JPH11330054A - Plasma processing method, plasma processor, plasma processing monitoring device and controller thereof - Google Patents

Plasma processing method, plasma processor, plasma processing monitoring device and controller thereof

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JPH11330054A
JPH11330054A JP10138778A JP13877898A JPH11330054A JP H11330054 A JPH11330054 A JP H11330054A JP 10138778 A JP10138778 A JP 10138778A JP 13877898 A JP13877898 A JP 13877898A JP H11330054 A JPH11330054 A JP H11330054A
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plasma
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emission
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately detect a termination time position in a plasma processing and to stably and highly precisely plasma-process a processed object. SOLUTION: A light of a specified wavelength in plasma 4 is photoelectrically converted by an element 11, and is detected as a light-emitting wavelength which is synchronized with plasma excitation by an A/D converter 18 and the like, while a processed object 7 is plasma-processed in a processing chamber 1. A termination determining unit 15 monitors the progress situation of a plasma processing based on the timewise change of the light emitting waveform, and the plasma processing on the processed object 7 is finishingly controlled by the change of the light-emitting waveform to a specified waveform state.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ中におけ
る活性種からの特定波長光の、プラズマ励起と同期した
発光波形の時間変化にもとづきプラズマ処理の進行状況
が監視されつつ、その発光波形が特定波形状態に変化し
たことを以て、被処理体に対するプラズマ処理が終了さ
れるようにしたプラズマ処理方法と装置、更には、プラ
ズマ処理室内で被処理体がプラズマ処理されるようにし
たプラズマ処理装置本体に対し、プラズマ処理の進行状
況が常時監視、監視制御されるべく、着脱自在に付加さ
れるようにしたプラズマ処理監視装置、プラズマ処理監
視制御装置それぞれに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for monitoring the progress of a plasma process based on a temporal change of a light emission waveform synchronized with plasma excitation of light of a specific wavelength from an active species in a plasma and identifying the emission waveform. The plasma processing method and apparatus in which the plasma processing on the processing object is terminated by the change to the waveform state, and further, the plasma processing apparatus main body in which the processing target is subjected to plasma processing in the plasma processing chamber. On the other hand, the present invention relates to a plasma processing monitoring apparatus and a plasma processing monitoring control apparatus which are detachably added so as to constantly monitor and monitor the progress of the plasma processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマ処理はエッチング装置を始めと
して、半導体製造工程や液晶表示装置用基板製造工程等
に広く適用されているが、図13に従来技術に係るプラ
ズマエッチング装置の一例での構成を示す。図示のよう
に、このエッチング装置では、高周波電源6からの高電
圧が、処理室1内に互いに平行に配置された上部電極2
・下部電極3間に印加されることによって、それら電極
2,3間での放電によりエッチング用ガスからはプラズ
マ4が発生された上、その活性種により被処理体として
の半導体ウェハ7がエッチング処理されたものとなって
いる。そのエッチング処理に際しては、エッチング処理
の進行状況が監視された上、処理終点検出によりそのエ
ッチング処理がより正確に終了せしめられることによっ
て、半導体ウェハ7上には所望のパターン形状が所望の
深さとして形成されているものである。
2. Description of the Related Art Plasma processing is widely applied to an etching apparatus, a semiconductor manufacturing process, a substrate manufacturing process for a liquid crystal display device, and the like. FIG. 13 shows an example of a conventional plasma etching apparatus. Show. As shown in the drawing, in this etching apparatus, a high voltage from a high-frequency power source 6 is applied to an upper electrode 2 disposed in parallel in the processing chamber 1.
The plasma 4 is generated from the etching gas by the discharge between the electrodes 2 and 3 when the voltage is applied between the lower electrodes 3, and the semiconductor wafer 7 as the object to be processed is etched by the active species. It has been done. During the etching process, the progress of the etching process is monitored, and the etching process is terminated more accurately by detecting the process end point, so that a desired pattern shape is formed on the semiconductor wafer 7 as a desired depth. It has been formed.

【0003】ところで、エッチング処理の終点検出方法
としては、これまでに、分光分析や質量分析等の手法が
知られており、これら手法のうちでも、特に特開平7−
321094号公報に示されているように、終点検出上
での構成簡単にして、しかも高感度な分光分析が広く終
点検出手法として採用されているのが実情である。具体
的にその終点検出手法では、エッチング用ガス、その分
解生成物、または反応生成物等のラジカルやイオン等の
活性種のうちから特定の活性種が選択された上、その活
性種の発光スペクトル強度が測定されたものとなってい
る。
Incidentally, as a method of detecting the end point of the etching process, there have been known methods such as spectroscopic analysis and mass spectrometry.
As disclosed in Japanese Patent No. 321094, the fact is that the configuration for end point detection is simplified, and high-sensitivity spectral analysis is widely adopted as an end point detection method. Specifically, in the end point detection method, a specific active species is selected from active species such as radicals or ions such as an etching gas, a decomposition product thereof, or a reaction product, and an emission spectrum of the active species is selected. The strength has been measured.

【0004】ここで、従来技術に係るプラズマエッチン
グ装置について具体的に説明すれば、図13に示すよう
に、エッチング処理中のプラズマ4からのプラズマ発光
は石英窓5を介し結像レンズ等の光学系8により光ファ
イバ9の入射端面に結像された上、更に、その光ファイ
バ9を介し分光器(モノクロメータ等)10に入射せし
められるものとなっている。この分光器10により活性
種の特定発光スペクトルの波長成分のみが選択的に抽出
され得るものである。抽出された発光スペクトルは光電
変換素子11から発光強度信号として検出された後、ア
ナログ伝送線路12を介しA/D変換器14でディジタ
ルデータに変換された上、終点判定ユニット15で所定
に処理されているものである。具体的に、終点判定ユニ
ット15では、平滑化処理等が行われた上、図14に示
すように、検出された発光強度波形501が時間変化と
して監視されているものである。発光強度波形501が
大きく変化した時点でのその発光強度やその1次微分
値、あるいは2次微分値等が事前設定閾値Sと比較され
ることにより、エッチング処理上での終点時間位置Eが
決定された場合には、制御信号ライン16を介し高周波
電源6から電極2,3間への高電圧の印加が停止されて
いるものである。
Here, the plasma etching apparatus according to the prior art will be described in detail. As shown in FIG. 13, plasma emission from the plasma 4 during the etching process is transmitted through a quartz window 5 to an optical system such as an imaging lens. An image is formed on the incident end face of the optical fiber 9 by the system 8, and further, the light is incident on a spectroscope (monochromator or the like) 10 via the optical fiber 9. The spectroscope 10 can selectively extract only the wavelength component of the specific emission spectrum of the active species. After the extracted emission spectrum is detected as an emission intensity signal from the photoelectric conversion element 11, it is converted into digital data by an A / D converter 14 via an analog transmission line 12, and is processed in a predetermined manner by an end point determination unit 15. Is what it is. More specifically, the end point determination unit 15 performs a smoothing process and the like, and monitors the detected light emission intensity waveform 501 as a time change, as shown in FIG. By comparing the light emission intensity at the time when the light emission intensity waveform 501 changes greatly, its first derivative, the second derivative, or the like with a preset threshold value S, the end point time position E in the etching process is determined. In this case, the application of the high voltage from the high-frequency power supply 6 to the space between the electrodes 2 and 3 via the control signal line 16 is stopped.

