(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光のうち所定の波長帯域の光から変換された電気信号から基準値を得る段階と、
測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する段階と、
前記基準値に対応する方法で、前記ウェーハから反射された光のうち、前記波長帯域の光から変換された電気信号から出力値を得る段階と、
前記基準値に対する前記出力値の比率を求める段階と、
前記比率を所定の基準比率と比べ、前記ウェーハが不足蝕刻状態なのかを判断する段階とをこの順に含んでなる半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法において、
前記基準比率を９２％に設定し、
前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求め、前記△Ｒを所定の基準差値と比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２】
前記基準値及び出力値は各々に対応する電気的信号の平均値から得られることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３】
前記基準値及び出力値は各々に対応する電気的信号の正規化された平均値から得られることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項４】
前記基準値及び出力値は各々に対応する電気的信号の正規化された平均値から得られることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項５】
前記波長帯域は１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍの範囲に設定することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項６】
前記波長帯域は１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍの範囲に設定することを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項７】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項８】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項９】
ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光の所定波長帯域の電気的信号を積分して基準値を得る段階と、
測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する段階と、
前記ウェーハから反射された光の前記波長帯域の電気的信号を積分して出力値を得る段階と、
前記基準値に対して前記出力値の比率を求める段階と、
前記比率が所定の基準比率に比べ、前記ウェーハが不足蝕刻状態なのかを判断する段階とをこの順に含んでなり、
前記基準比率を９２％に設定すること、および
前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求める段階と、
前記△Ｒを所定の基準差値と比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１０】
前記基準値及び出力値は各々に対応する正規化された電気的出力から得ることを特徴とする請求項９に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１１】
前記波長帯域は１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍの範囲に設定することを特徴とする請求項９または請求項１０のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１２】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１３】
プラズマオーバーエッチング工程を経たウェーハに所定の波長帯域の光を照射する第１段階と、
前記ウェーハから反射された光から変換され正規化された電気信号から所定の出力値を得る第２段階と、
前記出力値より前記ウェーハから反射された光の光学的インピーダンスの変化の有無を、ベアシリコンから反射された光の正規化された電気的信号から得られた基準値と、前記出力値とを比較することにより判断する第３段階と、
前記第３段階で光学的インピーダンスの変化によりオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第４段階と、
オーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第５段階と、
オーバーエッチングが未完了と判断した場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第６段階とを具備する半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１４】
前記電気的信号はウェーハから反射された光の反射度より得ることを特徴とする請求項１３に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１５】
前記電気的信号は対応ウェーハから反射された光の偏光比率より得ることを特徴とする請求項１３に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１６】
前記偏光比率は反射された光のｐ偏光の反射度に対するs偏光の反射度の比率であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１７】
前記オーバーエッチング完了積層部は（ポリマー／酸化物／損傷層／シリコン）に設定し、
前記オーバーエッチング未完了積層部は（酸化物／シリコン）に設定することを特徴とする請求項１３乃至１６のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１８】
前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求める段階と、
前記△Ｒを所定の基準差値に比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする請求項１３乃至１６のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項１９】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項１８に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２０】
ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光のうち所定の波長帯域の光から変換された電気信号から第１の基準値を得る第１段階と、
測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する第２段階と、
前記ウェーハから反射された光のうち、前記波長帯域の光から変換された電気信号から前記第１の基準値に対応する出力値１を得る第３段階と、
前記第１の基準値に対して前記出力値１の比率を求める第４段階と、
前記比率が所定の基準比率に比べ、前記ウェーハが不足蝕刻なのかを判断する第５段階と、
前記ウェーハが不足蝕刻状態と判断した場合、既定の不足蝕刻レシピを適用して残留酸化物を計測する第６段階と、
前記ウェーハが不足蝕刻状態でないと判断した場合、前記ウェーハから反射された光から変換された電気信号から所定の出力値２を得る第７段階と、
前記出力値２から前記ウェーハから反射された光の光学的インピーダンスの変化の有無を判断する第８段階と、
前記第８段階で光学的インピーダンスの変化によってオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第９段階と、
オーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第１０段階と、
オーバーエッチングが未完了と判断された場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第１１段階とを具備する半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２１】
前記第１の基準値及び出力値１は各々に対応する電気的信号の平均値から得られることを特徴とする請求項２０に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２２】
前記第１の基準値及び出力値１は各々に対応する電気的信号の正規化された平均値から得られることを特徴とする請求項２０に記載の半導体ウェーハ蝕刻状態計測方法。
【請求項２３】
前記第１の基準値及び出力値１は各々に対応する電気的信号の正規化された平均値から得られることを特徴とする請求項２１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２４】
前記基準比率を８０％に設定することを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２５】
前記波長帯域は１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍの範囲に設定することを特徴とする請求項２４に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２６】
前記波長帯域は１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍの範囲に設定することを特徴とする請求項２０乃至２３のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２７】
前記オーバーエッチング完了積層部は（ポリマー／酸化物／損傷層／シリコン）に設定し、
前記オーバーエッチング未完了積層部は（酸化物／シリコン）に設定することを特徴とする請求項２０乃至２３または２５のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２８】
前記オーバーエッチング完了積層部は（ポリマー／酸化物／損傷層／シリコン）に設定し、
前記オーバーエッチング未完了積層部は（酸化物／シリコン）に設定することを特徴とする請求項２４または２５のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項２９】
前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求める段階と、
前記△Ｒを所定の基準差値に比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする請求項２０乃至２４のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３０】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項２９に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３１】
プラズマオーバーエッチング工程を経たウェーハに所定の波長帯域の光を照射する第１段階と、
前記ウェーハから反射された光から変換された電気信号から所定の第１の光学的インピーダンスと第２の光学的インピーダンスを得る第２段階と、
前記第１の光学的インピーダンスを既定の基準インピーダンス１と比べて前記ウェーハに対するオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第３段階と、
前記第３段階でオーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第４段階と、
前記第３段階でオーバーエッチングが完了していないと判断した場合、前記第２の光学的インピーダンスを既定の基準インピーダンス２と比べて前記ウェーハに対したオーバーエッチングの成否を判断する第５段階と、
前記第５段階でオーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第６段階と、
前記第５段階でオーバーエッチングが完了していないと判断した場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第７段階とをこの順に含んでなり、
前記第１の光学的インピーダンスと第２の光学的インピーダンスのうち少なくとも何れか１つは正規化された電気的信号から得て、
前記基準インピーダンス１と２のうち少なくとも何れか１つはベアシリコンから反射された光の正規化された電気的信号から得ることを特徴とすることを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３２】
前記基準インピーダンス１または２はベアシリコンから反射された光の反射度から得て、
前記第１の光学的インピーダンスまたは第２の光学的インピーダンスは前記ウェーハから反射された光の反射度から得ることを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３３】
前記基準インピーダンス２または１はベアシリコンから反射された光の偏光比率から得て、
前記第２の光学的インピーダンスまたは第１の光学的インピーダンスは前記ウェーハから反射された光の偏光比率から得て、
前記偏光比率はベアシリコン及びウェーハから反射された光のｐ偏光の反射度に対するｓ偏光の反射度の比率であることを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３４】
