JP2005209935A - Electric discharge detecting apparatus - Google Patents
Electric discharge detecting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005209935A JP2005209935A JP2004015775A JP2004015775A JP2005209935A JP 2005209935 A JP2005209935 A JP 2005209935A JP 2004015775 A JP2004015775 A JP 2004015775A JP 2004015775 A JP2004015775 A JP 2004015775A JP 2005209935 A JP2005209935 A JP 2005209935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current signal
- chamber
- discharge
- current
- electric discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プラズマエッチング装置等のチャンバの内部で発生する放電を検出するための放電検出装置に関する。 The present invention relates to a discharge detection apparatus for detecting a discharge generated inside a chamber such as a plasma etching apparatus.
半導体製造装置の一種であるプラズマエッチング装置では、チャンバ内部で発生する異常な放電現象をチャンバの窓部から目視で確認できることがあり、放電エネルギーが大きいと、半導体ウエハ上に焼損痕が見られることもある。この放電現象は、ウエハの一部又は全領域の絶縁を破壊する場合があり、電子デバイスの生産性を著しく低下させる原因となっている。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。 In a plasma etching apparatus, which is a kind of semiconductor manufacturing equipment, abnormal discharge phenomenon that occurs inside the chamber may be visually confirmed from the window of the chamber, and if the discharge energy is large, burning marks may be seen on the semiconductor wafer. There is also. This discharge phenomenon may break the insulation of a part or the whole region of the wafer, which causes a significant decrease in the productivity of the electronic device. Here, an example of a plasma etching apparatus is shown. However, since a discharge easily occurs even in a low electric field in a 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.
しかし、一般にチャンバの窓部は小さいので、チャンバ内の全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場合もある。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、ウエハの裏面を金属のピンで突き上げるが、この時点で生じる静電気放電現象を目視することもできない。
近年では、上述のチャンバ内で発生する異常な放電現象を検出するための技術として、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、放電時に発生する音響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(非特許文献1参照)。
In recent years, as a technique for detecting the abnormal discharge phenomenon that occurs in the above-described chamber, an acoustic sensor is attached to the external wall surface of the plasma etching apparatus and monitoring is performed by the sound generated during discharge, or an AC voltage of about 13 MHz. A technique for monitoring by a change in the harmonic current of the source has been announced (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、上述の音響によってモニタする技術によれば、放電環境が真空に近いため、放電位置によっては音波が壁面に到達しないことがあり、必ずしも放電を検出することができなかった。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については検出できず、またプラズマ状態以外の搬送中の放電現象を検出できないなどの不都合があった。
本発明の目的は、チャンバ内での放電を的確に検出することができる放電検出装置を提供することにある。
However, according to the technique for monitoring by the above-mentioned sound, since the discharge environment is close to vacuum, the sound wave may not reach the wall surface depending on the discharge position, and the discharge cannot always be detected. In addition, when using a harmonic current, there is a disadvantage that it is impossible to detect a phenomenon in which a high-frequency electrode plate is not directly discharged during operation, and it is impossible to detect a discharge phenomenon during conveyance other than a plasma state.
An object of the present invention is to provide a discharge detection device capable of accurately detecting a discharge in a chamber.
本発明は、プラズマを封入するチャンバの内部で発生する放電を検出する放電検出装置であって、前記チャンバ内に前記プラズマを発生させるため電力の給電経路に設けられ、該給電経路に現れる電流信号を検出するための検出手段と、前記検出手段により検出された電流信号を増幅する増幅手段と、を備える。
ここで、放電は必ず電磁波の放射を伴うので、この電磁波を外部から検出できれば、チャンバ内部での放電の発生を知ることができる。しかし、一般に、チャンバは金属製であるため、基本的には電磁波が外部に漏れ出ない構造になっている。そこで、本発明は、チャンバ内にプラズマを発生させるための電力の給電経路に着目し、この給電経路に受信されたチャンバ内の電磁波による電流信号を捕らえる。つまり、本発明の構成によれば、チャンバ内に突出した給電経路をアンテナとして電磁波を捕らえ、この電磁波によって給電経路に誘起される電流信号をモニタする。従って、給電経路上の電流信号からチャンバ内での放電の発生を知ることができる。
The present invention relates to a discharge detection device for detecting a discharge generated inside a chamber that encloses plasma, and is provided in a power supply path for generating the plasma in the chamber, and a current signal appearing in the power supply path And amplifying means for amplifying the current signal detected by the detecting means.
