JP2001284323A - Etching depth detecting apparatus, etching apparatus, etching depth detecting method, etching method and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Etching depth detecting apparatus, etching apparatus, etching depth detecting method, etching method and method of manufacturing semiconductor device

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JP2001284323A
JP2001284323A JP2000094550A JP2000094550A JP2001284323A JP 2001284323 A JP2001284323 A JP 2001284323A JP 2000094550 A JP2000094550 A JP 2000094550A JP 2000094550 A JP2000094550 A JP 2000094550A JP 2001284323 A JP2001284323 A JP 2001284323A
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JP
Japan
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light
mask
etching
electric signal
depth
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JP2000094550A
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Akira Tsumura
明 津村
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching depth detecting method for accurately detecting etching depth, even if a material of small reflection rate is etched. SOLUTION: In an etching depth detecting method, a substrate is irradiated with light and reflected interference light is received, and the etching depth of a part to be etched is detected, based on information on reflected interference light. The reflection rate of a mask is calculated, based on the film thickness of the mask, information on reflected interference light is corrected based on the reflectance of the mask, and etching depth is calculated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、エッチング深さ
検出装置、エッチング装置、およびエッチング深さ検出
方法、エッチング方法、半導体装置製造方法に関する。
The present invention relates to an etching depth detecting device, an etching device, an etching depth detecting method, an etching method, and a semiconductor device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】 半導体素子の製造工程には、シリコン
ウエハ等の基板に孔や溝を形成させるエッチング工程が
ある。このエッチング工程は、基板の孔や溝を形成しな
い部分にマスキングを行ってエッチングを行うことによ
り行われる。このようにしてエッチングを行うことで、
マスキングされていない部分のみを選択的に加工するこ
とが可能となる。このエッチングの際、形成される穴や
溝が所定の深さとなるように、エッチング中に加工深さ
を測定することが行われている。この加工深さの測定
は、特開平10−325708号公報に示される。この
測定方法は、図13に示されるように、マスク101か
らの反射光R1と、被加工部分からの反射光R2の干渉
光を光検出器102で検出することにより行われてい
る。R1とR2の干渉光の強度は、被加工部分が深くな
るにつれて周期的に変化する。この干渉光の強度が1周
期変化したときの、被加工部分の深さは照射した光の波
長の1/2である。従って、R1とR2の干渉光を光検
出器102で検出し、干渉光強度が何周期変化したかを
数えることによって、被加工部分の深さを測定すること
ができる。そして、所定の深さに加工が進行したとき
に、エッチングを停止して所定の深さまで加工を行うこ
とが可能となる。
2. Description of the Related Art Semiconductor device manufacturing processes include an etching process for forming holes and grooves in a substrate such as a silicon wafer. This etching step is performed by performing masking and etching on portions of the substrate where holes and grooves are not formed. By performing etching in this way,
Only the unmasked portion can be selectively processed. At the time of this etching, the processing depth is measured during the etching so that the hole or groove to be formed has a predetermined depth. The measurement of the processing depth is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-325708. As shown in FIG. 13, this measuring method is performed by detecting the interference light of the reflected light R1 from the mask 101 and the reflected light R2 from the portion to be processed by the photodetector 102. The intensity of the interference light of R1 and R2 changes periodically as the portion to be processed becomes deeper. When the intensity of the interference light changes by one period, the depth of the processed portion is の of the wavelength of the irradiated light. Therefore, the depth of the portion to be processed can be measured by detecting the interference light of R1 and R2 with the photodetector 102 and counting how many periods the interference light intensity has changed. Then, when the processing proceeds to a predetermined depth, the etching can be stopped and the processing can be performed to the predetermined depth.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
の製造プロセスにおいて、被加工物の物質がフォトレジ
ストのような誘電体である場合がある。こうした場合、
被加工部分からの反射光R2が非常に弱くなる。R2が
弱くなることに伴い、R1とR2の干渉光も弱くなり、
干渉光の強度変化を検出することが困難となる。従っ
て、充分な精度で加工深さを測定することができない。
そこで、本発明では、反射率が小さい物質をエッチング
する場合も精度よくエッチング深さを検出することが可
能となるエッチング深さ検出装置、および検出方法を提
供することを目的とする。また、このエッチング深さ検
出方法を用いて精度良くエッチングすることが可能とな
るエッチング装置およびエッチング方法を提供すること
を目的とする。また、精度良い加工が可能となる半導体
装置製造方法を提供することを目的とする。
However, in the semiconductor manufacturing process, the material of the workpiece may be a dielectric such as a photoresist. In these cases,
The reflected light R2 from the portion to be processed becomes very weak. As R2 becomes weaker, the interference light between R1 and R2 also becomes weaker,
It becomes difficult to detect the intensity change of the interference light. Therefore, the working depth cannot be measured with sufficient accuracy.
Therefore, an object of the present invention is to provide an etching depth detection device and a detection method that can accurately detect an etching depth even when a substance having a small reflectance is etched. It is another object of the present invention to provide an etching apparatus and an etching method capable of performing accurate etching using the etching depth detection method. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which enables highly accurate processing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスク
が形成されているマスク形成部とマスクが形成されてい
ない被エッチング部とを有する基板に第1の光を照射す
る第1の照射手段と、前記第1の光の前記マスク形成部
からの反射光と、前記第1の光の前記被エッチング部か
らの反射光との干渉光を受光し、第1の電気信号に変換
する手段と、前記マスク形成部に第2の光を照射する第
2の照射手段と、前記第2の光の前記マスク形成部から
の反射光を受光し、第2の電気信号に変換する手段と、
前記第1の電気信号と前記第2の電気信号とに基づい
て、前記被エッチング部の深さを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするエッチング深さ検出装置であ
る。また、前記エッチング深さ検出装置において、前記
検出手段は、前記第2の電気信号に基づいて前記第1の
電気信号の補正値を算出する補正値算出手段と、前記補
正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う補正手
段と、前記補正された第1の電気信号に基づいて前記被
エッチング部の深さを算出する深さ検出手段と、を備え
ることを特徴とするエッチング深さ検出装置である。ま
た、前記エッチング深さ検出装置において、前記検出手
段は、前記第2の電気信号に基づいて、前記マスクの膜
厚を算出する手段と、この膜厚に基づいて前記第1の電
気信号の補正値を求める補正値算出手段と、前記補正値
に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う補正手段
と、前記補正をされた第1の電気信号に基づいて、前記
被エッチング部の深さを算出する深さ検出手段と、を備
えることを特徴とするエッチング深さ検出装置である。
According to the present invention, a first irradiation for irradiating a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and a portion to be etched without a mask with a first light is performed. Means for receiving interference light of the first light reflected from the mask forming portion and reflected light of the first light from the portion to be etched, and converting the interference light into a first electric signal A second irradiation unit that irradiates the mask forming unit with a second light, a unit that receives reflected light of the second light from the mask forming unit, and converts the reflected light into a second electric signal;
Detecting means for detecting a depth of the portion to be etched based on the first electric signal and the second electric signal;
An etching depth detecting apparatus comprising: Further, in the etching depth detection device, the detection unit includes a correction value calculation unit configured to calculate a correction value of the first electric signal based on the second electric signal, and the correction unit calculates the correction value based on the correction value. 1. An etching depth, comprising: a correction unit that corrects a first electrical signal; and a depth detection unit that calculates a depth of the portion to be etched based on the corrected first electrical signal. It is a detection device. Further, in the etching depth detecting apparatus, the detecting unit calculates a film thickness of the mask based on the second electric signal, and corrects the first electric signal based on the film thickness. Correction value calculating means for determining a value, correction means for correcting the first electric signal based on the correction value, and depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. And a depth detecting means for calculating the etching depth.

【0005】また、前記エッチング深さ検出装置に、前
記基板をエッチングするためのエッチング手段を付加
し、このエッチング手段によるエッチング深さを前記エ
ッチング深さ検出装置により検出する構成としたこと、
を特徴とするエッチング装置である。また、マスクが形
成されているマスク形成部とマスクが形成されていない
被エッチング部とを有する基板に第1の光を照射する照
射工程と、前記第1の光の前記マスク形成部からの反射
光と、前記第1の光の前記被エッチング部からの反射光
との干渉光を受光し、第1の電気信号に変換する工程
と、前記マスク形成部に第2の光を照射する照射工程
と、前記第2の光の前記マスク形成部からの反射光を受
光し、第2の電気信号に変換する工程と、前記第1の電
気信号と前記第2の電気信号に基づいて、前記被エッチ
ング部の深さを検出する検出工程と、を備えることを特
徴とするエッチング深さ検出方法である。また、前記エ
ッチング深さ検出方法において、前記検出工程は、前記
第2の電気信号に基づいて前記第1の電気信号の補正値
を算出する補正値算出工程と、前記補正値に基づいて前
記第1の電気信号の補正を行う補正工程と、前記補正さ
れた第1の電気信号に基づいて前記被エッチング部の深
さを算出する深さ検出工程と、を備えることを特徴とす
るエッチング深さ検出方法である。
[0005] Further, an etching means for etching the substrate is added to the etching depth detecting device, and the etching depth by the etching means is detected by the etching depth detecting device.
An etching apparatus characterized by the following. An irradiation step of irradiating a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and an etched portion on which the mask is not formed with first light; and reflection of the first light from the mask forming portion. A step of receiving interference light of light and a reflection of the first light from the portion to be etched, converting the light into a first electric signal, and an irradiation step of irradiating the mask forming unit with a second light Receiving the reflected light of the second light from the mask forming portion and converting the reflected light into a second electric signal; and detecting the light based on the first electric signal and the second electric signal. A detecting step of detecting a depth of the etched portion. Further, in the etching depth detecting method, the detecting step includes a correction value calculating step of calculating a correction value of the first electric signal based on the second electric signal, and the detecting step based on the correction value. (1) a correction step of correcting the electric signal of (1), and a depth detection step of calculating a depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. It is a detection method.

【0006】また、前記エッチング深さ検出方法におい
て、前記検出工程は、前記第2の電気信号に基づいて、
前記マスクの膜厚を算出する工程と、この膜厚に基づい
て前記第1の電気信号の補正値を求める補正値算出工程
と、前記補正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を
行う補正工程と、前記補正をされた第1の電気信号に基
づいて、前記被エッチング部の深さを算出する深さ検出
工程と、を備えることを特徴とするエッチング深さ検出
方法である。また、基板をエッチングするエッチング工
程と、前記エッチングの深さを検出する検出工程と、を
備えるエッチング方法において、前記検出工程は、前記
エッチング深さ検出方法を用いて検出を行うこと、を特
徴とするエッチング方法である。また、半導体ウエハの
所定部分にマスクを形成する工程と、前記半導体ウエハ
に対して、深さ検出をしながらエッチングを行い、マス
クで覆われていない部分を加工する加工工程と、を含む
半導体装置製造方法において、前記加工工程は、前記半
導体ウエハをエッチングするエッチング工程と、前記マ
スクが形成されているマスク形成部とマスクで覆われて
いない被エッチング部とを有する基板に第1の光を照射
する照射工程と、前記第1の光の前記マスク形成部から
の反射光と、前記第1の光の前記被エッチング部からの
反射光との干渉光を受光し、第1の電気信号に変換する
工程と、前記マスク形成部に第2の光を照射する照射工
程と、前記第2の光の前記マスク形成部からの反射光を
受光し、第2の電気信号に変換する工程と、前記第1の
電気信号と、前記第2の電気信号とに基づいて、前記被
エッチング部の深さを検出する検出工程と、を備えるこ
とを特徴とする半導体装置製造方法である。
[0006] In the etching depth detecting method, the detecting step may be performed based on the second electric signal.
Calculating the film thickness of the mask, correcting the first electric signal based on the film thickness, and correcting the first electric signal based on the corrected value. An etching depth detection method, comprising: a correction step; and a depth detection step of calculating a depth of the etched portion based on the corrected first electric signal. Further, in an etching method including an etching step of etching a substrate and a detection step of detecting the etching depth, the detection step performs detection using the etching depth detection method, Is an etching method. In addition, a semiconductor device includes a step of forming a mask on a predetermined portion of a semiconductor wafer, and a processing step of etching the semiconductor wafer while detecting depth and processing a portion not covered with the mask. In the manufacturing method, the processing step includes irradiating a substrate having an etching step of etching the semiconductor wafer and a substrate having a mask forming portion on which the mask is formed and a portion to be etched not covered with the mask with first light. Receiving an interference light between the reflected light of the first light from the mask forming portion and the reflected light of the first light from the portion to be etched, and converts the interference light into a first electric signal. Performing a step of irradiating the mask forming unit with a second light; receiving reflected light of the second light from the mask forming unit and converting the reflected light into a second electric signal; No. And electrical signals, on the basis of the second electrical signal, said a semiconductor device manufacturing method characterized by comprising: a detection step of detecting a depth of the etched portion.

