(57)【要約】【課題】終点検出のための特別な領域を設定する必要がないプラズマエッチング方法及び装置を提供する。【解決手段】ＳＦ６ガスをプラズマ化してＳｉ膜上のエッチンググランドをエッチングするエッチング工程において、これを、多量のＳＦ６ガスを供給する多量供給工程と、少量のＳＦ６ガスを供給する少量供給工程との二工程から構成する。エンドポイント検出処理部３４は、少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定する。【選択図】図１
2008053678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程を繰り返して実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項２】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程を繰り返して実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項３】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程を予め定められた時間実施した後、該多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程を繰り返して実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項４】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程を予め定められた時間実施した後、該多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程を繰り返して実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項５】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするエッチング工程と、ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを供給しプラズマ化して、前記エッチング工程で形成された構造面に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを繰り返し実施して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記エッチング工程を、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項６】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするエッチング工程と、ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを供給しプラズマ化して、前記エッチング工程で形成された構造面に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを繰り返し実施して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記エッチング工程を、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項７】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするエッチング工程と、ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを供給しプラズマ化して、前記エッチング工程で形成された構造面に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを繰り返し実施して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、前記エッチング工程を、該予定回数繰り返し時の供給量、即ち多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程に分けて実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項８】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするエッチング工程と、ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを供給しプラズマ化して、前記エッチング工程で形成された構造面に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを繰り返し実施して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
前記エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、前記エッチング工程を、該予定回数繰り返し時の供給量、即ち多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程に分けて実施するとともに、
前記少量供給工程中におけるプラズマ中のＦの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにしたことを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項９】
前記多量供給工程では、２００ｓｃｃｍ以上のＳＦ６ガスを供給し、
前記少量供給工程では、１８０ｓｃｃｍ以下のＳＦ６ガスを供給するようにしたことを特徴とする請求項１乃至８記載のいずれかの終点検出可能なプラズマエッチング方法。
【請求項１０】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程が実施されるように、前記エッチングガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程において、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程が繰り返し実施されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１１】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程が実施されるように、前記エッチングガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程において、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程が繰り返し実施されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１２】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程が実施されるように、前記エッチングガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程において、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程が予め定められた時間実施された後、該多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程が繰り返し実施されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１３】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程が実施されるように、前記エッチングガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程において、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程が予め定められた時間実施された後、該多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程が繰り返し実施されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１４】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを前記エッチングチャンバ内に供給する耐エッチング層形成ガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