JP3065380B2 - エッチング速度モニタ - Google Patents
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L22/00—Testing 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
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体その他のウェー
ハのエッチング室内での加工中のエッチング速度をモニ
タする技術に関するものである。
ハのエッチング室内での加工中のエッチング速度をモニ
タする技術に関するものである。
【０００２】
【従来技術】半導体ウェーハ加工中のエッチング速度の
従来のモニタ方法では、窓を通してエッチング室内のウ
ェーハ上の繰返しパタンを照射して、光検出装置を使用
して繰返しパタンからの回折図形の変化をモニタしてい
る。
従来のモニタ方法では、窓を通してエッチング室内のウ
ェーハ上の繰返しパタンを照射して、光検出装置を使用
して繰返しパタンからの回折図形の変化をモニタしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような在来の装置
は、極端にパタンに依存しており、そのために組立て、
保守および使用がかなり複雑なものになっている。また
アライメントに対しきわめて鋭敏であるため、細部に十
分深く浸透させることが困難で、ごく僅かの次数の回折
光だけしか集光、処理されないために、ノイズ比に対す
る信号が劣ったものとなっている。
は、極端にパタンに依存しており、そのために組立て、
保守および使用がかなり複雑なものになっている。また
アライメントに対しきわめて鋭敏であるため、細部に十
分深く浸透させることが困難で、ごく僅かの次数の回折
光だけしか集光、処理されないために、ノイズ比に対す
る信号が劣ったものとなっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】先行技術の前記欠点は、
エッチング室内のマスクウェーハ表面に垂直入射する平
行光ビームを当てるための手段と、ウェーハ表面から回
折した光を集めるための手段と、時間によって変わる光
の強度に応じてエッチング室内のエッチング速度をモニ
タするための手段とから成る、ウェーハ加工用エッチン
グ速度モニタを提供する本発明により、対処、克服され
る。
エッチング室内のマスクウェーハ表面に垂直入射する平
行光ビームを当てるための手段と、ウェーハ表面から回
折した光を集めるための手段と、時間によって変わる光
の強度に応じてエッチング室内のエッチング速度をモニ
タするための手段とから成る、ウェーハ加工用エッチン
グ速度モニタを提供する本発明により、対処、克服され
る。
【０００５】更に本発明は、加工中のマスクウェーハ表
面に垂直入射する平行光ビームを当て、ウェーハ表面か
ら回折した光を集め、時間によって変わる集められた光
の強度に応じてエッチング速度をモニタすることによっ
て、ウェーハ加工中のエッチング速度をモニタする方法
を提供するものである。本発明のその他の特徴および利
点は、以下の詳細な説明と添付図面からさらに明らかに
なる。図面と説明文の数字は本発明の数々の特徴を示し
たもので、図面および説明を通じて同じ特徴に対し同じ
数字が付されている。
面に垂直入射する平行光ビームを当て、ウェーハ表面か
ら回折した光を集め、時間によって変わる集められた光
の強度に応じてエッチング速度をモニタすることによっ
て、ウェーハ加工中のエッチング速度をモニタする方法
を提供するものである。本発明のその他の特徴および利
点は、以下の詳細な説明と添付図面からさらに明らかに
なる。図面と説明文の数字は本発明の数々の特徴を示し
たもので、図面および説明を通じて同じ特徴に対し同じ
数字が付されている。
【０００６】
【実施例】図１は、半導体ウェーハ１２を含んだエッチ
ング室１０の一部を示したものである。エッチング加工
には様々な種類があり、色々な素材がエッチングされ、
レジスト、マスク、レジストマスクなどで保護される
が、本発明を適切に説明するため、以下ではそれらの共
通例を挙げて説明する。
ング室１０の一部を示したものである。エッチング加工
には様々な種類があり、色々な素材がエッチングされ、
レジスト、マスク、レジストマスクなどで保護される
が、本発明を適切に説明するため、以下ではそれらの共
通例を挙げて説明する。
【０００７】半導体ウェーハ１２は珪素結晶体のベース
１４で形成され、ベース上には二酸化珪素などの素材層
