JPH0817791A - 化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定 - Google Patents

化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定

Info

Publication number
JPH0817791A
JPH0817791A JP7151298A JP15129895A JPH0817791A JP H0817791 A JPH0817791 A JP H0817791A JP 7151298 A JP7151298 A JP 7151298A JP 15129895 A JP15129895 A JP 15129895A JP H0817791 A JPH0817791 A JP H0817791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
real time
monitoring
etching process
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7151298A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3149334B2 (ja
Inventor
Steven G Barbee
スティーヴン・ジョージ・バービー
Tony F Heinz
トニー・フレデリック・ハインツ
Yiping Hsiao
イーピン・シヤオ
Leping Li
レーピン・リー
Eugene H Ratzlaff
ユージン・ヘンリー・ラツラフ
Justin Wai-Chow Wong
ジャスティン・ワイ=チョウ・ウォン
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH0817791A publication Critical patent/JPH0817791A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3149334B2 publication Critical patent/JP3149334B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013Devices or means for detecting lapping completion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/42Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by frequency filtering or by tuning to resonant frequency
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/3021Imagewise removal using liquid means from a wafer supported on a rotating chuck
    • G03F7/3028Imagewise removal using liquid means from a wafer supported on a rotating chuck characterised by means for on-wafer monitoring of the processing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0231Composite or layered materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2694Wings or other aircraft parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、湿式化学エッチング浴中
で、少なくとも1枚のウェーハをエッチングする際に、
化学エッチング工程をリアルタイムで装置内で監視する
ための、非接触の方法を提供することにある。 【構成】 本方法は、湿式化学浴中に、2本の導電性電
極を、ウェーハと近接するが接触はしないように形成す
る段階と、少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴
中の時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエ
ッチング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気
特性を監視する段階と、エッチング中の時間の関数とし
て電気特性の複数の値を記録する段階とを含む。記録さ
れた複数の値と対応する時間から、瞬間エッチング速
度、平均エッチング速度、およびエッチング終点を決定
することができる。 【効果】 このような方法および装置は、特に湿式化学
エッチング・ステーションに有用である

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化学エッチング工程の
エッチング条件を監視するための方法および装置に関す
るものであり、詳細には、上記の無接点リアルタイム装
置内方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エッチング工程を所期の時間で終了する
ために、エッチング速度およびエッチング終点を注意深
く監視し、制御する必要がある。半導体の加工で、エッ
チング時間が不十分または過剰になると、望ましくない
皮膜のパターン形成が起こる。たとえば、ミクロンおよ
びサブミクロン範囲の皮膜層またはフィーチャを有する
半導体装置では、エッチング時間が不十分または過剰に
なると、所期の層の不十分な除去または過度の除去が生
じる。所期の層の除去が不十分であると、所期の層が絶
縁体である場合には望ましくない電気的開路が、導体で
ある場合には電気的短絡が生じる。さらに、エッチング
が過剰になると、アンダーカットまたはつきぬけが生
じ、その結果、皮膜のパターン化の画定が不十分にな
り、全体のリフトオフが生じる。エッチング時間が不十
分または過剰になると、後で製造される半導体装置に望
ましくない信頼性の問題が生じる。半導体ウェーハは製
造に多数の加工段階を必要とするためきわめて高価とな
るので、エッチング工程におけるエッチング終点の確実
な制御が望ましい。
【0003】エッチングを急に終了させるには、エッチ
ング終点を正確に予測および(または)検出しなければ
ならない。エッチング速度、エッチング時間、およびエ
ッチング終点は、皮膜の厚みおよび構成のロットごとの
ばらつきと、エッチ浴の温度、流量、および濃度の変動
のため、正確に予測することは困難である。すなわち、
エッチング速度は、エッチャントの濃度、エッチャント
の温度、皮膜の厚みおよび皮膜の性質に依存する。不均
一性は、ウェーハ全体の皮膜の厚みの差、および皮膜の
物理的、化学特性、たとえば化学量論特性、密度、また
は固有の応力などの差によって生じる。これらの要因の
