CN113161252A - 等离子体观测系统和等离子体观测方法 - Google Patents

等离子体观测系统和等离子体观测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113161252A
CN113161252A CN202110054765.3A CN202110054765A CN113161252A CN 113161252 A CN113161252 A CN 113161252A CN 202110054765 A CN202110054765 A CN 202110054765A CN 113161252 A CN113161252 A CN 113161252A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasma
observation
light
state
light receiver
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.)
Granted
Application number
CN202110054765.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113161252B (zh
Inventor
山崎良二
宫下大幸
佐藤幹夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN113161252A publication Critical patent/CN113161252A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113161252B publication Critical patent/CN113161252B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/021—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • 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
    • H01J37/32963—End-point detection
    • 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
    • H01J37/32972—Spectral analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
    • H05H1/0012—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry
    • H05H1/0025—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry by using photoelectric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H01J2237/3341—Reactive etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335—Cleaning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种等离子体观测系统和等离子体观测方法，用于进行处理容器内的等离子体的观测地点的确定和观测地点的等离子体的状态的判定。所述等离子体观测系统具有：等离子体处理装置，在该等离子体处理装置的处理容器内通过等离子体对基板进行处理；以及测定装置，其测定所述等离子体，其中，所述等离子体处理装置具有多个观测窗，所述多个观测窗能够观测所述处理容器中等离子体的发光状态，所述测定装置具有：受光器，其从多个观测窗接受在所述处理容器内交叉的多个光；以及控制部，其基于接受到的多个光来进行等离子体的观测地点的确定和所述观测地点的等离子体的状态判定。

Description

等离子体观测系统和等离子体观测方法
技术领域
本公开涉及一种等离子体观测系统和等离子体观测方法。
背景技术
例如，专利文献1提出一种能够稳定且准确地检测等离子体处理的终点的等离子体处理的终点检测方法和终点检测装置。
另外，例如在专利文献2中，检测在对基板进行处理的过程中等离子体发出的规定波长的光，以规定的周期从检测出的规定波长的光的发光信号之中提取根据利用等离子体进行的处理的进展发生变化的信号成分。基于提取出的该信号成分的强度变化来检测利用等离子体进行的处理的终点，基于检测出的该利用等离子体进行的处理的终点来结束对基板的处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-250812号公报
专利文献2：日本特开平11-288921号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够进行处理容器内的等离子体的观测地点的确定和观测地点的等离子体的状态的判定的技术。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式，提供一种等离子体观测系统，具有：等离子体处理装置，在该等离子体处理装置的处理容器内通过等离子体对基板进行处理；以及测定装置，其测定所述等离子体，其中，所述等离子体处理装置具有多个观测窗，所述多个观测窗能够观测所述处理容器中等离子体的发光状态，所述测定装置具有：受光器，其从多个观测窗接受在所述处理容器内交叉的多个光；以及控制部，其基于接受到的多个光来进行等离子体的观测地点的确定和所述观测地点的等离子体的状态判定。
发明的效果
根据一个方面，能够进行处理容器内的等离子体的观测地点的确定和观测地点的等离子体的状态的判定。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的等离子体观测系统的图。
图2是表示实施方式所涉及的受光器的截面图。
图3是表示第一实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。
图4是表示第二实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。
图5是表示实施方式所涉及的清洁处理的流程图。
图6是表示等离子体观测结果的一例的图。
图7是表示第三实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。
图8是表示第四实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。
附图标记说明
1：等离子体处理装置；2：处理容器；3：气体供给机构；4：测定装置；5：微波导入模块；8：控制部；11：顶壁；17：气体导入管；17a：气体供给孔；21：载置台；40：排气装置；80：观测窗；90a、90b：斩光器；100：受光器；103：分光传感器；111：旋转棒；120a～120c、121a～121d、122a～122d、123a～123d：旋转镜；W：基板。
