JP2001319924A - プラズマ処理の終点検出方法及びその装置 - Google Patents
プラズマ処理の終点検出方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モニタ波形のデータを移動平均処理した場合
に、正確な終点検出ができるプラズマ処理の終点検出方
法及びその装置を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理室内に反応ガスを間欠的に
導入し、プラズマによって被処理基板を処理し、プラズ
マ処理室内のプラズマの所定波長の発光強度を信号とし
て抽出し、この発光信号の変化から処理の終点を検出す
る方法として、この抽出した発光信号を前記プラズマ処
理室内への反応ガスの導入周期よりも短い周期で前記導
入周期に同期させて断続的に抽出し、この抽出した発光
信号の強度の変化を示すデータに基づいて前記プラズマ
による処理の終点を検出するようにした。
に、正確な終点検出ができるプラズマ処理の終点検出方
法及びその装置を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理室内に反応ガスを間欠的に
導入し、プラズマによって被処理基板を処理し、プラズ
マ処理室内のプラズマの所定波長の発光強度を信号とし
て抽出し、この発光信号の変化から処理の終点を検出す
る方法として、この抽出した発光信号を前記プラズマ処
理室内への反応ガスの導入周期よりも短い周期で前記導
入周期に同期させて断続的に抽出し、この抽出した発光
信号の強度の変化を示すデータに基づいて前記プラズマ
による処理の終点を検出するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理の終
点検出方法及びその装置に関するものであり、特に、処
理室内に発生させたプラズマにより基板を処理するのに
好適な方法及びその装置に関する。
点検出方法及びその装置に関するものであり、特に、処
理室内に発生させたプラズマにより基板を処理するのに
好適な方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造工程において、エッチ
ング工程は不可欠の工程である。従来エッチングにはプ
ラズマ処理による方法がよく知られているところである
が、近年の微細化の要求に対し、パルスガスバルブを介
してプラズマ発生室に反応ガスを間欠的に導入してエッ
チングを行なう方法（所謂ガスパフ）が最近注目を浴び
ている。
ング工程は不可欠の工程である。従来エッチングにはプ
ラズマ処理による方法がよく知られているところである
が、近年の微細化の要求に対し、パルスガスバルブを介
してプラズマ発生室に反応ガスを間欠的に導入してエッ
チングを行なう方法（所謂ガスパフ）が最近注目を浴び
ている。
【０００３】図５は上記のガスパフによるプラズマ処理
装置の構造を示す全体図であり、終点検出装置を付属し
ている。プラズマ処理装置１００は、被処理基板Ｗを載
置した載置テーブル１０１の上部にアルミニウム製の処
理室１０２を配置し、この処理室１０２の上部に石英や
セラミックス等で覆うようにしたプラズマ発生室１０３
を設けて、処理室１０２とプラズマ発生室１０３とでプ
ラズマ処理室を構成している。プラズマ発生室１０３の
外周には高周波電源１０４ａに接続された誘導コイル１
０５が巻回されている。載置テーブル１０１も高周波電
源１０４ｂに接続されている。
装置の構造を示す全体図であり、終点検出装置を付属し
ている。プラズマ処理装置１００は、被処理基板Ｗを載
置した載置テーブル１０１の上部にアルミニウム製の処
理室１０２を配置し、この処理室１０２の上部に石英や
セラミックス等で覆うようにしたプラズマ発生室１０３
を設けて、処理室１０２とプラズマ発生室１０３とでプ
ラズマ処理室を構成している。プラズマ発生室１０３の
外周には高周波電源１０４ａに接続された誘導コイル１
０５が巻回されている。載置テーブル１０１も高周波電
源１０４ｂに接続されている。
【０００４】また、処理室１０２には排気管通路１０６
が形成され、プラズマ発生室１０３と処理室１０２との
間には多孔グリッド１０７が配置され、プラズマ発生室
１０３の上端部は閉塞され、その下部側面には反応ガス
の供給管１０８が接続され、バルブ１０９を介して制御
回路１１０に接続されている。制御回路１１０は所定周