精密な制御、たとえば濃度の制御は、実施コストがきわ
めて高くつく。しかし、エッチングに長時間かかる材料
を除去するために、かなりオーバーエッチングすると、
ウェーハの歩留まりが悪くなり、得られた電子装置の信
頼性が低下する原因となる。さらに、オーバーエッチン
グを許容するために、回路の寸法を大きくしておかなけ
ればならない。このような理由により、半導体装置の製
造にはエッチング工程の高度の制御が必要である。
【0004】現在、ほとんどのエッチング速度決定法
は、間接測定および推定技術を利用している。エッチン
グ監視技術のあるものは、皮膜の厚みの外部測定後、エ
ッチング速度の推定と、外挿したエッチング終点の予測
を利用している。しかし、外挿の基礎がエッチング終点
の近くのエッチング特性を表すものでない限り、エッチ
ング工程の予測には不正確さが生じる。皮膜またはエッ
チャントの化学的、物理特性のバッチごとの差により、
エッチング速度にばらつきがある場合、これらの外挿法
は不十分である。断続測定技術も、エッチングの初期に
誘導期間がある場合、皮膜内の瞬間エッチング速度が変
動する場合、エッチャント浴からウェーハを取り出した
後、すすぎを行う前に、部分的にエッチングされた皮膜
から材料が除去される場合など、エッチング速度が直線
的でない場合は不正確である。
【0005】皮膜のエッチングの不均一性を測定するた
めの従来の方法には、モニタ・ウェーハ全体を被覆する
皮膜に対する、偏光分析法、反射分光法、プリズム・カ
プラ法などがある。モニタ・ウェーハについて測定した
皮膜のエッチング特性が、製品ウェーハのエッチング特
性を表さない可能性がある。さらに他の装置内方法は、
製品ウェーハの基準領域のエッチング速度を測定するも
ので、湿式エッチ浴中のウェーハにアクセスする必要が
ある。しかし、製品ウェーハの基準点についての、装置
内での測定値は、装置内の測定すべき領域(たとえば接
点ホール中、皮膜のスタック上など)の実際の皮膜のエ
ッチング特性と必ずしも相関しない。これらの測定値
は、空間的に離散している。さらに、このような方法
は、ウェーハの部分が製品ではない基準区域によって占
められていたり、試験ウェーハをさらに必要としたりす
るため、コストが高くつく。このような光学的方法は、
エッチ浴の濁りその他の光学的影響により不正確になっ
たり、不均一な皮膜により不正確になったりする。ま
た、このような光学的方法は、測定個所の数が不十分で
あったり、その部分が全体を表していないような場合、
オーバーエッチングの予測が不正確になる。最後に、光
学的測定は、結果の解釈のため、高価な装置や専門的な
訓練を必要とする。これらは通常、下層の皮膜および基
板の屈折率の分散関係、および光学的定数を前提として
いる。さらに、これらの技術は、適用することができる
皮膜の厚みに限度がある。
【0006】さらに、他の技術では、電気導線を、エッ
チング中のウェーハに物理的に接触させ、これらの導線
とこれに伴うウェーハの部分をエッチャントから電気的
に分離する必要がある。このため、汚染、接点の信頼性
および再現性、および製造または自動化での使用の容易
さに影響する物理的諸制約に付随する問題が生じる。
【0007】したがって、エッチング中のウェーハのエ
ッチング条件を監視するための、非接触でリアルタイム
の装置内監視の改善された方法および装置を提供するこ
とが望ましい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題を解決することにある。
【0009】本発明の他の目的は、エッチング中のウェ
ーハのエッチング条件を監視するための、非接触の改善
された方法を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、エッチング中のウェ
ーハのエッチング条件を監視するための、正確なリアル
タイム装置内監視の改善された方法および装置を提供す
ることにある。
【0011】本発明の他の目的は、ウェーハのエッチン
グ工程を制御するための、正確なリアルタイム装置内監
視の改善された方法および装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、湿式化
学エッチャント浴中で少なくとも1枚のウェーハをエッ
チングするための化学エッチング工程を、リアルタイム
で装置内で監視するための非接触の方法において、 a)湿式化学浴中に、2本の導電性電極を、少なくとも
1枚のウェーハに近接するが接触はしないように形成す
る段階と、 b)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
を監視する段階と、 c)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
複数の値を記録する段階とを含む方法が提供される。
【0013】この方法はさらに、記録された複数の値の
うちの少なくとも2個の値から、瞬間エッチング速度を
リアルタイムで決定する段階と、記録された複数の値の
うちの少なくとも2個の値から、平均エッチング速度を
リアルタイムで決定する段階と、記録された複数の値の
うちの少なくとも2個の値から、エッチング終点をリア
ルタイムで決定する段階の、いずれか1つ以上を含むこ
とができる。
【0014】さらに、本発明によれば、湿式化学エッチ
ャント浴中でエッチングされる少なくとも1枚のウェー
ハの、規定のエッチング条件を示すための、非接触リア
ルタイム装置内化学エッチング・モニタは、上記の各工
程段階を実施する手段を具備する。
【0015】
【実施例】本出願人に譲渡された、1992年12月4
日出願の、米国特許第5338390号明細書、"Conta
ctless Real-Time In-Situ Monitoring of a Chemical
Etching Process"(整理番号FI9−92−152)
に、湿式化学エッチャント浴中でウェーハをエッチング
する際に、化学エッチング工程の非接触リアルタイム装
置内監視を行うための、関連する方法および装置が記載
されている。この方法および装置では、2本の導電性電
極が、少なくとも1枚のウェーハに近接するが接触はし
ておらず、さらに、上記2本の電極はウェーハの反対側
に置かれている。本出願人に譲渡された、同日出願の6
件の同時係属の米国特許出願、"Minimizing Overetch d
uring a Chemical Etching Process"(整理番号FI9
−93−035)、"Measuring Film Etching Uniformi
ty during a Chemical Etching Process"(整理番号F
I9−93−037)、"Contactless Real-Time In-Si
tuMonitoring of a Chemical Etching Process"(整理
番号FI9−93−038)、"Method and Apparatus
for Contactless Real-Time In-Situ Monitoring of a
Chemical Etching Process"(整理番号FI9−94−
053)、"Fixturefor In-Situ Non-Contact Monitori
