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JP2003092286A - Method and device for detecting plasma etching end point - Google Patents

Method and device for detecting plasma etching end point

Info

Publication number
JP2003092286A
JP2003092286A JP2001282970A JP2001282970A JP2003092286A JP 2003092286 A JP2003092286 A JP 2003092286A JP 2001282970 A JP2001282970 A JP 2001282970A JP 2001282970 A JP2001282970 A JP 2001282970A JP 2003092286 A JP2003092286 A JP 2003092286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
end point
emission intensity
intensity data
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001282970A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4694064B2 (en
Inventor
Kazuo Kasai
一夫 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Precision Products Co Ltd filed Critical Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority to JP2001282970A priority Critical patent/JP4694064B2/en
Publication of JP2003092286A publication Critical patent/JP2003092286A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4694064B2 publication Critical patent/JP4694064B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for end point detection which can accurately detect an etching end point for a gas-switching etching method. SOLUTION: The device comprises light emission intensity detecting means 31 and 32 which detect the light emission intensity of light with wavelength corresponding to a specific reaction seed in a chamber 2 and an etching end point detecting means 34 which extracts light emission intensity data detected in the intermediate time zone of an etching process by removing the light emission intensity data obtained at a certain intermediate time after the start of the etching process and a certain time prior to the end of the etching process from light emission intensity data in the etching process such that the light emission intensity detecting means 31 and 32 detect and decides the etching end point when the extracted light emission intensity data exceed a preset reference value. Thus, the etching end point can accurately be detected on the basis of the light emission intensity data in the intermediate time zone of the etching process, which accurately reflects the etching progress state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエッチン
グ処理におけるエッチングの終点を検出する方法及び装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting an etching end point in a plasma etching process.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチングガスをプラズマ化して生成さ
れるラジカルやイオン等の反応種によりシリコン基板を
エッチングする方法において、そのエッチング終点を検
出する方法として、従来、複数の反応種の中から選定さ
れた特定の反応種について、その反応種の発光強度を測
定し、その変動からエッチング終点を検出するという方
法が知られている。
2. Description of the Related Art In a method of etching a silicon substrate with a reactive species such as radicals or ions generated by converting an etching gas into plasma, a method selected from a plurality of reactive species has hitherto been selected as a method for detecting the etching end point. A method is known in which the emission intensity of a specific reactive species is measured and the etching end point is detected from the variation.

【0003】例えば、エッチングガスとしてSFガス
を用いる場合、これをプラズマ化すると、反応種として
Fラジカル(フッ素ラジカル)が生成されるが、エッチ
ング終点に近づくとその消費量(エッチングに消費され
る量)が低下するため、プラズマ中のFラジカルの量が
徐々に増加することとなる。したがって、プラズマ中の
Fラジカル量と相関のある当該Fラジカルの発光強度の
変動を観察し、これが所定のレベルを越えたとき、エッ
チング終点であると判定することができる。
For example, when SF 6 gas is used as an etching gas, when this gas is turned into plasma, F radicals (fluorine radicals) are generated as reactive species, but when the end point of etching is approached, the consumption amount (consumed for etching). Amount) decreases, the amount of F radicals in the plasma gradually increases. Therefore, it is possible to determine that the etching end point is reached when the variation in the emission intensity of the F radicals, which is correlated with the amount of F radicals in the plasma, is observed, and when this exceeds a predetermined level.

【0004】一方、プラズマエッチング法としては、エ
ッチングガスをプラズマ化して、シリコン基板上のエッ
チンググランドをエッチングする工程と、保護膜形成ガ
スをプラズマ化して、前記エッチングによって前記シリ
コン基板上に形成された構造面に保護膜(耐エッチング
性を有する膜)を形成する工程との、少なくとも2つの
工程を交互に繰り返してシリコン基板をエッチングする
方法(以下、このエッチング法を「ガススイッチングエ
ッチング法」と称する)が知られている。
On the other hand, as a plasma etching method, a step of converting an etching gas into a plasma to etch an etching ground on a silicon substrate, and a protective film forming gas into a plasma, are formed on the silicon substrate by the etching. A method of etching a silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film (a film having etching resistance) on a structural surface (hereinafter, this etching method is referred to as "gas switching etching method"). )It has been known.

【0005】このガススイッチングエッチング法は、シ
リコン基板上に形成された構造面に保護膜を形成するよ
うにしているので、等方性を有するFラジカルを用いた
エッチングにおいても、前記保護膜によってアンダーエ
ッチングを効果的に防止することができ、高いエッチレ
ートで効率的にトレンチ(深い溝又は穴)を形成するこ
とができる。
In this gas switching etching method, since the protective film is formed on the structure surface formed on the silicon substrate, even when the F radical having an isotropic property is used for the etching, the protective film is underexposed. Etching can be effectively prevented, and a trench (deep groove or hole) can be efficiently formed with a high etching rate.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このガスス
イッチングエッチング法に、上記終点検出方法を適用し
た場合、以下に説明するような問題があった。
However, when the above-mentioned endpoint detection method is applied to this gas switching etching method, there are problems as described below.

【0007】図6は、上記ガススイッチングエッチング
法におけるFラジカルの発光強度を測定した結果を示す
グラフであるが、同図6に示すように、上記ガススイッ
チングエッチング法では、エッチング工程におけるFラ
ジカルの発光強度が一定ではなく、保護膜形成工程から
エッチング工程に移行する初期段階と、エッチング工程
から保護膜形成工程に移行する終期段階において発光強
度にピークを生じる。
FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the emission intensity of F radicals in the gas switching etching method. As shown in FIG. 6, in the gas switching etching method, the F radicals in the etching process The emission intensity is not constant, and peaks occur in the emission intensity in the initial stage when the protective film forming process shifts to the etching process and the final stage when the etching process shifts to the protective film forming process.

【0008】これは、例えばエッチングによって前記ト
レンチを形成する場合、エッチング工程に移行した前記
初期段階では、前の保護膜形成工程でトレンチ底部に形
成された保護膜が除去されるまで、Fラジカルの消費が
押えられ、前記終期段階では、エッチングによって生成
されたガス(例えばSiF)がトレンチ底部に滞留し
て、Fラジカルとの置換がうまく行われないために起こ
る現象であると考えられる。特に、高アスペクト比のト
レンチエッチングにおけるトレンチの深さが深くなるほ
ど、上記置換障害が大きくなる。
This is because, for example, when the trench is formed by etching, in the initial stage when the etching process is started, the F radicals are removed until the protective film formed at the bottom of the trench in the previous protective film forming process is removed. It is considered that this phenomenon occurs because the consumption is suppressed, and in the final stage, the gas (for example, SiF 4 ) generated by the etching stays at the bottom of the trench and the replacement with the F radical is not performed well. In particular, the deeper the depth of the trench in the high aspect ratio trench etching, the greater the above-mentioned replacement obstacle.

【0009】このように、前記初期段階及び終期段階に
おいて検出される発光強度は、当該エッチング工程にお
ける正確なエッチング進行状態を反映しておらず、した
がって、エッチング工程中の発光強度のピーク値を採用
したり、或いはその平均値を採用する手法では、当該エ
ッチング工程における正確なエッチング進行状態を把握
できないのである。このため、従来、エッチング不足
や、逆に、過多のオーバエッチングによって所望の構造
を得られないという問題を生じていた。
As described above, the emission intensity detected in the initial stage and the final stage does not reflect the accurate etching progress state in the etching process, and therefore the peak value of the emission intensity during the etching process is adopted. However, the accurate etching progress state in the etching process cannot be grasped by the method of adopting the above or using the average value thereof. Therefore, conventionally, there has been a problem that a desired structure cannot be obtained due to insufficient etching or, conversely, excessive over-etching.

【0010】特に、図7に示す如き、シリコン酸化膜
(SiO)101が上層のシリコン層103と下層の
シリコン層104との間に挟みこまれた構造のウエハ
(SOI(Silicon on Insutato
r)ウエハ)100の前記上層シリコン層103を前記
ガススイッチングエッチング法によってエッチングする
場合、上層シリコン層103とシリコン酸化膜101と
の界面付近でのエッチング形状の制御が難しく、エッチ
ンググランドがシリコン酸化膜101に達した後、これ
をオーバエッチングし過ぎると、同図7に示すように、
溝(又は穴)105の底部でその側面の保護膜が破ら
れ、上層シリコン層103が異常形状にエッチングされ
るという問題を生じる。このため、SOIウエハのトレ
ンチエッチングにおいては、そのエッチング時間の制御
が極めて重要な問題となる。尚、図7中の符号104は
マスクである。
In particular, as shown in FIG. 7, a wafer having a structure in which a silicon oxide film (SiO 2 ) 101 is sandwiched between an upper silicon layer 103 and a lower silicon layer 104 (SOI (Silicon on Insulator)
r) When the upper silicon layer 103 of the wafer 100 is etched by the gas switching etching method, it is difficult to control the etching shape near the interface between the upper silicon layer 103 and the silicon oxide film 101, and the etching ground is the silicon oxide film. After reaching 101, if this is over-etched too much, as shown in FIG.
At the bottom of the groove (or hole) 105, the protective film on the side surface is broken, which causes a problem that the upper silicon layer 103 is etched into an abnormal shape. Therefore, in the trench etching of the SOI wafer, control of the etching time becomes a very important problem. Reference numeral 104 in FIG. 7 is a mask.

