JP4409744B2 - Etching process progress display method and etching process monitoring apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置(デバイス)製造用のフォトマスクを作成する際など、基板上に形成した薄膜をパターニングするために行うエッチング工程において、その進行状況を正確に計測して表示するためのエッチング進行状況計測表示方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば半導体装置の製造工程において、半導体基板上に各種の薄膜をパターン形成するためにエッチングが行なわれており、そのエッチング工程に先立ってフォトレジスト(感光性樹脂)をパターニングするために使用するフォトマスクの作成過程においても、エッチングが行なわれる。
その半導体装置製造用のフォトマスク作成過程でのエッチングは、ガラス基板上に被覆した金属薄膜に透孔のパターンを形成して、光が透過するようにすることを目的として行なわれる。
【0003】
そのため、例えば図13に示すように、ガラス基板100の全面に金属(例えばクロム:Cr)薄膜101を形成し、その上にフォトレジスト102を塗布し、電子線リソグラフィやフォトリソグラフィを用いて露光および現像を行なって、所要のパターン形状の透孔102aを形成する。
これによって、金属薄膜101の除去しようとする部分が露出し、それ以外の部分はフォトレジスト102に覆われた状態になる。
【0004】
そこで、加工したい物質である金属薄膜101と反応性のある酸に浸したり、同様に反応性のあるイオンを照射して、金属薄膜101の露出部分を剥離溶解すると、金属薄膜101に所望のパターンの透孔が形成される。図13は、その金属薄膜101の露出部をエッチングガス103によってエッチングする途中の状態を示している。
勿論フォトレジスト102には、上記酸やイオンとの反応性が無いか、もしあっても加工される金属薄膜101に比べれば僅かなものを用いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなエッチング工程において、その進行状況を知るために、従来はエッチングによって剥離溶解される物質の種類を特定し、その量や光の透過率などを計測していた。すなわち、殆どエッチングが終了して加工される物質が少なくなる状況や、新しい物質が剥離溶解される瞬間、及び最初に僅かな孔(ブレークスルーポイント)があいて光の透過率が大きく変動する状況などを、分光測定や薬液濃度の測定によって求めていた。
【0006】
例えば、図13に示したエッチング工程の場合、金属薄膜101がガラス基板100の表面まで剥離されると、その上面側から進入する光の透過率が急増するため、その急増する瞬間を捉えることによって、終了間際の状況を予測でき、その他の状況も推測することができる。この方法は、一般に、光の透過率が急増するエンドポイントを検出して行なわれることから、エンドポイントディテクションと呼ばれている。
【0007】
また、パターンの形状を制御しようとする場合には、経験的に決められたエッチング処理時間に従って行なわれる。このエッチング処理時間は、除去しようとする物質の種類や量、エッチングガスなどから経験的に割り出されるので、この割り出された時間をエンドポイントの計測時点で経験則に従って若干補正することでエッチング終了時点を割り出し、これによって形成されるパターンの形状を制御しようというものである。
【0008】
例えば、フォトマスクによるエッチングの際にプラズマによるイオン化ガスを用いる場合には、そのプラズマ発光による光の透過率の変動を計測して行なう。
すなわち、図14の(A)に示すように、エッチングガス103中におけるプラズマ発光104による光は、被エッチング膜である金属薄膜101のみによって遮断されるため、ガラス基板100の下側に光センサ106を配置して、金属薄膜101に形成されるホール101aを通して漏洩する光の強度を計測し、その変化からパターンの形状を制御しようというものである。
【0009】
なお、このとき、最初に小さなホールが形成された時間が図14の(B)に示されるブレークスルーポイントtpであり、フォトレジスト102と殆ど同じ大きさのホールが形成された時間がエンドポイントteである。
したがって、エッチング工程の進行状況を観察しようとする場合、従来は、ブレークスルーポイントやエンドポイントを捉え、それを経験則により補正するという方法に頼らざるをえなかった。
【0010】
そのため、従来の方法では最初と最後の状況が把握できるだけで、途中の状況を正確に把握するのは困難であり、エッチング工程を定量的に制御するのが困難であった。
このように、エッチング工程の進行状況を観察することは容易ではなく、微細加工に用いられるプラズマエッチングでは、その進行状況を的確に把握するのが特に難しいという問題があった。
【0011】
そして、半導体装置は、次第に線幅が微細化する傾向にあり、微細化が進行すればするほど、許容される誤差も小さくなる。そのため、エッチング工程の進行状況を的確に把握してパターンの寸法をきめ細かく制御したいという要求は切実なものであり、エッチング工程全体を観察(モニタ)しながら、エッチング工程をきめ細かく制御できるような装置や方法が望まれている。
【0012】
この発明は、このような要求に応えるためになされたものであり、エッチング工程全体の進行状況を観察しながらその進行をきめ細かく制御して、半導体装置の微細加工を容易に行なえるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、次のようなエッチング工程の進行状況表示方法およびエッチング工程モニタ装置を提供する。
この発明によるエッチング工程の進行状況表示方法は、基板上に形成した金属薄膜にパターンを形成するためのエッチング工程の進行状況を表示する方法であって、エッチング工程の経過時間を変数として、上記金属薄膜の非エッチング部とエッチング部とに光を照射して、その両部からの互いに干渉する反射光の強度を検出する。
【0014】
そして、その検出した反射光の強度に基づいて、エッチング工程の経過時間を変数として、上記エッチング部がエッチングされた深さを算出し、その算出したエッチングされた深さに基づいて、各エッチング深さにおける上記金属薄膜のエッチング部の膜厚方向の剥離溶解速度を算出する。
このようにして算出した上記エッチングされた深さ及び上記膜厚方向の剥離溶解速度と、所与の、上記金属薄膜のエッチング部の幅方向の剥離溶解速度と、上記エッチング部の形状を示す関数を所与のローパスフィルタにより処理して得られるエッチングガスのイオン分布密度とに基づいて、各時点において上記金属薄膜のうちどの部分まで剥離溶解したかを計算によって求め、その計算結果に基づいて、上記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示する。
【0015】
上記エッチング工程の経過時間を変数として検出した反射光の強度の変動値と、同じくエッチング工程の経過時間を変数として算出した上記エッチング部がエッチングされた深さと、そのエッチングされた深さに基づいて算出した各エッチング深さにおける上記膜厚方向の剥離溶解速度と、エッチング条件の情報とを、所定のフォーマットに編集してデータベースとして記憶するとともに、そのエッチングされた深さ、剥離溶解速度及びエッチング条件の情報に基づいて、上記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示するようにしてもよい。
【0016】
この発明によるエッチング工程モニタ装置は、基板上に形成した金属薄膜にパターンを形成するためのエッチング工程の進行状況をモニタする装置であって、エッチング工程の経過時間を変数として、上記金属薄膜の非エッチング部とエッチング部とに光を照射して、その両部からの互いに干渉する反射光の強度を検出する反射光強度検出手段を有する。
【0017】
そして、その反射光強度検出手段によって検出した反射光の強度に基づいて、エッチング工程の経過時間を変数として、上記エッチング部がエッチングされた深さを算出するエッチング深さ算出手段と、その手段によって算出されたエッチングされた深さに基づいて、各エッチング深さにおける上記金属薄膜のエッチング部の膜厚方向の剥離溶解速度を算出する剥離溶解速度算出手段とを有する。
