JP2003232678A - Light intensity measuring device - Google Patents

Light intensity measuring device

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JP2003232678A
JP2003232678A JP2002032595A JP2002032595A JP2003232678A JP 2003232678 A JP2003232678 A JP 2003232678A JP 2002032595 A JP2002032595 A JP 2002032595A JP 2002032595 A JP2002032595 A JP 2002032595A JP 2003232678 A JP2003232678 A JP 2003232678A
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JP
Japan
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light
light intensity
light source
flash lamp
intermittent lighting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002032595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Watanabe
広 渡邉
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JP2003232678A publication Critical patent/JP2003232678A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light intensity measuring device capable of reducing the size, and capable of measuring light intensity with always stable high accuracy. <P>SOLUTION: The light from a light source part 16 having a Xe flash lamp is irradiated to an etching object base board 5 via an irradiation optical system 9. The reflected light from this etching object base board 5 is detected as a light intensity changing signal via a spectroscope 21 and an integrating circuit 23 of a sensor part 15, and the signal is processed. Afterwards, a prescribed arithmetic operation is performed by a computing element 11. The light source part 16 having the Xe flash lamp and the sensor part 15 are integrally constituted. <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、試料に光を照射
し、試料からの反射光の受光光量の強度変化を測定する
光強度測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light intensity measuring device for irradiating a sample with light and measuring a change in intensity of a received light amount of reflected light from the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体基板および液晶パネル用の
ガラス基板などの基板上に形成された薄膜の膜厚測定装
置や半導体基板および液晶パネル用のガラス基板の製造
工程における成膜、エッチング、平坦化工程の終了点検
出装置などに適用され、リアルタイムに膜厚をモニター
するリアルタイム膜厚モニターには、試料に光を照射
し、試料からの反射光の受光光量の強度変化を測定する
光強度測定装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a film thickness measuring device for a thin film formed on a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal panel, or film formation, etching or flattening in a manufacturing process of a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal panel. The real-time film thickness monitor, which is applied to the end point detector of the chemical conversion process and monitors the film thickness in real time, measures the light intensity by irradiating the sample with light and measuring the intensity change of the amount of light received from the sample. The device is being used.

【0003】図8は、このような光強度測定装置が適用
される特開2001-244254号公報に開示された
エッチングプロセスモニターを備えたエッチング装置を
示すものである。図において、1はエッチングチャンバ
ーで、このエッチングチャンバー1の内部にはエッチン
グガスが供給されている。また、エッチングチャンバー
1内部には、上下方向に沿って上部電極2と下部電極3
が相対向して配列されている。上部電極2は、接地さ
れ、下部電極3には、高周波電源4が接続されている。
また、下部電極3の上部電極2と対向する位置に被エッ
チング基板5が載置されている。そして、被エッチング
基板5のエッチングを行うには、エッチングチャンバー
1内を排気した後、エッチングガスを供給する。次に、
高周波電源4から上部電極2と下部電極3の間に高周波
電界が印加されると、エッチングチャンバー1内にプラ
ズマが発生し、このプラズマが被エッチング基板5の表
面に達すると、プラズマ流中のイオン及びラジカル粒子
により表面反応が生起され、被エッチング基板5がエッ
チングされる。
FIG. 8 shows an etching apparatus having an etching process monitor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244254, to which such a light intensity measuring apparatus is applied. In the figure, 1 is an etching chamber, and an etching gas is supplied to the inside of the etching chamber 1. In the etching chamber 1, the upper electrode 2 and the lower electrode 3 are arranged in the vertical direction.
Are arranged facing each other. The upper electrode 2 is grounded, and the lower electrode 3 is connected to a high frequency power supply 4.
Further, the etching target substrate 5 is placed at a position of the lower electrode 3 facing the upper electrode 2. Then, in order to etch the substrate 5 to be etched, the inside of the etching chamber 1 is evacuated and then an etching gas is supplied. next,
When a high-frequency electric field is applied from the high-frequency power source 4 between the upper electrode 2 and the lower electrode 3, plasma is generated in the etching chamber 1, and when the plasma reaches the surface of the substrate 5 to be etched, ions in the plasma flow are generated. The surface reaction is caused by the radical particles, and the substrate 5 to be etched is etched.

【0004】一方、エッチングチャンバー1の上部に、
観察窓6が設けられ、この観察窓6には、光強度測定装
置を構成する照射光学系9が配置されている。光強度測
定装置は、照射光学系9に対し、光ファイバー8を介し
て光源7が接続されるとともに、分光器10が接続され
ている。分光器10には、演算器11が接続され、この
演算器11には、高周波電源4が接続されている。
On the other hand, above the etching chamber 1,
An observation window 6 is provided, and an irradiation optical system 9 forming a light intensity measuring device is arranged in the observation window 6. In the light intensity measuring device, a light source 7 and a spectroscope 10 are connected to an irradiation optical system 9 via an optical fiber 8. A calculator 11 is connected to the spectroscope 10, and a high frequency power source 4 is connected to the calculator 11.

【0005】このような構成において、光源7から出力
された光は、光ファイバー8を介して照射光学系9に伝
えられ、この照射光学系9より被エッチング基板5に照
射される。そして、被エッチング基板5からの反射光
は、照射光学系9より光ファイバー8を介して分光器1
0で受光される。分光器10では、反射光を分光して指
定波長の受光強度に応じた電気信号を出力する。この電
気信号は演算器11に送られる。演算器11では、指定
波長の反射光の強度を示す電気信号から所定の演算を行
い、エッチング終点を検出すると、高周波電源4による
給電を停止させる。
In such a structure, the light emitted from the light source 7 is transmitted to the irradiation optical system 9 through the optical fiber 8 and is irradiated onto the substrate 5 to be etched by the irradiation optical system 9. The reflected light from the substrate 5 to be etched is transmitted from the irradiation optical system 9 through the optical fiber 8 to the spectroscope 1
Light is received at 0. The spectroscope 10 disperses the reflected light and outputs an electric signal corresponding to the received light intensity of the designated wavelength. This electric signal is sent to the calculator 11. The calculator 11 performs a predetermined calculation from the electric signal indicating the intensity of the reflected light of the specified wavelength, and when the etching end point is detected, the power supply from the high frequency power source 4 is stopped.

【0006】ここで、図9は、被エッチング基板5から
の反射光波形を示すもので、この反射光波形のピーク間
隔から波形の1周期進む時間t0が求められ、現在まで
の経過時間をtとすると、現在の周期mは、t/t0で
求められる。
Here, FIG. 9 shows a reflected light waveform from the substrate 5 to be etched. From the peak interval of the reflected light waveform, the time t0 for advancing one cycle of the waveform is obtained, and the elapsed time up to the present is t. Then, the current cycle m is calculated by t / t0.

