JPH07135199A - 半導体製造装置の処理終点検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】赤外線発光器１，炭酸ガスの流路を形成するセ
ル及び赤外線受光器３と、赤外線受光器３の出力信号の
増幅器１３と、増幅器１３の出力を直流に変換する整流
平滑部と、整流器の出力をディジタル値に変換するＡＤ
変換器６と、増幅器１３及びＡＤ変換器６と表示・設定
・選択部を制御する統括制御部で構成する。 【効果】増幅器の出力レベルが長期的に変動しても、ウ
ェハ処理中だけ、炭酸ガス濃度を安定して検知できれ
ば、誤動作が起こりにくい半導体製造装置の終点検知回
路を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に半導体製造過程で
レジスト除去等に用いる半導体製造装置でアッシング処
理の終点を検知する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造過程でレジストを除去するア
ッシング処理時間は、レジストの種類や塗布の厚さ等に
より様々である。多量少品種の量産工程ではレジストの
種類や塗布の厚さはほぼ一様であるためアッシング処理
時間は一定であるが、少量多品種の半導体製造工程で
は、多品種であるためそれぞれレジストの種類や塗布の
厚さに応じてアッシング処理時間を設定する必要があ
る。これら少量多品種の半導体製造工程で効率よくレジ
スト除去を行うために、レジストのアッシング状態を自
動的に監視し、それぞれの状況に応じてアッシング処理
時間を決定する終点検知器が有効である。終点検知の一
例としてはアッシング処理で生じる炭酸ガスを一部セル
内に導き、赤外線の透過量で濃度の変動を監視する方式
がある。アッシング処理開始後一定時間経過したのち、
この濃度変化が処理開始前に予め設定したしきい値を通
過したときをレジスト除去の終点としているものがあ
る。

【０００３】本方式では、セル内に炭酸ガスを導いてい
るため長期の使用中にセル内が汚れてくる。この結果、
赤外線の透過量が減少し赤外線検知器の初期値が変動す
るためアッシング処理で生じる炭酸ガスの濃度を正確に
検知出来なくなることがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炭酸
ガス濃度の変動に関係なく、アッシング処理時間の検知
が可能となる半導体製造装置の終点検知器を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、レジストを
除去するアッシング処理の終点を検知する手段として、
主に赤外線発光器，炭酸ガスの流路を形成するセル及び
赤外線受光器と、前記赤外線受光器の出力信号の増幅器
と、前記増幅器の出力を直流に変換する整流平滑部と、
前記整流器の出力をディジタル値に変換するＡＤ変換器
と、前記増幅器及びＡＤ変換器等と表示・設定・選択部
を制御する統括制御部で構成される検知器を用いること
によって達成される。

【０００６】

【作用】この構成で、前述した炭酸ガス検知手段を使用
し、レジスト除去のアッシング処理開始直前又は直後の
ＡＤ変換器出力が、ある一定の範囲内にあることを確認
し、アッシング処理開始後のＡＤ変換器出力の変動パタ
ーンによって、アッシング処理時間の終点を判定するプ
ログラムを選択し、アッシング処理時間の終点を判定す
る。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図１において、炭酸ガス濃度検知部は、赤外線発
光器１と炭酸ガスの流路を形成する検出セル２及び赤外
線受光器３で構成した。４は赤外線受光器３の微小出力
信号をＡＤ変換可能な信号レベルまで増幅する増幅器を
示し、利得を後述の統括制御部で制御可能な信号入力端
子を備えている。５は増幅器の出力を直流に変換する整
流平滑部を、６は整流器の出力をディジタル値に変換す
るＡＤ変換器を示す。７は増幅器４及びＡＤ変換器６等
と表示８・出力９・設定部１０を制御する統括制御部で
ある。表示部８は終点検知器の動作状態，炭酸ガスの濃
度レベル等を表示する。出力部９は終点を検知した際に
装置へ処理終了信号や終点検知器の動作状況を出力す
る。設定部１０は処理条件や終点検出プログラムの設定
等を行う。

【０００８】図２は図１に示した炭酸ガス濃度検知部の
一実施例を示したもので、赤外線発光器１には発熱体１
Ｒを、赤外線受光器３には焦電センサ３Ｒを使用してい
る。１１は遮蔽板を、１２はモータを示し、焦電センサ
３Ｒに交流信号を発生させるためのチョッパを構成して
いる。尚、赤外線受光器３にはこの他炭酸ガスの検出感
度をもつセンサであればその他のセンサも使用可能であ
る。

【０００９】図３は図１に示した増幅器の一実施例を示
しており、統括制御部７で利得が制御可能な増幅器を構
成している。１３は演算増幅器を１４から１９までは抵
抗を，２０，２１，２２はスイッチを示している。実施
例では本スイッチは統括制御部７から３ビット制御され
るため、８段階の利得を制御可能である。２３及び２４
は増幅器の入力部と出力部を示す。増幅器の利得調整は
抵抗１７，１８及び１９の設定と、スイッチ２０，２１
及び２２を切り替えることで可能である。本回路構成は
非反転増幅器を構成しているが、反転増幅器でも基本動
作は変わらない。

【００１０】図４（ａ）は半導体製造装置でレジスト除
去を行ったとき、サンプルガス中の炭酸ガス濃度を示し
た一例である。一般に処理開始後炭酸ガス濃度は上昇し
たあと、レジストが除去が進行するにしたがい炭酸ガス
濃度が下降する。

【００１１】終点検知の一例は、この下降してきた炭酸
ガスの濃度レベルをある基準値と比較して、ある基準値
以下になった時点を終点としている。

【００１２】図４（ｂ）は本発明の一実施例で、検出セ
ル２の汚れによる信号レベル変動を、増幅器４の利得を
統括制御部７で制御することで補正を行う補助説明図で
ある。

【００１３】図中、（イ）（ロ）（ハ）に示した波形
は、（イ）が増幅器４の利得が最小を、（ハ）が増幅器
４の利得が最大であることを模式的に示したものであ
る。

【００１４】図５は図１に示した本発明の半導体製造装
置の終点検知器の動作を説明するフローチャートであ
り、半導体製造装置の装置本体に関する動作説明は省略
している。

【００１５】装置本体の基本動作は、装置の処理開始ス
イッチが押されると、処理するウェハをカートリッジか
ら取り出し、処理室に搬送してウェハのレジストを除去
する。この時、処理時間の管理をタイマで行う場合は、
処理室にウェハを搬送後タイマをセットして一定時間経
過すると、処理室からウェハを取り出しカートリッジに
ウェハを戻す作業を行うものとする。２枚目以降はこの
動作の繰り返しで、カートリッジ内に処理するウェハが
なくなれば、処理を終了する。

【００１６】以下、図５に示すフローチャートに従っ
て、終点検知器の動作を説明する。

【００１７】最初に装置本体の処理開始スイッチが押さ
れると（ステップ５０１）、統括制御部７は炭酸ガス濃
度に比例した信号を増幅，整流平滑した直流値をディジ
タル値に変換した、ＡＤ変換器６の出力を読み込みメモ
リに記憶する（ステップ５０２）。このことは、図４
（ａ）に示すように波形の初期値（処理開始直後のデー
タ）を読み込むことになる。

【００１８】このあとメモリとメモリの内容を比較
し、メモリの内容がメモリの内容よりも大きければ
（ステップ５０３でＹＥＳ）、メモリとメモリの内
容を比較し、メモリの内容がメモリの内容よりも小
さければ（ステップ５０４でＹＥＳ）、メモリの内容
を補正（Ｍ×（１−Ｋ））して新たにメモリＭrefに
記憶する（ステップ５０５）。このあとＡＤ変換器の出
力を読み取り（ステップ５０６）、この出力がＭref よ
りも大きいときは、再度ＡＤ変換器の出力を読み取り、
この出力がＭref よりも小さくなれば（ステップ５０７
でＹＥＳ）、レジスト処理の終点を検知（図４（ａ）に
示した波形の終点でＭref よりも下のレベルになったと
き）したこととし、装置制御部に終点検知信号を出力す
る（ステップ ５０８，５０９）ではカセット内のウェ
ハをすべて処理したか判定し（装置制御部からの信号で
判断）、未処理のウェハが有る場合は、(ステップ５０
２）に戻って、次のウェハを処理する動作を行う。

【００１９】次に、ステップ５０３でメモリの内容が
メモリの内容よりも小さい（ステップ５０３でＮＯ）
ときは、統括制御部７は増幅回路４の利得を一段上げて
（ステップ５０９）、再度メモリとメモリの内容を
比較し（ステップ５１０)、メモリの内容が大きくな
れば、ステップ５０４でメモリとメモリの内容を比
較して、メモリの内容がメモリの内容よりも小さい
ときは、ステップ５０５から以降のフローに移る。（ス
テップ５１０）でメモリの内容がメモリの内容より
小さい時は、ステップ５１１で増幅器４の利得が上限で
有るかの判定を行い、上限で得なければ、再度、ステッ
プ５１２で増幅回路４の利得を一段上げて、メモリと
メモリの内容を再度比較する（ステップ５１０）。メ
モリの内容がメモリの内容より小さい時は、ステッ
プ５１１で増幅器４の利得が上限で有るかの判定を行
い、上限のときは炭酸ガスを導いているセルの汚れと判
断して、セルを点検するように表示（ステップ５１２）
を行う。

