JP2009147207A - Plasma processing equipment - Google Patents

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Shigeru Nakamoto
中元  茂
Hiroshige Uchida
大滋 内田
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Hitachi High Tech Corp
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Hitachi High Tech Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus capable of improving wavelength accuracy and accurately monitoring plasma emission. <P>SOLUTION: The plasma processing apparatus includes: an optical fiber 6 for introducing the plasma emission generated inside the plasma processing apparatus; a diffraction grating 9 for dividing the plasma emission introduced through the optical fiber into a plurality of spectrums; photodetectors 10 in a row for detecting the emission intensities of the spectrums divided with the diffraction grating for each spectrum; and a signal processor 12 for computing a plasma emission wavelength on the basis of a prescribed operational expression on the basis of the detection outputs of the photodetectors in a row. The signal processor compares the theoretical spectrum wavelength of a processing gas to be used in plasma processing or a material to be processed with a spectrum wavelength obtained when processing the material to be processed using the processing gas and corrects the operational expression on the basis of the compared result. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理装置に係り、特にプラズマ発光を正確にモニタすることのできるプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus capable of accurately monitoring plasma emission.

プラズマ処理装置の多くは、複数波長(スペクトル)の発光強度を観測できるマルチチャンネル分光器を搭載し、複数波長のプラズマ発光をモニタしている。   Many plasma processing apparatuses are equipped with a multi-channel spectroscope capable of observing the emission intensity of a plurality of wavelengths (spectrums) and monitoring the plasma emission of a plurality of wavelengths.

マルチチャンネル分光器は、例えば1000ピクセル程度の受光素子を内蔵し、この1000ピクセルのそれぞれが、例えば200nmから800nmまでの波長に対応した光を受光する。受光素子のピクセルと波長の関連は、あらかじめ分光器の製造者により多項式で表されるパラメータとして与えられており、受光素子のピクセル毎に該当する波長を特定することができる。   The multi-channel spectrometer includes a light receiving element of about 1000 pixels, for example, and each of the 1000 pixels receives light corresponding to a wavelength of, for example, 200 nm to 800 nm. The relationship between the pixel of the light receiving element and the wavelength is given in advance as a parameter expressed by a polynomial by the manufacturer of the spectrometer, and the corresponding wavelength can be specified for each pixel of the light receiving element.

このような分光器における波長校正の技術として、特許文献1が知られている。この従来技術は、回折格子を回転させ、ある特定の波長の光を取り出す分光器において、波長校正方法としてガスセルを用いた波長校正を実施している。すなわち、回折格子で分光された光をガスセルに入射し、該ガスセルを透過した光を光検出器に入射し、ガスセルの吸収スペクトルを利用して分光器の波長校正を実施している。
特開2004−108808号公報
As a wavelength calibration technique in such a spectroscope, Patent Document 1 is known. In this prior art, wavelength calibration using a gas cell is performed as a wavelength calibration method in a spectrometer that rotates a diffraction grating and extracts light of a specific wavelength. That is, the light split by the diffraction grating is incident on the gas cell, the light transmitted through the gas cell is incident on the photodetector, and the wavelength calibration of the spectrometer is performed using the absorption spectrum of the gas cell.
JP 2004-108808 A

前記従来技術によれば、以下の問題が生じる。(1)マルチチャンネル分光器の波長範囲は一般的に広く(例えば200nmから800nm)、単一ガスでは幅広い波長校正は実施できない。(2)マルチチャンネル分光器を構成する入射スリット、回折格子、受光素子は固定され密閉されており、比較的小型であるため、ガスセルを回折格子、受光素子間に設置することは困難である。(3)ガスセルを配置するため実際に光を観測する測定系と厳密には等価ではない。   According to the prior art, the following problems occur. (1) The wavelength range of a multichannel spectrometer is generally wide (for example, 200 nm to 800 nm), and a wide wavelength calibration cannot be performed with a single gas. (2) The entrance slit, diffraction grating, and light receiving element constituting the multichannel spectrometer are fixed and hermetically sealed, and are relatively small. Therefore, it is difficult to install the gas cell between the diffraction grating and the light receiving element. (3) Since a gas cell is arranged, it is not strictly equivalent to a measurement system that actually observes light.

一般に、真空容盤内で発生する複数波長のプラズマ発光をモニタするためには、前記真空容器へ光ファイバを取り付け、この光ファイバのもう一方の端にアイリス(絞り)を取り付け、さらにこのアイリスに別の光ファイバを取り付け、この光ファイバをマルチチャンネル分光器へ取り付ける。前記アイリスはその開度を変更することによりプラズマ発光強度の受光量の調整を行う装置である。   In general, in order to monitor plasma emission of a plurality of wavelengths generated in a vacuum container, an optical fiber is attached to the vacuum vessel, and an iris (aperture) is attached to the other end of the optical fiber. Attach another optical fiber and attach this optical fiber to the multichannel spectrometer. The iris is a device that adjusts the amount of received light of the plasma emission intensity by changing its opening.

このようにプラズマが発生する真空容器と発光をモニタする分光器間には、多数の機器が接続されるため、分光器でプラズマ発光をモニタする場合、これら機器単体あるいは接続部分の影響により波長ずれが発生する場合がある。また、分光器の波長校正は出荷時に実施されているが、輸送時の衝撃等により波長ずれが発生する場合がある。   Since many devices are connected between the vacuum vessel in which plasma is generated and the spectrometer that monitors the emission, when monitoring the plasma emission with the spectrometer, the wavelength shifts due to the influence of these devices alone or the connected part. May occur. In addition, although wavelength calibration of the spectrometer is performed at the time of shipment, wavelength shift may occur due to impact during transportation.

プラズマ処理装置は、分光器から得られた特定波長の発光強度の変化をもとに、例えばウエハのエッチング終点を検出している。しかし、上記理由により波長ずれが発生していた場合は、検出した発光強度変化が正しい波長のそれと異なるため、正しくエッチングの終点を検出できない。また、全く発光強度変化が得られない場合は終点を検出できず、エッチング不良となる。   The plasma processing apparatus detects, for example, an etching end point of a wafer based on a change in emission intensity of a specific wavelength obtained from a spectroscope. However, if there is a wavelength shift for the above reason, the detected emission intensity change is different from that of the correct wavelength, so that the etching end point cannot be detected correctly. If no change in emission intensity is obtained, the end point cannot be detected, resulting in an etching failure.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、波長精度を向上し、プラズマ発光を正確にモニタすることのできるプラズマ処理装置を提供する。   The present invention has been made in view of these problems, and provides a plasma processing apparatus capable of improving wavelength accuracy and accurately monitoring plasma emission.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

プラズマ処理装置内で発生したプラズマ発光を導入する光ファイバと、光ファイバを介して導入したプラズマ発光を複数のスペクトルに分光する回折格子と、回折格子で分光されたスペクトルの発光強度をスペクトル毎に検出する列状の受光素子と、前記列状の受光素子の検出出力をもとにプラズマ発光波長を所定の演算式に基づいて演算する信号処理装置を備え、該信号処理装置は、プラズマ処理に使用される処理ガスまたは被処理材の理論上のスペクトル波長と前記プラズマ処理装置を使用し前記処理ガスを用いて前記被処理材を処理した際に得られるスペクトル波長を比較し、該比較結果をもとに前記演算式を校正する。   An optical fiber that introduces plasma emission generated in the plasma processing apparatus, a diffraction grating that splits the plasma emission introduced through the optical fiber into multiple spectra, and the emission intensity of the spectrum dispersed by the diffraction grating for each spectrum And a signal processing device for calculating a plasma emission wavelength based on a predetermined calculation formula based on a detection output of the column-shaped light receiving device, the signal processing device for plasma processing. The theoretical spectral wavelength of the processing gas or material to be used is compared with the spectral wavelength obtained when the processing material is processed using the processing gas using the plasma processing apparatus, and the comparison result is obtained. Based on the above, the arithmetic expression is calibrated.

本発明は、以上の構成を備えるため、波長精度を向上し、プラズマ発光を正確にモニタすることのできるプラズマ処理装置を提供することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of improving wavelength accuracy and accurately monitoring plasma emission.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態にかかるエッチング処理装置を説明する図である。エッチング処理装置(プラズマ処理装置)1は、真空容器2を備えており、その内部に図示しないガス導入手段を介してエッチングガスを導入し、導入したガスにマイクロ波電力を照射してプラズマ3を生成する。このプラズマ3により試料台5上の半導体ウエハ等の被処理材4をエッチングする。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an etching processing apparatus according to the present embodiment. The etching processing apparatus (plasma processing apparatus) 1 includes a vacuum vessel 2, into which an etching gas is introduced through a gas introduction unit (not shown), and the introduced gas is irradiated with microwave power to generate plasma 3. Generate. The plasma 3 etches the material to be processed 4 such as a semiconductor wafer on the sample stage 5.

プラズマ3から生成される多波長の発光は光ファイバ6を介して分光器11に導かれる。なお、真空容器2と光ファイバ6の間には図示を省略したレンズが取り付けてある。このレンズは真空容器2内のプラズマ光を光ファイバ6へ集光する役割を果たす。光ファイバ6の中間にはアイリス(絞り)7が設けられており、アイリス7により分光器11へ入射する発光強度を調節することができる。光ファイバ6と接続されるアイリス7の両端には図示を省略したレンズが取り付けてある。光ファイバ6からアイリス7へ入射される光は上記レンズにより並行光となりアイリス7へ導かれる。アイリス7により強度が調整された光はもう一方のレンズにより集光され、分光器11へ接続されている光ファイバ6へ導入される。   Multi-wavelength light generated from the plasma 3 is guided to the spectroscope 11 via the optical fiber 6. A lens (not shown) is attached between the vacuum vessel 2 and the optical fiber 6. This lens plays a role of condensing the plasma light in the vacuum vessel 2 onto the optical fiber 6. An iris (aperture) 7 is provided in the middle of the optical fiber 6, and the emission intensity incident on the spectroscope 11 can be adjusted by the iris 7. Lenses (not shown) are attached to both ends of the iris 7 connected to the optical fiber 6. Light incident on the iris 7 from the optical fiber 6 is converted into parallel light by the lens and guided to the iris 7. The light whose intensity is adjusted by the iris 7 is collected by the other lens and introduced into the optical fiber 6 connected to the spectroscope 11.

分光器11に導かれた多波長の光はスリット8により入射量が制限される。その後、回折格子9により多波長の光は分光され受光素子10にそれぞれ波長毎に入射する。受光素子10では光電効果により、光信号が電気信号に変換され、光強度に応じた電気信号がデジタル処理装置12へ送られる。デジタル処理装置12は、多波長の光強度に応じた信号強度をモニタし、この信号強度変化によりエッチングの終点を検出する。   The amount of incident light of the multi-wavelength light guided to the spectroscope 11 is limited by the slit 8. Thereafter, the multi-wavelength light is split by the diffraction grating 9 and is incident on the light receiving element 10 for each wavelength. In the light receiving element 10, an optical signal is converted into an electric signal by the photoelectric effect, and an electric signal corresponding to the light intensity is sent to the digital processing device 12. The digital processing device 12 monitors the signal intensity corresponding to the light intensity of multiple wavelengths, and detects the end point of etching based on this signal intensity change.

図2は、分光器内部の受光素子と光波長の関係について説明する図である。分光器11の内部の受光素子は例えば1000ピクセルのCCDラインセンサで構成される。この受光素子には図1で示した回折格子9で分光された各波長の光が入射される。このときの入射された光の波長と受光素子のピクセル番号の関係は、例えば式(1)のような多項式で与えられる。なお、この式は、分光器の光学系において、分光グレーティングからの光を受けるCCDの画素素子が並べられたイメージセンサが全ての波長の光が平行となるように配置されておらず、このために各波長が同じ光量でも素子の出力に差異が生じることを補正するために用いている。   FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the light receiving element in the spectrometer and the light wavelength. The light receiving element inside the spectroscope 11 is composed of a CCD line sensor of 1000 pixels, for example. Light of each wavelength split by the diffraction grating 9 shown in FIG. 1 is incident on this light receiving element. At this time, the relationship between the wavelength of the incident light and the pixel number of the light receiving element is given by, for example, a polynomial expression (1). Note that, in this optical system of the spectroscope, the image sensor in which the CCD pixel elements that receive the light from the spectral grating are arranged is not arranged so that all the wavelengths of light are parallel. This is used to correct the difference in the output of the element even if the wavelength is the same for each wavelength.

λ=a+b*Pix+c*Pix*Pix+d*Pix*Pix*Pix
+c*Pix*Pix*Pix*Pix ・・・(1)
ここでa,b,c,d,eは波長パラメータを示し、λは波長、Pixは受光素子のピクセル番号(Pix:1〜1000)を示す。これらa,b,c,d,eの波長パラメータは分光器の出荷時にあらかじめ製造者により決定されている。この式(1)とa,b,c,d,eの波長パラメータによりある波長の強度に対応した受光素子のピクセル番号が分かる。
λ = a + b * Pix + c * Pix * Pix + d * Pix * Pix * Pix
+ C * Pix * Pix * Pix * Pix (1)
Here, a, b, c, d, e indicate wavelength parameters, λ indicates a wavelength, and Pix indicates a pixel number (Pix: 1-1000) of the light receiving element. The wavelength parameters of a, b, c, d, and e are determined in advance by the manufacturer when the spectrometer is shipped. The pixel number of the light receiving element corresponding to the intensity of a certain wavelength can be known from the equation (1) and the wavelength parameters of a, b, c, d, and e.

図2に示すように、例えば受光素子の第1ピクセル(左端のピクセル)は波長λが200nmのスペクトル強度を検出している。   As shown in FIG. 2, for example, the first pixel (leftmost pixel) of the light receiving element detects the spectral intensity having a wavelength λ of 200 nm.

前記a,b,c,d,eの波長パラメータは分光器の出荷時に製造者が適当な光を入射し求めたパラメータであるが、エッチング装置に取り付け後、実際のプラズマ発光をモニタした場合に発光波長がずれている場合がある。この理由には二通りあり、その一つは輸送中の振動等により分光器内部の回折格子や受光素子位置がずれ、これにより発光波長がずれる場合である。もう一つは、エッチングチャンバ内で発生したプラズマ強度をモニタする経路には、光ファイバ6、アイリス7、分光器11等のハードウェアが介在しており、例えば光ファイバ6の取り付けに際して、ねじれ負荷が掛かった状態で取り付けられた場合には、波長シフトが発生することが知られている。つまり波長シフトは部品単体だけでなく、部品接合部によっても発生する。   The wavelength parameters a, b, c, d, and e are parameters obtained by the manufacturer by entering appropriate light at the time of shipment of the spectrometer. However, when the actual plasma emission is monitored after being attached to the etching apparatus. The emission wavelength may be shifted. There are two reasons for this, and one of them is the case where the position of the diffraction grating or the light receiving element inside the spectroscope is shifted due to vibration during transportation, and the emission wavelength is thereby shifted. In the other, hardware such as the optical fiber 6, the iris 7, and the spectroscope 11 is interposed in the path for monitoring the plasma intensity generated in the etching chamber. It is known that a wavelength shift occurs when it is attached in a state where the is applied. That is, the wavelength shift occurs not only by a single component but also by a component joint.

本実施形態では、上記の波長ずれを解決するために、光ファイバ6、アイリス7、分光器11で構成される分光器システム全体での波長校正を実施する。   In this embodiment, in order to solve the above-described wavelength shift, wavelength calibration is performed for the entire spectroscope system including the optical fiber 6, the iris 7, and the spectroscope 11.

エッチング時の発光スペクトルはエッチングに使用するガス、ウエハ膜種によって異なる強度を示し、エッチングガスやウエハ膜種に依存した強度スペクトルとなる。そこで、本実施形態ではエッチングガスとしてArとClを使用し、ウエハとしてはSiウエハを使用し、前記ウエハをエッチングした際の発光強度スペクトルを利用して波長校正を実施する。 The emission spectrum at the time of etching shows different intensities depending on the gas used for etching and the wafer film type, and becomes an intensity spectrum depending on the etching gas and the wafer film type. Therefore, in this embodiment, Ar and Cl 2 are used as the etching gas, a Si wafer is used as the wafer, and wavelength calibration is performed using the emission intensity spectrum when the wafer is etched.

この例では、装置運用上利用しやすいガスやウエハをとして上記ウエハおよびガスを選択したが、他の種類のガスやウエハを使用しても良い。この場合は発光スペクトルの形状が本実施形態の例とは異なることになる。   In this example, the above-mentioned wafer and gas are selected as gas and wafer that are easy to use in the operation of the apparatus, but other types of gas and wafer may be used. In this case, the shape of the emission spectrum is different from the example of this embodiment.

なお、分光器システムの波長校正の検定を行う場合には、特定の膜構造を有した検定用のウエハを試料台5上に載置した状態で検定を実施する。なお、前記検定用のウエハはカセット内に収納されて装置の大気側に配置されたカセット台上に載せておき、エッチング装置の搬送手段を用いて前記カセット台上に装着する。また、検定用のウエハはクリーニング等に使用されるダミーウエハでもよい。   When performing calibration of wavelength calibration of the spectrometer system, the calibration is performed in a state where a calibration wafer having a specific film structure is placed on the sample stage 5. The test wafer is placed on a cassette table stored in the cassette and arranged on the atmosphere side of the apparatus, and is mounted on the cassette table using the transfer means of the etching apparatus. The test wafer may be a dummy wafer used for cleaning or the like.

図3は、波長校正に際して行われるエッチングで使用するAr,Cl,Siの主な発光スペクトル波長(理論波長)を示す図である。エッチング時の発光スペクトルには主に図3に示した波長に強度ピークが存在する。 FIG. 3 is a diagram showing main emission spectrum wavelengths (theoretical wavelengths) of Ar, Cl 2 and Si used in etching performed for wavelength calibration. The emission spectrum at the time of etching has an intensity peak mainly at the wavelength shown in FIG.

図4は、SiウエハをエッチングガスAr,Clを用いてエッチングした際の発光スペクトルを示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum when the Si wafer is etched using the etching gas Ar, Cl 2 .

この発光スペクトル内には、図3に示す波長付近でピークが存在していることがわかる。この発光スペクトルのピーク波長と図3に示す理論波長とが一致していれば、前記波長ずれは発生していないということができる。   It can be seen that a peak exists in the emission spectrum near the wavelength shown in FIG. If the peak wavelength of the emission spectrum matches the theoretical wavelength shown in FIG. 3, it can be said that the wavelength shift has not occurred.

前記発光スペクトルのピーク波長と図3に示す理論波長とが一致していない場合は、波長ずれが発生しており、式(1)のa,b,c,d,eで表現される波長パラメータを再計算する必要がある。波長パラメータの再計算には、実際のエッチング時の発光スペクトルデータを使用する。   When the peak wavelength of the emission spectrum does not match the theoretical wavelength shown in FIG. 3, a wavelength shift has occurred, and the wavelength parameter expressed by a, b, c, d, e in Equation (1). Need to be recalculated. For recalculation of the wavelength parameter, emission spectrum data at the time of actual etching is used.

再計算に際しては、図3に示す元素毎の14個の波長(Arの9波長、Siの3波長、Clの2波長)におけるスペクトル強度のピークを検出したピクセル(ピークピクセル)の番号と波長(理論波長)の関係を抽出し、線形回帰近似により式(1)の波長パラメータを求める。   In the recalculation, the number and wavelength (peak pixel) of the pixel (peak pixel) that detected the peak of the spectral intensity at the 14 wavelengths (9 wavelengths of Ar, 3 wavelengths of Si, 2 wavelengths of Cl) for each element shown in FIG. The relationship of the theoretical wavelength) is extracted, and the wavelength parameter of equation (1) is obtained by linear regression approximation.

なお、この例では図3に示した14波長のデータを用いて式(1)に示す波長パラメータを求めたが、式(1)の場合、少なくとも5波長分のデータがあれば波長パラメータを求めることができる。   In this example, the 14-wavelength data shown in FIG. 3 is used to obtain the wavelength parameter shown in Expression (1). However, in the case of Expression (1), the wavelength parameter is obtained if there is data for at least 5 wavelengths. be able to.

図5は、波長校正の処理を説明する図である。まず、ステップ501において、波長校正に使用するSiウエハを真空容器(エッチングチャンバ)2内に搬送する(ステップ501、502)。次に、Ar,Clガスを用いて搬入されたSiウエハにエッチングを施す(ステップ503)。このときエッチング中の発光スペクトルをデジタル処理装置12に記憶する(ステップ504)。 FIG. 5 is a diagram for explaining wavelength calibration processing. First, in step 501, a Si wafer used for wavelength calibration is transferred into the vacuum container (etching chamber) 2 (steps 501 and 502). Next, etching is performed on the Si wafer carried in using Ar, Cl 2 gas (step 503). At this time, the emission spectrum during etching is stored in the digital processor 12 (step 504).

次に記憶した発光スペクトルにおけるピーク波長と、例えば図3に示した14個のピーク波長(理論値)が一致(許容値未満)しているか否かを判定する(ステップ505)。   Next, it is determined whether or not the peak wavelengths in the stored emission spectrum match, for example, the 14 peak wavelengths (theoretical values) shown in FIG. 3 (less than an allowable value) (step 505).

記憶した発光スペクトルにおけるピーク波長と、図3に示したピーク波長(理論値)の全てが一致している場合には波長校正結果は正常であり、波長校正を終了する(ステップ507)。ここで前記許容値は±1nmとした。   If all of the peak wavelengths in the stored emission spectrum match the peak wavelengths (theoretical values) shown in FIG. 3, the wavelength calibration result is normal, and the wavelength calibration is terminated (step 507). Here, the allowable value is set to ± 1 nm.

ここで14個の波長のうち、ひとつでも許容値を外れていた場合には、波長ずれが発生していると判断し、14個の波長におけるそれぞれのピークを検出したピクセル(ピークピクセル)の番号と理論波長の関係から線形回帰により式(1)の波長パラメータa,b,c,d,eを求める(ステップ506)。この求めた波長パラメータを正しい値として次回より使用する。   Here, if even one of the 14 wavelengths is outside the allowable value, it is determined that a wavelength shift has occurred, and the number of the pixel (peak pixel) that has detected each peak at the 14 wavelengths. Then, the wavelength parameters a, b, c, d, and e in the equation (1) are obtained by linear regression from the relationship between the theoretical wavelength and the theoretical wavelength (step 506). The obtained wavelength parameter is used as a correct value from the next time.

以上の説明では、Siウエハを使用して波長校正を実施する例を示してきたが、校正後の処理する製品の材料と同じ膜種のダミーウエハを使用して校正しても良い。製品と同じ膜種のダミーウエハで波長校正を行うことにより、終点判定に使用する波長を波長校正に盛り込むことができ、より最適な波長校正が可能となる。   In the above description, an example has been shown in which wavelength calibration is performed using a Si wafer, but calibration may be performed using a dummy wafer of the same film type as the material of the product to be processed after calibration. By performing wavelength calibration with a dummy wafer of the same film type as the product, the wavelength used for end point determination can be included in the wavelength calibration, and more optimal wavelength calibration becomes possible.

波長校正の実施のタイミングについては、エッチング装置の組み立て完了後に行い分光器システムとしての正しい波長パラメータを求めておく。また分光器システムを構成する部品を交換したタイミングやアイリス7による受光強度調整を実施したタイミングで波長校正を実施することが望ましい。   The wavelength calibration is performed after the assembly of the etching apparatus is completed, and the correct wavelength parameter for the spectroscope system is obtained. Further, it is desirable to perform wavelength calibration at the timing when the components constituting the spectroscope system are replaced or when the received light intensity adjustment by the iris 7 is performed.

以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマ処理装置の分光器システムによるプラズマ発光モニタにおいて、発光スペクトルを正確な波長で取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, the emission spectrum can be acquired with an accurate wavelength in the plasma emission monitor by the spectrometer system of the plasma processing apparatus.

また、実際の測定系を用いての波長校正を実施するため、複数台のプラズマ処理装置間においても波長ずれの無い分光器システムを提供することができる。このように各ハードウェア単体もしくは機器間の接続により発生する波長ずれを包含した波長校正を行うことができるため、正しい波長をモニタできる分光器システムを提供することができる。   In addition, since wavelength calibration is performed using an actual measurement system, it is possible to provide a spectroscope system having no wavelength shift among a plurality of plasma processing apparatuses. As described above, since wavelength calibration including wavelength shift caused by connection between hardware units or devices can be performed, a spectrometer system capable of monitoring the correct wavelength can be provided.

本実施形態にかかるエッチング処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the etching processing apparatus concerning this embodiment. 分光器内部の受光素子と光波長の関係について説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the light receiving element inside a spectrometer, and a light wavelength. 波長校正に際して行われるエッチングで使用するガス発光スペクトル波長(理論波長)を示す図である。It is a figure which shows the gas emission spectrum wavelength (theoretical wavelength) used by the etching performed in wavelength calibration. Siウエハをエッチングガスを用いてエッチングした際の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum at the time of etching a Si wafer using etching gas. 波長校正の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of wavelength calibration.

符号の説明Explanation of symbols

1 エッチング装置
2 真空容器
3 プラズマ
4 被処理材
5 試料台
6 光ファイバ
7 アイリス(絞り)
8 スリット
9 回折格子
10 受光素子
11 分光器
12 デジタル処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Etching apparatus 2 Vacuum container 3 Plasma 4 Material to be processed 5 Sample stand 6 Optical fiber 7 Iris (aperture)
8 Slit 9 Diffraction grating
10 light receiving element 11 spectroscope 12 digital processing device

Claims (3)

プラズマ処理装置内で発生したプラズマ発光を導入する光ファイバと、
光ファイバを介して導入したプラズマ発光を複数のスペクトルに分光する回折格子と、
回折格子で分光されたスペクトルの発光強度をスペクトル毎に検出する列状の受光素子と、
前記列状の受光素子の検出出力をもとにプラズマ発光波長を所定の演算式に基づいて演算する信号処理装置を備え、
該信号処理装置は、プラズマ処理に使用される処理ガスまたは被処理材の理論上のスペクトル波長と前記プラズマ処理装置を使用し前記処理ガスを用いて前記被処理材を処理した際に得られるスペクトル波長を比較し、該比較結果をもとに前記演算式を校正することを特徴とするプラズマ処理装置。
An optical fiber for introducing plasma emission generated in the plasma processing apparatus;
A diffraction grating that splits plasma emission introduced through an optical fiber into a plurality of spectra;
A row of light receiving elements that detect the emission intensity of the spectrum separated by the diffraction grating for each spectrum;
A signal processing device that calculates a plasma emission wavelength based on a predetermined calculation formula based on the detection output of the row-shaped light receiving elements,
The signal processing apparatus includes a theoretical spectrum wavelength of a processing gas or a material to be processed used for plasma processing and a spectrum obtained when the processing material is processed with the processing gas using the plasma processing apparatus. A plasma processing apparatus that compares wavelengths and calibrates the arithmetic expression based on the comparison result.
請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記光ファイバによる導光路に光量を調整する絞りを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 1,
A plasma processing apparatus comprising a diaphragm for adjusting a light amount in a light guide path formed by the optical fiber.
プラズマ処理装置から光ファイバを介して導入したプラズマ発光を複数のスペクトルに分光する回折格子と、
回折格子で分光されたスペクトルの発光強度をスペクトル毎に検出する列状の受光素子と、
前記列状の受光素子の検出出力をもとにプラズマ発光波長を所定の演算式に基づいて演算する信号処理装置を備え、
該信号処理装置は、プラズマ処理に使用される処理ガスまたは被処理材の理論上のスペクトル波長と前記プラズマ処理装置を使用し前記処理ガスを用いて前記被処理材を処理した際に得られるスペクトル波長を比較し、該比較結果をもとに前記演算式を校正してプラズマ発光波長を演算し、演算した波長のスペクトル強度をもとにプラズマ処理の終点を検出することを特徴とするプラズマ処理装置。
A diffraction grating that splits plasma emission introduced from a plasma processing apparatus through an optical fiber into a plurality of spectra;
A row of light receiving elements that detect the emission intensity of the spectrum separated by the diffraction grating for each spectrum;
A signal processing device that calculates a plasma emission wavelength based on a predetermined calculation formula based on the detection output of the row-shaped light receiving elements,
The signal processing apparatus includes a theoretical spectrum wavelength of a processing gas or a material to be processed used for plasma processing and a spectrum obtained when the processing material is processed with the processing gas using the plasma processing apparatus. Comparing wavelengths, calculating the plasma emission wavelength by calibrating the calculation formula based on the comparison result, and detecting the end point of the plasma processing based on the spectrum intensity of the calculated wavelength apparatus.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587943U (en) * 1992-04-28 1993-11-26 国際電気株式会社 End point detector for dry etching equipment
JPH0862141A (en) * 1994-04-12 1996-03-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Method and system that analyze plasma data
JP2001237231A (en) * 2000-02-24 2001-08-31 Sumitomo Metal Ind Ltd Terminal point detecting method and apparatus in plasma etching and etching apparatus
JP2004047628A (en) * 2002-07-10 2004-02-12 Hitachi High-Technologies Corp Spectroscopic detector for plasma treatment apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587943U (en) * 1992-04-28 1993-11-26 国際電気株式会社 End point detector for dry etching equipment
JPH0862141A (en) * 1994-04-12 1996-03-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Method and system that analyze plasma data
JP2001237231A (en) * 2000-02-24 2001-08-31 Sumitomo Metal Ind Ltd Terminal point detecting method and apparatus in plasma etching and etching apparatus
JP2004047628A (en) * 2002-07-10 2004-02-12 Hitachi High-Technologies Corp Spectroscopic detector for plasma treatment apparatus

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