[發(fā)明專利]等離子處理裝置以及等離子處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202080020834.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN114521287A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 永澤充;江藤宗一郎;臼井建人;中元茂
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立高新技術(shù)
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/3213;H01L21/66;H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳秋明

為了提供以高精度檢測處理對象的膜的蝕刻量并提高處理的成品率的等離子處理裝置或者等離子處理方法，具備如下工序：使用在從形成等離子起到所述蝕刻結(jié)束為止的多個時(shí)刻檢測出表示在晶片表面反射而形成的多個波長的干涉光的強(qiáng)度的信號的結(jié)果，來檢測所述處理對象的膜層的厚度或者蝕刻的深度，使用在該工序的剛形成所述等離子之后的初始的期間中得到的多個波長的干涉光的強(qiáng)度的變化的量，來檢測所述處理對象的膜層的蝕刻處理開始的時(shí)刻，根據(jù)比較表示該開始的時(shí)刻以后的所述處理中的任意時(shí)刻的所述多個波長的干涉光的強(qiáng)度的實(shí)際數(shù)據(jù)和預(yù)先得到的與多個所述膜厚或者蝕刻深度的值對應(yīng)的所述多個波長的干涉光的強(qiáng)度的檢測用的多個數(shù)據(jù)的結(jié)果，來檢測所述任意時(shí)刻的所述剩余膜厚或者蝕刻量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子處理裝置或者等離子處理方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制造中，在晶片的表面上形成有各種零件、將它們相互連接的布線等。這些零件、布線能夠通過重復(fù)導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體等各種材料的成膜和不需要的部分的去除來形成。

作為不需要的部分的去除工藝，廣泛使用利用了等離子的干式蝕刻(以下稱為等離子蝕刻)。在等離子蝕刻中，通過高頻電源等將導(dǎo)入到蝕刻裝置的處理室內(nèi)的氣體等離子化，將晶片暴露在等離子化后的氣體中，由此進(jìn)行蝕刻處理。此時(shí)，通過基于等離子中的離子的濺射、基于自由基的化學(xué)反應(yīng)等進(jìn)行各向異性、各向同性的蝕刻，通過分開使用這些，在晶片表面上形成有各種構(gòu)造的零件、布線。

在通過這樣的蝕刻處理而得到的加工形狀與設(shè)計(jì)形狀不同的情況下，所制造的半導(dǎo)體無法發(fā)揮所希望的性能，因此為了使加工形狀接近設(shè)計(jì)形狀，需要對蝕刻處理進(jìn)行監(jiān)視、使其穩(wěn)定化的工藝監(jiān)視技術(shù)。

特別是，半導(dǎo)體器件近年來隨著微細(xì)化的發(fā)展，微細(xì)化工藝增加，隨之半導(dǎo)體器件的圖案形成方法多樣化，因此監(jiān)視蝕刻剛開始后起的膜厚/深度變化的需求提高。

與此相對，例如有關(guān)于通過測量來自處理中的晶片的反射光來測定在晶片上成膜的膜的膜厚、形成于晶片上的槽、孔的深度的工藝監(jiān)控的技術(shù)。工藝監(jiān)控被稱為膜厚/深度監(jiān)控，用于蝕刻處理的終點(diǎn)判定等。

在專利文獻(xiàn)1中公開了蝕刻的監(jiān)視技術(shù)的一例。在專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)：在對沉積在晶片上的導(dǎo)體膜將在該導(dǎo)體膜上形成的光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模來實(shí)施等離子干式蝕刻處理的工序中，通過在干式蝕刻處理中，連續(xù)地監(jiān)視從等離子檢測出的所希望的波長的發(fā)光波形的從變化開始點(diǎn)A到變化結(jié)束點(diǎn)B，來測定被蝕刻面內(nèi)的被蝕刻膜的蝕刻速度的均勻性，并基于該均勻性掌握被蝕刻膜的蝕刻量的最佳值。

此外，在專利文獻(xiàn)2中公開了一種等離子處理裝置，其具備：檢測器，其檢測來自蝕刻處理中的樣品表面的多個波長的干涉光；圖案比較單元，其對與在樣品的處理中的任意時(shí)刻得到的所述干涉光相關(guān)的實(shí)際偏差圖案數(shù)據(jù)、和與在該樣品的處理前得到的其他樣品的處理相關(guān)的多個波長的干涉光的數(shù)據(jù)即與所述膜的多個厚度分別對應(yīng)的多個標(biāo)準(zhǔn)偏差圖案進(jìn)行比較，運(yùn)算其偏差；偏差比較單元，其對它們之間的偏差與預(yù)先設(shè)定的偏差進(jìn)行比較，輸出與樣品的該時(shí)間點(diǎn)的膜的厚度相關(guān)的數(shù)據(jù)；剩余膜厚度時(shí)間序列數(shù)據(jù)記錄單元，其記錄與所述膜的厚度相關(guān)的數(shù)據(jù)作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)；以及終點(diǎn)判定器，其使用所述膜的厚度數(shù)據(jù)來判定給定量的蝕刻結(jié)束。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-243368號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-234666號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)生了以下的問題。

首先，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，為了提高蝕刻處理的可靠性，在蝕刻處理中連續(xù)地檢測從等離子檢測出的給定波長的發(fā)光波形的從變化開始點(diǎn)A到變化結(jié)束點(diǎn)B的電壓，由此測定蝕刻膜的蝕刻速度的均勻性。此外，基于所得到的蝕刻速度確定蝕刻量的最佳值。