JP2003243367A - Abnormal discharge-detecting apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置な
どに使用されるチャンバの内部で発生する異常放電を検
出するための異常放電検出装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abnormal discharge detection apparatus and method for detecting an abnormal discharge generated inside a chamber used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】真空機器の特にプラズマエッチング装置
において、チャンバ内部での異常な放電現象を、チャン
バの窓部分から目視で確認できることがある。また、放
電のエネルギが大きい場合は、例えば半導体ウエーハ上
に焼損痕が見られる。しかし、一般にチャンバの窓は小
さいので、チャンバ内の全ての領域を目視することはで
きない。また、放電による発光は、小さなスポット状で
一瞬に消滅することが多いため、目視では認識できない
ことも少なくない。更に、プラズマ処理中に帯電したウ
エーハを次のステージに移動するために、ウエーハの裏
面を金属のピンで突き上げる、この時点で生じる静電気
放電現象を目視することは不可能である。2. Description of the Related Art In a vacuum etching apparatus, particularly a plasma etching apparatus, an abnormal discharge phenomenon inside a chamber may be visually confirmed from a window portion of the chamber. When the discharge energy is large, for example, a burn mark is found on the semiconductor wafer. However, since the window of the chamber is generally small, it is not possible to see all areas within the chamber. Further, the light emission due to the discharge is often extinguished in a moment in the form of a small spot, and therefore, it is often not visually recognizable. Furthermore, in order to move the charged wafer to the next stage during the plasma treatment, the back surface of the wafer is pushed up by a metal pin, and it is impossible to visually observe the electrostatic discharge phenomenon occurring at this time.
【０００３】以上の放電現象は、ウエーハの一部又は全
領域の絶縁を破壊して、電子デバイスの生産性を著しく
低下させる。ここでは、プラズマエッチング装置の事例
を示したが、真空中では低い電界でも放電が起こりやす
いため、イオンミリング装置、イオン注入装置、金属被
膜を形成するスパッタ装置などでも同じ放電現象が発生
する。The above-mentioned discharge phenomenon destroys the insulation of a part or the whole area of the wafer, and remarkably lowers the productivity of electronic devices. Here, an example of a plasma etching apparatus is shown, but since discharge easily occurs even in a low electric field in vacuum, the same discharge phenomenon occurs in an ion milling apparatus, an ion implantation apparatus, a sputtering apparatus for forming a metal film, and the like.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年では、これらの異
常放電について、プラズマエッチング装置の外部壁面に
音響センサを取り付け放電音によってモニタする技術
や、約１３ＭＨｚの交流電圧源の高調波電流の変化によ
ってモニタする技術が発表されている。In recent years, these abnormal discharges are monitored by a technique of mounting an acoustic sensor on the outer wall surface of the plasma etching apparatus and monitoring the discharge sound, or by changing the harmonic current of an AC voltage source of about 13 MHz. Monitoring technology has been announced.
【０００５】しかしながら、音響を使う場合、放電環境
が真空のため、放電位置によっては音波が壁面に到達し
ないことがあった。また、高調波電流を使う場合、動作
中に高周波電極板に直接放電しない現象は検出できな
い、及び、プラズマ状態以外の搬送中の放電現象は検出
できない、などの不都合があった。However, when using sound, the sound wave may not reach the wall surface depending on the discharge position because the discharge environment is a vacuum. Further, when the harmonic current is used, there are inconveniences that a phenomenon that does not directly discharge to the high-frequency electrode plate during operation cannot be detected, and a discharge phenomenon during transportation other than the plasma state cannot be detected.
【０００６】[0006]
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、異常放電の発
生の有無を確実にモニタできる異常放電検出装置及び方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an abnormal discharge detection apparatus and method capable of reliably monitoring the occurrence of abnormal discharge.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る異常放電検
出装置は、絶縁体からなる窓部を有するチャンバ内で発
生する放電の異常を検出する装置である。そして、放電
に伴う電磁波を窓部を介して受信する受信アンテナと、
この受信アンテナで受信された電磁波を電気信号として
出力する検出手段とを備えている（請求項１）。ここで
いう「絶縁体」とは、電気的な絶縁体のことであり、例
えば誘電体と同じ意味である。An abnormal discharge detecting apparatus according to the present invention is an apparatus for detecting an abnormal discharge generated in a chamber having a window made of an insulator. Then, a receiving antenna for receiving the electromagnetic waves associated with the discharge through the window,
The electromagnetic wave received by the receiving antenna is output as an electric signal. The term "insulator" as used herein means an electrical insulator and has the same meaning as, for example, a dielectric.
