JP3118743B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3118743B2
JP3118743B2 JP05339479A JP33947993A JP3118743B2 JP 3118743 B2 JP3118743 B2 JP 3118743B2 JP 05339479 A JP05339479 A JP 05339479A JP 33947993 A JP33947993 A JP 33947993A JP 3118743 B2 JP3118743 B2 JP 3118743B2
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processing chamber
plasma
gas
etching
monitoring window
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和男 江口
進 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマ処理装置は、従来から半導体製
造工程あるいはLCD基板製造工程に広く適用されてい
る。このようなプラズマ処置装置は、例えば、処理室内
に互いに平行に配設された上部電極と下部電極を備え、
下部電極に被処理体としての半導体ウエハを載置した状
態で上部電極と下部電極間の放電によりプロセスガスか
らプラズマを発生させ、その活性種で半導体ウエハをエ
ッチングし、あるいは反応生成ガスで半導体ウエハを成
膜するように構成されている。そして、プラズマ処理の
進捗状況を監視する場合には、例えば質量分析、分光分
析等の機器分析手法が用いられている。これらの機器分
析の中でも特定波長の変動を検出することによる分光分
析法がプラズマ処理の終点検出方法として広く用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Plasma processing apparatuses have been widely applied to semiconductor manufacturing processes or LCD substrate manufacturing processes. Such a plasma treatment apparatus includes, for example, an upper electrode and a lower electrode arranged in parallel in a processing chamber,
Plasma is generated from the process gas by the discharge between the upper electrode and the lower electrode while the semiconductor wafer as the object to be processed is placed on the lower electrode, and the semiconductor wafer is etched with its active species, or the semiconductor wafer is generated with a reaction product gas. Is formed. In order to monitor the progress of the plasma processing, instrumental analysis techniques such as mass spectrometry and spectroscopic analysis are used. Among these instrumental analyses, a spectroscopic analysis method by detecting a change in a specific wavelength is widely used as an end point detection method for plasma processing.

【0003】例えば、エッチングの終点を検出す場合に
は、エッチングガスとその分解生成ガスや反応生成ガス
などのラジカルやイオン等の活性種からエッチングによ
って消費される特定の活性種例えば反応性イオンを選択
し、選択された反応性イオンの発光スペクトルの強度の
変化を測定することによってエッチングの終点を検出す
るようにしている。測定対象となる活性種はエッチング
ガスによって異なり、例えば、CF等のCF系のエッ
チングガスを用いてシリコン酸化膜をエッチングする場
合にはその反応生成ガスであるCOからの発光スペク
トル(219nmまたは483.5nm等)を測定し、
また、CF等のCF系のエッチングガスを用いてシリ
コン窒化膜をエッチングする場合にはその反応生成ガス
であるNからの発光スペクトル(674nm等)を測
定するようにしている。このような検出を行なう場合に
は、処理室に設けられた監視用窓を透過する発光スペク
トルを処理室外部に配設された分光分析装置を備えた終
点検出装置により検出するようにしている。そして、エ
ッチングを繰り返していると、処理室内ではエッチング
時にエッチング反応などにより生成ガス(反応生成物等
を含む、以下同様)が発生し、これが処理室の内面に付
着し、これが堆積してパーティクルの原因になる。ま
た、この生成ガスが監視用窓に付着すると石英などの透
明ガラスを雲らせるため、この透明ガラスを透過する発
光スペクトルの強度が漸減し、徐々に正確な終点を検出
できなくなる。そのため、従来から定期的にクリーニン
グを行なって透明ガラスの透明度を確保し、終点検出の
精度を得ると共にパーティクルの発生を未然に防止する
ようにしている。このような処置はエッチングに限らず
他のプラズマ処理についても行なわれている。
For example, when the end point of etching is detected, a specific active species consumed by etching, such as reactive ions, is extracted from active species such as radicals and ions such as an etching gas and its decomposition product gas and reaction product gas. The end point of the etching is detected by measuring the change in the intensity of the emission spectrum of the selected reactive ion. Depends active species etching gas to be measured, for example, emission spectra from CO * is the reaction product gas in the case of etching the silicon oxide film using the CF-based etching gas, such as CF 4 (219 nm or 483.5 nm).
When a silicon nitride film is etched using a CF-based etching gas such as CF 4 , an emission spectrum (eg, 674 nm) from N * which is a reaction product gas is measured. When such detection is performed, the emission spectrum transmitted through the monitoring window provided in the processing chamber is detected by an end point detection device provided with a spectroscopic analyzer provided outside the processing chamber. When the etching is repeated, generated gas (including a reaction product and the like, the same applies hereinafter) is generated by an etching reaction or the like during the etching in the processing chamber, and this gas adheres to the inner surface of the processing chamber, and this deposits to generate particles. Cause. Further, when the produced gas adheres to the monitoring window, the transparent glass such as quartz is clouded, so that the intensity of the emission spectrum transmitted through the transparent glass gradually decreases, and it becomes impossible to detect an accurate end point gradually. For this reason, cleaning has conventionally been performed regularly to ensure the transparency of the transparent glass, to obtain the accuracy of end point detection, and to prevent the generation of particles. Such a treatment is performed not only for etching but also for other plasma treatments.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマ処理装置の場合には、監視用窓が処理室の周壁
に合わせて設けられているため、プラズマ処理による生
成ガスが処理室の内周壁と同様に監視用窓の透明ガラス
にも付着し、処理室のクリーニング前に透明ガラスの曇
り、発光スペクトルの検出精度が低下し、あるいは検出
が困難になって正確な終点を検出できなり、本来行なわ
れる処理室のクリーニングとは別に透明ガラスのクリー
ニングを行なわなくてはならず、それだけクリーニング
間隔が短くなり装置の稼動効率が低下するという課題が
あった。
However, in the case of the conventional plasma processing apparatus, since the monitoring window is provided in accordance with the peripheral wall of the processing chamber, the gas generated by the plasma processing is in contact with the inner peripheral wall of the processing chamber. Similarly, it adheres to the transparent glass of the monitoring window.Before the cleaning of the processing chamber, the transparent glass becomes cloudy, the detection accuracy of the emission spectrum decreases, or the detection becomes difficult, and the accurate end point cannot be detected. The cleaning of the transparent glass must be performed separately from the cleaning of the processing chamber, which causes a problem that the cleaning interval is shortened and the operation efficiency of the apparatus is reduced.

【0005】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プラズマ監視用の監視用窓の透明ガラスへ
の生成ガスの付着を抑制して被処理体のプラズマ処理回
数を延ばし、装置の稼動効率を高めるプラズマ処理装置
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is intended to suppress the adhesion of generated gas to the transparent glass of a monitoring window for plasma monitoring to increase the number of times of plasma processing of an object to be processed. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus for improving the operation efficiency of a plasma processing apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のプラズマ処理装置は、処理室内でプラズマを発生さ
せ、このプラズマにより被処理体をプラズマ処理すると
共に、上記処理室に設けられた監視用窓を透過するプラ
ズマの発光強度を検出し、検出値に基づいてプラズマ処
理を監視するように構成されたプラズマ処理装置におい
て、上記処理室の周壁に形成された開口部に筒体を突出
させて接続すると共にこの筒体の外端に監視用窓を設
け、且つ上記筒体内に上記処理室の周壁と上記監視用窓
との間に位置し上記筒体内を第1トラップ部と第2トラ
ップ部に区画する狭窄用部材を設けてなり、上記狭窄用
部材は、その中央孔から上記処理室の周壁に向けて狭窄
部として連設された筒状部を有することを特徴とするも
のである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus which generates plasma in a processing chamber, performs plasma processing on an object to be processed by the plasma, and is provided in the processing chamber. In a plasma processing apparatus configured to detect the emission intensity of the plasma transmitted through the monitoring window and monitor the plasma processing based on the detected value, a cylindrical body protrudes from an opening formed in a peripheral wall of the processing chamber. this outer end of the cylindrical body provided with a monitoring window, a and position to the first trap portion the cylinder body between the peripheral wall and the monitoring window of the processing chamber into the cylinder body together with the connecting by A stenosis member partitioned into the second trap portion is provided, and the stenosis member has a tubular portion continuously provided as a stenosis portion from a central hole thereof to a peripheral wall of the processing chamber. Things.

【0007】また、本発明の請求項2に記載のプラズマ
処理装置は、請求項1に記載の発明において、上記筒体
に少なくとも冷却手段を有する温度調整機構を設けたこ
とを特徴とするものである。
A plasma processing apparatus according to a second aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein a temperature adjusting mechanism having at least a cooling means is provided in the cylindrical body. It is assumed that.

【0008】[0008]

【作用】本発明の請求項1に記載の発明によれば、処理
室内でプラズマを発生させ、このプラズマにより被処理
体をプラズマ処理例えばエッチングする際に、処理室内
のプラズマ中の特定の発光スペクトルが監視用窓を透過
し、この時のプラズマ強度を検出することによりエッチ
ングの終点を検出し、終点を検出した時点でエッチング
を終了し、更にエッチングを繰り返していると、処理室
周壁にはエッチング反応の生成ガスなどが直接堆積する
が、監視用窓は処理室の周壁から外方へ離隔しているた
め監視用窓には直接付着せず、処理室の周壁の開口部か
筒体内へ生成ガスが入り込むと、筒体内で狭窄用部材
によって形成された第1トラップ部内で生成ガスをトラ
ップした後、第1トラップ部内の生成ガスが狭窄用部材
の筒状部を介して流量制限されて第2トラップ部内へ入
り込むと、監視用窓直前の第2トラップ部内で生成ガス
をトラップし、監視用窓に付着する生成ガス量を抑制し
て終点を検出できる期間を延ばすことができる。
According to the first aspect of the present invention, when a plasma is generated in the processing chamber and the object to be processed is subjected to plasma processing, for example, etching, by the plasma, a specific emission spectrum in the plasma in the processing chamber is generated. Penetrates the monitoring window, detects the end point of the etching by detecting the plasma intensity at this time, terminates the etching when the end point is detected, and repeats the etching. Although such reaction product gas is deposited directly, monitor window from the peripheral wall of the processing chamber does not adhere directly to the monitor window for which is remote outward from the opening of the peripheral wall of the processing chamber into the cylindrical body When product gas enters after trapping the generated gases in the first trap portion formed by constriction member in the cylindrical body, the product gas in the first trap portion through the cylindrical portion of the constriction member When the amount is limited and enters the second trap portion, the generated gas is trapped in the second trap portion immediately before the monitoring window, and the amount of generated gas adhering to the monitoring window is suppressed to extend the period in which the end point can be detected. it can.

【0009】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、請求項1に記載の発明において、上記筒体に少な
くとも冷却手段を有する温度調整機構を設けたため、冷
却手段により筒体を冷却することにより筒体内の狭窄用
部材前後での生成ガスの付着を促進し、生成ガスのトラ
ップ量を増やして監視用窓に対する生成ガスの付着を抑
制することができる。
[0009] According to the invention described in claim 2 of the present invention, in the invention described in claim 1, for providing a temperature adjusting mechanism having at least cooling means to said cylindrical body, the cylindrical body by the cooling means by cooling to promote adhesion of the product gas before and after the constriction member of the cylinder body, by increasing the trap amount of the product gas can be suppressed adhesion of the product gas for the monitoring window.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図1〜図9に示すプラズマエッチング
装置を例に挙げて本発明を説明する。本実施例の処理装
置は、反応性イオンエッチング(RIE)装置として構
成されている。このRIE装置は、図1に示すように、
例えばアルミニウム等の導電性材料により円筒状に形成
され処理室1を備えている。この処理室1は気密構造に
構成され、図示しない真空ポンプにより排気管2を介し
て処理室1内を真空引きして例えば0.1mTorrから数T
orr程度の真空雰囲気を形成できるように構 成されてい
る。そして、この処理室1内の底面にはアルミニウム等
の導電性材料により半導体ウエハ3を載置する下部電極
4が配設され、この下部電極4により半導体ウエハ3を
支持するように構成されている。また、この下部電極4
にはブロッキングコンデンサ5を介して高周波電源6が
接続され、この高周波電源6からブロッキングコンデン
サ5を介して例えば13.56MHzの高周波電力を下部
電極4に印加するように構成されている。一方、下部電
極4の上方にはこれと対向する上部電極7が接地してグ
ランド電位を維持するように配設され、この上部電極7
を介して図1の矢印で示すように処理室1内へエッチン
グガスを供給しできるように構成されている。従って、
処理室1内を排気管2を介して例えば0. 1mTorrから
数Torrまで真空引きした後、上部電極7からエッチング
ガスを供給し、処理室1内のエッチングガス圧を所定の
真空度に維持し、高周波電源6から高周波電力を下部電
極4に印加すると、エッチングガスを媒体として上部電
極7との間で真空放電が起こり、エッチングガスから反
応性イオン、ラジカル等の活性種及び電子などからなる
プラズマ8を生成するように構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the plasma etching apparatus shown in FIGS. The processing apparatus of the present embodiment is configured as a reactive ion etching (RIE) apparatus. This RIE device, as shown in FIG.
The processing chamber 1 is formed in a cylindrical shape from a conductive material such as aluminum, for example. The processing chamber 1 is configured in an airtight structure, and the inside of the processing chamber 1 is evacuated through an exhaust pipe 2 by a vacuum pump (not shown) to, for example, from 0.1 mTorr to several T.
It is configured so that a vacuum atmosphere of about orr can be formed. A lower electrode 4 on which a semiconductor wafer 3 is placed is disposed on the bottom surface of the processing chamber 1 by using a conductive material such as aluminum, and the lower electrode 4 is configured to support the semiconductor wafer 3. . The lower electrode 4
Is connected to a high-frequency power supply 6 via a blocking capacitor 5. The high-frequency power supply 6 applies a high-frequency power of, for example, 13.56 MHz to the lower electrode 4 via the blocking capacitor 5. On the other hand, an upper electrode 7 opposed to the lower electrode 4 is disposed above the lower electrode 4 so as to be grounded to maintain a ground potential.
1 to supply an etching gas into the processing chamber 1 as shown by an arrow in FIG. Therefore,
After the inside of the processing chamber 1 is evacuated from, for example, 0.1 mTorr to several Torr through the exhaust pipe 2, an etching gas is supplied from the upper electrode 7 and the etching gas pressure in the processing chamber 1 is maintained at a predetermined degree of vacuum. When high-frequency power is applied to the lower electrode 4 from the high-frequency power source 6, a vacuum discharge occurs between the lower electrode 4 and the upper electrode 7 using the etching gas as a medium, and a plasma composed of active species such as reactive ions and radicals and electrons from the etching gas. 8 is generated.

