JPH0936090A - Method and device for detecting end point of etching of semiconductor wafer - Google Patents
Method and device for detecting end point of etching of semiconductor waferInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハのエッ
チング装置において、発光強度の変化を検出してエッチ
ングの終点検出を行う発光分析型のエッチング終点検出
方法及び終点検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emission analysis type etching end point detection method and end point detection apparatus for detecting a change in emission intensity in an etching apparatus for a semiconductor wafer to detect an etching end point.
【０００２】近年の半導体装置の微細化、配線の細線
化、高集積化の急速な進展に対応するため、ドライエッ
チングを用いた加工技術にも、微細化に伴う小開口率な
半導体ウェハのエッチングの終点検出、高集積化に伴う
多層膜のエッチングの終点検出を精度よく安定して行う
ことが要求されている。In order to cope with the recent rapid progress of miniaturization of semiconductor devices, thinning of wiring, and high integration, etching of semiconductor wafers having a small aperture ratio due to miniaturization is applied to a processing technique using dry etching. It is required to accurately and stably detect the end point of (1) and the end point of etching of the multi-layer film due to high integration.
【０００３】このため、半導体ウェハのエッチング処理
において、エッチング終点検出の性能向上を図り、精度
よく安定した終点検出をできるようにする必要がある。Therefore, in the etching process of the semiconductor wafer, it is necessary to improve the performance of the etching end point detection and to enable the accurate and stable end point detection.
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来の半導体ウェハのエッチングの終点
検出装置における光検出器として、図３，４に示すもの
がある。図３において、エッチングチャンバ２１の内部
は低圧力の状態にされ、エッチングガスが所定の条件の
下でエッチングチャンバ２１内に導入される。そして、
マイクロ波などによりエッチングガスがプラズマ２６に
なり、ステージ２２上に載置された半導体ウェハ２３が
エッチングされる。2. Description of the Related Art As a photodetector in a conventional semiconductor wafer etching end point detecting device, there is one shown in FIGS. In FIG. 3, the inside of the etching chamber 21 is kept in a low pressure state, and an etching gas is introduced into the etching chamber 21 under predetermined conditions. And
The etching gas becomes plasma 26 by microwaves or the like, and the semiconductor wafer 23 mounted on the stage 22 is etched.
【０００５】エッチングの処理中に発生するプラズマ光
がエッチングチャンバ２１の検出窓２４から光検出器３
１に導かれる。光検出器３１の光ファイバ３２は検出窓
２４からのプラズマ光を分光プリズム３３に伝達し、分
光プリズム３３はプラズマ光を各波長の光に分光する。
各波長の光のうち、特定の膜のエッチングの進行に伴っ
て発光強度が変化する所定の波長の光が、スリット３４
を介してフォトダイオード等の光検出センサ３５によっ
て検出される。光検出センサ３５は検出した発光強度に
応じた電気信号を出力する。Plasma light generated during the etching process is detected by the photodetector 3 through the detection window 24 of the etching chamber 21.
Guided to 1. The optical fiber 32 of the photodetector 31 transmits the plasma light from the detection window 24 to the spectral prism 33, and the spectral prism 33 splits the plasma light into light of each wavelength.
Of the light of each wavelength, the light of a predetermined wavelength whose emission intensity changes with the progress of etching of a specific film is generated by the slit 34.
Is detected by a light detection sensor 35 such as a photodiode. The light detection sensor 35 outputs an electric signal according to the detected light emission intensity.
【０００６】図４に示すエッチング終点検出装置におけ
る光検出器３６は、光ファイバ３７、偏光フィルタ３８
及びフォトダイオード等の光検出センサ３９を備え、エ
ッチングの処理中に発生するプラズマ光が、光ファイバ
３７を介して偏光フィルタ３８に導かれる。偏光フィル
タ３８は光ファイバ３７を介して伝達されたプラズマ光
における所定の波長の光のみを通過させ、光検出センサ
３９は偏光フィルタ３８を通過した光の発光強度を検出
し、検出した発光強度に応じた電気信号を出力する。The photodetector 36 in the etching end point detecting device shown in FIG. 4 includes an optical fiber 37 and a polarization filter 38.
Also, a light detection sensor 39 such as a photodiode is provided, and plasma light generated during the etching process is guided to the polarization filter 38 via the optical fiber 37. The polarization filter 38 allows only the light of a predetermined wavelength in the plasma light transmitted through the optical fiber 37 to pass through, and the photodetection sensor 39 detects the emission intensity of the light passing through the polarization filter 38, and makes the detected emission intensity The corresponding electric signal is output.
