JP2781545B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
てエッチング，ＣＶＤ等の加工を行うプラズマ加工装置
内の堆積物のモニター方法，プラズマ加工方法，ドライ
クリーニング方法及びプラズマ加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化に伴い設備投
資が増大するという問題が顕著化している。設備投資し
た費用の回収を含め、効率的に利益を上げるには、製造
プロセスに要するコストの低減と製造プロセスにおける
歩留まりの向上とが必要不可欠である。特に、半導体装
置の製造プロセスにおいては、個々のプロセス自体の複
雑化と製造装置の複雑化とが進み、そのプロセスの管理
方法及びプロセスの制御方法の改良が大きな課題となっ
ている。ここで、例えば半導体装置の製造プロセスで導
電膜や絶縁膜のパターニングに利用されるドライエッチ
ングにおけるプロセスの管理方法やプロセスの制御方法
としては、以下のような技術が用いられている。

【０００３】ドライエッチングの場合、プロセスの管理
方法としてドライエッチング装置の定期的メンテナンス
はウエハの処理枚数（ロット数）を基準として行なわれ
ている。つまり、量産プロセスでは、チャンバー内のパ
ーティクルの数が処理枚数とともに増大することを考慮
して、必要なエッチング性能を満足するために経験的に
設定された処理枚数に達するとドライエッチング装置の
定期メンテナンスを行なっている。また、プラズマＣＶ
Ｄ等の他のプラズマを利用した加工においても、同様の
プロセス制御やプロセス管理が行なわれている。

【０００４】また、ドライエッチングの場合、例えば半
導体デバイス内のある膜を除去するような時に当該膜の
除去が完了すると、被加工物質がなくなることでプラズ
マ中の特定粒子の発光強度が変化するので、この変化量
がある一定値以上になったときをドライエッチングの終
了時期と判断する制御を行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のドライエッチングプロセスの制御方法では、下記の
問題がある。

【０００６】ある特定の粒子からの発光線をモニターし
ても、それがチャンバー内全体の状態を代表しているわ
けではない。例えば、処理枚数（処理ロット数）の増大
に伴うチャンバーの内壁面の状態の経時変化が生じる
が、プラズマパラメータも変動する。そして、プラズマ
パラメータが変動することで、エッチング特性の変動が
生じ、現実の状態に適合したプロセスの制御が行われな
くなると、工程上の歩留まりが低下する。例えば、ドラ
イエッチングにおいて、チャンバーの内壁面に付着する
堆積物の状態が変化するとプラズマ中の特定の活性種の
濃度（密度）が変化し、エッチングレートが変動した
り、エッチング選択比が低下する。このようなエッチン
グ特性の劣化のため、突発的な加工不良などが発生して
いた。

【０００７】また、上記従来のドライエッチングの管理
方法については、下記の問題がある。

【０００８】上記従来の定期メンテナンスを行うか否か
の判断は、理論的な裏付けによるものではなく、ウェハ
の処理枚数という経験的なパラメータによっているため
に、正確に所期の目的を達成することが困難であった。
例えば、しばしば不必要なメンテナンスを行うことがあ
る。また、パーティクル数のチェックやエッチング速度
のチェック等のために、モニター用ウエハについてドラ
イエッチングを行い、各種チェックを行っているが、そ
の処理時間などにより装置の稼働率が低下することにな
る。

【０００９】上述のような問題は、ドライエッチングだ
けでなく、プラズマＣＶＤ等、プラズマを利用した加工
や、プラズマを利用しないＣＶＤやスパッタリング等の
チャンバーの内壁面に堆積物を生ぜしめる加工全般に当
てはまるものである。

【００１０】また、プラズマ加工によってチャンバーの
内壁面に付着した堆積物を除去するためにクリーニング
ガスをチャンバー内に流すドライクリーニングを行う際
にも、従来は経験に基づいたクリーニング時間設定がな
されており、必ずしも最適な時間設定ではなかった。そ
のため、ドライクリーニングを行ったにもかかわらず、
クリーニング後において、パーティクル数カウントが規
格内にならず、再度クリーニングを行うなど、効率が低
く、装置稼働率の低下の一因となっている。

【００１１】さらに、ドライエッチングの終点の検出
は、一般的には観測用の窓を通して行なわれるが、この
観測用窓の内面に付着した堆積物によって観測光の強度
が低下するので、正確な判定を行なうことができないと
言う問題もあった。

【００１２】本発明の目的は、チャンバーの内壁面に堆
積物を生ぜしめるような加工に使用されるチャンバーに
対し、チャンバー内を開放することなくチャンバーの内
壁面に付着する堆積物の状態をモニターすることと、プ
ラズマ状態を観察しながらドライエッチングを行なう場
合に、観察用窓に付着した堆積物によるドライエッチン
グの終了時期の誤判断を回避することと、チャンバー内
を開放することなくチャンバーの内壁面に付着する堆積
物を除去するドライクリーニングを行なうに際し、クリ
ーニング時間の最適化と高効率のメンテナンスとを実現
することとを達成するために使用できる半導体製造装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、請求項１〜１２に記載される半導体製
造装置に関する手段を講じている。

【００１４】請求項１に係る半導体製造装置は、チャン
バーと、上記チャンバーの一部に設けられ、赤外線の透
過が可能な電磁波用窓と、上記赤外線を発生するための
電磁波発生手段と、上記チャンバー内の堆積物を通過し
た赤外線の上記堆積物による吸収を検出する電磁波検出
手段と、上記電磁波発生手段で発生された赤外線を上記
電磁波用窓を介して上記堆積物内に導入した後堆積物内
を通過させ、チャンバーの外部に取り出して上記電磁波
検出手段に入射させるように赤外線の伝達経路を調整す
る伝達経路調整手段とを備えている。

【００１５】この構成により、伝達経路調整手段を介し
て電磁波検出手段に入射される赤外線は、堆積物との相
互作用によって、堆積物に入射する前とは特性が変化し
ている。したがって、堆積物を通過する前後の赤外線の
特性の比較によって堆積物の状態が正確に把握されるこ
とになる。そして、半導体製造装置をＣＶＤ，プラズマ
ＣＶＤ，ドライエッチング等に使用した場合に、チャン
バ内の堆積物をモニターすることで、堆積物に関する情
報をプロセス制御やメンテナンスに利用することが可能
になる。しかも、Ｘ線や電子線に比べてより安価で取扱
いが容易な赤外線を利用して、プラズマ加工中における
堆積物の状態をモニターすることが可能になる。