ng of Wet Chemical Etching with PassiveWafer Restr
aint"(整理番号FI9−94−054)、および"Meth
od and Apparatus for Contactless Real-Time In-Situ
Monitoring of a Chemical EtchingProcess"(整理番
号FI9−94−055)には、米国特許第53383
90号に開示された化学エッチング工程の非接触リアル
タイム装置内監視の方法および装置の改良が記載されて
いる。
【0016】米国特許第5338390号の装置は、エ
ッチング中の時間の関数として、監視されている複数の
電気特性の値を記録する手段を含めることにより、本発
明に適合させることができる。このような値は、米国特
許第5338390号に記載されたインピーダンス・ア
ナライザなど、電気特性解析装置からの代表的出力信号
に対応する。規定のエッチング特性の監視は、ウェーハ
の電気特性、たとえば2本の電極間のインピーダンスま
たはインピーダンスの要素(アドミッタンス、キャパシ
タンス、インダクタンス、リアクタンスまたは抵抗ある
いはそれらの組合せ)の変化を装置内で電気的に検出す
ることにより行う。たとえば、インピーダンスの実数部
および虚数部を、時間の関数として測定することができ
る。
【0017】図1を参照すると、上記の電気特性解析装
置からの代表的出力信号を時間の関数として示したグラ
フが示されている。具体的には、図1は米国特許第53
38390号に開示されているように、測定した抵抗と
エッチング時間との関係を表すものである。開始点10
2は、エッチング工程の開始に対応する。曲線の領域1
03は、エッチング工程中の皮膜の厚みの減少に対応す
る。点108は、すべてのフィーチャがほぼ均一な皮膜
中の公称寸法にエッチングされる時間にほぼ一致する。
曲線の領域110は、エッチングによって除去される公
称または所期の量より多くの量が、たとえばアンダーカ
ットによって基板から除去される期間に相当する。
【0018】皮膜がエッチング特性に対して均一な場
合、すなわち、ウェーハのすべての点で厚みの単位あた
りのエッチング速度が直線的である場合、平均エッチン
グ時間は、既知の皮膜の厚みと、開始点102から点1
08までの期間とから決定される。任意の2つの記録さ
れた値から、対応する期間の平均エッチング速度を決定
することができる。時間的に近い任意の2つの記録され
た値から、瞬間エッチング速度を決定することができ
る。
【0019】本発明では、電気特性が時間の関数として
記録されることを条件に、図1に示す曲線の形状は、図
示されたものから逸脱することがあり得ることを理解さ
れたい。任意の2つ以上の点の間の曲線の形状に基づい
て、皮膜のエッチングの均一性の範囲がただちに識別さ
れる。これにより、薄い膜の単層ごとのエッチング速度
の深さプロファイルであるエッチング記録を得ることが
できる。進行中のエッチング速度の変化は、曲線形状の
変化として観察することができる。したがって、エッチ
ング速度に影響を与える皮膜の均一性がバッチごとに著
しく変動しても、それがエッチング記録のバッチごとの
再現性に反映される。たとえば、皮膜付着工程中の一時
的または間欠的な圧力または電気的ばらつきにより、得
られた皮膜の密度または化学量論特性が一時的に変化す
ることがある。また、厚みがきわめて均一である場合、
他の物理的、化学的現象により不均一性が生じることが
ある。監視された電気特性の情報は、光学的方法のよう
に、膜を横切る一連の離散的測定によるものではなく、
ウェーハ全体を代表する1つの測定値から得られる。電
気特性の瞬間な変化は、エッチング記録の小さなスパイ
クまたはプラトーとして現れ、測定された瞬間エッチン
グ速度はこのような変化を反映する。
【0020】このようにして、製品ウェーハのエッチン
グの終点が精密に決定される。また、エッチングの終点
は、記録された値を迅速に解析し外挿することにより、
リアルタイムで予測することができるが、この外挿はエ
ッチング工程の終点の近くで行うことが望ましい。
【0021】本装置に関しては、エッチング中に時間の
関数として監視されている電気特性の複数の値を記録す
る手段は、アナライザからの出力信号を受信する。上記
手段には、周知の電気信号記憶装置、コンピュータ、お
よびプログラミング可能な制御装置が含まれるが、それ
だけに限定されるものではない。
【0022】代替実施例では、装置はさらに、記録され
た複数の値のうちの少なくとも2個の値から、瞬間エッ
チング速度をリアルタイムで決定する手段と、記録され
た複数の値のうちの少なくとも2個の値から、平均エッ
チング速度をリアルタイムで決定する手段と、記録され
た複数の値のうちの少なくとも2個の値から、エッチン
グ終点をリアルタイムで決定する手段のいずれか1つ以
上を有する。このような手段には、周知の信号解析装
置、コンピュータ、およびプログラミング可能な制御装
置が含まれるが、それだけに限定されるものではない。
また、電気特性監視装置の一部であっても、別の装置で
あってもよい。
【0023】さらに他の実施例では、本発明の装置は、
終点決定手段、平均エッチング速度決定手段、または瞬
間エッチング速度決定手段に応答する、コンピュータま
たはプログラミング可能な制御装置などの手段を具備す
ることもでき、これらの手段はウェーハ取扱手段を始動
させるなどにより、エッチング工程を制御することがで
きる。さらに、電気特性監視装置は同様に、インピーダ
ンス・アナライザおよびコンピュータまたはプログラミ
ング可能な制御装置を具備することもでき、コンピュー
タまたはプログラミング可能な制御装置は、エッチング
操作を開始し、制御し、終了させるためのフィードバッ
ク制御を行う。インピーダンス・アナライザ、コンピュ
ータおよびプログラミング可能な制御装置は周知のもの
である。
【0024】最後に、開示した手段の多くは、これらの
主要な機能に影響を与えることなく、個別の要素とし
て、または組み合わせた要素として組み立てることがで
きることに注目されたい。
【0025】以上本発明の特定の実施例について説明を
行ったが、形態および詳細に様々な変更を加えることが
でき、本明細書に記載した以外の実施例も、本発明の原
理から逸脱することなく実施することができることは、
当業者には自明であろう。インピーダンス・アナライザ
の周波数などシステム条件のパラメータは、最適な検出
感度を得るために、調整を必要とすることがある。同様
に、本明細書に開示した実施例のその他の変更、組合
せ、および修正についても明らかになろう。ここに開示
した実施例およびその詳細は、本発明の実施を教示する
ためのものであり、それだけに限定されるものではな
い。したがって、このような明らかではあるが開示され
ていない実施例、変更、組合せ、および修正は、特許請
求の範囲によってのみ限定される本発明の原理および範
囲内に含まれるものと見なされる。
【0026】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0027】(1)湿式化学エッチャント浴中で少なく
とも1枚のウェーハをエッチングするための化学エッチ
ング工程を、リアルタイムで装置内で監視するための非
