JPH066797B2 - エツチングの終点検出方法 - Google Patents
エツチングの終点検出方法Info
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- JPH066797B2 JPH066797B2 JP60046559A JP4655985A JPH066797B2 JP H066797 B2 JPH066797 B2 JP H066797B2 JP 60046559 A JP60046559 A JP 60046559A JP 4655985 A JP4655985 A JP 4655985A JP H066797 B2 JPH066797 B2 JP H066797B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はエッチングの終点検出方法にかかわり、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。
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。
従来この種の装置には、特開昭５３−１３８９４３号公
報に記載のように、被エッ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
してエッチングを停止する制御を行っているものがある
が、反射光変化をエッ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。
報に記載のように、被エッ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
してエッチングを停止する制御を行っているものがある
が、反射光変化をエッ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号公報および特開昭５５
−３６３４号公報に記載のように、エッチングガス雰囲
気中の光で被エッチング物質の色彩を作業者による目視
観察によってエッチングを停止する制御を行っているも
のがあるが、エッ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。
−３６３４号公報に記載のように、エッチングガス雰囲
気中の光で被エッチング物質の色彩を作業者による目視
観察によってエッチングを停止する制御を行っているも
のがあるが、エッ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、エッ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ッ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。
に、エッ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ッ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。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、微
細化の進むデバイスのエッチングに対して、再現性よく
高精度にかつ自動的に終点検出することも可能なエッチ
ングの終点検出方法を提供することにある。
細化の進むデバイスのエッチングに対して、再現性よく
高精度にかつ自動的に終点検出することも可能なエッチ
ングの終点検出方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、エッチング中のウ
エ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、該画像信号からウエハ上のスクライブラ
インの画像信号のみを抽出し、抽出された画像信号波形
の積分値を求めて、これをエッチング過程に従ってモニ
タし、モニタ信号の変化でエッ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度・高再
現性の終点検出ができるように図ったものである。
エ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、該画像信号からウエハ上のスクライブラ
インの画像信号のみを抽出し、抽出された画像信号波形
の積分値を求めて、これをエッチング過程に従ってモニ
タし、モニタ信号の変化でエッ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度・高再
現性の終点検出ができるように図ったものである。
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、
エッチング処理室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てある。下部電極２に
は高周波電源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、エッチング処理室１の一部には透明
なガラス窓６を設け、上方から下部電極２上に載置され
たウエハ５を観察できるようにしてある。さらに、ウエ
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。
エッチング処理室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てある。下部電極２に
は高周波電源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、エッチング処理室１の一部には透明
なガラス窓６を設け、上方から下部電極２上に載置され
たウエハ５を観察できるようにしてある。さらに、ウエ
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、エッチング終点判
定制御装置14に入力される。エッチ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）14
ａ，メモリ14ｂ，コンピュータ14ｃにより構成され、イ
メージセンサ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に格納する一方、
コンピュータ14ｃが、このデジタル信号からエッチング
の終点を判定し、終了検出信号を出力する機能を有して
いる。
定制御装置14に入力される。エッチ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）14
ａ，メモリ14ｂ，コンピュータ14ｃにより構成され、イ
メージセンサ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に格納する一方、
コンピュータ14ｃが、このデジタル信号からエッチング
の終点を判定し、終了検出信号を出力する機能を有して
いる。
そして、エッ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に入力され、高周波電源４
の出力を制御してエッチングを制御する。一方、照明ラ
ンプ12から発した光をレンズ13によって拡げ、ハーフミ
ラー８を経てウエハ５の表面に照射するように配置して
ある。
終点検出信号は高周波電源４に入力され、高周波電源４
の出力を制御してエッチングを制御する。一方、照明ラ
ンプ12から発した光をレンズ13によって拡げ、ハーフミ
ラー８を経てウエハ５の表面に照射するように配置して
ある。
以上のような構成において、エッチング処理室１にガス
供給装置（図示せず）からエッチングガスを供給し、エ
ッチング処理室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
からの高周波電力（例えば13.56MHz）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エ
ハ５の表面をエッチングする。