【0005】因みに、分光器10にて選択される特定発
光スペクトルの波長成分について補足説明すれば、その
波長成分はエッチング用ガスや被処理体の種類により、
複数発光スペクトルの波長成分のうちから適当に選択さ
れるものとなっている。例えばCF等のフルオロカーボ
ン系のエッチング用ガスを用いシリコン酸化膜がエッチ
ング処理される場合を想定すれば、この場合には、その
反応生成物としてのCOからの発光スペクトル(波長が
219nm、483.5nm等)、または中間生成物と
してのCFからの発光スペクトル(波長が260nm
等)が選択されるものとなっている。
Incidentally, the wavelength component of the specific emission spectrum selected by the spectroscope 10 will be additionally described. The wavelength component depends on the type of the etching gas or the object to be processed.
It is appropriately selected from the wavelength components of the plurality of emission spectra. For example, assuming that a silicon oxide film is etched using a fluorocarbon-based etching gas such as CF, in this case, an emission spectrum from CO as a reaction product (having a wavelength of 219 nm or 483.5 nm) is used. Etc.) or emission spectrum from CF as an intermediate product (wavelength 260 nm
Etc.) are to be selected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、構成簡単にしてエッチング処理上での
終点時間位置が検出されているにしても、半導体回路パ
ターンの微細化に伴いエッチングされるべき部分での総
面積が小さくなり、反応生成物の絶対量が低下してしま
う結果として、もはや、終点時間位置は正確に検出され
得ないものとなっているのが現状である。これは、図1
4に発光強度波形(点線表示)502として示すよう
に、発光強度自体の低下に加え、終点時間位置前後での
発光強度の変化分が大幅に低下していることから、終点
時間位置を正確に検出することは容易ではないからであ
る。特にプラズマ発光全体に揺らぎが生じた場合や、外
乱により信号にドリフトが生じた場合には、終点時間位
置の検出はほぼ不可能となっている。また、プラズマ中
での活性種の発光はプラズマの励起と同期した発光波形
として得られる筈であるが、これまでにあっては、プラ
ズマ励起周波数に比し帯域の狭い光電変換素子および信
号処理系による低速処理検出であるため、発光波形は平
滑化された直流成分として専ら検出されており、この結
果、発光波形中に含まれている、エッチング反応と無関
係な発光成分も同時に検出されてしまい、これがS/N
の1低下要因として挙げられたものとなっている。
However, according to the above-mentioned prior art, even if the end point time position in the etching process is detected by simplifying the structure, the etching is performed with the miniaturization of the semiconductor circuit pattern. At present, the end point time position can no longer be accurately detected as a result of a decrease in the total area of the power portion and a decrease in the absolute amount of the reaction product. This is shown in FIG.
As shown in FIG. 4 as a light emission intensity waveform (indicated by a dotted line) 502, in addition to a decrease in the light emission intensity itself, a change in the light emission intensity before and after the end point time position is greatly reduced. This is because it is not easy to detect. In particular, when fluctuations occur in the entire plasma emission or when a signal causes a drift due to disturbance, it is almost impossible to detect the end point time position. In addition, the emission of active species in the plasma should be obtained as an emission waveform synchronized with the excitation of the plasma, but so far, the photoelectric conversion element and the signal processing system have a narrower band than the plasma excitation frequency. Due to the low-speed processing detection, the light emission waveform is exclusively detected as a smoothed DC component, and as a result, a light emission component that is included in the light emission waveform and that is unrelated to the etching reaction is also detected at the same time. This is S / N
This is one of the causes of the decline.

【0007】本発明の第1の目的は、エッチング反応と
無関係な発光成分の影響を排除し、しかも外乱(プラズ
マ変動や信号ドリフト等)による影響が軽減されつつ、
被処理体が安定、かつ高精度にプラズマ処理され得るプ
ラズマ処理方法を供するにある。本発明の第2の目的
は、構成簡単にして、エッチング反応と無関係な発光成
分の影響を排除し、しかも外乱(プラズマ変動や信号ド
リフト等)による影響が軽減されつつ、被処理体を安
定、かつ高精度にプラズマ処理し得るプラズマ処理装置
を供するにある。本発明の第3の目的は、プラズマ処理
装置本体で行われているプラズマ処理の進行状況を常時
監視すべく、そのプラズマ処理装置本体に対し着脱自在
に付加された状態で、プラズマ処理の進行状況を高精度
に監視し得るプラズマ処理監視装置を供するにある。本
発明の第4の目的は、プラズマ処理装置本体で行われて
いるプラズマ処理の進行状況を常時監視制御すべく、そ
のプラズマ処理装置本体に対し着脱自在に付加された状
態で、プラズマ処理の進行状況を高精度に監視制御し得
るプラズマ処理監視制御装置を供するにある。
A first object of the present invention is to eliminate the influence of light-emitting components irrelevant to the etching reaction, and to reduce the influence of disturbances (plasma fluctuation, signal drift, etc.)
An object of the present invention is to provide a plasma processing method in which a target object can be plasma-processed stably and with high precision. A second object of the present invention is to simplify the structure, eliminate the influence of light-emitting components unrelated to the etching reaction, and reduce the effects of disturbances (plasma fluctuations, signal drifts, etc.) and stabilize the object to be processed. Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing plasma processing with high accuracy. A third object of the present invention is to constantly monitor the progress of the plasma processing performed in the plasma processing apparatus main body while the plasma processing apparatus main body is detachably attached to the plasma processing apparatus main body. Is to provide a plasma processing monitoring device capable of monitoring the plasma processing with high accuracy. A fourth object of the present invention is to continuously monitor and control the progress of the plasma processing performed in the plasma processing apparatus main body while the plasma processing apparatus is detachably attached to the plasma processing apparatus main body. An object of the present invention is to provide a plasma processing monitoring control device capable of monitoring and controlling the situation with high accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、基本
的には、被処理体がプラズマ処理されつつ、プラズマ中
における活性種からの特定波長光の発光強度が光電変換
により発光強度信号として検出されている状態で、該発
光強度信号からプラズマ励起と同期した発光波形を検出
した上、該発光波形の時間変化にもとづきプラズマ処理
の進行状況が監視されつつ、上記発光波形が特定波形状
態に変化したことを以て、被処理体に対するプラズマ処
理を終了せしめることで達成される。
A first object of the present invention is basically to provide a plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing, and an emission intensity of a specific wavelength light from active species in plasma is converted into an emission intensity signal by photoelectric conversion. In the state where the light emission is detected, a light emission waveform synchronized with the plasma excitation is detected from the light emission intensity signal, and while the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the light emission waveform, the light emission waveform is in a specific waveform state. Is achieved by terminating the plasma processing for the object to be processed.

【0009】上記第2の目的は、基本的には、プラズマ
処理装置本体に対し、プラズマ中における活性種からの
特定波長光のみをプラズマ処理室外部で選択的に検出す
る光学系と、該光学系からの検出特定波長光を発光強度
信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段からの
発光強度信号を、プラズマ励起と同期した発光波形とし
て検出すべく、A/D変換するA/D変換手段と、該A
/D変換手段からの、プラズマ励起と同期した発光波形
の時間変化にもとづきプラズマ処理の進行状況を監視し
つつ、該発光波形が特定波形状態に変化したことを以
て、被処理体に対するプラズマ処理を終了すべく制御す
るプラズマ処理監視制御手段とが一体的に具備せしめら
れることで達成される。
The second object is basically to provide an optical system for selectively detecting only a specific wavelength light from an active species in plasma outside a plasma processing chamber with respect to a plasma processing apparatus main body; Photoelectric conversion means for converting a specific wavelength light detected from the system into an emission intensity signal; and an A / D converter for A / D converting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means in order to detect the emission intensity signal as an emission waveform synchronized with plasma excitation. Conversion means;
While monitoring the progress of the plasma processing based on the time change of the light emission waveform synchronized with the plasma excitation from the / D conversion means, the plasma processing for the object to be processed is terminated when the light emission waveform changes to a specific waveform state. This is achieved by integrally providing a plasma processing monitoring control means for controlling as much as possible.

【0010】上記第3の目的は、基本的には、プラズマ
中における活性種からの特定波長光のみをプラズマ処理
室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系からの検
出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換手段
と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズマ励
起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変換す
るA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プラズ
マ励起と同期した発光波形の時間変化にもとづきプラズ
マ処理の進行状況を監視するプラズマ処理監視手段とか
ら少なくとも構成することで達成される。
The third object is basically to provide an optical system for selectively detecting only a specific wavelength light from an active species in plasma outside a plasma processing chamber, and a detection specific wavelength light from the optical system. A / D conversion means for converting the light emission intensity signal from the photoelectric conversion means into a light emission waveform synchronized with the plasma excitation, This is at least achieved by a plasma processing monitoring means for monitoring the progress of the plasma processing based on a time change of a light emission waveform synchronized with the plasma excitation from the D conversion means.

【0011】上記第4の目的は、基本的には、プラズマ
中における活性種からの特定波長光のみをプラズマ処理
室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系からの検
出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換手段
と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズマ励
起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変換す
るA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プラズ
マ励起と同期した発光波形の時間変化にもとづきプラズ
マ処理の進行状況を監視しつつ、該発光波形が特定波形
状態に変化したことを以て、被処理体に対するプラズマ
処理を終了すべく制御するプラズマ処理監視制御手段と
から少なくとも構成することで達成される。
The fourth object is basically to provide an optical system for selectively detecting only a specific wavelength light from an active species in a plasma outside a plasma processing chamber, and a detection specific wavelength light from the optical system. A / D conversion means for converting the light emission intensity signal from the photoelectric conversion means into a light emission waveform synchronized with the plasma excitation, While monitoring the progress of the plasma processing based on the time change of the light emission waveform synchronized with the plasma excitation from the D conversion means, the plasma processing for the object to be processed is terminated when the light emission waveform changes to a specific waveform state. This is achieved by at least comprising a plasma processing monitoring and controlling means for controlling as much as possible.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態をプラズ
マエッチング装置を例に採り、図1から図12により説
明する。先ず第1の実施形態での本発明によるプラズマ
処理装置をプラズマエッチング装置として説明すれば、
図1はその全体構成を示したものである。図示のよう
に、本実施形態でのものは平行平板形プラズマエッチン
グ装置とされた上、高周波電源6からの高周波電圧が、
処理室1内に互いに平行に配置された上部電極2・下部
電極3間に印加されることによって、それら電極2,3
間での放電によりエッチング用ガスからはプラズマ4が
発生された上、その活性種により被処理体としての半導
体ウェハ7がエッチング処理されたものとなっている。
そのエッチング処理に際しては、その処理の進行状況が
常時監視制御されるべく、エッチング処理中のプラズマ
4からのプラズマ発光は石英窓5を介し結像レンズ等の
光学系8により光ファイバ9の入射端面に結像された
上、更に、その光ファイバ9を介し分光器(モノクロメ
ータや干渉フィルタ等)10に入射せしめられるものと
なっている。この分光器10により活性種の特定発光ス
ペクトルの波長成分のみが選択的に抽出され得るもので
ある。その後、分光器10により抽出された発光スペク
トルは光電変換素子11から発光強度信号として検出さ
れるが、その際、光電変換素子11として高周波電源6
の電源周波数以上の帯域を有するものが用いられる場合
には、光電変換素子11からの発光強度信号は、図2に
示す如くの波形状態として得られるものである。図示の
ように、高周波電源6の電源周波数の周期をTとした場
合、これと同期した発光波形100が得られていること
が判る。一方、参照信号発生器17ではプラズマ4の励
起周波数(高周波電源6の電源周波数に同一)が誘導結
合により参照信号として検出された上、これがサンプリ
ング信号としてA/D変換器18に入力せしめられたも
のとなっている。ここで、そのA/D変換器18でのA
/D変換動作について詳細に説明すれば以下のようであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12, taking a plasma etching apparatus as an example. First, if the plasma processing apparatus according to the present invention in the first embodiment is described as a plasma etching apparatus,
FIG. 1 shows the overall configuration. As shown, the apparatus according to the present embodiment is a parallel plate type plasma etching apparatus, and a high frequency voltage from a high frequency power supply 6 is
By being applied between the upper electrode 2 and the lower electrode 3 arranged in parallel in the processing chamber 1, the electrodes 2, 3
The plasma 4 is generated from the etching gas by the discharge between the electrodes, and the semiconductor wafer 7 as the object to be processed is etched by the active species.
During the etching process, the plasma emission from the plasma 4 during the etching process is transmitted through the quartz window 5 by the optical system 8 such as an imaging lens so that the progress of the process is constantly monitored and controlled. After that, the light is further incident on a spectroscope (monochromator, interference filter, etc.) 10 through the optical fiber 9. The spectroscope 10 can selectively extract only the wavelength component of the specific emission spectrum of the active species. After that, the emission spectrum extracted by the spectroscope 10 is detected as an emission intensity signal from the photoelectric conversion element 11.
When a signal having a band equal to or higher than the power supply frequency is used, the emission intensity signal from the photoelectric conversion element 11 is obtained as a waveform as shown in FIG. As shown in the figure, when the cycle of the power supply frequency of the high-frequency power supply 6 is T, it can be seen that a light emission waveform 100 synchronized with this is obtained. On the other hand, in the reference signal generator 17, the excitation frequency of the plasma 4 (same as the power supply frequency of the high-frequency power supply 6) is detected as a reference signal by inductive coupling, and this is input to the A / D converter 18 as a sampling signal. It has become something. Here, A in the A / D converter 18
The / D conversion operation will be described in detail as follows.

【0013】即ち、高周波電源6はその電源周波数が一
般に数百kHz 〜数十MHz に跨がっていることから、
発光波形100をそのままA/D変換してその発光波形
100を再現性良好な状態として得るためには、サンプ
リング周波数は数GHz に設定された状態としてA/D
変換が行われる必要があるが、現用のA/D変換器一般
の上限A/D変換速度からすれば、そのようなA/D変
換が現実的ではないことは明らかである。そこで、参照
信号発生器17からの参照信号を直接サンプリング周波
数としては用いず、その周波数のN/(N+1)倍した
ものをA/D変換器18へのサンプリング周波数として
使用しようというものである。サンプリング周波数がそ
のように設定される場合は、図2にサンプリング点10
1,102,103,...として示すように、発光波形
100はその1周期毎に僅かに異なる位相を以てサンプ
リングされることになるものである(このようなサンプ
リング方法をアンダーサンプリングと称す)。したがっ
て、図3に検出波形200として示すように、N回に亘
るサンプリングで初めて1周期分の発光波形100が検
出され得るものである。その際に、Nが例えば100以
上の十分大きな値として設定される場合には、正確に発
光波形100が再現され得るものである。また、もし
も、その際に高周波電源6の電源周波数が不安定である
場合は、N回に亘るサンプリングが更に複数回行われた
上、その平均値を検出波形200とすれば、より安定化
された状態として検出波形200が得られるものであ
る。
That is, since the power supply frequency of the high-frequency power supply 6 generally ranges from several hundred kHz to several tens MHz,
In order to A / D convert the light emission waveform 100 as it is and obtain the light emission waveform 100 in a state with good reproducibility, the sampling frequency is set to several GHz and the A / D conversion is performed.
Although the conversion needs to be performed, it is clear that such A / D conversion is not practical given the upper limit A / D conversion speed of the current A / D converter in general. Therefore, the reference signal from the reference signal generator 17 is not used directly as the sampling frequency, but a value obtained by multiplying the frequency by N / (N + 1) is used as the sampling frequency for the A / D converter 18. If the sampling frequency is set as such, FIG.
As shown as 1, 102, 103,..., The light emission waveform 100 is sampled with a slightly different phase every one cycle (such a sampling method is called undersampling). Therefore, as shown as the detection waveform 200 in FIG. 3, the emission waveform 100 for one cycle can be detected for the first time by sampling N times. At this time, if N is set as a sufficiently large value, for example, 100 or more, the emission waveform 100 can be accurately reproduced. If the power supply frequency of the high-frequency power supply 6 is unstable at this time, the sampling is performed N times more than once and the average value is used as the detection waveform 200 to further stabilize. As a result, a detection waveform 200 is obtained.

【0014】図3に示す検出波形200からも判るよう
に、A/D変換器18ではアナログ発光波形100がデ
ィジタル波形データが順次検出されているわけである
が、順次検出されているディジタル波形データはディジ
タル伝送線12bを介し終点判定ユニット15に伝送さ
れた上、検出波形200として所定に処理されているも
のである。ここで、終点判定ユニット15での処理を図
4(A),(B)を参照しつつ、説明すれば以下のよう
である。
As can be seen from the detection waveform 200 shown in FIG. 3, in the A / D converter 18, digital waveform data is sequentially detected in the analog light emission waveform 100. Is transmitted to the end point determination unit 15 via the digital transmission line 12b, and is processed as a detection waveform 200 in a predetermined manner. Here, the processing in the end point determination unit 15 will be described below with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).

【0015】即ち、図4(A),(B)にはそれぞれエ
ッチング処理中での特定波長光の発光波形601、エッ
チング処理終了時点(終点時間位置)以降での特定波長
光の発光波形602が示されており、何れも高周波電源
6によるプラズマ励起周期Tに同期した波形として得ら
れているが、エッチング処理終了時点前後での顕著な変
化としては、特定位相での振幅の大きな変化として観察
されるものとなっている。これにより、例えばエッチン
グ反応に依存した発光強度上でのエッチング処理中のピ
ーク値Is を事前設定ピーク値Ie (既知)と比較する
ことで、終点時間位置に達したか否かの判定が行えるも
のである。終点時間位置に達したと判定された場合に
は、終点判定ユニット15からは、制御信号ライン16
を介しエッチャ本体にその旨が通知されるが、これによ
り高周波電源6からの高周波電圧の印加が停止されるこ
とで、一連のエッチング処理は終了されているものであ
る。以上からも判るように、エッチング反応に直接係る
発光波形自体の時間変化が捉えられ、エッチング反応と
無関係な発光成分の影響が排除された状態としてエッチ
ング反応の進行状況が監視された上、終点時間位置に達
したか否かの判定が行われていることから、被処理パタ
ーンの微細化やプラズマ変動、信号ドリフト等の外乱に
よる影響が軽減された状態として、プラズマ処理の進行
状況が常時安定に、かつ高精度に監視され得るばかり
か、その監視結果としてプラズマ処理の終了が高精度に
制御され得るものである。
That is, FIGS. 4A and 4B show a light emission waveform 601 of the specific wavelength light during the etching process and a light emission waveform 602 of the specific wavelength light after the end of the etching process (end point time position), respectively. Although both are obtained as waveforms synchronized with the plasma excitation period T by the high-frequency power supply 6, a remarkable change before and after the end of the etching process is observed as a large change in amplitude at a specific phase. It has become something. This makes it possible to determine whether or not the end point time position has been reached, for example, by comparing the peak value Is during the etching process on the emission intensity depending on the etching reaction with the preset peak value Ie (known). It is. If it is determined that the end point time position has been reached, the end point determination unit 15 sends a control signal line 16
Is notified to the etcher main body via the above, and the application of the high-frequency voltage from the high-frequency power supply 6 is stopped, thereby completing a series of etching processes. As can be seen from the above, the time change of the light emission waveform itself directly related to the etching reaction is captured, and the progress of the etching reaction is monitored as a state in which the influence of the light emitting component irrelevant to the etching reaction is excluded. Since the determination as to whether or not the position has been reached is made, the progress of the plasma processing is always stable in a state where the influence of disturbances such as miniaturization of the pattern to be processed, plasma fluctuation, signal drift, etc. has been reduced. In addition to the monitoring, the end of the plasma processing can be controlled with high accuracy as a result of the monitoring.

