JP2023100573A - Determination method and substrate processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、判定方法及び基板処理装置に関するものである。 The present disclosure relates to a determination method and a substrate processing apparatus.
特許文献1は、ウエハの表面のSiO2膜に形成された凹部を埋めるようにSiN膜を成膜するにあたって、凹部を隙間なく埋める技術を開示する。
本開示は、埋め込み不良の発生を検出する技術を提供する。 The present disclosure provides techniques for detecting the occurrence of embedding defects.
本開示の一態様による判定方法は、凹部を含むパターンが形成され、凹部に埋め込み材料の埋め込みが行われた基板の分光計測を行い、埋め込み材料が埋め込まれた基板の吸光度スペクトルを測定する工程と、測定された基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、凹部の埋め込み状態を判定する工程と、を有する。更に、この定義の説明を詳細に述べると、上記の「吸光度スペクトル」を反射光から得られた「反射率スペクトル」の波長領域の面積積分値(差分値)と等価と考えてもよい。つまり「吸光度スペクトル」は「反射率スペクトラム」の変化量として差し支えない。 A determination method according to one aspect of the present disclosure includes a step of performing spectroscopic measurement on a substrate in which a pattern including recesses is formed and in which a embedding material is embedded in the recesses, and measuring an absorbance spectrum of the substrate in which the embedding material is embedded. and determining the embedding state of the recesses based on integrated values of intensities at a plurality of wavenumbers of the measured absorbance spectrum of the substrate. Further, to explain this definition in detail, the above "absorbance spectrum" may be considered equivalent to the area integral value (difference value) of the wavelength region of the "reflectance spectrum" obtained from the reflected light. In other words, the "absorbance spectrum" can be used as the amount of change in the "reflectance spectrum".
本開示によれば、埋め込み不良の発生を検出できる。 According to the present disclosure, occurrence of embedding failure can be detected.
以下、図面を参照して本願の開示する判定方法及び基板処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する判定方法及び基板処理装置が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the determination method and the substrate processing apparatus disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present embodiment does not limit the disclosed determination method and substrate processing apparatus.
半導体デバイスの製造では、凹部を含むパターンが形成された半導体ウエハ等の基板に対して、成膜装置によって導電性膜や絶縁膜の成膜が行われる。成膜装置は、所定の真空度にされたチャンバ内に基板を配置し、チャンバ内に成膜原料ガスを供給すると共に、熱あるいはプラズマ等の反応支援エネルギーを利用して、基板に対して成膜を行う。成膜技術として、例えば、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)、熱ALD(Atomic Layer Deposition)、PE-CVD(Plasma Enhancement CVD)、PE-ALD(Plasma Enhancement ALD)等が知られている。 2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, a conductive film or an insulating film is formed by a film forming apparatus on a substrate such as a semiconductor wafer on which a pattern including recesses is formed. A film forming apparatus places a substrate in a chamber maintained at a predetermined degree of vacuum, supplies a film forming raw material gas into the chamber, and utilizes reaction supporting energy such as heat or plasma to form a film on the substrate. Do membrane. Thermal CVD (Chemical Vapor Deposition), thermal ALD (Atomic Layer Deposition), PE-CVD (Plasma Enhancement CVD), PE-ALD (Plasma Enhancement ALD), and the like are known as film forming techniques.
ところで、基板に形成されるパターンの微細化と共に立体(3D)化が進み、基板内の凹部に埋め込み処理を行う等の成膜を行った場合に微細化されたアスペクトパターンの凹部には、正常に導電性膜や絶縁膜が埋め込まれず、空隙が形成された状態で埋め込んでしまう埋め込み不良が発生するおそれがある。 By the way, three-dimensional (3D) patterns have progressed along with the miniaturization of patterns formed on substrates. There is a possibility that the conductive film or the insulating film is not embedded in the gaps, and there is a possibility that the gaps are embedded in the gaps.
そこで、埋め込み不良の発生を検出する技術が期待されている。 Therefore, a technique for detecting the occurrence of embedding defects is expected.
[実施形態]
[装置構成]
次に、第1実施形態について説明する。最初に、本開示の基板処理装置の一例について説明する。以下では、本開示の基板処理装置を成膜装置100とし、成膜装置100により、基板処理として成膜を行う場合を主な例として説明する。図1は、第1実施形態に係る成膜装置100の概略構成の一例を示す概略断面図である。本実施形態では、成膜装置100が本開示の基板処理装置に対応する。成膜装置100は、1つの実施形態において、基板Wに対して成膜を行う装置である。図1に示す成膜装置100は、気密に構成され、電気的に接地電位とされたチャンバ1を有している。このチャンバ1は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化被膜を形成されたアルミニウム、酸化アルミニウム等から構成されている。チャンバ1内には、載置台2が設けられている。
[Embodiment]
[Device configuration]
Next, a first embodiment will be described. First, an example of the substrate processing apparatus of the present disclosure will be described. In the following description, a
載置台2は、例えばアルミニウム、ニッケル、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の金属やセラミックスにより形成されている。載置台2の上面には、半導体ウエハ等の基板Wが載置される。基板Wは、凹部を含むパターンが形成されている。載置台2は、載置された基板Wを水平に支持する。載置台2の下面は、導電性材料により形成された支持部材4に電気的に接続されている。載置台2は、支持部材4によって支持されている。支持部材4は、チャンバ1の底面で支持されている。支持部材4の下端は、チャンバ1の底面に電気的に接続されており、チャンバ1を介して接地されている。支持部材4の下端は、載置台2とグランド電位との間のインピーダンスを下げるように調整された回路を介してチャンバ1の底面に電気的に接続されていてもよい。
The mounting table 2 is made of metal such as aluminum, nickel, aluminum oxide, aluminum nitride, or ceramics. A substrate W such as a semiconductor wafer is mounted on the upper surface of the mounting table 2 . The substrate W is formed with a pattern including recesses. The mounting table 2 supports the mounted substrate W horizontally. A lower surface of the mounting table 2 is electrically connected to a
載置台2には、ヒータ5が内蔵されており、載置台2に載置される基板Wをヒータ5によって所定の温度に加熱することができる。載置台2は、冷媒を流通させるための流路(図示せず)が内部に形成され、チャンバ1の外部に設けられたチラーユニットによって温度制御された冷媒が流路内に循環供給されてもよい。ヒータ5による加熱と、チラーユニットから供給された冷媒による冷却とにより、載置台2は、基板Wを所定の温度に制御してもよい。なお、載置台2は、ヒータ5を搭載せず、チラーユニットから供給される冷媒のみで基板Wの温度制御を行ってもよい。
A
なお、載置台2には、電極が埋め込まれていてもよい。この電極に供給された直流電圧によって発生した静電気力により、載置台2は、上面に載置された基板Wを吸着させることができる。 An electrode may be embedded in the mounting table 2 . The mounting table 2 can attract the substrate W mounted on the upper surface by electrostatic force generated by the DC voltage supplied to the electrodes.
載置台2は、基板Wを昇降するためのリフターピン6が設けられている。成膜装置100では、基板Wを搬送する場合や、基板Wに対して分光計測を行う場合、載置台2からリフターピン6を突出させ、リフターピン6で基板Wを裏面から支持して基板Wを載置台2から上昇させる。図2は、第1実施形態に係る成膜装置100において基板Wを載置台2から上昇させた状態を示す図である。成膜装置100には、基板Wが搬送される。例えば、チャンバ1の側壁には、基板Wを搬入出するための不図示の搬入出口が設けられている。この搬入出口には、当該搬入出口を開閉するゲートバルブが設けられている。基板Wを搬入出する際、ゲートバルブは、開状態とされる。基板Wは、搬送室内の搬送機構(図示せず)により搬入出口からチャンバ1内に搬入される。成膜装置100は、チャンバ1外に設けられた昇降機構(図示せず)を制御してリフターピン6を上昇させて搬送機構から基板Wを受け取る。成膜装置100は、搬送機構の退出後、昇降機構を制御してリフターピン6を下降させて基板Wを載置台2に載置する。
The mounting table 2 is provided with
載置台2の上方であってチャンバ1の内側面には、略円盤状に形成されたシャワーヘッド16が設けられている。シャワーヘッド16は、セラミックス等の絶縁部材45を介して、載置台2の上部に支持されている。これにより、チャンバ1とシャワーヘッド16とは、電気的に絶縁されている。シャワーヘッド16は、例えばニッケル等の導電性の金属により形成されている。
Above the mounting table 2 and on the inner side surface of the
シャワーヘッド16は、天板部材16aと、シャワープレート16bとを有する。天板部材16aは、チャンバ1内を上側から塞ぐように設けられている。シャワープレート16bは、天板部材16aの下方に、載置台2に対向するように設けられている。天板部材16aには、ガス拡散空間16cが形成されている。天板部材16aとシャワープレート16bは、ガス拡散空間16cに向けて開口する多数のガス吐出孔16dが分散して形成されている。
The
天板部材16aには、ガス拡散空間16cへ各種のガスを導入するためのガス導入口16eが形成されている。ガス導入口16eには、ガス供給路15aが接続されている。ガス供給路15aには、ガス供給部15が接続されている。
A
ガス供給部15は、成膜に用いる各種のガスのガス供給源にそれぞれ接続されたガス供給ラインを有している。各ガス供給ラインは、成膜のプロセスに対応して適宜分岐し、開閉バルブなどのバルブや、マスフローコントローラなどの流量制御器など、ガスの流量を制御する制御機器が設けられている。ガス供給部15は、各ガス供給ラインに設けられた開閉バルブや流量制御器などの制御機器を制御することにより、各種のガスの流量の制御が可能とされている。
The
ガス供給部15は、ガス供給路15aに成膜に用いる各種のガスを供給する。例えば、ガス供給部15は、成膜の原料ガスをガス供給路15aに供給する。また、ガス供給部15は、パージガスや原料ガスと反応する反応ガスをガス供給路15aに供給する。ガス供給路15aに供給されたガスは、ガス拡散空間16cで拡散されて各ガス吐出孔16dから吐出される。
The
シャワープレート16bの下面と載置台2の上面とによって囲まれた空間は、成膜処理が行われる処理空間をなす。また、シャワープレート16bは、載置台2と対になり、処理空間に容量結合プラズマ(CCP)を形成するための電極板として構成されている。シャワーヘッド16には、整合器11を介して高周波電源10が接続されている。高周波電源10からシャワーヘッド16を介して処理空間40に供給されたガスに高周波電力(RF電力)が印加されると共にシャワーヘッド16からガスが供給されることで、処理空間にプラズマが形成される。なお、高周波電源10は、シャワーヘッド16に接続される代わりに載置台2に接続され、シャワーヘッド16が接地されるようにしてもよい。
A space surrounded by the lower surface of the
チャンバ1の底部には、排気口71が形成されている。排気口71には、排気管72を介して排気装置73が接続されている。排気装置73は、真空ポンプや圧力調整バルブを有する。排気装置73は、真空ポンプや圧力調整バルブを作動させることにより、チャンバ1内を所定の真空度まで減圧、調整できる。
An
成膜装置100は、チャンバ1内の基板Wに対して分光計測を行い、基板Wに成膜した膜の状態の検出が可能とされている。分光計測には、基板Wに光を照射し、基板Wを透過した光(透過光)を測定する手法(透過法)と、基板Wを反射した光(反射光)を測定する手法(反射法)がある。図1に示した成膜装置100は、基板Wを透過した透過光を測定する構成とした場合の例を示している。チャンバ1は、載置台2を介して相対する側壁に、窓80a、窓80bが設けられている。窓80aは、側壁の高い位置に設けられている。窓80bは、側壁の低い位置に設けられている。窓80a、窓80bは、例えば石英などの光に対して透過性を有する部材がはめ込まれ、封止されている。窓80aの外側には、光を照射する照射部81が設けられている。窓80bの外側には、光を検出可能な検出部82が設けられている。
The
透過法により分光計測を行う場合、成膜装置100は、図2に示したように、載置台2からリフターピン6を突出させ、基板Wを載置台2から上昇させる。窓80a及び照射部81は、照射部81から照射された光が窓80aを介して、上昇させた基板Wの上面に照射されるように位置が調整されている。また、窓80b及び検出部82は、上昇させた基板Wを透過した光による透過光が窓80bを介して検出部82に入射するように位置が調整されている。
When spectroscopic measurement is performed by a transmission method, the
分光計測では、基板Wに照射する測定光が、基板Wに対して透過性を有する光であることが好ましい。例えば、基板Wをシリコン基板とした場合、分光計測では、シリコン基板に対して透過性を有する赤外光を照射することが好ましい。また、例えば、CVDにより埋め込み材料としてSiO膜やSiN膜を成膜する場合、測定光の波長は、赤外光以下の短波長、例えば、可視光領域の光を用いてもよい。特に、基板Wに形成された凹部の深さが比較的浅い場合、測定光は、0.1um~0.22um程度の短波長の光を用いてもよい。 In the spectroscopic measurement, it is preferable that the measurement light with which the substrate W is irradiated is light that is transparent to the substrate W. As shown in FIG. For example, when the substrate W is a silicon substrate, it is preferable to irradiate the silicon substrate with infrared light having transparency in the spectroscopic measurement. Further, for example, when forming a SiO film or SiN film as a filling material by CVD, the wavelength of the measurement light may be a short wavelength shorter than infrared light, for example, light in the visible light region. In particular, when the depth of the concave portion formed in the substrate W is relatively shallow, light with a short wavelength of about 0.1 μm to 0.22 μm may be used as the measurement light.
本実形態に係る成膜装置100は、分光計測として、赤外光を用いた赤外分光法(IR:infrared spectroscopy)により分析を行い、基板Wに成膜した膜の状態を検出する。照射部81は、赤外光を照射する。検出部82は、基板Wを透過した赤外光を検出する。照射部81は、照射した赤外光が窓80aを介して、上昇させた基板Wの中央付近の所定の領域に当たるように配置されている。検出部82は、基板Wの所定の領域を透過した透過光が窓80bを介して入射するよう配置されている。
The
本実形態に係る成膜装置100は、分光計測により、基板Wを透過した透過光の波数毎の吸光度を求めることで、基板Wに成膜した膜の状態を検出する。具体的には、成膜装置100は、フーリエ変換赤外分光法により、基板Wを透過した透過光の波数毎の吸光度を求めることで、基板Wに成膜した膜の埋め込み不良を検出する。
The
照射部81は、赤外光を発する光源や、ミラー、レンズ等の光学素子を内蔵し、干渉させた赤外光を照射可能とされている。例えば、照射部81は、光源で発生した赤外光が外部へ出射されるまでの光路の中間部分を、ハーフミラー等で2つの光路に分光し、一方の光路長を、他方の光路長に対して変動させて光路差を変えて干渉させて、光路差の異なる様々な干渉波の赤外光を照射する。なお、照射部81は、光源を複数設け、それぞれの光源の赤外光を光学素子で制御して、光路差の異なる様々な干渉波の赤外光を照射可能としてもよい。本実施形態では、照射部81が本開示の光源に対応する。
The
検出部82は、基板Wを透過した様々な干渉波の赤外光による透過光の信号強度を検出する。本実施形態では、検出部82が本開示の受光機構に対応する。
The
上記のように構成された成膜装置100は、制御部60によって、その動作が統括的に制御される。制御部60には、ユーザインターフェース61と、記憶部62とが接続されている。
The operation of the
ユーザインターフェース61は、工程管理者が成膜装置100を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボード等の操作部や、成膜装置100の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示部から構成されている。ユーザインターフェース61は、各種の動作を受け付ける。例えば、ユーザインターフェース61は、プラズマ処理の開始を指示する所定操作を受け付ける。
The
記憶部62には、成膜装置100で実行される各種処理を制御部60の制御にて実現するためのプログラム(ソフトウエア)や、処理条件、プロセスパラメータ等のデータが格納されている。なお、プログラムやデータは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体(例えば、ハードディスク、CD、フレキシブルディスク、半導体メモリ等)などに格納された状態のものを利用してもよい。或いは、プログラムやデータは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
The
制御部60は、例えば、プロセッサ、メモリ等を備えるコンピュータである。制御部60は、ユーザインターフェース61からの指示等に基づいてプログラムやデータを記憶部62から読み出して成膜装置100の各部を制御することで、後述する基板処理を実行する。
The
制御部60は、データの入出力を行う不図示のインタフェースを介して、照射部81及び検出部82と接続され、各種の情報を入出力する。制御部60は、照射部81及び検出部82を制御する。例えば、照射部81は、制御部60からの制御情報に基づいて、光路差の異なる様々な干渉波を照射する。また、制御部60は、検出部82により検出された赤外光の信号強度のデータが入力する。
The
ここで、図1及び図2では、透過法の分光計測が可能なように、成膜装置100を、基板Wを透過した透過光を測定する構成とした場合の例を説明した。しかし、成膜装置100は、反射法の分光計測が可能なように構成してもよい。図3は、第1実施形態に係る成膜装置100の他の一例を示す概略構成図である。図3に示した成膜装置100は、基板Wを反射した反射光を測定する構成とした場合の例を示している。
Here, in FIGS. 1 and 2, an example in which the
図3に示す成膜装置100では、チャンバ1の側壁の載置台2を介して対向した位置に、窓80a、窓80bが設けられている。窓80aの外側には、光を照射する照射部81が設けられている。窓80bの外側には、光を検出可能な検出部82が設けられている。窓80a及び照射部81は、照射部81から照射された光が窓80aを介して基板Wに照射されるように位置が調整されている。また、窓80b及び検出部82は、基板Wで反射された光が窓80bを介して検出部82に入射するように位置が調整されている。また、チャンバ1の窓80a、窓80bと異なる側壁には、基板Wを搬入出するための不図示の搬入出口が設けられている。この搬入出口には、当該搬入出口を開閉するゲートバルブが設けられている。
In the
本実形態に係る成膜装置100は、分光計測として、赤外光を用いた赤外分光法により分析を行い、基板Wに成膜した膜の状態を検出する。照射部81は、赤外光を照射する。検出部82は、基板Wを反射した赤外光を検出する。照射部81は、照射した赤外光が窓80aを介して基板Wの中央付近の所定の領域に当たるように配置されている。検出部82は、基板Wの所定の領域で反射された赤外光が窓80bを介して入射するよう配置されている。このように、図3に示す成膜装置100は、反射法による赤外分光法の分析が可能とされている。
The
第1実施形態に係る成膜装置100は、照射部81から基板Wに入射する光の入射角及び照射位置を変更可能に構成してもよい。例えば、図1及び図3では、不図示の駆動機構により、照射部81を上下方向に移動可能及び回転可能に構成して、照射部81から基板Wに入射する光の入射角及び照射位置を変更可能に構成している。
The
次に、第1実施形態に係る成膜装置100により、基板Wに対して基板処理として成膜処理を実施する流れを簡単に説明する。不図示の搬送アーム等の搬送機構により基板Wが載置台2に載置される。基板Wは、凹部を含むパターンが形成されている。成膜装置100は、基板Wに対して成膜処理を実施する場合、排気装置73により、チャンバ1内を減圧する。成膜装置100は、ガス供給部15から成膜に用いる各種のガスを供給してシャワーヘッド16からチャンバ1内に処理ガスを導入する。そして、成膜装置100は、高周波電源10から高周波電力を供給して処理空間にプラズマを生成し、基板Wに対して、成膜を実施する。
Next, a brief description will be given of a flow of performing film formation processing as substrate processing on the substrate W by the
ところで、半導体デバイスは、微細化が進み、基板Wに形成されるパターンもナノスケールの複雑な形状を有する。例えば、VLSI(very large scale integration)の半導体の製造プロセスでは、微細化が既にnm(ナノメートル)の領域まで進み、さらに高集積化の市場要求により微細化のみならず3D化が進んでいる。プラズマを用いた成膜では、微細なパターンに含まれる凹部を空隙が形成された状態で埋め込んでしまう埋め込み不良が発生するおそれがある。このような空隙は、ボイドやシームなどと呼ばれる。以下では、凹部内に形成される空隙をボイドとも称する。 By the way, semiconductor devices have been miniaturized, and the patterns formed on the substrate W have complex nanoscale shapes. For example, in the manufacturing process of VLSI (very large scale integration) semiconductors, miniaturization has already progressed to the nm (nanometer) range, and market demand for higher integration has led not only to miniaturization but also to 3D. In the film formation using plasma, there is a possibility that an embedding failure occurs in which recesses included in a fine pattern are embedded in a state in which voids are formed. Such voids are called voids or seams. Below, the voids formed in the recesses are also referred to as voids.
図4は、第1実施形態に係る成膜前の基板Wの一例を説明する図である。図4には、基板Wの概略的な断面が示されている。基板Wは、例えば、シリコン(Si)により形成されている。基板Wには、それぞれ半導体デバイスのチップとなる領域に対応してパターン90が形成されている。パターン90には、様々な形状や深さの凹部91が含まれている。図5は、第1実施形態に係る成膜後の基板Wの一例を示す図である。図5は、凹部91を有するパターン90に膜92を成膜した状態を模式的に示している。成膜の結果、基板Wは、一部の凹部91aが膜92で埋め込みきれておらず、凹部91aに空隙であるボイド93が形成されている。図5では、内部にボイド93が発生した凹部91を「NG potion」として示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the substrate W before film formation according to the first embodiment. A schematic cross-section of the substrate W is shown in FIG. The substrate W is made of silicon (Si), for example.