【００１６】請求項２に係る半導体製造装置は、請求項
１において、上記電磁波用窓を、上記チャンバーの相対
向する２つの部位に設けられた第１，第２の電磁波用窓
とし、上記伝達経路調整手段を、上記電磁波発生手段で
発生された赤外線を上記第１の電磁波用窓に付着した堆
積物を通過させてチャンバー内に導入し、上記第２の電
磁波用窓に付着した堆積物を通過させて上記第２の電磁
波用窓を介して取り出して上記電磁波検出手段に入射さ
せるように構成したものである。

【００１７】この構成により、入射した赤外線が２つの
窓の内壁面に付着した堆積物を通過して、堆積物との相
互作用による吸収を受けた後電磁波検出手段に到達す
る。したがって、赤外線が２か所の堆積物を通過するこ
とで検出精度が向上する。

【００１８】請求項３に係る半導体製造装置は、請求項
１において、上記電磁波用窓を、上記チャンバーの相対
向する２つの部位に設けられた第１，第２の電磁波用窓
とし、上記伝達経路調整手段を、上記電磁波発生手段で
発生された赤外線を上記第１の電磁波用窓に付着した堆
積物を通過させてチャンバー内に導入し、上記チャンバ
ーの内壁面の各電磁波用窓間の任意の部位に付着した堆
積物に照射して、この堆積物から反射される赤外線を、
上記第２の電磁波用窓に付着した堆積物を通過させて上
記第２の電磁波用窓を介して上記チャンバー外に取り出
して上記電磁波検出手段に到達させるように構成したも
のである。

【００１９】この構成により、チャンバー内に入射した
赤外線がチャンバー内壁面に付着した堆積物に照射され
堆積物との相互作用による吸収を受けた後反射されて、
電磁波検出手段に到達する。したがって、伝達経路調整
手段の調整によりチャンバー内壁面の任意の部位におけ
る堆積物の状態をモニターすることができる。しかも、
３か所における堆積物をモニターすることで、より確実
にチャンバー内環境を把握することが可能になる。

【００２０】請求項４に係る半導体製造装置は、請求項
２又は３において、上記チャンバーの一部に設けられ、
チャンバーを構成する壁面の一部が突出し、先端部が閉
鎖されてなる筒状観測部をさらに備え、上記第１，第２
電磁波用窓が、上記筒状観測部の側部の相対向する２つ
の部位に取り付けられているように構成したものであ
る。

【００２１】請求項５に係る半導体製造装置は、チャン
バーと、上記チャンバーの一部に設けられ、光，Ｘ線，
電子線を含む電磁波のうち少なくともいずれか１つの電
磁波の電磁波の透過が可能な電磁波用窓と、上記電磁波
を発生するための電磁波発生手段と、 上記チャンバー
内の堆積物を通過した電磁波の上記堆積物による吸収を
検出する電磁波検出手段と、上記電磁波発生手段で発生
された電磁波を上記電磁波用窓を介して上記堆積物内に
導入した後堆積物内を通過させ、チャンバー内部のブラ
ズマ領域を通過することなくチャンバーの外部に取り出
して上記電磁波検出手段に入射させるように電磁波の伝
達経路を調整する伝達経路調整手段とを備えている。

【００２２】請求項６に係る半導体製造装置は、チャン
バーと、上記チャンバーの一部に設けられ、チャンバー
を構成する壁面の一部が突出し、先端部が閉鎖されてな
る筒状観測部と、上記筒状観測部に取り付けられ、光，
Ｘ線，電子線を含む電磁波のうち少なくともいずれか１
つの電磁波の透過が可能な電磁波用窓と、上記電磁波を
発生するための電磁波発生手段と、上記チャンバー内の
堆積物を通過した電磁波の上記堆積物による吸収を検出
する電磁波検出手段と、上記電磁波発生手段で発生され
た電磁波を上記電磁波用窓を介して上記堆積物内に導入
した後堆積物内を通過させ、チャンバーの外部に取り出
して上記電磁波検出手段に入射させるように電磁波の伝
達経路を調整する伝達経路調整手段とを備えている。

【００２３】請求項７に係る半導体製造装置は、チャン
バーと、上記チャンバーの一部に設けられ、チャンバー
を構成する壁面の一部が突出し、先端部が閉鎖されてな
る筒状観測部と、上記筒状観測部に取り付けられ、光，
Ｘ線，電子線を含む電磁波のうち少なくともいずれか１
つの電磁波の透過が可能な電磁波用窓と、上記電磁波を
発生するための電磁波発生手段と、上記チャンバー内の
堆積物を通過した電磁波の上記堆積物による吸収を検出
する電磁波検出手段と、上記電磁波発生手段で発生され
た電磁波を上記電磁波用窓を介して上記堆積物内に導入
した後堆積物内を通過させ、チャンバー内部のプラズマ
領域を通過することなくチャンバーの外 部に取り出して
上記電磁波検出手段に入射させるように電磁波の伝達経
路を調整する伝達経路調整手段とを備えている。

【００２４】請求項８に係る半導体製造装置は、請求項
６又は７において、上記電磁波用窓を上記筒状観測部の
側部の相対向する２か所に取り付けられた第１，第２の
電磁波用窓とし、上記伝達経路調整手段により、上記筒
状観測部の上記第１の電磁波用窓を介して電磁波を筒状
観測部内に入射させた電磁波を上記第２の電磁波用窓を
介して上記筒状観測部外に取り出して上記電磁波検出手
段に到達させるように構成最多ものである。

【００２５】請求項９に係る半導体製造装置は、請求項
８において、上記伝達経路調整手段により、上記筒状観
測部の上記第１の電磁波用窓を介して電磁波を筒状観測
部内に入射させ、先端部の内面上の堆積物を経て反射さ
れる電磁波を上記第２の電磁波用窓を介して上記筒状観
測部外に取り出して上記電磁波検出手段に到達させるよ
うに構成したものである。

【００２６】請求項８又は９の構成により、各電磁波用
窓の内壁面に付着した堆積膜、あるいはそれらに加えて
筒状観測部の先端部の内壁面に付着した堆積物に入射し
た電磁波が堆積物との相互作用による吸収を受けた後、
チャンバー内部のプラズマ領域を通過することなく、電
磁波検出手段に到達する。したがって、プラズマ領域に
おける電磁波の吸収がない分、堆積物による電磁波の吸
収を検出する感度が向上する。また、チャンバーの観測
部が設けられた側だけに電磁波発生手段，電磁波検出手
段，伝達経路調整手段等をまとめることができるので、
装置の占有スペースが小さくて済むとともに、伝達経路
の調整も極めて容易となる。

【００２７】請求項１０に係る半導体製造装置は、請求
項４，６，７，８又は９において、上記筒状観測部を、
一部位において着脱自在に構成したものである。

【００２８】この構成により、堆積物の状態をモニター
するのに重要な観測部の一部を取り外してメンテナンス
を行うことが可能となり、検出精度をより良好に維持で
きることになる。