具体实施方式
下面，参照附图来说明用于实施本公开的方式。在各附图中，对相同的构成部分标注相同的标记，并且有时省略重复的说明。
[等离子体观测系统]
使用图1来说明一个实施方式所涉及的等离子体观测系统。图1是表示一个实施方式所涉及的等离子体观测系统的一例的图。等离子体观测系统具有：在等离子体处理装置1，在该等离子体处理装置1的处理容器2内通过等离子体来对基板进行处理；以及测定装置4，其测定处理容器2内的等离子体。
(等离子体处理装置)
实施方式所涉及的等离子体处理装置1伴随连续的多个动作对基板W进行蚀刻处理、清洁处理、成膜处理、扩散处理、灰化处理等基板处理，作为该基板W的一例，例如为用于制造半导体器件的半导体晶圆。
等离子体处理装置1具有处理容器2、载置台21、气体供给机构3、排气装置40、微波导入模块5以及控制部8。处理容器2用于收容作为被处理体的基板W。载置台21配置于处理容器2的内部，并且具有用于载置基板W的载置面21a。气体供给机构3向处理容器2内供给气体。排气装置40对处理容器2内进行减压排气。微波导入模块5向处理容器2内导入用于生成等离子体的微波。控制部8控制等离子体处理装置1的各部。
处理容器2例如具有大致圆筒形状。处理容器2例如由铝及其合金等金属材料形成。处理容器2的基板W的上方成为等离子体空间10S。
在处理容器2的侧壁设置有多个观测窗80。观测窗80由使光透过的蓝宝石等构成，是在使处理容器2内保持气密的同时使光通过以观测处理容器2内的等离子体的状态的窗。例如，能够从多个观测窗80观测等离子体的发光状态。观测窗80在处理容器2的侧壁且比被载置于载置面21a的基板W靠上方的位置设置有多个。在图1的例子中，观测窗80沿垂直方向设置有三个，但观测窗80的个数和配置不限于此。例如，观测窗80也可以沿水平方向(周向)设置有多个，也可以沿垂直方向和水平方向这两个方向设置有多个。通过了观测窗80的光被受光器100接受。
处理容器2具有板状的顶壁11、底壁13、以及将顶壁11与底壁13连结的侧壁12。顶壁11具有多个开口部。侧壁12具有搬入搬出口12a，该搬入搬出口12a用于处理容器2与相邻的未图示的搬送室之间进行基板W的搬入搬出。在处理容器2与未图示的搬送室之间配置有闸阀G。闸阀G具有将搬入搬出口12a进行开闭的功能。在闸阀G关闭的状态下，能够将处理容器2气密地密封，并且在闸阀G打开的状态下，能够在处理容器2与未图示的搬送室之间进行基板W的移送。
底壁13具有多个(在图1中为两个)排气口13a。等离子体处理装置1还具有将排气口13a与排气装置40连接的排气管14。排气装置40具有APC阀和高速真空泵，该高速真空泵能够高速地将处理容器2的内部空间减压至规定的真空度。作为这样的高速真空泵，例如有涡轮分子泵等。通过使排气装置40的高速真空泵工作，能够使处理容器2的内部空间减压至规定的真空度、例如0.133Pa。
等离子体处理装置1还具有在处理容器2内支承载置台21的支承构件22、以及设置于支承构件22与底壁13之间的绝缘构件23。载置台21用于将基板W水平地载置。支承构件22具有从底壁13的中央朝向处理容器2的内部空间延伸的圆筒状的形状。载置台21和支承构件22例如由表面被实施了耐酸铝处理(阳极氧化处理)的铝等形成。
等离子体处理装置1还具有向载置台21供给高频电力(高频功率)的高频偏压电源25、以及设置于载置台21与高频偏压电源25之间的匹配器24。高频偏压电源25向载置台21供给高频电力，以向基板W吸引离子。匹配器24具有用于使高频偏压电源25的输出阻抗与负载侧(载置台21侧)的阻抗匹配的电路。
等离子体处理装置1也可以具有将载置台21进行加热或冷却的未图示的温度控制机构。温度控制机构例如将基板W的温度控制在25℃(室温)～900℃的范围内。
等离子体处理装置1具有多个气体导入管17。气体导入管17设置于顶壁11，用于从气体供给孔17a供给处理气体。此外，气体导入管17能够设置于顶壁11以及/或者侧壁12。
气体供给源31例如被用作用于生成等离子体的稀有气体、在氧化处理、氮化处理、成膜处理、蚀刻处理及灰化处理中使用的气体等的气体供给源。
气体供给机构3具有包括气体供给源31的气体供给装置3a、以及将气体供给源31与多个气体导入管17连接的配管32。此外，在图1中图示出一个气体供给源31，但气体供给装置3a可以包括与所使用的气体的种类相应的多个气体供给源。
气体供给装置3a还包括设置于配管32的中途的未图示的质量流量控制器和开闭阀。向处理容器2内供给的气体的种类、这些气体的流量等由质量流量控制器和开闭阀进行控制。
微波导入模块5配置于处理容器2的上部，作为向处理容器2内导入电磁波(在本实施方式中为微波)来生成等离子体的等离子体生成部发挥功能。
微波输出部50具有电源部、微波振荡器、将从微波振荡器振荡出的微波放大的放大器、以及将通过放大器被放大后的微波分配到多个路径的分配器。微波振荡器以规定的频率(例如2.45GHz)进行微波的振荡。分配器一边使输入侧与输出侧的阻抗匹配一边进行微波的分配。
微波导入模块5具有向处理容器2内投入期望的微波的功率的多个等离子体源。在本实施方式中，微波导入模块5具有七个等离子体源。各等离子体源分别具有构成天线单元60的放大器部62和微波导入机构63。关于七个等离子体源，能够分别独立地控制微波的功率。在本实施方式中，七个等离子体源的结构全部相同。天线单元60具有主要将分配后的微波放大并输出的放大器部62，将通过放大器部62被放大后的微波导入微波导入机构63。
七个微波导入机构63设置于顶壁11。微波导入机构63具有使阻抗匹配的调谐器、以及向处理容器2内辐射被放大后的微波的天线部。并且，微波导入机构63具有沿上下方向延伸的圆筒状的外侧导体、以及在主体容器内沿上下方向延伸的内侧导体。外侧导体和内侧导体构成同轴管。外侧导体的内周面与内侧导体的外周面之间的空间形成微波传输路径。在微波导入机构63的微波传输路径中传播的微波透过电介质窗73并被导入等离子体空间10S内。
等离子体处理装置1的各构成部由控制部8进行控制。代表性地，控制部8为计算机。控制部8具有具备CPU的工艺控制器、与工艺控制器连接的用户接口、以及存储部。
工艺控制器为综合地控制等离子体处理装置1中的例如与温度、压力、气体流量、微波功率等工艺条件有关的各构成部的控制单元。关于各构成部，例如可列举高频偏压电源25、气体供给装置3a、排气装置40、微波导入模块5等。
用户接口具有供工序管理者进行用以管理等离子体处理装置1的命令的输入操作等的键盘、触摸面板、可视化地显示等离子体处理装置1的运行状况的显示器等。
在存储部中保存有用于通过工艺控制器的控制来实现由等离子体处理装置1执行的各种处理的控制程序、记录有处理条件数据等的制程等。工艺控制器根据来自用户接口的指示等，根据需要从存储部中调出任意的控制程序、制程并执行。由此，在工艺控制器的控制下，在等离子体处理装置1的处理容器2内进行期望的处理。
关于上述的控制程序和制程，例如能够利用被保存于闪存、DVD、蓝光光盘等可由计算机读取的存储介质中的状态的控制程序和制程。另外，上述的制程还能够经由例如专用线路从其它装置随时传输并在线地被利用。
(测定装置)