Here, since the discharge always involves the emission of electromagnetic waves, if the electromagnetic waves can be detected from the outside, the occurrence of discharge inside the chamber can be known. However, since the chamber is generally made of metal, the chamber basically has a structure in which electromagnetic waves do not leak outside. Therefore, the present invention focuses on a power supply path for generating plasma in the chamber, and captures a current signal due to electromagnetic waves in the chamber received by this power supply path. That is, according to the configuration of the present invention, an electromagnetic wave is captured using the feeding path protruding into the chamber as an antenna, and a current signal induced in the feeding path by the electromagnetic wave is monitored. Therefore, the occurrence of discharge in the chamber can be known from the current signal on the power supply path.
また、上記放電検出装置において、前記検出手段が、例えば、前記電流信号によって形成される磁界を検出する電流プローブから構成される。この構成によれば、給電経路上の電流信号が形成する磁界を介して給電経路上の電流信号が検出される。従って、給電経路を加工することなく、給電経路に発生する電流信号を有効に検出できる。
さらに、前記増幅手段により増幅された電流信号の周波数を識別する周波数識別手段を更に備え、前記周波数識別手段が、例えば、300MHzを閾値として前記電流信号の周波数を識別するものとしてもよい。
Moreover, in the above-described discharge detection device, the detection means includes, for example, a current probe that detects a magnetic field formed by the current signal. According to this configuration, the current signal on the power feeding path is detected via the magnetic field formed by the current signal on the power feeding path. Therefore, it is possible to effectively detect a current signal generated in the power feeding path without processing the power feeding path.
Furthermore, it is good also as a frequency identification means which identifies the frequency of the current signal amplified by the said amplifying means, and the said frequency identification means may identify the frequency of the said current signal by making 300 MHz into a threshold value, for example.
本発明によれば、チャンバ内部で発生した放電に伴う電磁波を直接的に検出することができる。従って、周波数帯域によらず、チャンバ内部の放電に伴う電磁波を精度良く検出することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to directly detect an electromagnetic wave accompanying a discharge generated inside the chamber. Therefore, it becomes possible to detect the electromagnetic waves accompanying the discharge inside the chamber with high accuracy regardless of the frequency band.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1に、本発明の実施形態に係る放電検出装置の適用例を示す。同図において、チャンバ14は、半導体製造装置の一種であるプラズマドライエッチング装置を構成し、その内部には、ドライエッチング処理の対象物となる半導体ウエハ22を載置する陽極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の外部に設けられた高周波電源28が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an application example of a discharge detection device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
ガスGは、チャンバI4上端の導入口32からチャンバ内に導入され、ウエハ22の周囲を通って、チャンバ14下端の排出口34からチャンバ外に排出される。上述の高周波電源28により高周波電圧を給電ケーブル40を介して陽極24に印加し、陽極24と陰極26との間に高周波の電界を形成する。給電ケーブル40は、伝送すべき高周波電力に対して低損失の同軸ケーブルから構成されている。陽極24と陰極26との間に形成される電界によりガスGを励起してプラズマ化し、そのプラズマにより半導体ウエハ22をエッチングする。チャンバ14の外壁に設けられた窓部12は、作業者が外部からチャンバ内部を観察するためのもので、ガラスが嵌め込まれている。
The gas G is introduced into the chamber from the
電流プローブ50、信号ケーブル60、増幅器70、デジタルオシロスコープ80は、チャンバ14内で発生する放電を検出する本発明の放電検出装置を構成する。ここで、電流プローブ50は、給電ケーブル40に発生する電流信号を検出するためのもので、磁気的に給電ケーブル40と結合されて電流信号を検出するように構成され、公知の技術を用いることができる。
電流プローブ50の構成を図2に示す。同図上段は斜視図であり、同図下段は断面図である。同図上段に示すように、電流プローブ50は略環状に形成され、その表皮部51は導電性の金属部材からなり、この表皮部51の内周に沿ってスリット52が形成されている。給電ケーブル40を電流プローブ50の貫通穴に通すように、電流プローブ509が給電ケーブル40に取り付けられている。
The
The configuration of the
また、同図下段に示すように、表皮部51の内部には磁性体53が設けられている。即ち、環状に形成された磁性体53が金属部材からなる表皮部51で覆われ、この表皮部51には、その内周に沿ってスリット52が形成されている。同図下段において、スリット52の上端部にあたる表皮部51には、信号ケーブル60の一端側の内部導体が接続され、スリット52の下端部にあたる表皮部51には、その外部導体が接続されている。信号ケーブル60の他端側は増幅器70の入力部に接続され、この信号ケーブル60を介して、電流プローブ50で検出された電流信号が増幅器70に入力される。増幅器70の出力部にはデジタルオシロスコープ80が接続されており、増幅器70の出力信号の波形が観測可能となっている。
Further, as shown in the lower part of the figure, a
次に、本実施形態に係る放電検出装置の動作を説明する。
半導体ウェハ22の処理中に、チャンバ14の内部で放電が発生したとすると、この放電に伴って電磁波Eが発生する。この電磁波Eの一部は、チャンバ内の陽極24に入射し、この陽極24に接続された給電ケーブル40の内部導体に、電磁波Eによる電流信号が発生する。電流信号が給電ケーブル40の内部導体に発生すると、ある遅延時間を経て、この電流信号とは逆相の電流(以下、逆相電流と称す)が給電ケーブル40の外部導体に誘導される。
Next, the operation of the discharge detection apparatus according to this embodiment will be described.
If a discharge occurs inside the
ここで、給電ケーブル40の長さを1メートルとし、電気信号の伝搬速度を30万km/sとすると、電気信号が1mの給電ケーブル40を伝搬する際の遅延時間は約1×10−9秒となる。従って、給電ケーブル40の内部導体に電流信号が発生してから外部導体に逆相電流が現れるまでに約1×10−9秒の遅延時間が発生する。この間、給電ケーブル40の内部導体にのみ電流信号が存在し、その外部導体には逆相電流がまだ発生していない状態が発生する。この状態では、電流信号によって形成される磁界が、逆相電流によって減殺されることなく電流プローブ50に到達するため、この磁界から電流信号が検出される。
Here, when the length of the
即ち、図2下段において、電流プローブ50の貫通穴を通る給電ケーブル40に電流信号が現れると、この電流信号による磁束が磁性体53の内部に発生する。この結果、表皮部51の内周側に形成されたスリット52の上端側と、表皮部51を通ってスリット52の下端側との間に電流が誘導され、この誘導された電流が信号ケーブル60を介して増幅器70に供給され、増幅器70で増幅された後、デジタルオシロスコープ80に表示される。これにより放電の発生が報知される。
That is, in the lower part of FIG. 2, when a current signal appears in the
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上述の実施形態では、ウェハを載置する陽極24に給電する給電ケーブル40に電流プローブ50を取り付けるものとしたが、陰極26側に給電が行われる場合には、この陰極側に接続された給電ケーブルに電流プローブを取り付けるものとしてもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
また、放電の種類に応じて周波数特性を有するフィルタを増幅器70に設け、これにより、増幅された電流信号の周波数を識別し、この識別された周波数から放電の種類を特定するようにしてもよい。この場合、300MHzを閾値として周波数を識別するものとすれば、低周波放電と高周波放電を有効に区別して報知することが可能になる。また、電流プローブ50で検出された電流(誘導された電流)をデジタルオシロスコープ80に表示するものとしたが、例えばアラーム音などで報知するものとしてもよい。さらに、電流プローブ50で検出された電流に対してフィルタリング処理を施し、ノイズとなる周波数成分をカットするようにしてもよく、また、放電に関連する特定の周波数成分のみを選択的に抽出して増幅するようにしてもよい。
Further, a filter having a frequency characteristic according to the type of discharge may be provided in the
12;窓、14;チャンバ、22;半導体ウェハ、24;陽極、25;静電チャック、26;陰極、28;高周波電圧源、32;導入口、34;排出口、40;給電ケーブル、50;電流プローブ、60;信号ケーブル、70;増幅器、80;デジタルオシロスコープ。
12; window, 14; chamber, 22; semiconductor wafer, 24; anode, 25; electrostatic chuck, 26; cathode, 28; high-frequency voltage source, 32; inlet, 34; Current probe, 60; signal cable, 70; amplifier, 80; digital oscilloscope.
Claims (4)
前記チャンバ内に前記プラズマを発生させるため電力の給電経路に設けられ、該給電経路に現れる電流信号を検出するための検出手段と、
前記検出手段により検出された電流信号を増幅する増幅手段と、
を備えた放電検出装置。 A discharge detection device for detecting a discharge generated inside a chamber enclosing plasma,
Detection means for detecting a current signal that is provided in a power supply path for generating the plasma in the chamber and that appears in the power supply path;
Amplifying means for amplifying the current signal detected by the detecting means;
A discharge detection device comprising:
4. The discharge detection apparatus according to claim 3, wherein the frequency identification unit identifies the frequency of the current signal with a threshold of 300 MHz.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004015775A JP2005209935A (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Electric discharge detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004015775A JP2005209935A (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Electric discharge detecting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005209935A true JP2005209935A (en) | 2005-08-04 |
Family
ID=34901146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004015775A Pending JP2005209935A (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Electric discharge detecting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005209935A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007273935A (en) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Harada Sangyo Kk | Vacuum processor, ac power supply unit used for the same, method of controlling ac power supply |
US8338298B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-12-25 | Renesas Electronics Corporation | Method and apparatus for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61216325A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-26 | Hitachi Ltd | High frequency power supply unit |
JPS6378532A (en) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | Hitachi Ltd | Device for detecting abnormality of discharge |
JPH0278976A (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-19 | Toshiba Corp | Detection of partial discharge of winding in electric apparatus |
JPH0652994A (en) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Ulvac Japan Ltd | Discharge detecting device in vacuum system utilizing discharge |
JP2003224112A (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-08 | Alps Electric Co Ltd | Plasma treatment device and plasma treatment method |
JP2004288849A (en) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Fab Solution Kk | Electric discharge detector |
-
2004
- 2004-01-23 JP JP2004015775A patent/JP2005209935A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61216325A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-26 | Hitachi Ltd | High frequency power supply unit |
JPS6378532A (en) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | Hitachi Ltd | Device for detecting abnormality of discharge |
JPH0278976A (en) * | 1988-09-14 | 1990-03-19 | Toshiba Corp | Detection of partial discharge of winding in electric apparatus |
JPH0652994A (en) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Ulvac Japan Ltd | Discharge detecting device in vacuum system utilizing discharge |
JP2003224112A (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-08 | Alps Electric Co Ltd | Plasma treatment device and plasma treatment method |
JP2004288849A (en) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Fab Solution Kk | Electric discharge detector |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007273935A (en) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Harada Sangyo Kk | Vacuum processor, ac power supply unit used for the same, method of controlling ac power supply |
US8338298B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-12-25 | Renesas Electronics Corporation | Method and apparatus for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10063062B2 (en) | Method of detecting plasma discharge in a plasma processing system | |
KR100807724B1 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
US9299538B2 (en) | Radial waveguide systems and methods for post-match control of microwaves | |
JP4607517B2 (en) | Plasma processing equipment | |
US20060100824A1 (en) | Plasma processing apparatus, abnormal discharge detecting method for the same, program for implementing the method, and storage medium storing the program | |
WO2010001583A1 (en) | Plasma processing device and method for monitoring state of discharge in plasma processing device | |
TW201316374A (en) | Abnormality detecting unit and abnormality detecting method | |
TW202002723A (en) | Plasma source, excitation system for excitation of a plasma, and optical monitoring system | |
TW200713482A (en) | Method and apparatus for in-situ substrate surface arc detection | |
JP2005209935A (en) | Electric discharge detecting apparatus | |
JP4364498B2 (en) | Abnormal discharge detection apparatus and method | |
JP2010038602A (en) | Method of detecting partial discharge by magnetic field measurement | |
Yasaka et al. | Detection of supersonic waves emitted from anomalous arc discharge in plasma processing equipment | |
JP3631212B2 (en) | Abnormal discharge detection apparatus and method | |
JP4287682B2 (en) | Abnormal discharge detector | |
JP2010032450A (en) | Method of determining presence or absence of partial discharge electromagnetic wave from object electric apparatus | |
US20140015523A1 (en) | Sensor device, a detector arrangement and a method for detecting arcing | |
JP5159055B2 (en) | AC power supply | |
JP2008311338A (en) | Vacuum treatment apparatus and abnormal discharge precognition device used therefor, and control method of vacuum treatment apparatus | |
Kasashima et al. | Detection of micro-arc discharge using ESC wafer stage with built-in AE sensor | |
JPH09266098A (en) | Plasma condition detecting device and method, and etching terminating point detecting device and method | |
JP2006128304A (en) | Plasma treatment apparatus, abnormal discharge detecting method of apparatus, program, and storage medium | |
JP6222656B2 (en) | Sensor-integrated suction chuck and processing device | |
JP2005527985A (en) | Method and apparatus for monitoring film deposition in a process chamber | |
KR20160134074A (en) | The noncontact plasma electric field detection device and the method for detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20051115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051202 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20051118 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061127 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070613 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081024 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091109 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100518 |