【０００７】ところが、従来の方法では、半導体装置の
微細化、配線の細線化、高集積化に伴って開口率（半導
体ウェハのエッチング面積）が小さくなってきている。
そのため、ドライエッチング中に発生するプラズマ光の
発光強度が小さくなり、光検出器３１，３６によって検
出される所定の波長の光の発光強度の変化も小さくな
る。その結果、光検出器３１，３６から出力される電気
信号の変化が微小化し、エッチング終点を確実に検出す
ることがむずかしい。However, in the conventional method, the aperture ratio (the etching area of the semiconductor wafer) is becoming smaller with the miniaturization of the semiconductor device, the finer wiring, and the higher integration.
Therefore, the emission intensity of plasma light generated during dry etching becomes small, and the change in emission intensity of light of a predetermined wavelength detected by the photodetectors 31 and 36 also becomes small. As a result, changes in electric signals output from the photodetectors 31 and 36 become small, and it is difficult to reliably detect the etching end point.
【０００８】従来、このような小開口率の半導体ウェハ
に対応して光検出器が検出する光の発光強度の増加を図
るため、図３，４に示す光検出器３１，３６を複数設け
たり、光ファイバ３２，３７の前段にレンズ系を設ける
ことにより、光検出器３１，３６に伝達される光の量を
増加させるようにしている。Conventionally, in order to increase the light emission intensity of the light detected by the photodetector corresponding to such a semiconductor wafer having a small aperture ratio, a plurality of photodetectors 31, 36 shown in FIGS. By providing a lens system in front of the optical fibers 32 and 37, the amount of light transmitted to the photodetectors 31 and 36 is increased.
【０００９】また、積層された多層膜のエッチング終点
検出方法には、次の３つの方法がある。今、多層膜が２
層の膜であるとする。１つ目の方法は、両方の膜のエッ
チングにおいて発光強度が変化する波長の光を求めてそ
の波長の光の発光強度を検出するものである。２つ目の
方法は、両方の膜のエッチングの進行に伴って発光強度
が変化する異なる波長の２つの光を、別々に用意した２
つの光検出器で検出するものである。３つ目の方法は、
両方の膜のエッチングにおいて、１つの光検出器を用
い、分光プリズムの角度を変更したり、複数設けた偏光
フィルタを切り換えたりすることにより、検出する波長
を切り換えて複数の波長の光を検出するものである。There are the following three methods for detecting the etching end point of the laminated multilayer films. Now there are 2 multilayer films
It is assumed to be a film of layers. The first method is to obtain light having a wavelength whose emission intensity changes in etching both films and detect the emission intensity of the light having that wavelength. In the second method, two lights of different wavelengths whose emission intensity changes as the etching of both films progresses are prepared separately.
It is detected by two photodetectors. The third method is
In etching of both films, one photodetector is used, the angle of the spectroscopic prism is changed, or the polarization filters provided are switched to switch the wavelengths to be detected and detect the light having a plurality of wavelengths. It is a thing.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体ウェ
ハの小開口率に対応して光検出器に導かれる光の量を増
加させると、検出対象でない光の光量やノイズ（外来
光）等も同時に増加してしまう。そのため、光検出セン
サから出力される電気信号のレベルが大きくなってしま
い、その出力信号の増幅度を大きくすることができない
ばかりでなく、ノイズも大きくなっているため、検出す
べき波長の光の発光強度の微小な変化を検出できなくな
るという問題がある。However, when the amount of light guided to the photodetector is increased in response to the small aperture ratio of the semiconductor wafer, the amount of light not detected and noise (external light) are also increased. Will increase. Therefore, the level of the electric signal output from the light detection sensor becomes large, and not only the amplification degree of the output signal cannot be increased, but also the noise becomes large. There is a problem that it becomes impossible to detect a minute change in emission intensity.
【００１１】また、多層膜のエッチングにおいては、複
数の膜の膜質によって各膜に共通して発光強度が変化す
る波長の光がなかったり、共通して発光強度が変化する
波長の光があったとしても各膜について発光強度の確実
な変化を検出できる波長の光がなかったりする。また、
１つの光検出器を用い、検出する波長を切り換える場合
には、波長の切り替え時期の決定がむずかしく、また、
分光プリズムの角度を切り換えるために時間がかかり、
スループットが低下するという問題がある。In the etching of the multilayer film, there is no light having a wavelength whose emission intensity changes in common to each film depending on the film quality of the plurality of films, or there is light having a wavelength whose emission intensity changes in common. In some cases, however, there is no light of a wavelength that can detect a reliable change in emission intensity for each film. Also,
When switching the wavelength to be detected using one photodetector, it is difficult to determine the wavelength switching timing, and
It takes time to switch the angle of the spectral prism,
There is a problem that throughput decreases.
【００１２】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、小開口率及び多層膜の
エッチングにおいて、エッチング終点を容易かつ確実に
検出できる半導体ウェハのエッチング終点検出方法及び
終点検出装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to detect an etching end point of a semiconductor wafer which can easily and surely detect an etching end point in etching a small aperture ratio and a multilayer film. A method and an endpoint detection device are provided.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、半導体ウェハのドライエッチン
グ処理中に発生する光を、各波長の光に分光する。分光
後の各波長の光の発光強度の変化を同時に検出する。そ
して、検出された各波長の光の発光強度のうち、特定の
膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変化する異な
る波長の複数の光の発光強度の変化に基づいて特定の膜
のエッチング終点を検出するようにした。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 disperses light generated during a dry etching process of a semiconductor wafer into lights of respective wavelengths. The change in the emission intensity of the light of each wavelength after the spectrum is simultaneously detected. Then, among the detected light emission intensity of each wavelength, the light emission intensity changes as the etching of the specific film progresses, and based on the change of the light emission intensity of a plurality of lights of different wavelengths, the etching end point of the specific film Was detected.
【００１４】請求項２の発明は、半導体ウェハのドライ
エッチング処理中に発生する光を、各波長の光に分光す
る。分光後の各波長の光の発光強度の変化を同時に検出
する。そして、検出された各波長の光の発光強度のう
ち、積層された多層膜における各膜のエッチングの進行
に伴って発光強度が変化する異なる波長の複数の光の発
光強度に基づいて多層膜のエッチング終点を検出するよ
うにした。According to a second aspect of the present invention, the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is split into light of each wavelength. The change in the emission intensity of the light of each wavelength after the spectrum is simultaneously detected. Then, among the detected light emission intensities of the respective wavelengths, the light emission intensities change with the progress of the etching of the respective films in the laminated multilayer film. The etching end point was detected.
【００１５】請求項３の発明は、半導体ウェハのドライ
エッチング処理中に発生する光を、各波長の光に分光
し、分光後の各波長の光のうち、特定の膜のエッチング
の進行に伴って発光強度が変化する所定の波長の光の発
光強度に基づいて特定の膜のエッチング終点を検出する
ようにした半導体ウェハのエッチング終点検出装置にお
いて、分光後の各波長の光の発光強度の変化を同時に検
出するための光検出センサと、光検出センサによって検
出された各波長の光の発光強度のうち、特定の膜のエッ
チングの進行に伴って発光強度が変化する異なる波長の
複数の光の発光強度の変化に基づいて特定の膜のエッチ
ング終点を検出するための判定手段とを備える。According to a third aspect of the present invention, the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is split into lights of respective wavelengths, and among the lights of the respective wavelengths after the splitting, the etching of a specific film proceeds. Change in emission intensity of light of each wavelength after spectroscopy in a semiconductor wafer etching end point detection device that detects the etching end point of a specific film based on the emission intensity of light of a predetermined wavelength Of the light detection sensor for simultaneously detecting the light emission intensity of light of each wavelength detected by the light detection sensor, a plurality of light of different wavelengths whose emission intensity changes with the progress of etching of a specific film. And a determination unit for detecting the etching end point of the specific film based on the change in the emission intensity.
【００１６】請求項４の発明は、判定手段を、積層され
た多層膜をエッチングする際、分光後の各波長の光のう
ち、多層膜における各膜のエッチングの進行に伴って発
光強度が変化する異なる波長の複数の光の発光強度に基
づいて多層膜のエッチング終点を検出するものとした。According to a fourth aspect of the present invention, when the determination means is used to etch the laminated multilayer films, the emission intensity of the light of each wavelength after being dispersed changes as the etching of each film in the multilayer film progresses. The etching end point of the multilayer film is detected based on the emission intensities of a plurality of lights having different wavelengths.
【００１７】（作用）請求項１の発明では、半導体ウェ
ハのドライエッチング処理中に発生する光を分光した各
波長の光は同時に検出されるため、特定の膜のエッチン
グの進行に伴って発光強度が変化する異なる波長の複数
の光の発光強度も同時に検出される。このことは、検出
対象でない波長の光の光量やノイズ（外来光）を増加さ
せずに、ドライエッチング中に発生する光から検出すべ
き波長の光の光量のみを増加させることを意味し、特定
の膜のエッチング終点を容易かつ確実に検出することが
できる。(Function) In the invention of claim 1, since the light of each wavelength obtained by spectrally dividing the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is detected at the same time, the emission intensity is increased as the etching of the specific film progresses. The emission intensities of a plurality of lights having different wavelengths at which the value changes are also detected simultaneously. This means increasing only the amount of light of the wavelength that should be detected from the light generated during dry etching without increasing the amount of light of the wavelength that is not the detection target or noise (external light). The etching end point of the film can be easily and surely detected.