そこで、第1実施形態に係る成膜装置100は、基板Wに対して、分光計測を行い、分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出する。例えば、成膜装置100は、照射部81から基板Wに照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82により検出して分光計測を行い、埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの吸光度スペクトルを測定する。そして、成膜装置100は、測定された基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。
Therefore, the
分光計測において基板Wに照射する光(測定光)のスポットサイズについて説明する。図6は、第1実施形態に係る分光計測における測定光のスポットサイズの一例を示す図である。図6には、基板Wが概略的に示されており、また、基板Wの一部が拡大して示されている。図6には、基板Wをチップに分割する際のスクライブライン(Scribe Line)SLが示されている。基板Wは、それぞれチップとなる領域ごとにパターン90が形成されている。例えば、スクライブラインSLに囲まれた各領域95がそれぞれチップとなる。
The spot size of the light (measurement light) with which the substrate W is irradiated in the spectroscopic measurement will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of a spot size of measurement light in spectroscopic measurement according to the first embodiment. The substrate W is shown schematically in FIG. 6, and a portion of the substrate W is shown enlarged. FIG. 6 shows scribe lines SL for dividing the substrate W into chips. A
測定光のスポットサイズ96は、それぞれチップとなる1つの領域95のパターン90を包括する大きさとすることが好ましい。例えば、測定光のスポットサイズ96は、チップよりも大きいサイズとすることが好ましい。例えば、チップが0.5cm~2.0cm角で形成される場合、測定光のスポットサイズ96は、0.5cm~2.0cm角のエリアを包括する大きさとすることが好ましい。例えば、照射部81から照射される測定光のスポットサイズ(面積)が直径φ1mm程度の場合、光軸ベクトルを変えずにスポットサイズのみを変化させることができる測定コリメーターを装着して利用することで、基板Wに照射される測定光のスポットサイズ96を直径φ5mm~2cm程度に大きくすることができる。このように測定光のスポットサイズ96を大きくすることにより、領域95のパターン90全体の埋め込み状態を検出できる。また、測定光のスポットサイズ96を大きくすることにより、測定サイズの拡大、平均化による光学情報を取得することができる。
It is preferable that the
なお、測定光のスポットサイズ96が基板Wの各領域95のパターン90をカバーできない場合、測定光を照射する測定位置をシフトさせ、複数回の測定を行って、測定後に計測されたデータを足し合わせる統合処理や平均化処理を行ってもよい。
If the
ここで、基板Wなどの被処理試料のインライン検査する技術として、短波長レーザーを用いたRaman分光法による検査が一般に知られている。しかし、Raman分光法による検査では、微細パターンに埋め込んだ被測定試料の最表面付近の状態情報しか得られない。このため、凹部91に埋め込まれた膜の良否(ボイドなどの不良穴部の有無)を判定しようとすると、パターン90の凹部91に対する正確な位置決めや、測定スポットサイズの調整など、基板Wの検査対象箇所毎に精度よくアライメントを制御する必要がある。これは、例えば、研究開発段階において任意の決められた開発用の試料パターンを有する試料のみが測定対象になるケースでは多くの問題は生じ無い。しかし、工場などの量産工程では、多種多用のLSI-Waferでかつ複数の工程が被測定試料となる可能性が多いため、運用上の課題が大きくなる。図6には、参考として、Raman分光法で一般的に利用する測定光のスポットサイズ97が示されている。Raman分光法では、検査対象箇所の状態情報を精度よく得るため、測定光のスポットサイズ97が小さく絞られる。このため、Raman分光法によるインライン計測を実現するには、測定光を基板W上のチップの検査対象箇所に高精度に位置決めするため、高精度カメラ付きの位置決めステージが必要になる。さらに、検査対象箇所毎に、測定結果に対する合否判定のアルゴリズムを一つ一つ設定する作業自体が大きな負荷となる。
As a technique for in-line inspection of a sample to be processed such as a substrate W, inspection by Raman spectroscopy using a short wavelength laser is generally known. However, the inspection by Raman spectroscopy can obtain only state information near the outermost surface of the sample to be measured embedded in the fine pattern. Therefore, when trying to determine the quality of the film embedded in the recess 91 (whether or not there is a defective hole such as a void), the inspection of the substrate W, such as accurate positioning of the
一方、第1実施形態に係る成膜装置100は、測定光のスポットサイズ96を大きくすることにより、高精度な位置合わせを行う必要がなく、領域95のパターン90全体の埋め込み状態を検出できる。これにより、成膜装置100は、インラインで基板Wの埋め込み不良の発生を検出できる。
On the other hand, the
図7は、第1実施形態に係る基板Wの吸光度スペクトルを説明する図である。図7には、基板Wに成膜された膜の膜厚と吸光度スペクトルの変化の一例が示されている。吸光度スペクトルは、波数ごとに、成膜された基板Wによる吸光度を示している。基板Wに成膜された膜の膜厚が厚くなるほど、吸光度スペクトルは、波数ごとの吸光度が大きくなっている。 FIG. 7 is a diagram for explaining the absorbance spectrum of the substrate W according to the first embodiment. FIG. 7 shows an example of changes in the thickness of the film formed on the substrate W and the absorbance spectrum. The absorbance spectrum indicates the absorbance of the substrate W on which the film is formed for each wavenumber. As the film thickness of the film formed on the substrate W increases, the absorbance spectrum increases for each wavenumber.
制御部60は、検出部82で検出された信号強度のデータから、透過光又は反射光の波数毎の赤外光の吸光度を示す吸光度スペクトルを測定する。制御部60は、測定された基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、所定の波数範囲についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。制御部60は、算出した積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。
The
強度を積分する所定の波数範囲は、膜92の膜厚に応じて強度が変化する波数を含む範囲とする。所定の波数範囲は、基板Wの吸光度スペクトルに膜92によるピークが生じる波数を含むことが好ましい。例えば、SiO膜もしくはSiN膜を成膜して凹部91を埋め込む場合、所定の波数範囲は、500cm-1~1400cm-1もしくは3000cm-1~10000cm-1の範囲の一部又は全部を含む範囲とすることが好ましい。さらに、所定の波数範囲は、800cm-1~1100cm-1に出現する一番大きなピーク付近を含むことが好ましい。SiO膜を成膜して凹部91を埋め込む場合、所定の波数範囲は、強いSi-Oを顕すピーク1080cm-1付近を含むことがより好ましい。例えば、制御部60は、SiO膜を成膜して凹部91を埋め込む場合、500cm-1~1400cm-1についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。
The predetermined wavenumber range for integrating the intensity is a range including the wavenumbers where the intensity varies according to the film thickness of the
図8A及び図8Bは、第1実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図8Aは、成膜前の基板Wを示している。基板Wには、凹部91を含むパターン90が形成されている。凹部91には、膜94が成膜されている。図8Bは、基板Wに膜92を成膜した状態を示している。図8Bは、凹部91を膜92で埋め込んでいる途中の状態であり、凹部91が膜92で埋め込まれていない。膜92を埋め込み状態を判定する被処理ターゲット膜とする。
8A and 8B are diagrams showing an example of the substrate W according to the first embodiment. FIG. 8A shows the substrate W before film deposition. A substrate W is formed with a
図9は、第1実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図9は、凹部91が膜92で埋め込まれていない状態の基板Wについて、所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値と基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。凹部91が膜92で埋め込まれていない状態では、図9に示すように、吸光度スペクトルの積分値と膜92の膜厚には比例関係がある。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the first embodiment. FIG. 9 shows the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wave number range and the film of the target film (film 92) to be processed formed on the substrate W, with respect to the substrate W in which the
図10は、第1実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図10は、図8Bの基板Wにさらに成膜した状態を示している。図8Bの基板Wにさらに成膜した場合、図10に示すように凹部91が膜92で埋まり、基板Wの表面全体に膜92が成膜される。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the substrate W according to the first embodiment. FIG. 10 shows a state in which further films are formed on the substrate W of FIG. 8B. 8B, the
図11は、第1実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図11は、図9の後、凹部91が膜92で埋め込まれた状態の基板Wについて、所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値と基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。線L1は、凹部91が膜92で埋め込まれていない状態での積分値と膜厚の関係を示している。線L2は、凹部91が膜92で埋め込まれた状態での積分値と膜厚の関係を示している。凹部91が膜92で埋め込まれた状態では、比例関係の傾きが変化する。例えば、線L1と線L2は、変化点Paで傾きが変わっており、線L2は、線L1よりも傾きが小さくなっている。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the first embodiment. FIG. 11 shows, after FIG. 9, the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wavenumber range and the target film (film 92) and the film thickness. A line L1 indicates the relationship between the integrated value and the film thickness when the
図12は、第1実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図12は、図8Bの基板Wにさらに成膜したが、凹部91にボイド93が発生した状態を示している。図12に示すように、凹部91にボイド93が発生した場合、ボイド93の空間が膜92で埋まらないため、凹部91の上部に膜92が早く達し、図10Bのように凹部91を膜92で埋める場合よりも早く、基板Wの表面に膜92が成膜される。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the substrate W according to the first embodiment. FIG. 12 shows a state in which voids 93 are generated in
図13は、第1実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図13は、図12のように凹部91にボイド93が発生した場合について、所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値と基板Wに成膜された膜92の膜厚との関係を求めた結果である。線L1は、凹部91が膜92で埋め込まれていない状態での積分値と膜厚の関係を示している。線L2は、凹部91が膜92で埋め込まれた状態での積分値と膜厚の関係を示している。凹部91にボイド93が発生した場合、凹部91が膜92で速く埋まる。このため、比例関係の傾きが変化する変化点Pbが、図11に示した変化点Paよりもが早く出現する。この結果、凹部91にボイド93が発生した場合と、凹部91にボイド93が発生していない場合で、吸光度スペクトルの積分値が変化する。例えば、吸光度スペクトルの積分値は、凹部91にボイド93が発生した場合、ボイド93が発生しない場合よりも小さくなる。このことから、吸光度スペクトルの積分値から凹部91にボイド93が発生したかを判定できる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the first embodiment. FIG. 13 shows the relationship between the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wave number range and the film thickness of the
制御部60は、算出した積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、算出した積分値が所定の許容範囲内であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定する。図11及び図13には、許容範囲αを示している。図11の場合、積分値が許容範囲α内であるため、ボイド93が発生しておらず、埋め込み不良の発生していないと判定する。一方、図13の場合、積分値が許容範囲αよりも小さいため、ボイド93が発生しており、埋め込み不良が発生したと判定する。
The
なお、制御部60は、算出した積分値が所定の閾値以上であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定してもよい。
Note that the
許容範囲や閾値は、実験あるいはシミュレーション等により事前に特定する。例えば、第1実施形態に係る成膜装置100は、実際の基板Wに対して凹部91を埋め込む成膜を行う。成膜装置100は、成膜後の基板Wに対して分光計測を行い、凹部91を埋め込まれた成膜後の基板Wの吸光度スペクトルを測定する。そして、成膜装置100は、測定された基板Wの吸光度スペクトルの所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値を求める。また、成膜装置100から成膜後の基板Wを取り出して基板Wを分析し、凹部91にボイド93が発生したかを判定して、凹部91にボイド93が発生した場合と、凹部91にボイド93が発生しない場合の吸光度スペクトルの積分値を特定する。そして、凹部91にボイド93が発生しない場合の積分値が範囲に含まれ、凹部91にボイド93が発生した場合の積分値が範囲から外れるように許容範囲や閾値を定める。
The permissible range and threshold are specified in advance through experiments, simulations, or the like. For example, the
なお、上記の第1実施形態では、成膜後の基板Wに分光計測を行い、成膜後の基板Wの分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出する場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。第1実施形態に係る成膜装置100は、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wに分光計測を行い、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wの分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出してもよい。例えば、成膜装置100は、成膜前の基板Wに対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込む前の基板Wの吸光度スペクトルを測定する。成膜装置100は、基板Wに成膜を行い、凹部91に埋め込み材料を埋め込む。埋め込み材料のSiO膜やSiN膜は、不純物として、例えばカーボンあるいはボロン、フッ素、を含んだ膜とすることもできる。成膜装置100は、成膜後の基板Wに対して分光計測を行い、埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの吸光度スペクトルを測定する。成膜装置100は、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれる前の基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定してもよい。
In the above-described first embodiment, spectroscopic measurement is performed on the substrate W after film formation, and the state of the film formed on the substrate W is detected based on the result of the spectroscopic measurement of the substrate W after film formation. explained in the example. However, it is not limited to this. The
次に、第1実施形態に係る判定方法を含む基板処理の流れを説明する。以下では、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wに分光計測を行い、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wの分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出する場合の流れを説明する。図14は、第1実施形態に係る基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, the flow of substrate processing including the determination method according to the first embodiment will be described. In the following, the substrate W before film formation and the substrate W after film formation are subjected to spectroscopic measurement, and the film formed on the substrate W is based on the results of the spectroscopic measurement of the substrate W before film formation and the substrate W after film formation. A flow for detecting the state of is explained. FIG. 14 is a flow chart showing an example of the flow of substrate processing according to the first embodiment.
最初に、成膜前の基板Wに対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込む前の基板Wの吸光度スペクトルを測定する(ステップS10)。例えば、凹部91を含むパターン90が表面に形成された基板Wが載置台2に載置される。成膜装置100では、制御部60が、照射部81を制御し、成膜前に、照射部81から基板Wに対して赤外光を照射し、基板Wを透過した透過光を検出部82で検出する。
First, spectroscopic measurement is performed on the substrate W before film formation, and the absorbance spectrum of the substrate W before embedding the embedding material is measured (step S10). For example, a substrate W having a surface formed with a
次に、熱CVD、熱ALD、PE-CVD、PE-ALDなどを用いて基板Wに膜を成膜する(ステップS11)。例えば、制御部60は、ガス供給部15、高周波電源10を制御し、基板Wの表面に膜92を成膜する。
Next, a film is formed on the substrate W using thermal CVD, thermal ALD, PE-CVD, PE-ALD, or the like (step S11). For example, the
次に、成膜後の基板Wに対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込んだ基板Wの吸光度スペクトルを測定する(ステップS12)。例えば、成膜装置100では、制御部60が、照射部81を制御し、成膜後に、照射部81から基板Wに対して赤外光を照射し、基板Wを透過した透過光又は反射した反射光を検出部82で検出する。
Next, spectroscopic measurement is performed on the substrate W after film formation, and the absorbance spectrum of the substrate W embedded with the embedding material is measured (step S12). For example, in the
次に、ステップS10で測定した成膜前の基板Wの透過光又は反射光の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と、ステップS12で測定した成膜後の基板Wの透過光又は反射光の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分を算出する(ステップS13)。例えば、制御部60は、ステップS10で検出部82により検出したデータから、成膜前の基板Wの透過光又は反射光の吸光度スペクトルを求め、所定の波数範囲についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。また、制御部60は、ステップS12で検出部82により検出したデータから、成膜後の基板Wの透過光又は反射光の吸光度スペクトルを求め、所定の波数範囲についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。制御部60は、成膜後の基板Wの積分値から成膜前の基板Wの積分値を減算して、差分の積分値を算出する。成膜後の透過光又は反射光のスペクトルの積分値から成膜前の透過光又は反射光のスペクトルの積分値を減算することで、差分として膜92の吸光度スペクトルの積分値を抽出できる。
Next, the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum of the transmitted light or reflected light of the substrate W before film formation measured in step S10 at a plurality of wavenumbers, and the transmitted light of the substrate W after film formation measured in step S12 or A difference between the absorbance spectrum of the reflected light and the integrated value of the intensity at a plurality of wavenumbers is calculated (step S13). For example, the
次に、算出された差分の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する(ステップS14)。例えば、制御部60は、差分の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、差分の積分値が所定の許容範囲内又は所定の閾値以上であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定する。
Next, based on the calculated integrated value of the difference, the embedded state of the
判定結果を出力し(ステップS15)、処理を終了する。例えば、制御部60は、判定結果のデータを不図示のネットワークを介して通信可能とされた管理装置などの外部の装置へ送信する。また、制御部60は、判定結果をユーザインターフェース61の表示部に表示する。これにより、工程管理者は、成膜した基板Wに埋め込み不良が発生したかを把握できる。工程管理者は、埋め込み不良の発生が発生した場合、埋め込み不良が発生した工程の処理を停止し、埋め込み不良が発生した基板Wを含むロットの基板Wのスクラップや、装置不具合の調査を指示する。
The determination result is output (step S15), and the process is terminated. For example, the
ここで、具体的な判定結果の一例を説明する。実施例として、Line and Space などの段差形状のパターンが形成された複数の基板にそれぞれALD法でSiN膜を埋め込んだサンプルの吸光度スペクトルの強度の積分値を求めた。図15は、サンプルとした基板Wの一例を示す図である。基板Wは、凹部91を含むパターン90が形成されており、凹部91がSiN膜92aで埋め込まれている。凹部91は、例えば、開口スペース幅が50nmとし、深さが290nmとする。
Here, an example of a specific determination result will be described. As an example, the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum of a sample in which a SiN film was embedded by the ALD method on each of a plurality of substrates on which stepped patterns such as Line and Space were formed was obtained. FIG. 15 is a diagram showing an example of the substrate W used as a sample. A
図16は、各サンプルの吸光度スペクトルの強度の積分値の一例を示す図である。図16には、サンプルとしたそれぞれの基板Wを「Sample1」~「Sample6」として示されている。また、図16には、埋め込み状況として、「Sample1」~「Sample6」のボイド93などの埋め込み不良の発生の状況が示されている。また、図16には、「Sample1」~「Sample6」の波長領域(1)、(2)についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出した結果がされている。波長領域(1)は、1000~2600nm(3846~10000cm-1)の範囲とする。波長領域(2)は、1200~2200nm(4541~8333cm-1)の範囲とする。「Sample1」~「Sample3」は、ボイド93などの埋め込み不良の発生しておらず、埋め込みが良好な状態である。一方、「Sample4」~「Sample6」は、ボイド93などの埋め込み不良の発生しており、埋め込みが不良な状態である。波長領域(1)、(2)の積分値は、埋め込みが良好な状態の「Sample1」~「Sample3」よりも、埋め込みが不良な状態の「Sample4」~「Sample6」が小さくなっている。よって、例えば、波長領域(1)については、閾値を94.0とすることにより、波長領域(1)の積分値で埋め込みが良否を判定できる。また、例えば、波長領域(2)については、閾値を149.0とすることにより、波長領域(2)の積分値で埋め込みが良否を判定できる。
FIG. 16 is a diagram showing an example of integrated values of the intensity of the absorbance spectrum of each sample. In FIG. 16, the respective substrates W used as samples are shown as "Sample1" to "Sample6". FIG. 16 also shows, as the embedding status, the status of occurrence of embedding defects such as
このように、第1実施形態に係る判定方法は、凹部91を含むパターン90が形成され、凹部91に埋め込み材料の埋め込みが行われた基板Wの分光計測を行い、埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの吸光度スペクトルを測定する埋込後測定工程(ステップS12)と、測定された基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する判定工程(ステップS13、S14)と、を有する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、埋め込み不良の発生を検出できる。
As described above, in the determination method according to the first embodiment, the
また、基板Wは、それぞれチップとなる領域95ごとにパターン90が形成されている。分光計測における測定光のスポットサイズは、チップよりも大きくされている。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、高精度な位置合わせを行う必要がなく、領域95のパターン90全体の埋め込み状態を検出できる。
Also, the substrate W has a
第1実施形態に係る判定方法は、基板Wの吸光度スペクトルに埋め込み材料によるピークが生じる波数を含む所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、埋め込み材料の埋め込み不良の発生を検出できる。
The determination method according to the first embodiment determines the embedding state of the
第1実施形態に係る判定方法は、積分値が所定の範囲内又は所定の閾値以上であるかに基づき、埋め込み材料が埋め込まれた凹部91内の空隙の有無を判定する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、凹部91内の空隙の有無を検出できる。
The determination method according to the first embodiment determines whether there is a void in the
第1実施形態に係る判定方法は、分光計測において、基板Wに対して光を照射し、基板Wを透過又は反射した光を検出する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、凹部91が深い場合でも、凹部91の埋め込み不良の発生を検出できる。
The determination method according to the first embodiment irradiates the substrate W with light and detects the light transmitted or reflected by the substrate W in the spectroscopic measurement. As a result, the determination method according to the first embodiment can detect the occurrence of poor filling in the
基板Wは、シリコン基板とすることができる。分光計測は、基板Wに対して赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、シリコン基板に形成された凹部91の埋め込み不良の発生を検出できる。
The substrate W can be a silicon substrate. In the spectroscopic measurement, the substrate W is irradiated with infrared light, and the infrared light transmitted or reflected by the substrate W is detected. As a result, the determination method according to the first embodiment can detect the occurrence of filling defects in the
第1実施形態に係る判定方法は、埋め込み材料を凹部91に埋め込む前の基板Wに対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込む前の基板Wの吸光度スペクトルを測定する工程(ステップS10)と、凹部91に埋め込み材料を埋め込む工程(ステップS11)と、をさらに有する。第1実施形態に係る判定方法は、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれる前の基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。これにより、第1実施形態に係る判定方法は、差分として埋め込み材料の吸光度スペクトルの積分値を抽出できるため、埋め込み材料の埋め込み不良の発生を精度良く検出できる。
The determination method according to the first embodiment includes a step of performing spectroscopic measurement on the substrate W before embedding the embedding material in the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
ところで、分光計測では、環境因子などにより、測定誤差が発生する場合がある。例えば、照射部81が照射する赤外光の光量が変化した場合、分光計測の測定結果に測定誤差が発生する。
By the way, in spectroscopic measurement, measurement errors may occur due to environmental factors and the like. For example, when the amount of infrared light emitted by the
そこで、第2実施形態では、測定誤差を抑制する技術を説明する。第2実施形態に係る成膜装置100は、図1~図3に示した第1実施形態と同様の構成であるため、同一部分の説明を省略し、主に異なる点を説明する。
Therefore, in the second embodiment, a technique for suppressing measurement errors will be described. Since the
第2実形態に係る成膜装置100は、照射部81から基板Wに入射する光の照射位置を変更可能に構成されている。例えば、第2実形態に係る成膜装置100は、照射部81及び検出部82が不図示の駆動機構により、移動可能及び回転可能に構成して、基板Wに入射する光の照射位置を変更可能に構成されている。なお、例えば、第2実形態に係る成膜装置100は、載置台2又は基板Wを不図示の駆動機構により、移動可能に構成することで、基板Wに入射する光の照射位置を変更可能に構成してもよい。
The
第2実施形態では、基板Wのパターン90が形成された第1領域と基板Wの第1領域よりも凹部91の少ない第2領域に対してそれぞれ分光計測を行い、基板Wの第1領域の吸光度スペクトルと第2領域の吸光度スペクトルを測定する。そして、第2実施形態では、第1領域の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と第2領域の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、第1領域の凹部91の埋め込み状態を判定する。
In the second embodiment, spectroscopic measurement is performed on a first region of the substrate W where the
第2領域は、基板Wのフラットと見なせる領域とする。例えば、第2領域は、凹部91の領域の比率が50%以下であることが好ましく、凹部91の領域の比率が30%以下の領域であることがより好ましい。あるいは、第2領域は、第1領域と比較して、凹部91の領域が50%以下であることが好ましく、第1領域と比較して、凹部91の領域が30%以下であることがより好ましい。
The second area is an area of the substrate W that can be regarded as flat. For example, the second region preferably has a ratio of the area of the
第2領域は、基板Wのそれぞれチップとなる領域の境界の領域を用いてもよい。例えば、基板Wは、それぞれ半導体デバイスのチップとなる領域に対応してパターン90が形成され、チップとなる領域の周囲に基板Wをチップに分割する際のスクライブライン(Scribe Line)SLの領域が形成される。第2領域は、スクライブラインSLの領域としてもよい。
For the second area, the area on the boundary between the areas of the substrate W that will become chips may be used. For example, on the substrate W,
第2領域は、第1領域の近傍にあることが好ましい。例えば、第2領域は、第1領域の近傍のスクライブラインSLの領域とする。これにより、第2領域と第1領域を同じような成膜状態として吸光度スペクトルを測定できる。 Preferably, the second area is in the vicinity of the first area. For example, the second area is the area of the scribe line SL in the vicinity of the first area. Thereby, the absorbance spectrum can be measured with the second region and the first region having similar film formation states.
