DE60127673T2 - Dickemessvorrichtung, dickemessverfahren und nassätzvorrichtung und nassätzverfahren damit - Google Patents

Dickemessvorrichtung, dickemessverfahren und nassätzvorrichtung und nassätzverfahren damit Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dickemessvorrichtung und ein Dickemessverfahren zum Messen der Dicke eines Halbleiter-Wafers während der Durchführung von Nassätzen und eine Nassätzvorrichtung und ein Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Bei Herstellung von Halbleiterbauelementen besteht neuerdings wachsender Bedarf an einem Ätzvorgang zum Verdünnen eines Halbleiter-Wafers mit einem Pattern oder Ähnlichem.
  • In einem derartigen Ätzvorgang wird eine Nassätzvorrichtung zum Ätzen eines Halbleiter-Wafers während Zuführens eines Ätzmittels verwendet. In einem konventionellen Nassätzverfahren wird ein Testwafer geätzt, um die Ätzrate vorab zu bestätigen, und die Ätz-Endzeit wird auf der Basis der Ätzrate bestimmt.
  • Wenn allerdings ein derartiges Ätzzeit-Managementverfahren verwendet wird, ist ein eigener Ätzvorgang zum Ätzen eines Testwafers notwendig, zusätzlich zu einem tatsächlichen Vorgang des Ätzens. Noch dazu kann sich die Ätzrate für jeden Ätzvorgang ändern. Aus diesem Grund erzeugt Zeitmanagement unter der Annahme einer konstanten Ätzrate eine Variation in der Dicke der resultierenden Halbleiter-Wafer.
  • Um die Ätzgenauigkeit oder Betriebseffizienz in dem Ätzvorgang zu erhöhen, muss die Dicke eines Halbleiter-Waferabschnitts in situ während des Ätzens gemessen werden. Bei dieser Messung können Daten einer Änderung der Dicke über die Zeit während des Ätzens erhalten werden, wodurch die Endzeit für jeden Ätzvorgang erhalten wird. Das heißt, verschiedene Ätzvorgänge können verwaltet und gesteuert werden.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Konventionelle Dickemessvorrichtungen für Halbleiter-Wafer umfassen ein Kontakt-Dickemessgerät und ein Michelson-Interferenzdickemessgerät. Von diesen Dickemessgeräten kann das Kontakt-Dickemessgerät nicht für Messungen in situ angewendet werden. Noch dazu kann, da das Dickemessgerät mit einem Halbleiter-Wafer in Berührung kommt, der Wafer beschädigt werden, und daher ist Messen bei einer hohen Geschwindigkeit unmöglich. Wenn ein Wafer ein tragendes Substrat oder eine Schicht aufweist, kann die Dicke des Wafers allein nicht gemessen werden.
  • Andererseits misst das Michelson-Interferenzdickemessgerät die Dicke eines Halbleiter-Wafers in einem berührungslosen Zustand. Als ein derartiges Dickemessgerät ist eine Vorrichtung in der Japanischen Patentanmeldung, Auslegeschrift Nr. H5-248817, offenbart. Diese Vorrichtung bestrahlt einen Halbleiter-Wafer mit Messlicht und misst eine Änderung in der Dicke über die Zeit auf der Basis einer Änderung im Reflexions-Timing von reflektiertem Licht von der Waferoberfläche. In diesem Fall wird allerdings nur die Position an der oberen Fläche gemessen. Um die Dicke zu erhalten, muss eine zusätzliche Ausgangs-Dickebedingung gegeben sein, wie etwa die Position an der unteren Fläche. Noch dazu kann, in einem Nassätzverfahren unter Verwendung eines Ätzmittels, da das Messlicht von dem Ätzmittel an der Waferfläche reflektiert wird, die Dicke des Halbleiter-Wafers nicht gemessen werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist entstanden, um die oben genannten Probleme zu lösen, und sie hat als ihre Aufgabe, eine Dickemessvorrichtung und ein Dickemessverfahren vorzulegen, welche die Dicke eines Halbleiter-Wafers während der Durchführung von Nassätzen messen können, sowie eine Nassätzvorrichtung und ein Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Dickemessvorrichtung vorgelegt, zum Messen einer Dicke eines Halbleiter-Wafers während der Durchführung von Nassätzen, unter Verwendung eines Ätzmittels, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst (1) eine Messlichtquelle, welche Messlicht zu jeder von mehreren Messzeiten, zu einem vorbestimmten Zeitintervall zuführt, (2) Licht-Verzweigemittel zum Verzweigen des Messlichts von der Messlichtquelle, (3) Licht-Ausgebemittel zum Ausgeben einer Komponente des Messlichts, das von dem Licht-Verzweigemittel verzweigt ist, an den Halbleiter-Wafer als ein Messobjekt, um so den Halbleiter-Wafer von einer Seite einer Ätzoberfläche, an welcher das Ätzmittel zugeführt wird, zu bestrahlen, (4) Licht-Eingebemittel zum Eingeben reflektierten Lichts, das erhalten wird, wenn das Messlicht, das von den Licht-Ausgebemitteln abgestrahlt wird, von dem Ätzmittel oder dem Halbleiter-Wafer reflektiert wird, (5) Referenzlicht-Erzeugemittel zum Führen der anderen Komponente des Messlichts, das von dem Licht-Verzweigemittel verzweigt ist, durch einen optischen Referenzweg, der gestaltet ist, in der Lage zu sein, eine Länge des optischen Wegs zu verändern, um so Referenzlicht zu erzeugen, für welches eine Länge des optischen Referenzwegs gesetzt wird, (6) Licht-Koppelmittel zum Erhalten von Interferenzlicht durch Koppeln des reflektierten Lichts, von den Licht-Eingebemitteln, mit dem Referenzlicht von den Referenzlicht-Erzeugemitteln, (7) Photodetektionsmittel zum Empfangen des Interferenzlichts von dem Licht-Koppelmittel, (8) Rohdickewert-Berechenmittel zum Berechnen eines Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers, auf der Basis einer Längendifferenz des optischen Wegs, in der Länge des optischen Referenzwegs, zwischen zwei Lichtintensitäts-Peaks, die aus mehreren Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt sind, wobei jeder eine Lichtintensität aufweist, die größer ist als ein gesetzter Schwellenwert, unter Verwendung einer Lichtintensitätsverteilung, die eine Korrelation zwischen der Länge des optischen Referenzwegs, die von den Referenzlicht-Erzeugemitteln gesetzt ist, und einer Lichtintensität des Interferenzlichts, das von dem Photodetektionsmittel zu jeder der Messzeiten empfangen wird, repräsentiert, und (9) Berechenmittel eines statistischen Dickewerts, zum Bestimmen, zu jeder der Messzeiten nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeit von einer Ausgangs-Messzeit, einer Dicke-Änderungslinie, durch lineare Näherung, für eine Änderung in der Zeit, durch mehrere gültige Rohdickewerte, innerhalb einer gesetzten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte, um so von der Dicke-Änderungslinie einen statistischen Dickewert zu berechnen, wobei (10) zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, vor der Messzeit, Datensortierberechnung durchführt, einschließlich Bestimmens einer Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, durch lineare Näherung, Setzens einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite für die Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, und Sortierens von Daten, für welche der Rohdickewert außerhalb der Sortierzahlenwert-Variationsbreite auszuscheiden ist, und dann, durch lineare Näherung, die Dicke-Änderungslinie, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, nach Sortieren, bestimmt, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte von der Dicke-Änderungslinie setzt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Dickemessverfahren zum Messen einer Dicke eines Halbleiter-Wafers vorgelegt, während der Durchführung von Nassätzen, unter Verwendung eines Ätzmittels, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst (1) den Messlicht-Zuführschritt des Zuführens von Messlicht von einer Messlichtquelle zu jeder von mehreren Messzeiten, zu einem vorbestimmten Zeitintervall, (2) den Licht-Verzweigeschritt des Verzweigens des Messlichts von der Messlichtquelle, (3) den Licht-Ausgebeschritt des Ausgebens einer Komponente des Messlichts, das in dem Licht-Verzweigeschritt verzweigt wird, an den Halbleiter-Wafer als ein Messobjekt, um so den Halbleiter-Wafer von einer Seite einer Ätzoberfläche, an welcher das Ätzmittel zugeführt wird, zu bestrahlen, (4) den Licht-Eingebeschritt des Eingebens reflektierten Lichts, das erhalten wird, wenn das Messlicht, das in dem Licht-Ausgebeschritt abgestrahlt wird, von dem Ätzmittel oder dem Halbleiter-Wafer reflektiert wird, (5) den Referenzlicht-Erzeugeschritt des Führens der anderen Komponente des Messlichts, das in dem Licht-Verzweigeschritt verzweigt wird, durch einen optischen Referenzweg, der gestaltet ist, in der Lage zu sein, eine Länge des optischen Wegs zu verändern, um so Referenzlicht zu erzeugen, für welches eine Länge des optischen Referenzwegs gesetzt wird, (6) den Licht-Koppelschritt des Erhaltens von Interferenzlicht durch Koppeln des reflektierten Lichts, das in dem Licht-Eingebeschritt eingegeben wird, mit dem Referenzlicht, das in dem Referenzlicht-Erzeugeschritt erzeugt wird, (7) den Photodetektionsschritt des Empfangens des Interferenzlichts, das in dem Licht-Koppelschritt gekoppelt wird, (8) den Rohdickewert-Berechenschritt des Berechnens eines Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers, auf der Basis einer Längendifferenz des optischen Wegs, in der Länge des optischen Referenzwegs, zwischen zwei Lichtintensitäts-Peaks, die aus mehreren Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt sind, wobei jeder eine Lichtintensität aufweist, die größer ist als ein gesetzter Schwellenwert, unter Verwendung einer Lichtintensitätsverteilung, die eine Korrelation zwischen der Länge des optischen Referenzwegs, die in dem Referenzlicht-Erzeugeschritt gesetzt wird, und einer Lichtintensität des Interferenzlichts, das in dem Photodetektionsschritt zu jeder der Messzeiten empfangen wird, repräsentiert, und (9) den Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, des Bestimmens, zu jeder der Messzeiten nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeit von einer Ausgangs-Messzeit, einer Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung, für eine Änderung in der Zeit, durch mehrere gültige Rohdickewerte, innerhalb einer gesetzten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte, um so von der Dicke-Änderungslinie einen statistischen Dickewert zu berechnen, wobei (10) in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, (11) für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, vor der Messzeit, Datensortierberechnung, einschließlich Bestimmens einer Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, durch lineare Näherung, Setzens einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite für die Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, und Sortierens von Daten, für welche der Rohdickewert außerhalb der Sortierzahlenwert-Variationsbreite auszuscheiden ist, durchgeführt wird, und dann die Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, nach Sortieren bestimmt wird, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte von der Dicke-Änderungslinie gesetzt wird.
  • In der oben beschriebenen Dickemessvorrichtung und in dem Dickemessverfahren wird reflektiertes Licht, welches erhalten wird, wenn der Halbleiter-Wafer mit Messlicht bestrahlt wird, und das Messlicht reflektiert wird, mit Referenzlicht gekoppelt, das von dem Messlicht verzweigt wird, und geht durch einen vorbestimmten optischen Weg, um eine Länge des optischen Referenzwegs zu setzen, bezogen auf die Länge des optischen Wegs des reflektierten Lichts, und das resultierende Interferenzlicht wird empfangen. Die Dicke des Halbleiter-Wafers während des Nassätzens wird von mehreren Lichtintensitäts-Peaks gemessen, welche in der Lichtintensitätsverteilung des Interferenzlichts erzeugt werden.
  • Zu dieser Zeit wird das Messlicht, mit welchem der Halbleiter-Wafer bestrahlt wird, von der Ätzmitteloberfläche reflektiert, und von der oberen Fläche (Ätzoberfläche) und der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers. Lichtintensitäts-Peaks, welche den Flächen entsprechen, werden in der Lichtintensitätsverteilung erhalten. Wenn nun zwei Lichtintensitäts-Peaks, entsprechend der oberen und der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers, welche auf der Basis eines vorbestimmten Auswahlkriteriums ausgewählt werden, verwendet werden, kann die Dicke des Halbleiter-Wafers oder eine Dickeänderung in der Zeit während des Nassätzens gemessen werden, unabhängig von dem Vorhandensein des Ätzmittels. Noch dazu wird, an Stelle eines Erhaltens der Dicke von dem reflektierten Licht, von der oberen Fläche des Wafers, und von Ausgangsbedingungen als Referenz, reflektiertes Licht sowohl von der oberen als auch von der unteren Fläche des Wafers verwendet. Aus diesem Grund kann, selbst wenn sich der Zustand des Halbleiter-Wafers oder des Ätzmittels ändert, die Dicke des Halbleiter-Wafers immer exakt gemessen werden.
