JPS58216423A - エツチング終点検出装置 - Google Patents

エツチング終点検出装置

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JPS58216423A
JPS58216423A JP9853782A JP9853782A JPS58216423A JP S58216423 A JPS58216423 A JP S58216423A JP 9853782 A JP9853782 A JP 9853782A JP 9853782 A JP9853782 A JP 9853782A JP S58216423 A JPS58216423 A JP S58216423A
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JP
Japan
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intensity waveform
etching
value
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JP9853782A
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English (en)
Inventor
Takashi Kamimura
隆 上村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、IC,LSI等の半畳体間路用のウェハを複
数枚一括してエツチング終点をするエツチング装置おい
て、エツチング処理中の各ウェハについて、そのプラズ
マ改′1シ尤の各分光強度波形を得て、各個別にエツチ
ング終点をオンラインで検出するだめのエツチング終点
検出装置に関するものである。
分光分析法を用いたエツチング終点検出装置において、
エツチング処理中のウェハからのプラズマ放電光の光電
変換をして得られる分光強度波形は、第1図のウェハか
らのプラズマ放電光の一例の分光強度波形図に示すよう
に、ブラズー7放電開始(時点A)から同停止(時点B
)に至るまで、短い時間間隔の振幅変動(例えば数MH
7程度の雑音成分)を伴っている。
エツチング終点を検出するには、−1−配分光強度波形
の終時変化をモニタする必゛堤があり、それを容易に行
うために分光強度波形から雑音成分を除去し、第2図の
上述の分光強度波形の一例の基本波形図に示すような波
形を得る必要がある。
このために従来装置ではローパスフィルタが用いられて
きたが、上記時点AB間の時間が長い(約数十分)ため
、その遮断周波数は極めて低いものであることが必要で
あった。
ところが、最近、ウェハ製造のスルーブツト向上1歩留
り向上が共に要求されてきたので、単独の採光系で複数
枚のウェハのプラズマ放電状態をモニタし、ウニかごと
に個別にエツチング終点を検出することが必要となって
きた。
単独の採光系で複数枚のウェハのプラズマ放電状態をモ
ニタするには、−例として、第3図の複数ウェハからの
2°ラズマ放電光の一例の分光強度波形図に示すように
、モニタ期間A−B’を所定の周期Tで分割して各周期
内で時分割的に順次に各ウェハのプラズマ放電光を採光
し、その各分光強度波形を得るようにしなければならな
い。
この場合、各ウェハの分光強度波形は、それぞれ独自の
波形のものであって、その分光強度が同−周期内でも各
ウェハによって異なる値を示しつつも、全体としては順
次に低下してエツチング終点となるような波形がモニタ
される。
したがって、このような懐敢つ毛ハのエツチング終点の
検出を行おうとして、第3図のような分光強度波形の雑
音成分を除去するのに一しホのようなローパスフィルタ
による従来装置を11y川すると、その波形全体がなま
って時刻ごとに平均化されてし砿い、個々のウェハに対
する発光強+L’x個別に得ることができず、各エツチ
ング終点の厳密な検出が困難であった。
本発明の目的は、ト記した従来技術の欠点をなくシ、各
ウェハの分光強度波形から雑音成分を除去しつつ、個別
に各発光強度を得て工・ノチング終点をオノラインで検
出することができるエツチング終点検出装置を提供する
ことにある。
本発明に係るエツチング終点検出装置の構成は、エツチ
ング処理中の複数のウェハからの各プラズマ放電光を所
定周期で時分割的に採光する採光器と、その各採光につ
いて所定の分光を行う分光器       (と、その
分光出力を電気信号に変換して分光強度波形を出力する
。光電変換器と、(−記時分割採尤に同期して」二記分
光強度波形をザンブリノグして当該値を保持するサンプ
ルホールド回路と、その各サンプルホールド値を順次に
ディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換器と
、上記各ウェハについて、上記ディジタルfiffit
時系列的に連続する所定数ごとに平均することによって
、当該分光強度波形から雑音成分を除去し、その平均1
直が所定値に安定するエツチング終点の時点の判定・検
出をして当該ウェハ番号の出力をするディジタル演算処
理回路とからな句ようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第4図は、本発明に係るエツチング終点検出装置の一実
施例のブロック図、第5図は、その主要部における波形
図、第6図は、同ディジタル・演算処理のフローチャー
トである。
ここで、10は、採光器、10Aは、その回転ミラー、
10Bは、同集光レンズ、11は、分光器、12は、光
電変換器、13は、ローパスフィルタ、14は、サンプ
ルホールド回路、15は、A/D (アナログ/ディジ
タル)変換器、16は、テイジタル演算処理回路、17
は、クロック発生器、18は、タイミング回路、19は
、採ta動器であって、これらは本エツヂング終点検出
装置を構成するものである。なお、20け、エツチング
装置のエツチング電極、30−1〜30−N。
3O−(N+1)〜30−Lは、同時に、エツチング処
理されるL個のウェハ、40は、それらから発光するプ
ラズマ光である。また、第5図の各波形a−dは、第4
図において同符号を記入した箇所に対するものである。
まず、クロック発生器17からのクロックパルスbで採
光駆′動器19を駆動して採光器10の回転ミラー10
A?:回転させることにより、エツチング電極20上の
17枚のウェハについて、それぞれのプラズマ放電光4
0を集光レンズIOBで集光して分光器11へ順次にサ
イクリックに取り込む。
すなわち、各ウェハ・・・、30−1〜30−N。
3O−(N+1.)〜30−L、  30−1 、  
・・というようにクロックパルスbの周期に従って各プ
ラズマ放電光が取り込まれる。
分光器11は、エツチングによって発生する上記プラズ
マ放電光のうち特定波長(例えば、ウニバカアルミニュ
ームメッキであるときは365nmの波長)の発光スペ
クトルの強度を得て、光電変換器12は、それを電気信
号に変換して分光強度波形aを出力する。
この分光強度波形aは、放電によるプラズマの強度変動
の影響を受け、短い時間間隔の振幅変動(例えば、前述
と同様に数MH2程度の雑音成分)を伴っている。した
がって、クロックパルスbの波形がなまらない程度の遮
断周波数(例えば、クロックパルスbの周波数の100
倍程度)のローパスフィルタ13を通過させてサンプル
ホールド回路14へ入力させる。
サンプルホールド回路14は、クロックパルスbのタイ
ミングにより、ローパスフィルタ13を通過した分光強
度波形aのサンプリング(標本化)をして当該値を保持
しておく。
一方、タイミング回路18は、クロックパルスbに同期
した、タイミ/グパルス(後述するA/D変換器15の
動作準備のブjめにクロックパルスbに対して所要の位
相差を有するもの)を作成し、そのパルスことにA/D
変換器15を起動する。
A、 / D変換器15は、その起動ごとにす/プルホ
ールド回路14における保持ff1tテイジタル値に変
換し、順次に各ディジタル値V(1,1)。
−、V (N、 1 )、  ・、 V (N+1. 
