JP2004119658A - Film thickness measuring device, etching device and film thickness measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチングされる基板上の膜厚を測定する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体基板(以下、「基板」という。)の表面に所望の厚さの膜を形成するために、基板に処理液を供給することにより基板表面にエッチング(「洗浄」とも呼ばれる)が行われている。このとき、予めエッチングの速度(いわゆる、エッチングレート)を測定しておき、エッチングに関する多数の条件を一定に保つことにより、エッチング時間に基づいて基板上の膜の厚さが処理前の既知の厚さから所望の厚さとなるように制御を行っている。
【0003】
エッチング装置の外部または内部にはエッチングが行われるチャンバに近接して、基板の膜厚を測定する膜厚測定装置が設けられており、予め、エッチングの速度が測定される際には、基板をチャンバから取り出して膜厚測定装置へと運んで測定が行われ、測定結果に基づいてエッチングの速度が求められる。
【0004】
なお、基板に研磨を施して所望の膜厚を得る手法においては、特許文献1のように研磨部材に開口を設けて基板の膜厚をリアルタイムにて確認する手法が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−48133号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のエッチング装置では、予め測定されたエッチング速度に基づいて時間で膜厚を制御するため、処理液の温度や汚れ等のエッチングの条件を厳密に管理する必要がある。その結果、エッチングに要するコストが増加することとなる。また、予めエッチング速度を測定する必要があり、処理に要する時間も全体的に増加してしまう。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、エッチング中の基板の膜厚をリアルタイムにて確認するこにより、エッチングに要するコストを削減するとともに膜厚制御の精度を高めることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、エッチングされる基板上の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、基板に照射される光を出射する光源と、基板からの光が入射部から入射する受光部と、前記受光部からの出力に基づいて基板上の膜厚を検出する演算部とを備え、基板と前記入射部との間が処理液で満たされている。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の膜厚測定装置であって、基板が浸漬される処理液を貯留する容器をさらに備え、前記入射部が前記容器内の処理液に接する。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の膜厚測定装置であって、前記入射部と基板との間に処理液を供給する供給部をさらに備える。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の膜厚測定装置であって、前記供給部が前記入射部に向けて処理液を吐出し、前記処理液が前記入射部から基板へと導かれる。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の膜厚測定装置であって、前記入射部が前記基板の上方に位置し、前記処理液が前記入射部から落下して前記基板へと導かれる。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の膜厚測定装置であって、前記供給部が、複数の方向から前記入射部に向けて処理液を吐出する少なくとも1つの吐出口を有する。
【0014】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の膜厚測定装置であって、前記演算部が、所定の厚さの膜が形成された基板の基準分光反射率を記憶する記憶部と、前記受光部からの出力から導かれる基板の分光反射率と前記基準分光反射率とを比較する比較部とを有する。
【0015】
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の膜厚測定装置であって、主面の法線方向を一定に保ちつつ基板を回転する回転機構をさらに備える。
【0016】
請求項9に記載の発明は、エッチング装置であって、請求項1ないし8のいずれかに記載の膜厚測定装置を有し、基板にエッチングを施す処理部と、前記処理部に対して基板を搬送する搬送機構と、前記膜厚測定装置からの信号に基づいて前記処理部におけるエッチングを停止する制御部とを備える。
【0017】
請求項10に記載の発明は、エッチングされる基板上の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、基板からの光が入射する入射部と前記基板との間を処理液で満たす工程と、前記基板に光を照射し、前記基板からの光を前記入射部を介して受光し、前記光の分光強度を取得する工程と、前記分光強度に基づいて前記基板上の膜厚を検出する工程とを有する。
【0018】