、耐エッチング層形成ガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程と、エッチングチャンバ内に耐エッチング層形成ガスが供給され、エッチングガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台への高周波電力の印加が停止される耐エッチング層形成工程とが繰り返し実施されるように、前記エッチングガス供給部，耐エッチング層形成ガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程が、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１５】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを前記エッチングチャンバ内に供給する耐エッチング層形成ガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、耐エッチング層形成ガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程と、エッチングチャンバ内に耐エッチング層形成ガスが供給され、エッチングガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台への高周波電力の印加が停止される耐エッチング層形成工程とが繰り返し実施されるように、前記エッチングガス供給部，耐エッチング層形成ガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度を基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程が、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１６】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを前記エッチングチャンバ内に供給する耐エッチング層形成ガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、耐エッチング層形成ガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程と、エッチングチャンバ内に耐エッチング層形成ガスが供給され、エッチングガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台への高周波電力の印加が停止される耐エッチング層形成工程とが繰り返し実施されるように、前記エッチングガス供給部，耐エッチング層形成ガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度を基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、前記エッチング工程が、該予定回数繰り返し時の供給量、即ち多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１７】
表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
ＣｘＦｙガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを前記エッチングチャンバ内に供給する耐エッチング層形成ガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、耐エッチング層形成ガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程と、エッチングチャンバ内に耐エッチング層形成ガスが供給され、エッチングガスはその供給が停止され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台への高周波電力の印加が停止される耐エッチング層形成工程とが繰り返し実施されるように、前記エッチングガス供給部，耐エッチング層形成ガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度を基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、前記エッチング工程が、該予定回数繰り返し時の供給量、即ち多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＦの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されてなることを特徴とする終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記多量供給工程では、２００ｓｃｃｍ以上のＳＦ６ガスが供給され、前記少量供給工程では、１８０ｓｃｃｍ以下のＳＦ６ガスが供給されるように、前記エッチングガス供給部の作動を制御することを特徴とする請求項１０乃至１７記載のいずれかの終点検出可能なプラズマエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングガスをプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法及びその装置であって、エッチング終点を確実に検出することが可能なプラズマエッチング方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチングにおいてエッチングの終点を検出する方法として、従来、特開２００５−３８８９６号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
この終点検出方法は、シリコン基板上に、開口エリアとマスクエリアとからなる複数のエッチング終点検出用のパターンが描かれたマスクを設け、この複数のエッチング終点検出用パターンにレーザ光を照射して、各検出パターンにおける開口エリアとマスクエリアとの二つの光路の光路差から生じる、エッチング深さに応じた干渉強度をモニタし、モニタした干渉強度を基に、エッチング深さの変化量、即ち、エッチングレートを算出して、算出したエッチングレートと経過時間からエッチング終点を検出するというものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３８８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来の終点検出方法では、シリコン基板上に、デバイスを形成するための領域の他に、複数のエッチング終点検出パターン用の領域を設定する必要があるため、エッチング終点検出パターンを設けた分だけ、一つのシリコン基板から製造することができるデバイスの数が減少する、即ち、デバイスの集積性が悪く、効率的な製造ができないという問題があった。
【０００６】
また、レーザ光を照射するレーザ光発振装置と、反射光を受光する画像監視カメラとをシリコン基板の直上に設ける必要があるため、装置構成上の制約が大きいという欠点もあった。
【０００７】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、エッチング終点を検出するための特別な領域をシリコン基板上に設定する必要がなく、また、装置構成上の制約が小さい終点検出可能なプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングする方法であって、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法において、
多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程を繰り返して実施するとともに、
前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定し、
測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して処理を終了するようにした終点検出可能なプラズマエッチング方法に係る。
【０００９】
また、本発明は、表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板を収納するエッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバ内の下部位置に配設され、前記シリコン基板が載置される基台と、
ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを前記エッチングチャンバ内に供給するエッチングガス供給部と、