11.  ・。
V (L、 1 ) 、 V (1,2)、・・・、V
(N、+)。
・・・を出力する。ここでディジタル1直v(N、■)
は、分光強度波形aについて、第N番目のウェハ3O−
N(15Nニし)の第1回目のサンプリングによって得
られる当該値に対応するものである。
これを時系列的に波形Cとして第5図に示しである。
上記各ディジタル(@fd、順次、その各変換終了信号
ENDでディジタル演算処理回路16に取り込まれ、そ
の記憶回路へ転送・記憶される(第6図のフローチャー
トにおける処理50)。
次に、各ウェハごとに時系列的に連続する所定数m(例
えば、当該周期のものとその前の2周期のものとの馴3
個)のテイジタル値の平均値■(N、i)’を次式によ
って求める(同前処理60)。
ただし、1〈mの場合は、例外として、次式のように当
該ザンブリングイ直のディジタル(直をそのまま平均値
とする。
v (N、  1)−V (N、  i)これをアナロ
グ波形的に図示すれば、例えばウェハ30−Nについて
第5図の波形dに示すようになる。
更に、各ウェハごとに上記平均値の相連続するものV(
N、i)、V(N、i+1)の差分が所定値(実用上、
エツチング終点と認めうる分光強度の差)以下となる平
均部を判定し、これをエツチング終点とする(同前判断
70)。
以上の動作を分光強度波形aのサンプリングごとに繰り
返して行い、ウエノ・ごとにエツチング終点を判定した
後、当該ウエノ・番号(1〜N−L)を出力・端子(月
ITから出力する(同前処理80)、このようにし−C
エッチ/グ終点が演出さt1/ζウェハ甫号は、I&l
lえば」≧タ郁ロ山装置6へI太田さね、1俵当するつ
1ハの/ヤノタのみが閉し7られ、そ第1以後のエツチ
ングが進行しないように1ill (+AIすることが
でき、谷ウェハことに高梢度のエツチング処理が可能と
なる。
上記夷弛例において、分光強度波形aはローパスフィル
タ13を通過させて面周e成分を除去するようにしてい
るが、これは必ずしも必ヅでなく、所望の咲出精度に応
じて設けるようにしてもよい。
以上、詳細に説明したように、本元明によれば、複数枚
のウニ・・を一括してエンチング処理をしていても、谷
ウェハごとに個別にエツチング終点をオフラインで確実
に梢;隻よくう灸出しうるエツチング終点検出装置西を
実現することができるので、ウェハのエツチング処理工
程における梢1埃回に1歩留り向上、再現訃向上に顕著
な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ウェハからのプラス゛”Jk tb、’ L
 (7)−例の分光強度波形図、第2図は、その基本波
形図、第3図は、俵数枚ウェハからのプラズマ放電光の
一例の分光強度波形図、第4図は、本光明に係るエツチ
ング終点模出装置区の一実・1也例のブロック図、第5
図は、その主要部における波形図、第6図は、同ディジ
タル側算処連のフローチャートである。 10・・・採光前、11・・・分光、、臓 12・・・
光奄変侠器、13・ ローパスフィルタ、14・・サン
プルホールド回路、15・・・A/1〕変、i災−、横
、16・・・ディジタル演算処理回路、17・・・クロ
ック発生器、18・・タイミング回路、19・・採光駆
動器、20・・・エツチング電俟。 代理人 弁理士 福田幸作 (tlか1名) 第 3 目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■。エツチング処理中の複数のウェハからの各プラズマ
    放電光を所定周期で時分割的に順次に採光する採光器と
    、その各採光について所定の分光を行う分光器と、その
    分光出力を電気信号に変換して分光強度波形を出力する
    光電変換器と、上記時分割採光に同期して上記分光強度
    波形をザンブリングして当該fit k保持するザンブ
    ルホールド回路と、その各ザンブルホールト1直を順次
    にディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換器
    と、上記各ウェハについて、上記ディジタル+ir時系
    列的に連続する所定数ごとに平均することによって当該
    分光強度波形から雑音成分を除去し、その平均匝が所定
    値に安定するエツチング終点の時点の判定・検出をして
    当該ウェハ番号の出力をするディジタル演算処理回路と
    から構成したことを特徴とするエツチング終点検出装置
JP9853782A 1982-06-10 1982-06-10 エツチング終点検出装置 Pending JPS58216423A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60149133U (ja) * 1984-03-13 1985-10-03 日本真空技術株式会社 エツチングモニタ−
JPS61220332A (ja) * 1985-03-27 1986-09-30 Hitachi Ltd エッチング終点判定方法
JPS6448420A (en) * 1987-08-19 1989-02-22 Hitachi Ltd Plasma treater and decision method of end point of plasma treatment

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