JP2522803Y2 - End point detector for dry etching - Google Patents
End point detector for dry etchingInfo
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は半導体製造工程におけるドライエッチング装
置に関し、特にドライエッチングの終点検出を行う装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a dry etching apparatus in a semiconductor manufacturing process, and particularly to an apparatus for detecting an end point of dry etching.
従来のレーザービーム方式終点検出装置の動作原理を
第５図，第６図（ａ），第７図（ａ），（ｂ）を用いて
説明する。The operation principle of the conventional laser beam type end point detecting device will be described with reference to FIGS. 5, 6 (a), 7 (a) and 7 (b).
第５図において、レーザービーム発生ユニット10より
発生されたレーザービームは、ハーフミラー11によって
反射される成分と透過される成分とに分かれる。反射し
たレーザービームは入射用受光素子12に入光し、電気信
号に変換され、図示しないレーザービームパワーアンプ
にフィードバックされ、レーザービーム発生ユニット10
へのゲインコントロールに使われる。一方、透過したレ
ーザービームは反応室４の隔壁７上に設けられたビュー
ポート15を透過し、アノード３中に設けられたレーザー
ビームポート16内を通過し、ウェハー１表面に到達す
る。In FIG. 5, the laser beam generated by the laser beam generating unit 10 is divided into a component reflected by the half mirror 11 and a component transmitted. The reflected laser beam enters the light-receiving element 12 for incidence, is converted into an electric signal, is fed back to a laser beam power amplifier (not shown), and is
Used for gain control to On the other hand, the transmitted laser beam passes through a view port 15 provided on the partition 7 of the reaction chamber 4, passes through a laser beam port 16 provided in the anode 3, and reaches the surface of the wafer 1.
第６図（ａ）において、入射レーザービーム101はウ
ェハー１に直交するように入射され、ウェハー１上に成
膜された図示しない被エッチング膜表面に当たる。そし
て、被エッチング膜表面又は、その下地表面にて反射さ
れたレーザービームは反射レーザービーム102として入
射レーザービーム101と同光路を逆行する。In FIG. 6 (a), an incident laser beam 101 is incident orthogonally to the wafer 1 and impinges on a surface of a film to be etched (not shown) formed on the wafer 1. Then, the laser beam reflected on the surface of the film to be etched or the underlying surface thereof travels in the same optical path as the incident laser beam 101 as a reflected laser beam 102.
第５図において、図示しない反射レーザービームは再
びレーザービームポート16を通過し、ビューポート15を
透過し、ハーフミラー11によって反射され、反射用受光
素子13に入光する。又２はカソード、５はガスポート、
６は排気ポート、８は高周波電源、９はマッチング回路
である。In FIG. 5, a reflected laser beam (not shown) passes through the laser beam port 16 again, passes through the view port 15, is reflected by the half mirror 11, and enters the light receiving element 13 for reflection. 2 is a cathode, 5 is a gas port,
6 is an exhaust port, 8 is a high frequency power supply, and 9 is a matching circuit.
次に第７図（ａ），（ｂ）を用いてウェハー上に成膜
された被エッチング膜をドライエッチングした場合の反
射レーザービームの反射強度の変化を説明する。Next, a change in the reflection intensity of the reflected laser beam when the film to be etched formed on the wafer is dry-etched will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
第７図（ａ）は一般にレーザービーム全反射の特性を
持つ被エッチング膜をドライエッチングした場合の例で
ある。例えば、Al,W,Mo,Ti,Pt,Auなどの金属や、WSiな
どの合金があげられる。これらの全反射成膜のエッチン
グ中はレーザービーム反射強度は一定レベルを保ち続け
るが、やがて、被エッチング膜がなくなると共に、下地
膜とのレーザービーム反射率の差から反射強度が増加又
は減少をする。このポイントが実際にレーザービームが
当たっているウェハー面のエッチング終点ということに
なる。FIG. 7A shows an example in which a film to be etched having the characteristic of total reflection of a laser beam is dry-etched. For example, metals such as Al, W, Mo, Ti, Pt, and Au, and alloys such as WSi can be used. During the etching of these total reflection film formations, the laser beam reflection intensity keeps a constant level, but the film to be etched eventually disappears, and the reflection intensity increases or decreases due to the difference in the laser beam reflectance from the base film. . This point is the end point of the etching of the wafer surface actually irradiated with the laser beam.