【0007】また、マスクが形成されているマスク形成
部とマスクが形成されていない被エッチング部とを有す
る基板に第1の光を照射する照射工程と、前記第1の光
の前記マスク形成部からの反射光と、前記第1の光の前
記被エッチング部からの反射光との干渉光を受光し、第
1の電気信号に変換する工程と、前記第1の電気信号
と、前記マスクの膜厚情報に基づいて前記被エッチング
部の深さを検出する検出工程と、を備えることを特徴と
するエッチング深さ検出方法である。
An irradiation step of irradiating a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and a portion to be etched not forming the mask with first light; Receiving the interference light between the reflected light from the substrate and the reflected light of the first light from the portion to be etched, and converting the interference light into a first electric signal; A detecting step of detecting a depth of the portion to be etched based on film thickness information.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1に本発
明に係るエッチング深さ検出装置の構成図を示す。この
検出装置は、大別すると、エッチング装置のチャンバ1
の上部に固定された測定ヘッド2と、測定ヘッド2で測
定された信号に基づいてエッチング深さを検出するエッ
チング深さ検出手段2’とに分けられる。エッチング深
さ検出手段2’は、マスク膜厚算出部3と、マスク反射
率算出部4と、信号補正値算出部5と、信号補正部6
と、深さ検出部7とで構成されている。以下各構成要素
について説明する。測定ヘッド2は、チャンバ上部に設
けられた石英ガラス製の観察窓41の上面に接続されて
いる。この測定ヘッド2は、図2に示されるように、膜
厚測定部8と深さ測定部9とを備えている。深さ測定部
9は、水銀ランプ14、光ファイバ15、レンズ16、
図示しない干渉フィルタ、光検出器17、自動XYステ
ージ19とで構成されている。第1の照射手段である水
銀ランプ14は第1の光として紫外光を出射する。この
紫外光は光ファイバ15をとおり、さらにレンズ16に
より平行光にコリメートされ、観察窓41を経由して垂
直に被加工物Wの表面を照射する。被加工物Wからの反
射光は照射光と同じ光路を逆方向に進み、光ファイバ1
5をとおって干渉フィルタに入射する。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration diagram of an etching depth detecting apparatus according to the present invention. This detection device is roughly classified into a chamber 1 of an etching device.
And an etching depth detecting means 2 'for detecting an etching depth based on a signal measured by the measuring head 2. The etching depth detecting means 2 ′ includes a mask thickness calculating section 3, a mask reflectance calculating section 4, a signal correction value calculating section 5, and a signal correcting section 6.
And a depth detection unit 7. Hereinafter, each component will be described. The measuring head 2 is connected to the upper surface of an observation window 41 made of quartz glass provided at the upper part of the chamber. The measuring head 2 includes a film thickness measuring unit 8 and a depth measuring unit 9 as shown in FIG. The depth measuring unit 9 includes a mercury lamp 14, an optical fiber 15, a lens 16,
It comprises an interference filter (not shown), a photodetector 17, and an automatic XY stage 19. The mercury lamp 14, which is the first irradiation means, emits ultraviolet light as the first light. The ultraviolet light passes through the optical fiber 15 and is collimated into parallel light by the lens 16, and irradiates the surface of the workpiece W vertically through the observation window 41. The reflected light from the workpiece W travels in the same optical path as the irradiation light in the opposite direction, and
5 and enter the interference filter.

【0009】干渉フィルタは特定の波長の光のみ透過
し、その透過した光が光検出器17に入力される。光検
出器17は受光した反射光の強度に応じた電気信号を出
力する構成になっている。また、この紫外光の被加工物
Wへの照射位置は、この自動XYステージ19により位
置決め可能な構成となっている。膜厚測定部8は、タン
グステンランプ10、光ファイバ11、レンズ12、分
光器13、自動XYステージ18とで構成されている。
第2の照射手段であるタングステンランプ10は第2の
光である膜厚測定用の光を出射する。この膜厚測定用の
光は光ファイバ11を通り、さらにレンズ12によりチ
ャンバ1内の被加工物Wの表面に集光される。この照射
による被加工物Wからの反射光は照射光と同じ光路を逆
方向に順次進行して、第2の受光手段である分光器13
に入力する。分光器13では入力した光を分光スペクト
ルに変えて、電気信号として出力する。また、膜厚測定
用の光の被加工物Wへの照射位置は、自動XYステージ
18により位置決め可能な構成となっている。マスク膜
厚算出部3は、膜厚測定部8の分光器13から出力され
る電気信号に基づいてマスク20の膜厚を算出する機能
を有する。算出された膜厚は、マスク反射率算出部に出
力される。
The interference filter transmits only light of a specific wavelength, and the transmitted light is input to the photodetector 17. The photodetector 17 is configured to output an electric signal corresponding to the intensity of the received reflected light. Further, the irradiation position of the ultraviolet light to the workpiece W can be positioned by the automatic XY stage 19. The film thickness measuring unit 8 includes a tungsten lamp 10, an optical fiber 11, a lens 12, a spectroscope 13, and an automatic XY stage 18.
The tungsten lamp 10, which is the second irradiating means, emits the second light, that is, the light for film thickness measurement. The light for measuring the film thickness passes through the optical fiber 11 and is further focused on the surface of the workpiece W in the chamber 1 by the lens 12. The reflected light from the workpiece W due to the irradiation sequentially travels in the same optical path as the irradiation light in the reverse direction, and the spectroscope 13 serving as the second light receiving means.
To enter. The spectroscope 13 converts the input light into a spectrum and outputs it as an electric signal. Further, the irradiation position of the light for measuring the film thickness on the workpiece W can be positioned by the automatic XY stage 18. The mask film thickness calculation unit 3 has a function of calculating the film thickness of the mask 20 based on an electric signal output from the spectroscope 13 of the film thickness measurement unit 8. The calculated film thickness is output to the mask reflectance calculator.

【0010】マスク反射率算出部4は、この膜厚に基づ
いてマスク20の反射率を算出する。算出された反射率
は信号補正値算出部に出力される。信号補正値算出部5
は、この反射率に基づいて、光検出器17から出力され
る電気信号に補正を行うための補正値を算出する。この
補正値は、信号補正部6に出力される。信号補正部6
は、この補正値に基づいて、光検出器17から出力され
る電気信号の補正を行う。深さ検出部7は、信号補正部
6で補正された信号に基づいてエッチング深さを検出す
る機能を有する。次にこれらの構成による作用について
説明する。図3にエッチング深さ測定のフローチャート
を示す。まず、被加工物Wが加工ステージにセットされ
る(S1)。この被加工物Wはシリコンウエハであり、
図4に示されるように、表面には窒化シリコンからなる
マスク20が形成されている。また、マスク20で覆わ
れていない被エッチング部には、フォトレジスト21が
充填されている。続いて第1、第2の光の照射位置が図
2の自動XYステージ18、19により位置決めされ
る。第1の光である深さ測定用の光の照射位置が、マス
ク20が形成されているマスク形成部と、被エッチング
部との開口率がたとえば1:1となるように位置決めさ
れる。一方、第2の光である膜厚測定用の光の照射位置
もマスク形成部のみを照射するように位置決めされる
(S2)。
The mask reflectance calculator 4 calculates the reflectance of the mask 20 based on the film thickness. The calculated reflectance is output to the signal correction value calculation unit. Signal correction value calculator 5
Calculates a correction value for correcting the electric signal output from the photodetector 17 based on the reflectance. This correction value is output to the signal correction unit 6. Signal correction unit 6
Performs correction of the electric signal output from the photodetector 17 based on the correction value. The depth detection unit 7 has a function of detecting the etching depth based on the signal corrected by the signal correction unit 6. Next, the operation of these configurations will be described. FIG. 3 shows a flowchart of the etching depth measurement. First, the workpiece W is set on the processing stage (S1). The workpiece W is a silicon wafer,
As shown in FIG. 4, a mask 20 made of silicon nitride is formed on the surface. The portions to be etched that are not covered with the mask 20 are filled with a photoresist 21. Subsequently, the irradiation positions of the first and second lights are positioned by the automatic XY stages 18 and 19 in FIG. The irradiation position of the light for measuring the depth, which is the first light, is positioned such that the aperture ratio between the mask forming portion on which the mask 20 is formed and the portion to be etched is, for example, 1: 1. On the other hand, the irradiation position of the light for measuring the film thickness, which is the second light, is also determined so as to irradiate only the mask forming portion (S2).

【0011】次に、タングステンランプ10の光をマス
ク20に照射して、反射光を分光器13に入射させ、分
光器13からの電気信号となった分光スペクトルを膜厚
算出部3で演算して、以下のようにして、マスクの膜厚
を算出する(S3)。膜厚測定は、図5に示すように、
分光器13で検出した分光スペクトル信号波形と、予め
データベースに収納されている理論波形とのカーブを比
較して行われる。様々な膜厚に対応する理論波形と、分
光スペクトル信号波形とのカーブフィッティングを行
い、双方の波形の差が最小となるような理論波形カーブ
を選定する。そしてその理論波形カーブが得られる膜厚
を、マスク20の膜厚とみなす。こうして求められた膜
厚は、反射率算出部4に出力される。反射率算出部4に
おいては、深さ測定用の光の、マスク20からの反射光
の反射率が算出される(S4)。以下に算出原理を示
す。図6に示されるように、マスク20からの反射光
は、マスク20表面での反射光と、被加工物Wからの反
射光との干渉光である。従って、マスク20の反射率R
2は、マスク20表面での反射率R3と、被加工物Wの
表面での反射率R4と、マスク20の屈折率Nと、マス
ク20の膜厚Tと、照射された光の波長Λとを用いて以
下の式で表される。
Next, the mask 20 is irradiated with light from the tungsten lamp 10, the reflected light is made incident on the spectroscope 13, and the spectrum obtained as an electric signal from the spectroscope 13 is calculated by the film thickness calculation unit 3. Then, the thickness of the mask is calculated as follows (S3). The film thickness measurement was performed as shown in FIG.
This is performed by comparing a curve between a spectral spectrum signal waveform detected by the spectroscope 13 and a theoretical waveform stored in a database in advance. Curve fitting is performed between a theoretical waveform corresponding to various film thicknesses and a spectral spectrum signal waveform, and a theoretical waveform curve that minimizes the difference between the two waveforms is selected. Then, the film thickness at which the theoretical waveform curve is obtained is regarded as the film thickness of the mask 20. The film thickness thus obtained is output to the reflectance calculator 4. In the reflectance calculating section 4, the reflectance of the light for measuring the depth, which is reflected from the mask 20, is calculated (S4). The calculation principle is shown below. As shown in FIG. 6, the light reflected from the mask 20 is interference light between the light reflected on the surface of the mask 20 and the light reflected from the workpiece W. Therefore, the reflectance R of the mask 20
2 is a reflectance R3 on the surface of the mask 20, a reflectance R4 on the surface of the workpiece W, a refractive index N of the mask 20, a film thickness T of the mask 20, and a wavelength 照射 of irradiated light. Is represented by the following equation.

【0012】[0012]

【数1】 マスク20表面での反射率R3とマスク20の屈折率N
とは、マスク20の物性から求められる値が代入され
る。被加工物Wの表面での反射率R4は、被加工物Wで
あるシリコンウエハの物性から求められる値が代入され
る。また、Λは第1の光である紫外光の測定波長が代入
される。また、膜厚Tは、膜厚算出部3で求められた膜
厚が代入される。従って反射率R2が算出される。次
に、信号補正値算出部5において、オフセット値、ゲイ
ン値の算出が行われる(S5)。まずオフセット値が以
下のように算出される。光検出器17に検出される強度
Iは、フォトレジストの反射率R1、マスク20の反射
率R2、紫外光の測定波長Λ、被加工部の深さDを用い
て以下の式で表される。
(Equation 1) The reflectance R3 on the surface of the mask 20 and the refractive index N of the mask 20
Is substituted by a value obtained from the physical properties of the mask 20. As the reflectance R4 on the surface of the workpiece W, a value obtained from the physical properties of the silicon wafer as the workpiece W is substituted. Further, Λ is substituted for the measurement wavelength of the ultraviolet light as the first light. In addition, the film thickness obtained by the film thickness calculation unit 3 is substituted for the film thickness T. Therefore, the reflectance R2 is calculated. Next, the signal correction value calculation unit 5 calculates an offset value and a gain value (S5). First, the offset value is calculated as follows. The intensity I detected by the photodetector 17 is expressed by the following equation using the reflectance R1 of the photoresist, the reflectance R2 of the mask 20, the measurement wavelength 外 of the ultraviolet light, and the depth D of the processed portion. .

【0013】[0013]

【数2】 フォトレジストの反射率R1は、フォトレジストの物性
から求められる値が代入される。また、Λは紫外光の測
定波長が代入される。また、R2はマスク反射率算出部
において算出された値が代入される。従って信号強度I
の直流成分であるオフセット値、R1×R1+R2×R
2が算出される。その後、オフセット値が除去された信
号強度Iを、測定に適した値となるようにゲイン値の設
定が行われる。ゲイン値の設定は、オフセット値と測定
条件とから設定される。以上によりオフセット値、ゲイ
ン値の算出が行われる。以上の初期設定の後エッチング
が開始される(S6)。エッチング中、図7に示される
ように被エッチング部とマスク20に深さ測定用の光が
照射される。そして、光検出器17は、この光の反射光
を受光して電気信号に変換する(S7)。この電気信号
は信号補正部6において補正される(S8)。すなわ
ち、予め信号補正値算出部で求められたオフセット値に
基づいて、オフセット補正された後、信号補正値算出部
で求められたゲイン値に基づいて、ゲイン補正される。
ゲイン補正後の電気信号は、強度信号として深さ検出部
7に送信される。
(Equation 2) A value determined from the physical properties of the photoresist is substituted for the reflectance R1 of the photoresist. Further, Λ is substituted with the measurement wavelength of the ultraviolet light. Further, the value calculated by the mask reflectance calculator is substituted for R2. Therefore, the signal strength I
Offset value which is a DC component of R1 × R1 + R2 × R
2 is calculated. Thereafter, the gain value is set so that the signal strength I from which the offset value has been removed becomes a value suitable for measurement. The setting of the gain value is set from the offset value and the measurement condition. As described above, the offset value and the gain value are calculated. After the initial setting described above, etching is started (S6). During the etching, as shown in FIG. 7, the portion to be etched and the mask 20 are irradiated with light for measuring the depth. Then, the photodetector 17 receives the reflected light of this light and converts it into an electric signal (S7). This electric signal is corrected by the signal correction unit 6 (S8). That is, after the offset is corrected based on the offset value obtained in advance by the signal correction value calculation unit, the gain is corrected based on the gain value obtained by the signal correction value calculation unit.
The electric signal after the gain correction is transmitted to the depth detection unit 7 as an intensity signal.

【0014】深さ検出部7は、所定時間ごとに強度信号
を受信し、以下のようにしてエッチング深さを算出する
(S9)。時間ごとの強度信号は図8に示されるように
周期的なグラフとなる。深さ検出部7においてはこのグ
ラフに基づいてエッチング深さを検出している。エッチ
ング深さは以下のようにして求められる。一つ目の極点
S1が検出される時間T1から3つめの極点S3が検出
される時間T3までの時間に加工される距離は、光の半
波長分の長さとなる。従って、光の半波長をこの時間で
割ってエッチング速度Eが求められる。また、極点が検
出されるまでの時間に加工される距離は、光の4分の1
波長となる。従って、たとえば図8に示されるように4
つの極点が検出され、4つ目の極点が検出された時間T
4から、ΔTだけ加工されているとすると、このときの
加工距離は、 T1×E+3×Λ/4+ΔT×E として計算される。以上のようにして所定時間ごとにエ
ッチング深さを計算し、所定のエッチング深さになる
と、エッチングが終了する(S10)。以上の作用によ
り、エッチング深さが検出された。被エッチング部に光
を照射して、その反射光を検出してエッチング深さを検
出する。このとき、マスクに光を照射してその反射光を
検出し、その反射光から得られる信号に基づいて補正を
行うことで、反射率が小さい物質のエッチングに際して
も、正確な深さ検出を行うことが可能となる。
The depth detector 7 receives the intensity signal at predetermined time intervals, and calculates the etching depth as described below (S9). The intensity signal with respect to time becomes a periodic graph as shown in FIG. The depth detector 7 detects the etching depth based on this graph. The etching depth is obtained as follows. The distance processed from the time T1 at which the first pole S1 is detected to the time T3 at which the third pole S3 is detected is equal to a half wavelength of light. Therefore, the etching rate E is obtained by dividing the half wavelength of light by this time. In addition, the distance processed during the time until the pole is detected is a quarter of the light.
Wavelength. Therefore, for example, as shown in FIG.
T at which one extreme was detected and the fourth extreme was detected
Assuming that machining has been performed by ΔT from 4, the machining distance at this time is calculated as T1 × E + 3 × Λ / 4 + ΔT × E. As described above, the etching depth is calculated every predetermined time, and when the etching depth reaches the predetermined etching depth, the etching is completed (S10). With the above operation, the etching depth was detected. The etched portion is irradiated with light, and the reflected light is detected to detect the etching depth. At this time, by irradiating the mask with light, the reflected light is detected, and correction is performed based on a signal obtained from the reflected light, so that accurate depth detection is performed even when etching a substance having a low reflectance. It becomes possible.

【0015】なお、被加工部の材質はフォトレジストに
限られず、例えばシリコン酸化膜のような誘電体でも本
発明の効果は大きい。また、マスクの膜厚のばらつきが
小さいような被加工物の加工の場合には、第2の照射手
段を用いずに、予め入力されている膜厚に基づいて補正
値を算出し、エッチング深さを検出してもよい。また、
本実施の形態においてはマスク形成部と被エッチング部
との開口率は1:1の場合について述べたが、開口率は
任意であっても良い。その他本実施の形態は、同様の趣
旨において種々変形可能である。 (第2の実施の形態)図9に本発明にかかるマイクロ波
プラズマエッチング装置を示す。なお、第1の実施の形
態と同じ構成、機能を有するものは同じ番号を付し、説
明を省略する。このマイクロ波プラズマエッチング装置
は、チャンバ30と、このチャンバ30に反応ガスを供
給するためのガス供給手段31と、チャンバ30内を減
圧するための真空ポンプ32と、プラズマを発生させる
ためのマイクロ波発生部33と、エッチング深さを検出
するための測定ヘッド2、マスク膜厚算出部3、マスク
反射率算出部4、信号補正値算出部5、信号補正部6、
深さ検出部7とから構成される。反応ガスは、チャンバ
側壁に設けられたガス供給管から供給される。チャンバ
30と真空ポンプ32とは排気管により接続されてい
る。マイクロ発生部33から出力されたマイクロ波は、
導波管40によりチャンバ30内に導入される。また、
チャンバ天井部には石英ガラス製の観察窓41が設けら
れており、この観察窓41の上面に測定ヘッド2が接続
されている上記構成における作用について説明する。
The material of the portion to be processed is not limited to photoresist, and the effect of the present invention is great even with a dielectric such as a silicon oxide film. Further, in the case of processing a workpiece whose variation in the thickness of the mask is small, a correction value is calculated based on a previously input thickness without using the second irradiation unit, and the etching depth is calculated. May be detected. Also,
In this embodiment, the case where the aperture ratio between the mask forming portion and the portion to be etched is 1: 1 has been described, but the aperture ratio may be arbitrary. In addition, the present embodiment can be variously modified for the same purpose. (Second Embodiment) FIG. 9 shows a microwave plasma etching apparatus according to the present invention. Components having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The microwave plasma etching apparatus includes a chamber 30, gas supply means 31 for supplying a reaction gas to the chamber 30, a vacuum pump 32 for reducing the pressure in the chamber 30, and a microwave for generating plasma. A generating unit 33, a measuring head 2 for detecting an etching depth, a mask film thickness calculating unit 3, a mask reflectance calculating unit 4, a signal correction value calculating unit 5, a signal correcting unit 6,
And a depth detector 7. The reaction gas is supplied from a gas supply pipe provided on the side wall of the chamber. The chamber 30 and the vacuum pump 32 are connected by an exhaust pipe. The microwave output from the micro generator 33 is
It is introduced into the chamber 30 by the waveguide 40. Also,
An observation window 41 made of quartz glass is provided on the ceiling of the chamber, and the operation of the above configuration in which the measuring head 2 is connected to the upper surface of the observation window 41 will be described.

【0016】まず、チャンバ30内の加工テーブル42
に、被加工物である基板43がセットされる。この基板
43は図10に示されるように、開口部を有しており、
開口部以外の部分はマスク44で覆われている。また、
開口部内部には、フォトレジスト45が充填されてい
る。基板43をセット後、真空ポンプ32を起動して、
チャンバ30内を10−3パスカル程度のガス圧に保
つ。この状態で、ガス供給管から反応ガスが供給され
る。一方マスク44が形成されている部分に、タングス
テンランプ10から膜厚測定用の光が照射される。この
光の反射光は、分光器13により受光され、第1の実施
の形態と同様にマスク44の膜厚が算出される。そして
この膜厚に基づいて、オフセット値およびゲイン値が、
補正値算出部5において算出される。以上の初期値のも
とエッチングが開始される。チャンバ30内に導波管4
0で導かれた所定波長のマイクロ波を、石英窓を介して
導入し、チャンバ30内の反応ガスをイオン化して活性
粒子を生成する。これら活性粒子により基板43の開口
部はエッチングされる。一方、測定ヘッドの深さ測定部
9から深さ測定用の光が基板43に照射される。マスク
44からの反射光と、エッチングされているフォトレジ
スト45からの反射光と、の干渉光が光検出器17によ
り検出され、電気信号に変換される。この電気信号は信
号補正部6において補正された後、エッチング深さ検出
部7に送信される。エッチング深さ検出部7では、第1
の実施の形態と同様にエッチング深さが検出される。所
定の深さまでフォトレジスト45が加工されると、エッ
チング深さ検出部7から、ガス供給手段31およびマイ
クロ波発生部33に制御信号が送信され、エッチングが
終了する。
First, the processing table 42 in the chamber 30
Then, a substrate 43 as a workpiece is set. This substrate 43 has an opening as shown in FIG.
The portion other than the opening is covered with the mask 44. Also,
The inside of the opening is filled with a photoresist 45. After setting the substrate 43, the vacuum pump 32 is activated,
The gas pressure in the chamber 30 is maintained at about 10-3 Pascal. In this state, the reaction gas is supplied from the gas supply pipe. On the other hand, the portion where the mask 44 is formed is irradiated with light for film thickness measurement from the tungsten lamp 10. The reflected light of this light is received by the spectroscope 13, and the film thickness of the mask 44 is calculated as in the first embodiment. Then, based on this film thickness, the offset value and the gain value are
The correction value is calculated by the correction value calculator 5. Etching is started based on the above initial values. Waveguide 4 in chamber 30
Microwaves of a predetermined wavelength guided by 0 are introduced through a quartz window, and the reaction gas in the chamber 30 is ionized to generate active particles. The opening of the substrate 43 is etched by these active particles. On the other hand, the substrate 43 is irradiated with light for depth measurement from the depth measurement unit 9 of the measurement head. Interference light between the reflected light from the mask 44 and the reflected light from the etched photoresist 45 is detected by the photodetector 17 and converted into an electric signal. This electric signal is corrected by the signal correction unit 6 and then transmitted to the etching depth detection unit 7. In the etching depth detector 7, the first
The etching depth is detected as in the embodiment. When the photoresist 45 is processed to a predetermined depth, a control signal is transmitted from the etching depth detection unit 7 to the gas supply unit 31 and the microwave generation unit 33, and the etching ends.

【0017】以上の作用によりエッチングが行われた。
マスクに光を照射し、反射光の情報に基づいて信号補正
値を算出し、この信号補正値に基づいて信号の補正を行
ってエッチング深さを検出する。従って、反射光強度が
弱い場合でも、精度良く加工することが可能となる。 (第3の実施の形態)第3の実施の形態は、半導体装置
の製造方法に関する。図11は、DRAM製造の一工程
であるトレンチフィルの形成工程を示している。図11
(A)は、トレンチフィル形成前の構造を示している。
トレンチが形成されたシリコン基板50上に、窒化ケイ
素からなるマスク51が形成されている。また、トレン
チ内部には、フォトレジストからなるフィル52が充填
されている。また、フィル52とトレンチ内部との境界
面には、図示しない窒化ケイ素が形成されている。こう
した構造のもと、フィル52がケミカルドライエッチン
グにより加工される。このときのエッチング深さは第1
の実施の形態で示されたエッチング深さ測定装置を用い
て測定される。具体的には、まずマスク51にのみ光を
照射し、その反射光を受光して補正値を算出する。そし
て、エッチングを行いながら、図12に示されるよう
に、フィル52およびマスク51に光を照射して、その
反射光から得られる信号値に対して、予め求めた補正値
に基づいて補正を行う。その補正後の信号値からエッチ
ングの深さを検出する。
The etching was performed by the above operation.
The mask is irradiated with light, a signal correction value is calculated based on information of the reflected light, and a signal is corrected based on the signal correction value to detect an etching depth. Therefore, even when the intensity of the reflected light is low, it is possible to perform the processing with high accuracy. Third Embodiment The third embodiment relates to a method for manufacturing a semiconductor device. FIG. 11 shows a process of forming a trench fill, which is one process of manufacturing a DRAM. FIG.
(A) shows the structure before the trench fill is formed.
A mask 51 made of silicon nitride is formed on a silicon substrate 50 having a trench. The inside of the trench is filled with a fill 52 made of a photoresist. Further, silicon nitride (not shown) is formed on the boundary between the fill 52 and the inside of the trench. Under such a structure, the fill 52 is processed by chemical dry etching. The etching depth at this time is the first
It is measured using the etching depth measuring device shown in the embodiment. Specifically, first, only the mask 51 is irradiated with light, the reflected light is received, and a correction value is calculated. Then, while performing the etching, as shown in FIG. 12, the fill 52 and the mask 51 are irradiated with light, and the signal value obtained from the reflected light is corrected based on a correction value obtained in advance. . The etching depth is detected from the corrected signal value.

【0018】所定深さまでエッチングされたときに、エ
ッチングは終了する。図11(B)は、加工後の断面図
を示している。その後、所定の処理がなされ、DRAM
が製造される。DRAMを正常に動作させるためには、
トレンチフィルは所定の深さに精度良くエッチングされ
る必要がある。第1の実施の形態で示されたエッチング
深さ測定方法を用いることにより、トレンチフィルは所
定の深さに加工されたため、その結果DRAMの歩留ま
りを向上させることが可能となる。なお、本実施の形態
は、DRAMに限られず、精度良いエッチング深さが要
求される工程を含む半導体装置の製造プロセスにおいて
適用可能である。その他同様の趣旨において種々変形可
能である。
When the etching is completed to a predetermined depth, the etching is completed. FIG. 11B shows a cross-sectional view after processing. After that, predetermined processing is performed, and DRAM
Is manufactured. To operate the DRAM normally,
The trench fill needs to be accurately etched to a predetermined depth. By using the etching depth measuring method described in the first embodiment, the trench fill is processed to a predetermined depth, and as a result, the yield of DRAM can be improved. Note that the present embodiment is not limited to a DRAM, but can be applied to a semiconductor device manufacturing process including a step requiring an accurate etching depth. Various other modifications are possible for the same purpose.

【0019】[0019]

【発明の効果】被エッチング部とマスクからの反射光と
の干渉光を受光し、得られた信号に基づいてエッチング
深さを測定する際に、マスクに光を照射し、その反射光
を受光して得られた信号に基づいて、干渉光の信号を補
正したので、反射率が小さい物質をエッチングする場合
も精度良くエッチング深さを測定することが可能となっ
た。また、このエッチング方法を用いて精度良くエッチ
ングすることが可能となるエッチング装置、エッチング
方法を提供することができた。また、このエッチング方
法を用いて歩留まりの高い半導体装置の製造方法を提供
することができた。
According to the present invention, when the interference light between the portion to be etched and the light reflected from the mask is received and the etching depth is measured based on the obtained signal, the mask is irradiated with light and the reflected light is received. The signal of the interference light was corrected based on the signal obtained as a result, so that it was possible to accurately measure the etching depth even when etching a substance having a low reflectance. Further, an etching apparatus and an etching method capable of performing accurate etching by using this etching method can be provided. Further, a method of manufacturing a semiconductor device with a high yield can be provided by using this etching method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態に係るエッチング深さ検出装
置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an etching depth detection device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態に係る測定ヘッドの構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a measuring head according to the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態におけるエッチング深さ測定
のフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart of etching depth measurement according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態において被加工物の構造を示
した図。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a workpiece in the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態において膜厚測定原理を示し
た図。
FIG. 5 is a diagram showing a principle of measuring a film thickness in the first embodiment.

【図6】第1の実施の形態においてマスク表面での反射
光と被加工物からの反射光を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing light reflected on a mask surface and light reflected from a workpiece in the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態において基板に照射された光
が、穴部とマスクとから反射している様子を示した図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which light applied to a substrate is reflected from a hole and a mask in the first embodiment.

【図8】第1の実施の形態において時間ごとの強度信号
を示した図。
FIG. 8 is a diagram illustrating an intensity signal for each time according to the first embodiment;

【図9】第2の実施の形態に係るマイクロ波プラズマエ
ッチング装置の構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram of a microwave plasma etching apparatus according to a second embodiment.

【図10】第2の実施の形態において開口部にフォトレ
ジストが充填されている図。
FIG. 10 is a diagram in which openings are filled with a photoresist in the second embodiment.

【図11】第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工
程においてトレンチフィルが形成される様子を示した
図。
FIG. 11 is a view showing a state where a trench fill is formed in a manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【図12】第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工
程においてフィルからの反射光とマスクからの反射光を
示した図。
FIG. 12 is a diagram showing reflected light from a fill and reflected light from a mask in a manufacturing process of a semiconductor device according to a third embodiment.

【図13】従来のエッチング深さの検出の様子を示した
図。
FIG. 13 is a diagram showing a state of detection of a conventional etching depth.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 測定ヘッド、3 マスク膜厚算出部、4 マスク反
射率算出部、 5 補正値算出部、6 信号補正部、7
エッチング深さ検出制御部、10 タングステンラン
プ、13 分光器、14 ハロゲンランプ、17 光検
出器。
2 measurement head, 3 mask thickness calculation section, 4 mask reflectance calculation section, 5 correction value calculation section, 6 signal correction section, 7
Etching depth detection control unit, 10 tungsten lamp, 13 spectroscope, 14 halogen lamp, 17 light detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA25 AA30 CC19 CC31 CC32 FF41 FF52 GG02 GG03 GG23 LL02 LL22 LL67 PP12 QQ25 RR06 TT02 4M106 AB16 BA07 CA48 DH03 DH31 DH37 DH38 DJ04 DJ17 DJ18 DJ19 DJ20 5F004 BA20 BB05 BB14 CB02 CB09 CB16 EB04 EB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2F065 AA25 AA30 CC19 CC31 CC32 FF41 FF52 GG02 GG03 GG23 LL02 LL22 LL67 PP12 QQ25 RR06 TT02 4M106 AB16 BA07 CA48 DH03 DH31 DH37 DH38 DJ04 DJ17 DJ18 DJ20 CB20 CB5F004 EB04 EB05

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクが形成されているマスク形成部と
マスクが形成されていない被エッチング部とを有する基
板に第1の光を照射する第1の照射手段と、 前記第1の光の前記マスク形成部からの反射光と前記第
1の光の前記被エッチング部からの反射光との干渉光を
受光し、第1の電気信号に変換する手段と、 前記マスク形成部に第2の光を照射する第2の照射手段
と、 前記第2の光の前記マスク形成部からの反射光を受光
し、第2の電気信号に変換する手段と、 前記第1の電気信号および前記第2の電気信号に基づい
て、前記被エッチング部の深さを検出する検出手段と、 を備えることを特徴とするエッチング深さ検出装置。
A first irradiating means for irradiating a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and an etched portion on which no mask is formed, with a first light; Means for receiving interference light between the reflected light from the mask forming portion and the reflected light of the first light from the portion to be etched, and converting the interference light into a first electric signal; A second irradiating means for irradiating the second light, a means for receiving reflected light of the second light from the mask forming portion, and converting the reflected light into a second electric signal; An etching depth detecting apparatus, comprising: detecting means for detecting the depth of the portion to be etched based on an electric signal.
【請求項2】 前記検出手段は、 前記第2の電気信号に基づいて前記第1の電気信号の補
正値を算出する補正値算出手段と、 前記補正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う
補正手段と、 前記補正された第1の電気信号に基づいて前記被エッチ
ング部の深さを算出する深さ検出手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のエッチング深
さ検出装置。
2. The correction unit according to claim 1, wherein the detection unit calculates a correction value of the first electric signal based on the second electric signal, and calculates a correction value of the first electric signal based on the correction value. 2. The etching depth according to claim 1, further comprising: a correction unit configured to perform correction; and a depth detection unit configured to calculate a depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. 3. Detection device.
【請求項3】 前記検出手段は、 前記第2の電気信号に基づいて、前記マスクの膜厚を算
出する手段と、 この膜厚に基づいて前記第1の電気信号の補正値を求め
る補正値算出手段と、 前記補正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う
補正手段と、 前記補正をされた第1の電気信号に基づいて、前記被エ
ッチング部の深さを算出する深さ検出手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のエッチング深
さ検出装置。
3. The method according to claim 1, wherein the detecting unit calculates a film thickness of the mask based on the second electric signal, and a correction value for obtaining a correction value of the first electric signal based on the film thickness. Calculation means; correction means for correcting the first electric signal based on the correction value; and depth for calculating the depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. The etching depth detecting apparatus according to claim 1, further comprising: detecting means.
【請求項4】 前記基板をエッチングするためのエッチ
ング手段を付加し、 このエッチング手段によるエッチング深さを前記エッチ
ング深さ検出装置により検出する構成としたことを特徴
とする請求項1から3のいずれか記載のエッチング装
置。
4. An apparatus according to claim 1, wherein an etching means for etching said substrate is added, and an etching depth by said etching means is detected by said etching depth detecting device. The etching apparatus according to any one of the above.
【請求項5】 マスクが形成されているマスク形成部と
マスクが形成されていない被エッチング部とを有する基
板に第1の光を照射する照射工程と、 前記第1の光の前記マスク形成部からの反射光と、前記
第1の光の前記被エッチング部からの反射光との干渉光
を受光し、第1の電気信号に変換する工程と、 前記マスク形成部に第2の光を照射する照射工程と、 前記第2の光の前記マスク形成部からの反射光を受光
し、第2の電気信号に変換する工程と、 前記第1の電気信号と前記第2の電気信号に基づいて、
前記被エッチング部の深さを検出する検出工程と、 を備えることを特徴とするエッチング深さ検出方法。
5. An irradiating step of irradiating a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and an etched portion not having a mask formed thereon with a first light; and the mask forming portion of the first light. Receiving interfering light between the light reflected from the substrate and the reflected light of the first light from the portion to be etched, and converting the light into a first electric signal; and irradiating the mask forming portion with second light Irradiating; receiving the reflected light of the second light from the mask forming unit and converting the reflected light into a second electric signal; based on the first electric signal and the second electric signal ,
A detecting step of detecting a depth of the portion to be etched.
【請求項6】 請求項5記載のエッチング深さ検出方法
において、 前記検出工程は、前記第2の電気信号に基づいて前記第
1の電気信号の補正値を算出する補正値算出工程と、 前記補正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う
補正工程と、 前記補正された第1の電気信号に基づいて前記被エッチ
ング部の深さを算出する深さ検出工程と、 を備えることを特徴とするエッチング深さ検出方法。
6. The etching depth detecting method according to claim 5, wherein the detecting step calculates a correction value of the first electric signal based on the second electric signal; A correction step of correcting the first electric signal based on a correction value; and a depth detection step of calculating a depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. A method for detecting an etching depth, characterized in that:
【請求項7】 前記検出工程は、 前記第2の電気信号に基づいて、前記マスクの膜厚を算
出する工程と、 この膜厚に基づいて前記第1の電気信号の補正値を求め
る補正値算出工程と、 前記補正値に基づいて前記第1の電気信号の補正を行う
補正工程と、 前記補正をされた第1の電気信号に基づいて、前記被エ
ッチング部の深さを算出する深さ検出工程と、 を備えることを特徴とする請求項5記載のエッチング深
さ検出方法。
7. The detecting step includes: calculating a film thickness of the mask based on the second electric signal; and a correction value for obtaining a correction value of the first electric signal based on the film thickness. A calculating step, a correcting step of correcting the first electric signal based on the correction value, and a depth of calculating a depth of the portion to be etched based on the corrected first electric signal. The method according to claim 5, further comprising a detecting step.
【請求項8】 マスクが形成されているマスク形成部お
よびマスクが形成されていない被エッチング部とを有す
る基板に光を照射してその反射干渉光を受光し、この反
射干渉光の情報に基づいて前記被エッチング部のエッチ
ング深さを検出するエッチング深さ検出方法において、 前記マスクの膜厚に基づいて前記マスクの反射率を算出
し、このマスクの反射率に基づいて前記反射干渉光の情
報の補正を行って前記エッチング深さを算出することを
特徴とするエッチング深さ検出方法。
8. A substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and an etched portion on which no mask is formed is irradiated with light to receive reflected interference light, and based on information of the reflected interference light. In the etching depth detecting method for detecting the etching depth of the portion to be etched, the reflectance of the mask is calculated based on the thickness of the mask, and the information of the reflected interference light is calculated based on the reflectance of the mask. And calculating the etching depth by correcting the etching depth.
【請求項9】 マスクが形成されているマスク形成部と
マスクが形成されていない被エッチング部とを有する基
板に第1の光を照射する照射工程と、 前記第1の光の前記マスク形成部からの反射光と前記第
1の光の前記被エッチング部からの反射光との干渉光を
受光し、第1の電気信号に変換する工程と、 前記第1の電気信号および前記マスクの膜厚情報に基づ
いて前記被エッチング部の深さを検出する検出工程と、 を備えることを特徴とするエッチング深さ検出方法。
9. An irradiation step of irradiating a first light to a substrate having a mask forming portion on which a mask is formed and an etched portion having no mask formed thereon; and the mask forming portion of the first light. Receiving interference light between reflected light from the substrate and reflected light of the first light from the portion to be etched, and converting the interference light into a first electric signal; and a film thickness of the first electric signal and the mask. A detecting step of detecting a depth of the portion to be etched based on information.
【請求項10】 基板をエッチングするエッチング工程
と、 前記エッチングの深さを検出する検出工程と、 を備えるエッチング方法において、 前記検出工程は、請求項5または請求項6のいずれか記
載のエッチング深さ検出方法を用いて検出を行うことを
特徴とするエッチング方法。
10. An etching method comprising: an etching step of etching a substrate; and a detecting step of detecting the etching depth, wherein the detecting step includes the etching depth according to claim 5 or 6. An etching method characterized in that detection is performed using a detection method.
【請求項11】 半導体ウエハの所定部分にマスクを形
成する工程と、 前記半導体ウエハに対して、深さ検出をしながらエッチ
ングを行い、マスクで覆われていない部分を加工する加
工工程と、 を含む半導体装置製造方法において前記加工工程は、 前記半導体ウエハをエッチングするエッチング工程と、 前記マスクが形成されているマスク形成部とマスクで覆
われていない被エッチング部とを有する基板に第1の光
を照射する照射工程と、 前記第1の光の前記マスク形成部からの反射光と、前記
第1の光の前記被エッチング部からの反射光との干渉光
を受光し、第1の電気信号に変換する工程と、 前記マスク形成部に第2の光を照射する照射工程と、 前記第2の光の前記マスク形成部からの反射光を受光
し、第2の電気信号に変換する工程と、 前記第1の電気信号と前記第2の電気信号とに基づい
て、前記被エッチング部の深さを検出する検出工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置製造方法。
11. A step of forming a mask on a predetermined portion of a semiconductor wafer, and a processing step of performing etching on the semiconductor wafer while detecting depth to process a portion not covered by the mask. In the method of manufacturing a semiconductor device, the processing step includes: an etching step of etching the semiconductor wafer; and a first light beam on a substrate having a mask forming portion on which the mask is formed and a portion to be etched not covered by the mask. Irradiating light, and receiving an interference light between the reflected light of the first light from the mask forming portion and the reflected light of the first light from the portion to be etched, and a first electric signal. A step of irradiating the mask forming section with a second light; and a step of receiving reflected light of the second light from the mask forming section and converting the reflected light into a second electric signal. When, wherein the first electrical signal based on the second electrical signal, the semiconductor device manufacturing method characterized by comprising: a detection step of detecting a depth of the etched portion.
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