前記基準インピーダンス１または２はベアシリコンから反射された光の反射度から得て、
前記第１の光学的インピーダンスまたは第２の光学的インピーダンスは前記ウェーハから反射された光の反射度から得て、
前記基準インピーダンス２または１はベアシリコンから反射された光の偏光比率から得て、
前記第２の光学的インピーダンスまたは第１の光学的インピーダンスは前記ウェーハから反射された光の偏光比率から得て、
前記偏光比率はベアシリコン及びウェーハから反射された光のｐ偏光の反射度に対するｓ偏光の反射度の比率であることを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３５】
前記オーバーエッチング完了積層部は（ポリマー／酸化物／損傷層／シリコン）に設定し、
前記オーバーエッチング未完了積層部は（酸化物／シリコン）に設定することを特徴とする請求項３１乃至３４のうち何れか１項に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３６】
前記オーバーエッチング完了積層部は（ポリマー／酸化物／損傷層／シリコン）に設定し、
前記オーバーエッチング未完了積層部は（酸化物／シリコン）に設定することを特徴とする請求項３４に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３７】
前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求める段階と、
前記△Ｒを所定の基準差値と比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする請求項３１に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【請求項３８】
前記基準差値は０．０１であることを特徴とする請求項３７に記載の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程中のオーバーエッチングモニタリング時のオーバーエッチングの計測方法に係り、特にオーバーエッチング過程を経たウェーハのオーバーエッチングが完了したか否かを判断する計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の製造工程中、乾式蝕刻工程でDC(direct contact)、BC(burried contact)のためのコンタクト蝕刻工程には蝕刻の前に酸化物の均一性及び蝕刻工程自体の均一性などを考慮して酸化物を十分に蝕刻するためのオーバーエッチング工程が適用される。
【０００３】
蝕刻工程中には、実際に単結晶シリコン基板(single crystalline silicon substrate、wafer)がオーバーエッチングされる場合もあるが、BCのための蝕刻工程のようにシリコン基板でなく多結晶シリコン(poly crystalline silicon)がオーバーエッチングされる工程もあり、MC(Metal Contact)形成工程のように金属がオーバーエッチングされる場合もある。
【０００４】
オーバーエッチング工程の後、オーバーエッチングの正常的な成否に対する判断は、従来には酸化物サイトでの残留酸化物の存否及びその厚さなどの計測により行われる。これは、オーバーエッチング工程の後、酸化物サイトのフィルム構造を見ると全てがシリコン基板に至るまでにオーバーエッチングされるためであり、よって、オーバーエッチングが同時に行われた酸化物サイトの残留酸化物を計測することによってオーバーエッチングの成否を予測する。
【０００５】
しかし、大部の従来の計測設備はオーバーエッチング工程モニタリング用としては使用しにくいと認識されてきた。その理由は計測設備によって測定された値でフィルムの不足蝕刻(unetch)状態とオーバーエッチング(over etch)状態を正確に区別できないからである。
【０００６】
オーバーエッチングモニタリング時、作業者はフィルムの除去有無、即ち、シリコン基板にまで十分にオーバーエッチングされたかが作業者によって容易に認識されるべきである。
【０００７】
図１は６４MDRAMの製作工程中、活性SiNを乾式蝕刻した後、光学的計測装置により残留酸化物の厚さ(Tox、Thickness of remain OXide)を日(date)単位でウェーハをサンプリングして測定した結果を示すグラフである。例えば、図１に示されたようにSiN乾式蝕刻の後、酸化物サイトにおける残留酸化物の測定結果を見ると測定値が全て０〜５Åの範囲内を持続的に保っており、このように極小の範囲内における測定値に応じて作業者は正常にオーバーエッチングが行われていることを容易に判断しうる。
【０００８】
図２は６４MDRAMの製作工程中、DCのために酸化物をオーバーエッチングした後、日単位で５枚のウェーハをサンプリングして残留酸化物の厚さを測定した結果を示すグラフであって、実測によりオーバーエッチングが完了されたウェーハに対する計測結果を示す。
【０００９】
図２に示されたように、DCのための酸化物蝕刻工程のように実際にオーバーエッチングが成功的に行われたことにも拘らず、計測された結果により作業者が容易にオーバーエッチングの成否を判断できない。その理由は、図２に示されたように、実際にオーバーエッチングが完了されたウェーハでも測定された残留酸化物の厚さが０乃至１００Åまで広範囲のバラツキを示すからである。
従って、測定値が約９０Åの場合、即ち約９０Åの厚さの酸化物が残留すると示される場合、この数値によりオーバーエッチングの成否を予測しにくい。
【００１０】
このような既存の計測設備の不正確な測定結果により、DCとMCのためのオーバーエッチング工程において、オーバーエッチング成功時の残留酸化物の検出厚さを各々０〜４００Å及び０〜１０００Åに相当大きな範囲に設定しており、これによって酸化物が実際に蝕刻されない場合にもモニタリングされずに工程事故が多発しているのが実情である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、オーバーエッチングの成否と、その程度をさらに精密で確実に測定できる方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、オーバーエッチングの成否をさらに確実に測定して工程事故を未然に防止できる方法を提供することである。
本発明の第３の目的は、オーバーエッチングの成否をさらに確実に測定して半導体収率を向上しうる方法を提供することである。
本発明の第４の目的は、オーバーエッチングの進行されたウェーハに対してオーバーエッチングの程度を計測しうる方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の第１類型によれば、ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光のうち所定の波長帯域の光から変換された電気信号から基準値を得る段階と、測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する段階と、前記基準値に対応する方法で、前記ウェーハから反射された光のうち、前記波長帯域の光から変換された電気信号から出力値を得る段階と、前記基準値に対して前記出力値の比率を求める段階と、前記比率が所定の基準比率に比べ、前記ウェーハが不足蝕刻状態なのかを判断する段階とをこの順に含んでなる半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法において、前記基準比率を９２％に設定し、前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求め、前記△Ｒを所定の基準差値に比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法が提供される。
【００１３】
前記目的を達成するための本発明の第２類型によれば、ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光の所定波長帯域の電気的信号を積分して基準値を得る段階と、測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する段階と、前記ウェーハから反射された光の前記波長帯域の電気的信号を積分して出力値を得る段階と、前記基準値に対して前記出力値の比率を求める段階と、前記比率が所定の基準比率に比べ、前記ウェーハが不足蝕刻状態なのかを判断する段階とをこの順に含んでなり、前記基準比率を９２％に設定すること、および前記電気的信号から最大反射度（Ｒmax）と最小反射度（Ｒmin）の差値（△Ｒ）を求める段階と、前記△Ｒを所定の基準差値と比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備することを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法が提供される。
【００１４】
前記目的を達成するための本発明の第３類型によれば、プラズマオーバーエッチング工程を経たウェーハに所定の波長帯域の光を照射する第１段階と、前記ウェーハから反射された光から変換され正規化された電気信号から所定の出力値を得る第２段階と、前記出力値より前記ウェーハから反射された光の光学的インピーダンスの変化の有無を、ベアシリコンから反射された光の正規化された電気的信号から得られた基準値と、前記出力値とを比較することにより判断する第３段階と、前記第３段階で光学的インピーダンスの変化によりオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第４段階と、オーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第５段階と、オーバーエッチングが未完了と判断した場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第６段階とを具備する半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法が提供される。
【００１５】
前記目的を達成するための本発明の第４類型によれば、ベアシリコンに光を照射し、これより反射された光のうち所定の波長帯域の光から変換された電気信号から第１の基準値を得る第１段階と、測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに前記波長帯域を含む光を照射する第２段階と、前記ウェーハから反射された光のうち、前記波長帯域の光から変換された電気信号から前記第１の基準値に対応する出力値１を得る第３段階と、前記第１の基準値に対して前記出力値１の比率を求める段階と、前記比率が所定の基準比率に比べ、前記ウェーハが不足蝕刻なのかを判断する第５段階と、前記ウェーハが不足蝕刻状態と判断された場合、既定の不足蝕刻レシピを適用して残留酸化物を計測する第６段階と、前記ウェーハが不足蝕刻状態でないと判断された場合、前記ウェーハから反射された光から変換された電気信号から所定の出力値２を得る第７段階と、前記出力値２から前記ウェーハから反射された光の光学的インピーダンスの変化有無を判断する第８段階と、前記判断段階で光学的インピーダンスの変化によってオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第９段階と、オーバーエッチングが完了されたと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第１０段階と、オーバーエッチングが未完了されたと判断された場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第１１段階とを具備する半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法が提供される。
【００１６】
前記目的を達成するための本発明の第５類型によれば、プラズマオーバーエッチング工程を経たウェーハに所定の波長帯域の光を照射する第１段階と、前記ウェーハから反射された光から変換された電気信号から所定の第１の光学的インピーダンスと第２の光学的インピーダンスを得る第２段階と、前記第１の光学的インピーダンスを既定の基準インピーダンス１と比べて前記ウェーハに対するオーバーエッチングが完了したか否かを判断する第３段階と、前記第３段階でオーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第４段階と、前記第３段階でオーバーエッチングが完了していないと判断した場合、前記第２の光学的インピーダンスを既定の基準インピーダンス２と比べて前記ウェーハに対したオーバーエッチングの成否を判断する第５段階と、前記第５段階でオーバーエッチングが完了したと判断した場合、既定のオーバーエッチング完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第６段階と、前記第５段階でオーバーエッチングが完了していないと判断した場合、既定のオーバーエッチング未完了積層部を適用したレシピでウェーハ薄膜を計測する第７段階とをこの順に含んでなり、前記第１の光学的インピーダンスと第２の光学的インピーダンスのうち少なくとも何れか１つは正規化された電気的信号から得て、前記基準インピーダンス１と２のうち少なくとも何れか１つはベアシリコンから反射された光の正規化された電気的信号から得ることを特徴とすることを特徴とする半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法が提供される。
【００１７】
前記本発明の第１類型と第２類型において、前記基準比率は９２％に設定され、さらには前記波長帯域は４８０ｎｍ乃至８２０ｎｍの範囲に設定することが望ましい。
【００１８】
一方、前記基準値はベアシリコンから反射された前記光のうち前記波長帯域の光の正規化された出力値から得て、前記出力値は前記ウェーハから反射された光のうち前記波長帯域の光の正規化された出力値から得ることが望ましい。
【００１９】
前記本発明の測定方法において、オーバーエッチング未完了積層部は[酸化物/シリコン]に設定し、オーバーエッチング完了積層部は[ポリマー/酸化物/損傷層/シリコン]に設定するが、酸化物は０の厚さを有するように設定する。このフィルムスタックを適用した計測段階では酸化物の厚さを計測しなく、ポリマー、損傷層の厚さを計測するようにする。その理由は、酸化物とポリマーの光学的物性が似ており、そして酸化物は存在しなくポリマーのみが存在するからである。ここで、損傷層は蝕刻時プラズマによりウェーハの表面に発生された損傷されたシリコン層を意味する。
【００２０】
フィルムスタックが[酸化物/シリコン]に設定された前記レシピにより前記電気的信号からシリコン上に残留する残留酸化物の厚さを計算することになり、フィルムスタックが[酸化物/損傷層/シリコン]または[ポリマー/酸化物/損傷層/シリコン]として設定されたレシピによっては前記電気的信号からシリコン上の損傷層の厚さ、ポリマーの厚さを計算する。
【００２１】
前記本発明の方法は前記電気的信号から最大反射度(Ｒmax)と最小反射度(Ｒmin)の差値(△Ｒ)を求め、前記△Ｒを所定の基準差値に比べて測定ターゲットのオーバーエッチングの成否を判断する段階とをさらに具備し、前記基準差値は０.０１に設定されうる。
【００２２】
前記本発明の方法において、ベアシリコンにおける特定の出力信号を"１"として前記ウェーハから反射された光による電気的出力信号を正規化(normalization)して基準値とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。
一般にプラズマによるオーバーエッチングが行われる間に、高エネルギーを有する原子やイオンがウェーハの膜質表面に衝突することによって多様な形態の蝕刻損傷が発生する。このような蝕刻損傷は一般に３つの形に分けられる。第１に、プラズマ蝕刻の進行中、ポリマーがシリコン基板の表面に反応副産物として残留する場合と、第２に、蝕刻の進行されるプラズマチャンバ内部から発生された不純物が誘電膜や活性領域に拡散されてディバイス回路の実行能力が劣る場合と、第３に、コンタクト領域におけるボンディング損傷がプラズマチャンバ内部の高エネルギーのイオンと光束(light flux)により引き起こされる場合である。前述したDC工程とMC工程はこのようなシリコン基板の損傷を引き起こすプラズマ蝕刻工程下で進行される。
【００２４】
従って、オーバーエッチング工程で残留酸化物を正確に測定するためにはシリコン基板の損傷の程度も同時に測定する必要がある。しかし、従来の計測装備において、オーバーエッチング工程モニターリングのための残留酸化物の測定レシピは単純に[酸化物/シリコン]の形態にフィルムスタックが構成されている。このような単純なレシピを、オーバーエッチングの場合にフィルムスタックを[ポリマー/酸化物/損傷層/シリコン]として設定することが本発明の一特徴となる。
【００２５】
従来のオーバーエッチング測定方法の問題点を把握し、これを改善するために多様な測定条件下で実験を実施した。
【００２６】
図３はBPR(Beam Profile Reflectometry)を用いた既存のオーバーエッチング計測方法により６枚のウェーハに対する蝕刻時間別残留酸化物の厚さを測定した結果を示すグラフである。ここで、従来の方法のように測定レシピのフィルムスタックを[酸化物/シリコン]として適用した。
【００２７】
サンプル１乃至サンプル６に対してオーバーエッチング時間を５５秒、７５秒、９８秒、１２０秒、１４３秒に調節し、各蝕刻時間別サンプルから得られた残留酸化物を測定した。
５５秒間オーバーエッチングされた全てのサンプルの場合、残留酸化物の平均厚さが６００Åでオーバーエッチングが成功的に行われなかったことがわかる。
そして７５秒及び９８秒間蝕刻された全てのサンプルの場合、残留酸化物の平均厚さが０Åなのでオーバーエッチングが成功的に行われたことがわかる。
【００２８】
しかし、１２０秒及び１４３秒間オーバーエッチングされたサンプルの場合、予想とは違って残留酸化物が増加した状態を示す。従って、このような結果によれば、実際はオーバーエッチングが完了されたことにも拘らず、前述したような従来の計測方法によりオーバーエッチングの成否を判断できないことが分かる。
このような結果はBPR、スペクトロメトリ(spectrometry)、BPE(Beam Profile ellipsometry)を複合にまたは単独に用いた他の実験を通しても類似した結果を得た。
【００２９】
本発明は前述したように光学的インピーダンス変化を用いてオーバーエッチングの成否を判断する。まず、本発明者はプラズマによるオーバーエッチングの後、光学的インピーダンスの変化がどのように生じるかを調べるために下記表-１のような条件でシミュレーションを実施した。このシミュレーションでは光学的インピーダンスとして反射度が適用された。以下の説明において、ウェーハで反射された光からウェーハの光学的インピーダンスを得るための光学的方法はBPR、スペクトロメトリ、BPE、SE(Spectroscopic ellipsometry)のうち何れか１つを単独またはこれらより選択された少なくとも２つの方式を適用する。光学的インピーダンスを求めるには光を照射し、これより反射された光のスペクトル分析により得られる。そして、照射される光は深い紫外線(deep Ultra Violet)領域から赤外線(Infrared)領域までの範囲内で１波長または特定の帯域範囲の波長を有することができ、ウェーハに対する光の照射角は任意に変更できる。このために光源をランプまたはレーザー装置として適用しうる。
【表１】
0004159734.tif 000002
【００３０】
このシミュレーションにおいてオーバーエッチングによるシリコンの損傷程度(厚さ)を示すために損傷層を非晶質シリコンとし、入射光の波長は６３２.８ｎｍ、光の入射角０ーにウェーハに対して垂直に入射させた。このシミュレーションを通して非晶質シリコンの厚さ増加に応じて出力信号の正規化された反射度(Normalized Reflectivity)、即ち光学的インピーダンスがどのように変化するかを分析することによって、損傷程度、即ち損傷層の厚さが光学的インピーダンスに及ぼす影響を調べた。
【００３１】
図４は前述したようなシミュレーション条件による結果であって、光学的インピーダンス(rImp)として正規化された反射度の変化を示す。図４を参照すれば、オーバーエッチングの程度が激しいほど、即ち損傷層が厚くなることによって、反射度による光学的インピーダンス(rImp)、即ち、１以上を保ってサイン曲線(sine curve)の形に現れることがわかる。
【表２】
0004159734.tif 000003
【００３２】
前記サンプルのうち１乃至４は酸化物が完全に除去された状態であり、サンプル５はベアシリコン(ウェーハ)に５０Å程度の酸化物シリコンを蒸着したことであり、そしてサンプル６は酸化物が約６００Å残留するように蝕刻したことである。
【００３３】
前述したような６つのサンプルを用意した後、可視領域の波長を使用するスペクトロメトリ方式を適用し、光学的インピーダンス(rImp)の変化を測定して図５のような結果を得た。
【００３４】
図５においてx軸は波長であり、y軸は正規化された光学的インピーダンス(rImp)を示す。図５に示されたように、残留酸化物の厚さが６００Åのサンプル６の場合、１より遥かに低い０．７前後の光学的インピーダンスを示し、５０Åのサンプル５の場合、１より若干低い光学的インピーダンスを全波長帯域で示す。そして、オーバーエッチング状態のサンプル１乃至４の場合は約６００ｎｍ波長帯域以下で全て１より大きな光学的インピーダンスを示す。
【００３５】
このような実験の結果によって、特定の波長帯域、例えば６００ｎｍ以下の帯域で光学的インピーダンスを計測することによってオーバーエッチングの成否を判断できることがわかる。即ち、オーバーエッチング工程によりウェーハに発生されるシリコン損傷の変化が光学的インピーダンスの変化として示され、特にシリコン損傷層が発生する場合、即ちオーバーエッチングが行われた場合光学的インピーダンスが１以上の値を示す。
【００３６】
図６はサンプル別に５００〜５３０ｎｍ波長帯域の光をオーバーエッチングの進行されたウェーハの光を垂直に入射させた状態で、反射光の出力信号を積分した値を示した棒グラフであって、７５、９８、１２０、１４３秒間オーバーエッチングされたサンプルは１以上の値を示すのでオーバーエッチングが完了されたことが把握でき、サンプル５、６は１以下の値を有することによってオーバーエッチングが完了されていないことがわかる。このような判断は実際の工程に適用されることであって、反射光から変換された電気信号からの積分値を得るようにするプログラムにより成される。
【００３７】
これは所定帯域の波長から得られた値の積分値によりオーバーエッチングの成否を判断することであり、他に特定の１つの波長を選択し、それより得られた電気的信号により蝕刻の成否を判断しうる。
【００３８】
図７は前記サンプルのうち１、２、３、４、６とベアシリコン５に対して光を斜め入射させた後、反射光のs偏光の反射度(Ｒs)とp偏光の反射度(Ｒp)の比率(Tanリ、Ｒs/Ｒp)の変化を示す線図である。
【００３９】
図７において、６００Åの酸化物が存在するサンプル６からの信号はベアシリコンからの信号より全帯域に亙って大きく、その残りからの信号はベアシリコンからの信号より２２０〜２８０ｎｍの波長帯域及び７００ｎｍ以上の波長帯域で小さい。この場合、ベアシリコン５からの信号に比べて小さな値として現れるサンプルがオーバーエッチングが完了されたことに該当する。従って、測定対象ウェーハから反射されたs偏光の反射度(tRs)とp偏光の反射度(tRp)の比率を光学的インピーダンスとして使用する場合、正規化された測定対象ウェーハからの光学的インピーダンス(tImp)は次の式で表現される。
tImp=(Rs/Rp)/(tRs/tRp)・・・（数式１）
【００４０】
数式１によれば、オーバーエッチングが完了されたウェーハの光学的インピーダンス(tImp)は１より大きく、オーバーエッチングが完了されていないウェーハの光学的インピーダンスは１より小さい。
図８はシミュレーションで得たものであって、酸化物の厚さの変化に応じる４８０−８２０ｎｍ波長帯域の光の平均反射度変化を示す。
【００４１】
図８を参照すれば、酸化物が厚くなるほど正規化された反射度は１以下を保ち、１０００Åまでは下降し続け、それ以上からは０．５乃至０．８の範囲を保つ。特に、酸化物が３００Åを超える時には常に０．８以下を保つ。このような傾向は、実験によれば、光の波長が４８０ｎｍ乃至８２０ｎｍの範囲で発生する。従って、４８０ｎｍ乃至８２０ｎｍの帯域でベアシリコンから得た基準値または正規化された第１の基準値に対してウェーハから反射された光の反射度または正規化された反射度、特に４５０ｎｍ乃至８００ｎｍの帯域における反射度積分値が８０％以下に出る場合、実際にオーバーエッチングがなされていない不足蝕刻状態を示す。ここで、前記基準比率を８０％と記述したが、試行錯誤的な方法により９２％に設定できることを確認した。
【００４２】
従って、前述したように反射度による光学的インピーダンスrImp、tImpによりオーバーエッチングの成否を判断する前に４５０ｎｍ乃至８００ｎｍ帯域での光学的インピーダンスにより不足蝕刻状態を先に判断することが望ましい。このような不足蝕刻状態を判断した後、前述したように与えられた帯域で所定の光学的インピーダンスによりオーバーエッチングの成否を判断することが望ましい。ここで、前記波長帯域が４５０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲でさらに拡張されて最大１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍまで拡張されることを試行錯誤的な方法により確認した。
【００４３】
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
１．ベアシリコンから反射された波長別光学的インピーダンスを基準値として設定し、例えば１で正規化する。
２．測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍ帯域の波長を含む光を照射する。
３．前記ウェーハから反射された光のうち前記帯域の光からの正規化された電気的信号を積分する。
４．前記積分値が前記基準値の積分値に対して９２％を越えるかを判断する。
５．前記積分値が前記基準値に対して９２％を越えないと、ウェーハのオーバーエッチングが完了されていないと判断してオーバーエッチング未完了レシピを適用して残留酸化物を計測する。
【００４４】
前記実施例１において、前記基準値と積分値は正規化されていない電気的信号の平均値に代えられる。
前述したような実施例により不足蝕刻されたウェーハを選別可能になるが、前述した過程で前記積分値が９２％を越える場合には既存の方法または後述する本発明の実施例２の方法に先行されうる。
【００４５】
実施例２
１．ベアシリコンから反射される光の波長別光学的インピーダンスを得る。
２．測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに所定の波長帯域の光を照射する。
３．前記ウェーハで反射された光から電気的信号を得る。
４．前記電気的信号から既定の任意の波長帯域の電気的信号より正規化された光学的インピーダンスの算出値を得る。
５．前記算出値を前記基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する。
６．オーバーエッチングが完了された場合、既定のオーバーエッチングレシピを適用し、ウェーハ上に形成された損傷層の厚さを測定する。
７．オーバーエッチングが完了されていない場合、既定の不足蝕刻レシピを適用し、残留酸化物の厚さを測定する。
【００４６】
前記オーバーエッチングレシピにおけるフィルムスタックは例えば[損傷層/シリコン]または[ポリマー/損傷層/シリコン]などの形に設定できるが、このレシピは同一なオーバーエッチング条件で実際にオーバーエッチングが完了された時現れるフィルム層の構造により予め決定されたものである。
【００４７】
また、前記不足蝕刻レシピにおけるフィルムスタックは、例えば[酸化物/シリコン]または[ポリマー/酸化物/シリコン]などの形に設定されうるが、このレシピは同一なオーバーエッチング条件で実際にオーバーエッチングが完了されていない時現れるフィルム層の構造により予め決定されたものである。
【００４８】
図９は前述した本発明の実施例２のブロック図である。
第１段階：オーバーエッチング工程が進行されたウェーハをローディングする(１)。
第２段階：ローディングされたウェーハのパターンを認識する(２)。
第３段階：前記パターンに光を照射する(３)。
第４段階：前記パターンから反射された光を電気的信号として検出する(４)。
第５段階：前記電気的信号から光学的インピーダンス値を得て、これを既定の基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する（５）。
第６段階：オーバーエッチングが完了された場合、オーバーエッチング用のレシピを選択する（６）。
第７段階：オーバーエッチングが完了されていない場合、不足蝕刻用のレシピを選択する（７）。
第８段階：オーバーエッチング用レシピが選択された場合、前記オーバーエッチング用レシピを適用し、損傷層及びその他物質層の厚さを計算する（８）。
第９段階：不足蝕刻用のレシピが選択された場合、前記不足蝕刻用のレシピを適用して残留酸化物の厚さを計算する（９）。
【００４９】
かかる本発明は光学的インピーダンスの変化、例えば反射度または偏光比率の変化または反射度と偏光比率の複合的な変化により損傷層の発生有無を把握することによって、オーバーエッチングの成否及び損傷層などの厚さを確実に計測できる。
【００５０】
次の実施例３は前記実施例１と２を組み合わせた段階を有する。
実施例３
１．ベアシリコンから反射される光の波長別光学的インピーダンスを得る。
２．測定ターゲットのオーバーエッチング工程を経たウェーハに１９０ｎｍ乃至８２６ｎｍ範囲の第１帯域の波長を含む光を照射する。
３．前記ウェーハで反射された光から電気的信号を得る。
４．前記電気的信号のうち、前記帯域に対応する信号を正規化して積分する。
５．前記積分値が前記基準値の積分値に対して９２％を越えるかを判断する。
６．前記積分値が前記基準値に対して９２％を越えないと、ウェーハのオーバーエッチングが完了されていないと判断してオーバーエッチング未完了レシピを適用して残留酸化物を計測する。
７．上記の電気的信号より既定の任意の波長帯域の電気的信号から正規化された光学的インピーダンスの算出値を得る。
８．前記算出値を前記基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する。
９．オーバーエッチングが完了された場合、既定のオーバーエッチングレシピを適用し、ウェーハ上に形成された損傷層の厚さを測定する。
１０．オーバーエッチングが完了されていない場合、既定の不足蝕刻レシピを適用し、残留酸化物の厚さを測定する。
【００５１】
前記実施例１では１段階の判断により不足蝕刻状態のウェーハを分別し、第２実施例はオーバーエッチングの成否を判断した。
本発明によれば、前述した第３実施例のように、２段階または後述する実施例のようにそれ以上の段階で判断しうる。このような多段階の判断はオーバーエッチングが完了されていないと判断されたウェーハに対して実施しうる。これは前述したように、オーバーエッチングが完了されたことにも拘らず、オーバーエッチングが完了されていないと現れるウェーハをさらに確実に蝕刻の成否を判断するためである。やはりこのような追加的な判断は光学的インピーダンス変化に応じる。
【００５２】
図１０は前述した実施例３のフローチャートである。
第１段階：前記パターンから反射された光を電気的信号として検出する(４)。
第２段階：所定波長帯域、例えば１９０ｎｍ〜８２６ｎｍ波長帯域の光の前記電気的信号の積分値が基準値の８０％を越えるか判断し、８０％以下ならば不足蝕刻状態と判断する（１１）。
第３段階：第２段階で不足蝕刻状態と判断されれば、不足蝕刻用のレシピを選択する（７）。
第４段階：不足蝕刻用レシピが選択されると、不足蝕刻用レシピを適用して酸化物の厚さを計測する（９）。
第５段階：前記電気的信号から特定の帯域の正規化された光学的インピーダンス値を得て、これを既定の基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する（１３）。
第６段階：オーバーエッチングが完了された場合、オーバーエッチング用レシピを選択する（６）。
第７段階：オーバーエッチングが完了しない場合、不足蝕刻用レシピを選択する（７）。
第８段階：オーバーエッチング用レシピが選択された場合、前記オーバーエッチング用レシピを適用し、損傷層及びその他の物質層の厚さを計算する（８）。
第９段階：不足蝕刻用レシピが選択された場合、前記不足蝕刻用レシピを適用して残留酸化物の厚さを計算する（９）。
【００５３】
実施例４
図１１のフローチャートを参照しながら、実施例４を説明する。
第１段階：オーバーエッチング工程が進行されたウェーハをローディングする(１)。
第２段階：ローディングされたウェーハのパターンを認識する(２)。
第３段階：前記パターンに光を照射する(３)。
第４段階：前記パターンから反射された光を電気的信号として検出し、これより正規化された第１の光学的インピーダンスと第２の光学的インピーダンスを得る(４)。この段階で第１の光学的インピーダンスとしては反射度変化に応じるインピーダンス(rImp)が、そして、第２の光学的インピーダンスとしては偏光比率変化によるインピーダンス(tImp)が適用されうる。
第５段階：前記第１の光学的インピーダンスを既定の第１の基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する(１１)。
第６段階：オーバーエッチングが完了された場合、オーバーエッチング用レシピを選択する(８)。
第７段階：第５段階でオーバーエッチングが完了されていないと判断された場合、前記第２の光学的インピーダンスを既定の第２の基準値に比べてオーバーエッチングの成否を判断する(１２)。
第８段階：第７段階でオーバーエッチングが完了されていないと判断される場合、不足蝕刻用レシピを選択する(７)。
第９段階：オーバーエッチング用レシピが選択された場合、前記オーバーエッチング用レシピを適用し、損傷層及びその他の物質層の厚さを計算する(１０)。
第１０段階：不足蝕刻用レシピが選択された場合、前記不足蝕刻用レシピを適用して残留酸化物の厚さを計算する(９)。
【００５４】
本発明は第１の光学的インピーダンスによる第５段階の最初の判断段階でオーバーエッチングが完了されていないと判断されたウェーハに対して第２の光学的インピーダンスにより再びオーバーエッチングの成否を判断することによって、さらに精密にオーバーエッチングが完了されたウェーハを選別可能になる。
【００５５】
一方、前記実施例４の第３段階と第４段階との間に第１実施例を導入し得る。この場合、不足蝕刻状態のウェーハ選別が先に行われ、引き続き２つの光学的インピーダンスｒＩｍｐ、ｓＩｍｐによる２段階の判断段階を経ることによって、実施例でさらに確実にオーバーエッチングの完了されたウェーハと不足蝕刻状態のウェーハを分別し、特に各状態のウェーハから所望の計測が可能となる。
前述した実施例は本発明の実施可能な例であって、前述したような光学的インピーダンスなどの条件によりその回数に限らずウェーハの状態の判断ができる。
【００５６】
実施例５
本実施例はより確実にサンプルの蝕刻状態を判断するためのものである。特に、前述したような実施例によってオーバーエッチングされたと判断された何れのサンプルの場合、実際には不足蝕刻されたという実験の結果に従うものであって、さらに確実にサンプルの蝕刻状態を判断するための段階が説明される。
【００５７】
まず、所定数、例えば２５６画素のイメージアレイから得られたスペクトロメーターの反射率カーブから、７２０乃至８２６ｎｍの波長範囲内で最小反射度(Ｒmin)を計算し、５５０乃至７２０ｎｍ範囲の波長帯域で最大反射度(Ｒmax)を求める。
ここで、最大反射度と最小反射度の差値(△Ｒ)は下記数式２で表現されうる。
△R=  Rmax−Rmin・・・（数式２）
【００５８】
１)  ここで、△Ｒ＜０．０１であれば、サンプルは不足蝕刻されたと判断する。このような条件によりサンプルが不足蝕刻であると判断される場合、これ以上の評価なしに直ちに不足蝕刻用レシピを適用して計測を実施する。ここで、比較基準値の０.０１は試行錯誤的な方法で得られた値であって、サンプルの蝕刻状態を判断するのに大きな意味を有する。
【００５９】
２)  そして、△Ｒ≧０．０１であれば、５５０乃至８２６ｎｍ波長範囲でスペクトロメーターの反射率カーブから得られた平均反射度ＲAVGにより下記のような条件によりサンプルのオーバーエッチングまたは不足蝕刻が判断されるべきである。
【００６０】
△Ｒ≧０．０１でＲAVG≧０．９であれば、サンプルはオーバーエッチングされたと判断し、反面に△Ｒ≧０．０１や、ＲAVG＜０．９であればサンプルは不足蝕刻されたと判断し、これ以上の判断なしに直ちに不足蝕刻用レシピを適用して計測を実施する。
【００６１】
前述した第１実施例において３段階と４段階との間、または４段階と５段階との間、または５段階に次いで実施されうる。
ここで、３段階と４段階で実施される場合、前記△Ｒが０．０１より小さな場合、サンプルが不足蝕刻されたと最終判断して直ちに不足蝕刻レシピによる残留酸化物を計測することになる。そして、△Ｒが０．０１より大きいか等しいと、前記４段階及び第５段階を連続的に実施して最終的にサンプルのオーバーエッチングの成否を判断する。
【００６２】
そして、４段階と５段階との間または５段階に後続して実施される場合、先行する基準比率９２％を基準としたオーバーエッチングの成否の判断段階によりオーバーエッチングされたと評価されたサンプルに対してのみ△Ｒが０．０１より小さいと最終的に不足蝕刻されたと判断し、△Ｒが０．０１と等しいか大きいと最終的にオーバーエッチングされたと判断する。
そして、第２実施例乃至第４実施例にも前記のような第５実施例が適用されうる。
【００６３】
これら実施例においても評価基準が第１実施例乃至第４実施例で説明されたように基準比率９２％またはインピーダンス変化等によってオーバーエッチングの成否を判断する第１の判断段階及び前記第５実施例で説明されたように△Ｒによるオーバーエッチングの成否を判断する第２の判断段階が適用されるが、これら２つの判断段階で不足蝕刻されたと判断されたサンプルは最終的に不足蝕刻されたと判断して不足蝕刻レシピを適用した酸化物厚さの計測が行われ、前記第１、第２判断段階のうち何れか１つの判断段階、例えば第１判断段階または第２判断段階でオーバーエッチングされたと判断されたサンプルに対してのみ、第２判断段階または第１判断段階により再びオーバーエッチングの成否を判断することになる。これは本実施例のような条件により不足蝕刻であると判断されたサンプルは、前述した実施例のように基準値に対する出力値の比率を基準比率(９２％)に比べて評価される価値のないものと実験的に得て、第１実施例乃至第４実施例における判断により不足蝕刻されたと判断されたサンプルも△Ｒに基づいてオーバーエッチングの成否を評価される価値のないものと実験的に得たからである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、オーバーエッチングの成否とその程度をさらに精密で確実に測定でき、測定エラーに伴う工程事故を未然に防止しうる。また、オーバーエッチングの成否をさらに確実に測定することによって、半導体収率を向上させ、オーバーエッチングの進行されたウェーハに対してオーバーエッチングの程度をモニタリング可能にする。
【００６５】
前述した実施例を通して本発明の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法を十分に理解でき、本発明の半導体ウェーハの蝕刻状態計測方法は前記実施例に限定されない。本発明は示された実施例に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならこれより多様な変形及び均等な他実施例が可能なのを理解しうる。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ６４MDRAMの製作工程中、活性SiNを乾式蝕刻した後、従来の光学的計測装置により残留酸化物の厚さを日単位でウェーハをサンプリングして測定した結果を示すグラフである。
【図２】  ６４MDRAMの製作工程中、DCのために酸化物をオーバーエッチングした後、日単位で５枚のウェーハをサンプリングして残留酸化物の厚さを測定した結果を示すグラフである。
【図３】  BPRを用いた従来のオーバーエッチング計測方法により５枚のウェーハに対する蝕刻時間別残留酸化物の厚さを測定した結果を示すグラフである。
【図４】  オーバーエッチングされたウェーハに対するシミュレーション結果であって、蝕刻時間別光学的インピーダンスとして正規化された反射度の変化を示す。
【図５】  ６個のサンプルに対して可視領域の波長を使用するスペクトロメトリ方式により得られた光学的インピーダンスの変化を示すグラフである。
【図６】  図６はサンプル別に５００〜５３０ｎｍ波長帯域の光を、オーバーエッチングの進行されたウェーハに対して垂直に入射させた状態で、反射光の出力信号を積分した値を示す棒グラフである。
【図７】  ウェーハサンプルとベアシリコンに対して光を斜め入射させた後、反射光のs偏光の反射度Ｒsとp偏光の反射度Ｒpの比率Tanリ、Ｒs/Ｒpの変化を示すグラフである。
【図８】  シミュレーションにより酸化物の厚さの変化に伴う４８０−８２０ｎｍ波長帯域の光の平均反射度の変化を示すグラフである。
【図９】  本発明に係る実施例２のフローチャートである。
【図１０】  本発明に係る実施例３のフローチャートである。
【図１１】  本発明に係る実施例４のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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