JPS63254732A - エッチング終点判定方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエツチング終点判定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のエツチング終点判定装置は、特開昭６０−６０７
２７号に記載のようにエツチング処理時光量を光電子増
倍管等の電気信号変換手段によって電気信号に変換し、
ＩＶ変換器等の変換器で他の電気量に変換した後、記憶
保持手段、例えば、サンプルホールド器に入力する。記
憶保持手段の出力は直流分除去値を設定するための装置
、例えば、マイクロコンピュータに入力すると共に、直
流分除去器に入力する。直流分除去器ではマイクロコン
ピュータで設定された直流分除去値を入力値から除去し
、直流分除去器の出力は増幅器でマイクロコンピュータ
によって設定された増幅率にしたがって増幅した後、マ
イクロコンピュータに入力してエツチング処理の終点を
判定するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は同一プロセス中においてウェハのエツチ
ング終了時の発光量変化の増１Ｉｊｌを一定にした終点
判定を容易にする点について配慮さｎておらず、増幅器
による増幅は一定の値で行われるので、エツチング処理
の轢り返しにより発生検出部の汚しが進行し検出する発
光量が減少すると。

エツチング終了時の発光量変化の増幅量が減少し。

終点判定が難しくなるという問題があった。

本発明の目的は、エツチング処理が繰り返し行わｎて、
発光検出部から採光する発光量が減少しても、初期のエ
ツチング終点判定と同じように容易に判定することので
きるエツチング終点判定装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、エツチング処理時の発光量を電気信号に変
換する電気信号変換手段と、電気信号変換手段によって
入力した初期の電気信号の波形および該波形の補正を行
うオフセット値、ゲイン値を記憶する記憶手段と、電気
信号変換手段によって入力する初期以降の波形と最初の
波形とを比較し比率を算出する比率算出手段と、比率に
よってオフセット値およびゲイン値を再設定する補正値
算出手段と、補正値算出手段によって再設定されたオフ
セット値およびゲイン値により現在入力している電気信
号を補正する入力値補正手段と、入力値補正手段によっ
て補正された電気信号の波形によりエツチング終点を判
定する終点判定手段とを具備することにより、達成され
る。

〔作　　　用〕

最初に処理した試料の発光を電気信号変換手段によって
電気信号に変換し、そのときに得らｎる電気信号の波形
および該波形を用いて終点判定をしやすくするための補
正値であるオフセット値。

ゲイン値を記憶手段に記憶させておいて、試料の処理を
行う。このとき、Ｗ記聞様に初期以降の試料処理によっ
て生ずる発光を電気信号に変換し、比率算出手段によっ
て該電気信号と記憶しておいた初期時の電気信号と比較
してその比率を算出し。

補正値算出手段によって算出した比率を基に記憶してお
いたオフセット値およびゲイン値を算出して、入力値補
正手段によって該算出値に従い入力した電気信号を補正
し、終点判定手段によつて該補正した電気信号を基にエ
ツチング終点を補正する。こしにより、毎回の処理ごと
に減少する発生検出量の光量に関係なく、一定した電気
信号が得らｎ、初期時と変わらない精度でエツチング終
点判定が行える。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第６図により説明
する。

第１図はエツチング終点判定装置を示す。電気信号変換
手段である光電変換器ｌからの電気信号はバッフ１２を
介して、一方はアナログスイッチ９およびＡ／Ｄ変換変
換器ｌ弁して記憶手！９Ｌ２および比率算出手段１３に
入るようになっており、他方は減算器３およびゲインア
ンプ４を順次通りアナログスイッチおよびＡ／Ｄ変換器
１０を介しておのおの終点判定手段１１および信号出力
用Ｄ／Ａ変換器１６に入る。信号出力用Ｄ／Ａ変換器１
６を出た信号は、表示装置である例えばペンレコーダ１
７に入る。

ゲイン設定用可変抵抗器７およびオフセット調整用可変
抵抗器８はそれぞれにアナログスイッチ９およびＡ／Ｄ
変換変換器ｌ弁し、一方は記憶手段稔に入力さｎ、ゲイ
ン設定用可変抵抗器７側の他方はゲインアンプ４に入り
、オフセット調整用可変抵抗器８側の他方はオフセット
調整用Ｄ／Ａ変換器５を介して減算器３に入力さｎる。

記憶手段校は光電変換器ｌからの直接の信号とゲイン設
定用可変抵抗器７１オフセット＃４ｇｌ用可変抵抗器８
からの信号および後述する補正値算出手段１４からの信
号を入力し記憶するようになっており、比率算出手段１
３および補正値算出手段１４に記憶内容を出力するよう
になっている。

比率算出手段Ｂは記憶手段臆に記憶された光電変換器ｌ
からの初期の電気信号と初期以降に光電変換器ｌから入
力される電気信号との強さを比較し比率を算出して、補
正値算出手段１４にその値を出力する。このときの比率
は次のような考えによって決めらｎている。

試料であるウェハのエツチング処理を繰り返すに従い、
第２図（ａ）に示す最初の処理によって得らｎる光電変
換器１からの電気信号は、第２図（ｂ）に示すように電
気信号の信号強度が弱（なる。第２図（ａ）に示す１枚
目のウェハを処理したときの時間ｔｌ後のエツチング中
の信号強度Ｖａ１およびエツチング終了後の信号強度Ｖ
ｂｌは、第２図（ｂ）に示すｎ枚目のウェハを処理した
ときの時間ｔｌ後のエツチング中の信号強度Ｖａｎおよ
びエツチング終了後の信号強度Ｖｂｎに減少するととも
に、’ｔｌ’ａｌとｖｂｔとの差がｎ枚目の処理時には
Ｖａ−とＶｂｎとの差のように小さくなる。こしらの間
にほの関係が成り立つことが実験によりて確かめらして
おり、このことからＶａｌ／　Ｖａｎ・・・・・・（２
）の比率が求められる。

次に、補正値算出手段１４゛は比率算出手段１３からの
比率を基に記憶手段１２１こ記憶されたオフセット値お
よびゲイン値を補正して新たに算出し、オフセット調整
用Ｄ／Ａ変換器５およびゲインアンプ４に算出値を送る
とともに、記憶手段鵞に送つて記憶させておく。このと
きに求める算出値は次のような考えによって決めらｎて
いる。

通常、光電変換器ｌによって変換された電気信号はその
ママではエツチング中とエツチング終了時との信号強度
の差が小さく終点判定しにくいので、光電変換器ｌから
の電気信号をオフセリトし、増幅してエツチング中とエ
ツチング終了時との信号強度の差を大きくして終点判定
をしや丁くしている。このときのオフセット値や増幅の
ためのゲイン値は最初に設定され、こしによって補正さ
れた電気信号は第３図に示すようになる。第３図はペン
レコーダ１７に出力さした１枚目のウェハの処理時の出
力電圧である。

第２図（ａ）に示すオフセット値Ｖｏｆｆｌ　（１枚目
ウェハ処理時）から時間ｔ！後のエツチング中の信号強
度までの間を増幅率Ｇ、で増幅した値が第３図の出力電
圧Ｖｆｌであり、第２図（ａ）に示すオフセット値Ｖｏ
ｆｆｌからエツチング終了時の信号強度までの間を増幅
率Ｇｌで増幅した値が第３図の出力電圧ｖｇｌである。

このときの関係式は次のようになる。

Ｖ’ｆｘ　＝　（Ｖａｓ　−Ｖｏｆｆｌ　）　Ｘ　Ｇｔ
　　　−−−（３１Ｖｇｔ　＝　（ｖｂｌ−ＶｏｆＬｌ
　　）　Ｘ　Ｇｔ　　　・−−（４１ここで、通常であ
ｎばｎ枚目のウェハの処理時には、オフセット値Ｖｏｆ
ｆ１でオフセットした後、増幅率Ｇ、で増幅した値は第
４図に示す時間ｔ１に達するまでの出力電圧のようにな
り、第３図に示す１枚目のウェハのときとは減少してし
まう。そこで第４図に示すように１時間ｔｌ後は増幅率
を変えて出力電圧Ｖｆｎが第３図の出力電圧Ｖｆｔに近
（なるように増幅する。しかし、第２図に示すようにｎ
枚目のウェハでは信号強度ＶｌｌｎとＶｂｎとの差が小
さくなっているので、第４図に示すようにエツチング後
の出力電圧ｖｇｎとエツチング中の出力電圧ｖｆｎとの
差は第３図に示す１枚目のときの差よすも小さく、終点
判定がしにくくなる。

そこで本発明は、ｎ枚目のウェハの処理時にはまず前記
ｆ２１式の比率によって次式のようにｎ枚目の増幅率（
ゲイン値）Ｇｎを決める。

次に、ｎ枚目の出力電圧ＶｆｎがＶｆ　ｎ　ｗ　Ｖｆ　
ｔ・・・・・・（６）となるように、ｎ枚目のオフセッ
ト値Ｖｏｆｆｎを設定する。このときの関係式は次のよ
うになる。

（Ｖａｎ　−Ｖｏｆｆｎ　）　Ｘ　Ｇ（１＝　Ｖｆｉこ
のように、ｎ枚目のウェハの処理時のオフセット値Ｖｏ
ｆｆｎおよびゲイン値Ｇｎを補正値算出手段１４によっ
て算出して、設定する。二ｎによって、ペンレコーダ１
７に出力さｎる電圧ＶｆｎおよびＶｇｎは以下のように
なる。

Ｖｆｏ　＝　（Ｖａｎ　−Ｖｏｆｆｎ　）　Ｘ　ＧｎＶ
ｇｎ　＝　（Ｖｂｎ　−Ｖｏｆｆｎ　）　Ｘ　Ｇｎここ
で、　＋３１．　ｔ６＋、　＋８１式の関係をまとめる
ととなり、（８）式は Ｖｆｎ　＝　（ｖ暑１−　Ｖｏｆｆｔ　）　Ｘ　Ｇｌ　
　　・・・・・・・・・・・・・・・　Ｕυとなる。

また、００式は となり、さらに（１）式は となり、ｕカ、０３式より（９）式は ＝　（Ｖｂｔ−Ｖｏｆｆｌ　）　Ｘ　Ｇ＋　　　　　　
・・・・・・・・・・・・・・・　α勾となる。

これにより、＋３１．　（１υ式と（４）、０４式はＶ
ｆ　ｔ　＝　Ｖｆｎ ｖｇ、　＝　ｖｇｎ となって、ｎ枚目の処理時にもペンレコーダ１７に衷示
さｎる時間ｔ１以後の出力電圧は第５図に示すように、
ｌｆｉ目の処理時のときの出力電圧と同じになる。

補正値算出手段１４によって算出したオフセット値は、
オフセット調整用Ｄ／＾変換器５を介してアナログ値に
変換されて減算器３に入力さｎ、光電変換器ｌからの電
気信号に減算さｎる。また。

補正値算出手段１４によって算出したゲイン値は、ゲイ
ンアンプ４に入力さｎ、減算器３から出力された電気信
号を増幅する。

なお、この場合、入力値補正手段６は減算器３およびゲ
インアンプ３で成り、終点判定手段１１゜記憶手段１２
．比率算出手段１３および補正値算出手段１４はマイク
ロコンピュータ１５内に構成されたものである。

上記構成の装置によって、第６図に示すステップによっ
てエツチング終点判定が行わｎる。

まず、製品となるべきウェハのエツチング処理を連続的
に行う前に、サンプルウェハをエツチング処理し、その
ときの発光を採光して光電変換器１によって電気信号に
変換し入力するとともに、ペンレコーダ１７に衷示さｎ
る出力電圧の波形を見ながら、オフセット調整用可変抵
抗器８およびゲイン設定用可変抵抗器７を調整して、オ
フセット値およびゲイン値を設定し、終点判定に適した
波形となるように初期設定を行う（これをステップ２０
に示す。）。

次に、この初期設定のときに入力した光電変換器１から
のそのままの電気信号を記憶手Ｊ！ｉｔｚに記憶させて
お−とともに、初期設定で決めらｎたオフセット値およ
びゲイン値を記憶手段１２に記憶させておく（二〇をス
テップ２１に示す。）。なお、この場合に記憶する電気
信号は時間ｉｌｌでの電気信号を記憶している。

次に、これから製品となるウェハのエツチング処理を開
始しく二〇をステップ２２に示す。）、処理時の発光を
採光して光電変換器ｌによって電気信号に変換して入力
する（こｎをステップ２３に示す。）。このとき減算器
３およびゲインアンプ４は、記憶手段戎に記憶しておい
た初期設定時のオフセット値およびゲイン値で設定され
、光電変換器ｌからの電気信号を補正して、ペンレコー
ダ１７に出力する。

また、光電変換器ｌからの電気信号はそのままの値で比
率算出手段１３に入力され、初期設定時の電気信号と比
較して比率Ｖａｔ　／　Ｖａｎを算出しく二〇をステッ
プ２４に示す。）、この比率を基に補正値算出手段１４
によってオフセット値Ｖｏｆｆｎおよびゲイン値Ｇｏを
算出して（これをステップ２５に示す。）、減算器３お
よびゲインアンプ４を再設定する（二〇をステップ２６
に示す。）。二〇により、終点判定手段１１に入力さｎ
る値は、初期の値と同じものになる。

このとき番こ再設定されたオフセット値およびゲイン値
を、初期設定時に設定したオフセット値およびゲイン値
に置き換えて記憶手段じに記憶させておき（これをステ
ップ２７に示す。）、次処理のときには再設定された値
で時間ｔ１までの間は補正さｎる。

このように、初期時の波形と同じに補正された電気信号
によって、公知の終点判定方法を用いた終点判定手段に
よりエツチング終点を判定する（こしをステップ２８に
示す。）。

終点判定が終わり、処理さしたウェハが処理室から搬送
され、また次に新しいウニへの処理がある場合にはステ
ップ２２に戻り、ない場合には終わる（二〇をステップ
２９に示す。）。

以上５本−実施例によれば、初期設定時に補正した電気
信号の波形と同じ波形のものを、毎回の処理時に得るこ
とができるので、エツチング終点判定が容易になるとと
もに、一定したエツチング終点判定ができ、同一プロセ
ス中のつ、／−の品質が均一になるという効果がある。

なお、本−実施例ではエツチング時の光量が増加する場
合について述べたが、逆にエツチング時の光量が減少す
るものであっても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、エツチング処理が繰り返し行わｎて、
−５１光検出部から採光する発光量が減少しても、初期
のエツチング終点判定と同じように容易に判定すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるエツチング終点判定装
置を示すブロック図、第２図（ａ）は１枚目の処理時曇
こ光Ｋｆ換器で変換された電気信号の波形を示す図、第
２図（ｂ）はｎ枚目の処理時に光′電変換器で変換され
た電気信号の波形を示す図、第３図は１枚目の処理時に
電気信号を補正したときの波形を示す図、第４図はｎ枚
目の処理時に前回補正した電気信号をそのまま増幅した
ときの波形を示す図、第５図はｎ枚目の処理時に本発明
によって補正したときあ波形を示す図、第６図は第１図
の作用を示すフローチャート図である。 ｌ・・・・・・光電変換器、６・・・・・・入力値補正
手段、１１・・・・・・終点判定手段、Ｌ・・・・・・
記憶手段、１３・・・・・・比率４３圀　　　　第４図 ／１５図 ４６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エッチング処理時の発光量を電気信号に変換する電
   気信号変換手段と、 該電気信号変換手段によって入力した初期の電気信号の
   波形および該波形の補正を行うオフセット値、ゲイン値
   を記憶する記憶手段と、前記電気信号変換手段によつて
   入力する初期以降の波形と前記最初の波形とを比較し比
   率を算出する比率算出手段と、 該比率によってオフセット値およびゲイン値を再設定す
   る補正値算出手段と、 該補正値算出手段によつて再設定されたオフセット値お
   よびゲイン値により現在入力している電気信号を補正す
   る入力値補正手段と、 該入力値補正手段によって補正された電気信号の波形に
   よりエッチング終点を判定する終点判定手段と を具備することを特徴とするエツチング終点判定装置。