JPH0628252B2 - プラズマ処理終点判定方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理終点判定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0628252B2 JPH0628252B2 JP62071530A JP7153087A JPH0628252B2 JP H0628252 B2 JPH0628252 B2 JP H0628252B2 JP 62071530 A JP62071530 A JP 62071530A JP 7153087 A JP7153087 A JP 7153087A JP H0628252 B2 JPH0628252 B2 JP H0628252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric signal
- time constant
- plasma processing
- smoothing
- end point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマ処理終点判定方法及び装置に係り、
特に発光分光法により試料のプラズマ処理の終点を判定
するのに好適なプラズマ処理終点判定方法及び装置に関
するものである。
特に発光分光法により試料のプラズマ処理の終点を判定
するのに好適なプラズマ処理終点判定方法及び装置に関
するものである。
半導体素子基板等の試料のドライエッチング等のプラズ
マ処理の終点を発光分光法により判定する技術として
は、従来、例えば、特開昭５９−９４４２３号公報に記
載のような、分光量を電気信号に変換し、該電気信号と
処理時間の函数を二次微分し、該二次微分値と予め設定
されたレベル値との関係により試料のプラズマ処理の終
点を判定するものが知られている。
マ処理の終点を発光分光法により判定する技術として
は、従来、例えば、特開昭５９−９４４２３号公報に記
載のような、分光量を電気信号に変換し、該電気信号と
処理時間の函数を二次微分し、該二次微分値と予め設定
されたレベル値との関係により試料のプラズマ処理の終
点を判定するものが知られている。
上記従来技術は、プラズマ処理終点の判定の時間的遅れ
と該判定の確実性（耐ノイズ性）の両方の点については
配慮がされておらず、このため、判定の確実性を重視し
た場合、判定時間が遅れ、逆に、判定時間を重視した場
合には、ノイズ等による光量の微変動に対して誤判定と
するといった問題がある。
と該判定の確実性（耐ノイズ性）の両方の点については
配慮がされておらず、このため、判定の確実性を重視し
た場合、判定時間が遅れ、逆に、判定時間を重視した場
合には、ノイズ等による光量の微変動に対して誤判定と
するといった問題がある。
本発明の目的は、試料のプラズマ処理終点の判定の時間
的遅れを抑制できると共に該判定の確実性を確保できる
プラズマ処理終点判定方法及び装置を提供することにあ
る。
的遅れを抑制できると共に該判定の確実性を確保できる
プラズマ処理終点判定方法及び装置を提供することにあ
る。
上記目的は、プラズマ処理終点判定方法を、試料のプラ
ズマ処理時に発生する発光の中から特定波長の発光を分
光する工程と、前記分光の光量を電気信号に変換する工
程と、前記電気信号を大きな時定数で平滑化する工程
と、前記平滑化電気信号の変化傾向を検知する工程と、
前記平滑化電気信号の変化傾向検知後に前記電気信号を
小さな時定数で平滑化する工程と、前記小さな時定数で
平滑化された電気信号の経時変化により前記試料のプラ
ズマ処理終点を判定する工程とを有する方法とし、プラ
ズマ処理終点判定装置を、試料のプラズマ処理時に発生
する発光の中から特定波長の発光を分光する手段と、前
記分光の光量を電気信号に変換する手段と、前記電気信
号を大きな時定数で平滑化する手段と、前記平滑化電気
信号の変化傾向を検知する手段と、前記電気信号を小さ
な時定数で平滑化する手段と、前記小さな時定数で平滑
化された電気信号の経時変化により前記試料のプラズマ
処理終点を判定する手段と、前記電気信号を大きな時定
数で平滑化する手段と前記電気信号を小さな時定数で平
滑化する手段とを前記平滑化電気信号の変化傾向検知に
より切替える手段とを具備したものとすることにより、
達成される。
ズマ処理時に発生する発光の中から特定波長の発光を分
光する工程と、前記分光の光量を電気信号に変換する工
程と、前記電気信号を大きな時定数で平滑化する工程
と、前記平滑化電気信号の変化傾向を検知する工程と、
前記平滑化電気信号の変化傾向検知後に前記電気信号を
小さな時定数で平滑化する工程と、前記小さな時定数で
平滑化された電気信号の経時変化により前記試料のプラ
ズマ処理終点を判定する工程とを有する方法とし、プラ
ズマ処理終点判定装置を、試料のプラズマ処理時に発生
する発光の中から特定波長の発光を分光する手段と、前
記分光の光量を電気信号に変換する手段と、前記電気信
号を大きな時定数で平滑化する手段と、前記平滑化電気
信号の変化傾向を検知する手段と、前記電気信号を小さ
な時定数で平滑化する手段と、前記小さな時定数で平滑
化された電気信号の経時変化により前記試料のプラズマ
処理終点を判定する手段と、前記電気信号を大きな時定
数で平滑化する手段と前記電気信号を小さな時定数で平
滑化する手段とを前記平滑化電気信号の変化傾向検知に
より切替える手段とを具備したものとすることにより、
達成される。
試料のプラズマ処理時に発光の中から分光された特定波
長の発光の光量は、電気信号に変換される。この電気信
号は、大きな時定数で平滑化される。このように大きな
時定数で平滑化することで、分光の光量の微変動に影響
されなくなる（耐ノイズ性に優れる）。この平滑化電気
信号の変化傾向つまり減少傾向または増加傾向が検知さ
れる（耐ノイズ性に優れ処理終了傾向を確実に把握でき
る。）その後、この状態、即ち、電気信号の大きな時定
数での平滑化を持続した場合、平滑化電気信号の減少ま
たは増加状態から定常状態への変化を直ちに検知できな
い。そこで、平滑化電気信号の変化傾向を検知（処理終
了の傾向を確実に把握）した時点で、電気信号の平滑化
は、大きな時定数での平滑化から小さな時定数での平滑
化（分光の光量の微変動に対して敏感）に切替えられ、
該小さな時定数で平滑化された電気信号の経時変化つま
り該電気信号と処理時間の函数の、例えば、二次微分値
と予め設定されたレベル値との関係により試料のプラズ
マ処理の終点が判定される。
長の発光の光量は、電気信号に変換される。この電気信
号は、大きな時定数で平滑化される。このように大きな
時定数で平滑化することで、分光の光量の微変動に影響
されなくなる（耐ノイズ性に優れる）。この平滑化電気
信号の変化傾向つまり減少傾向または増加傾向が検知さ
れる（耐ノイズ性に優れ処理終了傾向を確実に把握でき
る。）その後、この状態、即ち、電気信号の大きな時定
数での平滑化を持続した場合、平滑化電気信号の減少ま
たは増加状態から定常状態への変化を直ちに検知できな
い。そこで、平滑化電気信号の変化傾向を検知（処理終
了の傾向を確実に把握）した時点で、電気信号の平滑化
は、大きな時定数での平滑化から小さな時定数での平滑
化（分光の光量の微変動に対して敏感）に切替えられ、
該小さな時定数で平滑化された電気信号の経時変化つま
り該電気信号と処理時間の函数の、例えば、二次微分値
と予め設定されたレベル値との関係により試料のプラズ
マ処理の終点が判定される。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。
る。
第１図は、本発明を適用した装置構成の一例を示したも
のである。アース電位に接続された上部電極２と、高周
波電源６に接続された下部電極３を内設し、反応ガス導
入手段４と、真空排気手段５と、石英ガラス窓８と備え
た反応処理室１と、分光器９と、光電変換器１０と、増
幅回路１１とＡ／Ｄ変換器１２と、デジタル信号処理装
置１３とから成り、下部電極２上に試料７を配置し、反
応ガスを導入しながらブロー放電を起こさせ、エッチン
グ進行中の発光光量を、分光器９で特定波長を選択し、
光電変換器１０で、電気信号に変換して、増幅回路１１
により増幅し、Ａ／Ｄ変換器１２によりデジタル信号に
変換して、デジタル信号処理装置１３に入力する。
のである。アース電位に接続された上部電極２と、高周
波電源６に接続された下部電極３を内設し、反応ガス導
入手段４と、真空排気手段５と、石英ガラス窓８と備え
た反応処理室１と、分光器９と、光電変換器１０と、増
幅回路１１とＡ／Ｄ変換器１２と、デジタル信号処理装
置１３とから成り、下部電極２上に試料７を配置し、反
応ガスを導入しながらブロー放電を起こさせ、エッチン
グ進行中の発光光量を、分光器９で特定波長を選択し、
光電変換器１０で、電気信号に変換して、増幅回路１１
により増幅し、Ａ／Ｄ変換器１２によりデジタル信号に
変換して、デジタル信号処理装置１３に入力する。
第２図は、デジタル信号処理装置１３の、内部を示した
ものである。時定数の大きいフィルター手段１４と、二
次差分計算手段（差分間隔大）１６と判定手段１８から
なる系列と、時定数の小さいフィルター手段１５と、二
次差分計算手段（差分間隔小）１７と、判定手段１９か
らなる系列と、シーケンスコントロール手段２０からな
り、シーケンスコントロール信号は、判定開始信号を、
判定手段１８に与え、判定手段１８は、モニタ光量の増
加または減少傾向を検知した時点で、１段階目判定信号
２２を判定手段１９に伝達する、判定手段１９は、エッ
チングの終点を判定したのち、２段階目判定信号２３
を、シーケンスコントロール手段２０に伝達する。シー
ケンスコントロール手段２０では、オーバエッチを実行
したのち放電停止指令を高周波電源６に与える。
ものである。時定数の大きいフィルター手段１４と、二
次差分計算手段（差分間隔大）１６と判定手段１８から
なる系列と、時定数の小さいフィルター手段１５と、二
次差分計算手段（差分間隔小）１７と、判定手段１９か
らなる系列と、シーケンスコントロール手段２０からな
り、シーケンスコントロール信号は、判定開始信号を、
判定手段１８に与え、判定手段１８は、モニタ光量の増
加または減少傾向を検知した時点で、１段階目判定信号
２２を判定手段１９に伝達する、判定手段１９は、エッ
チングの終点を判定したのち、２段階目判定信号２３
を、シーケンスコントロール手段２０に伝達する。シー
ケンスコントロール手段２０では、オーバエッチを実行
したのち放電停止指令を高周波電源６に与える。
第３図は、エッチング中の反応生成物による発光をモニ
タ特定波長として選択した場合で、モニタ波形２４を、
時定数の大きい系列で差分計算した波形２５を判定しき
い値２７で判定し、一段階目の判定とする。その後、時
定数の小さい系列で、差分計算した波形２６を判定しき
い値２８で判定し、２段階目の終点とする。
タ特定波長として選択した場合で、モニタ波形２４を、
時定数の大きい系列で差分計算した波形２５を判定しき
い値２７で判定し、一段階目の判定とする。その後、時
定数の小さい系列で、差分計算した波形２６を判定しき
い値２８で判定し、２段階目の終点とする。
第４図は、エッチング中の反応ラジカルによる発光をモ
ニタ特定波長として選択した場合で、第判定しきい値の
符号を逆にすれば、第３図の場合と同様である。
ニタ特定波長として選択した場合で、第判定しきい値の
符号を逆にすれば、第３図の場合と同様である。
本実施例では、試料のドライエッチング処理終点の判定
の時間的遅れを判定できると共に、耐ノイズ性に優れ確
実にエッチング終了傾向を把握することができ誤判定を
防止できる。また、エッチング終点を精度良く判定する
ことができる。
の時間的遅れを判定できると共に、耐ノイズ性に優れ確
実にエッチング終了傾向を把握することができ誤判定を
防止できる。また、エッチング終点を精度良く判定する
ことができる。
尚、上記実施例では、デジタル信号をフィルター手段で
平滑化するようにしているが、この他にアナログ電気信
号をフィルター手段で平滑化するようにしても良い。ま
た、上記実施例では、電気信号と処理時間の函数を二次
微分するようにしているが、この他に該函数を一次微分
するようにしても良い。また、上記実施例では、半導体
製造装置として、平行平板型のドライエッチング装置を
例にとっているが、プラズマにより試料を処理する装
置、例えば、有磁場マイクロ波プラズマ処理装置、無磁
場マイクロ波プラズマ処理装置等の他装置にも問題なく
適用することができる。
平滑化するようにしているが、この他にアナログ電気信
号をフィルター手段で平滑化するようにしても良い。ま
た、上記実施例では、電気信号と処理時間の函数を二次
微分するようにしているが、この他に該函数を一次微分
するようにしても良い。また、上記実施例では、半導体
製造装置として、平行平板型のドライエッチング装置を
例にとっているが、プラズマにより試料を処理する装
置、例えば、有磁場マイクロ波プラズマ処理装置、無磁
場マイクロ波プラズマ処理装置等の他装置にも問題なく
適用することができる。
本発明によれば、試料のプラズマ処理終点の判定の時間
的遅れと該判定の確実性の両方の点を配慮したことで、
試料のプラズマ処理終点の判定の時間的遅れを抑制でき
ると共に該判定の確実性を確保できるという効果があ
る。
的遅れと該判定の確実性の両方の点を配慮したことで、
試料のプラズマ処理終点の判定の時間的遅れを抑制でき
ると共に該判定の確実性を確保できるという効果があ
る。
第１図は、本発明の一実施例のプラズマ処理終点判定装
置の構成図、第２図は、第１図のデジタル処理装置の構
成図、第３図、第４図は、第１図の装置でのモニタ波形
例を示す発光強度、二次差分値と経過時間との関係線図
である。 １……反応処理室、７……試料、 ８……石英ガラス窓、９……分光器、 10……光電変換器、12……Ａ／Ｄ変換器、 13……デジタル信号処理装置
置の構成図、第２図は、第１図のデジタル処理装置の構
成図、第３図、第４図は、第１図の装置でのモニタ波形
例を示す発光強度、二次差分値と経過時間との関係線図
である。 １……反応処理室、７……試料、 ８……石英ガラス窓、９……分光器、 10……光電変換器、12……Ａ／Ｄ変換器、 13……デジタル信号処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西畑 廣治 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 幾原 祥二 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 沖口 昌司 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内
Claims (2)
- 【請求項１】試料のプラズマ処理時に発生する発光の中
から特定波長の発光を分光する工程と、前記分光の光量
を電気信号に変換する工程と、前記電気信号を大きな時
定数で平滑化する工程と、前記平滑化電気信号の変化傾
向を検知する工程と、前記平滑化電気信号の変化傾向検
知後に前記電気信号を小さな時定数で平滑化する工程
と、前記小さな時定数で平滑化された電気信号の経時変
化により前記試料のプラズマ処理終点を判定する工程と
を有することを特徴とするプラズマ処理終点判定方法。 - 【請求項２】試料のプラズマ処理時に発生する発光の中
から特定波長の発光を分光する手段と、前記分光の光量
を電気信号に変換する手段と、前記電気信号を大きな時
定数で平滑化する手段と、前記平滑化電気信号の変化傾
向を検知する手段と、前記電気信号を小さな時定数で平
滑化する手段と、前記小さな時定数で平滑化された電気
信号の経時変化により前記試料のプラズマ処理終点を判
定する手段と、前記電気信号を大きな時定数で平滑化す
る手段と前記電気信号を小さな時定数で平滑化する手段
とを前記平滑化電気信号の変化傾向検知により切替える
手段とを具備したことを特徴とするプラズマ処理判定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071530A JPH0628252B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | プラズマ処理終点判定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071530A JPH0628252B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | プラズマ処理終点判定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239819A JPS63239819A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH0628252B2 true JPH0628252B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=13463381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62071530A Expired - Lifetime JPH0628252B2 (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | プラズマ処理終点判定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628252B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058793B2 (ja) * | 1980-03-24 | 1985-12-21 | 日電アネルバ株式会社 | プラズマ分光監視装置 |
| JPS6098631A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-06-01 | Hitachi Ltd | 終点検出装置 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62071530A patent/JPH0628252B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63239819A (ja) | 1988-10-05 |
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