JPS615522A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPS615522A JPS615522A JP12518384A JP12518384A JPS615522A JP S615522 A JPS615522 A JP S615522A JP 12518384 A JP12518384 A JP 12518384A JP 12518384 A JP12518384 A JP 12518384A JP S615522 A JPS615522 A JP S615522A
- Authority
- JP
- Japan
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- pressure
- signal
- spectral intensity
- matching circuit
- plasma processing
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、プラズマ処理技術に関し、特にプラズマを利
用したエツチングや、薄模形式に利用して有効な技術に
関する。
用したエツチングや、薄模形式に利用して有効な技術に
関する。
プラズマ処理装置たとえばプラズマエツチング装置とし
て、第１図に示すようなものが考えられる。石英材料で
できた反応容器１内に配設され電極２ａ、２ｂ間に高周
波電源３から高周波電力を印加して、この一方の電極２
ａ上に載置された被処理物であるウェハ４に対し低ガス
圧力状態（たとえば１０−１〜１０−３Ｔｏｒｒ）でプ
ラズマエツチングを行ない得る構成とされている。また
、反応容器１内の圧力調整のため圧力センサ５により反
応容器ｌ内の圧力を検出し、自動圧力調整器６がこの検
出圧力にもとづいてバルブ７の開閉制御を行ない、真空
ポンプ８による排気を行なっている。
て、第１図に示すようなものが考えられる。石英材料で
できた反応容器１内に配設され電極２ａ、２ｂ間に高周
波電源３から高周波電力を印加して、この一方の電極２
ａ上に載置された被処理物であるウェハ４に対し低ガス
圧力状態（たとえば１０−１〜１０−３Ｔｏｒｒ）でプ
ラズマエツチングを行ない得る構成とされている。また
、反応容器１内の圧力調整のため圧力センサ５により反
応容器ｌ内の圧力を検出し、自動圧力調整器６がこの検
出圧力にもとづいてバルブ７の開閉制御を行ない、真空
ポンプ８による排気を行なっている。
反応容器１にはプラズマ発売にもとづく光を検出する光
センサ９が配設されている。ここで、たとえばウェハ４
のＳｉのエツチングには、反応ガス（エツチングガス）
としてブレオン（ＣＦｑ’）ガスを用い、プラズマ中で
解離した活性はフッ素ラジカルでウェハ４のＳｔと反応
させて揮発性のフッ素シリコン（ＳｉＦ４ ）を生成し
プラズマエツチングを行なう場合、このフッ素ラジカル
やＳｉＦ ４のスペクトル強度を検出すればよい。そし
て光センサ９により検出された、たとえば第２図（ａ）
のイで示すようなスペクトル強度信号を、エツチングの
終点判定を行なう終点判定回路１０に供給する。この終
点判定回路ｌＯではエツチング終点を判定するのにスペ
クトル強度信号と設定値との比較による方法は採用され
ない。それはプラズマエツチング中に反応容器１の側壁
が曇ってくるためスペクトル強度信号の検出特性曲線が
本来の曲線イから曲線口、ハ、の如く下ってしまい、ス
ペクトル強度信号と設定値との比較方法によ、リエッチ
ング終点を正しく検出し判定することは難しいからであ
る。
センサ９が配設されている。ここで、たとえばウェハ４
のＳｉのエツチングには、反応ガス（エツチングガス）
としてブレオン（ＣＦｑ’）ガスを用い、プラズマ中で
解離した活性はフッ素ラジカルでウェハ４のＳｔと反応
させて揮発性のフッ素シリコン（ＳｉＦ４ ）を生成し
プラズマエツチングを行なう場合、このフッ素ラジカル
やＳｉＦ ４のスペクトル強度を検出すればよい。そし
て光センサ９により検出された、たとえば第２図（ａ）
のイで示すようなスペクトル強度信号を、エツチングの
終点判定を行なう終点判定回路１０に供給する。この終
点判定回路ｌＯではエツチング終点を判定するのにスペ
クトル強度信号と設定値との比較による方法は採用され
ない。それはプラズマエツチング中に反応容器１の側壁
が曇ってくるためスペクトル強度信号の検出特性曲線が
本来の曲線イから曲線口、ハ、の如く下ってしまい、ス
ペクトル強度信号と設定値との比較方法によ、リエッチ
ング終点を正しく検出し判定することは難しいからであ
る。
そこで、終点判定回路１０では、反応容器１の曇りによ
る影響を除去してエツチング終点を判定すべく次のよう
にすることが考えられる。すなわち光センサ９からのス
ペクトル強度信号を増幅器１１で増幅し、これをアナロ
グ・デジタル変換器１２でサンプリングしてディジタル
信号に変換し、そのディジタル信号をＣＰ Ｕ １’３
に入力する。このＣＰＵ１３において、まず微分演算を
行ない、所定時間後におけるそのピーク値（同図（ｂ）
の微分被形のＡ点に相当し、同図（ａ）のＢの位置に対
応する。）を検出し、その後差分から基準値以下即ち同
図（ｂ）の微分被形が基準値（同図（ｂ）の０点）以下
となるところ（ここでは０点）を検出してエツチング終
点として判定し、その終点判定信号にもとづいてエツチ
ング終了を制御する方法である。この０点に対応する（
同図（、）のスペクトル強度信号のＤ１〜Ｄ３が終点で
ある。
る影響を除去してエツチング終点を判定すべく次のよう
にすることが考えられる。すなわち光センサ９からのス
ペクトル強度信号を増幅器１１で増幅し、これをアナロ
グ・デジタル変換器１２でサンプリングしてディジタル
信号に変換し、そのディジタル信号をＣＰ Ｕ １’３
に入力する。このＣＰＵ１３において、まず微分演算を
行ない、所定時間後におけるそのピーク値（同図（ｂ）
の微分被形のＡ点に相当し、同図（ａ）のＢの位置に対
応する。）を検出し、その後差分から基準値以下即ち同
図（ｂ）の微分被形が基準値（同図（ｂ）の０点）以下
となるところ（ここでは０点）を検出してエツチング終
点として判定し、その終点判定信号にもとづいてエツチ
ング終了を制御する方法である。この０点に対応する（
同図（、）のスペクトル強度信号のＤ１〜Ｄ３が終点で
ある。
しかしながら、実際には、反応ガスの圧力変動や高周波
電力変動などにもとづく圧力変動が走るので、圧力セン
サ５の検出圧力信号にもとづいて自動圧力調整器６はバ
ルブ７の開閉制御を行ない圧力調整をしているが、制御
遅れなどがあり、圧力変動にうまく追随できない。この
ため、光センサ９による検出スペクトル強度信号に圧力
変動による影響が重畳されて同図（ｃ）の如きスペクト
ル強度信号が検出される。即ち同図（ａ）に比べ圧力変
動分が重畳されている。従って、終点判定回路１０でた
とえば同周（ｃ）のＢ′点に対応する位置で前述した微
分被形のピーク値を検出した後、前記終点位置Ｄ１点に
至らないＤ′点で微分値が基準値に達するので、このＤ
′点をプラズマエツチングにおける終点として誤判定し
てしまい、正しくエツチング制御ができないという問題
があることが本発明者によって明らかにされた。
電力変動などにもとづく圧力変動が走るので、圧力セン
サ５の検出圧力信号にもとづいて自動圧力調整器６はバ
ルブ７の開閉制御を行ない圧力調整をしているが、制御
遅れなどがあり、圧力変動にうまく追随できない。この
ため、光センサ９による検出スペクトル強度信号に圧力
変動による影響が重畳されて同図（ｃ）の如きスペクト
ル強度信号が検出される。即ち同図（ａ）に比べ圧力変
動分が重畳されている。従って、終点判定回路１０でた
とえば同周（ｃ）のＢ′点に対応する位置で前述した微
分被形のピーク値を検出した後、前記終点位置Ｄ１点に
至らないＤ′点で微分値が基準値に達するので、このＤ
′点をプラズマエツチングにおける終点として誤判定し
てしまい、正しくエツチング制御ができないという問題
があることが本発明者によって明らかにされた。
−プラズマエツチング装置について記述しである文献と
して、電子材料１９８１年別冊、「ドライエツチング装
置Ｊ Ｐ１３１〜Ｐ１３６がある（工業調査会発行、昭
和５６年１１月１０日発行）。
して、電子材料１９８１年別冊、「ドライエツチング装
置Ｊ Ｐ１３１〜Ｐ１３６がある（工業調査会発行、昭
和５６年１１月１０日発行）。
本発明の目的は、検出したスペクトル強度信号に含まれ
る圧力変動分を除去し、圧力変動に影響されずに被処理
物に対する処理の終点判定が正確に行なえ、再現性の良
い正確な処理制御を達成できるプラズマ処理装置を提供
することにある。
る圧力変動分を除去し、圧力変動に影響されずに被処理
物に対する処理の終点判定が正確に行なえ、再現性の良
い正確な処理制御を達成できるプラズマ処理装置を提供
することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、プラズマ処理装置の反応容器内の圧力を検出
する圧力検出器からの検出圧力信号を第１のつき合せ回
路で設定圧力とつき合せて得られる偏差信号（圧力変動
分）を第２のつき合せ回路で１反応容器内からの光を光
検出器で検出して得られるスペクトル強度信号とつき合
せて偏差をとることにより、前記スペクトル強度信号に
含まれている圧力変動分を除去する９とができ、圧力変
動に影響されずに被処理物に対する処理の終点判定が正
確に行なえ、正確な処理制御を達成できるものである。
する圧力検出器からの検出圧力信号を第１のつき合せ回
路で設定圧力とつき合せて得られる偏差信号（圧力変動
分）を第２のつき合せ回路で１反応容器内からの光を光
検出器で検出して得られるスペクトル強度信号とつき合
せて偏差をとることにより、前記スペクトル強度信号に
含まれている圧力変動分を除去する９とができ、圧力変
動に影響されずに被処理物に対する処理の終点判定が正
確に行なえ、正確な処理制御を達成できるものである。
第３図は本発明によるプラズマ処理装置の一実施例を示
し、特にプラズマエツチング装置の例を示している。同
図において、第１図との相異点は、第１のつき合せ回路
１４で圧力センサ５がらの検出圧力信号を設定圧力信号
とつき合せて得られる偏差信号（圧力変動分）を、第２
のつき合せ回路１５で光センサ９からのスペクトル強度
信号とをつき合せて得られる偏差信号を、プラズマエツ
チングの終点判定を行なう終点判定回路１ｏに入力した
ことにある。ここで、第１のつき合せ回路１４と第２の
つき合せ回路１５としては夫々差動増幅器を用いている
。
し、特にプラズマエツチング装置の例を示している。同
図において、第１図との相異点は、第１のつき合せ回路
１４で圧力センサ５がらの検出圧力信号を設定圧力信号
とつき合せて得られる偏差信号（圧力変動分）を、第２
のつき合せ回路１５で光センサ９からのスペクトル強度
信号とをつき合せて得られる偏差信号を、プラズマエツ
チングの終点判定を行なう終点判定回路１ｏに入力した
ことにある。ここで、第１のつき合せ回路１４と第２の
つき合せ回路１５としては夫々差動増幅器を用いている
。
このようにすると、光センサ９で検出して得られるスペ
クトル強度信号には圧力変動の影響を受け、圧力変動分
が重畳されてたとえば第２図（Ｃ）に示す如くなってい
るが、第２のつき合せ回路１５により得られる偏差出力
には前記スペクトル強度信号に含まれる圧力変動分が除
去されているので、前記スペクトル強度信号は同図（ａ
）に示す如くなる。従って終点判定回路１ｏでは前述し
たようにＣＰＵ１３において、微分演算し、次にそのピ
ーク値（同図（、）のＡ点に相当する）を検出し、その
後差分゛（同図（ｂ）微分被形）が基準値以下となると
ころ、ここではたとえば前記基準法となるＣ点を検出し
たとき、そのＣ点に対応する同図（ａ）のスペクトル強
度信号のＤ＊（Ｄ２１Ｄ３）の位置が設定通りの終点と
して正しく判定されることになる。
クトル強度信号には圧力変動の影響を受け、圧力変動分
が重畳されてたとえば第２図（Ｃ）に示す如くなってい
るが、第２のつき合せ回路１５により得られる偏差出力
には前記スペクトル強度信号に含まれる圧力変動分が除
去されているので、前記スペクトル強度信号は同図（ａ
）に示す如くなる。従って終点判定回路１ｏでは前述し
たようにＣＰＵ１３において、微分演算し、次にそのピ
ーク値（同図（、）のＡ点に相当する）を検出し、その
後差分゛（同図（ｂ）微分被形）が基準値以下となると
ころ、ここではたとえば前記基準法となるＣ点を検出し
たとき、そのＣ点に対応する同図（ａ）のスペクトル強
度信号のＤ＊（Ｄ２１Ｄ３）の位置が設定通りの終点と
して正しく判定されることになる。
よってＣＰＵ１３はいま行なっているプラズマエツチン
グに対する終点判定信号を送出し、これにもとづいてそ
のプラズマエツチングの終了制御としている。以上から
反応容器１内の圧力変動に影′響されずに被処理物であ
るウェハ４に対するエツチング処理の終点判定が正確に
行なえ、再現性の良い正確なエツチング処理が実現でき
る。
グに対する終点判定信号を送出し、これにもとづいてそ
のプラズマエツチングの終了制御としている。以上から
反応容器１内の圧力変動に影′響されずに被処理物であ
るウェハ４に対するエツチング処理の終点判定が正確に
行なえ、再現性の良い正確なエツチング処理が実現でき
る。
また、第１図に示される装置に比べ、第１のつき合せ回
路１４と第２のつき合せ回路１５を付加するだけであり
、しかもこれら第１および第２のつき合せ回路１４およ
び１５として普通の差動増幅器を用いることができ、そ
れほどコスト高とならないものである。
路１４と第２のつき合せ回路１５を付加するだけであり
、しかもこれら第１および第２のつき合せ回路１４およ
び１５として普通の差動増幅器を用いることができ、そ
れほどコスト高とならないものである。
本発明を用いれば次のような効果を奏する。
（１）光検出器の出力であるスペクトル強度信号に含ま
れる圧力変動分を除去することができるので、圧力変動
の影響を受けずに被処理物に対する処理の終点判定が正
確に行なえ、再現性の良い正確な処理を行なうことがで
きる。
れる圧力変動分を除去することができるので、圧力変動
の影響を受けずに被処理物に対する処理の終点判定が正
確に行なえ、再現性の良い正確な処理を行なうことがで
きる。
（２）゛現有の装置に第１のつき合せ回路と第２のつき
合せ回路を付加するだけの簡単な構成によるので、それ
ほどコスト高とならない。
合せ回路を付加するだけの簡単な構成によるので、それ
ほどコスト高とならない。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、上記実施例
においては、光センサ９として入射光中の特定波長領域
の光を得るために、フィルタとフォトダイオードとの組
合せを用いているが、これに限定されるものではなく、
たとえば、フォトマルとモノクロメータとの組合せを用
いてもよい。また上記実施例において圧力センサ５とし
てはダイヤプラムに限定されることなく、真空度に合せ
て種々のものが適用される。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、上記実施例
においては、光センサ９として入射光中の特定波長領域
の光を得るために、フィルタとフォトダイオードとの組
合せを用いているが、これに限定されるものではなく、
たとえば、フォトマルとモノクロメータとの組合せを用
いてもよい。また上記実施例において圧力センサ５とし
てはダイヤプラムに限定されることなく、真空度に合せ
て種々のものが適用される。
さらに、同様の付加回路により、高周波出力・ガス流量
の変動による影響も除去する事ができる。
の変動による影響も除去する事ができる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるプラズマエツチング
装置に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえばプラズマＣＶＤ装置など、
プラズマを発生させこのプラズマを利用して被処理物を
処理し、充完スペクトルをモニタするプラズマ処理装置
に適用できる。
をその背景となった利用分野であるプラズマエツチング
装置に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえばプラズマＣＶＤ装置など、
プラズマを発生させこのプラズマを利用して被処理物を
処理し、充完スペクトルをモニタするプラズマ処理装置
に適用できる。
第１図は、従来のプラズマ処理装置の一例を示す簡略図
、 第２図（ａ）〜（Ｃ）は、プラズマエツチングにおける
終点判定方法の説明図、 第３図は、本発明によるプラズマ処理装置の一実例を示
す簡略図である。 １・・・反応容器、２ａ、２ｂ・・・電極、３・・・高
周波電源、４・・・ウェハ、５・・・圧力センサ、６・
・・自動圧力調整器、７・・・バルブ、８・・・真空ポ
ンプ、９・・・光センサ、１０・・・終点判定回路、１
１・・・増幅器、１２・・・アナログ・ディジタル変換