期のパルス信号を出力してバルブ１０９をオン・オフし
て開閉制御し、反応ガスはバルブ１０９の開閉制御によ
り間欠的にプラズマ処理室に送り込まれる。
が形成され、プラズマ発生室１０３と処理室１０２との
間には多孔グリッド１０７が配置され、プラズマ発生室
１０３の上端部は閉塞され、その下部側面には反応ガス
の供給管１０８が接続され、バルブ１０９を介して制御
回路１１０に接続されている。制御回路１１０は所定周
期のパルス信号を出力してバルブ１０９をオン・オフし
て開閉制御し、反応ガスはバルブ１０９の開閉制御によ
り間欠的にプラズマ処理室に送り込まれる。
【０００５】そして誘導コイル１０５に高周波を印加し
て、プラズマ発生室１０３でプラズマを発生せしめ、そ
の活性種で被処理基板Ｗのエッチング処理を行う。エッ
チング処理に際しては、エッチングの進行状況を監視
し、その終点をできるだけ正確に検出して、所定のパタ
ーン形状及び深さだけエッチング処理を行うようにして
いる。
て、プラズマ発生室１０３でプラズマを発生せしめ、そ
の活性種で被処理基板Ｗのエッチング処理を行う。エッ
チング処理に際しては、エッチングの進行状況を監視
し、その終点をできるだけ正確に検出して、所定のパタ
ーン形状及び深さだけエッチング処理を行うようにして
いる。
【０００６】そこで、プラズマからの発光は窓１１１を
通して光ファイバ１１２により取り出され、モノクロメ
ータ等の分光器１１３で分光し、所望の波長の発光強度
だけを取り出す。この発光強度は光電変換素子１１４で
受光され、光電変換素子１１４から光電変換されたプラ
ズマの発光強度を示す信号（以下発光信号と称す）が、
信号処理回路１１５に送られる。信号処理回路１１５に
はサンプリング信号発生回路１１６から一定周期のサン
プリング信号が送られており、信号処理回路１１５から
は一定周期でサンプリングされたプラズマの発光強度
（例えば４４０ｎｍの発光スペクトル）を示すサンプル
信号が出力され、終点判定回路１１７に送られる。
通して光ファイバ１１２により取り出され、モノクロメ
ータ等の分光器１１３で分光し、所望の波長の発光強度
だけを取り出す。この発光強度は光電変換素子１１４で
受光され、光電変換素子１１４から光電変換されたプラ
ズマの発光強度を示す信号（以下発光信号と称す）が、
信号処理回路１１５に送られる。信号処理回路１１５に
はサンプリング信号発生回路１１６から一定周期のサン
プリング信号が送られており、信号処理回路１１５から
は一定周期でサンプリングされたプラズマの発光強度
（例えば４４０ｎｍの発光スペクトル）を示すサンプル
信号が出力され、終点判定回路１１７に送られる。
【０００７】終点判定回路１１７では、図２のＢに示す
ようにサンプル信号の発光強度の時間変化を観測してい
き、変化点での発光強度を予め設定しておいた閾値と比
較することにより、エッチングの終点位置が決定され
る。終点が検出されると、図示しない高周波電源制御装
置により、高周波電源の出力を停止する。
ようにサンプル信号の発光強度の時間変化を観測してい
き、変化点での発光強度を予め設定しておいた閾値と比
較することにより、エッチングの終点位置が決定され
る。終点が検出されると、図示しない高周波電源制御装
置により、高周波電源の出力を停止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】パルスガスバルブを介
してプラズマ発生室に反応ガスを間欠的に導入してエッ
チングを行なう場合、反応ガスの流量はパルスの周期に
合った脈動をし、処理室の圧力も脈動するためプラズマ
放電も脈動する。そのため、プラズマの発光強度の変化
を示すモニタ波形は、図２のＢに示したように脈動の幅
が大きく、正確な終点検出ができないという問題があ
る。
してプラズマ発生室に反応ガスを間欠的に導入してエッ
チングを行なう場合、反応ガスの流量はパルスの周期に
合った脈動をし、処理室の圧力も脈動するためプラズマ
放電も脈動する。そのため、プラズマの発光強度の変化
を示すモニタ波形は、図２のＢに示したように脈動の幅
が大きく、正確な終点検出ができないという問題があ
る。
【０００９】そこで、発明者は、図２のＢに示したプラ
ズマによる処理の進行に応じて変化する発光強度の時間
変化を観測したモニタ波形の各データを演算処理し、サ
ンプリングにより抽出した発光強度のデータを一定時間
毎に順次演算して平均化（以下これを移動平均処理と称
