JP5045498B2 - ドライエッチングの終点検出方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造におけるリソグラフィで用いられるフォトマスクまたはレチクルの製造に用いられるエッチング工程における終点検出に関するものである。

近年の半導体の微細化，高集積化に伴い半導体ウエハにおける開口率（半導体ウェハの被エッチング面積）が小さくなっている。フォトマスクはその原版であることから、同様に開口率が小さくなる傾向であり、フォトマスクの製造時におけるパターンのエッチング終点の判定が困難になってきている。

近年開発が進められている極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）領域である波長１３．５ｎｍ領域の光源を利用したリソグラフィにおいては、縮小投影露光法であることは従来のＫｒＦレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザー（波長１９３ｎｍ）と変わらず、フォトマスクの倍率も４倍または５倍となる見込みである。従って従来のＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザーによる光源と比較すると、同じ倍率でフォトマスク上のパターン寸法も微細化され、この微細パターンからエッチングの終点判定を行わなければならないため、従来にくらべてエッチングの終点判定は困難なものとなる。

微細パターンを形成する方法として、ガスプラズマを用いたドライエッチング法が必須の技術となっている。かかるエッチング処理は、真空中で反応ガスを用いてプラズマを生成し、プラズマ中のイオン、中性ラジカル、原子、分子などを用いてエッチング対象物を除去していく方法である。

従来の終点判定方法はあらかじめ規定した時間を終点とする方法や、エッチングチャンバー内において発生するプラズマ発光を光学的に測定、判定する方法が知られている。その一例としては発光スペクトルを分光的手法で測定する方法（特許文献１）や発光スペクトル法において、発光光を検出器に導くために光ファイバーを利用した方法が知られている（特許文献２）。また、エリアセンサーから得た画像を処理する方法（特許文献３）が知られている。

終点を判定するために光学的な手法を用いたこれらの装置は、終点検出器・装置のほかにエンドポイントモニターやプラズマモニターと呼ばれることがある。

上述のプラズマ発光を光学的に測定・判定する方法における共通した課題として、発光に変化をもたらすエッチング面積（開口率）が小さい場合では十分な発光強度が得られないということがあげられる。プラズマ中に存在する光には、エッチングのために導入したガスの他に被エッチング材料との反応生成物などによる種々の化学種に依存した発光が存在し、必ずしも被エッチング物に依存した光のみではない。

さらに被エッチング物の下地材料の発光スペクトルが近似している場合は、終点判定自体が不可能となる。この対策として判定に使用する波長領域を限定した出願がある（特許文献４）。しかしながらこれら先願の分光的手法では、波長範囲を近紫外線から近赤外線領域である波長２００ｎｍ〜８００ｎｍに限定していた。

プラズマ発光を検出する以外の方法として、ランプ光を照射して、エッチング対象物とマスク材料からの反射スペクトルを利用してその差分から判定する装置が存在する（特許文献５）。しかしながら、この場合、広範な波長を常時照射することになるため、エッチングにおけるパターンのマスク材料が紫外線硬化型樹脂を用いるような、所謂レジストマスク法においては感光過多となり、変質による耐性の低下や場合によっては紫外線硬化型樹脂の収縮現象などによりパターン寸法に変化をきたす危険性がある。

従来のＫｒＦレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザー（波長１９３ｎｍ）を光源とするリソグラフィ用フォトマスクは透過型であるため、事実上、エッチング終点はレーザー光の反射は基板の石英ガラス面の反射となり、これは反射率を検出するというよりは、むしろ透過により反射がなくなった時点を判定していた。この従来の方法は透過型マスクでは有効な方法であるが、極端紫外線（ＥＵＶ）露光リソグラフィ向けのマスクのような反射型マスクでは原理的に透過時点を判断する方法は使えず、新しい手段が必要とされている。

特開２００１−１７６８５１号公報 特許第２５５９７３１号公報 特許第３６３７３２４号公報 特開平７−６６１７３号公報 特開昭６１−１４９９５５号公報

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、プラズマ発光法とは異なり、エッチング材料とその下地材料との光学的コントラストが得られる固有の波長のみを選択し、選択した光を照射し、反射光の強度からエッチング終点を判定する方法と装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１においては、真空容器内にガスを導入し高周波電力を与えて形成したプラズマを用いて真空容器内に設置した基板表面のエッチング対象材料をエッチングする処理において、
２００ｎｍ未満の波長域の光を含む光を発生する光源と、
前記光源からの光を分光する分光器と、
前記分光された光のうち所定波長域の光を選択して照射光として通過させる照射光波長選択手段と、
前記照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第１のビームスプリッターと、
前記第１のビームスプリッターにより反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第１の集光光学系と、
前記第１の集光光学系からの照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第１の検出信号を発生する第１の反射光検出手段と、
前記第１のビームスプリッターを透過した照射光の光路に配置されたライトチョッパーと、
前記ライトチョッパーを通過してきた照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第２のビームスプリッターと、
前記第２のビームスプリッターにより反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第２の集光光学系と、
前記第２の集光光学系からの照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第２の検出信号を発生する第２の反射光検出手段と、
前記真空容器内に第１および第２の集光光学系からの照射光を導入する窓と、
前記第１および第２の検出信号を受信し記憶するメモリと、
前記メモリに記憶した前記基板のエッチング処理中の任意の時刻に得られた前記第１および第２の検出信号と、前記基板表面のエッチング対象材料の下の層の材料からの反射光の検出信号を比較して、その差分を演算する比較手段と、
前記比較手段の演算結果を用いてエッチング対象材料のエッチングが終了したことを判定する判定手段と、
その判定結果を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするドライエッチングの終点検出装置としたものである。

また本発明の請求項２においては、
真空容器内にガスを導入し高周波電力を与えて形成したプラズマを用いて真空容器内に設置した基板表面のエッチング対象材料をエッチングする処理において、
２００ｎｍ未満の波長域の光を含む光を発生する光発生段階と、
前記光源からの光を分光する分光段階と、
前記分光された光のうち所定波長域の光を選択して照射光として通過させる照射光波長選択段階と、
前記照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第１の光路分割段階と、
前記第１の光路分割段階にて反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第１の集光照射段階と、
前記第１の集光照射段階にて照射された照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第１の検出信号を発生する第１の反射光検出段階と、
前記第１の光路分割段階により透過した照射光を周期的に強度変動させる照射光強度変動段階と、
前記照射光強度変動段階により強度変動している照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第２の光路分割段階と、
前記第２の光路分割段階にて反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第２の集光照射段階と、
前記第２の集光照射段階にて照射された照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第２の検出信号を発生する第２の反射光検出段階と、
前記第１および第２の集光照射段階において真空容器内に照射光を導入する照射光導入段階と、
前記第１および第２の検出信号を受信し記憶する検出信号記憶段階と、
前記検出信号記憶段階にて記憶された前記基板のエッチング処理中の任意の時刻に得られた前記第１および第２の検出信号と、前記基板表面のエッチング対象材料の下の層の材料からの反射光の検出信号を比較して、その差分を演算する比較段階と、
前記比較段階での演算結果を用いてエッチング対象材料のエッチングが終了したことを判定する判定段階と、
その判定結果を表示する表示段階と、
を備えることを特徴とするドライエッチングの終点検出方法としたものである。

本発明のドライエッチングの終点検出方法と装置は、極端紫外線露光向けフォトマスクの製造において、エッチング対象材料とその下地層の特定波長における反射率差を利用してエッチング終点を検出することを特徴とする。

以下、本発明のドライエッチング終点判定装置の実施形態を説明する。本実施形態では極端紫外線リソグラフィ用むけのフォトマスクまたはレチクル（以下ＥＵＶマスク）への適用した場合を示す。

従来の波長２４８ｎｍ（ＫｒＦレーザー）や１９３ｎｍ（ＡｒＦレーザー）を用いるフォトマスクの構造とは異なり、ＥＵＶマスクにおいては石英材料を透過しない波長１３．５ｎｍの光が用いられるため、その構造は反射型構造となる。図１にその断面構造の一例を示す。多層膜で構成され、光の入射方向から低反射部（膜）１０、吸収部（膜）２０、緩衝部（膜）３０、保護部（膜）４０、多層反射部（膜）５０、基板６０、裏面導電部（膜）７０である。

パターンとなる光学的コントラスト（明暗）を形成する部分は基本的に多層反射部（膜）５０と吸収部（膜）２０である。ただし、パターンの検査のために１３．５ｎｍ以外の波長を用いる場合があり、そのような場合のために、多層反射部（膜）５０とのコントラスト（反射光Ｒｆ／反射光Ｒｍ）を向上する目的で、低反射部（膜）１０を形成しておくこともある。

緩衝部（膜）３０は物理的または化学的反応によるマスク修正時に反射部をダメージから守る犠牲部（膜）である。保護部（膜）４０は反射部（膜）５０の表面酸化などによる変質を保護するためのものである。裏面導電部（膜）７０は露光装置への搭載に静電的吸着原理を利用する場合のためのものである。

ＥＵＶマスクの各部分の具体的な材料は、以下のようなものである。
低反射部（膜）１０と吸収部（膜）２０はタンタル（Ｔａ）を主成分とし、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）の少なくとも１つを含む。緩衝部（膜）３０はクロム（Ｃｒ）やジルコニウム（Ｚｒ）を主成分とし、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、シリコン（Ｓｉ）の少なくとも１つを含む。保護部（膜）４０は珪素（Ｓｉ）やルテニウム（Ｒｕ）などが用いられる。多層反射部（膜）５０は珪素（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を１対とした多対積層膜で構成される。

基板６０は石英が用いられ、特にチタン（Ｔｉ）もしくはチタン酸化物（ＴｉＯ）を添加した合成石英が好ましく用いられる。この合成石英は添加しない石英に比べて熱膨張率が低い特性をもつことが知られている。裏面導電部（膜）７０はクロム（Ｃｒ）を主成分とし、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）の少なくとも１つを含む。

以上の材料を用いて製作したＥＵＶマスクの反射スペクトルを図２に示す。Ｒｆは低反射部（膜）１０、Ｒｍは保護部（膜）４０からの反射光である。図２中の（Ｒｍ−Ｒｆ）で示したＲｆとＲｍの差分から、エッチング終点は２００ｎｍ未満の波長でコントラストが得られ、終点判断に利用できることが判る。

以下、本発明の実施形態であるドライエッチング終点判定装置の構成を、図３を使って説明する。
本装置は光学ユニット２００と制御ユニット３００で構成されている。光学ユニット２００は、ドライエッチング装置４００の中に設置されたマスク１００に対して、窓５００を介して接続する。

説明の便宜上、図３ではマスク１００は、図１と同様にエッチング前のレジストパターン８０が形成されている状態を左側に、レジストパターン８０がない状態を右側に示している。光学ユニット２００中に設置した光源２１０から放射された光はハーフミラー２２０Ａで分割され、一方はユニットＲｍ中で集光光学系２３０Ａによりマスク１００に入射光Ｉｍ（実線）として照射される。

マスク１００からの反射光Ｒｍ（点線）は集光光学系２３０Ａ、ハーフミラー２２０Ａを再び透過して検出器２４０Ａに入射する。検出器２４０Ａは、反射光Ｒｍを光電変換し、その光強度に応じた検出信号Ｒｍを、制御ユニット３００に設置したメモリ３１０に出力する。

ハーフミラー２２０Ａで分割された他方の光ＩａはユニットＲａのハーフミラー２２０Ｂに入射する。マスク１００からの反射光Ｒａ（点線）は集光光学系２３０Ｂ、ハーフミラー２２０Ｂを再び透過して検出器２４０Ｂに入射する。検出器２４０Ｂは、反射光Ｒａを光電変換し、その光強度に応じた検出信号Ｒａを、制御ユニット３００に設置したメモリ３１０に出力する。

比較器３２０は、メモリ３１０に入力された検出信号Ｒｍと、メモリ３１０にあらかじめ入力されていたM３部からの反射光Ｒｍ３との差分を、判定器３３０に出力する。

判定器３３０では、この検出信号Ｒｍとあらかじめ入力した検出信号Ｒｍ３の差分がゼロという信号が入力された時点でエッチング終了と判定し、表示器３４０に終了表示してエッチングを終了させるようにする。

検出信号Ｒａは、エッチングの進行とともにレジストパターン８０の膜厚が減ぜられる様子をモニタリングするために観測するものである。マスク表面の反射光強度信号値Ｒｍ０は、エッチング開始と同時にユニットＲｍで測定されてメモリ３１０に入力される。レジストパターン８０が最終的に消失すると、検出信号Ｒａは反射光強度信号値Ｒｍ０と等しくなるので、比較器３２０によりＲｍ０とＲａの差分がゼロになったことが判定器３３０に送信されるので、判定器３３０はレジストパターン８０が消失したと判断し、表示器３４０にレジストパターン８０の消失を表示し、エッチングを終了する。

ここでライトチョッパー２５０について図４から図６を用いて説明する。前述の説明ではマスク１００からの反射光ＲｍとＲａは、同時に検出器２４０Ａ、２４０Ｂにそれぞれ入射する。このとき図４において２点鎖線で示すように反射光Ｒａは、その一部がハーフミラー２２０Ｂおよびハーフミラー２２０Ａを経由して、検出器２４０Ａに入射することになる。これでは検出器２４０Ａには本来の反射光Ｒｍに加えて反射光Ｒａの一部が上乗せされてしまい、本来のエッチングに伴う反射光Ｒｍの変動推移が得られない。

そこで図４に示すように、ライトチョッパー２５０をハーフミラー２２０Ａとハーフミラー２２０Ｂの間に配置して、ＲａとＲｍを周期的に交互に信号を得るようにする。図５に模式的に示したように、ライトチョッパー２５０は、回転円盤２５１と回転モータ２５２で構成されている。回転円盤２５１の円周上の一部には、開口部２５３と遮光部２５４を周期的に設ける。これを回転モータ２５２で回転することにより、光源２１０からの光を透過する状態と遮光する状態を作る。

図６に、透過と遮光の状態をタイミングチャートで示す。検出器２４０Ａ、２４０Ｂでの受光タイミングはそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）のようになる。検出器２４０Ａはライトチョッパー２５０より光源２１０側に位置するため、常に受光状態となる。一方、検出器２４０Ｂは、ライトチョッパー２５０の開口部２５３が光源２１０からの光を透過させているときだけ受光状態となる。

前述のように反射光Ｒａの一部は、ハーフミラー２２０Ｂおよびハーフミラー２２０Ａを経由して検出器２４０Ａに入射する（図４参照）ため、検出器２４０Ｂが受光状態のときは、検出器２４０Ａが検出している光は本来のエッチングに伴う反射光Ｒｍの変動を表したものではない。

そこで検出器２４０Ｂが受光状態のときには検出器２４０Ａは信号出力を停止し、検出器２４０Ｂが遮光状態のときには検出器２４０Ａは信号出力を再開すればよい。そのタイミングを示したものが図６（ａａ）である。図６（ａａ）は、図６（ｂ）を反転させたものであり、検出器２４０Ｂへの入力がゼロになった時をトリガーとして得ることが出来る。

次に、光源２１０について図７を用いて説明する。重水素ランプ２１１を放射源とし、楕円ミラー２１２によって集光し、回折格子２１３で分光する。回折格子２１３は回転することでスリット２１４に連続的に分光した光を照射する。スリット２１４では所望の波長領域の光のみが選択通過して、放物面ミラー２１５に照射される。放物面ミラー２１５からの反射光は平行光となっており、この平行光が図３、図４で示したハーフミラー２２０Ａに入射する。

また、図３および図４において、光学ユニット２００内に設置したハーフミラー２２０Ａおよび２２０Ｂや、窓５００は真空紫外線を透過する材料であるフッ化カルシウム（ＣａＦ２）やフッ素（Ｆ）が添加された石英板を用いるのが好ましい。

次に、検出器２４０Ａおよび２４０Ｂについて、図８を用いて説明する。２００ｎｍ未満の波長の光の検出には、サリチル酸ナトリウム２４１を塗布した石英板２４２でマスクからの反射光ＲａまたはＲｍを受光し、そこで発生する蛍光を光電子増倍管２４４で光電変換し、電気信号を得る。

サリチル酸ナトリウム以外の、石英板２４２の塗布材料としてはＣｏｒｏｎｅｎｅ（Ｃ２４Ｈ１２）でも良い。また、光電変換には電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いても良い。尚、二次光の光電変換効率を向上させるために集光のための積分球２４３などを光電子増倍管２４４の前段に設置する。また、２００ｎｍより長波長の光を遮光するフィルター２４５を、石英板２４２の前に設置する。

本発明では波長２００ｎｍ未満の真空紫外線領域の光を用いることから、光学ユニット２００の内部の光路は真空ポンプで減圧または窒素雰囲気が望ましい。

以上で説明した、本発明のドライエッチングの終点検出装置の具体的な検出フローを、図３を引用しつつ、図９を使って説明する。

＜Ｓｔｅｐ１＞
ドライエッチング装置内にエッチング処理の対象であるマスクを設置する。本発明のドライエッチングの終点検出装置全体の立ち上げ作業を行い、測定を開始する。

＜Ｓｔｅｐ２＞
あらかじめ測定しておいたエッチング終了面Ｍ３の反射スペクトルＳｍ３を、メモリ３１０に入力する。

＜Ｓｔｅｐ３＞
マスク表面はレジストパターンＭ１とエッチング表面Ｍ２が露出している状態にしておく。この２つの表面の反射スペクトルＳｍ１、Ｓｍ２を測定し、メモリ３１０に入力する。ここで、反射スペクトルＳｍ１、Ｓｍ２の測定とは、光源２１０内の回折格子２１３を回転させて照射光の波長を変えながら検出器２４０Ａおよび２４０Ｂで反射光の強度を測定していくものである。

＜Ｓｔｅｐ４＞
反射スペクトルＳｍ２とＳｍ３の差分スペクトルを計算し、光強度の差分値が最大となる波長を測定波長Ｉｒとして選択する。この差分値が大きいほど、エッチングによる反射率推移の信号幅が大きくなり、終点判定精度が高まる。

＜Ｓｔｅｐ５＞
Ｓｔｅｐ４で得た測定波長Ｉｒについて、反射スペクトルＳｍ１、Ｓｍ２、Ｓｍ３での当該波長での反射率強度Ｒｍ１、Ｒｍ２、Ｒｍ３をそれぞれメモリ３１０から抽出し、再度メモリ３１０に記憶させる。

＜Ｓｔｅｐ６＞
エッチングを開始し、ユニットＲｍによりエッチング部Ｍ２部の反射光強度Ｒｍ２を、ユニットＲａによりレジストパターン部Ｍ１の部反射光強度Ｒｍ１を、経時的に測定する。

＜Ｓｔｅｐ７＞
レジストパターンの消失を判定するために、反射光強度Ｒｍ２とエッチング開始時のＲｍ１の差分を算出し、ゼロの場合は消失（Ｙｅｓ）と判断してエッチングを停止する（Ｓｔｅｐ１０〜１２）。ゼロでない場合は消失していない（Ｎｏ）と判断してエッチングを継続する。

＜Ｓｔｅｐ８＞
Ｓｔｅｐ７でエッチングを継続した場合、終点判断を行う。この判断は反射光強度Ｒｍ２とＲｍ３の差分を算出し、ゼロの場合は終点に達した（Ｙｅｓ）と判断してエッチングを停止する（Ｓｔｅｐ１０〜１２）。ゼロで無い場合は終点に達していない（Ｎｏ）と判断してエッチングを継続（Ｓｔｅｐ９）し、Ｓｔｅｐ６に戻る。

以上のような処理手順により、エッチング終点の検出が可能となる。

本発明のドライエッチングの終点検出方法と装置は、微細なパターン形成が所望される半導体デバイスなどにおけるドライエッチング法を用いた製造工程に用いることが期待される。

極端紫外線露光用マスクの構造を示す断面図である。 極端紫外線露光用マスクの各部分の反射率の波長依存性を示す図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の概略構成図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の光路を示す図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の、ライトチョッパーを示す図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の、検出器の受光タイミングを示す図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の、光源の構成図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の、検出器の構成図である。 本発明の実施形態のドライエッチング終点判定装置の、検出フローの一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・低反射層
２０・・・吸収層
３０・・・緩衝層
４０・・・保護層
５０・・・多層反射層
６０・・・基板
７０・・・裏面導電層
８０・・・レジストパターン
１００・・マスク
２００・・光学ユニット
２１０・・光源
２１１・・重水素ランプ
２１２・・楕円ミラー
２１３・・回折格子
２１４・・スリット
２２０Ａ・・ハーフミラー
２２０Ｂ・・ハーフミラー
２３０Ａ・・集光光学系
２３０Ｂ・・集光光学系
２４０Ａ・・検出器
２４０Ｂ・・検出器
２４１・・サリチル酸ナトリウム
２４２・・石英板
２４３・・積分球
２４４・・光電子増倍管
２４５・・フィルター
２５１・・回転板
２５２・・モータ
２５３・・開口部
２５４・・遮光部
３００・・制御ユニット
３１０・・メモリ
３２０・・比較器
３３０・・判定器
３４０・・表示器
４００・・ドライエッチング装置
５００・・窓

Claims (2)

1. 真空容器内にガスを導入し高周波電力を与えて形成したプラズマを用いて真空容器内に設置した基板表面のエッチング対象材料をエッチングする処理において、
   ２００ｎｍ未満の波長域の光を含む光を発生する光源と、
   前記光源からの光を分光する分光器と、
   前記分光された光のうち所定波長域の光を選択して照射光として通過させる照射光波長選択手段と、
   前記照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第１のビームスプリッターと、
   前記第１のビームスプリッターにより反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第１の集光光学系と、
   前記第１の集光光学系からの照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第１の検出信号を発生する第１の反射光検出手段と、
   前記第１のビームスプリッターを透過した照射光の光路に配置されたライトチョッパーと、
   前記ライトチョッパーを通過してきた照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第２のビームスプリッターと、
   前記第２のビームスプリッターにより反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第２の集光光学系と、
   前記第２の集光光学系からの照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第２の検出信号を発生する第２の反射光検出手段と、
   前記真空容器内に第１および第２の集光光学系からの照射光を導入する窓と、
   前記第１および第２の検出信号を受信し記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶した前記基板のエッチング処理中の任意の時刻に得られた前記第１および第２の検出信号と、前記基板表面のエッチング対象材料の下の層の材料からの反射光の検出信号を比較して、その差分を演算する比較手段と、
   前記比較手段の演算結果を用いてエッチング対象材料のエッチングが終了したことを判定する判定手段と、
   その判定結果を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とするドライエッチングの終点検出装置。
   
2. 真空容器内にガスを導入し高周波電力を与えて形成したプラズマを用いて真空容器内に設置した基板表面のエッチング対象材料をエッチングする処理において、
   ２００ｎｍ未満の波長域の光を含む光を発生する光発生段階と、
   前記光源からの光を分光する分光段階と、
   前記分光された光のうち所定波長域の光を選択して照射光として通過させる照射光波長選択段階と、
   前記照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第１の光路分割段階と、
   前記第１の光路分割段階にて反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第１の集光照射段階と、
   前記第１の集光照射段階にて照射された照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第１の検出信号を発生する第１の反射光検出段階と、
   前記第１の光路分割段階により透過した照射光を周期的に強度変動させる照射光強度変動段階と、
   前記照射光強度変動段階により強度変動している照射光の一部を反射し、別の一部を透過させる第２の光路分割段階と、
   前記第２の光路分割段階にて反射された前記照射光の一部を基板表面に集光照射する第２の集光照射段階と、
   前記第２の集光照射段階にて照射された照射光が前記基板表面により反射された反射光を検出して第２の検出信号を発生する第２の反射光検出段階と、
   前記第１および第２の集光照射段階において真空容器内に照射光を導入する照射光導入段階と、
   前記第１および第２の検出信号を受信し記憶する検出信号記憶段階と、
   前記検出信号記憶段階にて記憶された前記基板のエッチング処理中の任意の時刻に得られた前記第１および第２の検出信号と、前記基板表面のエッチング対象材料の下の層の材料からの反射光の検出信号を比較して、その差分を演算する比較段階と、
   前記比較段階での演算結果を用いてエッチング対象材料のエッチングが終了したことを判定する判定段階と、
   その判定結果を表示する表示段階と、
   を備えることを特徴とするドライエッチングの終点検出方法。