JPH06196449A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング中にイオンの衝突や反応生成物の
付着等の影響によってプロセスチャンバが透明度を失っ
ても、これを事前に容易に確認することができ、もって
常に自動終点検出の判定を正確に行えるために、半導体
ウエハに対するエッチング精度を向上させ、またオペレ
ータによるチャンバの透明度の管理の省力化を図ること
ができる半導体製造装置を得る。 【構成】 半導体ウエハ１を処理するプロセスチャンバ
２の透明度を検出する投光器８及び受光器９と、受光器
９からの検出信号である電流値がしきい値以下のときに
はプロセスチャンバ２の透明度が悪いとしてエッチング
動作を停止する制御回路７Ａとで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプロセスチャ
ンバにおいて半導体ウエハのエッチングを制御して半導
体装置を製造する場合に用いて好適な半導体製造装置に
関し、特にプロセスチャンバの透過度が悪い場合には半
導体ウエハのエッチングを行わないようにした半導体製
造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は半導体ウエハのエッチングの終点
を自動的に検出できる機能を持った従来の半導体製造装
置を示す構成図である。

【０００３】図において、１は半導体ウエハ、２はこの
ウエハ１にエッチングをする際に必要な真空状態を形成
するための透明な例えば石英ガラスから成るプロセスチ
ャンバ、３ａはこのチャンバ２内の上部に設けられる上
部電極、３ｂはこのチャンバ２内の下部に設けられ、ウ
エハ１が載置される下部電極、４はこれらの電極３ａ及
び３ｂに電源を供給する高周波電源、５はウエハ１のエ
ッチング中に発生する活性種の発生強度を検出する終点
検出用センサ、６はこの終点検出用センサ５からの検出
信号に基いてエッチングの終点を検出する終点判定回
路、７は終点判定回路６の判定信号に基づいて高周波電
源４等を制御する、例えばマイクロコンピュータを用い
た制御回路である。

【０００４】次に動作について説明する。チャンバ２内
をある設定圧力まで真空引きし、次にプロセスガスをチ
ャンバ２に導入し、下部電極３ｂと上部電極３ａの間に
高周波電源４からの電源を供給すると、下部電極３ｂ及
び上部電極３ａ間で放電が生じ、ウエハ１に対するエッ
チングが行われる。このとき終点検出用センサ５はエッ
チング中に発生する活性種の発光強度を検出し、検出結
果を電気信号として終点判定回路６に供給する。終点判
定回路６は終点検出用センサ５からの検出信号のレベル
と所定のしきい値を比較し、検出信号のレベルがしきい
値より低ければエッチングは終了したものと看做し、エ
ッチングの終了を表す判定信号を制御回路７に供給す
る。

【０００５】制御回路７は、この判定信号を受けると制
御信号を発生し、これにより高周波電源４をオフさせた
り、チャンバ２に導入されているプロセスガスを停止さ
せる等ウエハ１のエッチングを終了させる適当な動作を
行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体製造装置
は以上のように構成されているので、例えば数千枚と沢
山の半導体ウエハのエッチングを繰り返えすうちにイオ
ンの衝突や反応生成物の付着等の影響によってプロセス
チャンバの透明度が悪くなって行くと、この際に使用さ
れている終点検出用センサの感度が低下し、自動終点検
出の判定を誤り、これによって半導体ウエハに対するエ
ッチング精度が低下するなどの問題点があった。

【０００７】また、透明度が悪くなったプロセスチャン
バを使用すると、上述の如く自動終点検出の判定の誤り
により半導体ウエハに対するエッチング精度が低下する
ので、エッチングを開始する前等に予めオペレータは、
プロセスチャンバを覆っている金属カバー（図示せず）
をいちいち取り外したり、或いはその覗き窓から覗いて
プロセスチャンバの透明度を管理しなければならず、そ
の管理に多大な時間と労力を要するという問題点があっ
た。