【0016】以上、第1の実施形態について説明した
が、次に、第2の実施形態について図5から図7により
説明すれば、図5に第2の実施形態での本発明によるプ
ラズマ処理装置をプラズマエッチング装置としてその全
体構成を示す。本実施形態での処理としては、A/D変
換器18によるA/D変換処理までは、以上の第1の実
施形態でのものと同様である。本実施形態では活性種の
発光ライフタイムが考慮されている点で、処理上、第1
の実施形態と区別されたものとなっている。このよう
に、活性種の発光ライフタイムが考慮されているのは、
A/D変換器18において、第1の実施形態と同様にし
て活性種の発光スペクトルの発光波形が検出されている
場合に、もしも、高周波電源6の電源周波数が数MHz
以上とも大きくなれば、その電源周波数の周期Tやそれ
に同期する発光波形の1周期も数百ns程度となり、し
たがって、活性種の発光ライフタイム(数ns〜数百n
s)による発光波形の形状に及ぼす影響が無視し得なく
なるからである。図6(A),(B)にそのような状態
での発光波形を示す。図6(A)に示すように、エッチ
ング処理中での特定波長光の発光波形701は既述の発
光波形601に比し、全体として波形の振幅が小さく、
したがって、エッチング反応に同期した波形成分が顕現
化された状態として出現していないことが判る。これ
は、エッチング反応によって発生した活性種の発光ライ
フタイムがプラズマ励起周波数の周期Tに比し無視し得
ない程に長くなり、活性種の発光の減衰分が振幅に重畳
されるからである。そこで、発光波形701からエッチ
ング反応に同期した成分のみを検出すべく、図5に示す
ように、終点判定ユニット15前段に配置されている波
形補正器19により、活性種の発光ライフタイムによる
発光波形の形状に及ぼす影響を補正しようというもので
ある。即ち、A/D変換器18からの発光波形は活性種
の発光ライフタイムによる影響により、図7(A)に示
す発光波形701として観測されるが、例えばこの発光
波形701と発光の減衰率関数との間でデコンボリュー
ション演算を行うようにすれば、発光ライフタイムによ
る影響が除去された状態の、図7(B)に示すデコンボ
リューション後の発光波形801が得られるというもの
である。その後、波形補正器19で得られた発光波形8
01は第1の実施形態の場合と同様にして、ピーク値I
s を検出の上、事前設定ピーク値と比較するか、あるい
はそのピーク値Is 付近のエッチング反応に対応した波
形成分領域のみがディジタル信号処理により、図7
(C)に示すエッチング反応成分波形901として抽出
された上、終点判定ユニット15に転送されることで、
終点判定ユニット15でエッチング反応の進行状況の監
視と、終点時間位置に達したか否かの判定とが行われて
いるものである。第1の実施形態の場合と同様、終点時
間位置に達したと判定された場合には、終点判定ユニッ
ト15により高周波電源6からの高周波電圧の印加が停
止されることで、一連のエッチング処理は終了されてい
るものである。
The first embodiment has been described above. Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG. 5 shows a plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. Is an overall configuration of a plasma etching apparatus. The processing in this embodiment is the same as that in the first embodiment up to the A / D conversion processing by the A / D converter 18. In this embodiment, the light emission lifetime of the active species is taken into consideration,
Of the present embodiment. As described above, the emission lifetime of the active species is considered.
When the A / D converter 18 detects the emission waveform of the emission spectrum of the active species in the same manner as in the first embodiment, if the power supply frequency of the high-frequency power supply 6 is several MHz.
If it becomes larger than the above, the period T of the power supply frequency and one period of the light emission waveform synchronized therewith also become about several hundred ns, and therefore, the light emission lifetime (several ns to several hundred n) of the active species.
This is because the influence of s) on the shape of the light emission waveform cannot be ignored. FIGS. 6A and 6B show light emission waveforms in such a state. As shown in FIG. 6A, the emission waveform 701 of the specific wavelength light during the etching process has a smaller overall amplitude than the emission waveform 601 described above.
Therefore, it is understood that the waveform component synchronized with the etching reaction does not appear as a visualized state. This is because the emission lifetime of the active species generated by the etching reaction becomes so long that it cannot be neglected compared to the cycle T of the plasma excitation frequency, and the attenuation of the emission of the active species is superimposed on the amplitude. Therefore, in order to detect only the component synchronized with the etching reaction from the light emission waveform 701, as shown in FIG. 5, the light emission waveform based on the light emission lifetime of the active species is provided by the waveform corrector 19 disposed before the end point determination unit 15. It is intended to correct the effect on the shape of the image. That is, the light emission waveform from the A / D converter 18 is observed as the light emission waveform 701 shown in FIG. 7A due to the influence of the light emission lifetime of the active species. If the deconvolution operation is performed between the above, a light emission waveform 801 after deconvolution shown in FIG. 7B in a state where the influence of the light emission lifetime is removed is obtained. Thereafter, the emission waveform 8 obtained by the waveform corrector 19
01 is the peak value I in the same manner as in the first embodiment.
s is detected and compared with a preset peak value, or only the waveform component region corresponding to the etching reaction near the peak value Is is subjected to the digital signal processing shown in FIG.
By being extracted as an etching reaction component waveform 901 shown in (C) and being transferred to the end point determination unit 15,
The end point determination unit 15 monitors the progress of the etching reaction and determines whether or not the end point time position has been reached. As in the case of the first embodiment, when it is determined that the end point time position has been reached, the application of the high-frequency voltage from the high-frequency power supply 6 is stopped by the end point determination unit 15, so that a series of etching processes is performed. It has been terminated.

【0017】更に、第3の実施形態について説明すれ
ば、図8は第3の実施形態での本発明によるプラズマ処
理装置をプラズマエッチング装置としてその全体構成を
示したものである。本実施形態では、第2の実施形態の
場合とその装置構成はほぼ同様とされた上、波形補正器
19では発光ライフタイムによる影響が除去されている
が、その除去の際に、発光ライフタイムが処理室1内圧
力により変化することが考慮されたものとなっている。
プラズマ発光は高いエネルギ準位に励起された原子、ま
たは分子が低いエネルギ準位に遷移する際に、そのエネ
ルギ差が光として放出されるために発生するが、処理室
1内圧力が低い場合(例えば数mTorr程度)、励起
された原子、または分子が他の原子、または分子と衝突
する割合が低くなることから、励起された原子、または
分子の実効的な発光ライフタイムが長くなる結果とし
て、発光の減衰による重畳の影響が大きくなるというも
のである。図9に示すように、例えば処理室(内)圧力
が高い場合での発光波形300はその圧力が低くなるの
に伴い、発光波形301,302として示すように、発
光の減衰による影響が大きくなり、発光波形における振
幅変化分が小さくなるというものである。一般に発光の
減衰率はtを時間、τeff を実効発光ライフタイムとし
て、exp(−t/τeff )として表せるため、実効発
光ライフタイムτeff を変化させた場合での減衰率曲線
は、図10に示す如くに得られるものとなっている。図
10に示すように、実効発光ライフタイムτeff が短い
程、したがって、処理室圧力が高い程に減衰率が大き
く、その分、発光の減衰による影響が速やかに収束され
ることになる。このような事情を考慮の上、予め処理室
圧力に応じた発光の減衰率曲線を用意しておき、処理室
圧力データライン20を介して得られる処理室圧力、ま
たはプラズマ処理が施される際での設定圧力を基に減衰
率曲線を用い発光波形の補正を行うようにすれば、より
高精度に活性種の発光の減衰による重畳の影響が除去さ
れ得るものである。図11にそのような補正処理が考慮
された終点判定ユニット15上での設定画面の例を示
す。ユーザは実際に観測される発光波形に対し、発光ラ
イフタイムや高周波電源周波数(RF周波数)、チャン
バ(処理室)圧力が直接に設定入力されるか、あるいは
他のシステムが参照されることによって、補正処理用パ
ラメータとして設定されるものとなっている。
Further, the third embodiment will be described. FIG. 8 shows the whole structure of the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention as a plasma etching apparatus. In the present embodiment, the device configuration is almost the same as that of the second embodiment, and the waveform corrector 19 removes the influence of the light emission lifetime. Is changed by the internal pressure of the processing chamber 1.
Plasma emission occurs when an atom or molecule excited to a high energy level transitions to a low energy level because the energy difference is emitted as light, but when the pressure in the processing chamber 1 is low ( (E.g., on the order of a few mTorr), the reduced rate of collision of the excited atom or molecule with another atom or molecule results in a longer effective emission lifetime of the excited atom or molecule. This is because the influence of the superposition due to the attenuation of the light emission increases. As shown in FIG. 9, for example, the emission waveform 300 in the case where the pressure in the processing chamber (inside) is high, the influence of the attenuation of the emission increases as shown in emission waveforms 301 and 302 as the pressure decreases. That is, the amplitude change in the light emission waveform is reduced. Generally attenuation rate of light emission time t, the tau eff as the effective radiative lifetime, since expressed as exp (-t / τ eff), decay rate curve in the case of changing the effective radiative lifetime tau e f f is , Are obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the shorter the effective light emission lifetime τ eff, that is, the higher the pressure in the processing chamber, the larger the attenuation rate, and the more the effect of light emission attenuation converges accordingly. In consideration of such circumstances, an emission attenuation curve corresponding to the processing chamber pressure is prepared in advance, and the processing chamber pressure obtained via the processing chamber pressure data line 20 or when the plasma processing is performed. If the emission waveform is corrected by using the attenuation rate curve based on the pressure set in step (1), the influence of superposition due to attenuation of emission of active species can be removed with higher accuracy. FIG. 11 shows an example of a setting screen on the end point determination unit 15 in which such correction processing is considered. The user can directly set and input the emission lifetime, the high frequency power supply frequency (RF frequency), the chamber (processing chamber) pressure, or refer to another system for the emission waveform actually observed. It is set as a parameter for correction processing.