なお、第2領域は、基板Wに専用の領域として設けてもよい。例えば、第2領域は、基板Wの外縁部などチップが形成されない領域に設けられてもよい。 Note that the second region may be provided on the substrate W as a dedicated region. For example, the second region may be provided in a region such as the outer edge of the substrate W where no chips are formed.
第2実形態に係る成膜装置100は、照射部81から基板Wの第1領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。成膜装置100は、検出部82で検出した赤外光から基板Wの第1領域の赤外光の吸光度を示す吸光度スペクトルを測定する。例えば、制御部60は、検出部82で検出された信号強度のデータから、波数毎の吸光度を求めることで、基板Wの第1領域の吸光度スペクトルを測定する。
The
また、成膜装置100は、赤外光が基板Wの第2領域に入射する照射位置に変更し、照射部81から基板Wの第2領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。成膜装置100は、検出部82で検出した赤外光から波数毎の吸光度を求めることで、基板Wの第2領域の赤外光の吸光度を示す吸光度スペクトルを測定する。例えば、制御部60は、検出部82で検出された信号強度のデータから、波数毎の吸光度を求めることで、基板Wの第2領域の吸光度スペクトルを測定する。
Further, the
成膜装置100は、基板Wの第1領域の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と基板Wの第2領域の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、基板Wの第1領域の吸光度スペクトルと基板Wの第2領域の吸光度スペクトルから、同一の所定の波数範囲についての強度の積分値をそれぞれ算出する。制御部60は、基板Wの第1領域の吸光度スペクトルから算出した積分値と、基板Wの第2領域の吸光度スペクトルから算出した積分値との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。
The
図17は、第2実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図17には、基板Wのパターン90が形成された第1領域121と、第1領域121よりも凹部91の少ない第2領域122が示されている。基板Wの第1領域121は、凹部91を含むパターン90が形成されている。凹部91には、膜94が形成され、膜92が成膜されている。凹部91は、膜92で埋め込まれていない状態である。基板Wの第2領域122は、凹部91が無い表面がフラットな状態とされ、表面に膜92が成膜されている。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the substrate W according to the second embodiment. FIG. 17 shows a
図18は、第2実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図18は、凹部91が膜92で埋め込まれていない状態の基板Wについて、所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値と基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。線L3は、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)の変化を示している。線L4は、第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)の変化を示している。線L3は、第1領域121の凹部91が膜92で埋め込まれていない状態では、線L4と傾きが異なる。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 18 shows the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wave number range and the film of the target film (film 92) to be processed formed on the substrate W, with respect to the substrate W in which the
ここで、分光計測では、環境因子などにより、測定誤差が発生する場合がある。測定誤差が発生する環境因子としては、例えば、気温、湿度、光源の光量、測定位置のずれが挙げられる。例えば、照射部81が照射する赤外光の光量が変化した場合、分光計測の測定結果に測定誤差が発生する。
Here, in spectrometry, measurement errors may occur due to environmental factors and the like. Environmental factors that cause measurement errors include, for example, temperature, humidity, amount of light from a light source, and deviation in measurement position. For example, when the amount of infrared light emitted by the
図19は、第2実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図19は、環境因子による、吸光度スペクトルの積分値と膜の膜厚の関係の変化の一例を示している。線L3は、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)の変化を示している。線L4は、第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)の変化を示している。線L3及び線L4は、環境誤差因子の変化により、全体的にシフトする変化が発生する。例えば、照射部81が照射する赤外光の光量などの環境誤差因子の変化により、線L3及び線L4は、ある第1時点(@Time1)では、線L3´及び線L4´に変化する。また、線L3及び線L4は、ある第2時点(@Time2)では、線L3´´及び線L4´´に変化する。ここで、環境誤差因子の変化は、線L3及び線L4が主に全体的にシフトの成分である。線L3と線L4の差分D0や差分D1は、環境誤差因子の変化の影響が小さい。
FIG. 19 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 19 shows an example of changes in the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness due to environmental factors. A line L3 indicates changes in the integrated value (A) of the absorbance spectrum of the
そこで、第2実施形態では、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値(A)と基板Wの第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値(B)との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルと基板Wの第2領域122の吸光度スペクトルから、同一の所定の波数範囲についての強度の積分値(A)、(B)をそれぞれ算出する。制御部60は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。
Therefore, in the second embodiment, the integrated value (A) of the intensity at a plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the
図20は、第2実施形態に係る差分と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図20は、凹部91が膜92で埋め込まれていない状態の基板Wについて、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)との差分(積分値(A)-積分値(B))と、基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。線L5は、差分(積分値(A)-積分値(B))の変化を示している。凹部91が膜92で埋め込まれていない状態では、線L5に示すように、積分値(A)と積分値(B)の差分と、膜92の膜厚には比例関係がある。
FIG. 20 is a diagram showing an example of the relationship between the difference and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 20 shows the integrated value (A) of the absorbance spectrum of the
図21は、第2実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図21は、図17の基板Wにさらに成膜した状態を示している。図21には、基板Wのパターン90が形成された第1領域121と、第2領域122が示されている。図17の基板Wにさらに成膜した場合、図21に示すように凹部91が膜92で埋まり、基板Wの第1領域121及び第2領域122の表面に膜92が成膜される。
FIG. 21 is a diagram showing an example of the substrate W according to the second embodiment. FIG. 21 shows a state in which further films are formed on the substrate W of FIG. FIG. 21 shows a
図22は、第2実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図22は、図18の後、凹部91が膜92で埋め込まれた状態の基板Wについて、所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値と基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。線L3は、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)の変化を示している。線L4は、第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)の変化を示している。線L3は、凹部91が膜92で埋め込まれると、第2領域122も表面に膜92が成膜されるため、線L4と同程度の傾きに傾きが変化する。
FIG. 22 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 22 shows, after FIG. 18, the integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wave number range and the target film (film 92) and the film thickness. A line L3 indicates changes in the integrated value (A) of the absorbance spectrum of the
図23は、第2実施形態に係る差分と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図23は、凹部91が膜92で埋め込まれた状態の基板Wについて、積分値(A)と積分値(B)の差分と、基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。線L5は、差分(積分値(A)-積分値(B))の変化を示している。図22に示したように、凹部91が膜92で埋め込まれると、線L3は、線L4と同程度の傾きに傾きが変化する。このため、凹部91が膜92で埋め込まれると、積分値(A)と積分値(B)の差分は、略一定の値となる。例えば、線L5に示すように、積分値(A)と積分値(B)の差分は、変化点Pcで傾きが変わっており、略一定の値となる。
FIG. 23 is a diagram showing an example of the relationship between the difference and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 23 shows the difference between the integrated value (A) and the integrated value (B) for the substrate W in which the
図24は、第2実施形態に係る基板Wの一例を示す図である。図24には、基板Wのパターン90が形成された第1領域121と、第2領域122が示されている。図24は、図17の基板Wにさらに成膜したが、凹部91にボイド93が発生した状態を示している。図24に示すように、凹部91にボイド93が発生した場合、ボイド93の空間が膜92で埋まらないため、凹部91の上部における膜92の成膜開始が早くなり、第1領域121は、図21のように凹部91を膜92で埋める場合よりも早く、基板Wの表面に膜92が成膜される。
FIG. 24 is a diagram showing an example of the substrate W according to the second embodiment. FIG. 24 shows a
図25は、第2実施形態に係る吸光度スペクトルの積分値と成膜された膜の膜厚との関係の一例を示す図である。図25は、図24のように凹部91にボイド93が発生した状態の基板Wについて、積分値(A)と積分値(B)の差分と、基板Wに成膜された被処理ターゲット膜(膜92)の膜厚との関係を求めた結果である。凹部91にボイド93が発生した場合、凹部91が膜92で速く埋まる。このため、積分値(A)と積分値(B)の差分の傾きが変化する変化点Pdが、図23に示した変化点Pcよりもが早く出現する。この結果、凹部91にボイド93が発生した場合と、凹部91にボイド93が発生していない場合で、積分値(A)と積分値(B)の差分の値が変化する。例えば、積分値(A)と積分値(B)の差分の値は、凹部91にボイド93が発生した場合、ボイド93が発生しない場合よりも小さくなる。このことから、吸光度スペクトルの積分値から凹部91にボイド93が発生したかを判定できる。
FIG. 25 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the absorbance spectrum and the film thickness of the deposited film according to the second embodiment. FIG. 25 shows the difference between the integrated value (A) and the integrated value (B) and the target film to be processed formed on the substrate W ( This is the result of obtaining the relationship with the film thickness of the film 92). When a void 93 is generated in the
制御部60は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。例えば、制御部60は、積分値(A)と積分値(B)の差分の値が所定の許容範囲内であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定する。図25には、許容範囲βを示している。制御部60は、積分値(A)と積分値(B)の差分の値が許容範囲β内である場合、ボイド93が発生しておらず、埋め込み不良の発生していないと判定する。一方、制御部60は、積分値(A)と積分値(B)の差分の値が許容範囲βよりも小さい場合、ボイド93が発生しており、埋め込み不良が発生したと判定する。
The
なお、制御部60は、積分値(A)と積分値(B)の差分の値が所定の閾値以上であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定してもよい。
Note that the
許容範囲や閾値は、実験あるいはシミュレーション等により事前に特定する。例えば、第2実施形態に係る成膜装置100は、実際の基板Wに対して凹部91を埋め込む成膜を行う。成膜装置100は、成膜後の基板Wのパターン90が形成された第1領域121と、第1領域121よりも凹部91の少ない第2領域122に対して分光計測を行い、凹部91を埋め込まれた成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルをそれぞれ測定する。そして、成膜装置100は、測定された基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルの所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値(A)、(B)をそれぞれ求める。また、成膜装置100から成膜後の基板Wを取り出して基板Wを分析し、凹部91にボイド93が発生したかを判定して、凹部91にボイド93が発生した場合と、凹部91にボイド93が発生しない場合の吸光度スペクトルの積分値を特定する。そして、凹部91にボイド93が発生しない場合の積分値(A)と積分値(B)の差分の値が範囲に含まれ、凹部91にボイド93が発生した場合の積分値(A)と積分値(B)の差分の値が範囲から外れるように許容範囲や閾値を定める。
The permissible range and threshold are specified in advance through experiments, simulations, or the like. For example, the
なお、上記の第2実施形態では、成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122に分光計測を行い、成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122の分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出する場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。第2実施形態に係る成膜装置100は、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wでそれぞれ第1領域121と第2領域122に分光計測を行い、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wの分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出してもよい。例えば、成膜装置100は、成膜前の基板Wの第1領域121と第2領域122に対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込む前の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルを測定する。成膜装置100は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルと基板Wの第2領域122の吸光度スペクトルから、同一の所定の波数範囲についての強度の積分値(A)、(B)をそれぞれ算出する。成膜装置100は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)との差分である第1差分を求める。成膜装置100は、基板Wに成膜を行い、凹部91に埋め込み材料を埋め込む。成膜装置100は、成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122に対して分光計測を行い、埋め込み材料が埋め込まれた基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルを測定する。成膜装置100は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルと基板Wの第2領域122の吸光度スペクトルから、成膜前と同じ所定の波数範囲についての強度の積分値(A)、(B)をそれぞれ算出する。成膜装置100は、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)との差分である第2差分を求める。成膜装置100は、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれる前の基板Wから求めた第1差分と、凹部91に埋め込み材料が埋め込まれた基板Wから求めた第2差分との差に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定してもよい。
In the above-described second embodiment, the spectroscopic measurement is performed on the