【0011】また、処理室1の周壁9の一部には石英ガ
ラス等の透明ガラスからなるプラズマ監視するための監
視用窓10が取り付けられ、この監視用窓10からプラ
ズマ8の発光スペクトルを透過させ、この透過光を介し
てエッチングの進捗状況を終点検出装置11により監視
するように構成されている。この終点検出装置11は、
監視用窓10と対向するレンズ12と、このレンズ12
によって集光された光を検出して光電変換する光検出器
13と、この光検出器13から送信される発光スペクト
ルに即した電気信号に基づいてエッチングの終点を検出
し終点検出時点で制御信号を送信する終点演算器14
と、この終点演算器14から制御信号を受信して高周波
電源6を制御しエッチングを終了させるコントローラ1
5とを備えて構成されている。また、光検出器13は、
図示しないが例えば干渉フィルタまたは分光器と、フォ
トマル・フォトダイオードとを備え、特定波長の光を干
渉フィルタまたは分光器で分光した後、分光した特定波
長の光を光電変換して発光 強度Iを電気信号として送
信するように構成されている。
A monitoring window 10 made of transparent glass such as quartz glass for monitoring plasma is attached to a part of the peripheral wall 9 of the processing chamber 1, and the emission spectrum of the plasma 8 is transmitted through the monitoring window 10. The progress of the etching is monitored by the end point detection device 11 via the transmitted light. This end point detection device 11
A lens 12 facing the monitoring window 10;
A photodetector 13 for detecting the light condensed by the photodetector and performing photoelectric conversion, and detecting an end point of the etching based on an electric signal according to an emission spectrum transmitted from the photodetector 13 and controlling the control signal at the time of detecting the end point. End point arithmetic unit 14 that transmits
And the controller 1 that receives a control signal from the end-point calculator 14 to control the high-frequency power source 6 to end the etching.
5 is provided. Also, the photodetector 13
Although not shown, for example, an interference filter or a spectroscope, and a photomultiplier photodiode are provided. After the light of a specific wavelength is separated by the interference filter or the spectroscope, the separated light of the specific wavelength is photoelectrically converted to reduce the emission intensity I. It is configured to transmit as an electric signal.

【0012】次いで、本実施例の要部を構成する処理室
1の監視用窓10について説明する。この監視用窓10
は、図2、図3に示すように、処理室1の周壁9の外側
にこれとは離隔した位置に配設されている。即ち、処理
室1の周壁9の一部に開口部16が形成され、この開口
部16に対して筒状部材例えば処理室1と同材料によっ
て形成された筒体17がシール部材18を介して内部の
気密を保持するように接続されている。この筒体17は
周壁9から外側へ所定の距離だけ外方へ水平に突出し、
その突出端面19の開口部20に透明ガラス21がシー
ル部材22を介して内部の気密を保持するように接続さ
れ、この突出端面19の開口部20及び透明ガラス21
によって監視用窓10が構成されている。また、筒体1
7の内周面にはこれと一体成形された狭窄用部材23が
設けられ、この狭窄用部材23によって処理室1の開口
部16から筒体17を介して監視用窓10へ拡散する生
成ガスの流れを制限し生成ガスの一部を処理室1と狭窄
用部材23間でトラップし、更に狭窄用部材23と監視
用窓10間で更に生成ガスの一部をトラップして生成ガ
スが透明ガラス21へ極力付着しないように構成されて
いる。つまり、筒体17内には狭窄用部材23の左右に
第1、第2トラップ部24、25が形成され、この第
1、第2トラップ部24、25によってそれぞれに流入
するガスを滞留させることによりガスを捕獲するように
構成されている。
Next, the monitoring window 10 of the processing chamber 1 constituting a main part of the present embodiment will be described. This monitoring window 10
2 is disposed outside the peripheral wall 9 of the processing chamber 1 at a distance from the peripheral wall 9 as shown in FIGS. That is, an opening 16 is formed in a part of the peripheral wall 9 of the processing chamber 1, and a cylindrical member, for example, a cylindrical body 17 formed of the same material as that of the processing chamber 1 is provided on the opening 16 via a sealing member 18. It is connected to keep the inside airtight. The cylindrical body 17 horizontally projects outward from the peripheral wall 9 by a predetermined distance outward,
A transparent glass 21 is connected to an opening 20 of the protruding end face 19 via a sealing member 22 so as to keep the inside airtight.
The monitoring window 10 is constituted by the above. In addition, cylindrical body 1
7 is provided on the inner peripheral surface thereof with a narrowing member 23 integrally formed therewith. The generated gas diffuses from the opening 16 of the processing chamber 1 to the monitoring window 10 via the cylindrical body 17 by the narrowing member 23. Of the generated gas is trapped between the processing chamber 1 and the constricting member 23, and a part of the generated gas is further trapped between the constricting member 23 and the monitoring window 10 so that the generated gas is transparent. It is configured so as not to adhere to the glass 21 as much as possible. That is, the first and second trap portions 24 and 25 are formed on the left and right sides of the constriction member 23 in the cylindrical body 17, and the first and second trap portions 24 and 25 allow the gas flowing into each of them to stay. To capture gas.

【0013】この狭窄用部材23は筒体17内を略中間
で左右に2分するように固定された環状部26とこの環
状部26の内周端から処理室1側へ狭窄部として延設さ
れた筒状部27とから形成されている。尚、この筒状部
27はテーパ形状に形成されたものであっても良い。そ
して、筒状部27の内径Dと処理室1の開口部16の径
dの比(D/d)は0.2〜0.7に形成されていること
が好ましい。また、筒状部27の長さLは5〜30mmに
形成されていることが好ましい。一方、筒状部27の延
長端と周壁9との距離lは5〜30mmに設定されている
ことが好ましい。このような寸法及び位置関係に狭窄用
部材23を設定することにより監視用窓10に対する生
成ガスの付着を最大限に抑制することができる。
The stenosis member 23 is an annular part 26 fixed so as to divide the inside of the cylindrical body 17 into two parts at the middle and right and left, and extends as a stenosis part from the inner peripheral end of the annular part 26 to the processing chamber 1 side. And a cylindrical portion 27 formed. The cylindrical portion 27 may be formed in a tapered shape. The ratio (D / d) of the inner diameter D of the cylindrical portion 27 to the diameter d of the opening 16 of the processing chamber 1 is preferably formed in the range of 0.2 to 0.7. Further, it is preferable that the length L of the cylindrical portion 27 is 5 to 30 mm. On the other hand, the distance l between the extended end of the cylindrical portion 27 and the peripheral wall 9 is preferably set to 5 to 30 mm. By setting the stenosis member 23 to such dimensions and positional relationship, the adhesion of the generated gas to the monitoring window 10 can be minimized.

【0014】また、筒体17には必要に応じて冷却ジャ
ケット等の冷却手段あるいはテープヒータなどの加熱手
段が温度調整機構28として取り付けられ、この温度調
整機構28によって監視用窓10へのガスの付着を抑制
するように構成されている。つまり、冷却ジャケット等
の冷却手段が取り付けられている場合には、第1、第2
トラップ部24、25の冷却によりこれらの部分でのガ
スの付着を促進し監視用窓10へ到達するガス量を抑制
して監視用窓10へのガスの付着を抑制できる。また、
テープヒーター等の加熱手段が取り付けられている場合
には、筒体17全体を加熱することにより第1、第2ト
ラップ部24、25及び監視用窓10でのガスの付着を
抑制することができる。
A cooling means such as a cooling jacket or a heating means such as a tape heater is attached to the cylindrical body 17 as necessary as a temperature adjusting mechanism 28. By this temperature adjusting mechanism 28, gas is supplied to the monitoring window 10. It is configured to suppress adhesion. That is, when a cooling means such as a cooling jacket is attached, the first and second cooling means are provided.
The cooling of the trap portions 24 and 25 promotes the gas adhesion at these portions, suppresses the amount of gas reaching the monitoring window 10, and suppresses the gas adhesion to the monitoring window 10. Also,
When a heating means such as a tape heater is attached, the adhesion of gas at the first and second trap portions 24 and 25 and the monitoring window 10 can be suppressed by heating the entire cylindrical body 17. .

【0015】そして、終点演算器14は例えば図4に示
すように構成されている。この終点演算器14は、同図
に示すように、光検出器13からの入力信号、即ち発光
強度Iの波形からその強度Iや波形の一次微分値(傾
き)などの検出要素を抽出して送信する検出要素抽出器
29と、この検出要素抽出器29によって逐次抽出され
た発光強度I(図5参照)からその平均値m及び分散値
σを演算してそれぞれを送信する平均値・分散値演算
器30と、この平均値・分散値演算器30から受信した
平均値mと検出要素抽出器29から受信した発光強度I
との差を演算して送信する演算器31と、この演算器3
1から受信した演算値(差の値)と平均値・分散値演算
器29から受信した分散値σとを比較してその比較結
果を送信する比較器32と、この比較器32から受信し
た比較値の絶対値が所定の基準値を超えた時点をエッチ
ングの終点として判定する判定器33とを備え、この判
定器33の判定結果を上述のようにコントローラ15へ
送信し、このコントローラ15を介して高周波電源6等
を制御してエッチング処理を制御するように構成されて
いる。
The end point calculator 14 is configured, for example, as shown in FIG. The end-point calculator 14 extracts detection elements such as the intensity I and the first derivative (slope) of the input signal from the photodetector 13, that is, the waveform of the emission intensity I, as shown in FIG. A detection element extractor 29 to be transmitted, and an average value and a variance of calculating the average value m and the variance value σ 2 from the emission intensity I (see FIG. 5) sequentially extracted by the detection element extractor 29 and transmitting each of them. Value calculator 30, the average value m received from the average value / variance value calculator 30, and the emission intensity I received from the detection element extractor 29.
And a calculator 31 for calculating and transmitting the difference between
1 and a variance value σ 2 received from the average / variance value calculator 29, and a comparator 32 for transmitting the comparison result, and a comparator 32 for receiving the comparison result. A determination unit 33 that determines a point in time when the absolute value of the comparison value exceeds a predetermined reference value as an end point of the etching, and transmits a determination result of the determination unit 33 to the controller 15 as described above; The high frequency power supply 6 and the like are controlled via the control unit to control the etching process.

【0016】この演算処理装置13では、まずエッチン
グの初期所定時間T内におけるプラズマ8の発光強度
Iの平均値m及び分散値σを平均値・分散値演算器3
0によって求めてエッチング処理時のエッチングガスの
ガス量あるいは電気的雑音等による発光強度Iのバラツ
キを統計的に把握する。次いで、この初期所定時間T
経過後には時間経過と共に変動する発光強度Iと平均
値mとの差を演算器31によって求めた後、この差値の
絶対値と分散値σとを比較器32によって比較し、こ
の絶対値が基準値を超えた時点をエッチングの終点とし
て判定器33によって判定するようにしている。
[0016] In the arithmetic processing unit 13, first, the average value and dispersion value calculating unit 3 the mean value m and variance sigma 2 of the emission intensity I of the plasma 8 in the initial predetermined time etching T 1
The variation of the light emission intensity I due to the amount of the etching gas or the electric noise during the etching process is statistically grasped. Next, the initial predetermined time T 1
After the elapse, the difference between the light emission intensity I and the average value m, which fluctuates with time, is calculated by the calculator 31. Then, the absolute value of the difference value and the variance σ 2 are compared by the comparator 32. Is determined by the determiner 33 as the end point of the etching when the value exceeds the reference value.

【0017】上述の終点検出におけるエッチングの初期
所定時間Tは、エッチングが開始された時点からエッ
チングを終了する前の一定時間内で任意に設定すること
ができる時間で、このような時間としては種々のエッチ
ング処理条件に左右されることのない、種々のエッチン
グ処理に共通する範囲内の時間を設定することができ
る。そして、この初期所定時間T内に変動する発光強
度Iの波形の平均値m及び分散値σをその初期所定時
間T経過時点で求めることにより、エッチング処理時
の発光強度Iの時間変動の上下限をエッチング初期に把
握することができる。また、初期所定期間経過後に、発
光強度Iと平均値mの差の値と分散値σとを 比較す
る場合、差と直接比較する場合には分散値σの標準偏
差σが用いられる。そして、初期所定期間経過後に比較
値が基準値を超える時点をエッチング処理の終点と看做
すことができる。即ち、判定器33で終点を判定する場
合の基準値、即ちしきい値として上述のように各エッチ
ング条件によってその都度算出される平均値m及び分散
値σを用いることができる。
The initial predetermined time T 1 of the etching in end point detection described above, the time that can be set arbitrarily within a certain time before ending the etching from the time when etching is started, as such a time It is possible to set a time within a range common to various etching processes without being influenced by various etching process conditions. Then, the average value m and the variance σ 2 of the waveform of the light emission intensity I fluctuating within the initial predetermined time T 1 are obtained at the time when the initial predetermined time T 1 has elapsed, so that the time variation of the light emission intensity I during the etching process is obtained. Can be grasped at the beginning of etching. When the difference between the emission intensity I and the average value m is compared with the variance σ 2 after the initial predetermined period has elapsed, the standard deviation σ of the variance σ 2 is used when the difference is directly compared with the difference. Then, the point when the comparison value exceeds the reference value after the elapse of the initial predetermined period can be regarded as the end point of the etching process. That is, the average value m and the variance value σ 2 calculated each time according to each etching condition as described above can be used as the reference value when the end point is determined by the determiner 33, that is, the threshold value.

【0018】次に、動作について説明する。例えば0.
1mTorrから数Torrの真空状態を形 成した処理室1内
の下部電極4上にシリコン酸化膜が被膜された半導体ウ
エハ3を載置し、処理室1内へ上部電極7から例えばC
を主成分とするエッチングガスを導入し、次いで高
周波電源6からブロッキングコンデンサ5を介して下部
電極4に高周波電力を印加すると、上部電極7との間に
真空放電を起こし、処理室1内でCF等がプラズマ化
し、その活性種によって半導体ウエハ3のシリコン酸化
膜をエッチングしてSiF及びエッチングの監視対象
となるCOガスを生成する。そして、CO等の活性種
は基底状態に戻る際に発生するそれぞれの 発光スペク
トルが処理室1の監視用窓10を透過すると、この透過
光をレンズ12で光検出器13へ集光する。この光を検
出した光検出器13では検出光からCOの発光スペク
トル(483.5nm等)を分光した後、光電変換した
発光強度Iの電気信号をデータ信号として終点演算器1
4へ送信する。
Next, the operation will be described. For example, 0.
A semiconductor wafer 3 coated with a silicon oxide film is placed on a lower electrode 4 in a processing chamber 1 in which a vacuum state of 1 mTorr to several Torr is formed.
When an etching gas containing F 4 as a main component is introduced, and then high frequency power is applied to the lower electrode 4 from the high frequency power supply 6 via the blocking capacitor 5, a vacuum discharge occurs between the lower electrode 4 and the upper electrode 7. Then, CF 4 or the like is turned into plasma, and the silicon oxide film of the semiconductor wafer 3 is etched by the active species to generate SiF 4 and a CO gas to be monitored for etching. When each emission spectrum of the active species such as CO * returns to the ground state, passes through the monitoring window 10 of the processing chamber 1, the transmitted light is collected by the lens 12 to the photodetector 13. After detecting the light, the photodetector 13 disperses the emission spectrum of CO * (483.5 nm or the like) from the detected light, and then converts the electric signal of the emission intensity I photoelectrically converted into a data signal as the end-point calculator 1.
Send to 4.

【0019】終点演算器14ではデータ信号を受信する
と、その内部で以下の処理を行なう。即ち、まず終点演
算器14の検出要素抽出器29でデータ信号を入力デー
タとして受信する(ステップ1)と、検出要素抽出器2
9では受信した入力データから発光強度Iに基づいた入
力データを抽出した(ステップ2)後、この受信がエッ
チングの初期所定時間T内であるか否か判断し(ステ
ップ3)、初期所定時間T内であれば平均値・分散値
演算器30へ逐次送信し、ここでこれらの入力データの
記憶のみを行なった後、ステップ1へ戻りこれら一連動
作を繰り返して入力データを逐次蓄積する(ステップ
4)。一方、ステップ3で初期所定時間T内でないと
判断すればステップ5へ移行し、初期所定時間Tに丁
度達した時点か否かを判断し、丁度初期所定時間T
終了時点であると判断すれば、直ちに平均値・分散値演
算器30で蓄積された入力データに基づいて発光強度I
の平均値m及び分散値σを平均値・分散値演算器30
で求め(ステップ6)、ステ ップ1へ戻る。そして、
ステップ5で初期所定時間Tを経過したと判断すれ
ば、その 時点で平均値・分散値演算器30から演算器3
1及び比較器32へ平均値m及び 分散値σをそれぞ
れ送信する。この演算器31ではこの平均値mを記憶
し、検出要素抽出器29から逐次受信する入力データと
平均値mとの差を求め(ステップ7)、この差の値を逐
次比較器32へ送信する。また、この比較器32では既
に記憶した分散値σ(より具体的には標準偏差σ)と
この差の値とを逐次比較 し(ステップ8)、その結果
を判定器33へ送信する。この判定器33では逐次受信
する比較結果に基づいて差の絶対値が基準値を超えてい
るか否かを逐次判断し(ステップ9)、超えていなけれ
ばステップ1へ戻り、係る判定を繰り返す。そして、ス
テップ9で絶対値が基準値を超えていると判断すればエ
ッチングの終点に達したものとして制御信号をコントロ
ーラ15へ送信してエッチング処理を終了する。
Upon receiving the data signal, the end point arithmetic unit 14 performs the following processing internally. That is, first, when the detection element extractor 29 of the end point arithmetic unit 14 receives a data signal as input data (step 1), the detection element extractor 2
And extracted input data based on the emission intensity I from the input data received at 9 (step 2) after the reception is judged whether or not within the initial predetermined time T 1 of the etching (step 3), the initial predetermined time if within T 1 sequentially transmitted to the average value and dispersion value calculating unit 30, wherein after performing only storage of these input data, sequentially stores the input data by repeating the series operation returns to step 1 ( Step 4). On the other hand, the initial predetermined time proceeds to step 5 if judged not to be the T within 1 Step 3, it is determined whether the time of reaching just to the initial predetermined time T 1, is just the end of the initial predetermined time T 1 Is determined, the emission intensity I is immediately determined based on the input data accumulated by the average value / variance value calculator 30.
Of the average value m and the variance value σ 2 of
(Step 6) and return to Step 1. And
If it is determined that has elapsed initial predetermined time T 1 at step 5, the calculator 3 from the average value and dispersion value calculating unit 30 at that time
1 and the average value m and the variance value σ 2 to the comparator 32, respectively. The arithmetic unit 31 stores the average value m, calculates the difference between the input data sequentially received from the detection element extractor 29 and the average value m (step 7), and transmits the difference value to the sequential comparator 32. . The comparator 32 successively compares the already stored variance value σ 2 (more specifically, the standard deviation σ) with the value of this difference (step 8), and transmits the result to the determiner 33. The determiner 33 sequentially determines whether or not the absolute value of the difference exceeds a reference value based on the comparison results sequentially received (step 9), and if not, returns to step 1 and repeats the determination. If it is determined in step 9 that the absolute value exceeds the reference value, the control signal is transmitted to the controller 15 assuming that the end point of the etching has been reached, and the etching process is terminated.

【0020】ところが、上述のようなエッチング時に
は、処理室1内で生成したガスが処理室1の開口部16
から筒体17を経由して監視用窓10に向かって流れ
る。このガスは開口部16から筒体17へ流出すると、
その中間にある狭窄用部材23が処理室1からのガスに
作用して監視用窓10へのガス流を制限し、ガスの一部
を第1トラップ部25内でトラップする。また、狭窄用
部材23の筒状部27から第2トラップ部25へガスが
流入すると、第2トラップ部25が筒状部27より拡大
しているため、ガス流が急速に低下して第2トラップ部
25内へ拡散し、第2トラップ部25でガスをトラップ
し、狭窄用部材23を通過したガスの一部が監視用窓1
0の透明ガラス21に付着する。そして、半導体ウエハ
3のエッチングを繰り返す毎に、処理室1内の生成ガス
は筒体17内へ繰り返し流出する。この際、流入したガ
スを上述のように筒体22内の第1、第2トラップ部2
4、25で徐々にトラップするため、監視用窓10に到
達する生成ガス量を従来と比較して格段に抑制して透明
ガラス21での生成ガスの堆積を格段に抑制することが
できる。
However, at the time of the above-described etching, the gas generated in the processing chamber 1 is filled with the gas in the opening 16 of the processing chamber 1.
Flows through the cylindrical body 17 toward the monitoring window 10. When this gas flows out of the opening 16 into the cylinder 17,
The stenosis member 23 in the middle acts on the gas from the processing chamber 1 to restrict the gas flow to the monitoring window 10, and traps a part of the gas in the first trap unit 25. Further, when gas flows from the cylindrical portion 27 of the constriction member 23 into the second trap portion 25, the gas flow is rapidly reduced because the second trap portion 25 is larger than the cylindrical portion 27, and the second trap portion 25 is enlarged. The gas diffuses into the trap portion 25, traps the gas in the second trap portion 25, and a part of the gas that has passed through the narrowing member 23 is
0 on the transparent glass 21. Then, each time the etching of the semiconductor wafer 3 is repeated, the generated gas in the processing chamber 1 repeatedly flows out into the cylindrical body 17. At this time, the inflowing gas is transferred to the first and second trap portions 2 in the cylindrical body 22 as described above.
Since trapping is gradually performed at 4 and 25, the amount of generated gas reaching the monitoring window 10 can be significantly reduced as compared with the conventional case, and the deposition of generated gas on the transparent glass 21 can be significantly suppressed.

【0021】以上説明したように本実施例によれば、処
理室1の周壁9に形成された開口部16に筒体17を突
出させて接続すると共にこの筒体17の外端面に監視用
窓10を設け、且つ筒体17内に周壁9と監視用窓10
との間に位置し筒体17内を第1トラップ部24と第2
トラップ部25に区画する狭窄用部材23を設けてな
り、狭窄用部材23は、環状部26の中央孔から周壁2
6に向けて狭窄部として連設された筒状部27を有する
ため、筒体17内に狭窄用部材23によって形成された
第1、第2トラップ部24、25において段階的に生成
ガスをトラップし、監視用窓10の透明ガラス21への
生成ガスの付着を抑制し、半導体ウエハ3のエッチング
処理回数を増やし、透明ガラス21の透明度を従来と比
較して長時間に亘って維持することができ、透明ガラス
21のクリーニング間隔を長くし、装置自体のクリーニ
ング回数を軽減することができ、延いては装置の稼動効
率を高めることができる。また、本実施例では、筒体1
7に冷却手段を有する温度調整機構28を取り付けたた
め、第1、第2トラップ部24、25へのガスの付着を
促進して監視用窓10へ到達するガス量を抑制し、ある
いは第1、第2トラップ部24、25及び監視用窓10
でのガスの付着を抑制することにより監視用窓10への
ガスの付着を更に抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the cylindrical body 17 is connected to the opening 16 formed in the peripheral wall 9 of the processing chamber 1 by protruding from the outer peripheral surface of the cylindrical body 17. 10 and a peripheral wall 9 and a monitoring window 10 in a cylindrical body 17.
Between the first trap portion 24 and the second trap portion 24.
The stenosis member 23 partitioned into the trap portion 25 is not provided .
The constriction member 23 extends from the central hole of the annular portion 26 to the peripheral wall 2.
6 has a tubular portion 27 continuously provided as a stenosis portion, so that the stenosis member 23 is formed in the tubular body 17.
Generated stepwise in the first and second trap units 24 and 25
The gas is trapped , the generated gas is prevented from adhering to the transparent glass 21 of the monitoring window 10, the number of times of etching of the semiconductor wafer 3 is increased, and the transparency of the transparent glass 21 is maintained for a longer time than in the past. The cleaning interval of the transparent glass 21 can be lengthened, the number of times of cleaning of the apparatus itself can be reduced, and the operation efficiency of the apparatus can be enhanced. In this embodiment, the cylinder 1
7 is provided with a temperature control mechanism 28 having a cooling means, thereby promoting the gas adhesion to the first and second trap portions 24 and 25 to suppress the amount of gas reaching the monitoring window 10, or Second trap units 24 and 25 and monitoring window 10
By suppressing the adhesion of gas at the above, the adhesion of gas to the monitoring window 10 can be further suppressed.

【0022】また、本発明は複数のプラズマ処理室を有
するマルチチャンバー処理装置に対しても適用すること
ができる。そして、このマルチチャンバー処理装置の場
合には、複数の処理室におけるエッチング処理を1台の
演算器によって監視することができる。1台の終点検出
装置により複数例えば3つの処理室を監視する場合に
は、終点検出装置は例えば以下のように3種類に構成す
ることができる。その一つの終点検出装置は図7に示す
ように従来個々に具備していた分光器、コントローラ及
び入力装置、出力装置などのユーザーインターフェース
の3つの構成機器のうち、ユーザーインターフェースだ
けを一つに纒めて構成されたものであり、二つ目は図8
に示すように3つの構成機器のうちユーザーインターフ
ェース、コントローラを一つに纒めて構成されたもので
あり、三つ目は図9に示すうように3つの構成機器を全
て一つに纒めて構成されたものである。勿論、マルチチ
ャンバー処理装置を構成する各処理室には本発明の監視
用窓が取り付けられ、マルチチャンバー処理装置のクリ
ーニング回数の低減、即ち稼動効率の向上が図られてい
ることは言うまでもない。このような終点検出装置をマ
ルチチャンバー処理装置に適用することにより、一つの
終点検出装置で全処理室41を一括して監視することが
できる。
The present invention is also applicable to a multi-chamber processing apparatus having a plurality of plasma processing chambers. And in the case of this multi-chamber processing apparatus, the etching processing in a plurality of processing chambers can be monitored by one arithmetic unit. When a plurality of, for example, three processing chambers are monitored by one end point detection device, the end point detection devices can be configured in three types as follows, for example. As shown in FIG. 7, one of the end point detection devices combines only the user interface among the three components conventionally provided individually, such as a spectroscope, a controller, an input device, and an output device. The second is FIG.
As shown in Fig. 9, the user interface and the controller of the three components are combined into one, and the third is to combine all three components into one as shown in Fig. 9. It is configured. Needless to say, the monitoring window of the present invention is attached to each processing chamber constituting the multi-chamber processing apparatus, so that the number of times of cleaning of the multi-chamber processing apparatus is reduced, that is, the operation efficiency is improved. By applying such an end point detection device to a multi-chamber processing apparatus, all the processing chambers 41 can be monitored collectively by one end point detection device.