  • Bei Dickemessung, nachdem eine ausreichende Anzahl an Rohdickewert-Daten seit dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit erhalten ist, welche vorab gegeben ist, wird Geradenermittlung zum linearen Nähern an die Änderung in der Zeit durchgeführt, und ein statistischer Dickewert wird von der resultierenden Dicke-Änderungslinie berechnet. Aus diesem Grund kann der Einfluss einer statistischen Variation auf den Rohdickewert reduziert werden. Bei Dickemessung kann eine Variation auf Grund eines Messfehlers erzeugt werden, wenn z.B. der Lichtintensitäts-Peak von der Ätzmitteloberfläche nicht empfangen wird, unabhängig von der statistischen Variation. Um das zu lösen, wird der Rohdickewert, der zu verwenden ist, um die Dicke-Änderungslinie zu bestimmen, begrenzt auf einen Rohdickewert innerhalb einer vorbestimmten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte. Rohdickewerte mit Messfehlern können ausgeschlossen werden, und der Einfluss von Fehlervariationen kann reduziert werden.
  • Wenn die Dicke-Änderungslinie zu der ersten Zeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit zu bestimmen ist, wird statistisches Verarbeiten für Rohdickewerte durchgeführt, durch Geradenermittlung zum Datensortieren und Geradenermittlung zum Bestimmen der Dicke-Änderungslinie. Der Rohdickewert, der durch statistisches Verarbeiten zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit sortiert wird, und die bestimmte Dicke-Änderungslinie sind Ausgangsbedingungen des statistischen Verarbeitens zu jeder der zweiten und darauf folgenden Messzeiten.
  • Nun wird, nachdem eine vorausgehende lineare Näherung zum Datensortieren durchgeführt ist, und Rohdickewerte mit Messfehlern, unter Verwendung der Dicke-Änderungslinie zum Sortieren und der Sortierzahlenwert-Variationsbreite, ausgeschieden und von dem statistischen Verarbeiten ausgeschlossen sind, statistisches Verarbeiten, einschließlich linearer Näherung, erneut durchgeführt, um die Dicke-Änderungslinie und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte zu setzen. Bei dieser Anordnung kann, zu jeder Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, der Einfluss einer Fehlervariation oder von Ähnlichem effizient reduziert werden. Datensortierberechnung unter Verwendung der Dicke-Änderungslinie kann nicht einmal durchgeführt werden, sondern wiederholt, zu mehreren Zeiten, um überschüssige Rohdickewert-Daten, wie etwa Rohdickewerte mit Messfehlern, verlässlicher auszuschließen.
  • Gemäß der Nassätzvorrichtung und dem Nassätzverfahren, welche eine derartige Dickemessvorrichtung und ein Dickemessverfahren verwenden, kann, auf der Basis des Dickewerts, welcher für den Halbleiter-Wafer während des Nassätzens erhalten wird, das Ende des Nassätzens, durch Anhalten der Ätzmittelzufuhr oder Ändern der Ätzrate, geeignet durch das Ätz-Steuermittel gesteuert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Dickemessvorrichtung und einer Nassätzvorrichtung, welche die Dickemessvorrichtung aufweist;
  • 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen eines Verfahrens zum Messen der Dicke eines Halbleiter-Wafers in der Nassätzvorrichtung, welche in 1 gezeigt ist;
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Dickemessverfahrens und eines Nassätzverfahrens;
  • 4 zeigt ein schematisches Diagramm eines Beispiels von Rohdickewerten, welche vor einer vorgegebenen Zeit berechnet sind;
  • 5 zeigt ein Diagramm einer Datensortierberechnung zu der ersten Zeit;
  • 6 zeigt ein Diagramm einer Datensortierberechnung zu der zweiten Zeit;
  • 7 zeigt ein Diagramm eines Setzens einer Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte;
  • 8 zeigt ein Diagramm, aus dem hervorgeht, wie bestimmt wird, ob ein Rohdickewert innerhalb oder außerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte fällt; und
  • 9 zeigt ein Diagramm, aus dem hervorgeht, wie eine Dicke-Änderungslinie bestimmt und ein statistischer Dickewert berechnet wird.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Dickemessvorrichtung und des Dickemessverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Nassätzvorrichtung und eines Nassätzverfahrens, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden, werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Dieselben Bezugszeichen benennen in der gesamten Beschreibung der Zeichnungen dieselben Elemente, und ein wiederholendes Beschreiben wird vermieden. Die Größenverhältnisse in den Zeichnungen stimmen nicht immer überein mit jenen in der Beschreibung.
  • Als Erstes werden die Anordnungen einer Dickemessvorrichtung und einer Nassätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, zusammen mit Schritten in einem entsprechenden Dickemessverfahren. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Dickemessvorrichtung und einer Nassätzvorrichtung, welche die Dickemessvorrichtung aufweist. Diese Nassätzvorrichtung umfasst eine Dickemessvorrichtung A und eine normale Nassätzvorrichtung B, mit Ausnahme der Dickemessvorrichtung A (dieser Abschnitt der Vorrichtung wird im hier Folgenden einfach Nassätzvorrichtung B genannt).
  • Die Dickemessvorrichtung A ist ein berührungsloses Dickemessgerät, das gestaltet ist, einen Halbleiter-Wafer W zu bestrahlen, welcher mit Messlicht zu messen ist, und die Dicke des Halbleiter-Wafers W, unter Verwendung einer Änderung der Lichtintensität des Interferenzlichts, zwischen Referenzlicht und reflektiertem Licht von dem Halbleiter-Wafer W, zu messen. Messlicht, das für Dickemessung zu verwenden ist, wird von einer Messlichtquelle 11 zu jeder von mehreren Messzeiten zu einem vorbestimmten Zeitintervall zugeführt (Messlicht-Zuführschritt). Die Messlichtausgabe von der Messlichtquelle 11 wird in einen optischen Koppler 12 eingegeben, welcher aus einem Faserkoppler gebildet ist, durch eine optische Eingabefaser 11a. Als die Messlichtquelle 11 wird vorzugsweise eine Quelle von Licht niedriger Kohärenz (z.B. eine SLD, welche Licht erzeugt, welches eine Wellenlänge von 1,3 μm aufweist) verwendet. Als die Wellenlänge des Messlichts wird eine Wellenlänge, die ausreichend durch den Halbleiter-Wafer W oder durch ein Ätzmittel durchgelassen wird, ausgewählt.
  • Der optische Koppler 12 funktioniert als ein Licht-Verzweigemittel zum Verzweigen des Messlichts von der Messlichtquelle 11. Die Messlichteingabe in den optischen Koppler 12 wird zu einer optischen Messfaser 13a verzweigt, welche zu einem optischen Messweg und einer optischen Referenzfaser 14a führt, welche zu einem optischen Referenzweg führt (Licht-Verzweigeschritt). Die verzweigten Messlichtkomponenten werden jeweils an einen Messkopf 13 eingegeben, zum Messen der Dicke, und an einen Referenzlicht-Erzeugeabschnitt 14, zum Erzeugen von Referenzlicht.
  • Der Messkopf 13 ist ein Licht-Eingebe-/Ausgebemittel, welches als ein Licht-Ausgebemittel funktioniert, zum Bestrahlen des Halbleiter-Wafers W mit Messlicht, und als ein Licht-Eingebemittel, zum erneuten Eingeben reflektierten Lichts, das erzeugt wird, wenn der Halbleiter-Wafer W oder ein Ätzmittel das Messlicht reflektiert. Von den Lichtkomponenten, welche von dem optischen Koppler 12 verzweigt sind, wird das Messlicht, welches auf die Seite der optischen Faser 13a verzweigt ist, von dem Messkopf 13 an den Halbleiter-Wafer W ausgegeben. Der Halbleiter-Wafer W wird mit dem Messlicht von der Ätzoberfläche, an der oberen Seite, bestrahlt (Licht-Ausgebeschritt). Als dieses Messlicht wird Licht verwendet, welches eine Wellenlänge aufweist, die durch den Halbleiter-Wafer W oder Ähnliches ausreichend durchgelassen wird, wie oben beschrieben. Einige Komponenten des Messlichts werden von jeder Grenzfläche reflektiert. Das reflektierte Licht erreicht den Messkopf 13 und wird erneut in diesen eingegeben (Licht-Eingebeschritt). Das reflektierte Licht, das den Messkopf 13 erreicht und erneut in diesen eingegeben wird, wird in den optischen Koppler 12 durch die optische Faser 13a eingegeben.
  • Andererseits wird in dem Referenzlicht-Erzeugeabschnitt 14 Referenzlicht, welches verwendet wird, um die Dicke (Länge des optischen Wegs) zu messen, als Interferenzlicht mit reflektiertem Licht von dem Halbleiter-Wafer W oder Ähnlichem, erzeugt (Referenzlicht-Erzeugeschritt). Das Messlicht, welches auf die Seite der optischen Faser 14a verzweigt ist, von dem optischen Koppler 12, wird zu Referenzlicht, für welches die Länge des optischen Wegs von Referenzlicht (Länge des optischen Referenzwegs), bezogen auf die Länge des optischen Wegs von reflektiertem Licht (Länge des optischen Reflexionswegs), von dem Halbleiter-Wafer W oder Ähnlichem, durch einen optischen Referenzweg 14b gesetzt wird, welcher von einem optischen System zur Modulation der Länge des optischen Wegs gebildet ist, welches zwischen dem Ausgabe-Endpunkt der optischen Faser 14a und dem reflektierenden Spiegel 14c angeordnet ist.
  • In dieser Ausführungsform wird die Messlichtausgabe von dem Ausgabe-Endpunkt der optischen Faser 14a durch ein parallelplattenförmiges Glassubstrat 14d durchgelassen, und erreicht den reflektierenden Spiegel 14c und wird von diesem reflektiert. Reflektiertes Licht von dem reflektierenden Spiegel 14c wird durch das Glassubstrat 14d erneut in die entgegengesetzte Richtung durchgelassen, und wird in den optischen Koppler 12 eingegeben, durch die optische Faser 14a, als Referenzlicht, für welches eine geeignete Länge des optischen Wegs gesetzt wird.
  • Der Referenzlicht-Erzeugeabschitt 14 ist gestaltet, die Länge des optischen Wegs für den optischen Referenzwegs 14b zu ändern. Konkreter ist das Galssubstrat 14d, auf dem optischen Referenzweg 14b, angebaut an ein Galvanometer 14e. Das Galvanometer 14e arbeitet auf der Basis eines periodischen Signals von einem Steuerabschnitt 17 der Länge des optischen Referenzwegs, wodurch die Neigung des Glassubstrats 14d, bezogen auf den optischen Referenzweg 14b, sich periodisch ändert. Zu dieser Zeit ändert sich die Dicke des Glassubstrats 14d, gesehen aus der Richtung des optischen Referenzwegs 14b. So ändert sich die Länge des optischen Wegs für den optischen Referenzweg 14b periodisch, und die Länge des optischen Referenzwegs, bezogen auf die Länge des optischen Reflexionswegs (Timing von Referenzlicht, bezogen auf reflektiertes Licht) wird periodisch abgetastet.
  • Wie oben beschrieben, dient der optische Koppler 12 als ein Licht-Verzweigemittel, zum Verzweigen des Messlichts von der Messlichtquelle 11, und funktioniert ebenfalls als ein Licht-Koppelmittel, zum Koppeln des reflektierten Lichts, von dem Messkopf 13, mit dem Referenzlicht, von dem Referenzlicht-Erzeugeabschnitt 14. Das reflektierte Licht, welches von dem Halbleiter-Wafer W oder Ähnlichem reflektiert wird und zu dem Messkopf 13 zurückgeht und in diesen eingegeben wird, und das Referenzlicht, für welches die Länge des optischen Referenzwegs in dem Referenzlicht-Erzeugeabschnitt 14 gesetzt wird, werden von dem optischen Koppler 12 zu Interferenzlicht gekoppelt (Licht-Koppelschritt). Das Interferenzlicht wird in einen Photodetektor 15 eingegeben, wie etwa eine Photodiode (PD), durch eine optische Ausgabefaser 15a, und empfangen (Photodetektionsschritt).
  • Zu jeder der Messzeiten werden die Daten und Ähnliches des Interferenzlichts, welches von dem Photodetektor 15 empfangen wird, von einem Dicke-Berechenabschnitt 16 verarbeitet. Auf der Basis dieser Daten wird die Dicke des Halbleiter-Wafers W berechnet (Dicke-Berechenschritt).
  • Ein Empfangssignal, welches durch Empfangen von Interferenzlicht durch den Photodetektor 15 erhalten wird, wird in einen Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b eingegeben, durch eine Signalverarbeitungsschaltung 16a, in dem Dicke-Berechenabschnitt 16. Die Daten der Lichtintensität des Interferenzlichts werden durch das Empfangssignal von dem Photodetektor 15 erhalten. Das Winkelsignal des Galvanometers 14e (Glassubstrat 14d), von dem Steuerabschnitt 17 der Länge des optischen Referenzwegs, wird ebenfalls eingegeben in den Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b, durch die Signalverarbeitungsschaltung 16a. Die Daten der Länge des optischen Referenzwegs, oder des Ausmaßes seiner Längenänderung des optischen Wegs in dem optischen Referenzweg 14b, werden von dem Winkelsignal erhalten.
  • In dem Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b wird, zu jeder Messzeit, eine Lichtintensitätsverteilung erzeugt, welche eine Änderung (Korrelation) der Lichtintensität des Interferenzlichts repräsentiert, durch die Länge des optischen Referenzwegs, aus den Daten der Lichtintensität und den Daten der Länge des optischen Referenzwegs. In der resultierenden Lichtintensitätsverteilung werden mehrere Lichtintensitäts-Peaks als Peaks spezifiziert, welche Peak-Intensitäten aufweisen, die eine Schwellenintensität übersteigen. Der Rohdickewert des Halbleiter-Wafers W wird unter Verwendung zweier Lichtintensitäts-Peaks berechnet, welche von diesen Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt sind (Rohdickewert-Berechenschritt).
  • Der Rohdickewert, welcher von dem Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b berechnet ist, wird weiter in einen Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c eingegeben. In dem Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c wird eine Dicke-Änderungslinie bestimmt, durch lineare Näherung, für eine Änderung in der Zeit, durch mehrere gültige Rohdickewerte, und ein statistischer Dickewert wird berechnet (Berechenschritt eines statistischen Dickewerts).
  • Details des reflektierten Lichts von dem Halbleiter-Wafer W oder Ähnlichem, Lichtintensitäts-Peaks einer Lichtintensitätsverteilung, welche in Entsprechung zu dem reflektierten Licht erzeugt ist, und das Verfahren zum Berechnen des Rohdickewerts und des statistischen Dickewerts sind an späterer Stelle zu beschreiben.
  • Die Nassätzvorrichtung B ist gestaltet zum Nassätzen einer Fläche (der oberen Fläche in 1; im hier Folgenden eine Ätzoberfläche genannt) des Halbleiter-Wafers W, als eines Objekts des Ätzvorgangs (eines Messobjekts der Dickemessvorrichtung A) unter Verwendung eines Ätzmittels.
  • Der Halbleiter-Wafer W wird an einem Drehtisch 22 fixiert, während er von einem tragenden Substrat 21 getragen wird, welches aus einem Glassubstrat gebildet ist, welches an der gegenüberliegenden Flächenseite der Ätzoberfläche angeordnet ist. Der Drehtisch 22 wird rotierbar angetrieben von einem Rotationsantriebsabschnitt 23, wodurch der Halbleiter-Wafer W während des Nassätzens rotiert wird. Wenn der Halbleiter-Wafer W ein Pattern hat, wird die Fläche mit dem Pattern auf die Seite des tragenden Substrats 21 gelegt. Nassätzen wird durchgeführt, während die Fläche auf der gegenüberliegenden Seite des Patterns als die Ätzoberfläche gesetzt ist.
  • Ätzmittelzufuhr an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W geschieht durch einen Ätzmittel-Zuführabschnitt 24. Der Ätzmittel-Zuführabschnitt 24 führt an den Halbleiter-Wafer W ein Ätzmittel zu, oder hält die Zufuhr an, oder führt Spülwasser zu. Wenn ein Ätzmittel von einer Düse 24a zugeführt wird, an die Ätzoberfläche des rotierenden Halbleiter-Wafers W, durch den Ätzmittel-Zuführabschnitt 24, bildet das zugeführte Ätzmittel eine dünne Ätzmittelschicht E auf der Fläche des Halbleiter-Wafers W. Die Fläche des Halbleiter-Wafers W wird durch die Ätzmittelschicht E nassgeätzt.
  • Rotation des Drehtischs 22, des tragenden Substrats 21, welches an dem Drehtisch 22 befestigt ist, und des Halbleiter-Wafers W, durch den Rotationsantriebsabschnitt 23, und Zuführen/Anhalten eines Ätzmittels oder Spülwassers, an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W, durch den Ätzmittel-Zuführabschnitt 24, werden von einem Ätz-Steuerabschnitt 25 gesteuert.
  • Der Messkopf 13 der Dickemessvorrichtung A wird in eine Position gesetzt, welche einem vorbestimmten Abschnitt der Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W gegenüberliegt, welcher auf den Drehtisch 22 gelegt ist, zusammen mit dem tragenden Substrat 21, derart, dass der optische Weg des Messlichts, mit welchem die Ätzoberfläche bestrahlt wird, beinahe rechtwinkelig auf die Ätzoberfläche wird. Zu dieser Zeit wird reflektiertes Licht, das erzeugt wird, wenn das Messlicht, mit welchem die Ätzoberfläche rechtwinkelig bestrahlt wird, von dem Halbleiter-Wafer W oder Ähnlichem reflektiert wird, effizient erneut in den Messkopf 13 eingegeben.
  • Um Korrosion eines Glases und Ähnliches, durch das verspritzte Ätzmittel, zu verhindern, weist der Messkopf 13 vorzugsweise eine Schutzschicht auf, eine transparente Folie, welche z.B. aus Polyvinylchlorid hergestellt ist, welche gegen das Ätzmittel resistent ist. Alternativ kann ein Anhaften des Ätzmittels verhindert werden durch Anbauen eines Zylinders an das distale Ende des Messkopfs 13 und durch Halten eines Drucks im Inneren des Zylinders.
  • Ein Nassätzverfahren für den Halbleiter-Wafer W, unter Verwendung der in 1 gezeigten Nassätzvorrichtung, welche aus der Dickemessvorrichtung A und der Nassätzvorrichtung B gebildet ist, wird nun anhand eines Beispiels beschrieben.
  • Als Erstes wird der Halbleiter-Wafer W, welcher von dem tragenden Substrat 21 getragen wird, auf den Drehtisch 22 gelegt. Rotationsantrieb des Drehtisches 22 wird auf der Basis eines Anweisungssignals von dem Ätz-Steuerabschnitt 25 gestartet. Darauf folgend wird der Ätzmittel-Zuführabschnitt 24 angewiesen, ein Ätzmittel an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W zuzuführen, und Nassätzen des Halbleiter-Wafers W wird gestartet (Ätz-Startschritt).
  • Wenn Nassätzen beginnt, wird die Dicke des Halbleiter-Wafers W gemessen, durch die oben beschriebene Dickemessvorrichtung A und das Dickemessverfahren (Dicke-Messschritt). Dickemessung wird zu einer Messzeit durchgeführt, welche von der Bedienperson angewiesen ist, oder automatisch zu Messzeiten zu einem vorgesetzten Zeitintervall durchgeführt. Der Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b berechnet den Rohdickewert, von Dickedaten, welche zu jeder Messzeit erfasst werden. Bei Dickemessung, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, und Dickemessung eine ausreichende Anzahl an Zeiten durchgeführt worden ist, berechnet der Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c eine Dicke-Änderungslinie, welche eine Änderung der Dicke über die Zeit darstellt, und einen statistischen Dickewert, welcher durch statistisches Verarbeiten erhalten wird, unter Verwendung der Rohdickewerte, welche zu Messzeiten erfasst werden.
  • Die Dicke des Halbleiter-Wafers W in dem laufenden Nassätzvorgang und die Änderung der Dicke über die Zeit werden ausgewertet, von der Dickeänderungslinie und dem statistischen Dickewert. Dickeauswertung kann automatisch geschehen, z.B. durch den Dicke-Berechenabschnitt 16 der Dickemessvorrichtung A. Alternativ kann eine Anzeigeeinrichtung an den Dicke-Berechenabschnitt 16 angeschlossen sein, um die Dickedaten auf der Anzeigeeinrichung anzuzeigen und die Bedienperson zu veranlassen, auf der Basis der angezeigten Daten eine Auswertung auszuführen.
  • Zu der Nassätz-Endzeit wird Zufuhr des Ätzmittels durch den Ätzmittel-Zuführabschnitt 24 angehalten, durch ein Anweisungssignal von dem Ätz-Steuerabschnitt 25. In weiterer Folge wird Spülwasser an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W zugeführt, um den Halbleiter-Wafer W für eine vorbestimmte Zeit zu spülen. Das Zuführen von Spülwasser wird angehalten. Nachdem das Spülen des Halbleiter-Wafers W beendet ist, wird der Drehtisch 22 für eine vorbestimmte Zeit rotiert, um das Spülwasser von der Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W zu entfernen. Wenn das Entfernen des Spülwassers beendet ist, wird die Rotation des Drehtischs 22 durch den Rotationsantriebsabschnitt 23 angehalten, damit wird der gesamte Vorgang des Nassätzens des Halbleiter-Wafers W beendet (Ätz-Endschritt).
  • Zu dieser Zeit kann die Nassätz-Endzeit auf der Basis von vorab gegebenen Daten der Ätzzeit oder der Ätzrate bestimmt werden. Allerdings wird die Endzeit, zu welcher eine gesetzte Schlussdicke erhalten wird, vorzugsweise von einer Dicke-Änderungslinie berechnet, welche für die Daten der Rohdickewerte erhalten wird, welche von der Dickemessvorrichtung A gemessen werden (Endzeit-Berechenschritt).
  • Zum Berechnen der Endzeit kann die Endzeit automatisch von dem Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c erhalten werden, oder von der Bedienperson bestimmt, von Daten, welche auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt sind. Wenn die Endzeit von dem Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c erhalten wird, kann ein End-Anweisungssignal zum Anweisen der Endzeit von dem Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c des Dicke-Berechenabschnitts 16 ausgegeben werden, und der Ätz-Steuerabschnitt 25 kann das Ende des Nassätzens auf der Basis des End-Anweisungssignals steuern.
  • Das Verfahren zum Messen und Berechnen des Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers W zu jeder Messzeit, durch die Dickemessvorrichtung A und das Dickemessverfahren der oben beschriebenen Ausführungsform, wird nun beschrieben. 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen des Verfahrens zum Messen der Dicke des Halbleiter-Wafers W in der Nassätzvorrichtung, welche in 1 gezeigt ist. 2A zeigt eine Seitenansicht, im Schnitt, des Bestrahlens des Halbleiter-Wafers W mit Messlicht, und des erneuten Eingebens reflektierten Lichts in den Messkopf 13. 2B zeigt ein Diagramm der Lichtintensitätsverteilung von Interferenzlicht, welches durch den Photodetektor 15 erhalten wird. Mit Bezug auf 2A, wird die Position des optischen Wegs von Messlicht, mit welchem der Halbleiter-Wafer W bestrahlt wird, von der Position des optischen Wegs von reflektiertem Licht zu dem Messkopf 13 verschoben, zur besseren Darstellbarkeit.
  • Messlicht L0, welches von dem optischen Koppler 12 verzweigt und von dem Messkopf 13 ausgegeben ist, wird aufeinander folgend durchgelassen durch die Ätzmittelschicht E, den Halbleiter-Wafer W und das tragende Substrat 21. Einige Komponenten des Messlichts L0 werden von den Grenzflächen zwischen benachbarten Schichten reflektiert. Konkreter geht reflektiertes Licht L1 von der Fläche der Ätzmittelschicht E zurück, reflektiertes Licht L2 geht von der oberen Fläche des Halbleiter-Wafers W zurück, reflektiertes Licht L3 geht von der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers W zurück, und reflektiertes Licht L4 geht von der unteren Fläche des tragenden Substrats 21 zurück. Diese reflektierten Lichtkomponenten gehen zurück zu dem Messkopf 13 und werden erneut in diesen eingegeben.
  • Die erneut eingegebenen reflektierten Lichtkomponenten L1 bis L4 gehen durch unterschiedliche Längen des optischen Wegs, abhängig von den Grenzflächen, welche sie reflektieren, wie in 2A gezeigt, also werden die reflektierten Lichtkomponenten von dem Messkopf 13 in den Photodetektor 15 durch den optischen Koppler 12 zu unterschiedlichen Timings eingegeben. In dem Referenzlicht-Erzeugeabschnitt 14 wird die Länge des optischen Wegs für den optischen Referenzweg 14b periodisch geändert, wie oben beschrieben, und die Länge des optischen Referenzwegs (Timing von Referenzlichts bezogen auf reflektiertes Licht) wird abgetastet.
  • Zu dieser Zeit verstärken einander, wenn die Längen des optischen Wegs, von dem optischen Koppler 12 zu den Grenzflächen, welche die reflektierten Lichtkomponenten L1 bis L4 reflektiert haben, mit der Länge des optischen Wegs, von dem optischen Koppler 12 zu dem reflektierenden Spiegel 14c, übereinstimmen, reflektiertes Licht und Referenzlicht, deren Längen des optischen Wegs und Timings übereinstimmen, durch Interferenz. So wird Interferenzlicht, welches eine hohe Lichtintensität aufweist, von dem Photodetektor 15 empfangen.
  • 2B zeigt eine Lichtintensitätsverteilung, welche die Korrelation zwischen der Interferenzlicht-Intensität und der Länge des optischen Referenzwegs (dem Ausmaß der Längenänderung des optischen Wegs) repräsentiert, welche erhalten wird durch Abtasten der Länge des optischen Wegs, entsprechend der in 2A gezeigten Darstellung im Schnitt. Mit Bezug auf dieses Diagramm, repräsentiert eine Achse das Ausmaß der Längenänderung des optischen Wegs, für den abgetasteten optischen Referenzweg 14b, und die andere Achse repräsentiert die Lichtintensität von Referenzlicht, welches von dem Photodetektor 15 empfangen wird. Die Länge des optischen Referenzwegs (das Ausmaß der Längenänderung des optischen Wegs) und die Längendifferenz des optischen Wegs entsprechen nicht immer exakt der Dicke der Ätzmittelschicht E, des Halbleiter-Wafers W und des tragenden Substrats 21, wegen des Unterschieds im Brechungsindex. Allerdings zeigen 2A und 2B die Darstellung im Schnitt und das Diagramm in Entsprechung zueinander, unter der Annahme, dass kein Unterschied im Brechungsindex besteht, zur besseren Beschreibbarkeit.
  • Wie in diesem Diagramm gezeigt, werden, wenn das Ausmaß der Längenänderung des optischen Wegs in eine Richtung abgetastet wird, in welche das Ausmaß der Längenänderung des optischen Wegs sich von einem geringeren Wert zu einem größeren Wert ändert (die Länge des optischen Referenzwegs ansteigt), ein Lichtintensitäts-Peak P1 (Peak P1 der Flüssigkeitsoberfläche), entsprechend dem reflektierten Licht L1 von der Oberfläche der Ätzmittelschicht E, ein Lichtintensitäts-Peak P2 (Peak P2 der oberen Fläche des Wafers), entsprechend dem reflektierten Licht L2 von der oberen Fläche (Ätzoberfläche) des Halbleiter-Wafers W, ein Lichtintensitäts-Peak P3 (Peak P3 der unteren Fläche des Wafers), entsprechend dem reflektierten Licht L3 von der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers W, und ein Lichtintensitäts-Peak P4 (Peak P4 der unteren Fläche des Substrats), entsprechend dem reflektierten Licht L4 von der unteren Fläche des haltenden Substrats 21, aufeinander folgend erhalten.
  • Diese Lichtintensitäts-Peaks P1 bis P4 werden spezifiziert durch Setzen eines geeigneten Schwellenwerts der Lichtintensität, für die Lichtintensitätsverteilung, und Ausschließen überschüssiger Peaks, wie etwa Peaks geringer Lichtintensität, mit einem Rauschsignal. Mit Bezug auf 2B, wird eine Lichtintensität Pt mit einer gestrichelten Linie als eine derartige Schwellenintensität angegeben.
  • Der Längenbereich des optischen Wegs, in welchem Lichtintensitäts-Peaks abgetastet werden, kann auf der Basis des Längenabtastbereichs des optischen Wegs im optischen Referenzweg 14b des Referenzlicht-Erzeugeabschnitts 14 gesetzt werden. Ein Längenbereich des optischen Wegs, der zu verwenden ist, um einen Lichtintensitäts-Peak zu spezifizieren, kann aus dem abgetasteten Längenbereich des optischen Wegs ausgewählt und gesetzt werden, wie nötig. Derartige Auswahl des Längenbereichs des optischen Wegs kann vorab dem Dicke-Berechenabschnitt 16 übertragen werden. Alternativ kann der Längenbereich des optischen Wegs angewiesen werden, durch Veranlassen einer Bedienperson, den Längenbereich des optischen Wegs aus einer Lichtintensitätsverteilung auszuwählen, welche auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt ist, die mit dem Dicke-Berechenabschnitt 16 verbunden ist, durch Bedienen eines Mauszeigers oder Ähnliches.
  • Bei Dickemessung werden mehrere Licht-Intensitätspeaks spezifiziert, durch Anwenden der oben beschriebenen Bedingung der Schwellen-Lichtintensität oder der Bedingung des Längenbereichs des optischen Wegs auf eine resultierende Lichtintensitätsverteilung. Zwei Lichtintensitäts-Peaks, welche reflektiertem Licht von der oberen und der unteren Fläche des Wafers entsprechen, werden von diesen Lichtintensitäts-Peaks auf der Basis eines vorbestimmten Auswahlkriteriums ausgewählt.
  • Für die obigen Lichtintensitäts-Peaks P1 bis P4 variiert das Lichtintensitätsverhältnis oder Ähnliches abhängig vom Zustand des Halbleiter-Wafers W oder der Ätzmittelschicht E. Allerdings ändert sich die Abfolge der Ausmaße der Längenänderungen des optischen Wegs nicht. Zum Beispiel ändert sich der Zustand der Ätzmittelschicht E abhängig von der Art, wie das Ätzmittel, welches von der Düse 24a zugeführt wird, auf die Ätzoberfläche fließt. Zu dieser Zeit ändert sich, da sich der Winkel der Oberfläche der Ätzmittelschicht E, bezogen auf den optischen Weg des Messlichts, ändert, die Lichtintensität des reflektierten Lichts L1, welches von der Oberfläche der Ätzmittelschicht E reflektiert wird und den Messkopf 13 erreicht, ebenfalls. Zusätzlich ändert sich auch das Lichtintensitätsverhältnis, abhängig vom Material (Si, GaAs, dotiertes Si oder Ähnliches), welches für den Halbleiter-Wafer W verwendet wird, oder dem Material des tragenden Substrats 21.
  • Andererseits ändert sich, für die Länge des optischen Wegs, selbst wenn ein Zustand wie etwa eine Lichtintensität sich ändert, wie oben beschrieben, die Abfolge der Längen der optischen Wege der Lichtintensitäts-Peaks P1 bis P4 nicht. Wenn nun zwei Lichtintensitäts-Peaks von mehreren resultierenden Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt werden, wobei die Abfolge der Lichtintensitäts-Peaks oder Ähnliches als ein Auswahlkriterium verwendet wird, können die Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3, entsprechend der oberen und der unteren Fläche des Wafers, ausgewählt werden.
  • In der Lichtintensitätsverteilung, die in 2B gezeigt ist, entspricht die Längendifferenz des optischen Wegs, zwischen dem zweiten Lichtintensitäts-Peak P2 und dem dritten Lichtintensitäts-Peak P3, von einer geringeren Länge des optischen Referenzwegs, der Längendifferenz des optischen Wegs von der oberen Fläche zu der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers W. So kann der Rohdickewert der Dicke des Halbleiter-Wafers W von der Längendifferenz des optischen Wegs zwischen den zwei Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3 berechnet werden.
  • Insbesondere kann die Dicke des Halbleiter-Wafers W direkter durch ein Messverfahren exakt gemessen werden, welches die zwei Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3 verwendet, wie oben beschrieben, an Stelle des Messens einer Länge des optischen Wegs, welche dem Lichtintensitäts-Peak und seiner Änderung über die Zeit entspricht. Zusätzlich kann Dickemessung, wenn Nassätzen im Laufen ist, d.h. das Ätzmittel auf die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W fließt, durchgeführt werden, unabhängig vom Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Ätzmittels.
  • Die Längendifferenz des optischen Wegs zwischen den Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3 entspricht der optischen Dicke des Halbleiter-Wafers W. So wird der endgültige Rohdickewert erhalten durch Dividieren der resultierenden Längendifferenz des optischen Wegs durch den Brechungsindex des Halbleiter-Wafers. Als der Wert des Brechungsindex des Halbleiter-Wafers W, welcher verwendet wird, um den Rohdickewert zu berechnen, wird, wenn der Brechungsindex bekannt ist, dieser Wert verwendet. Der Brechungsindex kann vorab gemessen werden, unter Verwendung eines Wafers, dessen Dicke mit einem anderen Verfahren, unter Verwendung eines Micro-Gauge oder eines Mikroskops, gemessen worden ist, und der gemessene Wert wird vorzugsweise verwendet, wie nötig.
  • Als ein detailliertes Auswahlkriterium, das verwendet wird, um die zwei Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3 auszuwählen, entsprechend der oberen und der unteren Fläche des Wafers, können, konkreter, einige Auswahlverfahren angewendet werden. Zum Beispiel wird ein Längenbereich des optischen Wegs, der zur Berechnung des Rohdickewerts zu verwenden ist, in einem Bereich R1 oder R2 gesetzt (2B), und der zweite und dritte Lichtintensitäts-Peak von der oberen Seite werden ausgewählt. Alternativ wird der Längenbereich des optischen Wegs in dem Bereich R1 (Bereich R2) gesetzt, und der erste und der zweite Lichtintensitäts-Peak von der unteren Seite (der zweite und der dritte Lichtintensitäts-Peak von der unteren Seite) werden ausgewählt.
  • Für den Lichtintensitäts-Peak P4, welcher der unteren Fläche des Substrats entspricht, kann die Länge des optischen Wegs auf Grund der Dicke des tragenden Substrats 21 oder von Ähnlichem ansteigen, und es kann sein, dass das reflektierte Licht L4 nicht bei einer ausreichenden Intensität empfangen wird. In diesem Fall wird, um einen Lichtintensitäts-Peak auf stabile Weise zu spezifizieren, der Längenbereich R1 des optischen Wegs, welcher den Längenbereich des optischen Wegs ausschließt, in welchem der Lichtintensitäts-Peak P4 empfangen wird, vorzugsweise zur Auswahl von Lichtintensitäts-Peaks gesetzt. Auch wenn das tragende Substrat 21 nicht verwendet wird, wird der Längenbereich R1 des optischen Wegs gesetzt.
  • Bei der obigen Anordnung werden eine berührungslose Dickemessvorrichtung, welche in der Lage ist, die Dicke des Halbleiter-Wafers W während der Durchführung von Nassätzen zu messen, und eine Nassätzvorrichtung und ein Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung aufweisen, erhalten.
  • Der Zustand der Ätzmittelschicht E ändert sich, wie oben beschrieben, und seine Dicke variiert ebenfalls über die Zeit, wie auch der Winkel der Oberfläche. Dazu kommt, dass sich die Längendifferenz des optischen Wegs zwischen den Lichtintensitäts-Peaks P1 und P2 ändert. Zu dieser Zeit verschiebt sich die Peak-Position des Lichtintensitäts-Peaks P1, und noch dazu ändert sich die Länge des optischen Wegs von dem Messkopf 13 zu dem Halbleiter-Wafer W, auf Grund des Brechungsindex der Ätzmittelschicht E. So verschieben sich die Peak-Positionen der Lichtintensitäts- Peaks P2, P3 und Ähnliches ebenfalls. Selbst in diesem Fall wird, da sich die Lichtintensitätsverteilung, welche der unteren Seite (Halbleiter-Wafer W und tragendem Substrat 21) der oberen Fläche des Halbleiter-Wafers W entspricht, im Ganzen um dasselbe Ausmaß verschiebt, die Längendifferenz des optischen Wegs, wie etwa die Längendifferenz des optischen Wegs zwischen den Lichtintensitäts-Peaks P2 und P3, nicht von der Verschiebung der Peak-Position beeinflusst.
  • Wenn ein Pattern an der Fläche gegenüber der Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers W ausgebildet ist, wird, wenn der Strahldurchmesser von Messlicht geringer ist als das Pattern, die Dicke jedes Patternabschnitts erhalten. Wenn der Strahldurchmesser größer ist als das Pattern, wird eine durchschnittliche Dicke innerhalb des Strahlbereichs erhalten. In der Nassätzvorrichtung die in 1 gezeigt ist, rotiert der Halbleiter-Wafer W während des Ätzens. In diesem Fall wird eine Durchschnittsdicke durch Dickemessung gemessen.
  • Statistisches Verarbeiten der Daten des Rohdickewerts, welcher erhalten wird durch das oben beschriebene Dickemessverfahren und das Rohdickewert-Berechenverfahren, wird nun beschrieben. Dieser Wert der Dicke (Rohdickewert) des Halbleiter-Wafers W, welcher durch Dickemessung zu jeder von mehreren Messzeiten zu einem vorbestimmten Zeitintervall berechnet wird, weist Wertvariationen auf Grund von zwei Faktoren auf: (1) eine statistisch bedingte Variation (statistische Variation) und (2) eine Variation aufgrund eines Messfehlers (Fehlervariation). (1) Statistische Variation tritt immer auf, auch bei Dickemessung, welche ordnungsgemäß durchgeführt worden ist. Diese Variation des Rohdickewerts fällt innerhalb der zulässigen Daten-Variationsbreite.
  • Andererseits tritt (2) Fehlervariation z.B. aus folgendem Grund auf. Und zwar ändert sich der Winkel der Oberfläche des Ätzmittels E, bezogen auf Messlicht, abhängig von der Art, wie das Ätzmittel fließt. Entsprechend ändert sich die Lichtintensität des reflektierten Lichts L1 von der Oberfläche der Ätzmittelschicht E. Insbesondere steigt, wenn die Neigung der Flüssigkeitsoberfläche auf Grund von Wellen an der Oberfläche ansteigt, der Winkel des reflektierten Lichts L1, bezogen auf das Messlicht, an, und das reflektierte Licht wird nicht in den Messkopf 13 eingegeben.
  • Zu dieser Zeit wird, in der Lichtintensitätsverteilung, die in 2B gezeigt ist, da die Lichtintensität des Peaks P1 der Flüssigkeitsoberfläche geringer wird als der Schwellenwert Pt, der Peak P1 der Flüssigkeitsoberfläche nicht als ein Lichtintensitäts-Peak spezifiziert. Unter manchen Messbedingungen kann es sein, dass der Peak P2 der oberen Fläche des Wafers und der Peak P3 der unteren Fläche des Wafers ebenfalls nicht als Lichtintensitäts-Peaks spezifiziert werden.
  • In diesem Fall werden die Lichtintensitäts-Peaks fehlerhafterweise den Flächen zugeordnet. So wird ein fehlerhafter Rohdickewert berechnet. Wenn zum Beispiel der zweite und der dritte Lichtintensitäts-Peak von der oberen Seite innerhalb des Längenbereichs R2 des optischen Wegs gewählt werden, wird die Dicke des tragenden Substrats 21 als ein Rohdickewert berechnet, was zu einem Messfehler führt. Wenn der erste und der zweite Lichtintensitäts-Peak von der unteren Seite innerhalb des Längenbereichs des optischen Wegs R1 gewählt werden, wird die Dicke der Ätzmittelschicht E oder die gesamte Dicke der Ätzmittelschicht E und des Halbleiter-Wafers W als Rohdickewert berechnet, was zu einem Messfehler führt. Selbst wenn Peaks auf Grund von Rauschsignalen, oberhalb des Schwellenwertniveaus Pt, zwischen Lichtintensitäts- Peaks P1 bis P4, erzeugt werden, werden die Rausch-Peaks als die oben beschriebenen Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt, und eine fehlerhafte Dicke wird erhalten.
  • Für eine Variation des Rohdickewerts auf Grund einer statistischen Variation und einer Fehlervariation werden, in dem Dickemessverfahren und dem Nassätzverfahren in der Nassätzvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, Daten unter Verwendung einer zulässigen Variationsbreite von Rohdickewert-Daten ausgewählt, und eine Dicke-Änderungslinie wird durch lineare Näherung für die ausgewählten Rohdickewert-Daten bestimmt, wodurch der Einfluss der Wertvariation ausgeschaltet oder reduziert wird. Das heißt, der Einfluss von Fehlervariation wird ausgeschaltet durch Auswählen von Rohdickewert-Daten. Zusätzlich wird der Einfluss von statistischer Variation reduziert durch lineare Näherung.
  • Das Verfahren zum Bestimmen einer Dicke-Änderungslinie, von Rohdickewerten, welche zu den jeweiligen Messzeiten berechnet sind, das Berechenverfahren eines statistischen Dickewerts und das Verfahren zum Bestimmen der Ätz-Endzeit sind im Folgenden ausführlich zu beschreiben. 3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Dickemessverfahrens und des Nassätzverfahrens in der Nassätzvorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
  • In dieser Nassätzvorrichtung wird, wenn Nassätzen für den Halbleiter-Wafer W in der Nassätzvorrichtung B gestartet wird, Dickemessung zu jeder von mehreren Messzeiten t zu einem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt (Schritt S101). Vorzugsweise wird als das Zeitintervall, welches die Messzeiten angibt, ein geeignetes Zeitintervall, zum Beispiel ein Zeitintervall von 5 Hz, für die gesamte Ätzzeit von 1 bis 2 min, entsprechend der Ätzzeit oder der Ätzrate, gesetzt, und Dickemessung wird automatisch zu jeder Messzeit durchgeführt. Das Zeitintervall kann über die gesamte Ätzzeit konstant sein oder geändert werden.
  • Wenn Messlicht von der Messlichtquelle 11 zugeführt wird, und Dickemessung durchgeführt wird, werden Daten von dem Photodetektor 15 und dem Steuerabschnitt 17 der Länge des optischen Referenzwegs in den Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b eingegeben, durch die Signalverarbeitungsschaltung 16a des Dicke-Berechenabschnitts 16.
  • Als Nächstes erzeugt der Rohdickewert-Berechenabschnitt 16b eine Lichtintensitätsverteilung (2A und 2B). Zusätzlich wird, unter Verwendung von zwei ausgewählten Lichtintensitäts-Peaks, ein Rohdickewert RTh(t) zu der Messzeit t berechnet (S102). Wenn die Anzahl an Lichtintensitäts-Peaks, welche auf der Lichtintensitätsverteilung spezifiziert sind, kleiner ist als zwei, kann kein Rohdickewert berechnet werden. Aus diesem Grund wird RTh(t) = 0 μm gesetzt, und der Rohdickewert wird ausgeschieden.
  • Für den berechneten Rohdickewert wird bestimmt, ob Klassifikation nach der Anzahl an Peaks spezifizierter Lichtintensitäts-Peaks EIN ist (S103). Nur wenn JA in Schritt S103, wird Klassifikation nach der Anzahl an Peaks ausgeführt (S104). Bei dieser Klassifikation nach der Anzahl an Peaks wird, wenn für alle Daten des berechneten Rohdickewerts RTh(t) die Anzahl an Lichtintensitäts-Peaks, welche als Peaks spezifiziert sind, wobei jeder eine Lichtintensität über dem Schwellenwert innerhalb des Längenbereichs des optischen Wegs aufweist, welcher für die Lichtintensitätsverteilung gesetzt ist, kleiner ist als drei, der Rohdickewert ausgeschieden.
  • Daten entsprechen, wenn die Anzahl spezifizierter Peaks kleiner ist als drei, einem Fall, in dem ein Messfehler aufgetreten ist, weil einer der Lichtintensitäts-Peaks P1, P2 und P3, der Peak der Flüssigkeitsoberfläche, der Peak der oberen Fläche des Wafers und der Peak der unteren Fläche des Wafers, nicht empfangen wird. Für diese Daten wird mit hoher Wahrscheinlichkeit ein fehlerhafter Rohdickewert erhalten. So werden, durch Durchführen der Klassifikation nach der Anzahl an Peaks, wenigstens einige Rohdickewerte mit Messfehlern entfernt, wodurch der Einfluss der Fehlervariation reduziert wird. Derartige Klassifikation nach der Anzahl an Peaks ist besonders effektiv, wenn die Flüssigkeitsschicht E und der Wafer W beinahe dieselbe Dicke aufweisen, und es schwierig ist, zu bestimmen, ob ein Messfehler durch Anwenden einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite oder einer Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte aufgetreten ist (an späterer Stelle zu beschreiben).
  • Wenn allerdings ein ausreichender Effekt durch statistisches Verarbeiten, wie etwa Datensortieren (an späterer Stelle zu beschreiben), erhalten werden kann, weil, z.B. die Dicke des Wafers W viel größer ist als jene der Flüssigkeitsschicht E, ist die Klassifikation nach der Anzahl an Peaks unnötig. In diesem Fall werden alle Rohdickwerte, außer Daten, für welche die Anzahl an Lichtintensitäts-Peaks kleiner ist als zwei, und kein Rohdickewert berechnet werden kann, validiert.
  • Als Nächstes wird bestimmt, ob die Zeit, die von der Ausgangs-Messzeit abgelaufen ist, eine vorgegebene Zeit ist oder mehr (S105). Wenn NEIN in Schritt S105, werden die Durchführung von Dickemessung und die Berechnung des Rohdickewerts wiederholt. Wenn JA in Schritt S105, wird statistisches Verarbeiten des Rohdickewerts gestartet. Die vorgegebene Zeit wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Anzahl statistischer Punkte von Rohdickewert-Daten, die für Dickeauswertung des Halbleiter-Wafers W ausreicht, erhalten ist. Die vorgegebene Zeit wird vorzugsweise bezeichnet durch die Zeit (Zeitspanne), die von der Ausgangs-Messzeit abgelaufen ist. Alternativ kann die vorgegebene Zeit durch die Anzahl an statistischen Punkten spezifiziert werden, an welchen Dickemessung durchgeführt worden ist. In der folgenden Beschreibung wird die vorgegebene Zeit nicht durch die Anzahl an statistischen Punkten bezeichnet, sondern durch die Zeitspanne. Eine Zeitspanne Tc von der Ausgangs-Messzeit wird als die vorgegebene Zeit definiert.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Zeit vom Start der Dickemessung die vorgegebene Zeit Tc erreicht hat, wird darauf folgend bestimmt, ob die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte für den Rohdickewert bereits gesetzt worden ist (S106). Wenn NEIN in Schritt S106, ist es die erste Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit Tc von der Ausgangs-Messzeit, und daher wird die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte gesetzt.
  • Das oben beschriebene Verfahren zum Setzen der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte (S107 bis S109) zu der ersten Messzeit wird nun beschrieben, mit Bezug auf die Diagramme, die in 4 bis 7 schematisch gezeigt sind. In jedem der Diagramme, die in 4 bis 9 im Folgenden gezeigt sind, repräsentiert die Abszisse die Ätzzeit t (= Messzeit t), und die Ordinate repräsentiert eine Dicke Th des Halbleiter-Wafers W zu jeder Zeit.
  • Zusätzlich sind, für die Rohdickewerte RTh(t), welche zu den Messzeiten t berechnet werden, welche in jedem der Diagramme gezeigt sind, Rohdickewerte, die in den Stadien der Diagramme validiert werden, durch ausgefüllte Kreise angegeben. Ungültige Rohdickewerte werden durch leere Kreise angegeben oder nicht gezeigt, zur besseren Darstellbarkeit. Eine Schlussdicke Th0 des Halbleiter-Wafers W, welche vorab gesetzt wird, als das Ziel des Ätzens, ist durch eine gestrichelte Linie, parallel zur Abszisse, angegeben.
  • 4 zeigt ein Diagramm der Verteilung und Änderung in der Zeit von Rohdickewerten, welche gemessen und berechnet werden, bis zur ersten Messzeit tn, für welche tn = tc, d.h. die abgelaufene Zeit hat die vorgegebene Zeit Tc erreicht. Von den Rohdickewert-Daten zu den jeweiligen Messzeiten sind Rohdickewerte an drei Datenpunkten, an welchen RTh(t) = 0 μm, ausgeschieden (leere Kreise), weil die Anzahl spezifizierter Lichtintensitäts-Peaks kleiner ist als 2. Die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte wird unter Verwendung gültiger Daten (ausgefüllte Kreise) gesetzt.
  • Datensortierberechnung der ersten Zeit wird ausgeführt für eine Änderung in der Zeit gültiger Rohdickewerte RTh(t), angegeben durch ausgefüllte Kreise in 4 (S107), wie in 5 gezeigt. Zuerst wird lineare Näherung (Geradenermittlung, wie etwa die Methode der kleinsten Quadrate) für die Daten der Rohdickewerte RTh(t) durchgeführt, um eine erste Dicke-Änderungslinie FTh1(t) als eine Näherungsgerade zu bestimmen. Die Dicke-Änderungslinie FTh1(t) ist eine Gerade zum Datensortieren.
  • Eine erste Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh1 wird von der Dicke-Änderungslinie FTh1(t) zum Sortieren gesetzt. In dieser Ausführungsform wird ein Variationswert σ1 des Rohdickewerts RTh(t) für die Dicke-Änderungslinie FTh1(t) berechnet. Andererseits wird eine Sortierkonstante DThc1, zum Erhalten der Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh1, vorab gesetzt. Von diesen Zahlenwerten wird die Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh1 gesetzt, als DTh1 = σ1 × DThc1. Als der Variationswert σ1 des Rohdickewerts kann, zum Beispiel, der Wert der Standardabweichung für die Dicke-Änderungslinie zum Sortieren von Rohdickewert-Daten verwendet werden.
  • Datensortieren der ersten Zeit für den Rohdickewert wird unter Verwendung der gesetzten Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh1 durchgeführt. Konkreter werden Rohdickewert-Daten, innerhalb der Variationsbreite von ± DTh1, von der Dicke-Änderungslinie FTh1(t) (angegeben durch zwei Strichlinien, jeweils neben der Dicke-Änderungslinie FTh1(t) zum Sortieren, an der oberen und der unteren Seite in 5) fortlaufend validiert. Zusätzlich werden Rohdickewert-Daten außerhalb dieser Variationsbreite (fünf Datenpunkte, welche in 5 durch leere Kreise angegeben sind) ausgeschieden.
  • Als Nächstes wird Datensortierberechnung der zweiten Zeit durchgeführt, für eine Änderung in der Zeit der gültigen Rohdickewerte RTh(t), angegeben durch ausgefüllte Kreise in 5, wie in 6 gezeigt (S108). Das Berechenverfahren zum Datensortieren ist beinahe dasselbe wie zu der ersten Zeit. Das heißt, lineare Näherung wird durchgeführt für die Daten des Rohdickewerts RTh(t), wodurch eine zweite Dicke-Änderungslinie FTh2(t) zum Sortieren als eine Näherungsgerade bestimmt wird.
  • In weiterer Folge wird eine Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh2 der zweiten Zeit von der Dicke-Änderungslinie FTh2(t) zum Sortieren gesetzt, als DTh2 = σ2 × DThc2, auf der Basis eines Variationswerts σ2 und einer Sortierkonstante DThc2. Rohdickewert-Daten innerhalb der Variationsbreite von ± DTh2, von der Dicke-Änderungslinie FTh2(t), werden fortlaufend validiert. Zusätzlich werden Rohdickewert-Daten außerhalb dieser Variationsbreite (drei Datenpunkte, in 6 angegeben durch leere Kreise) ausgeschieden. Dann ist die Datensortierberechnung von Rohdickewerten dieser Ausführungsform beendet.
  • Eine Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh wird auf der Basis der Änderung in der Zeit der Daten der Rohdickewerte RTh(t), die nach Sortieren durch die oben beschriebene Datensortierberechnung gültig sind, gesetzt, wie in 7 gezeigt (S109). Zuerst wird Berechnung zur linearen Näherung für die Daten der Rohdickewerte (acht Datenpunkte, angegeben durch ausgefüllte Kreise in 6 und 7) durchgeführt, welche durch Datensortierberechnung der ersten und der zweiten Zeit validiert sind, wodurch eine Dicke-Änderungslinie FThtn(t) als eine Näherungsgerade, welche eine Änderung in der Zeit des Rohdickewerts repräsentiert, bestimmt wird. Das tiefgestellte tn der Dicke-Änderungslinie gibt an, dass die Dicke-Änderungslinie zu der Messzeit tn bestimmt ist.
  • Die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, von der Dicke-Änderungslinie FThtn(t), wird gesetzt. Das Verfahren zum Setzen der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, in dieser Ausführungsform, ist beinahe dasselbe wie das Verfahren zum Setzen der Variationsbreiten zulässiger Zahlenwerte DTh1 und DTh2. Zuerst wird für die Dicke-Änderungslinie FThtn(t) ein Variationswert σ, wie etwa die Standardabweichung des Rohdickewerts RTh(t), der in diesem Stadium validiert wird, berechnet. Andererseits wird eine Zulässigkeitskonstante DThc, die zu verwenden ist, um die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh zu erhalten, vorab gesetzt. Von diesen Zahlenwerten wird die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh gesetzt, als DTh = σ × DThc.
  • Die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, die hier gesetzt ist, wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein Rohdickewert zu jeder der Messzeiten (der zweiten und den darauf folgende Messzeiten nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit Tc von der Ausgangs-Messzeit) gültig oder ungültig ist. Wenn die Bestimmung der Dicke-Änderungslinie FThtn(t) zu der Messzeit tn und das Setzen der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh beendet sind, geht das Verarbeiten über zur Durchführung der nächsten Dickemessung und Berechnung des Rohdickewerts.
  • Zu der zweiten und den darauf folgenden Messzeiten, nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit Tc von der Ausgangs-Messzeit, ist die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte bereits gesetzt. So werden das oben beschriebene Datensortieren und das (Neu-)Setzen der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte nicht durchgeführt, und es wird bestimmt, ob ein Rohdickewert innerhalb oder außerhalb der zulässigen Variationsbreite fällt. Das Verfahren zum Bestimmen, ob ein Rohdickewert zu der zweiten und den darauf folgenden Messzeiten innerhalb oder außerhalb der zulässigen Variationsbreite fällt (S110 bis S112), wird nun mit Bezug auf die Diagramme, die in 8 und 9 schematisch dargestellt sind, beschrieben.
  • Für den Rohdickewert RTh(tm), welcher zu der zweiten oder den darauf folgenden Messzeiten tm berechnet ist, wird bestimmt, ob der Wert innerhalb oder außerhalb der zulässigen Variationsbreite fällt (S110), wie in 8 gezeigt. Konkreter geschieht die Bestimmung, ob der Wert innerhalb oder außerhalb der zulässigen Variationsbreite fällt, durch Bestimmen, ob der Wert innerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, von der Dicke-Änderungslinie FThtn(t), fällt, welche zu der vorhergehenden Messzeit (hier Messzeit tn) bestimmt ist.
  • Das heißt, die Dicke-Änderungslinie FThtn(t), welche zu der vorhergehenden Messzeit tn bestimmt ist, wird extrapoliert (gestrichelte Linie), um einen erwarteten Wert FThtn(tm) der Dicke zu der aktuellen Messzeit tm zu erhalten. Wenn der Rohdickewert RTh(tm) durch Dickemessung, welche zu der Messzeit tm durchgeführt ist, innerhalb der Variationsbreite von ± DTh von FThtn(tm) fällt (angegeben durch zwei Strichlinien, jeweils neben der Dicke-Änderungslinie FThtn(t), an der oberen und der unteren Seite in 8), werden die Daten des Rohdickewerts RTh(tm) validiert. Andernfalls werden die Daten des Rohdickewerts ausgeschieden. Auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung wird die Dicke-Änderungslinie FThtm(t) für die aktuelle Messzeit tm bestimmt (S111).
  • In dem Diagramm, das in 8 gezeigt ist, fällt der Rohdickewert RTh(tm) innerhalb des Bereichs der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, von der vorhergehenden Dicke-Änderungslinie FThtn(t). Zu dieser Zeit ist der Rohdickewert RTh(tm) gültig. Wie in 9 gezeigt, wird Berechung zur linearen Näherung durchgeführt, für gültige Rohdickewert-Daten (ausgefüllte Kreise) innerhalb des Zeitbereichs der vorgegebenen Zeit Tc von der Messzeit tm, einschließlich des Rohdickewerts RTh(tm), wodurch die neue Dicke-Änderungslinie FThtm(t) bestimmt wird.
  • Andererseits ist, wenn der Rohdickewert RTh(tm) außerhalb des Bereichs der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh, von der vorhergehenden Dicke-Änderungslinie FThtn(t) fällt, der Rohdickewert RTh(tm) ungültig. Zu dieser Zeit wird Berechnung zur linearen Näherung nicht durchgeführt. Die vorhergehende Dicke-Änderungslinie wird direkt bestimmt, als die Dicke-Änderungslinie FThtm(t) = FThtn(t) zu der aktuellen Messzeit.
  • Wenn die Dicke-Änderungslinie FThtm(t) bestimmt wird, wird ein statistischer Dickewert STh(tm) zu der Messzeit tm berechnet, als STh(tm) = FThtm(tm) (S112), und das statistische Verarbeiten der Dickewert-Daten zu der Messzeit tm ist beendet. Es wird bestimmt, ob der berechnete statistische Dickewert STh(tm) die Schlussdicke Th0 erreicht hat (S113). Wenn der statistische Dickewert STh(tm) die vorgesetzte Schlussdicke Th0 des Nassätzens erreicht hat, wird ein End-Anweisungssignal von dem Dicke-Berechenabschnitt 16 (Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c) an den Ätz-Steuerabschnitt 25 ausgegeben, um Nassätzen zu beenden. Andererseits wird, wenn der statistische Dickewert STh(tm) die Schlussdicke Th0 nicht erreicht hat, wie in 9 gezeigt, der Vorgang des Nassätzens fortgesetzt, und die nächste Dickemessung wird durchgeführt.
  • In der oben beschriebenen Dickemessvorrichtung und dem Dickemessverfahren und in der Nassätzvorrichtung und dem Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden, wird das Interferenzlicht zwischen reflektiertem Licht und Referenzlicht, welche aus Messlicht erzeugt werden, empfangen. Lichtintensitäts-Peaks, entsprechend der oberen und der unteren Fläche des Halbleiter-Wafers, werden in einer Lichtintensitätsverteilung, nach einer Änderung der Länge des optischen Wegs, spezifiziert und ausgewählt. Rohdickewerte werden aus der Längendifferenz des optischen Wegs zwischen den Lichtintensitäts-Peaks berechnet. Bei dieser Anordnung kann die Dicke eines Halbleiter-Wafers während der Durchführung von Nassätzen, unabhängig vom Vorhandensein eines Ätzmittels, gemessen werden. Zusätzlich kann, da zwei Lichtintensitäts-Peaks, von der oberen und der unteren Fläche des Wafers, verwendet werden, die Dicke des Halbleiter-Wafers exakt gemessen werden, selbst wenn sich der Zustand der Ätzmittelschicht ändert.
  • Zu einer Messzeit, zu welcher eine ausreichende Anzahl statistischer Punkte von Rohdickewert-Daten, nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, vorhanden sind, wird statistisches Verarbeiten, einschließlich Bestimmung der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und Bestimmung einer Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung durchgeführt. Bei dieser Anordnung kann ein statistischer Dickewert, auf welchen der Einfluss einer Fehlervariation und einer statistischen Variation ausreichend reduziert ist, als die Dicke des Halbleiter-Wafers W zu dieser Zeit berechnet werden.
  • Insbesondere wird, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, vor Bestimmung der Dicke-Änderungslinie, Datensortierberechnung durchgeführt, einschließlich vorausgehender Berechnung zur linearen Näherung zum Datensortieren, Setzens einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite und Sortierens von Daten. Danach wird die Dicke-Änderungslinie gesetzt, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte wird, auf der Basis gültiger Rohdickewerte, gesetzt, nach dem Ende der Datensortierberechnung. Bei diesem Verarbeiten kann die Dicke des Halbleiter-Wafers W exakter erhalten werden, durch ausreichendes und effizientes Ausschalten des Einflusses einer Fehlervariation oder von Ähnlichem auf die Dicke-Änderungslinie und den statistischen Dickewert. Zusätzlich wird, zu der zweiten und den darauf folgenden Messzeiten, Bestimmung für jeden Rohdickewert ausgeführt, auf der Basis der gesetzten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und der vorhergehenden Dicke-Änderungslinie. Nur wenn ein Rohdickewert validiert ist, wird erneutes Berechnen zur linearen Näherung durchgeführt, wodurch effizientes Berechnen eines statistischen Dickewerts umgesetzt wird.
  • Die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und die Sortierzahlenwert-Variationsbreite, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, werden auf der Basis eines Variationswerts gesetzt, von der Dicke-Änderungslinie eines Rohdickewerts, der zu dieser Zeit gültig ist, und der Zulässigkeitskonstante und der Sortierkonstante, welche vorab bestimmt werden. Da der tatsächliche Zustand der Rohdickewert-Daten, als Objekte, im Setzen der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und in der Sortierzahlenwert-Variationsbreite reflektiert ist, kann eine Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte, welche für die Daten geeignet ist, gesetzt werden.
  • Die Variation der Rohdickewert-Daten sinkt jedes Mal, wenn Datensortieren durchgeführt wird. Aus diesem Grund wird die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte normalerweise als eine Zahlenwert-Variationsbreite gesetzt, die kleiner ist als die Sortierzahlenwert-Variationsbreite. Konkreter stehen, in dem oben beschriebenen Beispiel, die erste Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh1, die zweite Sortierzahlenwert-Variationsbreite DTh2 und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte DTh normalerweise in einem Bezug von DTh1 > DTh2 > DTh. Allerdings stehen, da der Bezug zwischen den Zahlenwert-Variationsbreiten hauptsächlich vom Variationswert bestimmt ist, die Zulässigkeitskonstante und die Sortierkonstante, von welchen der Variationswert weggenommen ist, nicht immer in einem derartigen Bezug.
  • Für die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und die Sortierzahlenwert-Variationsbreite kann, wenn vorab der Variationswert der Daten vorhergesagt ist, die Bedienperson oder eine ähnliche Person direkt die Zahlenwert-Variationsbreiten setzen, ohne Bezeichnen der Zulässigkeitskonstante oder der Sortierkonstante. Selbst in diesem Fall werden die Zahlenwert-Variationsbreiten vorzugsweise gesetzt, um dem oben genannten Bezug zu genügen. Einige Zahlenwert-Variationsbreiten (z.B. die zweite Sortierzahlenwert-Variationsbreite und die letzte Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte) können gleich gesetzt werden, oder die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte kann so gesetzt werden, dass sie leicht weiter ist als die Sortierzahlenwert-Variationsbreite, wie nötig.
  • Bei Berechnung zur linearen Näherung zu einer zweiten oder darauf folgenden Messzeit, nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, wird ein Rohdickewert außerhalb des Bereichs der vorgegebenen Zeit, von dieser Messzeit, ausgeschieden, und er wird zur Geradenbestimmung nicht verwendet. Dieses Bereichsetzten ist effektiv, um einer Änderung in der Zeit zu begegnen, wenn, z.B. die Ätzrate sich über die Zeit während des Nassätzens ändert. Eine exaktere Dicke-Änderungslinie und ein exakterer statistischer Dickewert können erhalten werden, während eine ausreichende Anzahl statistischer Punkte sicher gestellt ist. Wenn allerdings die Änderung der Ätzrate keine Probleme macht, können Rohdickewerte von der Ausgangs-Messzeit immer verwendet werden. In diesem Fall steigt die Anzahl der statistischen Punkte der Rohdickewert-Daten, welche für statistisches Verarbeiten zu verwenden sind, an, wenn die Zeit abläuft.
  • In der Nassätzvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, und dem Nassätzverfahren, welches die oben beschriebene Dickemessvorrichtung verwendet, kann, auf der Basis der Dicke-Änderungslinie und des statistischen Dickewerts, der von dem Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c erhalten wird, das Ende des Nassätzens durch Anhalten der Zufuhr des Ätzmittels von dem Ätzmittel-Zuführabschnitt 24, oder die Änderung der Ätzrate, geeignet gesteuert werden durch den Ätz-Steuerabschnitt 25. Insbesondere kann, für die Dicke des Halbleiter-Wafers, welche nach dem Ende des Nassätzens erhalten wird, die Variation von der Schlussdicke unterdrückt werden, durch Erhalten der Endzeit auf der Basis der Dicke-Änderungslinie und des statistischen Dickewerts, sowie der vorgesetzten Schlussdicke. So können die Effizienz und der Ertrag bei der Herstellung von Halbleiter-Wafern gesteigert werden.
  • Konkreter wird, in dem oben genannten Beispiel, wenn der berechnete statistische Dickewert gleich ist der Schlussdicke, oder geringer als diese, die Messzeit als die Endzeit gesetzt. Zusätzlich wird ein End-Anweisungssignal von dem Dicke-Berechenabschnitt 16 (Berechenabschnitt eines statistischen Dickewerts 16c) ausgegeben, an den Ätz-Steuerabschnitt 25, wodurch Nassätzen beendet wird.
  • Anders als in dem obigen Beispiel, kann eine Anordnung zum Vorhersagen der Endzeit unter Verwendung der Dicke-Änderungslinie eingesetzt werden. Das heißt, wie in 9 gezeigt, die Dicke-Änderungslinie FThtm(t) wird extrapoliert (verlängert), und ein Schnittpunkt zwischen der Dicke-Änderungslinie und einer Geraden, welche die Schlussdicke angibt, wird erhalten. Eine Zeit te an diesem Schnittpunkt kann als die Endzeit vorhergesagt werden. Wenn vorab die Endzeit vorhergesagt wird, kann Steuern des Endes des Nassätzens auf der Basis der vorhergesagten Endzeit ausgeführt werden.
  • Zum Beispiel gibt es eine Zeitverzögerung, in einem gewissen Ausmaß, nachdem die Zufuhr von Ätzmittel von dem Ätzmittel-Zuführabschnitt 24 durch das End-Anweisungssignal angehalten ist, bis das Ätzmittel an der Ätzoberfläche von dem Spülwasser entfernt ist. Aus diesem Grund kann es, bei dem Steuerverfahren des Setzens der Zeit, wenn die Dicke gleich der Schlussdicke wird, oder kleiner als diese, als die Endzeit, zu einem Überätzen kommen. Im Gegensatz dazu kommt es, wenn eine Endzeit, welche vorab auf der Basis einer Dicke-Änderungslinie vorhergesagt ist, verwendet wird, und die Zufuhr des Ätzmittels zu einer Zeit, die um die Zeitverzögerung früher ist als die Endzeit, angehalten wird, zu keinem Überätzen. So kann die Schlussdicke des Halbleiter-Wafers W exakt gesteuert werden.
  • Die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und die Nassätzvorrichtung und das Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden, sind nicht begrenzt auf die oben beschriebene Ausführungsform, und zahlreiche Änderungen und Modifikationen der Anordnung oder des Vorgangs können vorgenommen werden. Zum Beispiel sorgt das tragende Substrat 21 für die mechanische Festigkeit des Halbleiter-Wafers W, der dünngeätzt werden soll. Einige Halbleiter-Wafer W können geätzt werden, ohne dass das tragende Substrat 21 verwendet wird, abhängig von ihren Dicken.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Messkopf 13, welcher als ein Licht-Rusgebemittel dient, auch als ein Licht-Eingebemittel verwendet, zum Aufnehmen reflektierten Lichts von dem Halbleiter-Wafer W. Allerdings kann ein Licht-Eingebemittel getrennt angeordnet sein von dem Licht-Ausgebemittel. In diesem Fall werden, da das reflektierte Licht in eine optische Faser eingegeben wird, die unterschieden ist von der optischen Faser 13a zu dem Messkopf 13, das reflektierte Licht und das Referenzlicht gekoppelt, unter Verwendung z.B. eines weiteren optischen Kopplers, welcher zusätzlich zu dem optischen Koppler 12 angeordnet ist. Alternativ kann nur eines der Licht-Eingebe-/Ausgebemittel oder der Licht Verzweige-/Koppelmittel aus einem einzigen Licht-Eingebe-/Ausgebemittel oder optischen Koppler ausgebildet sein, und das andere Mittel kann aus getrennten Mitteln ausgebildet sein.
  • Die Ätzrate des Nassätzens muss nicht immer konstant sein. Wenn zum Beispiel das Ätzen derart gesteuert wird, dass die Ätzrate nahe der Schlussdicke (Ätzendzeit) niedrig wird, auf der Basis der Änderung in der Zeit der Dicke des Halbleiter-Wafers W, welche durch Dickemessung erhalten wird, kann die Dicke feiner gesteuert werden. In diesem Fall kann der Zeitbereich der Rohdickedaten, in welchem eine Dickeänderung in der Zeit erhalten wird, geteilt werden, und Dicke-Änderungslinien können vor und nach einer Ätzraten-Änderungszeit getrennt erhalten werden.
  • Für jede Berechnung des statistischen Verarbeitens zum Berechnen der Dicke-Änderungslinie und des statistischen Dickewerts können verschiedene Änderungen und Modifikationen, welche sich von der oben beschriebenen Ausführungsform unterscheiden, vorgenommen werden. Zum Beispiel wird, zur Datensortierberechnung, welche zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, vor Bestimmung der Dicke-Änderungslinie, durchgeführt wird, Datensortieren in der oben beschriebenen Ausführungsform zweimal durchgeführt. Dieses Datensortieren kann nur einmal oder dreimal oder mehrere Male durchgeführt werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und die Nassätzvorrichtung und das Nassätzverfahren, welche die Dickemessvorrichtung und das Dickemessverfahren verwenden, können verwendet werden als eine Dickemessvorrichtung und ein Dickemessverfahren und Ähnliches, welche in der Lage sind, die Dicke eines Halbleiter-Wafers zu messen, unabhängig von dem Vorhandensein eines Ätzmittels, und einen statistischen Dickewert zu erhalten, auf welchen der Einfluss einer Fehlervariation und einer statistischen Variation ausreichend reduziert ist, durch Berechnen des Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers W, aus der Längendifferenz des optischen Wegs zwischen zwei Lichtintensitäts-Peaks, welche von der Lichtintensitätsverteilung des Interferenzlichts ausgewählt sind, welches durch Koppeln von reflektiertem Licht und Referenzlicht erhalten wird, und durch Durchführen statistischen Verarbeitens, einschließlich Bestimmung der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte und Bestimmung der Dicke-Änderungslinie und, insbesondere, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit, statistischen Verarbeitens, einschließlich Datensortierberechnung und Bestimmung der Dicke-Änderungslinie.
  • Wenn derartige Dickemessung verwendet wird, kann die tatsächliche Ätzrate, oder eine Änderung in der Zeit der Ätzrate in jedem Nassätzvorgang, durch tatsächliches Messen bekannt sein. So kann, an Stelle eines Bestimmens, zum Messen der Dicke des resultierenden Halbleiter-Wafers, nach dem Ende des Nassätzens, im Inspektionsstadium, ob Nassätzen zufrieden stellend durchgeführt worden ist, Nassätzen, während des Bestimmens einer Dicke-Änderung in der Zeit, während des Ätzens, gesteuert werden. So kann die Effizienz und der Ertrag bei der Herstellung von Halbleiter-Wafern gesteigert werden.