前記エッチングチャンバ内を減圧する減圧部と、
前記エッチングチャンバの外周にこれと対向するように配設されたコイルを備え、該コイルに高周波電力を印加して、前記エッチングチャンバ内のガスをプラズマ化するプラズマ生成部と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力印加部と、
前記エッチングチャンバ内にエッチングガスが供給され、前記コイルに高周波電力が印加され、且つ、基台に高周波電力が印加されるエッチング工程が実施されるように、前記エッチングガス供給部，プラズマ生成部及び基台電力印加部の作動を制御する制御装置とを備えたプラズマエッチング装置において、
前記エッチングチャンバ内のプラズマの発光強度を検出する発光強度検出器と、
前記発光強度検出器によって検出された発光強度データを基に、エッチングの終点を検出するエッチング終点検出部とを備え、
前記制御装置は、前記エッチング工程において、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、ついで、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程が繰り返し実施されるように前記エッチングガス供給部の作動を制御するとともに、前記エッチング終点検出部から終点検出信号を受信して、一連の処理を終了するように構成され、
前記エッチング終点検出部は、前記少量供給工程におけるプラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を抽出し、抽出された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、エッチング終点であると判定して、前記制御装置に終点検出信号を送信するように構成されたプラズマエッチング装置に係る。
【００１０】
本発明は、上記のように、表面側に形成されたＳｉ膜と、該Ｓｉ膜の下に形成された下層膜とを備えるシリコン基板の前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置に関するものであり、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを使用して前記Ｓｉ膜をエッチングする。
【００１１】
そして、当該エッチング工程は、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、供給量を減少させて少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成される。
【００１２】
尚、前記下層膜としては、例えば、ＳｉＯ２膜や、ポリイミドテープによって形成された膜、フォトレジストによって形成された膜、グリースによって形成された膜、ワックスによって形成された膜、熱剥離材付きシート（ポリエステルフィルムなど）によって形成された膜、シリコン窒化膜など、Ｓｉ膜に比べてエッチングされ難いものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１３】
本発明者らの研究によると、ＳＦ６ガスを多量に供給しプラズマ化した状態下では、プラズマ中のＳｉ、及びＳｉＦ，ＳｉＦ２などのフッ化シリコン（ＳｉＦｘ）の発光強度は、Ｓｉ膜のみが存在する場合と、下層膜のみが存在する場合との間で差は無いが、ＳＦ６ガスを少量供給しプラズマ化した状態下では、Ｓｉ及びＳｉＦｘの発光強度は、Ｓｉ膜のみが存在する場合と、下層膜のみが存在する場合とで、相当に異なることが判明した。
【００１４】
即ち、ＳＦ６ガスを多量に供給しプラズマ化した状態下では、プラズマ中のＳｉ及びＳｉＦｘの発光強度は、Ｓｉ膜のみが存在する場合、及び下層膜のみが存在する場合とも、低いレベルであり、一方、ＳＦ６ガスを少量供給しプラズマ化した状態下では、Ｓｉ膜のみが存在する場合には、Ｓｉ及びＳｉＦｘの発光強度は高レベルであるが、下層膜のみが存在する場合には、Ｓｉ及びＳｉＦｘの発光強度は低レベルとなる。
【００１５】
Ｓｉ膜のみが存在する場合に、ＳＦ６ガスの供給流量によって発光強度が変化するのは、ＳＦ６ガスの供給流量が多いと、設定圧力に制御されたエッチングチャンバ内から排気される排気流量も多く、エッチングによって生成されたＳｉＦ４の再解離によって生成されるＳｉやＳｉＦｘが生成後直ちに排出されるため、エッチングチャンバ内に存在するＳｉ及びＳｉＦｘが少なくなるのに対し、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないと、設定圧力に制御されたエッチングチャンバ内から排気される排気流量も少なく、生成されたＳｉ及びＳｉＦｘがエッチングチャンバ内に留まり易いため、エッチングチャンバ内に存在するＳｉ及びＳｉＦｘが多くなるからだと考えられる。
【００１６】
他方、下層膜のみが存在する場合に、ＳＦ６ガスの供給流量によって発光強度があまり変化しないのは、エッチングチャンバ内にＳｉ及びＳｉＦｘが存在しないか存在しても極僅かであるためと考えられる。また、周辺波長の影響やプラズマ密度の変化などに伴う発光強度の変化により、低レベルではあるものの、Ｓｉ又はＳｉＦｘに相当する波長の発光強度に変化が見られるためと考えられる。
【００１７】
したがって、前記少量供給工程において、プラズマ中のＳｉ又はＳｉＦｘの発光強度を測定して、測定された発光強度が予め設定した基準値以下となったとき、下層膜が露出した、即ち、エッチング終点に到達したと判定することができる。
【００１８】
斯くして、本発明では、上記のように、エッチング工程を、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二つの工程から構成することで、多量供給工程ではエッチングレートを高めた高速エッチングを実現でき、少量供給工程では、エッチングレートは低いものの確実にエッチング終点を検出することができ、全体として、高速エッチングを実現しつつ、確実にエッチング終点を検出することが可能となった。
【００１９】
また、従来のように、シリコン基板上に、デバイスを形成するための領域の他に、複数のエッチング終点検出パターン用の領域を設定する必要がないため、デバイスの集積性を高めることができ、効率的な製造を行うことができる。
【００２０】
また、プラズマ中の特定物質の発光強度を測定する発光強度検出器は、エッチングチャンバの任意の位置に設けることが可能であり、装置構成上の制約が少ないというメリットもある。
【００２１】
尚、処理開始当初から、多量供給工程と少量供給工程との少なくとも二工程を繰り返し実施するようにしても良いが、これに限られるものではなく、多量供給工程を予め定められた時間実施した後、エッチング終点に近づいたと判断される時点から、当該多量供給工程と少量供給工程との少なくとも二工程を実施するようにしても良い。
【００２２】
上述したように、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する場合には、エッチングレートが高いが、供給量が少ない場合には、エッチングレートは低い。したがって、処理開始当初から少量供給工程を実施した場合、エッチング速度の面から見ると、必ずしも最適なものとは言えない。
【００２３】
そこで、上記のように、エッチング終点に近づいたと判断される時点まで、多量のＳＦ６ガスを供給するエッチング工程を実施し、しかる後、多量供給工程と少量供給工程との少なくとも二工程を繰り返し実施するようにすれば、少量供給工程を実施することによるエッチング速度の低下を極力抑えることができ、全体としてのエッチング速度をより高めた状態で、確実なエッチング終点の検出が可能となり、効率的である。
【００２４】
また、前記エッチング終点検出部によって発光強度を抽出する対象物質は、上記のＳｉ又はＳｉＦｘに限られるものではなく、Ｆの発光強度を抽出するようにしても良い。本発明者らの研究結果によると、ＳＦ６ガスを多量に供給しプラズマ化した状態下では、プラズマ中のＦの発光強度は、Ｓｉ膜のみが存在する場合、及び下層膜のみが存在する場合とも、高いレベルであり、一方、ＳＦ６ガスを少量供給しプラズマ化した状態下では、Ｓｉ膜のみが存在する場合には、Ｆの発光強度は低レベルであるが、下層膜のみが存在する場合には、Ｆの発光強度は高レベルとなることが判明している。
【００２５】
Ｓｉ膜のみが存在する場合に、ＳＦ６ガスの供給流量によって発光強度が変化するのは、ＦはＳＦ６ガスがプラズマ化されることによって生成されるものであるところ、ＳＦ６ガスの供給流量が多いと、エッチング生成物であるＳｉＦ４やその解離種であるＳｉやＳｉＦｘの比率が低く、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないと、エッチング生成物であるＳｉＦ４やその解離種であるＳｉやＳｉＦｘの比率が高くなり、その結果、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないときほどエッチング室２ａ内に存在するＦの比率が低くなるためだと考えられる。
