JPH0139648B2 - - Google Patents

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JPH0139648B2
JPH0139648B2 JP4891784A JP4891784A JPH0139648B2 JP H0139648 B2 JPH0139648 B2 JP H0139648B2 JP 4891784 A JP4891784 A JP 4891784A JP 4891784 A JP4891784 A JP 4891784A JP H0139648 B2 JPH0139648 B2 JP H0139648B2
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JP
Japan
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signal
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lens barrel
prism
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JP4891784A
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JPS60192338A (ja
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Yoshuki Imada
Masatoshi Tahira
Kenji Inoe
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置等のエツチングによる回
路パターン作成時のエツチング終了点の検出、あ
るいはこのエツチングに先立つ回路パターンの現
像の終了点等の検出方法に関する。
〔従来技術〕
集積回路等の半導体装置を作成する場合にはフ
オトリソグラフイ技術が用いられる。
これは、半導体基板となるべき板状物質の下層
に蒸着、塗着等により他の物質からなる層を形成
して多層構造とし、その表層に更にフオトレジス
ト等の耐腐食性物質を塗布して回路パターンを露
光し、これを現像してフオトレジスト層の感光し
た部分又は感光していない部分を除去して回路パ
ターンを形成する。次にこれを腐食性液体(エツ
チング媒体)に浸漬して表層のフオトレジストが
除去されている部分を腐食させて下層を露呈さ
せ、最後に表層上のフオトレジストを除去して所
定の回路パターンを作成するものである。
ところで、耐腐食性物質にて回路パターンを形
成する際の現像の進行状況、即ち耐腐食性物質の
除去の進行状況、あるいはエツチングの際の表層
の腐食の進行状況、即ち腐食が下層表面まで完了
したか否かの検出は品質管理上重要である。
従来、このような終了点検出方法としては、例
えば特開昭55−104452等が知られているが、これ
は可干渉光の反射光を電気信号に変換し、このア
ナログ信号の時間導関数を求めて終了点を判断す
るものであるが、終了点付近の信号変化が緩やか
であるため、その判断が困難である。
また信号処理系の定常ノイズと検出すべき信号
との区別が行ない難い点、更には終了後にたとえ
ば腐食液中の気泡等からの反射光があつた場合等
には未だ終了していないとの判断が行われる等、
終了判定が不確実であり、またややもすると終了
反対に遅れが生じて所謂オーバエツチングを惹起
し、不良品の発生を見るに到る場合があつた。
〔発明の目的〕
本発明は以上の如き事情に鑑みてなされたもの
であり、確実に終点を検出し得、また電気的ノイ
ズの影響を排して誤検出のないエツチング及びそ
れに先立つ現像工程等における終了点検出方法の
提案を目的とする。
〔発明の構成〕
本発明に係る終点検出方法は、屈折率が異なる
2層の内の1層の逓減していく層厚が零となつた
ことを検出する終点検出方法において、層厚が逓
減していく層の表面側から可干渉光を投射し、該
可干渉光の反射光を検出して電気信号に変換し、
該電気信号のレベルの所定時間当りの変動量を求
め、これを所定範囲内にある第1状態、所定範囲
を超えて増加する第2状態、又は所定範囲を超え
て減少する第3状態に経時的に弁別し、前記第1
状態であることが所定回数に亘つて検知された場
合に前記層厚が零となつたと判定することを特徴
とする。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。
第1図は本発明に係る終点検出方法を実施する
ための装置を示すブロツク図である。
レーザ発振器2はHe−Neレーザ光を発するも
のであり、そのレーザ光は光フアイバコード10
を介して後述する側視鏡筒20に伝送される。こ
の光フアイバコード10は結束具13から先端側
