JP2000269187A - Method for monitoring treatment of substrate and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Method for monitoring treatment of substrate and manufacture of semiconductor device

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JP2000269187A
JP2000269187A JP11067739A JP6773999A JP2000269187A JP 2000269187 A JP2000269187 A JP 2000269187A JP 11067739 A JP11067739 A JP 11067739A JP 6773999 A JP6773999 A JP 6773999A JP 2000269187 A JP2000269187 A JP 2000269187A
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processing
gas
chamber
pressure
vacuum gauge
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Japanese (ja)
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Kei Hattori
圭 服部
Yukimasa Yoshida
幸正 吉田
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a method for accurately monitoring the treatment of substrate to be treated in a vacuum treatment chamber, using a gas in plasma state, utilizing a Pirani gage of fast response and a method for manufacturing a semiconductor device which accurately detects the end of treatment of the substrate to be treated, using the gas in the plasma state. SOLUTION: Gas for treatment is introduced into a treatment chamber 21 subjected to pressure reduction, and the specific heat of the gas on introduction at a prescribed place in this treating chamber 21 is measured beforehand by using a Pirani gage 24 of fast response. Treatment of a substrate 20 to be treated is executed b having the state of this gas change, and the specific heat of the gas of which the state is changed from that before the treatment to that after the treatment is measured by the Pirani gage 24. The result of this measurement is compared with a measured value obtained beforehand and the state of progress of the treatment, the end point of the treatment in particular, is detected therefrom. The end point of the treatment of a wafer or the like, for which the gas in the state of plasma is used, can be detected accurately and quickly.

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、真空処理室におけ
る基板の処理状況をモニタリングする方法に関し、とく
に半導体ウェハ処理の終点を高速応答の真空計を用いて
検知する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for monitoring the processing status of a substrate in a vacuum processing chamber, and more particularly to a method for detecting the end point of semiconductor wafer processing using a high-speed vacuum gauge.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来半導体装置を製造する工程において
半導体ウェハ(以下、ウェハという)を処理する工程で
はドライエッチング、CVD(Chemical Vapour Deposit
ion)処理、ドライクリーニング処理などの真空室の内部
での処理が多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a process of manufacturing a semiconductor device, a process of processing a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) includes dry etching, CVD (Chemical Vapor Deposit).
There are many processes inside the vacuum chamber, such as ion) process and dry cleaning process.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術によるドライ
エッチング装置を用いたドライエッチングについて説明
する。図7は、ドライエッチング装置の概念的な断面図
である。アルミニュウム合金で形成された真空容器(チ
ャンバ)1は、接地されている。このチャンバ1には内
部を排気するための排気系2、チャンバ1内にエッチン
グガスを供給するためのガス導入口3、チャンバ1内の
圧力を一定に維持するための圧力計4、チャンバ1の内
部を眺める石英窓5及びウェハなどの被処理基板を処理
するための電極6が搭載されている。被処理基板を処理
する電極6は、高周波電源7に接続されている。石英窓
5の外には分光器8及びフォトセンサ9が連結されてお
りチャンバ1内部の発光をモニタできるようになってい
る。この装置では圧力計として、例えば、ダイヤフラム
型真空計(キャパシタンスマノメータ;CM)を用いて
いる。
A description will be given of dry etching using a conventional dry etching apparatus. FIG. 7 is a conceptual sectional view of the dry etching apparatus. A vacuum vessel (chamber) 1 made of an aluminum alloy is grounded. The chamber 1 has an exhaust system 2 for exhausting the inside, a gas inlet 3 for supplying an etching gas into the chamber 1, a pressure gauge 4 for maintaining a constant pressure in the chamber 1, A quartz window 5 for viewing the inside and an electrode 6 for processing a substrate to be processed such as a wafer are mounted. The electrode 6 for processing the substrate to be processed is connected to a high-frequency power supply 7. A spectroscope 8 and a photo sensor 9 are connected to the outside of the quartz window 5 so that light emission inside the chamber 1 can be monitored. In this device, for example, a diaphragm vacuum gauge (capacitance manometer; CM) is used as a pressure gauge.

【0004】このドライエッチング装置を用いたエッチ
ングは、以下のように行われる。先ずチャンバ1内をポ
ンプ(図示せず)につながる排気系2を用いて充分排気
する。内部の圧力としてはエッチング処理を行う際の圧
力より1桁以上低い圧力が適当である。チャンバ1に被
処理基板であるシリコンウェハ10を挿入し、被処理体
を処理する電極6上に載置する。次に、チャンバ1を排
気しながらここに適当なガスを導入し、一定の圧力にな
るようにチャンバ1に設けた圧力調整弁11を用いて排
気のコンダクタンスを調整する。そして被処理体を処理
する電極6に高周波電源7から適当な高周波電力を供給
すると、チャンバ1内でプラズマが生成され、適当な活
性種、イオンが生成されてシリコンウェハ10上に形成
されている薄膜をエッチングする。エッチングの終点
は、例えばプラズマ中のある特定の元素の発光をモニタ
することで検出することができる。例えば、ポリシリコ
ンのドライエッチングを塩素(Cl2 )ガスを用いて行
う場合、SiClの発光(波長405nm)をモニタす
ることにより終点を検出することができる。エッチング
終点ではプラズマ中に出てくるClとSiとの反応生成
物であるSiClの量が大幅に減少するので発光量が著
しく減った時点をその終点とすることができる。波長の
設定はとくに制限はなく経験的に決められたり、分光の
半値幅も特定の線スペクトルを取り出すとは限らない。
[0004] Etching using this dry etching apparatus is performed as follows. First, the inside of the chamber 1 is sufficiently evacuated using an exhaust system 2 connected to a pump (not shown). As the internal pressure, a pressure that is at least one digit lower than the pressure at the time of performing the etching process is appropriate. A silicon wafer 10 as a substrate to be processed is inserted into the chamber 1 and placed on the electrode 6 for processing the object to be processed. Next, an appropriate gas is introduced into the chamber 1 while the chamber 1 is being exhausted, and the conductance of the exhaust is adjusted using a pressure adjusting valve 11 provided in the chamber 1 so as to maintain a constant pressure. When an appropriate high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 7 to the electrode 6 for processing the object to be processed, plasma is generated in the chamber 1 and appropriate active species and ions are generated and formed on the silicon wafer 10. Etch the thin film. The end point of the etching can be detected, for example, by monitoring the emission of a specific element in the plasma. For example, when dry etching of polysilicon is performed using chlorine (Cl 2 ) gas, the end point can be detected by monitoring the light emission (wavelength: 405 nm) of SiCl. At the end point of the etching, the amount of SiCl, which is a reaction product of Cl and Si, appearing in the plasma is greatly reduced, so that the time point at which the light emission amount is significantly reduced can be regarded as the end point. The setting of the wavelength is not particularly limited and is determined empirically, and the half-value width of the spectrum is not always taken out from a specific line spectrum.

【0005】すなわち、従来の半導体ウェハを処理する
チャンバ内に設置された圧力計は、チャンバ内の圧力を
常に一定に保つためにその圧力を計測している。この方
法を用いることにより安定してエッチングを行うことが
可能となるが、多量のシリコンウェハを連続して処理し
ていくと、次のような問題が発生する。エッチングによ
って発生する反応生成物には蒸気圧の低い生成物も含ま
れ、これらの生成物は、排気される前にチャンバ内壁に
堆積する。この堆積膜は、石英窓にも堆積し、エッチン
グを続けるに従ってモニタしている波長(この場合40
5nm)に対する透明度が落ちていき、エッチング終点
の検出が難しくなり、最後には全く終点の検出ができな
くなる。こうなると、チャンバを大気開放して石英窓、
チャンバ内壁をクリーニングすることが必要となるが、
クリーニング終了後再度チャンバを真空引きして次のエ
ッチングが開始できるまでには少なくとも3時間程度、
長い場合には一昼夜を要することもあり、装置の稼働率
が下がってしまう。石英窓やチャンバ内壁のクリーニン
グにはドライクリーニングと呼ばれる次のような方法が
良く行われる。
That is, a conventional pressure gauge installed in a chamber for processing a semiconductor wafer measures the pressure in order to keep the pressure in the chamber constant. By using this method, etching can be stably performed. However, when a large number of silicon wafers are continuously processed, the following problem occurs. Reaction products generated by the etching include products having a low vapor pressure, and these products accumulate on the inner wall of the chamber before being evacuated. This deposited film is also deposited on a quartz window and monitored as the etching is continued (in this case, 40 wavelengths).
5 nm), the detection of the etching end point becomes difficult, and finally the end point cannot be detected at all. When this happens, open the chamber to the atmosphere and open the quartz window,
It is necessary to clean the chamber inner wall,
After the cleaning is completed, the chamber is evacuated again and the next etching can be started at least for about 3 hours.
If it is long, it may take day and night, and the operation rate of the device will be reduced. For cleaning the quartz window and the inner wall of the chamber, the following method called dry cleaning is often performed.

【0006】エッチングを行う場合と同様チャンバ内を
充分真空排気し、ここにエッチングとは別の適当なガス
を導入して一定の圧力を保持し、高周波電力を電極に印
加することでチャンバのクリーニングを行う。クリーニ
ングの終点検出は、エッチング終点検出と同様、発光分
光を行い石英窓を通して充分発光強度が回復するまで、
もしくは堆積物からの特定の線スペクトルが減少するま
で続けることで終点検出が行える。しかしドライクリー
ニングは、その効果に偏りがあり、発光だけでは充分な
終点検出ができない場合が多く、ドライクリーニングを
何回か繰り返した後は、チャンバを開放して行うクリー
ニング(ウエットクリーニング)も必要である。クリー
ニングを行う目的は、窓の曇り除去だけではなく、チャ
ンバ内壁に堆積した膜の除去の目的もある。堆積膜が厚
くなり過ぎるとストレスによって剥がれてくる。剥がれ
た堆積膜は、半導体製造装置では特に嫌われるパーティ
クルとなるので剥がれる前に除去する必要がある。
As in the case of etching, the inside of the chamber is sufficiently evacuated, an appropriate gas different from the etching is introduced, a constant pressure is maintained, and high-frequency power is applied to the electrodes to clean the chamber. I do. The end point detection of the cleaning is performed in the same manner as the end point detection of the etching until the emission intensity is sufficiently recovered through the quartz window until the emission intensity is recovered.
Alternatively, the end point can be detected by continuing until the specific line spectrum from the sediment decreases. However, dry cleaning has a biased effect, and in many cases, it is not possible to detect a sufficient end point only by light emission. After repeating dry cleaning several times, cleaning (wet cleaning) in which the chamber is opened is also necessary. is there. The purpose of the cleaning is not only to remove the fogging of the window but also to remove the film deposited on the inner wall of the chamber. If the deposited film becomes too thick, it will come off due to stress. The peeled deposited film becomes a particle which is particularly disliked in a semiconductor manufacturing apparatus, and thus needs to be removed before peeling.

【0007】近年ドライエッチングやプラズマCVD装
置で使用される圧力は0.1〜10Pa程度である。こ
の範囲を再現性良く計測できる真空計としてCMが良く
知られており、これは広く使われている。CMは、良く
知られている様に、コンデンサ電極の一面を被計測側に
露出させ、被計測側の圧力によってこの電極が歪むこと
によりコンデンサ容量が変化するのを圧力に読み替える
ものであり、直接雰囲気ガスの圧力を測定することがで
きる。しかし、プラズマCVDでもドライエッチングで
もプラズマを使用することから活性な原子、分子などが
多く生成され、これらがCM表面に堆積するので計測値
の信頼性が低くなるという問題がある。また0.1〜1
0Paの圧力を高精度に測定するのに適したCMは、セ
ンサ部を敏感(高感度)に作ってあり曝露可能圧力は、
精々1000Pa程度が限界である。従って、チャンバ
を大気に曝露する場合、センサ部を隔離して、センサ雰
囲気を高真空に保つ必要があることやチャンバを再度排
気しても僅かなリークによる昇圧によってセンサ部が影
響を受けてしまい、測定圧力が安定するのに時間がかか
るという問題もある。本発明は、このような事情により
なされたものであり、真空処理室におけるプラズマ状態
のガスを用いた被処理基板に対する処理を高速応答のピ
ラニー真空計を利用して正確にモニタリングする方法、
また半導体ウェハなどの被処理基板のプラズマ状態のガ
スを用いた処理終点を正確に検知する半導体装置の製造
方法を提供する。
In recent years, the pressure used in dry etching or plasma CVD equipment is about 0.1 to 10 Pa. CM is well known as a vacuum gauge that can measure this range with good reproducibility, and is widely used. As is well known, CM exposes one surface of a capacitor electrode to the side to be measured, and reads the change in the capacitance of the capacitor due to distortion of the electrode due to the pressure on the side to be measured as pressure. The pressure of the atmosphere gas can be measured. However, since plasma is used in both plasma CVD and dry etching, a lot of active atoms and molecules are generated, and these are deposited on the CM surface, so that there is a problem that the reliability of the measured value is lowered. 0.1-1
The CM suitable for measuring the pressure of 0 Pa with high accuracy has a sensitive (high sensitivity) sensor part, and the exposure pressure is:
The limit is at most about 1000 Pa. Therefore, when exposing the chamber to the atmosphere, it is necessary to isolate the sensor unit and maintain the sensor atmosphere in a high vacuum, and even if the chamber is evacuated again, the sensor unit is affected by the pressure rise due to a slight leak. There is also a problem that it takes time for the measurement pressure to stabilize. The present invention has been made in view of such circumstances, a method for accurately monitoring the processing of a substrate to be processed using a gas in a plasma state in a vacuum processing chamber using a high-speed Pirani vacuum gauge,
Further, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device for accurately detecting a processing end point of a substrate to be processed such as a semiconductor wafer using a gas in a plasma state.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、減圧された処
理室に処理用のガスを導入し、この処理室の所定の場所
における前記導入時のガスの比熱を高速応答のピラニ真
空計を用いて予め測定しておき、このガスの状態を変化
させて被処理基板に対する処理を行い、そして処理前か
ら処理後までの状態を変化させたガスの比熱を前記高速
応答のピラニ真空計により測定し、この測定結果を前記
予め測定した測定値と比較して処理の進捗状況、とくに
その処理の終点を検出するを特徴としている。また、高
速応答のピラニ真空計とは異なる真空計を用いて、前記
減圧された処理室に導入される処理用ガスの導入時の圧
力を予め測定しておき、このガスの状態を変化させて被
処理基板に対する処理を行い、そして、処理前から処理
後までの状態を変化させたガスの圧力を前記ピラニ真空
計とは異なる真空計により測定し、この測定結果を前記
予め測定した測定値と比較して処理の進捗状況を検出
し、これらピラニ真空計及びピラニ真空計とは異なる真
空計のそれぞれの前記測定値比較による比較結果をさら
に比較することを特徴としている。このような構成によ
り、真空処理室におけるプラズマ状態のガスを用いた処
理をピラニー真空計を利用して正確且つ迅速にモニタリ
ングでき、またウェハなどのプラズマ状態のガスを用い
た処理の終点を正確且つ迅速に検知することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a Pirani vacuum gauge which introduces a processing gas into a decompressed processing chamber and measures the specific heat of the gas at a predetermined location in the processing chamber at a high speed response. The gas is changed in advance to perform processing on the substrate to be processed, and the specific heat of the gas in which the state is changed from before to after processing is measured by the Pirani vacuum gauge having the high-speed response. The measurement result is compared with the previously measured value to detect the progress of the process, particularly, the end point of the process. Further, by using a vacuum gauge different from the high-speed Pirani vacuum gauge, the pressure at the time of introduction of the processing gas introduced into the decompressed processing chamber is measured in advance, and the state of this gas is changed. Perform processing on the substrate to be processed, and measure the pressure of the gas whose state has been changed from before the processing to after the processing with a vacuum gauge different from the Pirani vacuum gauge, and the measurement result and the previously measured measurement value It is characterized in that the progress of the processing is detected by comparison, and the results of comparison of the measured values of the Pirani gauge and a gauge different from the Pirani gauge are further compared. With such a configuration, the processing using the gas in the plasma state in the vacuum processing chamber can be accurately and quickly monitored using the Pirani vacuum gauge, and the end point of the processing using the gas in the plasma state such as the wafer can be accurately and accurately determined. It can be detected quickly.

【0009】以下、本発明に用いる高速応答のピラニ真
空計について説明する。図6は、ピラニ真空計の概念的
な断面図である。ピラニ真空計は、収納容器内にその壁
101から距離をおいてその中心部分にフィラメント1
00が形成配置されており、これがこの真空計の主構成
要素である。収納容器は、一端が測定すべき処理室内部
に開放されている。フィラメント100は、収納容器両
端の端子102、103に接続されており、これら端子
は、フィラメント支持体を兼ねている。端子102、1
03は、計測回路であるブリッジ回路(図示せず)を介
して電源(図示せず)に接続されている。このフィラメ
ント100に端子102、103を介して電源から電流
を流すことによりピラニ真空計を作動させる。このよう
なピラニ真空計の動作原理は、次の通りである。気体分
子がある温度に加熱されたフィラメント100に衝突す
ると、この時フィラメント100から熱を奪う。また、
加熱された気体分子が壁101と衝突すると、壁101
に熱を奪われる。気体分子を介してフィラメント100
が失う熱量(Q)はフィラメント100に衝突する気体
分子の数;即ち圧力(P)に比例する。この特性を利用
して圧力を測定する計測器がピラニ真空計である。フィ
ラメント100が失う熱量(Q)は、フィラメント10
0と壁101との温度の差に依存する。
The high-speed response Pirani vacuum gauge used in the present invention will be described below. FIG. 6 is a conceptual sectional view of a Pirani vacuum gauge. The Pirani vacuum gauge is provided with a filament 1 at a central portion thereof at a distance from the wall 101 in the container.
00 is the main component of the gauge. The storage container is open at one end into the processing chamber to be measured. The filament 100 is connected to terminals 102 and 103 at both ends of the storage container, and these terminals also serve as a filament support. Terminal 102, 1
Numeral 03 is connected to a power supply (not shown) via a bridge circuit (not shown) which is a measurement circuit. An electric current is supplied from a power source to the filament 100 via terminals 102 and 103 to operate the Pirani vacuum gauge. The operating principle of such a Pirani vacuum gauge is as follows. When gas molecules collide with the filament 100 heated to a certain temperature, heat is taken from the filament 100 at this time. Also,
When the heated gas molecules collide with the wall 101, the wall 101
Is deprived of heat. Filament 100 via gas molecules
The amount of heat (Q) that is lost is proportional to the number of gas molecules impinging on the filament 100; ie, the pressure (P). A Pirani vacuum gauge is a measuring instrument that measures pressure using this characteristic. The amount of heat (Q) lost by the filament 100 is
It depends on the temperature difference between 0 and the wall 101.

【0010】また、気体分子の比熱にも依存している。
衝突前後の気体分子104、105の温度をそれぞれT
g(=壁の温度)、Tf(=フィラメント温度)、気体
分子の分子量をM、熱的適応係数をα、気体の定圧比
熱、定積比熱をそれぞれCp、Cvとすると、フィラメ
ント100が失う熱量(Q)は、 Q=α{(γ+1)/(γ−1)}M-1/2(Tf−Tg)P・・・(1) (但し、γ=Cp/Cv)と表される。圧力(P)が変
わってもTf(=フィラメント温度)が変化しないよう
にホイートストンブリッジ回路で制御することによっ
て、フィラメントが失う熱量(Q)、即ちフィラメント
に投入する電力は、圧力(P)に比例することになり圧
力測定が可能になる。しかしこの式から、一般的にガス
種が異なると計測される数値も変わることが分かる。ま
た数種類の混合ガスの場合は、更に複雑になることが分
かる。したがって、ピラニ真空計は、絶対圧力を測定す
ることはできない。というよりは寧ろピラニ真空計で計
測されるのはガスの比熱であり、例えばドライエッチン
グの終点前後を考えると、終点前後でエッチング反応に
よる反応生成物の成分もしくは成分比が変化する、即ち
チャンバ内の混合ガス全体としての比熱が変化すること
になり、ピラニ真空計はこれを検出することになる。
[0010] It also depends on the specific heat of gas molecules.
The temperatures of the gas molecules 104 and 105 before and after the collision are T
Assuming that g (= wall temperature), Tf (= filament temperature), molecular weight of gas molecule is M, thermal adaptation coefficient is α, specific heat of constant pressure and constant heat of gas are Cp and Cv, respectively, the amount of heat lost by the filament 100 (Q) is expressed as follows: Q = α {(γ + 1) / (γ-1)} M-1 / 2 (Tf-Tg) P (1) (where γ = Cp / Cv). By controlling with a Wheatstone bridge circuit so that Tf (= filament temperature) does not change even if the pressure (P) changes, the amount of heat (Q) lost by the filament, that is, the power supplied to the filament is proportional to the pressure (P). Pressure measurement becomes possible. However, from this equation, it can be seen that generally the measured value changes when the gas type differs. Further, it can be seen that in the case of several types of mixed gas, the composition becomes further complicated. Therefore, Pirani gauges cannot measure absolute pressure. Rather, what is measured by the Pirani vacuum gauge is the specific heat of the gas.For example, considering the vicinity of the end point of dry etching, the components or ratios of the reaction products due to the etching reaction change before and after the end point, that is, in the chamber. The specific heat as a whole of the mixed gas changes, and the Pirani vacuum gauge detects this.

【0011】従来のピラニ真空計は、応答速度が10秒
程度と遅く、また133〜66500Paと真空度の余
り高い範囲は測定できなかった。このように、応答速度
が遅いとエッチング終点などの検出に用いても正確な終
点時刻を得ることがは難しかった。また、例えば、0.
133Pa程度の比較的低い圧力を測定するには高精度
な値が得られず、通常このような範囲の測定には用いら
れていなかった。ところが最近のピラニ真空計(例え
ば、アルバック社製の高精度ピラニ真空計など)は、制
御系の信号処理や熱絶縁などの外乱による応答性が改良
されて応答速度が1秒以下程度にまで改良され、また、
測定範囲も0.133〜133000Pa(0.001
〜1000Torr)と広帯域に拡大しており、本発明
のモニタリング方法や半導体装置の製造方法に適した性
能に向上している。すなわち、本発明は、高速応答のピ
ラニ真空計を用いることによって、従来のように処理室
の圧力を一定に保つために圧力を測定するのに用いるの
ではなく、処理室内の処理の時間的経過に伴う圧力の変
化を処理用ガスの比熱の変化によりモニターすることを
特徴としている。
The conventional Pirani vacuum gauge has a response speed as low as about 10 seconds, and cannot measure a range of 133 to 66500 Pa, which is an extremely high degree of vacuum. As described above, if the response speed is low, it is difficult to obtain an accurate end point time even when used for detecting the etching end point and the like. In addition, for example, 0.
A high-precision value cannot be obtained for measuring a relatively low pressure of about 133 Pa, and it has not usually been used for measurement in such a range. However, recent Pirani gauges (for example, high-precision Pirani gauges manufactured by ULVAC, Inc.) have improved their response speed to about 1 second or less due to improved responsiveness due to disturbances such as control signal processing and thermal insulation. And also
The measurement range is also 0.133 to 133000 Pa (0.001
10001000 Torr), and the performance is improved to be suitable for the monitoring method and the semiconductor device manufacturing method of the present invention. That is, the present invention uses a high-speed Pirani vacuum gauge to measure the pressure over time in the processing chamber, instead of measuring the pressure in order to keep the pressure in the processing chamber constant as in the related art. The change in pressure accompanying the process is monitored by the change in specific heat of the processing gas.

【0012】ピラニ真空計は、前述のように、測定すべ
きガス雰囲気の比熱を測定するものであり、この測定値
によって圧力を知ることができる。これに対しCMは、
原理的には圧力そのものを測定する。また、前記処理室
の導入時の雰囲気とプラズマ状態にした処理前の雰囲気
とを比較すると、プラズマ化によってガス分子の分解が
促進されたりするために、実際の圧力はプラズマ生成前
後で変化する。これを上述のそれぞれの圧力計で測定す
ることを考えると、測定している物理量が異なるため
に、その測定値は必ずしも一致しない。
As described above, the Pirani vacuum gauge measures the specific heat of a gas atmosphere to be measured, and the pressure can be known from the measured value. CM, on the other hand,
In principle, the pressure itself is measured. In addition, comparing the atmosphere at the time of introduction into the processing chamber with the atmosphere before the processing in the plasma state, the actual pressure changes before and after the plasma generation because the decomposition of gas molecules is promoted by the plasma. Considering that this is measured by each of the above-mentioned pressure gauges, the measured values do not always match because the measured physical quantities are different.

【0013】本発明の基板処理のモニタリング方法は、
減圧された真空容器内又はこの真空容器に連結された被
処理基板を処理する処理室に処理用ガスを所定の条件で
導入し、この処理室の所定の場所における前記導入時の
前記処理用ガスの比熱をピラニ真空計を用いて予め測定
しておく第1のステップと、前記処理用ガスを導入後、
前記処理用ガスの状態を変化させて被処理基板に対する
処理を行い、前記処理前から処理後までの前記所定の場
所の任意の時期の前記状態を変化させた処理用ガスの比
熱を前記ピラニ真空計により測定する第2のステップ
と、前記第1及び第2のステップにおいて測定された測
定結果を比較して前記処理の進捗状況を検出する第3の
ステップとを備えていることを第1の特徴としている。
また、本発明の基板処理のモニタリング方法は、減圧さ
れた真空容器内又はこの真空容器に連結された被処理基
板を処理する処理室にクリーニングガスを所定の条件で
導入し、この処理室の所定の場所における前記導入時の
前記クリーニングガスの比熱をピラニ真空計を用いて予
め測定しておく第1のステップと、前記クリーニングガ
スをプラズマ状態に変化させて前記処理室に対するクリ
ーニング処理を行い、前記処理前から処理後までの前記
所定の場所における任意の時期の前記プラズマ状態のク
リーニングガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定す
る第2のステップと、前記第1及び第2のステップにお
いて測定された測定結果を比較して前記クリーニング処
理の進捗状況を検出する第3のステップとを備えている
ことを第2の特徴としている。
The method for monitoring substrate processing according to the present invention comprises:
A processing gas is introduced under a predetermined condition into a reduced pressure vacuum chamber or into a processing chamber for processing a substrate to be processed connected to the vacuum vessel, and the processing gas at the time of the introduction is introduced into a predetermined place in the processing chamber. A first step of previously measuring the specific heat of using a Pirani vacuum gauge, and after introducing the processing gas,
The processing of the substrate to be processed is performed by changing the state of the processing gas, and the specific heat of the processing gas having changed the state at any time in the predetermined place from before the processing to after the processing is determined by the Pirani vacuum. A second step of measuring with a meter and a third step of comparing the measurement results measured in the first and second steps and detecting the progress of the processing. Features.
Further, the monitoring method of the substrate processing according to the present invention is characterized in that a cleaning gas is introduced under a predetermined condition into a reduced-pressure vacuum chamber or into a processing chamber for processing a substrate to be processed connected to the vacuum chamber, A first step of previously measuring the specific heat of the cleaning gas at the time of the introduction using a Pirani vacuum gauge, and performing a cleaning process on the processing chamber by changing the cleaning gas to a plasma state; A second step of measuring, using the Pirani vacuum gauge, a specific heat of the cleaning gas in the plasma state at an arbitrary time in the predetermined place from before the processing to after the processing, and measured in the first and second steps. A third step of comparing the measurement results to detect the progress of the cleaning process. It is.

【0014】また、本発明の基板処理のモニタリング方
法は、減圧された真空容器内又はこの真空容器に連結さ
れた被処理基板を処理する処理室に少なくとも1種類の
ガスからなる処理用ガスを所定の条件で導入し、この処
理室の所定の場所における前記導入時の前記処理用ガス
の比熱をピラニ真空計を用いて予め測定しておくととも
に別の種類の真空計を用いて前記処理用ガスのガス圧を
予め測定しておく第1のステップと、前記処理用ガスを
導入後、前記処理用ガスの状態を変化させて被処理基板
に対する処理を行い、前記処理前から処理後までの前記
所定の場所の任意の時期の前記状態を変化させた処理用
ガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定するとともに
前記別の種類の真空計を用いて前記状態を変化させた処
理用ガスのガス圧を測定する第2のステップと、前記第
1及び第2のステップにおいて測定された前記比熱及び
ガス圧の測定結果をそれぞれ比較して前記処理の進捗状
況を検出する第3のステップとを備えていることを第3
の特徴としている。前記被処理基板を処理する処理室
は、処理前に一定の圧力に固定しておくようにしても良
い。前記ピラニ真空計として、応答速度が1秒以下の高
速応答のピラニ真空計を用いても良い。
Further, in the method of monitoring substrate processing according to the present invention, a processing gas comprising at least one kind of gas is supplied to a processing chamber for processing a substrate to be processed, which is connected to the vacuum chamber or in a reduced pressure vessel. The specific heat of the processing gas at the time of the introduction at a predetermined location in the processing chamber is measured in advance using a Pirani vacuum gauge and the processing gas is measured using another type of vacuum gauge. A first step of preliminarily measuring the gas pressure of, and after introducing the processing gas, performing processing on the substrate to be processed by changing the state of the processing gas, and performing the processing from before the processing to after the processing. The specific heat of the processing gas having changed the state at any time in a predetermined place is measured by the Pirani vacuum gauge, and the gas pressure of the processing gas having changed the state using the another type of vacuum gauge is used. A second step of measuring, and a third step of detecting the progress of the process by comparing the measurement results of the specific heat and the gas pressure measured in the first and second steps, respectively. That third
The feature is. The processing chamber for processing the substrate to be processed may be fixed at a constant pressure before the processing. As the Pirani vacuum gauge, a Pirani vacuum gauge having a high response speed of 1 second or less may be used.

【0015】本発明の半導体装置の製造方法は、減圧さ
れた真空容器内又はこの真空容器に連結された成膜され
た半導体ウェハ表面を処理する処理室に処理用ガスを所
定の条件で導入し、この処理室の所定の場所における前
記導入時の前記処理用ガスの比熱をピラニ真空計を用い
て予め測定しておくとともに別の種類の真空計を用いて
前記処理用ガスのガス圧を予め測定しておく第1のステ
ップと、前記処理用ガスを導入後、前記処理用ガスの状
態を変化させて前記半導体ウェハに対する処理を行い、
前記処理前から処理後までの前記所定の場所の任意の時
期の前記状態を変化させた処理用ガスの比熱を前記ピラ
ニ真空計により測定するとともに前記別の種類の真空計
を用いて前記状態を変化させた処理用ガスのガス圧を測
定する第2のステップと、前記第1及び第2のステップ
において測定された前記比熱及びガス圧の測定結果をそ
れぞれ比較して前記処理の進捗状況を検出する第3のス
テップとを備えていることを第1の特徴としている。ま
た、本発明の半導体装置の製造方法は、減圧された真空
容器内又はこの真空容器に連結された成膜された半導体
ウェハの表面を処理する処理室にエッチングガスを所定
の条件で導入し、この処理室の所定の場所における前記
導入時の前記エッチングガスの比熱をピラニ真空計を用
いて予め測定しておく第1のステップと、前記エッチン
グガスをプラズマ状態に変化させ、前記処理室内を一定
の圧力に固定して前記半導体ウェハに対するエッチング
処理を行い、前記処理前から処理後までの前記所定の場
所における任意の時期の前記プラズマ状態のエッチング
ガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定する第2のス
テップと、前記第1及び第2のステップにおいて測定さ
れた測定結果を比較する第3のステップとを備え、前記
第2のステップで測定される測定値が前記第1のステッ
プで測定された測定値に向かって変化し始めた点をエッ
チング終点とすることを第2の特徴としている。本発明
の半導体装置の製造方法において、前記ピラニ真空計と
して、応答速度が1秒以下の高速応答のピラニ真空計を
用いるようにしても良い。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a processing gas is introduced under a predetermined condition into a reduced-pressure vacuum vessel or a processing chamber connected to the vacuum vessel for processing the surface of a semiconductor wafer on which a film is formed. The specific heat of the processing gas at the time of introduction at a predetermined location in the processing chamber is measured in advance using a Pirani vacuum gauge, and the gas pressure of the processing gas is measured in advance using another type of vacuum gauge. A first step of measuring, and after introducing the processing gas, performing processing on the semiconductor wafer by changing a state of the processing gas,
Measure the specific heat of the processing gas having changed the state at any time in the predetermined place from before the processing to after the processing by the Pirani vacuum gauge and use the another type of vacuum gauge to change the state. A second step of measuring the gas pressure of the changed processing gas, and comparing the measurement results of the specific heat and the gas pressure measured in the first and second steps, respectively, to detect the progress of the processing The first feature is that the third step is performed. Further, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes introducing an etching gas under a predetermined condition into a reduced pressure vacuum chamber or a processing chamber for processing a surface of a film-formed semiconductor wafer connected to the vacuum vessel, A first step of preliminarily measuring the specific heat of the etching gas at the time of introduction at a predetermined location in the processing chamber using a Pirani vacuum gauge, and changing the etching gas to a plasma state to keep the processing chamber constant. Performing a second etching process on the semiconductor wafer while fixing the pressure to a predetermined pressure, and measuring the specific heat of the etching gas in the plasma state at an arbitrary time in the predetermined place from before the processing to after the processing by the Pirani vacuum gauge. And a third step of comparing the measurement results measured in the first and second steps, wherein the second step That the measurement value to be measured and the first measurement values measured etching end point the point began to change toward the in step is a second feature. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a Pirani gauge having a high response speed of 1 second or less may be used as the Pirani gauge.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図3及び図8を参照
して第1の実施例を説明する。図1は、ドライエッチン
グ装置の概念的な断面図である。アルミニュウム合金で
形成された真空容器(チャンバ)21は、接地されてい
る。このチャンバ21には内部を排気するための排気系
22、チャンバ21内にエッチングガスを供給するため
のガス導入口23、チャンバ21内の圧力をモニタする
第1の圧力計24及び第2の圧力計32、チャンバ21
の内部を眺める石英窓25及びウェハなどの被処理基板
を処理するための電極26が搭載されている。被処理基
板を処理する電極26は、高周波電源27に接続されて
いる。石英窓25の外には分光器28及びフォトセンサ
29が連結されており、チャンバ21内部の発光がモニ
タできる。このドライエッチング装置を用いたエッチン
グは、以下のように行われる。先ずチャンバ21内をポ
ンプ(図示せず)につながる排気系22を用いて充分排
気する内部の圧力としてはエッチング処理を行う際の圧
力より1桁以上低い圧力が適当である。チャンバ21に
被処理基板であるシリコンウェハ20を挿入し、被処理
基板を処理する電極26上に載置する。次に、チャンバ
21を排気しながらここに適当なガスを導入し、一定の
圧力になるようにチャンバ21に設けた圧力調整弁31
を用いて排気のコンダクタンスを調整する。そして被処
理体を処理する電極26に高周波電源27から適当な高
周波電力を供給すると、チャンバ21内でプラズマが生
成され、適当な活性種、イオンが生成されてシリコンウ
ェハ20上に形成されている薄膜をエッチングする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. FIG. 1 is a conceptual sectional view of a dry etching apparatus. A vacuum vessel (chamber) 21 made of an aluminum alloy is grounded. An exhaust system 22 for exhausting the inside of the chamber 21, a gas inlet 23 for supplying an etching gas into the chamber 21, a first pressure gauge 24 for monitoring the pressure in the chamber 21, and a second pressure 32 in total, 21 chambers
A quartz window 25 for viewing the inside of the device and an electrode 26 for processing a substrate to be processed such as a wafer are mounted. The electrode 26 that processes the substrate to be processed is connected to a high-frequency power supply 27. A spectroscope 28 and a photosensor 29 are connected to the outside of the quartz window 25 so that light emission inside the chamber 21 can be monitored. Etching using this dry etching apparatus is performed as follows. First, as the internal pressure for sufficiently exhausting the inside of the chamber 21 using the exhaust system 22 connected to a pump (not shown), a pressure that is at least one digit lower than the pressure at the time of performing the etching process is appropriate. A silicon wafer 20, which is a substrate to be processed, is inserted into the chamber 21 and placed on an electrode 26 for processing the substrate to be processed. Next, an appropriate gas is introduced into the chamber 21 while the chamber 21 is evacuated, and a pressure regulating valve 31 provided in the chamber 21 so as to maintain a constant pressure.
Use to adjust the conductance of the exhaust. When an appropriate high-frequency power is supplied from a high-frequency power supply 27 to an electrode 26 for processing an object to be processed, plasma is generated in the chamber 21 and appropriate active species and ions are generated and formed on the silicon wafer 20. Etch the thin film.

【0017】エッチングの終点は、従来は、例えばプラ
ズマ中のある特定の元素の発光をモニタすることで検出
していた。図1のドライエッチング装置は、従来(図
7)のものに比べて、圧力計が1つ多く配置されてお
り、これらは互いに種類の異なる真空計を用いている。
第1の圧力計として、計測時間が短かくなり、且つ計測
可能な真空度の下限が広がった新型ピラニ真空計が用い
られ、第2の圧力計としてCMが取り付けてある。被処
理基板20としては、例えば、シリコンウェハを用い、
このシリコンウェハ上に厚さ10nmの薄い酸化膜を介
して厚さ300nmのポリシリコン膜及び厚さ300n
mのシリコン酸化膜(SiO2 )がこの順に成膜されて
いる。ここで用いた被処理基板20は、フォトレジスト
を用いて0.25μmのラインアンドスペース(Lin
e&Space)がパターニングされている。この被処
理基板20をチャンバ2に載置してからCHF3 とCO
との混合ガスを導入し、導入時の雰囲気を第1の圧力計
(ピラニ真空計)で測って5.6Pa(実際は、内部気
体のトータルの比熱が計測されるが、(1)式に示され
るように熱量は圧力に比例する関係があるので表示され
るのは(1)式から換算される(以下、同じ様にPaで
表示される))の圧力に調整する。この時の第2の圧力
計(CM)の表示値は、5.3Paである。
Conventionally, the end point of etching has been detected, for example, by monitoring light emission of a specific element in plasma. The dry etching apparatus of FIG. 1 is provided with one more pressure gauge than the conventional one (FIG. 7), and these use different types of vacuum gauges.
As the first pressure gauge, a new-type Pirani vacuum gauge whose measurement time is short and the lower limit of the measurable vacuum degree is widened is used, and a CM is attached as the second pressure gauge. As the substrate to be processed 20, for example, a silicon wafer is used,
A 300 nm-thick polysilicon film and a 300 n-thick polysilicon film are formed on this silicon wafer via a thin oxide film having a thickness of 10 nm.
m silicon oxide films (SiO 2 ) are formed in this order. The processing target substrate 20 used here was formed of a 0.25 μm line and space (Lin) using a photoresist.
e & Space) is patterned. After the substrate to be processed 20 is placed in the chamber 2, CHF 3 and CO
Is introduced, and the atmosphere at the time of introduction is measured with a first pressure gauge (Pirani vacuum gauge) to 5.6 Pa (actually, the total specific heat of the internal gas is measured. Since the amount of heat has a relationship proportional to the pressure, the displayed value is adjusted to the pressure converted from the equation (1) (hereinafter, similarly represented by Pa). At this time, the display value of the second pressure gauge (CM) is 5.3 Pa.

【0018】次に、3.4W/cm2 の電力を高周波電
源27から電極26に印加してプラズマを生成させてシ
リコン酸化膜(SiO2 )のエッチングを行う。このエ
ッチングを行う際には圧力調整弁31を固定する。混合
ガス導入時のピラニ真空計の指示値は、プラズマ生成前
なので5.6Paであったが、プラズマを生成した状態
になると、6.1Paとなる。そして、ポリシリコン膜
が露出してシリコン酸化膜(SiO2 )のエッチング終
点となった後は、ピラニ真空計の指示値は、5.6Pa
となった。以上のことからピラニ真空計の指示値が6.
1Paから5.6Paへ変化し始めたところがエッチン
グ終点であり、したがって、この圧力指示値の変化をモ
ニタすることによってエッチング終点を検出することが
できる。この方法を用いると簡便にエッチング終点を安
定してモニタすることができる。
Next, a power of 3.4 W / cm 2 is applied to the electrode 26 from the high frequency power supply 27 to generate plasma to etch the silicon oxide film (SiO 2 ). When performing this etching, the pressure adjustment valve 31 is fixed. The indication value of the Pirani vacuum gauge at the time of introducing the mixed gas was 5.6 Pa since the plasma was not generated, but it becomes 6.1 Pa when the plasma is generated. After the polysilicon film is exposed and the etching end point of the silicon oxide film (SiO 2 ) is reached, the indication value of the Pirani vacuum gauge is 5.6 Pa.
It became. From the above, the indication value of the Pirani vacuum gauge was 6.
The start point of the change from 1 Pa to 5.6 Pa is the end point of the etching. Therefore, the end point of the etching can be detected by monitoring the change in the indicated pressure value. With this method, the etching end point can be easily and stably monitored.

【0019】図8は、処理室内の圧力と処理の時間的経
過との関係を示す特性図である。縦軸は、処理室内の圧
力(Pa)を表わし、横軸は、処理時間(秒)を表わし
ている。処理の開始する時刻Aに処理室内の処理用ガス
の圧力はp(Pa)であるとする。図1のドライエッチ
ング装置では、p1 =5.6である。このドライエッチ
ング装置に電力を印加して処理室内のガスをプラズマ化
する。プラズマ化により処理室内の圧力は、時刻Bでp
2 (Pa)となる。図1ではp2 =6.1である。プラ
ズマ化の影響の程度は、10数%である。そして、時刻
Cで圧力変化が生じ、この時点を計測してエッチング終
点を検知する。時刻Dでエッチング終点になる。圧力が
変化するC点から圧力が安定するD点までの時間Δt
は、高々1秒であり、したがって、応答速度が1秒以下
の高応答のピラニ真空計で十分そのエッチング終点を検
出することができる。最終圧力は、最終的にガス種が変
化することもあるので、初期圧力と一致するとは限ら
ず、それより高いときもあれば、低いこともある。図1
の場合は、最終圧力は、初期圧力と一致している。ま
た、従来のピラニ真空計は、応答速度が10秒程度なの
で、これをエッチング終点検出に用いることはできな
い。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the pressure in the processing chamber and the time course of the processing. The vertical axis represents the pressure (Pa) in the processing chamber, and the horizontal axis represents the processing time (second). At the time A when the processing starts, the pressure of the processing gas in the processing chamber is p (Pa). In the dry etching apparatus shown in FIG. 1, p1 = 5.6. Electric power is applied to this dry etching apparatus to convert the gas in the processing chamber into plasma. The pressure in the processing chamber becomes p
2 (Pa). In FIG. 1, p2 = 6.1. The degree of the effect of the plasma is about 10% or more. Then, a pressure change occurs at time C, and this time point is measured to detect the etching end point. At time D, the etching ends. Time Δt from point C where pressure changes to point D where pressure stabilizes
Is at most 1 second, and therefore, a Pirani vacuum gauge having a high response speed of 1 second or less can sufficiently detect the etching end point. The final pressure may not always coincide with the initial pressure because the gas species may eventually change, and may be higher or lower. FIG.
, The final pressure is equal to the initial pressure. Further, since the response speed of the conventional Pirani vacuum gauge is about 10 seconds, it cannot be used for detecting the etching end point.

【0020】従来はチャンバの石英窓が曇ってくると発
光による終点検出が困難になるため、ある一定頻度でク
リーニング(例えば、100枚エッチング毎にドライク
リーニング、4回ドライクリーニング毎つまり500枚
エッチング毎に大気開放によるウェットクリーニング)
が必要であったが、今回の方法を用いることで100枚
毎のドライクリーニングが不要になった。また、プラズ
マ生成前後の圧力指示値を調べると、次のことが分かっ
た。図2は、プラズマ生成前後の第1の圧力計(ピラニ
真空計)及び第2の圧力計(CM)の指示値の変化を示
している。CMは、原理的にはピラニ真空計より絶対圧
力に近く、放電による影響が少ないと考えられていた
が、実際は、放電開始前後で大きく組成が変化するガス
があり、放電の影響がある場合もあることが分かった。
この放電の影響がある場合、これが真空計そのものの問
題であるのか、それ以外の問題であるのかは現在ははっ
きりしないが、真空計以外に可能性があるとしたら次の
ことが考えられる。チャンバ内の雰囲気がO2 ガスの場
合(すなわち、ドライクリーニングを行う場合)、放電
後にCMの指示値が上がっているが(5.1Pa→9.
9Pa(図2))、この評価をした際、チャンバ内壁に
堆積膜(CFx )が付着しており、O2 放電によってこ
れがエッチングされることによって実質的に圧力が上昇
するのである。
Conventionally, if the quartz window of the chamber becomes cloudy, it becomes difficult to detect the end point by light emission. Therefore, cleaning is performed at a certain frequency (for example, dry cleaning every 100 etchings, every four dry cleanings, that is, every 500 etchings). Wet cleaning by opening to the atmosphere)
However, the use of this method eliminated the need for dry cleaning for every 100 sheets. Further, when the pressure indication values before and after plasma generation were examined, the following was found. FIG. 2 shows changes in indicated values of the first pressure gauge (Pirani vacuum gauge) and the second pressure gauge (CM) before and after plasma generation. CM was theoretically closer to absolute pressure than the Pirani gauge and was considered to be less affected by discharge.In fact, however, there are gases whose composition changes greatly before and after the start of discharge, and there are also cases where CM has the effect of discharge. I found it.
If there is an effect of this discharge, it is not clear at present whether this is a problem of the vacuum gauge itself or any other problem, but if there is a possibility other than the vacuum gauge, the following can be considered. When the atmosphere in the chamber is O 2 gas (that is, when dry cleaning is performed), the indicated value of CM increases after discharge (5.1 Pa → 9.
9 Pa (FIG. 2)), when this evaluation was performed, the deposited film (CFx) was adhered to the inner wall of the chamber, and the pressure was substantially increased by etching the film by O 2 discharge.

【0021】即ち、CFx (固体)+O2 →CO+xF
+O)の反応式にしたがって分子数が増加することによ
って圧力が上昇すると考えられるのである(O2 →2O
の反応は少ない)。CHF3 の場合は、放電開始と同時
にCFx がチャンバに堆積するため、逆に分子数が減っ
て圧力が減少するのであると考えられる。なお、同じチ
ャンバ内の圧力を測定してもCMとピラニ真空計とでは
その測定値が異なるのは、それぞれの圧力計でその測定
手法が異なるからである。この実施例のプロセスを図3
を参照して説明する。図は、図1を用いてウェハをエッ
チングするプロセスの終点を検知するフロー図である。
まず(1)チャンバ内にウェハを搭載する。(2)チャ
ンバ内にエッチングガスを導入する。(3)チャンバ内
の圧力調整弁を固定して内部圧力を固定する。(4)チ
ャンバ内の圧力をピラニ真空計により測定する。(5)
チャンバ内の電極に電力を供給してエッチングガスをプ
ラズマ化する。(6)チャンバ内のプラズマ化後の圧力
をピラニ真空計により測定する。(7)ピラニ真空計を
随時測定しながらチャンバ内のエッチング状態をモニタ
する。(8)ステップ(4)の測定結果に近付く方向に
変化し始めたらエッチング終点とする。
That is, CF x (solid) + O 2 → CO + xF
+ O) is considered to increase the pressure by increasing the number of molecules according to the reaction formula (O 2 → 2O).
Reaction is small). In the case of CHF 3 , since CF x is deposited in the chamber at the same time as the start of discharge, it is considered that the number of molecules decreases and the pressure decreases. Even if the pressure in the same chamber is measured, the measured value differs between the CM and the Pirani vacuum gauge because the measuring method is different for each pressure gauge. The process of this embodiment is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The figure is a flowchart for detecting the end point of the process of etching a wafer using FIG.
First, (1) a wafer is mounted in a chamber. (2) An etching gas is introduced into the chamber. (3) The pressure inside the chamber is fixed to fix the internal pressure. (4) The pressure in the chamber is measured with a Pirani vacuum gauge. (5)
Electric power is supplied to the electrodes in the chamber to convert the etching gas into plasma. (6) The pressure in the chamber after the formation of plasma is measured by a Pirani vacuum gauge. (7) The etching state in the chamber is monitored while measuring the Pirani vacuum gauge as needed. (8) If it starts to change in a direction approaching the measurement result of step (4), it is determined as the etching end point.

【0022】次に、ピラニ真空計に関する以上のことを
踏まえながら、第2の実施例を説明する。この実施例で
は、図4のドライエッチング装置を用いて説明する。こ
の装置は図7の従来のものとは圧力計の種類が異なりピ
ラニ真空計を用いている。図4は、ドライエッチング装
置の概念的な断面図である。アルミニュウム合金で形成
された真空容器(チャンバ)41は、接地されている。
このチャンバ41には内部を排気するための排気系4
2、チャンバ41内にエッチングガスを供給するための
ガス導入口43、チャンバ41内の圧力をモニタするピ
ラニ真空計からなる圧力計44、チャンバ41の内部を
眺める石英窓45及びウェハなどの被処理基板40を処
理するための電極46が搭載されている。被処理基板4
0を処理する電極46は、高周波電源47に接続されて
いる。石英窓45の外には分光器48及びフォトセンサ
49が連結されておりチャンバ41内部の発光をモニタ
できるようになっている。
Next, a second embodiment will be described with reference to the above description of the Pirani vacuum gauge. This embodiment will be described using the dry etching apparatus shown in FIG. This apparatus differs from the conventional apparatus in FIG. 7 in the type of pressure gauge and uses a Pirani vacuum gauge. FIG. 4 is a conceptual sectional view of the dry etching apparatus. A vacuum vessel (chamber) 41 made of an aluminum alloy is grounded.
The chamber 41 has an exhaust system 4 for exhausting the inside.
2. A gas inlet 43 for supplying an etching gas into the chamber 41, a pressure gauge 44 composed of a Pirani vacuum gauge for monitoring the pressure in the chamber 41, a quartz window 45 for viewing the inside of the chamber 41, and processing of wafers and the like. An electrode 46 for processing the substrate 40 is mounted. Substrate to be processed 4
The electrode 46 for processing 0 is connected to a high-frequency power supply 47. A spectroscope 48 and a photosensor 49 are connected to the outside of the quartz window 45 so that light emission inside the chamber 41 can be monitored.

【0023】エッチング処理した500枚のシリコンウ
ェハの中から選んだシリコンウェハを被処理基板40を
チャンバ41内の電極46上に搭載する。まず、チャン
バ41内にO2 ガスを導入し、ピラニ真空計44を用い
て導入時の内部圧力を計測すると、3.5Paであっ
た。次に、電極46に高周波電源47から4.9W/c
2 のRF電力を供給してガスをプラズマ状態にする。
この時の圧力指示値は、7.7Paである。内部圧力
は、その後装置内での処理が進行するに連れて除々に低
下して行き3分後にはピラニ真空計44の圧力指示値は
3.5Paに戻ることが分かった。この状態でチャンバ
41内を大気開放すると、チャンバ内部の堆積物は綺麗
に除去されていた。図5は、チャンバ内部の圧力を示す
圧力指示値(Pa)及び従来の方法で観測するCOの発
光強度の処理時間(クリーニング時間)依存性を示す特
性図である。Aは、圧力指示値と処理時間との関係を示
す曲線、Bは、COの発光強度と処理時間との関係を示
す曲線である。図の曲線Bに示すように、従来は2分程
度でCOの発光(313nm付近)強度が減少してお
り、この辺りをドライクリーニングの終点と考えていた
(つまりクリーニングが若干不足していた)。しかし、
実際は、上記のように元の圧力指示値に戻る約3分後が
終点である。
A silicon wafer selected from the 500 silicon wafers subjected to the etching process is mounted on the electrode 46 in the chamber 41 with the substrate 40 to be processed. First, O 2 gas was introduced into the chamber 41, and the internal pressure at the time of introduction was measured using the Pirani vacuum gauge 44, and it was 3.5 Pa. Next, 4.9 W / c is applied to the electrode 46 from the high frequency power supply 47.
An RF power of m 2 is supplied to bring the gas into a plasma state.
The pressure indication value at this time is 7.7 Pa. Thereafter, the internal pressure gradually decreased as the processing in the apparatus progressed, and it was found that the pressure reading of the Pirani vacuum gauge 44 returned to 3.5 Pa after 3 minutes. When the inside of the chamber 41 was opened to the atmosphere in this state, the deposits in the chamber 41 had been cleanly removed. FIG. 5 is a characteristic diagram showing a processing time (cleaning time) dependency of a pressure indication value (Pa) indicating the pressure inside the chamber and the emission intensity of CO observed by a conventional method. A is a curve showing the relationship between the indicated pressure value and the processing time, and B is a curve showing the relationship between the emission intensity of CO and the processing time. As shown by the curve B in the figure, the emission intensity of CO (around 313 nm) decreased in about 2 minutes in the past, and this area was considered as the end point of the dry cleaning (that is, the cleaning was slightly insufficient). . But,
In practice, the end point is about 3 minutes after returning to the original pressure reading as described above.

【0024】この結果を以てその後は500枚のウェハ
処理毎に3分間のドライクリーニングを行うことで、従
来はパーティクルの安定化のために必要であった大気開
放によるウェットクリーニングも不要になった。上述の
CMの出力が放電開始前後で変化する他の理由は、従来
技術の問題で述べたCMの心臓部であるキャパシタ表面
に堆積物が付着することが考えられる。この堆積物は放
電により解離した原料ガス(CF3 やCOなど原料ガ
ス)や、エッチングによる反応生成物などが付着するこ
とが知られている。堆積物がキャパシタ表面に付着する
と、これも含めたものが実質的にキャパシタとなるの
で、正確な値を示さなくなる。これは放電開始前後より
も経時的な変化として現れる筈のものであり、実際、例
えば長期使用したCMと、新品のCMを同じチャンバに
取り付け出力を比べると異なった値を示す。このような
影響を無くすためには上述のように使用されているCM
の出力を較正用のCMの出力で較正しながら使うことや
堆積物の付着を抑えるためにキャパシタ表面を常時加熱
することが考えられるが、較正用CMを取り付けること
はそれだけのために真空計を追加することになりコスト
アップになる。また、堆積物の付着を抑えるには表面温
度を120〜130℃程度に加熱する必要があるが、通
常市販されているCMの加熱許容温度は数10℃(50
〜80℃)、高くても100℃を超えない。
Based on this result, by performing dry cleaning for 3 minutes after processing each of 500 wafers, wet cleaning by opening to the atmosphere, which was conventionally required for stabilizing particles, is no longer necessary. The other reason why the output of the CM changes before and after the start of discharge is considered to be that deposits adhere to the surface of the capacitor, which is the heart of the CM, as described in connection with the related art. It is known that a source gas (a source gas such as CF 3 or CO) dissociated by discharge, a reaction product by etching, and the like adhere to the deposit. When the deposits adhere to the capacitor surface, the inclusions substantially become capacitors, and thus do not show accurate values. This should appear as a change with time rather than before and after the start of discharge. Actually, for example, when a long-term used CM and a new CM are attached to the same chamber and the output is compared, they show different values. To eliminate such an effect, the CM used as described above is used.
It is conceivable to use the output of the capacitor while calibrating it with the output of the CM for calibration, or to constantly heat the capacitor surface to suppress the adhesion of deposits. This will increase the cost. Further, in order to suppress the adhesion of the deposits, it is necessary to heat the surface temperature to about 120 to 130 ° C.
8080 ° C.), at most not exceeding 100 ° C.

【0025】これに対して本発明で使用するピラニ真空
計は心臓部であるフィラメント温度を140℃程度に加
熱しており、且つフィラメント材として高耐蝕性のPt
を用いているため、堆積物の付着も、腐触性ガスによる
腐触も抑制でき、しかも改良が進んで応答速度が1秒程
度であり、測定範囲も0.133〜133000Pa
(0.001〜1000Torr)の範囲に拡大してお
り、さらに安定した出力を保てる。また、センサは、P
tからなるフィラメントであり、CMのような敏感な部
分もないのでチャンバを大気圧に戻す場合もとくに隔離
する必要もない。また、測定の再現性、信頼性も高い。
従って、CMに比べて取り扱いが簡単でしかも安価であ
る。以上ドライエッチングやクリーニングなどの終点検
出としてピラニ真空計の変化をモニタする方法を述べた
が、半導体プロセス、特にドライエッチングでは絶対圧
力というものはとりわけ重要ではなく、寧ろ同じ設定を
した際の出力の再現性や同じ設定をした際の出力の経時
的な変化としては上述のエッチング終点検出のような短
い(数秒から数分)レンジのものから、チャンバを大気
開放する間隔(数日〜数週間)といった長いレンジのも
のまで様々ある。これらの変化を検出する方法として、
本発明の真空計の変化をモニタする方法は、簡便、正確
且つ有効であると考えられる。
On the other hand, the Pirani vacuum gauge used in the present invention heats the filament temperature, which is the heart, to about 140 ° C., and uses a highly corrosion-resistant Pt as a filament material.
Is used, the adhesion of the deposits and the corrosion by the corrosive gas can be suppressed, and the improvement is advanced, the response speed is about 1 second, and the measurement range is 0.133 to 133000 Pa.
(0.001 to 1000 Torr), so that a more stable output can be maintained. The sensor is P
Since the filament is made of t and has no sensitive portion such as CM, there is no need to isolate the chamber when returning the chamber to atmospheric pressure. In addition, the reproducibility and reliability of the measurement are high.
Therefore, it is easier and cheaper to handle than a CM. Above, the method of monitoring the change of the Pirani vacuum gauge as the end point detection such as dry etching and cleaning was described.However, in semiconductor processes, especially dry etching, absolute pressure is not particularly important. As for the reproducibility and the change of the output over time when the same setting is made, the range from a short range (several seconds to several minutes) such as the above-described detection of the etching end point to the interval of opening the chamber to the atmosphere (several days to several weeks) There is also a long range of things. As a way to detect these changes,
The method of monitoring vacuum gauge changes of the present invention is considered to be simple, accurate and effective.

【0026】また、モニタは、ピラニ真空計ひとつだけ
でなく種類の異なる複数の真空計の変化を同時にモニタ
することで更に感度を上げることが可能である。例え
ば、O 2 ガスの場合、放電開始前後でCM、ピラニ真空
計とも指示圧力は、2倍程度に増加するが、C4 8
スの場合、CMでは若干指示値が上昇するのに対して、
ピラニでは67%程度まで指示値が減少する。従って、
混合ガスを用い、反応生成物も複雑なプロセスガスの情
報をモニタするにはこれらのデータを比較することでよ
り正確なモニタリングが可能となる。何をモニタできる
かは経験的な手法によることも多いが、プラズマ計測の
結果と比較することによって現象の理解にも使えること
は簡単に予想できる。例えば、ドライエッチングで設定
できるパラメータとしては、真空度、導入するガスそれ
ぞれの流量、高周波電力、基板温度、チャンバ温度など
がある。ところが、これら設定するパラメータを一定に
しても、エッチング特性などが安定しないことがある。
その原因としては例えば、ウェハに実際に印加される高
周波電力や誘起されるバイアスが変化したり、チャンバ
内部品の異常によってプラズマが偏ったりすることが考
えられる。これらの変化はチャンバ内部品を交換するな
どメンテナンスを行った前後で現れたり、経時的に変化
したりする。
In addition, only one Pirani vacuum gauge is used for monitoring.
The changes of several different gauges simultaneously
By doing so, it is possible to further increase the sensitivity. example
O TwoFor gas, CM and Pirani vacuum before and after starting discharge
In both cases, the indicated pressure increases about twice, but CFourF8Moth
In the case of a commercial, the indicated value increases slightly in CM,
In Pirani, the indicated value decreases to about 67%. Therefore,
Using a mixed gas, the reaction product is also a complex process gas.
To monitor information, compare these data.
More accurate monitoring becomes possible. What can be monitored
Is often based on empirical methods,
Can be used to understand phenomena by comparing with results
Can be easily predicted. For example, set by dry etching
Possible parameters include the degree of vacuum and the gas to be introduced.
Flow rate, RF power, substrate temperature, chamber temperature, etc.
There is. However, these parameters to be set
Even so, the etching characteristics and the like may not be stable.
The cause is, for example, the high voltage actually applied to the wafer.
Frequency power and induced bias may change,
It is considered that the plasma may be biased due to abnormal internal components.
available. These changes do not require replacement of parts in the chamber.
Appears before and after maintenance and changes over time
Or

【0027】これに対し、安定した特性を示していると
きの圧力計の指示値を経験的に取得しておき、その変化
をモニタすることで、エッチング特性に影響を及ぼすプ
ラズマの変化を圧力計の変化として検知することも可能
であると考えられる。例えば、チャンバ材として良く使
われているアルマイト処理したアルミ材を用いた場合、
アルマイト被膜が剥離して下地のアルミが剥き出しにな
るとこれがエッチングされ、圧力指示値が変化すること
が考えられる。エッチングやドライクリーニングを行う
場合、実施例では圧力調整弁を固定して、圧力出力が変
化し始める終点として説明したが、圧力を一定に保って
これらの処理を行うこともある。その方法は真空計の出
力信号を圧力調整弁に送り、圧力信号が一定になる様に
圧力調整弁を動かすことで達成できる。従ってこの方法
でエッチングやドライクリーニングを行う場合はエッチ
ングやクリーニングの終点付近で圧力調整弁を動かすこ
とになる。故に圧力調整弁を動かす信号が出力されたと
ころがエッチング終点であるから、この信号をモニタす
ることで圧力を一定に保った処理でもピラニ真空計を用
いた終点検出を行うことができる。
On the other hand, a pressure gauge indicating a stable characteristic is obtained empirically, and the change is monitored to monitor the change of the plasma which affects the etching characteristic. It is thought that it is also possible to detect as a change. For example, when using anodized aluminum material that is often used as a chamber material,
When the alumite film is peeled off and the underlying aluminum is exposed, it is etched and the pressure indication value may change. In the case of performing etching or dry cleaning, in the embodiment, the pressure adjustment valve is fixed and the end point at which the pressure output starts to change is described. However, these processes may be performed while keeping the pressure constant. The method can be achieved by sending an output signal of a vacuum gauge to a pressure regulating valve and moving the pressure regulating valve so that the pressure signal becomes constant. Therefore, when etching or dry cleaning is performed by this method, the pressure adjusting valve is moved near the end point of etching or cleaning. Therefore, the point at which the signal for operating the pressure regulating valve is output is the etching end point. By monitoring this signal, the end point detection using the Pirani vacuum gauge can be performed even in the process of keeping the pressure constant.

【0028】本発明によって簡便で安価な基板処理にお
けるプラズマ制御及びモニタリングを行うことが可能と
なった。以上本発明は、実施例をドライエッチングを中
心に説明したが、本発明は、これに限定されるものでは
なく、プラズマCVD、熱CVD、スパッタリング成膜
プロセスなどのプロセスにも適用することができる。
According to the present invention, plasma control and monitoring in a simple and inexpensive substrate processing can be performed. Although the present invention has been described with reference to the embodiments based on dry etching, the present invention is not limited to this, and can be applied to processes such as plasma CVD, thermal CVD, and sputtering film forming processes. .

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、制御系の信号処理や熱絶縁な
どの外乱による応答性が改良されて応答速度が1秒程度
まで改良され、また、測定範囲も0.133〜1330
00Paまで拡大されたピラニ真空計を用いて構成され
ており、真空処理室におけるプラズマ状態のガスを用い
た被処理基板に対する処理をこのピラニー真空計を利用
して簡便、迅速且つ正確にモニタリングすることがで
き、またウェハなどの被処理基板のプラズマ状態のガス
を用いた処理終点を簡便、迅速且つ正確に検知すること
ができる。
According to the present invention, the response speed due to disturbances such as signal processing and thermal insulation of the control system is improved, the response speed is improved to about 1 second, and the measurement range is 0.133 to 1330.
It is configured using a Pirani vacuum gauge expanded to 00 Pa, and monitors processing of a substrate using a gas in a plasma state in a vacuum processing chamber simply, quickly, and accurately using the Pirani vacuum gauge. In addition, it is possible to simply, quickly and accurately detect the processing end point of a substrate such as a wafer using a gas in a plasma state.

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

【図1】本発明のドライエッチング装置の概念的断面
図。
FIG. 1 is a conceptual sectional view of a dry etching apparatus of the present invention.

【図2】プラズマを生成する前後のピラニ真空計及びC
Mの圧力指示値の変化を示す特性図。
FIG. 2 shows a Pirani vacuum gauge before and after generating plasma and C
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in a pressure instruction value of M.

【図3】第1の実施例のエッチング終点を検知するプロ
セスフロー図。
FIG. 3 is a process flow chart for detecting an etching end point according to the first embodiment.

【図4】本発明のドライエッチング装置の概念的断面
図。
FIG. 4 is a conceptual sectional view of a dry etching apparatus according to the present invention.

【図5】チャンバ内部の圧力指示値(Pa)及び従来の
方法で観測するCOの発光強度の処理時間依存性を示す
特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the processing time dependency of the pressure indication value (Pa) inside the chamber and the emission intensity of CO observed by a conventional method.

【図6】本発明に用いるピラニ真空計の要部断面図。FIG. 6 is a sectional view of an essential part of a Pirani vacuum gauge used in the present invention.

【図7】従来のドライエッチング装置の概念的な断面
図。
FIG. 7 is a conceptual sectional view of a conventional dry etching apparatus.

【図8】処理室内の圧力と処理の時間的経過との関係を
示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a pressure in a processing chamber and a lapse of time of processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、41・・・チャンバ、 2、22、42・
・・排気系、3、23、43・・・ガス導入口、
4、44・・・圧力計、5、25、45・・・石英窓、
6、26、46・・・電極、7、27、47・・・
高周波電源、 8、28、48・・・分光器、9、2
9、48・・・センサ、 10、20、40・・・ウ
ェハ、11、31、51・・・圧力調整弁、 24・
・・第1の圧力計、32・・・第2の圧力計、 10
0・・・フィラメント、102、103・・・端子。
1, 21, 41 ... chamber, 2, 22, 42
..Exhaust systems, 3, 23, and 43 gas inlets
4, 44 ... pressure gauge, 5, 25, 45 ... quartz window,
6, 26, 46 ... electrodes, 7, 27, 47 ...
High frequency power supply, 8, 28, 48 ... Spectroscope, 9, 2
9, 48 ... sensor, 10, 20, 40 ... wafer, 11, 31, 51 ... pressure regulating valve, 24
..First pressure gauge, 32... Second pressure gauge, 10
0 ... filament, 102, 103 ... terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8 株式会 社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2F055 AA40 BB08 CC43 DD20 EE40 FF31 GG01 4G075 AA25 AA61 BC02 BC04 BC06 BD14 CA47 CA65 DA02 DA13 EB01 EB41 5F004 AA15 BA04 CA02 CA08 CB01 CB02 CB15 DA16 5F103 AA08 BB25 BB51 BB59 NN04 PP01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Katsuya Okumura 8, Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 2F055 AA40 BB08 CC43 DD20 EE40 FF31 GG01 4G075 AA25 AA61 BC02 BC04 BC06 BD14 CA47 CA65 DA02 DA13 EB01 EB41 5F004 AA15 BA04 CA02 CA08 CB01 CB02 CB15 DA16 5F103 AA08 BB25 BB51 BB59 NN04 PP01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 減圧された真空容器内又はこの真空容器
に連結された被処理基板を処理する処理室に処理用ガス
を所定の条件で導入し、この処理室の所定の場所におけ
る前記導入時の前記処理用ガスの比熱をピラニ真空計を
用いて予め測定しておく第1のステップと、前記処理用
ガスを導入後、前記処理用ガスの状態を変化させて被処
理基板に対する処理を行い、前記処理前から処理後まで
の前記所定の場所の任意の時期の前記状態を変化させた
処理用ガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定する第
2のステップと、前記第1及び第2のステップにおいて
測定された測定結果を比較して前記処理の進捗状況を検
出する第3のステップとを備えていることを特徴とする
基板処理のモニタリング方法。
1. A process gas is introduced under a predetermined condition into a reduced-pressure vacuum chamber or into a processing chamber for processing a substrate to be processed connected to the vacuum vessel, and the gas is introduced into a predetermined location in the processing chamber. A first step of previously measuring the specific heat of the processing gas using a Pirani vacuum gauge, and performing a process on the substrate by changing the state of the processing gas after introducing the processing gas. A second step of measuring, using the Pirani vacuum gauge, a specific heat of the processing gas having changed the state at any time in the predetermined place from before the processing to after the processing, and the first and second steps. A third step of comparing the measurement results measured in the steps to detect the progress of the processing, and a third step of monitoring the substrate processing.
【請求項2】 減圧された真空容器内又はこの真空容器
に連結された被処理基板を処理する処理室にクリーニン
グガスを所定の条件で導入し、この処理室の所定の場所
における前記導入時の前記クリーニングガスの比熱をピ
ラニ真空計を用いて予め測定しておく第1のステップ
と、前記クリーニングガスをプラズマ状態に変化させて
前記処理室に対するクリーニング処理を行い、前記処理
前から処理後までの前記所定の場所における任意の時期
の前記プラズマ状態のクリーニングガスの比熱を前記ピ
ラニ真空計により測定する第2のステップと、前記第1
及び第2のステップにおいて測定された測定結果を比較
して前記クリーニング処理の進捗状況を検出する第3の
ステップとを備えていることを特徴とする基板処理のモ
ニタリング方法。
2. A cleaning gas is introduced under a predetermined condition into a reduced pressure vacuum chamber or into a processing chamber for processing a substrate to be processed connected to the vacuum chamber, and the cleaning gas is introduced into a predetermined place in the processing chamber at the time of the introduction. A first step of previously measuring the specific heat of the cleaning gas using a Pirani vacuum gauge, and performing a cleaning process on the processing chamber by changing the cleaning gas to a plasma state, from before the process to after the process. A second step of measuring, using the Pirani vacuum gauge, specific heat of the cleaning gas in the plasma state at an arbitrary time at the predetermined location,
And a third step of comparing the measurement results measured in the second step to detect the progress of the cleaning processing, and a third step of monitoring the substrate processing.
【請求項3】 減圧された真空容器内又はこの真空容器
に連結された被処理基板を処理する処理室に少なくとも
1種類のガスからなる処理用ガスを所定の条件で導入
し、この処理室の所定の場所における前記導入時の前記
処理用ガスの比熱をピラニ真空計を用いて予め測定して
おくとともに別の種類の真空計を用いて前記処理用ガス
のガス圧を予め測定しておく第1のステップと、前記処
理用ガスを導入後、前記処理用ガスの状態を変化させて
被処理基板に対する処理を行い、前記処理前から処理後
までの前記所定の場所の任意の時期の前記状態を変化さ
せた処理用ガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定す
るとともに前記別の種類の真空計を用いて前記状態を変
化させた処理用ガスのガス圧を測定する第2のステップ
と、前記第1及び第2のステップにおいて測定された前
記比熱及びガス圧の測定結果をそれぞれ比較して前記処
理の進捗状況を検出する第3のステップとを備えている
ことを特徴とする基板処理のモニタリング方法。
3. A process gas comprising at least one kind of gas is introduced under a predetermined condition into a reduced-pressure vacuum chamber or into a processing chamber connected to the vacuum chamber for processing a substrate to be processed. The specific heat of the processing gas at the time of introduction at a predetermined place is measured in advance using a Pirani vacuum gauge, and the gas pressure of the processing gas is measured in advance using another type of vacuum gauge. Step 1, and after introducing the processing gas, performing processing on the substrate to be processed by changing the state of the processing gas, and performing the processing at any time in the predetermined place from before the processing to after the processing. A second step of measuring the specific heat of the processing gas having changed by the Pirani vacuum gauge and measuring the gas pressure of the processing gas having changed the state using the another type of vacuum gauge, and First and second A third step of comparing the specific heat and gas pressure measurement results measured in the step of detecting the progress of the processing, respectively.
【請求項4】 前記被処理基板を処理する処理室は、処
理前に一定の圧力に固定しておくことを特徴とする請求
項1乃至請求項3のいずれかに記載の基板処理のモニタ
リング方法。
4. The substrate processing monitoring method according to claim 1, wherein the processing chamber for processing the substrate to be processed is fixed at a constant pressure before the processing. .
【請求項5】 前記ピラニ真空計として、応答速度が1
秒以下の高速応答のピラニ真空計を用いることを特徴と
する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の基板処理
のモニタリング方法。
5. The Pirani vacuum gauge having a response speed of 1
5. The monitoring method for substrate processing according to claim 1, wherein a Pirani vacuum gauge having a high-speed response of sub-second or less is used.
【請求項6】 減圧された真空容器内又はこの真空容器
に連結された成膜された半導体ウェハ表面を処理する処
理室に処理用ガスを所定の条件で導入し、この処理室の
所定の場所における前記導入時の前記処理用ガスの比熱
をピラニ真空計を用いて予め測定しておくとともに別の
種類の真空計を用いて前記処理用ガスのガス圧を予め測
定しておく第1のステップと、前記処理用ガスを導入
後、前記処理用ガスの状態を変化させて前記半導体ウェ
ハに対する処理を行い、前記処理前から処理後までの前
記所定の場所の任意の時期の前記状態を変化させた処理
用ガスの比熱を前記ピラニ真空計により測定するととも
に前記別の種類の真空計を用いて前記状態を変化させた
処理用ガスのガス圧を測定する第2のステップと、前記
第1及び第2のステップにおいて測定された前記比熱及
びガス圧の測定結果をそれぞれ比較して前記処理の進捗
状況を検出する第3のステップとを備えていることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
6. A processing gas is introduced under a predetermined condition into a reduced pressure vacuum chamber or into a processing chamber connected to the vacuum chamber for processing a surface of a semiconductor wafer on which a film is formed, and a predetermined location in the processing chamber. A first step in which the specific heat of the processing gas at the time of introduction is previously measured using a Pirani vacuum gauge and the gas pressure of the processing gas is measured in advance using another type of vacuum gauge. Performing the processing on the semiconductor wafer by changing the state of the processing gas after introducing the processing gas, and changing the state of the predetermined place at any time from before the processing to after the processing. A second step of measuring the specific heat of the processing gas with the Pirani vacuum gauge and measuring the gas pressure of the processing gas with the state changed using the another type of vacuum gauge; and The second step A third step of comparing the specific heat and gas pressure measurement results measured in each step to detect the progress of the processing.
【請求項7】 減圧された真空容器内又はこの真空容器
に連結された成膜された半導体ウェハの表面を処理する
処理室にエッチングガスを所定の条件で導入し、この処
理室の所定の場所における前記導入時の前記エッチング
ガスの比熱をピラニ真空計を用いて予め測定しておく第
1のステップと、前記エッチングガスをプラズマ状態に
変化させ、前記処理室内を一定の圧力に固定して前記半
導体ウェハに対するエッチング処理を行い、前記処理前
から処理後までの前記所定の場所における任意の時期の
前記プラズマ状態のエッチングガスの比熱を前記ピラニ
真空計により測定する第2のステップと、前記第1及び
第2のステップにおいて測定された測定結果を比較する
第3のステップとを備え、前記第2のステップで測定さ
れる測定値が前記第1のステップで測定された測定値に
向かって変化し始めた点をエッチング終点とすることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
7. An etching gas is introduced under a predetermined condition into a decompressed vacuum chamber or into a processing chamber for processing the surface of a film-formed semiconductor wafer connected to the vacuum chamber under a predetermined condition. A first step of previously measuring the specific heat of the etching gas at the time of introduction using a Pirani vacuum gauge, and changing the etching gas to a plasma state, fixing the processing chamber at a constant pressure, and A second step of performing an etching process on a semiconductor wafer and measuring a specific heat of the etching gas in the plasma state at an arbitrary time in the predetermined place from before the process to after the process using the Pirani vacuum gauge; And a third step of comparing the measurement results measured in the second step, wherein the measurement value measured in the second step is A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that a point at which the value starts to change toward a measured value measured in one step is an etching end point.
【請求項8】 前記ピラニ真空計として、応答速度が1
秒以下の高速応答のピラニ真空計を用いることを特徴と
する請求項6又は請求項7に記載の半導体装置の製造方
法。
8. The Pirani vacuum gauge having a response speed of 1
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a Pirani vacuum gauge having a high-speed response of sub-second or less is used.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098242A (en) * 2006-10-06 2008-04-24 Tokyo Electron Ltd Method for detecting end point of resist peeling, method and device for peeling resist and computer readable recording medium
KR100839607B1 (en) 2007-04-20 2008-06-19 청진테크 주식회사 Detection apparatus of electrostatic chuck system and method thereof
CN101738069A (en) * 2008-11-06 2010-06-16 奇美电子股份有限公司 Soft baking device and soft baking process for vacuum drying
JP2011066441A (en) * 2002-04-16 2011-03-31 Tokyo Electron Ltd Method for removing photoresist and etching residue
US8021564B2 (en) 2006-10-06 2011-09-20 Tokyo Electron Limited Method for detecting an end point of resist peeling, method and apparatus for peeling resist, and computer-readable storage medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011066441A (en) * 2002-04-16 2011-03-31 Tokyo Electron Ltd Method for removing photoresist and etching residue
JP2008098242A (en) * 2006-10-06 2008-04-24 Tokyo Electron Ltd Method for detecting end point of resist peeling, method and device for peeling resist and computer readable recording medium
US8021564B2 (en) 2006-10-06 2011-09-20 Tokyo Electron Limited Method for detecting an end point of resist peeling, method and apparatus for peeling resist, and computer-readable storage medium
KR100839607B1 (en) 2007-04-20 2008-06-19 청진테크 주식회사 Detection apparatus of electrostatic chuck system and method thereof
CN101738069A (en) * 2008-11-06 2010-06-16 奇美电子股份有限公司 Soft baking device and soft baking process for vacuum drying

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