测定装置4经由多个观测窗80来测定处理容器2内的等离子体。测定装置4具有受光器100和控制部8。受光器100从多个观测窗80接受光轴在处理容器2内交叉的多个光。控制部8基于受光器100接受的多个光，来进行等离子体的观测地点的确定和确定出的观测地点的等离子体的状态判定。在本实施方式中，受光器100经由多个观测窗80来观测等离子体空间10S中的等离子体的发光状态。
受光器100由两个以上的观测窗80所共享。例如，受光器100可以由沿水平方向设置的两个以上的观测窗80所共享。例如，受光器100也可以由沿垂直方向设置的两个以上的观测窗80所共享。在图1的例子中，受光器100为一个，由沿垂直方向设置的三个观测窗80所共享。由此，无需针对观测窗80设置相同数量的受光器100，能够减少受光器100的数量。
(受光器)
接着，参照图2来说明受光器100的结构。图2是表示实施方式所涉及的受光器100的图，是图1的框A的受光器100的截面图。
在图1中，针对处理容器2的观测窗80仅在一处示出受光器100，但在沿水平方向设置有多个观测窗80的情况下，可以针对各观测窗80设置与该观测窗80相同数量的受光器100。如图2所示，受光器100具有形成有针孔101a(定向针孔)的圆筒状构件101、真空隔壁用玻璃102、分光传感器103以及保护罩104。
圆筒状构件101例如由铝等导电性构件形成。圆筒状构件101具有将圆筒状的真空隔壁用玻璃102夹在中间的结构。在圆筒状构件101的长度方向上的中心贯穿设置有针孔101a。针孔101a形成为不使高频电流流过针孔101a的内部的程度的大小的孔。真空隔壁用玻璃102例如由蓝宝石形成。真空隔壁用玻璃102作为将处通过针孔101a实现的理容器2的真空空间与外部大气空间连通切断的隔壁发挥功能。真空隔壁用玻璃102当暴露在等离子体中时，玻璃由于反应生成物等的附着而模糊，从而光的透过率变差，因此使该真空隔壁用玻璃102为被圆筒状构件101夹着的状态，以防暴露在等离子体中。
圆筒状构件101被配置成使来自等离子体空间10S的光经由观测窗80进入针孔101a的位置和朝向。在圆筒状构件101的外侧，分光传感器103以被保护罩104覆盖的状态设置于靠近圆筒状构件101的位置。圆筒状构件101的外端部的圆盘状的突出部101b与设置于处理容器2的台阶环状地接触。
分光传感器103以狭缝部103a位于针孔101a的延长线上的方式配置，使得受光部103b接受通过了狭缝部103a的光。保护罩104与处理容器2的外侧壁接触，从分光传感器103的外侧包围分光传感器103来进行遮光。
在圆筒状构件101的在观测窗80侧与处理容器2接触的面设置有O形环105。另外，在圆筒状构件101的与设置有O形环105的面相反一侧的、与真空隔壁用玻璃102接触的接触面设置有O形环106。O形环105、106将处理容器2的真空空间与外部的大气空间切断，将处理容器2内保持气密。
在等离子体空间10S中发出的光经过观测窗80→针孔101a→真空隔壁用玻璃102→针孔101a→狭缝部103a后被受光部103b接受。针孔101a具有定向性，用于限定接受的光的光轴。此外，在图2中示出将分光传感器103直接设置于处理容器2的外壁的方式。但是，在多个观测窗80共享分光传感器103的情况下、针对一个观测窗80设置朝向多个方向的针孔101a的情况下，也可以为不同的方式。在该情况下，可以针对观测窗80仅设置圆筒状构件101，通过光纤将圆筒状构件101与分光传感器103连接，并且将分光传感器103设置于能够共享的位置。在以下的说明中，设为不仅包括将分光传感器103直接设置于处理容器2的外壁的方式，还包括通过光纤将圆筒状构件101与分光传感器103连接并且将分光传感器103设置于能够共享的位置的方式的受光器100来进行说明。
[旋转镜方式]
在图1中，沿垂直方向配置三个观测窗80，通过一个受光器100来接受通过了三个观测窗80的各观测窗的光。作为其一例，如图4的(b)所示，在三个观测窗80的附近且处理容器2的外侧，针对三个观测窗80一对一地配置三个旋转镜(棱镜)120a、120b、120c。旋转镜120a、120b、120c以不同的角度固定于旋转棒111。例如，旋转镜120a、120b、120c以各错开120°的不同角度固定于旋转棒111外周，并且通过安装于旋转棒111的步进马达110的驱动而旋转。通过了沿垂直方向配置的三个观测窗80的各观测窗的等离子体的光被旋转镜120a、120b、120c反射，并以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔朝向受光器100反射光。
通过这样，通过了三个观测窗80的等离子体的光分别通过被旋转镜120a、120b、120c反射。而且，通过使旋转镜120a、120b、120c旋转，来使从各个旋转镜120a、120b、120c反射的光在不同的定时朝向受光器100反射，从而在不同的定时被受光器100接受。通过该结构，沿垂直方向设置的多个观测窗80能够共享受光器100。
(第一实施方式所涉及的等离子体观测)
接着，参照图3来说明以沿水平方向设置的两个以上的观测窗80共享受光器100的方式观测等离子体的第一实施方式所涉及的结构。图3是表示第一实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。在该例中，在处理容器2沿水平方向设置有12个观测窗80。图3是从上方观察将处理容器2在沿水平方向形成有12个观测窗80的高度位置处沿水平方向切断后的状态的图。处理容器2的内部为等离子体空间，能够从各观测窗80观测等离子体P的发光。
在位于纸面的上侧的三个观测窗80的附近且处理容器2的外侧配置有三个旋转镜121a、122a、123a。旋转镜121a、122a、123a以不同的角度固定于旋转棒111，并且通过步进马达110的驱动而旋转。通过了各观测窗80的等离子体的光被旋转镜121a、122a、123a反射，并且以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔被受光器100(100a)接受。
在位于纸面的右侧的三个观测窗80的附近且处理容器2的外侧配置有三个旋转镜121b、122b、123b。通过了各观测窗80的等离子体的光被旋转镜121b、122b、123b反射，并且以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔被受光器100(100b)接受。受光器100b可以为与受光器100a相同的受光器100，也可以为不同的受光器100。
与位于纸面的下侧的三个观测窗80对应地配置有三个旋转镜121c、122c、123c。通过了各观测窗80的等离子体的光被旋转镜121c、122c、123c反射，并且以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔被受光器100(100c)接受。受光器100c可以为与受光器100a、100b相同的受光器100，也可以为不同的受光器100。
与位于纸面的左侧的三个观测窗80对应地配置有三个旋转镜121d、122d、123d。通过了各观测窗80的等离子体的光被旋转镜121d、122d、123d反射，并且以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔被受光器100(100d)接受。受光器100d可以为与受光器100a、100b、100c相同的受光器100，也可以为不同的受光器100。
