JPS61207583A - エツチングの終点検出方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はエツチングの終点検出方法にかかわ。

す、特に高精度な終点検出に好適な終点検出方。

法に関するものである。

〔発明の背景〕、１゜ 従来この種の装置には、特開昭５３−１３８゜９４３号
公報に記載のように、被エツチング物。

質に光または偏光を照射してその反射光を検知・し、そ
の反射光の変化を検出してエツチングを・停止する制御
を行っているものがあるが、反射−・光変化をエツチン
グされる面全体で取り込んで・いるため、素子（デバイ
ス）の微細化に伴う光・の回折・散乱・干渉によって反
射光が影響を受・けることについては、配慮されていな
かった。。

また、特開昭５４−９７３７１号公報およびＩｎ特開昭
５５　３６３４号公報に記載のように、。

エツチングガス雰囲気中の光で被エツチング物。

質の色彩を作業者による目視観察によってエラ。

チングを停止する制御を行っているものがある。

が、エツチング雰囲気中の放電の光の変動に対する影響
や、装置の自動化に対する配慮がなさ。

れていなかった。

さらに、特開昭５５−１０４４８２号公報に記載のよう
に、エツチングされている層に光ビームを照射し、反射
された光を適当な検出器によってモニタして自動的に終
点を検出するよう。

に構成されているものがあるが、許容オーバエ。

ッチング時間が数秒という短い時間である場合″や、ジ
ャストエッチ点でエツチングの放電を止・める場合への
配慮がなされていなかった。　　５〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠虞な・なくシ、
微細化の進むデバイスのエツチングに・対して、再現性
よく高精変にかつ自動的に終点・検出することも可能な
エツチングの終点検出力ｌ。

法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達するため、本発明は、エラチン。

グ中のウェハ表面のパターンをイメージセンサ。

により画像信号として取り込み、該画像信号か】５ らウェハ上のスクライブラインの画像信号のみを抽出し
、抽出された両便信号波形の積分値を。

求めて、これをエツチング壷程に従ってモニタし、モニ
タ信号の変化でエツチング終点を判定する方法であり、
ＳＮ比の高い検出信号によって高精変・高再現性の終点
検出ができるように。

図ったものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明・する。

第１図は該実施例で用いる装置の構成を示し・たもので
、エツチング処理室１には、下部電極・２と上部電極３
から構成される平行平板電極が・設置しである。下部電
極２には高同波電源４が・接続してあり、対向する上部
電極３はアース電１０位となっている。また、上部電極
３の一部は網。

目３ａとしてあり、エツチング処理室１の一部。

には透明なガラス窓６を設け、上方から下部型。

極２上に載置されたウェハ５を観察できるよう。

にしである。さらに、ウェハ５の表面はガラス窓６の上
方に設置されているレンズ７、ハーフ。

ミラー８、色フィルタ９、シリンドリカルレンズ１０を
通して、イメージセンサ１１に結像される。

イメージセンサ１１からの画像信号は、エツチング終点
判定制御装置１４に入力される。エッチ・　３　・ ング終点判定制御装置１４は、アナログデジタル。

変換器（Ａ／Ｄ変換器）１４ａ　Ｉメモリ１４ｂ　、　
：ｌ”ンピーータ１４ｃにより構成され、イメージセン
。

す１１からの画像信号をＡ／Ｄ変換器１４ａにより。

デジタル信号に変換してメモリ１４ｂに格納する５一方
、コンピュータ１４ｃが、このデジタル信号・からエツ
チングの終点を判定し、終点検出信号。

を出力する機能を有している。

そして、エツチング終点判定制御装置１４の出・力すな
わち終点検出信号は高周波電源４に入力１゜され、高周
波電源４の出力を制御してエラチン。

グを制御する。一方、照明ランプ１２から発した。

光をレンズ１５によって拡げ、ハーフミラ−８を。

経てウェハ５の表面に照射するように配置して。

ある０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５
以上のような構成において、エツチング処理室１にガス
供給装置（図示せず）からエツチングガスを供給し、エ
ツチング処理室１内を排気装置（図示せず）で排気しな
がら、一定の圧力。

（０，５〜５０Ｐａ　）に保ち、高周波電源４からの高
、。

、４　。

周波電力（例えば１３．５６ＭＨ２）を下部電極２に印
。

加し、下部電極２と上部電極３との間にグロー。

放電を発生させると、プラズマ中のイオンラジ。

カルによってウェハ５の表面をエツチングする２次、に
、ウェハ表面のエツチングの進行状況を５モニタする方
法について、第２図を用いて説明・する。第２図（ａ）
はウェハ５の表面を示したも・ので、ダイシング用のス
クライブライン５　ａ　ｒ・５ｂによってチップ５ｃが
仕切られている。２１・は視野で、これはガラス窓６を
通して観測可能１０なウェハ表面の領域であり、複数個
のチップの・観測が可能な大きさにしである。また、２
２は検。

小領域で、これは視野２１内のウェハ表面の画像。

をシリンドリカルレンズ１０で画像圧縮する領竣。

である。検出領域２２のＸ方向は、スクライブラ、５イ
ン５ａ、５ｂに対して直交する方向になって。

おり、ウェハ表面はシリンドリカルレンズ１０に。

よってｙ方向に圧縮されて、第２図（ｂ）に示す。

ようなコントラストの強調された画像信号を与。

える。この画像信号において、それぞれ→で示、。

した区間５ａ’＋５ｃ’＋５ｂ’が、検出領域２２内“
のスクライブライン、チップ、スクライブライ。

ンに対応する。

さて、例えばアルミニウムのエツチングでは゛、エツチ
ング前のスクライブラインからの反射強５度は非常に強
い。しかし、エツチングの過程に。

おいて、ウェハ上のホトレジストの塗布されて゛いない
部分が削られ、被エツチング材のエッチ・ングが完了す
ると、下地例えば５ｉ０２が露出し、・反射状態が変わ
り、その結果イメージセンサ１１１０の画像信号が反射
強度に対応して変化する。こ・の場合、チップ５ｃは、
ミクロンオーダの微細・なデバイスパターンが入り組ん
でおり、そのた。

め回折、干渉、散乱の影響を受ける。これに対。

し、スクライブライン５ａ、５ｂは比較的広い、５範囲
（５０〜１００μｍ）に渡って平坦であるため、。

回折、干渉、散乱の影響を受けない。そこで、本実施例
では、上記構成において、終点判定側。

御装置１４はイメージセンサ１１からの画像信号をすべ
て取込み、Ａ／Ｄ変換器１４ａによりＡ／Ｄ２゜変換し
てデジタル信号をメモリ１４ｂに格納する。

が、コンピュータ１４ｃで格納したデジタル信号。

のうち、スクライブライン５ａ＋５ｂに対応す。

る信号だけを抽出してモニタし、エツチング終°　　　
一点を判定するようになっている。

次に、エツチング過程における信号波形の変。

化からエツチング終点を判定する方法について。

説明する。第３図に、イメージセンサ１１かラノ・画像
信号をＡ／Ｄ変換器１４ａによりデジタル変・化したデ
ジタル信号のうち、スクライブライン１゜に対応する波
形を示す。エツチング終点を判定・するに際しては、モ
ニタ信号の突発的なノイズ。

（イレギュラーノイズ）を低減し、本質的にＳ。

Ｎ比の筐い信妥を得ることが検出精度と再塑性。

の向上の上で重要となる。そこで、本実施例で１５は、
以下のように信号処理を行う。

イメージセンサ１１からの画像信号をＡ／Ｄ変換したデ
ジタル信号は第３図（ａ）に示すように、隣接する画素
の出力の連続する信号波形となっている。第３図（ａ）
はエツチング前の信号波形、７　。

である。同図において、イメージセンサ１１に取。

り込まれた検出領域２２内の全画素レベルの平均。

値Ｖ（０）をとりＳ　Ｖ（Ｏ）以上のレベルの画素部分
を“選択すると、選択された部分は必ずスクライブ。

ラインを含む区間となる。この区間内の画素数５をｎ個
とし、ｎ個の画素のそれぞれのレベルＶ１（Ｏ）。

Ｖｚ　（ｏ）−・・・・・・・・・ｖｎ（ｏ）とＶ（Ｏ
ｌとの差Ｖｉ（ｏ）　−Ｖ（ｏ）　　　　（＋　＝　１
．２．−、ｎ）　　　−をとり、区間全体での総和 をとると、５（０）は第３図（ａ）の斜線部３１を表わ
・すことになる。ここで、Ｖｍｉｎ（０）は区間内の最
。

低レベルの画素の出力レベルでアリ、 Ｖｍｉｎ（０）　＝　Ｖ（０）となる。

次に、画素区間をエツチング前に上記のよう、５に決定
し、エツチング開始から時間ｔだけ経過したとき同様な
操作を行うと、その信号波形は第３図（ｂ）のようにな
り、斜線部分３２は、（１）式上記のように５（ｔ）の
値を画像信号波形の斜線。

部分（第３図（ｂ））の積分値として求めると、　５（
ｔ）”の時間的変化は第６図（０）の曲線Ａのようにな
り°、ＳＮ比の高いモニタ信号が得られる。ちなみに−
区間内のピーク点の画素レベルｖｍａｘ（ｔ）の変化だ
。

けをとってモニタ信号とすると、その値の時間。

凶変化は第３図（ｃ）の曲＃ＪＢのようになり、その・
信号のＳＮ比は曲線Ａの場合の１／１０以下となり・て
いる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　１゜エツ
チングの終点を判定するには、波形がＸｔ＞。

のモニタ信号を一定時間Δｔごとにサンプリング。

して、式ｔ）の傾き ｆ（ｔ＋Δｔ）−ｆＣｔ） Δｔ１５ 等を求めながら変化虞（変曲点）を実時間で求めていく
。判定点の確実性をもたせるために、変化点は通常数サ
ンプリング時間おくれて、（ｔ＋ム△ｔ）（Ａ＝５〜６
）の時点で判定されるが、本実施例のようにモニタ信号
ｆ　（ｔ）のＳＮ比が高い場合は、変化漬を明確にとら
えることができ、。

従って１サンプリング時間Δｔ（例えば１秒）の゛遅れ
だけで、つまりｔ＋△ｔの時点で、高精度な。

終点検出（ジャストエッチ点の検出）が可能と。

なる。

このように、本実施例ではスクライブライン。

を含む画素区間をエツチング前に決定し、画素・区間の
各画素のレベルの積分値をエツチング過・程において一
定時間ごとに連続して求め、モニ・りすることによって
、ＳＮ比の高いモニタ信号１゜を得ることができるので
、高精度・高再坊性の。

エツチングの終点検出が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればＳＮ比。

の高いエツチング終点検出モニタ信号が得られ、５るの
で、高精度なエツチング終点（ジャストエ。

ッチ点）が時間の遅れなくかつ再現性よく検出でき、従
って、下地材にダメージを与えることなく、オーバーエ
ツチング時間の許容値が５秒程度の微細なデバイスパタ
ーンヲモエッチングすることが可能となり、ウェハの歩
留向上に犬゛きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で用いる装置の構。 成因、第２図は該実施例におけるエツチングさ一′れる
ウェハとその画像信号の説明図、第３図は。 ウェハのスクライブラインに対応する画像信号。 波形を示す説明図である。 １・・エッチング処理室、２・・・下部電極、　　　・
３・・・上部電極、　　　　　４・・・高周波市源、　
　１０５・・・ウェハ、　　　　　　６・・・ガラス窓
、　　　。 ７・・・レンズ、　　　　　　８・・・ハーフミラ−１
”９・・・色フィルタ、１０・・・シリンドリカルレン
ン、１１・・・イメージセンサ、１２・・・照明ランプ
、　　。 １３・・・レンズ、 １４・・エッチング終点判定蓄す御装置。　　　　　　
第　１　図 ４Ｃ す ｌ　５　　　　１口 Ｃ ５ａ’　　５（’　、５１ｙ’ χ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面にスクライブラインを設けたウェハのエッチン
   グ工程におけるエッチングの終点を検出する方法であっ
   て、ウェハに光を照射してエッチング中の該ウェハ表面
   のパターンをイメージセンサにより画像信号として取り
   込み、該画像信号から前記スクライブラインの画像信号
   のみを抽出し、抽出された画像信号の積分値を求めて、
   これをエッチングの過程に従ってモニタし、該モニタ信
   号の変化によりエッチングの終点を判定することを特徴
   とするエッチングの終点検出方法。