【００２９】請求項１１に係る半導体製造装置は、請求
項５，６，７，８，９又は１０において、上記電磁波発
生手段を赤外線を発生するものとし、上記電磁波検出手
段を赤外線を検出する赤外線検出装置としたものであ
る。

【００３０】請求項１２に係る半導体製造装置は、請求
項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１
において、上記伝達経路調整手段を、通過する電磁波の
波数を被加工物の種類に応じて定められる所定の範囲に
制限するためのフィルターを有するように構成したもの
である。

【００３１】この構成により、被加工物の種類に応じて
検知する電磁波の波数領域が制限されるので、電磁波発
生手段，電磁波検出手段の構成が簡素となり、極めて実
用性の高い装置となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態） まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１
の実施形態に係るドライエッチング装置の構成を示す縦
断面図である。図１において、各符号は各々以下の要素
を示す。１は縦型円筒状のチャンバー、２は被加工物で
あるポリシリコン膜が堆積されたＬＳＩ用半導体ウエハ
等の試料、３は高周波電源（例えば１３．５６ＭＨｚ工
業用電源）、４はカップリングコンデンサ、５は試料取
付部としても機能するカソード電極、６はアノード電
極、７はチャンバー１の側部の相対向する２か所に設け
られたモニター用の石英板からなる窓、８は赤外線を発
生するモニター用の光源、９は光源８からの赤外線を伝
達するための光学系を示す。上記チャンバー１により囲
まれた閉空間が反応室Ｒreである。また、１０は反応室
Ｒre内に形成されるプラズマ発生領域、１１はエッチン
グ副生成物が窓７の内壁面に堆積して形成される堆積
物、１２は光学系８を介してチャンバー１内に入射され
る入射赤外線、１３は入射赤外線１２が堆積物１１を通
過した後チャンバー１から出射される通過赤外線、１４
は通過赤外線１３の強度やスペクトルを検知するための
検出器を示す。同図に示すように、赤外線は、一方の窓
７からチャンバー１内に入り、堆積物を通過した後他方
の窓７からチャンバー１外に出て検出器１４に到達する
伝達経路を進む設計になっており、上記光学系９が伝達
経路調整手段として機能する。また、光源８は電磁波発
生手段として機能し、検出器は電磁波検出手段として機
能し、高周波電源３，カップリングコンデンサ４及び各
電極５，６によりプラズマ発生手段が構成されている。

【００３３】次に、ドライエッチング方法及び堆積物の
膜厚等の観測方法について説明する。まず、エッチング
ガスであるＨＢｒガス，Ｃｌ2 ガスをチャンバー１内に
導入し、圧力１００ｍＴorr で放電させることで、チャ
ンバー１内にプラズマ発生領域１０が形成される。この
時に印加する電力は２００Ｗである。これによりプラズ
マ発生領域１０が形成され、エッチング剤として機能す
る活性種が試料２のポリシリコン膜に入射される。この
活性種と試料２の表面にある物質とが反応してできたエ
ッチング副生成物、すなわち堆積物１１は主にＳｉとＢ
ｒとの化合物であって、これらの一部はチャンバー１か
ら排気されるが、他の部分はチャンバー１の内壁面に付
着する。したがって、モニター用の窓７にも付着する。
まだエッチングを行っていない初期の状態には、入射赤
外線１２は強度が減衰することなく窓７を通過するの
で、検出器１４で検知される通過赤外線１３のスペクト
ルは、入射赤外線１２のスペクトルとほとんど変わらな
い。

【００３４】一方、エッチングを行った回数つまりウェ
ハの処理枚数の増加に伴い、窓７に付着する堆積物１１
の膜厚は増大する。その結果、入射赤外線１２が窓７を
通過する際に、そのスペクトルに変化が生じる。すなわ
ち、堆積物１１中に存在するＳｉとＢｒとの化合物のＳ
ｉ−Ｂｒ結合等へのフォトンのエネルギー伝達が起こ
り、対応する領域で入射赤外線１２の強度が低下するの
で、観測されるスペクトルの特性が入射赤外線のスペク
トルとは変化する。その特性を図２（ａ）、（ｂ）に示
す。図２（ａ）はチャンバー１内でエッチングを開始す
る前の通過赤外線１３の初期吸収スペクトル、図２
（ｂ）はウェハを１０００枚処理した後の通過赤外線１
３の吸収スペクトルを示す。図２（ｂ）に示されるよう
に、波数１４５０〜１４００ｃｍ-1の範囲に光の吸収が
みられる。

【００３５】また、図３（ａ）は、チャンバー１内のパ
ーティクルのカウント数の変化を示す。パーティクルの
カウント数はレーザー光の散乱を利用してサイズが０．
３ミクロン以上のものについて計測されている。また、
図３（ｂ）は、ポリシリコン膜のエッチング速度の平均
値とそのばらつきを示す。図３（ｂ）において、黒丸は
エッチング速度の平均値を、エラーバーはそのばらつき
をそれぞれ示す。測定はウエハ面内の９点に対して行っ
ている。図３（ｂ）に示されるように、ウエハ処理枚数
の増加に伴いパーティクルカウント数が増加し、エッチ
ング速度のばらつきが増大している。約１０００枚処理
後には、パーティクルカウント数は許容される３０個の
規格値を超え、また、エッチング速度のばらつきも、約
１０００枚処理後に±５％の規格を超えている。この
時、堆積物による赤外線の総吸収量は約２倍近くなって
いる。

【００３６】その後、パーティクルカウント数が規格外
になる状態が続き、吸収量が初期値の２倍を超えたとこ
ろ（約１３００枚）で、メンテナンスを行なった。その
結果、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、パーティクル
カウント数は約１０個程度に減少し、エッチング速度の
ばらつきも±３％以内まで回復した、また、観測される
吸収スペクトルの特性も初期の状態（図２（ａ）に示す
程度）に回復し、したがって、総吸収量も初期の値に回
復した。さらに、それ以降、総吸収量が初期の２倍のと
ころでメンテナンスを行なっていった結果、パーティク
ルカウント数は図３（ａ）に示す推移のうち１０００枚
までの推移を繰り返し、つねに規格内に収まった。ま
た、エッチング特性の一例を示すエッチング速度のばら
つきも±５％以内に治まり、装置の稼働率を最大限に向
上することができた。

【００３７】以上のように、ドライエッチング中におけ
る窓７への堆積物１１を赤外線を用いてモニターするこ
とで、一定のエッチング特性を維持・管理することがで
き、稼働率や工程歩留まりの向上を図ることができる。