【0007】また、図10は、被エッチング基板5の代
表的な断面図を示すもので、図面中、700はエッチン
グ開始点、704はマスク部SiO2薄膜、705はSi
基板を示している。また、被エッチング基板5上面から
光lを照射すると、反射面は701面、702面、70
3面となるが、702面と703面の干渉光が支配的に
なっており、その光路長差(ΔS)の変化量Δ(ΔS)
は Δ(ΔS)=2(d1+Δd2)−2(n1・d1)=
mλ で表される。ここで、d1はマスク部704の膜厚で、
エッチングによっても変わらないとする。また、d2は
エッチング深さ、Δd2はエッチング深さ変化量、n1
はマスク部704の屈折率、λは分光器10で分光され
る光の波長である。これにより、現在の反射光波形の周
期mを求めることによってエッチング深さ変化量Δd2
を算出することができ、エッチング深さd2がエッチン
グ終点に達すると、高周波電源4による給電が停止さ
れ、エッチングを終了する。
FIG. 10 shows a typical sectional view of the substrate 5 to be etched. In the drawing, 700 is an etching start point, 704 is a mask SiO2 thin film, and 705 is Si.
The board is shown. Further, when the light 1 is irradiated from the upper surface of the substrate 5 to be etched, the reflecting surfaces are 701, 702, 70
Although there are three surfaces, the interference light between the 702 surface and the 703 surface is dominant, and the change amount Δ (ΔS) of the optical path length difference (ΔS).
Is Δ (ΔS) = 2 (d1 + Δd2) -2 (n1 · d1) =
It is represented by mλ. Here, d1 is the film thickness of the mask portion 704,
It does not change even if it is etched. Further, d2 is the etching depth, Δd2 is the etching depth change amount, and n1
Is the refractive index of the mask portion 704, and λ is the wavelength of the light dispersed by the spectroscope 10. As a result, the etching depth change amount Δd2 is calculated by obtaining the current period m of the reflected light waveform.
Can be calculated, and when the etching depth d2 reaches the etching end point, the power supply by the high frequency power source 4 is stopped and the etching is finished.

【0008】ところで、最近、エッチングのさらなる微
細化にともない、エッチング深さ変化量Δd2の極小化
が求められ、図9に示す反射光波形の1周期進む時間t
0もさらに小さくすることが要求されている。つまり、
エッチング深さ変化量Δd2の極小化にともない、光源
7の波長の短波長化が進められており、このため、従来
では、光源7として、水銀ランプ、重水素ランプ、Xe
(キセノン)ランプなどのUV光源が用いられている。
By the way, recently, with further miniaturization of etching, it is required to minimize the etching depth change amount Δd2, and the time t for advancing one cycle of the reflected light waveform shown in FIG. 9 is required.
It is also required to make 0 smaller. That is,
With the minimization of the etching depth change amount Δd2, the wavelength of the light source 7 has been shortened. Therefore, in the past, as the light source 7, a mercury lamp, a deuterium lamp, an Xe lamp was used.
A UV light source such as a (xenon) lamp is used.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
光強度測定装置を搭載するエッチング装置は、設置スペ
ースが大きく制限されるなど、小型化が求められてい
る。
By the way, the etching apparatus equipped with such a light intensity measuring apparatus is required to be small in size because the installation space is greatly limited.

【0010】しかしながら、水銀ランプ、重水素ラン
プ、XeランプなどのUV(紫外光)光源は、大きな発
熱を伴うため、空冷機能を備えた大型のランプハウスが
必要となり、設置される場所が大きく限定されてしまう
という問題がある。
However, since UV (ultraviolet) light sources such as mercury lamps, deuterium lamps, and Xe lamps generate a large amount of heat, a large lamp house having an air cooling function is required, and the installation place is greatly limited. There is a problem that it will be done.

【0011】また、これらのUV光源は調光機能がない
ため、使用しているうちに光源の光量が低下してしま
い、さらに光ファイバの劣化などが加わると、被エッチ
ング基板5を照射する光量が減少し、安定した光強度測
定ができなくなるという問題も生じる。
Further, since these UV light sources do not have a dimming function, the light amount of the light source decreases during use, and if the optical fiber further deteriorates, the light amount for irradiating the substrate 5 to be etched is increased. Also decreases, and stable light intensity measurement cannot be performed.

【0012】さらに、これら光源7や光ファイバー8
は、劣化により交換される交換部品であるが、これらの
交換時期については何らの基準がなく、常に安定した光
強度測定性能を維持するのが難しいという問題もある。
Further, these light source 7 and optical fiber 8
Is a replacement part to be replaced due to deterioration, but there is no standard for the replacement time of these parts, and it is difficult to always maintain stable light intensity measurement performance.

【0013】そこで、最近、発熱が小さく、しかも小型
のUV光源として、Xeフラッシュランプが注目されて
いる。しかし、Xeフラッシュランプは、点灯が間欠的
であり、連続点灯ができないことから受光側で取り込め
る光量が小さい。このため、外乱光に影響され易く、被
エッチング基板からの反射光のS/Nが満足に得られ
ず、安定した光強度測定が難しいという問題がある。
Therefore, recently, an Xe flash lamp has been attracting attention as a small UV light source which generates little heat. However, since the Xe flash lamp is intermittently lit and cannot be lit continuously, the amount of light that can be captured on the light receiving side is small. For this reason, there is a problem that it is easily affected by ambient light, the S / N of the reflected light from the substrate to be etched cannot be obtained satisfactorily, and stable light intensity measurement is difficult.

【0014】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、小型化が可能で、しかも常に安定した精度の高い光
強度測定を実現することができる光強度測定装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light intensity measuring device which can be miniaturized and can always realize stable and highly accurate light intensity measurement. .

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
少なくとも1つの間欠点灯光源と、被検体を照射するた
めの光照射手段と、前記被検体からの反射光を測定する
光検出器と、前記光検出器で検出した光強度変化信号を
処理する信号処理手段と、前記信号処理手段で処理され
た信号を演算する演算手段とを具備し、少なくとも1つ
の前記間欠点灯光源と前記光検出器とを一体的に構成し
たことを特徴としている。
The invention according to claim 1 is
At least one intermittent lighting light source, light irradiation means for irradiating the subject, a photodetector for measuring reflected light from the subject, and a signal for processing a light intensity change signal detected by the photodetector It is characterized in that it comprises a processing means and a calculation means for calculating the signal processed by the signal processing means, and at least one of the intermittent lighting light source and the photodetector is integrally configured.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記信号処理手段は、積分回路手段を有
し、前記積分回路手段の積分時間を前記間欠点灯光源の
発光時間と同期させていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the signal processing means has an integration circuit means, and the integration time of the integration circuit means is synchronized with the light emission time of the intermittent lighting light source. It is characterized by

【0017】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記信号処理手段は、ピークホールド回路
手段を有していることを特徴としている。
A third aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the signal processing means includes a peak hold circuit means.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれかに記載の発明において、少なくとも1つの前記
間欠点灯光源は、前記間欠点灯光源からの出射光の光強
度を調整する光強度調整手段を備えていることを特徴と
している。
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, at least one of the intermittent lighting light sources adjusts the light intensity of the light emitted from the intermittent lighting light source. It is characterized by having an adjusting means.

【0019】請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の
いずれかに記載の発明において、少なくとも1つの前記
間欠点灯光源は、前記間欠点灯光源の交換時期を感知す
る交換時期感知手段と、前記間欠点灯光源の交換時期を
通知する交換時期通知手段を備えたことを特徴としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, at least one of the intermittent lighting light sources includes a replacement timing sensing means for sensing a replacement timing of the intermittent lighting light source, It is characterized in that it is provided with a replacement timing notifying means for notifying the replacement timing of the intermittent lighting light source.

【0020】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
いずれかに記載の発明において、前記間欠点灯光源は、
キセノンフラッシュランプであることを特徴としてい
る。
According to a sixth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the intermittent lighting light source is
It is characterized by being a xenon flash lamp.

【0021】この結果、本発明によれば、間欠点灯光源
と光検出器とを一体的な構成としているので、小型化で
きるとともに、自由度を持った設置が実現できる。
As a result, according to the present invention, since the intermittent lighting light source and the photodetector are integrated, the size can be reduced and the installation with a degree of freedom can be realized.

【0022】また、間欠点灯光源として、低発熱、小型
のXeフラッシュランプを使用しているので、さらなる
小型化を実現できる。
Further, since a small heat generating and small Xe flash lamp is used as the intermittent lighting light source, further miniaturization can be realized.

【0023】さらに、信号処理手段として積分回路を用
い、この積分回路での積分時間をXeフラッシュランプ
18の発光パルス信号と同期させるようにしたので、S
/Nに優れた精度の高い光強度測定が可能となる。
Further, since an integrating circuit is used as the signal processing means and the integration time in this integrating circuit is synchronized with the light emission pulse signal of the Xe flash lamp 18, S
It is possible to perform highly accurate light intensity measurement with excellent / N.

【0024】さらに、信号処理手段としてピークホール
ド回路手段を用いているので、間欠点灯光源として発光
時間が短く、発光のピーク値が大きいものが用いられた
場合でも、被検体からの反射光の強度測定を正確に行う
ことができる。
Further, since the peak hold circuit means is used as the signal processing means, the intensity of the reflected light from the object is small even when the light source for intermittent lighting has a short emission time and a large emission peak value. The measurement can be performed accurately.

【0025】さらに、間欠点灯光源からの出射光の強度
調整を行うことができるので、常に一定の光量を被検体
に照射することができ、安定した精度の高い光強度測定
を実現でき、また、間欠点灯光源などの交換時期を正確
に通知することができる。
Furthermore, since the intensity of the light emitted from the intermittently lit light source can be adjusted, it is possible to constantly irradiate the subject with a constant amount of light, and it is possible to realize stable and highly accurate light intensity measurement. It is possible to accurately notify the replacement time of the intermittent lighting light source or the like.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(第1の実施の形態)図1は、本発明の光
強度測定装置が適用されるエッチングプロセスモニター
を備えたエッチング装置の概略構成を示すもので、図8
と同一部分には、同符号を付している。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic structure of an etching apparatus equipped with an etching process monitor to which the light intensity measuring apparatus of the present invention is applied.
The same reference numerals are given to the same portions as.

【0028】この場合、エッチングチャンバー1内に
は、エッチングガスが供給されるとともに、上下方向に
沿って上部電極2と下部電極3が相対向して配列されて
いる。下部電極3には、高周波電源4が接続され、ま
た、下部電極3の上部電極2と対向する位置に被検体と
して被エッチング基板5が載置されている。上部電極2
は、接地されるとともに、被エッチング基板5上に照射
される光を透過するための図示しない孔部またはガラス
材の部分を有している。
In this case, the etching gas is supplied into the etching chamber 1, and the upper electrode 2 and the lower electrode 3 are arranged to face each other along the vertical direction. A high frequency power source 4 is connected to the lower electrode 3, and a substrate 5 to be etched is placed as a subject at a position facing the upper electrode 2 of the lower electrode 3. Upper electrode 2
Is grounded and has an unillustrated hole or glass portion for transmitting the light irradiated on the substrate to be etched 5.

【0029】エッチングチャンバー1の上部には、石英
ガラスを嵌め込んだ観察窓6が設けられ、この観察窓6
には、本発明の光強度測定装置の一部を構成する光照射
手段として照射光学系9が配置されている。この照射光
学系9は、光源部16からの光を被エッチング基板5に
照射するとともに、被エッチング基板5からの反射光を
集光する集光レンズ12と、脱着可能であるとともに、
紫外光の反射率が優れたAl(アルミニウム)コーティン
グの反射鏡13を有している。
An observation window 6 in which quartz glass is fitted is provided in the upper portion of the etching chamber 1, and the observation window 6 is provided.
The irradiation optical system 9 is arranged as a light irradiation means which constitutes a part of the light intensity measuring device of the present invention. The irradiation optical system 9 irradiates the substrate 5 to be etched with light from the light source unit 16 and is removable from the condenser lens 12 that condenses the reflected light from the substrate 5 to be etched.
It has a reflecting mirror 13 of Al (aluminum) coating which has an excellent reflectance of ultraviolet light.

【0030】照射光学系9に対し、光ファイバー8を介
してプロセスセンサー14が接続されている。このプロ
セスセンサー14は、センサー部15、光源部16およ
び制御部17を有し、これらを一体的に構成している。
A process sensor 14 is connected to the irradiation optical system 9 via an optical fiber 8. The process sensor 14 has a sensor unit 15, a light source unit 16 and a control unit 17, which are integrally configured.

【0031】図2は、このようなプロセスセンサー14
の概略構成を示している。
FIG. 2 shows such a process sensor 14
Shows a schematic configuration of.

【0032】この場合、光源部16は、間欠点灯光源と
してのXe(キセノン)フラッシュランプ18、投光用
光学系19および小型電源装置20を有している。Xe
フラッシュランプ18は、例えば点灯周波数が最大10
0ヘルツ、1パルスが数マイクロ秒のパルス光を発生す
るもので、このときの数マイクロ秒のパルス光は、瞬間
光量が大きく、プラズマ等の外乱光が無視できるものが
用いられている。このようなXeフラッシュランプ18
は、小型電源装置20により間欠点灯され、この間欠点
灯によるパルス光を投光用光学系19を介して光ファイ
バー8の入射端に入射させるようにしている。
In this case, the light source section 16 has an Xe (xenon) flash lamp 18 as an intermittent lighting light source, a light projecting optical system 19 and a small power source device 20. Xe
The flash lamp 18 has, for example, a maximum lighting frequency of 10
0 Hertz and 1 pulse generate pulsed light of several microseconds, and the pulsed light of several microseconds at this time has a large instantaneous light amount, and disturbance light such as plasma can be ignored. Such Xe flash lamp 18
Is intermittently lit by the small power supply device 20, and the pulsed light generated by the intermittent lighting is incident on the incident end of the optical fiber 8 through the light projecting optical system 19.

【0033】センサー部15は、光検出器としての分光
器(モノクロメータ)21、光電子増倍管22、信号処理
手段としての積分回路23を有している。分光器21
は、光ファイバー8より出射される被エッチング基板5
からの反射光を分光して予め指定された波長の光の強度
を抽出するものである。光電子増倍管22は、分光器2
1の焦点位置に配置され、分光器21により抽出される
所定波長の光の強度に応じた電気的信号を光強度変化信
号として出力するものである。そして、積分回路23
は、光電子増倍管22から出力される光強度変化信号を
積分処理するものである。
The sensor section 15 has a spectroscope (monochromator) 21 as a photodetector, a photomultiplier tube 22, and an integrating circuit 23 as a signal processing means. Spectroscope 21
Is the substrate 5 to be etched which is emitted from the optical fiber 8.
The reflected light from is dispersed and the intensity of light of a predetermined wavelength is extracted. The photomultiplier tube 22 includes the spectroscope 2
It is arranged at the focal position of 1 and outputs an electric signal corresponding to the intensity of light of a predetermined wavelength extracted by the spectroscope 21 as a light intensity change signal. Then, the integrating circuit 23
Is for integrating the light intensity change signal output from the photomultiplier tube 22.

