JP2004134540A

JP2004134540A - ドライエッチング装置および終点検出方法

Info

Publication number: JP2004134540A
Application number: JP2002296850A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Okamura; 岡村　好彦; Tatsufumi Kusuda; 楠田　達文
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】ドライエッチング中の基板の膜の状態をリアルタイムにて確認することにより、ドライエッチングの適切な終点を容易に検出する。
【解決手段】多層膜が形成された基板９がチャンバ２内に保持され、基板９に対するドライエッチングが行われる。チャンバ２の上方にはヘッド部４が設けられ、光源ユニット６１からの照明光がヘッド部４の光学系４１およびチャンバ２の透光窓２６を介して基板９の表面に導かれ、基板９からの反射光は分光器６２へと導かれる。分光器６２からの出力は演算部へと順次送られ、一定間隔ごとの一の時刻における分光反射率を示す曲線と一の時刻の次の時刻における分光反射率を示す曲線との相違が最小となるときの波長軸方向に関する相対移動量が算出される。相対移動量の累積値が予め特定された終点特定値と比較されてることにより、終点が検出される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に対するドライエッチングの終点を検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体基板（以下、「基板」という。）の表面に形成された膜に微細加工（例えば、ダマシン工程の前段階における溝の形成）を施すために、基板が載置されたチャンバ内にガスを供給し、基板表面にガス（プラズマ状態やイオン状態を含む。）によるドライエッチングが行われている。このとき、予めドライエッチングの速度（いわゆる、エッチングレート）を測定しておき、ドライ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所望のエッチング深さとなるように制御を行っている。
【０００３】
ところで、エッチングレートを厳密に再現するには、ドライエッチングに関するすべての条件を一定に保つことが必要とされるため、実際には、所望のエッチング深さに対してばらつきが生じてしまう。そこで、チャンバ内に載置されたドライエッチング中の基板に向けて光を照射し、基板からの反射光を分光することにより得られる分光反射率を示す波形と、基板上の膜（多層膜であってもよい。）の光学定数に基づいて予め理論的演算により求められた波形とのフィッティングを行うことによりエッチング深さ（すなわち、基板上の膜厚の減少量に対応する量）を確認する手法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献１では、基板に単波長の光を照射し、エッチングの進行により生じる反射光の強度振動に基づいてエッチング深さを検出する技術が開示されている。特許文献１に記載された技術ではさらに、波長可変光源を用いて所望のエッチング深さの検出に適した波長の光がドライエッチング中の基板に向けて出射される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−５８０８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の理論波形とのフィッティングによる手法では、新規な膜に変更する度に、基板上の膜（多層膜の場合は、それぞれの膜）の光学定数を求めて理論波形を計算したり、理論波形が正しく求められていることを確認する等、煩雑な作業を行う必要がある。また、膨大な量の計算を行う必要があるため、測定結果を迅速に求めることが困難となり、ドライエッチング中にリアルタイムで行うことができない。
【０００７】
一方、特許文献１に記載された手法では、光源から出射される光の波長を基板の種類に応じて変更する必要があり、様々な基板に対して容易に測定を行うことができない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ドライエッチング中の基板の膜の状態を容易に検出する手法を提供することにより、ドライエッチングの終点をリアルタイムにて検出することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板上に形成された膜のドライエッチングを行うドライエッチング装置であって、基板上の膜に対するドライエッチングが行われるチャンバと、基板への照明光を出射する光源と、基板からの光を分光する分光器と、前記分光器からの出力に基づいて基板上の膜に対するドライエッチングの終点を検出する演算部と、前記演算部からの信号に基づいてドライエッチングを終了する制御部とを備え、前記演算部が、前記分光器からの出力に基づいて基板の分光反射率を求める手段と、一の時刻における分光反射率を示す曲線と他の時刻における分光反射率を示す曲線とを波長軸方向へ相対的に移動して、両曲線の相違が最小となるときの相対移動量を求める手段と、前記相対移動量を用いて前記終点を検出する手段とを有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のドライエッチング装置であって、基板上の照明光の照射位置を撮像する撮像部と、前記撮像部にて取得された画像に基づいて前記照射位置を移動する機構とをさらに備える。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、基板上に形成された膜のドライエッチング時における終点を検出する終点検出方法であって、ドライエッチングが行われている基板の一の時刻における分光反射率を示す第１の曲線を取得する工程と、他の時刻における前記基板の分光反射率を示す第２の曲線を取得する工程と、前記第１の曲線と前記第２の曲線とを波長軸方向へ相対的に移動して、両曲線の相違が最小となるときの相対移動量を求める工程と、前記相対移動量に基づいてドライエッチングの終点であるか否かを検出する工程とを有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の終点検出方法であって、前記一の時刻が一定間隔ごとの時刻であり、前記他の時刻が前記一定間隔ごとの時刻のうち前記一の時刻の次の時刻であり、前記第１の曲線を取得する工程ないし前記検出する工程が繰り返され、前記相対移動量の累積値に基づいて前記終点が検出される。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の終点検出方法であって、前記一の時刻がエッチング開始時刻に対して固定された時刻であり、前記他の時刻が一定間隔ごとの時刻であり、前記第２の曲線を取得する工程ないし前記検出する工程が繰り返される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係るドライエッチング装置１の概略構成を示す図である。ドライエッチング装置１は、基板９上に形成された膜に対してドライエッチングを行いつつ、所望のエッチング量となる終点（すなわち、ドライエッチングを終了すべき状態、または、ドライエッチングを終了すべき時刻）を検出する装置である。ドライエッチング装置１はドライエッチングが行われるチャンバ２、ドライエッチングの制御を行う制御部３、チャンバ２の上方に設けられるヘッド部４、ヘッド部４をチャンバ２に対して相対的に移動するヘッド移動機構４３、および、各種演算を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ５を有する。
【００１５】
チャンバ２の内部には、ステージ２１が設けられ、ステージ２１により多層膜（単層膜でもよい。）が形成された基板９が保持される。ステージ２１の周囲には円筒状の内部側壁２２が設けられ、内部側壁２２の周囲には電源ユニット（図示省略）に接続されたコイル２３が形成される。チャンバ２には、所定のガスをチャンバ２の内部へと導入するガス導入口２４、および、チャンバ２の内部を排気する排気口２５が形成されており、ガス導入口２４は外部のガス供給部（図示省略）へ、排気口２５は外部のポンプ（図示省略）へとそれぞれ接続される。また、チャンバ２の上面には光を透過する透光窓２６が設けられ、これにより外部からの光が基板９の表面へと導かれる。電源ユニット、ガス供給部およびポンプ（以下、「ドライエッチング駆動ユニット」と総称する。）は制御部３に接続され、これらの構成が制御部３により制御されることにより、基板９に対するドライエッチングが行われる。
【００１６】
ヘッド部４の周囲には、基板９への照明光を出射する光源ユニット６１、基板９からの光を分光する分光器６２、基板９上の照明光の照射位置を撮像する撮像部６３、および、撮像部６３に接続されたパターン認識部６４が設けられ、ヘッド部４の光学系４１により、光源ユニット６１からの照明光が基板９へと導かれつつ、基板９からの光が分光器６２および撮像部６３へと導かれる。
【００１７】
具体的には、光ファイバ４１０の一端へと光源ユニット６１からの照明光が導入され、他端に設けられたレンズ４１１により照明光がミラー４１２へと導かれる。照明光はミラー４１２にて反射されてハーフミラー４１３，４１４を透過してレンズ群４１５へと導かれ、レンズ群４１５によりチャンバ２の透光窓２６へと導かれる。透光窓２６を透過した照明光はステージ２１上の基板９の表面におよそ垂直に入射し、基板９からの反射光は透光窓２６を介してチャンバ２の外部へと導かれ、レンズ群４１５によりハーフミラー４１４へと導かれる。ハーフミラー４１４により、一部の光がレンズ４１６から光ファイバ４１７を介して分光器６２へと導かれる。また、ハーフミラー４１４を透過した光はハーフミラー４１３によりレンズ４１８から光ファイバ４１９を介して撮像部６３へと導かれる。
【００１８】
以上のように、光ファイバ４１０，４１７，４１９、レンズ４１１，４１６，４１８、ミラー４１２、ハーフミラー４１３，４１４、および、レンズ群４１５により光学系４１が構成される。なお、光学系４１のレンズやミラー等は、図１中に波線にて示すカバー４２により覆われつつ支持されており、ヘッド部４は光学系４１およびカバー４２により構成される。
【００１９】
ヘッド移動機構４３はヘッド部４を図１中のＸ方向に移動するＸ方向移動機構４４、および、Ｙ方向に移動するＹ方向移動機構４５を有する。Ｘ方向移動機構４４はモータ４４１にボールねじ（図示省略）が接続され、モータ４４１が回転することにより、Ｙ方向移動機構４５がガイドレール４４２に沿って図１中のＸ方向に移動する。Ｙ方向移動機構４５もＸ方向移動機構４４と同様の構成となっており、モータ４５１が回転するとボールねじ（図示省略）によりヘッド部４がガイドレール４５２に沿ってＹ方向に移動する。
【００２０】
光源ユニット６１、ヘッド移動機構４３、パターン認識部６４、分光器６２および制御部３はコンピュータ５に接続され、これらの構成がコンピュータ５により制御されることにより、ドライエッチング装置１において基板９上の膜に対してドライエッチングが行われつつ終点が検出される。
【００２１】
図２はコンピュータ５のＣＰＵがメモリ中のプログラムに従って演算処理を行うことにより実現される機能構成を示すブロック図である。図２において演算部５１内の各構成がＣＰＵ等により実現される機能を示し、分光器６２からの出力に基づいて演算部５１によりドライエッチングの終点が検出される。なお、演算部５１の各機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に電気的回路が用いられてもよい。
【００２２】
図３はドライエッチング装置１が基板９上の膜に対してドライエッチングを行いつつ終点を検出する処理の流れを示す図である。以下、ドライエッチング装置１の処理について図１および図２を参照しながら図３に沿って説明を行う。
【００２３】
まず、多層膜が形成された基板９が外部の搬送機構によりチャンバ２内へと搬入され、ステージ２１上に載置されて保持される（ステップＳ１１）。なお、必要に応じて、ステージ２１に昇降機構が設けられ、ステージ２１が内部側壁２２から離れた状態で基板９の受け渡しが行われてもよい。
【００２４】
続いて、ヘッド部４の位置合わせが行われる（ステップＳ１２）。具体的には、コンピュータ５が光源ユニット６１を制御することにより光源ユニット６１から照明光の出射が開始され、ヘッド部４の光学系４１および透光窓２６を介して基板９の表面上に照明光が照射される。そして、基板９からの反射光が透光窓２６および光学系４１を介して撮像部６３へと導かれる。基板９の多層膜上には所定のレジストパターンが予め形成されており、レジストパターンを示す画像が撮像部６３により撮像され、撮像された画像のデータがパターン認識部６４へと出力される。
【００２５】
パターン認識部６４には、基板９上の所定の測定位置を示す参照画像が予め記憶されており、参照画像と撮像された画像とを比較することにより、測定位置と照明光の照射位置とのずれ量がコンピュータ５へと出力される。コンピュータ５は、入力されたずれ量に応じてヘッド移動機構４３を制御し、照明光の照射位置が測定位置へと移動する。なお、パターン認識部６４にて確認される位置は測定位置には限定されず、測定位置を相対的に特定することができる位置であってもよい。また、基板９の多層膜上には必ずしもレジストパターンが形成されている必要はなく、レジストパターン以外のパターンにより基板９のステージ２１上の位置が確認されてもよい。
【００２６】
ヘッド部４の位置合わせが行われると、制御部３がドライエッチング駆動ユニットを制御することにより、基板９に対するドライエッチングが開始される（ステップＳ１３）。その後、速やかに分光器６２により取得された反射光の分光強度が図２に示す演算部５１の分光反射率算出部５２へと出力される。分光反射率算出部５２には、光源ユニット６１が出射する照明光の分光強度が予め記憶されており、照明光の分光強度を参照して反射光の分光反射率が算出される（ステップＳ１４）。以下、説明の便宜上、ステップＳ１４にて算出される分光反射率を「第１分光反射率」と呼ぶ。なお、分光反射率算出部５２の機能は分光器６２に設けられてもよい。また、ドライエッチング開始時における第１分光反射率は必ずしもドライエッチング開始直後に取得される必要はなく、ドライエッチング開始から所定時間経過後に取得されてもよい。
【００２７】
第１分光反射率が算出されると、その時刻から一定時間が経過した時刻において、ステップＳ１４と同様に、基板９からの反射光の分光反射率が算出される（ステップＳ１５）。以下、ステップＳ１５にて求められる分光反射率を「第２分光反射率」と呼ぶ。
【００２８】
図４は、ステップＳ１４，Ｓ１５において分光反射率を算出した結果の一例を示す図であり、図４にて符号７１を付す曲線が第１分光反射率を示し、符号７２を付す曲線が第２分光反射率を示している。図４中の横軸は波長を示し、縦軸は反射率を示している。図４に示すように、両曲線７１，７２は波長λ１から波長λ２の範囲にて求められている。なお、曲線７１，７２は、正確には測定対象となる離散的な波長に対応した離散的な値の集合である。
【００２９】
分光反射率算出部５２にて求められた第１分光反射率および第２分光反射率のデータは相対移動量算出部５３へと出力され（図２参照）、終点の検出に利用される値（後述の「相対移動量」）が求められる（ステップＳ１６）。
【００３０】
相対移動量算出部５３では、まず、第１分光反射率を示す曲線７１に対して第２分光反射率を示す曲線７２を波長軸方向へと微小量移動し、波長軸方向に関して両曲線７１，７２が重なる範囲において曲線７１と曲線７２との差分が算出される。例えば、図５に示すように曲線７２が波長軸の負の方向へ距離ｄだけ移動した状態では、波長λ１から波長（λ２−ｄ）の範囲での各波長（離散的な波長のそれぞれ）における反射率の差分が求められる。そして、各波長における差分は二乗され、得られた値の総和を波長の総数（すなわち、得られた値の総数）で除した値が求められる。以下、求められた値を「平均差分二乗和」という。
【００３１】
相対移動量算出部５３では、第１分光反射率を示す曲線７１と第２分光反射率を示す曲線７２とのずらし量（すなわち、図５における距離ｄであり、以下、「波長ずらし量」という。）を微小量ずつ変化させながら平均差分二乗和が繰り返し求められることにより、図６に示すように、波長ずらし量と平均差分二乗和との関係を示す曲線７３が得られる。続いて、相対移動量算出部５３において、図６に示す曲線７３から平均差分二乗和が最小となる波長ずらし量ｄ１が特定される。平均差分二乗和が最小となる波長ずらし量ｄ１は、第１分光反射率を示す曲線７１と第２分光反射率を示す曲線７２との相違が最小となる状態のときの波長軸方向に関する相対的な移動量であり、以下、単に「相対移動量」と呼ぶ。
【００３２】
以上のようにして求められた相対移動量は、終点検出部５４にて、相対移動量の累積値の初期値として記憶される（ステップＳ１７）。終点検出部５４には、予め求められた終点を特定する値（以下、「終点特定値」という。）が記憶されており、相対移動量の累積値と終点特定値との比較が行われる。なお、終点特定値を取得する手法については後述する。相対移動量の累積値が終点特定値より小さい場合には、ステップＳ１５〜Ｓ１７が繰り返され（ステップＳ１８）、新たな相対移動量が求められる。
【００３３】
新たな相対移動量が求められる際には、直前に取得された第２分光反射率が第１分光反射率として取り扱われる。すなわち、分光反射率算出部５２において、第１分光反射率が取得された時刻（すなわち、直前の第２分光反射率が取得された時刻から一定時間経過後の時刻における分光反射率が新たな第２分光反射率として取得され（ステップＳ１５）、相対移動量算出部５３により、新たな第１分光反射率と新たな第２分光反射率とを示す両曲線の相違が最小となる相対移動量が求められる（ステップＳ１６）。続いて、終点検出部５４において、記憶されている相対移動量の累積値に新たな相対移動量が加えられ（ステップＳ１７）、相対移動量の累積値と終点特定値との比較が行われる（ステップＳ１８）。
【００３４】
以上のように、ドライエッチング装置１ではドライエッチングを継続しつつ相対移動量の累積値が終点特定値以上となるまでステップＳ１５〜Ｓ１８が一定間隔ごとに繰り返される。
【００３５】
ステップＳ１８において、相対移動量の累積値が終点特定値以上となると、演算部５１から制御部３へと終点検出を示す信号が出力され（図２参照）、制御部３がドライエッチング駆動ユニットを制御してドライエッチングが終了する（ステップＳ１９）。そして、基板９がチャンバ２より搬出される（ステップＳ２０）。
【００３６】
上述の処理において適正なエッチングを行うために、終点特定値は所望の量（深さ）だけエッチングを行う際に得られる（両分光反射率の曲線の）相対移動量の累積値として準備される。例えば、一時的にエッチング条件を所定の条件に保持してエッチング速度の精度を高めつつ分光反射率曲線の相対移動量を繰り返し求め、終点における相対移動量の累積値が終点特定値として取得される。また、予め適正なドライエッチングが施された基板の分光反射率を示す曲線と処理前の基板の分光反射率を示す曲線とに対して相違が最小となる相対移動量（すなわち、累積処理を省いて求められた相対移動量）が終点特定値として取得されてもよい。
【００３７】
図７は、一定間隔ごとに求められた相対移動量を示す線７４と相対移動量の累積値を示す線７５とを示す図である。図７の横軸はエッチング時間を示し、縦軸は相対移動量を示している。図７の線７５に示すように、相対移動量の累積値はエッチング時間の経過に従ってほぼ一定の速度で大きくなる。したがって、ドライエッチング開始時における膜厚がおよそ一定である限り、終点特定値として所望のエッチング深さ（すなわち、終点）に対応する相対移動量の累積値が設定されることにより、ドライエッチング装置１では、終点を適正に検出することが実現されることが判る。
【００３８】
図８は、エッチング時間の経過に対する分光反射率の変化を示す図であり、横軸は波長を示し、縦軸はエッチング時間を示している。図８では、反射率の大きさが一定間隔に区切られ、それぞれ対応する波長をエッチング時間の経過に従って結ぶことで分光反射率の変化が等高線のように図示されている。図８において符号Ｐ１，Ｐ２を付す位置が分光反射率の極大値に対応し、符号Ｖ１を付す位置が極小値に対応する。図８において２次元的に表現された分光反射率の尾根および谷が真っ直ぐに伸びていることが判る。すなわち、エッチング時間に対して相対移動量の累積値が一定量ずつ増加することが図８からも確認できる。
【００３９】
以上のように、ドライエッチング装置１では、一定間隔ごとの時刻において、ドライエッチングが行われている基板９の一の時刻における分光反射率を示す曲線（すなわち、第１分光反射率）と、一の時刻の次の時刻における基板９の分光反射率を示す曲線（すなわち、第２分光反射率）とを取得し、第１分光反射率と第２分光反射率とを波長軸方向へと相対的に移動して、両曲線の相違が最小となるときの相対移動量が求められる。そして、各時刻における相対移動量を繰り返し求めつつ、相対移動量の累積値に基づいてドライエッチングの終点を検出することにより、エッチング条件に依存することなく適切な終点を容易に検出することができる。また、煩雑な計算を行う必要がないため、ドライエッチングを行いつつリアルタイムに終点を検出することができる。
【００４０】
さらに、新規な膜を有する基板に対してドライエッチングする場合であっても、光学定数を求めたり、複雑な計算を行うことなく、確認用基板（好ましくは複数）を用いて実際にエッチング深さと相対移動量の累積値との関係を求めるのみで終点特定値を容易に取得することが可能である。
【００４１】
図９はドライエッチング装置１が終点検出を行う処理の流れの他の例を示す図であり、図３のステップＳ１３とステップＳ１９との間の処理を示している。
【００４２】
他の例に係る終点検出の処理では、ドライエッチングが開始されると（図３中のステップＳ１３）、速やかに分光反射率算出部５２により分光反射率（以下、「最初の分光反射率」と呼ぶ。）が取得される（ステップＳ３１）。なお、最初の分光反射率はドライエッチングの開始後すぐに取得されることが好ましいが、例えば、ドライエッチングの開始から所定の時間が経過した後等、エッチング開始時刻に固定された時刻であってもよい。
【００４３】
続いて、最初の分光反射率を測定した時刻から一定時間が経過した時刻において分光反射率が求められ（ステップＳ３２）、最初の分光反射率との相対移動量が相対移動量算出部５３にて求められる（ステップＳ３３）。なお、ステップＳ３１〜Ｓ３３において分光反射率および相対移動量を求める手法は、図３の場合と同様である。そして、終点検出部５４において相対移動量と終点特定値との比較が行われ、相対移動量が終点特定値よりも小さい場合は前の分光反射率の取得から一定時間経過後にステップＳ３２から繰り返される（ステップＳ３４）。すなわち、一定間隔ごとに分光反射率の算出、最初の分光反射率に対する相対移動量の算出および終点確認が行われる。
【００４４】
相対移動量が終点特定値以上となると（すなわち、終点が検出されると）、ドライエッチングが終了されて基板９がチャンバ２より搬出される（図３中のステップＳ１９，Ｓ２０）。
【００４５】
以上のように、図９に示す終点検出の処理の流れでは、ドライエッチングが行われている基板９のエッチング開始時刻に対して固定された時刻における最初の分光反射率を示す曲線と、一定間隔ごとの時刻における分光反射率を示す曲線とに基づいてドライエッチングの終点が検出される。すなわち、図３に示す相対移動量の累積値が図９では相対移動量として求められる。これにより、ドライエッチング装置１では、複雑な計算を行うことなく、簡素な計算のみで容易かつ適切に終点を検出することができる。
【００４６】
なお、図９に示す処理は、相対移動量に含まれる誤差が累積されないため、分光反射率が波長に対して周期性に乏しい場合（すなわち、累積処理を省略しても終点の誤検出の可能性が低い場合）に特に適している。
【００４７】
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。
【００４８】
上記実施の形態では基板９の一の時刻における分光反射率と他の時刻における分光反射率とから相対移動量が求められるが、一の時刻における反射光の分光強度を示す曲線と他の時刻における分光強度を示す曲線とから両曲線の相対移動量が求められてもよい。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。
【００４９】
相対移動量算出部５３では、相対移動量は必ずしも平均差分二乗和に基づいて特定される必要はなく、例えば、各波長（離散的な波長のそれぞれ）における差分の標準偏差が算出され、標準偏差が最小となる波長ずらし量が相対移動量とされてもよい。また、波長軸方向に関する微小区間における両曲線７１，７２の面積の差に基づいて相対移動量が求められてもよい。すなわち、相対移動量は所定の基準に基づいて両曲線の相違が最小となるときの移動量であればどのようなものが採用されてもよい。
【００５０】
また、平均差分二乗和と波長ずらし量との関係を示す線７３は、極一部の波長範囲で求められるのみでもよい。例えば、平均差分二乗和の最小値が存在すると推測される波長ずらし量を基準に所定の範囲が予め特定され、特定された範囲内でのみ平均差分二乗和が求められてもよい。その場合、その範囲内における極小値（すなわち、最小値と推測される極小値）が相対移動量とされる。
【００５１】
複数のヘッド部が設けられることにより、または、１つのヘッド部が移動することにより基板９上の複数の位置の終点検出が行われ、複数の位置の終点検出結果に基づいてドライエッチングが終了されてもよい。
【００５２】
チャンバ２の構成は上記実施の形態に限定されず、チャンバ２内にガスを供給してガス（プラズマ状態やイオン状態を含む。）により基板表面にドライエッチングが行われるのであれば、他の構造であってもよい。
【００５３】
ドライエッチングされる基板９は、半導体基板に限定されず、例えば、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ドライエッチングにも上述の終点を検出する手法を利用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、ドライエッチングを行いつつ終点を容易に検出することができる。
【００５５】
また、請求項２の発明では、照明光の照射位置を適切な位置に移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライエッチング装置の概略構成を示す図である。
【図２】コンピュータの機能構成を示すブロック図である。
【図３】ドライエッチングを行いつつ終点を検出する処理の流れを示す図である。
【図４】第１分光反射率および第２分光反射率を示す図である。
【図５】第２分光反射率を波長軸方向に移動した様子を示す図である。
【図６】平均差分二乗和と波長ずらし量との関係を示す図である。
【図７】相対移動量とエッチング時間との関係を示す図である。
【図８】エッチング時間の経過に対する分光反射率の分布の変化を示す図である。
【図９】終点を検出する処理の流れの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１　ドライエッチング装置
２　チャンバ
３　制御部
９　基板
４３　ヘッド移動機構
５１　演算部
５２　分光反射率算出部
５３　相対移動量算出部
５４　終点検出部
６１　光源ユニット
６２　分光器
６３　撮像部
７１，７２　曲線
Ｓ１４〜Ｓ１８，Ｓ３１〜Ｓ３４　ステップ

Claims

基板上に形成された膜のドライエッチングを行うドライエッチング装置であって、
基板上の膜に対するドライエッチングが行われるチャンバと、
基板への照明光を出射する光源と、
基板からの光を分光する分光器と、
前記分光器からの出力に基づいて基板上の膜に対するドライエッチングの終点を検出する演算部と、
前記演算部からの信号に基づいてドライエッチングを終了する制御部と、
を備え、
前記演算部が、
前記分光器からの出力に基づいて基板の分光反射率を求める手段と、
一の時刻における分光反射率を示す曲線と他の時刻における分光反射率を示す曲線とを波長軸方向へ相対的に移動して、両曲線の相違が最小となるときの相対移動量を求める手段と、
前記相対移動量を用いて前記終点を検出する手段と、
を有することを特徴とするドライエッチング装置。
請求項１に記載のドライエッチング装置であって、
基板上の照明光の照射位置を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて取得された画像に基づいて前記照射位置を移動する機構と、
をさらに備えることを特徴とするドライエッチング装置。
基板上に形成された膜のドライエッチング時における終点を検出する終点検出方法であって、
ドライエッチングが行われている基板の一の時刻における分光反射率を示す第１の曲線を取得する工程と、
他の時刻における前記基板の分光反射率を示す第２の曲線を取得する工程と、
前記第１の曲線と前記第２の曲線とを波長軸方向へ相対的に移動して、両曲線の相違が最小となるときの相対移動量を求める工程と、
前記相対移動量に基づいてドライエッチングの終点であるか否かを検出する工程と、
を有することを特徴とする終点検出方法。
請求項３に記載の終点検出方法であって、
前記一の時刻が一定間隔ごとの時刻であり、前記他の時刻が前記一定間隔ごとの時刻のうち前記一の時刻の次の時刻であり、
前記第１の曲線を取得する工程ないし前記検出する工程が繰り返され、
前記相対移動量の累積値に基づいて前記終点が検出されることを特徴とする終点検出方法。
請求項３に記載の終点検出方法であって、
前記一の時刻がエッチング開始時刻に対して固定された時刻であり、前記他の時刻が一定間隔ごとの時刻であり、
前記第２の曲線を取得する工程ないし前記検出する工程が繰り返されることを特徴とする終点検出方法。