发明名称 半导体之制造方法及电浆处理方法以及该装置
摘要 本发明是在藉由将雷射光照射在处理室内,而检测来自处理室内之异物的乱射光来判断在处理室内有无异物时,藉着以具有广的视角与深的焦点范围深度的检测透镜来检测乱射光,可以以简单构成的检测光学系统,沿着宽广的范围,以大约相同的感度来检测浮游在处理室内的异物。
申请公布号 TW554461 申请公布日期 2003.09.21
申请号 TW091119019 申请日期 2002.08.22
申请人 日立制作所股份有限公司 发明人 中野博之;新井武;中田俊彦
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种半导体装置之制造方法,包含以下的步骤,将半导体基板投入到处理室内的步骤;在上述处理室内产生电浆的电浆产生步骤;在上述处理室内,藉由上述发生的电浆的反应,针对上述半导体基板实施处理来制造半导体基板的制造步骤;在上述处理室内检测出在上述发生的电浆中或其附近而浮游的异物的异物检测步骤及;从处理室取出上述所制造时半导体基板的步骤,在此,上述异物检测步骤更包括:藉由扫描光学系统使雷射光通过设在上述处理室的窗,而扫描照射在被投入到上述处理室内的半导体基板上的照射步骤;在该照射步骤中,在雷射光扫描半导体基板上时,具有在上述半导体基板上之全部领域上所发生来自浮游异物的乱射光会通过上述窗而入射到入射面的广的视角,而根据具有与上述扫描光学系统之照射光轴不同之检测光轴的检测透镜而集光在入射面,在检测器接收被集光在该入射面的光而转换成第1信号的检测步骤及;从上述第1信号得到上述浮游异物资讯的步骤。2.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中藉由检测透镜而集光在入射面之来自浮游异物的乱射光是一来自浮游异物的后方乱射光及/或侧方乱射光。3.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,其中上述检测透镜具有让位在该检测透镜和在上述处理室内被照射上述雷射光束之领域中最接近于上述检测透镜的异物乱射光发生点、与在该检测透镜和被照射上述雷射光束的领域中离上述检测透镜最远的异物乱射光发生点之间的任意的点所发生之来自上述处理室内之异物的乱射光不会失焦(defocus)地成像在上述入射面的深的被照范围深度。4.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,藉由空间滤光器来遮住在上述检测步骤中藉由检测透镜入射到入射面而来自处理室的壁面的散乱反射光。5.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中,将被集光在上述入射面的光藉由光纤而引导到检测器。6.如申请专利范围第1项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中,包含上述扫描光学系统之照射光轴的平面的高度,则与包含上述检测透镜的检测光轴之平面的高度不同。7.一种半导体装置之制造方法,包含以下的步骤,将半导体基板投入到处理室内的步骤;在上述处理室内产生电浆的电浆产生步骤;在上述处理室内,藉由上述发生的电浆的反应,针对上述半导体基板实施处理来制造半导体基板的制造步骤;在上述处理室内检测出在上述发生的电浆中或其附近而浮游的异物的异物检测步骤及;从处理室取出上述所制造的半导体基板的步骤,在此,上述异物检测步骤更包含:藉由扫描光学系统,使藉由强度调变器根据所定的频率经强度调变的光通过设在上述处理室的窗,而扫描照射在被投入到上述处理室内的半导体基板上的照射步骤;在该照射步骤中,在经强度调变的光扫描半导体基板上时,藉由具有在上述半导体基板上之全部领域上所发生来自浮游异物的乱射光会通过上述窗而入射到入射面的广的视角的检测透镜而集光在入射面,而在检测器接收被集光在该入射面的光,且将其转换成第1信号的检测步骤及;藉着从上述第1信号抽出具有与上述根据所定的频率经强度调变的光相同的频率的信号成分而得到上述浮游异物资讯的步骤。8.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,其中上述检测步骤中,检测透镜所集光于入射面之来自浮游异物之乱散光,系来自浮游异物之后方乱射光及/或侧方乱射光。9.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中,上述检测透镜具有让位在该检测透镜和在上述处理室内被照射上述雷射光束之领域中最接近于上述检测透镜的异物乱射光发生点、与在该检测透镜和被照射上述雷射光束的领域中离上述检测透镜最远的异物乱射光发生点之间的任意的点所发生之来自上述处理室内之异物的乱射光不会失焦(defocus)地成像在上述入射面的深的被照范围深度,利用该检测透镜让来自上述浮游异物的乱射光集光。10.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,藉由空间滤光器来遮住在上述检测步骤中藉由检测透镜入射到入射面而来自处理室的壁面的散乱反射光。11.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中,将被集光在上述入射面的光藉由光纤而引导到检测器。12.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述检测步骤中,包含上述扫描光学系统之照射光轴的平面的高度,则与包含上述检测透镜的检测光轴之平面的高度不同。13.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述异物检测步骤的上述检测步骤中,上述经强度调变的光具有所定的波长,而从被集光在入射面的光分离出上述具有所定的波长的光成分,由检测器接收分离出的检测器,且将其转换到第1信号。14.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述异物检测步骤中,经上述强度调变的所定的频率则与由上述所发生之电浆的激励频率或发光频率及其整数倍所得到的频率不同。15.如申请专利范围第7项之半导体装置之制造方法,在上述异物检测步骤中,更包含根据上述所得到的浮游异物资讯来分析在上述处理室内或上述半导体基板上之污染状态的步骤。16.如申请专利范围第15项之半导体装置之制造方法,更包括根据上述污染状态的分析结果来控制上述处理室之洗净的步骤。17.一种电浆处理方法,包括以下的步骤:将半导体基板投入到处理室内的步骤;在上述处理室内产生电浆的电浆产生步骤;在上述处理室内,藉由上述发生的电浆的反应,针对上述半导体基板实施处理来制造半导体基板的制造步骤;在上述处理室内检测出在上述发生的电浆中或其附近而浮游的异物的异物检测步骤及;从处理室取出上述所制造时半导体基板的步骤,在此,上述异物检测步骤更包括:藉由扫描光学系统使雷射光通过设在上述处理室的窗,而扫描照射在被投入到上述处理室内时半导体基板上的照射步骤;在该照射步骤中,在雷射光扫描半导体基板上时,具有在上述半导体基板上之全部领域上所发生来自浮游异物的乱射光会通过上述窗而入射到入射面的广的视角,而根据具有与上述扫描光学系统之照射光轴不同之检测光轴的检测透镜而集光在入射面,在检测器接收被集光在该入射面的光而转换成第1信号的检测步骤及;从上述第1信号抽出具有与经上述所定的频率实施强度调变的光相同频率的信号成分,而得到上述浮游异物资讯的步骤。18.如申请专利范围第17项之电浆处理方法,上述异物检测步骤之检测步骤中的检测透镜具有将发生在上述被处理基板上之上述经强度调变的光所扫描之领域之全部领域而来自浮游异物的光成像在成像面的深的焦点深度。19.如申请专利范围第17项之电浆处理方法,在上述异物检测步骤的检测步骤中,藉由空间滤光器来遮住藉由检测透镜入射到入射面而来自处理室之壁面的散乱反射光。20.一种电浆处理方法,其包括以下的步骤:将被处理基板投入到处理室内的投入步骤;在上述处理室内产生电浆的电浆产生步骤;在上述处理室内,藉由与上述所发生的电浆的反应,而针对上述被处理基板实施处理的处理步骤及;用来检测在上述处理室内上述所产生之电浆中或浮游在其附近之异物的异物检测步骤及;从处理室取出经实施上述处理的被处理基板的取出步骤,在此,上述异物检测步骤更包含以下的步骤:将具有所定的波长,而以强度调变器依据所定的频率经过强度调变的光,藉由扫描光学系统,通过设在上述处理室的窗,而扫描照射在被投入到上述处理室内的被处理基板上的照射步骤;在该照射步骤中,当经强度调变的光扫描于被处理基板上时,藉由一具有可以使来自在上述被处理基板上之全部领域之浮游异物的乱射光通过上述窗而入射到入射面之广的视角的检测透镜而集光在入射面,而从被集光在该入射面的光依据具有上述所定之波长的光成分加以分离,以检测器来检测该经分离的光成分,且将其转换成第1信号的检测步骤及;藉着从上述第1信号抽出具有与依据上述所定的频率经过强度调变的光相同之频率的信号成分,而得到上述浮游异物资讯的步骤。21.如申请专利范围第20项之电浆处理方法,在上述异物检测步骤之检测步骤中的检测透镜具有可以让来自在上述被处理基板上之全部领域中所产生之浮游异物的乱射光成像在成像面的深的焦点深度。22.如申请专利范围第20项之电浆处理方法,在上述异物检测步骤中的检测步骤,藉由空间滤光器来遮住藉由检测透镜而入射到入射面而来自处理室之壁面的乱射光。23.一种电浆处理装置,其包含以下的构成:备有对内部排气而维持在所定之压力之排气机构的处理室;将所希望的气体供给到藉由上述排气机构而将内部排气成真空之上述处理室的气体供给机构;在藉由该气体供给机构将所希望的气体供给到上述处理室之内部的状态下,在上述处理室的内部产生电浆的电浆产生机构;从上述处理室的外部,通过设在上述处理室的窗,将雷射光照射到藉由该电浆产生机构而产生电浆之上述处理室的内部加以扫描的照射光学系统;藉着以该照射光学系统来照射雷射光且加以扫描,而使从浮游在上述处理室之内部的异物而产生的乱射光通过上述窗加以检测的检测光学系统及;与上述雷射光的扫描呈同步地处理藉由该检测光学系统检测出来自上述浮游之异物的乱射光而得到的信号,而得到在上述处理室之内部浮游之异物的分布状态之资讯的处理机构。24.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,上述处理室机构在内部具备有电极部,藉着将高频电力施加在上述处理室的电极部,可以在上述处理室的内部藉由高频放电来产生电浆。25.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,其中上述照射光学系统则将依据与上述高频电力不同的频率经过强度调变的雷射光通过设在上述处理室的窗而照射到上述处理室的内部进行扫描。26.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,其中上述处理室机构具有在内部载置被处理基板的载置部,上述照射光学系统则沿着该被处理基板的大约整个面来扫描载置在上述载置部之被处理基板的上方。27.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,更具备有可将上述处理机构处理过的结果加以显示的显示部。28.如申请专利范围第27项之电浆处理装置,其中上述显示部,经上述处理机构处理的结果乃表示在上述处理室内部之浮游异物的分布状况。29.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,其中上述检测光学系统备有透镜部,藉由上述照射光学系统来照射雷射光而扫描,而藉由该透镜部来检测来自浮游在上述处理室之内部之异物的乱射光。30.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,其中上述检测光学系统备有用来遮住入射到上述透镜部之来自处理室之壁面的散乱反射光。31.如申请专利范围第23项之电浆处理装置,其中上述检测光学系统具备有可以使来自异物所产生的乱射光经过上述窗而集光加以检测的集光透镜与检测器,该集光透镜则具有让位在该集光透镜和在上述处理室内被照射上述雷射光束之领域中最接近于上述检测透镜的异物乱射光发生点、与在该检测透镜和被照射上述雷射光束的领域中离上述检测透镜最远的异物乱射光发生点之间的任意的点所发生之来自上述处理室内之异物的乱射光不会失焦(defocus)地成像在上述入射面的深的被照范围深度。图式简单说明:图1(a)、1(b)为本发明之电浆处理装置(具有电浆中浮游异物计测装置的蚀刻处理装置) 之第1实施形态的构成图。图2为本发明之由照明、异物、异物乱射光以及处理室内壁所产生之乱射光之情形的说明图。图3为在根据检测透镜来检测乱射光时之光线行迹的一实施例的说明图。图4为根据检测透镜所检测之异物乱射光在检测透镜之成像面附近之光线行迹的一实施例的说明图。图5为本发明之第1实施形态中之观测窗、扫描光学系统与检测透镜之位置关系的说明图。图6为本发明之第1实施形态在检测透镜成像面中的像的说明图。图7为本发明之第1实施形态中之观测窗、扫描光学系统与检测透镜之位置关系的说明图。图8为本发明之第1实施形态在检测透镜成像面中的像的说明图。图9为表示本发明之第1实施形态当设置检测领域限制滤光器(空间滤光器)时之检测像的说明图。图10为表示本发明之第1实施形态在被处理基板(晶圆)上9个点的检测光强度的时间变化的说明图。图11为表示本发明之第1实施形态在被处理基板(晶圆)上9个点的异物信号强度的说明图。图12为表示本发明之电浆处理装置(具有电浆中浮游异物计测装置的蚀刻处理装置)之第2实施形态的构成图。图13(a)、13(b)为表示本发明之第2实施形态在检测透镜成像面中的像的说明图。图14为表示本发明之第2实施形态之观测窗、扫描光学系统与检测透镜之位置关系的说明图。图15为表示本发明之第2实施形态当设置检测领域限制滤光器(空间滤光器)时之检测像的说明图。图16(a)、16(b)为表示本发明之第2实施形态之观测窗、扫描光学系统与检测透镜之位置关系的说明图。图17为表示本发明之第2实施形态在检测透镜成像面中的像的说明图。图18为表示本发明之第2实施形态当设置检测透镜限制滤光器(空间滤光器)时之检测像的说明图。图19为依据处理的流程,模式地说明已导入有本发明之附设电浆中浮游异物计测装置之电浆处理装置的半导体积体电路装置之制造过程的说明图。图20(a)、20(b)、20(c)、20(d)、20(e)为利用断面构造,依据处理的流程,模式地表示本发明之接触孔的形成过程的说明图。图21为模式地表示在本发明之接触孔的蚀刻过程中因为附着缺陷所产生之缺陷的例子的说明图。图22为检测透镜与电浆处理室之平面的断面图。
地址 日本
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