JPS63147327A - 表面処理における処理終点検知方法 - Google Patents
表面処理における処理終点検知方法Info
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- JPS63147327A JPS63147327A JP61294205A JP29420586A JPS63147327A JP S63147327 A JPS63147327 A JP S63147327A JP 61294205 A JP61294205 A JP 61294205A JP 29420586 A JP29420586 A JP 29420586A JP S63147327 A JPS63147327 A JP S63147327A
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- H10P74/238—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by multiple measurements, corrections, marking or sorting processes comprising acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection or in-situ thickness measurement
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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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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- 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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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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）
この発明は、半導体基板や液晶用基板等（以下「ウェハ
」と呼ぶ。）のエツチング工程のように、基体上に形成
された表面層を除去するような表面処理において、その
除去処理が終了した時点を検知するための方法に関する
。
」と呼ぶ。）のエツチング工程のように、基体上に形成
された表面層を除去するような表面処理において、その
除去処理が終了した時点を検知するための方法に関する
。
（従来の技術とその問題点）
半導体装置の製造におけるエツチング工程などにおいて
は、所望の領域のエツチングが終了した時点を正確に検
知し、その時点でエツチング液へのウェハの浸漬などを
停止させる必要がある。それは、必要以上にエツチング
液にウェハを浸漬させたり、エツチング液をウェハ表面
に噴霧したりすると、周囲の領域へのサイドエッチなど
が大ぎくなってしまうからである。そして、このような
終点検知方法としては、たとえば特開昭５４−１６０１
７５号、特開昭５５−１１０２４８号、特開昭５７−１
９２９５号、および特表昭５９−５００８９２号にそれ
ぞれ開示されている方法が知られている。
は、所望の領域のエツチングが終了した時点を正確に検
知し、その時点でエツチング液へのウェハの浸漬などを
停止させる必要がある。それは、必要以上にエツチング
液にウェハを浸漬させたり、エツチング液をウェハ表面
に噴霧したりすると、周囲の領域へのサイドエッチなど
が大ぎくなってしまうからである。そして、このような
終点検知方法としては、たとえば特開昭５４−１６０１
７５号、特開昭５５−１１０２４８号、特開昭５７−１
９２９５号、および特表昭５９−５００８９２号にそれ
ぞれ開示されている方法が知られている。
このうち、特開昭５４−１６０１７５号（発明の名称「
エツチング装置」）においては、つ１ハをはさんで赤外
光投光器と受光器とを設けるとともに、受光器の出力Ｑ
１ （第１６図）を、図示しない対数増幅回路、ピーク
値検出回路、フィルタ回路および微分回路によって処理
し、これらの処理を受けた後の信号Ｑ２の時間的変化を
観察する。
エツチング装置」）においては、つ１ハをはさんで赤外
光投光器と受光器とを設けるとともに、受光器の出力Ｑ
１ （第１６図）を、図示しない対数増幅回路、ピーク
値検出回路、フィルタ回路および微分回路によって処理
し、これらの処理を受けた後の信号Ｑ２の時間的変化を
観察する。
そして、この信号Ｑ が立上った時点をｔｌとしま
たとき、エツチングの進行によつ゛（表面のアルミ層が
除去されてこの信号Ｑ２が立下った時点ｔ２から、（１
２−１１）に比例した時間が経過した後の時点ｔ３をエ
ツチング終了点としている。
除去されてこの信号Ｑ２が立下った時点ｔ２から、（１
２−１１）に比例した時間が経過した後の時点ｔ３をエ
ツチング終了点としている。
また、待１用昭５５−１１０２４８号（発明の名称［ス
プレ一式フォトマスクのエツチング装置」）では、上記
と同様の光学系配置において、受光器の出力Ｑ１の差分
値を所定の時定数で平滑化（平均化）した値を指標とし
て用いる。そして、この指標が低レベルになったことを
検出することによって、エツチング終了が近づいたこと
を知るようにしている。
プレ一式フォトマスクのエツチング装置」）では、上記
と同様の光学系配置において、受光器の出力Ｑ１の差分
値を所定の時定数で平滑化（平均化）した値を指標とし
て用いる。そして、この指標が低レベルになったことを
検出することによって、エツチング終了が近づいたこと
を知るようにしている。
さらに、本出願人が開示している特開昭５７−１９２９
５４号（発明の名称「表面処理方法」）では、エツチン
グ開始時における受光出力初期値を記憶しておき、受光
器出力Ｑがこの初期値からレベル変動を生じてさらに所
定時開が経過した時点を処理終点としている。
５４号（発明の名称「表面処理方法」）では、エツチン
グ開始時における受光出力初期値を記憶しておき、受光
器出力Ｑがこの初期値からレベル変動を生じてさらに所
定時開が経過した時点を処理終点としている。
このような各技術はそれぞれに特徴があるが、これらは
すべて、アルミ層のように光が透過しない表面層をエツ
チングする場合にのみ適用され得るものである。それは
、光を透過するような表面層をエツチングする場合には
、エツチングの終了によって受光器出力が立Ｆるという
現象は発生しないためである。
すべて、アルミ層のように光が透過しない表面層をエツ
チングする場合にのみ適用され得るものである。それは
、光を透過するような表面層をエツチングする場合には
、エツチングの終了によって受光器出力が立Ｆるという
現象は発生しないためである。
また、特表昭５９−５００８９２ ＜ １） ＣＴ ／
ＵＳ／Ｂ５１００６５５）４＋ （発明の名称「停止
点検出法」）には、エツチング物質が特定の波長領域に
おいて光透過性を持つ場合についての技術が開示されて
いる。ザなわら、この特表昭５９−５００８９２号の技
術では、エツチング部分の領域より著しく大きな領域を
光照射する。そして、エツチングの進行につれてエツチ
ング層から表面反射する光と、エツチング層を透過して
支持基体表面層から反射する光との光干渉信号を得る。
ＵＳ／Ｂ５１００６５５）４＋ （発明の名称「停止
点検出法」）には、エツチング物質が特定の波長領域に
おいて光透過性を持つ場合についての技術が開示されて
いる。ザなわら、この特表昭５９−５００８９２号の技
術では、エツチング部分の領域より著しく大きな領域を
光照射する。そして、エツチングの進行につれてエツチ
ング層から表面反射する光と、エツチング層を透過して
支持基体表面層から反射する光との光干渉信号を得る。
この信号に対して２次および３次の微分を行ない、両微
分信号が実質的に零になった時点から、その時点となる
までに経過した時間の１倍または２倍にほぼ等しい時間
が経過したときにエツチングを停止させるようにしてい
る。
分信号が実質的に零になった時点から、その時点となる
までに経過した時間の１倍または２倍にほぼ等しい時間
が経過したときにエツチングを停止させるようにしてい
る。
ところが、この特表昭５９−５００８９２号の技術では
、ウェハを回転さつつその表面にノズルから表面処理液
を噴射して表面処理をする場合において問題が生ずる。
、ウェハを回転さつつその表面にノズルから表面処理液
を噴射して表面処理をする場合において問題が生ずる。
つまり、口のような処理方式の場合には、エツチングが
終了した後にもセンサ出力に若干の時間的変化がみられ
ることがしばしばあり、このようなときにはセンサ出力
が零に収束しない。このため、センサ出力が零に収束す
ることを前提としている特表昭５９−５００８９２号の
技術は、このような場合には適用できないのである。
終了した後にもセンサ出力に若干の時間的変化がみられ
ることがしばしばあり、このようなときにはセンサ出力
が零に収束しない。このため、センサ出力が零に収束す
ることを前提としている特表昭５９−５００８９２号の
技術は、このような場合には適用できないのである。
（発明の目的）
この発明は従来技術における上述の問題の克服を意図し
ており、基体上に形成された表面層が光を透過するよう
な場合において、この表面層の除去処理が終了した時点
を正確に検知することのできる処理終点検知方法を提供
することを第１の目的とする。
ており、基体上に形成された表面層が光を透過するよう
な場合において、この表面層の除去処理が終了した時点
を正確に検知することのできる処理終点検知方法を提供
することを第１の目的とする。
この発明の１２の目的は、表面処理液の噴射や被処理物
の機械的な撮動・回転によって光検出に不安定性が生じ
やすい場合においても、除去処理が終了した時点を正確
に検知することのできる処理終点検知方法を提供するこ
とである。
の機械的な撮動・回転によって光検出に不安定性が生じ
やすい場合においても、除去処理が終了した時点を正確
に検知することのできる処理終点検知方法を提供するこ
とである。
（目的を達成するための手段）
上述の目的を達成するため、この発明では、基体上に表
面層が設けられた被処理物に所定の表面処理を１１Ｍ寸
ことによって前記表面層を除去するに際して、前記除去
処理が終了した時点を検知する方法として、■前記表面
層を透過可能な波長成分を含む光を前記被処理物に対し
て照射し、■前記被処理物からの反射光または透過光の
強度を検出し、■前記強度の時間的変化に応じて定まる
第１のデータから、前記除去処理の処理進行速度と前記
照射を行なった光の波長とに依存する基準変化周期を持
った成分を、前記基準変化周期に応じた時間間隔ごどの
時間差分値を求めることによって抽出し、■前記差分値
の時間的変化に応じて定まる第２のデータのレベルを所
定のしきい値と比較し、航記比較結果に基いて前記除去
処理が終了した時点を検知するという方法を提供する。
面層が設けられた被処理物に所定の表面処理を１１Ｍ寸
ことによって前記表面層を除去するに際して、前記除去
処理が終了した時点を検知する方法として、■前記表面
層を透過可能な波長成分を含む光を前記被処理物に対し
て照射し、■前記被処理物からの反射光または透過光の
強度を検出し、■前記強度の時間的変化に応じて定まる
第１のデータから、前記除去処理の処理進行速度と前記
照射を行なった光の波長とに依存する基準変化周期を持
った成分を、前記基準変化周期に応じた時間間隔ごどの
時間差分値を求めることによって抽出し、■前記差分値
の時間的変化に応じて定まる第２のデータのレベルを所
定のしきい値と比較し、航記比較結果に基いて前記除去
処理が終了した時点を検知するという方法を提供する。
（実施例）
Ａ、ＪＬ且り月１
第２図はこの発明の実施例に使用される装置の構成を示
すブロック図である。第２図に示した装置は半導体ウェ
ハＷのエツチング領域として形成されており、以下では
ウェハＷのエツチングにおける処理終点検知を例にとっ
て説明を進める。
すブロック図である。第２図に示した装置は半導体ウェ
ハＷのエツチング領域として形成されており、以下では
ウェハＷのエツチングにおける処理終点検知を例にとっ
て説明を進める。
このウェハＷは、第３Ａ図に拡大断面図とじて示すよう
に、基体としてのシリコンサブストレート１のひどつの
主面上に、表面層としての酸化シリコン層２が形成され
ている。また、周知のフォトレジスト形成工程によって
、酸化シリコン層２上の上面には、所望のパターンを有
するレジスト層３が形成されている。そして、第２図に
示した装置では、このレジスト層３が取り去られている
エツチング領域４について、酸化シリコン層３の除去処
理が行なわれる。
に、基体としてのシリコンサブストレート１のひどつの
主面上に、表面層としての酸化シリコン層２が形成され
ている。また、周知のフォトレジスト形成工程によって
、酸化シリコン層２上の上面には、所望のパターンを有
するレジスト層３が形成されている。そして、第２図に
示した装置では、このレジスト層３が取り去られている
エツチング領域４について、酸化シリコン層３の除去処