【0011】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、エッチング工程と保護膜形成工程とを繰り返す
プラズマエッチング法において、正確にエッチング終点
を検出することができる終点検出方法及び装置の提供を
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an end point detecting method and apparatus capable of accurately detecting an etching end point in a plasma etching method in which an etching step and a protective film forming step are repeated. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及びその効果】上記課題を
解決するための本発明の請求項1に記載した発明は、プ
ラズマ化された反応種によりシリコン基板上のエッチン
ググランドをエッチングする工程と、前記エッチングに
よって前記基板上に形成された構造面に保護膜を形成す
る工程との、少なくとも2つの工程を交互に繰り返して
前記シリコン基板をエッチングするプラズマエッチング
処理において前記エッチングの終点を検出する方法であ
って、前記エッチング工程中の特定反応種の発光強度デ
ータを取得し、取得された発光強度データから、該エッ
チング工程開始後一定時間内及び該エッチング工程終了
前一定時間内に得られた発光強度データを除いて、該エ
ッチング工程の中間時間帯に取得された発光強度データ
を抽出し、抽出された発光強度データが予め設定された
基準値を越えたとき、エッチング終点であると判定する
ようにしたことを特徴とするプラズマエッチング終点検
出方法に係る。
The invention described in claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems comprises a step of etching an etching ground on a silicon substrate with a reactive species that are turned into plasma, A method of detecting an end point of the etching in a plasma etching process of etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on a structure surface formed on the substrate by the etching. Therefore, the emission intensity data of the specific reaction species during the etching process is acquired, and the emission intensity obtained from the acquired emission intensity data within a fixed time after the start of the etching process and within a fixed time before the end of the etching process. Excluding the data, the emission intensity data acquired during the intermediate time period of the etching process was extracted and extracted. When the emission intensity data exceeds a preset reference value, according to the plasma etching end point detection method is characterized in that so as to determine that the etching end point.

【0013】そして、かかるエッチング終点検出方法
は、請求項5に記載した装置発明によって、これを好適
に実施することができる。即ち、請求項5に記載した発
明は、シリコン基板をチャンバ内に配置して、該チャン
バ内でプラズマ化された反応種によりシリコン基板上の
エッチンググランドをエッチングする工程と、前記エッ
チングによって前記基板上に形成された構造面に保護膜
を形成する工程との、少なくとも2つの工程を交互に繰
り返して前記シリコン基板をエッチングするプラズマエ
ッチング処理において前記エッチングの終点を検出する
装置であって、前記チャンバ内の特定反応種の発光強度
を検出する発光強度検出手段と、前記発光強度検出手段
によって検出されたエッチング工程中の発光強度データ
から、該エッチング工程開始後一定時間内及び該エッチ
ング工程終了前一定時間内に得られた発光強度データを
除いて、該エッチング工程の中間時間帯に検出された発
光強度データを抽出し、抽出した発光強度データが予め
設定された基準値を越えたとき、エッチング終点である
と判定するエッチング終点検出手段とから構成したこと
を特徴とするプラズマエッチング終点検出装置に係る。
The etching end point detecting method can be suitably implemented by the apparatus invention according to the fifth aspect. That is, in the invention described in claim 5, a step of disposing a silicon substrate in a chamber and etching an etching ground on the silicon substrate with a reactive species plasmatized in the chamber; A device for detecting the end point of the etching in a plasma etching process for etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on the structure surface formed in From the emission intensity detection means for detecting the emission intensity of the specific reaction species of, and the emission intensity data during the etching step detected by the emission intensity detection means, within a fixed time after the start of the etching step and a fixed time before the end of the etching step Except for the emission intensity data obtained in the And a plasma etching end point detecting means for extracting the extracted emission intensity data and determining that the etching end point is reached when the extracted emission intensity data exceeds a preset reference value. Related to the device.

【0014】上述したように、エッチング工程と保護膜
形成工程とを繰り返すプラズマエッチング法では、保護
膜形成工程からエッチング工程に移行する初期段階、及
びエッチング工程から保護膜形成工程に移行する終期段
階において検出されるエッチング反応種に対応した波長
の光の発光強度は、正確なエッチング進行状態を反映し
ていない。
As described above, in the plasma etching method in which the etching process and the protective film forming process are repeated, in the initial stage of shifting from the protective film forming process to the etching process and in the final stage of shifting from the etching process to the protective film forming process. The emission intensity of light having a wavelength corresponding to the detected etching reaction species does not reflect the accurate etching progress state.

【0015】そこで、本発明では、取得された発光強度
データから、当該エッチング工程開始後一定時間内(前
記初期段階)及び該エッチング工程終了前一定時間内
(前記終期段階)に得られた発光強度データを除いて、
該エッチング工程の中間時間帯に取得された発光強度デ
ータを抽出し、即ち、エッチング進行状態を正確に反映
している時間帯の発光強度データを抽出し、抽出された
発光強度データが予め設定された基準値を越えたとき、
エッチング終点であると判定するようにした。
Therefore, in the present invention, based on the obtained emission intensity data, the emission intensity obtained within a fixed time after the start of the etching process (the initial stage) and within a fixed time before the end of the etching process (the final stage). Except the data
The emission intensity data acquired in the intermediate time zone of the etching process is extracted, that is, the emission intensity data in the time zone that accurately reflects the etching progress state is extracted, and the extracted emission intensity data is preset. When the standard value is exceeded,
It is determined that the end point of etching is reached.

【0016】これにより、エッチング終点を正確に検出
することが可能となり、例えば、上記SOIウエハにお
いても、高精度な形状のエッチング構造物を形成するこ
とが可能となる。
This makes it possible to accurately detect the etching end point, and for example, even in the SOI wafer described above, it becomes possible to form an etching structure having a highly accurate shape.

【0017】尚、前記エッチング終点の判定は、請求項
2及び請求項6に記載した発明のように、前記抽出発光
強度データが予め設定された回数連続して前記基準値を
越えたとき、エッチング終点であると判定するようにす
るのが好ましい。1回のみ基準値を越えた場合にエッチ
ング終点であると判定すると、前記抽出発光強度データ
にノイズが含まれている場合には、判定に誤りを生じ
る。上記のようにすれば、誤り無く正確な判定を行うこ
とができる。
The determination of the etching end point is performed when the extracted emission intensity data exceeds the reference value continuously for a preset number of times, as in the inventions described in claims 2 and 6. It is preferable to determine that it is the end point. If it is determined that the etching end point is reached when the value exceeds the reference value only once, if the extracted emission intensity data includes noise, an error occurs in the determination. According to the above, an accurate determination can be made without error.

【0018】また、エッチング終点の判定手法として
は、上述したものに限られず、請求項3及び7に記載し
た発明のように、各エッチング工程について順次抽出さ
れる発光強度データの変化量を基に、エッチング終点を
検出するようにしても良い。
Further, the method for determining the etching end point is not limited to the above-mentioned method, and as in the invention described in claims 3 and 7, based on the amount of change in the emission intensity data sequentially extracted for each etching step. Alternatively, the etching end point may be detected.

【0019】即ち、請求項3に記載した発明は、プラズ
マ化された反応種によりシリコン基板上のエッチンググ
ランドをエッチングする工程と、前記エッチングによっ
て前記基板上に形成された構造面に保護膜を形成する工
程との、少なくとも2つの工程を交互に繰り返して前記
シリコン基板をエッチングするプラズマエッチング処理
において前記エッチングの終点を検出する方法であっ
て、前記エッチング工程中の特定反応種の発光強度デー
タを取得し、取得された発光強度データから、該エッチ
ング工程開始後一定時間内及び該エッチング工程終了前
一定時間内に得られた発光強度データを除いて、該エッ
チング工程の中間時間帯に取得された発光強度データを
抽出し、前記各エッチング工程について順次抽出される
前記抽出発光強度データの変化量を算出し、算出された
変化量が予め設定された基準値を越えたとき、エッチン
グ終点であると判定するようにしたことを特徴とするプ
ラズマエッチング終点検出方法に係る。
That is, according to the third aspect of the invention, the step of etching the etching ground on the silicon substrate with the reactive species turned into plasma, and forming the protective film on the structural surface formed on the substrate by the etching. The method of detecting the end point of the etching in the plasma etching process of etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of the step of Then, the emission intensity data obtained is excluded from the emission intensity data obtained within a certain period of time after the start of the etching process and within a certain period of time before the end of the etching process. Intensity data is extracted, and the extracted emission intensity data sequentially extracted for each of the etching steps is extracted. Calculating a change amount of the motor, when the calculated amount of change exceeds a preset reference value, according to the plasma etching end point detection method is characterized in that so as to determine that the etching end point.