【0023】ユーザーインターフェースのみを一つ纒め
た終点検出装置は、図7に示すように、3つの処理室4
1それぞれに例えば光ファイバーにより個別に接続され
た3つの分光器42と、各分光器42にそれぞれ個別に
電気的に接続された3つのコントローラ43と、各コン
トローラ43にそれぞれ電気的に接続された一つのユー
ザーインターフェース44とを備えて構成されている。
従って、この終点検出装置の場合には、各処理室41か
らの発光スペクトルをそれぞれの分光器42により特定
の波長を呈する発光スペクトルを分光し、分光した光信
号を光電変換すると、その電気信号をそれぞれのコント
ローラ43へ送信する。各コントローラ43ではそれぞ
れの入力信号をA/D変換によりデジタル信号を作り、
各デジタル信号に所定の加工を施して一つのユーザーイ
ンターフェース44へ送信する。各デジタル信号を受信
したユーザーインターフェース44では各デジタル信号
に基づいて波形などとして画像等に表示する。監視者は
この表示により各処理室41でのエッチング等の処理状
況を個別に監視できる。その表示方法としては、例えば
マルチウインドウ処理による一括表示する方法、あるい
は選択処理による個別表示する方法がある。
As shown in FIG. 7, an end point detection device having only one user interface has three processing chambers 4.
For example, three spectroscopes 42 individually connected to each other by, for example, optical fibers, three controllers 43 individually electrically connected to each of the spectrometers 42, and one spectrometer electrically connected to each of the controllers 43, respectively. And two user interfaces 44.
Therefore, in the case of this end point detection device, the emission spectrum from each processing chamber 41 is separated into a light emission spectrum having a specific wavelength by each spectroscope 42, and the separated light signal is photoelectrically converted. It transmits to each controller 43. Each controller 43 creates a digital signal by A / D conversion of each input signal.
Each digital signal is subjected to predetermined processing and transmitted to one user interface 44. The user interface 44 that has received each digital signal displays an image or the like as a waveform based on each digital signal. This display allows the observer to individually monitor the processing status such as etching in each processing chamber 41. As a display method, for example, there is a method of performing batch display by multi-window processing or a method of performing individual display by selection processing.

【0024】ユーザーインターフェース及びコントロー
ラを一つに纒めた終点検出装置は、図8に示すように、
3つの処理室41それぞれに光ファイバーにより個別に
接続された3つの分光器42と、各分光器42にそれぞ
れ個別に電気的に接続された一つのコントローラ43
と、このコントローラ43に電気的に接続された一つの
ユーザーインターフェース44とを備えて構成されてい
る。従って、この終点検出装置の場合には、各処理室4
1からの発光スペクトルをそれぞれの分光器42により
特定の波長を呈する発光スペクトルを分光し、分光した
光信号を光電変換すると、その電気信号をコントローラ
43へ送信する。コントローラ43ではそれぞれの入力
信号を時分割であるいは並列にA/D変換してデジタル
信号を作り、各デジタル信号に所定の加工を施して各デ
ジタル信号をシリアルあるいはパラレルで一つのユーザ
ーインターフェース44へ送信する。各デジタル信号を
受信したユーザーインターフェース44では各デジタル
信号をシリアルにあるいはパラレルで波形などとして画
像等に表示する。監視者はこの表示により各処理室41
でのエッチング等の処理状況を個別に監視できる。
An end point detection device that combines a user interface and a controller as shown in FIG.
Three spectrometers 42 individually connected to the three processing chambers 41 by optical fibers, and one controller 43 individually and electrically connected to each spectrometer 42
And one user interface 44 electrically connected to the controller 43. Therefore, in the case of this end point detecting device, each processing chamber 4
The spectroscope 42 splits the emission spectrum from 1 into an emission spectrum exhibiting a specific wavelength, converts the split optical signal into a photoelectric signal, and transmits the electrical signal to the controller 43. The controller 43 A / D converts each input signal in a time-division manner or in parallel to generate a digital signal, performs predetermined processing on each digital signal, and transmits each digital signal to one user interface 44 in a serial or parallel manner. I do. The user interface 44 that receives each digital signal displays each digital signal serially or in parallel as a waveform on an image or the like. The observer can use this display to display each processing room 41.
Process conditions such as etching can be monitored individually.

【0025】また、ユーザーインターフェース、コント
ローラ及び分光器を一つに纒めた終点検出装置は、図9
に示すように、3つの処理室41それぞれに光ファイバ
ーにより接続された一つの分光器42と、この分光器4
2に電気的に接続された一つのコントローラ43と、こ
のコントローラ43に電気的に接続された一つのユーザ
ーインターフェース44とを備えて構成されている。そ
して、各処理室41からのは発光スペクトルを分光器4
2へ送信する方法としては、入射部を処理室41に応じ
て3つに分割し、各入射部をそれぞれ処理室41に割り
当てた分岐ファイバーを用いて分光器42へ送信する方
法、あるいは個々の光ファイバーを介して送信した光信
号をハーフミラーまたは回連セクタ等の光スイッチを用
いて時分割で光信号を切り替えて分光器42へ送信する
方法がある。また、この分光器42によって処理室41
から送信され来る3種類の光の強度をそれそれ検出する
方法としては、例えば各処理室41からの光を搬送波に
より変調し、これらを混合して分光器42へ送信し、分
光器42からの送信信号を検波整流することにより個々
の光の強度としてコントローラ43へ送信する方法があ
る。この場合、個々の処理室41からの搬送波には異な
った周波数を用いるか、あるいは同一周波数で異なった
位相を用いるとにより各処理室41からの信号を区別す
るようにすれば良い。そして、搬送波を作る方法として
は、例えばチョッパーやカメラなどに用いられるシャッ
ターなどにより光を遮断する方法などがある。また、検
波の方法としては、例えばロックインアンプ、ボックス
カーインテグレータなどのハードウエアを用いて検波す
る方法、あるいはソフトウエアー的に検波する方法もあ
る。その際、搬送波に同期して信号を時分割により取り
出すようにしても良い。
FIG. 9 shows an end-point detection device that combines a user interface, a controller, and a spectroscope.
As shown in FIG. 7, one spectroscope 42 connected to each of the three processing chambers 41 by an optical fiber,
2 and one user interface 44 electrically connected to the controller 43. Then, the emission spectrum from each processing chamber 41 is
As a method of transmitting the light to the processing unit 41, the incident part is divided into three parts according to the processing chamber 41, and each of the incident parts is transmitted to the spectroscope 42 using a branch fiber allocated to the processing chamber 41, or an individual part is transmitted. There is a method in which an optical signal transmitted via an optical fiber is switched to an optical signal in a time division manner using an optical switch such as a half mirror or a rotating sector and transmitted to the spectroscope 42. Further, the processing chamber 41 is controlled by the spectroscope 42.
As a method of detecting the intensities of the three types of light transmitted from each other, for example, the light from each processing chamber 41 is modulated by a carrier wave, these are mixed and transmitted to the spectroscope 42, and the There is a method in which a transmission signal is detected and rectified and transmitted to the controller 43 as individual light intensity. In this case, signals from the processing chambers 41 may be distinguished by using different frequencies for the carrier waves from the individual processing chambers 41 or using different phases at the same frequency. As a method of producing a carrier wave, for example, there is a method of blocking light with a shutter or the like used for a chopper or a camera. As a detection method, there is a detection method using hardware such as a lock-in amplifier and a box car integrator, or a detection method using software. At this time, the signal may be extracted in a time-division manner in synchronization with the carrier wave.

【0026】尚、本発明は上記実施例に何等制限される
ものではなく、筒状部材、狭窄部の形態は必要に応じて
適宜設計変更することができる。また、本発明はプラズ
マエッチング装置に制限されるものでなく、プラズマC
VD装置、アッシング装置などにも広く適用することが
できる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment at all, and the forms of the cylindrical member and the constricted portion can be appropriately changed as needed. Further, the present invention is not limited to a plasma etching apparatus,
It can be widely applied to VD devices, ashing devices, and the like.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
記載の発明によれば、処理室内でプラズマを発生させ、
このプラズマにより被処理体をプラズマ処理すると共
に、上記処理室に設けられた監視用窓を透過するプラズ
マの発光強度を検出し、検出値に基づいてプラズマ処理
を監視するように構成されたプラズマ処理装置におい
て、上記処理室の周壁に形成された開口部に筒体を突出
させて接続すると共にこの筒体の外端に監視用窓を設
け、且つ上記筒体内に上記処理室の周壁と上記監視用窓
との間に位置し上記筒体内を第1トラップ部と第2トラ
ップ部に区画する狭窄用部材を設けてなり、上記狭窄用
部材は、その中央孔から上記処理室の周壁に向けて狭窄
部として連設された筒状部を有するため、筒体内で狭窄
用部材を介して形成された第1、第2トラップ部によっ
て生成ガスを段階的にトラップすると共に第1トラップ
部から第2トラップ部に至る生成ガスの流量を制限し、
監視用窓の透明ガラスへの生成ガスの付着を抑制して被
処理体のプラズマ処理回数を延ばし、装置の稼動効率を
高めるプラズマ処理装置を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, plasma is generated in the processing chamber.
A plasma processing unit configured to perform plasma processing on the object to be processed with the plasma, detect an emission intensity of plasma transmitted through a monitoring window provided in the processing chamber, and monitor the plasma processing based on the detected value; in the apparatus, the outer end of the cylindrical body with connecting by projecting the cylindrical body to the opening formed in the peripheral wall of the processing chamber provided with a monitoring window and the peripheral wall of the processing chamber into the cylinder body and the it is provided the location constricting member for partitioning the cylinder body and the second trap portion first trap portion between the monitoring window, the constriction member is in the peripheral wall of the processing chamber from the central bore Since it has a cylindrical portion continuously provided as a constriction portion, the generated gas is trapped in a stepwise manner by first and second trap portions formed through a constriction member in the cylinder , and the first trap portion is formed. In the second trap section To limit the flow rate of the product gas that,
It is possible to provide a plasma processing apparatus in which the generated gas is prevented from adhering to the transparent glass of the monitoring window, the number of times of the plasma processing of the object to be processed is increased, and the operation efficiency of the apparatus is improved.

【0028】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、請求項1に記載の発明において、上記筒体に少な
くとも冷却手段を有する温度調整機構を設けたため、冷
却手段を介して筒体を冷却することにより筒体内の狭窄
用部材前後の第1、第2トラップ部での生成ガスの付着
を促進し、生成ガスのトラップ量を増やして監視用窓の
透明ガラスへの生成ガスの付着を抑制することがきるプ
ラズマ処理装置を提供することができる。
[0028] According to the invention described in claim 2 of the present invention, in the invention described in claim 1, for providing a temperature adjusting mechanism having at least cooling means to said cylindrical body, through the cooling means cylinder the first longitudinal constriction member of the cylinder body by cooling the body to promote adhesion of the product gas in the second trap portion, the product gas by increasing the trapping volume of the product gas of the monitor window to a transparent glass It is possible to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing the adhesion of the plasma.

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

【図1】本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention.

【図2】図1に示すプラズマ処理装置の監視用窓の部分
を示す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a monitoring window portion of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示す監視用窓と処理室との関係を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a relationship between a monitoring window and a processing chamber shown in FIG.

【図4】図1に示す終点検出装置の要部構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the end point detection device illustrated in FIG. 1;

【図5】図1に示す終点検出装置の作用を説明するグラ
フである。
FIG. 5 is a graph illustrating the operation of the end point detection device shown in FIG.

【図6】図1に示すエッチングの終点検出装置を用いた
本発明の終点検出方法の好ましい実施例における終点検
出の流れを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of end point detection in a preferred embodiment of the end point detection method of the present invention using the etching end point detection device shown in FIG. 1;

【図7】図1に示す処理室を3室備えたマルチチャンバ
ー処理装置の終点検出装置の一例を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of an end point detection device of a multi-chamber processing apparatus including three processing chambers illustrated in FIG.

【図8】図1に示す処理室を3室備えたマルチチャンバ
ー処理装置の終点検出装置の他の例を示す構成図であ
る。
8 is a configuration diagram illustrating another example of the end point detection device of the multi-chamber processing apparatus including the three processing chambers illustrated in FIG.

【図9】図1に示す処理室を3室備えたマルチチャンバ
ー処理装置の終点検出装置の更に他の例を示す構成図で
ある。
9 is a configuration diagram illustrating still another example of the end point detection device of the multi-chamber processing apparatus including the three processing chambers illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理室 3 半導体ウエハ(被処理体) 4 下部電極 7 上部電極 9 周壁 10 監視用窓 16 開口部 17 筒体(筒状部材) 21 透明ガラス(監視用窓) 23 狭窄部 28 温度調整機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 3 Semiconductor wafer (object to be processed) 4 Lower electrode 7 Upper electrode 9 Peripheral wall 10 Monitoring window 16 Opening 17 Cylindrical body (cylindrical member) 21 Transparent glass (Monitoring window) 23 Narrowed part 28 Temperature control mechanism

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23F 4/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23F 4/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理室内でプラズマを発生させ、このプ
ラズマにより被処理体をプラズマ処理すると共に、上記
処理室に設けられた監視用窓を透過するプラズマの発光
強度を検出し、検出値に基づいてプラズマ処理を監視す
るように構成されたプラズマ処理装置において、上記処
理室の周壁に形成された開口部に筒体を突出させて接続
すると共にこの筒体の外端に監視用窓を設け、且つ上記
筒体内に上記処理室の周壁と上記監視用窓との間に位置
し上記筒体内を第1トラップ部と第2トラップ部に区画
する狭窄用部材を設けてなり、上記狭窄用部材は、その
中央孔から上記処理室の周壁に向けて狭窄部として連設
された筒状部を有することを特徴とするプラズマ処理装
置。
1. A plasma is generated in a processing chamber, an object to be processed is subjected to plasma processing by the plasma, and an emission intensity of plasma transmitted through a monitoring window provided in the processing chamber is detected. In a plasma processing apparatus configured to monitor the plasma processing, a cylindrical body is projected and connected to an opening formed in a peripheral wall of the processing chamber, and a monitoring window is provided at an outer end of the cylindrical body , And above
It is provided the location constricting member for partitioning the cylinder body and the second trap portion first trap portion between the peripheral wall and the monitoring window of the processing chamber into the cylinder body, the constriction member is A plasma processing apparatus comprising: a tubular portion continuously provided as a constricted portion from a central hole toward a peripheral wall of the processing chamber .
【請求項2】 上記筒体に少なくとも冷却手段を有する
温度調整機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載
のプラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a temperature adjusting mechanism having at least a cooling unit is provided in the cylindrical body .
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