通过位于纸面的上侧的三个观测窗80的光L1、L2、L3的各光的光轴与通过位于纸面的下侧的三个观测窗80的光L9、L8、L7的各光的光轴为相同的轴。
通过位于纸面的右侧的三个观测窗80的光L4、L5、L6的各光的光轴与通过位于纸面的左侧的三个观测窗80的光L12、L11、L10的各光的光轴为相同的轴。
受光器100a～受光器100d和控制部8能够基于向步进马达110提供的指令值或旋转棒111的旋转速度、各旋转镜的角度，来判断接受的光是通过三个观测窗中的哪个观测窗的光。例如在相同的时间点，受光器100a接受到等离子体的光L1并且受光器100b接受到等离子体的光L4的情况下，控制部8将受光器100a和受光器100b分别接受到的光L1和光L4的交点的坐标(x1、y1)确定为观测地点。控制部8将确定出的观测地点的光L1和光L4的强度判定为等离子体的发光强度。控制部8也可以将光L1和光L4的强度的平均值判定为等离子体空间10S的坐标(x1、y1)处的等离子体的发光强度。此外，观测到的发光强度是作为观测对象的等离子体的状态的一例。
另外，在受光器100a、100c接受到等离子体的光L1、L9的同时受光器100b、100d接受到等离子体的光L4、L12的情况下，控制部8将受光器100a～100d接受到的光L1、L4、L9、L12的交点的坐标设为观测地点。在该情况下，控制部8也将坐标(x1、y1)设为观测地点，将光L1、L4、L9、L12的强度判定为等离子体的发光强度。控制部8也可以将光L1、L4、L9、L12的强度的平均値判定为坐标(x1、y1)处的等离子体的发光强度。
关于相向的受光器100a、受光器100c以及与它们分别对应的三个旋转镜，可以仅设置其中某一方。同样地，关于相向的受光器100b、受光器100d以及与它们分别对应的三个旋转镜，可以仅设置其中某一方。
据此，能够确定多个观测地点，并且能够进行多个观测地点的水平方向的平面上的感测、或也包括垂直方向在内的等离子体空间的感测。即，能够通过简易的结构来判定等离子体空间10S的多个观测地点的坐标(x1、y1)～(x3、y3)处的等离子体的发光强度，由此能够进行水平方向的平面上的感测。另外，通过步进马达110使旋转镜旋转，来使经由各观测窗80入射的光以错开的定时被受光器100接受。由此，能够进行水平方向和垂直方向的等离子体空间的感测。另外，在使用多个受光器100的情况下也是，通过圆筒状构件101简易地构成了与光圈及准直器相当的光学系统部件，因此能够以比较低的价格构建等离子体观测系统。
此外，在图3的第一实施方式所涉及的等离子体观测方法中，沿水平方向以大致均等的间隔设置观测窗80。然而，也可以是，观测窗80不沿水平方向以大致均等的间隔设置。另外，观测窗80可以沿水平方向设置多个，并且沿垂直方向设置多个(参照图4的(b))。在处理容器2设置以能够观测光轴在该处理容器2的内部相交的光的方式配置的两个以上的观测窗80即可。
[旋转镜方式和斩波方式的组合]
(第二实施方式所涉及的等离子体观测)
接着，参照图4来说明沿水平方向设置的两个观测窗80和沿垂直方向设置的三个观测窗80共享受光器100的结构。图4是表示第二实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。在该例中，在处理容器2沿水平方向设置有两个观测窗80。图4的(a)是从上方观察将处理容器2在形成有两个观测窗80的高度位置处沿水平方向切断后的状态的图。处理容器2的内部为等离子体空间，能够从各观测窗80观测等离子体P的发光。此外，图4的(a)和(b)所示的受光器100a和受光器100b可以为相同的受光器100，也可以为不同的受光器100。
如图4的(a)所示，在一个观测窗80中图示出的A～E为能够从一个观测窗80观测的A～E的五个方向的光。在另一个观测窗80中图示出的F～J为能够从另一个观测窗80观测的F～J的五个方向的光。
从一个观测窗80接受的光经由五个光纤91进入斩光器90a，并且被受光器100(设为受光器100a。)接受。斩光器90a具有宽度不同的狭缝，并且构成为能够将来自A～E的不同方向的光分离。即，通过斩光器90a的旋转，来检测光的闪烁时间间隔，例如检测出A方向的光以长的周期闪烁、B以更短的周期闪烁等，由此能够通过斩光器90a将A～E这五个方向的光分离并进行检测。
通过这样，利用斩光器90a将来自五个光纤91的光分离，通过受光器100a接受来自各方向的光。在另一个观测窗80中图示出的F～J的方向的光也同样地经由五个光纤92进入斩光器90b，通过斩光器90b被分离，并且被受光器100(100b)接受。由此，通过两个观测窗80和受光器100a、100b，能够以简易的结构判定等离子体空间10S的多个观测地点C1～C21的等离子体的发光强度。
并且，如图4的(b)所示，在图4的(a)的两个观测窗处分别沿垂直方向设置三个观测窗80。在该情况下，在三个观测窗80的附近且处理容器2的外侧配置旋转镜120a、120b、120c。通过了三个观测窗80的光被旋转镜120a、120b、120c反射，并且以与旋转棒111的旋转速度相应的时间间隔被受光器100(100a、100b)接受。
根据该结构，通过六个观测窗80和两个受光器100，能够以简易的结构判定等离子体空间10S的水平方向和垂直方向上的63(＝21×3)个观测地点的坐标处的等离子体的发光强度，从而能够提高测定的分辨率。另外，在第二实施方式所涉及的等离子体观测中，通过将等离子体空间10S的观测地点、也就是各光L1～L10的交点设定为离处理容器2的侧壁或顶壁近的位置，能够观测侧壁或顶壁附近的等离子体的状态。
此外，为了确定观测地点，只要沿水平方向以及/或者垂直方向配置至少两个观测窗80并且通过各观测窗80接受的光相交即可，水平方向上的观测窗80的个数和垂直方向上的观测窗80的个数任意。也就是说，从两个以上的观测窗80接受的光为两个以上的不同方向的光且彼此相交即可。
[清洁处理]
接着，参照图5来说明实施方式所涉及的清洁处理。图5是表示实施方式所涉及的清洁处理的流程图。在本清洁处理中，使用各实施方式所涉及的等离子体观测系统来检测清洁处理的终点。本处理由控制部8进行控制。
当使本处理开始时，控制部8使步进马达110动作，来使旋转棒111以期望的旋转速度旋转(步骤S1)。接着，控制部8从气体供给源31向处理容器2内供给例如NF3气体等清洁气体，并且通过从微波输出部50输出的微波的功率在等离子体空间10S中生成清洁气体的等离子体(步骤S2)。通过生成的清洁气体的等离子体来进行处理容器2内的清洁。
接着，控制部8通过受光器100来接受通过了多个观测窗80的光(步骤S3)。通过多个观测窗80并被受光器100接受的光为光轴在等离子体空间10S中交叉的两个以上的光。
接着，控制部8将接受的两个以上的光交叉的位置确定为观测地点，将接受的两个以上的光的发光强度判定为确定出的观测地点的发光强度(步骤S4)。
接着，控制部8判定是否检测到用于切换清洁的处理条件的终点(步骤S5)。用于切换清洁的处理条件的终点是预先决定的。例如可以预先将被确定为观测地点的第一部位被清洁了70％的程度的时间点决定为用于切换理条件的终点。即使切换处理条件并将要重点清洁的部位从第一清洁部位改变为作为下一个观测地点的第二部位，第一部位也多少被清洁，因此第一部位最终也会被进行100％的清洁。