【０００８】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、予めエッチングの前にプロセスチ
ャンバの透明度を検出することにより、エッチング中の
自動終点検出の誤判定を未然に防ぎ、半導体ウエハに対
するエッチング精度を向上させることができると共にプ
ロセスチャンバの透明度の管理を容易に行うことができ
る半導体製造装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体製
造装置は、半導体ウエハを処理するプロセスチャンバの
透明度を検出する検出手段と、上記半導体ウエハのエッ
チング動作を制御する制御手段とを備え、上記プロセス
チャンバの透明度が所定値以下のときは上記エッチング
動作を停止するようにしたものである。

【００１０】

【作用】この発明においては、半導体ウエハを処理する
プロセスチャンバの透明度を予め検出手段で検出し、そ
の透明度が所定値以下のときには制御手段によってエッ
チング動作を停止し、その透明度の悪いプロセスチャン
バによるエッチングは行わないようにする。

【００１１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例を示すブロ
ック図であり、図において、図５と対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明を省略する。図において、
７Ａは高周波電源４等を制御する、例えばマイクロコン
ピュータを用いた制御回路であって、この制御回路７Ａ
は終点判定回路６からの判定信号に基づいて高周波電源
４等を制御すると共に後述の透明度判定回路からの判定
信号に基づいてプロセスチャンバ２の交換の必要性の有
無をオペレータに報知する。８はプロセスチャンバ２の
外周側面に配置され、制御回路７Ａにより制御される投
光器、９はこの投光器８からプロセスチャンバ２を透過
してくる光を受光し、受光した光の強度を電気信号に変
換する受光器、１０は受光器９からの電気信号である例
えば電流値に基づいてチャンバ２の透明度を判定し、こ
の判定結果を制御回路７Ａに供給する透明度利定回路で
ある。

【００１２】次に動作について説明する。先ず、エッチ
ング処理を開始する前に、チャンバ２の外周側面に配し
た投光器８からの光がチャンバ２を透過した後に受光器
９で受光される。受光器９は受光した光の強度に応じた
電気信号を得、これを透明度判定回路１０に供給する。
透明度判定回路１０は入力された電気信号の例えば電流
値が所定のしきい値以下のときは現在使用しているチャ
ンバ２は透明度が悪い旨の判定結果を制御回路７Ａに供
給する。制御回路７Ａは透明度判定回路１０からの判定
結果に基づいて現在使用しているチャンバ２を交換する
必要があることを表示したり、警報を発生する等適当な
手段によりオペレータに報知する。

【００１３】一方、透明度判定回路１０で電流値が所定
のしきい値以上のときは、チャンバ２を交換する必要が
ないので、制御回路７Ａはプロセスガス導入弁（図示せ
ず）や高周波電源４等を制御し、例えばチャンバ２内を
ある設定圧力まで真空引きし、次にプロセスガスをチャ
ンバ２に導入し、下部電極３ｂと上部電極３ａ間に高周
波電源４からの電源を供給する。すると、下部電極３ｂ
及び上部電極３ａ間で放電が生じ、ウエハ１に対するエ
ッチングが行われる。出力終点検出用センサ５はエッチ
ング中に発生する活性種の発光強度を検出し、検出結果
を電気信号として終点判定回路６に供給する。終点判定
回路６は終点検出センサ５からの検出信号のレベルと所
定のしきい値を比較し、検出信号のレベルがしきい値よ
り低くければエッチングは終了したものと看做し、エッ
チングの終了を表す判定信号を制御回路７Ａに供給す
る。

【００１４】制御回路７Ａは、この判定信号を受けると
制御信号を発生し、これにより高周波電源４をオフさせ
たり、チャンバ２に導入されているプロセスガスを停止
させる等ウエハ１のエッチングを終了させる適当な動作
を行う。

【００１５】このように、本実施例では、エッチング開
始前に、チャンバ２の外周側面に配した投光器８からの
光を受光器９で受光させ、受光器９からの電気信号を透
明度判定回路１０でしきい値と比較し、前回までのエッ
チング中にイオンの衝突や反応生成物の付着等の影響に
よってチャンバ２が透明度を失ったか否かを判定してそ
の判定結果を制御回路７Ａに送ってオペレータに報知す
るので、常に透明度の良いチャンバを用いてエッチング
を行うことができ、もって自動終点検出の判定を正確に
行うことができ、ウエハに対するエッチング精度を向上
させることができる。また、オペレータはチャンバ２の
透明度の管理を制御回路７Ａから情報に基づいて行えば
よく、従来の如くわざわざ金属カバーを取り外す等して
透明度を確認する必要もなくなるので、チャンバの透明
度の管理を短時間に容易に行うことができる。

【００１６】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示すブロック図であり、同図において、図１と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。上
記実施例１では投光器８と受光器９を対向して配置した
場合について説明したが、本実施例では投光器と受光器
を一体とした反射型センサ１１を用いるものである。こ
の反射型センサ１１はその動作を制御回路７Ａにより制
御されるようになされており、チャンバ２の透明度の検
出時、自分で投光してチャンバ２より反射されてくる光
を受け、電気信号に変換して透明度判定回路１０に供給
する。その後は上述と同様の信号処理を行ってチャンバ
２の透明度の確認を行なった後エッチング動作に入り、
その終点が検出された時点でエッチング動作を完了す
る。このようにして、本実施例でも上記実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００１７】実施例３．図３はこの発明の他の実施例を
示すブロック図であり、同図において、図２と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。図
において、１２は反射板で、この反射板１２をチャンバ
２を挟んで反射型センサ１１と対向する位置に設置す
る。そして、反射型センサ１１の投光器からの光をチャ
ンバ２透過後に反射板１２で反射させ、再びこの反射光
をチャンバ２透過後反射型センサ１１の受光器で受光
し、その受光した光の強度に応じた電気信号を透明度判
定回路１０に供給する。その後は上述と同様の信号処理
を行ってチャンバ２の透明度の確認を行った後エッチン
グ動作に入り、その終点が検出された時点でエッチング
動作を完了する。このようにして、本実施例でも上記実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００１８】実施例４．図４はこの発明の他の実施例を
示すブロック図であり、同図において、図２と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。上
記各実施例においてはチャンバ全体を透明とした場合に
ついて説明したが、図４に示すように透明でないプロセ
スチャンバ２Ａに窓部１３を設け、反射型センサ１１の
投光器からの光をこの窓部１３を介してチャンバ２Ａ内
に入射させ、チャンバ２Ａ内で反射され、窓部１３を介
して戻る光を反射型センサ１１の受光器で検出するよう
にしても上記実施例と同様の効果を得ることができる。

【００１９】実施例５．尚、上記各実施例においてはプ
ロセスチャンバを略四角形のドーム形状としたが、これ
以外のいかなる形でも上記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体ウエハを処理するプロセスチャンバの透明度を検出す
る検出手段と、上記半導体ウエハのエッチング動作を制
御する制御手段とを備え、上記プロセスチャンバの透明
度が所定値以下のときは上記エッチング動作を停止する
ようにしたので、エッチング中にイオンの衝突や反応生
成物の付着等の影響によってプロセスチャンバが透明度
を失っても、事前にこれを確認することができ、もって
自動終点検出の判定を常に正確に行えるために半導体ウ
エハに対するエッチング精度を向上させることが可能と
なり、また、オペレータによるチャンバの透明度の管理
の省力化を達成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による半導体製造装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】この発明による半導体製造装置の他の実施例を
示すブロック図である。

【図３】この発明による半導体製造装置の他の実施例を
示すブロック図である。

【図４】この発明による半導体製造装置の他の実施例を
示すブロック図である。

【図５】従来の半導体製造装置を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ ２，２Ａ プロセスチャンバ ７Ａ 制御回路 ８ 投光器 ９ 受光器 １１ 反射型センサ １２ 反射板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】図において、１は半導体ウエハ、２はこの
ウエハ１にエッチングをする際に必要な真空状態を形成
するための透明な例えば石英ガラスから成るプロセスチ
ャンバ、３ａはこのチャンバ２内の上部に設けられる上
部電極、３ｂはこのチャンバ２内の下部に設けられ、ウ
エハ１が載置される下部電極、４はこれらの電極３ａ及
び３ｂに電源を供給する高周波電源、５はウエハ１のエ
ッチング中に発生する活性種の発光強度を検出する終点
検出用センサ、６はこの終点検出用センサ５からの検出
信号に基いてエッチングの終点を検出する終点判定回
路、７は終点判定回路６の判定信号に基づいて高周波電
源４等を制御する、例えばマイクロコンピュータを用い
た制御回路である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】また、透明度が悪くなったプロセスチャン
バを使用すると、上述の如く自動終点検出の判定の誤り
により半導体ウエハに対するエッチング精度が低下する
のでトータル処理枚数やある周期に応じて、プロセスチ
ャンバを掃除する目的も含めて、定期的に交換を行う
が、プロセスチャンバの透明度を失ってくる周期が、処
理枚数やある周期に対してバラツキがあるために、正確
に透明度を管理できない。そのため、ウェハをエッチン
グし終点検出エラーが生じた時に初めて透明度の低下が
検出されるため、ウェハを犠牲にしなければならないと
いう問題点があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例を示すブロ
ック図であり、図において、図５と対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明を省略する。図において、
７Ａは高周波電源４等を制御する、例えばマイクロコン
ピュータを用いた制御回路であって、この制御回路７Ａ
は終点判定回路６からの判定信号に基づいて高周波電源
４等を制御すると共に後述の透明度判定回路からの判定
信号に基づいてプロセスチャンバ２の交換の必要性の有
無をオペレータに報知する。８はプロセスチャンバ２の
外周側面に配置され、制御回路７Ａにより制御される投
光器、９はこの投光器８からプロセスチャンバ２を透過
してくる光を受光し、受光した光の強度を電気信号に変
換する受光器、１０は受光器９からの電気信号である例
えば電流値に基づいてチャンバ２の透明度を判定し、こ
の判定結果を制御回路７Ａに供給する透明度判定回路で
ある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】このように、本実施例では、エッチング開
始前に、チャンバ２の外周側面に配した投光器８からの
光を受光器９で受光させ、受光器９からの電気信号を透
明度判定回路１０でしきい値と比較し、前回までのエッ
チング中にイオンの衝突や反応生成物の付着等の影響に
よってチャンバ２が透明度を失ったか否かを判定してそ
の判定結果を制御回路７Ａに送ってオペレータに報知す
るので、常に透明度の良いチャンバを用いてエッチング
を行うことができ、もって自動終点検出の判定を正確に
行うことができ、ウエハに対するエッチング精度を向上
させることができる。また、オペレータはチャンバ２の
透明度の管理を制御回路７Ａから情報に基づいて行えば
よい。従来の如くトータル処理枚数やある周期で交換し
てもプロセスチャンバの透明度が失ってくる周期のバラ
ツキによるウェハエッチング時の終点検出エラーを防ぐ
ことができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体ウエハを処理するプロセスチャンバの透明度を検出す
る検出手段と、上記半導体ウエハのエッチング動作を制
御する制御手段とを備え、上記プロセスチャンバの透明
度が所定値以下のときは上記エッチング動作を停止する
ようにしたので、エッチング中にイオンの衝突や反応生
成物の付着等の影響によってプロセスチャンバが透明度
を失っても、事前にこれを確認することができ、もって
自動終点検出の判定を常に正確に行えるために半導体ウ
エハに対するエッチング精度を向上させることが可能と
なり、また、ウェハ良品取れ数向上にもつながるという
効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハを処理するプロセスチャン
   バの透明度を検出する検出手段と、 上記半導体ウエハのエッチング動作を制御する制御手段
   とを備え、上記プロセスチャンバの透明度が所定値以下
   のときは上記エッチング動作を停止するようにしたこと
   を特徴とする半導体製造装置。