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の膜厚測定方法であって、前記処理液で満たす工程が、前記基板を処理液に浸漬する工程と、前記入射部を前記処理液に接触させる工程とを有する。
【0019】
請求項12に記載の発明は、請求項10に記載の膜厚測定方法であって、前記処理液で満たす工程において前記基板と前記入射部との間に処理液が供給される。
【0020】
請求項13に記載の発明は、請求項10ないし12のいずれかに記載の膜厚測定方法であって、前記分光強度を取得する工程の前に、主面の法線方向を一定に保ちつつ前記基板を回転する工程をさらに有する。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態に係るエッチング装置1を示す平面図である。エッチング装置1は基板9を収納する複数のカセット91が載置されるインデクサ11、インデクサ11にアクセスする第1搬送ロボット12、第1搬送ロボット12との間で基板9の受け渡しを行う第2搬送ロボット13および基板9にエッチングを行う複数のチャンバ14を有する。
【0022】
第1搬送ロボット12は上下2段のアーム121を有し、第2搬送ロボット13も上下2段のアーム131を有する。エッチング装置1にて処理が行われる際には、インデクサ11から第1搬送ロボット12の一方のアーム121が基板9を取り出し、第2搬送ロボット13の一方のアーム131に渡される。複数のチャンバ14は第2搬送ロボット13の搬送路の両側に配置され、第2搬送ロボット13がいずれかのチャンバ14に基板9を渡す。
【0023】
チャンバ14にてエッチングが行われた基板9は、第2搬送ロボット13の他方のアーム131により取り出され、第1搬送ロボット12の他方のアーム121に渡され、第1搬送ロボット12によりインデクサ11に戻される。エッチング装置1では、複数の基板9に対する上記動作がほぼ並行して行われ(すなわち、一の基板9に対する動作と他の基板9に対する動作とが部分的に並行して行われる。)、複数のチャンバ14を利用しつつ効率よく基板9のエッチングが行われる。
【0024】
図2はチャンバ14の構成を示す図であり、機械的構成に関しては正面から示している。チャンバ14は、エッチングに用いられる希フッ酸等の処理液95を貯留する容器21(図1においても図示)、容器21内で基板9を支持する支持部材22、および、シャフトを介して支持部材22を昇降する昇降機構23を有し、第2搬送ロボット13のアーム131により基板9がチャンバ14内に搬入されると、支持部材22が上昇して基板9を受け取り、アーム131が待避した後に支持部材22が下降することにより基板9が処理液95に浸漬される。
【0025】
エッチング装置1は基板9上の膜厚を検出する測定装置として、容器21の上方に位置する測定ヘッド31(図1においても図示)、測定ヘッド31を支持する回動アーム32、回動アーム32を回動させるとともに昇降させる回動・昇降機構33、測定ヘッド31に導入される光を出射する光源を有する光源ユニット34、および、基板9から測定ヘッド31に入射する光を分光する分光器35を有する。
【0026】
測定ヘッド31の先端は、照明光を基板9に向けて出射するとともに基板9からの反射光が入射する入射部311となっており、光源ユニット34からの光は測定ヘッド31内のハーフミラー312にて反射して入射部311へと導かれ、基板9からの光は入射部311からハーフミラー312を透過して分光器35へと導かれる。そして、基板9からの光は分光器35にて受光され、分光強度が取得される。測定ヘッド31は回動・昇降機構33の回動動作により図1に示すように基板9の上方位置と側方位置との間で進退可能とされ、回動・昇降機構33の昇降動作により図2に示すように処理液95中の基板9に対して上下にも進退可能とされる。
【0027】
分光器35からの出力である基板9の反射光の分光強度は各種演算を行う制御部4に入力され、制御部4の演算部41により演算処理が施される。演算部41には後述の比較演算を行う比較部411、および、基板9に関する各種データを記憶したり、演算部41による演算結果等を記憶するメモリ412が設けられる。
【0028】
図3はエッチング装置1の動作の流れを示す図である。エッチング装置1では、エッチングの処理の前に予め基板9に形成された膜の厚さと分光反射率との関係を示すデータ(以下、「参照分光データ」という。)がメモリ412に記憶されて準備される(ステップS11)。
【0029】
参照分光データは、エッチング装置1にて取得されてもよく、別途準備されてもよい。エッチング装置1にて参照分光データが取得される際には、一時的に容器21内の処理液の温度等の諸条件が一定に管理され、膜の状態が既知の基板9を処理液に浸漬してエッチングを行いつつ基板9からの反射光の分光強度が取得されて基板9の分光反射率が繰り返し求められる。そして、処理液の諸条件からエッチングの速度を特定し、基板9上の膜(正確には、エッチング対象となる膜)の厚さと分光反射率との関係が取得される。
【0030】
なお、参照分光データが別途準備される場合には、上述の手法の他に、反射光の分光強度を測定しつつエッチングを行い、エッチングを途中で停止して処理液外の他の測定装置にて膜厚の測定が行われてもよい。この場合、厳密な温度管理を行うことなく膜厚と分光反射率との関係を取得することができる。
【0031】
図4はパターンが形成された基板9にエッチングを行った場合に、処理液に接する入射部311により取得される分光反射率の変化の様子を示す図である。エッチングが進行するにつれて分光反射率は図4中のグラフ601からグラフ606へと順次変化する。このように、膜厚(エッチング量に対応付けることができる。)と分光反射率とは互いに対応する関係となっている。なお、分光反射率は反射光の分光強度と光源の分光強度から導かれるため、実質的に、膜厚と反射光の分光強度(すなわち、分光器35からの出力)も互いに対応する関係となっている。
【0032】
図5は、基板9上に単層の酸化膜が形成されている場合に入射部311を処理液に接した状態で分光反射率を測定した結果を示す図である。図5は基板9上の膜が所定の厚さになった時点での測定を複数回行った結果を示しており、複数回の測定により得られるグラフは符号611にて示される曲線としてほぼ重なる。図5より、測定結果と膜厚との関係が安定していることが判る。また、図5では図示していないが、膜厚の変化に伴ってグラフ611のピークの位置が変化することにより、膜厚と分光反射率とが互いに対応する関係となる。
【0033】
なお、仮に、入射部311を処理液から離して単層の酸化膜が形成された基板9の反射光を測定した場合、条件を同一にしても図6中のグラフ691〜694に示すように膜厚とは無関係にグラフがばらつき、安定して測定を行うことができない。これは、液面にて照明光が複雑に反射することが原因と考えられる。すなわち、エッチング装置1の膜厚測定装置では、基板9と入射部311との間が処理液で満たされることにより、安定した分光反射率が取得可能とされる。
【0034】
メモリ412に参照分光データが準備されると容器21に処理液が注入される(予め注入されてもよい。)(図3:ステップS12)。基板9はインデクサ11から第1搬送ロボット12および第2搬送ロボット13を経由してチャンバ14まで搬送され、第2搬送ロボット13から支持部材22が基板9を受け取って下降することにより基板9が容器21内に貯留されている処理液に浸漬される(ステップS13)。これにより、基板9のエッチングが開始される。このとき、待避していた測定ヘッド31が基板9の上方へと移動し、さらに下降して先端の入射部311が処理液に接する(すなわち、処理液に部分的に浸漬される。)(ステップS14)。入射部311の先端には、処理液に耐えるサファイアレンズ等が用いられる。
【0035】
ここで、光源ユニット34が点灯し(予め点灯していてもよい。)、基板9に照明光が照射され、基板9からの反射光が入射部311を介して分光器35へと導かれる。分光器35では反射光の分光強度が取得され、制御部4へと出力される(ステップS15)。制御部4の演算部41は反射光の分光強度と照明光の分光強度とから基板9の分光反射率を求める。一方、演算部41の比較部411は、参照分光データから基板9の膜が所定の厚さであるときの分光反射率を基準分光反射率として取得する。そして、反射光の分光反射率と基準分光反射率とを比較して、相違(例えば、両分光反射率のグラフの差の面積)が所定値以下であるか否かを確認する(ステップS16)。
【0036】
反射光の分光反射率と基準分光反射率との相違が所定値以下になると、測定ヘッド31が容器21から待避し、基板9が処理液から取り出されて実質的にエッチングの処理が停止する(ステップS17)。基板9は第2搬送ロボット13および第1搬送ロボット12によりインデクサ11のカセット91に収納される。次にエッチングを施す基板9が存在する場合には、上記ステップS13〜S17が繰り返される(ステップS18)。
【0037】
以上のように、エッチング装置1では、処理液に浸漬した状態でリアルタイムに基板9上の膜厚が所定値になったか否かを検出することができる。その結果、従来のように処理液の温度や汚れ(または劣化)を厳密に管理する必要がなくなり、基板9の製造コストの削減を図ることができる。また、エッチング開始時の膜厚の影響を受けないため、精度の高い膜厚制御を行うことも実現される。さらに、参照分光データは同種の基板9に対して1回だけ取得するのみで足り、エッチングに要する時間が実質的に大幅に増加してしまうことも防止される。
【0038】
図7は第2の実施の形態に係るエッチング装置1のチャンバ14の構造を示す正面図である。なお、エッチング装置1のチャンバ14内の構造以外は、第1の実施の形態と同様である。また、図7では図2に示す光源ユニット34、分光器35および制御部4の図示を省略している。
【0039】
チャンバ14はカップ21aを有し、カップ21aの中央に基板9を吸引吸着により保持する支持部材22aを有する。支持部材22aはシャフトを介して回転・昇降機構23aに接続される。回転・昇降機構23aは基板9の搬出入時に基板9を支持部材22aと共に昇降させ、基板9にエッチングを行う際には主面の法線方向を一定に保ちつつ基板9を支持部材22aと共に高速に回転させる。
【0040】
チャンバ14には第1の実施の形態と同様に膜厚定装置が配置され、基板9の上方には基板9と対向する入射部311を有する測定ヘッド31が位置する。測定ヘッド31は回動アーム32および回動・昇降機構33により基板9の主面に対して上下に進退可能であるとともに、基板9の上方位置と側方位置との間で進退可能とされる。測定ヘッド31の構造は第1の実施の形態と同様であり、光源ユニット34からの照明光を基板9に向けて出射するとともに基板9からの反射光を入射部311から分光器35へと導く。
【0041】
第2の実施の形態に係るチャンバ14では、測定ヘッド31に処理液を吐出する吐出ノズル51が取り付けられ、吐出ノズル51が供給管を介して処理液供給部52に接続される。図8は吐出ノズル51を示す断面図である。吐出ノズル51は入射部311の光軸(すなわち、基板9に垂直な軸)を中心とするリング状となっており、測定ヘッド31の本体に固定部材55を介して取り付けられる。吐出ノズル51の内部には流路511が形成されており、流路511に沿ってリング状かつスリット状の吐出口512が形成されている。
【0042】
したがって、処理液供給部52から流路511へと処理液が供給されると、吐出口512から入射部311の周囲全体に向けて処理液が吐出される。処理液は入射部311の先端から重力により基板9の上面へと落下するようにして導かれる。その結果、重力を利用して容易に基板9と入射部311との間を、空気を介在させることなく処理液95で満たすことができる。なお、入射部311と基板9との間の距離は、例えば、5〜6mmとされる。
【0043】
図9は第2の実施の形態に係るエッチング装置1の動作の流れを示す図である。まず、第1の実施の形態と同様に制御部4のメモリ412に基板9上の膜の厚さと分光反射率との関係を示す参照分光データが準備される(ステップS21)。参照分光データは、温度等の条件を一時的に管理してエッチング装置1にて取得されてもよく、別途求められてもよい。その後、基板9がインデクサ11から第1搬送ロボット12および第2搬送ロボット13によりチャンバ14へと搬送される。
【0044】
チャンバ14では回転・昇降機構23aにより支持部材22aが上昇し、基板9を第2搬送ロボット13から受け取り、下降して基板9をカップ21a内へと搬入する(ステップS22)。測定ヘッド31は基板9の上面に近接する位置まで移動し(ステップS23)、さらに、基板9が回転・昇降機構23aにより回転する(ステップS24)。この状態で処理液供給部52が能動化され、吐出ノズル51から入射部311と基板9との間の間隙に処理液が供給され、かつ、間隙が処理液で満たされる(ステップS25)。
【0045】
その後、第1の実施の形態と同様に光源ユニット34から入射部311を介して基板9に向けて照明光が照射され、反射光が入射部311を介して分光器35にて受光されて分光強度が取得される(ステップS26)。このとき、入射部311と基板9との間に介在する処理液内を伝播することにより反射光が安定して取得される。制御部4の演算部41では反射光の分光強度から基板9の分光反射率が求められ、比較部411により反射光の分光反射率と基準分光反射率との相違が所定値以下か否かが確認される(ステップS27)。
【0046】
反射光の分光反射率の算出および基準分光反射率との比較が繰り返され、反射光の分光反射率と基準分光反射率との相違が所定値以下になると、基板9の膜厚が所定の厚さになったと判断されて制御部4の制御により処理液の吐出が停止され、さらに、基板9の回転も停止され、これにより、エッチングが停止される。測定ヘッド31は基板9から待避して基板9が上昇し、基板9が第2搬送ロボット13および第1搬送ロボット12によりインデクサ11へと戻される(ステップS28)。次に処理すべき基板9が存在する場合にはその基板9に対して上記ステップS22〜S28が繰り返される(ステップS29)。
【0047】
以上のように、第2の実施の形態に係るエッチング装置1では、吐出ノズル51からの吐出により、入射部311と基板9との間が処理液で満たされる。これにより、第1の実施の形態と同様に、処理途上においてリアルタイムに基板9上の膜厚が所定値になったか否かを検出することができる。その結果、従来のように処理液の温度や汚れ等を厳密に管理する必要がなくなり、基板9の製造コストの削減を図ることができるとともに膜厚制御の精度を高めることができる。また、参照分光データは同種の基板9に対して1回だけ取得するのみで足り、エッチングに要する時間が実質的に大幅に増加してしまうことも防止される。
【0048】
さらに、測定中は基板9が回転するため、取得される分光反射率(反射光の分光強度に対応する。)は基板9上のリング状の領域の分光反射率(または分光強度)の平均となる。その結果、例えば、基板9上にパターンが形成されている場合であっても局所的な測定により測定結果がばらついてしまうことが防止され、安定した膜厚測定(すなわち、膜厚検出)が実現される。
【0049】
図10は吐出ノズルの他の例を示す図である。図10に示す吐出ノズル51aは入射部311と基板9との間に処理液を吐出する1つの吐出口512aを有する。吐出口512aからは処理液が広がって吐出され、処理液の一部は入射部311へと向かい入射部311から落下することにより入射部311と基板9との間が空気を介在させることなく処理液で満たされる。
【0050】
図11は吐出ノズルのさらに他の例を示す図である。図11に示す吐出ノズル51bは入射部311の周囲を覆うリング状となっており、図8に示す吐出ノズル51の上下を反転した構造となっている。吐出ノズル51bから下方に向かって吐出された処理液は、入射部311の側面全周を覆いながら上方から先端に向かって落下する。これにより、入射部311の先端と基板9との間の間隙に周囲から処理液が進入し、間隙が処理液で満たされる。
【0051】
以上のように吐出ノズルとしては入射部311の先端と基板9との間を、空気を介在させることなく満たすことができるのであるならば、様々な構造のものが用いられてよい。なお、入射部311と基板9との間に滑らかに処理液が進入するように入射部311の先端形状が適宜変形されてよい。また、複数の吐出口から入射部311の先端に向かって処理液が吐出されてもよい。入射部311に向けて複数の方向から処理液を吐出することにより、入射部311と基板9との間を適切に処理液で満たすことができる。
【0052】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0053】
例えば、上記第1の実施の形態では1枚の基板9に対してエッチングが行われるが、バッチ式の装置であってもよい。この場合、1枚だけ膜厚の検出が行われてもよい。また、第1の実施の形態においても第2の実施の形態と同様に基板9を回転させてもよい。
【0054】
また、上記実施の形態では基板9の分光反射率と基準分光反射率とが比較されるが、反射光の分光強度と基準となる分光強度とが比較されてもよい。すなわち、分光強度は上記実施の形態における分光反射率と等価に取り扱うことができる。なお、分光反射率や分光強度は、離散的な幾つかの波長に対して取得されるのみであってもよい。
【0055】
エッチング(または、洗浄)される基板9は、半導体基板には限定されず、液晶表示装置やその他のフラットパネル表示装置等に使用されるガラス基板に対するエッチングにも上述の膜厚を検出する測定手法を利用することができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、処理液を厳密に管理する必要がなくなり、基板の製造コストの削減を図ることができるとともに膜厚制御の精度を高めることができる。
【0057】
また、請求項5の発明では、処理液を吐出する場合に容易に入射部と基板との間を処理液で満たすことができる。
【0058】
また、請求項6の発明では、処理液を吐出する場合に入射部と基板との間を適切に処理液で満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係るエッチング装置を示す平面図である。
【図2】チャンバの構成を示す図である。
【図3】エッチング装置の動作の流れを示す図である。
【図4】パターンが形成された基板の分光反射率の変化の様子を示す図である。
【図5】単層の酸化膜が形成された基板の分光反射率を示す図である。
【図6】入射部を処理液から離して測定された基板の分光反射率を例示する図である。
【図7】第2の実施の形態に係るエッチング装置のチャンバの構造を示す正面図である。
【図8】吐出ノズルを示す断面図である。
【図9】エッチング装置の動作の流れを示す図である。
【図10】吐出ノズルの他の例を示す図である。
【図11】吐出ノズルのさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 エッチング装置
4 制御部
9 基板
13 第2搬送ロボット
14 チャンバ
21 容器
23a 回転・昇降機構
31 測定ヘッド
34 光源ユニット
35 分光器
41 演算部
51 吐出ノズル
52 処理液供給部
95 処理液
311 入射部
411 比較部
412 メモリ
511 吐出口
S13〜S16,S24〜S27 ステップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for measuring a film thickness on a substrate to be etched.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to form a film having a desired thickness on a surface of a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as “substrate”), etching (also called “cleaning”) is performed on the substrate surface by supplying a processing liquid to the substrate. Is being done. At this time, the etching rate (so-called etching rate) is measured in advance, and a number of conditions relating to the etching are kept constant. Therefore, control is performed so as to have a desired thickness.
[0003]
A film thickness measurement device for measuring the film thickness of the substrate is provided outside or inside the etching device in the vicinity of the chamber where the etching is performed, and when the etching speed is measured in advance, the substrate is removed. It is taken out of the chamber and transported to a film thickness measuring device for measurement, and an etching rate is obtained based on the measurement result.
[0004]
As a method of obtaining a desired film thickness by polishing a substrate, a method of providing an opening in a polishing member and confirming the film thickness of the substrate in real time has been proposed as in
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-48133
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional etching apparatus, since the film thickness is controlled by time based on the etching rate measured in advance, it is necessary to strictly control the etching conditions such as the temperature of the processing liquid and the contamination. As a result, the cost required for etching increases. Further, it is necessary to measure the etching rate in advance, and the time required for the processing is also increased as a whole.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the cost required for etching and increase the accuracy of film thickness control by checking the film thickness of a substrate during etching in real time. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An invention according to
[0009]
The invention according to claim 2 is the film thickness measuring apparatus according to
[0010]
The invention according to claim 3 is the film thickness measuring apparatus according to
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
The invention according to claim 6 is the film thickness measuring apparatus according to
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the arithmetic unit calculates a reference spectral reflectance of a substrate on which a film having a predetermined thickness is formed. A storage unit for storing; and a comparing unit for comparing the spectral reflectance of the substrate derived from the output from the light receiving unit with the reference spectral reflectance.
[0015]
The invention according to claim 8 is the film thickness measuring apparatus according to any one of
[0016]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an etching apparatus comprising the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to eighth aspects, a processing unit for etching a substrate, and a processing unit for the processing unit. And a control unit that stops etching in the processing unit based on a signal from the film thickness measurement device.
[0017]
The invention according to
[0018]
The invention according to
[0019]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the film thickness measuring method according to the tenth aspect, the processing liquid is supplied between the substrate and the incident part in the step of filling with the processing liquid.
[0020]
A thirteenth aspect of the present invention is the film thickness measuring method according to any one of the tenth to twelfth aspects, wherein the normal direction of the main surface is kept constant before the step of obtaining the spectral intensity. The method further includes the step of rotating the substrate.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing an
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
[0025]
The
[0026]
The distal end of the measuring
[0027]
The spectral intensity of the reflected light from the
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing a flow of the operation of the
[0029]
The reference spectral data may be acquired by the
[0030]
When reference spectral data is separately prepared, in addition to the above-described method, etching is performed while measuring the spectral intensity of the reflected light, and the etching is stopped halfway, and the measurement is performed by another measuring apparatus outside the processing liquid. The measurement of the film thickness may be performed. In this case, the relationship between the film thickness and the spectral reflectance can be obtained without strict temperature control.
[0031]
FIG. 4 is a diagram showing a state of a change in the spectral reflectance obtained by the
[0032]
FIG. 5 is a diagram illustrating a result of measuring a spectral reflectance in a state where the
[0033]
In addition, if the
[0034]
When the reference spectral data is prepared in the
[0035]
Here, the
[0036]
When the difference between the spectral reflectance of the reflected light and the reference spectral reflectance becomes equal to or less than a predetermined value, the measuring
[0037]
As described above, the
[0038]
FIG. 7 is a front view showing the structure of the
[0039]
The
[0040]
As in the first embodiment, a film thickness determining device is disposed in the
[0041]
In the
[0042]
Therefore, when the processing liquid is supplied from the processing
[0043]
FIG. 9 is a diagram showing a flow of the operation of the
[0044]
In the
[0045]
Thereafter, similarly to the first embodiment, illumination light is emitted from the
[0046]
The calculation of the spectral reflectance of the reflected light and the comparison with the reference spectral reflectance are repeated, and when the difference between the spectral reflectance of the reflected light and the reference spectral reflectance is equal to or less than a predetermined value, the thickness of the
[0047]
As described above, in the
[0048]
Furthermore, since the
[0049]
FIG. 10 is a diagram showing another example of the discharge nozzle. The
[0050]
FIG. 11 is a view showing still another example of the discharge nozzle. The
[0051]
As described above, various structures may be used as the discharge nozzle as long as the space between the tip of the
[0052]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
[0053]
For example, in the first embodiment, one
[0054]
In the above embodiment, the spectral reflectance of the
[0055]
The
[0056]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes unnecessary to strictly manage a processing liquid, and it can aim at reduction of the manufacturing cost of a board | substrate, and can raise the precision of film thickness control.
[0057]
According to the fifth aspect of the present invention, the space between the incident portion and the substrate can be easily filled with the processing liquid when the processing liquid is discharged.
[0058]
According to the invention of claim 6, when the processing liquid is discharged, the space between the incident part and the substrate can be appropriately filled with the processing liquid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an etching apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a chamber.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of an operation of the etching apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a state of a change in spectral reflectance of a substrate on which a pattern is formed.
FIG. 5 is a diagram showing the spectral reflectance of a substrate on which a single-layer oxide film is formed.
FIG. 6 is a diagram exemplifying a spectral reflectance of a substrate measured by separating an incident portion from a processing liquid.
FIG. 7 is a front view showing a structure of a chamber of an etching apparatus according to a second embodiment.
FIG. 8 is a sectional view showing a discharge nozzle.
FIG. 9 is a diagram showing a flow of the operation of the etching apparatus.
FIG. 10 is a diagram showing another example of a discharge nozzle.
FIG. 11 is a view showing still another example of a discharge nozzle.
[Explanation of symbols]
Claims (13)
基板に照射される光を出射する光源と、
基板からの光が入射部から入射する受光部と、
前記受光部からの出力に基づいて基板上の膜厚を検出する演算部と、
を備え、
基板と前記入射部との間が処理液で満たされていることを特徴とする膜厚測定装置。A film thickness measuring device for measuring a film thickness on a substrate to be etched,
A light source for emitting light emitted to the substrate,
A light-receiving part into which light from the substrate is incident from an incident part,
A calculating unit for detecting a film thickness on the substrate based on an output from the light receiving unit,
With
A film thickness measuring device, wherein a space between a substrate and said incident part is filled with a processing liquid.
基板が浸漬される処理液を貯留する容器をさらに備え、
前記入射部が前記容器内の処理液に接することを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to claim 1,
Further comprising a container for storing a processing solution in which the substrate is immersed,
The film thickness measuring device, wherein the incident part is in contact with the processing liquid in the container.
前記入射部と基板との間に処理液を供給する供給部をさらに備えることを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to claim 1,
A film thickness measuring apparatus further comprising a supply unit for supplying a processing liquid between the incident unit and the substrate.
前記供給部が前記入射部に向けて処理液を吐出し、前記処理液が前記入射部から基板へと導かれることを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to claim 3,
The film thickness measuring device, wherein the supply unit discharges a processing liquid toward the incident unit, and the processing liquid is guided from the incident unit to the substrate.
前記入射部が前記基板の上方に位置し、前記処理液が前記入射部から落下して前記基板へと導かれることを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to claim 4,
The film thickness measuring device, wherein the incident part is located above the substrate, and the treatment liquid falls from the incident part and is guided to the substrate.
前記供給部が、複数の方向から前記入射部に向けて処理液を吐出する少なくとも1つの吐出口を有することを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to claim 5,
The film thickness measuring device, wherein the supply section has at least one discharge port for discharging the processing liquid from a plurality of directions toward the incident section.
前記演算部が、
所定の厚さの膜が形成された基板の基準分光反射率を記憶する記憶部と、
前記受光部からの出力から導かれる基板の分光反射率と前記基準分光反射率とを比較する比較部と、
を有することを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein
The arithmetic unit is
A storage unit that stores a reference spectral reflectance of a substrate on which a film having a predetermined thickness is formed,
A comparing unit that compares the spectral reflectance of the substrate derived from the output from the light receiving unit and the reference spectral reflectance,
A film thickness measuring device comprising:
主面の法線方向を一定に保ちつつ基板を回転する回転機構をさらに備えることを特徴とする膜厚測定装置。The film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 7,
A film thickness measuring apparatus further comprising a rotation mechanism for rotating a substrate while keeping a normal direction of a main surface constant.
請求項1ないし8のいずれかに記載の膜厚測定装置を有し、基板にエッチングを施す処理部と、
前記処理部に対して基板を搬送する搬送機構と、
前記膜厚測定装置からの信号に基づいて前記処理部におけるエッチングを停止する制御部と、
を備えることを特徴とするエッチング装置。An etching apparatus,
A processing unit having the film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 8 and performing etching on a substrate;
A transport mechanism for transporting the substrate to the processing unit,
A control unit that stops etching in the processing unit based on a signal from the film thickness measurement device,
An etching apparatus comprising:
基板からの光が入射する入射部と前記基板との間を処理液で満たす工程と、
前記基板に光を照射し、前記基板からの光を前記入射部を介して受光し、前記光の分光強度を取得する工程と、
前記分光強度に基づいて前記基板上の膜厚を検出する工程と、
を有することを特徴とする膜厚測定方法。A film thickness measuring method for measuring a film thickness on a substrate to be etched,
A step of filling the processing liquid between the incident portion and the substrate where light from the substrate is incident,
Irradiating the substrate with light, receiving light from the substrate through the incident portion, and acquiring a spectral intensity of the light,
Detecting a film thickness on the substrate based on the spectral intensity,
A film thickness measuring method comprising:
前記処理液で満たす工程が、
前記基板を処理液に浸漬する工程と、
前記入射部を前記処理液に接触させる工程と、
を有することを特徴とする膜厚測定方法。The film thickness measuring method according to claim 10, wherein
The step of filling with the treatment liquid,
Immersing the substrate in a processing solution,
Contacting the incident portion with the treatment liquid,
A film thickness measuring method comprising:
前記処理液で満たす工程において前記基板と前記入射部との間に処理液が供給されることを特徴とする膜厚測定方法。The film thickness measuring method according to claim 10, wherein
A film thickness measuring method, wherein a processing liquid is supplied between the substrate and the incident part in the step of filling with the processing liquid.
前記分光強度を取得する工程の前に、主面の法線方向を一定に保ちつつ前記基板を回転する工程をさらに有することを特徴とする膜厚測定方法。The film thickness measuring method according to any one of claims 10 to 12, wherein
A film thickness measuring method, further comprising, before the step of obtaining the spectral intensity, rotating the substrate while keeping the normal direction of the main surface constant.
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