JP2003173896A - Abnormal discharge detection device, abnormal discharge detection method, and plasma treatment device - Google Patents

Abnormal discharge detection device, abnormal discharge detection method, and plasma treatment device

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JP2003173896A
JP2003173896A JP2001370610A JP2001370610A JP2003173896A JP 2003173896 A JP2003173896 A JP 2003173896A JP 2001370610 A JP2001370610 A JP 2001370610A JP 2001370610 A JP2001370610 A JP 2001370610A JP 2003173896 A JP2003173896 A JP 2003173896A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simply, quickly, and precisely detect an abnormal discharge of a plasma treatment device. <P>SOLUTION: A first filter 3 transmitting only the signal of relatively low frequency side, and a second filter 4 transmitting only the signal of relatively high frequency side are mounted to a treating means of the abnormal discharge detection device of the plasma treatment device generating plasma, which is at least equipped with an ultrasonic sensor 1 and the treatment means detecting abnormal discharge by treating an ultrasonic wave detection output of the ultrasonic wave sensor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は異常放電検出装置、
異常放電検出方法、及び、プラズマ処理装置に関するも
のであり、特に、高電圧または高周波電源からの高周波
電圧を印加する際に不所望に発生するプラズマ異常放電
を簡単に、迅速に、且つ、精度良く検出するための構成
に特徴のある異常放電検出装置、異常放電検出方法、及
び、プラズマ処理装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an abnormal discharge detection device,
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an abnormal discharge detection method and a plasma processing apparatus, and particularly, an abnormal plasma discharge that is undesirably generated when a high voltage or a high frequency voltage from a high frequency power source is applied is easily, quickly, and accurately produced. The present invention relates to an abnormal discharge detection device, an abnormal discharge detection method, and a plasma processing device which are characterized by a configuration for detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体製造技術分野において、C
VD(化学気相堆積)、アッシング、エッチング、スパ
ッタリング、或いは、表面処理等のために、プラズマ放
電を用いて被処理基体を処理するプラズマ処理方法が広
く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of semiconductor manufacturing technology, C
A plasma treatment method of treating a substrate to be treated with plasma discharge is widely used for VD (chemical vapor deposition), ashing, etching, sputtering, surface treatment, and the like.

【0003】この様なプラズマ処理工程において、プラ
ズマ処理装置内で発生するプラズマの異常放電は、ダス
ト発生、被処理基体表面の損傷、基体の汚染、基体に設
けた電子素子の絶縁破壊等を引き起こすという問題があ
り、この様な問題に対処するために異常放電発生の的確
な検出が求められている。
In such a plasma processing process, abnormal discharge of plasma generated in the plasma processing apparatus causes dust generation, damage to the surface of the substrate to be processed, substrate contamination, dielectric breakdown of electronic elements provided on the substrate, etc. Therefore, in order to deal with such a problem, it is required to accurately detect the occurrence of abnormal discharge.

【0004】現在、この様な要請に応えるために様々な
研究がなされており、プラズマの発光強度の変化、電源
の電圧・電流の変化、プラズマ・インピーダンスの変
化、或いは、高調波の変化を検出することにより異常放
電を検出することが試みられている。
At present, various studies have been conducted to meet such demands, and a change in emission intensity of plasma, a change in voltage / current of a power source, a change in plasma impedance, or a change in harmonics is detected. By doing so, it has been attempted to detect abnormal discharge.

【0005】しかし、プラズマの発光強度変化を監視す
る方法では、多くのプラズマ処理装置のプラズマ発生部
がシールドで覆われているため、異常放電によるプラズ
マ発光変化の検出には光ファイバを取り付けるのにかな
りの改造が必要であり、また、取付けたとしても、プラ
ズマ特性が変化してしまうという問題がある。
However, in the method of monitoring the change in plasma emission intensity, since the plasma generating portion of many plasma processing apparatuses is covered with a shield, it is necessary to attach an optical fiber to detect the change in plasma emission due to abnormal discharge. It requires considerable modification, and even if it is attached, there is a problem that the plasma characteristics change.

【0006】また、プロセスチャンバーに覗き窓が開い
ている装置の場合にも、プラズマ発光全体を覗くことは
できず、位置の特定において、異常放電の確実な検出は
困難である。
Further, even in the case of an apparatus in which a viewing window is open in the process chamber, the entire plasma emission cannot be viewed, and it is difficult to reliably detect abnormal discharge in specifying the position.

【0007】また、RF電源の電圧或いは電流の変化或
いはプラズマインピーダンスの変化をモニターする異常
放電の検出方法の場合には、異常放電の発生を完全には
検出できず、加えて、異常放電が電極以外の場所でも発
生するために、異常放電を完全に検出できたとしても、
その位置特定は不可能である。
Further, in the case of the abnormal discharge detection method of monitoring the change of the voltage or current of the RF power source or the change of the plasma impedance, the occurrence of the abnormal discharge cannot be detected completely, and in addition, the abnormal discharge causes Since it occurs in other places, even if abnormal discharge can be detected completely,
Its position cannot be specified.

【0008】さらに、高調波の発生状況の変化を検出す
る方法では、異常放電の発生は検出できるものの、異常
放電の位置特定は不可能である。
Further, although the method of detecting the change in the generation state of harmonics can detect the occurrence of abnormal discharge, it cannot specify the position of abnormal discharge.

【0009】そこで、本発明者は、プラズマの異常放電
が発生すると、放電によって超音波(AE:Acous
tic Emission)が発生し、発生したAEが
プラズマ処理装置の外壁を伝播することを利用して、プ
ラズマ処理装置の外壁にAEセンサを取り付けて異常放
電によって発生したAEを検出することにより放電発生
位置を特定することを提案している(必要ならば、特願
2000−89840号参照)。
Therefore, when the abnormal discharge of plasma occurs, the inventor of the present invention discharges ultrasonic waves (AE: Accous).
The AE sensor is attached to the outer wall of the plasma processing apparatus to detect the AE generated by the abnormal discharge by utilizing the fact that the generated AE propagates through the outer wall of the plasma processing apparatus. Has been proposed (see Japanese Patent Application No. 2000-89840, if necessary).

【0010】この検出方法では、AEセンサをプラズマ
処理装置の外壁に取り付けるだけであるので、プラズマ
処理装置の大幅な改造を必要とせず、また、複数個のA
Eセンサを取り付けることによって、各AEセンサにお
けるAE検出の時間差から異常放電の位置を特定するこ
とが可能になる。
According to this detection method, since the AE sensor is simply attached to the outer wall of the plasma processing apparatus, the plasma processing apparatus does not need to be significantly modified, and a plurality of A
By mounting the E sensor, it is possible to specify the position of the abnormal discharge from the time difference between the AE detections of the AE sensors.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラズマ処理
装置に取り付けたAEセンサは、プラズマ放電中のロー
ドロック室でのウェハ搬送等の機械的な可動部からのA
E波も検出してしまうため、このままでは、異常放電に
よるAE波と機械振動によるAE波とを区別することが
できないという問題がある。
However, the AE sensor attached to the plasma processing apparatus is provided with an A sensor from a mechanically movable part such as a wafer transfer in a load lock chamber during plasma discharge.
Since the E wave is also detected, there is a problem that the AE wave due to abnormal discharge and the AE wave due to mechanical vibration cannot be distinguished as they are.

【0012】そこで、再び、本発明者は、異常放電によ
るAE波と機械振動によるAE波との相違を鋭意追求し
たところ、周波数分布に違いがあることを見出したの
で、この事情を図9乃至図12を参照して説明する。
Then, the present inventor again made a diligent search for the difference between the AE wave caused by the abnormal discharge and the AE wave caused by the mechanical vibration, and found that there was a difference in the frequency distribution. This will be described with reference to FIG.

【0013】図9(a)乃至図10(c)参照 図9(a)は、意図的に発生させたプラズマ異常放電に
よるAE波形であり、図9(b)は、図9(a)のAE
波をスペクトル解析したフーリエスペクトルであり、ま
た、図10(a)乃至(c)も、図9の場合と同様に意
図的に発生させたプラズマ異常放電によるAE波のフー
リエスペクトルである。なお、図10(a)にフーリエ
スペクトルにおいても、相対強度は小さいものの、実際
には5kHz近傍及び200kHz近傍にもスペクトル
が存在している。
9 (a) to 10 (c). FIG. 9 (a) is an AE waveform due to an abnormal plasma discharge that is intentionally generated, and FIG. 9 (b) is shown in FIG. 9 (a). AE
10A to 10C are Fourier spectra obtained by spectrally analyzing the waves, and FIGS. 10A to 10C are also Fourier spectra of AE waves due to abnormal plasma discharge intentionally generated as in the case of FIG. In addition, in the Fourier spectrum shown in FIG. 10A, although the relative intensity is small, the spectrum actually exists near 5 kHz and near 200 kHz.

【0014】図11(a)乃至図12(c)参照 図11(a)は、意図的に発生させた機械振動によるA
E波形であり、図11(b)は、図11(a)のAE波
のフーリエスペクトルであり、また、図12(a)乃至
(c)も、図11の場合と同様に意図的に発生させた機
械振動によるAE波のフーリエスペクトルである。
11 (a) to 12 (c). FIG. 11 (a) shows A due to mechanical vibration intentionally generated.
11 (b) is a Fourier spectrum of the AE wave of FIG. 11 (a), and FIGS. 12 (a) to 12 (c) are intentionally generated as in the case of FIG. It is the Fourier spectrum of the AE wave by the mechanical vibration caused.

【0015】以上の各フーリエスペクトルを比較する
と、機械振動によるAE波には相対的に低周波成分が多
く、プラズマ異常放電におけるAE波には相対的に高周
波成分が多いことが理解される。
Comparing the above Fourier spectra, it is understood that the AE wave due to mechanical vibration has a relatively low frequency component, and the AE wave in the abnormal plasma discharge has a relatively high frequency component.

【0016】そこで鋭意検討の結果、これらのフーリエ
スペクトルにおける5kHz近傍のスペクトル成分と、
200kHz近傍のスペクトル成分とに注目したとこ
ろ、200kHz近傍のスペクトル成分の振幅に対する
5kHz近傍のスペクトル成分の振幅の比率を求めるこ
とで異常放電の判定が可能なことを見出した。
Then, as a result of earnest study, spectral components near 5 kHz in these Fourier spectra,
Focusing on the spectrum component near 200 kHz, it was found that abnormal discharge can be determined by obtaining the ratio of the amplitude of the spectrum component near 5 kHz to the amplitude of the spectrum component near 200 kHz.

【0017】しかし、この様なスペクトル解析には多少
の時間がかかり、異常放電の判定が遅れるという問題が
あり、この様な異常放電の判定は可能な限り高速でリア
ルタイムに行うことが要請されている。
However, there is a problem that such spectrum analysis takes some time, and the determination of abnormal discharge is delayed, and it is required to perform such abnormal discharge determination as fast as possible in real time. There is.

【0018】したがって、本発明は、プラズマ処理装置
におけるプラズマの異常放電をより簡便に、高速に、且
つ、精度良く検出することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to detect abnormal discharge of plasma in a plasma processing apparatus more easily, at high speed and with high accuracy.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理的
構成図であり、この図1を参照して本発明における課題
を解決するための手段を説明するが、図において符号
2,5〜6,9は、夫々バッファ増幅器、増幅器、及
び、コンピュータ処理部である。 図1参照 (1)本発明は、プラズマを発生させるプラズマ処理装
置に取り付けた超音波センサ1と、超音波センサ1の超
音波検出出力を処理して異常放電を検知する処理手段と
を少なくとも備えたプラズマ処理装置の異常放電検出装
置において、処理手段が、相対的に低周波数側の信号の
みを透過する第1のフィルタ3と、相対的に高周波数側
の信号のみを透過する第2のフィルタ4との少なくとも
2つのフィルタを備えていることを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. The means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG. Reference numerals 5-6 and 9 are a buffer amplifier, an amplifier, and a computer processing unit, respectively. See FIG. 1 (1) The present invention includes at least an ultrasonic sensor 1 attached to a plasma processing apparatus that generates plasma, and a processing unit that processes an ultrasonic detection output of the ultrasonic sensor 1 to detect abnormal discharge. In the abnormal discharge detection device of the plasma processing apparatus, the processing means has the first filter 3 that transmits only the signal on the relatively low frequency side and the second filter that transmits only the signal on the relatively high frequency side. 4 and at least two filters are provided.

【0020】この様に、相対的に低周波数側の信号のみ
を透過する第1のフィルタ3と、相対的に高周波数側の
信号のみを透過する第2のフィルタ4を用いることによ
って、時間のかかるスペクトル解析が不要になるととも
に、装置構成が簡素化される。なお、フィルタは3つ以
上設けても良いものであり、プラズマ処理装置の構成或
いはプラズマ処理条件に応じて最適の2つを選択しても
良いものである。
As described above, by using the first filter 3 that transmits only the signal on the relatively low frequency side and the second filter 4 that transmits only the signal on the relatively high frequency side, the time Such spectrum analysis becomes unnecessary and the device configuration is simplified. It should be noted that three or more filters may be provided, and the optimum two may be selected according to the configuration of the plasma processing apparatus or the plasma processing conditions.

【0021】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、相対的に低周波数側の信号のみを透過する第1のフ
ィルタ3が相対的に低周波数の透過帯域のバンドパスフ
ィルタであり、且つ、相対的に高周波数側の信号のみを
透過する第2のフィルタ4が相対的に高周波数の透過帯
域のバンドパスフィルタであることを特徴とする。
(2) Further, in the present invention according to the above (1), the first filter 3 for transmitting only a signal on a relatively low frequency side is a bandpass filter having a relatively low frequency transmission band. The second filter 4 that transmits only the signal on the relatively high frequency side is a bandpass filter having a relatively high frequency transmission band.

【0022】この場合の第1のフィルタ3としては、低
周波透過帯域のローパスフィルタでも良いが、特定の周
波数を選択するためには相対的に低周波数の透過帯域の
バンドパスフィルタが望ましく、また、第2のフィルタ
4としても、高周波透過帯域のハイパスフィルタでも良
いが、特定の周波数を選択するためには相対的に高周波
数の透過帯域のバンドパスフィルタが望ましい。
In this case, the first filter 3 may be a low-pass filter having a low-frequency transmission band, but a band-pass filter having a relatively low-frequency transmission band is preferable for selecting a specific frequency. The second filter 4 may be a high-pass filter having a high-frequency transmission band, but a band-pass filter having a relatively high-frequency transmission band is preferable in order to select a specific frequency.

【0023】(3)また、本発明は、プラズマを発生さ
せるプラズマ処理装置に取り付けた超音波センサ1の超
音波検出出力を処理して異常放電を検知するプラズマ処
理装置の異常放電検出方法において、超音波検出出力の
一部を相対的に低周波数側の信号のみを透過する第1の
フィルタ3を介して検出するとともに、超音波検出出力
の一部を相対的に高周波数側の信号のみを透過する第2
のフィルタ4を介して検出し、両者の検出出力を比較し
て、その比率から異常放電による超音波の発生を判定す
ることを特徴とする。
(3) Further, the present invention provides an abnormal discharge detection method for a plasma processing apparatus, which processes an ultrasonic detection output of an ultrasonic sensor 1 attached to a plasma processing apparatus for generating plasma to detect abnormal discharge, A part of the ultrasonic detection output is detected through the first filter 3 that transmits only the signal on the relatively low frequency side, and a part of the ultrasonic detection output is detected on the signal on the relatively high frequency side. Second transparent
Is detected through the filter 4, and both detection outputs are compared, and the generation of ultrasonic waves due to abnormal discharge is determined from the ratio.

【0024】(4)また、本発明は、上記(3)におい
て、相対的に低周波数側の信号のみを透過する第1のフ
ィルタ3が透過帯域が4〜6kHzのバンドパスフィル
タであり、相対的に高周波数側の信号のみを透過する第
2のフィルタ4が透過帯域が180〜220kHzのバ
ンドパスフィルタであることを特徴とする。
(4) Further, in the present invention according to the above (3), the first filter 3 which transmits only a signal on a relatively low frequency side is a bandpass filter having a transmission band of 4 to 6 kHz, and The second filter 4 that transmits only the signal on the high frequency side is a bandpass filter having a transmission band of 180 to 220 kHz.

【0025】この様に、低周波側の検出出力としては4
〜6kHzの周波数帯域を用い、且つ、高周波側の検出
出力としては180〜220kHzの周波数帯域を用い
ることによって、機械振動による超音波とプラズマ異常
放電による超音波とを明瞭に区別することができる。
Thus, the detection output on the low frequency side is 4
By using the frequency band of ˜6 kHz and the frequency band of 180 to 220 kHz as the detection output on the high frequency side, ultrasonic waves due to mechanical vibration and ultrasonic waves due to abnormal plasma discharge can be clearly distinguished.

【0026】(5)また、本発明は、上記(3)または
(4)において、第1のフィルタ3及び第2のフィルタ
4からの検出出力を増幅する際に、増幅された各検出出
力の振幅の最大値が後段に設けたアナログ−デジタル変
換器8の最大入力レンジになるように各増幅率を設定す
ることを特徴とする。
(5) Further, in the present invention according to the above (3) or (4), when the detection outputs from the first filter 3 and the second filter 4 are amplified, the amplified detection outputs are detected. Each amplification factor is set so that the maximum value of the amplitude becomes the maximum input range of the analog-digital converter 8 provided in the subsequent stage.

【0027】この様に、各検出出力をアナログ−デジタ
ル変換器8の最大入力レンジになるように増幅すること
によって、相対強度の異なる各検出出力を安定にA/D
変換することができ、それによって精度の高い判定が可
能になる。
In this way, by amplifying each detection output so as to reach the maximum input range of the analog-digital converter 8, each detection output having different relative intensities is stably A / D.
It can be converted, which enables highly accurate determination.

【0028】(6)また、本発明は、上記(3)乃至
(5)のいずれかにおいて、超音波センサ1の超音波検
出出力の一部をフィルタを介することなく検出し、この
検出出力が予め定めた基準値以上の場合のみに、上記の
異常放電による超音波の発生の判定を行うことを特徴と
する。
(6) Further, in the present invention according to any one of the above (3) to (5), a part of the ultrasonic wave detection output of the ultrasonic sensor 1 is detected without passing through a filter, and this detection output is obtained. It is characterized in that the generation of ultrasonic waves due to the above-mentioned abnormal discharge is determined only when the value is equal to or greater than a predetermined reference value.

【0029】この様に、フィルタを介さない信号出力を
用いることによって、無駄な検出動作をなくすことがで
き、実際に超音波が発生した場合に、迅速に判別を行う
ことが可能になる。
As described above, by using the signal output that does not pass through the filter, useless detection operation can be eliminated, and when an ultrasonic wave is actually generated, it is possible to make a quick determination.

【0030】(7)また、本発明は、上記(3)乃至
(6)のいずれかにおいて、超音波センサ1として、相
対的に低周波数側の信号に対する感度の高い超音波セン
サ1と、相対的に高周波数側の信号に対する感度の高い
超音波センサ1とを用いて、相対的に低周波数側の信号
に対する感度の高い超音波センサ1からの出力を第1の
フィルタ3を介して検出するとともに、相対的に高周波
数側の信号に対する感度の高い超音波センサ1からの出
力を第2のフィルタ4を介して検出することを特徴とす
る。
(7) Further, in the present invention according to any one of (3) to (6) above, the ultrasonic sensor 1 is relatively sensitive to a signal on a relatively low frequency side, and Using the ultrasonic sensor 1 having a high sensitivity to a signal on the high frequency side, the output from the ultrasonic sensor 1 having a high sensitivity to a signal on the relatively low frequency side is detected via the first filter 3. At the same time, the output from the ultrasonic sensor 1 having a high sensitivity to the signal on the relatively high frequency side is detected through the second filter 4.

【0031】この様に、検出対象となる少なくとも2つ
の周波数に対して夫々感度の高い異なった超音波センサ
1を用いることによって、より精度の高い異常放電の判
別が可能になる。
As described above, by using different ultrasonic sensors 1 which are respectively highly sensitive to at least two frequencies to be detected, it is possible to discriminate abnormal discharge with higher accuracy.

【0032】(8)また、本発明は、上記(3)乃至
(6)のいずれかにおいて、超音波センサ1を上記プラ
ズマ処理装置に複数個取り付けるとともに、複数の超音
波センサ1の内の少なくとも1個の超音波センサ1の超
音波検出出力を用いて異常放電による超音波の発生の判
定を行うことを特徴とする。
(8) Further, in the present invention according to any one of the above (3) to (6), a plurality of ultrasonic sensors 1 are attached to the plasma processing apparatus, and at least one of the plurality of ultrasonic sensors 1 is attached. It is characterized in that the generation of ultrasonic waves due to abnormal discharge is determined using the ultrasonic wave detection output of one ultrasonic wave sensor 1.

【0033】この様に、超音波センサ1を複数個取り付
けることによって、従来と同様に超音波の発生源の位置
特定が可能になるとともに、その内の少なくとも1個の
超音波センサ1の検出出力を用いれば良いが、一個の超
音波センサ1のみを用いる場合には、最大検出出力を出
力する超音波センサ1の出力を用いることが望ましく、
それによって、より精度の高い判定が可能になる。或い
は、複数の超音波センサ1の検出出力を用いて別個に異
常放電を判定し、その判定結果をさらに総合的に判定す
ることによって、さらに精度の高い判定が可能になる。
As described above, by mounting a plurality of ultrasonic sensors 1, the position of the ultrasonic wave generation source can be specified as in the conventional case, and the detection output of at least one of the ultrasonic sensors 1 can be determined. However, when only one ultrasonic sensor 1 is used, it is desirable to use the output of the ultrasonic sensor 1 that outputs the maximum detection output,
As a result, more accurate determination can be performed. Alternatively, by using the detection outputs of the plurality of ultrasonic sensors 1 to individually determine abnormal discharge and further comprehensively determining the determination results, it is possible to perform determination with higher accuracy.

【0034】(9)また、本発明は、プラズマ処理装置
において、上記(1)または(2)に記載の異常放電検
出装置を備えたことを特徴とする。
(9) Further, the present invention is characterized in that the plasma processing apparatus is provided with the abnormal discharge detection apparatus described in (1) or (2) above.

【0035】この様に、プラズマ処理装置に予め異常放
電検出装置を備えつけることによって、各プラズマ処理
装置に特有の異常放電の形態に対応した特性を有する超
音波センサ1或いはフィルタを製品段階で選択して設置
することができるので、初期調整等の作業負担を軽減す
ることができる。
As described above, by equipping the plasma processing apparatus with the abnormal discharge detecting device in advance, the ultrasonic sensor 1 or the filter having the characteristics corresponding to the abnormal discharge form peculiar to each plasma processing apparatus is selected at the product stage. Therefore, it is possible to reduce the work load for initial adjustment and the like.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】ここで、図2乃至図6を参照し
て、本発明の第1の実施の形態を説明する。 図2参照 図2は、本発明が適用される異常放電検出装置を備えた
プラズマ処理装置の概念的構成図であり、ガス導入口1
2及び排気口13を備えたチャンバー11内に、試料ス
テージを兼ねる下部電極14とそれと対向する上部電極
15とからなる平行平板型の電極を収容し、下部電極1
4上に処理対象となるウェハ16を載置する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. See FIG. 2. FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a plasma processing apparatus including an abnormal discharge detection apparatus to which the present invention is applied.
A parallel plate type electrode composed of a lower electrode 14 also serving as a sample stage and an upper electrode 15 facing the lower electrode 14 is housed in a chamber 11 provided with 2 and an exhaust port 13.
The wafer 16 to be processed is placed on the wafer 4.

【0037】この下部電極14はブロッキングコンデン
サ17を介してRF電源18に接続され、一方、上部電
極15は接地され、これらによってプラズマ処理装置の
基本構造が構成されるものであり、本発明は、この様な
プラズマ処理装置のチャンバー11の外壁にAEセンサ
19を取り付けたものである。
The lower electrode 14 is connected to the RF power source 18 via the blocking capacitor 17, while the upper electrode 15 is grounded, which constitutes the basic structure of the plasma processing apparatus. The AE sensor 19 is attached to the outer wall of the chamber 11 of such a plasma processing apparatus.

【0038】図3参照 図3は、本発明の異常放電検出装置の概念的構成図であ
り、上述のプラズマ処理装置のチャンバー11の外壁に
取り付けたAEセンサ19、AEセンサ19からの出力
を適正な値まで増幅するバッファアンプ21、バッファ
アンプ21の出力のうち5kHz近傍の周波数成分のみ
を取り出す透過中心周波数が5kHzの5kHzバンド
パスフィルタ22、同じく、200kHz近傍の周波数
成分のみを取り出す透過中心周波数が200kHzの2
00kHzバンドパスフィルタ23、バッファアンプ2
1の出力、5kHzバンドパスフィルタ22の出力、及
び、200kHzバンドパスフィルタ23の出力を夫々
次段のA/D変換部27の最大入力レンジになるように
増幅するアンプ24〜26、及び、A/D変換部27の
出力を信号処理するコンピュータ部28によって構成さ
れる。
See FIG. 3. FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of the abnormal discharge detection device of the present invention, in which the outputs from the AE sensor 19 and the AE sensor 19 mounted on the outer wall of the chamber 11 of the above-described plasma processing apparatus are appropriate. Of the output of the buffer amplifier 21 and the output of the buffer amplifier 21, only the frequency component near 5 kHz has a transmission center frequency of 5 kHz, and the 5 kHz band pass filter 22 has the transmission center frequency of only the frequency component near 200 kHz. 200 kHz 2
00 kHz band pass filter 23, buffer amplifier 2
The amplifiers 24 to 26 and A for amplifying the output of 1 and the output of the 5 kHz band pass filter 22 and the output of the 200 kHz band pass filter 23 to the maximum input range of the A / D conversion unit 27 at the next stage, respectively. It is configured by a computer unit 28 that processes the output of the / D conversion unit 27.

【0039】この場合、AEセンサ19としては、異常
放電によって発生するAE波の主要な周波数帯域である
2kHz〜250kHzにおいてある程度の感度が得ら
れる200kHz共振型AEセンサを使用しているの
で、ここで、図4を参照して200kHz共振型AEセ
ンサの感度周波数特性を説明する。
In this case, since the AE sensor 19 is a 200 kHz resonance type AE sensor which can obtain a certain degree of sensitivity in the main frequency band of 2 kHz to 250 kHz of the AE wave generated by the abnormal discharge, it is used here. The sensitivity frequency characteristics of the 200 kHz resonance type AE sensor will be described with reference to FIG.

【0040】図4(a)参照 図4(a)は、100kHz以上の高周波領域における
縦波波形での感度周波数特性であり、基準値(0dB)
を1V/m/s(振動粒子速度当たりの電圧が1V)と
して表した図であり、200kHzにおいて相対的に大
きな感度を有している。
See FIG. 4 (a). FIG. 4 (a) is a sensitivity frequency characteristic in a longitudinal wave waveform in a high frequency region of 100 kHz or more, which is a reference value (0 dB).
Is 1 V / m / s (voltage per oscillating particle velocity is 1 V), and has a relatively large sensitivity at 200 kHz.

【0041】図4(b)参照 図4(b)は、60kHz以下の低周波領域における感
度周波数特性であり、基準値(0dB)を38.5mV
/m/s2 (加速度当たりの電圧が38.5mV)とし
て表した図であり、AEセンサの出力を26dB(20
倍)増幅して示している。
See FIG. 4B. FIG. 4B shows the sensitivity frequency characteristic in the low frequency region of 60 kHz or less, and the reference value (0 dB) is 38.5 mV.
/ M / s 2 (voltage per acceleration is 38.5 mV), and the output of the AE sensor is 26 dB (20
Amplified and shown.

【0042】この低周波領域においてはAEセンサを構
成する圧電振動子の内部を伝播する弾性波の位相差が小
さくAEセンサとしての出力電圧が小さくなり、加速度
センサとして動作した場合の出力電圧が大きくなるの
で、加速度センサとして動作させた場合の特性となる。
In this low frequency region, the phase difference of the elastic waves propagating inside the piezoelectric vibrator forming the AE sensor is small, the output voltage of the AE sensor is small, and the output voltage of the AE sensor operating is large. Therefore, the characteristics are obtained when operated as an acceleration sensor.

【0043】図5(a)及び(b)参照 図5(a)は、5kHzバンドパスフィルタ22の周波
数特性図であり、5kHzに透過ピークを有している。
また、図5(b)は、200kHzバンドパスフィルタ
23の周波数特性図であり、200kHzに鋭い透過ピ
ークを有している。
5 (a) and 5 (b). FIG. 5 (a) is a frequency characteristic diagram of the 5 kHz bandpass filter 22 and has a transmission peak at 5 kHz.
Further, FIG. 5B is a frequency characteristic diagram of the 200 kHz bandpass filter 23, which has a sharp transmission peak at 200 kHz.

【0044】この様な構成の異常放電検出装置におい
て、AEセンサ19で検出したAE信号はバッファアン
プ21を通したのち、1つは何もフィルタを通さずにア
ンプ24で増幅し、A/D変換部27でデジタル信号に
変換してコンピュータ部28に取り込み、それ以外は、
5kHzバンドパスフィルタ22及び200kHzバン
ドパスフィルタ23を介した出力をアンプ25,26で
増幅したのち、A/D変換部27でデジタル信号に変換
してコンピュータ部28に取り込む。
In the abnormal discharge detection device having such a configuration, the AE signal detected by the AE sensor 19 is passed through the buffer amplifier 21, and then one is amplified by the amplifier 24 without passing any filter, and the A / D The conversion unit 27 converts it into a digital signal and takes it into the computer unit 28.
The outputs from the 5 kHz bandpass filter 22 and the 200 kHz bandpass filter 23 are amplified by the amplifiers 25 and 26, and then converted into a digital signal by the A / D conversion section 27 and taken into the computer section 28.

【0045】この場合、各アンプ24〜26の増幅率
は、アンプの出力の最大値がA/D変換部27の最大入
力レンジになるように、例えば、アンプ24の増幅率を
1倍、アンプ25の増幅率を8倍、アンプ26の増幅率
を4倍に設定している。
In this case, the amplification factors of the amplifiers 24 to 26 are set to, for example, 1 times the amplification factor of the amplifier 24 so that the maximum value of the output of the amplifier becomes the maximum input range of the A / D converter 27. The amplification factor of 25 is set to 8 times, and the amplification factor of the amplifier 26 is set to 4 times.

【0046】また、コンピュータ部28においては、夫
々の処理信号に対して、AEが発生していない時のバッ
クグランドノイズによる最大振幅を予め計測しておき、
この予め計測した最大振幅と検出信号の振幅との差が、
予め検出したい異常放電の大きさに対応して設定したし
きい値より大きくなった時に5kHzバンドパスフィル
タ22及び200kHzバンドパスフィルタ23を介し
た信号の検出を開始する。例えば、フルスケールを2V
とした場合、0.1Vをしきい値に設定する。
Further, in the computer section 28, the maximum amplitude due to background noise when AE is not occurring is measured in advance for each processed signal,
The difference between the maximum amplitude measured in advance and the amplitude of the detection signal is
When it becomes larger than a threshold value set corresponding to the magnitude of abnormal discharge to be detected in advance, detection of a signal through the 5 kHz band pass filter 22 and the 200 kHz band pass filter 23 is started. For example, full scale is 2V
In that case, 0.1 V is set as the threshold value.

【0047】次いで、その後、予め設定した時間の範囲
内で振幅がしきい値よりも小さくなった場合に、5kH
zバンドパスフィルタ22及び200kHzバンドパス
フィルタ23を介した信号の検出を終了する。この予め
設定した時間としては、最低でも一周期分(5kHzで
200μs)必要になるが、AE波の周期性が良好でな
い場合もあるので、例えば、5周期分(=1ms)に設
定する。
Then, after that, when the amplitude becomes smaller than the threshold value within a preset time range, 5 kH
The detection of the signal through the z bandpass filter 22 and the 200 kHz bandpass filter 23 is completed. As the preset time, at least one cycle (200 μs at 5 kHz) is required, but since the periodicity of the AE wave may not be good in some cases, it is set to, for example, 5 cycles (= 1 ms).

【0048】次に、図2及び図3に示した構成によりA
E波を検出した結果を、200kHzの振幅に対する5
kHzの振幅の比として図6に示す。 図6参照 この図は、上記の図9乃至図12に示したAE波を5k
Hzバンドパスフィルタ22及び200kHzバンドパ
スフィルタ23を介して検出した出力であり、図9乃至
図12は、バンドパスフィルタを介さない出力を別途ス
ペクトル解析したものである。
Next, by the configuration shown in FIGS. 2 and 3, A
The result of detecting the E wave is 5 for the amplitude of 200 kHz.
The ratio of the amplitude in kHz is shown in FIG. See FIG. 6. This figure shows the AE wave shown in FIGS.
The outputs detected through the Hz bandpass filter 22 and the 200 kHz bandpass filter 23, and FIGS. 9 to 12 are spectra obtained by separately analyzing the outputs that do not pass through the bandpass filter.

【0049】また、図6においては、他の周波数帯にお
ける特徴を併せて検討するために、20kHzバンドパ
スフィルタ及び80kHzバンドパスフィルタを介した
出力も200kHzの振幅に対する比として併せて示し
ている。なお、この場合のバンドパスフィルタを介した
出力のアンプによる増幅率は、20kHzバンドパスフ
ィルタの場合は4倍で、80kHzバンドパスフィルタ
の場合は2倍である。
Further, in FIG. 6, the output through the 20 kHz band pass filter and the output through the 80 kHz band pass filter is also shown as a ratio to the amplitude of 200 kHz in order to examine the characteristics in other frequency bands together. In this case, the amplification factor of the output of the amplifier through the bandpass filter is 4 times in the case of the 20 kHz bandpass filter and 2 times in the case of the 80 kHz bandpass filter.

【0050】図6参照 図6から明らかなように、プラズマ異常放電によるAE
波は、機械振動によるAE波と比較して、5kHzバン
ドパスフィルタ22を介した出力の振幅比が小さくなっ
ていることが理解される。
As shown in FIG. 6, AE due to abnormal plasma discharge
It is understood that the wave has a smaller amplitude ratio of the output through the 5 kHz bandpass filter 22 as compared with the AE wave due to mechanical vibration.

【0051】したがって、200kHzバンドパスフィ
ルタ23を通したAE波の信号の最大振幅に対する5k
Hzバンドパスフィルタ22を通したAE波の信号の最
大振幅の比を求めることによって、プラズマの異常放電
の判定が可能になる。なお、判定するためのしきい値は
絶対的ではないものの、図6の場合には、振幅比が最も
大きな異常放電における値が0.696(≒0.7)で
あり、機械振動の最も低い値が2.041(≒2)であ
るので、0.7〜2の範囲、例えば、1をしきい値とす
れば良い。
Therefore, 5 k relative to the maximum amplitude of the AE wave signal passed through the 200 kHz band pass filter 23.
By determining the ratio of the maximum amplitude of the AE wave signal that has passed through the Hz band pass filter 22, it is possible to determine the abnormal discharge of plasma. Although the threshold for determination is not absolute, in the case of FIG. 6, the value in abnormal discharge with the largest amplitude ratio is 0.696 (≈0.7), and the lowest mechanical vibration. Since the value is 2.041 (≈2), the threshold may be set in the range of 0.7 to 2, for example, 1.

【0052】また、図10(a)に相当する異常放電2
は、上記の判定により異常放電であることは判別できる
が、フィルタなしの場合と80kHzバンドパスフィル
タを通した場合の最大振幅比では、他の異常放電と明ら
かに異なっていることが理解され、これは、異常放電の
形態自体が異なっていることを反映しているものと考え
られる。
Further, the abnormal discharge 2 corresponding to FIG.
Can be determined to be an abnormal discharge by the above determination, but it is understood that the maximum amplitude ratio in the case without a filter and the maximum amplitude ratio through an 80 kHz bandpass filter are clearly different from other abnormal discharges. This is considered to reflect that the form itself of abnormal discharge is different.

【0053】即ち、200kHzバンドパスフィルタ2
3を通した信号の最大振幅に対するフィルタなしの信号
の最大振幅、或いは、80kHzバンドパスフィルタを
通した最大振幅の比率を求めれば、異常放電の形態の違
いの判定を行うことが可能になる。
That is, the 200 kHz bandpass filter 2
If the ratio of the maximum amplitude of the unfiltered signal to the maximum amplitude of the signal passed through No. 3 or the maximum amplitude of the signal passed through the 80 kHz bandpass filter is obtained, it is possible to determine the difference in the form of abnormal discharge.

【0054】次に、図7を参照して、本発明の第2の実
施の形態を説明するが、図7は第2の実施の形態のAE
センサを取り付けたプラズマ処理装置の概念的構成図で
あり、プラズマ処理装置のチャンバー11の外側壁に5
kHz近傍の感度の高い低周波AEセンサ31と200
kHz近傍の感度の高い高周波AEセンサ32を取り付
けたものである。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 shows the AE of the second embodiment.
It is a conceptual block diagram of the plasma processing apparatus which attached the sensor, and 5 is attached to the outer wall of the chamber 11 of the plasma processing apparatus.
Low frequency AE sensors 31 and 200 with high sensitivity in the vicinity of kHz
A high frequency AE sensor 32 having a high sensitivity in the vicinity of kHz is attached.

【0055】この第2の実施の形態においては、必要と
する周波数帯において高い感度を有する別個のセンサを
用いているので、より高精度の異常放電判定が可能にな
る。
In the second embodiment, since a separate sensor having a high sensitivity in the required frequency band is used, it is possible to determine abnormal discharge with higher accuracy.

【0056】次に、図8を参照して、本発明の第3の実
施の形態を説明するが、図8は本発明の第3の実施の形
態のAEセンサの取付け構造を説明する概念的構成図で
あり、プラズマ処理装置の外側壁に3個、頂面に1個の
AEセンサ33〜36取り付けたものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a conceptual view for explaining the mounting structure of the AE sensor of the third embodiment of the present invention. It is a block diagram, and three AE sensors 33 to 36 are attached to the outer wall of the plasma processing apparatus and one to the top surface.

【0057】この第3の実施の形態においては、既に提
案しているようにこの4個のAEセンサ33〜36の検
出出力の時間差から放電位置を特定するとともに(必要
ならば、上述の特願2000−89840号参照)、4
個のAEセンサ33〜36の出力の内、最大の出力を出
力するAEセンサの出力を用いて上述の異常放電の判定
を行うものである。
In the third embodiment, as already proposed, the discharge position is specified from the time difference between the detection outputs of the four AE sensors 33 to 36 (if necessary, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2000-89840), 4
Among the outputs of the individual AE sensors 33 to 36, the output of the AE sensor that outputs the maximum output is used to determine the above-mentioned abnormal discharge.

【0058】この第3の実施の形態においては、異常放
電の発生のみならず、発生位置を特定することができ、
且つ、各AEセンサ33〜36の出力の内で最大の出
力、即ち、異常放電の発生位置に最も近いAEセンサに
より減衰の少ないAE信号を利用することができるの
で、判定精度をより高めることが可能になる。
In the third embodiment, not only the occurrence of abnormal discharge but also the position of occurrence can be specified.
In addition, since the maximum output of the outputs of the AE sensors 33 to 36, that is, the AE signal closest to the position where the abnormal discharge occurs, the AE signal with less attenuation can be used, the determination accuracy can be further improved. It will be possible.

【0059】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、プラズマ処理装置
として平行平板電極型のプラズマ処理装置を例として説
明しているが、プラズマ処理装置の構成はこの様な平行
平板電極型のプラズマ処理装置に限られるものではな
く、異常放電の発生が予想される各種の構造のプラズマ
処理装置に適用されるものである。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the respective embodiments, and various modifications can be made. For example, in each of the above-described embodiments, a parallel plate electrode type plasma processing apparatus is described as an example of the plasma processing apparatus, but the plasma processing apparatus is configured in such a parallel plate electrode type plasma processing apparatus. The present invention is not limited to this, but is applied to plasma processing apparatuses of various structures in which abnormal discharge is expected to occur.

【0060】また、上記の各実施の形態においては、5
kHz近傍の検出出力と200kHz近傍の検出出力を
比較しているが、この様な周波数は絶対的ではなく、将
来において、プラズマ処理装置の構成等が大きく変化し
た場合には、この様な特異周波数も変化する可能性があ
り、その場合には、その変化に応じた周波数の組合せを
選択すれば良い。
In each of the above embodiments, 5
Although the detection output in the vicinity of kHz and the detection output in the vicinity of 200 kHz are compared, such a frequency is not absolute, and if the configuration of the plasma processing apparatus changes greatly in the future, such a unique frequency will be generated. May change, and in that case, a combination of frequencies may be selected according to the change.

【0061】また、上記の各実施の形態においては、所
定周波数の出力を取り出すためにバンドパスフィルタを
用いているが、必ずしもバンドパスフィルタである必要
はなく、例えば、低周波数側の出力を検出するためにロ
ーパスフィルタを用い、高周波数側の出力を検出するた
めにハイパスフィルタを用いても良いものである。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the bandpass filter is used to take out the output of the predetermined frequency, but it is not always necessary to use the bandpass filter, and for example, the output on the low frequency side is detected. A low pass filter may be used for this purpose, and a high pass filter may be used for detecting the output on the high frequency side.