【００２６】
他方、下層膜のみが存在する場合に、ＳＦ６ガスの供給流量によって発光強度があまり変化しないのは、生成されたＦがエッチングに費やされないか費やされても極僅かであるため、エッチングチャンバ内に存在するＦの量がさほど変化しないためだと考えられる。
【００２７】
したがって、この場合、前記エッチング終点検出部は、抽出（測定）したＦの発光強度が予め設定した基準値以上となったとき、エッチング終点であると判定する。
【００２８】
また、本発明は、ＳＦ６ガスを含むエッチングガスを供給しプラズマ化してＳｉ膜をエッチングするエッチング工程と、ＣＦ４ガス，Ｃ３Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガスなどのフロロカーボン（ＣｘＦｙ）ガス又はＯ２ガスを含む耐エッチング層形成ガスを供給しプラズマ化して、前記エッチング工程で形成された構造面に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを繰り返し実施して前記Ｓｉ膜をエッチングするプラズマエッチング方法にも適用できる。
【００２９】
この場合も、処理開始当初から、エッチング工程を多量供給工程と少量供給工程との少なくとも二つの工程に分けて実施するようにしても良いが、これに限られるものではなく、多量のＳＦ６ガスを供給するエッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、エッチング終点に近づいたと判断される時点から、当該エッチング工程を、多量供給工程と少量供給工程との二工程に分けて実施するようにしても良い。
【００３０】
また、本発明者らの知見によると、前記制御装置の制御下で、前記エッチングガス供給部によって供給される少量供給工程におけるＳＦ６ガスの供給量は、１８０ｓｃｃｍ以下であるのが好ましい。１８０ｓｃｃｍ以下の場合に、上述したＳｉ，ＳｉＦｘ又はＦの発光強度に顕著な差が現れる。
【００３１】
また、同じく制御装置の制御下で、エッチングガス供給部によって供給される多量供給工程におけるＳＦ６ガスの供給量は、エッチング速度の面から２００ｓｃｃｍ以上であるのが好ましく、４００ｓｃｃｍ以上であるのがより好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、エッチング工程の全部又は一部を、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程と、少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程との少なくとも二工程から構成することで、多量供給工程ではエッチングレートを高めた高速エッチングを実現でき、少量供給工程では、エッチングレートは低いものの確実にエッチング終点を検出することができるので、全体として、高速エッチングを実現しつつ、確実にエッチング終点を検出することが可能となった。
【００３３】
また、従来のように、シリコン基板上に、デバイスを形成するための領域の他に、複数のエッチング終点検出パターン用の領域を設定する必要がないため、デバイスの集積性を高めることができ、効率的な製造を行うことができる。
【００３４】
また、プラズマ中の特定物質の発光強度を測定する発光強度検出器は、エッチングチャンバの任意の位置に設けることが可能であり、装置構成上の制約が少ないというメリットもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面に基づき説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ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。
【００３６】
図１に示すように、このプラズマエッチング装置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、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としてのＳＦ６ガス及び耐エッチング層形成ガスとしてのＣ４Ｆ８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ＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスをプラズマ化するプラズマ生成部１５と、基台３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。
【００３７】
前記エッチングチャンバ２はセラミックから形成され、その側壁部には、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。
【００３８】
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、基台３及びヘリウムガスを介して、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には高周波電源１８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。
【００３９】
前記ガス供給部７は、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ＳＦ６ガスが充填され、ガスボンベ１０内にはＣ４Ｆ８ガスが充填されている。但し、耐エッチング層形成ガスとしてはこの他にＣＦ４，Ｃ３Ｆ８，Ｃ５Ｆ８等の他のフロロカーボン（ＣｘＦｙ）ガスやＯ２ガスを用いることができる。
【００４０】
前記減圧部１３は、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１４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）によってエッチング室２ａ内の気体が排気され、エッチング室２ａ内が所定の低圧（例えば、３Ｐａ〜３０Ｐａ）に減圧される。
【００４１】
前記プラズマ生成部１５は、エッチングチャンバ２の基台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１３．５６ＭＨｚ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。
【００４２】
前記制御装置２０は、マスフローコントローラ１１，１２を制御し、ガスボンベ９，１０からエッチング室２ａ内に供給されるガス流量を図６（ａ）及び（ｂ）に示す如く調整するガス流量制御部２２と、コイル１６に印加される高周波電力を図６（ｃ）に示す如く制御するコイル電力制御部２３と、基台３に印加される高周波電力を図６（ｄ）に示す如く制御する基台電力制御部２４と、これらガス流量制御部２２，コイル電力制御部２３，基台電力制御部２４に対し制御信号を送信して、各々に上記の制御を実行させるプログラマブルコントローラ２１とからなる。
【００４３】
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とからなる。
【００４４】
また、前記処理装置３３は、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２に示した処理を行って、エッチングの終点を検出し、検出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、終点を検出するために使用する基準値を記憶するデータ記憶部３５とからなる。尚、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耐エッチング層形成工程であるのかといった工程の別を表す信号）が、制御装置２０から送信されるようになっている。
【００４５】
次に、以上の構成を備えたプラズマエッチング装置１の動作について説明する。
【００４６】
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。尚、以下の説明では、前記シリコン基板Ｓとして、絶縁膜たるＳｉＯ２膜上にＳｉ膜が形成されたものを一例に挙げて説明する。
【００４７】
まず、前記シリコン基板ＳのＳｉ膜上に、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（例えばレジスト膜など）を形成した後、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。
【００４８】