接触の方法において、 a)湿式化学浴中に、2本の導電性電極を、少なくとも
1枚のウェーハに近接するが接触はしないように形成す
る段階(a)と、 b)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
を監視する段階(b)と、 c)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
複数の値を記録する段階(c)とを含む方法。 (2)段階(b)における電気特性の監視が、インピー
ダンスを監視することであり、さらに、電気特性の規定
の変化がインピーダンスの規定の変化であることを特徴
とする上記(1)に記載の方法。 (3)段階(b)における電気特性の監視が、インピー
ダンスを監視することであり、さらに、電気特性の規定
の変化がインピーダンスの構成要素の規定の変化であ
り、上記構成要素が、アドミッタンス、リアクタンス、
抵抗、キャパシタンス、およびインダクタンスからなる
グループから選択されることを特徴とする上記(2)に
記載の方法。 (4)瞬間エッチング速度が、少なくとも2個の記録さ
れた複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアルタ
イムで決定されることを特徴とする上記(1)に記載の
方法。 (5)リアルタイムで決定される瞬間なエッチング速度
に応答して、エッチング工程を制御する段階をさらに含
むことを特徴とする上記(4)に記載の方法。 (6)平均エッチング速度が、少なくとも2個の記録さ
れた複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアルタ
イムで決定されることを特徴とする上記(1)に記載の
方法。 (7)リアルタイムで決定される平均エッチング速度に
応答して、エッチング工程を制御する段階をさらに含む
ことを特徴とする上記(6)に記載の方法。 (8)エッチングの終点が、少なくとも2個の記録され
た複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアルタイ
ムで決定されることを特徴とする上記(1)に記載の方
法。 (9)リアルタイムで決定されるエッチングの終点に応
答して、エッチング工程を制御する段階をさらに含むこ
とを特徴とする上記(8)に記載の方法。 (10)湿式エッチャント浴中で少なくとも1枚のウェ
ーハをエッチングする際にエッチング工程の規定の条件
を示すための、無接点リアルタイム装置内化学エッチン
グ・モニタにおいて、 a)2本の導電性電極と、 b)湿式化学エッチャント内に、上記2本の導電性電極
を、少なくとも1枚のウェーハに近接するが接触はしな
いように配置する手段と、 c)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
を監視する手段と、 d)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
複数の値を記録する手段とを具備するモニタ。 (11)監視手段が、インピーダンス・モニタであり、
さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダンスの規
定の変化であることを特徴とする、上記(10)に記載
のモニタ。 (12)監視手段が、インピーダンス・モニタであり、
さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダンス構成
要素の規定の変化であり、上記構成要素が、アドミッタ
ンス、リアクタンス、抵抗、キャパシタンス、およびイ
ンダクタンスからなるグループから選択されることを特
徴とする、上記(11)に記載のモニタ。 (13)瞬間エッチング速度を、少なくとも2個の記録
された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアル
タイムで決定する手段を具備することを特徴とする上記
(10)に記載のモニタ。 (14)リアルタイムで決定される瞬間エッチング速度
に応答して、エッチング工程を制御する手段をさらに具
備することを特徴とする上記(13)に記載の方法。 (15)平均エッチング速度を、少なくとも2個の記録
された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアル
タイムで決定する手段を具備することを特徴とする上記
(10)に記載のモニタ。 (16)リアルタイムで決定される平均エッチング速度
に応答して、エッチング工程を制御する手段をさらに具
備することを特徴とする上記(15)に記載のモニタ。 (17)エッチングの終点を、少なくとも2個の記録さ
れた複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアルタ
イムで決定する手段を具備することを特徴とする上記
(10)に記載のモニタ。 (18)リアルタイムで決定されるエッチングの終点に
応答して、エッチング工程を制御する手段をさらに具備
することを特徴とする上記(17)に記載のモニタ。 (19)湿式エッチャント浴中で少なくとも1枚のウェ
ーハをエッチングする際に、エッチング工程の無接点リ
アルタイム装置内制御を有するエッチ・ステーションに
おいて、 a)2本の導電性電極と、 b)湿式化学エッチャント内に、上記2本の導電性電極
を、少なくとも1枚のウェーハに近接するが接触はしな
いように配置する手段と、 c)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
を監視する手段と、 d)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
複数の値を記録する手段と、 e)電気特性の規定の変化の監視に応答して、エッチン
グ工程を制御する手段とを具備するエッチ・ステーショ
ン。 (20)監視手段が、インピーダンス・モニタであり、
さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダンスの規
定の変化であることを特徴とする、上記(19)に記載
のエッチ・ステーション。 (21)監視手段が、インピーダンス・モニタであり、
さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダンス構成
要素の規定の変化であり、上記構成要素が、アドミッタ
ンス、リアクタンス、抵抗、キャパシタンス、およびイ
ンダクタンスからなるグループから選択されることを特
徴とする、上記(20)に記載のエッチ・ステーショ
ン。 (22)瞬間なエッチング速度を、少なくとも2個の記
録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリア
ルタイムで決定する手段を具備することを特徴とする上
記(19)に記載のエッチ・ステーション。 (23)平均エッチング速度を、少なくとも2個の記録
された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアル
タイムで決定する手段を具備することを特徴とする上記