理が行なわれる。
第２図に戻って、このような構造を有するウェハＷはス
ビンチ１Ｆツク１０の［にチャッキングされており、モ
ータＭを回転駆動することによってウェハＷは図中の矢
印α方向へと水平回転する。
ビンチ１Ｆツク１０の［にチャッキングされており、モ
ータＭを回転駆動することによってウェハＷは図中の矢
印α方向へと水平回転する。
一方、タンク１１内に準備されているエッチャント１」
はポンプＰによって汲み上げられ、ノズル１２によって
ウェハＷの表面に噴霧される。したがって、ウェハＷを
回転させつつエッチャント］」の噴゛祷を続けると、第
３Ａ図の酸化シリコン層２が徐々にエッチされて行く。
はポンプＰによって汲み上げられ、ノズル１２によって
ウェハＷの表面に噴霧される。したがって、ウェハＷを
回転させつつエッチャント］」の噴゛祷を続けると、第
３Ａ図の酸化シリコン層２が徐々にエッチされて行く。
また、第２図の装置は発光素子１３および受光索子１４
を備えている。これらのうち、発光素子１３は発光ダイ
オードなどによって構成されており、この発光索子１３
からの光は投光用光ファイバ１５を介してウェハＷの表
面に照射される。この照射スポットの径は、エツチング
領域４とレジスト層３の双方を一度に含むような大きさ
とされる。
を備えている。これらのうち、発光素子１３は発光ダイ
オードなどによって構成されており、この発光索子１３
からの光は投光用光ファイバ１５を介してウェハＷの表
面に照射される。この照射スポットの径は、エツチング
領域４とレジスト層３の双方を一度に含むような大きさ
とされる。
上記発光素子１３としては、酸化シリコン層２を透過ｉ
Ｊ能な波長成分を含む九を発生する素子を用いる。周知
のように酸化シリコン層は赤外光を透過させるため、た
とえばλｏ−９４０ｎｍの波長を右する単色コヒーレン
ト光、またはこの波長λ０を含む狭帯域光を発生するよ
うな素子を発光索子１３として使用すればよい。
Ｊ能な波長成分を含む九を発生する素子を用いる。周知
のように酸化シリコン層は赤外光を透過させるため、た
とえばλｏ−９４０ｎｍの波長を右する単色コヒーレン
ト光、またはこの波長λ０を含む狭帯域光を発生するよ
うな素子を発光索子１３として使用すればよい。
このような波長λ。を待った成分を含む照射光Ｌ１は、
第３Ｂ図に示すようにウェハＷの表面に照射される。こ
のうら、レジスト層３の土面に照射された光’１０は、
その一部分がレジスト層３によって吸収され、残りが反
）１光’−ＲＯとなる。また、エツチング領域４に照射
された光’１１のかなりの部分は酸化シリコン層２を透
過し、さらにシリコンサブストレート１を透過してＣウ
ェハＷの外部へとつきぬける。それは、シリコンサブス
トレート１も上記波長の赤外光に対して透明であるから
である。なお、反射光としては、図示した光取外の光も
種々あるが、図示した光が主要な反射光である。もっと
も、図示した光は、種々の反射光を合成した光と考えて
６よい。
第３Ｂ図に示すようにウェハＷの表面に照射される。こ
のうら、レジスト層３の土面に照射された光’１０は、
その一部分がレジスト層３によって吸収され、残りが反
）１光’−ＲＯとなる。また、エツチング領域４に照射
された光’１１のかなりの部分は酸化シリコン層２を透
過し、さらにシリコンサブストレート１を透過してＣウ
ェハＷの外部へとつきぬける。それは、シリコンサブス
トレート１も上記波長の赤外光に対して透明であるから
である。なお、反射光としては、図示した光取外の光も
種々あるが、図示した光が主要な反射光である。もっと
も、図示した光は、種々の反射光を合成した光と考えて
６よい。
しかしながら、この照射光Ｌ［１のすべてがウェハＷを
つきぬけるわけではなり、酸化シリコン層２の上面５や
、酸化シリコン層５とシリコンサブストレート１との界
面６、それに、シリコンサブストレート１の下面７にお
いである程瓜の反射を受ける。このため、これらの面で
それぞれ反射されて酸化シリコン膜２上の大気中に戻っ
てくる反射光ＬＲ１，’Ｒ２，’Ｒ３のそれぞれの一部
は、レジスト層３からの反射光ＬＲＯの一部とともに第
２図の受光用光ファイバ１６へど入射する。この受光用
光ファイバ１６の受光端１７は投光用光ファイバ１５の
投光端１８とともに、ウェハＷの表面に近接した位置に
配設されている。したがって、上記反射によって生ずる
反射光ＬＲすなわち：ＬＲ＝ ｋ （ＬＲＯ＋ ＬＲ１
＋ ’Ｒ２” ［−Ｒ３） ・−（１）は、受光用光
ファイバ１６を介して受光素子１４に導かれる。ただし
ｋは受光端１８のサイズや配置位置などによって定まる
定数（Ｑ＜ｋ＜１）ぐある。
つきぬけるわけではなり、酸化シリコン層２の上面５や
、酸化シリコン層５とシリコンサブストレート１との界
面６、それに、シリコンサブストレート１の下面７にお
いである程瓜の反射を受ける。このため、これらの面で
それぞれ反射されて酸化シリコン膜２上の大気中に戻っ
てくる反射光ＬＲ１，’Ｒ２，’Ｒ３のそれぞれの一部
は、レジスト層３からの反射光ＬＲＯの一部とともに第
２図の受光用光ファイバ１６へど入射する。この受光用
光ファイバ１６の受光端１７は投光用光ファイバ１５の
投光端１８とともに、ウェハＷの表面に近接した位置に
配設されている。したがって、上記反射によって生ずる
反射光ＬＲすなわち：ＬＲ＝ ｋ （ＬＲＯ＋ ＬＲ１
＋ ’Ｒ２” ［−Ｒ３） ・−（１）は、受光用光
ファイバ１６を介して受光素子１４に導かれる。ただし
ｋは受光端１８のサイズや配置位置などによって定まる
定数（Ｑ＜ｋ＜１）ぐある。
受光素子１４の受光信号Ｓは、受光した反射光ＬＲの強
度に比例したレベルを有する。この受光信号Ｓは増幅器
２０で増幅された後、高周波除去フィルタ２１を介して
Ａ／Ｄコンバータ２２でＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ
変換によって得られた検出信号Ｅは、ＣＰＩＪ２４やシ
フトレジスタ２５、それにメモリ２６などを含む制御器
２３に与えられる。この制御器２３は、既述したモータ
ＭやポンプＰに対する駆動制御信号を与えるようになっ
ている。
度に比例したレベルを有する。この受光信号Ｓは増幅器
２０で増幅された後、高周波除去フィルタ２１を介して
Ａ／Ｄコンバータ２２でＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ
変換によって得られた検出信号Ｅは、ＣＰＩＪ２４やシ
フトレジスタ２５、それにメモリ２６などを含む制御器
２３に与えられる。この制御器２３は、既述したモータ
ＭやポンプＰに対する駆動制御信号を与えるようになっ
ている。
Ｂ、β・ ＰＰＳの性′
次に、上記受光信号Ｓの性質について説明する。