次に、第2実施形態に係る判定方法を含む基板処理の流れを説明する。以下では、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wでそれぞれ第1領域121と第2領域122に分光計測を行い、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wの分光計測の結果に基づいて基板Wに成膜した膜の状態を検出する場合の流れを説明する。図26は、第2実施形態に係る基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。
Next, the flow of substrate processing including the determination method according to the second embodiment will be described. Spectroscopic measurement is performed on the
最初に、成膜前の基板Wの第1領域121と第2領域122に対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込む前の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルを測定する(ステップS20)。例えば、凹部91を含むパターン90が表面に形成された基板Wが載置台2に載置される。成膜装置100は、照射部81から基板Wの第1領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。また、成膜装置100は、赤外光が基板Wの第2領域に入射する照射位置に変更し、照射部81から基板Wの第2領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。
First, spectroscopic measurement is performed on the
次に、ステップS20で測定した成膜前の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値をそれぞれ算出する(ステップS21)。例えば、制御部60は、ステップS20で検出部82により検出したデータから、成膜前の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルをそれぞれ求める。制御部60は、第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルから、それぞれ所定の波数範囲についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。
Next, integrated values of intensities at a plurality of wavenumbers of the absorbance spectra of the
そして、成膜前の基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値との第1差分を算出する(ステップS22)。例えば、制御部60は、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値から第2領域122の吸光度スペクトルの積分値を減算して、第1差分として、差分の値を算出する。
Then, a first difference between the integrated value of the absorbance spectrum of the
次に、熱CVD、熱ALD、PE-CVD、PE-ALDなどを用いて基板Wに膜を成膜する(ステップS23)。例えば、制御部60は、ガス供給部15、高周波電源10を制御し、基板Wの表面に膜92を成膜する。
Next, a film is formed on the substrate W using thermal CVD, thermal ALD, PE-CVD, PE-ALD, or the like (step S23). For example, the
次に、成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122に対して分光計測を行い、埋め込み材料を埋め込んだ基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルを測定する(ステップS24)。例えば、成膜装置100は、照射部81から基板Wの第1領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。また、成膜装置100は、赤外光が基板Wの第2領域に入射する照射位置に変更し、照射部81から基板Wの第2領域に赤外光を照射し、基板Wを透過又は反射した赤外光を検出部82で検出する。
Next, spectrometry is performed on the
次に、ステップS24で測定した成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値をそれぞれ算出する(ステップS25)。例えば、制御部60は、ステップS24で検出部82により検出したデータから、成膜後の基板Wの第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルをそれぞれ求める。制御部60は、第1領域121と第2領域122の吸光度スペクトルから、それぞれ成膜前と同じ所定の波数範囲についての吸光度スペクトルの強度の積分値を算出する。
Next, integrated values of intensities at a plurality of wavenumbers of the absorbance spectra of the
そして、成膜後の基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの積分値と第2領域122の吸光度スペクトルの積分値との第2差分を算出する(ステップS26)。例えば、制御部60は、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値から第2領域122の吸光度スペクトルの積分値を減算して、第2差分として、差分の値を算出する。
Then, a second difference between the integrated value of the absorbance spectrum of the
次に、ステップS22で算出した第1差分と、ステップS26で算出した第2差分との差を算出する(ステップS27)。例えば、制御部60は、第2差分の値から、第1差分の値を減算して、差の値を算出する。成膜後の差分である第2差分の値から、成膜前の差分である第1差分の値を減算することで、ステップS23の処理で成膜した膜92による積分値の増加分が、差として、抽出される。
Next, the difference between the first difference calculated in step S22 and the second difference calculated in step S26 is calculated (step S27). For example, the
例えば、図19に示したように、第1領域121の吸光度スペクトルの積分値(A)が線L3のように変化し、第2領域122の吸光度スペクトルの積分値(B)が線L4のように変化するものとする。例えば、第1差分として、差分D0の値が算出される。また、第2差分として、差分D1の値が算出される。線L3及び線L4は、環境誤差因子の変化により、例えば、線L3´及び線L4´や、線L3´´及び線L4´´のように、全体的にシフトするように変化する。よって、線L3と線L4の差分を求めることで、差分D0、差分D1は、シフトの成分の誤差を含まない値とすることができる。そして、差分D1の値から差分D0の値を減算して差を求めることで、ステップS23の処理で成膜した膜92による積分値の増加分を抽出できる。
For example, as shown in FIG. 19, the integrated value (A) of the absorbance spectrum of the
次に、算出された差の値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する(ステップS28)。例えば、制御部60は、差の値が所定の許容範囲内又は所定の閾値以上であるか否かにより、凹部91にボイド93が発生したかを判定する。
Next, based on the calculated difference value, the embedded state of the
判定結果を出力し(ステップS29)、処理を終了する。例えば、制御部60は、判定結果のデータを不図示のネットワークを介して通信可能とされた管理装置などの外部の装置へ送信する。また、制御部60は、判定結果をユーザインターフェース61の表示部に表示する。
The determination result is output (step S29), and the process is terminated. For example, the
このように、第2実施形態に係る判定方法は、基板Wのパターン90が形成された第1領域121と、基板Wの第1領域121よりも凹部91の少ない第2領域122とに対してそれぞれ分光計測を行い、基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルと第2領域122の吸光度スペクトルを測定する。第2実施形態に係る判定方法は、第1領域121の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。これにより、第2実施形態に係る判定方法は、環境誤差因子の変化による誤差の影響を抑えて、埋め込み不良の発生を検出できる。
As described above, the determination method according to the second embodiment is applied to the
また、第2実施形態に係る判定方法は、第2領域122を、第1領域121の近傍の領域とする。これにより、第2実施形態に係る判定方法は、第2領域と第1領域を同じような成膜状態として、吸光度スペクトルを測定できる。
Also, the determination method according to the second embodiment sets the
また、第2実施形態に係る判定方法は、第2領域122を、基板Wのそれぞれチップとなる領域の境界の領域とする。これにより、第2実施形態に係る判定方法は、基板Wに第2領域122を専用に設けることなく、境界の領域を用いて、埋め込み不良の発生を検出できる。
Further, in the determination method according to the second embodiment, the
また、第2実施形態に係る判定方法は、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wでそれぞれ第1領域121と第2領域122に分光計測を行い、成膜前の基板Wと成膜後の基板Wでそれぞれ第1領域121の吸光度スペクトルと第2領域122の吸光度スペクトルを測定する。第2実施形態に係る判定方法は、成膜前の基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との第1差分を求める。また、第2実施形態に係る判定方法は、成膜後の基板Wの第1領域121の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値と第2領域122の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との第2差分とを求める。第2実施形態に係る判定方法は、第1差分と第2差分との差に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。これにより、第2実施形態に係る判定方法は、基板Wに成膜した膜92による凹部91の埋め込み不良の発生を精度良く検出できる。
In addition, the determination method according to the second embodiment performs spectroscopic measurement on the
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上述した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上述した実施形態は、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 Although the embodiments have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in many different forms. Moreover, the embodiments described above may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the claims.
例えば、上記の実施形態では、照射部81を上下方向に移動可能及び回転可能に構成して、基板Wに入射する光の入射角及び照射位置を変更可能に構成した場合を説明したが、これに限定されない。例えば、照射部81から照射される光の光路や、検出部82に入射する光の光路にミラー、レンズ等の光学素子を設け、光学素子により基板Wに入射する光の入射角及び照射位置を変更可能に構成してもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、基板Wの中央付近で赤外光を透過させて基板Wの中央付近の埋め込み状態を判定する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、チャンバ1内に光を反射するミラー、レンズ等の光学素子を設け、光学素子により基板Wの中央付近、周辺付近など複数の個所に照射し、それぞれの個所で透過光又は反射光を検出して基板Wの複数の個所それぞれの埋め込み状態を判定してもよい。
Further, in the above embodiment, the infrared light is transmitted near the center of the substrate W to determine the embedded state near the center of the substrate W, but the present invention is not limited to this. For example, an optical element such as a mirror or a lens that reflects light is provided in the
また、上記の実施形態では、本開示の基板処理装置を、チャンバを1つ有するシングルチャンバータイプの成膜装置100とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。本開示の基板処理装置は、チャンバを複数有するマルチチャンバタイプの成膜装置であってもよい。
Further, in the above embodiments, the substrate processing apparatus of the present disclosure is described as an example of a single chamber type
図27は、実施形態に係る成膜装置200の他の一例を示す概略構成図である。図27に示すように、成膜装置200は、4つのチャンバ201~204を有するマルチチャンバタイプの成膜装置である。成膜装置200では、4つのチャンバ201~204においてそれぞれ成膜処理を実施する。
FIG. 27 is a schematic configuration diagram showing another example of the
チャンバ201~チャンバ204は、平面形状が七角形をなす真空搬送室301の4つの壁部にそれぞれゲートバルブGを介して接続されている。真空搬送室301内は、真空ポンプにより排気されて所定の真空度に保持される。真空搬送室301の他の3つの壁部には3つのロードロック室302がゲートバルブG1を介して接続されている。ロードロック室302を挟んで真空搬送室301の反対側には大気搬送室303が設けられている。3つのロードロック室302は、ゲートバルブG2を介して大気搬送室303に接続されている。ロードロック室302は、大気搬送室303と真空搬送室301との間で基板Wを搬送する際に、大気圧と真空との間で圧力を制御するものである。
The
大気搬送室303のロードロック室302が取り付けられた壁部とは反対側の壁部には基板Wを収容するキャリア(FOUP等)Cを取り付ける3つのキャリア取り付けポート305が設けられている。また、大気搬送室303の側壁には、基板Wのアライメントを行うアライメントチャンバ304が設けられている。大気搬送室303内には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。
Three
真空搬送室301内には、搬送機構306が設けられている。搬送機構306は、チャンバ201~チャンバ204、ロードロック室302に対して基板Wを搬送する。搬送機構306は、独立に移動可能な2つの搬送アーム307a,307bを有している。
A
大気搬送室303内には、搬送機構308が設けられている。搬送機構308は、キャリアC、ロードロック室302、アライメントチャンバ304に対して基板Wを搬送するようになっている。
A
成膜装置200は、制御部310を有している。成膜装置200は、制御部310によって、その動作が統括的に制御される。
The
このように構成された成膜装置200では、基板Wに対して分光計測を行う計測部85をチャンバ201~チャンバ204以外に設けてもよい。例えば、成膜装置200は、基板Wに対して分光計測を行う計測部85を、真空搬送室301、ロードロック室302、大気搬送室303、及びアライメントチャンバ304の何れかに設ける。
In the
図28は、実施形態に係る計測部85の概略構成の一例を示す図である。計測部85は、光を照射する照射部81と、光を検出可能な検出部82とを有する。照射部81及び検出部82は、真空搬送室301、ロードロック室302、大気搬送室303、及びアライメントチャンバ304などの筐体86の外部に配置されている。照射部81及び検出部82には、光ファイバなどの導光部材87a、87bが接続されている。導光部材87a、87bの端部は、筐体86内に配置されている。照射部81から出力された光は、導光部材87aの端部から出力される。導光部材87aの端部は、基板Wに対して所定の入射角(例えば、45°)で入射するように配置されている。導光部材87aの端部は、基板Wを反射した光が入射するように配置されている。導光部材87bの端部に入射した光は、導光部材87bを介して検出部82で検出される。計測部85は、基板Wの分光計測を行う。制御部310は、検出部82が受光した光から基板Wの吸光度スペクトルを測定し、測定された基板Wの吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、凹部91の埋め込み状態を判定する。これにより、成膜装置200においても、インラインで基板Wの埋め込み不良の発生を検出できる。なお、計測部85は、基板Wに対して垂直に光を入射させて分光計測を行ってもよい。図29は、実施形態に係る計測部85の概略構成の他の一例を示す図である。図29では、筐体86内に配置された導光部材87a、87bの端部が、同軸2重の光ファイバとされており、基板Wの上部に基板Wに対して垂直となるように配置されている。照射部81から出力された光は、導光部材87aの端部から出力されて基板Wに対して垂直に入射する。基板Wに入射した光は、反射して導光部材87bの端部に入射する。導光部材87bの端部に入射した光は、導光部材87bを介して検出部82で検出される。このように、計測部85は、基板Wに対して垂直に光を入射させて分光計測を行ってもよい。
FIG. 28 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring
また、上記の実施形態では、赤外光を用いて分光計測を行う場合を説明したが、これに限定されない。例えば、基板Wに形成されたパターン90の凹部91の深さが比較的浅い場合(例えば、0.5um以内の場合)、分光計測に用いる光の波長領域は、赤外光でも短波長側の光や、可視光領域である波長で200-1000um程度の波長の光を利用してもよい。その場合、照射部81及び検出部82に角度を付ける必要はなく、例えば、図29に示したように基板Wに対して垂直に光を入射させて分光計測を行ってもよい。
Also, in the above embodiment, the case of spectroscopic measurement using infrared light has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when the depth of the
また、上述の通り、本開示の基板処理装置は、基板をチャンバで一枚ずつ処理するチャンバを一つもしくは複数有するマルチチャンバタイプの枚葉式の基板処理装置を例に開示してきたが、このかぎりではない。例えば、複数枚の基板を一括で処理可能なバッチタイプの基板処理装置であってもよいし、カルーセル式のセミバッチタイプの基板処理装置であってもよい。 Further, as described above, the substrate processing apparatus of the present disclosure has been disclosed as an example of a multi-chamber type single-wafer substrate processing apparatus having one or a plurality of chambers for processing substrates one by one. It's not the end. For example, it may be a batch type substrate processing apparatus capable of processing a plurality of substrates at once, or a carousel type semi-batch type substrate processing apparatus.
また、上記の実施形態では、吸光度スペクトルを、波数ごとの吸光度を示すスペクトルとした場合を説明した。しかし、これに限定されない。吸光度スペクトルは、反射光から得られた反射率スペクトルの波長領域の面積積分値(差分値)と等価と考えられる。吸光度スペクトルは、反射率スペクトラムの変化量としてしてもよい。図30は、反射率スペクトラムの一例を示す図である。図30には、所定の基準サンプルの反射率スペクトラムの一例が示されている。基準サンプルは、ベアシリコンウエハとした。反射率スペクトラムは、次のように測定する。1)基準サンプルの分光計測を行い、測定器により波長領域での反射率強度の出力を取込む。2)反射率強度を反射率に変換する。具体的には、測定した基準サンプルの波長毎の反射率強度の計測値を、シミュレーションから得た理想の絶対反射率で校正し、測定波形校正に用いることで測定波長に対応する反射率スペクトラムを得る。3)以下の(1)式により、基準値との面積強度差を示す面積強度Sを求める。基準値は、任意の値とすることができる。例えば、基準値は、反射率スペクトラムの最大のピーク値よりも大きな値に定める。 Further, in the above embodiment, the case where the absorbance spectrum is a spectrum representing the absorbance for each wavenumber has been described. However, it is not limited to this. The absorbance spectrum is considered equivalent to the area integral value (difference value) of the wavelength region of the reflectance spectrum obtained from the reflected light. The absorbance spectrum may be the amount of change in the reflectance spectrum. FIG. 30 is a diagram showing an example of a reflectance spectrum. FIG. 30 shows an example of the reflectance spectrum of a given reference sample. The reference sample was a bare silicon wafer. A reflectance spectrum is measured as follows. 1) Spectroscopic measurement of a reference sample is performed, and the reflectance intensity output in the wavelength domain is captured by the measuring instrument. 2) Convert reflectance intensity to reflectance. Specifically, the measured values of the reflectance intensity for each wavelength of the measured reference sample are calibrated with the ideal absolute reflectance obtained from the simulation, and the reflectance spectrum corresponding to the measurement wavelength is obtained by using it to calibrate the measurement waveform. obtain. 3) Calculate the area intensity S, which indicates the area intensity difference from the reference value, by the following equation (1). The reference value can be any value. For example, the reference value is set to a value greater than the maximum peak value of the reflectance spectrum.
図30に示すように、面積強度Sは、反射率スペクトルの波長領域の面積積分値(差分値)である。吸光度スペクトルは、面積強度Sと等価と考えられる。よって、上記の実施形態では、吸光度スペクトルとして、面積強度Sなどの反射率スペクトラムの変化量を用いてもよい。 As shown in FIG. 30, the area intensity S is an area integral value (difference value) in the wavelength region of the reflectance spectrum. The absorbance spectrum is considered equivalent to the area intensity S. Therefore, in the above embodiment, the amount of change in the reflectance spectrum such as the area intensity S may be used as the absorbance spectrum.
図31は、実施形態に係る反射率スペクトラムによるボイド93の検出の一例を説明する図である。図31には、3つのサンプル1-3の反射率スペクトラムが示されている。サンプル1-3は、パターン90の凹部91の段差が150nm程度のSiNで埋め込まれた基板Wとした。サンプルS1は、凹部91にボイド93が発生している。サンプルS2、S3は、凹部91にボイド93が発生していない。線LS1は、ボイド93が発生したサンプル1の反射率スペクトラムを示している。線LS2、LS3は、ボイド93が発生していないサンプル2、3の反射率スペクトラムを示している。図31に示すように、ボイド93が発生している線LS1の反射率スペクトラムと、ボイド93が発生していない線LS2、LS3の反射率スペクトラムは、波長が500nmよりも大きい範囲で波形に違い発生している。よって、例えば、波長範囲550nm-1000nmの反射率スペクトル面積比較または反射率スペクトルの波長領域の面積積分値(差分値)を求めることでボイド93の発生を検出できる。
FIG. 31 is a diagram illustrating an example of detection of
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in many different forms. Also, the above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
なお、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 In addition, the following additional remarks are disclosed regarding the above embodiment.
(付記1)
凹部を含むパターンが形成され、前記凹部に埋め込み材料の埋め込みが行われた基板の分光計測を行い、前記埋め込み材料が埋め込まれた前記基板の吸光度スペクトルを測定する埋込後測定工程と、
測定された前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する判定工程と、
を有する判定方法。
(Appendix 1)
a post-embedding measurement step of performing spectroscopic measurement on a substrate in which a pattern including recesses is formed and in which an embedding material is embedded in the recesses, and measuring an absorbance spectrum of the substrate in which the embedding material is embedded;
a determining step of determining the embedded state of the recess based on the integrated value of the intensity at a plurality of wavenumbers of the measured absorbance spectrum of the substrate;
A determination method having
(付記2)
前記基板は、それぞれチップとなる領域ごとに前記パターンが形成され、
前記分光計測における測定光のスポットサイズは、前記チップよりも大きい
付記1に記載の判定方法。
(Appendix 2)
The substrate is formed with the pattern for each area to be a chip,
The determination method according to
(付記3)
前記判定工程は、前記基板の吸光度スペクトルに前記埋め込み材料によるピークが生じる波数を含む所定の波数範囲の吸光度スペクトルの強度の積分値に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
付記1又は2に記載の判定方法。
(Appendix 3)
In the determination step, the embedded state of the recess is determined based on an integrated value of the intensity of the absorbance spectrum in a predetermined wavenumber range including the wavenumber at which the embedding material causes a peak in the absorbance spectrum of the substrate. judgment method.
(付記4)
前記埋め込み材料は、SiOあるいはSiNを含んだ膜であり、
前記ピークは、800cm-1~1100cm-1範囲に出現する一番大きなピークである
付記3に記載の判定方法。
(Appendix 4)
The embedding material is a film containing SiO or SiN,
The determination method according to
(付記5)
前記埋め込み材料は、SiOあるいはSiNを含んだ膜であり、
前記波数範囲は、3000cm-1~10000cm-1である
付記3に記載の判定方法。
(Appendix 5)
The embedding material is a film containing SiO or SiN,
The determination method according to
(付記6)
前記埋め込み材料は、SiOであり、
前記ピークは、1080cm-1である
付記3に記載の判定方法。
(Appendix 6)
The embedding material is SiO,
The determination method according to
(付記7)
前記波数範囲は、500cm-1~1400cm-1である
付記3又は6に記載の判定方法。
(Appendix 7)
The determination method according to
(付記8)
前記判定工程は、前記積分値が所定の範囲内又は所定の閾値以上であるかに基づき、前記埋め込み材料が埋め込まれた前記凹部内の空隙の有無を判定する
付記1~7の何れか1つに記載の判定方法。
(Appendix 8)
The determination step determines whether or not there is a void in the recess in which the embedding material is embedded, based on whether the integrated value is within a predetermined range or is equal to or greater than a predetermined threshold. Judgment method described in.
(付記9)
前記分光計測は、前記基板に対して透過性を有する光を照射し、前記基板を透過又は反射した光を検出する
付記1~8の何れか1つに記載の判定方法。
(Appendix 9)
9. The determination method according to any one of
(付記10)
前記基板は、シリコン基板とし、
前記分光計測は、前記基板に対して赤外光を照射し、前記基板を透過又は反射した赤外光を検出する
付記1~9の何れか1つに記載の判定方法。
(Appendix 10)
The substrate is a silicon substrate,
The determination method according to any one of
(付記11)
前記埋込後測定工程は、前記基板の前記パターンが形成された第1領域と、前記基板の前記第1領域よりも前記凹部の少ない第2領域とに対してそれぞれ分光計測を行い、前記基板の前記第1領域の吸光度スペクトルと前記第2領域の吸光度スペクトルを測定し、
前記判定工程は、前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
付記1~10の何れか1つに記載の判定方法。
(Appendix 11)
In the post-embedding measurement step, spectroscopic measurement is performed on a first region of the substrate where the pattern is formed and a second region of the substrate having fewer recesses than the first region of the substrate. Measure the absorbance spectrum of the first region and the absorbance spectrum of the second region of
In the determination step, based on the difference between the integrated value of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the first region and the integrated value of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the second region, 11. The determination method according to any one of
(付記12)
前記第2領域は、前記第1領域の近傍の領域である
付記11に記載の判定方法。
(Appendix 12)
12. The determination method according to
(付記13)
前記第2領域は、前記基板のそれぞれチップとなる領域の境界の領域である
付記11に記載の判定方法。
(Appendix 13)
12. The determination method according to
(付記14)
前記埋め込み材料を前記凹部に埋め込む前の前記基板に対して分光計測を行い、前記埋め込み材料を埋め込む前の前記基板の吸光度スペクトルを測定する埋込前測定工程と、
前記凹部に前記埋め込み材料を埋め込む埋込工程と、をさらに有し、
前記判定工程は、前記凹部に埋め込み材料が埋め込まれる前の前記基板の吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と、前記凹部に埋め込み材料が埋め込まれた前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
付記1~13の何れか1つに記載の判定方法。
(Appendix 14)
a pre-embedding measurement step of performing spectroscopic measurement on the substrate before embedding the embedding material in the recess and measuring an absorbance spectrum of the substrate before embedding the embedding material;
an embedding step of embedding the embedding material in the recess,
The determination step includes integration values of intensities at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the substrate before the embedding material is embedded in the recess, and a plurality of absorbance spectra of the substrate with the embedding material embedded in the recess. 14. The determination method according to any one of
(付記15)
前記埋込前測定工程、及び前記埋込後測定工程は、前記基板の前記パターンが形成された第1領域と、前記基板の前記第1領域よりも前記凹部の少ない第2領域とに対してそれぞれ分光計測を行い、前記基板の前記第1領域の吸光度スペクトルと前記第2領域の吸光度スペクトルをそれぞれ測定し、
前記判定工程は、前記埋込前測定工程により測定された前記基板の前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との第1差分と、前記埋込後測定工程により測定された前記基板の前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との第2差分とを求め、前記第1差分と前記第2差分との差に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
付記14に記載の判定方法。
(Appendix 15)
The pre-embedding measurement step and the post-implantation measurement step are performed on a first region of the substrate where the pattern is formed and a second region of the substrate having fewer recesses than the first region. Perform spectroscopic measurement, respectively, and measure the absorbance spectrum of the first region and the absorbance spectrum of the second region of the substrate,
In the determination step, the integrated values of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the first region of the substrate measured in the pre-implantation measurement step and the plurality of absorbance spectra of the second region of the substrate. a first difference between an integral value of intensity at wavenumbers; A second difference between the absorbance spectrum of the region and the integrated value of the intensity at the plurality of wavenumbers is obtained, and the embedded state of the recess is determined based on the difference between the first difference and the second difference. Judgment method described in.
(付記16)
前記第2領域は、前記第1領域の近傍の領域である
付記15に記載の判定方法。
(Appendix 16)
16. The determination method according to
(付記17)
前記第2領域は、前記基板のそれぞれチップとなる領域の境界の領域である
付記15に記載の判定方法。
(Appendix 17)
16. The determination method according to
(付記18)
凹部を含むパターンが形成され、前記凹部に埋め込み材料の埋め込みが行われた基板に光を放射する光源と、
前記光源から放射されて前記基板を反射した反射光又は前記基板を透過した透過光を受光する受光機構と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記受光機構が受光した反射光又は透過光から前記埋め込み材料が埋め込まれた前記基板の吸光度スペクトルを測定する工程と、
測定された前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する工程と、実施する
基板処理装置。
(Appendix 18)
a light source that emits light to a substrate in which a pattern including recesses is formed and in which a filling material is embedded in the recesses;
a light receiving mechanism for receiving reflected light emitted from the light source and reflected by the substrate or transmitted light transmitted through the substrate;
a control unit;
The control unit
measuring an absorbance spectrum of the substrate in which the embedding material is embedded from the reflected light or transmitted light received by the light receiving mechanism;
A substrate processing apparatus that performs a step of determining the embedded state of the recess based on the integrated value of the intensity at a plurality of wavenumbers of the measured absorbance spectrum of the substrate.
(付記19)
基板搬入機構と、
前記凹部に埋め込み材料を埋め込む埋め込み処理室と、をさらに備え、
前記光源及び前記受光機構は、前記基板搬入機構に設けられた
付記18に記載の基板処理装置。
(Appendix 19)
a substrate loading mechanism;
An embedding processing chamber for embedding an embedding material in the recess,
19. The substrate processing apparatus according to appendix 18, wherein the light source and the light receiving mechanism are provided in the substrate loading mechanism.
(付記20)
前記基板搬入機構は、真空搬送室、ロードロック室、大気搬送室を備え、
前記光源及び前記受光機構は、前記真空搬送室、前記ロードロック室、前記大気搬送室の何れかに設けられた
付記19に記載の基板処理装置。
(Appendix 20)
The substrate loading mechanism includes a vacuum transfer chamber, a load lock chamber, and an atmospheric transfer chamber,
20. The substrate processing apparatus according to appendix 19, wherein the light source and the light receiving mechanism are provided in any one of the vacuum transfer chamber, the load lock chamber, and the atmospheric transfer chamber.
W 基板
1 チャンバ
2 載置台
6 リフターピン
10 高周波電源
15 ガス供給部
16 シャワーヘッド
60 制御部
61 ユーザインターフェース
62 記憶部
80a 窓
80b 窓
81 照射部
82 検出部
90 パターン
91 凹部
92 膜
92a SiN膜
93 ボイド
95 領域
96、97 スポットサイズ
100 成膜装置
200 成膜装置
201~204 チャンバ
Claims (20)
測定された前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する判定工程と、
を有する判定方法。 a post-embedding measurement step of performing spectroscopic measurement on a substrate in which a pattern including recesses is formed and in which an embedding material is embedded in the recesses, and measuring an absorbance spectrum of the substrate in which the embedding material is embedded;
a determining step of determining the embedded state of the recess based on the integrated value of the intensity at a plurality of wavenumbers of the measured absorbance spectrum of the substrate;
A determination method having
前記分光計測における測定光のスポットサイズは、前記チップよりも大きい
請求項1に記載の判定方法。 The substrate is formed with the pattern for each area to be a chip,
The determination method according to claim 1, wherein a spot size of the measurement light in the spectroscopic measurement is larger than that of the chip.
請求項1に記載の判定方法。 2. The embedding state of the recess according to claim 1, wherein the determining step determines the embedding state of the concave portion based on an integrated value of intensity of an absorbance spectrum in a predetermined wavenumber range including a wavenumber at which a peak due to the embedding material occurs in the absorbance spectrum of the substrate. judgment method.
前記ピークは、800cm-1~1100cm-1範囲に出現する一番大きなピークである
請求項3に記載の判定方法。 The embedding material is a film containing SiO or SiN,
The determination method according to claim 3, wherein the peak is the largest peak appearing in the range of 800 cm -1 to 1100 cm -1 .
前記波数範囲は、3000cm-1~10000cm-1である
請求項3に記載の判定方法。 The embedding material is a film containing SiO or SiN,
The determination method according to claim 3, wherein the wavenumber range is from 3000 cm -1 to 10000 cm -1 .
前記ピークは、1080cm-1である
請求項3に記載の判定方法。 The embedding material is SiO,
The determination method according to claim 3, wherein the peak is at 1080 cm -1 .
請求項3又は6に記載の判定方法。 The determination method according to claim 3 or 6, wherein the wavenumber range is from 500 cm -1 to 1400 cm -1 .
請求項1に記載の判定方法。 2. The determination method according to claim 1, wherein the determining step determines whether or not there is a void in the recess filled with the embedding material, based on whether the integrated value is within a predetermined range or equal to or greater than a predetermined threshold.
請求項1に記載の判定方法。 2. The determination method according to claim 1, wherein the spectroscopic measurement irradiates the substrate with light having transparency and detects the light transmitted through or reflected by the substrate.
前記分光計測は、前記基板に対して赤外光を照射し、前記基板を透過又は反射した赤外光を検出する
請求項1に記載の判定方法。 The substrate is a silicon substrate,
The determination method according to claim 1, wherein the spectroscopic measurement includes irradiating the substrate with infrared light and detecting the infrared light transmitted through or reflected by the substrate.
前記判定工程は、前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
請求項1に記載の判定方法。 In the post-embedding measurement step, spectroscopic measurement is performed on a first region of the substrate where the pattern is formed and a second region of the substrate having fewer recesses than the first region of the substrate. Measure the absorbance spectrum of the first region and the absorbance spectrum of the second region of
In the determination step, based on the difference between the integrated value of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the first region and the integrated value of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the second region, 2. The determination method according to claim 1, further comprising determining a buried state of said concave portion.
請求項11に記載の判定方法。 The determination method according to claim 11, wherein the second area is an area in the vicinity of the first area.
請求項11に記載の判定方法。 12. The determination method according to claim 11, wherein the second area is a boundary area between areas of the substrate that are to be chips.
前記凹部に前記埋め込み材料を埋め込む埋込工程と、をさらに有し、
前記判定工程は、前記凹部に埋め込み材料が埋め込まれる前の前記基板の吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と、前記凹部に埋め込み材料が埋め込まれた前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値との差分に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
請求項1に記載の判定方法。 a pre-embedding measurement step of performing spectroscopic measurement on the substrate before embedding the embedding material in the recess and measuring an absorbance spectrum of the substrate before embedding the embedding material;
an embedding step of embedding the embedding material in the recess,
The determination step includes integration values of intensities at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the substrate before the embedding material is embedded in the recess, and a plurality of absorbance spectra of the substrate with the embedding material embedded in the recess. 2. The determination method according to claim 1, wherein the embedded state of the recess is determined based on a difference from an integrated value of intensity at wavenumbers.
前記判定工程は、前記埋込前測定工程により測定された前記基板の前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との第1差分と、前記埋込後測定工程により測定された前記基板の前記第1領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値と前記第2領域の前記吸光度スペクトルの前記複数の波数での強度の積分値との第2差分とを求め、前記第1差分と前記第2差分との差に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する
請求項14に記載の判定方法。 The pre-embedding measurement step and the post-implantation measurement step are performed on a first region of the substrate where the pattern is formed and a second region of the substrate having fewer recesses than the first region. Perform spectroscopic measurement, respectively, and measure the absorbance spectrum of the first region and the absorbance spectrum of the second region of the substrate,
In the determination step, the integrated values of the intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the first region of the substrate measured in the pre-implantation measurement step and the plurality of absorbance spectra of the second region of the substrate. a first difference between an integral value of intensity at wavenumbers; A second difference between the integrated value of intensity at the plurality of wavenumbers of the absorbance spectrum of the region and a second difference is obtained, and the embedded state of the recess is determined based on the difference between the first difference and the second difference. 14. The determination method described in 14.
請求項15に記載の判定方法。 The determination method according to claim 15, wherein the second area is an area in the vicinity of the first area.
請求項15に記載の判定方法。 16. The determination method according to claim 15, wherein the second region is a boundary region between regions of the substrate that are to be chips.
前記光源から放射されて前記基板を反射した反射光又は前記基板を透過した透過光を受光する受光機構と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記受光機構が受光した反射光又は透過光から前記埋め込み材料が埋め込まれた前記基板の吸光度スペクトルを測定する工程と、
測定された前記基板の吸光度スペクトルの複数の波数での強度の積分値に基づき、前記凹部の埋め込み状態を判定する工程と、実施する
基板処理装置。 a light source that emits light to a substrate in which a pattern including recesses is formed and in which a filling material is embedded in the recesses;
a light receiving mechanism for receiving reflected light emitted from the light source and reflected by the substrate or transmitted light transmitted through the substrate;
a control unit;
The control unit
measuring an absorbance spectrum of the substrate in which the embedding material is embedded from the reflected light or transmitted light received by the light receiving mechanism;
A substrate processing apparatus that performs a step of determining the embedded state of the recess based on the integrated value of the intensity at a plurality of wavenumbers of the measured absorbance spectrum of the substrate.
前記凹部に埋め込み材料を埋め込む埋め込み処理室と、をさらに備え、
前記光源及び前記受光機構は、前記基板搬入機構に設けられた
請求項18に記載の基板処理装置。 a substrate loading mechanism;
An embedding processing chamber for embedding an embedding material in the recess,
The substrate processing apparatus according to claim 18, wherein the light source and the light receiving mechanism are provided in the substrate loading mechanism.
前記光源及び前記受光機構は、前記真空搬送室、前記ロードロック室、前記大気搬送室の何れかに設けられた
請求項19に記載の基板処理装置。 The substrate loading mechanism includes a vacuum transfer chamber, a load lock chamber, and an atmospheric transfer chamber,
The substrate processing apparatus according to claim 19, wherein the light source and the light receiving mechanism are provided in any one of the vacuum transfer chamber, the load lock chamber, and the atmospheric transfer chamber.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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