JP3927780B2 - Circuit board manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板や液晶基板などの回路基板の製造方法に係り、特に、薄膜の生成(成膜)やエッチング等の加工を行う処理室(真空処理室)内に浮遊した微細粒子を、in−situ計測する機能を備えた回路基板製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エッチング装置を始めとして、プラズマを用いた処理が半導体製造工程や液晶表示装置用基板製造工程に広く適用されている。
【0003】
プラズマを用いた処理装置の1例として、図28に示す平行平板型プラズマエッチング装置がある。この種の装置は、図26に示すように、シグナルジェネレータ83からの高周波信号によりパワーアンプ84の出力電圧を変調し、この高周波電圧を分配器85により分配して、処理室内において互いに平行に配置した上部電極81と下部電極82の間に印加し、両電極間81、82での放電によりエッチング用ガスからプラズマ71を発生させ、その活性種で被処理体としての、例えば半導体基板(ウェハ)Wをエッチングするようになっている。高周波信号としては、例えば400kHz程度の周波数が用いられる。
【0004】
前記プラズマエッチング装置では、プラズマ処理によるエッチング反応によって生成された反応生成物が、プラズマ処理室の壁面あるいは電極に堆積し、これが時間経過に伴い、剥離して浮遊微細粒子となることが知られている。この浮遊微細粒子は、エッチング処理が終了しプラズマ放電が停止した瞬間に、ウェハ上に落下して付着異物となり、回路の特性不良やパターン外観不良を引き起こす。そして、最終的には、歩留まりの低下や素子の信頼性低下の原因となる。
【0005】
前記ウェハ表面に付着した異物を検査する装置は、多数報告され実用化されているが、これらは、プラズマ処理装置から一旦ウェハを抜き出して検査を行うもので、異物が多く発生していると判った時点では、既に他のウェハの処理が進んでおり、不良の大量発生による歩留まりの低下の問題がある。また、処理後の評価では、処理室内の異物発生の分布、経時変化などは判らない。
【0006】
従って、処理室内の汚染状況をin−situでリアルタイムモニタする技術が、半導体製造や液晶製造等の分野で求められている。
【0007】
処理室内で浮遊する微細粒子の大きさは、サブミクロンから数百μmの範囲であるが、256MbitDRAM(Dynamic Random Access Memory)、さらには1GbitDRAMへと高集積化が進む半導体の分野においては、回路パターンの最小線幅は0.25〜0.18μmと微細化の一途を辿っており、検出すべき異物の大きさもサブミクロンオーダが要求されている。
【0008】
プラズマ処理室等の処理室(真空処理室)内に浮遊した微細粒子をモニタする従来技術としては、特開昭57−118630号公報(従来技術1)、特開平3−25355号公報(従来技術2)、特開平3−147317号公報(従来技術3)、特開平6−82358号公報(従来技術4)、特開平6−124902号公報(従来技術5)、特開平10−213539号公報(従来技術6)に開示された技術が挙げられる。
【0009】
前記従来技術1には、反応空間における自己発光光のスペクトルと異なったスペクトルを有する平行光を反応空間に照射する手段と、前記平行光の照射を受けて前記反応空間において発生する微細粒子からの散乱光を検出する手段とを、具備した蒸着装置が開示されている。
【0010】
また、前記従来技術2には、半導体装置用基板表面に付着した微細粒子及び浮遊している微細粒子を、レーザ光による散乱を用いて測定する微細粒子測定装置において、波長が同一で相互の位相差がある所定の周波数で変調された2本のレーザ光を発生させるレーザ光位相変調部と、前記2本のレーザ光を前記の測定対象である微細粒子を含む空間において交差させる光学系と、前記2本のレーザ光の交差された領域において測定対象である微細粒子により散乱させた光を受光し、電気信号に変換する光検出部と、この散乱光による電気信号の中で前記レーザ光位相変調部での位相変調信号と周波数が同一または2倍で、かつ前記位相変調信号との位相差が時間的に一定である信号成分を取り出す信号処理部とを、備えた微細粒子測定装置が開示されている。
【0011】
また、前記従来技術3には、コヒーレント光を走査照射して反応容器内で散乱する光をその場で発生させるステップと、前記反応容器内で散乱する光を検出するステップとを含み、それにより前記散乱光を解析することで、前記反応容器内の汚染状況を測定する技術が記載されている。
【0012】
また、前記従来技術4には、レーザ光を生成するレーザ手段と、観測されるべき粒子を含むプラズマ処理ツールの反応室内の領域を前記レーザ光で走査するスキャナ手段と、前記領域内の粒子によって散乱したレーザ光のビデオ信号を生成するビデオカメラと、前記ビデオ信号のイメージを処理し表示する手段とを、有する粒子検出器が記載されている。
【0013】
また、前記従来技術5には、プラズマ処理室内のプラズマ発生領域を観測するカメラ装置と、該カメラ装置により得られた画像を処理して目的とする情報を得るデータ処理部と、該データ処理部にて得られた情報に基づいてパーティクルを減少させるように排気手段、プロセスガス導入手段、高周波電圧印加手段及びパージガス導入手段のうち少なくとも1つを制御する制御部とを、備えたプラズマ処理装置が記載されている。
【0014】
また、前記従来技術6には、測定体積を横切って照射する光ビームを送出する光送出器と、光検出器と前記測定体積からの散乱光を集光してその光を前記光検出器に向ける光学系とを含み、その光検出器に向けられた光の強度を表す信号をその光検出器が発生するように構成した検出器と、前記光検出器からの信号を分析するように相互接続され、前記光検出器からの信号の中のパルスを検出するパルス検出器と、微細粒子に対応しその微細粒子が前記測定体積の中を動く間の前記ビームによる複数回の照射に伴う前記微細粒子による散乱光に起因する一連のパルスを特定する事象検出器とを含む信号処理手段とを含む微細粒子センサが記載されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
前記した各従来技術は、処理装置の側面に設けられた観測用窓からレーザ光を照射し、対向した側面あるいはその他の側面に設けられた前記レーザ照射用観測窓とは異なる観測用窓から、レーザ前方散乱光や側方散乱光を検出するものである。したがって、これらの前方散乱光や側方散乱光を検出する方式では、照射光学系と検出光学系とが各々異なるユニットで形成され、これらを取り付ける観測用窓も2つ必要であり、また、光軸調整等も、照射・検出光学系で各々行わなければならず、取り扱いが面倒なものとなっていた。
【0016】
また、通常、プラズマ処理室などの処理室の側面の観測用窓は、プラズマ発光などをモニタするためにほとんどの機種に設けられているが、この観察窓は1つのみしか備え付けられていない場合も少なくない。従って、観測用窓を2つ必要とする従来手法は、観測用窓を1つしか備えていない処理室をもつ製造装置には、適用することができないという問題がある。
【0017】
さらに、前方散乱光や側方散乱光を検出する従来方式においては、処理室へ照射する照射ビームを回転走査させて、ウェハ等の被処理体の全面上の微細粒子発生状況を観察しようとした場合には、多数の観察窓と検出光学系とを必要とし、大幅なコストアップ要因となる上、多数の観察窓や検出光学系を設けることも、スペースファクター上の制約から実際には非常に困難である。
【0018】
一方、256MbitDRAM、さらには1GbitDRAMへと高集積化が進む半導体の分野においては、回路パターンの最小線幅は0.25〜0.18μmと微細化の一途を辿っており、検出すべき異物の大きさもサブミクロンオーダが要求されている。しかし、従来技術では、微細粒子散乱光とプラズマ発光の分離が困難であるため、比較的大きな微細粒子の観測に適用が限定され、サブミクロンオーダの微細粒子を検出することは困難である。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の点に鑑みなされたもので、本発明の実施例において開示された技術によれば、例えば、回路基板の製造方法を、処理室内にプラズマを発生させて処理室内で被処理体上に薄膜を生成または被処理体上に生成した薄膜を加工する処理を施すステップ、前記処理室内にプラズマを発生させて前記被処理体を処理している最中に、所望の周波数で強度変調した所望の波長のレーザ光を観測用窓を通して前記処理室内に走査して照射するステップ、該照射により前記処理室内に浮遊する微細粒子によって散乱され前記観察用窓を通過した後方散乱光を受光するステップ、該受光して得た受光信号の中から前記周波数成分を検出するステップ、該検出した信号を用いて前記処理室内の前記レーザ光を照射した領域に存在する微細粒子の個数、大きさに関する情報を得るステップ、そして該得た微細粒子の個数、大きさに関する情報を出力するステップで構成した。
【0020】
また、本発明の実施例において開示された技術によれば、回路基板の製造方法を、基板上にレジストを塗布するステップ、前記基板上に塗布したレジストを露光するステップ、前記露光したレジストを現像するステップ、前記レジストを現像した基板をプラズマエッチング装置を用いてエッチング処理することにより前記基板上にパターンを形成するステップ、そして、前記パターンを形成した基板をアッシング処理するステップで構成し、エッチング処理する工程において、プラズマエッチング処理装置でプラズマを発生させて前記レジストを現像した基板をエッチング処理するときに、レーザビームを前記プラズマエッチング処理装置の窓部を介して前記プラズマを発生させているプラズマエッチング処理装置の内部に走査して照射し、前記プラズマエッチング処理装置の内部に浮遊する微細粒子により後方散乱された散乱光を前記窓部を介して検出するようにした。
【0021】
更に、本発明の実施例において開示された技術によれば、回路基板の製造方法を、基板上に薄膜を形成するステップ、該薄膜を形成した基板上にレジストを塗布するステップ、露光装置を用いて前記基板上に塗布されたレジストを露光することによりマスクに形成されたパターンを前記レジストに転写するステップ、現像装置を用いて前記露光されたレジストを現像するステップ、前記レジストを現像した基板をプラズマエッチング装置を用いてエッチング処理することにより前記基板上に形成した薄膜に穴パターンを形成するステップ、そして、前記穴パターンを形成した基板をアッシング処理するステップで構成し、エッチング処理する工程において、プラズマエッチング処理装置でプラズマを発生させて前記レジストを現像した基板をエッチング処理するときに、レーザビームを前記プラズマエッチング処理装置の内部に走査して照射し、前記プラズマエッチング処理装置の内部に浮遊する微細粒子からの散乱光を前記プラズマエッチング処理装置の壁面からの反射光と分離して検出するようにした。
【0022】
更に、本発明の実施例において開示された技術によれば、回路基板の製造方法を、プラズマエッチング装置の内部に表面にレジストのパターンが形成された基板を搬入するステップ、前記基板を搬入した前記プラズマエッチング装置の内部を真空に排気して処理ガスを流量を制御して導入し所望の圧力に設定するステップ、前記プラズマエッチング装置の電極に高周波電力を印加して前記プラズマエッチング装置の内部にプラズマを発生させるステップ、該発生させたプラズマにより前記表面にレジストのパターンが形成された基板をエッチング処理するステップ、前記プラズマにより前記基板をエッチング処理している最中に前記プラズマエッチング装置の窓部を介して前記プラズマエッチング装置の内部にレーザビームを走査して照射し前記プラズマエッチング装置の内部に浮遊する微細粒子からの後方散乱光を前記窓部を介して検出するステップ、そして、前記処理ガスの導入を停止して前記プラズマエッチング装置の内部から前記処理ガスを排気した後前記基板を前記プラズマエッチング装置から搬出するステップで構成した。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図32を用いて説明する。
なお、以下に述べる本発明の各実施形態では、プラズマドライエッチング装置に利用されている、平行平板型プラズマエッチング装置への適用例を示すが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、本発明は、スパッタ装置やCVD装置などの薄膜生成(成膜)装置、あるいは、ECRエッチング装置やマイクロ波エッチング装置、またはアッシング装置などの各種薄膜加工装置への適用が可能である。
【0024】
まず、本発明の第1実施形態に係るプラズマエッチング装置を、図1〜図8に基づいて説明する。図1は、本第1実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置1の構成を示す図である。
【0025】
図1に示すように、エッチング処理装置1では、シグナルジェネレータ83からの高周波信号によりパワーアンプ84の出力電圧を変調し、この高周波電圧を分配器85によって分配して、処理室5内において互いに平行に配置した上部電極81と下部電極82の間に印加し、両電極81と82との間での放電によりエッチグ用ガスからプラズマ71を発生させ、その活性種で被処理体としての半導体基板(ウェハ)Wをエッチングする。高周波信号としては、例えば400kHzが用いられる。
【0026】
前記のプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、レーザ照明光学系2000と散乱光検出光学系3000と信号処理系6000とにより主として構成され、レーザ照明光学系2000および散乱光検出光学系3000における照射光出口部・検出光入口部は、処理室5の側面に設けられた観測用窓10に対向するように配置されている。
【0027】
レーザ照明光学系2000では、まずレーザ光源21(例えばYAGの第2次高調波レーザ;波長532nm)から出射されたS偏光ビーム101を、AO(Acousto−Optical)変調器22に入射する。AO変調器22に発振器23から出力された例えば周波数170kHz、好ましくはデューティ50%の矩形波信号を印加し、レーザビーム(S偏光ビーム)101を前記周波数で強度変調する。ここで、エッチング処理装置の電極に印加する高周波電圧を400kHzとした本実施形態では、レーザ強度変調周波数は、400kHzおよびその高調波成分800kHz、1.2MHz…とは異なる前記周波数170kHzなどが良い。理由については後で述べる。
【0028】
強度変調されたビーム102は、偏光ビームスプリッタ24と、ガルバノミラー25により反射され、処理室5の側面に設けられた観測用窓10を通して処理室5内へと導かれる。ここで、ガルバノミラー25を回転させ、ビームをウェハ面に平行な面内で走査することにより、ウェハ直上全面での微細粒子検出が可能となる。
【0029】
図2の(a)に示すように、観測用窓10は、P偏光となる入射ビーム102に対してブリュースター角θB1をなすような傾斜が設けてあり、この面での反射率は、理論上P偏光である入射ビーム102に対して零となる。ここで、ブリュースター角θB1は、θB1=tan~1(n2/n1)(n1:空気の屈折率、n2:観測用窓のガラス材の屈折率)で表され、レーザの波長を532nm、観測用窓10のガラス材を合成石英(532nmでの屈折率1.46)とした場合、θB1=55.6°となる。また、同様にθB2についても、θB2=34.4°となる。なおまた、図2の(b)に示すように、観測用窓10は、ガルバノミラー25の回転による入射ビーム102の回転走査に際し、入射ビーム102に対し常に同一傾斜となるように湾曲した形状に形成されている。
【0030】
処理室5内へ導かれたビーム103は、プラズマ中の浮遊微細粒子72により散乱される。微細粒子散乱光のうちビーム103と同一の光軸を伝搬する後方散乱光は、観測用窓10を通過してガルバノミラー25により反射され、偏光ビームスプリッタ24へと向かう。この後方散乱光のうち、偏光ビームスプリッタ24を透過するP偏光成分のみを、結像レンズ31で集光する。
【0031】
集光された散乱光は、微細粒子の大きさおよび発生位置を特定するため、ビームスプリッタ42により2つのビーム201、202に分離し、それぞれCCDカメラ41およびバンドルファイバ33で撮像あるいは受光する。
【0032】
ビームスプリッタ42を通過したビーム201は、レーザ波長(532nm)に透過中心波長を持つ干渉フィルタ40を通過し、プラズマ発光から微細粒子散乱光を波長分離した後、CCDカメラ41で撮像される。図3は、散乱光をCCDカメラ41で撮像する様子を簡略化して表したもので、図3の(a)に示すように、ウェハ手前の73aとCCDカメラ41の入射面とが結像関係にあり、ウェハ中心73b、ウェハ奥73cからの散乱光の像は、デフォーカスしているため、図3の(b)に示すように、同じ微細粒子からの散乱光に対して得られる像の大きさが異なる。従って、撮像された画像から、微細粒子がどの位置で発生したか知るための手がかりとなる情報が得られる。ただし、大きさの異なる微細粒子との識別ができない。そこで、微細粒子サイズについては、次に説明する方法により得られた信号と前記撮像信号から判定する。
【0033】
ビームスプリッタ42で反射されるビーム202は、結像レンズ31によりバンドルファイバ33の入射面に集光される。図4に示すように、ウェハ中央の73bとバンドルファイバ33の入射面とが結像関係になっているが、入射端面のファイバ束領域(受光領域)は、デフォーカスしたウェハ両端73a、73cからの散乱光も検出可能な大きさとなっている。従って、ウェハ手前から奥までの微細粒子からの後方散乱光を同じ感度で検出できる。また、処理室5内壁で生じる散乱光は、バンドルファイバ33の受光面の手前で結像するため、その結像位置に空間フィルタ36を設置し遮光する。バンドルファイバ33の出射端は、レーザ波長に設定されたモノクロメータや干渉フィルタなどの分光器34に接続され、プラズマ発光から微細粒子からの後方散乱光を波長分離した後、光電変換素子35で光電変換される。
【0034】
光電変換された検出信号は、レーザ変調周波数よりも十分広い帯域をもつアンプ50で増幅された後、ロックインアンプ51により、レーザ光の強度変調に用いた発振器23から出力された周波数170kHz、デューティ50%の矩形波信号を参照信号として同期検波され、検出信号から周波数170kHzの微細粒子からの後方散乱光成分を抽出する。
【0035】
プラズマ発光の強度はプラズマ励起周波数に同期していることを、本願発明者らは実験によって検証しており、例えば、前記した400Khzのプラズマ励起周波数の高周波電力により発生したプラズマの発光から波長分離し、プラズマ励起周波数およびその整数倍と異なる前記周波数170kHzで変調・同期検波して得た微細粒子信号は、図5に示すように、プラズマ発光から、波長・周波数2つの領域で分離され、検出される。この変調・同期検波方式により、プラズマ発光から微弱な微細粒子からの後方散乱光を感度良く検出できることを、本願発明者らは実験的に確認している。
【0036】
即ち、図5に示すように、プラズマ発光は、波長領域においては連続的に分布しているが、周波数領域においては、離散的に存在し、周波数領域において空き領域がある。従って、例えば波長532nmのレーザ光を、前記プラズマ発光の周波数とは異なる、例えば周波数170kHzで強度変調してプラズマ処理室に入射し、検出光の中から波長532nm成分、周波数170kHz成分、すなわちピーク信号のみを取り出せば、微細粒子からの後方散乱光をプラズマ発光から分離して検出することが可能なる。
【0037】
このように、本実施形態では、後方散乱光検出では大きな雑音となりうる観測用窓表面からの反射光および処理室内壁散乱光の影響を実質的になくし、さらに、前記変調・同期検波方式により、プラズマ中微細粒子検出で問題となるプラズマ発光雑音から、微弱な微細粒子散乱信号を感度良く検出できる。また、後方散乱光検出とすることで、レーザ照明光学系と散乱光検出光学系を1つのユニットで構成でき、1つの観測用窓10のみをもつ処理装置であっても適用可能となる上、照明光学系と検出光学系とが分離したものと比較すると光軸調整等も容易となり、トータルとしての光学系がコンパクトなものになる。
【0038】
ここで、浮遊微細粒子はプラズマ・シース界面に多く存在すると言われるが、電極間隔等の処理条件によりプラズマ・シース界面の位置は異なり、かつプラズマ・シース以外にも微細粒子は存在する。そこで、1つのユニットで構成した本レーザ照明光学系2000および散乱光検出光学系3000は、図6に示すように、観測用窓10の前記した傾斜と平行に、斜めに上下動可能であるように構成してある。かような構成をとることにより、プラズマ中の異なる高さ領域での微細粒子検出が可能となる。
【0039】
ロックインアンプ51の出力は計算機61に送られる。計算機61では、取り込んだ信号を、例えば図7の(a)に示すような形で逐一ディスプレイ上に表示する。ここで、検出信号は、アンプ50、ロックインアンプ51等で生じる電気雑音NE を含んでいるため、表示の際にしきい値処理を行い、図7の(b)のように、NE 以下の信号は0mVとし、NE 以上の大きさの信号のみを表示すると、微細粒子からの後方散乱光の検出信号の判定が容易になる。
【0040】
信号処理系6000では、得られた微細粒子からの後方散乱光の検出信号強度とCCDカメラ41の撮像画像とから、微細粒子の大きさ、個数、発生位置を判定する。そこで、CCDカメラ41の撮像画像については、ロックインアンプ出力に対してしきい値Ithを設定し、信号強度がしきい値Ithを超えたときのみ微細粒子が発生したとみなし、像を記録する。
【0041】
次に、計算機61では、予め実験により得られた粒径に対する信号強度および撮像画像データと、検出された微細粒子からの後方散乱光の検出信号強度および撮像画像とを比較し、微細粒子の大きさ、発生位置、発生個数を判定し、その結果を、例えば図7の(c)に示すようにディスプレイ上に表示する。
【0042】
ここで、本実施形態では、ガルバノミラー25によりビームをウェハ全面にわたって走査できる構成としたので、計算機61では、ガルバノドライバ29を介して走査信号をガルバノミラー25に送り、ビームを走査しつつ各走査位置での微細粒子からの後方散乱光の検出信号および画像をガルバノミラー動作に同期して取り込めば、ウェハ前後での微細粒子発生位置に加え、図8に示すように、ウェハ面上での2次元分布を把握できる。
【0043】
また、計算機61では、発生した微細粒子の個数を計数して処理室内の汚染状況を判断し、微細粒子発生総数が予め設定した基準値を超えたときは、エッチング処理を終了する。更にこの旨をアラームなどで操作者に知らせれば、その情報を基に、操作者は処理室クリーニングなどの作業を行うことができる。
【0044】
以上のように本実施形態によれば、後方散乱光検出では大きな雑音となりうる観測用窓表面からの反射光および処理室内壁散乱光の影響を実質的になくし、さらに、前記変調・同期検波方式により、プラズマ中微細粒子検出で問題となるプラズマ発光雑音から微弱な微細粒子散乱信号を分離して検出するため、検出感度が向上し、従来法では検出が困難であると予想される、サブミクロンオーダの微細粒子の検出も可能となる。
【0045】
また、本実施例によれば、波長及び周波数2つの領域において微弱な微細粒子散乱光をプラズマ発光から分離して検出することが可能であり、従来の波長分離のみの方法に比べプラズマ中浮遊微細粒子の検出感度が大幅に向上するという効果が得られ、従来の波長分離のみの場合に得られる最小検出感度は、せいぜいφ1μm程度が限界であったのに対し、本発明の方法によれば、最小検出感度をφ0.2μmにまで向上でき、ウェハ全面にわたり安定な微細粒子検出が可能になるという効果が生まれる。尚、散乱強度を増加させるためにレーザ波長を短波長にしたり、レーザ出力を高出力にしたり、もしくは短波長化及び高出力化を同時に行うことで、更なる検出感度の向上が可能となる。
【0046】
また、本実施形態によれば、後方散乱光検出としたため、照射・検出光学系を1つのユニットで構成でき、取付けおよび調整が簡単で、かつ、小型な微細粒子検出装置を構成することが可能となる。また、後方散乱光検出としたため、照射ビームを水平方向に回転走査することができ、微細粒子の2次元分布を把握することが容易に可能となる。
【0047】
さらに、本発形態では、照射・検出光学系を斜め上下方向にスライドできる構成としたので、異なるプラズマ領域を観測でき、微細粒子の上下方向の分布を知ることができる。この際、照射光学系と検出光学系が1つのユニットで構成されているため、スライドさせても照射・検出の光軸がずれることは無く、再調整の必要はない。
【0048】
さらに、本実施形態によれば、ウェハ上全面で微細粒子検出を行って、微細粒子の個数、大きさ、分布を判定するので、操作者は、その情報をディスプレイ上でリアルタイムで確認できる。
【0049】
また、本実施形態によれば、得られた微細粒子の発生個数、大きさ、分布の情報をもとに、処理室内の汚染状況をリアルタイムで判断できるため、クリーニング時期の最適化がなされ、スループットが向上するとともに、ドカ不良の発生(一度に大量の不良が発生すること)が防止できて、歩留まりが向上する。また、処理室内の微細粒子個数を常にモニタしながら処理を進められるため、このようにして製造された半導体基板や液晶基板は、基準値以上の微細粒子を含まない環境で製造された、高品質で、信頼性の高い製品となる。
【0050】
また、本実施形態によれば、ダミーウェハを用いた処理室の汚染状況判断や、抜き取り検査による汚染状況判断の必要がないため、ダミーウェハのコスト削減、スループットの向上がなされる。
【0051】
次に、本発明の第2実施形態を、図9および図10に基づいて説明する。
図9は、本第2実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置2の構成を示す図である。
【0052】
本実施形態におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、プラズマ発光観測等の目的で、既に観測用窓11を備えたエッチング処理装置に搭載する場合を想定しており、観測用窓にブリュースター角を設けるなどの特殊な構造を持たないもの、つまり、観測用窓の表面からの反射光が多く発生する場合にも有効な、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置についての実施形態である。
【0053】
本実施形態においては、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置の照射・検出光学系のエッチング処理装置への搭載は、観測用窓11の近傍にベース板などのアタッチメントを取り付け、そのアタッチメントを介して搭載するなどの手段をとる。さらに、前記した第1実施形態と同様に、照明・検出光学系は、アタッチメント上を上下方向に移動でき、高さの異なるプラズマ領域での微細粒子検出が可能な構成となっている。
【0054】
また、前記第1実施形態では、P偏光で照射し、微細粒子からの後方散乱光のうち照射光と直交したS偏光成分を検出する構成となっていた。しかし、一般に、散乱光は入射光と同じ偏光方向が強い。そこで、本実施形態では、入射光と同じ偏光方向成分を取り出す構成を実現する。また、観測用窓への入射ビームの偏光は、前記第1実施形態のようにP偏光に限定するものではない。
【0055】
プラズマ処理室および処理方法は、前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。また、第1実施形態と同様に、変調・同期検波の技術を用い、微細粒子散乱光をプラズマ発光から波長・周波数2つの領域で分離して検出し、プラズマ処理室の内壁からの散乱光は空間フィルタにより遮光する。
【0056】
本実施形態におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、レーザ照明光学系2001と散乱光検出光学系3001と信号処理系6000とで主として構成される。
【0057】
信号処理系6000に関しては第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0058】
本第2実施形態では、強度変調されたP偏光ビーム102は、偏光ビームスプリッタ24を通過し、スリットの設けられた1/2波長板27のスリット部を通過した後、ガルバノミラー25を介して観測用窓11を通して処理室5内へと導かれる。1/2波長板27のスリット方向については、観測用窓反射光の光路や散乱光受光の様子を簡略化して表現した図10に示す方向である。
【0059】
プラズマ71中の浮遊微細粒子72により発生した後方散乱光は、観測用窓11を通過し、ガルバノミラー25を介して1/2波長板27へと向かう。そのうち図10中で斜線で示す1/2波長板27を通過した散乱光は、偏光方向が90°回転しS偏光となるため、偏光ビームスプリッタ24で反射され、散乱光検出光学系により検出される。一方、観測用窓11の表面および裏面からの直接反射光は、1/2波長板27のスリット部を通過するためP偏光のままで、偏光ビームスプリッタ24で反射し、散乱光検出光学系では検出されない。
【0060】
ここで、観測用窓11のレーザ入射側には、入射ビームの波長、偏光および入射角に対して反射が最低になるような反射防止コートを施すことで、反射光を低減させることが可能となる。散乱光の受光・撮像については、前記第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
【0061】
計算機61は、得られた情報をプラズマ処理装置などに出力するための端子や、プラズマ処理装置からの累積放電時間などの稼働情報を得るための入力端子を備え、第1実施形態と同様に、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置から得られた情報をもとに、プラズマ処理装置を監視・制御できるようになっている。
【0062】
このように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られるだけではなく、特殊な構造を持たない観測用窓で反射光が生じるような場合でも、その影響を受けること無く、微細粒子散乱光を検出できる。
【0063】
また、本実施形態によれば、照射光と同じ偏光方向の微細粒子散乱光を検出でき、微細粒子からの後方散乱光信号をより効率的に検出できる。
【0064】
次に、本発明の第3実施形態を、図11および図12に基づいて説明する。
図11は、本第3実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置2の構成を示す図である。
【0065】
本実施形態におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、前記第2実施形態と同様に、プラズマ発光観測等の目的で、既に観測用窓11を備えたエッチング処理装置に搭載する場合を想定しており、観測用窓にブリュースター角を設けるなどの特殊な構造を持たないもの、つまり観測用窓の表面からの反射光が存在する場合にも有効な、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置についての実施形態である。
【0066】
本実施形態においては、前記第2実施形態と同様に、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置の照射・検出光学系のエッチング処理装置への搭載は、観測用窓11にベース板などのアタッチメントを取り付け、そのアタッチメントを介して搭載するなどの手段をとる。さらに、前記した第1実施形態と同様に、照明・検出光学系は、アタッチメント上を上下方向に移動でき、高さの異なるプラズマ領域での微細粒子検出が可能な構成となっている。
【0067】
本実施形態が前記第2実施形態と異なるのは、円偏光照明・円偏光検出を行う点にある。
【0068】
プラズマ処理室及び処理方法は、前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。また、第1実施形態と同様に、変調・同期検波の技術を用い、微細粒子からの後方散乱光をプラズマ発光から波長・周波数2つの領域で分離して検出し、処理室の内壁からの散乱光は空間フィルタで遮光する。
【0069】
本実施形態におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、レーザ照明光学系2002と散乱光検出光学系3002と信号処理系6000とで主として構成される。
【0070】
信号処理系6000に関しては第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0071】
前記第1、第2実施形態と同様に、強度変調されたP偏光ビーム102は、偏光ビームスプリッタ24を通過し、1/4波長板26により円偏光ビーム104となり、ガルバノミラー25を介して観測用窓11を通して処理室5内へと導かれる。
【0072】
図12は、観測用窓反射光の光路や散乱光受光の様子を、簡略化して表現した図である。
図11、図12に示すように、プラズマ71中の浮遊微細粒子72により発生した後方散乱光は、観測用窓11を通過し、ガルバノミラーを介して1/4波長板26へと向かう。再度1/4波長板26を通過した散乱光は、偏光方向が90°回転しS偏光となるため、偏光ビームスプリッタ24で反射され、散乱光検出光学系により検出される。一方、観測用窓の表面及び裏面からの直接反射光も、1/4波長板26を通過するためS偏光となり、偏光ビームスプリッタ24で反射され、散乱光検出光学系へと向かう。そこで、空間フィルタ36を結像レンズ31の手前もしくは後ろに設置し、観測用窓反射光を遮光する。
【0073】
ここで、観測用窓11のレーザ入射側には、前記第1、第2実施形態と同様に、入射ビームの波長および入射角に対して反射が最低になるような反射防止コート15を施してあり、反射光を低減させることが可能となっている。
【0074】
このように、本実施形態では、円偏光照明・円偏光検出により、第2実施形態と同様のプラズマ中浮遊微細粒子計測装置を構成できる。
【0075】
また、本実施形態においても、第2実施形態と同様に、信号処理系で得られた情報をプラズマ処理装置などに出力するための端子や、プラズマ処理装置からの累積放電時間などの稼働情報を得るための入力端子を備えれば、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置によってプラズマ処理装置を監視・制御することができる。
【0076】
このように、本実施形態によれば、第2実施形態と同様に、特殊な構造を持たない観測用窓で反射光が生じるような場合でも、その影響を受けること無く、円偏光照明・円偏光検出により微細粒子散乱光を検出できる。
【0077】
また、本実施形態によれば、円偏光照明・円偏光検出を行うため、第1実施形態に比べ微細粒子散乱光をより効率的に検出できる。
【0078】
次に、本発明の第4実施形態を、図13および図14に基づいて説明する。
図13は、本第4実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置2の構成を示す図である。
【0079】
本実施形態におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、レーザ照明光学系2003と散乱光検出光学系3003と信号処理系6000とで主として構成される。
【0080】
本実施形態が前記第3実施形態と異なるのは、前記第3実施形態においては、観測用窓からの反射光を空間フィルタを用いて遮光していたのに対し、本実施形態においては、直線偏光板を用いて遮光するようにした点にある。本実施形態は、前記第3実施形態と全く同様の効果を奏するものであるので、第3実施形態と異なる箇所のみ説明する。
【0081】
第3実施形態と同様に、強度変調されたP偏光ビームは、偏光ビームスプリッタ24を通過し、P偏光を通過するように設置された直線偏光板28を通過した後、1/4波長板26により円偏光となり、ガルバノミラー25を介して観測用窓11を通して処理室5内へと導かれる。
【0082】
図14は、観測用窓反射光の光路や散乱光受光の様子を、簡略化して表現した図である。
【0083】
図13、図14に示すように、プラズマ71中の浮遊微細粒子72により発生した後方散乱光は、観測用窓11を通過し、ガルバノミラーを介して1/4波長板26へと向かう。1/4波長板26を通過した散乱光は、偏光方向が90°回転しS偏光となるため、直線偏光板28によって遮光される僅かな領域を除いては、偏光ビームスプリッタ24で反射され、散乱光検出光学系により検出される。
【0084】
一方、観測用窓11の表面および裏面からの直接反射光は、1/4波長板26を通過するためS偏光となり、直線偏光板28によって遮光される。従って、本実施形態においても、前記第3実施形態と同様に、観測用窓反射光は検出されない。
【0085】
また、本実施形態においても、前記第2、第3実施形態と同様に、信号処理系で得られた情報をプラズマ処理装置などに出力するための端子や、プラズマ処理装置からの累積放電時間などの稼働情報を得るための入力端子を備えれば、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置によってプラズマ処理装置を監視・制御することができる。
【0086】
このように、本実施形態によれば、前記第2、第3実施形態と同様に、特殊な構造を持たず観測用窓で反射光が生じるような場合でも、その影響を受けること無く、微細粒子からの後方散乱光を検出できる。
【0087】
また、本実施形態によれば、円偏光照明・円偏光検出を行うため、第1実施形態に比べ微細粒子からの後方散乱光をより効率的に検出できる。
【0088】
次に、本発明の第5実施形態として、照射してレーザ光の処理室の内壁面からの反射光の影響を考慮した検出方法と装置の構成について、図15〜図23、図29および図30を用いて説明する。
【0089】
図15は、第5実施形態におけるエッチング装置1006とプラズマ中浮遊微細粒子計測装置を示すものである。プラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、レーザ照射光学系2000、散乱光検出光学系3000、信号処理・制御系6000から成る。
【0090】
図15に示すように、エッチング装置1006では、シグナルジェネレータ83からの高周波信号によりパワーアンプ84の出力電圧を変調し、この高周波電圧を分配器85により分配し、プラズマ処理室86内に互いに平行に配置した上部電極81と下部電極82の間に印加し、両電極間での放電によりエッチグ用ガスからプラズマ71を発生させ、その活性種で被処理体としての半導体ウェハ70をエッチングする。
【0091】
高周波信号としては、例えば400kHz程度が用いられる。エッチング処理に際しては、エッチングの進行状況を監視し、その終点をできるだけ正確に検出して、所定のパターン形状及び深さだけエッチング処理を行うようにしている。終点が検出されると、パワーアンプ83の出力を停止し、半導体ウェハ70がプラズマ処理室86から排出される。
【0092】
レーザ照明光学系2000では、まずレーザ21(例えば、YAGの第2次高調波レーザ;波長532nm)21から出射されたS偏光ビーム101をコリメーティングレンズ16により拡大した後、フォーカシングレンズ17により半導体ウェハ70の中心に集光する。例えば、図18に示すように、フォーカシングレンズ17への入射光口径を3mm、フォーカシングレンズ17の焦点距離を2000mmとすると、よく知られた幾何光学の式により、φ300mmウェハ上において中央でのビームスポットの直径は452μm、手前及び奥でのビームスポットの直径は565μmとなるような、焦点深度が602mmの集光ビームを生成でき、φ300mmウェハ上において、ほぼ均一な光エネルギー密度で微細粒子を照射することが可能となる。
【0093】
集光されたS偏光ビーム102は偏光ビームスプリッタ24で反射された後、1/4波長板26を通過させることで円偏光ビーム103に変換した後、高速駆動するガルバノミラー25で反射され、観測窓10を透過してプラズマ処理室87に入射し、半導体ウェハ70の上空を全面走査する。前記長焦点深度ビームを走査することにより、半導体ウェハ70の上空全面をほぼ均一のエネルギー密度で照射することが可能である。円偏光ビーム103はプラズマ71中の浮遊微細粒子72によって散乱される。
【0094】
微細粒子からの散乱光201のうち入射ビームと同じ光軸を後ろ方向に散乱された後方散乱光202がガルバノミラー25で反射され、そのうち正反射成分である円偏光成分は再び1/4波長板26を透過することでP偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ24を透過し、結像レンズ31により光ファイバ33の入射端面に集光される。
【0095】
ここで、図16に示すように、結像レンズ31を後方散乱光の伝搬光軸の主光線からずらすことで、半導体ウェハ70の手前a1、中央a2そして奥a3からの微細粒子からの後方散乱光は同一の光軸上には結像されず、それぞれ異なる位置1b、2b、3bに結像される。このとき、バンドルファイバ33の受光端面を、結像点1b、2b、3bに対応した多段形状にすることにより、照射光の光軸方向におけるウェハ70上空の異なる点a1,a2,a3からの微細粒子散乱光を区別して検出することが可能となる。
【0096】
ここで、多段バンドルファイバ33の受光面b1大きさは、ウェハ上の点1aの前後の領域1Aからのデフォーカスした微細粒子からの後方散乱光をも検出可能な面積となっている。同様に、多段バンドルファイバの受光面b2、b3大きさは、それぞれ、ウェハ上の点2aの前後の領域2A、ウェハ上の点3aの前後の領域3Aからのデフォーカスした微細粒子からの後方散乱光をも検出可能な面積となっている。従って、長焦点ビームの高速走査と併せ、半導体ウェハ70上空全面において微細粒子検出が行え、また、光軸方向の異なる3つの領域において微細粒子発生領域の特定が可能となる。
【0097】
尚、本実施形態のように、レーザ波長が532nmの場合、微細粒子粒径がおおよそ10μmより小さくなると、後方散乱光の偏光成分のほとんどは入射光の偏光成分と等しくなる。従って、偏光分離法として広く知られているS偏光照明・P円光検出(P偏光照明・S偏光検出)では、検出散乱強度が著しく低下し、検出感度の低下を引き起こすが、前記実施例のように円偏光照明・円偏光検出とすることで微細粒子粒径の減少に伴う検出感度の低下を抑えることが可能となる。尚、処理室壁面86の照射点4aからの直接反射光や散乱光は、検出光軸をずらすことで、多段バンドルファイバ33受光面の外部の点4bに結像されるため検出されない。
【0098】
これも本発明の特徴の一つで、図17に示すように、検出光軸をずらさなかった場合、処理室内壁86の照射点4aからの直接反射光や散乱光の結像点4cは、検出したい半導体ウェハ70の上空1a等からの微細粒子からの後方散乱光の光束内に位置するため、処理室内壁86の照射点4aからの直接反射光や散乱光を遮光するために空間フィルタ36等を使用した場合、同時に微細粒子からの後方散乱光の一部を遮光してしまい、検出感度が低下してしまうが、本発明のように検出光軸をずらした場合には、前記検出感度の低下が生じることはない。微細粒子観測窓10からの直接反射光は、観測窓10を傾斜させ反射光軸を検出光軸からずらすことで光ファイバに入射しない構成としたことも、本発明の特徴の一つである。
【0099】
また、観測窓に反射防止コートを施すことで反射光強度を低減させることも可能である。ファイバ33の出射端は前記多段バンドルファイバ33の受光端面に対応し、同様に分割分されている。多段バンドルファイバ33の出射端は干渉フィルタ40に接続されており、レーザ光と同一波長成分(532nm)が抽出され、3チャンネルの1次元センサ37により各々の出射端面から検出光を区別して電気信号に変換されため、照射光軸方向の異なる3つの領域での微細粒子発生領域を特定することが可能となる。
【0100】
3チャンネル1次元センサ37の代わりに、3チャンネル並列出力タイプのホトダイオードアレイを用いても良い。また、図29および図30に示すように、多段バンドルファイバで受光せずに、干渉フィルタ40を通過した光を、3チャンネル1次元センサ37や3チャンネル並列出力タイプのホトダイオードアレイで直接受光する構成としても良い。3チャンネル1次元センサの各チャンネルからの検出信号は、信号処理・制御系6000において3チャンネルの増幅器ユニット37で増幅された後計算機62に送られる。計算機61では、ガルバノドライバ29を介して走査制御信号401をガルバノミラー25に送り、ビーム103を走査しつつ各走査位置での微細粒子からの後方散乱の強度をディスプレイ62に表示していく。
【0101】
図19〜図21にディスプレイ62での表示例を示す。図19には、φ300mmのウェハ上の照射光9ラインでの、ウェハ中心領域における検出信号の各走査毎の変化、すなわち時間変化が示されている。プラズマ中の浮遊微細粒子により散乱光が発生した場合には、図中3箇所で示した様なパルス上の大きな信号が現れる。これらのパルス状の信号の強度から微細粒子の大きさを判定することができる。
【0102】
また、図20に示すように、各検出位置において、n回目の走査時の出力と(n−1)回目の走査時の出力の差分をとると背景雑音の直流成分がキャンセルされ、また、常時同様に揺らいでいる背景雑音の揺らぎを低減させることが可能となり、微細粒子信号の判定が容易となる。エッチングが終了し、ウェハ70が処理室から排出されると計測を終了する。計測データはウェハ単位で記録される。測定データを外部に出力し、外部出力信号402を利用して処理室プラズマ処理室87の汚染状況を逐次監視することも可能である。
【0103】
本実施形態では、多段バンドルファイバを3段としたが、段数は3段に限定されるものはなく、2段以上の任意の段数を選択することができる。光軸方向の位置分解能は、本実施例の能に段数が3段の場合、例えばφ300mmウェハでは100mmとなるが、例えばバンドルファイバ段数を10段、信号処理のチャンネル数を10チャンネルとすれば30mmとなるように、段数を増やすことにより光軸方向の位置分解能を向上させることが可能である。
【0104】
段数を増やし、光軸方向の位置分解能を上げていけば、図21に示すように、走査照明ビームの位置データ及び照射光軸方向の微細粒子発生位置データから微細粒子の発生位置を特定し、また、信号強度に基づき微細粒子の大きさを判定し、ウェハ上の微細粒子発生分布と大きさをマッッピングすることも可能である。各走査毎の微細粒子マッピングデータから、微細粒子の挙動を推測することも可能となり、該データを基づき処理室内の微細粒子発生位置を特定する情報を得ることも可能となる。更には、該情報に基づき処理室内の微細粒子低減対策を行うことが可能となる。
【0105】
また、前記バンドルファイバ33のバンドル数、バンドル形状は図16に示す形状、本数に限定されるものではなく、任意の形状、本数を選択できることは自明である。
【0106】
更に、本実施形態では、図16に示すように、結像レンズ31をウェハに対し上方にずらした場合を述べたが、下方にずらすことも可能であることは自明である。更には、図22に示すように結像レンズ31をウェハ面に平行な方向にずらした場合も同様の効果を得ることができることからも判るように、結像レンズ31の軸をずらす方向は任意の方向を選択することができる。また、結像レンズを傾けることで軸ずらしと同様の効果を得ることも可能である。
【0107】
更に、本実施形態のように、後方散乱光検出とすることで照射び散乱光検出を一つの観測窓を通して行えるため、照射光学系及び検出光学系を一つのユニットで構成することが可能となり、小形の光学系を構成できることも、本発明の特徴の一つである。逆に、照射光軸と検出光軸をずらすことで、図23に示すように、照明光学系と散乱光検出光学系を分離して構成することも可能である。
【0108】
本発明によれば、長焦点ビームの走査及、軸ずらし結像光学系及び多段バンドルファイバを用いることでにより、ウェハ全面にわたりほぼ均一なエネルギー照明・均一感度検出が実現できるだけではなく、ウェハ全面にわたり微細粒子の発生位置を特定することが可能となるという効果が得られる。
【0109】
これにより、エッチング装置処理室内の汚染状況のリアルタイムモニタリングが可能となり、付着異物のよる不良ウェハの発生を低減できるという効果と、装置クリーニング時期を正確に把握することができるという効果が生まれる。
【0110】
また、ダミーウェハを用いた先行チェック作業の頻度が低減できるため、コスト低減と生産性の向上という効果が生まれる。
【0111】
更に、微細粒子発生位置を特定できるため、微細粒子の挙動を推定することにより、微細粒子発生源を特定できるため、微細粒子低減対策に効果的な情報を得ることができるという効果が生まれる。
【0112】
本発明の第6実施形態を、図24に基づいて説明する。本実施形態では、信号処理制御系において、3チャンネル同期検波ユニットの各出力の後段にゲイン調整器を設けたものである。光学系の構成と機能は第5実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0113】
本実施形態によれば、前記した第5実施形態と同様の効果が得られると同時に、
第1実施形態でも説明したような、波長及び周波数の2つの領域において微弱な微細粒子からの後方散乱光をプラズマ発光から分離して検出することが可能であり、従来の波長分離のみの方法に比べてプラズマ中浮遊微細粒子の検出感度を大幅に向上させることができ、従来の方式では検出できなかったφ0.2μm程度の微細粒子の検出が可能になる。
【0114】
更に、本実施形態によれば、ウェハ70上空のウェハ手前の点1aやウェハ奥の点2aでの照明光のビームスポットの直径の増加に伴う、エネルギー密度の低下による検出強度の低下を補正することが可能となり、ウェハ全面にわたり均一な感度で微細粒子検出が可能になるという効果が生まれる。
次に、本発明の第7の実施形態を、図25、図26および図27に基づいて説明する。
【0115】
まず図25、図26および図27を用いて、本発明における半導体集積回路装置の製造方法の概念を説明する。
【0116】
工程1001は、ウェハW上にシリコン酸化膜などの被加工膜601を形成する成膜工程であり、工程1002は、形成した膜の厚さを検査する膜厚計測工程である。工程1003は、ウェハWにレジスト602を塗布する、レジスト塗布工程であり,工程1004は、マスクパターン603をウェハ上に転写するパターン転写工程である。工程1005は、被加工部のレジストを除去する、現像工程であり、工程1006は、レジストパターン604をマスクとして、レジスト除去部605の被加工膜601をエッチングし配線溝やコンタクトホール606を形成する、エッチング工程である。工程1007は、レジストパターン604を除去する、アッシング工程であり、工程1008は、ウェハ表面や裏面を洗浄する、洗浄工程である。前記一連の工程は、例えば、コンタクトホールの形成に適用される。
【0117】
通常の半導体集積回路装置では、前記一連の工程を繰り返すことによって、多層構造を形成していく。
【0118】
次に、図28を用いて、エッチング中に発生した微細粒子がウェハに付着することで生じる欠陥について説明する。図28は、例えば、コンタクトホールエッチングにおいて発生する欠陥の例を示す図である。
微細粒子701は、エッチングの最中にコンタクトホール開口部に付着した微細粒子を示している。この場合、付着した微細粒子(異物)によりエッチング反応停止するため、この微細粒子が付着した部分のコンタクトホールは非開口となり、致命欠陥となる。
【0119】
微細粒子702は、エッチングの最中にコンタクトホール内部に付着した微細粒子を示している。この場合も、付着した微細粒子(異物)によりエッチング反応停止するため、この微細粒子が付着した部分のコンタクトホールは非開口となり、致命欠陥となる。
【0120】
微細粒子703および微細粒子704は、エッチング終了後にコンタクトホール内部に付着した異物を示している。コンタクトホールのようなアスペクト比の高い箇所に付着した異物は、洗浄しても取り除くことが困難な場合が多く、微細粒子703のように、その大きさが大きい場合には、コンタクト不良が生じるため致命欠陥となる。
【0121】
微細粒子705は、エッチングの最中にレジストパターン604に付着した異物を示している。この場合、該付着微細粒子705によりエッチング反応は何ら影響を受けることはなく、該付着微細粒子705により致命欠陥が発生することはない。
【0122】
このように、微細粒子が付着しても、微細粒子の大きさが欠陥を引き起こすほど大きくない場合や、付着箇所が非エッチング領域であるような場合には致命欠陥とならず、ウェハに微細粒子が付着してもその全てが致命欠陥を引き起こすわけではない。また、微細粒子701や微細粒子705が、洗浄により比較的除去しやすい異物であるのに対し、微細粒子602、微細粒子703および微細粒子704のように、高アスペクト比のコンタクトホールに落下した異物は、洗浄による除去が困難である。
【0123】
さて、本発明では、エッチング工程1006において、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置1100により、エッチング中に処理室内に発生した微細粒子をリアルタイムで検出し、該微細粒子検出結果に基づき、処理したウェハを次の工程に送り順次残りのウェハの処理を進めるか、次の工程に送る前に外観検査を行うか、処理を中止し処理室内のクリーニング(メンテナンス)を行うかを選択する。ここでは、検出微細粒子大きさおよび個数と予め設定した規格値(微細粒子管理基準)とを比較することで、次に行う処理を選択した。
【0124】
そこで、次に、本実施例における前記規格値(微細粒子管理基準)の算出方法の例を説明する。既に説明したとおり、ウェハに微細粒子が付着してもその全てが致命欠陥を引き起こすわけではない。付着した微細粒子(異物)により致命欠陥が発生する確率は、エッチングパターンの開口率やパターン密度、更には配線幅などと、付着する微細粒子の大きさや個数の関係から、計算により求めることができる。したがって、エッチング処理中に検出される微細粒子の大きさと個数と、ウェハ付着した微細粒子(異物)の大きさと個数の相関関係を、予め実験によって求めておくことで、エッチング中に検出した微細粒子により致命欠陥が引き起こされる確率を求めることができる。
【0125】
規格値(微細粒子管理基準)は、前記手段により求めた値に基づいて設定する。以下に、本実施例における、規格値の設定例を示す。
【0126】
規格値1は、検出微細粒子のうちある大きさ以上の個数が該規定値1より少なければ、致命欠陥が発生する確率が非常に低くなるように(例えば、致命欠陥発生確率1%以下)設定する。例えば、規格値1は、微細粒子粒径0.4μm以上10個とする。
【0127】
規格値2は、検出微細粒子のうちある大きさ以上の個数が前記規格値1以上で該規定値2より少なければ、致命欠陥の発生が懸念される値となるように(例えば、致命欠陥発生確率5%以下)設定する。例えば、規格値2は、微細粒子粒径0.4μm以上30個とする。
【0128】
検出微細粒子のうちある大きさ以上の個数が該規定値2以上であると、致命欠陥が多数発生する(例えば、致命欠陥発生確率5%以上)ことになる。
【0129】
前記規格値に基づき、エッチング処理中に検出された微細粒子のうちある大きさ以上の個数が前記規定値1より少ない場合には、致命欠陥の発生する確率が低いので、引き続き次のウェハの処理を行う。
【0130】
エッチング処理中に検出された微細粒子のうちある大きさ以上の個数が前記規定値1以上であるが、前記規定値2よりは少ない場合には、エッチング処理終了後、外観検査をう。該外観検査の結果、致命欠陥が確認されなければ、該ウェハは次のアッシング工程1007に送る。該外観検査の結果、致命欠陥が確認された場合は、該致命欠陥が救済可能な欠陥か判定する。前記判定結果に基づき、救済可能(救済回路の利用など)な欠陥と判定された場合は、該ウェハは次のアッシング工程1007に送る。前記判定結果に基づき、救済不可能な欠陥と判定された場合は、該欠陥個所を記録した後、該ウェハを次のアッシング工程1007に送る。その後、例えば、ダイシングにより各チップ毎にきり出した時に、該救済不可能な欠陥を含むチップは排除する。
【0131】
エッチング処理中に検出された微細粒子のうちある大きさ以上の個数が、前記規定値2より多い場合には、その後に処理を行うウェハにも、大量の致命欠陥が発生する可能性が高いので、エッチング処理を中断しプラズマ処理室内のクリーニング(メンテナンス)を行うよう、エッチング装置の操作者にモニタ画面上に表示したりアラームで知らせたりする。
【0132】
プラズマ中浮遊微細粒子計測装置を備えないエッチング処理装置では、必ずしも適切な時間で処理室のクリーニングが行われない。従って、本来クリーニングしなくても良い時期にクリーニングを行い、装置稼働率を低下させたり、逆にクリーニングすべき時期を過ぎているにもかかわらず処理を続け、不良品を大量に生じさせ歩留まりを低下させることもある。
【0133】
また、処理室内微細粒子チェックのためのダミーウェハによる先行作業を行い、その結果からクリーニング時期を決める方法もある。この場合、一連の工程中に余分な作業が入るため、スループットが低下し、ダミーウェハ分のコストが必要とされた。しかし、ウェハの大口径化に伴い、ダミーウェハのコストの増加は必至で、処理室内微細粒子チェックのためのダミーウェハによる先行作業の削減も大きな問題になっている。
【0134】
これに対し本実施形態によれば、処理室内の汚染状況をリアルタイムでモニタしながら被処理体の処理を行えるため、クリーニング時期の最適化が図られ、ダミーウェハによる先行作業も必要ないため、スループットが向上し、ダミーウェハのコスト削減が可能となる。また、本実施形態の工程により製造された製品は、規定値以上の微細粒子を含まない良質の製品、したがって信頼性の高い製品を製造することができる。
なお、以上の実施形態においては、エッチング処理装置への適用例について述べたが、先にも記載したように、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明をアッシング装置や成膜装置に適用することで、アッシング装置内および成膜装置内の微細粒子のリアルタイムモニタリングが可能となり、以って、ホトリソグラフィ工程中のアッシング工程および成膜工程起因の不良を低減することが可能となり、不良品の発生防止と歩留まりの向上とを図ることができる。
【0135】
微細粒子モニタ装置(プラズマ中浮遊微細粒子計測装置1100)を備えないエッチング処理装置では、必ずしも適切な時間で処理室のクリーニングが行われない。従って、本来クリーニングしなくても良い時期にクリーニングを行い、スループットを低下させたり、逆にクリーニングすべき時期を過ぎているにもかかわらず処理を続け、不良品を大量に生じさせ歩留まりを低下させることもある。また、処理室内微細粒子チェックのためのダミーウェハによる先行作業を行い、その結果からクリーニング時期を決める方法もある。この場合、一連の工程中に余分な作業が入るため、スループットが低下し、ダミーウェハ分のコストが必要とされた。しかし、ウェハの大口径化に伴い、ダミーウェハのコストの増加は必至で、処理室内微細粒子チェックのためのダミーウェハによる先行作業の削減も大きな問題になっている。
【0136】
これに対し本実施形態によれば、処理室内の汚染状況をリアルタイムでモニタしながら被処理体の処理を行えるため、クリーニング時期の最適化が図られ、ダミーウェハによる先行作業も必要ないため、スループットが向上し、ダミーウェハのコスト削減が可能となる。また、本実施形態の工程により製造された製品は、規定値以上の微細粒子を含まない良質の製品、したがって信頼性の高い製品を製造することができる。
なお、以上の実施形態においては、エッチング処理装置への適用例について述べたが、先にも記載したように、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明をアッシング装置や成膜装置に適用することで、アッシング装置内および成膜装置内の微細粒子のリアルタイムモニタリングが可能となり、以って、ホトリソグラフィ工程中のアッシング工程および成膜工程起因の不良を低減することが可能となり、不良品の発生防止と歩留まりの向上とを図ることができる。
【0137】
本発明によれば、後方散乱光検出としたため、照射・検出光学系を1つのユニットで構成でき、取付けおよび調整が簡単で、小形な微細粒子検出装置を実現できる。
【0138】
また、後方散乱光検出では大きな雑音となりうる観測用窓表面からの反射光および処理室の内壁からの散乱光を検出せず、さらに、プラズマ中微細粒子検出で問題となるプラズマ発光雑音から微弱な微細粒子からの後方散乱光の信号を分離して検出するため、検出感度が向上し、従来法では検出が困難であると予想される、サブミクロンオーダの微細粒子の検出が可能な微細粒子検出装置を実現できる。
【0139】
さらに、照明光を走査できる構成とし、更には照射・検出光学系を上下方向にスライドできる構成としたので、異なるプラズマ領域を観測できるとともに、ウェハ上全面で微細粒子検出を行い、微細粒子の個数、大きさ、分布を知ることができ、操作者は、その情報をディスプレイ上でリアルタイムで確認することが可能な微細粒子検出装置を実現できる。
【0140】
さらに、本発明によれば、得られた微細粒子の発生個数、大きさ、分布の情報をもとに、処理室内の汚染状況をリアルタイムで判断できるため、クリーニング時期を最適に判断して、高いスループットで歩留まり良く半導体デバイスを制作することが出来る。
【0141】
また、処理室内の微細粒子個数を常にモニタしながら処理を進められるため、基準値以上の微細粒子を含まない高品質の信頼性の高い回路基板の製作に適用することが出来る。
【0142】
次に、本発明の第8の実施形態を、図31及び図32に基づいて説明する。
先ず、本発明の第8の実施形態を説明する前に、図32に基づき、従来技術を用いた、半導体集積回路の製造方法について、例えば、256MbitDRAMのコンタクトホールエッチングや、0.18μmプロセス以降の高速CMOS LSI等で採用される、Cuデュアルダマシンプロセスのトレンチやヴィアホールエッチングに代表される、酸化膜エッチングプロセスを例にとり、一般的なプロセス・フローを説明する。以下に説明するプロセス・フローでは、東京エレクトロン社製の平行平板形酸化膜エッチング装置UNITY−IEM等を用いて実施可能な、ウェハ表面に異なる材料で形成された非加工膜をエッチングするために、1回の処理で、2つの異なる加工処理を連続して実施する、エッチングプロセスを例として用いる。
【0143】
先ず、STEP1では、所望のエッチング処理を行うために、各種プロセス・フローに対応し、非加工膜の材料、エッチング深さ等を考慮して予め計算または実験的な検証から決定されたプロセスパラメータが記憶された、プロセスレシピの一覧から、作業者により適切なプロセスレシピが設定される。
【0144】
次に、STEP2でウェハが搭載される下部電極の温度が設定される。STEP3でウェハがロードされると、SETP4で、上部電極のシャワープレートからプロセスガスとして、例えば、C4F8とArとO2の混合気体が供給される。SETP5では、前記STEP4でガスが供給された後、処理室内の圧力が安定状態、例えば、4[Pa]に達した時点でRF電力を印加し、プラズマを発生させる。SETP6で、前記プラズマによりエッチング加工処理が開始され、STEP7であらかじめ設定された一定時間、例えば、60[s]エッチング処理が行われた後、STEP8に至りエッチング加工処理が終了する。
【0145】
前記STEP8のエッチング加工処理終了直後、STEP9でRF電力が停止され、続いてSTEP10でパージガスが供給され、残留したプロセスガスを排除する。このとき、浮遊していた微細粒子の一部は、パージガスと共に処理室外に排除される。以上で、1回目のエッチング処理が終了する。
【0146】
引き続き、2回目のエッチング処理が実施される。STEP11で、プロセスガスとして、例えば、CF4が供給される。SETP12では、前記STEP9でガスが供給された後、処理室圧力が安定状態、例えば、7[Pa]に達した時点で、RF電力を印加しプラズマを発生させる。SETP13で、前記プラズマによりエッチング加工処理が開始され、STEP14であらかじめ設定された一定時間、例えば、30[s]エッチング処理が行われた後、STEP15に至りエッチング加工処理が終了する。前記STEP15のエッチング加工処理終了直後、STEP16でRF電力が停止され、続いて、STEP17でパージガスが供給され、残留したプロセスガスを排除する。このとき、浮遊していた微細粒子の一部は、パージガスと共に処理室外に排除される。以上で、2回目のエッチング処理が終了し、ウェハがアンロードされる。
【0147】
前記プロセス・フローでは、エッチング装置に付随のマスフローコントローラ10001、RF電力コントローラ10002等により、常時、ガス流量、RF電力等が監視されており、監視結果が、前記設定値から逸脱した場合には、プロセスガスの供給、RF電力の印加が停止され、エッチング加工処理が停止される。
【0148】
一方、図31は、図32に示した従来技術の改良形プロセス・フローを示している。以下に説明する新規プロセス・フローにおいて従来技術のプロセス・フローと同じ構成及び性能を持つ同一の要素には同一の番号が付いている。図32に示した従来技術と異なるところは、新規に、本願第1の実施形態から第7の実施形態に示す、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置を備えた点である。すなわち、STEP1でプロセスガスが供給される直前から、STEP18ウェハがアンロードされるまでのステップに渡り、更には、プラズマエッチング装置が待機状態にあるときも含め、常時、プロセスチャンバ内の浮遊微細粒子をモニタリングしている。本願第1の実施例から第6の実施例に示すプラズマ中浮遊微細粒子計装置は、プラズマ発光が存在する場合にのみ有効な微細粒子検出法ではなく、その検出原理からも、プラズマ発光が存在しない場合においても微細粒子検出が可能であることは言うまでもない。
【0149】
プラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、コンピュータを通じて、前記プラズマエッチング装置付随のマスフローコントローラ10001、RF電力コントローラ10002等の制御が行える構成となっている。すなわち、RF電力印加の開始及び停止、ガス供給の開始及び停止等、ガス流量の変更、または、ガス種の変更等のプロセスコントロールが可能となっている。コンピュータでは、前記プラズマ中浮遊微細粒子計測装置からの、微細粒子発生個数、微細粒子粒径、微細粒子分布のうち少なくとも1つの微細粒子情報を、各ステップ毎に取り込み、データベース610に記録された、予め計算もしくは実験的に検証された微細粒子管理情報と比較し、該比較結果に基づきプロセスコントロールを実施する。特に、前記Cuデュアルダマシンプロセスでは、開口率が50%にまで達する場合があり、ウェハ付着した微細粒子(異物)による許容範囲が狭くなるため、プロセス中に発生した微細粒子を検出するだけでなく、該微細粒子検出結果に基づき、プロセスをコントロールすることが、必須となってくることが予想される。
【0150】
プラズマ中浮遊微細粒子計測機能を備えたことによる、半導体集積回路の製造方法の特徴(プロセスコントロールの例)を以下に説明する。
【0151】
前記STEP10はパージガス供給ステップで、パージガスの排気に伴い浮遊していた微細粒子が処理室の外部に排除される。すなわち、処理室内の微細粒子数は、時間経過と共に減少する。ここで、該パージガスにより排除される微細粒子の数、言い換えれば、処理室内に浮遊する微細粒子の数は、当然、処理室内の汚染状況に従い異なる。プラズマ中浮遊微細粒子計測機能を備えた本実施例では、該処理室内に浮遊する微細粒子が、パージガスの排気に伴い、十分に排除されたことを確認した後に、次のSTEP11に進むようにした。従来技術では、該パージガスの供給は、予め設定された時間だけ行われ、次のSTEP8に進むため、微細粒子が十分に排除される前に、STEP11でプロセスガスが供給され、処理室内に微細粒子が多い状態で、2回目のエッチング処理が進行されてしまう可能性がある。これに対し、本実施例によれば、処理室内の微細粒子数が少ない初期状態から、エッチング加工処理を開始することが可能となる。
【0152】
また、STEP3では、ウェハをロードするために処理室のウェハ搬送口が開際に、該ウェハ搬送口に形成された堆積膜の一部が摩擦などの要因により剥がれ、また、処理室とウェハ搬送系との間に新たに形成された空間でパージガスの流れが乱れ、前記堆積膜の一部が処理室内に浮遊する場合が考えられる。そこで、該搬送口開口時に微細粒子が検出された場合には、すぐにウェハを処理室内に搬送せず、例えば、ウェハを搬送アームに載せたまま待機し、該処理室内の微細粒子数が十分減少した後、ウェハをロードし、STEP4以降のエッチング加工処理を行うようにした。
【0153】
また、前記2つの例では、プラズマ中浮遊微細粒子計測結果に基づき、各ステップの切換時点のプロセス・フローを制御したが、本発明におけるプラズマ中浮遊微細粒子計測装置は、処理室内に発生する浮遊微細粒子を、プラズマ処理中にリアルタイムで検出できるという特徴を有する。従って、STEP6からSTEP9及びSTEP12からSTEP16において、エッチング処理中での微細粒子モニタリング結果に基づき、前記第7の実施形態に示す微細粒子管理を実施することができる。
【0154】
また、いずれのステップにおいても、大量の微細粒子が検出され、いかなる手段を駆使しても、ウェハへの微細粒子付着防止対策が不可能となった場合には、直ちに処理を停止し、エッチング装置のメンテナンスを行うよう作業者に知らせるようにした。
【0155】
また、実施可能なプロセスコントロールは、以上に説明したものに限定されるものではない。すなわち、コンピュータに取り込まれた、微細粒子発生状況とプロセスとの関係を記憶し、該記憶された結果をデータベースとして新たなプロセスコントロールの手段を適宜追加していくことができるようにした。更に、プロセスコントロールのみならず、ウェハの処理に先立ち、前記STEP1にて選択される前記プロセスレシピの設定内容を変更した方が良いと判断した場合には、プロセス条件の設定値を変えることもできる。すなわち、本実施例によれば、処理を重ねるに従い、より良いプロセス条件を見出すことができる。
【0156】
微細粒子モニタ装置(プラズマ中浮遊微細粒子計測装置1100)を備えないエッチング処理装置では、適切なタイミングで、プロセス・フローの各処理ステップを開始することができないため、必ずしも適切な条件の下で、ウェハの処理が行われていない。処理室内に微細粒子が発生している状態で処理を開始し、または処理を続け、不良品を大量に生じさせ歩留まりを低下させることもある。
【0157】
また、処理室内微細粒子チェックのためのダミーウェハによる先行作業を行い、その結果から処理室内の微細粒子発生状況を知る手段もあるが、この場合、必ずしも、ダミーウェハによる先行作業時と、製品着工時での、処理室内の状態が同じであるとは限らず、プロセス条件を直接コントロールすることはできない。
【0158】
これに対し本実施形態によれば、得られた微細粒子の発生個数、大きさ、分布の情報をもとに、処理室内の汚染状況を、プロセス・フローの各処理ステップ毎に、リアルタイムでモニタしながら被処理体の処理を行えるため、処理室内の汚染状況に応じて、適宜プロセス条件を最適値に変更すること、更に、各処理ステップの開始するタイミングを設定できるため、プロセス・フローの最適化が図られ、ダミーウェハによる先行作業も必要ないため、スループットが向上し、ダミーウェハのコスト削減が可能となる。また、本実施形態の工程により製造された製品は、規定値以上の微細粒子を含まない良質の製品、したがって信頼性の高い製品を製造することができる。
なお、以上の実施形態においては、エッチング処理装置への適用例について述べたが、先にも記載したように、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明をアッシング装置や成膜装置に適用することで、アッシング装置内および成膜装置内の微細粒子のリアルタイムモニタリングが可能となり、以って、ホトリソグラフィ工程中のアッシング工程および成膜工程起因の不良を低減することが可能となり、不良品の発生防止と歩留まりの向上とを図ることができる。
【0159】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、後方散乱光検出としたため、照射・検出光学系を1つのユニットで構成でき、取付けおよび調整が簡単で、小形な微細粒子検出装置を実現できる。
【0160】
また、後方散乱光検出では大きな雑音となりうる観測用窓表面からの反射光および処理室の内壁からの散乱光を検出せず、さらに、プラズマ中微細粒子検出で問題となるプラズマ発光雑音から微弱な微細粒子からの後方散乱光の信号を分離して検出するため、検出感度が向上し、従来法では検出が困難であると予想される、サブミクロンオーダの微細粒子の検出も可能となる。
【0161】
さらに、照明光を走査できる構成とし、更には照射・検出光学系を上下方向にスライドできる構成としたので、異なるプラズマ領域を観測できるとともに、ウェハ上全面で微細粒子検出を行い、微細粒子の個数、大きさ、分布を知ることができ、操作者は、その情報をディスプレイ上でリアルタイムで確認できる。
【0162】
さらに、本発明によれば、得られた微細粒子の発生個数、大きさ、分布の情報をもとに、処理室内の汚染状況をリアルタイムで判断できるため、クリーニング時期の最適化がなされ、スループットが向上するとともに、ドカ不良の発生を防止でき、歩留まりの向上がなされる。また、処理室内の微細粒子個数を常にモニタしながら処理を進められるため、このようにして製造された回路基板は、基準値以上の微細粒子を含まない高品質の信頼性の高い製品となる。
【0163】
また、本発明によれば、ダミーウェハを用いた処理室の汚染状況判断や、抜き取り検査による汚染状況判断の必要がないため、ダミーウェハのコスト削減、スループットの向上がなされる。
【0164】
さらに、本発明によれば、長焦点ビームと軸ずらし多段検出によりウェハ全面において微細粒子の個数及び発生位置を検出することが可能であり、従来法に比べプラズマ中の浮遊微細粒子の発生状況の詳細な判定が行える。
【0165】
また、波長及び周波数2つの領域において微弱な微細粒子からの後方散乱光をプラズマ発光から分離して検出する方法と併用することが可能であり、従来法に比べプラズマ中浮遊微細粒子の検出感度を大幅に向上し且つウェハ全面において微細粒子の個数及び発生位置を検出することが可能であり、従来法に比べプラズマ中の浮遊微細粒子の発生状況の詳細な判定を安定に行えるという効果が得られる。
【0166】
更に、軸ずらし多段検出の各チャンネルの出力部にゲイン調整機能を付加することにより、照明ビームの照射エネルギーの差により検出感度のばらつきを補正することが可能となり、ウェハ全面において浮遊微細粒子を均一な検出感度で安定に検出することができる。
【0167】
これらの効果により、エッチング処理室内の汚染状況のリアルタイムモニタリングが可能となり、付着した微細粒子(異物)のよる不良ウェハの発生を低減でき高品質の半導体素子の製造が可能になるという効果と、装置クリーニング時期を正確に把握することができるという効果が生まれる。
【0168】
また、ダミーウェハを用いた微細粒子の先行作業チェック作業の頻度が低減できるため、コストの低減と生産性の向上という効果が生まれる。また、製造ラインの自動化も可能となるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置の構成を示す略正面図図である。
【図2】図2は、本発明の第1実施形態における、観測用窓およびレーザ光入射角度を示す説明図である。
【図3】図3は、本発明の第1実施形態における、CCDカメラによる微細粒子散乱光の撮像の様子を示す説明図である。
【図4】図4は、本発明の第1実施形態における、バンドルファイバによる微細粒子散乱光の受光の様子を示す説明図である。
【図5】図5は、本発明の第1実施形態における、微細粒子散乱光のプラズマ発光からの波長・周波数分離の様子を示す説明図である。
【図6】図6は、本発明の第1実施形態における、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置の照明・検出光学系のスライド機能を示す説明図である。
【図7】図7は、本発明の第1実施形態における、検出信号、しきい値処理後の信号、ディスプレイへの表示例をそれぞれ示す説明図である。
【図8】図8は、本発明の第1実施形態における、検出信号、微細粒子サイズと微細粒子発生数、微細粒子の2次元分布の表示例をそれぞれ示す説明図である。
【図9】図9は、本発明の第2実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置の構成を示す説明図である。
【図10】図10は、本発明の第2実施形態における、微細粒子散乱光検出のための光学系の説明図である。
【図11】図11は、本発明の第3実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置の構成を示す説明図である。
【図12】図12は、本発明の第3実施形態における、微細粒子散乱光検出のための光学系の説明図である。
【図13】図13は、本発明の第4実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置の構成を示す説明図である。
【図14】図14は、本発明の第4実施形態における、微細粒子散乱光検出のための光学系の説明図である。
【図15】図15は、本発明の第5の実施例における、エッチング装置とプラズマ中浮遊微細粒子計測装置を示す図である。
【図16】図16は、本発明の第5の実施例における、軸ずらし検出光学系と多段バンドルファイバによる散乱光の受光を示す図である。
【図17】図17は、結像光学系とバンドルファイバによる散乱光の受光を示す図である。
【図18】図18は、球面レンズによる集光ビームのウェハ上空でのビームスポットサイズを示す図である。
【図19】図19は、本発明の第5実施形態における、ウェハ上9点での検出光強度の時間変化を示す図である。
【図20】図20は、本発明の第5実施形態における、ウェハ上9点での微細粒子信号強度の時間変化を示す図である。
【図21】図21は、本発明の第5実施形態における、ウェハ全面における微細粒子の発生分布と大きさを示す図である。
【図22】図22は、本発明の第5実施形態における、軸ずらし検出光学系と多段バンドルファイバによる散乱光の受光の変形例を示す図である。
【図23】図23は、本発明の第5実施形態における、照明光学系と検出光学系を分離して軸ずらし検出光学系と多段バンドルファイバによる散乱光の受光を示す図である。
【図24】図24は、本発明の第6実施形態における、エッチング装置とプラズマ中浮遊微細粒子計測装置を示す図である。
【図25】図25は、本発明の第7実施形態に係る、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置付きエッチング処理装置を導入した、半導体集積回路装置の製造工程を、処理の流れに沿って模式的に示した説明図である。
【図26】図26は、本発明の第7実施形態に係る、コンタクトホールの形成過程を、断面構造を用いて、処理の流れに沿って模式的に示した説明図である。
【図27】図27は、本発明の第7実施形態に係る、コンタクトホールのエッチング工程において、付着異物による生じる欠陥の例を、模式的に示した説明図である。
【図28】図28は、平行平板型プラズマエッチング装置を示す説明図である。
【図29】図29は、本発明の第5実施形態における、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置の構成を示す略正面図図である。
【図30】図30は、本発明の第5実施形態における、軸ずらし検出光学系と3チャンネル1次元センサによる散乱光の受光の変形例を示す図である。
【図31】図31は、本発明の第8実施形態における、酸化膜エッチングのプロセス・フローの一例を示す図である。
【図32】図32は、本発明の第8実施形態における、プラズマ中浮遊微細粒子計測装置をもつエッチング処理装置を用いた、酸化膜エッチングのプロセス・フローの一例を示す図である。
【符号の説明】
1・・・エッチング装置 10・・・観察用窓 21・・・レーザ光源
22・・・A/O変調器 23・・・発振器 24・・・偏光ビームスプリッタ
33・・・光ファイバ 34・・・分光器 35・・・光電変換素子
40・・・干渉フィルタ 41・・・CCDカメラ 42・・・ビームスプリッタ
50・・・アンプ 51・・・ロックインアンプ 61・・・計算機
601・・・被加工膜 602・・・レジスト 603・・・マスクパターン
604・・・レジストパターン 605・・・レジスト除去部
606・・・コンタクトホール 2000・・・レーザ照射光学系
3000・・・散乱光検出光学系 6000・・・信号処理系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a circuit board such as a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate, and in particular, fine particles suspended in a processing chamber (vacuum processing chamber) that performs processing such as thin film generation (film formation) and etching, The present invention relates to a circuit board manufacturing method having a function of performing in-situ measurement.
[0002]
[Prior art]
Starting with an etching apparatus, a process using plasma is widely applied to a semiconductor manufacturing process and a liquid crystal display substrate manufacturing process.
[0003]
As an example of a processing apparatus using plasma, there is a parallel plate type plasma etching apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 26, this type of apparatus modulates the output voltage of the
[0004]
In the plasma etching apparatus, it is known that a reaction product generated by an etching reaction by plasma processing is deposited on the wall surface or electrode of the plasma processing chamber, and is peeled off to become floating fine particles with time. Yes. These floating fine particles fall on the wafer and become adhering foreign matter at the moment when the etching process is finished and the plasma discharge is stopped, causing circuit characteristic defects and pattern appearance defects. Ultimately, this causes a decrease in yield and a decrease in device reliability.
[0005]
A number of devices for inspecting foreign matter adhering to the wafer surface have been reported and put into practical use. However, these devices are used to inspect the wafer once extracted from the plasma processing apparatus, and it has been found that many foreign matters are generated. At that time, the processing of other wafers has already progressed, and there is a problem of a decrease in yield due to a large number of defects. Further, in the evaluation after the processing, the distribution of the generation of foreign matters in the processing chamber and the change with time are not known.
[0006]
Accordingly, there is a demand in the fields of semiconductor manufacturing, liquid crystal manufacturing, and the like for techniques for real-time monitoring of the contamination status in the processing chamber in-situ.
[0007]
The size of fine particles floating in the processing chamber is in the range of submicron to several hundred μm, but in the field of semiconductors that are highly integrated into 256 Mbit DRAM (Dynamic Random Access Memory) and 1 Gbit DRAM, circuit patterns The minimum line width of 0.25 to 0.18 μm continues to be miniaturized, and the size of foreign matter to be detected is also required to be on the order of submicrons.
[0008]
As conventional techniques for monitoring fine particles floating in a processing chamber (vacuum processing chamber) such as a plasma processing chamber, Japanese Patent Laid-Open Nos. 57-118630 (prior art 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 3-25355 (prior art). 2), JP-A-3-147317 (Prior Art 3), JP-A-6-82358 (Prior Art 4), JP-A-6-124902 (Prior Art 5), JP-A-10-213539 ( The technique disclosed in the prior art 6) is mentioned.
