JP4700922B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1はエッチング処理装置の要部断面模式図である。
図1に示すエッチング処理装置1は、誘導結合型プラズマ(Inductively Coupled Plasma,ICP)方式の放電環境で反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching,RIE)を行う装置である。そのエッチングチャンバ2の外部には、プラズマを生成するためのRFパワーが印加される誘導コイル3が設けられている。また、エッチングチャンバ2には、内部に被処理体であるSiウエハ10が載置されるホルダ4が設けられており、このホルダ4にはバイアスRFパワーが印加されるようになっている。さらに、このエッチングチャンバ2には、その側壁部分に石英ガラス等を用いて窓5が形成されており、この窓5の外側に、発光スペクトル測定装置(図示せず。)の発光スペクトル検出部6が設けられている。
この図2において、横軸はエッチング時間(秒)、縦軸はF発光スペクトル強度(A.U.)をそれぞれ表している。また、図2には、Siウエハ10として、(a)ベアSiウエハ、(b)酸化膜でトレンチマスクが形成されたパターン付Siウエハ(Si露出率25%)、(c)全面に酸化膜を形成したSiウエハ(「全面酸化膜形成Siウエハ」という。)、の3種類のSiウエハを用いて、それぞれをエッチング処理したときのF発光スペクトル強度の経時変化を例示している。
図3には、パターン付Siウエハおよび全面酸化膜形成Siウエハについて、SF6流量を10sccm〜60sccmの間で変化させてエッチング処理を行ったときの各SF6流量条件下でのF発光スペクトル強度の測定結果を示している。この図3において、横軸はSF6流量(sccm)、縦軸はF発光スペクトル強度(A.U.)をそれぞれ表している。ただし、図3のF発光スペクトル強度は、各SF6流量について、エッチング開始から150秒経過してプラズマが安定している時点での値である。
図4には、図3で得られた全面酸化膜形成Siウエハおよびパターン付Siウエハについての各SF6流量でのF発光スペクトル強度の差を示している。この図4において、横軸はSF6流量(sccm)、縦軸は全面酸化膜形成Siウエハとパターン付Siウエハとの間のF発光スペクトル強度差(A.U.)をそれぞれ表している。また、図5には、パターン付Siウエハについて、SF6流量を変化させてエッチング処理時間を150秒に固定したときの各SF6流量でのトレンチ深さを示している。この図5において、横軸はSF6流量(sccm)、縦軸はパターン付Siウエハのトレンチ深さ(μm)をそれぞれ表している。
図7はトレンチ深さの測定フローの一例である。
トレンチ形成部分以外を酸化膜でマスクしたパターン付Siウエハについてエッチング処理中のトレンチ深さを測定するため、まず、実際にこのパターン付Siウエハに対して行うエッチング処理と同じレシピで、全面酸化膜形成Siウエハを処理し、図6に示したように、そのF発光スペクトル強度I0(t)の経時変化を測定する(ステップS1)。なお、このような全面酸化膜形成ウエハの処理を行って取得される発光スペクトル強度を特に「全面酸化膜形成ウエハ発光スペクトル強度」と呼ぶ場合があるものとする。
2 エッチングチャンバ
3 誘導コイル
4 ホルダ
5 窓
6 発光スペクトル検出部
10 Siウエハ
Claims (4)
- ウエハにトレンチを形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
前記トレンチを形成する際には、
酸化膜でトレンチマスクを形成した前記ウエハの前記トレンチを形成するエッチング処理中のプラズマの発光スペクトル強度を測定し、
測定した前記発光スペクトル強度と、あらかじめ全面に酸化膜を形成した全面酸化膜形成ウエハに同じエッチング処理を行って取得した全面酸化膜形成ウエハ発光スペクトル強度との差を、エッチング時間で積分し、
積分した値を用いて前記トレンチの深さを求め、
求められた前記トレンチの深さが目的の値になったときに前記ウエハのエッチング処理を停止する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記発光スペクトル強度は、エッチング処理中のプラズマに含まれているフッ素の発光スペクトルの強度であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記積分した値を用いて前記トレンチの深さを求める際には、前記積分した値に変換係数を乗じて前記トレンチの深さを求めることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記変換係数は、
酸化膜でトレンチマスクが形成されてエッチングレートが既知の参照ウエハに前記同じエッチング処理を行って参照ウエハ発光スペクトル強度を測定し、
測定された前記参照ウエハ発光スペクトル強度と前記全面酸化膜形成ウエハ発光スペクトル強度との差をエッチング時間で積分し、
積分した値と前記エッチングレートから求まるトレンチ深さとによって求めることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
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