器、１３・・・ＣＰＵ、１４・・・第１のつき合せ回路
、１５・・・第２のつき合せ回路 第 １ 図 第 ２ 図 ａ’ｒ間 パノ 第 ３ 図
、 第２図（ａ）〜（Ｃ）は、プラズマエツチングにおける
終点判定方法の説明図、 第３図は、本発明によるプラズマ処理装置の一実例を示
す簡略図である。 １・・・反応容器、２ａ、２ｂ・・・電極、３・・・高
周波電源、４・・・ウェハ、５・・・圧力センサ、６・
・・自動圧力調整器、７・・・バルブ、８・・・真空ポ
ンプ、９・・・光センサ、１０・・・終点判定回路、１
１・・・増幅器、１２・・・アナログ・ディジタル変換
器、１３・・・ＣＰＵ、１４・・・第１のつき合せ回路
、１５・・・第２のつき合せ回路 第 １ 図 第 ２ 図 ａ’ｒ間 パノ 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応容器内にプラズマを発生させ、そのプラズマを
利用して被処理物の処理を行なうプラズマ処理装置にお
いて、前記処理における光を検出し、スペクトル強度信
号を送出する光検出器と、前記反応容器内の圧力を検出
する圧力検出器と、この圧力検出器の検出圧力信号と設
定圧力信号との偏差出力を取り出す第１のつき合せ回路
と、この第１のつき合せ回路の偏差出力を前記光検出器
スペクトル強度信号との偏差出力を送出する第２のつき
合せ回路と、この第２のつき合せ回路の偏差出力にもと
づいて前記被処理物に対する処理の終点判定を行なう判
定回路とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 ２、前記第１および第２のつき合せ回路として差動増幅
器を用いてなる特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処
理装置。 ３、前記光センサとしてフィルタとフォトダイオードと
の組合せ又はフォトダイオードを用いてなる特許請求の
範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ４、前記圧力センサとしてダイヤフラムを用いてなる特
許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12518384A JPS615522A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12518384A JPS615522A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615522A true JPS615522A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14903954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12518384A Pending JPS615522A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS615522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283933A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
| JPH02139926A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | 自動終点検出装置 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP12518384A patent/JPS615522A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283933A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
| JPH02139926A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | 自動終点検出装置 |
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