まず、第３Ａ図に関して説明したように、反射光ＬＲは
（１）式で表現されることに着目する。この（１）式の
右辺の各項のうち、反射光（、ｋＬＲｌ）とそれ以外の
部分とを分離し、後者をｋＬＲＡと書くことにする。す
なわち、 ＬＲ＝ｋ（ＬＲ１＋しＲＡ） ・・・（２
）’ＲＡミｋ （ＬＲｏ＋ＬＲ２＋ＬＲ３） ・
・・（３）である。
（１）式で表現されることに着目する。この（１）式の
右辺の各項のうち、反射光（、ｋＬＲｌ）とそれ以外の
部分とを分離し、後者をｋＬＲＡと書くことにする。す
なわち、 ＬＲ＝ｋ（ＬＲ１＋しＲＡ） ・・・（２
）’ＲＡミｋ （ＬＲｏ＋ＬＲ２＋ＬＲ３） ・
・・（３）である。
すると、反射光ＬＲは、第１と第２の反射光ＬＲ１，’
−ＲＡの合成による干渉波形となるが、この２種類の反
射光１−１Ｌ の間の位相差はエラチンＲＩ Ｒ
Ａ グの進行とともに変化する。それは、第２の反射光’−
ＲＡの光路長はエツチングの進行状況と無関係であるの
に対し、第１の反射光’Ｒ１の光路長は、エツチングの
進行に伴って変化するためである。
−ＲＡの合成による干渉波形となるが、この２種類の反
射光１−１Ｌ の間の位相差はエラチンＲＩ Ｒ
Ａ グの進行とともに変化する。それは、第２の反射光’−
ＲＡの光路長はエツチングの進行状況と無関係であるの
に対し、第１の反射光’Ｒ１の光路長は、エツチングの
進行に伴って変化するためである。
つまり、エツチングが進行して第３Ｃ図のようになると
、ウェハＷの主面に垂直な方向への反射に対して、第２
の反射光ＬＩＩＩの光路長は、２ （Ｄｏ−Ｄ（ｔ）） たけ増加する。ただし、Ｄｏはエツチング前の酸化シリ
コン層２の厚さであり、Ｄ（【）はエツチング開始後の
任意の時刻ｔにおける酸化シリコン層２の厚さである。
、ウェハＷの主面に垂直な方向への反射に対して、第２
の反射光ＬＩＩＩの光路長は、２ （Ｄｏ−Ｄ（ｔ）） たけ増加する。ただし、Ｄｏはエツチング前の酸化シリ
コン層２の厚さであり、Ｄ（【）はエツチング開始後の
任意の時刻ｔにおける酸化シリコン層２の厚さである。
また、この厚さＤ （ｔ）は、エツチング進行速度を一
定値ｒによって近似したとき、Ｄ （ｔ） ＝ Ｄｏ−
ｒ ｔ −（４）のように瀉くことが
できる。
定値ｒによって近似したとき、Ｄ （ｔ） ＝ Ｄｏ−
ｒ ｔ −（４）のように瀉くことが
できる。
したがって、たとえば第４図（ａ）に示すように第１と
第２の反射光ｋＬ 、ｋＬＲＡの位相が一致するような
厚さＤ（１）＝Ｄ１に対しては、第１と第２の反射光Ｌ
、Ｌ がＨいに強め合うようにＲＩ Ｒ
Ａ 干渉し、反射光ＬＲの振幅は大きくなる。また、第４図
（ｂ）に示すように第１と第２の反射光ｋ ｔ−Ｒ１，
ｋＬＲＡの位相が逆位相になるような厚さ：Ｄ（ｔ）＝
０２においては、双方が互いに弱め合って、反射光ＬＲ
の振幅は減少する。このため、酸化シリコン層２の厚さ
Ｄ （ｔ）と反射光ＩＲの振幅Ａとの関係は、第５図の
ような振動波形となる。
第２の反射光ｋＬ 、ｋＬＲＡの位相が一致するような
厚さＤ（１）＝Ｄ１に対しては、第１と第２の反射光Ｌ
、Ｌ がＨいに強め合うようにＲＩ Ｒ
Ａ 干渉し、反射光ＬＲの振幅は大きくなる。また、第４図
（ｂ）に示すように第１と第２の反射光ｋ ｔ−Ｒ１，
ｋＬＲＡの位相が逆位相になるような厚さ：Ｄ（ｔ）＝
０２においては、双方が互いに弱め合って、反射光ＬＲ
の振幅は減少する。このため、酸化シリコン層２の厚さ
Ｄ （ｔ）と反射光ＩＲの振幅Ａとの関係は、第５図の
ような振動波形となる。
この振動の周期ΔＤは照射光り、ｌたがって反射光ＬＲ
）の波長λ。の１／２である。
）の波長λ。の１／２である。
１、’；Ｉ知のように、光の強度はその振幅の２乗に比
例する。このため、受光素子１４によって１ｑられる受
光信号Ｓのレベルは第５図の振幅△の２乗に比例する。
例する。このため、受光素子１４によって１ｑられる受
光信号Ｓのレベルは第５図の振幅△の２乗に比例する。
その結果、
Ｓ苫Ａ２ ・・・（５）とな
る。
る。
一方、振幅Ａは第５図の関係によって厚さＤ （ｔ）と
関係づけられており、この厚さＤ （ｔ）は（４）式に
よって表現される。その結果、次の（６）１（７）式が
得られる。
関係づけられており、この厚さＤ （ｔ）は（４）式に
よって表現される。その結果、次の（６）１（７）式が
得られる。
ｃｃＡ２
＝ （ａＩ−ｂ ５ｉｎ（４πＤ（ｔ） ／λ０ ト
θ））＝ａ” ＋２ａｂ ５ｉｎ（４７ｒＤ（１）／λ
０＋θ）＋ｂ２ （１−ｃｏｓ（８πＤ（１）／λ。
θ））＝ａ” ＋２ａｂ ５ｉｎ（４７ｒＤ（１）／λ
０＋θ）＋ｂ２ （１−ｃｏｓ（８πＤ（１）／λ。
＋２０））／２
＝ａ” −２ａｂ ５ｉｎ（４πｒｔ／λｏ−ｅ）＋−
ｂ （１−ｃｏｓ（８πｒｔ／λ０−２８’））／２ ・・・（６） ｅ＝θ−４πＤｏ／λｏ・（７） ただし、ａ、ｂ、θはエツチング進行速度ｒに依存しな
い定数であり、このうち、ａ、ｂはそれぞれ第５図中に
示されているように、振幅Δ自体の撮動中心および振幅
である。
ｂ （１−ｃｏｓ（８πｒｔ／λ０−２８’））／２ ・・・（６） ｅ＝θ−４πＤｏ／λｏ・（７） ただし、ａ、ｂ、θはエツチング進行速度ｒに依存しな
い定数であり、このうち、ａ、ｂはそれぞれ第５図中に
示されているように、振幅Δ自体の撮動中心および振幅
である。
（６）式の振動状態は定数ａ、ｂの大小関係によって異
なってくるが、ここでは簡単化のために、ａン）ｂであ
るとする。すると、（６）式の最終辺のうち、第３項は
省略することができ、次の（８）式％式％ この（８）式かられかるように、受光信号Ｓのレベルは
、次に示す（９）式のように、波長λ。と処理進行速度
ｒとに依存する周ＩＩ＋１（基）変化周期）王で時間的
に振動する。
なってくるが、ここでは簡単化のために、ａン）ｂであ
るとする。すると、（６）式の最終辺のうち、第３項は
省略することができ、次の（８）式％式％ この（８）式かられかるように、受光信号Ｓのレベルは
、次に示す（９）式のように、波長λ。と処理進行速度
ｒとに依存する周ＩＩ＋１（基）変化周期）王で時間的
に振動する。
■＝λｏ／（２ｒ） ・・・（９）そ
の結果、受光信号Ｓは、時間ｔの経過に応じて第６Ａ図
のように１辰動する。そして、酸化シリコン層２の厚さ
Ｄ （ｔ）がＯになってエツチングが終了する時刻ｔｆ
以後は、（６）式のＤ （ｔ）をＯとした最終値Ｓ、で
停止づる。この最終値Ｓ、は（１０）式で与えられる。
の結果、受光信号Ｓは、時間ｔの経過に応じて第６Ａ図
のように１辰動する。そして、酸化シリコン層２の厚さ
Ｄ （ｔ）がＯになってエツチングが終了する時刻ｔｆ
以後は、（６）式のＤ （ｔ）をＯとした最終値Ｓ、で
停止づる。この最終値Ｓ、は（１０）式で与えられる。
Ｓ （＝ ａ ＋ ２ ａ ｂＳｉｎθ十ｂ（１−Ｃ
Ｏ３（２θ））／２ ・・・（１０） 以上の解析によって、第６Ａ図の受光信号Ｓから基本変
化周期Ｔを有する振動成分を抽出し、この成分が低下づ
る時刻ｔ、に基いて処理終点検知を行なうことができる
という事情が理解できる。
Ｏ３（２θ））／２ ・・・（１０） 以上の解析によって、第６Ａ図の受光信号Ｓから基本変
化周期Ｔを有する振動成分を抽出し、この成分が低下づ
る時刻ｔ、に基いて処理終点検知を行なうことができる
という事情が理解できる。
しかしながら、第６Ａ図の波形はあくまで理論的近似に
よって求まったものであり、実際には、受光信号Ｓを平
滑化して得られる検出信号Ｅ中にも第６Ｂ図のような複
雑なノイズ成分などが含まれる。このようなノイズの原
因としては、ウェハＷの回転やエッヂャンｉ〜の霧、そ
れに、レジスト層３のパターンの不均一性などによる影
響がある。
よって求まったものであり、実際には、受光信号Ｓを平
滑化して得られる検出信号Ｅ中にも第６Ｂ図のような複
雑なノイズ成分などが含まれる。このようなノイズの原
因としては、ウェハＷの回転やエッヂャンｉ〜の霧、そ
れに、レジスト層３のパターンの不均一性などによる影
響がある。
このため、基準変化周期］゛を持つ振動成分を正確に抽
出するための方法が必要とされる。
出するための方法が必要とされる。
この発明の実施例はこのような抽出処理に工夫を加えた
ものであり、以下ではこのような状況に応じた処理終点
検知動作について説明する。
ものであり、以下ではこのような状況に応じた処理終点
検知動作について説明する。
Ｃ３第１の実施例の動作
第１図はこの発明の第１の実施例の動作を示すフローチ
ャートであり、この処理はＣＰＵ２４の動作に基いて実
行される。まず、第１図のステップＳ１では、後述する
各処理に必要とされる諸定数を取込んで初期設定を行な
う。これらの諸定数としては下記のものがあり、これら
はメモリ２６の中にあらかじめストアされている。これ
らの諸定数の意味は後述する。
ャートであり、この処理はＣＰＵ２４の動作に基いて実
行される。まず、第１図のステップＳ１では、後述する
各処理に必要とされる諸定数を取込んで初期設定を行な
う。これらの諸定数としては下記のものがあり、これら
はメモリ２６の中にあらかじめストアされている。これ
らの諸定数の意味は後述する。
■初期検知禁止期間Ｔ。
■検出信号加算時間幅（第１の時定数）Ｔ。
■差分時間間隔−「。
■差分加算時間幅（第２の時定数）Ｔｖ■終明判明判定
時間幅 Ｔ１較しきい値■。
時間幅 Ｔ１較しきい値■。
次のステップＳ２では、モータＭやポンプＰに駆動制御
信号を与えて、これらの駆動を開始させる。その結果、
ウェハＷの回転とノズル１２からのエッヂヤントＨの噴
霧とが開始される。また、この時点で制御器２３に内蔵
された初明朗間計時用タイマ（図示せず。）が計時ｔを
開始する。このタイマには初期検知禁止時間幅Ｔｏがセ
ットしてあり、この時間幅Ｔ。が経過するまでは後の処
理ルーチンへ移行しないようになっている（ステップ８
３）。それは表面処理開始直後には受光信号Ｓが不安定
であり、表面処理開始直後に終点検知動作を行なわせる
と誤動作を生ずる可能性が存在するからである。なお、
この受光信号Ｓの一部分が第７Ａ図に示されている。
信号を与えて、これらの駆動を開始させる。その結果、
ウェハＷの回転とノズル１２からのエッヂヤントＨの噴
霧とが開始される。また、この時点で制御器２３に内蔵
された初明朗間計時用タイマ（図示せず。）が計時ｔを
開始する。このタイマには初期検知禁止時間幅Ｔｏがセ
ットしてあり、この時間幅Ｔ。が経過するまでは後の処
理ルーチンへ移行しないようになっている（ステップ８
３）。それは表面処理開始直後には受光信号Ｓが不安定
であり、表面処理開始直後に終点検知動作を行なわせる
と誤動作を生ずる可能性が存在するからである。なお、
この受光信号Ｓの一部分が第７Ａ図に示されている。
この初期検知禁止期間Ｔ。が経過するとステップ＄４へ
進み、以下の処理サイクルをサンプリング時間幅Δｔ（
たとえば０．１５ｅｃ）ごとに行なう。
進み、以下の処理サイクルをサンプリング時間幅Δｔ（
たとえば０．１５ｅｃ）ごとに行なう。
まず、ステップＳ４では、その時点における検出信号Ｅ
のレベル値（第７Ｂ図）をシフトレジスタ２５（第２図
）に記憶させる。以下では、ある程度の個数のデータ取
込みが既に行なわれているものとして説明を続ける。ま
た、時刻ｔＨ−ｉΔｔに取込まれたデータに対応する昂
を、たとえばＥ （ｉ）のように表現する。
のレベル値（第７Ｂ図）をシフトレジスタ２５（第２図
）に記憶させる。以下では、ある程度の個数のデータ取
込みが既に行なわれているものとして説明を続ける。ま
た、時刻ｔＨ−ｉΔｔに取込まれたデータに対応する昂
を、たとえばＥ （ｉ）のように表現する。
第１図の次のステップＳ５では、その時点においてシフ
トレジスタ２５に記憶されている検出信号値Ｅ（ｉ）（
ｉ＝ｏ、１．−、ｎ）（７）うｊ１３、ｉも新しい検出
信号値Ｅ （ｎ）から数えてＮ１個前までの検出信号値
： Ｅ（ｎ） 〜Ｅ （ｎ−Ｎ１＋ｉ ＞ を続出す。ただし、Ｎ１は（１１）式で与えられ、たと
えばＮ１＝５である。
トレジスタ２５に記憶されている検出信号値Ｅ（ｉ）（
ｉ＝ｏ、１．−、ｎ）（７）うｊ１３、ｉも新しい検出
信号値Ｅ （ｎ）から数えてＮ１個前までの検出信号値
： Ｅ（ｎ） 〜Ｅ （ｎ−Ｎ１＋ｉ ＞ を続出す。ただし、Ｎ１は（１１）式で与えられ、たと
えばＮ１＝５である。
Ｎ１−Ｔ、／Δｔ ・・・（１１）そ
して、このようにして読出されＩζ検出信号値Ｅ（ｎ）
〜Ｅ （ｎ−Ｎ１＋１ ）を（１２）式のように加算
して、第１の平滑化データ値１ （ｎ）を求める。
して、このようにして読出されＩζ検出信号値Ｅ（ｎ）
〜Ｅ （ｎ−Ｎ１＋１ ）を（１２）式のように加算
して、第１の平滑化データ値１ （ｎ）を求める。
各処理サイクルごとに（１２）式から得られた第１の平
滑化データ値Ｉ （ｉ）をつないで行くと第７Ｃ図のよ
うになる。
滑化データ値Ｉ （ｉ）をつないで行くと第７Ｃ図のよ
うになる。
次のステップＳ６では、その時点で最も新しい第１の平
滑化データ値１ （ｎ）と、それよりも時間Ｔｄだけ古
い第１の平滑化データ値１ （ｎ−Ｎ２）との差分値Ｆ
（ロ）の絶対値（以ｒ、「差分絶対値」とぢう。）Ｇ（
ｎ）を、（１３）式のように求める。
滑化データ値１ （ｎ）と、それよりも時間Ｔｄだけ古
い第１の平滑化データ値１ （ｎ−Ｎ２）との差分値Ｆ
（ロ）の絶対値（以ｒ、「差分絶対値」とぢう。）Ｇ（
ｎ）を、（１３）式のように求める。
Ｇ（ｎ）＝ ｌ Ｆ（ｎ） １
−Ｎ（ｎ） Ｉ （ｎ Ｎ２ ） ｌ −（１３）Ｎ
２＝Ｔ、／Δｔ ・・・（１４）
この差分時間間隔Ｔ、は既述した基準変化周期Ｔに応じ
て定められる。この基準変化周期Ｔはたとえば（９）式
で表現されるが、一般には、処理進行速度ｒと波長λ。
２＝Ｔ、／Δｔ ・・・（１４）
この差分時間間隔Ｔ、は既述した基準変化周期Ｔに応じ
て定められる。この基準変化周期Ｔはたとえば（９）式
で表現されるが、一般には、処理進行速度ｒと波長λ。
とに依存する振動開明として定義され、必ずしも（９）
式のような簡単な式で表現される必要はない。
式のような簡単な式で表現される必要はない。
最も望ましいのは差分周期Ｔ、を基準変化周期Ｔの１７
２に設定することである。これは次のようにして説明で
きる。すなわち角振動数ωを有する振動成分につき、差
分時間幅Ｔ、での差分値Ｊを求めると、次の（１５）式
となる。
２に設定することである。これは次のようにして説明で
きる。すなわち角振動数ωを有する振動成分につき、差
分時間幅Ｔ、での差分値Ｊを求めると、次の（１５）式
となる。
Ｊ＝ ５ｉｎ（ω（ｔ＋Ｔｄ）＋θ）−ｓｉｎ（ωｔ
トθ） ＝２ ５ｉｎ（ωＴｄ／２） Ｘ ＣＯ５（ωを十θ→ωＴｄ／２） ・・・（１５） この差分値Ｊの振幅Ｊ。は ｌ ２ ５ｉｎ（ω１’ｄ／２） ｌであるが、この
振幅Ｊ。は、 ωＴｄ／２−π／２ ・・・（１６）の
とき最大値１１２１＋をとる。そして、角＠初数ωが基
準変化周期Ｔに対して ω＝２π／Ｔ ・・・（１７）の
関係にある場合には、（１６）式によって、Ｔｄ＝Ｔ／
２ ・・・（１８）が得られ
る。すなわち、基準変化周期Ｔの２分の１の差分時間幅
での差分値を求めれば、その差分値は基準変化層ＩＩＱ
丁の振動成分を最も良く抽出したものとなっていること
になる。
トθ） ＝２ ５ｉｎ（ωＴｄ／２） Ｘ ＣＯ５（ωを十θ→ωＴｄ／２） ・・・（１５） この差分値Ｊの振幅Ｊ。は ｌ ２ ５ｉｎ（ω１’ｄ／２） ｌであるが、この
振幅Ｊ。は、 ωＴｄ／２−π／２ ・・・（１６）の
とき最大値１１２１＋をとる。そして、角＠初数ωが基
準変化周期Ｔに対して ω＝２π／Ｔ ・・・（１７）の
関係にある場合には、（１６）式によって、Ｔｄ＝Ｔ／
２ ・・・（１８）が得られ
る。すなわち、基準変化周期Ｔの２分の１の差分時間幅
での差分値を求めれば、その差分値は基準変化層ＩＩＱ
丁の振動成分を最も良く抽出したものとなっていること
になる。
もつとも、差分時間幅Ｔｄとして（１７）式以外の値を
とってもよい。一般に差分時間幅Ｔ、と差分値Ｆの振幅
Ｊ。との関係は第８図のようになるため、 （１／４）
Ｔ〜（３／４）Ｔの範囲の値を選択することが望ましい
。なお、Ｍを任意の整数として、Ｔｄ＝ （２Ｍ＋ １
／２ ＞Ｔ ・・・（１９）の場合にも
、周期Ｔの振動成分が良く取出される。
とってもよい。一般に差分時間幅Ｔ、と差分値Ｆの振幅
Ｊ。との関係は第８図のようになるため、 （１／４）
Ｔ〜（３／４）Ｔの範囲の値を選択することが望ましい
。なお、Ｍを任意の整数として、Ｔｄ＝ （２Ｍ＋ １
／２ ＞Ｔ ・・・（１９）の場合にも
、周期Ｔの振動成分が良く取出される。
しかしながら、差分時間幅Ｔｄをあまり人きくすると応
答が遅れるため、（１７）式のように差分時間幅Ｔｄを
定めることが最ら望ましい。
答が遅れるため、（１７）式のように差分時間幅Ｔｄを
定めることが最ら望ましい。
このようにして求まった差分絶対値Ｇ（１）の時間変化
を第７Ｄ図に示す。この第７Ｄ図かられかるように、エ
ツチングがほぼ完了した時点ｔ８以後の差分絶対値Ｇ（
１）のレベルは０に近いものとなっている。
を第７Ｄ図に示す。この第７Ｄ図かられかるように、エ
ツチングがほぼ完了した時点ｔ８以後の差分絶対値Ｇ（
１）のレベルは０に近いものとなっている。
次のステップＳ７では、この差分絶対値Ｇ（１）につき
、最新の値Ｇ （ｎ）からＮ３個だけの差分絶対値Ｇ（
ｎ） 〜Ｇ （ｎ Ｎ３ ＋１ ）の和をとって、次
の（２０）式で示される第２の平滑化データｌ１ｔｉ：
Ｖ（ｎ） （第７Ｅ図）を求める。
、最新の値Ｇ （ｎ）からＮ３個だけの差分絶対値Ｇ（
ｎ） 〜Ｇ （ｎ Ｎ３ ＋１ ）の和をとって、次
の（２０）式で示される第２の平滑化データｌ１ｔｉ：
Ｖ（ｎ） （第７Ｅ図）を求める。
によって求まる値であり、たとえばＮ３−５である。
Ｎ５＝Ｔ、／Δｔ ・・・（２１）ステ
ップＳ８では、このようにして得た第２の平滑化データ
値Ｖ （ｉ）のうち、その時点で最も新しいデータ値Ｖ
（ｎ）としきい値ｖ０とを比較する。
ップＳ８では、このようにして得た第２の平滑化データ
値Ｖ （ｉ）のうち、その時点で最も新しいデータ値Ｖ
（ｎ）としきい値ｖ０とを比較する。
イして、データ値Ｖ （ｎ）がしきい値Ｖ。よりも大き
いときには、ステップＳ９で制御器２３内に設けられて
いる終点判定計時用のタイマ（図示せず）をリセットし
てステップＳ４へ戻る。
いときには、ステップＳ９で制御器２３内に設けられて
いる終点判定計時用のタイマ（図示せず）をリセットし
てステップＳ４へ戻る。
一方、Ｖ（ｎ）＜Ｖ□となるとステップＳ８からステッ
プ８１０へと進み、終点判定計時用のタイマを参照する
ことによって、Ｖ（ｎ）＜Ｖ、となった反転時点ｔ、か
ら終期判定時間幅Ｔ１が経過したかどうかを見る。経過
前であればステップＳ４に戻るが、Ｖ（ｎ）＜Ｖｏの大
小関係反転状態が終期判定時間幅Ｔ１だけ持続するとス
テップＳＩＯの判定は“ＹＥＳ”となり、この時点を処
理終点ｔ とする。これによって処理終点検知動作その
ものは完でし、次の表面処理停止動作に移る。この表面
処理停止動作の詳細についての説明は省略するが、ポン
プＰの停止やウェハＷの純水洗浄・脱水乾燥などを含む
処理である。
プ８１０へと進み、終点判定計時用のタイマを参照する
ことによって、Ｖ（ｎ）＜Ｖ、となった反転時点ｔ、か
ら終期判定時間幅Ｔ１が経過したかどうかを見る。経過
前であればステップＳ４に戻るが、Ｖ（ｎ）＜Ｖｏの大
小関係反転状態が終期判定時間幅Ｔ１だけ持続するとス
テップＳＩＯの判定は“ＹＥＳ”となり、この時点を処
理終点ｔ とする。これによって処理終点検知動作その
ものは完でし、次の表面処理停止動作に移る。この表面
処理停止動作の詳細についての説明は省略するが、ポン
プＰの停止やウェハＷの純水洗浄・脱水乾燥などを含む
処理である。
以上のような動作を行なうことによって、ノイズ等の影
響を取除いた正確な処理終点検知が行なわれる。なお、
終期判定時間幅Ｔ１を設定しておくのは、■偶然に短時
間だけＶ（ｎ）＜Ｖ。となったときに、これを処理終点
と誤認しないようにするためと、■Ｖ（ｎ）＜Ｖｏとな
ってもウェハＷの一部分にはまだエツチングが完了して
いない領域が残っている場合があり、その部分のエツチ