控制部8在判定为未检测到用于切换处理条件的终点的情况下，返回步骤S3，继续以当前的处理条件进行清洁。另一方面，控制部8在判定为检测到用于切换处理条件的终点的情况下，进入步骤S6。控制部8控制处理容器2内的压力、微波的功率、清洁气体的流量中的至少某一方，并且继续进行作为下一个观测地点的第二部位的清洁(步骤S6)。
接着，控制部8判定是否检测到作为指标的部位、也就是全部观测地点的清洁的终点(步骤S7)。由此，判断处理容器内的清洁是否完成了。关于清洁的终点，在接受到的某个波长的光的发光强度产生了期望的变化时，控制部8判断为检测到清洁的终点，并且结束本处理。此外，图4的(a)的观测地点C19～C21离处理容器2的壁面近，因此可以说作为用于完全清洁壁面而又不会过度清洁壁面的观测地点是优选的。
另一方面，控制部8在判定为未检测到作为指标的部位的清洁的终点的情况下，返回步骤S3，再次执行步骤S3～S7，再次从多个观测窗80接受光。而且，根据确定出的观测地点的发光强度，再次检测确定出的观测地点的清洁的终点。在通过步骤S4根据处理容器2的侧壁附近的观测地点的发光强度在该观测地点检测到终点，并且根据顶壁11附近的观测地点的发光强度在该观测地点未检测到终点的情况下，判定为检测到切换处理条件的终点(步骤S5)。而且，不使清洁结束，在该情况下，以加强顶壁11附近的清洁的方式切换处理容器2内的压力等处理条件，继续进行清洁处理。重复进行步骤S3～S5的循环和步骤S3～S7的循环，在步骤S7中，在控制部8检测到作为指标的部位、也就是全部观测地点的清洁的终点的情况下，判定为处理容器内的清洁完成，结束本处理。
根据观察到的发光强度的强弱，能够了解观测地点的清洁的完成状态。在清洁未完成的观测地点，进行改变气体的流量以及/或者改变压力等控制。例如，通过控制压力，能够控制清洁气体的扩散。由此，能够一边进行根据判定结果改变等离子体的状态以促进清洁控制，一边检测清洁的终点。
图6是表示等离子体观测结果的一例的图。图6的(a)表示使用内置于实施方式所涉及的受光器100的、一半宽度为15nm左右且价格比较低的分光传感器103来观察等离子体的发光强度得到的结果的一例。图6的(b)表示使用一半宽度约为1nm且价格比较高的分光传感器来观察等离子体的发光强度得到的结果的一例。
图6的(a)和(b)均表示在通过NF3气体的等离子体来清洁SiN膜时通过分光传感器接受的各波长的发光强度。在该清洁处理中，去除通过SiN膜的蚀刻而生成的Si的反应生成物。在该情况下，在图6的(a)和(b)所示的通过某一分光传感器得到的观测结果中均能够发现同NF3气体中的F与Si反应而产生的SiF对应的波长W1的发光。如果与SiF对应的波长W1的发光比给出的阈值低，则能够判定为去除了该观测地点的Si的反应生成物，并且判定为该观测地点的清洁的终点。
在图6的(a)和(b)所示的通过某一分光传感器得到的观测结果中均发现了波长W1的发光的高低变化。由此，根据图6的(a)的使用内置于实施方式所涉及的受光器100的一半宽度约为15nm的分光传感器103来观察等离子体的发光强度得到的结果可知，能够检测到与图6的(b)同样的发光强度的高低变化，从而能够检测清洁处理的终点。也就是说，在利用实施方式所涉及的受光器100的等离子体观测系统中，得到相比于使用一半宽度约为1nm且价格高的分光传感器来观察等离子体的发光强度得到的图6的(b)的结果而言并不逊色的观测结果。
此外，能够根据波长W2的发光来判定处理容器2内的氟素(F)的状态，在图6的(a)和(b)所示的通过某一分光传感器得到的观测结果中均发现了波长W2的发光的高低变化。
在上述实施方式中，对利用各实施方式所涉及的等离子体观测系统检测清洁处理的终点并判定清洁处理的完成的例子进行了说明，但实施方式所涉及的等离子体观测系统也可以使用于检测蚀刻处理的终点。由此，能够根据观测地点的发光强度来判定蚀刻处理的完成。
此外，关于观测的等离子体的状态，不限于基于发光强度进行清洁或蚀刻的终点检测，也可以基于发光强度得到等离子体密度的分布。能够基于观测到的等离子体密度分布来判定成膜的状态、蚀刻的状态、清洁的状态。由此，可以进行成膜处理的膜厚分布控制等。
观测位置是对于执行的工艺而言适当的位置。例如，在蚀刻处理、成膜处理的情况下，优选观察基板的上方的发光强度。与此相对地，在清洁处理的情况下，优选观察基板的上方和处理容器2的侧壁及顶壁附近这两方的发光强度。
因而，在蚀刻处理、成膜处理等工艺中，优选的是，从沿水平方向设置的两个以上的观测窗80接受多个光，以在基板的上方的离基板比较近的高度位置处沿水平方向确定多个观测地点。由此，通过判定在基板的上方沿水平方向配置的多个观测地点的发光强度，能够判定基板的上方的水平方向上的多个观测地点的等离子体的状态。更优选的是，还从沿垂直方向设置的观测窗80也接受光，并在垂直方向上也确定多个观测地点。由此，在基板的上方的水平方向和垂直方向的等离子体空间10S中确定多个观测地点，并且判定各观测地点的发光强度，由此能够判定基板的上方的三维空间的等离子体的状态。
另一方面，在清洁处理的情况下，优选的是，从沿垂直方向配置的多个观测窗80接受光，以在基板的上方设置观测地点并且在处理容器2的顶壁11的附近也设置观测地点。由此，通过判定在基板的上方沿垂直方向配置的多个观测地点的发光强度，能够观测基板的上方的基板附近和顶壁附近的垂直方向的等离子体状态。更优选的是，还在水平方向和垂直方向上从多个观测窗80接受光，以在侧壁的附近设置观测地点。由此，能够观测基板附近、顶壁附近以及侧壁附近的等离子体状态，能够掌握清洁不充分的观测地点，并且控制压力等以使等离子体的状态变更。其结果是，能够进行高效的清洁。
此外，在基于等离子体的观测地点的确定和等离子体的状态判定的结果来改变处理容器2内的等离子体的状态的工序中，可以控制处理容器2内的压力、微波功率以及气体的流量中的至少某一方。
可以将压力、微波功率及气体的流量中的至少某一个控制量和确定出的观测地点的等离子体的状态的判定结果输入至学习机，使该学习机进行用以输出等离子体密度分布的机器学习。由此，使用进行了学习的学习完成模型，基于通过等离子体观测系统观测到的等离子体的观测地点和等离子体的状态的判定结果来估计应该怎样控制压力、微波功率、气体流量。由此，能够高精度地进行用以得到期望的等离子体密度分布的控制。
特别地，图1所示的等离子体处理装置1具有七个等离子体源(参照图1的天线单元60和微波导入机构63)，独立地控制各个等离子体源来从各个等离子体源向处理容器2内供给期望的微波的功率。因此，根据七个等离子体源的位置的不同，有时物理地照射于处理容器2内的微波的功率容易产生强弱差异，周向上的等离子体的状态产生不均。
与此相对地，根据本实施方式所涉及的等离子体观测方法，能够观测基板的上方的水平方向和垂直方向上的等离子体状态。而且，通过基于观测结果来控制从七个等离子体源照射的微波的功率，能够控制等离子体密度分布、控制发光强度。由此，能够高精度地进行清洁和蚀刻的终点检测、或高精度地进行成膜处理。
[其它等离子体观测]
在图7和图8中表示其它等离子体观测方法的一例。图7是表示第三实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。图8是表示第四实施方式所涉及的等离子体观测方法的一例的图。