【0018】最後に、第4の実施形態について図12を
用い説明する。既述のように、分光器10では特定発光
スペクトルの波長成分のみが選択的に抽出されている
が、その際に、被処理体にHが含まれている場合には、
Hの発光スペクトル(656.3nm)を積極的に選択
抽出しようというものである。例えばCF等のフルオロ
カーボン系のエッチング用ガスを用いシリコン酸化膜が
エッチング処理される場合には、その反応生成物である
COからの発光スペクトル(219nm、または48
3.5nm等)、あるいは中間生成物であるCFからの
発光スペクトル(260nm等)が抽出・測定されるの
が一般的であるが、被処理体にHが含まれる場合には、
それらに代わって、Hの発光スペクトル(656.3n
m)を選択的に検出しようというものである。これは、
HはCOやCF等に比し発光ライフタイムが短く、発光
の減衰による影響が小さいからである。また、その理由
に加え、Hの発光スペクトル(656.3nm)は紫外
領域(400nm以下)に比し、堆積物付着による石英
窓5での透過率低下が小さく、したがって、検出光量の
低下が少ないからである。
Finally, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. As described above, in the spectroscope 10, only the wavelength component of the specific emission spectrum is selectively extracted. At this time, when the object to be processed contains H,
This is to actively extract the H emission spectrum (656.3 nm). For example, when a silicon oxide film is etched using a fluorocarbon-based etching gas such as CF, an emission spectrum (219 nm or 48 nm) from CO which is a reaction product thereof is obtained.
3.5 nm or the like, or an emission spectrum (260 nm or the like) from CF as an intermediate product is generally extracted and measured. However, when the object to be processed contains H,
Instead, the emission spectrum of H (656.3n
m) is to be selectively detected. this is,
This is because H has a shorter light emission lifetime than CO, CF, and the like, and is less affected by light emission attenuation. Further, in addition to the reason, the emission spectrum of H (656.3 nm) has a smaller decrease in the transmittance in the quartz window 5 due to the adhesion of the deposit than the ultraviolet region (400 nm or less), and therefore, the decrease in the detected light amount is smaller. Because.

【0019】その様子を図12により詳細に説明すれ
ば、既に、これまでにも、石英窓5にエッチング処理に
よる堆積物が付着される場合、プラズマ処理時間が経過
するに伴い石英窓5での発光の透過率が低下することが
知られているが、図12はその透過率の低下割合を波長
別に一例として示したものである。図示のように、紫外
領域での透過率曲線400と可視域(650nm)での
透過率曲線401とを比較すると、可視域での透過率は
紫外領域に比し低下割合が小さく、プラズマ処理時間が
長くなるに従い、透過率に大きな差が生じるものである
ことが判る。活性種COの発光スペクトルのうち、48
3.5nm付近はエッチングガスと同時に用いられるA
rの発光スペクトルが強く、COの発光スペクトルとの
分離が困難であるため、COやCFの発光スペクトルの
検出には219nmや260nmの紫外領域が用いられ
る。しかしながら、紫外領域では堆積物による発光検出
窓での透過率低下の影響を受け検出光量の低下が大き
い。したがって、Hの発光スペクトル(656.3n
m)を選択するようにすれば、発光の減衰による影響や
堆積物による発光検出窓での透過率低下の影響を低減し
得、その分、長時間に亘って安定にして、かつ正確に発
光波形を検出し得るというものである。因みに、そのよ
うに、Hの発光スペクトルを選択した上、プラズマ処理
の終点時間位置を検出することは、何も本発明によるプ
ラズマ処理装置一般にその適用が限定されなく、既存の
エッチチング処理装置や終点時間位置検出にも適用し得
るものとなっている。
This will be described in more detail with reference to FIG. 12. In the case where the deposit by the etching process is already attached to the quartz window 5, the quartz window 5 is not covered with the plasma processing time. It is known that the transmittance of light emission is reduced. FIG. 12 shows the rate of decrease in the transmittance as an example for each wavelength. As shown in the figure, comparing the transmittance curve 400 in the ultraviolet region with the transmittance curve 401 in the visible region (650 nm), the transmittance in the visible region has a smaller decrease rate than the ultraviolet region, and the plasma processing time It can be seen that the longer the is, the greater the difference in transmittance. Of the emission spectrum of active species CO, 48
A near 3.5 nm is used simultaneously with the etching gas.
Since the emission spectrum of r is strong and it is difficult to separate from the emission spectrum of CO, an ultraviolet region of 219 nm or 260 nm is used for detecting the emission spectrum of CO or CF. However, in the ultraviolet region, the amount of detected light is greatly reduced due to the influence of a decrease in the transmittance of the light emission detection window due to deposits. Therefore, the emission spectrum of H (656.3n
By selecting m), it is possible to reduce the influence of the attenuation of light emission and the effect of the decrease in the transmittance of the light emission detection window due to the deposits, thereby stably and accurately emitting light for a long time. A waveform can be detected. Incidentally, the selection of the emission spectrum of H and the detection of the end point time position of the plasma processing are not limited to the application of the plasma processing apparatus according to the present invention to general plasma processing apparatuses according to the present invention. It can be applied to end point time position detection.

【0020】以上、本発明によるプラズマ処理方法やそ
の装置について説明したが、既存のプラズマ処理装置に
本発明によるプラズマ処理方法を適用するには、既存の
プラズマ処理装置に対し、プラズマ処理進行状況監視用
のプラズマ処理監視装置や、プラズマ処理進行状況監視
制御用のプラズマ処理監視制御装置が着脱自在に付加さ
れた状態でプラズマ処理されればよいものである。それ
らプラズマ処理監視装置、プラズマ処理監視制御装置は
プラズマ処理装置本体(高周波電源6や処理室1)以外
の構成要素(光学系8や分光器10、光電変換素子1
1、参照信号発生器17、A/D変換器18、終点判定
ユニット15)から構成されればよいものである。
Although the plasma processing method and the apparatus according to the present invention have been described above, in order to apply the plasma processing method according to the present invention to an existing plasma processing apparatus, it is necessary to monitor the progress of the plasma processing with respect to the existing plasma processing apparatus. The plasma processing monitoring device for plasma processing and the plasma processing monitoring control device for monitoring and controlling the progress of plasma processing may be detachably added to perform plasma processing. The plasma processing monitoring device and the plasma processing monitoring control device are components (optical system 8, spectroscope 10, photoelectric conversion element 1) other than the plasma processing device main body (high-frequency power supply 6 and processing chamber 1).
1, the reference signal generator 17, the A / D converter 18, and the end point determination unit 15).