【００３８】（第２の実施形態） 次に、第２の実施形態について説明する。図４は、第２
の実施形態に係るドライエッチング装置の構成を示す縦
断面図である。図４において、図１と同じ符号は同じ要
素等を示す。２２は例えば被加工物であるシリコン酸化
膜が堆積されたＬＳＩ用半導体ウエハ等の試料を示す。
また、３１はエッチング副生成物による堆積物を示す。
同図に示すように、本実施形態のドライエッチング装置
は、基本的に第１の実施形態に係るドライエッチング装
置と同じ構成となっている。

【００３９】以下、本実施形態におけるドライエッチン
グ方法について説明する。まず、チャンバー１内にエッ
チングガスであるＣＦ4 ガス、ＣＨＦ3 ガス、Ａｒガス
の混合ガスを導入し、圧力６０ｍＴorr の下で放電させ
る。この時の印加する電力は４００Ｗである。これによ
りプラズマ発生領域１０が形成され、エッチング剤とし
て機能する活性種が試料２２のシリコン酸化膜に入射す
る。反応してできたエッチング生成物は主にＳｉとＣの
化合物であり、これらの一部はチャンバー１から排気さ
れるが、他の部分はチャンバー１の内壁面に付着し、モ
ニター用の窓７にも堆積物３１として付着している。初
期の状態（処理を行なわない状態）では、通過赤外線１
３は、窓７を通過してもほとんど強度が減衰していない
ので、その吸収スペクトル特性は、入射する入射赤外線
１２のスペクトルの特性とほぼ同様である。

【００４０】しかし、処理枚数の増加に伴い、窓７に付
着する堆積物３１の膜厚が増加する結果、入射赤外線１
２が窓７を通過する際に、そのスペクトルの特性に変化
が生じる。すなわち、堆積物３１中に存在するＳｉとＣ
との化合物のＳｉーＣ結合、あるいはＣとＦとの化合物
中のＣ−Ｆ結合へのエネルギー伝達が起こり、対応する
領域で赤外線の強度が低下するので、観測される通過赤
外線３３のスペクトルの特性が変化する。その特性を図
５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ａ）は反応室Ｒre内で
エッチングを開始する前の通過赤外線３３の初期吸収ス
ペクトル、図５（ｂ）は１０００枚処理した後の通過赤
外線３３の吸収スペクトルを示す。図５（ｂ）に示され
るように、波数１３００〜８００ｃｍ-1の範囲に光の吸
収がみられる。

【００４１】したがって、第１の実施形態と同様の方法
で、パーティクルカウント数とエッチング速度の変動を
計測し、その後、入射赤外線の総吸収量が初期値の約２
倍になったところで（約１５００枚）メンテナンスを行
うことにより、パーティクルカウント数を規格（５０
個）以上の値から２２個程度にまで低減させることがで
きる。また、シリコン酸化膜のエッチングにおいて重要
なエッチング特性であるＳｉＯ2 とＳｉの選択比のバラ
ツキも、規格外の１２％から、規格内である±１０％以
内（実際は±７％）まで回復させることができる。ま
た、赤外線の総吸収量も、初期の状態（図５（ａ））に
回復させることができる。さらに、それ以降、赤外線の
総吸収量が初期量の２倍に到達した時点でメンテナンス
を行うことにより、パーティクルカウント数は規格内に
収まり、エッチング特性の一例であるＳｉＯ2 とＳｉの
選択比のバラツキも±１０％以内に収まる。したがっ
て、一定のエッチング特性を維持・管理することがで
き、稼働率や工程歩留まりの向上を図ることができる。

【００４２】（第３の実施形態） 次に、第３の実施形態について説明する。図６は、第３
の実施形態に係るドライエッチング装置の構成を示す縦
断面図である。図６において、図１と同じ符号は同じ要
素を示す。本実施形態の特徴として、チャンバー１に
は、チャンバー１を構成する大円筒状のケーシングから
突出した底付き小円筒状の観測部５０が設けられてい
る。この小円筒状の観測部５０の先端部には着脱可能な
石英板４３が配設されており、観測部５０の相対峙する
円筒部の２か所には赤外線が通過可能な材料で構成され
た窓４０，４０が設けられている。なお、４１はエッチ
ング副生成物による堆積物、４２は堆積物４１を通過し
た通過赤外線、４４は赤外線の検出系及び解析システ
ム、４８は赤外線光源及び光学系を示す。そして、光学
系４８により供給される入射赤外線１２が一方の窓４０
から入射し、堆積物４１と相互作用を行った後反射さ
れ、他方の窓４０を介してチャンバー１外に出た通過赤
外線４２が赤外線の検出系及び解析システム４４に到達
する。つまり、赤外線がプラズマ発生領域１０を通過し
ない構成になっている。

【００４３】本実施形態では、第１の実施形態で述べた
ものと同じプロセスによりエッチングを行うと、エッチ
ングによって生成されるＳｉＢｒx などの堆積物成分
は、プラズマ発生領域１０から周辺へと拡散してゆき、
石英板４３まで到達する。そして、上記各実施形態と同
様に、堆積物４１を経た通過赤外線４２の吸収スペクト
ルを観測すると、本実施形態では、赤外線とプラズマと
の相互作用がないため、赤外線の吸収スペクトルを検出
する際の感度が向上している。本実施形態では、被エッ
チング物が上記第２の実施形態と同様にシリコン酸化膜
であるため、基本的に図５（ａ），（ｂ）と同様の初期
吸収スペクトル特性及び使用後の吸収スペクトル特性が
得られるが、図５（ａ），（ｂ）に示す吸収スペクトル
における信号とノイズとのＳ／Ｎ比は、約２倍に向上す
る。また、図６に示すように、赤外線の観測系が空間的
にチャンバー本体と干渉しないため、これまで赤外線光
路の調整に要していた時間も、約１／３に低減できる。
さらに、反応室内環境を赤外線の吸収特性から観察する
ことで、一定のエッチング特性の維持・管理と稼働率や
工程歩留まりの向上を図ることができる。

【００４４】（第４の実施形態） 次に、チャンバークリーニングに係る第４の実施形態に
ついて説明する。本実施形態では、図６に示すエッチン
グ装置において、チャンバー１の内壁面に付着した堆積
物を以下の方法により除去する。

【００４５】上記第１の実施形態に示す手順でエッチン
グを行うようにしたプロセスにおいて、１０００枚処理
後の状態で、反応室内壁面をドライクリーニングした。
使用したエッチングガスはＮＦ3 ガスであり、チャンバ
ー１内の圧力は２００ｍＴorr 、印加電力は２００Ｗで
ある。この印加電圧によって生じる放電において、１４
００ｃｍ-1での赤外線の吸収強度の時間変化をモニタリ
ングした。図７は、その変化特性を示す。同図に示すよ
うに、処理時間すなわちクリーニング時間の経過ととも
に、赤外線の吸収強度は減少していく。すなわち、堆積
物の総量が減少することが分かる。そして、クリーニン
グの開始後、約１６０ｓｅｃ後には、相対的な吸収強度
が１／４まで低下している。そして、２４０時間のクリ
ーニングを行なった後モニターウェハのパーティクルカ
ウント数を計測した結果、パーティクルカウント数は、
規格（３０個）以上の値から１１個程度まで減少し、堆
積物が除去されていることが確認できた。そこで、赤外
線の吸収量が一定値以下になったときにクリーニングが
終了したと判断する。この方法により、堆積物の除去が
正確にでき、的確なクリーニング方法の実施とクリーニ
ング時間の最適化とを図ることができる。

【００４６】（第５の実施形態） 次に、第５の実施形態について説明する。本実施形態で
は、窓７から赤外線を入射し、赤外線のチャンバー１の
内壁面に付着する堆積物３１により反射される赤外線の
吸収スペクトルを検出するようにしている。すなわち、
図８に示すように、３か所の堆積物３１を経た通過赤外
線３３の吸収スペクトルを検出器１４で検知するように
している。本実施形態においても、上記各実施形態と同
様に、チャンバー内の環境に関する情報が得られ、良好
なエッチング特性、メンテナンス周期の最適化、装置の
稼働率向上を図ることができる。特に、本実施形態で
は、２つの窓とチャンバー１の本体の内壁面との３か所
における堆積物を経た赤外線の吸収を検知するので、検
知精度が向上する。加えて、チャンバー１の内壁面の任
意の箇所における堆積物をモニターすることが可能にな
るので、チャンバー１内の環境をより確実に把握し得る
利点もある。

【００４７】（第６の実施形態） 次に、第６の実施形態について、図１０（ａ），
（ｂ）、図１１及び図１２を参照しながら説明する。

【００４８】図１０（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係
るドライエッチング装置の横断面図及び縦断面図であ
る。図１０（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に
係るドライエッチング装置の構成は、上記第３の実施形
態に係る図６（ａ），（ｂ）に示すドライエッチング装
置とほぼ同じであり、堆積物をモニターする部分の構造
のみが異なる。本実施形態では、チャンバー１の側壁の
１か所のみに１つの石英板からなる窓４０が設けられて
おり、赤外線光源及び光学系４８により、赤外線を窓４
０に入射させて窓４０の内面で全反射させた後、赤外線
の検出系及び解析システム４４に入射させるように構成
されている。この構造においても、赤外線がプラズマ発
生領域１０を通過することはない。

【００４９】本実施形態において、ドライエッチングを
行なう条件は上記第２の実施形態と同じである。チャン
バー１内にエッチングガスであるＣＦ4 ガス、ＣＨＦ3
ガス、Ａｒガスの混合ガスを導入し、圧力６０ｍＴorr
の下で放電させる。この時の印加する電力は４００Ｗで
ある。これによりプラズマ発生領域１０が形成され、エ
ッチング剤として機能する活性種が試料２２のシリコン
酸化膜に入射する。反応してできたエッチング生成物は
主にＳｉとＣの化合物であり、これらの一部はチャンバ
ー１から排気されるが、他の部分はチャンバー１の内壁
面に付着し、モニター用の窓４０の内面上にも堆積物４
１として付着している。

【００５０】図１１は、赤外線の伝達経路の詳細を示す
横断面図である。入射赤外線１２が窓４０の外面側から
窓４０内に入った後、窓４０の内面で全反射される。こ
のように、第１媒質を進行する電磁波が第２媒質との境
界面で全反射される際に、エバネッセント波が第２媒質
側にしみだすことは、基本的な光等の電磁波の性質とし
て知られている。すなわち、入射赤外線１２中のエバネ
ッセント波１２ａは堆積物４１内にしみだして堆積物４
１による吸収を受けた後、全反射される。したがって、
通過赤外線６１は、堆積物４１の膜厚に応じた吸収を受
けており、この赤外線の吸収スペクトルの波長や、吸収
量は第１の実施形態と同様の方法で検出することができ
る。すなわち、図２（ａ），（ｂ）に示すような初期吸
収スペクトルとウエハを何枚か処理した後の吸収スペク
トル、特に通過赤外線６１のうち波数１４００-1におけ
る赤外線の吸収量を検出することにより、堆積物４１の
種類や膜厚を検知することができる。

【００５１】図１２は、ウエハの処理枚数に対する通過
赤外線６１の強度（相対値）の変化を示し、ウエハの処
理枚数が増大するにつれて通過赤外線６１の強度が減小
し、堆積物４１の膜厚が増大していることが示されてい
る。なお、この相対強度の検出は、図９（ａ），（ｂ）
と同じ条件で行なわれている。

【００５２】したがって、本実施形態では、第１媒質を
進行する電磁波が第２媒質との境界面で全反射される際
に、エバネッセント波が第２媒質側にしみだすという現
象に着目することにより、モニター用窓４０を１枚のみ
で済ませることができ、かつ窓４０の構造も極めて簡素
なものとすることができる。しかも、赤外線がプラズマ
発生領域１０を通過することはないので、検出精度も極
めて高い。

【００５３】（第７の実施形態） 次に、第７の実施形態について、図１３（ａ），（ｂ）
及び図１４を参照しながら説明する。

【００５４】図１３（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係
るドライエッチング装置の横断面図及び縦断面図であ
る。図１３（ａ），（ｂ）において、各符号は各々以下
の要素を示す。１は縦型円筒状のチャンバー、２２は被
加工物であるポリシリコン膜が堆積されたＬＳＩ用半導
体ウエハ等の試料、３は高周波電源（例えば１３．５６
ＭＨｚ工業用電源）、４はカップリングコンデンサ、５
は試料取付部としても機能するカソード電極、６はアノ
ード電極を示す。上記チャンバー１により囲まれた閉空
間が反応室Ｒreである。また、１０は反応室Ｒre内に形
成されるプラズマ発生領域である。高周波電源３，カッ
プリングコンデンサ４及び各電極５，６によりプラズマ
発生手段が構成されている。

【００５５】ここで、本実施形態の特徴として、チャン
バー１内のプラズマを観察するための窓４０と、窓４０
を介してチャンバー１内のプラズマ発生領域１０の発光
強度を検出する発光強度検出器７０（フォトマル）と、
発光強度検出器７０の出力を受けてドライエッチングの
プロセスを制御するためのコントローラ７１とをさらに
備えている。さらに、４１はエッチング副生成物が窓４
０の内壁面に堆積して形成される堆積物である。

【００５６】本実施形態においても、上記第１の実施形
態と同じ条件でドライエッチングが行なわれる。すなわ
ち、チャンバー１内にエッチングガスであるＣＦ4 ガ
ス、ＣＨＦ3 ガス、Ａｒガスの混合ガスを導入し、圧力
６０ｍＴorr の下で放電させる。この時の印加する電力
は４００Ｗである。これによりプラズマ発生領域１０が
形成され、エッチング剤として機能する活性種が試料２
２のシリコン酸化膜に入射する。反応してできたエッチ
ング生成物は主にＳｉとＣの化合物であり、これらの一
部はチャンバー１から排気されるが、他の部分はチャン
バー１の内壁面に付着し、窓４０の内面上にも堆積物４
１として付着している。

【００５７】ここで、本実施形態では、コントローラ７
１により、発光強度検出器７０で検出されるプラズマ発
光強度の変化に応じてドライエッチングの終了時期が判
断される。その点について、詳細に説明する。

【００５８】図１４は、ドライエッチングの終点検出方
法を示す図であり、縦軸はＣＯ分子による波長４８３．
５ｎｍの発光強度の変化を示している。半導体デバイス
中のシリコン酸化膜等の一部をＣＦ4 ガスを用いてドラ
イエッチングにより除去する際、ＳｉＦ4 ，ＣＯ2 ，Ｃ
Ｏ等の粒子のプラズマが生じる。そして、シリコン酸化
膜の除去が終了すると、これらの粒子の数が激減するは
ずであるが、下地がシリコンの場合にはＳｉＦ4 はシリ
コン酸化膜の除去が終了した後も発生し続ける。そこ
で、ＣＯ2 ，ＣＯ等による発光強度に着目すれば、シリ
コン酸化膜の除去が終了した時期を判断できる。

【００５９】このように、ドライエッチングによって発
生する特定の粒子（本実施形態ではＣＯ粒子）のプラズ
マの発光強度が急激に減小することを利用してドライエ
ッチングの終了時期を判断することができる。例えば、
クリーニング直後のチャンバー内でドライエッチングを
行なう場合、図１４中の変化曲線Ａｏに示すように、ウ
ェハのドライエッチングを開始する前における相対的な
発光強度の初期値を「１」とする。ドライエッチングが
進行して時刻ｔｏで急激に発光強度の相対値が落ち込む
と、そのときをドライエッチングの終了時期と判断す
る。しかし、多くのウェハを処理した状態では、同図の
曲線Ａｎ′に示すように、窓４０の内面上の堆積物４１
の厚みが増大するので、堆積物による光の吸収のため
に、検出される発光強度は、クリーニング直後に比べる
とドライエッチングを開始する前においてもドライエッ
チング終了後においても低下する。

【００６０】そこで、本実施形態では、ドライエッチン
グを開始する前における発光強度の初期値が常に「１」
となるように自動的に検出感度を校正する（オートゲイ
ン調整）ようにしている。つまり、図１４中の曲線Ａｎ
に示すように、ｎ枚のウエハを処理した後、ドライエッ
チングを行なう際には、相対的な発光強度の初期値を
「１」とするオートゲイン調整を行ない、相対的な発光
強度があるレベル（例えば０．６）以下になったとき
（図１４に示す時刻ｔｎ）がドライエッチングの終了時
期であると判断するようにしている。このように、オー
トゲイン調整を行なうことで、相対的な発光強度が一定
値（例えば０．６）以下になったときにドライエッチン
グが終了したと判断できるので、プロセス制御は非常に
簡素になる。そして、チャンバー内のパーティクルの発
生状態を検知するためにモニターウェハを設置する手間
と工程の中断とを回避でき、単に処理したウェハの枚数
だけで判断する場合のような誤判断を回避することがで
きる。

【００６１】（第８の実施形態） 次に、第８の実施形態について、図１５，図１６及び図
１７を参照しながら説明する。

【００６２】図１５は、本実施形態に係るドライエッチ
ング装置の横断面図である。本実施形態に係るドライエ
ッチング装置は、上記第７の実施形態におけるドライエ
ッチング装置とほぼ同じ構造を有しているが、プラズマ
状態を観察する機能とドライエッチングのプロセスを制
御する機能とを有している点のみが異なる。すなわち、
上記第６の実施形態と同じ構成を有する赤外線光源及び
光学系４８と、赤外線の検出系及び解析システム４４と
が設けられており、赤外線光源及び光学系４８により、
赤外線を窓４０に入射させて窓４０の内面で全反射させ
た後、赤外線の検出系及び解析システム４４に入射させ
るように構成されている。そして、赤外線の検出系及び
解析システム４４から上記コントローラ７１に、窓４０
の内面上の堆積物４１に関する信号Ｓdeが転送されるよ
うに構成されている。

【００６３】本実施形態においても、上記第７の実施形
態と同じ条件でドライエッチングが行なわれる。ここ
で、本実施形態では、コントローラ７１により、発光強
度検出器７０で検出されるプラズマ発光強度の変化に応
じてドライエッチングの終了時期が判断される。その点
については、上記第７の実施形態と同じであるが、本実
施形態では、ウェハのドライエッチングを開始する前の
初期値を校正する方法は上記第７の実施形態とは異な
る。

【００６４】図１６は、赤外線の検出系及び解析システ
ム４４で検出される赤外線の強度変化と、この強度変化
に応じて調整されるコントローラ７０のオートゲイン値
（相対値）の変化を示す図である。すなわち、赤外線の
検出系及び解析システム４４から転送される信号Ｓdeに
含まれる窓４０の内面上の堆積物４１を経た赤外線の強
度に応じ、ドライエッチングを開始する前のプラズマの
相対的な発光強度が常に一定値「１」になるようにオー
トゲイン値の調整を行なっている。

【００６５】第７の実施形態のようなオートゲイン調整
を行なうと、窓４０に付着した堆積物４１が厚くなるに
したがって当然ゲインの増大幅が大きくなるが、ゲイン
の増大幅が大きくなると、ウェハのドライエッチングを
開始する前とエッチング終了時との差が見掛上実際より
も小さくなる傾向がある。つまり、相対的な発光強度の
初期値が「１」になるように校正すると、エッチング終
了時における相対的な発光強度の検出値は、クリーニン
グ直後に比べて上昇する傾向がある（図１４の曲線Ａｎ
参照）。また、エッチング終了後の発光強度のバラツキ
もＳ／Ｎ比の低下により増大する。そして、発光強度検
出器７０（フォトマル）の検出値は、窓４０上の堆積物
４１だけでなくチャンバー１内の塵埃等によって変動し
時間的な変動も大きい。そのため、発光強度検出器７０
の検出値に基づいて初期値の校正を行なった場合、図１
７の点線曲線Ａ1000に示すように、例えば１０００枚目
程度のウェハをドライエッチングする際には、エッチン
グ終了後の発光強度の値が大きなばらつきの幅ＥＷ１を
持つことになる。場合によっては、エッチングが終了し
ているにもかかわらずエッチング終了の時期を判断する
基準となる強度「０．６」以下にならないことが生じ得
る。つまり、オートゲイン値の増大に伴うエッチング終
了後の検出値の上昇傾向及び誤差の増大と、初期値の校
正の不正確さとが重畳して、エッチングの終了時期に誤
判定を生じる虞れがある。これを回避するためには、例
えばオートゲイン値がある値を越えると、エッチング終
了時期の誤判定を生じる虞れがあるとして、窓４０の堆
積物４１を除去すべくチャンバー１のドライクリーニン
グ（メンテナンス）を行なう必要がある。つまり、窓４
０上の堆積物４１の実際の状態からまだ余裕があるにも
かかわらず早めにチャンバー１のドライクリーニングを
行なうことになり、メンテナンス周期が短くなる。

【００６６】それに対し、本実施形態のごとく赤外線の
検出系及び解析システム７１から転送されるデータを用
いた場合には、発光強度検出器７０の検出値を用いた場
合のような大きな検出値の変動はない。図１７の破線曲
線Ｂ1000に示すように、エッチング終了後の発光強度の
検出値のバラツキ幅ＥＷ２は極めて小さくなる。したが
って、本実施形態の方法では、現実の堆積物４１の膜厚
を検出して、この値に応じた初期値の校正を行なうの
で、オートゲイン調整に伴うエッチング終了後の相対的
な発光強度の上昇傾向はあるものの、バラツキ幅ＥＷ１
が小さいためにエッチング終了時期の判断の基準値
「０．６」以上になる虞れが生じるまでの処理枚数が増
大する。例えば、第７の実施形態では、チャンバー１の
ドライクリーニングを行なってから次のドライクリーニ
ングを行なうまでに１０００枚程度のウェハの処理が限
界であったとすると、１１００枚程度のウェハを処理す
ることができるのである。このチャンバー１のドライク
リーニングを行なうには、いったん工程を停止しなけれ
ばならず、かつチャンバー１内の雰囲気の置換と言う多
大の手間を必要とするので、このようにメンテナンス周
期を延長することで、装置の稼働率が大幅に向上するこ
とになる。

【００６７】（その他の実施形態） なお、上記各実施形態及び後述の各実施形態では、いず
れも電磁波として赤外線を利用し、赤外線の吸収スペク
トルを観測することにより反応室内の環境を把握する例
を述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるもの
ではない。すなわち、赤外線の吸収以外の光学的手法、
例えばＸ線光電子分光法によっても、反応室内情報を得
ることができる。図９（ａ）は、第１の実施形態と同じ
ポリシリコン膜をエッチングするプロセスにおける堆積
物の解析結果を示し、図９（ｂ）は、第２の実施形態と
同じシリコン酸化膜をエッチングするプロセスにおける
堆積物の解析結果を示し、いずれも堆積物を構成する各
原子間の結合エネルギースペクトルを示す。図９
（ａ），（ｂ）を参照すれば容易にわかるように、エッ
チングプロセスにおいて生成される堆積膜を構成する物
質の結合エネルギースペクトルの違いが観測され、ま
た、その強度は堆積物の総量を反映したものとなる。そ
の結果、Ｘ線光電子分光法によるチャンバー内環境の観
察が可能となる。

【００６８】さらに、上記各実施形態では、プラズマを
利用してエッチングを行う際のチャンバー内の環境を把
握する例について説明したが、本発明はかかる実施形態
に限定されるものではなく、プラズマを利用したＣＶ
Ｄ，アッシング，酸化，不純物ドーピング，プラズマア
システッドエピタキシー等のプラズマ加工全般につい
て、また、プラズマを利用しない加工であっても、スパ
ッタリング，蒸着，ＣＶＤ，イオンプレーティング等の
チャンバーの内壁面に堆積物を生ぜしめる加工全般につ
いて適用することができる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１〜１２によれば、半導体製造装
置として、電磁波発生手段で発生した電磁波をチャンバ
ー内に入射させ、チャンバー内の堆積物を経た電磁波を
電磁波検出手段に到達させる構成としたので、チャンバ
ー内の環境を正確に把握することができ、よって、良好
な加工特性を維持し、最適なプロセス管理および制御を
行い得る半導体製造装置の提供を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る半導体製造装置の構成を
概略的に示す図である。

【図２】第１の実施形態において検出された初期の赤外
線吸収スペクトル図及び１０００枚連続処理した後の赤
外線吸収スペクトル図である。

【図３】第１の実施形態におけるパーティクル数の処理
枚数増加に伴う変動及びポリシリコンエッチング速度の
変動を示す特性図である。

【図４】第２の実施形態に係る半導体製造装置の構成を
概略的に示す縦断面図である。

【図５】第２の実施形態において検出された初期の赤外
線吸収スペクトル図及び１０００枚連続処理した後の赤
外線吸収スペクトル図である。

【図６】第３の実施形態に係る半導体製造装置の構成を
概略的に示す横断面図及び縦断面図である。

【図７】第４の実施形態におけるクリーニング方法の実
施中における赤外線の相対的吸収強度の時間変化を示す
特性図である。

【図８】第５の実施形態に係る半導体製造装置の内部を
透視して示す斜視図である。

【図９】ポリシリコン膜及びシリコン酸化膜のエッチン
グの際に付着する堆積物をＸ線光電子分光法で観察して
得られたスペクトル図である。

【図１０】第６の実施形態に係る半導体製造装置の横断
面図及び縦断面図である。

【図１１】第６の実施形態における堆積物の状態をモニ
ターする際に赤外線が窓の内面で全反射されるときの状
態を示す横断面図である。

【図１２】第６の実施形態において検知される赤外線の
強度のウェハの処理枚数に対する変化に関するデータを
示す図である。

【図１３】第７の実施形態に係る半導体製造装置の横断
面図及び縦断面図である。

【図１４】第７の実施形態に係る初期値の校正によるエ
ッチング終了時期の判断方法を示す図である。

【図１５】第８の実施形態に係る半導体製造装置の横断
面図である。

【図１６】第８の実施形態における堆積物による赤外線
の強度変化と、この変化に応じて調整されるオートゲイ
ン値とを示す図である。

【図１７】第７及び第８の実施形態に係る初期値の校正
によるエッチング終了時期の判断方法の信頼性を比較す
る図である。

【符号の説明】

１ チャンバー ２、２２ 試料 ３ 高周波電源 ４ カップリングコンデンサ ５ カソード電極 ６ アノード電極 ７ プラズマモニター用の窓 ８ モニター用光源 ９ 光学系 １０ プラズマ発生領域 １１、３１、４１ 堆積物 １２ 入射赤外線 １２ａ エバネッセント波 １３ 通過赤外線 １４ 検出器 ４０ 窓 ４２ 通過赤外線 ４３ 石英板 ５０ 観測部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/304 ３４１ 21/304 ３４１Ｄ 21/31 21/31 Ｃ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｂ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバーと、 上記チャンバーの一部に設けられ、赤外線の透過が可能
   な電磁波用窓と、 上記赤外線を発生するための電磁波発生手段と、 上記チャンバー内の堆積物を通過した赤外線の上記堆積
   物による吸収を検出する電磁波検出手段と、 上記電磁波発生手段で発生された赤外線を上記電磁波用
   窓を介して上記堆積物内に導入した後堆積物内を通過さ
   せ、チャンバーの外部に取り出して上記電磁波検出手段
   に入射させるように赤外線の伝達経路を調整する伝達経
   路調整手段とを備えていることを特徴とする半導体製造
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体製造装置におい
   て、 上記電磁波用窓は、上記チャンバーの相対向する２つの
   部位に設けられた第１，第２の電磁波用窓であり、 上記伝達経路調整手段は、上記電磁波発生手段で発生さ
   れた赤外線を上記第１の電磁波用窓に付着した堆積物を
   通過させてチャンバー内に導入し、上記第２の電磁波用
   窓に付着した堆積物を通過させて上記第２の電磁波用窓
   を介して取り出して上記電磁波検出手段に入射させるこ
   とを特徴とする半導体製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体製造装置におい
   て、 上記電磁波用窓は、上記チャンバーの相対向する２つの
   部位に設けられた第１，第２の電磁波用窓であり、 上記伝達経路調整手段は、上記電磁波発生手段で発生さ
   れた赤外線を上記第１の電磁波用窓に付着した堆積物を
   通過させてチャンバー内に導入し、上記チャンバーの内
   壁面の各電磁波用窓間の任意の部位に付着した堆積物に
   照射して、この堆積物から反射される赤外線を、上記第
   ２の電磁波用窓に付着した堆積物を通過させて上記第２
   の電磁波用窓を介して上記チャンバー外に取り出して上
   記電磁波検出手段に到達させることを特徴とする半導体
   製造装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の半導体装置におい
   て、 上記チャンバーの一部に設けられ、チャンバーを構成す
   る壁面の一部が突出し、先端部が閉鎖されてなる筒状観
   測部をさらに備え、 上記第１，第２電磁波用窓は、上記筒状観測部の側部の
   相対向する２つの部位に取り付けられていることを特徴
   とする半導体製造装置。
5. 【請求項５】 チャンバーと、 上記チャンバーの一部に設けられ、光，Ｘ線，電子線を
   含む電磁波のうち少なくともいずれか１つの電磁波の透
   過が可能な電磁波用窓と、 上記電磁波を発生するための電磁波発生手段と、 上記チャンバー内の堆積物を通過した電磁波の上記堆積
   物による吸収を検出する電磁波検出手段と、 上記電磁波発生手段で発生された電磁波を上記電磁波用
   窓を介して上記堆積物内に導入した後堆積物内を通過さ
   せ、チャンバー内部のブラズマ領域を通過することなく
   チャンバーの外部に取り出して上記電磁波検出手段に入
   射させるように電磁波の伝達経路を調整する伝達経路調
   整手段とを備えていることを特徴とする半導体製造装
   置。
6. 【請求項６】 チャンバーと、 上記チャンバーの一部に設けられ、チャンバーを構成す
   る壁面の一部が突出し、先端部が閉鎖されてなる筒状観
   測部と、 上記筒状観測部に取り付けられ、光，Ｘ線，電子線を含
   む電磁波のうち少なくともいずれか１つの電磁波の透過
   が可能な電磁波用窓と、 上記電磁波を発生するための電磁波発生手段と、 上記チャンバー内の堆積物を通過した電磁波の上記堆積
   物による吸収を検出する電磁波検出手段と、 上記電磁波発生手段で発生された電磁波を上記電磁波用
   窓を介して上記堆積物内に導入した後堆積物内を通過さ
   せ、チャンバーの外部に取り出して上記電磁波検出手段
   に入射させるように電磁波の伝達経路を調整する伝達経
   路調整手段とを備えていることを特徴とする半導体製造
   装置。
7. 【請求項７】 チャンバーと、 上記チャンバーの一部に設けられ、チャンバーを構成す
   る壁面の一部が突出し、先端部が閉鎖されてなる筒状観
   測部と、 上記筒状観測部に取り付けられ、光，Ｘ線，電子線を含
   む電磁波のうち少なくともいずれか１つの電磁波の透過
   が可能な電磁波用窓と、 上記電磁波を発生するための電磁波発生手段と、 上記チャンバー内の堆積物を通過した電磁波の上記堆積
   物による吸収を検出する電磁波検出手段と、 上記電磁波発生手段で発生された電磁波を上記電磁波用
   窓を介して上記堆積物内に導入した後堆積物内を通過さ
   せ、チャンバー内部のプラズマ領域を通過することなく
   チャンバーの外部に取り出して上記電磁波検出手段に入
   射させるように電磁波の伝達経路を調整する伝達経路調
   整手段とを備えていることを特徴とする半導体製造装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６又は７記載の半導体製造装置に
   おいて、 上記電磁波用窓は上記筒状観測部の側部の相対向する２
   か所に取り付けられた第１，第２の電磁波用窓であり、 上記伝達経路調整手段は、上記筒状観測部の上記第１の
   電磁波用窓を介して電磁波を筒状観測部内に入射させた
   電磁波を上記第２の電磁波用窓を介して上記筒状観測部
   外に取り出して上記電磁波検出手段に到達させることを
   特徴とする半導体製造装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の半導体製造装置におい
   て、 上記伝達経路調整手段は、上記筒状観測部の上記第１の
   電磁波用窓を介して電磁波を筒状観測部内に入射させ、
   先端部の内面上の堆積物を経て反射される電磁波を上記
   第２の電磁波用窓を介して上記筒状観測部外に取り出し
   て上記電磁波検出手段に到達させることを特徴とする半
   導体製造装置。
10. 【請求項１０】 請求項４，６，７，８又は９記載の半
    導体製造装置において、 上記筒状観測部は、一部位において着脱自在に構成され
    ていることを特徴とする半導体製造装置。
11. 【請求項１１】 請求項５，６，７，８，９又は１０記
    載の半導体製造装置において、 上記電磁波発生手段は、赤外線を発生するものであり、 上記電磁波検出手段は、赤外線を検出する赤外線検出装
    置であることを特徴とする半導体製造装置。
12. 【請求項１２】 請求項１，２，３，４，５，６，７，
    ８，９，１０又は１１記載の半導体製造装置において、 上記伝達経路調整手段は、通過する電磁波の波数を被加
    工物の種類に応じて定められる所定の範囲に制限するた
    めのフィルターを有することを特徴とする半導体製造装
    置。