JP2006324384A - Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device - Google Patents
Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006324384A JP2006324384A JP2005145063A JP2005145063A JP2006324384A JP 2006324384 A JP2006324384 A JP 2006324384A JP 2005145063 A JP2005145063 A JP 2005145063A JP 2005145063 A JP2005145063 A JP 2005145063A JP 2006324384 A JP2006324384 A JP 2006324384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- diffraction grating
- grating pattern
- height
- etching selectivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本発明はエッチング選択比測定方法およびエッチング選択比測定装置に関する。 The present invention relates to an etching selectivity measuring method and an etching selectivity measuring apparatus.
ドライエッチングにおいて、エッチング選択比の制御はエッチング後のパターンの形状に影響するため重要である。このため、通常、複数回の予備実験から所望のエッチング選択比を満たす条件を求め、この条件でドライエッチングを行うことによって、所定のアスペクト比を持ったパターンを形成する。 In dry etching, control of the etching selectivity is important because it affects the shape of the pattern after etching. For this reason, usually, a condition satisfying a desired etching selectivity is obtained from a plurality of preliminary experiments, and a pattern having a predetermined aspect ratio is formed by performing dry etching under this condition.
しかし、このような手法では、あるパターンと、このパターンの次に形成するパターンとに、予備実験から求めた同一の条件を用いることになる。つまり、複数のパターンを順次形成する場合、その複数のパターンの全てを同一条件で形成することになる。したがって、所定以外のアスペクト比を持つパターンが形成されても、そのパターンと同じ条件で次のパターンが形成されるので、所定以外のアスペクト比を持つパターンが再び形成されてしまうという問題がある。 However, in such a method, the same condition obtained from the preliminary experiment is used for a certain pattern and a pattern to be formed next to this pattern. That is, when a plurality of patterns are sequentially formed, all of the plurality of patterns are formed under the same conditions. Therefore, even if a pattern having an aspect ratio other than a predetermined value is formed, the next pattern is formed under the same conditions as that pattern, so that a pattern having an aspect ratio other than the predetermined value is formed again.
すなわち、上記手法では、予備実験を行う環境と、パターンを実際に形成する環境とが必ずしも一致しないため、所望のアスペクト比を得ることができないことがあるという問題がある。 That is, the above-described method has a problem that a desired aspect ratio may not be obtained because the environment in which the preliminary experiment is performed does not necessarily match the environment in which the pattern is actually formed.
従来、実際にパターンを形成する環境下でパターンのエッチング深さを測定する方法は存在するが、実際にパターンを形成する環境下でエッチングマスクに対するパターンのエッチング選択比を測定する方法は存在しなかった。 Conventionally, there is a method for measuring the etching depth of a pattern in an environment where the pattern is actually formed, but there is no method for measuring the etching selectivity of the pattern to the etching mask in the environment where the pattern is actually formed. It was.
なお、パターンのエッチング深さをエッチング中に測定する方法は、例えば特開平7−58081号公報(特許文献1)や特開平8−248617号公報(特許文献2)に記載されている。
そこで、本発明の課題は、エッチング対象物を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比を求めることができるエッチング選択比測定方法およびエッチング選択比測定装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an etching selectivity measuring method and an etching selectivity measuring apparatus capable of obtaining an etching selectivity of an etching object with respect to an etching mask in an environment in which the etching object is actually etched. It is in.