部分は、光フアイバコード11の周囲を光フアイ
バコード12の多数の素線で囲繞した重心構造と
なつており、レーザ発振器2からのレーザ光は光
フアイバコード11を介して側視鏡筒20へ伝送
され、後述する如く側視鏡筒20からの反射光は
光フアイバコード12を介してO/E(光電)変
換器4に還送される構成となつている。そして、
光フアイバコード10の先端には自動現像装置5
0の現像槽51の底面に取り付けられた固定具3
6にその脚34を固定された側視鏡筒20が接続
されている。
第2図は側視鏡筒20の構成を示す縦断面図、
第3図はその本体20Aの構成を示す縦断面図、
第4図は同じく光フアイバコード10との接続部
20Bを示す外観図である。
本体20Aは、鏡筒31及び固定用脚34とか
らなる。鏡筒31はその断面の外形が正方形の有
底角筒状に形成され、その底面の位置を底辺とす
る略正方形の開口部35が一側面に設けられてお
り、この開口部35にはHe−Neレーザ光
(0.633μm)に対して無反射となるようにコーテ
イング処理されたガラス板33が水密嵌合されて
いる。
鏡筒31の上端面から開口部35の上縁辺の位
置にかけては円孔が開設されており、その内周面
には雌ネジが刻設されており、この上端部内周面
には耐腐食性合成樹脂製のOリング32が内嵌さ
れている。この鏡筒31内の底部には直角プリズ
ム42がその光軸をガラス板33表面と直交する
ように取り付けられている。即ち、第5図にその
外観図を示す如く、プリズム42は、後述するス
リーブ24の外径よりやや大内径で外周面に雄ネ
ジを刻設した円筒体状のプリズムホルダ40の底
面下側に突設された支持板43,43に抱持され
ており、このプリズムホルダ40を鏡筒31内に
螺合したものであり、鏡筒31内の雌ネジの先端
までプリズムホルダ40を螺入することによりプ
リズム42の一面がガラス板33と略対向するよ
うになつている。
更に鏡筒31の底部下側には脚34が取り付け
られている。この脚34は鏡筒31の長さ方向と
軸長方向を一致させた螺杆であつて、前述の如く
現像槽51底面に設置された固定具36に刻設さ
れた雌ネジに螺合されることにより現像槽51に
固定される。
光フアイバコード10との接続部20Bは、ホ
ルダ21、押えリング22、ストツプリング23
等からなつている。
ホルダ21はステンレス製であつて、その上側
部の外径を鏡筒31の断面の外辺長と同一とし、
下側部は上側部に比してやや小径に形成されて鏡
筒31に刻設された雌ネジに螺合するように雄ネ
ジが刻設された円筒であり、前述の光フアイバコ
ード10の先端面にその下端面を一致させて光フ
アイバコード10に外嵌された適長のステンレス
製スリーブ24が遊嵌されている。このスリーブ
24のホルダ21下端から下方への突出部分の下
端寄りの位置にはステンレス製のストツプリング
23がセツトビス23′により固定されているが、
スリーブ24のストツプリング23下端からの突
出長は前述のプリズムホルダ40の軸長方向寸法
よりやや短目となつている。スリーブ24のスト
ツプリング23とホルダ21との間には、鏡筒3
1に刻設された雌ネジと螺合する雄ネジが刻設さ
れたステンレス製の押えリング22が遊嵌されて
いる。
従つて、まず鏡筒31内底部にプリズム42を
固定したプリズムホルダ40を螺入し、ストツプ
リング23下端がプリズムホルダ40上面に当接
するまでスリーブ24下端部を鏡筒31内に挿入
する。そして所定の工具(図示せず)を鏡筒31
の上部開口から挿入して押えリング22を回転さ
せてストツプリング23上部に当接するまで下方
へ螺進させてストツプリング23をプリズムホル
ダ40との間で挾む状態とする。これにより光フ
アイバコード10はその先端をプリズム42上面
と極くわずか離隔し、かつ光軸を一致させた状態
で鏡筒31に固定される。この後ホルダ21の下
側小径部を鏡筒31に切られた雌ネジに螺合する
と、鏡筒31上端に設けられたOリング32によ
り鏡筒31とホルダ21との間は液密状態とな
る。
このように側視鏡筒20を組み立てることによ
り、光フアイバコード10から伝送されたレーザ
光はプリズム42に入射されてその進行方向を
90゜変換されてガラス板33を透過して外部へ投
射され、また外部からガラス板33を透過してプ
リズム42に入射した光はその進行方向を90゜変
換されて光フアイバコード10に入射することと
なる。
現像槽51内にはフオトレジスト用の現像液5
2が満たされており、現像液52により現像され
るべき表層(回路パターンを露光されたフオトレ
ジスト層)61を有する下層60が図示しない適
宜の保持手段により現像層51の底面とその表面
を垂直として固定されている。そして、前述した
如く、この表層61の表面にプリズム42からの
投射光が直交するように側視鏡筒20が、現像層
51底面に取り付けられた固定具36により固定
されている。
従つてプリズム42からの投射光は表層61の
表面及び下層62の表面それぞれにて反射され、
この際に表層の厚さ分の2倍の光路長の相異によ
り位相のずれた両反射光が干渉し合うため、反射
光全体としての光強度が変化する。
この反射光はガラス板35を介してプリズム4
2に入射し、90゜進行方向を変換されて光フアイ
バコード10の先端に到り、その光フアイバコー
ド12を介してO/E変換部3に伝送される。
O/E変換部3は入射された光学信号、即ち上
述の反射光の強度変化をフオトダイオード等の光
電変換素子によりアナログの電気信号に変換する
ものであり、このアナログの電気信号はA/D
(アナログ/デジタル)変換器4によりデジタル
電気信号に変換されてCPU1に入力される。
CPU1は操作部7、ROM8、RAM9等と共
にマイクロコンピユータシステムを構成してお
り、入力された信号の演算処理等を行うものであ
り、その結果は表示装置5に表示され、また前述
の自動現像装置50の制御装置に適宜与えられ
る。なお、ROM8はCPU1の演算プログラム等
を格納しており、RAM9は演算処理に必要なデ
ータ、演算の途中結果等を記憶するものである。
次に、本発明方法を実施するための上述の如く
構成された装置の動作について、CPU1の演算
処理内容を示す第6,8,10図のフローチヤー
トに従つて説明する。
まず第7図のCPU1による処理対象となる原
信号、即ち表層61及び下層60の表面からの反
射光の強度変化を上段に、これをCPU1により
処理した結果を下段にそれぞれ示したグラフに従
つてCPU1の処理内容について説明する。
最初に現像装置50に対して現像開始を指示す
る信号Sが与えられると、CPU1にもこの信号
Sが与えられる。これによりCPU1は所定時間
T1の経過後に原信号の処理を開始するが、これ
は現像開始直後に無用の処理を行つて誤検出等が
発生するのを回避するためである。
次にCPU1は原信号のサンプリングを開始す
るが、このサンプリングはたとえば、A/D変換
器4により10m秒間隔にて原信号のデジタル化サ
ンプリングを行う。このようにしてサンプリング
された各時点の反射光強度のデータを処理する
が、第8図はそのデータ処理、即ちH、L、E判
定のフローチヤートである。
10m秒間隔にてサンプリングされた反射光強度
のデータDiは順次RAM9に格納されるが、サン
プリング開始後のデータ数がn個(装置の電気的
ノイズのレベルが高い場合はnを比較的大に、ノ
イズのレベルが低い場合にはnを比較的小とす
る)になると実際の処理を開始する。
データDi(i>n)が読込まれると、データDi
を含む過去のn個のデータDi-o〜Doの内最大及び
最小値を除外した残りのn−2個の平均値iを
算出してこれを現時点を代表するデータとする。
そして1つ前のデータDi-1が読み込まれた時点で
算出された平均値i-1、即ちデータDi-o-1〜Do-1
の内最大及び最小値を除外した残りのn−2個の
平均値i-1を過去を代表するデータとする。そ
して両データiとi-1との比較を行うことに
より入力信号値(反射光強度)の変化を検出する
が、装置の電気的ノイズの影響を排除するためこ
の電気的ノイズの平均値よりやや大である値を
ΔVとすると|i−i-1|<ΔVの第1の状態
では実質的な信号レベルの変化はない、i−
i−1>ΔVの第2の状態では信号レベルが増加しつ
つあり、i−i-1<−ΔVの第3の状態では信
号レベルが減少しつつあるとしてそれぞれ比較結
果“E”、“H”、“L”として判断する。信号値の
変化がない場合、即ち反射光強度が一定である
“E”の場合には信号が極大又は極小のピーi付
近にある場合及び現像が終了した場合とがある
が、この“E”の場合には終了判定が行われる。
第10図は終了判定のフローチヤートである。
終了判定は基本的には“E”、即ち第1の状態
が所定回数N以上継続して検出されたか否かで行
われる。しかし、たとえば第9図に示す如く実際
には終了状態となつて“E”の状態がある程度継
続した後、終了判定が下される所定回数Nまで
“E”の状態が検出されない内に何らかの原因に
より“H”又は“L”と判定されるようなノイズ
が入力した場合、EHL判定の結果は“H”又は
“L”と判定されて終了判定が中断される。この
ような誤判定を回避するため、CPU1は過去の
信号の周期を基に上述のようなノイズの排除を行
う。具体的には、“E”以外の状態であると判定
される都度カウンタC2を+1づつインクリメン
トするのステツプへ進む。そして“E”の状態
が検出された場合にはのステツプへ進んでカウ
ンタC1を+1づつインクリメントした後カウン
タC2の値VC2を読み出し記憶する。
次にカウンタC2の値VC2が零でない場合、即ち
直前のHLE判定の結果が“H”又は“L”であ
つた場合にはその値VC2を記憶した後カウンタC2
をリセツト(VC2=0)し、カウンタC2の過去の
値から最小値を除外した平均値C2を求めると、
このC2は第7図にを付して示す如く過去の
信号の平均半周期に相当する。そしてのステツ
プにてカウンタC1の値VC1が所定値Nより大であ
れば終了と判定されるが、小である間はHLE判
定へ戻る。
このように、“H”又は“L”の状態から“E”
の状態になつた場合には信号の過去の平均半周期
VC2がまず求められ、以後“E”の状態が継続す
る間は“E”と判定された回数が計数されてゆ
き、これが所定回数N以上になると終了判定が下
される。
一方、“E”の状態がN回以上継続するまでに
“H”又は“L”の状態となつた場合にはのス
テツプからのステツプへ進みカウンタC1の値
VC1と、先に求められている信号の平均半周期
C2の安全率を見込んだ所定比率、たとえば80%、
70%程度の値C2′とが比較され、VC1<C2′の
場合、即ち過去の信号の平均半周期C2の所定
比率C2′より短い時間以内に“H”又は“L”
の状態となつた場合には、たとえば現像液52中
の気泡によるノイズであると見倣して“E”の状
態が継続しているものとしてカウンタC1による
計数を続行し、VC1>C2′の場合、即ちC2′以
後に“H”又は“L”の状態となつた場合には終
了ではないと判定してカウンタC1をリセツト
(VC1=0)する。
一方、のステツプで終了が判定された場合に
は、その後所定時間T2の経過を待つて終了信号
が自動現像器50に出力され、これにより現像液
の排出が行われる等して現像の進行が停止され
る。
〔効果〕
以上詳述した如く本発明に係る終点検出方法に
よれば、検出された信号のレベル変動を検出する
に際しては、移動平均値を用いてレベル変動が実
質的に零である第1の状態、実質的に増加しつつ
ある第2の状態又は実質的に減少しつつある第3
の状態とに経時的に弁別して行うので、終了点の
検出判定が的確に行え、また判定装置等の定常的
電気ノイズの影響は排除されるため正確で遅れの
ない終了判定が可能となる。
また前記実施例では、終了判定に際しては、過
去の信号の平均周期を予め求め、この平均周期の
所定割合以上に亘つて終了を意味する信号が検出
された場合にのみ実際の終了判定を下しているの
で、確実な終点検出が可能となる。
なお前記実施例ではエツチングのためのパター
ン形成時の現像終了点検出について説明したが、
他にエツチングの腐食仮定は勿論のこと、下層と
屈折率の異なる表層の逓減過程の終了点の検出に
広く応用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に用いられる装置のブロ
ツク図、第2図は側視鏡筒の縦断面図、第3図は
その本体の縦断面図、第4図は同じくその接続ス
リーブの外観図、第5図はプリズムホルダの外観
図、第6,8,9図はCPUの処理内容を示すフ
ローチヤート、第7,10図は信号の波形を示す
グラフである。 1……CPU、2……レーザ発振器、3……
O/E変換器、10,11,12……光フアイバ
コード、20……側視鏡筒、60……下層、61
……表層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 屈折率が異なる2層の内の1層の逓減してい
    く層厚が零となつたことを検出する終点検出方法
    において、 層厚が逓減していく層の表面側から可干渉光を
    投射し、 該可干渉光の反射光を検出して電気信号に変換
    し、 該電気信号のレベルの所定時間当りの変動量を
    求め、これを所定範囲内にある第1状態、所定範
    囲を超えて増加する第2状態、又は所定範囲を超
    えて減少する第3状態とに経時的に弁別し、 前記第1状態であることが所定回数に亘つて検
    知された場合に前記層厚が零となつたと判定する
    ことを特徴とする終点検出方法。
JP4891784A 1984-03-13 1984-03-13 終点検出方法 Granted JPS60192338A (ja)

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FR2598508B1 (fr) * 1986-05-09 1989-05-12 Guillaume Michel Procede et appareil de determination de fin d'attaque d'une surface gravee
JPS63147327A (ja) * 1986-12-10 1988-06-20 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 表面処理における処理終点検知方法

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