そして、上記のようにして、処理準備が完了すると、プログラマブルコントローラ２１は、予め作成されたプログラムに従って処理を開始し、ガス流量制御部２２，コイル電力制御部２３及び基台電力制御部２４にそれぞれ制御信号を送信して、これらガス流量制御部２２，コイル電力制御部２３及び基台電力制御部２４による制御の下、ガスボンベ９，１０からＳＦ６ガス，Ｃ４Ｆ８ガスをエッチング室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。
【００４９】
エッチング室２ａ内に供給されるＳＦ６ガスの流量は、図６（ａ）に示すように、Ｖｅ１ｓｃｃｍ，Ｖｅ２ｓｃｃｍ，０ｓｃｃｍの３段階で順次変化するように、ガス流量制御部２２によって制御される。尚、以下、流量がＶｅ１ｓｃｃｍである工程を多量供給工程ｅ１、Ｖｅ２ｓｃｃｍである工程を少量供給工程ｅ２、０ｓｃｃｍである工程を耐エッチング層形成工程ｄと称し、多量供給工程ｅ１及び少量供給工程ｅ２の二工程がエッチング工程を構成する。
【００５０】
また、Ｃ４Ｆ８ガスの流量は、図６（ｂ）に示すように、前記多量供給工程ｅ１及び少量供給工程ｅ２では０ｓｃｃｍとなり、耐エッチング層形成工程ｄではＶｄ１ｓｃｃｍとなるようにガス流量制御部２２によって制御される。
【００５１】
また、コイル１６に印加される高周波電力は、図６（ｃ）に示すように、処理開始から処理終了までＷｃ１Ｗとなるように、コイル電力制御部２３によって制御され、基台３に印加される高周波電力は、図６（ｄ）に示すように、多量供給工程ｅ１ではＷｐ１Ｗ、少量供給工程ｅ２ではＷｐ２Ｗ、耐エッチング層形成工程ｄでは０Ｗとなるように、基台電力制御部２４によって制御される。
【００５２】
エッチング室２ａ内に供給されたＳＦ６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Ｓｉ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Ｓｉ膜表面がエッチングされ、所定幅及び深さの溝や穴が形成される。
【００５３】
また、供給されるＳＦ６ガスの流量が多いほどエッチング速度（レート）は高く、流量がＶｅ１ｓｃｃｍと多量である多量供給工程ｅ１では、エッチング速度が高く、Ｖｅ２ｓｃｃｍと少量である少量供給工程ｅ２では、エッチング速度がこれより低い。
【００５４】
一方、Ｃ４Ｆ８ガスはプラズマ中で重合物を形成し、これが前記溝や穴の側面及び底面（エッチング表面）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ラジカルに対する耐エッチング層として機能し、この耐エッチング層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。尚、上記のように、耐エッチング層形成ガスとしては、フロロカーボン（ＣｘＦｙ）ガスの他にＯ２ガスを用いることができ、このＯ２ガスを用いる場合、耐エッチング性を有するＳｉＯ２層がエッチング表面に形成される。
【００５５】
斯くして、以上のエッチング工程（多量供給工程ｅ１及び少量供給工程ｅ２）と耐エッチング層形成工程ｄとを順次繰り返して実施することにより、内壁面が垂直な所定のエッチング形状を、効率よくシリコン基板Ｓ上に形成することができる。
【００５６】
次に、エッチングの終点を検出するその具体的な態様について説明するが、これに先立って、まず、終点検出の原理について説明する。
【００５７】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、プラズマ中のＳｉＦの発光強度と、ＳＦ６ガスの供給量との関係が、図３に示すような特性を持つとの知見を得た。
【００５８】
図３は、プラズマ雰囲気下にＳｉ膜（のみ）が存在する場合と、ＳｉＯ２膜（のみ）が存在する場合におけるＳｉＦの発光強度を示したものであり、同図（ａ）は、ＳＦ６ガスの流量が８００ｓｃｃｍである場合、同図（ｂ）はＳＦ６ガスの流量が４００ｓｃｃｍである場合、同図（ｃ）はＳＦ６ガスの流量が２００ｓｃｃｍである場合、同図（ｄ）はＳＦ６ガスの流量が１８０ｓｃｃｍである場合、同図（ｅ）はＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合、同図（ｆ）はＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合のＳｉＦの発光強度を示している。尚、ＳｉＦは、エッチング対象のＳｉとＦラジカルとが反応して生成されたＳｉＦ４の再解離によって生成されるものであり、この他にも、ＳｉＦ２，ＳｉＦ３などが生成され、これらフッ化シリコン（ＳｉＦｘ）は、全て、図３に示した特性を示す。
【００５９】
同図３から分かるように、ＳｉＦの発光強度レベルは、ＳＦ６ガスを多量（２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍ）に供給した場合には、Ｓｉ膜の場合とＳｉＯ２膜の場合とであまり差は無いが、ＳＦ６ガスを少量（５０ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍ）しか供給しない場合、Ｓｉ膜の場合の発光強度レベルは、ＳｉＯ２膜の場合の発光強度レベルに比べてかなり高いものとなっている。
【００６０】
因みに、図３に示した例では、ＳＦ６ガスの流量が１８０ｓｃｃｍである場合の、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約２．５であり、ＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合の、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約６．０であり、ＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合の、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約９．６であった。また、特に図示はしないが、ＳＦ６ガスの流量を３０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍとした場合の、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は、それぞれ、約９．４、約６．８であった。
【００６１】
このような特性となるのは、Ｓｉ膜が存在するときには、ＳＦ６ガスの供給流量が多いと、設定圧力に制御されたエッチング室２ａ内から排気される排気流量も多く、ＳｉＦが生成後直ちに排出されるため、エッチング室２ａ内に存在するＳｉＦが少なくなるのに対し、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないと、設定圧力に制御されたエッチング室２ａ内から排気される排気流量も少なく、生成されたＳｉＦがエッチング室２ａ内に留まり易いため、エッチング室２ａ内に存在するＳｉＦが多くなるからだと考えられる。
【００６２】
他方、ＳｉＯ２膜が存在するときには、エッチング室２ａ内にＳｉＦが存在しないか存在しても極僅かであるためと考えられる。また、周辺波長の影響やプラズマ密度の変化などに伴う発光強度の変化により、低レベルではあるものの、ＳｉＦに相当する波長の発光強度に変化が見られるためと考えられる。
【００６３】
したがって、ＳＦ６ガスの供給量を少量とした状態で、プラズマ中のＳｉＦの発光強度を測定し、その値が予め定めた基準値Ｔ１以下となったとき、Ｓｉ膜のエッチングを完了してＳｉＯ２膜が露出したこと、即ち、エッチング終点に到達したと判定することができる。
【００６４】
また、図４は、ＳＦ６ガスを１００ｓｃｃｍでエッチング室２ａ内に供給したときの、ＳｉＦに相当する波長の発光強度レベルとエッチング時間との関係を示したグラフであるが、エッチングの開始から一定時間が経過し、Ｓｉ膜のエッチングが完了してＳｉＯ２膜が露出すると、発光強度レベルが低下しており、この図４からも明らかなように、発光強度レベルを随時監視することによってエッチング終点を検出することができる。
【００６５】
そこで、本例では、上記のように、多量のＳＦ６ガスを供給する多量供給工程ｅ１と、少量のＳＦ６ガスを供給する少量供給工程ｅ２との二工程からなるエッチング工程を設定して、多量供給工程ｅ１では、高いエッチング速度（レート）で高速にエッチングすることに主眼を置き、少量供給工程ｅ１では、エッチング終点の検出に主眼を置いた。
【００６６】