ングを完全に完了させるためにはある程度余分にエツチ
ング時間をとっておいた方がよいという、２つの理由に
よる。また、基準変化周期Ｔは通常たとえば５ ｓｅｃ
〜１ｏｓｅｃであるが、差分加算時間幅°「、を大きく
とると、第２の平滑化データ値■は第７Ｆ図中に破線Ｖ
′で示すように変化する。
響を取除いた正確な処理終点検知が行なわれる。なお、
終期判定時間幅Ｔ１を設定しておくのは、■偶然に短時
間だけＶ（ｎ）＜Ｖ。となったときに、これを処理終点
と誤認しないようにするためと、■Ｖ（ｎ）＜Ｖｏとな
ってもウェハＷの一部分にはまだエツチングが完了して
いない領域が残っている場合があり、その部分のエツチ
ングを完全に完了させるためにはある程度余分にエツチ
ング時間をとっておいた方がよいという、２つの理由に
よる。また、基準変化周期Ｔは通常たとえば５ ｓｅｃ
〜１ｏｓｅｃであるが、差分加算時間幅°「、を大きく
とると、第２の平滑化データ値■は第７Ｆ図中に破線Ｖ
′で示すように変化する。
Ｄ、Ｉ ２の実施例の動作
第９図はこの発明の第２の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。この第９図と第１図とを比較するとわか
るように、この第２の実施例では第１図のステップＳ５
が省略されており、差分絶対値Ｇ （ｎ）として検出信
号値Ｅ （ｎ）の差分絶対値を求めている（ステップ５
２１）。つまり、この第２の実施例では、この発明にお
（プる「第１のデータ」として検出信号ｆａＥ（ｎ）自
身を採用していることになる。そして、ステップＳ２２
ではこの差分絶対１ａＧ（ｎ）から平滑化データ値Ｖ
（ｎ）が求められ、ステップ３２３でこの平滑化データ
値Ｖ（ｎ）としきい値ｖｏが比較されている。
ャートである。この第９図と第１図とを比較するとわか
るように、この第２の実施例では第１図のステップＳ５
が省略されており、差分絶対値Ｇ （ｎ）として検出信
号値Ｅ （ｎ）の差分絶対値を求めている（ステップ５
２１）。つまり、この第２の実施例では、この発明にお
（プる「第１のデータ」として検出信号ｆａＥ（ｎ）自
身を採用していることになる。そして、ステップＳ２２
ではこの差分絶対１ａＧ（ｎ）から平滑化データ値Ｖ
（ｎ）が求められ、ステップ３２３でこの平滑化データ
値Ｖ（ｎ）としきい値ｖｏが比較されている。
このような場合の各データの時間変化を第１０Ａ図〜第
１０Ｄ図に示すが、この方法によっても終点ｔ。が正確
に求まることがわかる。なお、Ｔ、の値を大きくすると
、平滑化データＶ （ｉ）は第１０Ｄ図中に破線Ｖ′で
示すような時間変化を行なうことになる。
１０Ｄ図に示すが、この方法によっても終点ｔ。が正確
に求まることがわかる。なお、Ｔ、の値を大きくすると
、平滑化データＶ （ｉ）は第１０Ｄ図中に破線Ｖ′で
示すような時間変化を行なうことになる。
旦−３（７） Ｆヨ
第１１図はこの発明の第３の実施例を示すフロートヂャ
ートである。この第３の実施例では、第１図のステップ
Ｓ７が省略されている。そして、差分絶対値Ｇ（０）そ
のものがしきい値■。と比較される（ステップ＄３２）
。したがって、この実施例においては第１の実施例にお
ける第７Ａ図〜第７Ｄ図の波形が得られ、この第７Ｄ図
の波形に対して第１２図のような比較処理が行なわれて
いることになる。また、第１１図のステップ８３１く第
１図のステップＳ５に対応。）も省略すれば、第２の実
施例における第１０Ａ図〜第１０Ｃ図の波形が得られ、
この第１０Ｃ図の波形に対して第１３図のような比較処
理を行なうことになる。
ートである。この第３の実施例では、第１図のステップ
Ｓ７が省略されている。そして、差分絶対値Ｇ（０）そ
のものがしきい値■。と比較される（ステップ＄３２）
。したがって、この実施例においては第１の実施例にお
ける第７Ａ図〜第７Ｄ図の波形が得られ、この第７Ｄ図
の波形に対して第１２図のような比較処理が行なわれて
いることになる。また、第１１図のステップ８３１く第
１図のステップＳ５に対応。）も省略すれば、第２の実
施例における第１０Ａ図〜第１０Ｃ図の波形が得られ、
この第１０Ｃ図の波形に対して第１３図のような比較処
理を行なうことになる。
旦−］Ｌ肚囚
上記実施例では、基準変化周期Ｔを（９）式のように理
論的に導いたが、実際には種々の誤差が生ずるため、こ
の基準変化周期Ｔを実験的に求め、それに応じて差分時
間幅Ｔｄを決定してもよい。
論的に導いたが、実際には種々の誤差が生ずるため、こ
の基準変化周期Ｔを実験的に求め、それに応じて差分時
間幅Ｔｄを決定してもよい。
また、差分絶対値を求めることも必須ではなく、差分値
Ｆ （ｎ）としきい値±ｖｏとを比較して、（−Ｖ
） ＜ Ｆ （ｎ） ＜ （＋Ｖ□ ）となるような時
刻を特定してもよい。平滑化を行なう場合には平均値を
求めてもよい。
Ｆ （ｎ）としきい値±ｖｏとを比較して、（−Ｖ
） ＜ Ｆ （ｎ） ＜ （＋Ｖ□ ）となるような時
刻を特定してもよい。平滑化を行なう場合には平均値を
求めてもよい。
さらに、第１４図のように発光素子１３と受光素子１４
とをウェハＷをはさんで対向させ、透過光［１を検出し
てもよい。この場合には、基体と表面層との双方を透過
可能な光を使用する。そして、第１５図中に示す主要な
２種類の透過光Ｌ工、。
とをウェハＷをはさんで対向させ、透過光［１を検出し
てもよい。この場合には、基体と表面層との双方を透過
可能な光を使用する。そして、第１５図中に示す主要な
２種類の透過光Ｌ工、。
Ｌ１２の光路差がエツチングの進行に伴って変化する事
実を利用する。第１５図に示す透過光［１３のように、
これら以外の透過光も存在することは、第１の実施例に
おける反射光の場合と同様であるが、透過光Ｌ をこれ
らの種々の透過光の合成光■ と考えればよいことも、第１の実施例と同様である。
実を利用する。第１５図に示す透過光［１３のように、
これら以外の透過光も存在することは、第１の実施例に
おける反射光の場合と同様であるが、透過光Ｌ をこれ
らの種々の透過光の合成光■ と考えればよいことも、第１の実施例と同様である。
また、この発明は、ウェハＷにエッチ１７ントを噴霧す
る場合だけでなく、エッチャント中に浸漬させる場合に
も適用できる。
る場合だけでなく、エッチャント中に浸漬させる場合に
も適用できる。
さらに、この発明は、半導体ウェハのエツチング処理の
みでなく、レジスト膜製作時の現像処理など、種々の被
処理物の表面層除去処理に適用可能である。
みでなく、レジスト膜製作時の現像処理など、種々の被
処理物の表面層除去処理に適用可能である。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明によれば、表面層の厚さ
の変化による光の干渉状態の変化を利用して処理終点検
知を行なっているため、基体上に形成された表面層が光
を透過するような場合において、この表面層のうち所定
の領域に存在する部分の除去処理が終了した時点を正確
に検知することができる。
の変化による光の干渉状態の変化を利用して処理終点検
知を行なっているため、基体上に形成された表面層が光
を透過するような場合において、この表面層のうち所定
の領域に存在する部分の除去処理が終了した時点を正確
に検知することができる。
また、表面処理液の噴射や被処理物の機械的な振動・回
転によって生ずるような光検出の不安定性は、基準変化
周期を持った成分を取出す過程で除去されるために、こ
のような場合においても、除去処理が終了した時点を正
確に検知することができる。
転によって生ずるような光検出の不安定性は、基準変化
周期を持った成分を取出す過程で除去されるために、こ
のような場合においても、除去処理が終了した時点を正
確に検知することができる。
特に、被処理物を回転させつつ除去処理を行なう場合に
このような正確性が確保されることは大きな利点である
。
このような正確性が確保されることは大きな利点である
。
第１図はこの発明の第１の実施例の動作を示すフローチ
ャート、 第２図は実施例に使用される装置のブロック図、第３図
ないし第６図、および第８図は実施例の（＋！理説明図
、 第７図は第１の実施例における波形図、第９図は第２の
実施例の動作を示すフローチャート、 第１０図は第２の実施例における波形図、第１１図は第
３の実施例の動作を示すフローチャート、 第１２図Ｊりよび第１３図は第３の実施例における比較
判断を示す波形図、 第１４図および第１５図はこの発明の詳細な説明図、 第１６図は従来の処理終点検知方法の説明図である。 Ｗ・・・半導体ウェハ（被処理物）、 １・・・シリコンリーブストレー１〜（基体）、２・・
・酸化シリコン層（表面層）、 １２・・・発光素子、 １３・・・受光素子、Ｓ・
・・受光信号、 Ｅ（１）・・・検出信号値、
１ （ｉ）・・・第１の平滑化データ値、「（ｉ）・・
・差分（直、 Ｇ（１）・・・差分絶対値、Ｖ （
ｉ）・・・第２の平滑化データ値、Ｔ・・・基準変化周
期
ャート、 第２図は実施例に使用される装置のブロック図、第３図
ないし第６図、および第８図は実施例の（＋！理説明図
、 第７図は第１の実施例における波形図、第９図は第２の
実施例の動作を示すフローチャート、 第１０図は第２の実施例における波形図、第１１図は第
３の実施例の動作を示すフローチャート、 第１２図Ｊりよび第１３図は第３の実施例における比較
判断を示す波形図、 第１４図および第１５図はこの発明の詳細な説明図、 第１６図は従来の処理終点検知方法の説明図である。 Ｗ・・・半導体ウェハ（被処理物）、 １・・・シリコンリーブストレー１〜（基体）、２・・
・酸化シリコン層（表面層）、 １２・・・発光素子、 １３・・・受光素子、Ｓ・
・・受光信号、 Ｅ（１）・・・検出信号値、
１ （ｉ）・・・第１の平滑化データ値、「（ｉ）・・
・差分（直、 Ｇ（１）・・・差分絶対値、Ｖ （
ｉ）・・・第２の平滑化データ値、Ｔ・・・基準変化周
期
Claims (5)
- （１）基体上に表面層が設けられた被処理物に所定の表
面処理を施すことによって前記表面層を除去するに際し
て、前記除去処理が終了した時点を検知する方法であつ
て、 前記表面層を透過可能な波長成分を含む光を前記被処理
物に対して照射し、 前記被処理物からの反射光または透過光の強度を検出し
、 前記強度の時間的変化に応じて定まる第１のデータから
、前記除去処理の処理進行速度と前記照射を行なつた光
の波長とに依存する基準変化周期を持つた成分を、前記
基準変化周期に応じた時間間隔ごとの時間差分値を求め
ることによって抽出し、 前記差分値の時間的変化に応じて定まる第２のデータの
レベルを所定のしきい値と比較し、前記比較結果に基い
て前記除去処理が終了した時点を検知することを特徴と
する、表面処理における処理終点検知方法。 - （２）差分値を求めるための時間間隔を基準変化周期の
２分の１程度の値とした、特許請求の範囲第１項記載の
表面処理における処理終点検知方法。 - （３）第１のデータは、反射光または透過光の強度を第
１の時定数で平滑化して得られるデータであり、 第２のデータは、第１のデータの時間差分値の絶対値を
第２の時定数で平滑化して得られるデータである、特許
請求の範囲第１項または第２項記載の表面処理における
処理終点検知方法。 - （４）第２のデータは、第１のデータの差分値の絶対値
である、特許請求の範囲第１項または第２項記載の表面
処理における処理終点検知方法。 - （５）除去処理が終了した時点は、第２のデータのレベ
ルとしきい値との大小関係が反転した後、前記反転状態
が所定の期間だけ持続し終つた時点として検知される、
特許請求の範囲１項ないし第４項のいずれかに記載の表
面処理における処理終点検知方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294205A JPS63147327A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 表面処理における処理終点検知方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294205A JPS63147327A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 表面処理における処理終点検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63147327A true JPS63147327A (ja) | 1988-06-20 |
| JPH0319698B2 JPH0319698B2 (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=17804681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
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1987
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- 1987-12-09 US US07/130,472 patent/US4767495A/en not_active Expired - Fee Related
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