上記課題を解決するため、本発明のエッチング選択比測定方法は、
エッチング対象物の表面上に形成されたエッチングマスクの一部である回折格子パターンの表面に向けてレーザ光を出射して、上記エッチング対象物および上記回折格子パターンで反射されたレーザ光の光強度に基づいて、エッチング前の上記回折格子パターンの高さを求める工程と、
上記エッチング対象物にエッチングを行って、上記エッチング対象物の上記回折格子パターン近傍の部分に溝を形成した後、エッチング後の上記回折格子パターンの表面へ向けてレーザ光を出射して、エッチング後の上記エッチング対象物および上記回折格子パターンで反射されたレーザ光の光強度に基づいて、エッチング後の上記回折格子パターンの表面から上記溝の底面までの距離を求める工程と、
上記回折格子パターンを含む上記エッチングマスクを除去した後、上記エッチング対象物の表面へ向けてレーザ光を出射して、上記エッチング対象物で反射されたレーザ光の光強度に基づいて、上記溝の深さを求める工程と、
エッチング前の上記回折格子パターンの高さと、エッチング後の上記回折格子パターンの表面から上記溝の底面までの距離と、上記溝の深さとに基づいて、エッチング前の上記回折格子パターンの高さとエッチング後の上記回折格子パターンの高さとの差を求める工程と
を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the etching selectivity measurement method of the present invention is:
Laser light is emitted toward the surface of the diffraction grating pattern that is a part of the etching mask formed on the surface of the etching object, and the light intensity of the laser light reflected by the etching object and the diffraction grating pattern Based on the step of obtaining the height of the diffraction grating pattern before etching,
After etching the object to be etched and forming a groove in the vicinity of the diffraction grating pattern of the object to be etched, laser light is emitted toward the surface of the diffraction grating pattern after etching, and after etching Determining the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom surface of the groove based on the light intensity of the laser beam reflected by the object to be etched and the diffraction grating pattern;
After removing the etching mask including the diffraction grating pattern, laser light is emitted toward the surface of the etching object, and the groove is formed based on the light intensity of the laser light reflected by the etching object. A process for determining depth;
Based on the height of the diffraction grating pattern before etching, the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom of the groove, and the depth of the groove, the height of the diffraction grating pattern before etching and the etching And a step of obtaining a difference from the height of the diffraction grating pattern later.
上記構成のエッチング選択比測定方法によれば、上記エッチング前の回折格子パターンの高さと、エッチング後の回折格子パターンの表面から溝の底面までの距離と、溝の深さとに基づくことにより、エッチング前の回折格子パターンの高さとエッチング後の回折格子パターンの高さとの差を求める。したがって、上記差と溝の深さとを用いて、エッチング対象物を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比を導き出すことができる。 According to the etching selectivity measurement method of the above configuration, the etching is performed based on the height of the diffraction grating pattern before etching, the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom surface of the groove, and the depth of the groove. The difference between the height of the previous diffraction grating pattern and the height of the diffraction grating pattern after etching is obtained. Therefore, the etching selectivity of the etching object with respect to the etching mask in an environment where the etching object is actually etched can be derived using the difference and the depth of the groove.
一実施形態のエッチング選択比測定方法では、上記レーザ光の波長は500nm〜800nmの範囲内である。 In the etching selectivity measuring method according to one embodiment, the wavelength of the laser beam is in the range of 500 nm to 800 nm.
上記実施形態のエッチング選択比測定方法によれば、上記レーザ光の波長は500nm〜800nmの範囲内であるから、上記反射されたレーザの光強度の検出が容易になる。 According to the etching selectivity measurement method of the above embodiment, since the wavelength of the laser beam is in the range of 500 nm to 800 nm, the light intensity of the reflected laser can be easily detected.
また、上記レーザ光の波長を500nm未満にすると、上記反射されたレーザ光が上記レーザ光の出射方向に対して成す角、つまり回折角が大きくなってしまう。例えば、上記反射されたレーザ光である1次回折光の回折角は略90度になってしまう。したがって、上記反射されたレーザ光の光強度の検出が困難になる。 Further, when the wavelength of the laser beam is less than 500 nm, an angle formed by the reflected laser beam with respect to the emission direction of the laser beam, that is, a diffraction angle is increased. For example, the diffraction angle of the first-order diffracted light that is the reflected laser light is approximately 90 degrees. Therefore, it becomes difficult to detect the light intensity of the reflected laser light.
また、上記レーザ光の波長を800nmを越える値にすると、レーザ光の回折角がさらに大きくなってしまうので、上記反射されたレーザ光の光強度の検出がさらに困難になる。 Further, when the wavelength of the laser beam is set to a value exceeding 800 nm, the diffraction angle of the laser beam is further increased, so that it becomes more difficult to detect the light intensity of the reflected laser beam.
一実施形態のエッチング選択比測定方法では、上記反射されたレーザ光は1次回折光である。 In the etching selectivity measurement method according to an embodiment, the reflected laser light is first-order diffracted light.
上記実施形態のエッチング選択比測定方法によれば、上記反射されたレーザ光は1次回折光であるから、レーザ光の光強度の検出精度を高めることができる。 According to the etching selectivity measurement method of the above embodiment, since the reflected laser light is first-order diffracted light, the detection accuracy of the light intensity of the laser light can be increased.
一実施形態のエッチング選択比測定方法では、上記レーザ光の出射方向は上記エッチング対象物の表面に略垂直である。 In the etching selectivity measurement method according to an embodiment, the laser beam emission direction is substantially perpendicular to the surface of the etching object.
上記実施形態のエッチング選択比測定方法によれば、上記レーザ光の出射方向はエッチング対象物の表面に略垂直であるから、エッチング対象物が例えばエッチング中に回転しても、上記反射されたレーザ光の強度がその回転によって変化するのを無くすことができる。 According to the etching selectivity measurement method of the above embodiment, since the laser beam emission direction is substantially perpendicular to the surface of the etching target, the reflected laser is reflected even when the etching target rotates, for example, during etching. It is possible to eliminate the change of the light intensity due to the rotation.
また、本発明のエッチング選択比測定装置は、
エッチング対象物の表面上に形成されたエッチングマスクの一部である回折格子パターンの表面に向けてレーザ光を出射する光源と、
上記エッチング対象物および上記回折格子パターンで反射されたレーザ光を受光すると共に、この受光したレーザ光の光強度に対応する信号を出力する受光部と、
上記信号に基づいて、エッチング前の上記回折格子パターンの高さとエッチング後の上記回折格子パターンの高さとの差を求める演算部と
を備えたことを特徴としている。
Moreover, the etching selectivity measuring apparatus of the present invention is
A light source that emits laser light toward the surface of a diffraction grating pattern that is a part of an etching mask formed on the surface of the object to be etched;
A light receiving unit that receives the laser light reflected by the etching object and the diffraction grating pattern, and outputs a signal corresponding to the light intensity of the received laser light;
An arithmetic unit is provided for obtaining a difference between the height of the diffraction grating pattern before etching and the height of the diffraction grating pattern after etching based on the signal.
上記構成のエッチング選択比測定装置によれば、上記演算部がエッチング前の回折格子パターンの高さとエッチング後の回折格子パターンの高さとの差を求めるから、この差と溝の深さとを用いて、エッチング対象物を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比を導き出すことができる。 According to the etching selectivity measuring apparatus having the above-described configuration, the calculation unit obtains the difference between the height of the diffraction grating pattern before etching and the height of the diffraction grating pattern after etching, and this difference and the depth of the groove are used. It is possible to derive the etching selectivity of the etching object with respect to the etching mask in the environment where the etching object is actually etched.
上記光源がパルス光源であると、エッチングに対するレーザ励起効果を十分低減することが可能となるので好ましい。 It is preferable that the light source is a pulsed light source because the laser excitation effect on etching can be sufficiently reduced.
一実施形態のエッチング選択比測定装置では、上記エッチング選択比が所望値から外れないように管理する。 In the etching selectivity measuring apparatus according to one embodiment, the etching selectivity is managed so as not to deviate from a desired value.
上記実施形態のエッチング選択比測定装置によれば、上記エッチング選択比が所望値から外れないように管理することにより、所望のアスペクト比を確実に得ることができる。つまり、上記エッチング対象物を確実に所望の形状にエッチングできる。 According to the etching selectivity measurement apparatus of the above embodiment, a desired aspect ratio can be reliably obtained by managing the etching selectivity so that it does not deviate from a desired value. That is, the etching object can be reliably etched into a desired shape.
一実施形態のエッチング選択比測定装置では、上記演算部は上記信号を微分回路を介して受ける。 In the etching selectivity measuring apparatus according to one embodiment, the arithmetic unit receives the signal via a differentiation circuit.
上記実施形態のエッチング選択比測定装置によれば、上記演算部は信号を微分回路を介して受けるから、レーザ光の光強度の変化が小さくても、エッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比をエッチング工程で正確に導き出すことできる。 According to the etching selectivity measuring apparatus of the above embodiment, since the arithmetic unit receives the signal through the differentiating circuit, the etching selectivity of the etching object with respect to the etching mask can be set even if the change in the light intensity of the laser beam is small. It can be accurately derived by the etching process.
本発明のエッチング選択比測定方法によれば、エッチング前の回折格子パターンの高さと、エッチング後の回折格子パターンの表面から溝の底面までの距離と、溝の深さとに基づくことによって、エッチング前の回折格子パターンの高さとエッチング後の回折格子パターンの高さとの差が求まるので、この差と溝の深さとを用いて、エッチング対象物を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比を導き出すことができる。 According to the etching selectivity measurement method of the present invention, based on the height of the diffraction grating pattern before etching, the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom of the groove, and the depth of the groove, Since the difference between the height of the diffraction grating pattern and the height of the diffraction grating pattern after etching is obtained, this difference and the depth of the groove are used to perform etching on the etching mask in the environment where the etching target is actually etched. The etching selectivity of the object can be derived.
本発明のエッチング選択比測定装置によれば、演算部がエッチング前の回折格子パターンの高さとエッチング後の回折格子パターンの高さとの差を求めるから、この差と溝の深さとを用いて、エッチング対象物を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスクに対するエッチング対象物のエッチング選択比を導き出すことができる。 According to the etching selectivity measurement apparatus of the present invention, the calculation unit obtains the difference between the height of the diffraction grating pattern before etching and the height of the diffraction grating pattern after etching, and using this difference and the depth of the groove, It is possible to derive the etching selectivity of the etching object with respect to the etching mask in an environment where the etching object is actually etched.
以下、本発明のエッチング選択比測定方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the etching selectivity measurement method of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1実施形態)
図1に、本発明の一実施の形態のエッチング選択比測定装置の概略構成図を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an etching selectivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
上記エッチング選択比測定装置は、基板12へ向けて波長500nm〜800nmのレーザ光を出射する測定用長波長半導体レーザ1と、基板12からの1次回折光を受光すると共に、その受光した1次回折光の光強度に応じた信号を出力するフォトダイオード2と、そのフォトダイオード2が出力した信号を微分回路4を介して受ける演算部3とを備えている。上記測定用長波長半導体レーザ1は光源の一例である。また、上記フォトダイオード2は受光部の一例である。
The etching selectivity measuring apparatus receives the first-order diffracted light from the long-
上記測定用長波長半導体レーザ1は、レーザ光の出射方向が基板12の測定用長波長半導体レーザ1側の表面に対して略垂直になるようにエッチング装置のチャンバ10に固定されている。このチャンバ10内には基板ホルダ11が図中矢印方向に回転自在に配置されており、この基板ホルダ11で基板12を保持するようになっている。
The measurement long
上記演算部3は、フォトダイオード2からの信号に基づいて、フォトダイオード2で受光した1次回折光の光強度を検出する。また、上記演算部3は、各種のデータを記憶させるレコーダ8を有している。
The
上記基板12は、図2に示すように、例えば半導体レーザ等の半導体装置を形成するための装置形成領域Aと、エッチング選択比を測定するためのエッチング選択比測定領域Bとを有している。
As shown in FIG. 2, the
上記エッチング選択比測定領域Bでは、図3Aに示すように、基板12上にエッチング対象物6が形成され、このエッチング対象物6上に回折格子パターン7が形成されている。この回折格子パターン7はエッチングマスク5の一部で構成されている。
In the etching selectivity measurement region B, as shown in FIG. 3A, an
なお、図1の13は、チャンバ10の側壁に設けられた石英窓である。
Note that
上記構成のエッチング選択比測定装置は次のようにしてエッチング選択比を測定する。 The etching selectivity measuring apparatus having the above configuration measures the etching selectivity as follows.
まず、上記エッチング対象物6に対するエッチングを開始する前に、測定用長波長半導体レーザ1をパルス発振または連続発振させて、測定用長波長半導体レーザ1から回折格子パターン7へ向けてレーザ光を出射して、図3Aに示すエッチング対象物6および回折格子パターン7による1次回折光をフォトダイオード2で受光する。これにより、上記1次回折光の光強度に応じた信号がフォトダイオード2から微分回路4を介して演算部3に入力される。そうすると、上記演算部3が、フォトダイオード2からの信号に基づいて、エッチングが施されていない回折格子パターン7の高さH1を求めてレコーダ8に記憶する。
First, before the etching of the
次に、上記エッチング対象物6に対するエッチングを開始し、チャンバ10内にエッチングガスを供給して、エッチング対象物6の一部を基板12の測定用長波長半導体レーザ1側の表面が露出するまでエッチングする。つまり、図3Bに示す溝9をエッチング対象物6の回折格子パターン7近傍の部分に形成する。なお、図2の二点鎖線は、エッチングが施されていない回折格子パターン7の形状を示している。
Next, the etching of the
次に、上記測定用長波長半導体レーザ1をパルス発振または連続発振させて、測定用長波長半導体レーザ1からエッチングが施された回折格子パターン7へ向けてレーザ光を出射して、エッチングが施されたエッチング対象物6および回折格子パターン7による1次回折光をフォトダイオード2で受光する。これにより、上記1次回折光の光強度に応じた信号がフォトダイオード2から微分回路4を介して演算部3に入力される。そうすると、上記演算部3が、フォトダイオード2からの信号に基づいて、エッチングが施された回折格子パターン7の測定用長波長半導体レーザ1側の表面から溝9の底面までの距離H2を求めてレコーダ8に記憶する。
Next, the measurement long
次に、図3Cに示すように、上記エッチングマスク5と共に回折格子パターン7を除去した後、測定用長波長半導体レーザ1をパルス発振または連続発振させて、測定用長波長半導体レーザ1からエッチングが施されたエッチング対象物6へ向けてレーザ光を出射して、エッチングが施されたエッチング対象物6および基板12による1次回折光をフォトダイオード2で受光する。これにより、上記1次回折光の光強度に応じた信号がフォトダイオード2から微分回路4を介して演算部3に入力される。そうすると、上記演算部3が、フォトダイオード2からの信号に基づいて、溝9の深さH3を求めてレコーダ8に記憶する。
Next, as shown in FIG. 3C, after removing the
次に、上記演算部3が、エッチング前の回折格子パターン7の高さH1と、エッチング後の回折格子パターン7の測定用長波長半導体レーザ1側の表面から溝9の底面までの距離H2と、溝9の深さH3とに基づいて、エッチング前の回折格子パターン7の高さとエッチング後の回折格子パターン7の高さとの差(=(H1+H3)−H2)を求める。
Next, the
最後に、上記演算部3が、エッチング前の回折格子パターン7の高さとエッチング後の回折格子パターン7の高さとの差と、溝9の深さH3とに基づいて、エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比を導き出す。具体的には、上記エッチング選択比は、
で導き出す。
Finally, the
Derived by.
このように、上記エッチング前の回折格子パターン7の高さH1と、エッチング後の回折格子パターン7の測定用長波長半導体レーザ1側の表面から溝9の底面までの距離H2と、溝9の深さH3とに基づくことにより、エッチング対象物6を実際にエッチングする環境下でのエッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比を導き出すことができる。
Thus, the height H1 of the
また、上記測定用長波長半導体レーザ1は、レーザ光の出射方向が基板12の測定用長波長半導体レーザ1側の表面に対して略垂直になるようにエッチング装置のチャンバ10に固定されているから、エッチング対象物6および回折格子パターン7に対するレーザ光の入射角を調整する必要はない。
The measurement long
また、上記エッチングの均一性を良くするためにエッチング中に基板回転を行っても、測定用長波長半導体レーザ1のレーザ光の出射方向が基板12の測定用長波長半導体レーザ1側の表面に対して略垂直であるから、エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比の測定に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。
Further, even if the substrate is rotated during the etching in order to improve the uniformity of the etching, the emission direction of the laser light of the measurement long
また、上記エッチング前の回折格子パターン7の高さH1と、エッチング後の回折格子パターン7の測定用長波長半導体レーザ1側の表面から溝9の底面までの距離H2と、溝9の深さH3とに基づくことにより求めたエッチング選択比が所望値と異なっていた場合、チャンバ10内へのエッチングガスの供給量を変更する等することにより、次のエッチング時に所望のアスペクト比を確実に得ることができる。
Further, the height H1 of the
上記実施の形態では、フォトダイオード2で1次回折光を受光していたが、フォトダイオード2で2次以上の回折光を受光するようにしてもよい。
In the above embodiment, the first-order diffracted light is received by the
上記エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比を1次以上の回折光を用いて測定する場合、入射光(測定用長波長半導体レーザ1が出射するレーザ光)の波長は可視光の範囲内に設定するのが好ましい。
When the etching selectivity of the
上記測定用長波長半導体レーザ1が出射するレーザ光をパルスレーザ光とすることにより、エッチングに対してレーザ励起効果が十分に低減可能となるので好ましい。
It is preferable that the laser beam emitted from the long-
また、上記実施の形態では、装置形成領域A外にエッチング選択比測定領域Bを設けていたが、装置形成領域A内にエッチング選択比測定領域Bを設けてもよい。 In the above embodiment, the etching selectivity measurement region B is provided outside the device formation region A. However, the etching selectivity measurement region B may be provided within the device formation region A.
また、上記実施の形態では、エッチング選択比測定領域Bを装置形成領域Aと同一の基板12に設けていたが、エッチング選択比測定領域Bを装置形成領域Aと異なる基板12に設けてもよい。つまり、上記エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比を求めるためだけのエッチング選択比モニタ用基板を用意し、このエッチング選択比モニタ用基板にエッチング選択比測定領域Bのみを形成してもよい。上記エッチング選択比モニタ用基板を用いる場合、装置形成領域Aが形成され、かつ、エッチング選択比測定Bが形成されていない基板と、エッチング選択比モニタ用基板とに同時にエッチングを行うのが好ましい。
In the above embodiment, the etching selectivity measurement region B is provided on the
また、上記実施の形態では、基板12上のエッチング対象物6をエッチングしたが、基板12の測定用長波長半導体レーザ1側の表面上に回折格子パターン7を形成して、基板12をエッチングしてもよい。この場合、上記基板12がエッチング対象物の一例となる。
In the above embodiment, the
また、本発明は、例えば半導体レーザの作成に限らず、基板や半導体層等を所定のアスペクト比をもった形状で制御性良くエッチングする各種の製造プロセスに適用することができる。 The present invention is not limited to the production of a semiconductor laser, for example, and can be applied to various manufacturing processes in which a substrate, a semiconductor layer, and the like are etched in a shape having a predetermined aspect ratio with good controllability.
ところで、図5に示すように、上記回折格子パターン6の回折角は、格子間隔dにより定まり、格子の溝深さ、形状により回折効率が定まる。そして、回折光の光強度は次の式で与えられる。
By the way, as shown in FIG. 5, the diffraction angle of the
幅α
光の入射している範囲でのスリット数M
入射光強度I0
θn:N次回折光の角度
θ0:入射光角度
とすると、出射光強度は
で示される。
Width α
Number of slits M in the light incident range
Incident light intensity I 0
θ n : angle of Nth order diffracted light θ 0 : angle of incident light
Then, the emitted light intensity is
Indicated by
実際のエッチングにおいて、エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比が低い場合、図4Bに示すように、格子間隔dは一定で幅αが小さくなるため、回折光の光強度は相対的に小さくなる。逆に、上記エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比が高い場合、図4Aに示すように、回折光の光強度は相対的に大きくなる。
In actual etching, when the etching selection ratio of the
本発明の他の実施の形態によれば、本エッチングにはレーザ等で使用されるGaAs半導体基板上にSiO2膜をP−CVD(プラズマ化学蒸気堆積)法等で成膜する。上記基板にレジストを塗布し、ステッパー等の露光機によりパターンを転写させ、現像して基板上にレジストパターンを形成する。 According to another embodiment of the present invention, a SiO 2 film is formed by a P-CVD (plasma chemical vapor deposition) method or the like on a GaAs semiconductor substrate used in a laser or the like for this etching. A resist is applied to the substrate, the pattern is transferred by an exposure machine such as a stepper, and developed to form a resist pattern on the substrate.
次に、RIE(リアクティブイオンエッチング)装置でのエッチングの際に本発明により、エッチング前に受光部の光軸合せを行いの1次回折パターンの強度をモニタする。 Next, when etching is performed by a RIE (reactive ion etching) apparatus, the intensity of the first-order diffraction pattern obtained by aligning the optical axis of the light receiving portion is monitored before the etching according to the present invention.
そこで、エッチングを開始すると上記記載のように反射光のパターン強度が変化する。その変化量を記録し、実際のパターンの角度との対応をつけておけば、間接的ではあるがその場エッチング選択比を測定することができるのである。回折パターンとしてd=1.60×10−6m程度の周期をもつ回折パターンを基板の一部に形成したとして、測定用光源に波長670nmの赤色半導体レーザを用いた場合、1次回折パターンは
θ=24.7°
の位置に回折パターンが出現することになる(図5参照)。
Therefore, when the etching is started, the pattern intensity of the reflected light changes as described above. If the amount of change is recorded and correlated with the actual pattern angle, the in-situ etching selectivity can be measured, albeit indirectly. Assuming that a diffraction pattern having a period of about d = 1.60 × 10 −6 m is formed on a part of the substrate as a diffraction pattern, when a red semiconductor laser having a wavelength of 670 nm is used as a measurement light source, the first-order diffraction pattern is
θ = 24.7 °
A diffraction pattern appears at the position (see FIG. 5).
また、本発明は、層構造の無い基板、吸収の大きい基板または屈折率の低い基板などを用いても、エッチングマスク5に対するエッチング対象物6のエッチング選択比を正確に求めることができる。
Further, according to the present invention, the etching selectivity of the
1 測定用長波長半導体レーザ
2 フォトダイオード
3 演算部
4 微分回路
5 エッチングマスク
6 エッチング対象物
7 回折格子パターン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記エッチング対象物にエッチングを行って、上記エッチング対象物の上記回折格子パターン近傍の部分に溝を形成した後、エッチング後の上記回折格子パターンの表面へ向けてレーザ光を出射して、エッチング後の上記エッチング対象物および上記回折格子パターンで反射されたレーザ光の光強度に基づいて、エッチング後の上記回折格子パターンの表面から上記溝の底面までの距離を求める工程と、
上記回折格子パターンを含む上記エッチングマスクを除去した後、上記エッチング対象物の表面へ向けてレーザ光を出射して、上記エッチング対象物で反射されたレーザ光の光強度に基づいて、上記溝の深さを求める工程と、
エッチング前の上記回折格子パターンの高さと、エッチング後の上記回折格子パターンの表面から上記溝の底面までの距離と、上記溝の深さとに基づいて、エッチング前の上記回折格子パターンの高さとエッチング後の上記回折格子パターンの高さとの差を求める工程と
を備えたことを特徴とするエッチング選択比測定方法。 Laser light is emitted toward the surface of the diffraction grating pattern that is a part of the etching mask formed on the surface of the etching object, and the light intensity of the laser light reflected by the etching object and the diffraction grating pattern A step of determining the height of the diffraction grating pattern before etching based on
After etching the object to be etched and forming a groove in the vicinity of the diffraction grating pattern of the object to be etched, laser light is emitted toward the surface of the diffraction grating pattern after etching, and after etching Determining the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom surface of the groove based on the light intensity of the laser beam reflected by the object to be etched and the diffraction grating pattern;
After removing the etching mask including the diffraction grating pattern, laser light is emitted toward the surface of the etching object, and the groove is formed based on the light intensity of the laser light reflected by the etching object. A process for determining depth;
Based on the height of the diffraction grating pattern before etching, the distance from the surface of the diffraction grating pattern after etching to the bottom of the groove, and the depth of the groove, the height of the diffraction grating pattern before etching and the etching And a step for obtaining a difference from the height of the diffraction grating pattern later.
上記レーザ光の波長は500nm〜800nmの範囲内であることを特徴とするエッチング選択比測定方法。 In the etching selectivity measurement method according to claim 1,
An etching selectivity measuring method, wherein the wavelength of the laser beam is in a range of 500 nm to 800 nm.
上記反射されたレーザ光は1次回折光であることを特徴とするエッチング選択比測定方法。 In the etching selectivity measurement method according to claim 1,
An etching selectivity measurement method, wherein the reflected laser light is first-order diffracted light.
上記レーザ光の出射方向は上記エッチング対象物の表面に略垂直であることを特徴とするエッチング選択比測定方法。 In the etching selectivity measurement method according to claim 1,
The method of measuring an etching selectivity, wherein an emission direction of the laser beam is substantially perpendicular to a surface of the etching object.
上記エッチング対象物および上記回折格子パターンで反射されたレーザ光を受光すると共に、この受光したレーザ光の光強度に対応する信号を出力する受光部と、
上記信号に基づいて、エッチング前の上記回折格子パターンの高さとエッチング後の上記回折格子パターンの高さとの差を求める演算部と
を備えたことを特徴とするエッチング選択比測定装置。 A light source that emits laser light toward the surface of a diffraction grating pattern that is a part of an etching mask formed on the surface of the object to be etched;
A light receiving unit that receives the laser light reflected by the etching object and the diffraction grating pattern, and outputs a signal corresponding to the light intensity of the received laser light;
An etching selectivity measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains a difference between the height of the diffraction grating pattern before etching and the height of the diffraction grating pattern after etching based on the signal.
上記エッチング選択比が所望値から外れないように管理することを特徴とするエッチング選択比測定装置。 In the etching selectivity measuring apparatus according to claim 5,
An etching selectivity measuring apparatus, wherein the etching selectivity is managed so as not to deviate from a desired value.
上記演算部は上記信号を微分回路を介して受けることを特徴とするエッチング選択比測定装置。 In the etching etching selectivity measurement apparatus according to claim 5,
The etching selection ratio measuring apparatus, wherein the arithmetic unit receives the signal via a differentiation circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005145063A JP2006324384A (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005145063A JP2006324384A (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006324384A true JP2006324384A (en) | 2006-11-30 |
Family
ID=37543850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005145063A Pending JP2006324384A (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006324384A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102157361A (en) * | 2010-12-15 | 2011-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | Method for preparing semiconductor T-shaped gate electrode by utilizing photon beam super-diffraction technology |
JP2012227200A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Disco Abrasive Syst Ltd | Etching amount detection method |
-
2005
- 2005-05-18 JP JP2005145063A patent/JP2006324384A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102157361A (en) * | 2010-12-15 | 2011-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | Method for preparing semiconductor T-shaped gate electrode by utilizing photon beam super-diffraction technology |
CN102157361B (en) * | 2010-12-15 | 2012-03-21 | 中国科学院半导体研究所 | Method for preparing semiconductor T-shaped gate electrode by utilizing photon beam super-diffraction technology |
JP2012227200A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Disco Abrasive Syst Ltd | Etching amount detection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8518283B2 (en) | Plasma etching method capable of detecting end point and plasma etching device therefor | |
JP5584682B2 (en) | Improved metrology by using forward and side feeds and reusing measurement cells | |
JP6019043B2 (en) | Etching process control using optical metrology and sensor devices | |
US6771374B1 (en) | Scatterometry based measurements of a rotating substrate | |
JP5027753B2 (en) | Substrate processing control method and storage medium | |
US8961804B2 (en) | Etch rate detection for photomask etching | |
JP6705023B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US20030000922A1 (en) | Using scatterometry to develop real time etch image | |
US10453696B2 (en) | Dual endpoint detection for advanced phase shift and binary photomasks | |
US8956809B2 (en) | Apparatus and methods for etching quartz substrate in photomask manufacturing applications | |
US20200158495A1 (en) | System and method for detecting etch depth of angled surface relief gratings | |
JP2006074067A (en) | Plasma treatment apparatus and method | |
JP2000292129A (en) | Method and device for measuring etching depth | |
JP2006324384A (en) | Etch selectivity measuring method and etch selectivity measurement device | |
US7052575B1 (en) | System and method for active control of etch process | |
US6562248B1 (en) | Active control of phase shift mask etching process | |
JP2002005635A (en) | Method and apparatus for measuring etching depth, and etching system | |
JP5552776B2 (en) | Manufacturing method and inspection method of mold for nanoimprint | |
JP6277627B2 (en) | Photomask defect correction method | |
US6931618B1 (en) | Feed forward process control using scatterometry for reticle fabrication | |
US20030082838A1 (en) | Method and system for monitoring a semiconductor wafer plasma etch process | |
JP2013210497A (en) | Defect correction method for photomask, defect correction device, and photomask | |
JP2005033228A (en) | Plasma treatment apparatus and treatment method | |
TW201714215A (en) | Single-wafer real-time etch rate and uniformity predictor for plasma etch processes | |
JPH0682636B2 (en) | Dry etching method |