【００１８】請求項２の発明では、半導体ウェハのドラ
イエッチング処理中に発生する光を分光した各波長の光
は同時に検出されるため、多層膜における各膜のエッチ
ングの進行に伴って発光強度が変化する異なる波長の光
の発光強度も同時に検出される。そのため、多層膜にお
ける各膜のエッチング終点の検出を速やかに安定して行
うことができる。また、多層膜の上層の膜のエッチング
が完全に終了する以前に、下層の膜の一部が露出した場
合、下層の膜のエッチングが開始されたことを検出する
こともできる。According to the second aspect of the present invention, since the light of each wavelength obtained by spectrally dividing the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is detected at the same time, the emission intensity is increased as the etching of each film in the multilayer film progresses. The emission intensities of light of different wavelengths that change are also detected at the same time. Therefore, the etching end point of each film in the multilayer film can be detected quickly and stably. Further, when a part of the lower layer film is exposed before the etching of the upper layer film of the multilayer film is completely completed, it can be detected that the etching of the lower layer film is started.
【００１９】請求項３の発明では、半導体ウェハのドラ
イエッチング処理中に発生する光を分光した各波長の光
は、光検出センサによって同時に検出されるので、終点
検出装置の大型化が防止される。そして、光検出センサ
によって検出された各波長の光の発光強度のうち、特定
の膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変化する異
なる波長の複数の光の発光強度の変化に基づいて、判定
手段によって特定の膜のエッチング終点が検出される。
このことは、検出対象でない波長の光の光量やノイズ
（外来光）を増加させずに、ドライエッチング中に発生
する光から検出すべき波長の光の光量のみを増加させる
ことを意味し、特定の膜のエッチング終点を容易かつ確
実に検出することができる。According to the third aspect of the invention, since the light of each wavelength obtained by dispersing the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is simultaneously detected by the photodetection sensor, the end point detection device is prevented from becoming large. . Then, of the emission intensity of light of each wavelength detected by the light detection sensor, the determination is based on the change of emission intensity of a plurality of lights of different wavelengths that change with the progress of etching of a specific film. The means detects the etching end point of the specific film.
This means increasing only the amount of light of the wavelength that should be detected from the light generated during dry etching without increasing the amount of light of the wavelength that is not the detection target or noise (external light). The etching end point of the film can be easily and surely detected.
【００２０】請求項４の発明では、半導体ウェハのドラ
イエッチング処理中に発生する光を分光した各波長の光
は、光検出センサによって同時に検出される。そして、
判定手段によって多層膜における各膜のエッチングの進
行に伴って発光強度が変化する異なる波長の複数の光の
発光強度に基づいて多層膜のエッチング終点が検出され
る。そのため、従来のように異なる波長の光を検出する
ために分光プリズムの角度を変更したり、偏光フィルタ
を切り換えたりする時間を省略でき、エッチング終点の
検出を速やかに安定して行うことができる。また、多層
膜の上層の膜のエッチングが完全に終了する以前に、下
層の膜の一部が露出した場合、下層の膜のエッチングが
開始されたことを検出することもできる。According to the fourth aspect of the present invention, the light of each wavelength obtained by dispersing the light generated during the dry etching process of the semiconductor wafer is simultaneously detected by the light detection sensor. And
The determination means detects the etching end point of the multilayer film based on the emission intensities of a plurality of lights having different wavelengths whose emission intensity changes as the etching of each film in the multilayer film progresses. Therefore, it is possible to omit the time required to change the angle of the spectroscopic prism or switch the polarization filter to detect light having different wavelengths as in the conventional case, and it is possible to quickly and stably detect the etching end point. Further, when a part of the lower layer film is exposed before the etching of the upper layer film of the multilayer film is completely completed, it can be detected that the etching of the lower layer film is started.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図１，２に従って説明する。図１はドライエッ
チングとしてのプラズマエッチングを行うエッチング装
置及びエッチング終点検出装置１０を示す。エッチング
チャンバ１の内部は低圧力の状態にされ、エッチングガ
スが所定の条件の下でエッチングチャンバ１内に導入さ
れる。そして、マイクロ波などによりエッチングガスが
プラズマ６となり、ステージ２上に載置された半導体ウ
ェハ３がプラズマ６によってプラズマエッチングされ
る。半導体ウェハ３のエッチング処理中に発生するプラ
ズマ光はエッチング終点検出装置１０に導かれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an etching apparatus for performing plasma etching as dry etching and an etching end point detecting apparatus 10. The inside of the etching chamber 1 is kept in a low pressure state, and an etching gas is introduced into the etching chamber 1 under predetermined conditions. Then, the etching gas becomes plasma 6 by microwaves and the like, and the semiconductor wafer 3 mounted on the stage 2 is plasma-etched by the plasma 6. Plasma light generated during the etching process of the semiconductor wafer 3 is guided to the etching end point detection device 10.