尚、このような観点から、少量供給工程ｅ２におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ２は、１５ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましい。また、多量供給工程ｅ１におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ１は、２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましく、好適なエッチングレートを得るには、４００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが更に好ましい。
【００６７】
また、Ｃ４Ｆ８ガスの流量Ｖｄ１は１００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましい。
【００６８】
また、コイル１６に印加される高周波電力Ｗｃ１は２０００Ｗ〜５０００Ｗの範囲であるのが好ましく、更に、基台３に印加される高周波電力Ｗｐ１は２０Ｗ〜１００Ｗの範囲であるのが好ましく、Ｗｐ２は１０Ｗ〜９０Ｗの範囲であるのが好ましい。
【００６９】
斯くして、本例では、以上の検出原理に基づき、以下のようにして、エッチング終点が検出される。
【００７０】
即ち、まず、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、各波長に応じた発光強度が検出される。
【００７１】
そして、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２に示した処理が実行され、エッチング終点が検出される。
【００７２】
具体的には、エンドポイント検出処理部３４は、前記プログラマブルコントローラ２１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、カウンタｎを「１」にセットした後（ステップＳ１）、プログラマブルコントローラ２１から現在の処理工程に係る信号を受信し（ステップＳ２）、現工程がエッチング終点を検出可能な少量供給工程ｅ２であるか否かを確認して、少量供給工程ｅ２でない場合にはステップＳ２以降の処理を繰り返して工程の監視を行う（ステップＳ３）。
【００７３】
一方、確認した現工程が少量供給工程ｅ２である場合には、スペクトルメータ３２から受信した発光強度データを解析して、ＳｉＦに相当する波長の発光強度レベルを抽出し（ステップＳ４）、抽出した発光強度レベルとデータ記憶部３５に格納された基準値Ｔ１とを比較して（ステップＳ５）、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ１より小さいか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００７４】
そして、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ１より大きい場合には、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、一方、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ１より小さい場合には、カウンタｎを更新して（ステップＳ６）、ステップＳ２以降の処理を繰り返し、３回連続して、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ１を下回った場合には（ステップＳ７）、エッチングの終点に達したと判断して、終点検出信号を前記プログラマブルコントローラ２１に送信する（ステップＳ８）。
【００７５】
以後、引き続き処理を継続する場合には、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、処理を継続しない場合には当該処理を終了する（ステップＳ９）。
【００７６】
尚、プログラマブルコントローラ２１は、エンドポイント検出処理部３４から終点検出信号を受信した後、一連のエッチング処理を終了する。
【００７７】
以上詳述したように、本例では、エッチング工程を、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程ｅ１と、少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程ｅ２との二工程から構成することで、多量供給工程ｅ１ではエッチングレートを高めた高速エッチングを実現でき、少量供給工程ｅ２では、エッチングレートは低いものの確実にエッチング終点を検出することができ、したがって、全体として、高速エッチングを実現しつつ、確実にエッチング終点を検出することができる。
【００７８】
また、従来のように、デバイスを形成するための領域の他に、複数のエッチング終点検出パターン用の領域を、シリコン基板Ｓ上に設定する必要がないため、デバイスの集積性を高めることができ、効率的な製造を行うことができる。
【００７９】
また、発光強度を測定するための覗き窓２ｂは、これをエッチングチャンバ２の任意の位置に設けることが可能であり、したがって、装置構成上の制約が少ないというメリットもある。
【００８０】
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。
【００８１】
例えば、上例では、ＳｉＦの発光強度レベルを検出してエッチング終点を検出するようにしたが、上述したように、他のＳｉＦｘも図３に示した特性と同じ特性を有する。したがって、他のＳｉＦｘの発光強度レベルを検出して、上記と同じ手順によってエッチング終点を検出するようにしても良い。
【００８２】
また、本発明者らの知見によると、エッチングによってプラズマ中に生成されるＳｉも、上述したＳｉＦｘと同じ特性を示す。したがって、ＳｉＦｘに代えてＳｉの発光強度レベルを検出してエッチング終点を検出するようにしても良い。尚、Ｓｉの発光強度特性がＳｉＦｘと同じになるのは、ＳｉＦｘと同様の理由によるものと考えられる。
【００８３】
そして、これらの場合においても、少量供給工程ｅ２におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ２は、１５ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましい。また、多量供給工程ｅ１におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ１は、２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましく、好適なエッチングレートを得るには、４００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが更に好ましい。
【００８４】
また、エッチングによってプラズマ中に生成される物質にはＦも含まれる。このＦの発光強度と、ＳＦ６ガスの供給量との関係は、図５に示すような特性を有する。
【００８５】
図５は、プラズマ雰囲気下にＳｉ膜（のみ）が存在する場合と、ＳｉＯ２膜（のみ）が存在する場合におけるＦの発光強度を示したものであり、同図（ａ）は、ＳＦ６ガスの流量が８００ｓｃｃｍである場合、同図（ｂ）はＳＦ６ガスの流量が４００ｓｃｃｍである場合、同図（ｃ）はＳＦ６ガスの流量が２００ｓｃｃｍである場合、同図（ｄ）はＳＦ６ガスの流量が１８０ｓｃｃｍである場合、同図（ｅ）はＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合、同図（ｆ）はＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合のＦの発光強度を示している。
【００８６】
同図５から分かるように、Ｆの発光強度レベルは、ＳＦ６ガスを多量（２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍ）に供給した場合には、Ｓｉ膜の場合とＳｉＯ２膜の場合とであまり差は無いが、ＳＦ６ガスを少量（５０ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍ）しか供給しない場合、Ｓｉ膜の場合の発光強度レベルは、ＳｉＯ２膜の場合の発光強度レベルに比べて低いものとなっている。
【００８７】
因みに、図５に示した例では、ＳＦ６ガスの流量が１８０ｓｃｃｍである場合の、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約０．９であり、ＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合の、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約０．７であり、ＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合の、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は約０．４であった。また、特に図示はしないが、ＳＦ６ガスの流量を３０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍとした場合の、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ＳｉＯ２比は、それぞれ、約０．２、約０．２であった。