【0021】ところで、以上の説明では、エッチング装
置は平行平板形プラズマエッチング装置とされている
が、本発明はこれに限定されことなく、その基本構成か
らも明らかなように、プラズマ励起、あるいは半導体ウ
ェハへの何等かのエネルギ供給と同期した形で周期的に
エッチング反応が進む各種のエッチング装置、例えばマ
イクロ波エッチング装置等にも適用可能であることは勿
論である。また、上記実施形態では、エッチング装置へ
の適用例について説明されているが、プラズマ処理が進
行するに従い、発光スペクトル強度が変化するような各
種プラズマ処理装置の終点時間位置検出にも適用可能で
ある。更に、被処理体も半導体ウェハに限定されるもの
ではなく、液晶表示装置用基板等、その製造工程におい
てプラズマ処理が施される様々な素子や材料にも適用さ
れ得るものとなっている。何れにしても、本発明による
場合には、ホトリソグラフィ工程中のエッチング起因の
不良を低減することも可能となり、高品質の半導体素子
の製造が可能となる。また、高精度なエッチング処理終
点時間位置検出が可能となるので、時間管理のための先
行作業の不要化やエッチング工程の生産性向上が図れ、
半導体製造ライン全体の自動化も可能となる。更に、高
精度にプラズマ処理の進行状況が高精度にモニタリング
可とされていることから、例えば被処理体の膜厚等のバ
ラツキを把握し得、エッチングの前行程プロセスへのフ
ィードバックが可能となるため、エッチング工程での生
産性がより向上され得るものとなっている。
In the above description, the etching apparatus is a parallel plate type plasma etching apparatus. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that the present invention can be applied to various etching apparatuses in which an etching reaction progresses periodically in synchronization with supply of some energy to a wafer, for example, a microwave etching apparatus. In the above embodiment, an example of application to an etching apparatus has been described. However, the present invention is also applicable to end point time position detection of various plasma processing apparatuses in which emission spectrum intensity changes as plasma processing progresses. . Further, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but can be applied to various elements and materials subjected to plasma processing in a manufacturing process thereof, such as a substrate for a liquid crystal display device. In any case, according to the present invention, it is possible to reduce defects caused by etching during the photolithography process, and it is possible to manufacture a high-quality semiconductor device. In addition, since it is possible to accurately detect the position of the end point of the etching process, it is possible to eliminate the need for a preceding operation for time management and improve the productivity of the etching process.
Automation of the entire semiconductor manufacturing line is also possible. Further, since the progress of the plasma processing can be monitored with high accuracy, it is possible to grasp variations in the film thickness of the object to be processed, for example, and to provide feedback to the pre-etching process. Therefore, productivity in the etching step can be further improved.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜7各
々による場合には、エッチング反応と無関係な発光成分
の影響を排除し、しかも外乱(プラズマ変動や信号ドリ
フト等)による影響が軽減されつつ、被処理体が安定、
かつ高精度にプラズマ処理され得るプラズマ処理方法
が、また、請求項8〜13各々による場合は、構成簡単
にして、エッチング反応と無関係な発光成分の影響を排
除し、しかも外乱(プラズマ変動や信号ドリフト等)に
よる影響が軽減されつつ、被処理体を安定、かつ高精度
にプラズマ処理し得るプラズマ処理装置が、更に、請求
項14によれば、プラズマ処理装置本体で行われている
プラズマ処理の進行状況を常時監視すべく、そのプラズ
マ処理装置本体に対し着脱自在に付加された状態で、プ
ラズマ処理の進行状況を高精度に監視し得るプラズマ処
理監視装置が、更にまた、請求項15による場合には、
プラズマ処理装置本体で行われているプラズマ処理の進
行状況を常時監視制御すべく、そのプラズマ処理装置本
体に対し着脱自在に付加された状態で、プラズマ処理の
進行状況を高精度に監視制御し得るプラズマ処理監視制
御装置がそれぞれ得られたものとなっている。
As described above, in each of the first to seventh aspects, the influence of the light-emitting component irrelevant to the etching reaction is eliminated, and the influence of disturbance (plasma fluctuation, signal drift, etc.) is reduced. While the object to be processed is stable,
The plasma processing method capable of performing the plasma processing with high accuracy is also simplified according to claims 8 to 13, so that the structure is simplified to eliminate the influence of the light-emitting component irrelevant to the etching reaction, and furthermore, the disturbance (plasma fluctuation and signal fluctuation). A plasma processing apparatus capable of performing stable and high-precision plasma processing of an object to be processed while reducing the influence of drift or the like is further reduced. A plasma processing monitoring apparatus capable of monitoring the progress of plasma processing with high accuracy in a state where it is detachably attached to the plasma processing apparatus main body so as to constantly monitor the progress of the plasma processing apparatus. In
In order to constantly monitor and control the progress of the plasma processing performed in the plasma processing apparatus main body, it is possible to monitor and control the progress of the plasma processing with high accuracy while being detachably attached to the plasma processing apparatus main body. A plasma processing monitoring and control device is obtained.

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

【図1】図1は、第1の実施形態での本発明によるプラ
ズマ処理装置をプラズマエッチング装置としてその全体
構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention as a plasma etching apparatus;

【図2】図2は、特定波長光の発光波形に対するサンプ
リング方法を説明するための図
FIG. 2 is a diagram for explaining a sampling method for an emission waveform of light of a specific wavelength.

【図3】図3は、そのサンプリング方法により特定波長
光の発光波形が如何にA/D変換されるかを説明するた
めの図
FIG. 3 is a diagram for explaining how an emission waveform of light of a specific wavelength is A / D-converted by the sampling method;

【図4】図4(A),(B)は、それぞれエッチング処
理中での特定波長光の発光波形、エッチング処理後での
それを対比して示す図
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing emission waveforms of light of a specific wavelength during the etching process and those after the etching process, respectively.

【図5】図5は、第2の実施形態での本発明によるプラ
ズマ処理装置をプラズマエッチング装置としてその全体
構成を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention as a plasma etching apparatus;

【図6】図6(A),(B)は、発光ライフタイムによ
る影響を受けた、それぞれエッチング処理中での特定波
長光の発光波形、エッチング処理後でのそれを対比して
示す図
FIGS. 6A and 6B are diagrams each showing a light emission waveform of light of a specific wavelength during an etching process, which is affected by a light emission lifetime, and a waveform after the etching process. FIG.

【図7】図7(A)〜(C)は、発光ライフタイムによ
る影響を除去した上、エッチング反応波形成分を抽出す
るまでの発光波形に対する処理の流れを説明するための
FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the flow of processing on a light emission waveform until an etching reaction waveform component is extracted after removing the influence of the light emission lifetime;

【図8】図8は、第3の実施形態での本発明によるプラ
ズマ処理装置をプラズマエッチング装置としてその全体
構成を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an overall configuration of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention as a plasma etching apparatus;

【図9】図9は、処理室圧力の違いによる発光波形の変
化を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a change in a light emission waveform due to a difference in processing chamber pressure.

【図10】図10は、実効発光ライフタイムの違いによ
る発光の減衰率曲線の変化を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a change in a decay rate curve of light emission due to a difference in effective light emission lifetime.

【図11】図11は、発光ライフタイムによる発光波形
補正処理が考慮された終点判定ユニット上での設定画面
の例を示す図
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a setting screen on an end point determination unit in which light emission waveform correction processing based on light emission lifetime is considered.

【図12】図12は、時間経過に伴う発光検出窓での波
長の違いによる透過率の低下割合を一例として示す図
FIG. 12 is a diagram illustrating, as an example, a rate of decrease in transmittance due to a difference in wavelength in a light emission detection window over time.

【図13】図13は、従来技術に係るプラズマエッチン
グ装置の一例での構成を示す図
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an example of a plasma etching apparatus according to the related art.

【図14】図14は、単に発光強度の時間変化から、エ
ッチング処理上での終点時間位置が求められる際での不
具合を説明するための図
FIG. 14 is a diagram for explaining a problem when an end point time position in an etching process is obtained from a simple change in emission intensity with time;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…処理室、4…プラズマ、5…石英窓、6…高周波電
源、7…半導体ウェハ、8…光学系、10…分光器、1
1…光電変換器、17…参照信号発生器、18…A/D
変換器、15…終点判定ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing room, 4 ... Plasma, 5 ... Quartz window, 6 ... High frequency power supply, 7 ... Semiconductor wafer, 8 ... Optical system, 10 ... Spectroscope, 1
1: photoelectric converter, 17: reference signal generator, 18: A / D
Converter, 15 ... End point judgment unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 茂 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Tsunoda 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号からプラズマ励起と同期した発光波
形を検出した上、該発光波形の時間変化にもとづきプラ
ズマ処理の進行状況が監視されつつ、上記発光波形が特
定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対するプ
ラズマ処理が終了されるようにしたプラズマ処理方法。
In a state in which an object to be processed is subjected to plasma processing and a light emission intensity of light of a specific wavelength from an active species in plasma is detected as a light emission intensity signal by photoelectric conversion, plasma excitation and plasma excitation are performed from the light emission intensity signal. After detecting the synchronized light emission waveform, the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the light emission waveform, and when the light emission waveform changes to the specific waveform state, the plasma processing for the object to be processed is terminated. Plasma processing method.
【請求項2】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号からプラズマ励起と同期した発光波
形を検出した上、該発光波形の時間変化にもとづきプラ
ズマ処理の進行状況が監視されつつ、上記発光波形が特
定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対するプ
ラズマ処理が終了されるようにしたプラズマ処理方法で
あって、活性種からの特定波長光の発光強度が発光強度
信号として検出された後、アンダーサンプリングにより
A/D変換されることによって、複数プラズマ励起周期
に亘るサンプリングデータからは、プラズマ励起と同期
した発光波形が検出されるようにしたプラズマ処理方
法。
2. In a state where an object to be processed is subjected to plasma processing and the emission intensity of light of a specific wavelength from an active species in plasma is detected as an emission intensity signal by photoelectric conversion, plasma excitation and plasma excitation are performed from the emission intensity signal. After detecting the synchronized light emission waveform, the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the light emission waveform, and when the light emission waveform changes to the specific waveform state, the plasma processing for the object to be processed is terminated. In the above-described plasma processing method, after the emission intensity of light of a specific wavelength from an active species is detected as an emission intensity signal, A / D conversion is performed by undersampling to obtain sampling data over a plurality of plasma excitation periods. , A plasma processing method in which an emission waveform synchronized with plasma excitation is detected.
【請求項3】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号から検出された、プラズマ励起と同
期した発光波形は上記特定波長光の発光ライフタイムに
より補正された後、プラズマ処理反応に同期した発光波
形成分が抽出された上、抽出された発光波形成分の時間
変化にもとづきプラズマ処理の進行状況が監視されつ
つ、該発光波形成分が特定波形状態に変化したことを以
て、被処理体に対するプラズマ処理が終了されるように
したプラズマ処理方法。
3. The method according to claim 1, wherein the light-emitting intensity of the specific wavelength light from the active species in the plasma is detected as a light-emitting intensity signal by photoelectric conversion while the object is being plasma-treated. After the emission waveform synchronized with the plasma excitation is corrected by the emission lifetime of the specific wavelength light, the emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction is extracted, and the plasma is extracted based on the time change of the extracted emission waveform component. A plasma processing method, wherein the plasma processing on a target object is terminated when the emission waveform component changes to a specific waveform state while monitoring the progress of the processing.
【請求項4】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号から検出された、プラズマ励起と同
期した発光波形は上記特定波長光の発光ライフタイムを
パラメータとするデコンボリューション処理により補正
された後、プラズマ処理反応に同期した発光波形成分が
抽出された上、抽出された発光波形成分の時間変化にも
とづきプラズマ処理の進行状況が監視されつつ、該発光
波形成分が特定波形状態に変化したことを以て、被処理
体に対するプラズマ処理が終了されるようにしたプラズ
マ処理方法。
4. The method according to claim 1, wherein the light-emitting intensity of the specific wavelength light from the active species in the plasma is detected as a light-emitting intensity signal by photoelectric conversion while the object is subjected to the plasma processing. After the emission waveform synchronized with the plasma excitation is corrected by deconvolution processing using the emission lifetime of the specific wavelength light as a parameter, the emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction is extracted, and the extracted emission waveform is extracted. A plasma processing method in which the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the component, and the plasma processing for the object to be processed is terminated when the emission waveform component changes to a specific waveform state.
【請求項5】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号から検出された、プラズマ励起と同
期した発光波形は上記特定波長光の発光ライフタイムに
より決定される発光減衰率曲線により補正された後、プ
ラズマ処理反応に同期した発光波形成分が抽出された
上、抽出された発光波形成分の時間変化にもとづきプラ
ズマ処理の進行状況が監視されつつ、該発光波形成分が
特定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対する
プラズマ処理が終了されるようにしたプラズマ処理方
法。
5. The method according to claim 1, wherein the light-emitting intensity of the specific wavelength light from the active species in the plasma is detected as a light-emitting intensity signal by photoelectric conversion while the object to be processed is subjected to plasma processing. After the emission waveform synchronized with the plasma excitation is corrected by the emission decay rate curve determined by the emission lifetime of the specific wavelength light, the emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction is extracted, and the extracted emission is extracted. A plasma processing method in which the progress of plasma processing is monitored based on a time change of a waveform component, and the plasma processing on the object is terminated when the emission waveform component changes to a specific waveform state.
【請求項6】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズマ
処理されつつ、プラズマ中における活性種からの特定波
長光の発光強度が光電変換により発光強度信号として検
出されている状態で、該発光強度信号から検出された、
プラズマ励起と同期した発光波形は、プラズマ処理室内
圧力に応じて決定された、上記特定波長光の発光ライフ
タイムをパラメータとするデコンボリューション処理に
より補正された後、プラズマ処理反応に同期した発光波
形成分が抽出された上、抽出された発光波形成分の時間
変化にもとづきプラズマ処理の進行状況が監視されつ
つ、該発光波形成分が特定波形状態に変化したことを以
て、被処理体に対するプラズマ処理が終了されるように
したプラズマ処理方法。
6. An emission intensity signal in a state where an emission intensity of light of a specific wavelength from an active species in plasma is detected as an emission intensity signal by photoelectric conversion while plasma processing is performed on an object to be processed in a plasma processing chamber. Detected from
The emission waveform synchronized with the plasma excitation is determined according to the pressure in the plasma processing chamber, and after being corrected by the deconvolution processing using the emission lifetime of the specific wavelength light as a parameter, the emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction Is extracted, and while the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the extracted light emission waveform component, the light emission waveform component changes to a specific waveform state, and the plasma processing for the object to be processed is terminated. Plasma processing method.
【請求項7】 被処理体がプラズマ処理されつつ、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光の発光強度が光
電変換により発光強度信号として検出されている状態
で、該発光強度信号からプラズマ励起と同期した発光波
形を検出した上、該発光波形の時間変化にもとづきプラ
ズマ処理の進行状況が監視されつつ、上記発光波形が特
定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対するプ
ラズマ処理が終了されるようにしたプラズマ処理方法で
あって、活性種は水素Hとされた上、該水素Hの発光ス
ペクトル強度が発光強度信号として検出されるようにし
たプラズマ処理方法。
7. In a state where an object to be processed is subjected to plasma processing and a light emission intensity of a specific wavelength light from active species in plasma is detected as a light emission intensity signal by photoelectric conversion, plasma excitation and plasma excitation are performed from the light emission intensity signal. After detecting the synchronized light emission waveform, the progress of the plasma processing is monitored based on the time change of the light emission waveform, and when the light emission waveform changes to the specific waveform state, the plasma processing for the object to be processed is terminated. The plasma processing method as described above, wherein the active species is hydrogen H, and the emission spectrum intensity of the hydrogen H is detected as an emission intensity signal.
【請求項8】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズマ
処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズマ
処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系から
の検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換手
段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズマ
励起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変換
するA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プラ
ズマ励起と同期した発光波形の時間変化にもとづきプラ
ズマ処理の進行状況を監視しつつ、該発光波形が特定波
形状態に変化したことを以て、被処理体に対するプラズ
マ処理を終了すべく制御するプラズマ処理監視制御手段
とが具備されてなるプラズマ処理装置。
8. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein the optical system selectively detects only light of a specific wavelength from active species in plasma outside the plasma processing chamber. System, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, and an A / D converter for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. While monitoring the progress of the plasma processing based on the A / D conversion means for converting and the time change of the light emission waveform synchronized with the plasma excitation from the A / D conversion means, the light emission waveform changed to a specific waveform state. A plasma processing apparatus comprising: a plasma processing monitoring control unit configured to control the plasma processing on the object to be completed.
【請求項9】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズマ
処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プラ
ズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズマ
処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系から
の検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換手
段と、該光電変換手段からの発光強度信号をアンダーサ
ンプリングによりA/D変換するA/D変換手段と、該
A/D変換手段からの、複数プラズマ励起周期に亘るサ
ンプリングデータからプラズマ励起と同期した発光波形
を合成する発光波形合成手段と、該発光波形合成手段か
らの、プラズマ励起と同期した発光波形の時間変化にも
とづきプラズマ処理の進行状況を監視しつつ、該発光波
形が特定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対
するプラズマ処理を終了すべく制御するプラズマ処理監
視制御手段とが具備されてなるプラズマ処理装置。
9. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein an optical element selectively detects only a specific wavelength light from an active species in plasma outside the plasma processing chamber. A system, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, A / D conversion means for A / D converting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means by undersampling, A light emission waveform synthesizing means for synthesizing a light emission waveform synchronized with plasma excitation from sampling data over a plurality of plasma excitation periods from the A / D conversion means, and a time of the light emission waveform synchronized with plasma excitation from the light emission waveform synthesis means While monitoring the progress of the plasma processing based on the change, the plasma processing for the object to be processed is performed when the emission waveform changes to the specific waveform state. A plasma processing apparatus comprising: a plasma processing monitoring control unit that controls the processing to end.
【請求項10】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プ
ラズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズ
マ処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系か
らの検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換
手段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズ
マ励起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変
換するA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プ
ラズマ励起と同期した発光波形を上記特定波長光の発光
ライフタイムにより補正する発光波形補正手段と、該発
光波形補正手段からの補正済発光波形からプラズマ処理
反応に同期した発光波形成分を抽出する反応同期成分抽
出手段と、該反応同期成分抽出手段からの反応同期発光
波形成分の時間変化にもとづきプラズマ処理の進行状況
を監視しつつ、該発光波形が特定波形状態に変化したこ
とを以て、被処理体に対するプラズマ処理を終了すべく
制御するプラズマ処理監視制御手段とが具備されてなる
プラズマ処理装置。
10. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein the optical system selectively detects only light having a specific wavelength from active species in plasma outside the plasma processing chamber. System, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, and an A / D converter for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. A / D conversion means for converting, light emission waveform correction means for correcting a light emission waveform from the A / D conversion means synchronized with plasma excitation by a light emission lifetime of the specific wavelength light, and light emission waveform correction means. Reaction synchronization component extraction means for extracting a light emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction from the corrected light emission waveform, and a time change of the reaction synchronization light emission waveform component from the reaction synchronization component extraction means A plasma processing monitoring control means for controlling the plasma processing for the object to be processed based on the change of the emission waveform to a specific waveform state while monitoring the progress of the plasma processing based on the plasma processing. apparatus.
【請求項11】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プ
ラズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズ
マ処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系か
らの検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換
手段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズ
マ励起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変
換するA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プ
ラズマ励起と同期した発光波形を、上記特定波長光の発
光ライフタイムをパラメータとするデコンボリューショ
ン処理により補正する発光波形補正手段と、該発光波形
補正手段からの補正済発光波形からプラズマ処理反応に
同期した発光波形成分を抽出する反応同期成分抽出手段
と、該反応同期成分抽出手段からの反応同期発光波形成
分の時間変化にもとづきプラズマ処理の進行状況を監視
しつつ、該発光波形が特定波形状態に変化したことを以
て、被処理体に対するプラズマ処理を終了すべく制御す
るプラズマ処理監視制御手段とが具備されてなるプラズ
マ処理装置。
11. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein an optical element selectively detects only a specific wavelength light from active species in plasma outside the plasma processing chamber. System, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, and an A / D converter for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. A / D conversion means for converting, and emission waveform correction means for correcting the emission waveform from the A / D conversion means synchronized with plasma excitation by deconvolution processing using the emission lifetime of the specific wavelength light as a parameter. Reaction synchronous component extracting means for extracting an emission waveform component synchronized with the plasma processing reaction from the corrected emission waveform from the emission waveform correction means; While monitoring the progress of the plasma processing based on the time change of the reaction-synchronous emission waveform component from the extracting means, the plasma is controlled to end the plasma processing for the object to be processed when the emission waveform changes to a specific waveform state. A plasma processing apparatus comprising processing monitoring control means.
【請求項12】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プ
ラズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズ
マ処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系か
らの検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換
手段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズ
マ励起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変
換するA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プ
ラズマ励起と同期した発光波形を、上記特定波長光の発
光ライフタイムにより決定される発光減衰率曲線により
補正する発光波形補正手段と、該発光波形補正手段から
の補正済発光波形からプラズマ処理反応に同期した発光
波形成分を抽出する反応同期成分抽出手段と、該反応同
期成分抽出手段からの反応同期発光波形成分の時間変化
にもとづきプラズマ処理の進行状況を監視しつつ、該発
光波形が特定波形状態に変化したことを以て、被処理体
に対するプラズマ処理を終了すべく制御するプラズマ処
理監視制御手段とが具備されてなるプラズマ処理装置。
12. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein an optical element selectively detects only a specific wavelength light from active species in plasma outside the plasma processing chamber. System, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, and an A / D converter for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. A / D conversion means for converting, and emission waveform correction means for correcting an emission waveform from the A / D conversion means synchronized with plasma excitation by an emission decay rate curve determined by the emission lifetime of the specific wavelength light. A reaction synchronization component extraction unit that extracts a light emission waveform component synchronized with a plasma processing reaction from the corrected emission waveform from the emission waveform correction unit, and a reaction synchronization component extraction unit. Plasma processing monitoring control for monitoring the progress of the plasma processing based on the time change of the reaction-synchronous light emission waveform component and controlling the plasma processing for the object to be terminated when the light emission waveform changes to a specific waveform state. And a plasma processing apparatus.
【請求項13】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置であって、プ
ラズマ中における活性種からの特定波長光のみをプラズ
マ処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系か
らの検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換
手段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズ
マ励起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変
換するA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プ
ラズマ励起と同期した発光波形を、プラズマ処理室内圧
力に応じて決定された、上記特定波長光の発光ライフタ
イムをパラメータとするデコンボリューション処理によ
り補正する発光波形補正手段と、該発光波形補正手段か
らの補正済発光波形からプラズマ処理反応に同期した発
光波形成分を抽出する反応同期成分抽出手段と、該反応
同期成分抽出手段からの反応同期発光波形成分の時間変
化にもとづきプラズマ処理の進行状況を監視しつつ、該
発光波形が特定波形状態に変化したことを以て、被処理
体に対するプラズマ処理を終了すべく制御するプラズマ
処理監視制御手段とが具備されてなるプラズマ処理装
置。
13. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber, wherein an optical element selectively detects only specific wavelength light from active species in plasma outside the plasma processing chamber. System, photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal, and an A / D converter for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. A / D conversion means for converting, and a light emission waveform synchronized with plasma excitation from the A / D conversion means, and a light emission lifetime of the specific wavelength light determined according to a plasma processing chamber pressure as a parameter. A light emission waveform correcting means for correcting by a deconvolution process, and extracting a light emission waveform component synchronized with a plasma processing reaction from the corrected light emission waveform from the light emission waveform correction means. A reaction synchronous component extracting means and a reaction synchronous emission waveform component from the reaction synchronous component extracting means monitor the progress of the plasma processing based on a temporal change, and when the light emission waveform changes to a specific waveform state, A plasma processing apparatus comprising: a plasma processing monitoring control unit that controls a plasma processing of a processing body to end.
【請求項14】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置本体に対し、
プラズマ処理の進行状況が常時監視されるべく、着脱自
在に付加されるプラズマ処理監視装置であって、プラズ
マ中における活性種からの特定波長光のみをプラズマ処
理室外部で選択的に検出する光学系と、該光学系からの
検出特定波長光を発光強度信号に変換する光電変換手段
と、該光電変換手段からの発光強度信号を、プラズマ励
起と同期した発光波形として検出すべく、A/D変換す
るA/D変換手段と、該A/D変換手段からの、プラズ
マ励起と同期した発光波形の時間変化にもとづきプラズ
マ処理の進行状況を監視するプラズマ処理監視手段とを
少なくとも含むプラズマ処理監視装置。
14. A plasma processing apparatus main body in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber.
A plasma processing monitoring device that is detachably attached so that the progress of the plasma processing can be constantly monitored, and selectively detects only a specific wavelength light from active species in the plasma outside the plasma processing chamber. And photoelectric conversion means for converting light of a specific wavelength detected from the optical system into an emission intensity signal; and A / D conversion for detecting the emission intensity signal from the photoelectric conversion means as an emission waveform synchronized with plasma excitation. A plasma processing monitoring apparatus including at least an A / D conversion means for performing the above-mentioned processing and a plasma processing monitoring means for monitoring the progress of the plasma processing based on a time change of a light emission waveform synchronized with plasma excitation from the A / D conversion means.
【請求項15】 プラズマ処理室内で被処理体がプラズ
マ処理されるようにしたプラズマ処理装置本体に対し、
プラズマ処理の進行状況が常時監視制御されるべく、着
脱自在に付加されるプラズマ処理監視制御装置であっ
て、プラズマ中における活性種からの特定波長光のみを
プラズマ処理室外部で選択的に検出する光学系と、該光
学系からの検出特定波長光を発光強度信号に変換する光
電変換手段と、該光電変換手段からの発光強度信号を、
プラズマ励起と同期した発光波形として検出すべく、A
/D変換するA/D変換手段と、該A/D変換手段から
の、プラズマ励起と同期した発光波形の時間変化にもと
づきプラズマ処理の進行状況を監視しつつ、該発光波形
が特定波形状態に変化したことを以て、被処理体に対す
るプラズマ処理を終了すべく制御するプラズマ処理監視
制御手段とを少なくとも含むプラズマ処理監視制御装
置。
15. A plasma processing apparatus main body in which an object to be processed is subjected to plasma processing in a plasma processing chamber.
A plasma processing monitoring and control apparatus which is detachably added so that the progress of the plasma processing is constantly monitored and controlled, and selectively detects only a specific wavelength light from active species in plasma outside the plasma processing chamber. Optical system, photoelectric conversion means for converting the detection specific wavelength light from the optical system into a light emission intensity signal, the light emission intensity signal from the photoelectric conversion means,
To detect as an emission waveform synchronized with plasma excitation, A
A / D conversion means for performing A / D conversion, and monitoring the progress of plasma processing from the A / D conversion means based on a time change of a light emission waveform synchronized with plasma excitation, and changing the light emission waveform to a specific waveform state. A plasma processing monitoring and control device including at least plasma processing monitoring and controlling means for controlling the plasma processing on the object to be completed in response to the change.
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