【0062】また、上記の第2の実施の形態において
は、周波数感度特性の異なる2つのAEセンサを用いて
いる、周波数感度特性の異なる2つのAEセンサエレメ
ントを一体にマウントして複合化した1個の複合AEセ
ンサを用いても良いものである。
In the above second embodiment, two AE sensors having different frequency sensitivity characteristics are used, and two AE sensor elements having different frequency sensitivity characteristics are integrally mounted to form a composite structure. It is also possible to use a single composite AE sensor.

【0063】また、上記の第3の実施の形態において
は、4個のAEセンサを用いているが3個のAEセンサ
でも良く、或いは、チャンバーの下底面を含めて5個の
AEセンサを取り付けても良いものであり、いずれにし
ても、放電位置の特定が可能になる。
Further, in the third embodiment, four AE sensors are used, but three AE sensors may be used, or five AE sensors including the lower bottom surface of the chamber are attached. In any case, the discharge position can be specified.

【0064】さらに、上記の第3の実施の形態において
も、複数個のAEセンサの個々のAEセンサとして、周
波数感度特性の異なる2つのAEセンサエレメントを一
体にマウントして複合化した複合AEセンサを用いても
良いものである。
Further, also in the third embodiment described above, as each AE sensor of the plurality of AE sensors, a composite AE sensor in which two AE sensor elements having different frequency sensitivity characteristics are integrally mounted and compounded. May be used.

【0065】また、上記の第3の実施の形態において
は、4個のAEセンサの出力の内、最大の出力を出力す
るAEセンサの出力を用いて異常放電の判定を行ってい
るが、他のAEセンサの出力を用いて異常放電の判定を
行っても良いものである。
In the third embodiment, the abnormal discharge is determined by using the output of the AE sensor that outputs the maximum output among the outputs of the four AE sensors. It is also possible to determine the abnormal discharge by using the output of the AE sensor.

【0066】さらに、4個のAEセンサの出力の内、複
数個、例えば、2個のAEセンサの出力を用いて異常放
電の判定を行っても良く、個々の判定結果を総合的に判
断することによって、さらに、精度の高い異常放電の判
定が可能になる。
Further, out of the outputs of the four AE sensors, a plurality of, for example, the outputs of two AE sensors may be used to determine the abnormal discharge, and the individual determination results are comprehensively determined. This makes it possible to determine the abnormal discharge with higher accuracy.

【0067】また、上記の第1の実施の形態において
は、異常放電検出装置を構成するフィルタを2個として
いるが、図6に関連して説明したように、80kHzバ
ンドパスフィルタ等の他の周波数感度特性を有するフィ
ルタを併せて用いても良いものであり、それによって、
異常放電の形態の違いも検出することが可能になる。
Further, in the first embodiment described above, the number of filters constituting the abnormal discharge detection device is two, but as described with reference to FIG. 6, another filter such as an 80 kHz bandpass filter is used. It is also possible to use a filter having frequency sensitivity characteristics together, whereby
It is also possible to detect the difference in the form of abnormal discharge.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明によれば、複数のフィルタを用い
て検出対象となる周波数のAE信号をスペクトル解析す
ることなく取得しているので、プラズマ異常放電を簡単
に、迅速に、且つ、精度良く判定することが可能にな
り、その結果を製造条件或いはプラズマ処理装置の設計
にフィードバックすることによって、プラズマ処理工程
のスループットの向上や、プラズマ処理装置の信頼性の
向上に寄与するところが大きい。
According to the present invention, since the AE signal of the frequency to be detected is acquired by using a plurality of filters without spectral analysis, abnormal plasma discharge can be easily, quickly and accurately performed. It becomes possible to make a good judgment, and by feeding back the result to the manufacturing conditions or the design of the plasma processing apparatus, it is largely contributing to the improvement of the throughput of the plasma processing step and the reliability of the plasma processing apparatus.

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

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a principle configuration of the present invention.

【図2】本発明が適用される異常放電検出装置を備えた
プラズマ処理装置の概念的構成図である。
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a plasma processing apparatus including an abnormal discharge detection device to which the present invention is applied.

【図3】本発明の実施の形態に用いる異常放電検出装置
の概念的構成図である。
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of an abnormal discharge detection device used in the embodiment of the present invention.

【図4】200kHz共振型AEセンサの感度周波数特
性の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of sensitivity frequency characteristics of a 200 kHz resonance type AE sensor.

【図5】本発明の実施の形態に用いるバンドパスフィル
タの周波数特性図である。
FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of a bandpass filter used in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態における測定結果の
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of measurement results according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態の概念的構成図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態の概念的構成図であ
る。
FIG. 8 is a conceptual configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図9】意図的に発生させたプラズマ異常放電によるA
E波の説明図である。
FIG. 9: A due to abnormal plasma discharge intentionally generated
It is explanatory drawing of E wave.

【図10】意図的に発生させた他のプラズマ異常放電に
よるAE波のフーリエスペクトルである。
FIG. 10 is a Fourier spectrum of an AE wave due to another plasma abnormal discharge intentionally generated.

【図11】意図的に発生させた機械振動によるAE波の
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an AE wave due to mechanical vibration intentionally generated.

【図12】意図的に発生させた他の機械振動によるAE
波のフーリエスペクトルである。
FIG. 12 AE due to other mechanical vibration intentionally generated
It is the Fourier spectrum of the wave.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波センサ 2 バッファ増幅器 3 第1のフィルタ 4 第2のフィルタ 5 増幅器 6 増幅器 7 増幅器 8 アナログ−デジタル変換器 9 コンピュータ処理部 11 チャンバー 12 ガス導入口 13 排気口 14 下部電極 15 上部電極 16 ウェハ 17 ブロッキングコンデンサ 18 RF電源 19 AEセンサ 21 バッファアンプ 22 5kHzバンドパスフィルタ 23 200kHzバンドパスフィルタ 24 アンプ 25 アンプ 26 アンプ 27 A/D変換部 28 コンピュータ部 31 低周波AEセンサ 32 高周波AEセンサ 33 AEセンサ 34 AEセンサ 35 AEセンサ 36 AEセンサ 1 Ultrasonic sensor 2 buffer amplifier 3 First filter 4 Second filter 5 amplifier 6 amplifier 7 amplifier 8 analog-digital converter 9 Computer processing unit 11 chambers 12 gas inlet 13 Exhaust port 14 Lower electrode 15 Upper electrode 16 wafers 17 Blocking capacitor 18 RF power supply 19 AE sensor 21 Buffer amplifier 22 5kHz bandpass filter 23 200kHz bandpass filter 24 amplifiers 25 amps 26 amplifiers 27 A / D converter 28 Computer Department 31 Low frequency AE sensor 32 high frequency AE sensor 33 AE sensor 34 AE sensor 35 AE sensor 36 AE sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 正吉 熊本県阿蘇郡西原村鳥子358−3 株式会 社東京カソード研究所九州事業所内 Fターム(参考) 5F004 BA04 BB17 5F045 AA08 BB20 DP03 DQ10 GB08   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masayoshi Takeshita             358-3 Stock Association, Toriko Nishihara Village, Aso District, Kumamoto Prefecture             Company Tokyo Cathode Research Institute Kyushu Office F-term (reference) 5F004 BA04 BB17                 5F045 AA08 BB20 DP03 DQ10 GB08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマを発生させるプラズマ処理装置
に取り付けた超音波センサと、前記超音波センサの超音
波検出出力を処理して異常放電を検知する処理手段とを
少なくとも備えたプラズマ処理装置の異常放電検出装置
において、前記処理手段が、相対的に低周波数側の信号
のみを透過する第1のフィルタと、相対的に高周波数側
の信号のみを透過する第2のフィルタとの少なくとも2
つのフィルタを備えていることを特徴とするプラズマ処
理装置の異常放電検出装置。
1. An abnormality of a plasma processing apparatus comprising at least an ultrasonic sensor attached to a plasma processing apparatus for generating plasma, and processing means for processing an ultrasonic detection output of the ultrasonic sensor to detect abnormal discharge. In the discharge detection device, the processing means includes at least a first filter that transmits only a signal on a relatively low frequency side and a second filter that transmits only a signal on a relatively high frequency side.
An abnormal discharge detection device for a plasma processing apparatus, which is equipped with two filters.
【請求項2】 上記相対的に低周波数側の信号のみを透
過する第1のフィルタが相対的に低周波数の透過帯域の
バンドパスフィルタであり、且つ、相対的に高周波数側
の信号のみを透過する第2のフィルタが相対的に高周波
数の透過帯域のバンドパスフィルタであることを特徴と
する請求項1記載のプラズマ処理装置の異常放電検出装
置。
2. The first filter, which transmits only the signal on the relatively low frequency side, is a bandpass filter in the transmission band of the relatively low frequency, and transmits only the signal on the relatively high frequency side. 2. The abnormal discharge detection device of the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the second filter to be transmitted is a bandpass filter having a relatively high frequency transmission band.
【請求項3】 プラズマを発生させるプラズマ処理装置
に取り付けた超音波センサの超音波検出出力を処理して
異常放電を検知するプラズマ処理装置の異常放電検出方
法において、前記超音波検出出力の一部を相対的に低周
波数側の信号のみを透過する第1のフィルタを介して検
出するとともに、前記超音波検出出力の一部を相対的に
高周波数側の信号のみを透過する第2のフィルタを介し
て検出し、両者の検出出力を比較して、その比率から異
常放電による超音波の発生を判定することを特徴とする
プラズマ処理装置の異常放電検出方法。
3. A method for detecting abnormal discharge in a plasma processing apparatus, which detects an abnormal discharge by processing an ultrasonic detection output of an ultrasonic sensor attached to a plasma processing apparatus for generating plasma, wherein a part of the ultrasonic detection output is used. Is detected through a first filter that transmits only a signal on the relatively low frequency side, and a second filter that transmits only a signal on the relatively high frequency side to a part of the ultrasonic detection output is detected. A method for detecting abnormal discharge in a plasma processing apparatus, characterized in that the generation of ultrasonic waves due to abnormal discharge is determined from the ratio of the detected outputs of the two, and the detection outputs of the two are compared.
【請求項4】 上記相対的に低周波数側の信号のみを透
過する第1のフィルタが透過帯域が4〜6kHzのバン
ドパスフィルタであり、上記相対的に高周波数側の信号
のみを透過する第2のフィルタが透過帯域が180〜2
20kHzのバンドパスフィルタであることを特徴とす
る請求項3記載のプラズマ処理装置の異常放電検出方
法。
4. The first filter for transmitting only the signal on the relatively low frequency side is a bandpass filter having a transmission band of 4 to 6 kHz, and the first filter for transmitting only the signal on the relatively high frequency side. The second filter has a transmission band of 180 to 2
The abnormal discharge detection method of the plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the method is a bandpass filter of 20 kHz.
【請求項5】 上記第1のフィルタ及び第2のフィルタ
からの検出出力を増幅する際に、増幅された各検出出力
の振幅の最大値が後段に設けたアナログ−デジタル変換
器の最大入力レンジになるように各増幅率を設定するこ
とを特徴とする請求項3または4に記載のプラズマ処理
装置の異常放電検出方法。
5. When amplifying the detection outputs from the first filter and the second filter, the maximum value of the amplitude of each amplified detection output is the maximum input range of the analog-digital converter provided in the subsequent stage. 5. The abnormal discharge detection method for a plasma processing apparatus according to claim 3, wherein each amplification factor is set so that
【請求項6】 上記超音波センサの超音波検出出力の一
部をフィルタを介することなく検出し、この検出出力が
予め定めた基準値以上の場合のみに、上記の異常放電に
よる超音波の発生の判定を行うことを特徴とする請求項
3乃至5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置の異
常放電検出方法。
6. Generation of ultrasonic waves due to the abnormal discharge only when a part of ultrasonic detection output of the ultrasonic sensor is detected without passing through a filter, and only when the detected output is equal to or more than a predetermined reference value. The abnormal discharge detection method of the plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the abnormal discharge detection method is performed.
【請求項7】 上記超音波センサとして、相対的に低周
波数側の信号に対する感度の高い超音波センサと、相対
的に高周波数側の信号に対する感度の高い超音波センサ
とを用いて、前記相対的に低周波数側の信号に対する感
度の高い超音波センサからの出力を上記第1のフィルタ
を介して検出するとともに、前記相対的に高周波数側の
信号に対する感度の高い超音波センサからの出力を上記
第2のフィルタを介して検出することを特徴とする請求
項3乃至6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置の
異常放電検出方法。
7. As the ultrasonic sensor, an ultrasonic sensor having a high sensitivity to a signal of a relatively low frequency side and an ultrasonic sensor having a high sensitivity to a signal of a relatively high frequency side are used, The output from the ultrasonic sensor having a high sensitivity to the signal on the low frequency side is detected through the first filter, and the output from the ultrasonic sensor having a high sensitivity to the signal on the relatively high frequency side is detected. The abnormal discharge detection method for a plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the abnormal discharge detection is performed via the second filter.
【請求項8】 上記超音波センサを上記プラズマ処理装
置に複数個取り付けるとともに、複数の超音波センサの
内の少なくとも一つの超音波センサの超音波検出出力を
用いて異常放電による超音波の発生の判定を行うことを
特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のプラ
ズマ処理装置の異常放電検出方法。
8. A plurality of the ultrasonic sensors are attached to the plasma processing apparatus, and the ultrasonic detection output of at least one of the ultrasonic sensors is used to detect the generation of ultrasonic waves due to abnormal discharge. The abnormal discharge detection method for a plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the determination is performed.
【請求項9】 請求項1または2のいずれかに記載の異
常放電検出装置を備えたことを特徴とするプラズマ処理
装置。
9. A plasma processing apparatus comprising the abnormal discharge detection device according to claim 1. Description:
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