JP2000133640A - Measurement of pressure in plasma etching chamber in semiconductor device manufacturing process and synchronous measurement of both of pressure therein and efficiency of etching - Google Patents

Measurement of pressure in plasma etching chamber in semiconductor device manufacturing process and synchronous measurement of both of pressure therein and efficiency of etching

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JP2000133640A
JP2000133640A JP11167957A JP16795799A JP2000133640A JP 2000133640 A JP2000133640 A JP 2000133640A JP 11167957 A JP11167957 A JP 11167957A JP 16795799 A JP16795799 A JP 16795799A JP 2000133640 A JP2000133640 A JP 2000133640A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To monitor accurately the real pressure in a plasma etching chamber by a method wherein a plasma having plasma molecules is fed in the chamber and the luminous intensity of one kind of the plasma molecule of the fed plasma is measured to convert the luminous intensity into the pressure in the chamber. SOLUTION: When an etching process for manufacturing a semiconductor device in a plasma etching chamber is executed, a semiconductor wafer is arranged in the plasma etching chamber. A plasma having plasma molecules selected from among plasma molecules of F, a CF2, a CO and the like is fed in the chamber. The luminous intensity of one kind of the plasma molecule of the fed plasma in the case of a prescribed wavelength having a prescribed relation with the plasma molecule is measured. The measured luminous intensity is converted into the pressure in the chamber. As a result, the real pressure in the chamber can be accurately measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエッチン
グチャンバー内で半導体装置を製造する際に、エッチン
グチャンバー内の圧力とエッチング効率とを効果的に監
視することができる方法を提供する。特に、プラズマエ
ッチングチャンバー内で半導体装置を製造する際に、エ
ッチングチャンバー内の圧力とエッチング効率とを効果
的に監視することによって優れた製品の品質を取得する
と共に、生産の効率を向上する効果とコストを低減する
効果とを図る方法を提供する。本発明の主な利点は現有
のプラズマエッチングチャンバー内で容易に実施できる
点にあり、余分に他の設備や改造用の付加設備などを購
入する必要がないことに自慢している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a method for effectively monitoring the pressure and the etching efficiency in an etching chamber when manufacturing a semiconductor device in a plasma etching chamber. In particular, when manufacturing a semiconductor device in a plasma etching chamber, it is possible to obtain excellent product quality by effectively monitoring the pressure and the etching efficiency in the etching chamber, and to improve the production efficiency. A method for achieving an effect of reducing costs is provided. A major advantage of the present invention is that it can be easily implemented in existing plasma etching chambers, and boasts that there is no need to purchase extra equipment or additional equipment for remodeling.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置を製造するためのエッチング
プロセスを実行する際に、半導体ウェハーはプラズマエ
ッチングチャンバーに置かれる。このエッチングチャン
バーは普通一種の半分閉鎖のプロダクションチャンバー
であり、真空ポンプによって繰り返して吸気を行う抽出
気流を有する。この抽出気流には一種または一種以上の
成分を有する。当該気流を均衡にさせるために、前記エ
ッチングチャンバー内に1つの隔たり板または1つの排
気板が水平に設けられている。これらの隔たり板または
排気板によって前記エッチングチャンバーを上下両部分
に分ける。
2. Description of the Related Art In performing an etching process for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor wafer is placed in a plasma etching chamber. This etching chamber is usually a kind of a half-closed production chamber, having an extraction airflow that is repeatedly suctioned by a vacuum pump. The extraction stream has one or more components. In order to balance the air flow, one spacer or one exhaust plate is provided horizontally in the etching chamber. The separating chamber or the exhaust plate divides the etching chamber into upper and lower portions.

【0003】図1Aは従来のプラズマエッチングチャン
バーを示す断面図である。従来のプラズマエッチングチ
ャンバー11は水平に配置される隔たり板(または排気
板)12によって上エッチングチャンバー13と下エッ
チングチャンバー14とに分けられる。前記エッチング
チャンバー11内にさらにカソード15とフォーカスリ
ング16と静電気挟持板17とを有する。前記静電気挟
持板17によって1つのウェハー18を固着する。ま
た、エッチングチャンバー隔壁19によって当該エッチ
ングチャンバー11を密封する。
FIG. 1A is a sectional view showing a conventional plasma etching chamber. The conventional plasma etching chamber 11 is divided into an upper etching chamber 13 and a lower etching chamber 14 by a horizontally arranged separator (or exhaust plate) 12. The etching chamber 11 further includes a cathode 15, a focus ring 16, and an electrostatic holding plate 17. One wafer 18 is fixed by the electrostatic holding plate 17. Further, the etching chamber 11 is sealed by the etching chamber partition wall 19.

【0004】図1Aにさらにタービンポンプ22と絞り
弁23とを示す。これらの装置によって一種または複数
種の成分を有するガスをエッチングチャンバー11外へ
抽出する。図1Bは従来の隔たり板12の平面図であ
る。当該隔たり板12は普通リング状の板体である。そ
の上に複数の放射状に形成される穴24を有する。当該
隔たり板12に普通カソード15を隔離するための絶縁
リング21が形成されている。
FIG. 1A further shows a turbine pump 22 and a throttle valve 23. With these devices, a gas having one or more components is extracted out of the etching chamber 11. FIG. 1B is a plan view of a conventional separation plate 12. The spacing plate 12 is usually a ring-shaped plate. There are a plurality of radially formed holes 24 thereon. An insulating ring 21 for isolating the cathode 15 is formed on the spacer plate 12.

【0005】プロダクションチャンバー内の圧力と気流
とを制御するために、前記絞り弁23に圧力センサー2
5が接続されると共に、1つのCPU(図示しない)によ
って制御を行う。前記圧力センサー25より出力される
アナログ信号はアナログ/デジタルコンバーターによっ
て、CPUに記憶される所定値とを比較することによりデ
ジタル信号に転換される。当該CPUよりさらに絞り弁2
3へ制御信号を出力することによってプロダクションチ
ャンバー内のガスの圧力を前記所定値に保持する。
In order to control the pressure and air flow in the production chamber, a pressure sensor 2 is connected to the throttle valve 23.
5, and is controlled by one CPU (not shown). The analog signal output from the pressure sensor 25 is converted into a digital signal by an analog / digital converter by comparing with a predetermined value stored in the CPU. Throttle valve 2 more than the CPU
By outputting a control signal to 3, the pressure of the gas in the production chamber is maintained at the predetermined value.

【0006】前記圧力センサー25は普通コンデンサー
タイプの圧力センサーであり、コンデンサーコイルに張
りつけられる薄膜を有する。上下両エッチングチャンバ
ーに圧力差が生じられる場合に、圧力メーター(メーカ
ーに校正されてもらうことがあるもの)における薄膜が
移動され、その際、センサーコイルにおけるコンデンサ
ー値が変えられる。このコンデンサー値の微小な変動は
直ちに圧力の数値に変えられて出力される。
The pressure sensor 25 is usually a capacitor type pressure sensor and has a thin film attached to a condenser coil. When a pressure difference is created between the upper and lower etching chambers, the thin film on the pressure meter (which may be calibrated by the manufacturer) is moved, changing the capacitor value in the sensor coil. This minute change in the capacitor value is immediately converted into a pressure value and output.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記圧力センサー25
内に複数の精密な電気部材を有するため、当該圧力セン
サーは一般にエッチングチャンバーと所定の距離を隔て
る所定の位置に配置され、その様子はほぼ図1Aに示さ
れるようである。圧力センサーがエッチングチャンバー
に近い場所に配置される場合、またはエッチングチャン
バー内に配置される場合は、プラズマが生じる際にセン
サーコイルが電磁気の干渉を受けることがあり、酷い場
合は永久性の損害を生じる場合もある。しかも、いかに
完璧なアース手段と遮蔽手段とを施しても依然としてプ
ラズマにおける帯電粒子(エレクトロンまたはイオン)
による干渉を避けられない。この干渉は信号の厳しい不
安定現象を招くことがある。
The above-mentioned pressure sensor 25
Due to having a plurality of precision electrical components therein, the pressure sensor is typically located at a predetermined location separated by a predetermined distance from the etching chamber, as shown generally in FIG. 1A. If the pressure sensor is located close to or inside the etching chamber, the sensor coil may be subject to electromagnetic interference when the plasma is generated, and in severe cases may cause permanent damage. May occur. Moreover, charged particles (electrons or ions) still remain in the plasma, no matter how perfect grounding and shielding are applied.
Inevitable interference. This interference can lead to severe instability of the signal.

【0008】プラズマの影響と電磁気の干渉とを考慮し
た上、圧力センサー25は図1Aに示されるようにエッ
チングチャンバーに遠い位置に配置されなければならな
い。一般にはポンプの近辺に配置されると共に、隔たり
板によってエッチングチャンバーと隔離される。隔たり
板の主な作用は有機分子と他のプラズマエッチング工程
中に生じられる副産物のポンプへの侵入を防止すること
である。これらの外来の粒子は高価なポンプの使用品質
と使用寿命を大きく減少する作用が生じられる。
In consideration of the influence of plasma and electromagnetic interference, the pressure sensor 25 must be located far from the etching chamber as shown in FIG. 1A. It is generally located near the pump and is separated from the etching chamber by a separator. The main function of the diaphragm is to prevent organic molecules and other by-products generated during the plasma etching step from entering the pump. These extraneous particles have the effect of greatly reducing the service quality and service life of expensive pumps.

【0009】研究して分かるように、プラズマエッチン
グチャンバーが繰り返して使用されると、かなり多くの
有機沈積物が隔たり板の表面に生じられる。これらの沈
積物は隔たり板の前記穴同士を詰めることがあり、真空
ポンプの抽出するエッチング気流の流動に阻害すること
があるので、エッチングチャンバー内外の圧力差の測定
に影響を与え、真の圧力差値が得られなくなる。エッチ
ングチャンバーの種類や性質が異なる場合は、圧力トレ
ランスも異なる。例えば、エッチングチャンバー内の標
準圧力は40乃至70mTorrである場合、圧力のトレラ
ンス(discrepancy)は一般に20mTorrぐらいである。一
般に、このような詰りの問題はエッチングチャンバーが
開けられた検査が行われた際に発見される。大部分の詰
りの問題は例の検査の実行中に排除することができる
が、エッチングチャンバー内に異常が生じる場合に有機
物の沈積の状況が倍になることがあるので、このような
場合で生じられる沈積の課題の厳しさが想像以上になる
ことがしばしばある。
As can be seen from research, repeated use of the plasma etch chamber produces a significant amount of organic deposits on the surface of the separator plate. These deposits may fill the holes of the separator plate and may interfere with the flow of the etching gas flow extracted by the vacuum pump, so that it affects the measurement of the pressure difference between the inside and outside of the etching chamber, and the true pressure The difference value cannot be obtained. When the types and properties of the etching chambers are different, the pressure tolerances are also different. For example, if the standard pressure in the etching chamber is between 40 and 70 mTorr, the pressure tolerance is typically on the order of 20 mTorr. Generally, such clogging problems are discovered when inspections are performed with the etching chamber opened. Most clogging problems can be eliminated while performing the example inspections, but they do occur in these cases because abnormalities in the etch chamber can double the situation of organic deposition. Frequently, the severity of the deposition problem is greater than one might imagine.

【0010】U.S.特許第5,694,207号に、波長
が388.5乃至443.7nmの場合の発光強度を測定
することによって、エッチングチャンバー内のエッチン
グ効率を監視する方法を掲げた。発光強度の測定ミスに
よって厳しいノイズ干渉現象を招く課題を解決するため
に、本発明は4種類の波長の発光強度を測定する方法を
提案した。前記第5,694,207号の厳しいノイズ
干渉課題と圧力の測定とが1つの変わらない分子をベー
スとする必要があることは光学方法によってエッチング
チャンバー内の圧力を測定する可能性を否定するような
結論を告げる。
US Pat. No. 5,694,207 discloses a method for monitoring the etching efficiency in an etching chamber by measuring the emission intensity when the wavelength is 388.5 to 443.7 nm. In order to solve the problem that a severe noise interference phenomenon is caused by a measurement error of light emission intensity, the present invention has proposed a method of measuring light emission intensity of four kinds of wavelengths. The severe noise interference problem and the pressure measurement of the '569,207 need to be based on one invariant molecule may negate the possibility of measuring the pressure in the etching chamber by optical methods. Give a conclusion.

【0011】エッチングチャンバー内の不正確な圧力の
制御は半導体装置の不良率の向上を招くことがあるの
で、もっとよい方法を提案することによって製品の成功
率を向上することが必要となり、特に半導体装置がます
ます普及していくと共に、半導体装置の周辺設備を製造
する利益がますます向上される現在では、それが切望さ
れている。故に、それぞれの失敗を招く、または不良品
を生じる数多くの製造プロセスにおけるパラメーターを
修正することによって生産コストを低減することが大切
になる。もっと精密にエッチングチャンバー内の圧力を
監視することによってもっと精密なエッチング条件を提
供するために、本発明は1つの大切な方法を提出して前
記の諸課題を解決する。
Inaccurate control of the pressure in the etching chamber may lead to an increase in the rejection rate of the semiconductor device. Therefore, it is necessary to improve the product success rate by proposing a better method. As devices become more and more popular and the benefits of manufacturing peripheral equipment for semiconductor devices are increasingly enhanced, there is a keen need for it. Therefore, it is important to reduce production costs by modifying parameters in numerous manufacturing processes that cause each failure or result in rejects. In order to provide more precise etching conditions by monitoring the pressure in the etching chamber more precisely, the present invention solves the above problems by submitting an important method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置の
改良した製造プロセスを提供することによってエッチン
グチャンバー内の圧力を精密に制御する効果を図ること
をその主要な目的とする。詳しく言う場合、つまり、半
導体製造プロセス中のエッチングチャンバー内の真の圧
力を従来より精密に監視できる方法を提供することによ
ってエッチングプロセスをもっと精密に制御することに
より製品の成功率を大幅に向上することをその目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is a main object of the present invention to provide an improved process for manufacturing a semiconductor device, thereby achieving the effect of precisely controlling the pressure in an etching chamber. In other words, significantly improving the product success rate by controlling the etching process more precisely by providing a more accurate method of monitoring the true pressure in the etching chamber during the semiconductor manufacturing process. That is its purpose.

【0013】本発明はエッチングチャンバー内の真の圧
力を制御できる、非破壊性の方法を提案した。この方法
はより経済的な効果が生じられる。詳しく言う場合は、
発明者はあるプラズマ分子がプラズマエッチングプロセ
ス中に所定の波長を生じることがあり、この所定の波長
の強度はエッチングチャンバー内の圧力を正確に測定で
きる効果を有することを発見した。一般に、プラズマ分
子の発光強度は大部分バックグラウンドノイズ干渉によ
って遮蔽され、実際の応用に至らない。しかも、プラズ
マ分子はエッチングプロセス中につぎつぎと消耗される
ため、その発光強度もつぎつぎと低減されて所定の強度
を保持できない。
The present invention has proposed a non-destructive method that can control the true pressure in the etching chamber. This method has a more economical effect. To elaborate,
The inventors have discovered that certain plasma molecules can produce a predetermined wavelength during the plasma etching process, and that the intensity of this predetermined wavelength has the effect of accurately measuring the pressure in the etching chamber. In general, the emission intensity of plasma molecules is largely shielded by background noise interference, which does not lead to practical applications. Moreover, since the plasma molecules are consumed one after another during the etching process, the emission intensity is also reduced one after another, and the predetermined intensity cannot be maintained.

【0014】しかしながら、本発明において、発明者は
F,CF2,CO分子のうちのいずれか1つを測定することによ
って、その独特な発光波長強度とエッチングチャンバー
内の圧力とが明らかで密接な関係を有することを発見し
た。故に、衝突頻度が増加することによって多くの分子
が刺激される場合に発光強度が増大することがあるの
で、1つのまたは複数の前記の分子の独特な波長を利用
することによってエッチングチャンバー内の圧力を測定
するための装置を製造できる。しかしながら、これらの
理論は前記従来技術の場合で説明したノイズ干渉と、プ
ラズマ分子がつぎつぎと消耗されて所定の強度を保持で
きないなどの課題をまず解決しなければならない。これ
ら2つの課題は半導体エッチングプロセス中の複雑な環
境の中で前記発光強度を測定の手段に利用する方法をか
なり困難にさせる。故に、本発明のように成功の測定方
法を提出するのが実にさまざまな苦行難行をまず克服し
なければならないのである。
However, in the present invention, the inventor
By measuring any one of the F, CF 2 , and CO molecules, it was discovered that its unique emission wavelength intensity had a clear and close relationship with the pressure in the etching chamber. Thus, by utilizing the unique wavelength of one or more of the above molecules, the pressure in the etching chamber may be increased, as the emission intensity may increase when more molecules are stimulated by the increased collision frequency. Can be manufactured for measuring However, these theories must first solve the problems such as the noise interference described in the case of the prior art and the fact that plasma molecules are consumed one after another and cannot maintain a predetermined intensity. These two issues make it very difficult to use the emission intensity as a means of measurement in a complex environment during a semiconductor etching process. Therefore, submitting a method of measuring success as in the present invention must first overcome a variety of penances.

【0015】フッ素(F)を圧力測定のツールに利用す
る場合は、測定し得た発光強度の波長は686nmであ
り、これはF原子が3s4P3より3p4P3にスキップする放
射に対応するためである。もし、CF2を圧力測定のツー
ルに利用する場合は、一般に測定した発光強度の波長が
269または239nmであり、これら2つはそれぞれCF
2原子がA1B1(v’=0)よりX1A1(v”=0)へスキップする場
合と、A1B1(v’=9)よりX1A1(v”=0)へスキップする場合
とに対応する。もし、CO原子が圧力測定のツールに利用
される場合は、一般に測定し得られる発光強度の波長も
2つあり、それらは693と505nmである。それぞれ
CO原子がd3II(v’=2)よりa3II(v“=2)へスキップす
る場合とd3II(v‘=7)よりa3II(v”=2)へスキップす
る場合に対応する。
When fluorine (F) is used as a pressure measurement tool, the wavelength of the measured emission intensity is 686 nm, which indicates that the F atoms skip from 3s 4 P 3 to 3p 4 P 3. This is to respond. If CF 2 is used as a pressure measurement tool, the wavelength of the measured emission intensity is generally 269 or 239 nm, and these two are CF 2 respectively.
Two atoms skip from A 1 B 1 (v '= 0) to X 1 A 1 (v ”= 0), and two atoms skip from A 1 B 1 (v' = 9) to X 1 A 1 (v” = 0). ). If CO atoms are used in pressure measurement tools, there are generally two wavelengths of emission intensity that can be measured, which are 693 and 505 nm. Respectively
The case where the CO atom skips from d 3 II (v ′ = 2) to a 3 II (v “= 2) and the case that the CO atom skips from d 3 II (v ′ = 7) to a 3 II (v” = 2) Corresponding to

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳しく説明する。本発明におい
て、一種の適当なプラズマ分子を測定手段とすることに
よって、元の位置でエッチングチャンバー内の圧力を測
定できる効果を図れる簡単な方法を得られる。当該方法
はプラズマエッチングプロセス中にあるプラズマ分子の
放出した所定の波長の強度を、エッチングチャンバー内
の圧力を正確に測定するツールとする。光学の発光スペ
クトルはかつてフッ素化合物/SOGシステムのエッチング
効率を測定するためのツールとされるように提案された
ことがあったが、大量のノイズ干渉とプラズマ分子がエ
ッチングプロセス中に不安定になる2つの原因のせい
で、従来の技術では同じな方法を圧力の測定に利用する
ことを提案したことがなかった。本発明はエッチングチ
ャンバー内の真の圧力とエッチングチャンバー外の隔た
り板によって遮蔽された圧力センサーの測定し得た圧力
値とがかなり大きい差を有すると共に、エッチングチャ
ンバー内の圧力を正確に測定することが大切なことであ
ることに鑑みて、本発明の方法を研究し、エッチングプ
ロセスを精密に制御すると共に、半導体装置の製造の成
功率を向上する効果を図ることに期した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, by using a kind of appropriate plasma molecules as the measuring means, a simple method can be obtained in which the pressure in the etching chamber can be measured at the original position. The method uses the intensity of a predetermined wavelength emitted by plasma molecules during a plasma etching process as a tool for accurately measuring the pressure in an etching chamber. Optical emission spectra were once proposed to be a tool for measuring the etching efficiency of fluorine / SOG systems, but large amounts of noise interference and plasma molecules become unstable during the etching process For two reasons, the prior art has never proposed to use the same method for measuring pressure. The present invention is intended to accurately measure the pressure in an etching chamber while the true pressure inside the etching chamber and the measured pressure value of a pressure sensor shielded by a spacer plate outside the etching chamber have a considerable difference. In view of the importance of the method, the present inventors have studied the method of the present invention, and have intended to precisely control the etching process and improve the success rate of the manufacture of the semiconductor device.

【0017】本発明において、F,CF2,COなどの発光スペ
クトルを測定することによってエッチングチャンバー内
の圧力といずれの分子の発光強度との直接で明らかな関
係を取得できる。故に、ある分子の発光強度のスペクト
ルがエッチングチャンバー内の圧力を測定するためのツ
ールとすることができる。圧力が上がる場合に、分子同
士間の平均自由経路(mean free path)が小さくな
り、衝突の頻度が多くなる。しかしながら、前記に討論
したように、大量のノイズ干渉が生じられると共に、プ
ラズマ分子の量がつぎつぎと消耗されるため所定の値を
保持できないので、従来の技術ではこのような半導体プ
ラズマエッチングのこのような複雑な環境の中で光学強
度を圧力測定のツールとすることを採用しなかった。
In the present invention, a direct and clear relationship between the pressure in the etching chamber and the emission intensity of any molecule can be obtained by measuring the emission spectrum of F, CF 2 , CO, or the like. Therefore, the spectrum of the emission intensity of a certain molecule can be used as a tool for measuring the pressure in the etching chamber. When the pressure increases, the mean free path between the molecules decreases and the frequency of collisions increases. However, as discussed above, a large amount of noise interference is generated, and the amount of plasma molecules is consumed one after another, so that a predetermined value cannot be maintained. It did not employ optical intensity as a pressure measurement tool in complex environments.

【0018】図1Aは従来のプラズマエッチングチャン
バーを示す断面図であり、図1Bは隔たり板の平面図で
ある。前記に説明したように、隔たり板における高分子
の雑質の積み重ねが一部の穴を詰める結果を招くことが
あるので、真空ポンプに入るガスの流動を阻害すること
があると共に、エッチングチャンバー外の圧力センサー
のエッチングチャンバー内の圧力に対する測定結果の正
確性に悪影響を及ぼすことがある。
FIG. 1A is a sectional view showing a conventional plasma etching chamber, and FIG. 1B is a plan view of a separation plate. As explained above, the accumulation of polymeric impurities in the separator plate may result in the filling of some holes, which may impede the flow of gas entering the vacuum pump, The accuracy of the measurement result for the pressure in the etching chamber of the pressure sensor may be adversely affected.

【0019】フッ素を圧力測定のツールとする場合は、
686nmで発光強度を測定できる。これはフッ素原子が
3s4P3より3p4P3にスキップする放射に対応するためで
ある。図2にプラズマ分子Fが686nmの発光強度の場
合での圧力との対応図である。1本の測定曲線を決めれ
ばのちほどの圧力の測定を進められる。CF2を圧力測定
のツールに利用する場合は、測定した発光強度の波長が
269または239nmであり、これら2つはそれぞれCF
2原子がA1B1(v’=0)よりX1A1(v”=0)へスキップする場
合と、A1B1(v’=9)よりX1A1(v”=0)へスキップする場合
とに対応する。図3はプラズマ分子CF2が269と23
9nmの場合での発光強度の圧力と対応する対応図であ
る。
When fluorine is used as a pressure measurement tool,
The emission intensity can be measured at 686 nm. This is because the fluorine atom corresponds to radiation that skips from 3s 4 P 3 to 3p 4 P 3 . FIG. 2 is a diagram showing the correspondence with the pressure when the plasma molecule F has an emission intensity of 686 nm. By determining one measurement curve, it is possible to proceed with the subsequent pressure measurement. When CF 2 is used as a pressure measurement tool, the wavelength of the measured emission intensity is 269 or 239 nm, and these two are CF 2 respectively.
Two atoms skip from A 1 B 1 (v '= 0) to X 1 A 1 (v ”= 0), and two atoms skip from A 1 B 1 (v' = 9) to X 1 A 1 (v” = 0). ). FIG. 3 shows that the plasma molecules CF 2 are 269 and 23.
It is a corresponding figure corresponding to the pressure of the light emission intensity in the case of 9 nm.

【0020】CO原子が圧力測定のツールに利用される場
合は、測定し得られる発光強度の波長も2つあり、それ
らは693と505nmである。それぞれCO原子がd3II
(v’=2)よりa3II(v“=2)へスキップする場合とd3II
(v‘=7)よりa3II(v”=2)へスキップする場合に対応
する。図4はプラズマ分子COが693と505nmの場合
での発光強度の圧力と対応する対応図である。下記の表
1に本発明のそれぞれのプラズマ分子とそれらの対応す
る発光波長とを示す。
When CO atoms are used in a pressure measurement tool, there are also two emission wavelengths that can be measured, which are 693 and 505 nm. Each CO atom is d 3 II
(v '= 2) to skip to a 3 II (v “= 2) and d 3 II
This corresponds to the case of skipping from (v ′ = 7) to a 3 II (v ″ = 2). FIG. 4 is a correspondence diagram corresponding to the emission intensity pressure when the plasma molecules CO are 693 and 505 nm. Table 1 below shows each plasma molecule of the present invention and their corresponding emission wavelengths.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】あるエッチングプロセスにおいて、エッチ
ングの効率とエッチングチャンバーの圧力との間に直接
で密接な関係を有する。このような場合では、本発明の
開示した方法もエッチング効率の測定に利用できる。図
5にエッチングチャンバー内のそれぞれの異なる位置で
のエッチング効率の圧力と対応する対応図である。エッ
チング効率がそれぞれの位置でそれぞれ異なるので、適
当なプラズマ分子と適当な位置とを選択すると共に、本
発明の非破壊性の元位置の技術を応用することによって
代表的なエッチング効率を得られる。適当な位置を選択
すると共に、本発明の方法を応用する場合は図6に示さ
れる測定結果を得られる。図6はエッチング効率と圧力
との対応図である。
In some etching processes, there is a direct close relationship between the efficiency of the etching and the pressure in the etching chamber. In such a case, the method disclosed in the present invention can also be used for measuring the etching efficiency. FIG. 5 is a correspondence diagram corresponding to the pressure of the etching efficiency at each different position in the etching chamber. Since the etching efficiency differs at each position, a typical etching efficiency can be obtained by selecting an appropriate plasma molecule and an appropriate position and applying the non-destructive in-situ technique of the present invention. When an appropriate position is selected and the method of the present invention is applied, the measurement results shown in FIG. 6 can be obtained. FIG. 6 is a correspondence diagram between the etching efficiency and the pressure.

【0023】図7は分子がFである場合のエッチング効
率と圧力との測定強度を示す図である。本発明の掲げた
方法を利用することによって、エッチング効率とエッチ
ングチャンバー内の圧力とが同時に測定し得られる。
FIG. 7 is a diagram showing the measured intensity of the etching efficiency and the pressure when the molecule is F. By utilizing the method of the present invention, the etching efficiency and the pressure in the etching chamber can be measured simultaneously.

【0024】また、本発明の利点は単に1つのプラズマ
分子の発光強度のみ測定すればよい点である。本発明に
よって、圧力とエッチング効率とを強度の比率より取得
することができる。図8はCOが505nmと639nmとの
場合でのエッチング効率と圧力の比率を示す図である。
しかしながら、強度比率は本発明の1つの好適な実施の
手段に過ぎなく、本発明はそれのみに限られていない。
An advantage of the present invention is that only the emission intensity of one plasma molecule needs to be measured. According to the present invention, the pressure and the etching efficiency can be obtained from the intensity ratio. FIG. 8 is a diagram showing the ratio between the etching efficiency and the pressure when CO is 505 nm and 639 nm.
However, the intensity ratio is only one preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、半導体装置製造プロセ
スにおけるプラズマエッチングチャンバーの圧力を測定
する効果と、半導体装置製造プロセスにおけるプラズマ
エッチングチャンバーの圧力とエッチング効率との両者
の同期測定の効果とを図れる。
According to the present invention, the effect of measuring the pressure of the plasma etching chamber in the semiconductor device manufacturing process and the effect of the synchronous measurement of both the pressure of the plasma etching chamber and the etching efficiency in the semiconductor device manufacturing process are obtained. I can do it.

【0026】前記に説明した好適な実施の形態におい
て、本発明と従来の技術との分岐点を詳しく説明した
が、前記好適な実施の形態と図面と表1に開示される技
術は本発明を説明するために例として挙げられる実施例
に過ぎなく、他人が本発明の発明の要旨に基づいていず
れの変更がみんな本発明の範疇に包含されるべきである
ことを予め言明する。
In the preferred embodiment described above, the branch point between the present invention and the prior art has been described in detail. However, the preferred embodiment, the technology disclosed in the drawings, and Table 1 can be applied to the present invention. It is merely an example which is given by way of example, and others pre-state that any modifications should be included in the scope of the present invention based on the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Aは従来のエッチングチャンバーの断面を示す
断面図である。Bは隔たり板を示す平面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a cross section of a conventional etching chamber. B is a plan view showing a separation plate.

【図2】Fの場合の発光強度の圧力と対応する対応図で
ある。
FIG. 2 is a correspondence diagram corresponding to pressure of light emission intensity in the case of F;

【図3】CF2の場合の269と239nmのそれぞれの場
合での発光強度の圧力に対応する対応図である。
FIG. 3 is a correspondence diagram corresponding to the pressure of the emission intensity in the case of CF 2 at 269 and 239 nm, respectively.

【図4】COの場合の693と505nmのそれぞれの場合
での発光強度の圧力に対応する対応図である。
FIG. 4 is a correspondence diagram corresponding to the pressure of the emission intensity in each of 693 and 505 nm in the case of CO.

【図5】エッチングチャンバー内のことなる位置でのエ
ッチング効率と圧力との対応図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between etching efficiency and pressure at different positions in an etching chamber.

【図6】エッチング効率と圧力との均衡性の対応図であ
る。
FIG. 6 is a correspondence diagram of the balance between etching efficiency and pressure.

【図7】Fの場合の発光強度とエッチング効率と圧力と
の対応図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the light emission intensity, the etching efficiency, and the pressure in the case of F.

【図8】COの場合の505と639nmのそれぞれの場合
での発光強度とエッチング効率と圧力との対応図であ
る。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the emission intensity, the etching efficiency, and the pressure in the case of 505 nm and 639 nm in the case of CO, respectively.

【符号の説明】 11 プラズマエッチングチャンバー 12 隔たり板 13 上エッチングチャンバー 14 下エッチングチャンバー 15 カソード 16 フォーカスリング 17 静電気挟持板 18 ウェハー 19 エッチングチャンバーの壁部 21 絶縁リング 22 タービンポンプ 23 絞り弁 24 穴 25 圧力センサーDESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Plasma etching chamber 12 Separator 13 Upper etching chamber 14 Lower etching chamber 15 Cathode 16 Focus ring 17 Electrostatic holding plate 18 Wafer 19 Wall of etching chamber 21 Insulating ring 22 Turbine pump 23 Throttle valve 24 Hole 25 Pressure sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 半導体装置製造プロセスにおけるプラズマエッチングチャンバ―の圧力の測定方法と半導体装置 製造プロセスにおけるプラズマエッチングチャンバ―の圧力とエッチング効率との両者の同期測 定方法 ────────────────────────────────────────────────── 54 Continuing from the front page (54) [Title of the Invention] Method of measuring pressure in plasma etching chamber in semiconductor device manufacturing process and synchronous measurement of both plasma etching chamber pressure and etching efficiency in semiconductor device manufacturing process Setting method

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置製造プロセスにおけるプラズ
マエッチングチャンバーの圧力の測定方法であって、 プラズマエッチングチャンバーに、F,CF2,COなどから選
んだプラズマ分子を有するプラズマを供給するステップ
と、 少なくとも一種のプラズマ分子の、当該分子と所定の関
係を持つ所定の波長の場合での発光強度を測定するステ
ップと、 測定し得た発光強度を当該エッチングチャンバーの圧力
に転換するステップとを有することを特徴とした半導体
装置製造プロセスにおけるプラズマエッチングチャンバ
ーの圧力の測定方法。
1. A method for measuring the pressure of a plasma etching chamber in a semiconductor device manufacturing process, comprising: supplying a plasma having plasma molecules selected from F, CF 2 , CO, and the like to the plasma etching chamber; Measuring the emission intensity of the plasma molecule at a predetermined wavelength having a predetermined relationship with the molecule, and converting the measured emission intensity to the pressure of the etching chamber. Of measuring the pressure of a plasma etching chamber in a semiconductor device manufacturing process.
【請求項2】 前記プラズマ分子はFであると共に、前
記発光強度は波長が686nmの場合で測定したもので、
または前記プラズマはCF2であると共に、前記発光強度
は波長が269または239nmの場合で測定したもの
で、または前記プラズマ分子はCOであると共に、前記発
光強度は波長が693または505nmの場合で測定した
ものであることを特徴とした請求項1に記載の半導体装
置製造プロセスにおけるプラズマエッチングチャンバー
の圧力の測定方法。
2. The plasma molecule is F, and the emission intensity is measured at a wavelength of 686 nm,
Alternatively, the plasma is CF 2 and the emission intensity is measured when the wavelength is 269 or 239 nm, or the plasma molecule is CO and the emission intensity is measured when the wavelength is 693 or 505 nm. 2. The method for measuring the pressure of a plasma etching chamber in a semiconductor device manufacturing process according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記チャンバーの圧力は発光強度に対す
る測定曲線より得られると共に、前記エッチングチャン
バーに、当該チャンバーとある真空ポンプとを隔てるた
めの隔たり板を有することを特徴とした請求項1に記載
の半導体装置製造プロセスにおけるプラズマエッチング
チャンバーの圧力の測定方法。
3. The etching chamber according to claim 1, wherein the pressure in the chamber is obtained from a measurement curve for the emission intensity, and the etching chamber has a separating plate for separating the chamber from a vacuum pump. The method for measuring the pressure of the plasma etching chamber in the semiconductor device manufacturing process.
【請求項4】 前記2つまたは2つ以上の種類の波長の
場合での発光強度と、エッチングチャンバーにおける圧
力とを測定する方法は、所定の波長の程度の発光強度比
率に基づいて行われると共に、前記2つまたは2つ以上
の種類の所定の波長は同一のプラズマ分子の場合に属さ
れることを特徴とした請求項1に記載の半導体装置製造
プロセスにおけるエッチングチャンバーの圧力の測定方
法。
4. The method of measuring the light emission intensity at two or more kinds of wavelengths and the pressure in an etching chamber is performed based on a light emission intensity ratio of a predetermined wavelength. 2. The method according to claim 1, wherein the two or more kinds of predetermined wavelengths belong to the same plasma molecule.
【請求項5】 半導体装置製造プロセスにおけるプラズ
マエッチングチャンバーの圧力とエッチング効率との両
者の同期測定方法であって、 プラズマエッチングチャンバーに、F,CF2,COなどから選
んだプラズマ分子を有するプラズマを供給するステップ
(a)と、 少なくとも一種のプラズマ分子の、当該分子と所定の関
係を持つ所定の波長の場合での発光強度を測定するステ
ップ(b)と、 測定し得た発光強度を当該エッチングチャンバーの圧力
とエッチング効率との両者に転換するステップ(c)と
を有することを特徴とした半導体装置製造プロセスにお
けるプラズマエッチングチャンバーの圧力とエッチング
効率との両者の同期測定方法。
5. A method for synchronously measuring both the pressure of a plasma etching chamber and the etching efficiency in a semiconductor device manufacturing process, wherein a plasma having plasma molecules selected from F, CF 2 , CO, etc. is supplied to the plasma etching chamber. Supplying (a), measuring the luminescence intensity of at least one kind of plasma molecule at a predetermined wavelength having a predetermined relationship with the molecule, and (b) measuring the measured luminescence intensity in the etching. A method for synchronously measuring both the pressure and the etching efficiency of a plasma etching chamber in a semiconductor device manufacturing process, comprising the step (c) of converting the pressure into a chamber pressure and an etching efficiency.
【請求項6】 前記プラズマ分子はFであると共に、前
記発光強度は波長が686nmの場合で測定したもので、
または前記プラズマはCF2であると共に、前記発光強度
は波長が269または239nmの場合で測定したもの
で、または前記プラズマ分子はCOであると共に、前記発
光強度は波長が693または505nmの場合で測定した
ものであることを特徴とした請求項5に記載の半導体装
置製造プロセスにおけるプラズマエッチングチャンバー
の圧力とエッチング効率との両者の同期測定方法。
6. The plasma molecule is F, and the emission intensity is measured at a wavelength of 686 nm,
Alternatively, the plasma is CF 2 and the emission intensity is measured when the wavelength is 269 or 239 nm, or the plasma molecule is CO and the emission intensity is measured when the wavelength is 693 or 505 nm. 6. A method according to claim 5, wherein both the pressure of the plasma etching chamber and the etching efficiency are measured in the semiconductor device manufacturing process.
【請求項7】 前記チャンバーの圧力は発光強度に対す
る測定曲線より得られると共に、前記エッチングチャン
バーに、当該チャンバーとある真空ポンプとを隔てるた
めの隔たり板を有することを特徴とした請求項5に記載
の半導体装置製造プロセスにおけるプラズマエッチング
チャンバーの圧力とエッチング効率との両者の同期測定
方法。
7. The etching chamber according to claim 5, wherein the pressure in the chamber is obtained from a measurement curve for the emission intensity, and the etching chamber has a separating plate for separating the chamber from a vacuum pump. A synchronous measurement method for both the pressure of a plasma etching chamber and the etching efficiency in the semiconductor device manufacturing process.
【請求項8】 前記2つまたは2つ以上の種類の波長の
程度の場合での発光強度と、エッチングチャンバーにお
ける圧力とを測定する方法は、所定の波長の発光強度比
率に基づいて行われると共に、前記2つまたは2つ以上
の種類の所定の波長は同一のプラズマ分子の場合に属さ
れ、かつ当該プラズマ分子はCOであると共に、前記所定
の波長は505または639nmであることを特徴とした
請求項5に記載の半導体装置製造プロセスにおけるエッ
チングチャンバーの圧力とエッチング効率との両者の同
期測定方法。
8. The method of measuring the light emission intensity in the case of two or more kinds of wavelengths and the pressure in the etching chamber is performed based on a light emission intensity ratio of a predetermined wavelength. The two or more kinds of predetermined wavelengths belong to the same plasma molecule, and the plasma molecule is CO, and the predetermined wavelength is 505 or 639 nm. A method for synchronously measuring both the pressure of an etching chamber and the etching efficiency in the semiconductor device manufacturing process according to claim 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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