第７図（ｂ）は一般にレーザービーム半透過の特性を
持つ被エッチング膜をドライエッチングした場合の例で
ある。例えば、酸化膜，窒化膜やフォトレジスト等の有
機化合物があげられる。これらの半透過性膜のエッチン
グ中は、レーザービームが被エッチング膜表面で反射し
たレーザービームと下地表面にて反射したレーザービー
ムとの被路差により、干渉を起こし、被エッチング膜の
膜厚の減少と共に光路差が減少し、干渉した反射レーザ
ービーム強度は周期的に強弱を繰返し、やがて、被エッ
チング膜がなくなると共に干渉波形が終了し、下地膜が
全反射性膜であれば、レーザービーム反射強度は一定レ
ベルを持続する。この偏曲点が実際にレーザービームが
当たっているウェハー面のエッチング終点ということに
なる。FIG. 7 (b) shows an example in which a film to be etched having a semi-transmission characteristic of a laser beam is dry-etched. For example, an organic compound such as an oxide film, a nitride film and a photoresist can be used. During the etching of these semi-permeable films, the laser beam causes interference due to the path difference between the laser beam reflected on the surface of the film to be etched and the laser beam reflected on the surface of the base, and the thickness of the film to be etched is reduced. The optical path difference decreases with the decrease, and the intensity of the reflected laser beam that interfered periodically fluctuates, and eventually the interference waveform ends when the film to be etched disappears. If the underlying film is a totally reflective film, the reflected laser beam is reflected. The intensity stays at a certain level. This inflection point is the end point of the etching of the wafer surface actually irradiated with the laser beam.
上述した従来のレーザービーム方式の終点検出装置
は、第６図（ａ）に示すようにウェハー１上の被検出面
に対して入射レーザービーム101及び反射レーザービー
ム102が直交しなければならない。第６図（ｂ）に示す
ようにウェハー１が入射レーザービーム101と入射角θ2
104が直交からズレている場合、θ2と比例（又は同値）
にて反射角θ3105の角度をもち、反射レーザービーム10
2が反射する。これによって、第５図における反射用受
光素子13に反射レーザービームが入光しないあるいは一
部しか入光しないということになる。In the conventional laser beam type end point detecting apparatus described above, the incident laser beam 101 and the reflected laser beam 102 must be orthogonal to the surface to be detected on the wafer 1 as shown in FIG. 6 (a). As shown in FIG. 6B, the wafer 1 is incident on the incident laser beam 101 and the incident angle θ 2.
If 104 is displaced from the perpendicular, theta 2 and proportional (or equivalent)
Has a reflection angle of θ 3 105 and the reflected laser beam 10
2 is reflected. As a result, the reflected laser beam does not enter the reflection light receiving element 13 in FIG. 5 or enters only a part thereof.
第７図（ａ），（ｂ）の破線はズレた場合を示すもの
であり、どちらの場合も被エッチング膜の有無の信号変
化が著しく減少し、さらに絶対反射強度のレベルが減少
する。従って、受光素子や信号ケーブルA/Dコンバータ
などから発生するノイズ、あるいはレーザービームのも
つ発光強度変化に対する被エッチング膜のデータ信号と
の比であるS/N比が悪化、正しい終点検出ができない。The broken lines in FIGS. 7 (a) and 7 (b) show the case of deviation. In both cases, the signal change of the presence or absence of the film to be etched is remarkably reduced, and the level of the absolute reflection intensity is further reduced. Therefore, the S / N ratio, which is the ratio of the noise generated from the light receiving element or the signal cable A / D converter or the change in the emission intensity of the laser beam to the data signal of the film to be etched, is deteriorated, and the correct end point cannot be detected.
すなわち、第５図において、ウェハー１がカソード２
上に水平にセットされない場合、又はウェハーに そりがある場合には終点検出の再現性がなくなるという
致命的な欠点がある。That is, in FIG.
If the wafer is not set horizontally on the top or if the wafer is warped, there is a fatal disadvantage that the reproducibility of the end point detection is lost.
本考案の目的は前記課題を解決したドライエッチング
用終点検出装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a dry etching end point detecting device which solves the above-mentioned problems.
上述した従来のドライエッチング用レーザービーム方
式終点検出装置に対し、本考案は被検出面と入射レーザ
ービームとの角度を絶えず直角に保つために、ウェハー
ごとに毎回アライメントを行うという相違点を有する。The present invention has a difference from the above-described conventional laser beam type end point detection apparatus for dry etching in that alignment is performed each time for each wafer in order to constantly keep the angle between the detection target surface and the incident laser beam at a right angle.