【００２２】エッチング終点検出装置１０は、光検出器
１１及び制御装置１５を備える。光検出器１１は、光フ
ァイバ１２、分光プリズム１３及びＣＣＤよりなる光検
出センサとしてのメージセンサ１４を備える。エッチン
グチャンバ１内で発生したプラズマ光は、エッチングチ
ャンバ１の検出窓４から光ファイバ１２を介して分光プ
リズム１３に伝達される。分光プリズム１３はプラズマ
光を各波長の光に分光する。The etching end point detection device 10 includes a photodetector 11 and a control device 15. The photodetector 11 includes an optical fiber 12, a spectral prism 13, and a image sensor 14 as a photodetection sensor including a CCD. The plasma light generated in the etching chamber 1 is transmitted from the detection window 4 of the etching chamber 1 to the spectroscopic prism 13 via the optical fiber 12. The spectral prism 13 splits the plasma light into light of each wavelength.
【００２３】イメージセンサ１４は直線的に配置された
多数の画素からなる。各画素は分光プリズム１３によっ
て分光された各波長の光の強度変化を検出し、検出した
各波長の光の強度に応じた電気信号を制御装置１５に出
力する。The image sensor 14 is composed of a large number of pixels arranged linearly. Each pixel detects a change in intensity of light of each wavelength dispersed by the spectral prism 13, and outputs an electric signal corresponding to the detected intensity of light of each wavelength to the control device 15.
【００２４】制御装置１５は、アナログ−デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）１６、判定手段としてのＣＰＵ１
７、ＲＯＭ１８及びＲＡＭ１９を備える。Ａ／Ｄ変換器
１６は、イメージセンサ１４から出力される電気信号を
入力し、デジタル信号に変換する。ＲＡＭ１９はＡ／Ｄ
変換器１６から出力されたデジタル信号データを記憶す
る。The control device 15 includes an analog-digital converter (A / D converter) 16 and a CPU 1 as a judging means.
7, ROM 18 and RAM 19. The A / D converter 16 inputs the electric signal output from the image sensor 14 and converts it into a digital signal. RAM19 is A / D
The digital signal data output from the converter 16 is stored.
【００２５】ＲＯＭ１８は半導体ウェハ３のエッチング
において、各膜のエッチング終点を検出するためのプロ
グラムを含む制御プログラムを記憶している。また、Ｒ
ＯＭ１８は、特定の膜のエッチング終点を検出するため
に監視すべき光の波長のデータを記憶している。一般
に、特定の膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変
化する波長の光は複数あるため、ＲＯＭ１８は各膜につ
いて異なる波長の複数の光のデータを記憶している。さ
らに、ＲＯＭ１８は、光の波長に対するイメージセンサ
１４の感度のばらつきを補正するための補正係数を記憶
している。すなわち、光の波長に対するイメージセンサ
１４の感度特性は図２に示すようになり、例えば、５６
０ｎｍ（ナノメートル）の波長の光に対する感度を１と
した場合、７２０ｎｍの波長の光に対する感度は０．５
となる。この場合の補正係数は０．５となり、波長７２
０ｎｍの光の強度変化に応じた検出信号を補正係数０．
５で割ることにより各波長におけるイメージセンサ１４
の感度のばらつきをなくすことができる。The ROM 18 stores a control program including a program for detecting the etching end point of each film when the semiconductor wafer 3 is etched. Also, R
The OM 18 stores data on the wavelength of light to be monitored in order to detect the etching end point of a specific film. In general, since there are a plurality of lights having wavelengths whose emission intensity changes with the progress of etching of a specific film, the ROM 18 stores data of a plurality of lights having different wavelengths for each film. Further, the ROM 18 stores a correction coefficient for correcting variations in the sensitivity of the image sensor 14 with respect to the wavelength of light. That is, the sensitivity characteristic of the image sensor 14 with respect to the wavelength of light is as shown in FIG.
When the sensitivity for light with a wavelength of 0 nm (nanometer) is 1, the sensitivity for light with a wavelength of 720 nm is 0.5.