【0018】
さらに、上記エッチング深さ算出手段と剥離溶解速度算出手段によって算出される上記エッチング深さ及び上記膜厚方向の剥離溶解速度と、所与の、上記金属薄膜のエッチング部の幅方向の剥離溶解速度と、上記エッチング部の形状を示す関数を所与のローパスフィルタにより処理して得られるエッチングガスのイオン分布密度とに基づいて、各時点において上記金属薄膜のうちどの部分まで剥離溶解したかを計算によって求め、その計算結果に基づいて、上記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示するエッチング過程表示手段を有する。
【0019】
また、このエッチング工程モニタ装置に、上記反射光強度検出手段によってエッチング工程の経過時間を変数として検出した反射光の強度の変動値と、上記エッチング深さ算出手段によってエッチング工程の時間を変数として算出した上記エッチング部がエッチングされた深さと、そのエッチングされた深さに基づいて上記剥離溶解速度算出手段が算出した各エッチング深さにおける上記膜厚方向の剥離溶解速度と、エッチング条件の情報とを、所定のフォーマットに編集してデータベースとして記憶するデータベース作成手段を設けるとよい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
この発明によるエッチング工程の進行状況表示方法およびその装置は、加工される物質がエッチングにより除去されていく状況を光の干渉を利用して計測し、それを表示する方法とその装置であり、エッチングする物質から反射される光の強度がエッチング工程の進行状況に応じて変化するという現象を利用する。
【0021】
ここで、図1に示すように、ガラス基板1の上面に形成した金属薄膜2に対して、その上面にフォトレジスト3を被覆して所望のパターンを形成した後、そのフォトレジスト3をマスクにしてエッチング処理を行なうことにより、金属薄膜2をエッチングして、フォトレジスト3と同じパターンを形成する場合について考える。
【0022】
このガラス基板1の上面側から、エッチングガス103およびフォトレジスト3を通して単色光が入射したときの反射光に着目する。この場合、入射光4はもとより、金属薄膜2のエッチングによって除去されない部分(非エッチング部)2aからの反射光5も、エッチングの全工程を通じて位相がほぼ一定である。
しかし、金属薄膜2のエッチングによって除去されて膜厚が時々刻々変化する部分(エッチング部)2bからの反射光6は、そのエッチング深さdがエッチングの進行状況に応じて変化するため、位相が変化する。
【0023】
従って、反射光5と反射光6とを図2に示すようにレンズ7で集めてセンサ8でその強度を計測すると、反射光5と反射光6とは位相のずれを有するために互いに干渉し合い、金属薄膜2のエッチング部2bのエッチング深さdの変化と共に弱め合ったり、強め合ったりしてレンズ7から出力される光の強度が変化することになる。その光の強度変化をフォトダイオード等の光電変換素子によるセンサ8で電気信号に変換して検出する。
【0024】
そして、この光強度に応じた電気信号に基づいて、時々刻々変化する金属薄膜2のエッチング部2bの厚さや、エッチング速度(単位時間当りに剥離溶解される金属薄膜2の厚さ;以下「剥離溶解速度」という)を算出することができ、さらに、この剥離溶解速度をもとにして、エッチング工程をシミュレートしたり、その結果を視覚化して表示したりすることができる。
【0025】
ところで、金属薄膜2のエッチング深さをd、フォトレジスト3の厚さをΔ、屈折率をn1とし、エッチングガス(またはエッチング液)の屈折率をn2として、入射光の波長をλとした場合、反射光5と反射光6の位相差θは、多重反射を無視して近似すると、
θ=4π{(Δ+d)n2−n1Δ}/λ
で与えられる。この位相差θにおいて、d以外の項目はエッチング工程中は一定値であるので、位相差θは、エッチング深さdの関数であり、位相差θの変化は、エッチング深さdの変化を示すことになる。
【0026】
また、反射光の強度は、cos2θ に比例して変化をすることが経験的に知られている。したがって、位相差θが変化すれば、反射光の強度も変化するが、その反射光の強度(以下「反射強度」という)は、エッチング深さdにしたがって図3に示すように変化する。したがって、この反射強度を計測することによって、エッチング深さdを求めることができる。
【0027】
このエッチング深さdは、エッチングの全工程において一定の割合で変化(減少)しているわけではない。エッチング深さdが一定の割合で変化していれば、エッチング開始からの処理時間だけによってエッチング深さdを求めることができるので、エッチング工程の制御は容易である。
【0028】
しかし、実際のエッチング工程では、その環境、例えば、ドライエッチングを例に取ると、高周波出力、温度およびエッチングガスの濃度、等の種々の要因によって、剥離溶解速度が時々刻々と変動しているため、エッチング深さdの変化速度も時々刻々と変動している。したがって、実際の反射強度の計測値は、ある時間に対する反射強度の変動値(変動の割合)として与えられる。
【0029】
そこで、図4に実際に得られる反射強度の計測データの例を示す。図3に示した反射強度とエッチング深さdとの関係、および図4に示したエッチング工程の経過時間と反射強度との関係から、ある時刻におけるエッチング深さdを把握することができる。
【0030】
例えば、図4の時刻t(図では約45秒)における反射強度をみると、約0.8である。そして、図3において、2回目に反射強度が0.8の値になる膜厚を求めると、約0.188(ミクロン)である。こうして、エッチング工程中の時々刻々のエッチング深さdが把握され、このエッチング深さdを繰り返し求めることによって、その変化を知ることができる。
【0031】
このようにして求めた、エッチング深さdの変化の様子を図5に示す。この図に示すように、エッチング深さdは、時間に対して直線となる変化を示さない。また、エッチング深さdは、時点tp以降は変化のない一定値を示すものとなる。そして、この図5および図4におけるtpは、前述したようにブレークスルーポイントとよばれ、図2に示した被エッチング膜である金属薄膜2が最初にガラス基板1の表面までエッチングされた時点を表わしている。
【0032】
金属薄膜2がガラス基板1の表面までエッチングされれば、エッチング深さdが元の金属薄膜2の膜厚以上の深さになることはないため、干渉による光強度の変動が停止する。このtpは、エッチング工程を制御する重要なパラメータとして用いることができる。
【0033】
次に、以上のようにして時々刻々のエッチング深さdが求められることから、エッチング工程におけるある時刻での金属薄膜2の剥離溶解速度(単位時間当りにエッチングにより除去される金属薄膜2の膜厚)Vtを求めることができる。すなわち、Vtは、
Vt=(Z2−Z1)/(t2−t1)
として求めることができる。なお、ここで、t1,t2は、時刻tを間に挟むごく近傍の異なる時間であり、Z1,Z2は、それぞれ時刻t1,t2における測定エッチング深さである。
【0034】
さらに、ある時刻でのエッチング深さdが図5から求められるため、あるエッチング深さdにおける剥離溶解速度Vzも求められる。但し、この場合、図6に示すように、ガラス基板1に対し、その深さ方向をZ方向、それに垂直な幅方向をX方向とし、エッチング開始時点における金属薄膜2の位置をZ方向の原点(始点)としており、Z方向の剥離溶解速度Vzは、金属薄膜2のエッチング深さ(金属薄膜2の表面からガラス基板1の表面に向けて測った深さ)方向の剥離溶解速度である。
【0035】
さて、このようにして剥離溶解速度Vzが測定されると、エッチング工程の進行状況が把握されるので、その進行状況を表示してエッチング工程をシミュレーションすることができる。そこで、以下、エッチング工程のシミュレーション方法について説明する。
このシミュレーション方法によれば、実際にエッチングを行ないながら、その様子をリアルタイムで表示することが可能になる。
【0036】
図7は、この発明によるエッチング工程の進行状況表示方法によってシミュレーションの一時点の状況を表示したものである。
なお、この図7の表示は、見やすくするため縦横の寸法比率を変更して示しており、特に前述した金属薄膜2であるクロム(Cr)膜の厚さを拡大している。