する）すれば、モニタ波形の脈動の幅を小さくして脈動
の少ないモニタ波形を得ることができることをつきとめ
た。ところが、このような移動平均処理を行うと演算結
果は上記の一定時間後に得られるため、移動平均処理に
よる演算結果で終点検出が判定された時点で、時間遅れ
が生じるとオーバエッチングとなり製品に致命的な欠陥
を生じてしまうという問題がある。
ズマによる処理の進行に応じて変化する発光強度の時間
変化を観測したモニタ波形の各データを演算処理し、サ
ンプリングにより抽出した発光強度のデータを一定時間
毎に順次演算して平均化（以下これを移動平均処理と称
する）すれば、モニタ波形の脈動の幅を小さくして脈動
の少ないモニタ波形を得ることができることをつきとめ
た。ところが、このような移動平均処理を行うと演算結
果は上記の一定時間後に得られるため、移動平均処理に
よる演算結果で終点検出が判定された時点で、時間遅れ
が生じるとオーバエッチングとなり製品に致命的な欠陥
を生じてしまうという問題がある。
【００１０】また、時間遅れが実用上差し支えない時間
の範囲で移動平均処理を行うことで、時間遅れに伴う終
点検出の判定の時間遅れの問題を解消することが考えら
れるが、その場合、光電変換素子の受光感度に限界があ
りサンプリングされる発光強度のデータの個数が少なく
限定されてしまう。これまでのプラズマ処理装置におい
ては、駆動開始と同時に、プラズマからの発光強度を受
光する光電変換素子から出力される発光信号のサンプリ
ングを行っているが、プラズマ処理装置の駆動を開始し
て反応ガスがプラズマ発生室及び処理室に送り込まれて
から放電が開始されてプラズマが発生するので、プラズ
マ処理装置の処理を開始してからプラズマが発生するま
で多少時間を要し、サンプリングの位相にバラツキが生
じている。そのため、サンプリングされる発光強度のデ
ータの個数が少なく限定された条件でモニタ波形のデー
タを移動平均処理した場合、移動平均のデータもバラツ
キ、移動平均処理したモニタ波形が図２のＣに示すよう
なモニタ波形となり、サンプリングの位相のバラツキに
よる脈動が依然としてモニタ波形に残り正確な終点検出
ができず改善が望まれていた。
の範囲で移動平均処理を行うことで、時間遅れに伴う終
点検出の判定の時間遅れの問題を解消することが考えら
れるが、その場合、光電変換素子の受光感度に限界があ
りサンプリングされる発光強度のデータの個数が少なく
限定されてしまう。これまでのプラズマ処理装置におい
ては、駆動開始と同時に、プラズマからの発光強度を受
光する光電変換素子から出力される発光信号のサンプリ
ングを行っているが、プラズマ処理装置の駆動を開始し
て反応ガスがプラズマ発生室及び処理室に送り込まれて
から放電が開始されてプラズマが発生するので、プラズ
マ処理装置の処理を開始してからプラズマが発生するま
で多少時間を要し、サンプリングの位相にバラツキが生
じている。そのため、サンプリングされる発光強度のデ
ータの個数が少なく限定された条件でモニタ波形のデー
タを移動平均処理した場合、移動平均のデータもバラツ
キ、移動平均処理したモニタ波形が図２のＣに示すよう
なモニタ波形となり、サンプリングの位相のバラツキに
よる脈動が依然としてモニタ波形に残り正確な終点検出
ができず改善が望まれていた。
【００１１】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、サンプリングされる発光信号のデータの個
数が少なく限定された条件でモニタ波形のデータを移動
平均処理した場合に、サンプリングされる発光強度のデ
ータにバラツキが生じないようにして、正確な終点検出
ができるプラズマ処理の終点検出方法及びその装置を提
供することを目的とする。
れたもので、サンプリングされる発光信号のデータの個
数が少なく限定された条件でモニタ波形のデータを移動
平均処理した場合に、サンプリングされる発光強度のデ
ータにバラツキが生じないようにして、正確な終点検出
ができるプラズマ処理の終点検出方法及びその装置を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項１記載の発明は、プラズマ処理室内に反応ガスを間
欠的に導入し、プラズマによって被処理基板を処理し、
前記プラズマ処理室内のプラズマの所定波長の発光強度
を信号として取出し、この発光信号の変化から処理の終
点を検出する方法であって、この取出した発光信号を前
記プラズマ処理室内への反応ガスの導入周期よりも短い
周期で前記導入周期に同期させて断続的に抽出し、この
抽出した発光信号の強度の変化を示すデータに基づいて
前記プラズマによる処理の終点を検出するようにした。
求項１記載の発明は、プラズマ処理室内に反応ガスを間
欠的に導入し、プラズマによって被処理基板を処理し、
前記プラズマ処理室内のプラズマの所定波長の発光強度
を信号として取出し、この発光信号の変化から処理の終
点を検出する方法であって、この取出した発光信号を前
記プラズマ処理室内への反応ガスの導入周期よりも短い
周期で前記導入周期に同期させて断続的に抽出し、この
抽出した発光信号の強度の変化を示すデータに基づいて
前記プラズマによる処理の終点を検出するようにした。
【００１３】こうすることでサンプリング信号とプラズ
マの発生時点の位相を合わせることができ、抽出したプ
ラズマからの発光信号の強度の変化を示すモニタ波形の
バラツキは小さくなり、略正確な終点検出ができる。
マの発生時点の位相を合わせることができ、抽出したプ
ラズマからの発光信号の強度の変化を示すモニタ波形の
バラツキは小さくなり、略正確な終点検出ができる。
【００１４】また、請求項２記載の発明は、発光信号の
強度の変化を示すデータを前記導入周期の整数倍の一定
時間毎に順次演算して平均化し、この平均化した演算デ
ータの変化に基づいてプラズマによる処理の終点を検出
するようにした。
強度の変化を示すデータを前記導入周期の整数倍の一定
時間毎に順次演算して平均化し、この平均化した演算デ
ータの変化に基づいてプラズマによる処理の終点を検出
するようにした。
【００１５】パルスガスバルブを介してプラズマ発生室
に反応ガスを間欠的に導入してエッチングを行なう方法
では、放電状態が脈動しているのでサンプリングされた
プラズマの発光強度の変化を示す波形も脈動してしまう
が、第１周期の整数倍の一定時間毎に順次演算して平均
化していくと移動平均化された脈動のない滑らかな波形
となる。
に反応ガスを間欠的に導入してエッチングを行なう方法
では、放電状態が脈動しているのでサンプリングされた
プラズマの発光強度の変化を示す波形も脈動してしまう
が、第１周期の整数倍の一定時間毎に順次演算して平均
化していくと移動平均化された脈動のない滑らかな波形
となる。
【００１６】また、請求項３記載の発明は、発光信号の
強度の変化を示すデータを一定時間毎に順次演算して平
均化することを前記発光信号を抽出する都度繰り返し、
平均化した演算データは前記発光信号の抽出周期とし
た。このように演算データの周期を信号成分を抽出する
周期とすることで演算データが形成する移動平均化され
た波形は、滑らかな波形とすることができる。
強度の変化を示すデータを一定時間毎に順次演算して平
均化することを前記発光信号を抽出する都度繰り返し、
平均化した演算データは前記発光信号の抽出周期とし
た。このように演算データの周期を信号成分を抽出する
周期とすることで演算データが形成する移動平均化され
た波形は、滑らかな波形とすることができる。
【００１７】また、請求項４記載の発明は、反応ガスを
間欠的にプラズマ処理室に導入して処理室の内部にプラ
ズマを発生させて被処理基板の処理を行い、このプラズ
マによる処理の終点を検出する装置であって、前記被処
理基板を処理中の前記プラズマの所定の波長の発光信号
を検出する検出手段と、該検出手段で検出した所定の波
長の発光信号を前記導入周期に同期させて断続的に抽出
する抽出手段と、該抽出手段で抽出した発光信号の強度
の変化に基づいて前記プラズマによる処理の終点を検出
する検出手段とを備えた。
間欠的にプラズマ処理室に導入して処理室の内部にプラ
ズマを発生させて被処理基板の処理を行い、このプラズ
マによる処理の終点を検出する装置であって、前記被処
理基板を処理中の前記プラズマの所定の波長の発光信号
を検出する検出手段と、該検出手段で検出した所定の波
長の発光信号を前記導入周期に同期させて断続的に抽出
する抽出手段と、該抽出手段で抽出した発光信号の強度
の変化に基づいて前記プラズマによる処理の終点を検出
する検出手段とを備えた。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は終点検出装置
を付属した本発明に係るガスパフによるプラズマ処理装
置の構造を示す全体図である。図２は図１及び図５にお
けるプラズマ発光強度の時間変化を示すモニタ波形図、
図３のａ）は図１におけるパルス信号の波形図、図３の
ｂ）は図１におけるサンプリング信号の波形図、図４は
本発明に係る移動平均処理を説明するためのサンプリン
グ信号の波形図である。また、図１において、図５と同
符号は同じものを示している。
図面に基づいて説明する。ここで、図１は終点検出装置
を付属した本発明に係るガスパフによるプラズマ処理装
置の構造を示す全体図である。図２は図１及び図５にお
けるプラズマ発光強度の時間変化を示すモニタ波形図、
図３のａ）は図１におけるパルス信号の波形図、図３の
ｂ）は図１におけるサンプリング信号の波形図、図４は
本発明に係る移動平均処理を説明するためのサンプリン
グ信号の波形図である。また、図１において、図５と同
符号は同じものを示している。
【００１９】図１及び図２において、プラズマ処理装置
は、従来例として図５を用いて説明したものと同じもの
であり、ここではその説明を省略し、プラズマ処理装置
に付属する終点検出装置について説明していく。なお、
図１の実施の形態では、エッチング処理される被処理基
板としてシリコンウエーハＷ１を適用し、反応ガスとし
てＣｌ2を使用した。
は、従来例として図５を用いて説明したものと同じもの
であり、ここではその説明を省略し、プラズマ処理装置
に付属する終点検出装置について説明していく。なお、
図１の実施の形態では、エッチング処理される被処理基
板としてシリコンウエーハＷ１を適用し、反応ガスとし
てＣｌ2を使用した。
【００２０】図１においては、プラズマ処理装置１００
を構成する制御回路１１０はサンプリング信号発生回路
１１８に接続され、制御回路１１０から出力された図３
のａに示すパルス信号に同期して、サンプリング信号発
生回路１１８から図３のｂに示すように制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期（反応ガスの導入周
期）よりも短い周期のサンプリング信号が出力される。
を構成する制御回路１１０はサンプリング信号発生回路
１１８に接続され、制御回路１１０から出力された図３
のａに示すパルス信号に同期して、サンプリング信号発
生回路１１８から図３のｂに示すように制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期（反応ガスの導入周
期）よりも短い周期のサンプリング信号が出力される。
【００２１】図１におけるエッチング処理の動作につい
て説明すると、プラズマ処理装置１００の処理が開始さ
れると、制御回路１１０は所定周期のパルス信号を出力
してバルブ１０９をオン・オフして開閉制御し、バルブ
１０９が開閉制御されて反応ガスＣｌ2が間欠的にプラ
ズマ発生室１０３に送り込まれる。
て説明すると、プラズマ処理装置１００の処理が開始さ
れると、制御回路１１０は所定周期のパルス信号を出力
してバルブ１０９をオン・オフして開閉制御し、バルブ
１０９が開閉制御されて反応ガスＣｌ2が間欠的にプラ
ズマ発生室１０３に送り込まれる。
【００２２】また、誘導コイル１０５には高周波が印加
されて、プラズマ発生室１０３でプラズマが発生する。
このプラズマによりシリコンウエーハＷ１のポリシリコ
ン膜をエッチングしたとき例えばプラズマ成分中のＣｌ
イオン（活性種）とポリシリコン中のＳｉとの化学反応
によりエッチングが進行する。この反応が終わるとエッ
チングが終了したことになる。つまり、プラズマ成分中
の発光スペクトル（例えば４４０ｎｍ）に注目すると、
エッチング中は発光スペクトルは増加して発光強度は大
きく、エッチングが終わると発光スペクトルは減少して
発光強度は小さくなるので、発光スペクトルの発光強度
の変化をモニタ（監視）することでエッチングの終点を
検出できる。
されて、プラズマ発生室１０３でプラズマが発生する。
このプラズマによりシリコンウエーハＷ１のポリシリコ
ン膜をエッチングしたとき例えばプラズマ成分中のＣｌ
イオン（活性種）とポリシリコン中のＳｉとの化学反応
によりエッチングが進行する。この反応が終わるとエッ
チングが終了したことになる。つまり、プラズマ成分中
の発光スペクトル（例えば４４０ｎｍ）に注目すると、
エッチング中は発光スペクトルは増加して発光強度は大
きく、エッチングが終わると発光スペクトルは減少して
発光強度は小さくなるので、発光スペクトルの発光強度
の変化をモニタ（監視）することでエッチングの終点を
検出できる。
【００２３】以下、プラズマ処理装置１００に付属する
終点検出装置について説明していく。プラズマ処理装置
１００には、終点検出を行うための窓１１１を設けてい
る。そして、窓１１１を通してプラズマからの発光が光
ファイバ１１２により取り出され、モノクロメータ等の
分光器１１３に送られて、ここで分光され、所望の波長
の発光強度だけを取り出す。
終点検出装置について説明していく。プラズマ処理装置
１００には、終点検出を行うための窓１１１を設けてい
る。そして、窓１１１を通してプラズマからの発光が光
ファイバ１１２により取り出され、モノクロメータ等の
分光器１１３に送られて、ここで分光され、所望の波長
の発光強度だけを取り出す。
【００２４】このプラズマの発光強度は光電変換素子１
１４で受光され、光電変換素子１１４からは光電変換さ
れた発光信号が信号処理回路１１５に送られる。一方、
サンプリング信号発生回路１１８からは制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期（プラズマ処理室内へ
の反応ガスの導入周期）よりも短い周期でこのパルス信
号に同期した一定周期のサンプリング信号が信号処理回
路１１５に送られており、プラズマの発生時点と同位相
で光電変換素子１１４の発光信号のサンプリングが行わ
れる。したがって、信号処理回路１１５からはプラズマ
の発生時点と同位相でサンプリングされたプラズマの発
光強度を示すサンプル信号が出力され、終点判定回路１
１７に送られる。
１４で受光され、光電変換素子１１４からは光電変換さ
れた発光信号が信号処理回路１１５に送られる。一方、
サンプリング信号発生回路１１８からは制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期（プラズマ処理室内へ
の反応ガスの導入周期）よりも短い周期でこのパルス信
号に同期した一定周期のサンプリング信号が信号処理回
路１１５に送られており、プラズマの発生時点と同位相
で光電変換素子１１４の発光信号のサンプリングが行わ
れる。したがって、信号処理回路１１５からはプラズマ
の発生時点と同位相でサンプリングされたプラズマの発
光強度を示すサンプル信号が出力され、終点判定回路１
１７に送られる。
【００２５】終点判定回路１１７では、プラズマの発光
強度の時間変化を観測していき、変化点でのプラズマの
発光強度を予め設定しておいた閾値と比較することによ
り、エッチングの終点位置が決定される。そして終点が
検出されると、図示しない高周波電源制御装置により、
高周波電源の出力を停止する。
強度の時間変化を観測していき、変化点でのプラズマの
発光強度を予め設定しておいた閾値と比較することによ
り、エッチングの終点位置が決定される。そして終点が
検出されると、図示しない高周波電源制御装置により、
高周波電源の出力を停止する。
【００２６】この場合のプラズマの発光強度の時間変化
を示すモニタ波形は図示しないが、サンプリングにより
抽出した状態では、プラズマの発生時点と同位相であり
多少位相が異なるが、略図２のＢのような脈動の波形と
なる。移動平均処理されたデータもパルス信号の周期に
同期させる必要があるから、サンプリングにより抽出し
た発光強度のデータを図４に示すように制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期の整数倍の一定時間Ａ
毎に順次演算して平均化して移動平均処理する。そし
て、この移動平均処理をサンプリング信号の周期で（発
光信号を抽出する都度）繰り返して移動平均処理された
データの周期をサンプリング信号の周期にすることで、
きめこまかいモニタ波形が得られる。この場合、プラズ
マの発光強度を常に同位相でサンプリングするから、移
動平均処理するデータの個数が少なく限定された条件で
も演算結果のデータ（移動平均のデータ）にバラツキは
殆ど生じないので、移動平均化されたモニタ波形は、図
２のＡに示すように脈動のない滑らかな波形が得られ
る。
を示すモニタ波形は図示しないが、サンプリングにより
抽出した状態では、プラズマの発生時点と同位相であり
多少位相が異なるが、略図２のＢのような脈動の波形と
なる。移動平均処理されたデータもパルス信号の周期に
同期させる必要があるから、サンプリングにより抽出し
た発光強度のデータを図４に示すように制御回路１１０
から出力されたパルス信号の周期の整数倍の一定時間Ａ
毎に順次演算して平均化して移動平均処理する。そし
て、この移動平均処理をサンプリング信号の周期で（発
光信号を抽出する都度）繰り返して移動平均処理された
データの周期をサンプリング信号の周期にすることで、
きめこまかいモニタ波形が得られる。この場合、プラズ
マの発光強度を常に同位相でサンプリングするから、移
動平均処理するデータの個数が少なく限定された条件で
も演算結果のデータ（移動平均のデータ）にバラツキは
殆ど生じないので、移動平均化されたモニタ波形は、図
２のＡに示すように脈動のない滑らかな波形が得られ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
サンプリング信号とプラズマの発生時点の位相を合わせ
ることにより、プラズマの発光強度の変化を示すモニタ
波形のバラツキは小さくなり、略正確な終点検出ができ
る。この場合サンプリングされるデータの個数が少なく
限定された条件でモニタ波形のデータを移動平均処理し
た場合に、演算結果のデータ（移動平均のデータ）にバ
ラツキは殆ど生じないので、移動平均化されたモニタ波
形は脈動のない滑らかな波形が得られ、正確な終点検出
ができ、エッチング不良やオーバエッチングなど製品の
致命的な欠陥を防止できる。
サンプリング信号とプラズマの発生時点の位相を合わせ
ることにより、プラズマの発光強度の変化を示すモニタ
波形のバラツキは小さくなり、略正確な終点検出ができ
る。この場合サンプリングされるデータの個数が少なく
限定された条件でモニタ波形のデータを移動平均処理し
た場合に、演算結果のデータ（移動平均のデータ）にバ
ラツキは殆ど生じないので、移動平均化されたモニタ波
形は脈動のない滑らかな波形が得られ、正確な終点検出
ができ、エッチング不良やオーバエッチングなど製品の
致命的な欠陥を防止できる。
【００２８】そして、モニタ波形のデータを移動平均化
する処理を発光信号を抽出する都度繰り返し、平均化し
た演算データは発光信号を抽出するサンプリング信号の
周期とすることで演算データが形成する移動平均化され
た波形は、滑らかな波形とすることができる。
する処理を発光信号を抽出する都度繰り返し、平均化し
た演算データは発光信号を抽出するサンプリング信号の
周期とすることで演算データが形成する移動平均化され
た波形は、滑らかな波形とすることができる。
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の構造を示す全
体図である。
体図である。
【図２】図１及び図５におけるプラズマの発光強度の時
間変化を示すモニタ波形図である。
間変化を示すモニタ波形図である。
【図３】（ａ）は図１におけるパルス信号の波形図であ
る。（ｂ）は図１におけるサンプリング信号の波形図で
ある。
る。（ｂ）は図１におけるサンプリング信号の波形図で
ある。
【図４】本発明に係る移動平均処理を説明するためのサ
ンプリング信号の波形図である。
ンプリング信号の波形図である。
【図５】従来のプラズマ処理装置の全体図である。
１００…プラズマ処理装置、１０１…載置テーブル、１
０２…処理室、１０３…プラズマ発生室、１０４ａ，１
０４ｂ…高周波電源、１０５…誘導コイル、１０６…排
気管通路、１０７…多孔グリッド、１０８…反応ガスの
供給管、１０９…バルブ、１１０…制御回路、１１１…
窓、１１２…光ファイバ、１１３…分光器、１１４…光
電変換素子、１１５…信号処理回路、１１６，１１８…
サンプリング信号発生回路、１１７…終点判定回路、Ｗ
…被処理基板、Ｗ１…シリコンウエーハ。
０２…処理室、１０３…プラズマ発生室、１０４ａ，１
０４ｂ…高周波電源、１０５…誘導コイル、１０６…排
気管通路、１０７…多孔グリッド、１０８…反応ガスの
供給管、１０９…バルブ、１１０…制御回路、１１１…
窓、１１２…光ファイバ、１１３…分光器、１１４…光
電変換素子、１１５…信号処理回路、１１６，１１８…
サンプリング信号発生回路、１１７…終点判定回路、Ｗ
…被処理基板、Ｗ１…シリコンウエーハ。
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマ処理室内に反応ガスを間欠的に
導入し、プラズマによって被処理基板を処理し、前記プ
ラズマ処理室内のプラズマの所定波長の発光強度を信号
として取出し、この発光信号の変化から処理の終点を検
出する方法であって、 この取出した発光信号を前記プラズマ処理室内への反応
ガスの導入周期よりも短い周期で前記導入周期に同期さ
せて断続的に抽出し、この抽出した発光信号の強度の変
化を示すデータに基づいて前記プラズマによる処理の終
点を検出することを特徴とするプラズマ処理の終点検出
方法。 - 【請求項２】 前記発光信号の強度の変化を示すデータ
を前記導入周期の整数倍の一定時間毎に順次演算して平
均化し、この平均化した演算データの変化に基づいてプ
ラズマによる処理の終点を検出することを特徴とする請
求項１記載のプラズマ処理の終点検出方法。 - 【請求項３】 前記発光信号の強度の変化を示すデータ
を一定時間毎に順次演算して平均化することを前記発光
信号を抽出する都度繰り返し、平均化した演算データは
前記発光信号の抽出周期としたことを特徴とする請求項
１又は請求項２記載のプラズマ処理の終点検出方法。 - 【請求項４】 反応ガスを間欠的にプラズマ処理室に導
入して処理室の内部にプラズマを発生させて被処理基板
の処理を行い、このプラズマによる処理の終点を検出す
る装置であって、 前記被処理基板を処理中の前記プラズマの所定の波長の
発光信号を検出する検出手段と、該検出手段で検出した
所定の波長の発光信号を前記導入周期に同期させて断続
的に抽出する抽出手段と、該抽出手段で抽出した発光信
号の強度の変化に基づいて前記プラズマによる処理の終
点を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするプラ
ズマ処理の終点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139440A JP4007748B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | プラズマエッチング処理の終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139440A JP4007748B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | プラズマエッチング処理の終点検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001319924A true JP2001319924A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4007748B2 JP4007748B2 (ja) | 2007-11-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000139440A Expired - Fee Related JP4007748B2 (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | プラズマエッチング処理の終点検出方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4007748B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007501532A (ja) * | 2003-05-09 | 2007-01-25 | ウナクシス ユーエスエイ、インコーポレイテッド | 時分割多重プロセスにおける包絡線フォロア終点検出 |
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| US11569135B2 (en) | 2019-12-23 | 2023-01-31 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing method and wavelength selection method used in plasma processing |
-
2000
- 2000-05-12 JP JP2000139440A patent/JP4007748B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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