前記目的を達成するため、本考案に係るドライエッチ
ング用終点検出装置は、レーザ発振部と、レーザ検出部
と、アライメント機構とを有し、対向電極型ドライエッ
チング装置で処理するウェーハ面に対して鉛直方向にレ
ーザを入出力してウェーハのドライエッチング終点検出
を行うドライエッチング用終点検出装置であって、 レーザ発振部は、ウェーハ面にレーザビームを照射す
るものであり、 レーザ検出部は、ウェーハ面からの反射レーザビーム
を受光するものであり、 アライメント機構は、レーザ発振部とレーザ検出部を
姿勢制御することにより、レーザ発振部からのレーザビ
ームと、ウェーハ面からレーザ検出部に入射する反射レ
ーザビームとをウェーハ面に対して鉛直方向に修正する
ものである。In order to achieve the above object, the dry etching end point detection device according to the present invention has a laser oscillation unit, a laser detection unit, and an alignment mechanism, and is provided for a wafer surface to be processed by a counter electrode type dry etching device. A dry etching end point detection device for inputting / outputting a laser beam in a vertical direction to detect a dry etching end point of a wafer, wherein a laser oscillation section irradiates a laser beam to a wafer surface, and a laser detection section includes: The alignment mechanism controls the attitude of the laser oscillation unit and the laser detection unit to control the laser beam from the laser oscillation unit and the reflection from the wafer surface to the laser detection unit. The laser beam is corrected in a direction perpendicular to the wafer surface.
以下、本考案の実施例を図により説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施例１） 第１図は本考案の実施例１を示す縦断面図、第２図は
同平面図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.
基本動作は「従来技術」にて説明した通りであるが、
本考案はドライエッチングを行う前にアライメントを行
うものである。すなわち、本考案は反応室４の外部に３
本のねじ棒17aにてθアライメントステージ17を支持し
て設け、該ステージ17上に、反射用受光素子13,入射用
受光素子12,ハーフミラー11,レーザービーム発生ユニッ
ト10を搭載し、さらに各ねじ棒17aにモータ14a,14b,14c
をそれぞれ連結し、モータによりねじ棒17aを回転駆動
させてステージ17の取付姿勢を制御し、レーザービーム
発生ユニット10及び受光素子13のウェハー１の表面に対
する位置角度を調整するようにしたものである。The basic operation is as described in "Prior Art",
In the present invention, alignment is performed before performing dry etching. In other words, the present invention provides 3
The θ alignment stage 17 is supported and provided with the screw rod 17a, and on the stage 17, the light receiving element for reflection 13, the light receiving element for incidence 12, the half mirror 11, and the laser beam generating unit 10 are mounted. Motors 14a, 14b, 14c on screw rod 17a
Are connected to each other, the motor is used to rotate the screw rod 17a to control the mounting posture of the stage 17, and to adjust the position angle of the laser beam generating unit 10 and the light receiving element 13 with respect to the surface of the wafer 1. .
図示しない搬送系によりウェハー１をカソード２上に
セットする。次に、モータ14a,14b,14cを動かしステー
ジ17の姿勢制御を行い、反射用受光素子13の反射強度を
モニターしながら、最大値になるようにする。このウェ
ハー１が傾斜角103をもっている場合、ステージ17の姿
勢制御を行う結果、第６図（ｂ）に示すビーム入射角θ
2104が零すなわち、入射レーザービーム101がウェハー
直交線106上にあることになる。The wafer 1 is set on the cathode 2 by a transfer system (not shown). Next, the attitude of the stage 17 is controlled by moving the motors 14a, 14b, and 14c, and the reflection intensity of the light receiving element 13 for reflection is monitored so as to be the maximum value. When the wafer 1 has the tilt angle 103, the attitude control of the stage 17 results in the beam incident angle θ shown in FIG.
2 104 is zero, that is, the incident laser beam 101 is on the wafer orthogonal line 106.
（実施例２） 第３図は本考案の実施例２を示す縦断面図、第４図は
同平面図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a plan view thereof.
本実施例はθアライメントステージ17をxy方向に移動
させるxyアライメントステージ18に搭載し、該ステージ
18によりステージ17をモータ14d,14eにより直交するxy
方向に移動させるようにしたものである。In this embodiment, the θ alignment stage 17 is mounted on an xy alignment stage 18 for moving in the xy direction.
Xy orthogonal to stage 14 by motors 14d and 14e
It is made to move in the direction.
本実施例によれば、前述した実施例のθアライメント
動作にxyアライメントをモータ14d,14eを用いて行い、
さらに細やかなアライメント例えば、ウェハー上のエッ
チングパターン上に正確にアライメントすることが可能
となるという利点がある。According to this embodiment, the xy alignment is performed using the motors 14d and 14e in the θ alignment operation of the above-described embodiment,
There is an advantage that finer alignment, for example, accurate alignment can be performed on an etching pattern on a wafer.
以上説明したように本考案はウェハー上の被検出面と
レーザービームを絶えず直交関係に保つため、レーザー
ビームの反射強度が毎回のウェハーごとに変動すること
がなくなり、再現性の高い、しかもS/N比が最良の状態
を維持でき、ドライエッチングの終点検出が安定化でき
るという効果がある。As described above, in the present invention, the detection surface of the wafer and the laser beam are constantly maintained in an orthogonal relationship, so that the reflection intensity of the laser beam does not fluctuate for each wafer, and high reproducibility and S / There is an effect that the N ratio can be maintained in the best state and the end point detection of dry etching can be stabilized.
第１図は本考案の実施例１を示す縦断面図、第２図は第
１図の平面図、第３図は本考案の実施例２を示す縦断面
図、第４図は第３図の平面図、第５図は従来の終点検出
装置を示す縦断面図、第６図（ａ），（ｂ）はウェハー
近傍を示す縦断面図、第７図（ａ），（ｂ）はレーザー
ビーム反射強度の時間的変化を示す図である。 １……ウェハー、２……カソード ３……アノード、４……反応室 ８……高周波電源、９……マッチング回路 10……レーザービーム発生ユニット 11……ハーフミラー、12……入射用受光素子 13……反射用受光素子、14a〜14e……モータ 17……θアライメントステージ 18……xyアライメントステージ 101……入射レーザービーム 102……反射レーザービーム、103……ウェハー傾斜角 104……ビーム入射角、105……ビーム反射角 106……ウェハー直交線1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional end point detecting device, FIGS. 6 (a) and 6 (b) are longitudinal sectional views showing the vicinity of a wafer, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are lasers. It is a figure which shows the time change of a beam reflection intensity. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer, 2 ... Cathode 3 ... Anode, 4 ... Reaction chamber 8 ... High frequency power supply, 9 ... Matching circuit 10 ... Laser beam generating unit 11 ... Half mirror, 12 ... Light receiving element for incidence 13 ... reflective light receiving element, 14a-14e ... motor 17 ... theta alignment stage 18 ... xy alignment stage 101 ... incident laser beam 102 ... reflected laser beam, 103 ... wafer tilt angle 104 ... beam incidence Angle, 105: Beam reflection angle 106: Wafer orthogonal line
Claims (1)
メント機構とを有し、対向電極型ドライエッチング装置
で処理するウェーハ面に対して鉛直方向にレーザを入出
力してウェーハのドライエッチング終点検出を行うドラ
イエッチング用終点検出装置であって、 レーザ発振部は、ウェーハ面にレーザビームを照射する
ものであり、 レーザ検出部は、ウェーハ面からの反射レーザビームを
受光するものであり、 アライメント機構は、レーザ発振部とレーザ検出部を姿
勢制御することにより、レーザ発振部からのレーザビー
ムと、ウェーハ面からレーザ検出部に入射する反射レー
ザビームとをウェーハ面に対して鉛直方向に修正するも
のであることを特徴とするドライエッチング用終点検出
装置。A laser oscillating unit, a laser detecting unit, and an alignment mechanism, wherein a laser is input / output in a vertical direction with respect to a wafer surface to be processed by a counter electrode type dry etching apparatus, and a dry etching end point of the wafer is provided. An end point detection device for dry etching for performing detection, wherein a laser oscillation unit irradiates a laser beam to a wafer surface, and a laser detection unit receives a laser beam reflected from the wafer surface, and alignment is performed. The mechanism corrects the laser beam from the laser oscillation unit and the reflected laser beam incident on the laser detection unit from the wafer surface in a direction perpendicular to the wafer surface by controlling the attitude of the laser oscillation unit and the laser detection unit. An end point detection device for dry etching, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989060526U JP2522803Y2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | End point detector for dry etching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989060526U JP2522803Y2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | End point detector for dry etching |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031532U JPH031532U (en) | 1991-01-09 |
| JP2522803Y2 true JP2522803Y2 (en) | 1997-01-16 |
Family
ID=31587965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989060526U Expired - Lifetime JP2522803Y2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | End point detector for dry etching |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522803Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5274514U (en) * | 1975-12-01 | 1977-06-03 | ||
| JP2011137843A (en) * | 2008-03-27 | 2011-07-14 | Nec Corp | Etching end point detection pattern and etching end point detection method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5834309A (en) * | 1981-08-25 | 1983-02-28 | Nok Corp | Noncontacting type surface nature measuring method |
| JPS61250520A (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-07 | Hoya Corp | Liquid level meter |
| JPH0691045B2 (en) * | 1986-03-03 | 1994-11-14 | 日電アネルバ株式会社 | Etching monitor-device |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP1989060526U patent/JP2522803Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031532U (en) | 1991-01-09 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |