JP2001257194A - 積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法 - Google Patents
積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】リアルタイムに正確に膜厚エンドポイントを検
出する。 【解決手段】チャンバ１内のエッチング中のサンプルウ
エハ３からの放射光を分光器６で受光して波長毎に分光
強度を測定し、この測定された放射分光強度データに基
づいてエンドポイント検出部８により膜厚エンドポイン
トを検出する。
出する。 【解決手段】チャンバ１内のエッチング中のサンプルウ
エハ３からの放射光を分光器６で受光して波長毎に分光
強度を測定し、この測定された放射分光強度データに基
づいてエンドポイント検出部８により膜厚エンドポイン
トを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体の製
造工程において基板上に積層された膜をエッチングした
ときの膜厚エンドポイントの検出やチャンバをクリーニ
ングしたときの堆積物の除去状態を検出するに適用され
る積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法に
関する。
造工程において基板上に積層された膜をエッチングした
ときの膜厚エンドポイントの検出やチャンバをクリーニ
ングしたときの堆積物の除去状態を検出するに適用され
る積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造の工程は、大きく分けてシリ
コンウエハの基板上にＩＣ回路を形成する前工程と、完
成した基板上のＩＣ回路を検査した後に基板を切り分
け、良品チップだけを例えばリードフレーム上に載せて
チップ上とリードフレーム上の電極同士をボンディング
し、モールド樹脂で封入して製品として完成させる後工
程とからなる。このうち前工程では、基板上に少なくと
も成膜、レジスト塗布、パターン露光、エッチング、レ
ジスト塗布を繰り返し行って複数層のＩＣ構造を形成し
ている。
コンウエハの基板上にＩＣ回路を形成する前工程と、完
成した基板上のＩＣ回路を検査した後に基板を切り分
け、良品チップだけを例えばリードフレーム上に載せて
チップ上とリードフレーム上の電極同士をボンディング
し、モールド樹脂で封入して製品として完成させる後工
程とからなる。このうち前工程では、基板上に少なくと
も成膜、レジスト塗布、パターン露光、エッチング、レ
ジスト塗布を繰り返し行って複数層のＩＣ構造を形成し
ている。
【０００３】このような半導体製造工程におけるエッチ
ングのプロセスでは、エッチングにより除去される膜の
エンドポイント（以下、膜厚エンドポイントと称する）
の検出が行われている。この膜厚エンドポイントの検出
は、エッチングにより減少すね膜厚が時間にほぼ対応す
ることから時間管理により行っている。
ングのプロセスでは、エッチングにより除去される膜の
エンドポイント（以下、膜厚エンドポイントと称する）
の検出が行われている。この膜厚エンドポイントの検出
は、エッチングにより減少すね膜厚が時間にほぼ対応す
ることから時間管理により行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッチ
ングなどにより膜厚が減少するプロセスでは、基板の全
面において均一にエッチングされず、膜厚の面内ばらつ
きが生じる。このため、膜厚エンドポイントに合わせて
時間設定することは困難であり、実用上は、実際に膜厚
エンドポイントに達する時間よりも余裕を見込んだ時間
設定、すなわち実際に膜厚エンドポイントに達する時間
よりも長めに時間設定を行わざるを得ない状況となって
おり、プロセス時間短縮の妨げとなっている。
ングなどにより膜厚が減少するプロセスでは、基板の全
面において均一にエッチングされず、膜厚の面内ばらつ
きが生じる。このため、膜厚エンドポイントに合わせて
時間設定することは困難であり、実用上は、実際に膜厚
エンドポイントに達する時間よりも余裕を見込んだ時間
設定、すなわち実際に膜厚エンドポイントに達する時間
よりも長めに時間設定を行わざるを得ない状況となって
おり、プロセス時間短縮の妨げとなっている。
【０００５】そこで本発明は、リアルタイムに正確に膜
厚エンドポイントを検出できる積層間検出方法及びその
装置を提供することを目的とする。
厚エンドポイントを検出できる積層間検出方法及びその
装置を提供することを目的とする。
【０００６】又、本発明は、リアルタイムに正確にエッ
チング時の膜厚エンドポイントを検出して半導体製造の
プロセス時間を短縮できる半導体製造方法を提供するこ
とを目的とする。
チング時の膜厚エンドポイントを検出して半導体製造の
プロセス時間を短縮できる半導体製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載による本発
明は、一層毎に順次減少する積層体からの放射光を受光
して波長毎に分光強度を測定し、この放射分光強度デー
タに基づいて積層体の層間を検出する積層間検出方法で
ある。
明は、一層毎に順次減少する積層体からの放射光を受光
して波長毎に分光強度を測定し、この放射分光強度デー
タに基づいて積層体の層間を検出する積層間検出方法で
ある。
【０００８】請求項２記載による本発明は、一層毎に順
次減少する積層体からの放射光を受光して波長毎に分光
強度を測定する分光手段と、この分光手段により測定さ
れた放射分光強度データに基づいて積層体の層間を検出
する層間検出手段とを具備した積層間検出装置である。
次減少する積層体からの放射光を受光して波長毎に分光
強度を測定する分光手段と、この分光手段により測定さ
れた放射分光強度データに基づいて積層体の層間を検出
する層間検出手段とを具備した積層間検出装置である。
【０００９】請求項３記載による本発明は、請求項２記
載の積層間検出装置において、分光手段は、分光器、赤
外センサ又はＣＣＤカメラを用いるものである。
載の積層間検出装置において、分光手段は、分光器、赤
外センサ又はＣＣＤカメラを用いるものである。
【００１０】請求項４記載による本発明は、請求項２記
載の積層間検出装置において、層間検出手段は、放射分
光強度データに基づいて一層毎に順次減少する積層体に
おける膜厚のエンドポイントを検出する機能を有するも
のである。
載の積層間検出装置において、層間検出手段は、放射分
光強度データに基づいて一層毎に順次減少する積層体に
おける膜厚のエンドポイントを検出する機能を有するも
のである。
【００１１】請求項５記載による本発明は、請求項２記
載の積層間検出装置において、層間検出手段は、放射分
光強度データに基づいて積層体における堆積物の除去状
態を検出する機能を有するものである。
載の積層間検出装置において、層間検出手段は、放射分
光強度データに基づいて積層体における堆積物の除去状
態を検出する機能を有するものである。
【００１２】請求項６記載による本発明は、基板上に少
なくとも成膜、レジスト塗布、パターン露光、エッチン
グ、レジスト塗布を行って半導体を製造する半導体製造
方法において、エッチングにより基板上に積層された膜
の膜厚が減少しているときに、膜からの放射光を受光し
て波長毎に分光強度を測定し、この放射分光強度データ
に基づいて膜厚のエンドポイントを検出する半導体製造
方法である。
なくとも成膜、レジスト塗布、パターン露光、エッチン
グ、レジスト塗布を行って半導体を製造する半導体製造
方法において、エッチングにより基板上に積層された膜
の膜厚が減少しているときに、膜からの放射光を受光し
て波長毎に分光強度を測定し、この放射分光強度データ
に基づいて膜厚のエンドポイントを検出する半導体製造
方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】(1)以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。
形態について図面を参照して説明する。
【００１４】図１は半導体製造工程におけるエッチング
での膜厚エンドポイントを検出するに適用する積層間検
出装置の構成図である。エッチング用のチャンバ１に
は、その底部にヒータ２が設けられている。このチャン
バ１内には、半導体基板（以下、サンプルウエハと称す
る）３が配置され、エッチングガスの注入等によりサン
プルウエハ３上に積層された膜のエッチングが行われる
ものとなっている。
での膜厚エンドポイントを検出するに適用する積層間検
出装置の構成図である。エッチング用のチャンバ１に
は、その底部にヒータ２が設けられている。このチャン
バ１内には、半導体基板（以下、サンプルウエハと称す
る）３が配置され、エッチングガスの注入等によりサン
プルウエハ３上に積層された膜のエッチングが行われる
ものとなっている。
【００１５】このチャンバ１の上方には、レンズ４が配
置され、このレンズ４の集光位置に光ファイバー５が配
置されている。この光ファイバー５は、レンズ４によっ
て集光されたサンプルウエハ３からの放射光を分光器６
に導くものである。
置され、このレンズ４の集光位置に光ファイバー５が配
置されている。この光ファイバー５は、レンズ４によっ
て集光されたサンプルウエハ３からの放射光を分光器６
に導くものである。
【００１６】この分光器６は、その内部にアレイセンサ
を備え、サンプルウエハ３からの放射光を入射して波長
毎に分解し、これら波長毎の分光強度を測定する機能を
有している。なお、これらレンズ４、光ファイバー５及
び分光器６により分光手段が構成されている。
を備え、サンプルウエハ３からの放射光を入射して波長
毎に分解し、これら波長毎の分光強度を測定する機能を
有している。なお、これらレンズ４、光ファイバー５及
び分光器６により分光手段が構成されている。
【００１７】分光器６の出力端子には、データ取込回路
７を介してエンドポイント検出部８が接続されている。
このうちデータ取込回路７は、分光器６の出力信号をＡ
／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイント
検出部８に送出する機能を有している。
７を介してエンドポイント検出部８が接続されている。
このうちデータ取込回路７は、分光器６の出力信号をＡ
／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイント
検出部８に送出する機能を有している。
【００１８】エンドポイント検出部８は、データ取込回
路７からの放射分光強度データを受け取り、この放射分
光強度データに基づいて膜厚エンドポイントを検出する
機能を有している。
路７からの放射分光強度データを受け取り、この放射分
光強度データに基づいて膜厚エンドポイントを検出する
機能を有している。
【００１９】すなわち、図２はエッチング中におけるサ
ンプルウエハ３の放射分光強度の経時変化を示す図であ
る。サンプルウエハ３には、複数の層が積層されてい
る。説明を分かり易くするために例えば第１層と第２層
とを示す。第１層は固有の放射率ε１を有し、第２層は
固有の放射率ε２を有し、これら放射率ε１、ε２はそ
れぞれ異なった値を示す。
ンプルウエハ３の放射分光強度の経時変化を示す図であ
る。サンプルウエハ３には、複数の層が積層されてい
る。説明を分かり易くするために例えば第１層と第２層
とを示す。第１層は固有の放射率ε１を有し、第２層は
固有の放射率ε２を有し、これら放射率ε１、ε２はそ
れぞれ異なった値を示す。
【００２０】このようなサンプルウエハ３において第１
層から第２層へのエッチング中に、第１層から第２層に
変わるとき、これら第１層と第２層との各放射率がε１
からε２に変わるので、これら放射率がε１、ε２に依
存する放射分光強度ＩがＩ１からＩ２に変化する。
層から第２層へのエッチング中に、第１層から第２層に
変わるとき、これら第１層と第２層との各放射率がε１
からε２に変わるので、これら放射率がε１、ε２に依
存する放射分光強度ＩがＩ１からＩ２に変化する。
【００２１】従って、エンドポイント検出部８は、リア
ルタイムに取り込まれる放射分光強度データを逐次取り
込み、放射分光強度の変化点を検出して例えば第１層の
膜厚エンドポイントを検出する機能を有している。
ルタイムに取り込まれる放射分光強度データを逐次取り
込み、放射分光強度の変化点を検出して例えば第１層の
膜厚エンドポイントを検出する機能を有している。
【００２２】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２３】半導体製造の前工程では、シリコンウエハ
のサンプルウエハ３上にＩＣ回路を形成され、後工程で
は、完成したサンプルウエハ３上のＩＣ回路を検査した
後にサンプルウエハ３を切り分け、良品チップだけを例
えばリードフレーム上に載せてチップ上とリードフレー
ム上の電極同士をボンディングし、モールド樹脂で封入
して製品として完成させる。
のサンプルウエハ３上にＩＣ回路を形成され、後工程で
は、完成したサンプルウエハ３上のＩＣ回路を検査した
後にサンプルウエハ３を切り分け、良品チップだけを例
えばリードフレーム上に載せてチップ上とリードフレー
ム上の電極同士をボンディングし、モールド樹脂で封入
して製品として完成させる。
【００２４】このような半導体製造の前工程では、サン
プルウエハ３上に少なくとも成膜、レジスト塗布、パタ
ーン露光、エッチング、レジスト塗布を繰り返し行って
複数層のＩＣ構造が形成される。そして、このうちエッ
チングのプロセスでは、エッチングにより除去される膜
の膜厚エンドポイントの検出が行われる。
プルウエハ３上に少なくとも成膜、レジスト塗布、パタ
ーン露光、エッチング、レジスト塗布を繰り返し行って
複数層のＩＣ構造が形成される。そして、このうちエッ
チングのプロセスでは、エッチングにより除去される膜
の膜厚エンドポイントの検出が行われる。
【００２５】エッチング用のチャンバ１内には、サンプ
ルウエハ３が配置され、ヒータ２により加熱されるとと
もに、エッチングガスの注入等によりサンプルウエハ３
上に積層された膜のエッチングが行われる。
ルウエハ３が配置され、ヒータ２により加熱されるとと
もに、エッチングガスの注入等によりサンプルウエハ３
上に積層された膜のエッチングが行われる。
【００２６】加熱されたサンプルウエハ３からの放射光
は、レンズ４により集光されて光ファイバー５に入射
し、この光ファイバー５により分光器６に導かれる。
は、レンズ４により集光されて光ファイバー５に入射
し、この光ファイバー５により分光器６に導かれる。
【００２７】この分光器６は、サンプルウエハ３からの
放射光を入射して波長毎に分解し、アレイセンサによっ
て波長毎の分光強度を測定し、その測定信号を出力す
る。
放射光を入射して波長毎に分解し、アレイセンサによっ
て波長毎の分光強度を測定し、その測定信号を出力す
る。
【００２８】データ取込回路７は、分光器６の出力信号
をＡ／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイ
ント検出部８に送出する。
をＡ／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイ
ント検出部８に送出する。
【００２９】このエンドポイント検出部８は、データ取
込回路７からの放射分光強度データを逐次受け取って放
射分光強度の変化点、すなわち図２に示すようにサンプ
ルウエハ３において第１層から第２層へのエッチング中
に、第１層から第２層に変わるとき、これら第１層と第
２層との各放射率がε１、ε２に依存する放射分光強度
ＩがＩ１からＩ２に変化することを検出して例えば第１
層の膜厚エンドポイントを検出する。
込回路７からの放射分光強度データを逐次受け取って放
射分光強度の変化点、すなわち図２に示すようにサンプ
ルウエハ３において第１層から第２層へのエッチング中
に、第１層から第２層に変わるとき、これら第１層と第
２層との各放射率がε１、ε２に依存する放射分光強度
ＩがＩ１からＩ２に変化することを検出して例えば第１
層の膜厚エンドポイントを検出する。
【００３０】ところで、図２に示すサンプルウエハ３の
放射分光強度の経時変化は、サンプルウエハ３における
エッチングの面内ばらつきのない理想的な場合の放射分
光強度の経時変化である。
放射分光強度の経時変化は、サンプルウエハ３における
エッチングの面内ばらつきのない理想的な場合の放射分
光強度の経時変化である。
【００３１】実際には、サンプルウエハ３におけるエッ
チングの面内ばらつきがあるために早くエッチングが進
むところと、進まないところとが発生する。例えば、図
３に示すような検出器 ９、すなわち図１に示
すレンズ４から光ファイバー５を通して集光される放射
光の測定面積Ｓ１が小さい場合、この測定面積Ｓ１の限
定された領域内では、面内ばらつきが殆どなく、放射分
光強度の変化は図４に示すように急峻となる。従って、
放射光の測定面積Ｓ１が小さい場合には、膜厚エンドポ
イントを精度高く検出できる。
チングの面内ばらつきがあるために早くエッチングが進
むところと、進まないところとが発生する。例えば、図
３に示すような検出器 ９、すなわち図１に示
すレンズ４から光ファイバー５を通して集光される放射
光の測定面積Ｓ１が小さい場合、この測定面積Ｓ１の限
定された領域内では、面内ばらつきが殆どなく、放射分
光強度の変化は図４に示すように急峻となる。従って、
放射光の測定面積Ｓ１が小さい場合には、膜厚エンドポ
イントを精度高く検出できる。
【００３２】一方、図５に示すような検出器１０、すな
わち図１に示すレンズ４から光ファイバー５を通して集
光される放射光の測定面積Ｓ２が大きい場合、この測定
面積Ｓ２の領域内では、面内ばらつきが発生するのが普
通である。このときの放射分光強度の変化は図６に示す
ように傾斜が緩くなる。
わち図１に示すレンズ４から光ファイバー５を通して集
光される放射光の測定面積Ｓ２が大きい場合、この測定
面積Ｓ２の領域内では、面内ばらつきが発生するのが普
通である。このときの放射分光強度の変化は図６に示す
ように傾斜が緩くなる。
【００３３】このように大きな放射光の測定面積Ｓ２で
の膜厚エンドポイントの測定では、どの時点で膜厚エン
ドポイントとして検出するかは、プロセスにおいてどの
程度までの剥離状態を許容するかで決まる。例えば、完
全に剥離された状態を望む場合には、図６に示すように
膜厚エンドポイントを放射分光強度ＩがＩ１からＩ２に
完全に変化したときに定めるものとなる。このような膜
厚エンドポイントの測定でも、従来のように時間管理で
オーバーエッチングする場合と比較して、短時間で膜厚
エンドポイントを検出でき、プロセス時間を短縮でき
る。
の膜厚エンドポイントの測定では、どの時点で膜厚エン
ドポイントとして検出するかは、プロセスにおいてどの
程度までの剥離状態を許容するかで決まる。例えば、完
全に剥離された状態を望む場合には、図６に示すように
膜厚エンドポイントを放射分光強度ＩがＩ１からＩ２に
完全に変化したときに定めるものとなる。このような膜
厚エンドポイントの測定でも、従来のように時間管理で
オーバーエッチングする場合と比較して、短時間で膜厚
エンドポイントを検出でき、プロセス時間を短縮でき
る。
【００３４】又、エッチング開始直後は、図４及び図６
に示すようにエッチングによる表面荒れのために放射率
が若干変化する場合がある。このような場合、エッチン
グを開始して所定の短い時間が経過した時点の放射分光
強度をＩ１として検出する。この放射分光強度Ｉ１の検
出であれば、エッチングによる表面荒れのために放射率
が若干変化しても膜厚エンドポイントの検出精度は高く
できる。
に示すようにエッチングによる表面荒れのために放射率
が若干変化する場合がある。このような場合、エッチン
グを開始して所定の短い時間が経過した時点の放射分光
強度をＩ１として検出する。この放射分光強度Ｉ１の検
出であれば、エッチングによる表面荒れのために放射率
が若干変化しても膜厚エンドポイントの検出精度は高く
できる。
【００３５】さらに、図７に示すように測定波長によっ
ては、薄膜干渉の影響を受けて放射分光強度が正弦波状
の変化を伴う場合がある。このような場合には、例えば
図７に示すように正弦波状の変化の中心点を追跡（図７
中の破線）することにより膜厚エンドポイントを精度高
く検出できる。
ては、薄膜干渉の影響を受けて放射分光強度が正弦波状
の変化を伴う場合がある。このような場合には、例えば
図７に示すように正弦波状の変化の中心点を追跡（図７
中の破線）することにより膜厚エンドポイントを精度高
く検出できる。
【００３６】このように上記第１の実施の形態において
は、チャンバ１内のエッチング中のサンプルウエハ３か
らの放射光を分光器６で受光して波長毎に分光強度を測
定し、この測定された放射分光強度データに基づいてエ
ンドポイント検出部８により膜厚エンドポイントを検出
するので、リアルタイムに正確にエッチング中のサンプ
ルウエハ３の膜厚エンドポイントを検出でき、半導体製
造のプロセス時間を短縮（最適化）できる。又、サンプ
ルウエハ３の下地膜の膜構造（膜数、膜種、膜付け順
序）に依存することなく簡単に膜厚エンドポイントが検
出できる。
は、チャンバ１内のエッチング中のサンプルウエハ３か
らの放射光を分光器６で受光して波長毎に分光強度を測
定し、この測定された放射分光強度データに基づいてエ
ンドポイント検出部８により膜厚エンドポイントを検出
するので、リアルタイムに正確にエッチング中のサンプ
ルウエハ３の膜厚エンドポイントを検出でき、半導体製
造のプロセス時間を短縮（最適化）できる。又、サンプ
ルウエハ３の下地膜の膜構造（膜数、膜種、膜付け順
序）に依存することなく簡単に膜厚エンドポイントが検
出できる。
【００３７】さらに、放射光の測定面積Ｓ１が小さい場
合でも膜厚エンドポイントを精度高く検出でき、反対に
大きな放射光の測定面積Ｓ２での膜厚エンドポイントの
測定でも、膜厚エンドポイントを放射分光強度ＩがＩ１
からＩ２に完全に変化したときに定めることにより、従
来の時間管理でオーバーエッチングする場合と比較し
て、短時間で膜厚エンドポイントを検出でき、プロセス
時間を短縮できる。
合でも膜厚エンドポイントを精度高く検出でき、反対に
大きな放射光の測定面積Ｓ２での膜厚エンドポイントの
測定でも、膜厚エンドポイントを放射分光強度ＩがＩ１
からＩ２に完全に変化したときに定めることにより、従
来の時間管理でオーバーエッチングする場合と比較し
て、短時間で膜厚エンドポイントを検出でき、プロセス
時間を短縮できる。
【００３８】又、エッチング開始直後においてエッチン
グによる表面荒れのために放射率が若干変化する場合で
あっても、エッチングを開始して所定の短い時間が経過
した時点の放射分光強度をＩ１として検出することによ
り、膜厚エンドポイントを精度高く検出できる。
グによる表面荒れのために放射率が若干変化する場合で
あっても、エッチングを開始して所定の短い時間が経過
した時点の放射分光強度をＩ１として検出することによ
り、膜厚エンドポイントを精度高く検出できる。
【００３９】さらに、測定波長によって薄膜干渉の影響
を受けて放射分光強度が正弦波状の変化を伴う場合で
も、正弦波状の変化の中心点を追跡することにより膜厚
エンドポイントを精度高く検出できる。
を受けて放射分光強度が正弦波状の変化を伴う場合で
も、正弦波状の変化の中心点を追跡することにより膜厚
エンドポイントを精度高く検出できる。
【００４０】又、サンプルウエハ３は、ヒータ２により
加熱されているので、放射光が放射されやすく、放射分
光強度の測定が容易である。
加熱されているので、放射光が放射されやすく、放射分
光強度の測定が容易である。
【００４１】（２）次に、本発明の第２の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
ついて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００４２】図８はチャンバのクリーニングに適用する
積層間検出装置の構成図である。チャンバ１におけるサ
ンプルウエハ３のホルダーとなるリアクター内面の上方
には、レンズ４が配置され、このレンズ４の集光位置に
光ファイバー５が配置されている。この光ファイバー５
は、レンズ４によって集光されたリアクター内面からの
放射光を分光器６に導くものである。
積層間検出装置の構成図である。チャンバ１におけるサ
ンプルウエハ３のホルダーとなるリアクター内面の上方
には、レンズ４が配置され、このレンズ４の集光位置に
光ファイバー５が配置されている。この光ファイバー５
は、レンズ４によって集光されたリアクター内面からの
放射光を分光器６に導くものである。
【００４３】この分光器６は、その内部にアレイセンサ
を備え、チャンバ１のリアクター内面からの放射光を入
射して波長毎に分解し、これら波長毎の分光強度を測定
する機能を有している。
を備え、チャンバ１のリアクター内面からの放射光を入
射して波長毎に分解し、これら波長毎の分光強度を測定
する機能を有している。
【００４４】エンドポイント検出部８は、データ取込回
路７からの放射分光強度データを受け取り、この放射分
光強度データに基づいてチャンバ１のリアクター内面の
クリーニングの終了時点を検出する機能を有している。
路７からの放射分光強度データを受け取り、この放射分
光強度データに基づいてチャンバ１のリアクター内面の
クリーニングの終了時点を検出する機能を有している。
【００４５】すなわち、チャンバ１のリアクター内面に
は、堆積物が付着している。クリーニングによりこの堆
積物が除去される。このとき堆積物が除去されてチャン
バ１のリアクター内面が現れると、堆積物とリアクター
内面との各放射率が変わるので、これら放射率に依存す
る放射分光強度Ｉが変化する。
は、堆積物が付着している。クリーニングによりこの堆
積物が除去される。このとき堆積物が除去されてチャン
バ１のリアクター内面が現れると、堆積物とリアクター
内面との各放射率が変わるので、これら放射率に依存す
る放射分光強度Ｉが変化する。
【００４６】従って、エンドポイント検出部８は、リア
ルタイムに取り込まれる放射分光強度データを逐次取り
込み、放射分光強度の変化点を検出してリアクター内面
が現れた時点を検出する機能を有している。
ルタイムに取り込まれる放射分光強度データを逐次取り
込み、放射分光強度の変化点を検出してリアクター内面
が現れた時点を検出する機能を有している。
【００４７】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４８】チャンバ１のクリーニング中に、このチャ
ンバ１のリアクター内面からの放射光は、レンズ４によ
り集光されて光ファイバー５に入射し、この光ファイバ
ー５により分光器６に導かれる。
ンバ１のリアクター内面からの放射光は、レンズ４によ
り集光されて光ファイバー５に入射し、この光ファイバ
ー５により分光器６に導かれる。
【００４９】この分光器６は、チャンバ１のリアクター
内面からの放射光を入射して波長毎に分解し、アレイセ
ンサによって波長毎の分光強度を測定し、その測定信号
を出力する。
内面からの放射光を入射して波長毎に分解し、アレイセ
ンサによって波長毎の分光強度を測定し、その測定信号
を出力する。
【００５０】データ取込回路７は、分光器６の出力信号
をＡ／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイ
ント検出部８に送出する。
をＡ／Ｄ変換し、その放射分光強度データをエンドポイ
ント検出部８に送出する。
【００５１】このエンドポイント検出部８は、データ取
込回路７からの放射分光強度データを逐次受け取って放
射分光強度の変化点、すなわちチャンバ１のリアクター
内面に付着している堆積物がクリーニングにより除去さ
れ、チャンバ１のリアクター内面が現れると、堆積物と
リアクター内面との各放射率が変わることにより放射率
に依存する放射分光強度Ｉが変化し、この時点をリアク
ター内面が現れた時点として検出する。
込回路７からの放射分光強度データを逐次受け取って放
射分光強度の変化点、すなわちチャンバ１のリアクター
内面に付着している堆積物がクリーニングにより除去さ
れ、チャンバ１のリアクター内面が現れると、堆積物と
リアクター内面との各放射率が変わることにより放射率
に依存する放射分光強度Ｉが変化し、この時点をリアク
ター内面が現れた時点として検出する。
【００５２】従って、このリアクター内面が現れた時点
においてチャンバ１のクリーニングの終了とする。
においてチャンバ１のクリーニングの終了とする。
【００５３】このように上記第２の実施の形態において
は、クリーニング中のチャンバ１のリアクター内面から
の放射光を分光器６で受光して波長毎に分光強度を測定
し、この測定された放射分光強度データに基づいてチャ
ンバ１のクリーニングの終了時点を検出するので、チャ
ンバ１のリアクター内面に付着している堆積物が完全に
除去された時点を精度高く検出できる。
は、クリーニング中のチャンバ１のリアクター内面から
の放射光を分光器６で受光して波長毎に分光強度を測定
し、この測定された放射分光強度データに基づいてチャ
ンバ１のクリーニングの終了時点を検出するので、チャ
ンバ１のリアクター内面に付着している堆積物が完全に
除去された時点を精度高く検出できる。
【００５４】このようなクリーニングの終了時点の検出
でも、上記第１の実施の形態と同様に、チャンバ１のリ
アクター内面の面積が小さい場合でもクリーニングの終
了時点を精度高く検出でき、かつ反対にリアクター内面
の面積が大きい場合でも放射分光強度Ｉが完全にリアク
ター内面の放射率に応じた放射分光強度に変化したとき
に定めることにより、短時間でクリーニングの終了時点
を検出できる。
でも、上記第１の実施の形態と同様に、チャンバ１のリ
アクター内面の面積が小さい場合でもクリーニングの終
了時点を精度高く検出でき、かつ反対にリアクター内面
の面積が大きい場合でも放射分光強度Ｉが完全にリアク
ター内面の放射率に応じた放射分光強度に変化したとき
に定めることにより、短時間でクリーニングの終了時点
を検出できる。
【００５５】さらに、測定波長によって薄膜干渉の影響
を受けて放射分光強度が正弦波状の変化を伴う場合で
も、正弦波状の変化の中心点を追跡することにより膜厚
エンドポイントを精度高く検出できる。
を受けて放射分光強度が正弦波状の変化を伴う場合で
も、正弦波状の変化の中心点を追跡することにより膜厚
エンドポイントを精度高く検出できる。
【００５６】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものでなく次の通りに変形してもよ
い。
の形態に限定されるものでなく次の通りに変形してもよ
い。
【００５７】例えば、図９に示すようにレンズ４、光フ
ァイバー５及び分光器６に代わって赤外線センサ１１を
用いたものである。この赤外線センサ１１は、サンプル
ウエハ３から放射される赤外線領域の光を測定し、その
測定信号を出力する。エンドポイント検出部１２は、デ
ータ取込回路７からの赤外線領域の光強度データを取り
込み、この光強度データに基づいて膜厚エンドポイント
を検出する。
ァイバー５及び分光器６に代わって赤外線センサ１１を
用いたものである。この赤外線センサ１１は、サンプル
ウエハ３から放射される赤外線領域の光を測定し、その
測定信号を出力する。エンドポイント検出部１２は、デ
ータ取込回路７からの赤外線領域の光強度データを取り
込み、この光強度データに基づいて膜厚エンドポイント
を検出する。
【００５８】又、図１０に示すようにレンズ４、光ファ
イバー５及び分光器６に代わってＣＣＤカメラ１３を用
いたものである。このＣＣＤカメラ１３は、サンプルウ
エハ３の像を撮像し、その画像信号を出力する。エンド
ポイント検出部１４は、データ取込回路７からの画像デ
ータを取り込み、この画像データにおける濃淡強度に基
づいて膜厚エンドポイントを検出する。
イバー５及び分光器６に代わってＣＣＤカメラ１３を用
いたものである。このＣＣＤカメラ１３は、サンプルウ
エハ３の像を撮像し、その画像信号を出力する。エンド
ポイント検出部１４は、データ取込回路７からの画像デ
ータを取り込み、この画像データにおける濃淡強度に基
づいて膜厚エンドポイントを検出する。
【００５９】さらに、エッチング中の膜厚エンドポイン
トの検出やクリーニングの終了時点の検出に限らず、例
えばエッチング中の積層された各層間を検出するのにも
適用できる。
トの検出やクリーニングの終了時点の検出に限らず、例
えばエッチング中の積層された各層間を検出するのにも
適用できる。
【００６０】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、リ
アルタイムに正確に膜厚エンドポイントを検出できる積
層間検出方法及びその装置を提供できる。
アルタイムに正確に膜厚エンドポイントを検出できる積
層間検出方法及びその装置を提供できる。
【００６１】又、本発明によれば、リアルタイムに正確
にエッチング時の膜厚エンドポイントを検出して半導体
製造のプロセス時間を短縮できる半導体製造方法を提供
できる。
にエッチング時の膜厚エンドポイントを検出して半導体
製造のプロセス時間を短縮できる半導体製造方法を提供
できる。
【図１】本発明に係わる積層間検出装置を半導体製造工
程におけるエッチングでの膜厚エンドポイントの検出に
適用した第１の実施の形態を示す構成図。
程におけるエッチングでの膜厚エンドポイントの検出に
適用した第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態におけるエッチング中の放射分光強度の経時変化を
示す図。
形態におけるエッチング中の放射分光強度の経時変化を
示す図。
【図３】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態における放射光の測定面積が小さい検出器を示す
図。
形態における放射光の測定面積が小さい検出器を示す
図。
【図４】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態における放射光の測定面積が小さい場合の放射分光
強度変化を示す図。
形態における放射光の測定面積が小さい場合の放射分光
強度変化を示す図。
【図５】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態における放射光の測定面積が大きい検出器を示す
図。
形態における放射光の測定面積が大きい検出器を示す
図。
【図６】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態における放射光の測定面積が大きい場合の放射分光
強度変化を示す図。
形態における放射光の測定面積が大きい場合の放射分光
強度変化を示す図。
【図７】本発明に係わる積層間検出装置の第１の実施の
形態における薄膜干渉の影響を受けて放射分光強度が正
弦波状の変化を伴う場合の膜厚エンドポイントの検出を
示す図。
形態における薄膜干渉の影響を受けて放射分光強度が正
弦波状の変化を伴う場合の膜厚エンドポイントの検出を
示す図。
【図８】本発明に係わる積層間検出装置をチャンバのク
リーニングに適用した第２の実施の形態を示す構成図。
リーニングに適用した第２の実施の形態を示す構成図。
【図９】本発明に係わる積層間検出装置において赤外線
センサを用いた変形例を示す構成図。
センサを用いた変形例を示す構成図。
【図１０】本発明に係わる積層間検出装置においてＣＣ
Ｄカメラを用いた変形例を示す構成図。
Ｄカメラを用いた変形例を示す構成図。
１：チャンバ ２：ヒータ ３：半導体基板（サンプルウエハ） ４：レンズ ５：光ファイバー ６：分光器 ７：データ取込回路 ８，１２，１４：エンドポイント検出部 １１：赤外線センサ １３：ＣＣＤカメラ
Claims (6)
- 【請求項１】 一層毎に順次減少する積層体からの放射
光を受光して波長毎に分光強度を測定し、この放射分光
強度データに基づいて前記積層体の層間を検出すること
を特徴とする積層間検出方法。 - 【請求項２】 一層毎に順次減少する積層体からの放射
光を受光して波長毎に分光強度を測定する分光手段と、 この分光手段により測定された放射分光強度データに基
づいて前記積層体の層間を検出する層間検出手段と、を
具備したことを特徴とする積層間検出装置。 - 【請求項３】 前記分光手段は、分光器、赤外センサ又
はＣＣＤカメラを用いることを特徴とする請求項２記載
の積層間検出装置。 - 【請求項４】 前記層間検出手段は、前記放射分光強度
データに基づいて一層毎に順次減少する前記積層体にお
ける膜厚のエンドポイントを検出する機能を有すること
を特徴とする請求項２記載の積層間検出装置。 - 【請求項５】 前記層間検出手段は、前記放射分光強度
データに基づいて前記積層体における堆積物の除去状態
を検出する機能を有することを特徴とする請求項２記載
の積層間検出装置。 - 【請求項６】 基板上に少なくとも成膜、レジスト塗
布、パターン露光、エッチング、レジスト塗布を行って
半導体を製造する半導体製造方法において、 前記エッチングにより前記基板上に積層された膜の膜厚
が減少しているときに、前記膜からの放射光を受光して
波長毎に分光強度を測定し、この放射分光強度データに
基づいて前記膜厚のエンドポイントを検出することを特
徴とする半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000065133A JP2001257194A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000065133A JP2001257194A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001257194A true JP2001257194A (ja) | 2001-09-21 |
Family
ID=18584713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000065133A Pending JP2001257194A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | 積層間検出方法及びその装置並びに半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001257194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101241755B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-15 | 호서대학교 산학협력단 | 전기화학등온용량과도분광법 |
| KR101241756B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-15 | 호서대학교 산학협력단 | 전기화학등온용량과도분광기 |
| US10150859B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-12-11 | Arlanxeo Netherlands B.V. | Vulcanizable rubber composition |
-
2000
- 2000-03-09 JP JP2000065133A patent/JP2001257194A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101241755B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-15 | 호서대학교 산학협력단 | 전기화학등온용량과도분광법 |
| KR101241756B1 (ko) | 2012-07-23 | 2013-03-15 | 호서대학교 산학협력단 | 전기화학등온용량과도분광기 |
| US10150859B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-12-11 | Arlanxeo Netherlands B.V. | Vulcanizable rubber composition |
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