JPH01134202A - Laser end point detecting device - Google Patents

Laser end point detecting device

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Publication number
JPH01134202A
JPH01134202A JP29174087A JP29174087A JPH01134202A JP H01134202 A JPH01134202 A JP H01134202A JP 29174087 A JP29174087 A JP 29174087A JP 29174087 A JP29174087 A JP 29174087A JP H01134202 A JPH01134202 A JP H01134202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
wafer
end point
chip
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP29174087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Soeda
添田 恭史
Moritaka Nakamura
守孝 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a device which accurately detects an etching end point without using any complex, expensive control system for an optical system by providing a beam expander which expands the diameter of a laser beam to size larger than the spread of one chip. CONSTITUTION:The beam expander 29 is installed between a laser light source 27 and a wafer 11, the diameter size of the laser beam 21 for detection is expanded to the size larger than the spread of one chip 14 on the wafer 11, and the expanded beam 30 is projected on the chip 14. Further, a beam splitter 28 for classifying reflected light from the wafer 11 is installed between the beam expander 29 and laser light source 27. Then light from the beam splitter 28 is made incident on a photodetecting element 31 and connected to a recording analysis unit.

Description

【発明の詳細な説明】 〔)枢要〕 レーザ光のビーム径をチップの寸法と同等以上に拡大す
ることにより、チップ上のエツチング範囲の位置にとら
れれることなく、エツチング終点の検出ができるように
した簡単でコストの安いレーザ終点検出装置に関し、 光学系のための複雑で高価な微動送り制御系を用いるこ
となく、エツチングの終点を正確に検知することのでき
るレーザ終点検出装置を提供することを目的とし、 ウェハに対してなされる処理の終点をレーザビームを用
いて検出する装置において、レーザ光源から出射される
レーザビームを、ウェハに形成されるチップ1個の拡が
りよりも大なる寸法の拡大ビームに拡大するビームエキ
スパンダはウェハのレーザ光源側に配置され、レーザビ
ームをビームエキスパンダーに通し、反射された拡大ビ
ームを受光素子に反射入力させるビームスプリフタはし
−ザ光源とビームエキスパンダとの間に配置され、受光
素子は記録解析ユニットに接続されてなることを特徴と
するレーザ終点検出装置を含み構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Important] By enlarging the beam diameter of the laser beam to at least the same size as the chip, it is possible to detect the end point of etching without being placed in the etching range on the chip. To provide a laser end point detecting device which can accurately detect the end point of etching without using a complicated and expensive fine movement control system for an optical system. In a device that uses a laser beam to detect the end point of a process performed on a wafer, the laser beam emitted from a laser light source is A beam expander that expands into an expanded beam is placed on the laser light source side of the wafer, and a beam splitter that passes the laser beam through the beam expander and inputs the reflected expanded beam to a photodetector. The configuration includes a laser end point detection device, which is disposed between the two and the light receiving element is connected to a recording analysis unit.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、レーザ光のビーム径をチップの寸法と同等以
上に拡大することにより、チップ上のエツチング範囲の
位置にとられれることなく、エツチング終点の検出がで
きるようにした簡単でコストの安いレーザ終点検出装置
に関する。
The present invention is a simple and low-cost method that enables the end point of etching to be detected without being located in the etching range on the chip by enlarging the beam diameter of the laser beam to be equal to or larger than the chip dimensions. The present invention relates to a laser end point detection device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来レーザ光を用いてエツチングの終点を検出するため
には、レーザビーム系を例えば0.7mmと1mm以下
に絞り込んでいた。このようなレーザビームを用いるエ
ツチング終点検出方法もいろいろあり、0.7mm系の
レーザ管からでる光を垂直に被エツチング面に照射し、
同面から垂直に反射してくる0次の反射光を検出し解析
する方法、1次。
Conventionally, in order to detect the end point of etching using a laser beam, the laser beam system has been narrowed down to, for example, 0.7 mm, 1 mm or less. There are various methods of detecting the end point of etching using such a laser beam.
1st order is a method of detecting and analyzing 0th order reflected light that is reflected perpendicularly from the same surface.