在图7所示的第三实施方式所涉及的等离子体观测方法中，如图7的(a)所示，沿周向的水平方向均等地配置12个观测窗80，来接受光L1～L12。例如，关于光L2、L4、L6、L8、L10、L12，通过受光器100接受相对于处理容器2的中心方向以比较小的角度入射的光。关于光L1、L3、L5、L7、L9、L11，通过受光器100接受相对于处理容器2的中心方向以比光L2等大的角度入射的光。此外，图7的(a)和(b)所示的受光器100a、100b…可以为相同的受光器100，也可以为不同的受光器100。在图7的(a)中图示出接受光L5的受光器100a和接受光L4的受光器100b，但针对各观测窗80设置接受光的受光器100，受光器100构成为能够由多个观测窗80所共享。
另外，如图7的(b)所示，沿图7的(a)所示的各观测窗80的垂直方向配置三个观测窗80，使用旋转镜方式来共享受光器100。在第三实施方式所涉及的等离子体观测方法中，通过配置于圆周上的观测窗80以多角度接受光，因此光的交点多，分辨率高，并且能够大范围地观测等离子体空间10S。
在图8所示的第四实施方式所涉及的等离子体观测中，如图8的(a)所示，沿周向的水平方向上配置两个观测窗80。而且，使用斩光器方式，通过一个观测窗80接受方向不同的光L1～L5，通过另一个观测窗80接受方向不同的光L6～L10。并且，如图8的(b)所示，当沿周向的水平方向均等地配置三个观测窗80时，观测地点变多。在该情况下也是，使用斩光器方式，通过第一个观测窗80接受方向不同的光L1～L5，通过第二个观测窗80接受方向不同的光L6～L10，通过第三个观测窗80接受方向不同的光L11～L15。
在图8的(a)所示的等离子体观测方法中，能够实现受光器100等测定装置的设置区域的省空间化。在图8的(b)所示的等离子体观测方法中，相比于图8的(a)所示的等离子体观测而言，光的交点多，分辨率高，并且能够大范围地观测等离子体空间10S。
特别地，在从七个等离子体源向处理容器2内照射微波的功率的等离子体处理装置的情况下(参照图1)，容易产生周向上的等离子体密度的偏差，因此期望观测周向上的等离子体密度。因此，优选图7、图8的(b)所示的沿周向比较均等地存在光的交点、也就是观测地点的等离子体观测方法。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的等离子体观测系统和等离子体观测方法，能够简易地进行处理容器2内的等离子体的观测地点的确定和确定出的观测地点的等离子体的状态的判定。另外，通过旋转镜方式，能够减少受光器100的数量。另外，在使用多个受光器100的情况下也是，通过圆筒状构件101能够更简易地构成与光圈及准直器相当的光学系统部件，因此能够以比较低的价格构建等离子体观测系统，具有成本优势。
此外，作为等离子体观测系统，可以另外设置光源。光源可以为激光光源、LED光源或灯光源。光源可以配置于与受光器100相反的一侧，也可以配置于受光器100侧，还可以内置于受光器100。例如，在受光器100内置有激光光源的情况下，激光光源朝向等离子体空间10S射出某个波长的激光。激光被在等离子体空间10S中生成的等离子体中的某个粒子吸收并且衰减。通过这样衰减并且在处理容器2的内壁反射而返回观测窗80的光被受光器100接受。控制部8可以根据接受到的光来进行处理容器2内的等离子体的观测地点的确定和观测地点的等离子体的状态的判定。
应当认为本次公开的一个实施方式所涉及的等离子体观测系统和等离子体观测方法在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下能够以各种方式进行变形和改进。上述多个实施方式所记载的事项在不矛盾的范围内能够采取其它结构，另外，在不矛盾的范围内能够进行组合。
本公开的等离子体处理装置为微波等离子体处理装置，但不限于此，也能够应用于原子层沉积(Atomic Layer Deposition(ALD))装置、电容耦合等离子体(CapacitivelyCoupled Plasma(CCP))、电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma(ICP))、电子回旋共振等离子体(Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR))、螺旋波等离子体(Helicon Wave Plasma(HWP))中的任一类型的等离子体处理装置中。

Claims (16)

1.一种等离子体观测系统，具有：等离子体处理装置，在该等离子体处理装置的处理容器内通过等离子体来对基板进行处理；以及测定装置，其测定所述等离子体，其中，
所述等离子体处理装置具有多个观测窗，所述多个观测窗能够观测所述处理容器中等离子体的发光状态，
所述测定装置具有：
受光器，其从多个观测窗接受在所述处理容器内交叉的多个光；以及
控制部，其基于接受到的多个光来进行等离子体的观测地点的确定和所述观测地点的等离子体的状态判定。
2.根据权利要求1所述的等离子体观测系统，其特征在于，
所述等离子体处理装置具有多个等离子体源，所述多个等离子体源向所述处理容器内投入期望的功率。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体观测系统，其特征在于，
所述受光器具有使接受到的所述光通过的定向针孔。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子体观测系统，其特征在于，
所述受光器被多个所述观测窗所共享。
5.根据权利要求4所述的等离子体观测系统，其特征在于，
所述受光器被设置于水平方向上的多个所述观测窗所共享。
6.根据权利要求4或5所述的等离子体观测系统，其特征在于，
所述受光器被设置于垂直方向上的多个所述观测窗所共享。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的等离子体观测系统，其特征在于，具有：
多个旋转镜，所述多个旋转镜针对多个所述观测窗一对一地设置，并且通过旋转来使经由多个所述观测窗的各所述观测窗入射的光在不同的定时朝向所述受光器反射，
所述受光器在不同的定时接受从多个所述旋转镜反射的光。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的等离子体观测系统，其特征在于，具有：
斩光器，其将经由所述观测窗入射的光分离成不同方向的光，
所述受光器接受通过所述斩光器而被分离出的不同频率的光。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的等离子体观测系统，其特征在于，
在所述等离子体的状态判定中，判定接受到的所述光的交叉点的等离子体的发光强度。
10.一种等离子体观测方法，用于观测等离子体处理装置内的等离子体，所述等离子体观测方法包括以下工序：
从设置于处理容器的、能够观测等离子体的发光状态的多个观测窗接受在所述处理容器内交叉的多个光；以及
基于接受到的多个光来进行等离子体的观测地点的确定和所述观测地点的等离子体的状态判定。
11.根据权利要求10所述的等离子体观测方法，其特征在于，还包括以下工序：
基于所述观测地点的所述等离子体的状态判定的结果，来改变所述处理容器内的等离子体的状态。
12.根据权利要求11所述的等离子体观测方法，其特征在于，