(19)に記載のエッチ・ステーション。 (24)エッチング終点を、少なくとも2個の記録され
た複数の値のうちの少なくとも2個の値からリアルタイ
ムで決定する手段を具備することを特徴とする上記(1
9)に記載のエッチ・ステーション。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッチング工程の電気特性を正確に非接触で監視する、
改良されたリアルタイム装置内監視方法および装置が提
供される。これらの方法および装置は、実施するのに安
価であり、エッチングされた1枚または複数のウェーハ
の完全性が確実に得られる。ウェーハのエッチングは、
精密に制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって監視される電気特性を示すグラ
フである。
フロントページの続き (72)発明者 トニー・フレデリック・ハインツ アメリカ合衆国10514 ニューヨーク州チ ャパクァ ブルック・レーン 7 (72)発明者 イーピン・シヤオ アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンノゼ ネプチューン・コート 6601 (72)発明者 レーピン・リー アメリカ合衆国12601 ニューヨーク州ポ ーキープシー ビーチウッド・アベニュー 250 ナンバー18 (72)発明者 ユージン・ヘンリー・ラツラフ アメリカ合衆国12533 ニューヨーク州ホ ープウェル・ジャンクション セバスチャ ン・コート 20 (72)発明者 ジャスティン・ワイ=チョウ・ウォン アメリカ合衆国05403 バーモント州サウ ス・バーリントン ストーンヘッジ・ドラ イブ 1−4

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】湿式化学エッチャント浴中で少なくとも1
    枚のウェーハをエッチングするための化学エッチング工
    程を、リアルタイムで装置内で監視するための非接触の
    方法において、 a)湿式化学浴中に、2本の導電性電極を、少なくとも
    1枚のウェーハに近接するが接触はしないように形成す
    る段階(a)と、 b)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
    時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
    ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
    を監視する段階(b)と、 c)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
    複数の値を記録する段階(c)とを含む方法。
  2. 【請求項2】段階(b)における電気特性の監視が、イ
    ンピーダンスを監視することであり、さらに、電気特性
    の規定の変化がインピーダンスの規定の変化であること
    を特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】段階(b)における電気特性の監視が、イ
    ンピーダンスを監視することであり、さらに、電気特性
    の規定の変化がインピーダンスの構成要素の規定の変化
    であり、上記構成要素が、アドミッタンス、リアクタン
    ス、抵抗、キャパシタンス、およびインダクタンスから
    なるグループから選択されることを特徴とする請求項2
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】瞬間エッチング速度が、少なくとも2個の
    記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリ
    アルタイムで決定されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】リアルタイムで決定される瞬間なエッチン
    グ速度に応答して、エッチング工程を制御する段階をさ
    らに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】平均エッチング速度が、少なくとも2個の
    記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリ
    アルタイムで決定されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  7. 【請求項7】リアルタイムで決定される平均エッチング
    速度に応答して、エッチング工程を制御する段階をさら
    に含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】エッチングの終点が、少なくとも2個の記
    録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリア
    ルタイムで決定されることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  9. 【請求項9】リアルタイムで決定されるエッチングの終
    点に応答して、エッチング工程を制御する段階をさらに
    含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】湿式エッチャント浴中で少なくとも1枚
    のウェーハをエッチングする際にエッチング工程の規定
    の条件を示すための、無接点リアルタイム装置内化学エ
    ッチング・モニタにおいて、 a)2本の導電性電極と、 b)湿式化学エッチャント内に、上記2本の導電性電極
    を、少なくとも1枚のウェーハに近接するが接触はしな
    いように配置する手段と、 c)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
    時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
    ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
    を監視する手段と、 d)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
    複数の値を記録する手段とを具備するモニタ。
  11. 【請求項11】監視手段が、インピーダンス・モニタで
    あり、さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダン
    スの規定の変化であることを特徴とする、請求項10に
    記載のモニタ。
  12. 【請求項12】監視手段が、インピーダンス・モニタで
    あり、さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダン
    ス構成要素の規定の変化であり、上記構成要素が、アド
    ミッタンス、リアクタンス、抵抗、キャパシタンス、お
    よびインダクタンスからなるグループから選択されるこ
    とを特徴とする、請求項11に記載のモニタ。
  13. 【請求項13】瞬間エッチング速度を、少なくとも2個
    の記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値から
    リアルタイムで決定する手段を具備することを特徴とす
    る請求項10に記載のモニタ。
  14. 【請求項14】リアルタイムで決定される瞬間エッチン
    グ速度に応答して、エッチング工程を制御する手段をさ
    らに具備することを特徴とする請求項13に記載の方
    法。
  15. 【請求項15】平均エッチング速度を、少なくとも2個
    の記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値から
    リアルタイムで決定する手段を具備することを特徴とす
    る請求項10に記載のモニタ。
  16. 【請求項16】リアルタイムで決定される平均エッチン
    グ速度に応答して、エッチング工程を制御する手段をさ
    らに具備することを特徴とする請求項15に記載のモニ
    タ。
  17. 【請求項17】エッチングの終点を、少なくとも2個の
    記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリ
    アルタイムで決定する手段を具備することを特徴とする
    請求項10に記載のモニタ。
  18. 【請求項18】リアルタイムで決定されるエッチングの
    終点に応答して、エッチング工程を制御する手段をさら
    に具備することを特徴とする請求項17に記載のモニ
    タ。
  19. 【請求項19】湿式エッチャント浴中で少なくとも1枚
    のウェーハをエッチングする際に、エッチング工程の無
    接点リアルタイム装置内制御を有するエッチ・ステーシ
    ョンにおいて、 a)2本の導電性電極と、 b)湿式化学エッチャント内に、上記2本の導電性電極
    を、少なくとも1枚のウェーハに近接するが接触はしな
    いように配置する手段と、 c)少なくとも1枚のウェーハのエッチャント浴中での
    時間の関数として、その電気特性の規定の変化がエッチ
    ング工程の規定の条件を示す、2本の電極間の電気特性
    を監視する手段と、 d)エッチング中の時間の関数として、上記電気特性の
    複数の値を記録する手段と、 e)電気特性の規定の変化の監視に応答して、エッチン
    グ工程を制御する手段とを具備するエッチ・ステーショ
    ン。
  20. 【請求項20】監視手段が、インピーダンス・モニタで
    あり、さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダン
    スの規定の変化であることを特徴とする、請求項19に
    記載のエッチ・ステーション。
  21. 【請求項21】監視手段が、インピーダンス・モニタで
    あり、さらに、電気特性の規定の変化が、インピーダン
    ス構成要素の規定の変化であり、上記構成要素が、アド
    ミッタンス、リアクタンス、抵抗、キャパシタンス、お
    よびインダクタンスからなるグループから選択されるこ
    とを特徴とする、請求項20に記載のエッチ・ステーシ
    ョン。
  22. 【請求項22】瞬間なエッチング速度を、少なくとも2
    個の記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値か
    らリアルタイムで決定する手段を具備することを特徴と
    する請求項19に記載のエッチ・ステーション。
  23. 【請求項23】平均エッチング速度を、少なくとも2個
    の記録された複数の値のうちの少なくとも2個の値から
    リアルタイムで決定する手段を具備することを特徴とす
    る請求項19に記載のエッチ・ステーション。
  24. 【請求項24】エッチング終点を、少なくとも2個の記
    録された複数の値のうちの少なくとも2個の値からリア
    ルタイムで決定する手段を具備することを特徴とする請
    求項19に記載のエッチ・ステーション。
JP15129895A 1994-06-30 1995-06-19 化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定 Expired - Fee Related JP3149334B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/269,862 US5582746A (en) 1992-12-04 1994-06-30 Real time measurement of etch rate during a chemical etching process
US269862 1994-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0817791A true JPH0817791A (ja) 1996-01-19
JP3149334B2 JP3149334B2 (ja) 2001-03-26

Family

ID=23028960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15129895A Expired - Fee Related JP3149334B2 (ja) 1994-06-30 1995-06-19 化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定

Country Status (4)

Country Link
US (2) US5582746A (ja)
EP (1) EP0690488A3 (ja)
JP (1) JP3149334B2 (ja)
TW (1) TW293148B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100476935B1 (ko) * 2002-10-14 2005-03-16 삼성전자주식회사 식각공정의 임계치수 제어방법
KR100715064B1 (ko) * 1999-06-17 2007-05-07 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 반도체 디바이스 제조 방법 및 반도체 디바이스 제조 방법을 수행하는 장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654903A (en) * 1995-11-07 1997-08-05 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for real time monitoring of wafer attributes in a plasma etch process
KR0161887B1 (ko) * 1995-12-26 1999-02-18 문정환 용기를 갖는 습식에치 장치의 에치 종말점 측정방법
US7244622B2 (en) * 1996-04-03 2007-07-17 Applera Corporation Device and method for multiple analyte detection
KR100250453B1 (ko) 1997-11-29 2000-04-01 정선종 브래그 거울의 식각을 실시간으로 감지하는 방법
US6326794B1 (en) 1999-01-14 2001-12-04 International Business Machines Corporation Method and apparatus for in-situ monitoring of ion energy distribution for endpoint detection via capacitance measurement
US6387810B2 (en) * 1999-06-28 2002-05-14 International Business Machines Corporation Method for homogenizing device parameters through photoresist planarization
US6355564B1 (en) * 1999-08-26 2002-03-12 Advanced Micro Devices, Inc. Selective back side reactive ion etch
US6350624B1 (en) * 1999-09-29 2002-02-26 Advanced Micro Devices, Inc. Substrate removal as a functional of sonic analysis
IE20010288A1 (en) * 2001-03-23 2002-10-02 Scient Systems Res Ltd Endpoint Detection in the Etching of Dielectric Layers
US6821892B1 (en) 2001-06-04 2004-11-23 Promos Technologies, Inc. Intelligent wet etching tool as a function of chemical concentration, temperature and film loss
IL145649A0 (en) * 2001-09-25 2002-06-30 Nira Sciences Ltd Method and apparatus for real-time dynamic chemical analysis
US6687014B2 (en) 2002-01-16 2004-02-03 Infineon Technologies Ag Method for monitoring the rate of etching of a semiconductor
US6843880B2 (en) * 2002-05-24 2005-01-18 International Business Machines Corporation Enhanced endpoint detection for wet etch process control
TWI240326B (en) * 2002-10-31 2005-09-21 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal
US7269469B2 (en) * 2004-03-09 2007-09-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for scheduling manufacturing jobs for a semiconductor manufacturing tool
CN101436530B (zh) * 2008-12-12 2012-01-18 上海宏力半导体制造有限公司 利用光学发射光谱特性对刻蚀过程进行监测的方法
CN102931045B (zh) * 2012-10-18 2015-08-26 中微半导体设备(上海)有限公司 刻蚀工艺监控信号的处理方法和刻蚀终点控制方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2933675A (en) * 1956-12-28 1960-04-19 Gen Dynamics Corp Chemical milling control
US3163568A (en) * 1961-02-15 1964-12-29 Sylvania Electric Prod Method of treating semiconductor devices
US3553052A (en) * 1965-10-24 1971-01-05 Louis A Scholz Etching control device
DE2304933A1 (de) * 1973-02-01 1974-08-08 Siemens Ag Verfahren zur automatischen kontrolle und regelung von aetzmaschinen
US3874959A (en) * 1973-09-21 1975-04-01 Ibm Method to establish the endpoint during the delineation of oxides on semiconductor surfaces and apparatus therefor
US3964956A (en) * 1974-10-24 1976-06-22 General Dynamics Corporation System for maintaining uniform copper etching efficiency
JPS5462929A (en) * 1977-10-28 1979-05-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Surface treating method for aluminum and aluminum alloy
JPS5546568A (en) * 1978-09-30 1980-04-01 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Method of fabricating semicondcuctor device
JPS56501226A (ja) * 1979-08-30 1981-08-27
US4338157A (en) * 1979-10-12 1982-07-06 Sigma Corporation Method for forming electrical connecting lines by monitoring the etch rate during wet etching
NL8201558A (nl) * 1982-04-14 1983-11-01 Philips Nv Inrichting voor het continu meten van de capaciteit van folie voor elektrolytkondensatoren.
JPS59113626A (ja) * 1982-12-20 1984-06-30 Tdk Corp パタ−ン化された金属層を形成する方法
JPS5952838A (ja) * 1982-09-20 1984-03-27 Mitsubishi Electric Corp 基板エツチング法
DE3581010D1 (de) * 1984-07-09 1991-02-07 Sigma Corp Entwicklung-endpunktnachweisverfahren.
US4989157A (en) * 1985-01-22 1991-01-29 The Boeing Company Automated chemical milling controller
JP2509572B2 (ja) * 1985-08-19 1996-06-19 株式会社東芝 パタ−ン形成方法及び装置
HU199020B (en) * 1987-05-04 1989-12-28 Magyar Tudomanyos Akademia Method and apparatus for measuring the layer thickness of semiconductor layer structures
US4793895A (en) * 1988-01-25 1988-12-27 Ibm Corporation In situ conductivity monitoring technique for chemical/mechanical planarization endpoint detection
EP0354266B1 (de) * 1988-08-12 1993-10-20 International Business Machines Corporation Verfahren und Vorrichtung zum Ätzen eines zumindest Teilweise aus Metall bestehenden Ätzguts
JPH0273634A (ja) * 1988-09-08 1990-03-13 Nissan Motor Co Ltd 半導体基板のエッチング方法
DE3832660A1 (de) * 1988-09-26 1990-03-29 Texas Instruments Deutschland Verfahren und vorrichtung zum abaetzen einer auf einem substrat angebrachten elektrisch leitenden schicht
US5081421A (en) * 1990-05-01 1992-01-14 At&T Bell Laboratories In situ monitoring technique and apparatus for chemical/mechanical planarization endpoint detection
US5198072A (en) * 1990-07-06 1993-03-30 Vlsi Technology, Inc. Method and apparatus for detecting imminent end-point when etching dielectric layers in a plasma etch system
JP3128812B2 (ja) * 1990-08-13 2001-01-29 日本電気株式会社 ウェットエッチング装置
US5338390A (en) * 1992-12-04 1994-08-16 International Business Machines Corporation Contactless real-time in-situ monitoring of a chemical etching process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100715064B1 (ko) * 1999-06-17 2007-05-07 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 반도체 디바이스 제조 방법 및 반도체 디바이스 제조 방법을 수행하는 장치
KR100476935B1 (ko) * 2002-10-14 2005-03-16 삼성전자주식회사 식각공정의 임계치수 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0690488A3 (en) 1998-01-07
TW293148B (ja) 1996-12-11
US5582746A (en) 1996-12-10
JP3149334B2 (ja) 2001-03-26
EP0690488A2 (en) 1996-01-03
US5500073A (en) 1996-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5788801A (en) Real time measurement of etch rate during a chemical etching process
JP3149334B2 (ja) 化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定
KR920010726B1 (ko) 반도체 제조장치의 크리닝 종점 판정방법
JP4508423B2 (ja) プラズマ処理システムにおいてエッチング終点を決定するための方法および装置
JP3145609B2 (ja) 化学エッチング工程の非接触リアルタイム装置内監視
US5573624A (en) Chemical etch monitor for measuring film etching uniformity during a chemical etching process
US5501766A (en) Minimizing overetch during a chemical etching process
EP0032028B1 (en) Method and apparatus for forming electrical interconnections
JP2005535114A5 (ja)
US5338390A (en) Contactless real-time in-situ monitoring of a chemical etching process
US6746616B1 (en) Method and apparatus for providing etch uniformity using zoned temperature control
JPH11186351A (ja) 絶縁膜評価方法および装置ならびにプロセス評価方法
JPH0817790A (ja) 化学エッチング工程の非接触リアルタイム装置内監視の方法および装置
US5489361A (en) Measuring film etching uniformity during a chemical etching process
JP2003158114A (ja) シリコンエッチングのためのモニタ処理および検査構造
US7403001B1 (en) Methods and apparatus for measuring morphology of a conductive film on a substrate
US6989683B2 (en) Enhanced endpoint detection for wet etch process control
JP3103011B2 (ja) 化学エッチング工程の非接触リアルタイム装置内監視の方法および装置
US6183594B1 (en) Method and system for detecting the end-point in etching processes
US6643559B2 (en) Method for monitoring a semiconductor fabrication process for processing a substrate
JPH0590216A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100478503B1 (ko) 식각종점 제어장치 및 그를 이용한 식각종점 제어방법
US20030119215A1 (en) Method and system for determining a performance of plasma etch equipment
KR100576517B1 (ko) 에스에이비 산화막 식각 공정 관리 방법
Cui et al. Wafer level characterization of the sacrificial HDP oxide lateral etching by anhydrous vapor HF with ethanol vapor for SiGe MEMS structures

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees