JPS606852A - Monitoring method of plasma and monitor - Google Patents
Monitoring method of plasma and monitorInfo
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- JPS606852A JPS606852A JP11274383A JP11274383A JPS606852A JP S606852 A JPS606852 A JP S606852A JP 11274383 A JP11274383 A JP 11274383A JP 11274383 A JP11274383 A JP 11274383A JP S606852 A JPS606852 A JP S606852A
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、スパッタリングやドライエツチング等のよう
に、プラズマを利用する加工工程において、プラズマ中
に含オれる特定の分子、原子、イオン等の化学種の濃度
の分布を1ll11定するプラズマのモニタ方法および
モニタに関するもLSIや超LSIの製造工程において
は、線巾が数μm以下あるいは1μm以下の微細な回路
パターンを、高密度に配置することが要求されている。Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention is directed to processing processes that utilize plasma, such as sputtering and dry etching, to improve the chemistry of specific molecules, atoms, ions, etc. contained in plasma. Regarding plasma monitoring methods and monitors that determine the distribution of species concentration, in the manufacturing process of LSI and VLSI, fine circuit patterns with line widths of several μm or less or 1 μm or less can be arranged at high density. requested.
このため、めっきや化学液によるエツチング等のウェッ
トプロセスから、微細加工が可能なドライエツチングや
スパッタリング等のドライプロセスへの移行が進められ
ている。For this reason, a shift is being made from wet processes such as plating and etching using chemical liquids to dry processes such as dry etching and sputtering that enable fine processing.
ドライプロセスによって微細な加工を精度よく行なうた
めには、加工条件の変動を小さくすると共に、加工の進
行状況を監視することが必要である。このため、ドライ
プロセスで加工中に発生するプラズマの発光を利用して
、加工状況を監視するモニタがいくつか提案されている
。In order to accurately perform fine machining using a dry process, it is necessary to minimize fluctuations in machining conditions and to monitor the progress of machining. For this reason, several monitors have been proposed that monitor the machining status by utilizing the light emission of plasma generated during machining in a dry process.
たとえば、ドライエツチングのモニタでは、加工中に発
生するプラズマ全体の発光量と、プラズマ中に含まれる
エツチング物質の発光量とを、各々個別の測定手段によ
って測定し、それらの結果を比較することにより、プラ
ズマ中に含まれるエツチング物質の濃度をめ、エツチン
グの終点を検出するようにしているΦまた、スパッタリ
ングのモニタでは、加工中に発生するプラズマを構成す
る化学種の中から2種類の化学種の発光量を、各々個別
の測定手段で測定し、それらの結果を比較することによ
り、スパッタ速度や形成される膜の組成を予測するよう
になっている。For example, in dry etching monitoring, the amount of light emitted by the entire plasma generated during processing and the amount of light emitted by the etching substance contained in the plasma are measured using separate measuring means, and the results are compared. The end point of etching is detected by measuring the concentration of the etching substance contained in the plasma.ΦAlso, in sputtering monitoring, two types of chemical species are detected from among the chemical species that make up the plasma generated during processing. By measuring the amount of light emitted by each using separate measurement means and comparing the results, the sputtering rate and the composition of the film to be formed can be predicted.
これらのモニタは、対象とするプラズマ全体(もしくは
その一部)の発光を測定しているため、プラズマ全体(
もしくはその一部)の状態を捉えているにすぎない。These monitors measure the luminescence of the entire target plasma (or a part of it), so
or a part of it).
このため、加工領域内の加工状況のバラツキを把握する
ことができない。たとえば、ドライエツチングの場合に
は、エツチングの過不足が発生し、スパッタリングの場
合には、形成された膜の厚さや組成にバラツキが発生す
るのを防止することができない。また、同一ロット内で
の加工の均一性や、ロット間での加工状態の再現性全維
持するだめの情報を得ることができない。For this reason, it is not possible to grasp variations in the machining conditions within the machining area. For example, in the case of dry etching, excessive or insufficient etching occurs, and in the case of sputtering, it is impossible to prevent variations in the thickness and composition of the formed film. Furthermore, it is not possible to obtain information necessary to maintain the uniformity of processing within the same lot or the reproducibility of processing conditions between lots.
さらに、2台の検出手段を用いるため、装置が高価にな
り、しかも大形になる。また、各検出手段の感度の差や
、配置された位置の差による受光量の差等による誤差が
発生するなど多くの欠点を有している。Furthermore, since two detection means are used, the apparatus becomes expensive and large. Furthermore, it has many drawbacks, such as errors occurring due to differences in sensitivity of each detection means and differences in amount of light received due to differences in placement positions.
本発明の目的は、プラズマ中における特定化学種の濃度
あるいは、2種の特定化学種の比率の分布を測定するプ
ラズマのモニタ方法およびモニタを提供するにある。An object of the present invention is to provide a plasma monitoring method and monitor for measuring the concentration of a specific chemical species in plasma or the distribution of the ratio of two specific chemical species.
上記目的を達成するため、本発明においてはプラズマの
測定位置を順次選択し、その各測定位置からのプラズマ
光を、プラズマを構成している全化学種が発光したプラ
ズマ光と、その中に含まれる特定化学種が発光したプラ
ズマ光とに分光し、もしくは、プラズマ光中に含まれる
2種類の特定化学種の発光したプラズマ光 に分光して
検出し、それらの検出結果を比較することによって、そ
れらの各測定位置における特定化学種の濃度もしくは2
種類の特定化学種の比率を測定することにより、プラズ
マ中の特定化学種の濃度もしくは比率の分布をめること
を特徴とする。In order to achieve the above object, in the present invention, plasma measurement positions are sequentially selected, and plasma light from each measurement position is combined with plasma light emitted by all chemical species constituting the plasma and plasma light contained therein. By detecting the plasma light emitted by a specific chemical species contained in the plasma light, or by detecting the plasma light emitted by two specific chemical species contained in the plasma light, and comparing the detection results, Concentration of specific chemical species at each of those measurement positions or 2
It is characterized by determining the concentration or ratio distribution of specific chemical species in plasma by measuring the ratio of specific chemical species.
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図において、加工装置1内に発生したプラズマを監
視するモニタは、加工装置1の窓14と対向し、測定位
置のプラズマ光2を採光し、所定の位置へ導いて放射す
る採光手段3と、この採光手段3から放射されるプラズ
マ光2を受け入れ、その全てのプラズマ光2と、プラズ
マ光2中に含まれる特定化学種の発光による特定波長の
プラズマ光2aとを交互に取出す分光手段4と、この分
光手段4によって取出されたプラズマ光2,2aを、そ
の強さに応じた電気信号21.21aに変換する光検出
手段5と、前記採光手段6に測定位置を指示する制御手
段6と、前記光検出手段5と制御手段6に接続され、光
検出手段5から印加される電気信号21.21aを比較
して、測定位置におけるプラズマ中の特定化学種の濃度
を算出すると共に、その濃度と制御手段6から印加され
る測定位置の信号を対応させる測定手段7と、この測定
手段7に接続され、測定手段7から印加される測定位置
と、その測定位置における特定化学種の濃度の情報を表
示するディスプレイ等の表示手段8と、前記測定手段7
に接続され、測定手段7から印加される測定位置と、そ
の測定位置における特定化学種の濃度の情報を記録する
記録計9とによって構成されている。In FIG. 1, a monitor that monitors the plasma generated in the processing device 1 is a lighting means 3 that faces the window 14 of the processing device 1, and that collects plasma light 2 at a measurement position, guides it to a predetermined position, and radiates it. and a spectroscopic means that receives the plasma light 2 emitted from the lighting means 3 and alternately extracts all of the plasma light 2 and plasma light 2a of a specific wavelength caused by the emission of specific chemical species contained in the plasma light 2. 4, a light detection means 5 for converting the plasma light 2, 2a extracted by the spectroscopic means 4 into an electric signal 21, 21a according to its intensity, and a control means for instructing the light collecting means 6 to a measurement position. 6 and the electric signal 21.21a connected to the photodetection means 5 and the control means 6 and applied from the photodetection means 5 to calculate the concentration of the specific chemical species in the plasma at the measurement position, A measuring means 7 that makes the concentration correspond to a signal at a measuring position applied from the control means 6, a measuring position connected to this measuring means 7 and applied from the measuring means 7, and a concentration of a specific chemical species at the measuring position. a display means 8 such as a display for displaying information; and the measuring means 7.
The recording device 9 is connected to the measurement means 7 and records information on the measurement position where the voltage is applied from the measurement means 7 and the concentration of the specific chemical species at the measurement position.
なお、表示手段8と記録計9はいずれか一方のみでもよ
い。Note that only one of the display means 8 and the recorder 9 may be used.
前記加工装置1は、気密容器11内に上下一対の電極1
2.13を備え、側壁には内部を監視するための窓14
が形成されている。そして、電極15上に被加工物を載
置し、電極12.13の間に電圧を印加することにより
、被加工物と電極12の間にプラズマが発生し、このプ
ラズマが発光する。The processing device 1 includes a pair of upper and lower electrodes 1 in an airtight container 11.
2.13, and a window 14 on the side wall for monitoring the interior.
is formed. Then, by placing a workpiece on the electrode 15 and applying a voltage between the electrodes 12 and 13, plasma is generated between the workpiece and the electrode 12, and this plasma emits light.
前記採光手段6は、第2図および第6図に示すように、
採光光学系31と走査機構310とによって構成されて
いる。The lighting means 6, as shown in FIGS. 2 and 6,
It is composed of a lighting optical system 31 and a scanning mechanism 310.
前記採光光学系61は、光ファイバ62と、この光ファ
イバ32の一端に外嵌されたコリメータ33と、このコ
リメータ53内に支持されたレンズ3456.57と、
このレンズ56.57の間に、レンズ3637の焦点位
置にピンホール58が位置するように支持された仕切板
59とによって構成されている。The lighting optical system 61 includes an optical fiber 62, a collimator 33 fitted onto one end of the optical fiber 32, and lenses 3456 and 57 supported within the collimator 53.
A partition plate 59 is supported between the lenses 56 and 57 so that the pinhole 58 is located at the focal point of the lens 3637.
前記光ファイバ62の他の一端は、前記分光手段4に接
続されている。また、前記レンズ64は、前記加工装置
1の窓14と反対側の内壁に届く程度の焦点距離になっ
ている。The other end of the optical fiber 62 is connected to the spectroscopic means 4. Further, the lens 64 has a focal length that is large enough to reach the inner wall of the processing device 1 on the opposite side from the window 14 .
前記走査機構310は、前記加工装置1に付設されたペ
ース311に支持されている。ペース311には、4本
のガイドパ312が立設され、その上端には、天上板3
16が固定されている。また、前記ペース511と天上
板515の間には、第1の送りねじ314がガイドパ5
12と平行に、かつ回転自在に支持され、天上板313
上に支持されたモータ315によって、正逆方向に回転
駆動される。前記ガイドパ312に摺!助自在に嵌合す
る穴と、前記送りねじ314に螺合するねじ穴が形成さ
れ、前記ペース611と天上板313の間に配置された
第1の移動ベース616は、前記送りねじ314の回転
により、ガイドパ612に沿って移動する。前記移動台
316上には、一対のブラケット617によって一対の
ガイドパ518が固定支持されている。前記ブラケット
317の間には第2の送りねじ319がガイドパ618
と平行に、かつ回転自在に支持され、移動台316上に
支持されたモータ320によって、正逆方向に回転駆動
される。前記ガイドパ318に摺動自在に低置する軸受
321と、前記送りねじ619に螺合するナツト322
には、第2の移動台325が固定され前記送りねじ口1
9の回転によって水平方向に移動するようになっている
。なお、移動台523は前記加工装置1の窓14に対す
る垂直方向に十分長く形成されている。前記移動台62
3上には、一対のプラタン) 324 (但し一方は図
示されていない)によって、一対のガイドパ625が固
定支持されている、前記ブラケット324の間には第6
の送りねじ326がガイドパ325と平行に、かつ回転
自在に支持され、移動台323上に支持されたモータ(
図示せず)によって、正逆方向に回転駆動される。前記
ガイドパ325に摺動自在に嵌合する軸受527と、前
記送りねじ526に螺合するナツト328には、第6の
移動台329が固定され、送りねじ326の回転によっ
て、窓14に対、し垂直方向に移動するようになってい
る。The scanning mechanism 310 is supported by a pace 311 attached to the processing device 1. Four guide plates 312 are installed on the pace 311, and a ceiling plate 3 is attached to the upper end of the guide plate 312.
16 is fixed. Further, a first feed screw 314 is disposed between the pace 511 and the top plate 515.
12 and is rotatably supported, and the ceiling plate 313
It is rotated in forward and reverse directions by a motor 315 supported above. Print on the guide pa 312! A first movable base 616 is formed with a hole that can be freely fitted into the feed screw 314 and a screw hole that is screwed into the feed screw 314, and is disposed between the pace 611 and the top plate 313. As a result, it moves along the guide path 612. A pair of guide pavers 518 are fixedly supported on the movable table 316 by a pair of brackets 617. A second feed screw 319 is inserted between the brackets 317 and a guide pawl 618.
The motor 320 is supported rotatably in parallel with and is rotated in forward and reverse directions by a motor 320 supported on a moving table 316. A bearing 321 that is slidably placed on the guide pawl 318 and a nut 322 that is screwed onto the feed screw 619.
A second moving table 325 is fixed to the feed screw port 1.
It is designed to move in the horizontal direction by rotation of 9. Note that the moving table 523 is formed sufficiently long in the direction perpendicular to the window 14 of the processing apparatus 1. The moving table 62
A pair of guide pads 625 are fixedly supported on a pair of platen plates 324 (one of which is not shown) between the brackets 324.
A feed screw 326 is rotatably supported in parallel with the guide pawl 325, and a motor (
(not shown) rotates in forward and reverse directions. A sixth moving table 329 is fixed to a bearing 527 that is slidably fitted to the guide pad 325 and a nut 328 that is screwed to the feed screw 526. It is designed to move vertically.
前記移動台529には、プラタン) 530を介して前
記採光光学系31の光ファイバ32とコリメータ易が、
レンズろ4が前記窓14と対向するように支持されてい
る。The optical fiber 32 of the lighting optical system 31 and the collimator are connected to the moving table 529 via a platen 530.
A lens filter 4 is supported so as to face the window 14.
このような構成であるから、送りねじ314゜619を
回転させることにより、採光光学系31のコリメータ3
5を加工装置1の窓14と平行な平面内の任意の位置へ
移動させることができる。また、送りねじ326を回転
させることにより、前記コリメータ33を窓14に対す
る垂Ia方向の任意の位置へ移動させることができる。With such a configuration, the collimator 3 of the lighting optical system 31 can be adjusted by rotating the feed screw 314°619.
5 can be moved to any position within a plane parallel to the window 14 of the processing device 1. Furthermore, by rotating the feed screw 326, the collimator 33 can be moved to any position in the direction Ia perpendicular to the window 14.
したがって前記レンズ64の焦点55ヲ、加工装置1内
の窓14を垂直に延長した範囲内の任意の位置に感動さ
せることができる。そして、レンズ34は、入射l〜だ
プラズマ光2のうち、その焦点35位置からのプラズマ
光2と、とのプラズマ光2と同一の軌跡を通るプラズマ
光2を平行光としてレンズ56vc投Mする。レンズ3
6は、この平行光金集光し2、レンズ34の焦点35の
像として、仕切板59のピンホール38に結イ9する。Therefore, the focal point 55 of the lens 64 can be moved to any position within the vertically extended range of the window 14 in the processing device 1. Then, the lens 34 projects the plasma light 2 from the focal point 35 position of the incident plasma light 2 and the plasma light 2 passing through the same locus as the plasma light 2 into a lens 56vM as parallel light. . lens 3
6 condenses this parallel light 2 and focuses it 9 on the pinhole 38 of the partition plate 59 as an image at the focal point 35 of the lens 34 .
そして、ピンホール38を透過したプラズマ光27/−
レンズ37で再び平行光として、光ファイバ32に投射
する。Then, the plasma light 27/- transmitted through the pinhole 38
The lens 37 converts the light into parallel light again and projects it onto the optical fiber 32.
このとき、レンズ64の焦点65で発光しまたプラズマ
光2と、このプラズマ光2と同一の軌跡を311するプ
ラズマ光2以外でレンズろ4に入射1.たプラズマ光2
は、L/ンズ34を透過しても平行光とならないため、
レンズろ6によって集光したときピノl−−ルろ8の外
周に両光され、ピンホール67を通過することができな
い。したがって、ピンホール37を透過し、たプラズマ
光2け、レンズ64の焦点35位置のプラズマ光2と、
このプラズマ光2と同一の軌跡を通る他のプラズマ光2
のみであり、これをレンズ34の焦点65からのプラズ
マ光2とみなすことにより、プラズマの三次元的な測定
を可能にする。At this time, other than the plasma light 2 that emits light at the focal point 65 of the lens 64 and the plasma light 2 that follows the same trajectory 311 as this plasma light 2, it enters the lens filter 4. plasma light 2
does not become parallel light even if it passes through the L/lens 34, so
When the light is focused by the lens filter 6, it is reflected around the outer periphery of the pinhole filter 8 and cannot pass through the pinhole 67. Therefore, the two plasma lights transmitted through the pinhole 37 and the plasma light 2 at the focal point 35 of the lens 64,
Other plasma light 2 passing along the same trajectory as this plasma light 2
By regarding this as the plasma light 2 from the focal point 65 of the lens 34, it becomes possible to measure the plasma three-dimensionally.
前記分光手段4は、特定の波長の光のみを通すフィルタ
部分41と、波長選択性が少々く、減光効率の異なるu
’lll−の減光フィルタ部42とから成る円盤形の
フィルタA己と、プラズマ光2を透過させる部分44と
、遮断する部分45が形成された円盤形のマスク46と
を、モータ47の回転軸48に一体に固定して成る。The spectroscopic means 4 includes a filter section 41 that passes only light of a specific wavelength, and a filter section 41 that passes only light of a specific wavelength, and a filter section 41 that passes only light of a specific wavelength.
A motor 47 rotates a disc-shaped filter A consisting of a dark filter part 42 and a disc-shaped mask 46 formed with a part 44 that transmits the plasma light 2 and a part 45 that blocks it. It is integrally fixed to the shaft 48.
前記フィルタ43とマスク46の位相は、前記採光手段
ろによって採光されたプラズマ光2と、このプラズマ光
2に含まれる特定化学呼のプラズマ光2aの強さの比が
太き・ハとき、すなわち特定化学種のプラズマ光2aが
プラズマ光2に比べ極端に小さい場合、光検出手段5に
おける検出精度の低下を防止するために、プラズマ光2
の光量を所定の比率で減光するように設定する0
このよりな:4Q gであるから、前記採光手段6から
投射されたプラズマブし2け、その元軸をマスク46の
部分A4が横切ったとき、マスク+16を透過してフィ
ルタ43に達し、部分45が光軸を横切ったとき、マス
ク46によつでMUMされ、フィルタ43・\け到達し
んい。前記プラズマ光2がフィルタ45に達したとき、
。その先軸をフィルタ部分41が横切っていると、プラ
ズマ光2中の特定の波長のプラズマ光2nのみが透過し
て光検出手段5に到辻−する。贅た、プラズマ九20光
軸を減光フィルタ部分42が横切っていると、所定の比
率で減光されたプラズマ光2がプロ検出手段5に到達す
る。このようにして、プラズマ光2とその中に含まれる
特定化学′!重のプラズマ光2aを交互に取出すことが
できる。The phase of the filter 43 and the mask 46 is such that the ratio of the intensity of the plasma light 2 collected by the light collection means and the plasma light 2a of the specified chemical name contained in this plasma light 2 is large, that is, When the plasma light 2a of the specific chemical species is extremely small compared to the plasma light 2, in order to prevent a decrease in detection accuracy in the light detection means 5, the plasma light 2a is
Since the light amount is set to be reduced at a predetermined ratio 0 This is 4Q g, the part A4 of the mask 46 crosses the original axis of the two plasma beams projected from the lighting means 6. When the light passes through the mask +16 and reaches the filter 43, and when the portion 45 crosses the optical axis, it is MUM'd by the mask 46 and does not reach the filter 43. When the plasma light 2 reaches the filter 45,
. When the filter portion 41 crosses the front axis, only the plasma light 2n of a specific wavelength in the plasma light 2 is transmitted and reaches the photodetecting means 5. When the neutral density filter section 42 crosses the optical axis of the plasma 920, the plasma light 2 whose light is attenuated at a predetermined ratio reaches the professional detection means 5. In this way, the plasma light 2 and the specific chemical contained therein! Heavy plasma light 2a can be taken out alternately.
前記光検出手段5け、前記分光手段4を透過したプラズ
マ光2,2aを受け、プラズマ光22aの強さに対応し
た電気信号に変換する光電変換器51と、この光電変換
器51から出力された電気信号を、信号処理に適した大
きさに増幅する増幅器52と、前記そ一夕47の回転(
すなわちフィルタ410回転)位相を検出して、増幅器
52から印加された電気信号が、プラズマ光2に対応す
る電気信号21であるか、プラズマ光2aに対応する電
気信号21aであるかの判別を行なう判別回路53とに
よって構成されている。The photodetector 5 includes a photoelectric converter 51 that receives the plasma light 2, 2a that has passed through the spectrometer 4 and converts it into an electrical signal corresponding to the intensity of the plasma light 22a; The amplifier 52 amplifies the electrical signal to a size suitable for signal processing, and the rotation of the amplifier 47 (
That is, the filter 410 rotation) phase is detected to determine whether the electrical signal applied from the amplifier 52 is the electrical signal 21 corresponding to the plasma light 2 or the electrical signal 21a corresponding to the plasma light 2a. The discriminator circuit 53 is configured by a discriminator circuit 53.
前記制御手段6は、前記採光手段6の3個のモータ51
5 、520 (他の1個は図示されていない)に回転
指令を与え、前記採光光学系51を所要の位置へ移動さ
せると共に、前記各モータ515.620(他1)に与
えた指令に基づいて、加工装置1内のプラズマに対する
採光光学系31のレンズ34の焦点35の位置(すなわ
ち、測定位@)の座標を前記測定手段7に与えるように
なっている。The control means 6 includes three motors 51 of the lighting means 6.
5, 520 (the other one is not shown) to move the lighting optical system 51 to a required position, and based on the commands given to the motors 515 and 620 (the other 1). The coordinates of the focal point 35 of the lens 34 of the lighting optical system 31 with respect to the plasma in the processing apparatus 1 (that is, the measurement position @) are given to the measuring means 7.
上記の構成において、加工装置1内のプラズマを測定す
べき位置を設定し、制御手段6に力えておく。そして、
制御手段60指令によって採光手段6を作動させ、採光
光学系61を最初の測定位置に位置決めする。このとき
、加工装置1内でプラズマが発生し、かつ発光している
と測定位置のプラズマ光2は、レンズ34.コリメータ
33を通り光ファイバ32に入射し、光ファイバ32に
よって分光手段4に導びかれ、光ファイハロ2より放射
される。このとき、モータ47の作動により、マスク4
6とフィルタ43が回転していると、プラズマ光2は、
所定の比率で減光されたプラズマ光2と、プラズマ光2
中に含まれる特定波長(すなわち特定化学種の発光波長
)のプラズマ光2aとに分けて交互に分光手段4から光
電変換器51に投射される。すると、各プラズマ光2,
2aは各々の強度に応じた電気信号に変換され、増幅器
52で増幅されたのち、判別回路53で判別され、電気
信号21,21aとして測定手段7に印加される。する
と、測定手段7で電気信号21,21aが比較され、測
定位置におけるプラズマ中の特定化学種の濃度がめられ
る。In the above configuration, the position in the processing apparatus 1 at which the plasma is to be measured is set and the control means 6 is controlled. and,
The lighting means 6 is operated by a command from the control means 60, and the lighting optical system 61 is positioned at the first measurement position. At this time, if plasma is generated and emitted within the processing device 1, the plasma light 2 at the measurement position will be transmitted to the lens 34. The light passes through the collimator 33 and enters the optical fiber 32, is guided by the optical fiber 32 to the spectroscopic means 4, and is emitted from the optical fiber halo 2. At this time, the operation of the motor 47 causes the mask 4 to
6 and the filter 43 are rotating, the plasma light 2 becomes
Plasma light 2 attenuated at a predetermined ratio and plasma light 2
The plasma light 2a of a specific wavelength (that is, the emission wavelength of a specific chemical species) contained therein is alternately projected from the spectroscopic means 4 to the photoelectric converter 51. Then, each plasma light 2,
2a are converted into electrical signals according to their respective intensities, amplified by an amplifier 52, discriminated by a discrimination circuit 53, and applied to the measuring means 7 as electrical signals 21, 21a. Then, the electric signals 21 and 21a are compared by the measuring means 7, and the concentration of the specific chemical species in the plasma at the measurement position is determined.
そして、制御手段6から測定手段7に印加される測定位
置の座標と前記濃度が、表示手段8および/または記録
手段9に印加され、表示、記録される。Then, the coordinates of the measurement position and the concentration applied from the control means 6 to the measurement means 7 are applied to the display means 8 and/or the recording means 9, and are displayed and recorded.
制御手段乙の指令に基づいて、測定位置を順次移動させ
て、各測定位置におけるプラズマ中の特定化学種の濃度
をめることにより、プラズマ中における特定化学種の濃
度分布をめることができる。The concentration distribution of the specific chemical species in the plasma can be determined by sequentially moving the measurement positions based on the commands of the control means B and determining the concentration of the specific chemical species in the plasma at each measurement position. .
なお、前記分光手段4のフィルタ4ろを、透過する波長
の異なる2種類のフィルタ部41で構成しておけば、プ
ラズマ中に含まれる2種類の特定化学種の濃度を検出す
ることが可能になる。Note that if the filter 4 of the spectroscopic means 4 is configured with two types of filter sections 41 that transmit different wavelengths, it is possible to detect the concentrations of two types of specific chemical species contained in the plasma. Become.
以上述べたように、本発明によれば、加工装置1内に発
生したプラズマ中の特定化学種(たとえば、アルミニウ
ムのエツチングでは、AliたはAlCl等)の濃度の
分布を測定することができるので、加工状況(たとえば
、前記エツチングの場合、その終点)を正確に把握する
ことができる。また、加工状態の変動を把握し、加工条
件の制御を適確に行なうための情報を得ることができる
。As described above, according to the present invention, it is possible to measure the concentration distribution of a specific chemical species (for example, Ali or AlCl in the case of aluminum etching) in the plasma generated in the processing apparatus 1. , the processing status (for example, the end point in the case of etching) can be accurately grasped. Furthermore, it is possible to grasp changes in machining conditions and obtain information for appropriately controlling machining conditions.
また、光検出手段が1台ですむため、光検出手段での誤
差が発生しない1、また、装置全体を小形にし、安価に
供給することができるなど、極めて大きな効果がある。In addition, since only one photodetection means is required, there are no errors in the photodetection means1, and the entire device can be made compact and supplied at low cost, which is an extremely advantageous effect.
第1図は、本発明によるモニタの構成を示すブロック線
図、第2図は、第1図における集光手段の集光光学系を
示す拡大部分断面図、第3図は、第1図における集光手
段の走査機構を示す正面図、第4図は、第3図の側面図
である。
2・・・プラズマ光 3・・・採光手段4・・・分光手
段 5・・・光検出手段6・・・制御手段 7・・・測
定手5段8・・・表示手段 9・・・記録計FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a monitor according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing the condensing optical system of the condensing means in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a front view showing the scanning mechanism of the condensing means, and FIG. 4 is a side view of FIG. 3. 2...Plasma light 3...Lighting means 4...Spectroscopy means 5...Light detection means 6...Control means 7...5 measuring means 8...Display means 9...Recording total
Claims (1)
定位1gにおけるプラズマ光を採光し、各測定位置から
採光したプラズマ光を、それぞれプラズマを構成してい
る全化学種の発光するプラズマ光と、プラズマ中に含ま
れる特定化学種の発光するプラズマ光とに分光して検出
し、これらの検出結果に基づいて、各測定位置における
特定化学種の濃度をめることによp1プラズマ中に含ま
れる特定化学種の濃度の分布状態全測定すること全特徴
とするプラズマのモニタ方法。 2、プラズマの測定位#を順次選択し、その各々の測定
位置におけるプラズマ光を採光し、各測定位置から採光
したプラズマ光を、それぞれ、プラズマを構成している
全化学種の中の2種類の特定化学種の発光する2種類の
プラズマ光に分光して検出し、これらの検出結果に基づ
いて、各測定位置における2種類の特定化学種の比率を
めることにより、プラズマ中における2fi[1類の特
定化学種の比率の分布を1iill定することを特徴と
するプラズマのモニタ方法。 3、加工装Hの窓と対向し、窓を通して加工装置内の測
定位置のプラズマ光を採光する採光光学系を備え、この
採光光学系を窓に対し三次元方向に移動させることで測
定位置を選択する採光手段と、前記採光手段によって採
光されたプラズマ光を、検出対象となる2種類のプラズ
マ光に分光する分光手段と、前記分光手段によって分光
された2種類のプラズマ光を交互に受光して、プラズマ
光の強さに対応した電気信号に変換し増幅すると共に、
その電気信号が2種類のプラズマ光のいずれに該当する
電気信号かを判別する光検出手段と前記採光手段にプラ
ズマの測定位@を指示すると共に、プラズマに対する測
定位置の座標信号を発信する制御手段と、前記光検出手
段と制御手段とに接続され、光検出手段から印加される
2つの電気信号に基づいて、特定化学種を測定すると共
に、この測定結果と制御手段から印加される座標信号と
を対応させる測定手段と、前記測定手段に接続され、測
定手段から印加される測定位置の座標と測定結果を表示
および/または記録する表示手段および/または記録手
段と全特徴とするプラズマのモニタ。 4、採光光学系が、光ファイバと、この光ファイバの採
光側の端部に設けられたコリメータと、このコリメーセ
の採光側の端部に設けられたレンズとによって構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載のプラズ
マのモニタ。 5、分光手段が、採光手段から放射されたプラズマ光の
光路を開閉するマスクと、マスクを透過したプラズマ光
を検出対象とする2種類のプラズマ光に分光するフィル
タとを、回転駆動手段の回転軸に支持して成ることを特
徴とする特許請求の範囲第3項に記載のプラズマのモニ
タ。 6、フィルタが、それぞれ特定の波長のプラズマ光のみ
を通す波長選択性を持つ一対のフィルタによって構成さ
れていること全特徴とする特許請求の範囲第5項に記載
のプラズマのモニタ。 7、 フィルタが、特定の波長のプラズマ光のみを通す
波長選択性を持つフィルタと、波長選択性が少なく、減
光特性を有−するフィルタとによって構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載のプラズマ
のモニタ0[Claims] 1. Sequentially select plasma measurement positions, collect plasma light at 1 g of each measurement position, and collect plasma light from each measurement position for all chemical species constituting the plasma. The plasma light emitted by the plasma and the plasma light emitted by the specific chemical species contained in the plasma are separated and detected, and based on these detection results, the concentration of the specific chemical species at each measurement position is calculated. A plasma monitoring method characterized by fully measuring the distribution state of the concentration of specific chemical species contained in the plasma. 2.Sequentially select the plasma measurement position #, collect the plasma light at each measurement position, and use the plasma light collected from each measurement position to detect two types of chemical species among all the chemical species that make up the plasma. The 2fi [ 1. A method for monitoring plasma, comprising: determining a distribution of ratios of specific chemical species of type 1. 3. A lighting optical system is provided that faces the window of the processing equipment H and receives plasma light at the measurement position in the processing equipment through the window, and the measurement position is determined by moving this lighting optical system in three dimensions with respect to the window. a light collecting means to select; a spectroscopic means for separating the plasma light collected by the light collecting means into two types of plasma light to be detected; and a spectroscopy means for alternately receiving the two types of plasma light separated by the spectroscopic means. In addition to converting and amplifying the electrical signal corresponding to the intensity of the plasma light,
A light detection means for determining which of the two types of plasma light the electric signal corresponds to, and a control means for instructing the light collecting means of the measurement position of the plasma and transmitting a coordinate signal of the measurement position with respect to the plasma. is connected to the photodetection means and the control means, and measures a specific chemical species based on two electrical signals applied from the photodetection means, and also measures the measurement result and a coordinate signal applied from the control means. A plasma monitor, comprising: a measuring means that corresponds to the measuring means; and a displaying means and/or recording means connected to the measuring means and displaying and/or recording the coordinates of the measurement position and the measurement results applied from the measuring means. 4. A patent characterized in that the lighting optical system is constituted by an optical fiber, a collimator provided at the end of the optical fiber on the lighting side, and a lens provided at the end of the collimator on the lighting side. A plasma monitor according to claim 6. 5. The spectroscopy means rotates the rotational driving means to rotate the mask that opens and closes the optical path of the plasma light emitted from the lighting means and the filter that separates the plasma light that has passed through the mask into two types of plasma light to be detected. 4. The plasma monitor according to claim 3, wherein the plasma monitor is supported on a shaft. 6. The plasma monitor according to claim 5, wherein the filter is constituted by a pair of filters each having wavelength selectivity that allows only plasma light of a specific wavelength to pass through. 7. A patent claim characterized in that the filter is constituted by a filter having wavelength selectivity that passes only plasma light of a specific wavelength, and a filter having less wavelength selectivity and having a light attenuation characteristic. Plasma monitor 0 described in scope 5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11274383A JPS606852A (en) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | Monitoring method of plasma and monitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11274383A JPS606852A (en) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | Monitoring method of plasma and monitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS606852A true JPS606852A (en) | 1985-01-14 |
Family
ID=14594432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11274383A Pending JPS606852A (en) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | Monitoring method of plasma and monitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606852A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0453509U (en) * | 1990-09-14 | 1992-05-07 | ||
| JPH0587943U (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-26 | 国際電気株式会社 | End point detector for dry etching equipment |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11274383A patent/JPS606852A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0453509U (en) * | 1990-09-14 | 1992-05-07 | ||
| JPH0587943U (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-26 | 国際電気株式会社 | End point detector for dry etching equipment |
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