Becomes In this case, the correction coefficient is 0.5 and the wavelength 72
The detection signal corresponding to the change in the intensity of 0 nm light is corrected by the correction coefficient 0.
Image sensor 14 at each wavelength by dividing by 5
It is possible to eliminate the variation in sensitivity.
【００２６】そして、半導体ウェハ３の特定の膜のエッ
チング処理中において、ＣＰＵ１７はＲＯＭ１８の制御
プログラムに基づいて、ＲＡＭ１９に記憶された各波長
の光の強度変化のデータのうち、当該特定の膜のエッチ
ング終点を検出するための異なる波長の複数の光の強度
変化のデータを監視する。そして、ＣＰＵ１７は監視し
ている複数の光の強度変化が予め定められた状態になっ
たと判定したとき、当該特定の膜のエッチング終点、す
なわち、エッチングが終了したことを検出する。Then, during the etching process of the specific film of the semiconductor wafer 3, the CPU 17 is based on the control program of the ROM 18 and, based on the control program of the ROM 18, the data of the intensity change of the light of each wavelength stored in the RAM 19 is applied to the specific film. Data of intensity changes of a plurality of lights having different wavelengths for detecting an etching end point is monitored. Then, when the CPU 17 determines that the intensity changes of the plurality of lights monitored are in a predetermined state, the CPU 17 detects the etching end point of the specific film, that is, the completion of the etching.
【００２７】また、半導体ウェハ３の多層膜のエッチン
グ処理中において、ＣＰＵ１７はＲＯＭ１８の制御プロ
グラムに基づいて、ＲＡＭ１９に記憶された各膜のエッ
チング終点を検出するための異なる波長の複数の光の強
度変化のデータを同時に監視する。そして、ＣＰＵ１７
は監視している各波長の光の強度変化が予め定められた
状態になったと判定したとき、各膜のエッチング終点を
検出する。Further, during the etching process of the multilayer film of the semiconductor wafer 3, the CPU 17 detects the etching end point of each film stored in the RAM 19 based on the control program of the ROM 18, and intensifies a plurality of lights having different wavelengths. Monitor change data simultaneously. And the CPU 17
Detects the etching end point of each film when it is determined that the intensity change of the monitored light of each wavelength has reached a predetermined state.
【００２８】このように、本実施の形態の光検出器１１
は、半導体ウェハ３のプラズマエッチング処理中に発生
するプラズマ光を分光した各波長の光の発光強度を同時
に検出するためのイメージセンサ１４を備える。そのた
め、エッチング終点検出装置１０の大型化を防止するこ
とができる。そして、ＣＰＵ１７は、イメージセンサ１
４によって検出された各波長の光の発光強度のうち、特
定の膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変化する
異なる波長の複数の光の発光強度の変化を監視し、監視
している複数の光の強度変化が予め定められた状態にな
ったと判定したとき、特定の膜のエッチング終点を検出
する。そのため、近年の半導体装置の開口率は小さくな
っていてプラズマ光の発光強度は小さくなっているが、
このエッチング終点検出装置１０は、検出対象でない波
長の光の光量やノイズ（外来光）を増加させずに、エッ
チング処理中に発生するプラズマ光から検出すべき波長
の光の光量のみを増加させることができ、特定の膜のエ
ッチング終点を容易かつ確実に検出することができる。Thus, the photodetector 11 of this embodiment is
Is equipped with an image sensor 14 for simultaneously detecting the emission intensity of light of each wavelength obtained by dispersing plasma light generated during the plasma etching process of the semiconductor wafer 3. Therefore, it is possible to prevent the etching end point detection device 10 from becoming large. Then, the CPU 17 causes the image sensor 1
Among the light emission intensities of the respective wavelengths detected by 4, the change in the light emission intensity of the plurality of lights of different wavelengths, which changes with the progress of the etching of the specific film, is monitored and monitored. When it is determined that the change in the intensity of light reaches a predetermined state, the etching end point of the specific film is detected. Therefore, in recent years, the aperture ratio of semiconductor devices has decreased and the emission intensity of plasma light has decreased.
This etching end point detection device 10 increases only the light amount of the light of the wavelength to be detected from the plasma light generated during the etching process without increasing the light amount of the light of the wavelength not to be detected or the noise (external light). Therefore, the etching end point of the specific film can be easily and surely detected.
【００２９】また、本実施の形態では、半導体ウェハ３
の多層膜のエッチングにおいても、エッチング処理中に
発生するプラズマ光を分光した各波長の光の発光強度
は、イメージセンサ１４によって同時に検出される。そ
して、ＣＰＵ１７は、各膜のエッチング終点を検出する
ための異なる波長の複数の光の強度変化のデータを同時
に監視し、監視している各波長の光の強度変化が予め定
められた状態になったと判定したとき、各膜のエッチン
グ終点を検出する。そのため、エッチング終点検出装置
１０は、従来のように異なる波長の光を検出するために
分光プリズムの角度を変更したり、偏光フィルタを切り
換えたりする時間を省略でき、多層膜のエッチングにお
ける各膜のエッチング終点の検出を速やかに安定して行
うことができる。また、ＣＰＵ１７は各膜のエッチング
終点を検出するための異なる波長の複数の光の強度変化
のデータを同時に監視しているので、多層膜の上層の膜
のエッチングが完全に終了する以前に、下層の膜の一部
が露出した場合、下層の膜のエッチングが開始されたこ
とを検出することもできる。Further, in the present embodiment, the semiconductor wafer 3
Also in the etching of the multilayer film, the image sensor 14 simultaneously detects the emission intensity of the light of each wavelength obtained by dispersing the plasma light generated during the etching process. Then, the CPU 17 simultaneously monitors the data of the intensity change of a plurality of lights of different wavelengths for detecting the etching end point of each film, and the intensity change of the light of each wavelength being monitored is in a predetermined state. When it is determined that the etching ends, the etching end point of each film is detected. Therefore, the etching end point detection device 10 can omit the time required to change the angle of the spectral prism or switch the polarization filter in order to detect the light of different wavelengths as in the conventional case, and can eliminate the time for each film in the etching of the multilayer film. The etching end point can be detected quickly and stably. Further, since the CPU 17 simultaneously monitors the data of the intensity change of a plurality of lights of different wavelengths for detecting the etching end point of each film, before the etching of the upper layer film of the multilayer film is completely finished, When a part of the film is exposed, it can be detected that the etching of the underlying film is started.
【００３０】なお、本実施の形態では、プラズマエッチ
ングを行うエッチング装置のエッチング終点検出装置に
具体化したが、スパッタエッチング、イオンビームエッ
チング等のドライエッチングを行うエッチング装置のエ
ッチング終点検出装置に具体化してもよい。In this embodiment, the etching end point detecting device of the etching device for plasma etching is embodied, but it is embodied as the etching end point detecting device of the etching device for dry etching such as sputter etching and ion beam etching. May be.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び３の
発明は、小開口率の半導体ウェハのドライエッチングに
おいて、エッチング終点を容易かつ確実に検出すること
ができる。As described in detail above, the inventions of claims 1 and 3 can easily and reliably detect the etching end point in the dry etching of a semiconductor wafer having a small aperture ratio.
【００３２】請求項２及び４の発明は、多層膜のドライ
エッチングにおいて各膜のエッチング終点を容易かつ確
実に検出することができる。According to the second and fourth aspects of the present invention, the etching end point of each film can be easily and surely detected in the dry etching of the multilayer film.
【図１】実施の一形態のエッチング終点検出装置を示す
ブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an etching end point detection device according to an embodiment.
【図２】光の波長に対するイメージセンサの感度特性を
示す線図FIG. 2 is a diagram showing the sensitivity characteristic of the image sensor with respect to the wavelength of light.
【図３】従来のエッチング終点検出装置の光検出器を示
す構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing a photodetector of a conventional etching end point detection device.
【図４】従来のエッチング終点検出装置の別の光検出器
を示す構成図FIG. 4 is a configuration diagram showing another photodetector of the conventional etching end point detection device.
３ 半導体ウェハ １４ 光検出センサとしてのイメージセンサ １７ 判定手段としてのＣＰＵ 3 Semiconductor Wafer 14 Image Sensor as Light Detection Sensor 17 CPU as Judgment Means
Claims (4)
に発生する光を、各波長の光に分光し、分光後の各波長
の光の発光強度の変化を同時に検出し、検出された各波
長の光の発光強度のうち、特定の膜のエッチングの進行
に伴って発光強度が変化する異なる波長の複数の光の発
光強度の変化に基づいて前記特定の膜のエッチング終点
を検出するようにした半導体ウェハのエッチング終点検
出方法。1. The light generated during the dry etching process of a semiconductor wafer is split into light of each wavelength, the change in the emission intensity of the light of each wavelength after the splitting is simultaneously detected, and the detected light of each wavelength is detected. Of the emission intensity of the above, a semiconductor wafer configured to detect an etching end point of the specific film based on a change in emission intensity of a plurality of lights having different wavelengths, which changes with the progress of etching of the specific film. Etching end point detection method.