【００８８】
このような特性となるのは、Ｓｉ膜のみが存在するときには、ＳＦ６ガスの供給流量が多いと、エッチング生成物であるＳｉＦ４やその解離種であるＳｉやＳｉＦｘの比率が低く、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないと、エッチング生成物であるＳｉＦ４やその解離種であるＳｉやＳｉＦｘの比率が高くなり、その結果、ＳＦ６ガスの供給流量が少ないときほどエッチング室２ａ内に存在するＦの比率が低くなるためだと考えられる。
【００８９】
他方、ＳｉＯ２膜が存在するときには、生成されたＦがエッチングに費やされないか費やされても極僅かであるため、エッチング室２ａ内に存在するＦの量がさほど変化しないためだと考えられる。
【００９０】
したがって、ＳＦ６ガスの供給量を少量とした状態で、プラズマ中のＦの発光強度を測定することで、エッチング終点に到達したことを検出することができる。この場合、前記エンドポイント検出処理部３４は、上記ステップＳ４において、スペクトルメータ３２から受信した発光強度データを解析して、Ｆに相当する波長の発光強度レベルを抽出するとともに、ステップＳ５において、抽出した発光強度レベルとデータ記憶部３５に格納された基準値Ｔ２とを比較して、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ２より大きいか否かを確認し、抽出した発光強度レベルが基準値Ｔ２より大きい場合に、エッチングの終点に達したと判断する。
【００９１】
また、上例では、処理開始の当初から、エッチング工程を多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二つの工程に分けて実施するようにしたが、これに限られるものではなく、前記プログラマブルコントロール２１の制御の下、図７に示した多量供給工程ｅ１のみからなるエッチング工程と耐エッチング層形成工程とを、エッチング終点に近づいたと判断される時点まで、予め定められた回数繰り返し、その後、図６に示した、多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程からなるエッチング工程と、耐エッチング層形成工程とを繰り返し実行して、少量供給工程ｅ２の実行時に、エッチング終点を検出するようにしても良い。
【００９２】
上述したように、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する場合には、エッチングレートが高いが、供給量が少ない場合には、エッチングレートは低い。したがって、処理開始当初から少量供給工程を実施した場合、エッチング速度の面から見ると、必ずしも最適なものとは言えない。
【００９３】
そこで、上記のように、エッチング終点に近づいたと判断される時点まで、多量のＳＦ６ガスを供給するエッチング工程と耐エッチング層形成工程とを予め定められた回数繰り返した後、エッチング工程を、多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程に分けて実施すれば、少量供給工程ｅ２によるエッチング速度の低下を極力抑えることができ、全体としてのエッチング速度をより高めた状態で、確実なエッチング終点の検出が可能となり、効率的である。
【００９４】
また、図２に示した処理手順では、監視対象物質の発光強度が３回連続して基準値以下（Ｆの場合は基準値以上）となった場合に、エッチング終点に達したと判定するようにしたが、これに限るものではなく、１回でも基準値以下（Ｆの場合は基準値以上）、若しくは、３回以外の複数回連続して基準値以下（Ｆの場合は基準値以上）となった場合に、エッチング終点に達したと判定するようにしても良い。
【００９５】
また、上記の例では、エッチング工程時にＳＦ６ガスのみを供給するようにしたが、これに限るものではなく、ＳＦ６ガスに加えて他のガス、例えば、Ｏ２ガスを同時に供給するようにしても良い。
【００９６】
また、上記では、エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを繰り返すプラズマエッチング法において、当該エッチング工程を多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程から構成した例を示したが、本発明を適用し得るエッチング法はこれに限るものではなく、耐エッチング層形成工程を備えない、即ち、エッチング工程を連続的に実施するプラズマエッチング法にも本発明を適用することができる。
【００９７】
この場合の上記プラズマエッチング装置１は、その構成から、ガスボンベ１０及びマスフローコントローラ１２が除かれる。そして、前記ガス流量制御部２２は、ガスボンベ９からエッチング室２ａ内に供給されるＳＦ６ガスの流量が図８（ａ）に示される流量となるように、マスフローコントローラ１１を制御し、前記コイル電力制御部２３は、コイル１６に印加される高周波電力が図８（ｂ）に示される電力となるように、高周波電源１７を制御し、前記基台電力制御部２４は基台３に印加される高周波電力が図８（ｃ）に示される電力となるように、高周波電源１８を制御する。
【００９８】
斯くして、このプラズマエッチング法では、多量のＳＦ６ガスを供給して処理する多量供給工程ｅ１と、少量のＳＦ６ガスを供給して処理する少量供給工程ｅ２と二つの工程が繰り返して実施される。そして、エンドポイント検出処理部３４において、少量供給工程ｅ２におけるプラズマ中のＳｉ，ＳｉＦｘ又はＦの発光強度が検出され、Ｓｉ又はＳｉＦｘの発光強度を検出する場合には、これが予め設定した基準値Ｔ１以下となったとき、Ｆの発光強度を検出する場合には、これが予め設定した基準値Ｔ２以上となったときに、エンドポイント検出処理部３４からプログラマブルコントローラ２１に終点検出信号が送信され、プログラマブルコントローラ２１は、エンドポイント検出処理部３４から終点検出信号を受信した後、一連のエッチング処理を終了する。
【００９９】
また、この場合においても、処理開始当初から、多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程を繰り返し実施するのではなく、多量供給工程ｅ１を予め定められた時間実施した後、エッチング終点に近づいたと判断される時点から、当該多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程を繰り返して実施するようにしても良い。
【０１００】
更に、上記各例では、エッチング工程を多量供給工程ｅ１と少量供給工程ｅ２との二工程から構成するようにしたが、これらの他に他の工程が含まれるものであっても良い。
【０１０１】
また、上例では、ＳｉＯ２膜上にＳｉ膜が形成されたシリコン基板Ｓを一例に挙げたが、シリコン基板Ｓは、このようなものに限定されるものではない。Ｓｉ膜の下に形成された下層膜は、例えば、ポリイミドテープによって形成された膜、フォトレジストによって形成された膜、グリースによって形成された膜、ワックスによって形成された膜、熱剥離材付きシート（ポリエステルフィルムなど）によって形成された膜、シリコン窒化膜などであっても良く、Ｓｉ膜に比べてエッチングされ難いものであれば、特に限定されるものではない。
【０１０２】
図９は、プラズマ雰囲気下にＳｉ膜が存在する場合と、下層膜としてのポリイミドが存在する場合におけるＳｉＦの発光強度を示したものであり、同図（ａ）は、ＳＦ６ガスの流量が８００ｓｃｃｍである場合、同図（ｂ）はＳＦ６ガスの流量が６００ｓｃｃｍである場合、同図（ｃ）はＳＦ６ガスの流量が４００ｓｃｃｍである場合、同図（ｄ）はＳＦ６ガスの流量が２００ｓｃｃｍである場合、同図（ｅ）はＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合、同図（ｆ）はＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合のＳｉＦの発光強度を示している。
【０１０３】
また、図１０は、下層膜がポリイミド，フォトレジスト及びポリエステルで形成されている場合における、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ポリイミド比，Ｓｉ／フォトレジスト比及びＳｉ／ポリエステル比をＳＦ６ガスの供給流量毎にそれぞれ示したものである。
【０１０４】
これらの図９や図１０から明らかなように、ＳｉＦの発光強度レベルは、ＳＦ６ガスを多量に供給した場合には、Ｓｉ膜の場合とポリイミドやフォトレジスト、ポリエステルの場合とであまり差は無いが、ＳＦ６ガスを少量しか供給しない場合、Ｓｉ膜の場合の発光強度レベルは、ポリイミドやフォトレジスト、ポリエステルの場合の発光強度レベルに比べてかなり高いものとなっており、プラズマ中のＳｉＦの発光強度と、ＳＦ６ガスの供給量との関係は、下層膜に関係なく同じような変化を示すものとなっている。
【０１０５】
したがって、下層膜がＳｉＯ２膜であるときと同様に、ＳＦ６ガスの供給量を少量とした状態で、プラズマ中のＳｉＦ又はＳｉの発光強度を測定し、その値が予め定めた基準値Ｔ１以下であるかどうかを判断すれば、エッチング終点に到達したか否かを判定することができる。
【０１０６】
因みに、図１１は、下層膜がポリエステルで形成されている場合に、ＳＦ６ガスを５０ｓｃｃｍでエッチング室２ａ内に供給したときの、ＳｉＦに相当する波長の発光強度レベルとエッチング時間との関係を示したグラフであるが、エッチングの開始から一定時間が経過し、Ｓｉ膜のエッチングが完了して下層膜が露出すると、発光強度レベルが低下しており、この図１１からも明らかなように、発光強度レベルを随時監視することによってエッチング終点を検出することができる。
【０１０７】
尚、この場合においても、ＳｉＦではなく他のＳｉＦｘの発光強度レベルを検出したり、ＳｉＦｘに代えてＳｉの発光強度レベルを検出して、エッチング終点を検出するようにしても良い。また、上記と同様、少量供給工程ｅ２におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ２は、１５ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましく、多量供給工程ｅ１におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ１は、２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましい。
【０１０８】
一方、図１２は、プラズマ雰囲気下にＳｉ膜が存在する場合と、下層膜としてのポリイミドが存在する場合におけるＦの発光強度を示したものであり、同図（ａ）は、ＳＦ６ガスの流量が８００ｓｃｃｍである場合、同図（ｂ）はＳＦ６ガスの流量が６００ｓｃｃｍである場合、同図（ｃ）はＳＦ６ガスの流量が４００ｓｃｃｍである場合、同図（ｄ）はＳＦ６ガスの流量が２００ｓｃｃｍである場合、同図（ｅ）はＳＦ６ガスの流量が１００ｓｃｃｍである場合、同図（ｆ）はＳＦ６ガスの流量が５０ｓｃｃｍである場合のＦの発光強度を示している。
【０１０９】
また、図１３は、下層膜がポリイミド，フォトレジスト及びポリエステルで形成されている場合における、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ポリイミド比，Ｓｉ／フォトレジスト比及びＳｉ／ポリエステル比をＳＦ６ガスの供給流量毎にそれぞれ示したものである。
【０１１０】
これらの図１２や図１３から明らかなように、Ｆの発光強度レベルは、ＳＦ６ガスを多量に供給した場合には、Ｓｉ膜の場合とポリイミドやフォトレジスト、ポリエステルの場合とであまり差は無いが、ＳＦ６ガスを少量しか供給しない場合、Ｓｉ膜の場合の発光強度レベルは、ポリイミドやフォトレジスト、ポリエステルの場合の発光強度レベルに比べて低いものとなっており、プラズマ中のＦの発光強度と、ＳＦ６ガスの供給量との関係は、下層膜に関係なく同じような変化を示すものとなっている。
【０１１１】
したがって、下層膜がＳｉＯ２膜であるときと同様に、ＳＦ６ガスの供給量を少量とした状態で、プラズマ中のＦの発光強度を測定し、その値が予め定めた基準値Ｔ２よりも大きいかどうかを判断すれば、エッチング終点に到達したか否かを判定することができる。
【０１１２】
尚、この場合においても、上記と同様、少量供給工程ｅ２におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ２は、１５ｓｃｃｍ〜１８０ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましく、多量供給工程ｅ１におけるＳＦ６ガスの流量Ｖｅ１は、２００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲であるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明に係るプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置は、確実にエッチング終点を検出することができ、形状精度の高い構造を形成することができるプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【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。
【図２】本実施形態に係るエンドポイント検出処理部における処理手順を示したフローチャートである。
【図３】下層膜がＳｉＯ２膜であるときのＳｉＦの発光強度に関する特性を示した説明図である。
【図４】下層膜がＳｉＯ２膜である場合にＳＦ６ガスを低流量で供給したときの、ＳｉＦの発光強度レベルとエッチング時間との関係を示したグラフである。
【図５】下層膜がＳｉＯ２膜であるときのＦの発光強度に関する特性を示した説明図である。
【図６】本実施形態におけるＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスの流量、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したタイミングチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態におけるＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスの流量、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したタイミングチャートである。
【図８】本発明の更に他の実施形態におけるＳＦ６ガスの流量、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したタイミングチャートである。
【図９】下層膜がポリイミドで形成されているときのＳｉＦの発光強度に関する特性を示した説明図である。
【図１０】下層膜がポリイミド，フォトレジスト及びポリエステルで形成されている場合における、ＳｉＦの発光強度レベルのＳｉ／ポリイミド比，Ｓｉ／フォトレジスト比及びＳｉ／ポリエステル比をＳＦ６ガスの供給流量毎にそれぞれ示した説明図である。
【図１１】下層膜がポリエステルで形成されている場合にＳＦ６ガスを低流量で供給したときの、ＳｉＦの発光強度レベルとエッチング時間との関係を示したグラフである。
【図１２】下層膜がポリイミドで形成されているときのＦの発光強度に関する特性を示した説明図である。
【図１３】下層膜がポリイミド，フォトレジスト及びポリエステルで形成されている場合における、Ｆの発光強度レベルのＳｉ／ポリイミド比，Ｓｉ／フォトレジスト比及びＳｉ／ポリエステル比をＳＦ６ガスの供給流量毎にそれぞれ示した説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１    プラズマエッチング装置
２    エッチングチャンバ
３    基台
７    ガス供給部
１３  減圧部
１５  プラズマ生成部
１８  高周波電源
２０  制御装置
２１  プログラマブルコントローラ
２２  ガス流量制御部
２３  コイル電力制御部
２４  基台電力制御部
３０  終点検出装置
３２  スペクトルメータ
３４  エンドポイント検出部
Ｓ    シリコン基板
【図１】
2008053678.tif 000003
【図２】
2008053678.tif 000004
【図３】
2008053678.tif 000005
【図４】
2008053678.tif 000006
【図５】
2008053678.tif 000007
【図６】
2008053678.tif 000008
【図７】
2008053678.tif 000009
【図８】
2008053678.tif 000010
【図９】
2008053678.tif 000011
【図１０】
2008053678.tif 000012
【図１１】
2008053678.tif 000013
【図１２】
2008053678.tif 000014
【図１３】
2008053678.tif 000015