
【図7】本発明に係るドライエッチング装置の第4実施
形態の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】課題を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a problem.
1、3、5、6 ドライエッチング装置 10 チャ
ンバ 14 石英窓 15 補助電極 16 膜厚測定手段 17、3
1、51 電界供給源 18 ソース電源 20 フィードバック手段 2
1 制御部 40 ウエハ 60 ガス供給手段 63 ガスコ
ントローラ1, 3, 5, 6 Dry etching apparatus 10 Chamber 14 Quartz window 15 Auxiliary electrode 16 Film thickness measuring means 17, 3
1, 51 Electric field supply source 18 Source power supply 20 Feedback means 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 40 Wafer 60 Gas supply means 63 Gas controller
Claims (11)
チャンバ内にプラズマを生成して、該チャンバ内に置か
れる被エッチング体をエッチングするドライエッチング
装置において、 前記チャンバ内に置かれる被エッチング体の近傍に設け
られたもので、前記プラズマによって前記窓から生成さ
れる生成物を堆積させるための補助電極と、 前記チャンバに設けられたもので、前記補助電極に堆積
された堆積物の厚さを測定する膜厚測定手段とを備えて
いることを特徴とするドライエッチング装置。1. A dry etching apparatus for generating a plasma in a chamber having a window made of a silicon oxide-based material and etching an object to be etched placed in the chamber, comprising: An auxiliary electrode provided in the vicinity, for depositing a product generated from the window by the plasma; and an auxiliary electrode provided in the chamber, the thickness of the deposit deposited on the auxiliary electrode being reduced. A dry etching apparatus comprising: a film thickness measuring means for measuring.
さに基づき、その後に堆積される堆積物の厚さを調整す
るフィードバック手段を備えていることを特徴とする請
求項1記載のドライエッチング装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising feedback means for adjusting the thickness of the deposit to be subsequently deposited based on the thickness of the deposit measured by said film thickness measuring means. Dry etching equipment.
電界を供給する電界供給源を備えてなり、 前記フィードバック手段は、前記窓と前記電界供給源と
の相対的な距離を変化させる距離変化部と前記膜厚測定
手段が測定した堆積物の厚さに基づき、前記窓と前記電
界供給源との相対的な距離を変化させるよう前記距離変
化部に信号を出力する制御部とを備えていることを特徴
とする請求項2記載のドライエッチング装置。3. An electric field supply source for supplying an electric field to the inside of the chamber outside the chamber, wherein the feedback means changes a distance between the window and the electric field supply. And a control unit that outputs a signal to the distance changing unit so as to change a relative distance between the window and the electric field supply source based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measuring unit. 3. The dry etching apparatus according to claim 2, wherein:
ングガスを前記チャンバ内に供給するガス供給手段を備
え、 前記ガス供給手段は、前記エッチングガスの供給量を調
整するガスコントローラを有したものからなり、 前記フィードバック手段は、前記膜厚測定手段が測定し
た堆積物の厚さに基づき、エッチングガスの供給量を変
化させるよう前記ガスコントローラに信号を出力する制
御部を備えていることを特徴とする請求項2記載のドラ
イエッチング装置。4. A gas supply means for supplying an etching gas for generating the plasma into the chamber, wherein the gas supply means has a gas controller for adjusting a supply amount of the etching gas. The feedback unit includes a control unit that outputs a signal to the gas controller to change a supply amount of the etching gas based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measurement unit. The dry etching apparatus according to claim 2.
で、該チャンバ内に電界を供給する電界供給源と、 前記電界供給源に電力を供給する電源とを備えてなり、 前記フィードバック手段は、前記膜厚測定手段が測定し
た堆積物の厚さに基づき、前記電源から供給される電力
量を変化させるよう該電源に信号を出力する制御部を備
えていることを特徴とする請求項2記載のドライエッチ
ング装置。5. An electric field supply source provided outside the chamber and supplying an electric field into the chamber, and a power supply supplying electric power to the electric field supply source, wherein the feedback means comprises: 3. A control unit that outputs a signal to the power supply so as to change the amount of power supplied from the power supply based on the thickness of the deposit measured by the film thickness measurement unit. Dry etching equipment.