供給装置（図示せず）からエッチングガスを供給し、エ
ッチング処理室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
からの高周波電力（例えば13.56MHz）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エ
ハ５の表面をエッチングする。
次に、ウエハ表面のエッチングの進行状況をモニタする
方法について、第２図を用いて説明する。第２図（ａ）
はウエハ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５ａ，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
能なウエハ表面の領域であり、複数個のチップの観測が
可能な大きさにしてある。また、22は検出領域で、これ
は視野21内のウエハ表面の画像をシリンドリカルレンズ
10で画像圧縮する領域である。検出領域22のｘ方向は、
スクライブライン５ａ，５ｂに対して直交する方向にな
っており、ウエ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′，５
ｂ′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。
方法について、第２図を用いて説明する。第２図（ａ）
はウエハ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５ａ，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
能なウエハ表面の領域であり、複数個のチップの観測が
可能な大きさにしてある。また、22は検出領域で、これ
は視野21内のウエハ表面の画像をシリンドリカルレンズ
10で画像圧縮する領域である。検出領域22のｘ方向は、
スクライブライン５ａ，５ｂに対して直交する方向にな
っており、ウエ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′，５
ｂ′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ッチングでは、エッチン
グ前のスクライブラインからの反射強度は非常に強い。
しかし、エッチングの過程において、ウエハ上のホトレ
ジストの塗布されていない部分が削られ、被エッチング
材のエッチングが完了すると、下地例えばSiO2が露出
し、反射状態が変わり、その結果イメージセンサ11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
的広い範囲（50〜100μｍ）に渡って平坦であるため、
回析、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、終点判定制御装置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／Ｄ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14ａ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、エッチング終点を判定するよ
うになっている。
グ前のスクライブラインからの反射強度は非常に強い。
しかし、エッチングの過程において、ウエハ上のホトレ
ジストの塗布されていない部分が削られ、被エッチング
材のエッチングが完了すると、下地例えばSiO2が露出
し、反射状態が変わり、その結果イメージセンサ11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
的広い範囲（50〜100μｍ）に渡って平坦であるため、
回析、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、終点判定制御装置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／Ｄ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14ａ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、エッチング終点を判定するよ
うになっている。
次に、エッチング過程における信号波形の変化からエッ
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からの画像信号をＡ／Ｄ変換器14
ａによりデジタル変化したデジタル信号のうち、スクラ
イブラインに対応する波形を示す。エッチング終点を判
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ＳＮ比の高い信号
を得ることが検出精度と再現性の向上の上で重要とな
る。そこで、本実施例では、以下のように信号処理を行
う。
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からの画像信号をＡ／Ｄ変換器14
ａによりデジタル変化したデジタル信号のうち、スクラ
イブラインに対応する波形を示す。エッチング終点を判
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ＳＮ比の高い信号
を得ることが検出精度と再現性の向上の上で重要とな
る。そこで、本実施例では、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)はエッ
チング前の信号波形である。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 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をｎ個とし、ｎ個
の画素のそれぞれのレベルV1(0), をとり、区間全体での総和 をとると、Ｓ(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
の出力レベルであり、 次に、画素区間をエッチング前に上記のように決定し、
エッ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)式と同様にして となる。
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)はエッ
チング前の信号波形である。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 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をｎ個とし、ｎ個
の画素のそれぞれのレベルV1(0), をとり、区間全体での総和 をとると、Ｓ(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
の出力レベルであり、 次に、画素区間をエッチング前に上記のように決定し、
エッ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)式と同様にして となる。
上記のようにS(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、Ｓ(t)の時間的変化は
第３図(c)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、
その値の時間的変化は第３図(c)の曲線Ｂのようにな
り、ノイズ信号がそのまま表れるので、曲線Ａに比べて
ＳＮ比の悪い信号となっている。
図(b)）の積分値として求めると、Ｓ(t)の時間的変化は
第３図(c)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、
その値の時間的変化は第３図(c)の曲線Ｂのようにな
り、ノイズ信号がそのまま表れるので、曲線Ａに比べて
ＳＮ比の悪い信号となっている。
エッチングの終点を判定するには、波形がS(t)のモニタ
信号を一定時間△ｔごとにサンプリングして、 Ｓ(ｔ)の傾き 等を求めながら変化点（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＋ｈ△ｔ）（ｈ＝３〜
６）の時点で判定されるが、本実施例のようにモニタ信
号Ｓ(t)のＳＮ比が高い場合は、変化点を明確にとらえ
ることができ、従って１サンプリング時間△ｔ（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。
信号を一定時間△ｔごとにサンプリングして、 Ｓ(ｔ)の傾き 等を求めながら変化点（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＋ｈ△ｔ）（ｈ＝３〜
６）の時点で判定されるが、本実施例のようにモニタ信
号Ｓ(t)のＳＮ比が高い場合は、変化点を明確にとらえ
ることができ、従って１サンプリング時間△ｔ（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
区間をエッチング前に決定し、画素区間の各画素のレベ
ルの積分値をエッチング過程において一定時間ごとに連
続して求め、モニタすることによって、ＳＮ比の高いモ
ニタ信号を得ることができるので、高精度・高再現性の
エッチングの終点検出が可能となる。
区間をエッチング前に決定し、画素区間の各画素のレベ
ルの積分値をエッチング過程において一定時間ごとに連
続して求め、モニタすることによって、ＳＮ比の高いモ
ニタ信号を得ることができるので、高精度・高再現性の
エッチングの終点検出が可能となる。
以上説明したように、本発明によればＳＮ比の高いエッ
チング終点検出モニタ信号が得られるので、高精度なエ
ッチング終点（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、オーバーエッ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をもエッチングすること
が可能となり、ウエハの歩留向上に大きく寄与する。
チング終点検出モニタ信号が得られるので、高精度なエ
ッチング終点（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、オーバーエッ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をもエッチングすること
が可能となり、ウエハの歩留向上に大きく寄与する。
第１図は本発明の一実施例で用いる装置の構成図、第２
図は該実施例におけるエッチングされるウエハとその画
像信号の説明図、第３図はウエ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…高周波電源、 ５…ウエハ、 ６…ガラス窓、 ７…レンズ、 ８…ハーフミラー、 ９…色フィルタ、 10…シリンドリカルレンズ、 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制御装置。
図は該実施例におけるエッチングされるウエハとその画
像信号の説明図、第３図はウエ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…高周波電源、 ５…ウエハ、 ６…ガラス窓、 ７…レンズ、 ８…ハーフミラー、 ９…色フィルタ、 10…シリンドリカルレンズ、 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制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相内 進 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 渡辺 悦朗 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−147433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−19478（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】表面にスクライブラインを設けたウエハの
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、ウエハ表面からの反射光を検出してウエハ
表面パターンの画像信号を得、該画像信号からスクライ
ブラインに相当する画像信号を取り出し、該スクライブ
ラインに相当する画像信号について一定時間ごとに該画
像信号の全画素の出力信号の総和を求め、該全画素の出
力信号の総和の時間的な変化に基づいてエッチングの終
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046559A JPH066797B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | エツチングの終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60046559A JPH066797B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | エツチングの終点検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61207583A JPS61207583A (ja) | 1986-09-13 |
| JPH066797B2 true JPH066797B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=12750681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60046559A Expired - Fee Related JPH066797B2 (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | エツチングの終点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066797B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7262864B1 (en) * | 2001-07-02 | 2007-08-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for determining grid dimensions using scatterometry |
| GB201916079D0 (en) * | 2019-11-05 | 2019-12-18 | Spts Technologies Ltd | Apparatus and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147433A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-23 | Hitachi Ltd | エツチング装置 |
-
1985
- 1985-03-11 JP JP60046559A patent/JPH066797B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013095818A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Applied Materials, Inc. | Etch rate detection for anti-reflective coating layer and absorber layer etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61207583A (ja) | 1986-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |