JPH0786258A - 反応検出装置 - Google Patents

反応検出装置

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JPH0786258A
JPH0786258A JP25501193A JP25501193A JPH0786258A JP H0786258 A JPH0786258 A JP H0786258A JP 25501193 A JP25501193 A JP 25501193A JP 25501193 A JP25501193 A JP 25501193A JP H0786258 A JPH0786258 A JP H0786258A
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JP
Japan
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reaction
window
reaction chamber
shutter means
chamber
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JP25501193A
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English (en)
Inventor
Sumio Mori
澄雄 森
Hirobumi Ishihara
博文 石原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はクリーニング寿命が長く、稼働率が高
い反応検出装置を実現する。 【構成】反応室2に設けられている透明部材でなる窓8
の内側に、開口部11を有するシヤツタ手段6を設け
る。反応室2内部の反応を観察するときだけ、シヤツタ
手段6の開口部11を窓8と対向する位置に移動させて
反応室2内部の反応を観察できるようにする。反応室2
内部の反応を観察するとき以外は、シヤツタ手段6の開
口部11以外の部分で窓8の全面を覆う。これにより、
きれいな状態にある窓を介して発光スペクトルの発光強
度を観察できるので安定した終点判定を行うことができ
ると共に、反応室2をクリーニングする回数を格段的に
低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題(図6及び図7) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例(図1〜図5) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は反応検出装置に関し、例
えば反応性イオンエツチング(RIE:reactive ion e
tching)装置におけるエツチング終点の検出装置に適用
して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、エツチングの終点を光学的に検出
する方法として、プラズマの発光強度を終点判定装置
(EPD:end point detector)と呼ばれる装置でモニ
タすることによりエツチングの終点を判定する方法があ
る。すなわち、プラズマでエツチングしたときには固有
の光が発生し、この光が検出できなくなつた時点をエツ
チングの終了点として判定する方法である。
【0004】これを、図6及び図7に示す枚葉式エツチ
ング装置及びバツチ式エツチング装置を例に説明する。
これらの装置ではまずSi02 膜が形成されたウエハを
所定の場所に配置する。次にこのSi02 膜に向けてフ
ツ素系のガス、例えばSF6、CF4 又はCHF3 等を
流し、発生されるSiFガスによつて酸化膜をエツチン
グする。このときSiFの発光スペクトルの発光強度を
石英ガラスを介して終点判定装置で常時モニタし、Si
Fの発光スペクトルが検出されなくなつた時点、すなわ
ちSi02 膜がなくなつた時点をエツチングが終了した
時点と判定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところがSi02 膜の
エツチングが進行するに従つてマスクに使用しているレ
ジストもエツチングされるので、エツチング処理を重ね
るごとに石英ガラスでなるチヤンバの内側全面にレジス
ト化合物等の反応生成物が付着して汚れる。この結果、
石英ガラスを透過する発光スペクトルの発光強度が低下
し、発光スペクトルを正確に検出できなくなるのでエツ
チングの終点を誤つて検出してしまうおそれが生ずる。
【0006】このため現在では、チヤンバを大気に開放
してチヤンバ内を定期的にクリーニングしている。ここ
でクリーニングの頻度は、枚葉式装置でもバツチ式装置
でもウエハを約 500枚から1000枚位エツチングするとク
リーニングしなければならない。逆にチヤンバがある程
度汚れても、終点判定装置の感度を高めれば光を検出す
ることができるが、小さなノイズに反応したり、外の類
似した光に反応して誤検出するおそれがある。
【0007】従つてこのような方法では、チヤンバ内を
クリーニングするたびに装置を停止する必要があるので
連続して作業ができず、またチヤンバ内をクリーニング
してから再度使用できる状態にするまでに約12時間から
24時間必要になり、稼働率がかなり低下するという問題
があつた。
【0008】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、クリーニング寿命が長く、稼働率が高い反応検出装
置を提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、反応室2に設けられている透明部
材の窓8を介して内部の反応を外部より観察する反応検
出装置1において、窓8の内側に設置され、反応室2内
部の反応を観察するとき以外は窓8の全面を覆い、反応
室2内部の反応を観察するときは窓8の対向位置から退
避して反応室2内部を観察できるようにするシヤツタ手
段6を設けるようにする。
【0010】また本発明においては、反応室2に設けら
れている透明部材の窓13を介して内部の反応を外部よ
り観察する反応検出装置1において、窓13の内壁に反
応物が付着するのを防止する透明な膜状部材14と、窓
13の内側周辺に配置され、透明な膜状部材14を供給
する供給手段15と、窓13の内側周辺に配置され、透
明な膜状部材14が汚れたときに当該膜状部材14を巻
き取る巻取り手段16とを設けるようにする。
【0011】
【作用】反応室2に設けられている透明部材でなる窓8
の内側に、反応室2内部の反応を観察するときだけ窓8
と対向する位置に移動し、反応室2内部の反応を観察す
るとき以外は窓8の全面を覆うシヤツタ手段6を設け
る。これにより、汚れはシヤツタ手段6に付着するので
窓8にはほとんど付着しない。従つてきれいな状態にあ
る窓8を介して発光スペクトルの発光強度を検出するこ
とができるので終点判定を安定して行うことができると
共に、反応室2をクリーニングする回数を格段的に低減
することができる。
【0012】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0013】図1において、1は全体として反応検出装
置を示し、エツチング処理の終了点を発光スペクトルの
発光強度によつて判定する。反応検出装置1はチヤンバ
2及び終点判定装置(EPD)3から構成されている。
チヤンバ2は、所定の厚さを有する合金材料(いわゆる
サス)でなる円筒形の外部カバー4と、所定の厚さを有
し、外部カバー4の内側に沿うように配置されている石
英ガラスでなる円筒形の内部カバー5との2重構造でな
る。また内部カバー5の内側に沿うように、所定の厚さ
を有する石英ガラスでなる円板状の遮蔽板6が配置され
ている。外部カバー4、内部カバー5及び遮蔽板6はそ
れぞれ所定の間隔で配置されている。
【0014】図1に示すように、外部カバー4には円形
の検出用窓7が設けられ、板状の石英ガラス窓8の両端
部が外部カバー4と接合してこの検出用窓7を外側から
塞いでいる。これによりチヤンバ2は密閉されチヤンバ
2内が真空状態に保持される。この石英ガラス窓8の外
側には終点判定装置3が配設され、終点判定装置3はこ
の石英ガラス窓8を透過する発光スペクトルの発光強度
をモニタする。また内部カバー5は金属汚染を防止する
ために配設されたものであり、外部カバー4と同様に検
出用窓9が設けられている。ここで図1に示すように外
部カバー4及び内部カバー5はこれらの検出用窓7及び
9と開口11とが対向するような位置に配置されてい
る。
【0015】遮蔽板6は外部カバー4及び内部カバー5
を貫通して遮蔽板6に取り付けられている回転軸10に
よつて自動的に回転するようになされている。また遮蔽
板6にも円形の開口11が設けられている。この開口1
1は、遮蔽板6を回転させたときに検出用窓7及び9の
位置と対向するような位置に設けられている。従つて遮
蔽板6を回転させて開口11の位置を移動させることに
より検出用窓7及び9の前方が遮蔽されるので、石英ガ
ラス窓8に汚れが付着することを防止することができ
る。すなわちエツチング中に発生するレジスト化合物等
の反応生成物は遮蔽板6だけに付着する。逆に遮蔽板6
を回転させて遮蔽板6の開口11を検出用窓7及び9と
対向するようにすれば、汚れていない状態の石英ガラス
窓8を介していつでも発光スペクトルの発光強度をモニ
タすることができる。
【0016】終点判定装置3は、その検出部が検出用窓
7及び9とシヤツタ手段6の開口11と対向するような
位置に配設されるように石英ガラス窓8の外側に配設さ
れている。従つて遮蔽板6を回転させて開口11を検出
用窓7及び9と対向する位置に移動させることにより、
終点判定装置3はこれらの検出用窓7及び9と、開口1
1と、石英ガラス窓8とを介して発光スペクトルの発光
強度をモニタし、発光スペクトルの発光強度を電圧に変
換して電圧値でエツチングの終点を判定している。
【0017】以上の構成において、遮蔽板6を回転させ
て開口11の位置を例えば検出用窓7及び9とは正反対
の方向に移動させることにより検出用窓7及び9の前方
を遮蔽した後、例えばCl2 ガスのような塩素系ガスや
SF6 ガスのようなフツ素系ガスをチヤンバ2内でプラ
ズマ化し、エツチング処理を開始する。その後、エツチ
ング終了予定時間から一定時間前(例えばエツチングが
終了する30秒前)に遮蔽板6を回転させて開口11を検
出用窓7及び9と対向する位置に移動させる。これによ
つて終点判定装置3は石英ガラス窓8を透過する発光ス
ペクトルの発光強度をモニタしてエツチングの終点を検
出する。
【0018】ここで重要なことは、エツチング時間中
(例えば10分間)、常に発光スペクトルをモニタする必
要はないということである。すなわち、エツチングレー
トが一定で、エツチング時間が判つていれば、エツチン
グ終了時間の一定時間前だけ発光スペクトルの発光強度
をモニタするようにすれば、石英ガラス窓8がレジスト
化合物等の反応生成物に晒される時間が必然的に短くな
るので、石英ガラス窓8の汚れも格段的に少なくなり、
従つてエツチングの終点を安定して検出することができ
る。
【0019】本発明の反応検出装置1を用いて、エツチ
ングが終了する一定時間前だけ発光スペクトルの発光強
度をモニタした場合のEPDモニタ電圧の処理枚数依存
性を示す。図2から分かるように、ウエハを5000枚処理
してもEPDモニタ電圧は9〔V〕〜10〔V〕と安定し
ている(エツチングの終点を安定して検出するためには
約5〔V〕の電圧が必要である)。これは、終点判定装
置3が正常に動作していることを示すものである。
【0020】これに対して、図6及び図7に示すよう
な、エツチングの間常に円筒形の石英ガラスを介して発
光スペクトルの発光強度をモニタしなければならないよ
うな構成を有する装置を用いた場合のEPDモニタ電圧
の処理枚数依存性を示す。図3から分かるように、レジ
スト化合物等の反応生成物が石英ガラス12、18に付
着して石英ガラス12、18が汚れるため、ウエハの処
理枚数が増加するに従つてEPDモニタ電圧は降下し、
3000枚を越えると電圧が5〔V〕以下となつてエツチン
グの終点を安定して検出することができなくなる。
【0021】従つて本発明の反応検出装置1を使用する
と、同じ枚数を処理しても汚れが付着する程度が格段的
に低いため、エツチングの終点を安定して検出できるウ
エハの処理枚数が格段的に増加する。すなわち発光スペ
クトルの発光強度をモニタする時間を短くすればするほ
ど、石英ガラスに付着する汚れが少なくなるので、ウエ
ハを処理できる枚数も必然的に増加することになる。実
際にはダスト等の問題でウエハを1万枚〜2万枚処理す
ると装置全体をクリーニングしなければならないが、本
発明の反応検出装置1は1万枚〜2万枚までエツチング
の終点を安定して検出できるので、汚れた部分をクリー
ニングするためだけのメインテナンスは必要なくなる。
【0022】以上の構成によれば、発光スペクトルの発
光強度をモニタするとき以外は石英ガラス窓8にレジス
ト化合物等の反応生成物が付着しないように遮蔽板6を
回転させて検出用窓7及び9の前方を遮蔽し、発光スペ
クトルの発光強度をモニタするときだけ遮蔽板6の開口
11が検出用窓7及び9と対向するようにしたことによ
り、きれいな状態の石英ガラス窓8を介して発光スペク
トルの発光強度をモニタすることができるのでエツチン
グの終点を安定して検出することができると共に、石英
ガラス窓8をクリーニングする回数を格段的に少なくす
ることができる。
【0023】なお上述の実施例においては、内部カバー
5に窓9を設けた場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、内部カバー5が透明部材であれば窓9を設け
なくてもよい。
【0024】また上述の実施例においては、内部カバー
5が石英ガラスでなる場合について述べたが、本発明は
これに限らず、他の部材でもよい。
【0025】また上述の実施例においては、シヤツタ手
段6が石英ガラスでなる場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、サス又はアルミニウム等を用いてもよ
い。
【0026】また上述の実施例においては、チヤンバ2
内部の反応を外部より観察するときは遮蔽板6に設けら
れている開口11を検出用窓7及び9と対向する位置に
移動させ、チヤンバ2内部の反応を観察するとき以外は
遮蔽板6の開口11以外の部分が検出用窓7及び9の全
面を覆うようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、図4に示すように透明の薄膜14を供給し
て、この薄膜14が汚れたら自動的に巻き取るようにし
てもよい。
【0027】すなわち円筒形の石英ガラス12に円形の
検出用窓13を設け、図4(B)に示すように、検出用
窓13の内側に、透明の薄膜14を供給する装置15
と、汚れた薄膜14を巻き取る巻取り装置16とを配設
する。発光スペクトルの発光強度が低下したら、信号を
送出して薄膜14を自動的に巻き取り、きれいな薄膜1
4を終点判定装置の検出部前方に置くようにする。これ
により常に検出用窓13がきれいな状態で発光スペクト
ルの発光強度をモニタすることができるので、エツチン
グの終点を安定して検出することができる。
【0028】また図5に示すように、左右に移動させる
ことができる円板形状の遮蔽板17を円筒形の石英ガラ
ス18の内側に設け、発光スペクトルの発光強度を検出
用窓19を介してモニタするときは、この遮蔽板17を
(図5に点線で示す位置に)退避させる。また遮蔽板1
7を検出用窓19の前方に配置すればレジスト化合物等
の反応生成物が検出用窓19に付着することを防止する
ことができる。この場合、遮蔽板17を左右に移動させ
るようにしたが上下に移動させるようにしてもよい。
【0029】また上述の実施例においては、発光スペク
トルの発光強度を円形の検出用窓を介してモニタする場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、長方形
等、発光スペクトルの発光強度をモニタできればどのよ
うな形の検出用窓でもよい。
【0030】さらに上述の実施例においては、エツチン
グ装置の場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、CVD装置やスパツタリング装置等、反応室での反
応をモニタする必要がある装置であればどのような装置
でもよい。
【0031】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、反応室に
設けられている透明部材でなる窓の内側に、開口部を有
するシヤツタ手段を設け、反応室内部の反応を観察する
とき以外は窓の全面を覆つてエツチング中に発生する反
応生成物が窓に付着しないようにし、反応室内部の反応
を観察するときは窓の対向位置から退避して反応室内部
を観察できるようにしたことにより、きれいな状態にあ
る窓を介して発光スペクトルの発光強度を観察できるの
でエツチングの終点を安定して検出することができると
共に、反応室をクリーニングする回数を格段的に少なく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による反応検出装置の一実施例を示す略
線図である。
【図2】本発明におけるEPDモニタ電圧の処理枚数依
存性を示すグラフである。
【図3】従来の技術におけるEPDモニタ電圧の処理枚
数依存性を示すグラフである。
【図4】本発明による反応検出装置の他の実施例の略線
図(A)及び側面図(B)である。
【図5】本発明による反応検出装置の他の実施例の略線
図(A)及び側面図(B)である。
【図6】枚葉式エツチング装置の略線図である。
【図7】バツチ式エツチング装置の略線図である。
【符号の説明】
1……反応検出装置、2……チヤンバ、3……終点判定
装置、4……外部カバー、5……内部カバー、6……遮
蔽板、7、9、11、13、19……検出用窓、8……
石英ガラス窓、10……回転軸、12、18……円筒形
の石英ガラス、14……透明の薄膜、15……薄膜供給
装置、16……薄膜巻取り装置、17……シヤツタ板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23F 4/00 F 8417−4K

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反応室に設けられている透明部材の窓を介
    して内部の反応を外部より観察する反応検出装置におい
    て、 上記窓の内側に設置され、上記反応室内部の反応を観察
    するとき以外は上記窓の全面を覆い、上記反応室内部の
    反応を観察するときは上記窓の対向位置から退避して上
    記反応室内部を観察できるようにするシヤツタ手段を具
    えることを特徴とする反応検出装置。
  2. 【請求項2】反応室に設けられている透明部材の窓を介
    して内部の反応を外部より観察する反応検出装置におい
    て、 上記窓の内壁に反応物が付着するのを防止する透明な膜
    状部材と、 上記窓の内側周辺に配置され、上記透明な膜状部材を供
    給する供給手段と、 上記窓の内側周辺に配置され、上記透明な膜状部材が汚
    れたときに当該膜状部材を巻き取る巻取り手段とを具え
    ることを特徴とする反応検出装置。
  3. 【請求項3】上記シヤツタ手段は一部に開口部を有する
    板状部材でなり、上記反応室内部の反応を外部より観察
    するときは上記開口部が上記窓と対向する位置に移動
    し、上記反応室内部の反応を観察するとき以外は上記シ
    ヤツタ手段の上記開口部以外の部分が上記窓の全面を覆
    うことを特徴とする請求項1に記載の反応検出装置。
  4. 【請求項4】上記シヤツタ手段は板状部材でなり、支点
    を中心に回動し、上記反応室内部の反応を外部より観察
    するときは上記シヤツタ手段が上記支点を中心に上記窓
    と対向する位置から退避し、上記反応室内部の反応を観
    察するとき以外は上記シヤツタ手段が上記支点を中心に
    移動して上記窓の全面を覆うことを特徴とする請求項1
    に記載の反応検出装置。
  5. 【請求項5】上記シヤツタ手段は板状部材でなり、上下
    又は左右に移動し、上記反応室内部の反応を外部より観
    察するときは上記シヤツタ手段が上下又は左右に移動し
    て上記窓と対向する位置から退避し、上記反応室内部の
    反応を観察するとき以外は上記シヤツタ手段が上下又は
    左右に移動して上記窓の全面を覆うことを特徴とする請
    求項1に記載の反応検出装置。
  6. 【請求項6】上記反応室において、ウエハをエツチング
    することを特徴とする請求項1又は2に記載の反応検出
    装置。
JP25501193A 1993-09-17 1993-09-17 反応検出装置 Pending JPH0786258A (ja)

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JP25501193A JPH0786258A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 反応検出装置

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JP25501193A JPH0786258A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 反応検出装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023159242A (ja) * 2018-01-08 2023-10-31 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ処理副生成物を管理するための構成要素および処理

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