チャンバ内にプラズマを生成して、該チャンバ内に置か
れた被エッチング体をエッチングするドライエッチング
方法において、 前記プラズマによって前記窓から生成された生成物が前
記被エッチング体に堆積する堆積物の厚さを測定する第
1工程と、 前記第1工程で測定された堆積物の厚さを基に、その後
に堆積される堆積物の厚さを調整する第2工程とを有す
ることを特徴とするドライエッチング方法。6. A dry etching method for generating a plasma in a chamber having a window made of a silicon oxide-based material and etching an object to be etched placed in the chamber, wherein the plasma is generated from the window by the plasma. A first step of measuring a thickness of a deposit on which a product is deposited on the object to be etched; and a thickness of a deposit to be subsequently deposited based on the thickness of the deposit measured in the first step. And a second step of adjusting the dry etching method.
測定された堆積物の厚さを基に、前記チャンバの外部に
設けられた電界供給源と前記窓との距離を変えることに
よって、その後に堆積される堆積物の厚さを調整するこ
とを特徴とする請求項6記載のドライエッチング方法。7. In the second step, a distance between an electric field supply source provided outside the chamber and the window is changed based on the thickness of the deposit measured in the first step. 7. The dry etching method according to claim 6, wherein the thickness of the deposit deposited thereafter is adjusted.
測定された堆積物の厚さを基に、前記チャンバ内に供給
されるエッチングガスの供給量を変えることによって、
その後に堆積される堆積物の厚さを調整することを特徴
とする請求項6記載のドライエッチング方法。8. In the second step, the supply amount of the etching gas supplied into the chamber is changed based on the thickness of the deposit measured in the first step,
7. The dry etching method according to claim 6, wherein the thickness of the deposit deposited thereafter is adjusted.
測定された堆積物の厚さを基に、前記電界供給源に供給
される電力量を変えることによって、その後に堆積され
る堆積物の厚さを調整することを特徴とする請求項6記
載のドライエッチング方法。9. The method according to claim 9, wherein the step of changing the amount of electric power supplied to the electric field supply source is performed based on the thickness of the deposit measured in the first step. 7. The dry etching method according to claim 6, wherein the thickness of the deposit is adjusted.
で測定された堆積物の厚さを基に、前記堆積物の厚さの
変化量が一定になるようにその後に堆積される堆積物の
厚さを調整することを特徴とする請求項6記載のドライ
エッチング方法。10. The method according to claim 1, further comprising: depositing the deposit on the basis of the thickness of the deposit measured in the first step so that a change amount of the thickness of the deposit is constant. 7. The dry etching method according to claim 6, wherein the thickness of the deposit is adjusted.
ッチング層が形成されてなり、 前記エッチングでは、前記基体の表面が露出するまで前
記被エッチング層をエッチングするメインエッチングを
行った後、オーバーエッチングを行い、 前記第2工程では、前記第1工程で測定された堆積物の
厚さを基に、前記メインエッチング時の堆積物の厚さの
変化量よりも前記オーバーエッチング時の堆積物の厚さ
の変化量が、この堆積物の厚さを厚くする方向に大きく
なるように、その後に堆積される堆積物の厚さを調整す
ることを特徴とする請求項6記載のドライエッチング方
法。11. The object to be etched has a layer to be etched formed on a substrate. In the etching, after performing main etching for etching the layer to be etched until the surface of the substrate is exposed, overetching is performed. Etching is performed. In the second step, based on the thickness of the deposit measured in the first step, the amount of change in the thickness of the deposit during the main etching is smaller than the amount of change in the thickness of the deposit during the main etching. 7. The dry etching method according to claim 6, wherein the thickness of the deposit to be deposited thereafter is adjusted so that the amount of change in the thickness increases in the direction of increasing the thickness of the deposit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21844296A JPH1064886A (en) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Device and method for dry etching |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH1064886A true JPH1064886A (en) | 1998-03-06 |
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