[发明专利]等离子处理装置以及等离子处理方法有效
申请号: | 201310363078.5 | 申请日: | 2013-08-20 |
公开(公告)号: | CN104078375A | 公开(公告)日: | 2014-10-01 |
发明(设计)人: | 中元茂;臼井建人;井上智己;广田侯然;福地功祐 | 申请(专利权)人: | 株式会社日立高新技术 |
主分类号: | H01L21/66 | 分类号: | H01L21/66;H01J37/32 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 | 代理人: | 肖靖 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 等离子 处理 装置 以及 方法 | ||
技术领域
本发明涉及在半导体集成电路的制造等中对基板状的样品进行蚀刻处理时检测蚀刻结束点的等离子处理装置或者等离子处理方法,特别涉及对包含在配置于真空容器内的处理室内的半导体晶片等基板状的样品的上表面预先设置的处理对象的膜的膜构造,使用在处理室内形成的等离子一边进行蚀刻一边检测处理的状态的等离子处理装置以及等离子处理方法。
背景技术
在从半导体晶片等基板状的样品制造半导体器件的工序中,在形成于该晶片的表面上的各种材料的膜层、特别是介电材料的膜层的除去或者在该膜处的图案形成中,广泛使用采用形成于真空容器内的处理室的等离子的干蚀刻技术。在使用了这种等离子的蚀刻处理装置中,一般是使电场或者磁场作用于导入到作为真空容器内的处理用空间的处理室内的处理气体而使其等离子化,使得到的等离子内的离子等带电粒子或高活性的粒子(基,radical)与包含预先配置于晶片表面的处理对象的膜层的膜构造反应,从而对该处理对象的膜进行蚀刻加工。
在这种晶片的蚀刻处理中,已知在所形成的等离子的发光中的特定波长的强度伴随被处理膜的蚀刻进程而变化。因而,知道这样的技术,在处理中检测来自这种处理中的等离子的特定波长的发光强度的变化,根据其检测的结果检测膜通过蚀刻被除去或者达到了所希望的深度的蚀刻的终点。
特别是为了实现半导体器件更高的集成化、加工的微细化,重要的是在蚀刻处理的工序中使被处理膜的剩余厚度在规定值时结束处理。作为使这种被处理膜的厚度成为规定值而结束蚀刻处理的技术,已知有如下技术,利用与伴随蚀刻的进程而被处理膜的剩余厚度减少相应地来自包含被处理膜的晶片表面的光形成干涉的波形这一现象,使用干涉的光(干涉光)的强度的变化来检测剩余膜厚度。
例如,在专利文献1中公开了检测干涉光的至少2种波长,使用这些多个波长的干涉光的强度值来检测被处理膜的剩余厚度的技术。另外,在专利文献2中公开了以下技术,即、检测多个波长的干涉光,通过比较与预先求得的多个波长的将波长作为参数的干涉光的强度有关的数据的图案和与实际得到的干涉光的强度有关的数据,检测被处理膜的剩余厚度。
专利文献1:日本特开2001-085388号公报
专利文献2:日本特开2003-083720号公报
上述以往技术在以下方面考虑不足,所以产生了问题。
例如,知道通过LPCVD(低压化学气相沉积,Low Pressure Chemical Vapor Deposition)成膜的氧化膜的厚度的重现性低,该重现性为10%左右。另一方面,在蚀刻工序中,即使被处理膜的厚度具有这种偏差,在专利文献1或专利文献2公开的技术中,也可以通过检测与剩余膜厚度的绝对值相应的干涉光的强度的变化,高精度地检测被处理膜的剩余厚度。
但是,在被处理膜的下层的膜即基底膜的膜是透过光的材质、且对于每个样品其厚度具有大的偏差的情况下,例如即使被处理膜的剩余厚度相同,在各个晶片中得到的干涉光的强度也不同,所以产生了不能准确地检测被处理膜的剩余厚度的问题。这种问题在上述以往技术中没有被考虑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用等离子在蚀刻处理中精密地检测处理对象的膜的剩余厚度、或者能够对其进行调节的半导体晶片等的等离子处理装置以及等离子处理方法。
上述目的通过以下的等离子处理装置或等离子处理方法实现,是具备配置在真空容器的内部的处理室、以及配置在该处理室内且将晶片载置在其上表面的样品台,使用在上述处理室内形成的等离子处理包含在预先形成在上述晶片上表面的膜构造中的处理对象膜的等离子处理装置以及等离子处理方法,检测在上述处理中从上述晶片表面得到的多个波长的干涉光的强度,从在上述处理中的任意的时刻检测到的上述多个波长的干涉光的强度检测它们的时间微分的时间序列数据,使用将与上述多个波长有关的上述时间系列数据检测将波长作为参数的实微分波形图案数据,使用比较了该实微分波形图案数据和检测用微分波形图案数据所得的结果,计算上述任意的时刻的剩余膜厚度,上述检测用微分波形图案数据使用在上述晶片的处理之前预先具有2种不同的基底膜的厚度的膜构造的上述处理对象的膜的剩余厚度和将上述干涉光的波长作为参数的基本微分波形图案数据而制成,使用该剩余膜厚度来判定到达上述处理的目标。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施例的等离子处理装置的构成的概略的图。
图2是示意性地表示图1所示的等离子处理装置中作为蚀刻处理对象的晶片上的膜构造的图。
图3是表示图2所示的膜构造的干涉光的强度的值和基底膜的厚度关系的图表。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造