2次、3次61.の散乱光をも検出し解析する方法など
もある。0次の反射光のみをみる方法では、エツチング
されつつある溝のパターンにレーザ光を照射し、反射光
の光路差により反射光が強め合いまたは弱め合うことに
よる反射光の変化をみる。
2nd, 3rd 61. There are also methods to detect and analyze the scattered light. In the method of looking only at the zero-order reflected light, a laser beam is irradiated onto the groove pattern that is being etched, and changes in the reflected light are observed as the reflected light strengthens or weakens each other due to the optical path difference of the reflected light.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の終点検出法では、前記した如くレーザビーム径を
1mm以下に絞り込んでいるために、実際エツチングが
行われる部分にビームを当てることが必要であるので、
ウェハごとの位置決めが大切になってくる。第4図を参
照すると、ウェハ11にレジストマスク12を用いて溝
13をエツチングしようとする場合、前記した1mm以
下のビーム21a。
In the conventional end point detection method, as mentioned above, the laser beam diameter is narrowed down to 1 mm or less, so it is necessary to apply the beam to the part where etching is actually performed.
Positioning each wafer becomes important. Referring to FIG. 4, when etching the groove 13 on the wafer 11 using the resist mask 12, the beam 21a of 1 mm or less as described above is used.

21bを照射して終点を検知している。図示の例で、ビ
ーム21aの位置では検出可能であるが、ビーム21b
の位置では平坦なレジストマスク12の表面のみを照射
しているから検出は不可能であり、そのためビーム21
bの位置をビーム21aの位置まで移動しなければなら
ない。
21b and detects the end point. In the example shown, it is detectable at the position of beam 21a, but
At the position, detection is impossible because only the flat surface of the resist mask 12 is irradiated, so the beam 21
b must be moved to the position of beam 21a.

そのための装置は第5図に示される如きもので、それは
ウェハ11の処理室との隔壁22に設けた窓23を通し
て光学系24からレーザビーム21を照射するが、前記
した如きレーザビーム21の移動のためには微動送り制
御系25を用いて光学系24を白抜矢印方向に微調整す
る。この微動送り制御系は複雑な構造の高価なものであ
るが、それを必要とする理由は、レーザビームのビーム
径を1mm以下と小さく絞り込んでいるためである。上
記の方法に代えて、光学系を固定し、ステージを用いて
ウェハの微動送りを制御する方法もあるが、それにもや
はり高価なステージが必要となる。
The apparatus for this purpose is as shown in FIG. 5, in which a laser beam 21 is irradiated from an optical system 24 through a window 23 provided in a partition wall 22 between the wafer 11 and the processing chamber, and the laser beam 21 is moved as described above. In order to do this, the optical system 24 is finely adjusted in the direction of the white arrow using the fine movement control system 25. Although this fine movement control system has a complicated structure and is expensive, it is necessary because the beam diameter of the laser beam is narrowed down to 1 mm or less. As an alternative to the above method, there is a method in which the optical system is fixed and a stage is used to control fine movement of the wafer, but this also requires an expensive stage.

そこで本発明は、光学系のための複雑で高価な微動送り
制御系を用いることなく、エツチングの終点を正確に検
知することのできるレーザ終点検出装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser end point detection device that can accurately detect the end point of etching without using a complicated and expensive fine-movement feed control system for the optical system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、ウェハに対してなされる処理の終点をレ
ーザビームを用いて検出する装置において、レーザ光源
から出射されるレーザビームを、ウェハに形成されるチ
ップ1個の拡がりよりも大なる寸法の拡大ビームに拡大
するビームエキスパンダはウェハのレーザ光源側に配置
され、レーザビームをビームエキスパンダーに通し、反
射された拡大ビームを受光素子に反射入力させるビーム
スプリッタはレーザ光源とビームエキスパンダとの間に
配置され、受光素子は記録解析ユニットに接続されてな
ることを特徴とするレーザ終点検出装置によって解決さ
れる。
The above problem is that in a device that uses a laser beam to detect the end point of processing performed on a wafer, the laser beam emitted from the laser light source is A beam expander is placed on the laser light source side of the wafer, and a beam splitter that passes the laser beam through the beam expander and inputs the reflected expanded beam to the photodetector connects the laser light source and the beam expander. The problem is solved by a laser end point detection device disposed between the two and a light receiving element connected to a recording analysis unit.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、ビーム径をチップサイズ程度以上大
きくすることにより、ビームを当てる位置により検出信
号に影響が表れるなくなり、位置決めを行うことが不要
となる。さらには、ビーム径をある範囲内に照射できる
ため広い範囲にわたって表面の凹凸の情報を得ることが
でき、例えば、平坦化処理等のプロセスの終点検出にも
使用可能となる。
In the present invention, by making the beam diameter larger than the chip size, the detection signal is not affected by the position where the beam is applied, and positioning becomes unnecessary. Furthermore, since the beam diameter can be irradiated within a certain range, information on surface irregularities can be obtained over a wide range, and it can be used, for example, to detect the end point of a process such as flattening treatment.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to illustrated embodiments.

本発明の原理は第1図に示される。本発明においては、
レーザビーム21c、 21dの径をウェハ11に形成
されるチップ14の寸法より十分に大にすることにより
、レーザビーム21cの位置でも21dの位置でも、は
ぼ同面積のエツチング範囲を覆い検出が可能なようにす
る。すなわち、レーザビーム21cも21dも、それぞ
れがエツチング領域とエツチングされない領域とをほぼ
50%ずつ覆うものである。
The principle of the invention is illustrated in FIG. In the present invention,
By making the diameters of the laser beams 21c and 21d sufficiently larger than the dimensions of the chips 14 formed on the wafer 11, it is possible to cover and detect the etching range of approximately the same area at both the laser beam 21c and 21d positions. Do as you like. That is, each of the laser beams 21c and 21d covers approximately 50% of the etched area and approximately 50% of the non-etched area.

そのためには第2図に示されるビームエキスパンダを用
いるもので、同図において、レーザ光源27から出射さ
れるレーザビーム21は、ビームスプリッタ28を通っ
てビームエキスパンダ29に入り、そこでチップ1個の
拡がりよりも十分に大なる拡がりの拡大ビーム30とな
って処理されるウェハ11に照射され、反射光は窓23
、ビームエキスパンダ29を通り、ビームスプリッタ2
8により反射されて受光素子31に送られ、次いで第5
図に示した記録解析ユニット26に入力されて反射光の
記録、解析がなされる。
For this purpose, a beam expander shown in FIG. 2 is used. In the same figure, a laser beam 21 emitted from a laser light source 27 passes through a beam splitter 28 and enters a beam expander 29, where one chip is separated. The wafer 11 to be processed is irradiated with an expanded beam 30 whose spread is sufficiently larger than that of the window 23.
, passes through the beam expander 29, and beam splitter 2
8 and sent to the light receiving element 31, and then the fifth
The reflected light is input to the recording analysis unit 26 shown in the figure, and the reflected light is recorded and analyzed.

第3図は本発明実施例斜視図で、光学系24は隔壁22
に固定されている。すなわち、本発明においては、第1
図を参照して説明した如くレーザビームがウェハ上のど
の位置に照射されても必要な情報が完全に得られるから
、光学系24の送りの必要がなくなるのである。なお実
際の操作においては、記録解析ユニットをエツチング装
置などに接続し、解析した情報に基づいてエツチング条
件の変更その他の指示を与える。
FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the present invention, in which the optical system 24 is connected to the partition wall 22.
is fixed. That is, in the present invention, the first
As explained with reference to the figures, the necessary information can be completely obtained no matter where on the wafer the laser beam is irradiated, so there is no need to move the optical system 24. In actual operations, the record analysis unit is connected to an etching device, etc., and instructions for changing etching conditions and other instructions are given based on the analyzed information.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、第2図、第3図に示した
装置をプロセス装置に組み込むとき、ウェハ上をスキャ
ンさせる機構および制御系が不要となるため、コンパク
トにでき、かつ改造も簡単であり、コストダウンを実現
できた。
As described above, according to the present invention, when the apparatus shown in FIGS. 2 and 3 is incorporated into a process apparatus, a mechanism and a control system for scanning the wafer are not required, so the apparatus can be made compact and can be easily modified. It was simple and could reduce costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理を示す図、 第2図は本発明実施例の図、 第3図は本発明実施例の斜視図、 第4図は従来例の問題点を示す図、 第5図は従来例の斜視図である。 図中、 11はウェハ、 12はレジストマスク、 13は溝、 14はチップ、 21、21a、 21b、 21c、 21dはレーザ
ビーム、22は隔壁、 23は窓、 24は光学系、 25は微動送り制御系、 26は記録解析ユニット、 27はレーザ光源、 28はビームスプリンタ、 29はビームエキスパンダ、 30は拡大ビーム、 31は受光素子 を示す。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  久木元   彰 本4f−明の厚搾を示す国 m1図 、杢、槌5g月笑う後lチリの口 第2図 オし野り月笑滌例の43Jr剤1国 第3図
Fig. 1 is a diagram showing the principle of the present invention, Fig. 2 is a diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a perspective view of an embodiment of the invention, Fig. 4 is a diagram illustrating problems of the conventional example, and Fig. 5 The figure is a perspective view of a conventional example. In the figure, 11 is a wafer, 12 is a resist mask, 13 is a groove, 14 is a chip, 21, 21a, 21b, 21c, and 21d are laser beams, 22 is a partition, 23 is a window, 24 is an optical system, and 25 is a fine movement feed. 26 is a recording analysis unit; 27 is a laser light source; 28 is a beam splinter; 29 is a beam expander; 30 is an expanded beam; and 31 is a light receiving element. Patent Applicant: Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akimoto Kukimoto 4F - M1 map of the country showing Ming Dynasty, heather, hammer 5g, moon laughing, l chili's mouth 2nd figure, Oshino Rizuki laughing example 43 Jr Agent 1 country Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】  ウェハ(11)に対してなされる処理の終点をレーザ
ビーム(21)を用いて検出する装置において、レーザ
光源(27)から出射されるレーザビーム(21)を、
ウェハ(11)に形成されるチップ(14)1個の拡が
りよりも大なる寸法の拡大ビーム(30)に拡大するビ
ームエキスパンダ(29)はウェハ(11)のレーザ光
源27側に配置され、 レーザビーム(21)をビームエキスパンダ(29)に
通し、反射された拡大ビーム(30)を受光素子(31
)に反射入力させるビームスピリッタ(28)はレーザ
光源(27)とビームエキスパンダ(29)との間に配
置され、 受光素子(31)は記録解析ユニット(26)に接続さ
れてなることを特徴とするレーザ終点検出装置。
[Claims] In a device that uses a laser beam (21) to detect the end point of a process performed on a wafer (11), the laser beam (21) emitted from a laser light source (27) is
A beam expander (29) that expands into an expanded beam (30) with a size larger than the spread of one chip (14) formed on the wafer (11) is arranged on the laser light source 27 side of the wafer (11), The laser beam (21) is passed through the beam expander (29), and the reflected expanded beam (30) is passed through the light receiving element (31).
) is placed between the laser light source (27) and the beam expander (29), and the light receiving element (31) is connected to the recording and analysis unit (26). Characteristic laser end point detection device.
JP29174087A 1987-11-20 1987-11-20 Laser end point detecting device Pending JPH01134202A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6183904A (en) * 1984-10-01 1986-04-28 Dainichi Nippon Cables Ltd End point detection
JPS61169708A (en) * 1985-01-22 1986-07-31 Fujitsu Ltd Method and apparatus for pattern recognition

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