１６があり、これがエッチング室１０における加工工程
でエッチングされる。レジストパタン１８など、耐腐食
材のパタンが、二酸化珪素層１６などのエッチングを施
される層上に、希望の繰返しマスキングパタンとして形
成されている。マスキングパタンの繰返しが、次工程に
おいて型１３などの半導体分離型に分離される半導体ウ
ェーハ１２の部位を表している。エッチング室１０にお
ける作業過程の間、二酸化珪素層１６のレジストパタン
１８によって保護されていない部位、２０，２２，２４
等は、図示されていないエッチング加工によって食刻、
除去される。このシステムはほかにも、単結晶やポリシ
リコンの埋め込み加工を含む他のウェーハ加工における
エッチング速度のモニタリングにも利用することができ
る。
１４で形成され、ベース上には二酸化珪素などの素材層
１６があり、これがエッチング室１０における加工工程
でエッチングされる。レジストパタン１８など、耐腐食
材のパタンが、二酸化珪素層１６などのエッチングを施
される層上に、希望の繰返しマスキングパタンとして形
成されている。マスキングパタンの繰返しが、次工程に
おいて型１３などの半導体分離型に分離される半導体ウ
ェーハ１２の部位を表している。エッチング室１０にお
ける作業過程の間、二酸化珪素層１６のレジストパタン
１８によって保護されていない部位、２０，２２，２４
等は、図示されていないエッチング加工によって食刻、
除去される。このシステムはほかにも、単結晶やポリシ
リコンの埋め込み加工を含む他のウェーハ加工における
エッチング速度のモニタリングにも利用することができ
る。
【０００８】エッチング工程の重要ポイントは、エッチ
ングの深さである。細心の注意と計画によって希望通り
の分量の素材を除去するために必要なエッチングの深さ
を事前に決める試みがなされるにもかかわらず、エッチ
ングが適切に行なわれたウェーハ歩留を良くするため
に、加工されているウェーハに対し適切なタイミングで
エッチング工程を終了させるため、エッチングの深さを
実際にモニタすることがなおきわめて重要である。
ングの深さである。細心の注意と計画によって希望通り
の分量の素材を除去するために必要なエッチングの深さ
を事前に決める試みがなされるにもかかわらず、エッチ
ングが適切に行なわれたウェーハ歩留を良くするため
に、加工されているウェーハに対し適切なタイミングで
エッチング工程を終了させるため、エッチングの深さを
実際にモニタすることがなおきわめて重要である。
【０００９】エッチング室１０には窓２６があり、これ
を通してエッチング工程を観察することができる。本発
明に従った方法において、光源２８は入射平行光ビーム
３０を供給する。その直径ｄ（入射）は、型１３の最大
直径よりも若干大きくなっているのが望ましい。型１３
が長方形である場合には、ｄ（入射）を型１３の対角線
の長さよりごく僅かだけ大きくし、窓２６を通って出現
する回折光の集光と競合しないようにしなければならな
い。
を通してエッチング工程を観察することができる。本発
明に従った方法において、光源２８は入射平行光ビーム
３０を供給する。その直径ｄ（入射）は、型１３の最大
直径よりも若干大きくなっているのが望ましい。型１３
が長方形である場合には、ｄ（入射）を型１３の対角線
の長さよりごく僅かだけ大きくし、窓２６を通って出現
する回折光の集光と競合しないようにしなければならな
い。
【００１０】すなわち、ｄ（入射）の直径の増大にとも
なって、ｄ（入射）が通過しなければならない集光素子
３６を貫通する図示されていない開口部は大きくならな
ければならない。その結果、集光素子３６の有効面積は
小さくなり、従って、集光素子によって集められる回折
光は少なくなる。光源２８及び光源と連携する光学素子
３２は、平行光ビーム３０が前記集光素子３６の開口部
を通って半導体ウェーハ１２の表面に垂直に入射するよ
う、エッチング室１０に対して取付けられている。入射
平行光ビーム３０は、回折光の集光を最大にするため、
窓２６の周囲付近に入るのが好ましい。
なって、ｄ（入射）が通過しなければならない集光素子
３６を貫通する図示されていない開口部は大きくならな
ければならない。その結果、集光素子３６の有効面積は
小さくなり、従って、集光素子によって集められる回折
光は少なくなる。光源２８及び光源と連携する光学素子
３２は、平行光ビーム３０が前記集光素子３６の開口部
を通って半導体ウェーハ１２の表面に垂直に入射するよ
う、エッチング室１０に対して取付けられている。入射
平行光ビーム３０は、回折光の集光を最大にするため、