に発生する光を、各波長の光に分光し、分光後の各波長
の光の発光強度の変化を同時に検出し、検出された各波
長の光の発光強度のうち、積層された多層膜における各
膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変化する異な
る波長の複数の光の発光強度に基づいて前記多層膜のエ
ッチング終点を検出するようにした半導体ウェハのエッ
チング終点検出方法。2. Light generated during a dry etching process of a semiconductor wafer is split into lights of respective wavelengths, a change in emission intensity of the lights of respective wavelengths after the splitting is simultaneously detected, and the detected light of each wavelength is detected. Among the emission intensities of the above, the etching end point of the multilayer film is detected based on the emission intensities of a plurality of lights of different wavelengths whose emission intensity changes with the progress of etching of each film in the laminated multilayer film. Method for detecting etching end point of semiconductor wafer.
に発生する光を、各波長の光に分光し、分光後の各波長
の光のうち、特定の膜のエッチングの進行に伴って発光
強度が変化する所定の波長の光の発光強度に基づいて前
記特定の膜のエッチング終点を検出するようにした半導
体ウェハのエッチング終点検出装置において、 前記分光後の各波長の光の発光強度の変化を同時に検出
するための光検出センサと、 前記光検出センサによって検出された各波長の光の発光
強度のうち、前記特定の膜のエッチングの進行に伴って
発光強度が変化する異なる波長の複数の光の発光強度の
変化に基づいて前記特定の膜のエッチング終点を検出す
るための判定手段とを備える半導体ウェハのエッチング
終点検出装置。3. The light generated during the dry etching process of a semiconductor wafer is split into light of each wavelength, and the light emission intensity of the light of each wavelength after splitting changes with the progress of etching of a specific film. In an etching end point detection device for a semiconductor wafer configured to detect the etching end point of the specific film based on the emission intensity of light of a predetermined wavelength, the change in the emission intensity of light of each wavelength after the spectroscopy is detected simultaneously. Of the light detection sensor for, and the emission intensity of light of each wavelength detected by the light detection sensor, emission of a plurality of lights of different wavelengths whose emission intensity changes with the progress of etching of the specific film An etching end point detection device for a semiconductor wafer, comprising: a determination means for detecting the etching end point of the specific film based on a change in intensity.
ッチングする際、分光後の各波長の光のうち、多層膜に
おける各膜のエッチングの進行に伴って発光強度が変化
する異なる波長の複数の光の発光強度に基づいて前記多
層膜のエッチング終点を検出するものである請求項３に
記載の半導体ウェハのエッチング終点検出装置。4. The etching means, when the stacked multilayer films are etched, has different wavelengths of light having different wavelengths, which have different emission intensities along with the progress of etching of the respective films in the multilayer film, from the light having the respective wavelengths after the spectroscopy. The etching end point detection device for a semiconductor wafer according to claim 3, wherein the etching end point of the multilayer film is detected based on emission intensities of a plurality of lights.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18274195A JPH0936090A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Method and device for detecting end point of etching of semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18274195A JPH0936090A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Method and device for detecting end point of etching of semiconductor wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936090A true JPH0936090A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16123629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18274195A Pending JPH0936090A (en) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Method and device for detecting end point of etching of semiconductor wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936090A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602380B1 (en) | 1998-10-28 | 2003-08-05 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for releasably attaching a polishing pad to a chemical-mechanical planarization machine |
| US6686287B1 (en) | 1998-07-15 | 2004-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method and apparatus |
| KR100475459B1 (en) * | 1998-02-11 | 2005-05-27 | 삼성전자주식회사 | Wavelength Determination Method for EDP in Semiconductor Dry Etching Process |
| KR100902365B1 (en) * | 2002-08-29 | 2009-06-12 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Semiconductor producing apparatus |
| US9612205B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-04-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Etching amount measurement apparatus for dry etching apparatus |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP18274195A patent/JPH0936090A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100475459B1 (en) * | 1998-02-11 | 2005-05-27 | 삼성전자주식회사 | Wavelength Determination Method for EDP in Semiconductor Dry Etching Process |
| US6686287B1 (en) | 1998-07-15 | 2004-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method and apparatus |
| US6602380B1 (en) | 1998-10-28 | 2003-08-05 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for releasably attaching a polishing pad to a chemical-mechanical planarization machine |
| KR100902365B1 (en) * | 2002-08-29 | 2009-06-12 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Semiconductor producing apparatus |
| US9612205B2 (en) | 2013-08-27 | 2017-04-04 | Shibaura Mechatronics Corporation | Etching amount measurement apparatus for dry etching apparatus |
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