Claims (18)

  1. Dickemessvorrichtung (A) zum Messen einer Dicke eines Halbleiter-Wafers (W) während der Durchführen von Nassätzen unter Verwendung eines Ätzmittels, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Messlichtquelle (11) zum Zuführen von Messlicht zu jeder von mehreren Messzeiten, zu einem vorbestimmten Zeitintervall; Licht-Verzweigemittel (12) zum Verzweigen des Messlichts von der Messlichtquelle; Licht-Ausgebemittel (13, 13a) zum Ausgeben einer Komponente des Messlichts, das von dem Licht-Verzweigemittel verzweigt ist, an den Halbleiter-Wafer als ein Messobjekt, um so den Halbleiter-Wafer von einer Seite einer Ätzoberfläche, an welcher das Ätzmittel zugeführt wird, zu bestrahlen; Licht-Eingebemittel (13, 13a) zum Eingeben reflektierten Lichts, das erhalten wird, wenn das Messlicht, das von den Licht-Ausgebemitteln abgestrahlt wird, von dem Ätzmittel oder dem Halbleiter-Wafer reflektiert wird; Referenzlicht-Erzeugemittel (14, 17) zum Führen der anderen Komponente des Messlichts, das von dem Licht-Verzweigemittel verzweigt ist, durch einen optischen Referenzweg, der gestaltet ist, um in der Lage zu sein, eine Länge des optischen Wegs zu verändern, um so Referenzlicht zu erzeugen, für welches eine Länge des optischen Referenzwegs gesetzt wird; Licht-Koppelmittel (12) zum Erhalten von Interferenzlicht durch Koppeln des reflektierten Lichts, von den Licht-Eingebemitteln, mit dem Referenzlicht, von den Referenzlicht-Erzeugemitteln; Photodetektionsmittel (15) zum Empfangen des Interferenzlichts von dem Licht-Koppelmittel; Rohdickewert-Berechenmittel (16b) zum Berechnen eines Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers, auf der Basis einer Längendifferenz des optischen Wegs, in der Länge des optischen Referenzwegs, zwischen zwei Lichtintensitäts-Peaks, die aus mehreren Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt sind, wobei jeder eine Lichtintensität aufweist, die größer ist als ein gesetzter Schwellenwert, unter Verwendung einer Lichtintensitätsverteilung, die eine Korrelation zwischen der Länge des optischen Referenzwegs, die von den Referenzlicht-Erzeugemitteln gesetzt ist, und einer Lichtintensität des Interferenzlichts, das von dem Photodetektionsmittel zu jeder der Messzeiten empfangen wird, repräsentiert; und Berechenmittel eines statistischen Dickewerts (16c), zum Bestimmen, zu jeder der Messzeiten nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeit von einer Ausgangs-Messzeit, einer Dicke-Änderungslinie, durch lineare Näherung, für eine Änderung in der Zeit, durch mehrere gültige Rohdickewerte, innerhalb einer gesetzten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte, um so von der Dicke-Änderungslinie einen statistischen Dickewert zu berechnen, wobei, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts angeordnet ist, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, vor der ersten Messzeit nach dem Ablauf, eine Datensortierberechnung, einschließlich Bestimmens einer Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, durch lineare Näherung, durchzuführen, ein Setzen einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite für die Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, und ein Sortieren von Daten, für welche der Rohdickewert außerhalb der Sortierzahlenwert-Variationsbreite auszuscheiden ist, um dann, durch lineare Näherung, die Dicke-Änderungslinie, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, nach Sortieren zu bestimmen, und um die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte von der Dicke-Änderungslinie zu setzen.
  2. Dickemessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder der zweiten und darauf folgenden Messzeiten nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts, auf der Basis dessen, ob der Rohdickewert, der zu der Messzeit berechnet ist, innerhalb oder außerhalb einer Variationsbreite der zulässigen Zahlenwert-Variationsbreite von der Dicke-Änderungslinie, die zu der vorhergehenden Messzeit bestimmt ist, fällt, bestimmt, ob der Rohdickewert gültig oder ungültig ist, wenn der Rohdickewert innerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte fällt und als gültig angesehen wird, die Dicke-Änderungslinie, durch lineare Näherung, für die Änderung in der Zeit, durch die mehreren gültigen Rohdickewerte, bestimmt, einschließlich des Rohdickewerts, und den statistischen Dickewert von der Dicke-Änderungslinie berechnet, und wenn der Rohdickewert außerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte fällt und als ungültig angesehen wird, die Dicke-Änderungslinie, die zu der vorhergehenden Messzeit bestimmt ist, als die Dicke-Ände rungslinie der aktuellen Zeit bestimmt, und den statistischen Dickewert von der Dicke-Änderungslinie berechnet.
  3. Dickemessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte als eine Zahlenwert-Variationsbreite setzt, die enger ist als die Sortierzahlenwert-Variationsbreite.
  4. Dickemessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts die Sortierzahlenwert-Variationsbreite auf der Basis eines Variationswerts des Rohdickewerts, der von der Dicke-Änderungslinie zum Sortieren zu sortieren ist, und eine vorbestimmte Sortierkonstante setzt, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte auf der Basis eines Variationswerts des gültigen Rohdickewerts nach Sortieren von der Dicke-Änderungslinie, und eine vorbestimmte Zulässigkeitskonstante setzt.
  5. Dickemessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts den Rohdickewert ausscheidet, wenn die Anzahl der Lichtintensitäts-Peaks weniger als drei beträgt, zu jeder der Messzeiten.
  6. Dickemessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder der zweiten und darauf folgenden Messzeiten nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts den Rohdickewert, außerhalb der Variationsbreite der vorgegebenen Zeit von der Messzeit, ausscheidet.
  7. Nassätzvorrichtung, welche die Dickemessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: Ätzmittel-Zuführmittel, zum Zuführen des Ätzmittels an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers als ein Objekt des Nassätzens; und Ätz-Steuermittel zum Steuern von Zufuhr des Ätzmittels durch das Ätzmittel-Zuführmittel.
  8. Nassätzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechenmittel eines statistischen Dickewerts der Dickemessvorrichtung eine Nassätz-Endzeit auf der Basis einer Schlussdicke erhält, die von der bestimmten Dicke-Änderungslinie vorgesetzt ist, und ein End-Anweisungssignal ausgibt, um die Endzeit anzuweisen, und das Ätzsteuermittel verursacht, dass das Ätzmittel-Zuführmittel Zufuhr des Ätzmittels auf der Basis des End-Anweisungssignals anhält.
  9. Dickemessverfahren zum Messen einer Dicke eines Halbleiter-Wafers während Durchführens von Nassätzen unter Verwendung eines Ätzmittels, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: einen Messlicht-Zuführschritt des Zuführens von Messlicht von einer Messlichtquelle zu jeder von mehreren Messzeiten, zu einem vorbestimmten Zeitintervall; einen Licht-Verzweigeschritt des Verzweigens des Messlichts von der Messlichtquelle; einen Licht-Ausgebeschritt des Ausgebens einer Komponente des Messlichts, das in dem Licht-Verzweigeschritt verzweigt wird, an den Halbleiter-Wafer als ein Messobjekt, um so den Halbleiter-Wafer von einer Seite einer Ätzoberfläche, an welcher das Ätzmittel zugeführt wird, zu bestrahlen; einen Licht-Eingebeschritt des Eingebens reflektierten Lichts, das erhalten wird, wenn das Messlicht, das in dem Licht-Ausgebeschritt abgestrahlt wird, von dem Ätzmittel oder dem Halbleiter-Wafer reflektiert wird; einen Referenzlicht-Erzeugeschritt des Führens der anderen Komponente des Messlichts, das in dem Licht-Verzweigeschritt verzweigt wird, durch einen optischen Referenzweg, der gestaltet ist, in der Lage zu sein, eine Länge des optischen Wegs zu verändern, um so Referenzlicht zu erzeugen, für welches eine Länge des optischen Referenzweges gesetzt wird; einen Licht-Koppelschritt des Erhaltens von Interferenzlicht durch Koppeln des reflektierten Lichts, das in dem Licht-Eingebeschritt eingegeben wird, mit dem Referenzlicht, das in dem Referenzlicht-Erzeugeschritt erzeugt wird; einen Photodetektionsschritt des Empfangens des Interferenzlichts, das in dem Licht-Koppelschritt gekoppelt wird; einen Rohdickewert-Berechenschritt des Berechnens eines Rohdickewerts des Halbleiter-Wafers, auf der Basis einer Längendifferenz des optischen Wegs, in der Länge des optischen Referenzwegs, zwischen zwei Lichtintensitäts-Peaks, die aus mehreren Lichtintensitäts-Peaks ausgewählt sind, wobei jeder eine Lichtintensität aufweist, die größer ist als ein gesetzter Schwellenwert, unter Verwendung einer Lichtintensitätsverteilung, die eine Korrelation zwischen der Länge des optischen Referenzwegs, die in dem Referenzlicht-Erzeugeschritt gesetzt wird, und einer Lichtintensität des Interferenzlichts, das in dem Photodetektionsschritt zu jeder der Messzeiten empfangen wird, repräsentiert; und einen Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, des Bestimmens, zu jeder der Messzeiten nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeit von einer Ausgangs-Messzeit, einer Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung, für eine Änderung in der Zeit, durch mehrere gültige Rohdickewerte, innerhalb einer gesetzten Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte, um so von der Dicke-Änderungslinie einen statistischen Dickewert zu berechnen, wobei, in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, vor der ersten Messzeit nach dem Ablauf, Datensortierberechnung, einschließlich Bestimmens einer Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, durch lineare Näherung, Setzen einer Sortierzahlenwert-Variationsbreite für die Dicke-Änderungslinie zum Sortieren, Sortieren von Daten, für welche der Rohdickewert außerhalb der Sortierzahlenwert-Variationsbreite auszuscheiden ist, durchgeführt wird, und wobei die Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung, für die Änderung in der Zeit, durch gültige Rohdickewerte, nach Sortieren bestimmt wird, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte von der Dicke-Änderungslinie gesetzt wird.
  10. Dickemessverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu jeder der zweiten und darauf folgenden Messzeiten nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, es auf der Basis dessen, ob der Rohdickewert, der zu der Messzeit berechnet ist, innerhalb oder außerhalb einer Variationsbreite der zulässigen Zahlenwert-Variationsbreite von der Dicke-Änderungslinie, die zu der vorhergehenden Messzeit bestimmt ist, fällt, bestimmt wird, ob der Rohdickewert gültig oder ungültig ist, wenn der Rohdickewert innerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte fällt und als gültig angesehen wird, die Dicke-Änderungslinie durch lineare Näherung für die Änderung in der Zeit durch die mehreren gültigen Rohdickewerte, einschließlich des Rohdickewerts, bestimmt wird, und der statistische Dickewert von der Dicke-Änderungslinie berechnet wird, und wenn der Rohdickewert außerhalb der Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte fällt und als ungültig angesehen wird, die Dicke-Änderungslinie, die zu der vorhergehenden Messzeit bestimmt ist, als die Dicke-Änderungslinie der aktuellen Zeit bestimmt wird, und der statistische Dickewert von der Dicke-Änderungslinie berechnet wird.
  11. Dickemessverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte als eine Zahlenwert-Variationsbreite gesetzt wird, die enger ist als die Sortierzahlenwert-Variationsbreite.
  12. Dickemessverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu der ersten Messzeit nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, die Sortierzahlenwert-Variationsbreite auf der Basis eines Variationswerts des Rohdickewerts gesetzt wird, der von der Dicke-Änderungslinie zum Sortieren zu sortieren ist, und eine vorbestimmte Sortierkonstante, und die Variationsbreite zulässiger Zahlenwerte auf der Basis eines Variationswerts des gültigen Rohdickewerts, nach Sortieren von der Dicke-Änderungslinie, gesetzt wird, und eine vorbestimmte Zulässigkeitskonstante.
  13. Dickemessverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass, in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, der Rohdickewert ausgeschieden wird, wenn die Anzahl der Lichtintensitäts-Peaks weniger als drei beträgt, zu jeder der Messzeiten.
  14. Dickemessverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Berechenschritt eines statistischen Dickewerts, zu jeder der zweiten und darauf folgenden Messzeiten nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeit von der Ausgangs-Messzeit, der Rohdickewert, außerhalb der Variationsbreite der vorgegebenen Zeit von der Messzeit, ausgeschieden wird.
  15. Nassätzverfahren, einschließlich des Dickemessverfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: den Ätz-Startschritt, des Zuführens des Ätzmittels an die Ätzoberfläche des Halbleiter-Wafers als ein Objekt des Nassätzens, um so Nassätzen zu starten; den Dickemessschritt, des Messens einer Dicke des Halbleiter-Wafers durch das Dickemessverfahren während Durchführens von Nassätzen, das in dem Ätz-Startschritt gestartet wird, zu jeder der Messzeiten zu dem Zeitintervall; und den Ätz-Endschritt des Anhaltens von Zufuhr des Ätzmittels, um Nassätzen zu beenden.
  16. Nassätzverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter den Endzeit-Berechenschritt des Erhaltens einer Nassätz-Endzeit umfasst, auf der Basis einer Schlussdicke, die von der bestimmten Dicke-Änderungslinie vorgesetzt ist, die in dem Dickemessschritt bestimmt wird; und wobei in dem Ätz-Endschritt Zufuhr des Ätzmittels angehalten wird, auf der Basis der Endzeit, die in dem Endzeit-Berechenschritt erhalten wird.
  17. Nassätzverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Endzeit-Berechenschritt die Messzeit, wenn der statistische Dickewert, der von der Dicke-Änderungslinie berechnet wird, nicht größer ist als die Schlussdicke, als die Endzeit erhalten wird.
  18. Nassätzverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Endzeit-Berechenschritt die Endzeit unter Verwendung der Dicke-Änderungslinie vorhergesagt wird.
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