窓２６の周囲付近に入るのが好ましい。
【００１１】光源素子３２は強化ファイバビームホモジ
ェナイザ３７を含み、このビームホモジェナイザ３７
は、光学レーザであるのが好ましい光源２８と、可変焦
点距離のコリメートレンズ３９との間に配置され、入射
平行光ビーム３０の光が極力均質になるようにしてい
る。入射平行光ビーム３０の直径は、可変焦点距離のコ
リメートレンズ３９を強化ファイバのビームホモジェナ
イザ３７に対して移動させることにより、調整すること
ができる。
ェナイザ３７を含み、このビームホモジェナイザ３７
は、光学レーザであるのが好ましい光源２８と、可変焦
点距離のコリメートレンズ３９との間に配置され、入射
平行光ビーム３０の光が極力均質になるようにしてい
る。入射平行光ビーム３０の直径は、可変焦点距離のコ
リメートレンズ３９を強化ファイバのビームホモジェナ
イザ３７に対して移動させることにより、調整すること
ができる。
【００１２】繰返しレジストパタン１８は回折格子とし
て機能し、入射平行光ビーム３０を受けて多くの回折光
を反射する。多くの回折光は窓２６を通って出現する。
そのうちの幾つかは、図２に関する説明で後述されるよ
うに、窓２６を通って出現し、反射光路３４に沿って集
光素子３６に至る。半導体ウェーハ１２は、少なくとも
１象限の回折光が窓２６から出現できるように、できる
だけ窓２６の近くに位置決めされるべきである。
て機能し、入射平行光ビーム３０を受けて多くの回折光
を反射する。多くの回折光は窓２６を通って出現する。
そのうちの幾つかは、図２に関する説明で後述されるよ
うに、窓２６を通って出現し、反射光路３４に沿って集
光素子３６に至る。半導体ウェーハ１２は、少なくとも
１象限の回折光が窓２６から出現できるように、できる
だけ窓２６の近くに位置決めされるべきである。
【００１３】集光素子３６は、できるだけ多くの回折光
を集めるため、フレネルレンズや正のレンズ等の、直径
が大きく焦点距離が短いレンズになっている。構造上光
を分散する傾向があるフレネルレンズより正のレンズの
方が、検出器３８に達する回折光の質が優れたものにな
る。しかし正のレンズはきわめて分厚くならざるを得
ず、そのため重くて扱いにくい。ほかにもレンズの厚み
そのものによって、入射光が減衰してしまう。フレネル
レンズはこれよりも薄くて扱い易いが、光を分散するた
め応用分野によっては使用できない。この問題を軽減す
る別の実施例を以下図３および図４に示す。
を集めるため、フレネルレンズや正のレンズ等の、直径
が大きく焦点距離が短いレンズになっている。構造上光
を分散する傾向があるフレネルレンズより正のレンズの
方が、検出器３８に達する回折光の質が優れたものにな
る。しかし正のレンズはきわめて分厚くならざるを得
ず、そのため重くて扱いにくい。ほかにもレンズの厚み
そのものによって、入射光が減衰してしまう。フレネル
レンズはこれよりも薄くて扱い易いが、光を分散するた
め応用分野によっては使用できない。この問題を軽減す
る別の実施例を以下図３および図４に示す。
【００１４】集光素子３６には穴などの開口部があり、
入射平行光ビーム３０が妨害されずに半導体ウェーハ１
２に到達できるようになっている。集光素子３６は、反
射路３４に沿って出現した、検出器３８に向かう回折光
の向きを、集光素子３６の光軸と平行に変える役割を果
たしている。検出器３８は通常の光検出装置で良く、図
示されていない電気系とともに、エッチング室１０内の
エッチング速度のモニタリングに使用される。
入射平行光ビーム３０が妨害されずに半導体ウェーハ１
２に到達できるようになっている。集光素子３６は、反
射路３４に沿って出現した、検出器３８に向かう回折光
の向きを、集光素子３６の光軸と平行に変える役割を果
たしている。検出器３８は通常の光検出装置で良く、図
示されていない電気系とともに、エッチング室１０内の
エッチング速度のモニタリングに使用される。
【００１５】作業中、エッチング速度Ｒは、レジストパ
タン１８によって回折された光のうち集めたれた部分の
強度をモニタすることにより、測定することができる。
この強度は、１つの繰返しパタン内でエッチングの深さ
の関数として変化する。図２を参照して以下で詳述する
ように、特徴深さｄと呼ばれるエッチングの深さが入射
光の波長の二分の一増すごとに、強度は最大値から最小
値に変わる。
タン１８によって回折された光のうち集めたれた部分の
強度をモニタすることにより、測定することができる。
この強度は、１つの繰返しパタン内でエッチングの深さ
の関数として変化する。図２を参照して以下で詳述する