【０００８】放電には必ず電磁波の放射を伴う。一方、
一般のチャンバは、金属製であるため、電磁波が漏れ出
ない構造になっている。そこで、本発明者は、チャンバ
に必ず設けられている覗き窓に着目し、この覗き窓から
僅かに洩れ出る電磁波を捕らえることを思い付いた。つ
まり、チャンバ内で発生した電磁波を窓部を介して受信
アンテナで捕らえることによって、異常放電の発生の有
無を確実にモニタする。このとき、検出に高周波電流を
用いていないので、電極に発生した放電以外の、静電気
などによる放電も確実に検出できる。The discharge always involves the emission of electromagnetic waves. on the other hand,
Since a general chamber is made of metal, it has a structure in which electromagnetic waves do not leak. Therefore, the present inventor has paid attention to a peep window that is always provided in the chamber, and has come up with the idea of capturing an electromagnetic wave that slightly leaks from the peep window. That is, the electromagnetic waves generated in the chamber are caught by the receiving antenna through the window, so that the presence or absence of abnormal discharge is reliably monitored. At this time, since a high frequency current is not used for detection, it is possible to reliably detect discharge due to static electricity or the like other than the discharge generated in the electrodes.
【０００９】受信アンテナは、チャンバ外の窓部の近傍
に設置される、としてもよい（請求項２）。この場合
は、受信アンテナを移動してチャンバの窓部の近傍に置
くことにより、どのようなチャンバにも受信アンテナを
取り付けることができる。The receiving antenna may be installed near the window outside the chamber (claim 2). In this case, the receiving antenna can be attached to any chamber by moving the receiving antenna and placing it near the window of the chamber.
【００１０】受信アンテナは、窓部の絶縁体内に設けら
れた、としてもよい（請求項３）。この場合は、受信ア
ンテナがチャンバ内の放電発生位置に近づくことによ
り、強い電磁波を捕らえられるので、放電の検出能力が
向上する。このとき、受信アンテナの一部を絶縁体内か
ら突出させてチャンバ内に設けると、より強い電磁波を
捕らえられるので、放電の検出能力がより向上する（請
求項４）。The receiving antenna may be provided in the insulator of the window portion (claim 3). In this case, strong electromagnetic waves can be captured by the receiving antenna approaching the discharge generation position in the chamber, so the discharge detection capability is improved. At this time, if a part of the receiving antenna is made to protrude from the insulator and provided in the chamber, a stronger electromagnetic wave can be captured, so that the discharge detection capability is further improved (claim 4).
【００１１】窓部は円形であり、受信アンテナはループ
アンテナである、としてもよい（請求項５）。窓部が円
形であれば、窓部から洩れ出る電磁波も円錐状にチャン
バ外へ放射される。そのため、受信アンテナをループア
ンテナとすることにより、効率よく電磁波を受信でき
る。The window may be circular and the receiving antenna may be a loop antenna (claim 5). If the window is circular, electromagnetic waves leaking from the window are also radiated to the outside of the chamber in a conical shape. Therefore, electromagnetic waves can be efficiently received by using a loop antenna as the receiving antenna.
【００１２】検出手段は、チャンバに関する動作の時間
変化に重ねて電磁波の時間変化を表示する機能を有す
る、又は電磁波の周波数スペクトラムを表示する機能を
有する、としてもよい（請求項６，７）。このような機
能は、例えばオシロスコープ、スペクトラムアナライ
ザ、パーソナルコンピュータ等によって実現される。チ
ャンバに関する動作の時間変化に重ねて電磁波の時間変
化を表示することにより、チャンバに関する動作と異常
放電との因果関係が明瞭になる。電磁波の周波数スペク
トラムを表示することにより、異常放電による電磁波か
否かが明瞭になる。異常放電による電磁波は、特有の周
波数スペクトラムになるからである。The detecting means may have a function of displaying the time change of the electromagnetic wave in addition to the time change of the operation relating to the chamber, or a function of displaying the frequency spectrum of the electromagnetic wave (claims 6 and 7). Such a function is realized by, for example, an oscilloscope, a spectrum analyzer, a personal computer, or the like. By displaying the time change of the electromagnetic wave on the time change of the operation related to the chamber, the causal relationship between the operation related to the chamber and the abnormal discharge becomes clear. By displaying the frequency spectrum of electromagnetic waves, it becomes clear whether or not the electromagnetic waves are due to abnormal discharge. This is because the electromagnetic wave due to the abnormal discharge has a unique frequency spectrum.
【００１３】本発明に係る異常放電検出方法は、本発明
に係る異常放電検出装置に使用されるものである。そし
て、請求項８乃至１４記載の異常放電検出方法は、請求
項１乃至７記載の異常放電検出装置にそれぞれ対応して
いる。The abnormal discharge detection method according to the present invention is used in the abnormal discharge detection device according to the present invention. The abnormal discharge detection method according to claims 8 to 14 corresponds to the abnormal discharge detection device according to claims 1 to 7, respectively.
【００１４】換言すると、本発明は、プラズマエッチン
グ装置、イオン注入装置、スパッタ装置などの真空チャ
ンバ内で高電圧を印加する装置において、そのチャンバ
内で発生する放電現象を、放電が放射する電磁波によっ
て検出し、放電発生の有無をモニタすることを特徴とす
る計測方法である。このとき、電磁波を検出する受信ア
ンテナの位置は、チャンバ内又はチャンバに取り付けら
れたガラス窓の外側の近傍である。In other words, according to the present invention, in a device such as a plasma etching device, an ion implantation device, and a sputtering device for applying a high voltage in a vacuum chamber, a discharge phenomenon occurring in the chamber is caused by an electromagnetic wave emitted by the discharge. It is a measuring method characterized by detecting and monitoring the occurrence of discharge. At this time, the position of the receiving antenna that detects the electromagnetic wave is inside the chamber or near the outside of the glass window attached to the chamber.
【００１５】更に具体的に言えば、本発明は次のような
特徴を有する。
（１）半導体製造装置（プラズマエッチング、スパッ
タ、イオンミリング、イオン注入などの装置）のチャン
バ内に発生する（異常）放電を、放電が放射する電磁波
によって検出する。
（２）チャンバの内部、外部又はガラス窓にアンテナ
（ループアンテナ、モノポールアンテナなど）を取り付
ける。
（３）チャンバ内部にアンテナを取り付ける場合は、ア
ンテナ金属を露出した状態とする、又はアンテナをガラ
スなど電磁波を吸収しづらい材料で封止する。
（４）電磁波の時間応答特性（周波数、時定数など）に
よって、発生箇所の推定や、発生履歴（発生原因）情報
を表示するシステムとする。
（５）複数のフィルタなどを用いた回路によって、電磁
波の周波数スペクトラムを示す。More specifically, the present invention has the following features. (1) A (abnormal) discharge generated in the chamber of a semiconductor manufacturing apparatus (apparatus for plasma etching, sputtering, ion milling, ion implantation, etc.) is detected by an electromagnetic wave emitted from the discharge. (2) Attach an antenna (loop antenna, monopole antenna, etc.) inside or outside the chamber or on the glass window. (3) When mounting the antenna inside the chamber, the antenna metal is exposed or the antenna is sealed with a material such as glass that is hard to absorb electromagnetic waves. (4) A system that estimates the occurrence location and displays the occurrence history (occurrence cause) information based on the time response characteristics (frequency, time constant, etc.) of electromagnetic waves. (5) The frequency spectrum of electromagnetic waves is shown by a circuit using a plurality of filters.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る異常放電検
出装置の第一実施形態を示す概略断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of an abnormal discharge detection device according to the present invention. Less than,
A description will be given based on this drawing.
【００１７】本実施形態の異常放電検出装置１０は、ガ
ラスからなる窓部１２を有するチャンバ１４内で発生す
る放電の異常を検出する装置であって、放電に伴う電磁
波Ｅを窓部１２を介して受信する受信アンテナ１８と、
受信アンテナ１８で受信された電磁波Ｅを電気信号Ｓと
して出力する検出手段としての検出器２０とを備えてい
る。The abnormal discharge detection device 10 of the present embodiment is a device for detecting an abnormal discharge generated in a chamber 14 having a window 12 made of glass, and an electromagnetic wave E accompanying the discharge is transmitted through the window 12. Receiving antenna 18 for receiving
The electromagnetic wave E received by the receiving antenna 18 is output as an electric signal S, and a detector 20 is provided as a detecting means.
【００１８】チャンバ１４は、プラズマドライエッチン
グ装置に用いられている。チャンバ１４内には、加工対
象物となる半導体のウエーハ２２を乗せた陽極２４と、
ガスＧの吹き出し口を兼ねる陰極２６とが収容されてい
る。陽極２４には、チャンバ１４外の高周波電圧源２８
及び直流電圧源３０が接続されている。ガスＧは、チャ
ンバ１４上端の導入口３２から導入され、ウエーハ２２
の周囲を通って、チャンバ１４下端の排出口３４から排
出される。ここで、高周波電圧源２８及び直流電圧源３
０からそれぞれ高周波電圧及び直流電圧が、陽極２４に
は印加されたとする。すると、陽極２４と陰極２６との
間のガスＧがプラズマ化し、そのプラズマがウエーハ２
２をエッチングする。The chamber 14 is used in a plasma dry etching apparatus. In the chamber 14, an anode 24 on which a semiconductor wafer 22 to be processed is placed,
A cathode 26 that also serves as a gas G outlet is housed. The anode 24 includes a high frequency voltage source 28 outside the chamber 14.
And a DC voltage source 30 are connected. The gas G is introduced through the inlet 32 at the upper end of the chamber 14, and the wafer 22
Is discharged from the discharge port 34 at the lower end of the chamber 14. Here, the high frequency voltage source 28 and the DC voltage source 3
It is assumed that the high frequency voltage and the direct current voltage from 0 are applied to the anode 24, respectively. Then, the gas G between the anode 24 and the cathode 26 is turned into plasma, and the plasma is transferred to the wafer 2.
Etch 2.
【００１９】次に、異常放電検出装置１０の動作を説明
する。Next, the operation of the abnormal discharge detection device 10 will be described.
【００２０】放電には必ず電磁波Ｅの放射を伴う。一
方、チャンバ１４は、金属製であるため電磁波が洩れ出
ない構造になっている。しかし、窓部１２はガラスであ
るので、ここから僅かに電磁波Ｅが洩れ出す。そこで、
チャンバ１４内で発生した電磁波Ｅを窓部１２を介して
受信アンテナ１８で捕らえることによって、異常放電の
発生の有無を確実にモニタする。このとき、検出に高周
波電流を用いていないので、陽極２４又は陰極２６に発
生した放電以外の、静電気などによる放電も確実に検出
できる。The discharge always involves the emission of the electromagnetic wave E. On the other hand, since the chamber 14 is made of metal, it has a structure in which electromagnetic waves do not leak out. However, since the window 12 is made of glass, the electromagnetic wave E slightly leaks from here. Therefore,
By catching the electromagnetic wave E generated in the chamber 14 by the receiving antenna 18 through the window portion 12, it is possible to reliably monitor the occurrence of abnormal discharge. At this time, since a high frequency current is not used for detection, discharge due to static electricity other than the discharge generated at the anode 24 or the cathode 26 can be reliably detected.
【００２１】また、受信アンテナ１８は、チャンバ１４
外の窓部１２の近傍に設置される。そのため、受信アン
テナ１８を移動してチャンバ１４の窓部１２の近傍に置
くことにより、どのようなチャンバにも受信アンテナ１
８を取り付けることができる。Further, the receiving antenna 18 is provided in the chamber 14
It is installed near the outer window 12. Therefore, by moving the receiving antenna 18 and placing it near the window 12 of the chamber 14, the receiving antenna 1 can be placed in any chamber.
8 can be attached.
【００２２】更に、窓部１２は円形であり、受信アンテ
ナ１８はループアンテナである。窓部１２が円形であれ
ば、窓部１２から洩れ出る電磁波Ｅも円錐状にチャンバ
１４外へ放射される。そのため、受信アンテナ１８をル
ープアンテナとすることにより、効率よく電磁波Ｅを受
信できる。Further, the window portion 12 is circular and the receiving antenna 18 is a loop antenna. If the window 12 is circular, the electromagnetic waves E leaking from the window 12 are also radiated to the outside of the chamber 14 in a conical shape. Therefore, the electromagnetic wave E can be efficiently received by using the receiving antenna 18 as a loop antenna.
【００２３】次に、言葉を換えて、異常放電検出装置１
０の動作をもう一度説明する。Next, in other words, the abnormal discharge detection device 1
The operation of 0 will be described again.
【００２４】異常放電はチャンバ１４内のいずれの位置
でも発生する。放電が発生すると、必ずその周辺に電磁
波Ｅが放射される。金属で閉じられたチャンバ１４内の
電磁波Ｅは、チャンバ１４外へ伝搬しづらいが、金属の
一部に誘電体であるガラス窓すなわち窓部１２などがあ
れば、そこから放出される。そこで、窓部１２の外側近
傍に電磁波Ｅを検出する受信アンテナ１８を設置すれ
ば、チャンバ１４内部の異常放電をモニタすることがで
きる。受信アンテナ１８から発生した電界を読み取る検
出器２０には、一般にはオシロスコープなどが用いられ
る。そのオシロスコープに表示された周波数特性や時定
数に基づき、放電の位置などの情報を得る。Abnormal discharge occurs at any position in the chamber 14. When the discharge occurs, the electromagnetic wave E is always radiated to the periphery of the discharge. The electromagnetic wave E in the chamber 14 closed by the metal is hard to propagate to the outside of the chamber 14, but is emitted from the glass window, that is, the window portion 12 if there is a dielectric in a part of the metal. Therefore, if a receiving antenna 18 that detects the electromagnetic wave E is installed near the outside of the window portion 12, it is possible to monitor the abnormal discharge inside the chamber 14. An oscilloscope or the like is generally used as the detector 20 that reads the electric field generated from the receiving antenna 18. Information such as the position of discharge is obtained based on the frequency characteristics and time constant displayed on the oscilloscope.
【００２５】また、検出器２０を高周波増幅器として、
その出力信号を複数に分波し、それぞれ帯域パスフィル
タを通すことにより、放電に特有の周波数成分を抽出
し、その周波数成分の有無によって、チャンバ１４内で
放電が発生しているか否かをモニタするようにしてもよ
い。更に、周波数成分を読み取ることによって、電磁波
Ｅを放射する放電の特徴（時定数、ピーク値、静電容
量、インダクタンス、放電抵抗など）に基づき、放電箇
所や原因を推定することもできる。Further, the detector 20 is a high frequency amplifier,
The output signal is demultiplexed into a plurality of signals, each of which is passed through a band pass filter to extract a frequency component specific to the discharge, and whether or not a discharge is generated in the chamber 14 is monitored depending on the presence or absence of the frequency component. You may do it. Further, by reading the frequency component, it is possible to estimate the discharge location and the cause based on the characteristics (time constant, peak value, capacitance, inductance, discharge resistance, etc.) of the discharge that radiates the electromagnetic wave E.
【００２６】図２は、本発明に係る異常放電検出装置の
第二実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面
に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号
を付すことにより説明を省略する。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the abnormal discharge detection device according to the present invention. Hereinafter, description will be given with reference to this drawing. However, the same parts as those in FIG.
【００２７】本実施形態の異常放電検出装置４０は、絶
縁体からなる窓部４２を有するチャンバ１４内で発生す
る放電の異常を検出する装置であって、放電に伴う電磁
波Ｅを窓部４２を介して受信する受信アンテナ４４と、
受信アンテナ４４で受信された電磁波Ｅを電気信号Ｓと
して出力する検出手段としての検出器２０とを備えてい
る。The abnormal discharge detection device 40 of the present embodiment is a device for detecting an abnormal discharge generated in the chamber 14 having a window 42 made of an insulating material, and the electromagnetic wave E associated with the discharge is detected through the window 42. A receiving antenna 44 for receiving via
The electromagnetic wave E received by the receiving antenna 44 is output as an electric signal S, and a detector 20 is provided as a detecting means.
【００２８】窓部４２は、覗くことを目的としたもので
はなく、ハーメチックシールなどの気密封止型のコネク
タである。また、受信アンテナ４４は、その一部をチャ
ンバ１４内に突出させたモノポールアンテナである。The window 42 is not intended to be seen, but is a hermetically sealed connector such as a hermetic seal. The receiving antenna 44 is a monopole antenna with a part thereof protruding into the chamber 14.
【００２９】異常放電検出装置４０によれば、第一実施
形態に比べて受信アンテナ４４がチャンバ１４内の放電
発生位置に近づくことにより、強い電磁波を捕らえられ
るので、放電の検出能力が向上する。According to the abnormal discharge detection device 40, as the receiving antenna 44 approaches the discharge generation position in the chamber 14 as compared with the first embodiment, a strong electromagnetic wave can be captured, so that the discharge detection capability is improved.
【００３０】図３は本発明に係る異常放電検出装置の第
三実施形態を示し、図３［１］は正面図、図３［２］は
図３［１］におけるIII−III線縦断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。FIG. 3 shows a third embodiment of the abnormal discharge detection device according to the present invention. FIG. 3 [1] is a front view, and FIG. 3 [2] is a vertical sectional view taken along line III-III in FIG. 3 [1]. Is. Less than,
A description will be given based on this drawing.
【００３１】本実施形態の異常放電検出装置は、窓部５
０及び受信アンテナ５２のみが第一実施形態と異なる。
したがって、窓部５０及び受信アンテナ５２についての
み説明する。窓部５０は、円形であり、ガラス板５４と
金属枠５６とからなる。受信アンテナ５２は、ガラス板
５４内に封止されたループアンテナであり、その両端に
電極５８，６０が設けられている。これらの電極５８，
６０に検出器２０（図１）が接続される。The abnormal discharge detection device according to the present embodiment has a window 5
Only 0 and the receiving antenna 52 are different from the first embodiment.
Therefore, only the window 50 and the receiving antenna 52 will be described. The window portion 50 is circular and includes a glass plate 54 and a metal frame 56. The receiving antenna 52 is a loop antenna sealed in a glass plate 54, and electrodes 58 and 60 are provided at both ends thereof. These electrodes 58,
The detector 20 (FIG. 1) is connected to 60.
【００３２】本実施形態の異常放電検出装置によれば、
第一実施形態に比べて受信アンテナ５２がチャンバ１４
（図１）内の放電発生位置に近づくことにより、強い電
磁波を捕らえられるので、放電の検出能力が向上する。
なお、受信アンテナ５２はループアンテナとしたが、ガ
ラス板５４内に封止するアンテナはどのような形状でも
よい。According to the abnormal discharge detection device of this embodiment,
Compared to the first embodiment, the receiving antenna 52 has a chamber 14
By approaching the discharge generation position in (Fig. 1), a strong electromagnetic wave can be captured, so that the discharge detection capability is improved.
Although the receiving antenna 52 is a loop antenna, the antenna sealed in the glass plate 54 may have any shape.
【００３３】図４は、本発明に係る異常放電検出装置の
第四実施形態を示す概略断面図である。図５は、図４の
異常放電検出装置における表示画面の一例を示す説明図
である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただ
し、図４において図１と同一部分は同一符号を付すこと
により説明を省略する。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the abnormal discharge detection device according to the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a display screen in the abnormal discharge detection device of FIG. Hereinafter, description will be given with reference to these drawings. However, in FIG. 4, the same parts as those in FIG.
【００３４】本実施形態の異常放電検出装置７０は、ガ
ラスからなる窓部１２を有するチャンバ１４内で発生す
る放電の異常を検出する装置であって、放電に伴う電磁
波Ｅを窓部１２を介して受信する受信アンテナ１８と、
受信アンテナ１８で受信された電磁波Ｅを電気信号Ｓと
して出力する検出手段としての検出器２０及びパーソナ
ルコンピュータ７２とを備えている。The abnormal discharge detection device 70 of the present embodiment is a device for detecting an abnormality of the discharge generated in the chamber 14 having the window portion 12 made of glass, and the electromagnetic wave E accompanying the discharge is transmitted through the window portion 12. Receiving antenna 18 for receiving
The personal computer 72 is provided with a detector 20 as detecting means for outputting the electromagnetic wave E received by the receiving antenna 18 as an electric signal S.
【００３５】検出器２０は、オシロスコープとスペクト
ルアナライザとの機能を併せ持ち、電磁波Ｅに関する情
報（ディジタル信号）をパーソナルコンピュータ７２へ
出力する。電磁波Ｅに関する情報とは、例えば電磁波Ｅ
の時間変化や電磁波Ｅの周波数スペクトラムである。一
方、チャンバ１４（すなわちプラズマドライエッチング
装置）のコントロ−ラ７６は、プラズマドライエッチン
グ装置の動作に関する情報（ディジタル信号）を、パー
ソナルコンピュータ７２へ出力する。プラズマドライエ
ッチング装置の動作に関する情報とは、例えばＲＦ電
力、ＥＳＣ電圧、ガス圧などである。The detector 20 has the functions of an oscilloscope and a spectrum analyzer, and outputs information (digital signal) about the electromagnetic wave E to the personal computer 72. The information on the electromagnetic wave E is, for example, the electromagnetic wave E.
And the frequency spectrum of the electromagnetic wave E. On the other hand, the controller 76 of the chamber 14 (that is, the plasma dry etching apparatus) outputs information (digital signal) regarding the operation of the plasma dry etching apparatus to the personal computer 72. The information on the operation of the plasma dry etching apparatus is, for example, RF power, ESC voltage, gas pressure and the like.
【００３６】パーソナルコンピュータ７２は、チャンバ
１４に関する動作の時間変化に重ねて電磁波Ｅの時間変
化を表示する機能、及び電磁波Ｅの周波数スペクトラム
を表示する機能を、コンピュータプログラムによって実
現している。そのようなコンピュータプログラムは、従
来から知られている一般的なものに準ずる。例えば、チ
ャンバ１４に関する動作の時間変化を表示するためのコ
ンピュータプログラムは、既に知られている。したがっ
て、そのコンピュータプログラムにおいて表示対象とな
るパラメータに電磁波Ｅを加えることにより、チャンバ
１４に関する動作の時間変化に重ねて電磁波Ｅの時間変
化を表示することができる。The personal computer 72 realizes the function of displaying the time change of the electromagnetic wave E and the function of displaying the frequency spectrum of the electromagnetic wave E by superimposing the time change of the operation on the chamber 14 by a computer program. Such a computer program is in accordance with a generally known computer program. For example, computer programs are already known for displaying changes in the operation of chamber 14 over time. Therefore, by adding the electromagnetic wave E to the parameter to be displayed in the computer program, the time change of the electromagnetic wave E can be displayed in addition to the time change of the operation related to the chamber 14.
【００３７】表示画面７４では、プラズマドライエッチ
ング装置の動作の時間変化に、電磁波Ｅの時間変化を重
ねて表示している。図示するＡ，Ｂ，Ｃが電磁波Ｅであ
る。チャンバ１４に関する動作の時間変化に重ねて電磁
波Ｅの時間変化を表示することにより、チャンバ１４に
関する動作と放電との因果関係が明瞭になる。また、電
磁波Ｅの周波数スペクトラムを表示することにより、放
電による電磁波か否かが明瞭になる。On the display screen 74, the time change of the electromagnetic dry wave E is superimposed on the time change of the operation of the plasma dry etching apparatus. A, B, and C shown are electromagnetic waves E. By displaying the time change of the electromagnetic wave E over the time change of the operation related to the chamber 14, the causal relationship between the operation related to the chamber 14 and the discharge becomes clear. Further, by displaying the frequency spectrum of the electromagnetic wave E, it becomes clear whether or not the electromagnetic wave is due to discharge.
【００３８】換言すると、表示画面７４は、異常放電に
よる電磁波Ｅの発生を、プラズマドライエッチング装置
の動作状態を示すコントロ−ル画面に重ねて表示した状
態である。電磁波Ｅを検出した時の情報をコントロ−ル
画面に入れることによって、処理対象のウエーハ２２が
どのような状態（例えば、プラズマ処理中、搬送中な
ど。）に置かれているかがわかるので、放電の原因の特
定が容易になる。In other words, the display screen 74 is a state in which the generation of the electromagnetic wave E due to the abnormal discharge is superimposed and displayed on the control screen showing the operating state of the plasma dry etching apparatus. By entering the information when the electromagnetic wave E is detected in the control screen, it is possible to know in what state the wafer 22 to be processed is placed (for example, during plasma processing or during transportation). It is easy to identify the cause of.
【００３９】以上のように、異常放電検出装置７０を用
いることにより、他の状態表示と同時に電磁波Ｅをモニ
タする機能を有する真空装置や、複数の真空装置の放電
発生を同時にモニタする生産ライン監視システム等を実
現することが可能となる。As described above, by using the abnormal discharge detection device 70, a vacuum device having a function of monitoring the electromagnetic wave E at the same time as displaying other status, and a production line monitor for simultaneously monitoring discharge occurrence of a plurality of vacuum devices. It becomes possible to realize a system and the like.
【００４０】なお、本発明は、言うまでもなく、上記第
一乃至第四実施形態に限定されるものではない。例え
ば、受信アンテナの形状は、ダイポールアンテナやアレ
イアンテナ等としてもよい。Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned first to fourth embodiments. For example, the shape of the receiving antenna may be a dipole antenna, an array antenna, or the like.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明に係る異常放電検出装置及び方法
によれば、チャンバ内で発生した電磁波を窓部を介して
受信アンテナで捕らえることによって、異常放電の発生
の有無を確実にモニタできる。このとき、検出に高周波
電流を用いていないので、電極に発生した放電以外の、
静電気などによる放電も確実に検出できる。According to the abnormal discharge detection apparatus and method of the present invention, the presence or absence of abnormal discharge can be reliably monitored by catching the electromagnetic wave generated in the chamber through the window portion by the receiving antenna. At this time, since high-frequency current is not used for detection, except for the discharge generated in the electrodes,
Discharge due to static electricity can be detected reliably.
【００４２】請求項２及び９記載の異常放電検出装置及
び方法によれば、受信アンテナをチャンバ外の窓部の近
傍に設置されるものとしたことにより、どのようなチャ
ンバにも受信アンテナを取り付けることができる。According to the abnormal discharge detecting apparatus and method of the present invention, the receiving antenna is installed near the window outside the chamber, so that the receiving antenna can be attached to any chamber. be able to.
【００４３】請求項３及び１０記載の異常放電検出装置
及び方法によれば、受信アンテナを窓部の絶縁体内に設
けたことにより、受信アンテナをチャンバ内の放電発生
位置に近づけることができ、これにより強い電磁波を捕
らえられるので、放電の検出能力を向上できる。According to the abnormal discharge detecting apparatus and method of the third and tenth aspects, since the receiving antenna is provided in the insulator of the window portion, the receiving antenna can be brought close to the discharge generation position in the chamber. As a result, stronger electromagnetic waves can be captured, so the discharge detection capability can be improved.
【００４４】請求項４及び１１記載の異常放電検出装置
及び方法によれば、受信アンテナの一部を絶縁体内から
突出させてチャンバ内に設けたことにより、受信アンテ
ナをチャンバ内の放電発生位置により近づけることがで
き、これにより更に強い電磁波を捕らえられるので、放
電の検出能力をより向上できる。According to the apparatus and method for detecting abnormal discharge according to claims 4 and 11, a part of the receiving antenna is provided so as to protrude from the inside of the insulator to be provided in the chamber, so that the receiving antenna can be set at a position where a discharge occurs in the chamber. It is possible to bring them closer to each other, and thereby a stronger electromagnetic wave can be captured, so that the discharge detection capability can be further improved.
【００４５】請求項５及び１２記載の異常放電検出装置
及び方法によれば、窓部が円形であれば窓部から洩れ出
る電磁波も円錐状にチャンバ外へ放射されるので、受信
アンテナをループアンテナとすることにより、効率よく
電磁波を受信できる。According to the apparatus and method for detecting abnormal discharge according to claims 5 and 12, if the window is circular, the electromagnetic waves leaking from the window are also radiated conically outside the chamber, so that the receiving antenna is a loop antenna. With this, electromagnetic waves can be efficiently received.
【００４６】請求項６及び１３記載の異常放電検出装置
及び方法によれば、チャンバに関する動作の時間変化に
重ねて電磁波の時間変化を表示することにより、チャン
バに関する動作と異常放電との因果関係を明瞭に把握で
きる。According to the abnormal discharge detection apparatus and method of the sixth and thirteenth aspects, the causal relationship between the operation related to the chamber and the abnormal discharge is displayed by displaying the time change of the electromagnetic wave on the time change of the operation related to the chamber. You can understand clearly.
【００４７】請求項７及び１４記載の異常放電検出装置
及び方法によれば、電磁波の周波数スペクトラムを表示
することにより、異常放電に特有の電磁波の周波数スペ
クトラムを検出できるので、異常放電による電磁波か否
かを明瞭に把握できる。According to the apparatus and method for detecting abnormal discharge of claims 7 and 14, by displaying the frequency spectrum of the electromagnetic wave, the frequency spectrum of the electromagnetic wave unique to the abnormal discharge can be detected. It is possible to understand clearly.
【図１】本発明に係る異常放電検出装置の第一実施形態
を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of an abnormal discharge detection device according to the present invention.
【図２】本発明に係る異常放電検出装置の第二実施形態
を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the abnormal discharge detection device according to the present invention.
【図３】本発明に係る異常放電検出装置の第三実施形態
を示し、図３［１］は正面図、図３［２］は図３［１］
におけるIII−III線縦断面図である。FIG. 3 shows a third embodiment of an abnormal discharge detection device according to the present invention, FIG. 3 [1] is a front view, and FIG. 3 [2] is FIG. 3 [1].
3 is a vertical sectional view taken along line III-III in FIG.
【図４】本発明に係る異常放電検出装置の第四実施形態
を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the abnormal discharge detection device according to the present invention.
【図５】図４の異常放電検出装置における表示画面の一
例を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing an example of a display screen in the abnormal discharge detection device of FIG.
１０，４０，７０ 異常放電検出装置 １２，４２，５０ 窓部 １４ チャンバ １８，４４，５２ 受信アンテナ ２０ 検出器（検出手段） ７２ パーソナルコンピュータ（検出手段） Ｅ 電磁波 Ｓ 電気信号 10, 40, 70 Abnormal discharge detection device 12, 42, 50 window 14 chambers 18,44,52 Receiving antenna 20 Detector (Detection means) 72 Personal computer (detection means) E electromagnetic wave S electric signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 文彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 塚越 常雄 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G015 AA30 BA10 CA01 5F004 AA16 BA04 BB32 BD05 BD06 CB05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Fumihiko Uesugi 5-7 Shiba 5-1, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation Inside the company (72) Inventor Tsunekoshi Tsuneo 5-7 Shiba 5-1, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation Inside the company F-term (reference) 2G015 AA30 BA10 CA01 5F004 AA16 BA04 BB32 BD05 BD06 CB05
Claims (14)
で発生する放電の異常を検出する装置であって、 前記放電に伴う電磁波を前記窓部を介して受信する受信
アンテナと、 この受信アンテナで受信された電磁波を電気信号として
出力する検出手段と、 を備えた異常放電検出装置。1. A device for detecting an abnormality of a discharge generated in a chamber having a window made of an insulator, the receiving antenna receiving an electromagnetic wave caused by the discharge through the window, and the receiving antenna. An abnormal discharge detection device comprising: a detection unit that outputs the electromagnetic wave received by the device as an electric signal.
前記窓部の近傍に設置される、 請求項１記載の異常放電検出装置。2. The abnormal discharge detection device according to claim 1, wherein the reception antenna is installed near the window portion outside the chamber.
縁体内に設けられた、 請求項１記載の異常放電検出装置。3. The abnormal discharge detection device according to claim 1, wherein the reception antenna is provided inside the insulator of the window portion.
縁体内から突出して前記チャンバ内に設けられた、 請求項３記載の異常放電検出装置。4. The abnormal discharge detection device according to claim 3, wherein a part of the reception antenna projects from the insulator and is provided in the chamber.
ナはループアンテナである、 請求項１乃至４のいずれかに記載の異常放電検出装置。5. The abnormal discharge detection device according to claim 1, wherein the window has a circular shape, and the reception antenna is a loop antenna.
動作の時間変化に重ねて前記電磁波の時間変化を表示す
る機能を有する、 請求項１乃至５のいずれかに記載の異常放電検出装置。6. The abnormal discharge detection device according to claim 1, wherein the detection means has a function of displaying a time change of the electromagnetic wave in combination with a time change of an operation related to the chamber.
ペクトラムを表示する機能を有する、 請求項１乃至６のいずれかに記載の異常放電検出装置。7. The abnormal discharge detection device according to claim 1, wherein the detection unit has a function of displaying a frequency spectrum of the electromagnetic wave.
で発生する放電の異常を検出する方法であって、 前記放電に伴う電磁波を受信アンテナを用いて前記窓部
を介して受信し、 この受信アンテナで受信した電磁波を検出手段を用いて
電気信号として出力する、 異常放電検出方法。8. A method for detecting an abnormality of a discharge occurring in a chamber having a window made of an insulator, wherein electromagnetic waves accompanying the discharge are received through the window using a receiving antenna, An abnormal discharge detection method in which electromagnetic waves received by a receiving antenna are output as electrical signals using a detection means.
前記窓部の近傍に設置する、 請求項８記載の異常放電検出方法。9. The abnormal discharge detection method according to claim 8, wherein the reception antenna is installed near the window outside the chamber.
絶縁体内に設けられた、 請求項８記載の異常放電検出方法。10. The abnormal discharge detection method according to claim 8, wherein the reception antenna is provided inside the insulator of the window portion.
体内から突出して前記チャンバ内に設けられた、 請求項１０記載の異常放電検出方法。11. The abnormal discharge detection method according to claim 10, wherein a part of the reception antenna projects from the insulator and is provided in the chamber.
テナはループアンテナである、 請求項８乃至１１のいずれかに記載の異常放電検出方
法。12. The abnormal discharge detection method according to claim 8, wherein the window has a circular shape, and the reception antenna is a loop antenna.
る動作の時間変化に重ねて前記電磁波の時間変化を表示
する機能を有する、 請求項８乃至１２のいずれかに記載の異常放電検出方
法。13. The abnormal discharge detection method according to claim 8, wherein the detection unit has a function of displaying a time change of the electromagnetic wave in a manner overlapping with a time change of an operation related to the chamber.
スペクトラムを表示する機能を有する、 請求項８乃至１３のいずれかに記載の異常放電検出方
法。14. The abnormal discharge detection method according to claim 8, wherein the detection unit has a function of displaying a frequency spectrum of the electromagnetic wave.
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