【0034】制御部17は、Xeフラッシュランプ18
の発光量を制御するための印加電圧制御信号を発生する
とともに、小型電源装置20および積分回路23のリセ
ット部に与える発光パルス信号を発生する光源制御部2
4を有し、さらにXeフラッシュランプ18または光フ
ァイバー8の交換時期を感知する交換時期感知手段27
とXeフラッシュランプ18または光ファイバー8の交
換時期を通知する交換時期通知手段28を有している。
その他に、図示しない積分回路23からの出力(アナロ
グ信号)をデジタル信号に変換するA/D変換部および
演算器11とのインターフェイス部などを有している。
The controller 17 controls the Xe flash lamp 18
The light source control unit 2 that generates an applied voltage control signal for controlling the light emission amount of the light source and generates a light emission pulse signal that is given to the reset unit of the small power supply device 20 and the integration circuit 23.
4 and further has a replacement time sensing means 27 for sensing the replacement time of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8.
And Xe flash lamp 18 or optical fiber 8 replacement time notification means 28 for notifying the replacement time.
In addition, it has an A / D conversion unit for converting the output (analog signal) from the integration circuit 23 (not shown) into a digital signal, an interface unit with the arithmetic unit 11, and the like.

【0035】なお、エッチングチャンバー1は図示しな
いがGUI部を備えており、オペレータが任意に制御、
パラメータの設定を行うことを可能としている。
Although not shown, the etching chamber 1 is provided with a GUI unit, and the operator can control it arbitrarily.
It is possible to set parameters.

【0036】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。
Next, the operation of the embodiment thus configured will be described.

【0037】いま、プロセスセンサー14の光源制御部
24から発光パルス信号が発生し、小型電源装置20に
入力されると、この発光パルス信号に同期してXeフラ
ッシュランプ18が間欠点灯し、点灯周波数最大100
ヘルツ、1パルスが数マイクロ秒のパルス光を発生す
る。この場合、Xeフラッシュランプ18からのパルス
光は、瞬間光量が大きく、プラズマ等の外乱光を無視す
ることができる。
Now, when a light emission pulse signal is generated from the light source control section 24 of the process sensor 14 and is input to the small power supply device 20, the Xe flash lamp 18 is intermittently turned on in synchronization with this light emission pulse signal, and the lighting frequency. Up to 100
Hertz and one pulse generate pulsed light of several microseconds. In this case, the pulsed light from the Xe flash lamp 18 has a large instantaneous light quantity, and ambient light such as plasma can be ignored.

【0038】Xeフラッシュランプ18からのパルス光
は、投光用光学系19を介して光ファイバー8の端面に
集光され、光ファイバー8を通じ、照射光学系9の反射
鏡13で偏向され集光レンズ12、観察窓6を通って被
エッチング基板5に照射される。この場合、集光レンズ
12と被エッチング基板5との間の距離が可変である場
合は、集光レンズ12からの光は平行光であることが望
ましく、集光レンズ12と被エッチング基板5との間の
距離が固定である場合は、集光レンズ12からの光は被
エッチング基板5上で集光することが望ましい。
The pulsed light from the Xe flash lamp 18 is condensed on the end face of the optical fiber 8 through the light projecting optical system 19 and is deflected by the reflecting mirror 13 of the irradiation optical system 9 through the optical fiber 8 and the condensing lens 12 The substrate 5 to be etched is irradiated through the observation window 6. In this case, when the distance between the condenser lens 12 and the substrate 5 to be etched is variable, it is desirable that the light from the condenser lens 12 be parallel light. When the distance between them is fixed, it is desirable that the light from the condenser lens 12 is condensed on the substrate 5 to be etched.

【0039】被エッチング基板5で反射された光は、観
察窓6を通って照射光学系9の集光レンズ12に入射
し、反射鏡13で偏向されて光ファイバー8の端面に集
光され、光ファイバー8を通じてプロセスセンサー14
のセンサー部15に入射する。センサー部15では、分
光器21にて反射光を分光して所定波長の光の強度を抽
出するとともに、光電子増倍管22により抽出された所
定波長の光の強度に応じた電気信号を出力し、積分回路
23に出力する。
The light reflected by the substrate 5 to be etched enters the condenser lens 12 of the irradiation optical system 9 through the observation window 6, is deflected by the reflecting mirror 13 and is condensed on the end face of the optical fiber 8. Process sensor 14 through 8
Is incident on the sensor unit 15. In the sensor unit 15, the spectroscope 21 disperses the reflected light to extract the intensity of the light of the predetermined wavelength, and outputs the electric signal according to the intensity of the light of the predetermined wavelength extracted by the photomultiplier tube 22. , To the integrator circuit 23.

【0040】ここまでの動作について、図3のタイミン
グチャートを用いてさらに詳細に説明すると、光源制御
部24から発光パルス信号は同図(a)に示すようにT
0の間隔で出力され、この発光パルス信号の立ち上がり
のタイミングでトリガがかかり、同図(b)に示すよう
にXeフラッシュランプ18は、符号301に示す波形
のパルス光を発生する。この場合、パルス光の1パルス
の発光時間は小型電源装置20内のコンデンサ容量に依
存するため、このコンデンサ容量が固定である場合は、
Xeフラッシュランプ18の発光時間T1は安定してい
る。
The operation up to this point will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG. 3. The light emission pulse signal from the light source controller 24 is T as shown in FIG.
It is output at intervals of 0, and a trigger is applied at the rising timing of this light emission pulse signal, and the Xe flash lamp 18 generates pulsed light having a waveform 301 as shown in FIG. In this case, the emission time of one pulse of the pulsed light depends on the capacitance of the capacitor in the small power supply device 20, so if the capacitance of this capacitor is fixed,
The emission time T1 of the Xe flash lamp 18 is stable.

【0041】発光パルス信号は、小型電源装置20に入
力されると同時に、積分回路23にも入力される。積分
回路23では、発光パルス信号の立ち上がりと同時に、
同図(d)に示すように、充電を開始し、予め任意に設
定した充電期間aの間充電する。そして、同図(e)に
示す電気信号を出力し、その後、充電期間aを経過する
と、積分回路23からの出力が制御部17に取り込ま
れ、また、同図(c)に示す放電信号の立ち上がりのタ
イミングで、積分回路23は、同図(d)に示す予め任
意に設定した放電期間bの間、放電動作を行う。以上の
一連動作は、発光パルス信号のT0の時間間隔ごとに行
われる。
The light emission pulse signal is input to the small power supply device 20 and also to the integration circuit 23 at the same time. In the integrating circuit 23, at the same time when the light emission pulse signal rises,
As shown in (d) of the same figure, charging is started, and charging is performed for a charging period a that is arbitrarily set in advance. Then, the electric signal shown in (e) of the figure is output, and thereafter, when the charging period a elapses, the output from the integration circuit 23 is taken into the control section 17, and the discharge signal shown in (c) of FIG. At the rising timing, the integration circuit 23 performs the discharging operation during the discharging period b set in advance as shown in FIG. The above series of operations is performed at every time interval T0 of the light emission pulse signal.

【0042】制御部17に取り込まれた積分回路23か
らの出力は、図示しないA/D変換部によりデジタル信
号化され、演算器11に送られる。
The output from the integration circuit 23 fetched by the control unit 17 is converted into a digital signal by an A / D conversion unit (not shown) and sent to the arithmetic unit 11.

【0043】演算器11では、上述したと同様にして、
反射光の強度を示す電気信号から所定の演算を行い、エ
ッチングプロセスモニターを行うとともにエッチング終
点の検出を行う。そして、エッチング終点を検出する
と、高周波電源4に終了信号を送り、給電を停止させ
る。
In the arithmetic unit 11, in the same manner as described above,
A predetermined calculation is performed from the electric signal indicating the intensity of the reflected light, the etching process is monitored, and the etching end point is detected. Then, when the etching end point is detected, an end signal is sent to the high frequency power source 4 to stop the power supply.

【0044】ところで、長時間、エッチングプロセスモ
ニターを行っていると、Xeフラッシュランプ18の光
量が低下し、また長時間のUV照射により光ファイバー
8の透過率の減少が生じる。
By the way, when the etching process is monitored for a long period of time, the light amount of the Xe flash lamp 18 is decreased, and the UV irradiation for a long period of time causes a decrease in the transmittance of the optical fiber 8.

【0045】そこで、予め、Xeフラッシュランプ18
が新品の時に、プラズマ光をオンさせずに、Xeフラッ
シュランプ18を点灯させ、被エッチング基板5からの
反射光に対し分光器21にて測定に必要な波長を設定
し、このときの光電子増倍管22の出力を測定し、この
出力を初期状態の光強度測定値V0として記憶してお
く。その後、光強度の測定ごと、または定期的に、Xe
フラッシュランプ18を点灯して、被エッチング基板5
からの反射光に応じた光電子増倍管22の出力を測定す
る。そして、この測定値V1と予め記憶した測定値V0
を比較し、この結果が所定の閾値を下回ると、制御部1
7によりXeフラッシュランプ18への印加電圧制御信
号を変化させてXeフラッシュランプ18の調光によ
り、発光量を増やしてV1とV0の関係が常に所定の閾
値以上になるようにする。その後、制御部17の印加電
圧制御信号がXeフラッシュランプ18の定格値に達し
たならば、交換時期感知手段27は、Xeフラッシュラ
ンプ18または光ファイバー8の交換時期を感知し、交
換時期通知手段28は、図示しないGUI部に信号を送
り、オペレータにXeフラッシュランプ18または光フ
ァイバー8の交換時期となったことを知らせる。
Therefore, the Xe flash lamp 18 is previously prepared.
When the product is new, the Xe flash lamp 18 is turned on without turning on the plasma light, and the spectroscope 21 sets the wavelength required for measurement with respect to the reflected light from the substrate 5 to be etched. The output of the double tube 22 is measured, and this output is stored as the light intensity measurement value V0 in the initial state. After that, every time the light intensity is measured or periodically, Xe
The flash lamp 18 is turned on to turn the substrate 5 to be etched.
The output of the photomultiplier tube 22 is measured according to the reflected light from the. Then, the measured value V1 and the previously stored measured value V0
When the result is below a predetermined threshold value, the control unit 1
7, the applied voltage control signal to the Xe flash lamp 18 is changed to dimming the Xe flash lamp 18 to increase the light emission amount so that the relationship between V1 and V0 is always equal to or greater than a predetermined threshold value. After that, when the applied voltage control signal of the control unit 17 reaches the rated value of the Xe flash lamp 18, the replacement timing detection means 27 senses the replacement timing of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8 and the replacement timing notification means 28. Sends a signal to a GUI unit (not shown) to notify the operator that it is time to replace the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8.

【0046】従って、このようにすれば、Xeフラッシ
ュランプ18を有する光源部16と分光器(モノクロメ
ータ)21、光電子増倍管22、積分回路23を有する
センサー部15を一体的な構成としているので、小型化
できるとともに、自由度を持った設置が実現できる。
Therefore, in this case, the light source section 16 having the Xe flash lamp 18, the spectroscope (monochromator) 21, the photomultiplier tube 22, and the sensor section 15 having the integrating circuit 23 are integrated. Therefore, the size can be reduced and the installation can be realized with a high degree of freedom.

【0047】また、光源として、低発熱、小型のXeフ
ラッシュランプ18を使用しているので、さらなる小型
化を実現できる。
Further, since the Xe flash lamp 18 of low heat generation and small size is used as the light source, further downsizing can be realized.

【0048】さらに、初期状態で測定された光強度を基
準にしてXeフラッシュランプ18の調光を行ってお
り、常に一定の光量を被エッチング基板5に照射するこ
とができるので、安定した精度の高い光強度測定を実現
できる。
Further, the light intensity of the Xe flash lamp 18 is adjusted on the basis of the light intensity measured in the initial state, and it is possible to irradiate the substrate 5 to be etched with a constant light amount at all times. High light intensity measurement can be realized.

【0049】さらに、信号処理手段として積分回路23
を用い、この積分回路23での積分時間をXeフラッシ
ュランプ18の発光パルス信号と同期させるようにした
ので、S/Nに優れた精度の高い光強度測定が可能とな
る。
Furthermore, the integration circuit 23 serves as a signal processing means.
Since the integration time in the integration circuit 23 is synchronized with the light emission pulse signal of the Xe flash lamp 18 by using, it is possible to measure the light intensity with excellent S / N and high accuracy.

【0050】さらに、Xeフラッシュランプ18の調光
の様子からXeフラッシュランプ18または光ファイバ
ー8の交換時期を通知することができるので、これらX
eフラッシュランプ18または光ファイバー8の劣化に
伴う光強度測定の精度低下を棒とすることができる。
Furthermore, since it is possible to notify the replacement time of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8 from the dimming state of the Xe flash lamp 18, these X
e The decrease in the accuracy of the light intensity measurement due to the deterioration of the flash lamp 18 or the optical fiber 8 can be taken as a stick.

【0051】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の
形態を説明する。この場合、光強度測定装置を備えたエ
ッチング装置については、図1と同様なので、同図を援
用するものとする。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. In this case, the etching device equipped with the light intensity measuring device is the same as that shown in FIG.

【0052】図4は、このようなエッチング装置に適用
されるプロセスセンサー14の概略構成を示すもので、
図2と同一部分には、同符号を付している。
FIG. 4 shows a schematic structure of the process sensor 14 applied to such an etching apparatus.
The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

【0053】この場合、センサー部15は、積分回路2
3に代えてピークホールド回路25が光電子増倍管22
に電気的に接続されている。
In this case, the sensor unit 15 includes the integration circuit 2
In place of 3, the peak hold circuit 25 is replaced by the photomultiplier tube 22.
Electrically connected to.

【0054】また、制御部17の光源制御部24は、X
eフラッシュランプ18の発光量を制御するための印加
電圧制御信号を発生するとともに、小型電源装置20お
よびピークホールド回路25のトリガ部に与える発光パ
ルス信号を発生する。
Further, the light source control section 24 of the control section 17 controls the X
e Generates an applied voltage control signal for controlling the light emission amount of the flash lamp 18, and also generates a light emission pulse signal to be given to the trigger unit of the small power supply device 20 and the peak hold circuit 25.

【0055】このような構成の動作について、図5に示
すタイミングチャートを用いて詳細に説明すると、光源
制御部24から発光パルス信号は同図(a)に示すよう
にT0の間隔で出力され、この発光パルス信号の立ち上
がりのタイミングでトリガがかかり、同図(b)に示す
ようにXeフラッシュランプ18は、符号301に示す
波形のパルス光を発生する。
The operation of such a configuration will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. 5. The light source control unit 24 outputs light emission pulse signals at intervals of T0 as shown in FIG. A trigger is applied at the rising timing of the light emission pulse signal, and the Xe flash lamp 18 generates pulsed light having a waveform 301 as shown in FIG.

【0056】発光パルス信号は小型電源装置20に入力
されると同時に、ピークホールド回路25のトリガ部に
も入力される。ピークホールド回路25では、発光パル
ス信号の立ち上がりと同時に、同図(d)に示すように
予め任意に設定した動作時間cの間、光電子増倍管22
より出力される同図(e)に示す被エッチング基板5か
らの反射光に応じた電気信号が最大になったところでホ
ールドする。そして、動作時間cを経過すると、ピーク
ホールド回路25でホールドされた値が制御部17に取
り込まれ、また、同図(c)に示すリセット信号の立ち
上がりのタイミングで、ピークホールド回路25は、同
図(d)に示すように予め任意に設定したリセット期間
dの間、リセット動作が行われる。以上の一連動作は、
発光パルス信号のT0の時間間隔ごとに行われる。
The light emission pulse signal is input to the small power supply device 20 and at the same time, to the trigger section of the peak hold circuit 25. In the peak hold circuit 25, at the same time as the rising of the light emission pulse signal, as shown in FIG.
It is held when the electric signal corresponding to the reflected light from the substrate 5 to be etched shown in FIG. Then, when the operation time c has elapsed, the value held by the peak hold circuit 25 is taken into the control unit 17, and at the rising timing of the reset signal shown in FIG. As shown in FIG. 3D, the reset operation is performed during a reset period d that is arbitrarily set in advance. The above series of operations is
It is performed at every time interval T0 of the light emission pulse signal.

【0057】従って、このようにしても第1の実施の形
態と同様な効果が得られ、さらに、Xeフラッシュラン
プ18として発光時間が短く、発光のピーク値が大きい
ものが用いられた場合でも、被エッチング基板5からの
反射光の強度測定を正確に測定することが可能となる。
Therefore, even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and even when the Xe flash lamp 18 having a short emission time and a large emission peak value is used, It is possible to accurately measure the intensity of the reflected light from the etched substrate 5.

【0058】(第3の実施の形態)次に、第3の実施の
形態を説明する。この場合、光強度測定装置を備えたエ
ッチング装置およびプロセスセンサー14については、
図1および図2と同様なので、これらの図を援用するも
のとする。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. In this case, regarding the etching device and the process sensor 14 equipped with the light intensity measuring device,
Since these are similar to FIGS. 1 and 2, these figures are incorporated herein by reference.

【0059】ここでは、プロセスセンサー14の制御部
17は、発光パルス信号とともに、図2中の破線で示す
リファレンス取込信号rを積分回路23のリセット部に
印加するようにしている。
Here, the control unit 17 of the process sensor 14 is adapted to apply the reference capture signal r shown by the broken line in FIG. 2 to the reset unit of the integrating circuit 23 together with the light emission pulse signal.

【0060】このような構成の動作について、図6に示
すタイミングチャートを用いて詳細に説明すると、光源
制御部24から発光パルス信号は同図(a)に示すよう
にT0の間隔で出力され、この発光パルス信号の立ち上
がりのタイミングでトリガがかかり、同図(c)に示す
ようにXeフラッシュランプ18は、符号301に示す
波形のパルス光を発光する。
The operation of such a configuration will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. 6. The light source control section 24 outputs light emission pulse signals at intervals of T0 as shown in FIG. A trigger is applied at the rising timing of the light emission pulse signal, and the Xe flash lamp 18 emits pulsed light having a waveform indicated by reference numeral 301 as shown in FIG.

【0061】発光パルス信号は小型電源装置20に入力
されると同時に、積分回路23のリセット部にも入力さ
れる。すると、積分回路23では、発光パルス信号の立
ち上がりと同時に、同図(e)に示す充電期間a1とな
って、光電子増倍管22より出力される同図(f)に示
す被エッチング基板5からの反射光に応じた電気信号を
充電する。その後、Xeフラッシュランプ18の発光時
間T1を経過すると、積分回路23からの出力が制御部
17に取り込まれ、また、同図(d)に示す放電信号の
立ち上がりのタイミングで、積分回路23は、同図
(e)に示す放電期間b1に移行し放電される。このと
き、制御部17に取り込まれた積分回路23からの出力
をV1とする。
The light emission pulse signal is input to the small power supply device 20 and at the same time, to the reset portion of the integrating circuit 23. Then, in the integrating circuit 23, at the same time as the rising of the light emission pulse signal, the charging period a1 shown in FIG. 7E comes and the photomultiplier tube 22 outputs the substrate 5 to be etched shown in FIG. The electric signal corresponding to the reflected light of is charged. After that, when the light emission time T1 of the Xe flash lamp 18 elapses, the output from the integration circuit 23 is captured by the control unit 17, and the integration circuit 23 changes at the rising timing of the discharge signal shown in FIG. The discharge period b1 shown in (e) of the figure is started and the discharge is performed. At this time, the output from the integration circuit 23 taken into the control unit 17 is set to V1.

【0062】その後、同図(b)に示すタイミングでリ
ファレンス取込信号rが積分回路23のリセット部に入
力される。すると、同図(e)に示す充電期間a2とな
って、光電子増倍管22からの電気信号を充電する。そ
の後、時間T1を経過すると、積分回路23からの出力
が制御部17に取り込まれ、また、同図(d)に示す放
電信号の立ち上がりのタイミングで、積分回路23は、
放電される。このとき、制御部17に取り込まれる積分
回路23からの出力をV2とする。この場合、積分回路
23の出力V2は、本来0に近い値となるが、例えばプ
ラズマ光の他に外乱光などが大きいと、同図(f)に示
すように被エッチング基板5の反射光に応じた電気信号
にDC成分が含まれるので、このDC成分が積分回路2
3の出力V2として表れる。
Thereafter, the reference take-in signal r is input to the reset section of the integrating circuit 23 at the timing shown in FIG. Then, the charging period a2 shown in (e) of the figure is reached, and the electric signal from the photomultiplier tube 22 is charged. After that, when the time T1 elapses, the output from the integration circuit 23 is taken into the control unit 17, and the integration circuit 23 changes at the rising timing of the discharge signal shown in FIG.
Is discharged. At this time, the output from the integration circuit 23 taken in by the control unit 17 is set to V2. In this case, the output V2 of the integrating circuit 23 originally has a value close to 0. However, if ambient light or the like is large in addition to plasma light, as shown in FIG. Since the corresponding electric signal includes the DC component, this DC component is
3 output V2.

【0063】制御部17では、(V1−V2)を計算
し、DC成分を差し引いた出力を、図示しないA/D変
換部によりデジタル信号化して、演算器11に出力し、
上述したと同様にして、所定の演算を行い、エッチング
プロセスモニターを行うとともにエッチング終点の検出
を行う。以上の一連動作は、発光パルス信号のT0の時
間間隔ごとに行われる。
The control unit 17 calculates (V1−V2), subtracts the DC component from the output, converts it into a digital signal by an A / D conversion unit (not shown), and outputs it to the arithmetic unit 11.
Similarly to the above, a predetermined calculation is performed, the etching process is monitored, and the etching end point is detected. The above series of operations is performed at every time interval T0 of the light emission pulse signal.

【0064】従って、このようにしても第1の実施の形
態と同様な効果が得られ、さらに、例えば、プラズマ光
の他に外乱光などが含まれる場合も、これら外乱光によ
る影響を効果的に除去することができるので、常に精度
のよい光強度測定を行うことが可能となる。
Therefore, even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and further, for example, even when disturbance light or the like is included in addition to the plasma light, the influence of the disturbance light is effective. Therefore, it is possible to always perform accurate light intensity measurement.

【0065】(第4の実施の形態)次に、第4の実施の
形態を説明する。この場合、光強度測定装置を備えたエ
ッチング装置については、図1と同様なので、同図を援
用するものとする。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described. In this case, the etching device equipped with the light intensity measuring device is the same as that shown in FIG.

【0066】図7は、このようなエッチング装置に適用
されるプロセスセンサー14の概略構成を示すもので、
図2と同一部分には、同符号を付している。
FIG. 7 shows a schematic structure of the process sensor 14 applied to such an etching apparatus.
The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

【0067】この場合、光源部16のXeフラッシュラ
ンプ18と投光用光学系19を一体に構成し、これらフ
ラッシュランプ18と投光用光学系19を光軸方向に移
動可能にする光強度調整手段としてのスライド機構26
を有し、このスライド機構26のスライド操作により投
光用光学系19の焦点位置fを、光ファイバー8の入射
端面8aに対して図示矢印の光軸方向に移動調整し、X
eフラッシュランプ18からの出射光の強度を調整可能
にしている。また、制御部17は、Xeフラッシュラン
プ18および光ファイバー8の交換時期を感知する交換
時期感知手段27とXeフラッシュランプ18または光
ファイバー8の交換時期を通知する交換時期通知手段2
8を有している。
In this case, the Xe flash lamp 18 of the light source unit 16 and the light projecting optical system 19 are integrally formed, and the light intensity is adjusted so that the flash lamp 18 and the light projecting optical system 19 can be moved in the optical axis direction. Slide mechanism 26 as means
The focus position f of the projection optical system 19 is moved and adjusted in the optical axis direction of the arrow with respect to the incident end face 8a of the optical fiber 8 by sliding operation of the slide mechanism 26.
The intensity of the light emitted from the e-flash lamp 18 can be adjusted. Further, the control unit 17 detects the replacement timing of the Xe flash lamp 18 and the optical fiber 8 and the replacement timing notification means 27 that notifies the replacement timing of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8.
Have eight.

【0068】この場合、フラッシュランプ18が新品で
ある場合、図示のようにスライド機構26のスライド操
作により投光用光学系19の焦点位置fを光ファイバー
8の入射端面8aから意図的にずらしておく。つまり、
長時間、エッチングプロセスモニターを行っていると、
Xeフラッシュランプ18の発光量が低下し、また、長
時間のUV照射により光ファイバー8の透過率の減少が
生じる。そこで、Xeフラッシュランプ18が新品の時
に、投光用光学系19の焦点位置fを光ファイバー8の
入射端面8aから意図的にずらしておき、プラズマ光を
オンさせずに、Xeフラッシュランプ18を点灯させ
る。そして、被エッチング基板5からの反射光を分光器
21にて測定に必要な波長に設定し、光電子増倍管22
の出力を測定し、この出力をV0として記憶しておく。
その後、測定ごと、または定期的に、Xeフラッシュラ
ンプ18を点灯させ、被エッチング基板5からの反射光
に応じた光電子増倍管22の出力を測定する。そして、
この測定値V1と予め記憶したV0と比較し、この結果
が所定の閾値を下回ると、スライド機構26のスライド
操作により投光用光学系19の焦点位置fを光ファイバ
ー8の入射端面8aに近付けてXeフラッシュランプ1
8の発光量を増加させ、V1とV0の関係が所定の閾値
以上になるように調整する。その後、スライド機構26
の操作によりさらに投光用光学系19の焦点位置fを光
ファイバー8の入射端面8aに近付けてもV1とV0の
関係が所定の閾値以上にならない場合は、交換時期感知
手段27は、Xeフラッシュランプ18または光ファイ
バー8の交換時期と感知し、その旨を交換時期通知手段
28により通知する。
In this case, when the flash lamp 18 is new, the focus position f of the projection optical system 19 is intentionally shifted from the incident end face 8a of the optical fiber 8 by sliding operation of the slide mechanism 26 as shown in the figure. . That is,
If you are monitoring the etching process for a long time,
The amount of light emitted from the Xe flash lamp 18 decreases, and the transmittance of the optical fiber 8 also decreases due to long-term UV irradiation. Therefore, when the Xe flash lamp 18 is new, the focal position f of the projection optical system 19 is intentionally shifted from the incident end face 8a of the optical fiber 8 and the Xe flash lamp 18 is turned on without turning on the plasma light. Let Then, the reflected light from the substrate 5 to be etched is set to a wavelength required for measurement by the spectroscope 21, and the photomultiplier tube 22 is set.
Is measured and this output is stored as V0.
After that, the Xe flash lamp 18 is turned on for each measurement or periodically, and the output of the photomultiplier tube 22 according to the reflected light from the substrate 5 to be etched is measured. And
This measured value V1 is compared with V0 stored in advance, and when this result falls below a predetermined threshold value, the focus position f of the projection optical system 19 is brought closer to the incident end face 8a of the optical fiber 8 by the slide operation of the slide mechanism 26. Xe flash lamp 1
The light emission amount of No. 8 is increased and adjusted so that the relationship between V1 and V0 becomes equal to or more than a predetermined threshold value. After that, the slide mechanism 26
If the relationship between V1 and V0 does not exceed the predetermined threshold value even if the focal position f of the projection optical system 19 is brought closer to the incident end face 8a of the optical fiber 8 by the operation of, the replacement time sensing means 27 causes the Xe flash lamp. It is detected that the replacement time of 18 or the optical fiber 8 is reached, and the replacement time notification means 28 notifies that fact.

【0069】従って、このようにしても第1の実施の形
態と同様な効果が得られ、さらに、光強度測定の際に、
Xeフラッシュランプ18からの発光量の調整を行うこ
とができるので、常に一定の光量を被エッチング基板5
に照射することができ、安定した精度の高い光強度測定
を実現できる。また、Xeフラッシュランプ18または
光ファイバー8の交換時期を通知することができるの
で、これらXeフラッシュランプ18または光ファイバ
ー8の劣化に伴う光強度測定の精度低下を棒とすること
ができる。
Therefore, even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and further, when measuring the light intensity,
Since the amount of light emitted from the Xe flash lamp 18 can be adjusted, a constant amount of light is always applied to the substrate 5 to be etched.
It is possible to irradiate the surface with the light and realize stable and highly accurate light intensity measurement. Further, since it is possible to notify the replacement time of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8, the deterioration of the accuracy of the light intensity measurement due to the deterioration of the Xe flash lamp 18 or the optical fiber 8 can be a stick.

【0070】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない
範囲で種々変形することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified at the stage of carrying out the invention without departing from the spirit of the invention.

【0071】例えば、本発明をエッチングプロセスモニ
ターを備えたエッチング装置に適用した例を示したが、
半導体基板および液晶パネル用のガラス基板などの反射
光を測定する光強度測定装置であってもよい。
For example, an example in which the present invention is applied to an etching apparatus equipped with an etching process monitor has been shown.
It may be a light intensity measuring device that measures reflected light from a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal panel, or the like.

【0072】また、Xeフラッシュランプ18は、1つ
に限らず、光量を増やすために複数個設置し、多分岐光
ファイバーを用いてもよい。
Further, the Xe flash lamp 18 is not limited to one, and a plurality of Xe flash lamps may be installed to increase the light quantity and a multi-branched optical fiber may be used.

【0073】さらに、分光器21は、モノクロメータに
限らず、紫外域から可視域まで同時に測定できるポリク
ロメータでも良い。また、広・狭帯域の干渉フィルター
他、光を分光するものであっても良い。
Further, the spectroscope 21 is not limited to a monochromator, but may be a polychromator capable of simultaneously measuring from the ultraviolet region to the visible region. Further, it may be a wide / narrow band interference filter, or may be one that disperses light.

【0074】さらに、受光素子に光電子増倍管22を用
いたが、ホトダイオード、ラインセンサーカメラ、CC
Dカメラなど、光を電気信号に変換可能な受光素子であ
ってもよい。
Further, although the photomultiplier tube 22 is used as the light receiving element, a photodiode, a line sensor camera, a CC
It may be a light receiving element capable of converting light into an electric signal, such as a D camera.

【0075】さらに、第4の実施の形態において、光強
度を調整する光強度調整手段として投光用光学系19の
焦点位置fを光ファイバー8の入射端面8aに対して光
軸方向に移動調整可能にしたスライド機構26を用いた
が、光ファイバー8の入射端面8a側を移動させるよう
にしてもよい。また、光強度調整手段には、NDフィル
タや絞りなどの減光手段を用いることもできる。
Further, in the fourth embodiment, as the light intensity adjusting means for adjusting the light intensity, the focus position f of the projection optical system 19 can be moved and adjusted in the optical axis direction with respect to the incident end face 8a of the optical fiber 8. Although the slide mechanism 26 described above is used, the optical fiber 8 may be moved on the incident end face 8a side. Further, a light reducing means such as an ND filter or a diaphragm can be used as the light intensity adjusting means.

【0076】さらに、上記実施の形態には、種々の段階
の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件
における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄
で述べられている効果が得られる場合には、この構成要
件が削除された構成が発明として抽出できる。
Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and it is described in the section of the effect of the invention. In the case where the effect described above is obtained, a configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小型
化が可能で、しかも常に安定した精度の高い光強度測定
を実現することができる光強度測定装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light intensity measuring device which can be miniaturized and can always realize stable and highly accurate light intensity measurement.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態に用いられるプロセスセンサ
ーの概略構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a process sensor used in the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態を説明するためのタイミング
チャートを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart for explaining the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施の形態に用いられるプロセ
スセンサーの概略構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a process sensor used in a second embodiment of the present invention.

【図5】第2の実施の形態を説明するためのタイミング
チャートを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a timing chart for explaining a second embodiment.

【図6】本発明の第3の実施の形態を説明するためのタ
イミングチャートを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a timing chart for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態に用いられるプロセ
スセンサーの概略構成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a process sensor used in a fourth embodiment of the present invention.

【図8】従来のエッチングプロセスモニターを備えたエ
ッチング装置の一例の概略構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an example of an etching apparatus including a conventional etching process monitor.

【図9】被エッチング基板からの反射光波形を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a reflected light waveform from the substrate to be etched.

【図10】被エッチング基板の代表的な断面を示す図。FIG. 10 is a view showing a typical cross section of a substrate to be etched.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エッチングチャンバー 2…上部電極 3…下部電極 4…高周波電源 5…被エッチング基板 6…観察窓 7…光源 8…光ファイバー 8a…入射端面 9…照射光学系 10…分光器 11…演算器 12…集光レンズ 13…反射鏡 14…プロセスセンサー 15…センサー部 16…光源部 17…制御部 18…Xeフラッシュランプ 19…投光用光学系 20…小型電源装置 21…分光器 22…光電子増倍管 23…積分回路 24…光源制御部 25…ピークホールド回路 26…スライド機構 27…交換時期感知手段 28…交換時期通知手段 1 ... Etching chamber 2 ... Upper electrode 3 ... Lower electrode 4 ... High frequency power supply 5 ... Substrate to be etched 6 ... Observation window 7 ... Light source 8 ... Optical fiber 8a ... Incident end face 9 ... Irradiation optical system 10 ... Spectrometer 11 ... arithmetic unit 12 ... Condensing lens 13 ... Reflector 14 ... Process sensor 15 ... Sensor part 16 ... Light source 17 ... Control unit 18 ... Xe flash lamp 19 ... Projection optical system 20 ... Small power supply 21 ... Spectrometer 22 ... Photomultiplier tube 23 ... Integrating circuit 24 ... Light source control unit 25 ... Peak hold circuit 26 ... Slide mechanism 27 ... Replacement time sensing means 28 ... Replacement time notification means

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つの間欠点灯光源と、被検
体を照射するための光照射手段と、前記被検体からの反
射光を測定する光検出器と、前記光検出器で検出した光
強度変化信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理
手段で処理された信号を演算する演算手段とを具備し、 少なくとも1つの前記間欠点灯光源と前記光検出器とを
一体的に構成したことを特徴とする光強度測定装置。
1. At least one intermittent lighting light source, light irradiation means for irradiating a subject, a photodetector for measuring reflected light from the subject, and a change in light intensity detected by the photodetector. A signal processing means for processing a signal and a computing means for computing the signal processed by the signal processing means are provided, and at least one of the intermittent lighting light source and the photodetector is integrally configured. And a light intensity measuring device.
【請求項2】 前記信号処理手段は積分回路手段を有
し、前記積分回路手段の積分時間を前記間欠点灯光源の
発光時間と同期させていることを特徴とする請求項1記
載の光強度測定装置。
2. The light intensity measurement according to claim 1, wherein the signal processing means has an integration circuit means, and an integration time of the integration circuit means is synchronized with a light emission time of the intermittent lighting light source. apparatus.
【請求項3】 前記信号処理手段は、ピークホールド回
路手段を有していることを特徴とする請求項1記載の光
強度測定装置。
3. The light intensity measuring device according to claim 1, wherein the signal processing means includes a peak hold circuit means.
【請求項4】 少なくとも1つの前記間欠点灯光源は、
前記間欠点灯光源からの出射光の光強度を調整する光強
度調整手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれかに記載の光強度測定装置。
4. At least one of the intermittent lighting light sources,
The light intensity measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a light intensity adjusting unit that adjusts the light intensity of the light emitted from the intermittent lighting light source.
【請求項5】 少なくとも1つの前記間欠点灯光源は、
前記間欠点灯光源の交換時期を感知する交換時期感知手
段と、前記間欠点灯光源の交換時期を通知する交換時期
通知手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の光強度測定装置。
5. At least one of the intermittent lighting light sources,
5. The light according to claim 1, further comprising: a replacement timing sensing unit that senses a replacement timing of the intermittent lighting light source, and a replacement timing notification unit that notifies a replacement timing of the intermittent lighting light source. Strength measuring device.
【請求項6】 前記間欠点灯光源は、キセノンフラッシ
ュランプであることを特徴とする請求項1乃至5のいず
れかに記載の光強度測定装置。
6. The light intensity measuring device according to claim 1, wherein the intermittent lighting light source is a xenon flash lamp.
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