ように、特徴深さｄと呼ばれるエッチングの深さが入射
光の波長の二分の一増すごとに、強度は最大値から最小
値に変わる。
【００１６】今、図２を参照すると、平行光ビーム３０
はレジストパタン１８に対し垂直に入射する。エッチン
グ加工によって、二酸化珪素層１６のエッチング面３５
は食刻され、食刻部はどんどん深くなってレジストパタ
ン１８面の下方に達する。このようにエッチング加工に
よって、光線３３で示される光源２８からエッチング面
３５に達する光路は長くなる。光源３３からパタン１８
に達する光路は光線３１で示され、エッチング加工が行
なわれてもその全長に変化はない。従って光線３３の全
長は、光線３１の全長よりも特徴深さｄ分だけ長くなっ
ている。
はレジストパタン１８に対し垂直に入射する。エッチン
グ加工によって、二酸化珪素層１６のエッチング面３５
は食刻され、食刻部はどんどん深くなってレジストパタ
ン１８面の下方に達する。このようにエッチング加工に
よって、光線３３で示される光源２８からエッチング面
３５に達する光路は長くなる。光源３３からパタン１８
に達する光路は光線３１で示され、エッチング加工が行
なわれてもその全長に変化はない。従って光線３３の全
長は、光線３１の全長よりも特徴深さｄ分だけ長くなっ
ている。
【００１７】光線３１と光線３３の長さの差が入射平行
光ビーム３０の波長の二分の一の奇数倍に等しい時、両
者は互いに対し１８０°位相を異にして検出器３８に達
し、弱めあうように干渉する。弱めあう干渉の結果、光
の強度は検出可能な範囲で減少し、検出器３８はこれを
モニタする。光線３１と光線３３の長さの差が入射平行
光ビーム３０の波長の二分の一の偶数倍に等しい時、両
者はぴったり同位相で検出器３８に達し、強めあうよう
に干渉する。強めあう干渉の結果、弱めあう干渉の時よ
りも光の強度は検出可能な範囲で増大し、検出器３８は
これをモニタする。
光ビーム３０の波長の二分の一の奇数倍に等しい時、両
者は互いに対し１８０°位相を異にして検出器３８に達
し、弱めあうように干渉する。弱めあう干渉の結果、光
の強度は検出可能な範囲で減少し、検出器３８はこれを
モニタする。光線３１と光線３３の長さの差が入射平行
光ビーム３０の波長の二分の一の偶数倍に等しい時、両
者はぴったり同位相で検出器３８に達し、強めあうよう
に干渉する。強めあう干渉の結果、弱めあう干渉の時よ
りも光の強度は検出可能な範囲で増大し、検出器３８は
これをモニタする。
【００１８】このように検出器３８がモニタする光の強
度は、次式に示されるように特徴深さｄが入射光の波長
λの二分の一に等しい量Δｄ変化する毎に、強めあう干
渉、弱めあう干渉の結果として、最大値と最小値をと
る。 Δｄ ＝ λ ／ ２ エッチング速度Ｒは、時間の関数としての特徴深さｄの
変化速度であり、繰返し周期Ｔ、すなわち最大強度また
は最小強度の出現間隔（時間）をモニタすることにより
測定され、検出器３８がこれを計算する。各々の繰返し
周期Ｔは、入射平行光ビーム３０の波長の二分の一に等
しい深さの変化を示す。例えば、最小強度間の繰返し周
期Ｔをモニタするとしよう。その時のエッチング速度Ｒ
は、入射平行光ビーム３０の波長と繰返し周期Ｔから、
次式に従って測定される。
度は、次式に示されるように特徴深さｄが入射光の波長
λの二分の一に等しい量Δｄ変化する毎に、強めあう干
渉、弱めあう干渉の結果として、最大値と最小値をと
る。 Δｄ ＝ λ ／ ２ エッチング速度Ｒは、時間の関数としての特徴深さｄの
変化速度であり、繰返し周期Ｔ、すなわち最大強度また
は最小強度の出現間隔（時間）をモニタすることにより
測定され、検出器３８がこれを計算する。各々の繰返し
周期Ｔは、入射平行光ビーム３０の波長の二分の一に等
しい深さの変化を示す。例えば、最小強度間の繰返し周
期Ｔをモニタするとしよう。その時のエッチング速度Ｒ
は、入射平行光ビーム３０の波長と繰返し周期Ｔから、
次式に従って測定される。
【００１９】Ｒ ＝ Δｄ ／ Ｔ ＝ λ ／ ２Ｔ 検出器３８が測定するエッチング速度モニタリング情報
の精度は、集光素子３６と検出器３８の間に干渉フィル
タ４０を配置し、ノイズを増やしてモニタリング精度を
低下させるプラズマ光、周囲光、その他の光源を除去す
ることによって、向上させることができる。干渉フィル
タ４０には、光ビームが垂直に入射しなければならな
い。そのため、コリメートレンズ４２が集光素子３６と
干渉フィルタ４０の間に設けられている。コリメートレ
ンズ４２は、負の焦点を有す平凹レンズであるのが便利
であろう。
の精度は、集光素子３６と検出器３８の間に干渉フィル