【0020】また、請求項7に記載した発明は、シリコ
ン基板をチャンバ内に配置して、該チャンバ内でプラズ
マ化された反応種によりシリコン基板上のエッチンググ
ランドをエッチングする工程と、前記エッチングによっ
て前記基板上に形成された構造面に保護膜を形成する工
程との、少なくとも2つの工程を交互に繰り返して前記
シリコン基板をエッチングするプラズマエッチング処理
において前記エッチングの終点を検出する装置であっ
て、前記チャンバ内の特定反応種の発光強度を検出する
発光強度検出手段と、前記発光強度検出手段によって検
出されたエッチング工程中の発光強度データから、該エ
ッチング工程開始後一定時間内及び該エッチング工程終
了前一定時間内に得られた発光強度データを除いて、該
エッチング工程の中間時間帯に検出された発光強度デー
タを各エッチング工程について順次抽出するとともに、
抽出した発光強度データの変化量を算出し、算出した変
化量が予め設定された基準値を越えたとき、エッチング
終点であると判定するエッチング終点検出手段とから構
成したことを特徴とするプラズマエッチング終点検出装
置に係る。
Further, according to the invention described in claim 7, a step of arranging a silicon substrate in a chamber and etching an etching ground on the silicon substrate by a reactive species plasmatized in the chamber, A device for detecting the end point of the etching in a plasma etching process for etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps, which is a step of forming a protective film on the structural surface formed on the substrate, Based on the emission intensity detection means for detecting the emission intensity of the specific reactive species in the chamber and the emission intensity data during the etching process detected by the emission intensity detection means, within a certain time after the start of the etching process and at the end of the etching process. During the etching process, except for the emission intensity data obtained within a certain period of time With sequentially extracted for each etching step the emission intensity data detected in a time zone,
Plasma etching characterized in that it comprises an etching end point detecting means for calculating a change amount of the extracted emission intensity data and determining that the etching end point is reached when the calculated change amount exceeds a preset reference value. This relates to an end point detection device.

【0021】また、上記請求項2及び6記載の発明と同
様に、上記請求項3及び7に記載の発明における前記エ
ッチング終点の判定は、請求項4及び請求項8に記載し
た発明のように、前記抽出発光強度データが予め設定さ
れた回数連続して前記基準値を越えたとき、エッチング
終点であると判定するようにするのが好ましい。
Further, similarly to the inventions described in claims 2 and 6, the determination of the etching end point in the inventions described in claims 3 and 7 is performed as in the inventions described in claims 4 and 8. When the extracted emission intensity data continuously exceeds the reference value a preset number of times, it is preferable to determine that the etching end point is reached.

【0022】尚、本発明における前記プラズマエッチン
グ処理は、エッチングガスをプラズマ化してシリコン基
板をエッチングするエッチング工程と、保護膜形成ガス
をプラズマ化して、エッチングによってシリコン基板上
に形成された構造面に保護膜を形成する保護膜形成工程
とが交番的に繰り返されるガススイッチングエッチング
法によるものであり、当該プラズマエッチング処理に
は、チャンバ内にエッチングガスと保護膜形成ガスとを
完全に切り換えて導入して、前記エッチング工程と保護
膜形成工程とを繰り返し実施する処理の他、チャンバ内
にエッチングガスと保護膜形成ガスとを同時に導入し、
その各導入量を増減させることで、主としてエッチング
が進行する工程と、主として保護膜形成が進行する工程
とが交番的に繰り返される処理も含まれる。
The plasma etching process according to the present invention includes an etching step of plasmaizing an etching gas to etch a silicon substrate and a plasma of a protective film forming gas to form a plasma on a structure surface formed on the silicon substrate. The protective film forming step of forming a protective film is performed by a gas switching etching method in which the protective film forming step is alternately repeated.In the plasma etching process, the etching gas and the protective film forming gas are completely switched and introduced. In addition to the process of repeatedly performing the etching step and the protective film forming step, an etching gas and a protective film forming gas are simultaneously introduced into the chamber,
By increasing or decreasing the amount of each introduction, a process in which an etching process mainly proceeds and a process in which the protective film formation mainly proceeds are alternately repeated.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図1は、図1は本
実施形態に係るエッチング装置の概略構成を一部ブロッ
ク図で示した断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a partial block diagram of a schematic configuration of the etching apparatus according to the present embodiment.

【0024】図1に示すように、このエッチング装置1
は、内部にエッチング室2aが形成された筐体状のエッ
チングチャンバ2と、前記エッチング室2a内の下部領
域に配設され、被エッチング物たるシリコン基板Sが載
置される基台3と、エッチング室2a内にエッチングガ
ス及び保護膜形成ガスを供給するガス供給部7と、エッ
チング室2a内を減圧する減圧部13と、エッチング室
2a内に供給されたエッチングガス及び保護膜形成ガス
をプラズマ化するプラズマ生成部15と、前記基台に高
周波電力を印加する高周波電源18と、これら各部の作
動を制御する制御装置20と、エッチングの終点を検出
する終点検出装置30とを備えている。
As shown in FIG. 1, this etching apparatus 1
Is a case-shaped etching chamber 2 in which an etching chamber 2a is formed, a base 3 arranged in a lower region in the etching chamber 2a and on which a silicon substrate S to be etched is placed, A gas supply unit 7 that supplies an etching gas and a protective film forming gas into the etching chamber 2a, a decompression unit 13 that decompresses the inside of the etching chamber 2a, and a plasma of the etching gas and the protective film forming gas that are supplied into the etching chamber 2a. It includes a plasma generating unit 15 that turns into a plasma, a high frequency power source 18 that applies high frequency power to the base, a control device 20 that controls the operation of each of these units, and an end point detection device 30 that detects the end point of etching.

【0025】前記エッチングチャンバ2はセラミックか
ら形成され、その天井部には、石英ガラスなどの透明体
からなる覗き窓2bが設けられ、この覗き窓2bを通し
て外部からエッチング室2a内を観察することができる
ようになっている。
The etching chamber 2 is made of ceramic, and a ceiling has a viewing window 2b made of a transparent material such as quartz glass. The inside of the etching chamber 2a can be observed from the outside through the viewing window 2b. You can do it.

【0026】前記基台3上には、シリコン基板SがOリ
ング4などのシール部材を介して載置される。この基台
3はその基部3aがエッチング室2a外に導出されるよ
うに設けられており、その中心部には、基台3とシリコ
ン基板Sとの間に形成された空間5aに通じる連通路5
が設けられ、この連通路5を通して前記空間5a内にヘ
リウムガスが充填,封入され。また、基台3には冷却水
循環路6が形成されており、この冷却水循環路6内を循
環する冷却水(20℃)により、前記基台3及びヘリウ
ムガスを介して、前記シリコン基板Sが冷却されるよう
になっている。また、この基台3には前記高周波電源1
8によって13.56MHzの高周波電力が印加されて
おり、基台3及び基台3上に載置されたシリコン基板S
にバイアス電位を生じるようになっている。
A silicon substrate S is placed on the base 3 via a sealing member such as an O-ring 4. The base 3 is provided so that its base 3a is led out of the etching chamber 2a, and a communication passage communicating with a space 5a formed between the base 3 and the silicon substrate S is provided at the center thereof. 5
Is provided, and the helium gas is filled and sealed in the space 5a through the communication passage 5. Further, a cooling water circulation passage 6 is formed in the base 3, and the silicon substrate S is cooled by the cooling water (20 ° C.) circulating in the cooling water circulation passage 6 through the base 3 and helium gas. It is designed to be cooled. Further, the high frequency power source 1 is mounted on the base 3.
8. High frequency power of 13.56 MHz is applied by 8 and the base 3 and the silicon substrate S mounted on the base 3
A bias potential is generated at.

【0027】前記ガス供給部7は、前記エッチングチャ
ンバ2の上端部に接続されたガス供給管8と、このガス
供給管8にそれぞれマスフローコントローラ11,12
を介して接続されたガスボンベ9,10とからなり、マ
スフローコントローラ11,12により流量調整された
ガスがガスボンベ9,10からエッチング室2a内に供
給される。尚、ガスボンベ9内にはエッチング用のSF
ガスが充填され、ガスボンベ10内には保護膜形成用
のCガスが充填されており、エッチングガスとし
てはこの他にCF,CHF,C,C
用いることができ、保護膜形成ガスとしてはこの他のフ
ロロカーボンガス(CxFy)を用いることができる。
The gas supply unit 7 has a gas supply pipe 8 connected to the upper end of the etching chamber 2 and mass flow controllers 11 and 12 connected to the gas supply pipe 8, respectively.
The gas cylinders 9 and 10 connected through the gas cylinders 9 and 10 whose flow rates are adjusted by the mass flow controllers 11 and 12 are supplied from the gas cylinders 9 and 10 into the etching chamber 2a. In addition, SF for etching is used in the gas cylinder 9.
6 gas is filled, and the gas cylinder 10 is filled with C 5 F 8 gas for forming a protective film. In addition to this, CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 and C 3 F 8 are used as etching gas. Other fluorocarbon gas (CxFy) can be used as the protective film forming gas.

【0028】前記減圧部13は、前記エッチングチャン
バ2の下端部に接続された排気管14と、この排気管1
4に接続された図示しない真空ポンプとからなり、この
真空ポンプ(図示せず)によって前記エッチング室2a
内が所定の低圧(例えば10mTorr)に減圧され
る。
The decompression section 13 includes an exhaust pipe 14 connected to the lower end of the etching chamber 2 and the exhaust pipe 1.
4 and a vacuum pump (not shown) connected to the etching chamber 2a by the vacuum pump (not shown).
The inside pressure is reduced to a predetermined low pressure (for example, 10 mTorr).

【0029】前記プラズマ生成部15は、前記エッチン
グチャンバ2の前記基台3より高い位置の外周に沿って
配設されたコイル16と、このコイル16に13.56
MHzの高周波電力を印加する高周波電源17とからな
り、コイル16に高周波電力を印加することによりエッ
チング室2a内の空間に変動磁場が形成され、エッチン
グ室2a内に供給されたガスがこの変動磁場によって誘
起される電界によりプラズマ化される。
The plasma generating unit 15 has a coil 16 disposed along the outer periphery of the etching chamber 2 at a position higher than the base 3 and a coil 13.56.
A high-frequency power source 17 for applying a high-frequency power of MHz, and by applying the high-frequency power to the coil 16, a fluctuating magnetic field is formed in the space inside the etching chamber 2a, and the gas supplied into the etching chamber 2a changes the magnetic field It is turned into plasma by the electric field induced by the.

【0030】また、前記制御装置20は、前記マスフロ
ーコントローラ11,12を制御し、ガスボンベ9,1
0からエッチング室2a内に供給されるガス流量を図2
(a)及び(b)に示す如く調整するガス流量制御手段
21と、前記コイル16に印加される高周波電力を図2
(c)に示す如く制御するコイル電力制御手段22と、
前記基台3に印加される高周波電力を図2(d)に示す
如く制御する基台電力制御手段23とからなる。
The controller 20 controls the mass flow controllers 11 and 12 to control the gas cylinders 9 and 1.
The flow rate of gas supplied from 0 to the etching chamber 2a is shown in FIG.
The gas flow rate control means 21 adjusted as shown in FIGS. 2A and 2B and the high frequency power applied to the coil 16 are shown in FIG.
Coil power control means 22 for controlling as shown in (c),
It comprises a base power control means 23 for controlling the high frequency power applied to the base 3 as shown in FIG. 2 (d).

【0031】また、前記終点検出装置30は、一方端が
前記覗き窓2bと対向し、同端部からエッチング室2a
内の光を受光するように配設された光ファイバ31と、
この光ファイバ31の他方端に接続し、光ファイバ31
によって受光された光の発光強度を検出するスペクトル
メータ32と、スペクトルメータ32によって検出され
た発光強度データを受信して、当該発光強度データを基
にエッチングの終点を検出する処理装置33からなる。
尚、前記スペクトルメータ32は、本例では、主たるエ
ッチング反応種としてのFラジカル(フッ素ラジカル)
(波長約704nm)の発光強度を検出するように設定
されている。
Further, the end point detecting device 30 has one end facing the observation window 2b, and the etching chamber 2a from the same end.
An optical fiber 31 arranged to receive the light inside,
Connect to the other end of this optical fiber 31,
The spectrum meter 32 detects the emission intensity of the light received by, and the processing unit 33 that receives the emission intensity data detected by the spectrum meter 32 and detects the end point of etching based on the emission intensity data.
In the present example, the spectrum meter 32 uses an F radical (fluorine radical) as a main etching reaction species.
It is set to detect the emission intensity of the wavelength (about 704 nm).

【0032】また、前記処理装置33は、前記スペクト
ルメータ32によって検出された発光強度データを基
に、図3及び図4に示した処理を行い、エッチングの終
点を検出して、エッチング終了信号を前記制御装置20
に送信するエンドポイント検出処理部34と、前記発光
強度データなどを記憶するデータ記憶部35とからな
る。尚、前記制御装置20からエンドポイント検出処理
部34には、エッチング処理開始信号や工程信号(現在
の処理工程がエッチング工程であるのか保護膜形成工程
であるのかの別を表す信号)が送信されるようになって
いる。
Further, the processing device 33 performs the processing shown in FIGS. 3 and 4 based on the emission intensity data detected by the spectrum meter 32, detects the end point of etching, and outputs an etching end signal. The control device 20
And an end point detection processing section 34 for transmitting the light emission intensity data and a data storage section 35 for storing the emission intensity data and the like. The control device 20 transmits an etching process start signal and a process signal (a signal indicating whether the current processing process is an etching process or a protective film forming process) to the endpoint detection processing unit 34. It has become so.

【0033】次に、以上の構成を備えたエッチング装置
1の作用について説明する。
Next, the operation of the etching apparatus 1 having the above structure will be described.

【0034】はじめに、シリコン基板Sをエッチングす
る態様について説明する。
First, a mode of etching the silicon substrate S will be described.

【0035】まず、フォトリソグラフィなどを用いて所
望形状のエッチングマスク(例えばレジスト膜やSiO
膜など)をシリコン基板S上に形成した後、このシリ
コン基板Sをエッチングチャンバ2内に搬入し、Oリン
グ4を介して基台3上に載置する。そして、この後、連
通路5から空間5a内にヘリウムガスを充填,封入す
る。なお、冷却水循環路6内の冷却水は絶えず循環され
ている。
First, an etching mask (for example, a resist film or SiO 2) having a desired shape is formed by using photolithography or the like.
After forming two films) on the silicon substrate S, the silicon substrate S is loaded into the etching chamber 2 and placed on the base 3 via the O-ring 4. Then, after this, the space 5a is filled and filled with helium gas from the communication passage 5. The cooling water in the cooling water circulation path 6 is constantly circulated.

【0036】ついで、ガスボンベ9及び10からSF
ガス及びCガスをそれぞれエッチング室2a内に
供給するとともに、コイル16に高周波電力を印加し、
基台3に高周波電力を印加する。
Next, SF 6 is discharged from the gas cylinders 9 and 10.
Gas and C 5 F 8 gas are respectively supplied into the etching chamber 2a, and high frequency power is applied to the coil 16,
High frequency power is applied to the base 3.

【0037】エッチング室2a内に供給されるSF
スの流量は、図2(a)に示すように、Ve2からV
e1の範囲で矩形波状に変化し、また、Cガスの
流量は、図2(b)に示すように、Vd2からVd1
範囲で矩形波状に変化し、且つSFガスの位相とC
ガスの位相とが相互に逆になるようにガス流量制御
手段21によってそれぞれ制御される。
As shown in FIG. 2A, the flow rate of the SF 6 gas supplied into the etching chamber 2a is from V e2 to V e2.
2b , the flow rate of the C 5 F 8 gas changes in the rectangular wave shape in the range of V d2 to V d1 , and the flow rate of the SF 6 gas changes. Phase and C 5
The gas flow rate control means 21 controls so that the phases of the F 8 gas are opposite to each other.

【0038】また、コイル16に印加される高周波電力
は、図2(c)に示すように、W からWc1の範囲
で矩形波状に変化し、基台3に印加される高周波電力
は、図2(d)に示すように、Wp2からWp1の範囲
で矩形波状に変化し、且つコイル16に印加される高周
波電力の位相と基台3に印加される高周波電力の位相と
が同相となるようにそれぞれコイル電力制御手段22,
基台電力制御手段23によって制御される。
Further, as shown in FIG. 2C, the high frequency power applied to the coil 16 changes into a rectangular wave in the range of W c 2 to W c1 , and the high frequency power applied to the base 3 is As shown in FIG. 2D, the phase of the high frequency power applied to the coil 16 and the phase of the high frequency power applied to the base 3 change in a rectangular wave shape in the range of W p2 to W p1. Coil power control means 22, respectively so that they are in phase
It is controlled by the base power control means 23.

【0039】エッチング室2a内に供給されたSF
ス及びCガスは、コイル16によって生じた変動
磁界内で、イオン,電子,Fラジカルなどを含むプラズ
マとなり、プラズマはこの変動磁界の作用によって高密
度に維持される。プラズマ中に存在するFラジカルはS
iと化学的に反応して、シリコン基板SからSiを持ち
去る、即ちシリコン基板Sをエッチングする働きをし、
イオンは基台3及びシリコン基板Sに生じた自己バイア
ス電位により基台3及びシリコン基板Sに向けて加速さ
れ、シリコン基板Sに衝突してこれをエッチングする。
斯くして、これらFラジカル及びイオンによってマスク
開口部のシリコン基板S表面(エッチンググランド)が
エッチングされ、所定幅及び深さの溝や穴が形成され
る。
The SF 6 gas and C 5 F 8 gas supplied into the etching chamber 2a become a plasma containing ions, electrons, F radicals, etc. in the fluctuating magnetic field generated by the coil 16, and the plasma has a fluctuating magnetic field. High density is maintained by the action. F radicals existing in plasma are S
chemically reacts with i to remove Si from the silicon substrate S, that is, to etch the silicon substrate S,
The ions are accelerated toward the base 3 and the silicon substrate S by the self-bias potential generated in the base 3 and the silicon substrate S, and collide with the silicon substrate S to etch them.
Thus, the surface of the silicon substrate S (etching ground) in the mask opening is etched by these F radicals and ions, and a groove or hole having a predetermined width and depth is formed.

【0040】一方、Cガスはプラズマ中で重合物
を形成し、これが前記側面及び底面(エッチンググラン
ド)に堆積してフロロカーボン膜を形成する働きをす
る。このフロロカーボン膜はFラジカルと反応せず、F
ラジカルに対する保護膜として作用し、この保護膜によ
ってサイドエッチングやアンダーカットが防止される。
On the other hand, the C 5 F 8 gas forms a polymer in the plasma, and this polymer is deposited on the side surface and the bottom surface (etching ground) to form a fluorocarbon film. This fluorocarbon film does not react with F radicals,
It acts as a protective film against radicals, and this protective film prevents side etching and undercut.

【0041】このように、SFガス及びCガス
を同時にエッチング室2a内に供給して得られるプラズ
マの存在下では、Fラジカル及びイオン照射によるエッ
チングと、重合による保護膜の形成という相反する作用
が同時に溝(又は穴)の底面及び側面上で進行する。詳
細には、イオン照射の多い底面では、重合物の堆積より
もイオン照射による重合物の剥離の方がより強く作用し
て、Fラジカル及びイオンによるエッチングが進行し易
く、一方イオン照射の少ない側面では、イオン照射によ
る重合物の剥離よりも重合物の堆積の方がより強く作用
して、保護膜の形成が進行し易い。
As described above, in the presence of plasma obtained by simultaneously supplying SF 6 gas and C 5 F 8 gas into the etching chamber 2a, etching by F radical and ion irradiation and formation of a protective film by polymerization are performed. Opposing actions simultaneously proceed on the bottom and side surfaces of the groove (or hole). Specifically, on the bottom surface where a large amount of ion irradiation is applied, the exfoliation of the polymer due to the ion irradiation acts more strongly than the deposition of the polymer, and the etching by F radicals and ions is more likely to proceed, while the side surface where the ion irradiation is less Then, the deposition of the polymer acts more strongly than the peeling of the polymer by ion irradiation, and the formation of the protective film is likely to proceed.

【0042】以上のことを考慮して本実施形態において
は、SFガス及びCガスの流量、並びにコイル
16に印加される高周波電力及び基台3に印加される高
周波電力を、上述した如く図2に示すようにそれぞれ制
御している。
In consideration of the above, in this embodiment, the flow rates of the SF 6 gas and the C 5 F 8 gas, the high frequency power applied to the coil 16 and the high frequency power applied to the base 3 are set as described above. As described above, the respective controls are performed as shown in FIG.

【0043】具体的には、図2においてe(エッチング
工程)で示す時間帯については、SFガスの供給量を
e1と多くし、Cガスの供給量をVd2と少な
くするとともに、コイル16に印加される高周波電力を
c1と高くし、基台3に印加される高周波電力をW
p1と高くしている。SFガスの供給量を多くし、C
ガスの供給量を少なくし、コイル16に印加され
る高周波電力を高くすることにより、エッチングに必要
なFラジカルやイオンを適量生成することができる一
方、重合物の生成をサイドエッチングやアンダーカット
を防止することができる最低限の量に押さえることがで
きる。また、基台3に印加される高周波電力を高くする
ことにより、イオン照射速度を高め、エッチング速度を
高めることができる。
Specifically, in FIG. 2, e (etching
For time zones shown in (Process), SF6Gas supply
Ve1And C5F8Gas supply amount is Vd2And few
The high frequency power applied to the coil 16
Wc1And set the high frequency power applied to the base 3 to W
p1It is high. SF6Increase the amount of gas supply, C
5F8The amount of gas supplied is reduced and applied to the coil 16.
Required for etching by increasing the high frequency power
To generate a proper amount of various F radicals and ions
Side etching and undercutting of polymer generation
Can be suppressed to the minimum amount that can prevent
Wear. Also, the high frequency power applied to the base 3 is increased.
By doing so, the ion irradiation speed is increased and the etching speed is increased.
Can be increased.

【0044】以上により、イオン照射の多いエッチング
グランド(底面)については、重合物の堆積よりもイオ
ン照射による重合物の剥離の方がかなり強く作用して、
Fラジカルやイオンによるエッチングが進行する一方、
イオン照射の少ない側面では、イオン照射による重合物
の剥離よりも重合物の堆積の方がより強く作用して、保
護膜の形成が進行し、エッチングによって順次形成され
る側面がこの保護膜によって直ちに被覆される。
As described above, with respect to the etching ground (bottom surface) having a large amount of ion irradiation, the exfoliation of the polymer by the ion irradiation acts rather strongly than the deposition of the polymer,
While etching by F radicals and ions proceeds,
On the side where the amount of ion irradiation is small, the deposition of the polymer acts more strongly than the exfoliation of the polymer due to ion irradiation, and the formation of the protective film progresses. To be covered.

【0045】一方、図2においてd(保護膜形成工程)
で示す時間帯については、SFガスの供給量をVe2
と少なくし、Cガスの供給量をVd1と多くする
とともに、コイル16に印加される高周波電力をWc2
と低くし、基台3に印加される高周波電力をWp2と低
くしている。SFガスの供給量を少なくし、C
ガスの供給量を多くすることにより、保護膜形成に必要
な重合物をより多く生成することができる一方、Fラジ
カルやイオンの生成を、エッチンググランドに堆積され
る重合物を剥離するのに必要な最低限の量に押さえるこ
とができる。また、基台3に印加される高周波電力を低
くすることにより、エッチンググランドに堆積される重
合物を剥離するのに必要な程度にイオン照射速度を遅く
することができ、溝側壁に堆積される保護膜がイオン照
射によって剥離されるのを防止することができる。
On the other hand, in FIG. 2, d (protective film forming step)
For time zones indicated by, SF6Gas supply amount is Ve2
And reduce C5F8Gas supply amount is Vd1And many
At the same time, the high frequency power applied to the coil 16 is Wc2
And lower the high frequency power applied to the base 3 to Wp2And low
Combing. SF6Reduce the amount of gas supply, C5F 8
Necessary for forming a protective film by increasing the gas supply amount
While more polymer can be produced,
The generation of calcium and ions is deposited on the etching ground.
The minimum amount required to peel off the polymer
You can In addition, the high frequency power applied to the base 3 is reduced.
The weight of the etching ground.
Slow the ion irradiation speed to the extent necessary to peel the compound
The protective film deposited on the sidewall of the groove can be
It can be prevented from being peeled off by irradiation.

【0046】以上により、エッチンググランド(底面)
については、堆積される重合物をイオン照射によって剥
離する程度にエッチングが抑制される一方、イオン照射
の少ない側面では、より多くの重合物が堆積して、強固
な保護膜が形成される。
From the above, the etching ground (bottom surface)
With regard to (1), while the etching is suppressed to such an extent that the deposited polymer is peeled off by ion irradiation, on the side surface where the ion irradiation is small, more polymer is deposited and a strong protective film is formed.

【0047】斯くして、以上のe工程及びd工程を順次
繰り返して実施することにより、主としてエッチングの
進行する工程(エッチング工程)と、主として保護膜形
成の進行する工程(保護膜形成工程)とが交番的に繰り
返され、エッチングによって順次形成される側壁が保護
膜によって直ちに被覆されるとともに、引き続いて実行
される工程において、保護膜が更に強固に形成されるの
で、上述したサイドエッチングやアンダーカットを確実
に防止することができ、これにより、内壁面が垂直であ
り且つその垂直方向の表面うねりが100nm以下であ
り、更に好ましくは40nm以下であるトレンチを、効
率よくシリコン基板S上に形成することができる。
Thus, by sequentially repeating the above steps e and d, a step in which etching mainly proceeds (etching step) and a step in which protective film formation mainly proceeds (protective film formation step) Alternating sideways, the side walls formed sequentially by etching are immediately covered with the protective film, and the protective film is formed more strongly in the subsequent steps, so that the side etching and undercut described above are performed. Can be reliably prevented, whereby a trench whose inner wall surface is vertical and the surface waviness in the vertical direction is 100 nm or less, and more preferably 40 nm or less is formed efficiently on the silicon substrate S. be able to.

【0048】このような作用を奏するための前記SF
ガスの流量Ve1は60〜300sccmの範囲である
のが好ましく、流量Ve2は0〜80sccmの範囲で
あるのが好ましい。尚、流量Ve2の範囲に0sccm
を含めているのは、Cガスをプラズマ化した際に
もイオンが生成されるため、エッチンググランドに堆積
される重合物の除去に必要なイオン量を、このC
ガスからもたらされるイオンで十分まかなうことができ
ると考えられるからである。また、前記C ガスの
流量Vd1は50〜260sccmの範囲であるのが好
ましく、流量V d2は0〜150sccmの範囲である
のが好ましい。
The SF for achieving such an action6
Gas flow rate Ve1Is in the range of 60 to 300 sccm
Is preferable, and the flow rate Ve2Is in the range of 0 to 80 sccm
Preferably. The flow rate Ve20sccm in the range of
Is including C5F8When the gas is turned into plasma
Ions are also generated, so they are deposited on the etching ground.
The amount of ions necessary to remove the polymerized product is5F8
Ions from gas can do enough
It is believed that Also, the C5F 8Of gas
Flow rate Vd1Is preferably in the range of 50-260 sccm
Flow rate V d2Is in the range of 0 to 150 sccm
Is preferred.

【0049】また、コイル16に印加される高周波電力
c1は800〜3000Wの範囲であるのが好まし
く、Wc2は600〜2500Wの範囲であるのが好ま
しい。更に、基台3に印加される高周波電力Wp1は3
〜50Wの範囲であるのが好ましく、Wp2は5〜15
Wの範囲であるのが好ましい。
The high frequency power W c1 applied to the coil 16 is preferably in the range of 800 to 3000 W, and W c2 is preferably in the range of 600 to 2500 W. Further, the high frequency power W p1 applied to the base 3 is 3
Is preferably in the range of 50 W, and W p2 is 5 to 15
It is preferably in the range of W.

【0050】また、前記e工程の実施時間は3〜45秒
の範囲が好ましく、前記d工程の実施時間は3〜30秒
の範囲が好ましい。
Further, the execution time of the step e is preferably in the range of 3 to 45 seconds, and the execution time of the step d is preferably in the range of 3 to 30 seconds.

【0051】このように、本例によれば、シリコン基板
Sをエッチングして得られた溝又は穴側面の垂直方向の
表面うねりを100nm以下、更に好ましくは40nm
以下にすることができるので、半導体集積回路の高集積
化,高密度化を図ることができ、また、トレンチ・キャ
パシタとした場合には、その絶縁性が低下するのを防止
することができ、更に、歯車を形成した場合には、その
伝達損失を極力小さいものとすることができる。
As described above, according to this example, the vertical surface waviness of the groove or hole side surface obtained by etching the silicon substrate S is 100 nm or less, and more preferably 40 nm.
Since it is possible to achieve the following, it is possible to achieve high integration and high density of the semiconductor integrated circuit, and when the trench capacitor is used, it is possible to prevent deterioration of its insulating property. Further, when a gear is formed, its transmission loss can be minimized.

【0052】次に、エッチングの終点を検出する態様に
ついて説明する。
Next, a mode for detecting the etching end point will be described.

【0053】上述したように、光ファイバ31を介して
エッチング室2a内の光がスペクトルメータ32に受光
され、主たるエッチング反応種としてのFラジカルの発
光強度が検出される。
As described above, the light in the etching chamber 2a is received by the spectrum meter 32 via the optical fiber 31, and the emission intensity of the F radical as the main etching reaction species is detected.

【0054】スペクトルメータ32によって検出された
発光強度データは、逐次エンドポイント検出処理部34
に送信され、当該エンドポイント検出処理部34におい
て図3及び図4に示した処理が実行され、エッチング終
点が検出される。
The light emission intensity data detected by the spectrum meter 32 is sequentially stored in the end point detection processing section 34.
And the processing shown in FIGS. 3 and 4 is executed in the end point detection processing unit 34, and the etching end point is detected.

【0055】具体的には、エンドポイント検出処理部3
4は、前記制御装置20からエッチング処理を開始する
信号を受信して、処理を開始し、スペクトルメータ32
によって検出された発光強度データの当該スペクトルメ
ータ32からの受信を開始する(ステップS1)。
Specifically, the endpoint detection processing unit 3
4 receives the signal for starting the etching process from the control device 20 and starts the process, and the spectrum meter 32
Reception of the emission intensity data detected by the spectrum meter 32 is started (step S1).

【0056】次に、カウンタnをリセットした後(ステ
ップS2)、前記制御装置20から受信される工程信号
がエッチング工程であるか保護膜形成工程であるかを確
認し(ステップS3)、エッチング工程である場合に
は、タイマをオンにして(ステップS4)、タイマの経
過時間Tがt<T<tである間に、スペクトルメー
タ32から受信した発光強度データを前記データ記憶部
35に格納する(ステップS5,S6,S7)。
Next, after resetting the counter n (step S2), it is confirmed whether the process signal received from the controller 20 is the etching process or the protective film forming process (step S3), and the etching process is performed. If it is, the timer is turned on (step S4), and while the elapsed time T of the timer is t 1 <T <t 2 , the emission intensity data received from the spectrum meter 32 is stored in the data storage unit 35. Store (steps S5, S6, S7).

【0057】前記時間tはタイマがタイムアップする
までの時間であり、この時間t及び前記時間tは、
予め任意に設定され、前記データ記憶部35に格納され
ている。斯くして、図6に示すように、エッチング工程
開始後一定時間(時間tの間)(エッチングの初期段
階)、及びエッチング工程終了前一定時間(エッチング
工程時間から前記時間tを差し引いた残りの時間)
(エッチングの終期段階)を除いた、エッチング工程の
中間時間帯における発光強度データが前記データ記憶部
35に格納される。
The time t 2 is the time until the timer times out, and the time t 2 and the time t 1 are
It is arbitrarily set in advance and stored in the data storage unit 35. Thus, as shown in FIG. 6, a constant time after the start of the etching process (during time t 1 ) (the initial stage of etching) and a constant time before the end of the etching process (the time t 2 was subtracted from the etching process time). time left)
The emission intensity data in the intermediate time zone of the etching process excluding (the final stage of etching) is stored in the data storage unit 35.

【0058】そして、タイマがタイムアップすると(ス
テップS6)、エンドポイント検出処理部34は、次
に、前記ステップS7で格納した発光強度データを前記
データ記憶部35から読み出し(ステップS8)、読み
出した発光強度データについてその平均値Iを算出した
後(ステップS9)、算出した平均値Iが、予め設定さ
れた基準値Kを超えたかどうかを確認し(ステップS1
0)、平均値Iが基準値Kを超えていない場合には、前
記ステップS3以降の処理を繰り返す。一方、平均値I
が基準値Kを超えている場合には、更に、前回の平均値
Iが基準値Kを越えているかどうかを確認し(ステップ
S11)、前回の平均値Iが基準値Kを超えている場合
には前記カウンタnを更新し(ステップS12)、前回
の平均値Iが基準値Kを超えていない場合には、前記ス
テップS2以降の処理を繰り返す。尚、基準値Kは予め
設定され、前記データ記憶部35内に格納されている。
Then, when the timer times out (step S6), the end point detection processing section 34 next reads the emission intensity data stored in step S7 from the data storage section 35 (step S8) and reads it. After calculating the average value I of the emission intensity data (step S9), it is confirmed whether or not the calculated average value I exceeds a preset reference value K (step S1).
0), if the average value I does not exceed the reference value K, the processing from step S3 onward is repeated. On the other hand, the average value I
If the average value I exceeds the reference value K, it is further confirmed whether or not the previous average value I exceeds the reference value K (step S11). If the previous average value I exceeds the reference value K, Then, the counter n is updated (step S12), and if the previous average value I does not exceed the reference value K, the processing from step S2 onward is repeated. The reference value K is preset and stored in the data storage section 35.

【0059】次に、ステップS12において更新された
カウンタnが予め設定された回数Nに達したかどうかを
確認し(ステップS13)、カウンタnが設定回数Nに
達していない場合には、前記ステップS3以降の処理を
繰り返す一方、設定回数Nに達した場合には、エッチン
グが終了していると判定して、前記制御装置20にエッ
チング終了信号を送信した後(ステップS14)、前記
スペクトルメータ32からのデータの取り込みを終了し
て(ステップS15)、当該処理を終了する。
Next, it is confirmed whether or not the counter n updated in step S12 has reached the preset number N (step S13). If the counter n has not reached the preset number N, the above step is performed. While repeating the processes from S3 onward, when the set number of times N is reached, it is determined that etching is completed, and an etching end signal is transmitted to the control device 20 (step S14), and then the spectrum meter 32 is connected. The acquisition of the data from is ended (step S15), and the process is ended.

【0060】そして、前記制御装置20は、エンドポイ
ント検出処理部34からエッチング終了信号を受信し
て、当該エッチング処理を終了する。
Then, the control device 20 receives the etching end signal from the end point detection processing section 34 and ends the etching processing.

【0061】このように、本例の終点検出装置30によ
れば、エッチング工程開始後の一定時間、及びエッチン
グ工程終了前の一定時間を除いた、エッチング工程の中
間時間帯におけるFラジカルの発光強度データを基に、
これが基準値Kを設定回数Nだけ連続して越えた場合
に、エッチング終点であると判定される。
As described above, according to the end point detection device 30 of this example, the emission intensity of the F radical in the intermediate time zone of the etching process excluding the fixed time after the start of the etching process and the fixed time before the end of the etching process. Based on the data
When this exceeds the reference value K for the set number of times N continuously, it is determined to be the etching end point.

【0062】上述したように、エッチング工程と保護膜
形成工程とを繰り返すプラズマエッチング法では、保護
膜形成工程からエッチング工程に移行する初期段階、及
びエッチング工程から保護膜形成工程に移行する終期段
階において検出されるFラジカルに対応した波長の光の
発光強度は、正確なエッチング進行状態を反映していな
いものとなっている。
As described above, in the plasma etching method in which the etching process and the protective film forming process are repeated, in the initial stage of shifting from the protective film forming process to the etching process and in the final stage of shifting from the etching process to the protective film forming process. The emission intensity of light having a wavelength corresponding to the detected F radical does not reflect the accurate etching progress state.

【0063】本例の終点検出装置30では、スペクトル
メータ32によって取得された発光強度データから、当
該エッチング工程開始後一定時間内(時間tの間)及
び該エッチング工程終了前一定時間内(エッチング工程
時間から前記時間tを差し引いた残りの時間)に得ら
れた発光強度データを除くようにしているので、前記時
間t及びtを適宜適切に設定することで、エッチン
グ進行状態を反映していない時間帯である前記エッチン
グ工程の初期段階及び終期段階の発光強度データを効果
的に取り除くことができ、エッチング進行状態を正確に
反映したエッチング工程の中間時間帯における発光強度
データのみを抽出することができる。
In the end point detection device 30 of the present example, from the emission intensity data acquired by the spectrum meter 32, within the fixed time after the start of the etching process (during time t 1 ) and before the end of the etching process (etching). Since the emission intensity data obtained during the remaining time obtained by subtracting the time t 2 from the process time) is excluded, the etching progress state is reflected by appropriately setting the times t 1 and t 2. It is possible to effectively remove the emission intensity data in the initial stage and the final stage of the etching process, which is the time period when the etching process is not performed, and extract only the emission intensity data in the intermediate time period of the etching process that accurately reflects the etching progress state. can do.