【００２０】次に、ステップ５０４でメモリとメモリ
の内容を比較し、メモリの内容がメモリの内容よ
りも小さくないときについての説明を行う。この時は、
統括制御部７は増幅回路４の利得を一段下げ（ステップ
５１３）、ここで再度メモリとメモリの内容を比較
し（ステップ５１４）メモリの内容が小さくなれば、
メモリの内容を補正（Ｍ×（１−Ｋ））して新たに
メモリＭref に記憶する。メモリの内容がメモリの
内容より小さくならなければ（ステップ５１４でＮ
Ｏ）、統括制御部７は増幅回路４の利得が最小であるか
判定し、最小でなければステップ５１３で再度増幅回路
４の利得を一段下げる。

【００２１】もし、メモリの内容がメモリの内容よ
り小さくならなければ、ステップ５１６で増幅回路４の
利得が最小であるか判定し、最小のときは、エラー表示
を図１の表示部８に表示する。

【００２２】図５のセルの点検表示（ステップ５１２）
及びエラーの表示(ステップ５１６）にならない範囲
は、図４（ｂ）において、下限及び上限が増幅器のダイ
ナミックレンジとしたとき、で示した波形がセルの汚れ
が無い時の状態の波形（１）とセルの汚れを補正するた
めに、増幅器の利得を最大にした状態（３）の間であ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、サンプルガスの炭酸ガ
ス濃度の測定を、ウェハの処理開始直後の濃度を基準に
して、レジスト除去終了時点の濃度を相対比較するた
め、長期間にわたって増幅回路の安定度を必要としな
い。

【００２４】この結果、例えば、経時変化によりガスの
流路を形成するセルが汚れ、増幅器の出力レベルが長期
的に変動しても、炭酸ガス濃度をウェハの処理中の間だ
けに限って比較をしているため、増幅器の出力レベルが
長期的に変動しても、ウェハの処理中の間だけ、炭酸ガ
ス濃度を安定して検知できれば、性能上問題が無くなる
ため、誤動作が起こりにくい半導体製造装置の終点検知
回路を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す終点検知器のブロック
図。

【図２】本発明の一実施例を示す炭酸ガス検知器の一実
施例の回路図。

【図３】本発明の一実施例を示す可変増幅器の回路図。

【図４】本発明の一実施例の動作説明用の波形図。

【図５】本発明の一実施例を示す終点検知器の動作説明
用フローチャート。

【符号の説明】

１…赤外線発光器、２…検出セル、３…赤外線受光器、
４…増幅回路、５…整流回路、６…ＡＤ変換器、７…統
括制御部、８…表示部、９…出力部、１０…設定部、１
３…演算増幅器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造工程で、レジストを除去するア
   ッシング処理の終点を検知する手段として、主に放射線
   発生器，反応ガスの流路を形成するセル及び放射線受光
   器と、前記放射線受光器の出力信号の増幅器と、前記増
   幅器の出力を直流に変換する整流平滑部と、整流器の出
   力をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記増幅器
   及び前記ＡＤ変換器と表示・出力・設定部を制御する統
   括制御部で構成した反応ガス検知手段を使用し、レジス
   ト除去のアッシング処理開始直後のＡＤ変換器の出力
   が、ある一定の範囲内にあることを確認し、アッシング
   処理開始後のＡＤ変換器の出力の変動パターンによっ
   て、アッシング処理時間の終点を判定するプログラムを
   選択し、アッシング処理時間の終点を判定することを特
   徴とする半導体製造装置の処理終点検知器。
2. 【請求項２】請求項１において、前記増幅器の利得を、
   レジスト除去のアッシング処理開始直前又は直後のＡＤ
   変換器出力がある一定の範囲にないときは、一定の範囲
   内に入るように、前記統括制御部が制御し、前記増幅器
   の増幅度を制御してもＡＤ変換器の出力が一定の範囲内
   に入らない時は、前記反応ガスの流路を形成するセルの
   汚れ又はエラー表示を、前記表示・出力・設定部に表示
   する半導体製造装置の処理終点検知器。
3. 【請求項３】請求項１に記載したアッシング処理時間の
   終点を判定するプログラムを、アッシング処理開始直前
   又は直後読み込んだＡＤ変換器の出力値が、一定の範囲
   内にあるとき、この出力値に係数を乗じた値をＭref と
   して記憶し、アッシング処理中にＡＤ変換器の出力値
   が、前記Ｍref と一致又はこれ以下になったときを、レ
   ジスト除去の第一終点とした半導体製造装置の処理終点
   検知器。
4. 【請求項４】請求項１，２または３において、放射線発
   生器として赤外線発光器を用い、反応ガス中の炭酸ガス
   濃度を検知することにより、レジスト除去の終点を検出
   する半導体製造装置の処理終点検知器。