タ４０を配置し、ノイズを増やしてモニタリング精度を
低下させるプラズマ光、周囲光、その他の光源を除去す
ることによって、向上させることができる。干渉フィル
タ４０には、光ビームが垂直に入射しなければならな
い。そのため、コリメートレンズ４２が集光素子３６と
干渉フィルタ４０の間に設けられている。コリメートレ
ンズ４２は、負の焦点を有す平凹レンズであるのが便利
であろう。
【００２０】更に、特徴深さのきわめて微細な変化をも
簡単にモニタできるようにするため、波長がきわめて短
い光を発する光源２８を選択するのが望ましい。図３は
本発明に従ったエッチング速度モニタを示したもので、
半導体ウェーハ１２からの回折光をコリメートレンズ４
２上に集めるため、図１の集光素子３６、干渉フィルタ
４０、検出器３８の代わりに、凹形球面鏡４４などの反
射光学系が使用されている。凹面鏡４４には図示されて
いない開口部が設けられており、光源素子３２から出た
入射平行光ビーム３０が何物にも遮られずに窓２６を通
って半導体ウェーハ１２に達することができるようにな
っている。凹形球面鏡４４の集光品質は、図１で集光素
子３６として使用される正のレンズと等しく、また同一
条件下ではフレネルレンズの集光品質よりも大幅に優れ
ている。
簡単にモニタできるようにするため、波長がきわめて短
い光を発する光源２８を選択するのが望ましい。図３は
本発明に従ったエッチング速度モニタを示したもので、
半導体ウェーハ１２からの回折光をコリメートレンズ４
２上に集めるため、図１の集光素子３６、干渉フィルタ
４０、検出器３８の代わりに、凹形球面鏡４４などの反
射光学系が使用されている。凹面鏡４４には図示されて
いない開口部が設けられており、光源素子３２から出た
入射平行光ビーム３０が何物にも遮られずに窓２６を通
って半導体ウェーハ１２に達することができるようにな
っている。凹形球面鏡４４の集光品質は、図１で集光素
子３６として使用される正のレンズと等しく、また同一
条件下ではフレネルレンズの集光品質よりも大幅に優れ
ている。
【００２１】ほかにも凹面鏡４４では、大変分厚い正の
レンズの欠点である減衰、損失がなく、重量も軽い。凹
面鏡４４は反射によって回折光の向きをコリメートレン
ズ４２、干渉フィルタ４０、検出器３８の方に変えるた
め、これらの装置はエッチング室１０にさらに近付けて
配置することが可能となり、その結果、装置全体がコン
パクトになり、ひとまとめにすることができる。
レンズの欠点である減衰、損失がなく、重量も軽い。凹
面鏡４４は反射によって回折光の向きをコリメートレン
ズ４２、干渉フィルタ４０、検出器３８の方に変えるた
め、これらの装置はエッチング室１０にさらに近付けて
配置することが可能となり、その結果、装置全体がコン
パクトになり、ひとまとめにすることができる。
【００２２】図４は、本発明に従ったエッチング速度モ
ニタのさらに別の実施例を示したもので、半導体ウェー
ハ１２からの回折光を集光、検出するため、図１の集光
素子３６、図２の凹面鏡４４に代わって、光検出器４６
が使用されている。干渉フィルタ４０は、ちょうど光検
出器４６と窓２６の間に配置することができる。光検出
器４６やエッチング室１０から発生する熱については、
光検出器４６の干渉フィルタ４０の反対側の面に熱交換
器４８を配置することで、便利に対処できる。熱交換器
４８は、光検出器４６の終始変わらぬ性能を保証する、
水冷式熱交換器で流入孔５０と流出孔５２を備えたもの
であっても良い。
ニタのさらに別の実施例を示したもので、半導体ウェー
ハ１２からの回折光を集光、検出するため、図１の集光
素子３６、図２の凹面鏡４４に代わって、光検出器４６
が使用されている。干渉フィルタ４０は、ちょうど光検
出器４６と窓２６の間に配置することができる。光検出
器４６やエッチング室１０から発生する熱については、
光検出器４６の干渉フィルタ４０の反対側の面に熱交換
器４８を配置することで、便利に対処できる。熱交換器
４８は、光検出器４６の終始変わらぬ性能を保証する、
水冷式熱交換器で流入孔５０と流出孔５２を備えたもの
であっても良い。
【００２３】光検出器４６と熱交換器４８には、光源素
子３２から出た入射平行光ビーム３０が何物にも遮られ
ずに窓２６を通って半導体ウェーハ１２に達することが
できるよう、開口部がなくてはならない。干渉フィルタ
４０は入射平行光ビーム３０と波長が等しい光を通し、
波長が異なる光は通さないため、干渉フィルタ４０に入
射平行光ビーム３０が通過するための開口部を設ける必
要はない。
子３２から出た入射平行光ビーム３０が何物にも遮られ
ずに窓２６を通って半導体ウェーハ１２に達することが
できるよう、開口部がなくてはならない。干渉フィルタ
４０は入射平行光ビーム３０と波長が等しい光を通し、
波長が異なる光は通さないため、干渉フィルタ４０に入
射平行光ビーム３０が通過するための開口部を設ける必
要はない。
【００２４】光検出器４６は、応用例に応じ、１つであ
っても沢山であってもかまわない。図２の凹面鏡４４、
図１の集光素子３６に対する光検出器４６の長所は、簡
単な構造、コンパクトさ、便利さである。光検出器４６
の回折光の集光能力を向上させるためには、光検出器４
６を軸４７等の軸のまわりにあらかじめ決められた回転
角度で取付けて、回折光が光検出器４６の表面に対しで
きるだけ垂直に当るようにするのが望ましい。
っても沢山であってもかまわない。図２の凹面鏡４４、
図１の集光素子３６に対する光検出器４６の長所は、簡
単な構造、コンパクトさ、便利さである。光検出器４６
の回折光の集光能力を向上させるためには、光検出器４
６を軸４７等の軸のまわりにあらかじめ決められた回転
角度で取付けて、回折光が光検出器４６の表面に対しで
きるだけ垂直に当るようにするのが望ましい。
【００２５】以上、好ましい実施例を参照しながら本発
明を説明したが、本発明の範囲はそれに限定されるもの
ではない。本発明の範囲は、前記特許請求の範囲に記載
された事項のみにより制限されるのであって、実施例と
同等のものは全て本発明に含まれる。
明を説明したが、本発明の範囲はそれに限定されるもの
ではない。本発明の範囲は、前記特許請求の範囲に記載
された事項のみにより制限されるのであって、実施例と
同等のものは全て本発明に含まれる。
【図１】回折光の集光のためにレンズ系が使用されてい
る、本発明に従ったエッチング室の一部と、それと連携
したエッチング速度モニタを示した図である。
る、本発明に従ったエッチング室の一部と、それと連携
したエッチング速度モニタを示した図である。
【図２】図１に示された半導体ウェーハの、エッチング
を施される部位を示した図である。
を施される部位を示した図である。
【図３】回折光の集光のために凹面鏡が使用されてい
る、本発明に従った別の実施例を示した図である。
る、本発明に従った別の実施例を示した図である。
【図４】回折光の集光のために光検出器が直接使用され
ている、本発明に従ったさらに別の実施例を示した図で
ある。
ている、本発明に従ったさらに別の実施例を示した図で
ある。
１０…エッチング室 １２…半導体ウェーハ １４…ベース １６…二酸化珪素層 １８…レジストパタン ２６…窓 ２８…光源 ３０…平行光ビーム ３２…光学素子 ３６…集光素子 ３７…ビームホモジェナイザ ３８…検出器 ３９…コリメートレンズ ４０…干渉フィルタ ４４…凹形球面鏡 ４６…光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルーノ ストラル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロ アルト ウェイヴァリー ストリート 2633 (72)発明者 リチャード デ ガース アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ ジョン ドラ イヴ 6721 (72)発明者 ピーター エッビング アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94024 ロス アルトス リヴァーサイ ド ドライヴ 847 (56)参考文献 特開 平３−145127（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 エッチング室内でエッチングされる基板
のエッチング速度をモニタするエッチング速度モニタで
あって、 ａ）前記エッチング室に設けた光透過性窓と、 ｂ）前記窓を通過して前記基板に到達する平行光ビーム
をエッチングされる基板の表面に垂直入射角で当てる手
段と、 ｃ）前記平行光ビームの光路に対して十分な角度をなし
て前記窓を通過する時間によって強度の変わる多くの回
折光を含む反射光を集める平行ビームが通過する開口部
を有する手段と、 ｄ）前記反射光用の光検出器と、 ｅ）前記光検出器に結合され、反射光の時間によって変
わる強度に応答して前記エッチング室でのエッチング速
度をモニタする手段と、 を含むエッチング速度モニタ。 - 【請求項２】 エッチング室内でエッチングされる基板
のエッチング速度をモニタするエッチング速度モニタで
あって、 ａ）前記エッチング室に設けた光透過性窓と、 ｂ）前記窓の周囲近くで前記窓を通過して前記基板に到
達する平行光ビームをエッチングされる基板の表面に垂
直入射角で当てる手段と、 ｃ）前記平行光ビームの光路に対して十分な角度をなし
て前記窓を通過する時間によって強度の変わる多くの回
折光を含む反射光を集める平行ビームが通過する開口部
を有する手段と、 ｄ）前記反射光用の光検出器と、 ｅ）前記光検出器に結合され、反射光の時間によって変
わる強度に応答して前記エッチング室でのエッチング速
度をモニタする手段と、 を含むエッチング速度モニタ。 - 【請求項３】 前記反射光を集める手段が、 干渉フィルタと、エッチングされる基板の表面から反射
された光を集め、集められた反射光を前記干渉フィルタ
に差し向ける集光素子と、前記集光素子によって集めら
れた反射光を前記干渉フィルタに当てるコリメートレン
ズと、 を含む請求項１又は２に記載のエッチング速度モニタ。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP3065380B2 true JP3065380B2 (ja) | 2000-07-17 |
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ID=24156415
Family Applications (1)
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| JP3147323A Expired - Fee Related JP3065380B2 (ja) | 1990-06-19 | 1991-06-19 | エッチング速度モニタ |
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| JP (1) | JP3065380B2 (ja) |
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| JP5920255B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-05-18 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられるドライエッチング装置 |
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| US4927485A (en) * | 1988-07-28 | 1990-05-22 | Applied Materials, Inc. | Laser interferometer system for monitoring and controlling IC processing |
| US4873430A (en) * | 1988-10-25 | 1989-10-10 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for optically measuring characteristics of a thin film by directing a P-polarized beam through an integrating sphere at the brewster's angle of the film |
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-
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- 1991-06-19 JP JP3147323A patent/JP3065380B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-19 KR KR1019910010173A patent/KR100226002B1/ko not_active IP Right Cessation
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| DE69117103D1 (de) | 1996-03-28 |
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| JPH04297028A (ja) | 1992-10-21 |
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