【0064】そして、このようにして抽出された発光強
度データを基にエッチング終点の判定を行うことで、正
確なエッチング終点を検出することが可能となる。尚、
この意味で、前記時間tは、これをエッチング工程時
間の2割から3割程度の時間に設定するのが好ましく、
前記時間tは、これをエッチング工程時間の7割から
8割程度の時間に設定するのが好ましい。
By determining the etching end point based on the emission intensity data thus extracted, it is possible to detect the accurate etching end point. still,
In this sense, it is preferable that the time t 1 is set to about 20 to 30% of the etching process time,
The time t 2 is preferably set to about 70 to 80% of the etching process time.

【0065】斯くして、本例のエッチング装置1によれ
ば、上記のようにエッチング終点を正確に検出すること
ができるので、例えば、上記SOIウエハにおいても、
高精度な形状のエッチング構造物を形成することが可能
となる。
As described above, according to the etching apparatus 1 of the present embodiment, the etching end point can be accurately detected as described above. Therefore, even in the SOI wafer, for example,
It becomes possible to form an etching structure having a highly precise shape.

【0066】尚、本例の終点検出装置30では、前記発
光強度データが基準値Kを設定回数Nだけ連続して越え
た場合に、エッチング終点であると判定するように構成
したが、これは、発光強度データにノイズが含まれてい
る場合に生じる誤判定の防止を目的としたものであり、
発光強度データにノイズが含まれにくい場合には、上記
構成とする必要は必ずしも無く、発光強度データの平均
値Iが1度でも基準値Kを越えれば、直ちにエッチング
終点であると判定するように構成することができる。
In the end point detection device 30 of this example, when the emission intensity data continuously exceeds the reference value K by the set number N, it is determined that the etching end point is reached. The purpose is to prevent misjudgment that occurs when the emission intensity data contains noise.
When the emission intensity data is less likely to contain noise, the above configuration is not necessarily required, and if the average value I of the emission intensity data exceeds the reference value K even once, it is immediately determined to be the etching end point. Can be configured.

【0067】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の採り得る具体的な態様は何らこれに限定
されるものではない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the specific mode of the present invention is not limited to this.

【0068】例えば、上例のエッチングの終点判定処理
において、各エッチング工程について順次抽出される発
光強度データ平均値Iの変化量ΔIを算出し、算出され
た変化量ΔIが予め設定された基準値K’を設定回数N
だけ連続して越えたとき、エッチング終点であると判定
するようにしても良い。
For example, in the etching end point determination process of the above example, the change amount ΔI of the emission intensity data average value I sequentially extracted for each etching step is calculated, and the calculated change amount ΔI is set to a preset reference value. K'is set number of times N
It may be determined that the etching end point is reached when the number of times of continuous etching exceeds.

【0069】具体的には、前記エンドポイント検出処理
部34が、図3に示した処理に引き続き、図5に示した
処理を実行するように構成される。即ち、エンドポイン
ト検出処理部34は、図3に示した処理後、前記ステッ
プS7で格納した発光強度データを前記データ記憶部3
5から読み出し(ステップS21)、読み出した発光強
度データについてその平均値Iを算出して(ステップS
22)、算出した平均値Iをデータ記憶部35に格納し
た後(ステップS23)、前エッチング工程における平
均値Iを前記データ記憶部35から読み出し(ステップ
S24)、前エッチング工程の平均値Iと現エッチング
工程の平均値Iとの差分をとって変化量ΔIを算出する
(ステップS25)。
Specifically, the endpoint detection processing unit 34 is configured to execute the processing shown in FIG. 5 subsequent to the processing shown in FIG. That is, the endpoint detection processing unit 34, after the processing shown in FIG. 3, stores the emission intensity data stored in step S7 in the data storage unit 3.
5 (step S21), the average value I of the read emission intensity data is calculated (step S21).
22), after storing the calculated average value I in the data storage unit 35 (step S23), the average value I in the pre-etching process is read from the data storage unit 35 (step S24), and the average value I in the pre-etching process is used. The change amount ΔI is calculated by taking the difference from the average value I of the current etching process (step S25).

【0070】そして、次に、前記算出した変化量ΔI
が、予め設定された基準値K’を超えたかどうかを確認
し(ステップS26)、変化量ΔIが基準値K’を超え
ていない場合には、前記ステップS3以降の処理を繰り
返す。一方、変化量ΔIが基準値Kを超えている場合に
は、更に、前回の変化量ΔIが基準値K’を越えている
かどうかを確認し(ステップS27)、前回の変化量Δ
Iが基準値K’を超えている場合には前記カウンタnを
更新し(ステップS28)、前回の変化量ΔIが基準値
K’を超えていない場合には、前記ステップS2以降の
処理を繰り返す。
Then, the calculated variation ΔI
Confirms whether or not the preset reference value K ′ has been exceeded (step S26), and if the change amount ΔI does not exceed the reference value K ′, the processing from step S3 onward is repeated. On the other hand, when the change amount ΔI exceeds the reference value K, it is further confirmed whether or not the previous change amount ΔI exceeds the reference value K ′ (step S27), and the previous change amount ΔI
When I exceeds the reference value K ′, the counter n is updated (step S28), and when the previous change amount ΔI does not exceed the reference value K ′, the processing from step S2 onward is repeated. .

【0071】次に、エンドポイント検出処理部34は、
ステップS28において更新されたカウンタnが予め設
定された回数Nに達したかどうかを確認し(ステップS
29)、カウンタnが設定回数Nに達していない場合に
は、前記ステップS3以降の処理を繰り返す一方、設定
回数Nに達した場合には、エッチングが終了していると
判定して、前記制御装置20にエッチング終了信号を送
信した後(ステップS30)、前記スペクトルメータ3
2からのデータの取り込みを終了して(ステップS3
1)、当該処理を終了する。
Next, the endpoint detection processing section 34
It is confirmed whether or not the counter n updated in step S28 has reached the preset number N (step S28).
29) If the counter n has not reached the set number N, the processing from step S3 is repeated, while if the set number N is reached, it is determined that the etching has been completed and the control is performed. After transmitting the etching end signal to the apparatus 20 (step S30), the spectrum meter 3
Data acquisition from step 2 is completed (step S3
1) and the process ends.

【0072】尚、この場合においても、上例と同様に、
発光強度データにノイズが含まれにくい場合には、変化
量ΔIが1度でも基準値K’を越えたとき、直ちにエッ
チング終点であると判定するように構成することができ
る。
Even in this case, as in the above example,
When the emission intensity data does not easily include noise, the etching end point can be immediately determined when the variation ΔI exceeds the reference value K ′ even once.

【0073】また、エッチングプロセスは、SFガス
及びCガスの流量、コイル16に印加される高周
波電力、基台3に印加される高周波電力といった各エッ
チング条件をそれぞれ上記範囲で変化させることによ
り、主としてエッチングの進行する工程と、主として保
護膜形成の進行する工程とを交番的に繰り返して実行さ
れるものであれば良く、変化させる上記各エッチング条
件を適宜組み合わせて実施することができる。
In the etching process, the etching conditions such as the flow rates of the SF 6 gas and the C 5 F 8 gas, the high frequency power applied to the coil 16 and the high frequency power applied to the base 3 are changed within the above ranges. By so doing, it is sufficient that the step of mainly performing the etching and the step of mainly performing the protective film formation are alternately and repeatedly performed, and the above-mentioned etching conditions to be changed can be appropriately combined and performed. .

【0074】即ち、コイル16の印加電力及び基台3の
印加電力を一定にして、SFガス及びCガスの
流量を上記範囲で変化させるようにしても良く、或いは
コイル16の印加電力のみを一定にして、基台3の印加
電力並びにSFガス及びC ガスの流量を上記範
囲で変化させるようにしても良く、或いは逆に基台3の
印加電力を一定にして、コイル16の印加電力並びにS
ガス及びCガスの流量を上記範囲で変化させ
るようにしても良い。
That is, the applied power of the coil 16 and the base 3
With the applied power constant, SF6Gas and C5F8Of gas
The flow rate may be changed within the above range, or
Application of the base 3 while keeping only the power applied to the coil 16 constant
Power and SF6Gas and C 5F8Set the gas flow rate to the above range.
It may be changed in the surrounding area, or conversely, the base 3
With the applied power kept constant, the applied power of the coil 16 and S
F6Gas and C5F8Change the gas flow rate within the above range
You may do it.

【0075】また、本例では、エッチング工程をe工程
から開始してe工程とd工程とを順次繰り返し実施する
ようにしたが、これに限るものではなく、d工程から開
始してd工程とe工程とを順次繰り返し実施するように
しても良い。
In this embodiment, the etching process is started from the e process and the e process and the d process are sequentially repeated. However, the present invention is not limited to this, and the d process is started from the d process. The step e and the step e may be sequentially repeated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概
略構成を一部ブロック図で示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a partial block diagram of a schematic configuration of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態におけるSFガス及びC
スの流量、並びにコイル及び基台に印加される高周波電
力の制御状態を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the flow rates of SF 6 gas and C 5 F 8 gas and the control state of the high-frequency power applied to the coil and the base in the present embodiment.

【図3】本実施形態に係る終点検出装置の処理手順を示
したフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the end point detection device according to the present embodiment.

【図4】本実施形態に係る終点検出装置の処理手順を示
したフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the end point detection device according to the present embodiment.

【図5】本発明の他の態様に係る終点検出手順を示した
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an end point detection procedure according to another aspect of the present invention.

【図6】ガススイッチングエッチング法における特定反
応種の発光強度を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the emission intensity of specific reaction species in the gas switching etching method.

【図7】SOIウエハのトレンチエッチングを説明する
ための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining trench etching of an SOI wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S シリコン基板 1 エッチング装置 2 エッチングチャンバ 2a エッチング室 3 基台 7 ガス供給部 8 ガス供給管 9,10 ガスボンベ 11,12 マスフローコントローラ 13 減圧部 14 排気管 15 プラズマ生成部 16 コイル 17,18 高周波電源 20 制御装置 21 ガス流量制御手段 22 コイル電力制御手段 23 基台電力制御手段 30 終点検出装置 32 スペクトルメータ 33 処理装置 34 エンドポイント検出処理部 35 データ記憶部 S Silicon substrate 1 Etching equipment 2 Etching chamber 2a Etching room 3 bases 7 gas supply section 8 gas supply pipes 9,10 gas cylinder 11, 12 Mass flow controller 13 Decompression section 14 Exhaust pipe 15 Plasma generator 16 coils 17, 18 High frequency power supply 20 Control device 21 Gas flow rate control means 22 Coil power control means 23 Base power control means 30 End point detection device 32 Spectrometer 33 processor 34 Endpoint detection processing unit 35 data storage

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマ化された反応種によりシリコン
基板上のエッチンググランドをエッチングする工程と、
前記エッチングによって前記シリコン基板上に形成され
た構造面に保護膜を形成する工程との、少なくとも2つ
の工程を交互に繰り返して前記シリコン基板をエッチン
グするプラズマエッチング処理において前記エッチング
の終点を検出する方法であって、 前記エッチング工程中の特定反応種の発光強度データを
取得し、 取得された発光強度データから、該エッチング工程開始
後一定時間内及び該エッチング工程終了前一定時間内に
得られた発光強度データを除いて、該エッチング工程の
中間時間帯に取得された発光強度データを抽出し、 抽出された発光強度データが予め設定された基準値を越
えたとき、エッチング終点であると判定するようにした
ことを特徴とするプラズマエッチング終点検出方法。
1. A step of etching an etching ground on a silicon substrate with plasma-generated reactive species,
A method of detecting an end point of the etching in a plasma etching process of etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on a structural surface formed on the silicon substrate by the etching. The luminescence intensity data of a specific reactive species during the etching step is obtained, and the luminescence obtained from the obtained luminescence intensity data within a certain time after the start of the etching step and within a certain time before the end of the etching step. Excluding the intensity data, the emission intensity data acquired during the intermediate time period of the etching process is extracted, and when the extracted emission intensity data exceeds a preset reference value, it is determined that the etching end point is reached. A method for detecting the end point of plasma etching, characterized in that
【請求項2】 前記抽出発光強度データが予め設定され
た回数連続して前記基準値を越えたとき、エッチング終
点であると判定するようにしたことを特徴とする請求項
1記載のプラズマエッチング終点検出方法。
2. The plasma etching end point according to claim 1, wherein when the extracted emission intensity data continuously exceeds the reference value a preset number of times, it is determined that the etching end point is reached. Detection method.
【請求項3】 プラズマ化された反応種によりシリコン
基板上のエッチンググランドをエッチングする工程と、
前記エッチングによって前記シリコン基板上に形成され
た構造面に保護膜を形成する工程との、少なくとも2つ
の工程を交互に繰り返して前記シリコン基板をエッチン
グするプラズマエッチング処理において前記エッチング
の終点を検出する方法であって、 前記エッチング工程中の特定反応種の発光強度データを
取得し、 取得された発光強度データから、該エッチング工程開始
後一定時間内及び該エッチング工程終了前一定時間内に
得られた発光強度データを除いて、該エッチング工程の
中間時間帯に取得された発光強度データを抽出し、 前記各エッチング工程について順次抽出される前記抽出
発光強度データの変化量を算出し、 算出された変化量が予め設定された基準値を越えたと
き、エッチング終点であると判定するようにしたことを
特徴とするプラズマエッチング終点検出方法。
3. A step of etching an etching ground on a silicon substrate with a reactive species formed into plasma,
A method of detecting an end point of the etching in a plasma etching process of etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on a structural surface formed on the silicon substrate by the etching. The luminescence intensity data of a specific reactive species during the etching step is obtained, and the luminescence obtained from the obtained luminescence intensity data within a certain time after the start of the etching step and within a certain time before the end of the etching step. Excluding the intensity data, the emission intensity data acquired in the intermediate time zone of the etching process is extracted, and the change amount of the extracted emission intensity data that is sequentially extracted for each etching process is calculated. Is determined to be the etching end point when exceeds the preset reference value. A characteristic method of detecting the end point of plasma etching.
【請求項4】 前記変化量が予め設定された回数連続し
て前記基準値を越えたとき、エッチング終点であると判
定するようにしたことを特徴とする請求項3記載のプラ
ズマエッチング終点検出方法。
4. The plasma etching end point detecting method according to claim 3, wherein when the change amount exceeds the reference value continuously for a preset number of times, it is determined that the etching end point is reached. .
【請求項5】 シリコン基板をチャンバ内に配置して、
該チャンバ内でプラズマ化された反応種によりシリコン
基板上のエッチンググランドをエッチングする工程と、
前記エッチングによって前記シリコン基板上に形成され
た構造面に保護膜を形成する工程との、少なくとも2つ
の工程を交互に繰り返して前記シリコン基板をエッチン
グするプラズマエッチング処理において前記エッチング
の終点を検出する装置であって、 前記チャンバ内の特定反応種の発光強度を検出する発光
強度検出手段と、 前記発光強度検出手段によって検出されたエッチング工
程中の発光強度データから、該エッチング工程開始後一
定時間内及び該エッチング工程終了前一定時間内に得ら
れた発光強度データを除いて、該エッチング工程の中間
時間帯に検出された発光強度データを抽出し、抽出した
発光強度データが予め設定された基準値を越えたとき、
エッチング終点であると判定するエッチング終点検出手
段とから構成したことを特徴とするプラズマエッチング
終点検出装置。
5. A silicon substrate is placed in the chamber,
Etching the etching ground on the silicon substrate with the reactive species plasmatized in the chamber;
An apparatus for detecting an end point of the etching in a plasma etching process for etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on a structural surface formed on the silicon substrate by the etching. Of the emission intensity detection means for detecting the emission intensity of a specific reactive species in the chamber, and from the emission intensity data during the etching process detected by the emission intensity detection means, within a certain time after the start of the etching process and Except for the emission intensity data obtained within a certain period of time before the end of the etching step, the emission intensity data detected in the intermediate time zone of the etching step is extracted, and the extracted emission intensity data is set to a preset reference value. When crossed,
A plasma etching end point detecting device comprising: an etching end point detecting means for determining the end point of etching.
【請求項6】 エッチング終点検出手段を、前記抽出発
光強度データが予め設定された回数連続して前記基準値
を越えたとき、エッチング終点であると判定するように
構成したことを特徴とする請求項5記載のプラズマエッ
チング終点検出装置。
6. The etching end point detecting means is configured to judge that the etching end point is reached when the extracted emission intensity data continuously exceeds the reference value a preset number of times. Item 5. A plasma etching end point detection device according to item 5.
【請求項7】 シリコン基板をチャンバ内に配置して、
該チャンバ内でプラズマ化された反応種によりシリコン
基板上のエッチンググランドをエッチングする工程と、
前記エッチングによって前記シリコン基板上に形成され
た構造面に保護膜を形成する工程との、少なくとも2つ
の工程を交互に繰り返して前記シリコン基板をエッチン
グするプラズマエッチング処理において前記エッチング
の終点を検出する装置であって、 前記チャンバ内の特定反応種の発光強度を検出する発光
強度検出手段と、 前記発光強度検出手段によって検出されたエッチング工
程中の発光強度データから、該エッチング工程開始後一
定時間内及び該エッチング工程終了前一定時間内に得ら
れた発光強度データを除いて、該エッチング工程の中間
時間帯に検出された発光強度データを各エッチング工程
について順次抽出するとともに、抽出した発光強度デー
タの変化量を算出し、算出した変化量が予め設定された
基準値を越えたとき、エッチング終点であると判定する
エッチング終点検出手段とから構成したことを特徴とす
るプラズマエッチング終点検出装置。
7. A silicon substrate is placed in the chamber,
Etching the etching ground on the silicon substrate with the reactive species plasmatized in the chamber;
An apparatus for detecting an end point of the etching in a plasma etching process for etching the silicon substrate by alternately repeating at least two steps of forming a protective film on a structural surface formed on the silicon substrate by the etching. Of the emission intensity detection means for detecting the emission intensity of a specific reactive species in the chamber, and the emission intensity data during the etching process detected by the emission intensity detection means, within a certain time after the start of the etching process and Except for the emission intensity data obtained within a certain period of time before the end of the etching process, the emission intensity data detected during the intermediate time period of the etching process is sequentially extracted for each etching process, and changes in the extracted emission intensity data are performed. When the amount of change is calculated and the calculated amount of change exceeds a preset reference value Plasma etching endpoint detection apparatus characterized by being composed to be an etching end point as determined etching end point detection means.
【請求項8】 前記エッチング終点検出手段を、前記変
化量が予め設定された回数連続して前記基準値を越えた
とき、エッチング終点であると判定するように構成した
ことを特徴とする請求項7記載のプラズマエッチング終
点検出装置。
8. The etching end point detecting means is configured to determine that the etching end point is reached when the change amount continuously exceeds the reference value a preset number of times. 7. The plasma etching end point detection device according to 7.
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