【0037】
このようなシミュレーションを行なえるようにするには、予め深さ方向のエッチング速度Vzが全てのエッチング深さについて与えられていなければならない。そこで、以下の説明では、上述した方法にしたがって、金属薄膜2の全てのエッチング深さdについてそのエッチング速度Vzを求めてあるものとする。
【0038】
先ず、図8に示すようにエッチング膜である金属薄膜2の全体を格子状の微小領域(以下「セル」と称す)に分割して各領域の座標を定め、その各セルごとに深さzに応じて剥離溶解速度(エッチング速度)Vzを与える。次に、その各セルごとにエッチングガスのイオン分布密度D(x)を与える。このイオン分布密度D(x)は、図8の上側に示すように、0から1までの値を取る関数であって、フォトレジスト3の開口部ではほぼ「1」であり、フォトレジスト3により被覆されている部分ではほぼ「0」となる関数である。
【0039】
なお、理想的には、開口部では「1」であり、被覆部で「0」であるような矩形関数であるが、実際には開口部でもフォトレジスト3の壁面付近では1より小さくなっている。従って、実際のイオン分布密度D(x)は、この理想的な矩形関数をローパスフィルタを通して得られるものであるとし、そのローパスフィルタのパラメータは、実験から決定するものとする。
【0040】
その結果、位置(x,z)での実効的なエッチング速度V(x,z)は、
V(x,z)=D(x)・Vz
として求められる。ただし、このエッチング速度V(x,z)は、Z方向の剥離溶解速度である。
【0041】
さて、エッチングが開始されると、金属薄膜2の表面、すなわち、z=1で幅方向(X軸方向)の座標x1 にあるセルは、エッチング速度(単位時間あたりにエッチングで除去される金属薄膜2の厚さ)がV(x1,1)なので、次式によって求まる微小時間Δtで溶解することになる。
Δt=Δz/V(x1,1)
ここで、Δzは金属薄膜2の各セルにおけるZ方向の厚さ(長さ)である。
そして、金属薄膜2の厚さをLとし、Z方向に分割したセルの数をNとすれば、Δzは次式で表されることになる。
Δz=L/N
【0042】
金属薄膜2の各セルの位置座標は、一般にP(x,z)と表すことができるが、座標位置P(x,z)のセルについてエッチングガスとの接触面を考えると、エッチングの進行状況によって図9に(A),(B),(C)で示すような3つの形態が考えられる。このうち、(A)は座標位置Pのセルの一面のみがエッチングガスGに接触する場合、(B)はセルの上面と一側面の二面がエッチングガスGに接触する場合、(C)はセルの上面と両側面の三面がエッチングガスGに接触する場合である。(C)の状態からさらにエッチングが進行すると、このセルの四面がエッチングガスGに接触するようになり、このセルが遊離することになる。なお、図におけるセルの前面および背面もエッチングの進行に伴ってエッチングガスに接触するようになるが、ここでは図示を省略している。
【0043】
一方、縦(深さ)方向のエッチング速度は、前述のようにV(x,z)で与えられるが、横(幅)方向のエッチング速度は、各セルの全てについて等しく、Uxで与えられるものとする。このUxは、エッチング装置やその配置、さらには被エッチング物質やエッチングガス等によって決まるもので、実験的に決定される。 一般的にみて、このUxの値はVzに比べて小さく、特に、異方性エッチングの場合にはゼロに近い値となる。また、エッチング速度の実効的な値をみると、図9のうち、(A)の場合はVzであるが、(B)の場合にはVzとUxの合成速度になり、(C)の場合はVzと2Uxの合成速度になる。
【0044】
このようにして、微小時間毎に剥離溶解していく金属薄膜2のセルを計算によって求め、それを除去しながらエッチングの進行過程を表示していくことができる。この計算技法は「セルリムーバル法」と呼ばれるものであるが、その他の方法を用いることもできる。例えば、「レイトレース法」がある。
【0045】
このようにして、金属薄膜2が時々刻々と剥離溶解していく過程を連続的に表示させて、エッチングの進行過程を動画的に表示し、あたかもエッチングの進行過程を実際に目で見ているように表示することができる。また同時に、このシミュレーション結果をエッチング装置にフィードバックして、エッチングプロセス自体を制御することも可能である。
【0046】
また、エッチングの進行過程において、フォトレジスト3やガラス基板1も僅かながら溶解剥離されることがあり得る。その過程のシミュレーションを行なうには、フォトレジスト3やガラス基板1も、金属薄膜2と同様に縦(深さ)方向及び横(幅)方向の剥離溶解速度(エッチング速度)を持っているものとして計算すればよい。
【0047】
このようなエッチングの進行過程における計測データやエッチング条件、シミュレーション結果などは、すべて所定のフォーマットに編集して記録することによってデータベースとして保存することができる。
したがって、その保存されたデータベースを用いれば、その内容と同じ条件のエッチング工程については、シミュレーションを何度でも繰り返すことができる反復性と、再び行なえる再現可能性を備えることになる。また、それまでの条件と異なる新しいエッチング条件の場合には、過去に行なったエッチング工程の中から条件の近いものを選択して利用すればよい。そうすれば、内挿演算や補間演算を行って、新たなシミュレーションを行なうことができる。
【0048】
このデータベースには、実際のエッチングの進行過程による計測データ等を逐次加えることができ、そうすることによって、データベースの内容を一層精密なものとすることができる。このように、この発明によるエッチング進行過程表示方法によれば、エッチング工程の最初から最後に至るまでの一部始終を擬似的に観察することができ、エッチングプロセスを精密に制御することも可能になる。
【0049】
次に、以上説明したこの発明によるエッチング進行過程表示方法を実施するためのエッチングシステムについて説明する。
図10は、この発明によるエッチングモニタ装置を設けたエッチングシステムの一例を示す構成図である。
このシステムは、プラズマエッチング装置20とエッチング工程モニタ装置30とPC制御装置とを備えている。プラズマエッチング装置20のプロセスチャンバ21の下部にプローブ22が取り付けられ、光ファイバ23によってエッチング工程モニタ装置30と接続している。
【0050】
また、そのプロセスチャンバ21には、真空ポンプ24から圧力制御バルブ25を備えた配管が接続されている。さらに、ガスボックス26からの配管も接続されている。そして、その真空ポンプ24、圧力制御バルブ25、およびガスボックス26は、PC制御装置40と信号線51で接続され、エッチング工程モニタ装置30とPC制御装置40とも、インタフェースケーブル52で接続されている。
【0051】
エッチング工程モニタ装置30には、ランプ電源部31と、光検出部32と、演算制御部33と、モニタ用ディスプレイ34と、データベース作成部35等が設けられている。
PC制御装置40には、プロセスレシピモニタ、シミュレーションI/O、シーケンスI/O、ガスの供給を自動的に行なう流量制御装置であるMFC、プロセスチャンバ21内の圧力制御を行なう制御装置であるAPC、プラズマ発生用高周波制御装置とその電源装置てあるRF、真空ポンプリモートコントローラ等が設けられている。
【0052】
プロセスチャンバ21内には、エッチングガスをイオン化するためのRF電極27を設けてあり、このRF電極27には、RFマッチング用のコンデンサ28を介してRF電源29が接続され、RF電源29からRF電極27に高周波電力が印加される。
このプロセスチャンバ21内には、エッチング加工される金属薄板であるフォトマスク10が、RF電極27に近接してそれに略平行に配置される。
そして、図11に示すように、ガラス基板1に形成されたフォトマスク10の加工面10aに対向するように、位相差測定用のプローブ22が配置されている。
【0053】
このプローブ22は、フォトマスク10の加工面10aに光を照射し、その反射光を検出してその強度により加工深さを計測するために設けられている。
図12に、そのプローブ22と図10に示したエッチング工程モニタ装置30内の関連部分の構成を示している。
【0054】
プローブ22内には投影対物レンズ220が設けられており、このプローブ22と光ファイバ23を介して接続するエッチング工程モニタ装置30内には、光源であるランプ221と、コリメートレンズ222と、ビームスプリッタ224と、光ファイバ233a,233bと、干渉フィルター226と、光センサ227とが設けられている。そのランプ221はランプ電源部31によって点灯制御され、光センサ227は光検出部32によって動作されると共にその検出信号が処理される。
【0055】
そして、ランプ221によって発光された光が、コリメートレンズ222によって平行光束にされ、光ファイバ223aを通してビームスプリッタ224から光ファイバ23に入射し、その光ファイバ23によってプローブ22に導かれ、投影対物レンズ220によって、加工中のフォトマスク10の加工面に照射される。
【0056】
その加工面10aからの反射光は、プローブ22の同じ投影対物レンズ220から光ファイバ23に入射し、その光ファイバ23によってエッチング工程モニタ装置30に導かれ、ビームスプリッタ224から光ファイバ223bによって干渉フィルター226に導かれ、それによって単色化されて光センサ227を照射する。光センサ227はその照射された光の強度に応じた電気信号を出力する。
【0057】
図2を参照して前述したように、フォトマスク10の加工面10aのフォトレジスト3に被覆されてエッチングされない部分からの反射光と、被覆されずエッチングされた部分からの反射光との干渉によって反射光の強度が変化し、それは加工深さに依存する。したがって、光センサ227から加工面10aの加工深さに応じた信号が出力されることになる。
【0058】
この光センサ227の出力信号を、光検出部32で増幅した後A/D変換してデジタルデータに変換し、そのデータを演算制御部33に取り込んで、データ収集,解析,シミュレーション等を行ない、時々刻々のエッチング工程の進行状況をモニタ用デイスプレイ34に動画表示する。
さらに、そのデータをPC制御部装置40へ送って、エッチング工程を自動制御させることもできる。
また、エッチング条件の入力データとその実際のエッチング工程のシミュレーションのデータを、データベース作成部35によって全てデータベース化して登録しておくことができる。
【0059】
すなわち、データベース作成部35は、エッチング工程中に反射光強度検出手段であるプローブ22と光検出部32等によって検出される反射光の強度の変動値と、エッチング深さ算出手段と剥離溶解速度算出手段を兼ねる演算制御部33によって、それぞれエッチング工程の経過時間名を変数として算出されるエッチング深さおよび膜厚方向の剥離溶解速度等のデータを所定のフォーマットに編集して、データベースとして記憶する。そのメモリとしては記憶容量の大きいハードディスクや光磁気ディスク等を使用する。
【0060】
それによって、以前に登録されているエッチング条件と同じ条件のエッチング工程であれば、その登録データを用いてシミュレーションを行なうことも可能である。
なお、この発明は、ほとんど全てのエッチング工程に対して有効に機能するもので、半導体製造工程や他の微細エッチング工程で使用され、さらに、ドライエッチングや、ウエットエッチングといったエッチングの種類を問わず有効なものである。
【0061】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、時々刻々と変化するエッチング工程の進行状況を動画的に表示することができ、あたかもエッチングの進行過程を実際に目で見ているように表示するシミュレーションを実現することができる。さらに、そのデータを利用してエッチング工程を自動的に制御することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の対象とするエッチング工程を説明するための断面図である。
【図2】この発明によりエッチング深さを検出する方法の説明図である。
【図3】金属薄膜のエッチング深さと反射光強度との関係を示す線図である。
【図4】エッチング工程の経過時間と反射光強度との関係の実測値を示す線図である。
【図5】エッチング工程の経過時間と金属薄膜エッチング深さとの関係を示す線図ある。
【図6】金属薄膜が剥離溶解される方向を説明するための断面図である。
【図7】この発明によるエッチング工程の進行状況の表示方法による一時点の表示例を示す断面図である。
【図8】エッチングされる金属薄膜に対するイオン分布密度と、その金属薄膜を格子状の微小領域(セル)に分割してその各領域毎のエッチング速度とを示す図である。
【図9】金属薄膜の各領域におけるエッチングガスとの接触面の様子を模式的に示す図である。
【図10】この発明によるエッチング工程モニタ装置を設けたエッチングシステムの一例を示す構成図である。
【図11】図10に示したフォトマスクとプローブの関係を示す図である。
【図12】図10に示したフォトマスクとプローブの関係の詳細と反射強度検出手段の構成例を示す図である。
【図13】フォトマスクを作成するためのエッチング工程の途中の状態を示す断面図である。
【図14】従来のエッチング状況を検知する方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
1:ガラス基板 2:金属薄膜
2a:非エッチング部 2b:エッチング部
3:フォトレジスト 4:入射光
5,6:反射光 7:レンズ
8:センサ 10:フォトマスク
20:プラズマエッチング装置
21:プロセスチャンバ 22:プローブ
23:光ファイバ 24:真空ポンプ
25:圧力制御バルブ 26:ガスボックス
27:RF電極
28:RFマッチング用のコンデンサ
29:RF電源 30:エッチング工程モニタ装置
31:ランプ電源部 32:光検出部
33:演算制御部 34:モニタ用ディスプレイ
35:データベース作成部
40:PC制御装置 51:信号線
52:インタフェースケーブル
113,G:エッチングガス
220:投影対物レンズ 221:ランプ
222:コリメートレンズ
223a,223b:光ファイバ
224:ビームスプリッタ
226:干渉フィルタ 227:光センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an etching process for accurately measuring and displaying the progress of an etching process for patterning a thin film formed on a substrate, such as when creating a photomask for manufacturing a semiconductor device (device). The present invention relates to a progress measurement display method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in the manufacturing process of a semiconductor device, etching is performed to pattern various thin films on a semiconductor substrate, and used to pattern a photoresist (photosensitive resin) prior to the etching process. Etching is also performed in the process of creating the photomask.
Etching in the process of creating a photomask for manufacturing a semiconductor device is performed for the purpose of transmitting light by forming a pattern of through holes in a metal thin film coated on a glass substrate.
[0003]
Therefore, for example, as shown in FIG. 13, a metal (for example, chromium: Cr)
As a result, the portion to be removed of the metal
[0004]