[0009]
The
[0010]
Further, in the
[0011]
Further, the
[0012]
The prior art 4 includes laser means for generating laser light, scanner means for scanning an area in a reaction chamber of a plasma processing tool containing particles to be observed with the laser light, and particles in the area. A particle detector is described having a video camera for generating a video signal of scattered laser light and means for processing and displaying an image of the video signal.
[0013]
The
[0014]
The prior art 6 also includes a light transmitter for transmitting a light beam that irradiates across a measurement volume, a light detector and scattered light from the measurement volume and condensing the light to the light detector. And a detector configured to generate a signal representative of the intensity of light directed to the photodetector and to analyze the signal from the photodetector. A pulse detector connected to detect a pulse in the signal from the light detector, and corresponding to a plurality of irradiations with the beam a plurality of times while the fine particle moves in the measurement volume corresponding to the fine particle; A fine particle sensor is described that includes signal processing means including an event detector that identifies a series of pulses due to light scattered by the fine particles.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
Each of the above-described conventional techniques irradiates laser light from an observation window provided on the side surface of the processing apparatus, and from an observation window different from the laser irradiation observation window provided on the opposite side surface or other side surface, Laser forward scattered light and side scattered light are detected. Therefore, in the method for detecting the forward scattered light and the side scattered light, the irradiation optical system and the detection optical system are formed by different units, and two observation windows for attaching them are necessary. Axis adjustment and the like must also be performed by the irradiation / detection optical system, and handling is troublesome.
[0016]
Usually, an observation window on the side of a processing chamber such as a plasma processing chamber is provided in most models for monitoring plasma emission, etc., but only one observation window is provided. Not a few. Therefore, there is a problem that the conventional method that requires two observation windows cannot be applied to a manufacturing apparatus having a processing chamber that has only one observation window.
[0017]
Furthermore, in the conventional method for detecting the forward scattered light and the side scattered light, the irradiation beam irradiated to the processing chamber is rotated and scanned so as to observe the generation state of fine particles on the entire surface of the object to be processed such as a wafer. In some cases, a large number of observation windows and detection optical systems are required, which causes a significant cost increase. In addition, it is actually very difficult to provide a large number of observation windows and detection optical systems due to space factor limitations. Have difficulty.
[0018]
On the other hand, in the field of semiconductors that have been highly integrated into 256 Mbit DRAMs, and further to 1 Gbit DRAMs, the minimum line width of circuit patterns has been continually miniaturized to 0.25 to 0.18 μm, and the size of foreign matter to be detected Submicron orders are also required. However, in the prior art, since it is difficult to separate the fine particle scattered light and the plasma emission, the application is limited to observation of relatively large fine particles, and it is difficult to detect submicron-order fine particles.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above points. According to the technology disclosed in the embodiments of the present invention, for example, a method for manufacturing a circuit board includes: generating plasma in a processing chamber; A step of performing a process of forming a thin film on or processing a thin film formed on the object to be processed, and generating intensity of plasma at a desired frequency while processing the object to be processed by generating plasma in the processing chamber Scanning and irradiating the processing chamber with laser light having a desired wavelength through the observation window, and receiving backscattered light that has been scattered by fine particles floating in the processing chamber by the irradiation and passed through the observation window. A step of detecting the frequency component from the received light signal obtained by receiving the light; a number of fine particles present in the region irradiated with the laser light in the processing chamber using the detected signal; , Step obtain information on the size and 該得 was the number of fine particles were constituted by the step of outputting information about the size.
[0020]
In addition, according to the technique disclosed in the embodiments of the present invention, a circuit board manufacturing method includes a step of applying a resist on a substrate, a step of exposing the resist applied on the substrate, and developing the exposed resist. An etching process comprising: forming a pattern on the substrate by etching the substrate on which the resist has been developed using a plasma etching apparatus; and performing an ashing process on the substrate on which the pattern has been formed. In the step of performing plasma etching, a plasma beam is generated through a window of the plasma etching processing apparatus when plasma is generated by the plasma etching processing apparatus and the substrate on which the resist is developed is etched. Scan and irradiate inside the processing equipment, And backscattered scattered light to be detected through the window portion by the fine particles suspended in the interior of the serial plasma etching apparatus.
[0021]
Further, according to the technique disclosed in the embodiments of the present invention, a circuit board manufacturing method includes a step of forming a thin film on a substrate, a step of applying a resist on the substrate on which the thin film is formed, and an exposure apparatus. A step of transferring a pattern formed on a mask by exposing the resist coated on the substrate to the resist, a step of developing the exposed resist using a developing device, and a substrate on which the resist is developed. In the step of forming the hole pattern in the thin film formed on the substrate by performing an etching process using a plasma etching apparatus, and the step of performing an ashing process on the substrate on which the hole pattern has been formed, A substrate on which the resist is developed by generating plasma in a plasma etching processing apparatus During the etching process, a laser beam is scanned and irradiated inside the plasma etching processing apparatus, and scattered light from fine particles floating inside the plasma etching processing apparatus is reflected from the wall surface of the plasma etching processing apparatus. Detection was performed separately from light.
[0022]
Furthermore, according to the technique disclosed in the embodiments of the present invention, a circuit board manufacturing method includes a step of loading a substrate having a resist pattern formed on a surface thereof in a plasma etching apparatus, and the step of loading the substrate. A step of evacuating the inside of the plasma etching apparatus to introduce a processing gas under a controlled flow rate and setting the pressure to a desired pressure; applying high-frequency power to the electrode of the plasma etching apparatus to generate plasma in the plasma etching apparatus; A step of etching a substrate having a resist pattern formed on the surface by the generated plasma, and a window portion of the plasma etching apparatus during etching of the substrate by the plasma. A laser beam is scanned and irradiated into the plasma etching apparatus. The step of detecting backscattered light from fine particles floating inside the plasma etching apparatus through the window, and the introduction of the processing gas is stopped and the processing gas is exhausted from the plasma etching apparatus. After that, the substrate is unloaded from the plasma etching apparatus.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
Each embodiment of the present invention described below shows an application example to a parallel plate type plasma etching apparatus used in a plasma dry etching apparatus, but the scope of the present invention is not limited to this. However, the present invention can be applied to thin film production (film formation) devices such as sputtering devices and CVD devices, or various thin film processing devices such as ECR etching devices, microwave etching devices, and ashing devices.
[0024]
First, a plasma etching apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
[0025]
As shown in FIG. 1, in the
[0026]
The apparatus for measuring suspended fine particles in plasma is mainly composed of a laser illumination
[0027]
In the laser illumination
[0028]
The intensity-modulated
[0029]
As shown in FIG. 2A, the
[0030]
The
[0031]
The collected scattered light is separated into two
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The photoelectrically converted detection signal is amplified by the
[0035]
The inventors of the present application have verified by experiment that the intensity of plasma emission is synchronized with the plasma excitation frequency. For example, the intensity of plasma emission is separated from the emission of plasma generated by the high-frequency power having the plasma excitation frequency of 400 Khz. The fine particle signal obtained by modulation and synchronous detection at a frequency of 170 kHz, which is different from the plasma excitation frequency and its integral multiple, is separated and detected from plasma emission in two regions of wavelength and frequency as shown in FIG. The The inventors of the present application have experimentally confirmed that back-scattered light from weak fine particles can be detected with high sensitivity from plasma emission by this modulation / synchronous detection method.
[0036]
That is, as shown in FIG. 5, the plasma emission is continuously distributed in the wavelength region, but discretely exists in the frequency region, and there is an empty region in the frequency region. Accordingly, for example, a laser beam having a wavelength of 532 nm is incident on the plasma processing chamber after being intensity-modulated at a frequency of 170 kHz, for example, different from the frequency of the plasma emission, and a wavelength of 532 nm component, a frequency of 170 kHz component, that is, a peak signal is detected. If only this is taken out, it becomes possible to detect the backscattered light from the fine particles separately from the plasma emission.
[0037]
Thus, in this embodiment, the influence of the reflected light from the surface of the observation window and the processing room wall scattered light, which can be a large noise in the backscattered light detection, is substantially eliminated, and further, by the modulation / synchronous detection method, It is possible to detect weak fine particle scattering signals with high sensitivity from plasma emission noise, which is a problem in detecting fine particles in plasma. In addition, by using the backscattered light detection, the laser illumination optical system and the scattered light detection optical system can be configured by one unit, and can be applied even to a processing apparatus having only one
[0038]
Here, it is said that many floating fine particles are present at the plasma-sheath interface, but the position of the plasma-sheath interface varies depending on processing conditions such as electrode spacing, and there are fine particles other than the plasma-sheath. Therefore, the laser illumination
[0039]
The output of the lock-in
[0040]
In the
[0041]
Next, the
[0042]
In this embodiment, since the beam can be scanned over the entire surface of the wafer by the
[0043]
Further, the
[0044]
As described above, according to the present embodiment, the influence of reflected light from the surface of the observation window and scattered light from the processing room wall can be substantially eliminated in backscattered light detection, and further, the modulation / synchronous detection method is used. , By separating and detecting weak fine particle scattering signals from plasma emission noise, which is a problem in the detection of fine particles in plasma, detection sensitivity is improved, and it is expected to be difficult to detect with conventional methods. It is possible to detect fine particles of the order.
[0045]
In addition, according to the present embodiment, it is possible to detect weak fine particle scattered light in two regions of wavelength and frequency separately from the plasma emission, and the floating fine particles in the plasma as compared with the conventional wavelength separation-only method. The effect that the particle detection sensitivity is greatly improved is obtained, and the minimum detection sensitivity obtained in the case of only conventional wavelength separation is limited to about φ1 μm at most, but according to the method of the present invention, The minimum detection sensitivity can be improved to φ0.2 μm, and the effect of enabling stable fine particle detection over the entire wafer surface is produced. Note that the detection sensitivity can be further improved by shortening the laser wavelength, increasing the laser output, or simultaneously shortening the wavelength and increasing the output in order to increase the scattering intensity.
[0046]
In addition, according to the present embodiment, since the backscattered light detection is performed, the irradiation / detection optical system can be configured as a single unit, and can be easily installed and adjusted, and a small fine particle detection device can be configured. It becomes. In addition, since the backscattered light is detected, the irradiation beam can be rotated and scanned in the horizontal direction, and the two-dimensional distribution of fine particles can be easily grasped.
[0047]
Furthermore, in this embodiment, since the irradiation / detection optical system is configured to be able to slide obliquely up and down, different plasma regions can be observed and the vertical distribution of fine particles can be known. At this time, since the irradiation optical system and the detection optical system are constituted by one unit, the optical axis for irradiation / detection is not shifted even if it is slid, and readjustment is not necessary.
[0048]
Furthermore, according to the present embodiment, since the fine particle detection is performed on the entire surface of the wafer and the number, size, and distribution of the fine particles are determined, the operator can check the information on the display in real time.
[0049]
In addition, according to the present embodiment, the contamination status in the processing chamber can be determined in real time based on the information on the number of generated fine particles, the size, and the distribution, so that the cleaning time is optimized and the throughput is improved. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defective defects (occurrence of a large number of defects at a time), thereby improving the yield. In addition, since the processing can proceed while constantly monitoring the number of fine particles in the processing chamber, the semiconductor substrates and liquid crystal substrates manufactured in this way are of high quality manufactured in an environment that does not contain fine particles above the reference value. This makes it a highly reliable product.
[0050]
Further, according to the present embodiment, it is not necessary to judge the contamination status of the processing chamber using the dummy wafer or to determine the contamination status by sampling inspection, so that the cost of the dummy wafer can be reduced and the throughput can be improved.
[0051]
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on FIG. 9 and FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an
[0052]
The plasma suspended fine particle measuring apparatus according to the present embodiment is assumed to be mounted on an etching processing apparatus already provided with an
[0053]
In the present embodiment, the irradiation / detection optical system of the plasma suspended fine particle measuring apparatus is mounted on the etching processing apparatus by attaching an attachment such as a base plate in the vicinity of the
[0054]
Moreover, in the said 1st Embodiment, it became the structure which irradiates with P polarization | polarized-light and detects the S polarization component orthogonal to irradiation light among the backscattered light from a fine particle. However, in general, scattered light has the same polarization direction as incident light. Therefore, in the present embodiment, a configuration for extracting the same polarization direction component as the incident light is realized. Further, the polarization of the incident beam to the observation window is not limited to the P-polarized light as in the first embodiment.
[0055]
Since the plasma processing chamber and the processing method are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. Similarly to the first embodiment, using a modulation / synchronous detection technique, fine particle scattered light is detected separately from two regions of wavelength and frequency from the plasma emission, and the scattered light from the inner wall of the plasma processing chamber is Light is shielded by a spatial filter.
[0056]
The plasma suspended fine particle measuring apparatus in this embodiment is mainly composed of a laser illumination
[0057]
Since the
[0058]
In the second embodiment, the intensity-modulated P-polarized
[0059]
Backscattered light generated by the floating
[0060]
Here, on the laser incident side of the
[0061]
The
[0062]
As described above, according to the present embodiment, not only the same effects as those of the first embodiment can be obtained, but also when reflected light is generated in an observation window having no special structure, it is affected. Without being able to detect fine particle scattered light.
[0063]
Moreover, according to this embodiment, the fine particle scattered light of the same polarization direction as irradiation light can be detected, and the backscattered light signal from a fine particle can be detected more efficiently.
[0064]
Next, 3rd Embodiment of this invention is described based on FIG. 11 and FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an
[0065]
As in the second embodiment, the apparatus for measuring suspended fine particles in plasma according to the present embodiment is assumed to be mounted on an etching processing apparatus that already has an
[0066]
In the present embodiment, as in the second embodiment, the irradiation / detection optical system in the plasma suspended fine particle measuring apparatus is mounted on the etching processing apparatus by attaching an attachment such as a base plate to the
[0067]
This embodiment is different from the second embodiment in that circularly polarized illumination and circularly polarized light are detected.
[0068]
Since the plasma processing chamber and the processing method are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. Similarly to the first embodiment, using the modulation / synchronous detection technique, the backscattered light from the fine particles is detected separately from the plasma emission in two regions of wavelength and frequency, and scattered from the inner wall of the processing chamber. Light is blocked by a spatial filter.
[0069]
The plasma suspended fine particle measuring apparatus according to the present embodiment mainly includes a laser illumination
[0070]
Since the
[0071]
Similar to the first and second embodiments, the intensity-modulated P-polarized
[0072]
FIG. 12 is a simplified representation of the optical path of the observation window reflected light and the state of scattered light reception.
As shown in FIGS. 11 and 12, the backscattered light generated by the suspended
[0073]
Here, on the laser incident side of the
[0074]
As described above, in the present embodiment, the suspended microparticle measurement apparatus in plasma similar to the second embodiment can be configured by circularly polarized illumination and circularly polarized light detection.
[0075]
Also in this embodiment, as in the second embodiment, operation information such as terminals for outputting information obtained by the signal processing system to the plasma processing apparatus and the like, and cumulative discharge time from the plasma processing apparatus are also obtained. If the input terminal for obtaining is provided, the plasma processing apparatus can be monitored and controlled by the suspended fine particle measuring apparatus in plasma.
[0076]
As described above, according to the present embodiment, similarly to the second embodiment, even when reflected light is generated in an observation window having no special structure, the circularly polarized illumination / circle is not affected by the reflected light. Fine particle scattered light can be detected by polarization detection.
[0077]
Moreover, according to this embodiment, since circularly polarized illumination and circularly polarized light detection are performed, fine particle scattered light can be detected more efficiently than in the first embodiment.
[0078]
Next, 4th Embodiment of this invention is described based on FIG. 13 and FIG.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an
[0079]
The plasma suspended fine particle measuring apparatus in the present embodiment is mainly composed of a laser illumination
[0080]
This embodiment differs from the third embodiment in that, in the third embodiment, the reflected light from the observation window is shielded by using a spatial filter, whereas in the present embodiment, a straight line is used. The light is shielded by using a polarizing plate. Since this embodiment has exactly the same effect as the third embodiment, only portions different from the third embodiment will be described.
[0081]
Similar to the third embodiment, the intensity-modulated P-polarized beam passes through the
[0082]
FIG. 14 is a simplified representation of the optical path of observation window reflected light and the state of scattered light reception.
[0083]
As shown in FIGS. 13 and 14, the backscattered light generated by the suspended
[0084]
On the other hand, the directly reflected light from the front and back surfaces of the
[0085]
Also in this embodiment, as in the second and third embodiments, a terminal for outputting information obtained by the signal processing system to a plasma processing apparatus, a cumulative discharge time from the plasma processing apparatus, etc. If an input terminal for obtaining the operation information is provided, the plasma processing apparatus can be monitored and controlled by the plasma suspended fine particle measuring apparatus.
[0086]
As described above, according to the present embodiment, similarly to the second and third embodiments, even if the reflected light is generated in the observation window without having a special structure, it is fine without being affected. Backscattered light from particles can be detected.
[0087]
Moreover, according to this embodiment, since circularly polarized illumination and circularly polarized light detection are performed, backscattered light from fine particles can be detected more efficiently than in the first embodiment.
[0088]
Next, as a fifth embodiment of the present invention, FIG. 15 to FIG. 23, FIG. 29, and FIG. 15 show the detection method and apparatus configuration in consideration of the influence of the reflected light from the inner wall surface of the processing chamber. 30 will be used for explanation.
[0089]
FIG. 15 shows an
[0090]
As shown in FIG. 15, in the
[0091]
As the high frequency signal, for example, about 400 kHz is used. In the etching process, the progress of etching is monitored, the end point thereof is detected as accurately as possible, and the etching process is performed for a predetermined pattern shape and depth. When the end point is detected, the output of the
[0092]
In the laser illumination
[0093]
The condensed S-polarized
[0094]
Of the scattered light 201 from the fine particles, the backscattered light 202 scattered in the backward direction along the same optical axis as the incident beam is reflected by the
[0095]
Here, as shown in FIG. 16, by shifting the
[0096]
Here, the size of the light receiving surface b1 of the
[0097]
As in this embodiment, when the laser wavelength is 532 nm and the fine particle diameter is smaller than about 10 μm, most of the polarization component of the backscattered light becomes equal to the polarization component of the incident light. Therefore, in the S-polarized illumination / P-circle light detection (P-polarized illumination / S-polarized light detection) widely known as the polarization separation method, the detection scattering intensity is remarkably lowered and the detection sensitivity is lowered. Thus, it becomes possible to suppress the fall of the detection sensitivity accompanying the reduction | decrease in a fine particle diameter by setting it as circularly polarized illumination and circularly polarized light detection. Note that the direct reflected light and scattered light from the irradiation point 4a on the processing
[0098]
This is also one of the features of the present invention. As shown in FIG. 17, when the detection optical axis is not shifted, the imaging point 4c of directly reflected light or scattered light from the irradiation point 4a of the processing chamber
[0099]
It is also possible to reduce the reflected light intensity by applying an antireflection coating to the observation window. The exit end of the
[0100]
Instead of the three-channel one-
[0101]
19 to 21 show display examples on the
[0102]
As shown in FIG. 20, when the difference between the output at the n-th scanning and the output at the (n-1) -th scanning is taken at each detection position, the DC component of the background noise is canceled, and always Similarly, it is possible to reduce the fluctuation of the background noise that is fluctuating, and the determination of the fine particle signal is facilitated. When the etching is finished and the wafer 70 is discharged from the processing chamber, the measurement is finished. Measurement data is recorded on a wafer basis. It is also possible to output measurement data to the outside and sequentially monitor the contamination status of the processing chamber plasma processing chamber 87 using the
[0103]
In the present embodiment, the multistage bundle fiber has three stages, but the number of stages is not limited to three, and an arbitrary number of stages of two or more can be selected. The position resolution in the direction of the optical axis is, for example, 100 mm for a φ300 mm wafer when the number of stages is three in the performance of this embodiment, but is 30 mm if the number of bundle fiber stages is 10 and the number of signal processing channels is 10, for example. Thus, the position resolution in the optical axis direction can be improved by increasing the number of stages.
[0104]
If the number of stages is increased and the position resolution in the optical axis direction is increased, as shown in FIG. 21, the generation position of fine particles is specified from the position data of the scanning illumination beam and the fine particle generation position data in the irradiation optical axis direction, It is also possible to determine the size of the fine particles based on the signal intensity and to map the fine particle generation distribution and size on the wafer. It is possible to estimate the behavior of fine particles from the fine particle mapping data for each scan, and it is possible to obtain information for specifying the fine particle generation position in the processing chamber based on the data. Furthermore, it is possible to take measures for reducing fine particles in the processing chamber based on the information.
[0105]
Further, the bundle number and the bundle shape of the
[0106]
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 16, the case where the
[0107]
Furthermore, as in the present embodiment, by performing backscattered light detection, irradiation and scattered light detection can be performed through one observation window, so it is possible to configure the irradiation optical system and the detection optical system in one unit, It is also one of the features of the present invention that a small optical system can be configured. Conversely, by shifting the irradiation optical axis and the detection optical axis, the illumination optical system and the scattered light detection optical system can be configured separately as shown in FIG.
[0108]
According to the present invention, by using a long-focus beam scanning, an off-axis imaging optical system, and a multistage bundle fiber, it is possible not only to realize substantially uniform energy illumination and uniform sensitivity detection over the entire wafer surface, but also over the entire wafer surface. The effect that it becomes possible to specify the generation | occurrence | production position of a fine particle is acquired.
[0109]
This enables real-time monitoring of the contamination status in the etching apparatus processing chamber, thereby reducing the occurrence of defective wafers due to adhering foreign matter and the effect of accurately grasping the apparatus cleaning time.
[0110]
Moreover, since the frequency of the advance check work using the dummy wafer can be reduced, the effects of cost reduction and productivity improvement are born.
[0111]
Furthermore, since the position where the fine particles are generated can be specified, the fine particle generation source can be specified by estimating the behavior of the fine particles, so that it is possible to obtain effective information for measures for reducing the fine particles.
[0112]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, in the signal processing control system, a gain adjuster is provided at the subsequent stage of each output of the three-channel synchronous detection unit. Since the configuration and function of the optical system are the same as those in the fifth embodiment, description thereof is omitted.
[0113]
According to the present embodiment, the same effect as the fifth embodiment described above can be obtained,
As described in the first embodiment, it is possible to separate and detect backscattered light from weak fine particles in two regions of wavelength and frequency from the plasma emission, and the conventional method using only wavelength separation. In comparison, the detection sensitivity of floating fine particles in plasma can be greatly improved, and fine particles with a diameter of about 0.2 μm, which could not be detected by the conventional method, can be detected.
[0114]
Furthermore, according to the present embodiment, a decrease in detection intensity due to a decrease in energy density accompanying an increase in the diameter of the beam spot of the illumination light at the point 1a in front of the wafer over the wafer 70 and the point 2a at the back of the wafer is corrected. This makes it possible to detect fine particles with uniform sensitivity over the entire wafer surface.
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described based on FIG. 25, FIG. 26 and FIG.
[0115]
First, the concept of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0116]
[0117]
In a normal semiconductor integrated circuit device, a multilayer structure is formed by repeating the series of steps.
[0118]
Next, the defect which arises when the fine particle which generate | occur | produced during the etching adheres to a wafer using FIG. FIG. 28 is a diagram illustrating an example of defects generated in, for example, contact hole etching.
A
[0119]
A
[0120]
The
[0121]
The
[0122]
In this way, even if fine particles are attached, if the size of the fine particles is not large enough to cause a defect, or if the attached portion is a non-etched region, it does not become a fatal defect, and the fine particles are not attached to the wafer. Not all of them will cause fatal defects. In addition, the
[0123]
In the present invention, in the
[0124]
Then, next, the example of the calculation method of the said standard value (fine particle management reference | standard) in a present Example is demonstrated. As already explained, even if fine particles adhere to the wafer, not all of them cause fatal defects. The probability of a fatal defect occurring due to the attached fine particles (foreign matter) can be obtained by calculation from the relationship between the opening ratio and pattern density of the etching pattern, the wiring width, and the size and number of attached fine particles. . Therefore, the correlation between the size and number of fine particles detected during the etching process and the size and number of fine particles (foreign matter) adhering to the wafer is obtained in advance through experiments, so that the fine particles detected during etching are obtained. The probability of causing a fatal defect can be obtained.
[0125]
The standard value (fine particle management standard) is set based on the value obtained by the above means. In the following, an example of setting a standard value in the present embodiment is shown.
[0126]
The
[0127]
The
[0128]
If the number of detected fine particles of a certain size or more is the specified
[0129]
On the basis of the standard value, if the number of fine particles detected during the etching process is smaller than the specified
[0130]
If the number of fine particles detected during the etching process is greater than or equal to the specified
[0131]
If the number of fine particles detected during the etching process is larger than the specified
[0132]
In an etching processing apparatus that does not include a plasma suspended fine particle measuring apparatus, the processing chamber is not necessarily cleaned in an appropriate time. Therefore, cleaning is performed at a time when it is not necessary to clean, and the operation rate of the apparatus is reduced, or conversely, processing is continued even when the time to be cleaned has passed, resulting in a large amount of defective products and yield. It may be reduced.
[0133]
There is also a method of performing a prior work with a dummy wafer for checking fine particles in the processing chamber and determining the cleaning time from the result. In this case, extra work is performed during a series of steps, resulting in a decrease in throughput and a cost for dummy wafers. However, with the increase in wafer diameter, the cost of dummy wafers is inevitably increased, and the reduction of prior work by dummy wafers for checking fine particles in the processing chamber is also a big problem.
[0134]
On the other hand, according to the present embodiment, since the object to be processed can be processed while monitoring the contamination status in the processing chamber in real time, the cleaning time is optimized, and no prior work with a dummy wafer is required, so that the throughput is increased. The cost of the dummy wafer can be reduced. In addition, the product manufactured by the process of the present embodiment can manufacture a high-quality product that does not contain fine particles exceeding a specified value, and thus a highly reliable product.
In the above embodiment, the application example to the etching processing apparatus has been described. However, as described above, the scope of application of the present invention is not limited to this. Application to an apparatus or a film forming apparatus enables real-time monitoring of fine particles in the ashing apparatus and the film forming apparatus, thereby reducing defects caused by the ashing process and the film forming process during the photolithography process. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of defective products and improve the yield.
[0135]
In an etching processing apparatus that does not include a fine particle monitoring apparatus (plasma suspended fine particle measuring apparatus 1100), the processing chamber is not necessarily cleaned in an appropriate time. Therefore, cleaning is performed at a time when it is not necessary to clean, and throughput is reduced, or conversely, processing is continued even when the time to be cleaned has passed, resulting in a large amount of defective products and reduced yield. Sometimes. There is also a method of performing a prior work with a dummy wafer for checking fine particles in the processing chamber and determining the cleaning time from the result. In this case, extra work is performed during a series of steps, resulting in a decrease in throughput and a cost for dummy wafers. However, with the increase in wafer diameter, the cost of dummy wafers is inevitably increased, and the reduction of prior work by dummy wafers for checking fine particles in the processing chamber is also a big problem.
[0136]
On the other hand, according to the present embodiment, since the object to be processed can be processed while monitoring the contamination status in the processing chamber in real time, the cleaning time is optimized, and no prior work with a dummy wafer is required, so that the throughput is increased. The cost of the dummy wafer can be reduced. In addition, the product manufactured by the process of the present embodiment can manufacture a high-quality product that does not contain fine particles exceeding a specified value, and thus a highly reliable product.
In the above embodiment, the application example to the etching processing apparatus has been described. However, as described above, the scope of application of the present invention is not limited to this. Application to an apparatus or a film forming apparatus enables real-time monitoring of fine particles in the ashing apparatus and the film forming apparatus, thereby reducing defects caused by the ashing process and the film forming process during the photolithography process. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of defective products and improve the yield.
[0137]
According to the present invention, since the backscattered light detection is performed, the irradiation / detection optical system can be constituted by a single unit, and mounting and adjustment are simple, and a small fine particle detection apparatus can be realized.
[0138]
In addition, backscattered light detection does not detect reflected light from the surface of the observation window, which can cause significant noise, and scattered light from the inner wall of the processing chamber. Furthermore, it is weak due to plasma emission noise, which is a problem in detecting fine particles in plasma. Detects backscattered light signals from fine particles separately, improving detection sensitivity and enabling detection of fine particles on the order of submicron, which is expected to be difficult to detect with conventional methods. A device can be realized.
[0139]
In addition, the illumination light can be scanned, and the irradiation / detection optical system can be slid vertically, so that different plasma regions can be observed, and fine particle detection is performed on the entire surface of the wafer, and the number of fine particles. Thus, it is possible to know the size and distribution, and the operator can realize a fine particle detection apparatus capable of confirming the information on the display in real time.
[0140]
Furthermore, according to the present invention, since the contamination status in the processing chamber can be determined in real time based on the information on the number, size, and distribution of the generated fine particles, the cleaning time is optimally determined and high. Semiconductor devices can be produced with high throughput and high yield.
[0141]
In addition, since the processing can proceed while constantly monitoring the number of fine particles in the processing chamber, it can be applied to the production of a high-quality and highly reliable circuit board that does not contain fine particles exceeding the reference value.
[0142]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, before describing the eighth embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit using a conventional technique will be described with reference to FIG. 32, for example, contact hole etching of 256 Mbit DRAM, 0.18 μm process and the like. A general process flow will be described by taking an oxide film etching process typified by a trench or via hole etching of a Cu dual damascene process employed in a high-speed CMOS LSI or the like as an example. In the process flow described below, in order to etch a non-processed film formed of a different material on the wafer surface, which can be performed using a parallel plate type oxide film etching apparatus UNITY-IEM manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd. An etching process is used as an example in which two different processing processes are carried out in succession in a single process.
[0143]
First, in
[0144]
Next, in
[0145]
Immediately after the completion of the etching process in STEP 8, the RF power is stopped in STEP 9, and then the purge gas is supplied in
[0146]
Subsequently, a second etching process is performed. In
[0147]
In the process flow, the gas flow rate, the RF power, etc. are constantly monitored by the
[0148]
On the other hand, FIG. 31 shows an improved process flow of the prior art shown in FIG. In the new process flow described below, the same elements having the same configuration and performance as those of the prior art process flow are given the same numbers. The difference from the prior art shown in FIG. 32 is that a plasma suspended fine particle measuring apparatus shown in the first to seventh embodiments of the present application is newly provided. That is, from the time immediately before the process gas is supplied in
[0149]
The suspended fine particle measuring apparatus in plasma is configured such that the
[0150]
The characteristics (example of process control) of the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit by providing the function of measuring suspended fine particles in plasma will be described below.
[0151]
The
[0152]
In
[0153]
In the above two examples, the process flow at the time of switching each step is controlled based on the measurement result of suspended particles in plasma. However, the suspended particle measuring apparatus in the present invention is a floating particle generated in a processing chamber. It has a feature that fine particles can be detected in real time during plasma processing. Therefore, in STEP 6 to STEP 9 and
[0154]
Also, in any step, if a large amount of fine particles are detected and no measures are taken to prevent adhesion of fine particles to the wafer, the processing is immediately stopped and the etching apparatus The operator was informed to perform maintenance.
[0155]
Moreover, the process control which can be implemented is not limited to what was demonstrated above. That is, the relationship between the process of generating fine particles and the process captured by the computer is stored, and a new process control means can be appropriately added using the stored result as a database. Furthermore, not only the process control but also the setting value of the process condition can be changed when it is determined that the setting contents of the process recipe selected in
[0156]
In an etching processing apparatus that does not include a fine particle monitoring apparatus (floating fine
[0157]
In addition, there is a means of performing a preliminary work with a dummy wafer for checking fine particles in the processing chamber, and knowing the state of fine particle generation in the processing chamber from the result, but in this case, it is not always necessary at the time of the preliminary work with the dummy wafer and the start of the product However, the state in the processing chamber is not always the same, and the process conditions cannot be directly controlled.
[0158]
On the other hand, according to the present embodiment, the contamination status in the processing chamber is monitored in real time for each processing step of the process flow based on the information on the number of generated fine particles, the size, and the distribution. Since the target object can be processed while changing the process conditions to the optimum values according to the contamination status in the processing chamber, and the timing for starting each processing step can be set, the process flow can be optimized. Since no prior work with a dummy wafer is required, the throughput is improved and the cost of the dummy wafer can be reduced. In addition, the product manufactured by the process of the present embodiment can manufacture a high-quality product that does not contain fine particles exceeding a specified value, and thus a highly reliable product.
In the above embodiment, the application example to the etching processing apparatus has been described. However, as described above, the scope of application of the present invention is not limited to this. Application to an apparatus or a film forming apparatus enables real-time monitoring of fine particles in the ashing apparatus and the film forming apparatus, thereby reducing defects caused by the ashing process and the film forming process during the photolithography process. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of defective products and improve the yield.
[0159]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the backscattered light detection is performed, the irradiation / detection optical system can be configured as a single unit, and mounting and adjustment are simple, and a small fine particle detection device can be realized.
[0160]
In addition, backscattered light detection does not detect reflected light from the surface of the observation window, which can cause significant noise, and scattered light from the inner wall of the processing chamber. Furthermore, it is weak due to plasma emission noise, which is a problem in detecting fine particles in plasma. Since the signal of the backscattered light from the fine particles is separated and detected, the detection sensitivity is improved, and it is possible to detect fine particles on the order of submicron, which is expected to be difficult to detect by the conventional method.
[0161]
In addition, the illumination light can be scanned, and the irradiation / detection optical system can be slid vertically, so that different plasma regions can be observed, and fine particle detection is performed on the entire surface of the wafer, and the number of fine particles. The size and distribution can be known, and the operator can confirm the information on the display in real time.
[0162]
Furthermore, according to the present invention, the contamination status in the processing chamber can be determined in real time based on the information on the number of generated fine particles, the size, and the distribution, so that the cleaning time is optimized and the throughput is improved. In addition to improvement, it is possible to prevent the occurrence of defective defects and improve the yield. In addition, since the processing can proceed while constantly monitoring the number of fine particles in the processing chamber, the circuit board manufactured in this way is a high-quality and highly reliable product that does not contain fine particles exceeding the reference value.
[0163]
Further, according to the present invention, it is not necessary to judge the contamination status of the processing chamber using the dummy wafer or the contamination status judgment by sampling inspection, so that the cost of the dummy wafer can be reduced and the throughput can be improved.
[0164]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to detect the number and generation position of fine particles on the entire wafer surface by multi-stage detection with a long focal beam and off-axis, and the state of generation of floating fine particles in plasma compared to the conventional method. Detailed judgment can be made.
[0165]
In addition, it can be used in combination with a method that separates and detects backscattered light from weak fine particles in two regions of wavelength and frequency from plasma emission. Compared to the conventional method, it is possible to detect the number of fine particles and the generation position on the entire surface of the wafer, and the detailed determination of the state of occurrence of floating fine particles in the plasma can be performed stably. .
[0166]
Furthermore, by adding a gain adjustment function to the output section of each channel for multi-stage detection with shifted axes, it becomes possible to correct variations in detection sensitivity due to the difference in illumination beam irradiation energy, so that floating fine particles are uniformly distributed over the entire wafer surface. Can be detected stably with high detection sensitivity.
[0167]
These effects enable real-time monitoring of the contamination status in the etching chamber, reduce the generation of defective wafers due to attached fine particles (foreign matter), and enable the production of high-quality semiconductor elements, and the apparatus The effect of being able to accurately grasp the cleaning time is born.
[0168]
In addition, since the frequency of the prior work check operation for fine particles using a dummy wafer can be reduced, the effects of cost reduction and productivity improvement are produced. In addition, the production line can be automated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view showing a configuration of an etching processing apparatus having a suspended fine particle measuring apparatus in plasma according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an observation window and a laser beam incident angle in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state of imaging fine particle scattered light by a CCD camera in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of receiving fine particle scattered light by a bundle fiber in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of wavelength / frequency separation from plasma emission of fine particle scattered light in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a slide function of the illumination / detection optical system of the apparatus for measuring suspended fine particles in plasma according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a detection signal, a signal after threshold processing, and a display example on a display according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a display example of a detection signal, a fine particle size and the number of fine particles generated, and a two-dimensional distribution of fine particles in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory view showing a configuration of an etching processing apparatus having a suspended fine particle measuring apparatus in plasma according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of an optical system for detecting fine particle scattered light in a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory view showing a configuration of an etching processing apparatus having a suspended fine particle measuring apparatus in plasma according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an optical system for detecting fine particle scattered light in a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory view showing a configuration of an etching processing apparatus having a suspended fine particle measuring apparatus in plasma according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of an optical system for detecting fine particle scattered light in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an etching apparatus and a plasma suspended fine particle measuring apparatus in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing the reception of scattered light by the off-axis detection optical system and the multistage bundle fiber in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating reception of scattered light by an imaging optical system and a bundle fiber.
FIG. 18 is a diagram showing a beam spot size of a focused beam by a spherical lens over the wafer.
FIG. 19 is a diagram showing temporal changes in detected light intensity at nine points on a wafer in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing temporal changes in fine particle signal intensity at nine points on a wafer in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing the generation distribution and size of fine particles on the entire wafer surface in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing a modified example of the reception of scattered light by the off-axis detection optical system and the multistage bundle fiber in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating scattered light reception by a detection optical system and a multi-stage bundle fiber with the illumination optical system and the detection optical system separated from each other in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a diagram showing an etching apparatus and a plasma suspended fine particle measuring apparatus in a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a schematic view of a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device in which an etching processing apparatus with a suspended fine particle measurement apparatus in plasma according to a seventh embodiment of the present invention is introduced along the flow of processing. It is explanatory drawing shown in.
FIG. 26 is an explanatory view schematically showing a process of forming a contact hole according to a seventh embodiment of the present invention, using a cross-sectional structure, along the flow of processing.
FIG. 27 is an explanatory view schematically showing an example of a defect caused by attached foreign matter in a contact hole etching process according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 28 is an explanatory view showing a parallel plate type plasma etching apparatus.
FIG. 29 is a schematic front view showing the configuration of an etching processing apparatus having a suspended fine particle measuring apparatus in plasma according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram showing a modified example of the reception of scattered light by the off-axis detection optical system and the three-channel one-dimensional sensor in the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing an example of a process flow of oxide film etching according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a diagram showing an example of an oxide film etching process flow using an etching apparatus having a suspended fine particle measurement apparatus in plasma according to the eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
22 ... A /
33 ...
40 ...
50 ...
601 ... Film to be processed 602 ... Resist 603 ... Mask pattern
604 ... resist
606 ...
3000 ... scattered light detection
Claims (14)
前記処理室内にプラズマを発生させて前記被処理体を処理している最中に、所望の周波数で強度変調した所望の波長のレーザ光を観測用窓を通して前記処理室内に走査して照射するステップと、
該照射により前記処理室内に浮遊する微細粒子によって散乱され前記観察用窓を通過した後方散乱光を前記照射するレーザ光の光軸とは異なる光軸方向に受光端面を多段形状に成形したバンドルファイバで受光するステップと、
該受光して得た受光信号の中から前記周波数成分を検出するステップと、
該検出した信号を用いて前記処理室内の前記レーザ光を照射した領域に存在する微細粒子の位置および大きさに関する情報を得るステップと、
該得た微細粒子の位置および大きさに関する情報をマッピングして出力するステップとを有することを特徴とする回路基板の製造方法。Generating plasma in the processing chamber to generate a thin film on the object to be processed in the processing chamber or processing the thin film generated on the object to be processed;
While processing the object to be processed by generating plasma in the processing chamber, a step of scanning and irradiating the processing chamber with a laser beam having a desired wavelength intensity-modulated at a desired frequency through an observation window When,
A bundle fiber in which the light receiving end face is formed in a multistage shape in the optical axis direction different from the optical axis of the laser light irradiated with the backscattered light scattered by the fine particles floating in the processing chamber by the irradiation and passed through the observation window. the method comprising the steps of: receiving in,
Detecting the frequency component from the received light signal obtained by receiving the light;
Obtaining information on the position and size of fine particles present in the region irradiated with the laser beam in the processing chamber using the detected signal;
And a step of mapping and outputting information on the position and size of the obtained fine particles.
前記基板上に塗布したレジストを露光するステップと、
前記露光したレジストを現像するステップと、
前記レジストを現像した基板をプラズマエッチング処理装置を用いてエッチング処理することにより前記基板上にパターンを形成するステップと、
前記パターンを形成した基板をアッシング処理するステップとを有し、
前記エッチング処理するステップにおいて、
プラズマエッチング処理装置でプラズマを発生させて前記レジストを現像した基板をエッチング処理するときに、レーザビームを前記プラズマエッチング処理装置の窓部を介して前記プラズマを発生させているプラズマエッチング処理装置の内部に走査して照射し、前記プラズマエッチング処理装置の内部に浮遊する微細粒子により後方散乱された散乱光を前記窓部を介して前記照射するレーザの光軸とは異なる光軸方向に受光端面を多段形状に成形したバンドルファイバで検出して、前記プラズマエッチング処理装置の内部の前記レーザビームを照射した領域に存在する微細粒子の位置および大きさに関する情報のマッピングデータを作成することを特徴とする回路基板の製造方法。Applying a resist on the substrate;
Exposing a resist coated on the substrate;
Developing the exposed resist;
Forming a pattern on the substrate by etching process using a plasma etching apparatus a substrate by developing the resist,
Ashing the substrate on which the pattern is formed,
In the etching step,
A substrate developing the resist by generating plasma in the plasma etching apparatus when an etching treatment, the interior of the plasma etching apparatus that is generating the plasma of the laser beam through the window portion of the plasma etching apparatus Irradiates the light receiving end face in an optical axis direction different from the optical axis of the laser that irradiates the scattered light back-scattered by fine particles floating inside the plasma etching processing apparatus through the window portion. Detecting with a bundle fiber formed in a multi-stage shape, and creating mapping data of information on the position and size of fine particles existing in the region irradiated with the laser beam inside the plasma etching processing apparatus A method of manufacturing a circuit board.
該薄膜を形成した基板上にレジストを塗布するステップと、
露光装置を用いて前記基板上に塗布されたレジストを露光することによりマスクに形成されたパターンを前記レジストに転写するステップと、
現像装置を用いて前記露光されたレジストを現像するステップと、
前記レジストを現像した基板をプラズマエッチング処理装置を用いてエッチング処理することにより前記基板上に形成した薄膜に穴パターンを形成するステップと、
前記穴パターンを形成した基板をアッシング処理するステップとを有し、
前記エッチング処理するステップにおいて、プラズマエッチング処理装置でプラズマを発生させて前記レジストを現像した基板をエッチング処理するときに、レーザビームを前記プラズマエッチング処理装置の窓部を介して該プラズマエッチング処理装置の内部に走査して照射し、前記プラズマエッチング処理装置の内部に浮遊する微細粒子からの散乱光を前記プラズマエッチング処理装置の壁面からの反射光と分離して前記窓部を介して照射する前記レーザビームの光軸とは異なる光軸方向に受光端面を多段形状に成形したバンドルファイバで検出して、前記プラズマエッチング処理装置の内部の前記レーザビームを照射した領域に存在する微細粒子の位置および大きさに関する情報のマッピングデータを作成することを特徴とする回路基板の製造方法。Forming a thin film on a substrate;
Applying a resist on the substrate on which the thin film is formed;
Transferring the pattern formed on the mask to the resist by exposing the resist applied on the substrate using an exposure apparatus; and
Developing the exposed resist using a developing device;
Forming a hole pattern in a thin film formed on the substrate by etching the substrate on which the resist has been developed using a plasma etching processing apparatus;
Ashing the substrate on which the hole pattern is formed,
In the step of performing the etching process, when the substrate on which the resist is developed by generating plasma in the plasma etching processing apparatus is etched, a laser beam is passed through the window of the plasma etching processing apparatus. The laser which scans and irradiates the inside, and irradiates the scattered light from the fine particles floating inside the plasma etching processing apparatus through the window part, separated from the reflected light from the wall surface of the plasma etching processing apparatus The position and size of fine particles present in the region irradiated with the laser beam inside the plasma etching processing apparatus are detected by a bundle fiber in which the light receiving end face is formed in a multistage shape in the optical axis direction different from the optical axis of the beam. circuit group, characterized in that to create the mapping data information about of The method of production.
前記基板を搬入した前記プラズマエッチング処理装置の内部を真空に排気して処理ガスの流量を制御して導入し所望の圧力に設定するステップと、
前記プラズマエッチング処理装置の電極に高周波電力を印加して前記プラズマエッチング処理装置の内部にプラズマを発生させるステップと、
該発生させたプラズマにより前記表面にレジストのパターンが形成された基板をエッチング処理するステップと、
前記プラズマにより前記基板をエッチング処理している最中に前記プラズマエッチング処理装置の窓部を介して前記プラズマエッチング処理装置の内部にレーザビームを走査して照射し前記プラズマエッチング処理装置の内部に浮遊する微細粒子からの後方散乱光を前記窓部を介して照射する前記レーザビームの光軸とは異なる光軸方向に受光端面を多段形状に成形したバンドルファイバで検出して、前記プラズマエッチング処理装置の内部の前記レーザビームを照射した領域に存在する微細粒子の位置および大きさに関する情報のマッピングデータを作成するステップと、
前記処理ガスの導入を停止して前記プラズマエッチング処理装置の内部から前記処理ガスを排気した後前記基板を前記プラズマエッチング処理装置から搬出するステップとを有することを特徴とする回路基板の製造方法。A step of loading a substrate on which a resist pattern is formed on the surface inside the plasma etching apparatus,
Evacuating the inside of the plasma etching processing apparatus carrying the substrate into a vacuum and controlling the flow rate of a processing gas to introduce and set a desired pressure;
A step of applying high frequency power to generate plasma inside the plasma etching apparatus to an electrode of the plasma etching apparatus,
Etching the substrate having a resist pattern formed on the surface with the generated plasma; and
The plasma by irradiating scans the inside to the laser beam of the plasma etching apparatus via the window portion of the plasma etching apparatus in the middle of the substrate are etched float inside the plasma etching apparatus The plasma etching processing apparatus is configured to detect with a bundle fiber in which a light receiving end face is formed in a multistage shape in an optical axis direction different from an optical axis of the laser beam that irradiates backscattered light from fine particles to be emitted through the window portion. Creating mapping data of information on the position and size of fine particles present in the region irradiated with the laser beam inside
Method of manufacturing a circuit board, characterized in that it comprises a step of unloading the substrate after evacuating the processing gas from the interior of the plasma etching apparatus to stop the introduction of the process gas from the plasma etching apparatus.
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