JP4909372B2 - エッチング深さの検出方法並びにエッチングモニター装置及びエッチング装置 - Google Patents
エッチング深さの検出方法並びにエッチングモニター装置及びエッチング装置 Download PDFInfo
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Description
I=Idc+Ippsin(ωt)・・・(1)
ω=2πd(nδ/λ)/dt・・・(2)
E(t)=dδ(t)/dt=ω(t)λ/(2πn)・・・(3)
Eave(t)=〔ΣEi(t)cos2(pi(t))〕/Σcos2(pi(t))・・(4)
δ(t)=∫Eave(t)dt・・・(5)
本実施形態のエッチング装置10Aは、図9に示すように、半導体ウエハWの処理室11と、この処理室11内の半導体ウエハWのエッチング状況をモニターするエッチングモニター装置30とを備え、本実施形態のエッチングモニター装置30以外は図1に示すエッチング装置10に準じて構成されている。そこで、以下ではエッチングモニター装置30を中心に説明する。
I=Idc+Ippexp(γt)sin(ωt)・・・(6)
p(t)=Arcsin〔(I(t)−Idc)/(Ippexp(γt))〕・・・(7)
δ(t)=p(t)λ/(2πn)・・・(8)
Δp=dp/df*Δf=1/cos(p)*Δf・・・(9)
δ(t)=Σδ(t)cos2(p(t))/Σcos2(p(t))・・・(10)
11 処理室
12 下部電極
13 上部電極
20、30 エッチングモニター装置
21、31 光源
22、32 光ファイバー(導光手段)
26、36 解析・演算手段
26A 周波数解析手段
26B エッチング速度算出手段
26C エッチング速度補完手段
26D エッチング深さ算出手段
36A 極値検出手段
36B 振幅予測手段
36C 位相算出手段
36D エッチング深さ算出手段
E 被エッチング部
E’被エッチング層
Db、Da 対照デバイス
Claims (5)
- 被処理体に光を照射し、その反射光を用いてエッチング深さを検出する方法において、
上記被処理体に光を照射する工程と、
上記被処理体の被エッチング層の上面及び被エッチング部の表面からの反射光による周期変動する干渉光を検出する工程と、
上記干渉光の強度の波形を示す理論式I=Idc+Ippsin(ωt) (但し、Idcは干渉波形の直流成分を示す定数、Ippは交流成分を示す定数、ωは干渉波形の強度の角周波数を示す定数)に減衰率exp(γt)(但し、γは定数)を反映させた近似式I=Idc+Ippexp(γt)sin(ωt)を上記干渉光の強度の波形として決定する近似式決定工程と、
上記干渉光の強度の波形から3つの連続する上記干渉光の強度の極値を検出する極値検出工程と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値と上記近似式に基づいて上記近似式の定数を決定する近似式定数決定工程と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値に基づいてその後の上記干渉光の強度の振幅を上記定数が決定された上記近似式から予測する振幅予測工程と、
ある時刻における上記干渉光の波形の強度と上記の予測された振幅との比(〔(I(t)−Idc)/(Ippexp(γt))〕)に基づいて上記干渉光の波形の位相を求める位相算出工程と、
上記位相と上記エッチング深さとの関係式に基づいて上記エッチング深さを算出するエッチング深さ算出工程と、を備え、
上記近似式定数決定工程は、
二分法を用いて上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値が通る包絡線を上記近似式から決定する工程と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値から上記包絡線の定数Idc、Ipp、γをそれぞれ求め、これらの定数Idc、Ipp、γを上記近似式の定数として決定する工程と、を有する
ことを特徴とするエッチング深さの検出方法。 - 上記光として複数の波長の光を用いる場合、上記各波長の干渉光に基づいてそれぞれの上記エッチング深さを検出する工程と、それぞれの干渉光から得られるエッチング深さの重み付けを行なって上記各干渉光によるエッチング深さの平均値を算出する工程と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエッチング深さの検出方法。
- 被処理体に光を照射し、その反射光を用いてエッチング深さを監視するエッチングモニター装置であって、
上記被処理体に光を照射する光源と、
上記被処理体の被エッチング層の上面及び被エッチング部の表面からの反射光による周期変動する干渉光を検出する光検出器と、
制御装置と、を備え、
上記制御装置は、
上記干渉光の強度の波形を示す理論式I=Idc+Ippsin(ωt) (但し、Idcは干渉波形の直流成分を示す定数、Ippは交流成分を示す定数、ωは干渉波形の強度の角周波数を示す定数)に減衰率exp(γt) (但し、γは定数)を反映させた近似式I=Idc+Ippexp(γt)sin(ωt)を上記干渉光の強度の波形として決定する近似式決定手段と、
上記干渉光の強度の波形から3つの連続する上記干渉光の強度の極値を検出する極値検出手段と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値と上記近似式に基づいて上記近似式の定数を決定する近似式定数決定手段と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値に基づいてその後の上記干渉光の強度の振幅を上記定数が決定された上記近似式から予測する振幅予測手段と、
ある時刻における上記干渉光の波形の強度と上記の予測された振幅との比(〔(I(t)−Idc)/(Ippexp(γt))〕)に基づいて上記干渉光の波形の位相を求める位相算出手段と、
上記位相と上記エッチング深さとの関係式に基づいて上記エッチング深さを算出するエッチング深さ算出手段と、を備え、
上記近似式定数決定手段は、
二分法を用いて上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値が通る包絡線を上記近似式から決定する手段と、
上記3つの連続する上記干渉光の強度の極値から上記包絡線の定数Idc、Ipp、γをそれぞれ求め、これらの定数Idc、Ipp、γを上記近似式の定数として決定する手段と、を有する
ことを特徴とするエッチングモニター装置。 - 上記光として複数の波長の光を用いる場合には、エッチング深さ算出手段は、上記各波長の干渉光に基づいてそれぞれの上記エッチング深さを算出し、これらのエッチング深さの重み付けを行なって上記各干渉光によるエッチング深さの平均値を算出することを特徴とする請求項3に記載のエッチングモニター装置。
- 請求項3または請求項4に記載のエッチングモニター装置を備えたことを特徴とするエッチング装置。
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