Accordingly, when the exposed portion of the metal
Of course, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to know the progress of such an etching process, conventionally, the type of a substance that is peeled and dissolved by etching is specified, and the amount and light transmittance are measured. In other words, the situation where etching is almost completed and the amount of processed material is reduced, the moment when a new material is peeled and dissolved, and the situation where there is a slight hole (breakthrough point) at the beginning and the light transmittance varies greatly. Etc. were obtained by spectroscopic measurement or chemical concentration measurement.
[0006]
For example, in the case of the etching process shown in FIG. 13, when the metal
[0007]
Further, when the pattern shape is to be controlled, it is performed according to an empirically determined etching time. This etching processing time is empirically determined from the type and amount of the substance to be removed, the etching gas, etc., so the etching time is slightly corrected according to the empirical rule at the time of endpoint measurement. The end point is determined, and the shape of the pattern formed thereby is controlled.
[0008]
For example, in the case of using an ionized gas by plasma at the time of etching with a photomask, the fluctuation of light transmittance due to the plasma emission is measured.
That is, as shown in FIG. 14A, since the light emitted by the
[0009]
At this time, the time when the first small hole is formed is the breakthrough point tp shown in FIG. 14B, and the time when the hole having almost the same size as the
Therefore, in order to observe the progress of the etching process, conventionally, it has been necessary to rely on a method of capturing breakthrough points and end points and correcting them based on empirical rules.
[0010]
Therefore, in the conventional method, it is only possible to grasp the first and last situations, it is difficult to accurately grasp the situation in the middle, and it is difficult to quantitatively control the etching process.
As described above, it is not easy to observe the progress of the etching process, and there is a problem that it is particularly difficult to accurately grasp the progress of plasma etching used for fine processing.
[0011]
The semiconductor device has a tendency that the line width gradually becomes finer, and as the miniaturization progresses, the allowable error becomes smaller. For this reason, there is an urgent need to precisely control the pattern dimensions by accurately grasping the progress of the etching process, and there are devices and equipment that can finely control the etching process while observing (monitoring) the entire etching process. A method is desired.
[0012]
The present invention has been made in order to meet such a demand, and allows fine processing of a semiconductor device to be easily performed by finely controlling the progress while observing the progress of the entire etching process. With the goal.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an etching process progress display method and an etching process monitoring apparatus as described below.
An etching process progress display method according to the present invention is a method for displaying the progress of an etching process for forming a pattern on a metal thin film formed on a substrate, wherein the elapsed time of the etching process is a variable, and the metal Light is applied to the non-etched portion and the etched portion of the thin film, and the intensity of reflected light that interferes with each other from both portions is detected.
[0014]
Then, based on the detected intensity of the reflected light, using the elapsed time of the etching process as a variable, the depth at which the etched portion is etched is calculated, and based on the calculated etched depth, At each etching depth The peeling dissolution rate in the film thickness direction of the etched portion of the metal thin film is calculated.
In this way Calculate the etched depth and the film thickness direction. Peeling dissolution rate and Based on a given rate of separation and dissolution in the width direction of the etched portion of the metal thin film and an ion distribution density of an etching gas obtained by processing a function indicating the shape of the etched portion with a given low-pass filter. , By calculating to what part of the above metal thin film has been peeled and dissolved at each time point, the calculation results Based on the above, the process in which the etched portion of the metal thin film is dissolved momentarily is displayed on the display.
[0015]
Fluctuation value of the intensity of reflected light detected using the elapsed time of the etching process as a variable, and the depth at which the etched portion calculated using the elapsed time of the etching process as a variable is etched. And the above for each etching depth calculated based on the etched depth Peeling dissolution rate in the film thickness direction And information on etching conditions Is edited into a predetermined format and stored as a database, and the etched depth , Peel dissolution rate And etching condition information Based on the above, the process of dissolving the etched portion of the metal thin film from moment to moment may be continuously displayed on the display.
[0016]
An etching process monitoring apparatus according to the present invention is an apparatus for monitoring the progress of an etching process for forming a pattern on a metal thin film formed on a substrate, and using the elapsed time of the etching process as a variable, Reflected light intensity detecting means for irradiating the etching part and the etching part with light and detecting the intensity of the reflected light that interferes with each other from both parts.
[0017]
Then, based on the intensity of the reflected light detected by the reflected light intensity detecting means, an etching depth calculating means for calculating the etching depth of the etched portion using the elapsed time of the etching process as a variable, and the means Based on the calculated etched depth, At each etching depth A peeling dissolution rate calculating means for calculating a peeling dissolution rate in the film thickness direction of the etched portion of the metal thin film.
[0018]
Further, the etching depth calculating means and the peeling dissolution rate calculating means Calculated by the above Etching depth And in the film thickness direction Peeling dissolution rate and Based on a given rate of separation and dissolution in the width direction of the etched portion of the metal thin film and an ion distribution density of an etching gas obtained by processing a function indicating the shape of the etched portion with a given low-pass filter. , By calculating to what part of the above metal thin film has been peeled and dissolved at each time point, the calculation results And an etching process display means for continuously displaying on the display a process in which the etched portion of the metal thin film is dissolved every moment.
[0019]
Further, the etching process monitor device includes the reflected light intensity fluctuation value detected by the reflected light intensity detection means as a variable, and the etching depth calculation. By means Calculate time of etching process as a variable did Depth at which the etched part was etched And the above-mentioned at each etching depth calculated by the peeling dissolution rate calculating means based on the etched depth Peeling dissolution rate in the film thickness direction And information on etching conditions It is preferable to provide a database creation means for editing the data into a predetermined format and storing it as a database.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The method and apparatus for displaying the progress of the etching process according to the present invention is a method and apparatus for measuring and displaying the situation in which a material to be processed is removed by etching, and displaying it. A phenomenon is used in which the intensity of light reflected from a material to be changed changes according to the progress of the etching process.
[0021]
Here, as shown in FIG. 1, the metal
[0022]
Attention is focused on the reflected light when monochromatic light enters from the upper surface side of the
However, the phase of the reflected light 6 from the portion (etching portion) 2b, which is removed by etching of the metal
[0023]
Therefore, when the reflected
[0024]
Then, based on the electrical signal corresponding to the light intensity, the thickness of the
[0025]
Incidentally, the etching depth of the metal
θ = 4π {(Δ + d) n 2 -N 1 Δ} / λ
Given in. In this phase difference θ, since items other than d are constant values during the etching process, the phase difference θ is a function of the etching depth d, and a change in the phase difference θ indicates a change in the etching depth d. It will be.
[0026]
The intensity of the reflected light is cos 2 It is empirically known to change in proportion to θ. Therefore, if the phase difference θ changes, the intensity of the reflected light also changes, but the intensity of the reflected light (hereinafter referred to as “reflection intensity”) changes as shown in FIG. 3 according to the etching depth d. Therefore, the etching depth d can be obtained by measuring the reflection intensity.
[0027]
This etching depth d does not change (decrease) at a constant rate in the entire etching process. If the etching depth d changes at a constant rate, the etching depth d can be obtained only by the processing time from the start of etching, and thus the etching process can be easily controlled.
[0028]
However, in the actual etching process, for example, in the case of dry etching, the peeling dissolution rate fluctuates from moment to moment due to various factors such as high frequency output, temperature and etching gas concentration. The rate of change of the etching depth d also varies from moment to moment. Therefore, the actual measurement value of the reflection intensity is given as a fluctuation value (rate of fluctuation) of the reflection intensity with respect to a certain time.
[0029]
FIG. 4 shows an example of measurement data of the reflection intensity actually obtained. From the relationship between the reflection intensity and the etching depth d shown in FIG. 3 and the relationship between the elapsed time of the etching process and the reflection intensity shown in FIG. 4, the etching depth d at a certain time can be grasped.
[0030]
For example, the reflection intensity at time t (about 45 seconds in the figure) in FIG. 4 is about 0.8. Then, in FIG. 3, when the film thickness at which the reflection intensity is 0.8 at the second time is obtained, it is about 0.188 (micron). Thus, the etching depth d in every moment during the etching process is grasped, and the change can be known by repeatedly obtaining the etching depth d.
[0031]
FIG. 5 shows the change in the etching depth d obtained in this way. As shown in this figure, the etching depth d does not show a linear change with respect to time. The etching depth d is a constant value that does not change after the time point tp. 5 and 4 is referred to as a breakthrough point as described above, and is the time when the metal
[0032]
If the metal
[0033]
Next, since the etching depth d is obtained every moment as described above, the peeling dissolution rate of the metal
Vt = (Z 2 -Z 1 ) / (T 2 -T 1 )
Can be obtained as Here, t 1 , T 2 Are different times in the immediate vicinity with time t in between, Z 1 , Z 2 Is the time t 1 , T 2 Is the measured etching depth.
[0034]
Further, since the etching depth d at a certain time is obtained from FIG. 5, the peeling dissolution rate Vz at the certain etching depth d is also obtained. However, in this case, as shown in FIG. 6, with respect to the
[0035]
Now, when the peeling dissolution rate Vz is measured in this way, the progress of the etching process is grasped, so that the progress can be displayed to simulate the etching process. Therefore, a simulation method for the etching process will be described below.
According to this simulation method, it is possible to display the state in real time while actually performing the etching.
[0036]
FIG. 7 shows the situation at one time point of the simulation by the progress status display method of the etching process according to the present invention.
Note that the display of FIG. 7 is shown with the vertical and horizontal dimension ratios changed for easy viewing, and in particular, the thickness of the chromium (Cr) film that is the metal
[0037]
In order to be able to perform such a simulation, the etching rate Vz in the depth direction must be given in advance for all etching depths. Therefore, in the following description, it is assumed that the etching rate Vz is obtained for all the etching depths d of the metal
[0038]
First, as shown in FIG. 8, the entire metal
[0039]
Ideally, the rectangular function is “1” at the opening and “0” at the covering, but actually the opening is smaller than 1 near the wall surface of the
[0040]
As a result, the effective etching speed V (x, z) at the position (x, z) is
V (x, z) = D (x) · Vz
As required. However, the etching rate V (x, z) is a peeling dissolution rate in the Z direction.
[0041]
When etching is started, the surface of the metal
Δt = Δz / V (x 1 , 1)
Here, Δz is the thickness (length) in the Z direction in each cell of the metal
If the thickness of the metal
Δz = L / N
[0042]
The position coordinates of each cell of the metal
[0043]
On the other hand, the etching rate in the vertical (depth) direction is given by V (x, z) as described above, but the etching rate in the horizontal (width) direction is the same for all the cells and given by Ux. And This Ux is determined by the etching apparatus, its arrangement, the substance to be etched, the etching gas, etc., and is determined experimentally. In general, the value of Ux is smaller than Vz, and particularly close to zero in the case of anisotropic etching. Further, in terms of the effective value of the etching rate, in FIG. 9, in the case of (A), it is Vz, but in the case of (B), it becomes the combined rate of Vz and Ux, and in the case of (C) Becomes the combined speed of Vz and 2Ux.
[0044]
In this way, the cell of the metal
[0045]
In this way, the process of peeling and dissolving the metal
[0046]
In the course of etching, the
[0047]
Measurement data, etching conditions, simulation results, and the like in the course of such etching can be saved as a database by editing and recording them in a predetermined format.
Therefore, if the stored database is used, the etching process under the same conditions as the contents has repeatability that allows the simulation to be repeated any number of times and reproducibility that can be performed again. Further, in the case of new etching conditions different from the previous conditions, it is sufficient to select and use a similar etching condition from the past etching processes. Then, a new simulation can be performed by performing an interpolation operation or an interpolation operation.
[0048]
Measurement data and the like based on the actual progress of etching can be sequentially added to this database, so that the contents of the database can be made more precise. As described above, according to the etching progress display method according to the present invention, the entire process from the beginning to the end of the etching process can be observed in a pseudo manner, and the etching process can be precisely controlled. Become.
[0049]
Next, an etching system for carrying out the etching progress process display method according to the present invention described above will be described.
FIG. 10 is a block diagram showing an example of an etching system provided with an etching monitor device according to the present invention.
This system includes a
[0050]
Further, a pipe provided with a
[0051]
The etching
The
[0052]
An
In the
And as shown in FIG. 11, the
[0053]
The
FIG. 12 shows the configuration of the
[0054]
A
[0055]
The light emitted by the
[0056]
The reflected light from the processed
[0057]
As described above with reference to FIG. 2, the interference between the reflected light from the portion that is coated with the
[0058]
The output signal of the
Further, the data can be sent to the
Further, the input data of the etching conditions and the simulation data of the actual etching process can be registered as a database by the
[0059]
That is, the
[0060]
Accordingly, if the etching process is the same as the previously registered etching condition, it is possible to perform simulation using the registered data.
The present invention functions effectively for almost all etching processes, is used in semiconductor manufacturing processes and other fine etching processes, and is effective regardless of the type of etching such as dry etching or wet etching. Is something.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the progress of the etching process that changes from moment to moment can be displayed as a movie, and the progress of the etching is displayed as if it were actually seen. Simulation can be realized. Further, the etching process can be automatically controlled using the data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an etching process as an object of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for detecting an etching depth according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the etching depth of a metal thin film and the intensity of reflected light.
FIG. 4 is a diagram showing measured values of the relationship between the elapsed time of the etching process and the reflected light intensity.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an elapsed time of an etching process and a metal thin film etching depth.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a direction in which a metal thin film is peeled and dissolved.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a display example of temporary points by a method for displaying the progress of an etching process according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an ion distribution density for a metal thin film to be etched and an etching rate for each of the regions obtained by dividing the metal thin film into lattice-like minute regions (cells).
FIG. 9 is a diagram schematically showing a state of a contact surface with an etching gas in each region of the metal thin film.
FIG. 10 is a block diagram showing an example of an etching system provided with an etching process monitoring device according to the present invention.
11 is a diagram showing the relationship between the photomask shown in FIG. 10 and a probe.
12 is a diagram showing details of the relationship between the photomask and the probe shown in FIG. 10 and a configuration example of reflection intensity detection means.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in the middle of an etching process for creating a photomask.
FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a conventional method for detecting an etching state.
[Explanation of symbols]
1: Glass substrate 2: Metal thin film
2a:
3: Photoresist 4: Incident light
5, 6: Reflected light 7: Lens
8: Sensor 10: Photomask
20: Plasma etching apparatus
21: Process chamber 22: Probe
23: Optical fiber 24: Vacuum pump
25: Pressure control valve 26: Gas box
27: RF electrode
28: Capacitor for RF matching
29: RF power supply 30: Etching process monitoring device
31: Lamp power supply unit 32: Light detection unit
33: Calculation control unit 34: Monitor display
35: Database creation department
40: PC controller 51: Signal line
52: Interface cable
113, G: Etching gas
220: Projection objective 221: Lamp
222: Collimating lens
223a, 223b: optical fiber
224: Beam splitter
226: Interference filter 227: Optical sensor
Claims (4)
エッチング工程の経過時間を変数として、前記金属薄膜の非エッチング部とエッチング部とに光を照射して、その両部からの互いに干渉する反射光の強度を検出し、
その検出した反射光の強度に基づいて、エッチング工程の経過時間を変数として、前記エッチング部がエッチングされた深さを算出し、
その算出したエッチングされた深さに基づいて、各エッチング深さにおける前記金属薄膜のエッチング部の膜厚方向の剥離溶解速度を算出し、
算出した前記エッチングされた深さ及び前記膜厚方向の剥離溶解速度と、所与の、前記金属薄膜のエッチング部の幅方向の剥離溶解速度と、前記エッチング部の形状を示す関数を所与のローパスフィルタにより処理して得られるエッチングガスのイオン分布密度とに基づいて、各時点において前記金属薄膜のうちどの部分まで剥離溶解したかを計算によって求め、該計算結果に基づいて、前記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示する
ことを特徴とするエッチング工程の進行状況表示方法。A method of displaying the progress of an etching process for forming a pattern on a metal thin film formed on a substrate,
Using the elapsed time of the etching process as a variable, irradiating the non-etched part and the etched part of the metal thin film with light, and detecting the intensity of reflected light that interferes with each other from both parts,
Based on the intensity of the detected reflected light, using the elapsed time of the etching process as a variable, the depth at which the etched portion is etched is calculated,
Based on the calculated etched depth , calculate the peeling dissolution rate in the film thickness direction of the etched portion of the metal thin film at each etching depth ,
Given the calculated depth and rate of stripping dissolution in the film thickness direction , the given stripping dissolution rate in the width direction of the etched portion of the metal thin film, and a function indicating the shape of the etched portion Based on the ion distribution density of the etching gas obtained by processing with a low-pass filter, it is obtained by calculation to which part of the metal thin film has been peeled and dissolved at each time point, and based on the calculation result , A method of displaying the progress of an etching process, characterized by continuously displaying on the display a process in which the etching part dissolves momentarily.
前記エッチング工程の経過時間を変数として検出した前記反射光の強度の変動値と、前記エッチング工程の経過時間を変数として算出した前記エッチング部がエッチングされた深さと、該エッチングされた深さに基づいて算出した各エッチング深さにおける前記膜厚方向の剥離溶解速度と、エッチング条件の情報とを、所定のフォーマットに編集してデータベースとして記憶するとともに、そのエッチングされた深さ、剥離溶解速度及びエッチング条件の情報に基づいて、前記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示することを特徴とするエッチング工程の進行状況表示方法。A method of displaying the progress of the etching process according to claim 1,
A variation value of the intensity of the reflected light detected using the elapsed time of the etching process as a variable, a depth at which the etched portion calculated using the elapsed time of the etching process as a variable , and the etched depth The peeling dissolution rate in the film thickness direction at each etching depth calculated based on the information and the etching condition information are edited into a predetermined format and stored as a database, and the etched depth , peeling dissolution rate, and A process for displaying the progress of an etching process, characterized in that, on the basis of information on etching conditions, a process in which the etched portion of the metal thin film is dissolved every moment is continuously displayed on a display.
エッチング工程の経過時間を変数として、前記金属薄膜の非エッチング部とエッチング部とに光を照射して、その両部からの互いに干渉する反射光の強度を検出する反射光強度検出手段と、
該手段によって検出した反射光の強度に基づいて、エッチング工程の経過時間を変数として、前記エッチング部がエッチングされた深さを算出するエッチング深さ算出手段と、
該手段によって算出されたエッチングされた深さに基づいて、各エッチング深さにおける前記金属薄膜のエッチング部の膜厚方向の剥離溶解速度を算出する剥離溶解速度算出手段と、
前記エッチング深さ算出手段及び剥離溶解速度算出手段によって算出される前記エッチング深さ及び前記膜厚方向の剥離溶解速度と、所与の、前記金属薄膜のエッチング部の幅方向の剥離溶解速度と、前記エッチング部の形状を示す関数を所与のローパスフィルタにより処理して得られるエッチングガスのイオン分布密度とに基づいて、各時点において前記金属薄膜のうちどの部分まで剥離溶解したかを計算によって求め、該計算結果に基づいて、前記金属薄膜のエッチング部が時々刻々と溶解していく過程を連続的にディスプレイに表示するエッチング過程表示手段と
を有することを特徴とするエッチング工程モニタ装置。An apparatus for monitoring the progress of an etching process for forming a pattern on a metal thin film formed on a substrate,
Reflected light intensity detecting means for irradiating light to the non-etched part and the etched part of the metal thin film, using the elapsed time of the etching process as a variable, and detecting the intensity of reflected light that interferes with each other,
Based on the intensity of the reflected light detected by the means, the etching depth calculating means for calculating the etching depth of the etched portion using the elapsed time of the etching process as a variable;
A peeling dissolution rate calculating means for calculating a peeling dissolution rate in the film thickness direction of the etched portion of the metal thin film at each etching depth based on the etched depth calculated by the means;
The etching depth and the peeling dissolution rate in the film thickness direction calculated by the etching depth calculation means and the peeling dissolution rate calculation means , and the peeling dissolution rate in the width direction of the etched portion of the metal thin film, Based on the ion distribution density of the etching gas obtained by processing the function indicating the shape of the etched portion with a given low-pass filter, to which part of the metal thin film is peeled and dissolved at each time point is calculated. And an etching process display means for continuously displaying, on the display, a process in which the etching portion of the metal thin film dissolves momentarily on the basis of the calculation result .
反射光強度検出手段によって前記エッチング工程の経過時間を変数として検出した前記反射光の強度の変動値と、前記エッチング深さ算出手段によってエッチング工程の時間を変数として算出した前記エッチング部がエッチングされた深さと、該エッチングされた深さに基づいて前記剥離溶解速度算出手段が算出した各エッチング深さにおける前記膜厚方向の剥離溶解速度と、エッチング条件の情報とを、所定のフォーマットに編集してデータベースとして記憶するデータベース作成手段を設けたことを特徴とするエッチング工程モニタ装置。An etching process monitoring device according to claim 3 ,
The reflected light intensity fluctuation value detected by the reflected light intensity detection means as a variable and the etching portion calculated by the etching depth calculation means by using the etching process time as a variable were etched. The film thickness direction peeling dissolution rate at each etching depth calculated by the peeling dissolution rate calculation means based on the etched depth and the information on the etching conditions are edited in a predetermined format. An etching process monitoring apparatus characterized by comprising database creating means for storing as a database.
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