在改变所述等离子体的状态的工序中，控制所述处理容器内的压力。
13.根据权利要求11或12所述的等离子体观测方法，其特征在于，
在改变所述等离子体的状态的工序中，针对每个所述等离子体源控制从多个等离子体源的各等离子体源投入至所述处理容器内的微波功率。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的等离子体观测方法，其特征在于，
在改变所述等离子体的状态的工序中，控制向所述处理容器内供给的气体的流量。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的等离子体观测方法，其特征在于，还包括以下工序：
改变所述等离子体的状态，并判定所述处理容器内的清洁的终点或蚀刻的终点。
16.根据权利要求11至14中的任一项所述的等离子体观测方法，其特征在于，
所述观测地点的所述等离子体的所述状态判定为对所述观测地点处的清洁的终点或蚀刻的终点进行的判定。
CN202110054765.3A 2020-01-22 2021-01-15 等离子体观测系统和等离子体观测方法 Active CN113161252B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020008508A JP2021118045A (ja) 2020-01-22 2020-01-22 プラズマ観測システム及びプラズマ観測方法
JP2020-008508 2020-01-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113161252A true CN113161252A (zh) 2021-07-23
CN113161252B CN113161252B (zh) 2024-01-05

Family

ID=76857213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110054765.3A Active CN113161252B (zh) 2020-01-22 2021-01-15 等离子体观测系统和等离子体观测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11749511B2 (zh)
JP (1) JP2021118045A (zh)
KR (1) KR102465662B1 (zh)
CN (1) CN113161252B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114381718B (zh) * 2022-01-20 2024-03-26 成都纽曼和瑞微波技术有限公司 一种微波等离子体化学气相沉积设备
WO2024070843A1 (ja) * 2022-09-29 2024-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020139925A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Tokyo Electron Limited Optical system and method for plasma optical emission analysis
CN1540323A (zh) * 2003-04-24 2004-10-27 ���������ƴ���ʽ���� 等离子体监测方法、等离子体监测装置和等离子体处理装置
CN1647252A (zh) * 2002-04-24 2005-07-27 独立行政法人科学技术振兴机构 窗型探针、等离子体监视装置及等离子体处理装置
TW200609483A (en) * 2004-05-28 2006-03-16 Nikon Corp Method of adjusting optical imaging system, imaging device, positional deviation detecting device, mark identifying device and edge position detecting device
JP2006313847A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ発光測定システム
US20120132617A1 (en) * 2009-08-06 2012-05-31 Shibaura Mechatronics Corporation Plasma etching apparatus and plasma etching method
CN103258706A (zh) * 2012-02-17 2013-08-21 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置及等离子体的监视方法
US20150124250A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Tokyo Electron Limited Spatially resolved optical emission spectroscopy (oes) in plasma processing
KR20160083302A (ko) * 2014-12-30 2016-07-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US20170254755A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 Applied Materials, Inc. In-situ spatially resolved plasma monitoring by using optical emission spectroscopy
US20200013596A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Plasma process monitoring apparatus and plasma processing apparatus comprising the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4041579B2 (ja) 1998-04-01 2008-01-30 株式会社ルネサステクノロジ プラズマ処理の終点検出方法及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP2001250812A (ja) 2000-03-08 2001-09-14 Sony Corp プラズマ処理の終点検出方法及び終点検出装置
KR20160120382A (ko) * 2015-04-07 2016-10-18 삼성전자주식회사 광학 분광 분석 장치 및 플라즈마 처리 장치
CN110288921A (zh) 2019-04-03 2019-09-27 甘肃汉之韵文化传媒有限公司 一种具有切换功能的公共文化资讯展示台

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020139925A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Tokyo Electron Limited Optical system and method for plasma optical emission analysis
CN1647252A (zh) * 2002-04-24 2005-07-27 独立行政法人科学技术振兴机构 窗型探针、等离子体监视装置及等离子体处理装置
CN1540323A (zh) * 2003-04-24 2004-10-27 ���������ƴ���ʽ���� 等离子体监测方法、等离子体监测装置和等离子体处理装置
TW200609483A (en) * 2004-05-28 2006-03-16 Nikon Corp Method of adjusting optical imaging system, imaging device, positional deviation detecting device, mark identifying device and edge position detecting device
JP2006313847A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ発光測定システム
US20120132617A1 (en) * 2009-08-06 2012-05-31 Shibaura Mechatronics Corporation Plasma etching apparatus and plasma etching method
CN103258706A (zh) * 2012-02-17 2013-08-21 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置及等离子体的监视方法
US20150124250A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Tokyo Electron Limited Spatially resolved optical emission spectroscopy (oes) in plasma processing
KR20160083302A (ko) * 2014-12-30 2016-07-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US20170254755A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-07 Applied Materials, Inc. In-situ spatially resolved plasma monitoring by using optical emission spectroscopy
US20200013596A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Plasma process monitoring apparatus and plasma processing apparatus comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN113161252B (zh) 2024-01-05
KR20210095049A (ko) 2021-07-30
US11749511B2 (en) 2023-09-05
US20210225623A1 (en) 2021-07-22
KR102465662B1 (ko) 2022-11-09
JP2021118045A (ja) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6890459B2 (ja) プラズマ処理装置及び制御方法
US6755932B2 (en) Plasma processing system and apparatus and a sample processing method
KR101475591B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마의 모니터링 방법
CN113161252B (zh) 等离子体观测系统和等离子体观测方法
US5688415A (en) Localized plasma assisted chemical etching through a mask
US20040060660A1 (en) Control of plasma density with broadband RF sensor
JP2002033312A (ja) チャンバからの排出ガスモニタリング
US20220336294A1 (en) Interferometer systems and methods for real time etch process compensation control
WO2005069701A1 (ja) プラズマ処理装置
US11437224B2 (en) Plasma processing apparatus
US6908529B2 (en) Plasma processing apparatus and method
WO2022176674A1 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP4619468B2 (ja) プラズマ処理方法、プラズマ処理装置およびプラズマモニタリング装置
JP2001060557A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7095029B2 (ja) プラズマ処理装置
WO2004085704A1 (ja) 処理装置
CN104285288B (zh) 用于半导体制造工艺监测及控制的旋转吸收光谱
US6939433B2 (en) Sample processing apparatus and sample processing system
JP2001035695A (ja) プラズマ処理装置
JP4520820B2 (ja) 試料処理装置及び試料処理システム
US10748749B1 (en) Plasma monitoring apparatus, and plasma processing apparatus including the same
JP3637041B2 (ja) 試料処理装置及び試料処理システム
US11215506B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing module, and semiconductor device fabrication method
JPH03272136A (ja) ドライエッチング装置
KR102636968B1 (ko) 플라즈마 설비 진단 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant