发明名称 终点检测方法及终点检测装置
摘要 本发明旨在:确实能利用形成于被处理层上之掩护层检测对被处理层时之加工终点。藉由以光照射矽氧化膜(105A)及多晶矽膜(104),测量由来自这些膜之反射光所形成之干涉光。求出波长为600nm之干涉光强度与对波长范围在400nm至800nm之干涉光之强度的积分值的比。是以,由于可从所测量之干涉光波形中除去于矽氧化膜(105A)产生之干涉成份,而能够算出于多晶矽膜(104)产生之干涉光波形。最后,根据所算出之干涉光波形求出多晶矽膜(104)的残留厚度,比较该残留厚度与所期待之厚度,而检测对多晶矽膜(104)之加工终点。
申请公布号 TWI244695 申请公布日期 2005.12.01
申请号 TW093115989 申请日期 2004.06.03
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 山下武志;山口峰生
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种终点检测方法,其系于利用形成于被处理层上之掩护层加工所述被处理层时使用,其特征系在于:包括:藉由以光照射所述掩护层及所述被处理层,测量由来自所述掩护层及所述被处理层之反射光所形成之干涉光的步骤;从所述被测量之干涉光的波形中除去于所述掩护层产生之干涉成份,计算出于所述被处理层产生之干涉光之波形的步骤;以及藉由基于所述计算之干涉光之波形求出所述被处理层的残留厚度,比较该残留厚度与所期待之厚度,以检测对所述被处理层之加工终点的步骤。2.如申请专利范围1之终点检测方法,其中:算出于所述被处理层产生之干涉光之波形的步骤,系包括:藉由求出至少1种特定波长下之所述被测量干涉光之强度与给定波长范围内所包含之至少10种以上之波长下的所述被测量干涉光之强度之和的比,而从所述被测量干涉光中除去于掩护层产生之干涉成份。3.如申请专利范围第1项之终点检测方法,其中:算出于所述被处理层产生之干涉光之波形的步骤,系包括:藉由求出至少1种特定波长下之所述被测量干涉光之强度与给定波长范围下之所述被测量干涉光之强度的积分値之比,而从所述被测量干涉光中除去于掩护层产生之干涉成份。4.如申请专利范围第2或3项之终点检测方法,其中:所述给定波长范围的下限値系大于等于400nm。5.如申请专利范围第2或3项之终点检测方法,其中:所述给定波长范围的宽度系大于等于100nm。6.如申请专利范围第2或3项之终点检测方法,其中:所述给定波长范围,系大于等于400nm小于等于800nm之范围。7.如申请专利范围第2或3项之终点检测方法,其中:所述特定波长,系包含于所述给定波长范围内。8.如申请专利范围第2或3项之终点检测方法,其特征在于:所述特定波长,系为所述所期待厚度的整数倍。9.如申请专利范围第1项之终点检测方法,其中:算出于所述被处理层产生之干涉光之波形的步骤,包括:根据所述掩护层的初始厚度、所述被处理层的初始厚度、所述被处理层的蚀刻速度及所述掩护层的蚀刻速度,预测于所述掩护层产生之干涉成份,同时从所述被测量干涉光中除去所述被预测之干涉成份的步骤。10.如申请专利范围第1项之终点检测方法,其中:于检测对所述被处理层之加工终点的步骤中,系使用所述算出之干涉光之波形中的极大値或极小値。11.如申请专利范围第1项之终点检测方法,其中:所述被处理层,系形成于半导体基板、半导体基板上的绝缘膜以及半导体基板上之底层中的任意一层上之半导体层或矽化物层。12.如申请专利范围第1项之终点检测方法,其中:所述掩护层,系由感光性树脂膜或绝缘膜形成。13.一种加工方法,其系利用形成于被处理层上之掩护层加工所述被处理层,其特征系在于:采用如申请专利范围第1项之终点检测方法检测对被处理层之加工终点。14.如申请专利范围第13项之加工方法,其中:于所述被处理层之加工途中检测对所述被处理层之加工终点。15.如申请专利范围第13项之加工方法,其中:对所述被处理层之加工过程中,系采用电浆蚀刻。16.如申请专利范围第13项之加工方法,其中:于对所述被处理层之加工中,采用化学机械研磨。17.一种终点检测装置,其系利用形成于被处理层上之掩护层加工所述被处理层时使用,其特征系在于:具备:光源,其系以光照射所述掩护层及所述被处理层;分光器,其系测量由所述掩护层及所述被处理层相对来自所述光源之光的反射光而形成之干涉光;演算部,其系从由所述分光器测量之干涉光中除去于所述掩护层产生之干涉成份,由此算出于所述被处理层产生之干涉光的波形;以及终点检测部,其系基于由所述演算部算出之干涉光的波形求出所述被处理层的残留厚度,比较该残留厚度与所期待之厚度,以检测对所述被处理层之加工终点。18.如申请专利范围第17项之终点检测装置,其中:所述演算部,系藉由求出至少1种特定波长下之所述被测量干涉光之强度与包含在给定波长范围内的至少10种以上波长下的所述被测量干涉光之强度和的比,以从所述被测量干涉光中除去于掩护层产生之干涉成份。19.如申请专利范围第17项之终点检测装置,其中:所述演算部,其系求出至少1种特定波长下的所述被测量干涉光之强度与给定波长范围下的所述被测量干涉光之强度之积分値的比,以从所述被测量干涉光中除去于掩护层产生之干涉成份。20.如申请专利范围第17项之终点检测装置,其中:所述演算部,其系根据所述掩护层的初始厚度、所述被处理层的初始厚度、所述被处理层的蚀刻速度及所述掩护层的蚀刻速度,预测在所述掩护层产生之干涉成份,同时从所述被测量之干涉光中除去所述被预测之干涉成份。图式简单说明:图1(a)~图1(d)系显示采用本发明第一实施形态所关系之终点检测方法的半导体装置制造方法的各工序截面图。图2系显示根据本发明第一实施形态所关系之终点检测方法算出之、于多晶矽膜产生之干涉光之波形的图。图3系显示将本发明第二实施形态所关系之终点检测装置与乾蚀刻装置组合使用时之状态的图。图4系显示本发明第二实施形态所关系之终点检测方法的流程图。图5(a)及图5(b)系显示根据本发明第二实施形态所关系之终点检测方法算出之、于掩护层产生之干涉光之强度的图。图6(a)~图6(c)系显示采用本发明第三实施形态所关系之终点检测方法之半导体装置的制造方法之各工序之剖面图。图7(a)及图7(b)系显示于采用本发明第三实施形态所关系之终点检测方法的蚀刻中,矽基板的切削量(深度)与干涉光之关系的图。图8系显示矽基板之蚀刻速度相对光阻膜开口率的依赖性的图。图9(a)及图9(b)分别系显示采用本发明第三实施形态所关系之终点检测方法时,各种光阻膜开口率的终点检测波形及矽基板的切削量(深度)的图。图10系显示习知之终点检测装置组合至乾蚀刻装置而使用之状态的图。图11(a)及图11(b),系显示于采用习知之终点检测方法的蚀刻中,多晶矽膜的残留膜厚与干涉光之关系的图。图12(a)~图12(c)系显示采用习知之终点检测方法的半导体装置制造方法的各工序之剖面图。图12(d)系显示习知之终点检测方法中所存在之问题点的图。图13系显示于多晶矽膜之乾蚀刻中,获得终点检测时之干涉光的波形的图。图14系显示于多晶矽膜的乾蚀刻中光之反射的图。图15(a)系显示形成于成为掩护层之矽氧化膜上之干涉光的状态的图;图15(b)系显示形成于成为被处理层之多晶矽膜上之干涉光的状态的图。图16系显示形成于成为掩护层之矽氧化膜上之干涉光的波形、形成于成为被处理层之多晶矽膜上之干涉光的波形的图。图17系显示形成于成为掩护层之矽氧化膜上之干涉光、与形成于成为被处理层之多晶矽膜上之干涉光间之干涉光发生光源之偏移的图。图18系显示形成于成为掩护层的矽氧化膜上之干涉光波形与形成于成为被处理层之多晶矽膜上之干涉光波形之合成波形的图。图19(a)系显示于多晶矽膜之实际蚀刻中获得之干涉光的波形的图;图19(b)系显示以正弦波表示之干涉光的波形的图;图19(c)系显示以斜率为负的一次函数(单调减少曲线)显示之干涉光的波形的图。
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