JPS59170272A - ドライ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はドライエツチング装置等の各種ドライ処理装置
に関し、特にエツチング終点等の処理状態を検出する装
置を付設したドライ処理装置に関するものであろう 〔背景技術〕 ドライエツチング装置では、技工・ンチング膜のエツチ
ング終点を検出するためにエツチング終点検出装置な付
設することが考えられる。このエッチング終点の検出は
通常被エツチング膜がエツチングされるときに発生され
る特有の発光スペクトルを検出し、この発光スペクトル
の変化を検出することにより行なえる。このため、この
棟の検出装置は、ドライエツチング装置の一部に発光ス
ペクトルヲ検知するセンサを設け、このセンサ出力を演
算処理系にて電気的に処理するような構成とじつる。

しかしながら、この種のドライエツチング装置では、真
空チャンバの一部に透明ガラスからなる透明窓部を形成
し、真空チャンバ内で発生した発光スペクトルをこの透
明窓部を曲して真空チャンバ外のセンサにて検出し得る
構成としているため、エツチング反応による生成物が透
明窓部の内面に付着したり、窓部のガラス材がプラズマ
にさらされるためエツチングされたりするとその光透過
度が変化され、センサにおける検出レベルが変動して安
定な終点検出を行なうことができなくなるという問題が
生じている。具体的にはエツチング処理が進行されるの
に伴なって透明窓部への＋を着物が増大したり、プラズ
マにさらされてエツチングされたりして光透過度が低下
され、発光スペクトルの検出能力が低下して、エツチン
グ終点前後の信号Ｓ／Ｎ比が小さくなるため所定の終点
検出信昏 号を検出することができなくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は真空チャンバに設けた透明窓部への反応
物の付着を防止し、または透明窓部がプラズマにさらさ
れエツチングされることな防止しこれにより処理の進行
によっても透明窓部の光透過度を低減させることはなく
、常に安定した処理終点の検出な行なうことができるド
ライ処理装置を提供することにある。

また本発明の目的はエツチング終点の検出を安定に行な
うことができるドライエツチング装置を提供することに
ある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は１
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、真空チャンバの壁一部にピンホールと透明部
材とで室を画成した透明窓部な形成すると共に、この室
内にガスを供給してこの室内を真空チャンバよりも陽圧
に保持することにより、真空チャンバ内から透明窓部へ
の反応物の移動を防止して反応物の付着を防止し、また
は透明窓部へのプラズマの浸入を防止することによって
透明窓部の光透過度を常に一定に保って安定した検出を
達成するものである。

〔実施例１〕 第１図および第２図は本発明をドライエツチング装置、
特にプラズマエツチング装置に適用した実施例である。

このエツチング装置１は、真空チャンバ２内に下部を極
３と上部電極４とを備え。

下部１！砺３上に被エツチング対象物である牛導体ウェ
ーハ５を＠置している。また、下部電極３と上部電極４
間には冒向波電源６を接続している。

他方、前記真空チャンバ２にはガス供給ロアと排気口８
を設け、ガス供給ロアから所定のエツチングガスな供給
する一方、排気口８からチャンバ内を吸引してチャンバ
内を真空状態としている。

他方、前記真空チャンバ２の壁の一部外側には・集光ｎ
９を一体的に固着し、この集光筒９の末端に発光スペク
トルを検出し得るセンサ１ｏを取着している。また、こ
の集光筒９の先端側には透明窓部１１を形成している。

即ち、透明窓部１１は前記真空チャンバ２の壁一部に開
設したビンポール１２と、集光筒９の略中央に取着した
透明部とＵ　”（１７）　集光レンズ１３とを備え、こ
れらピンホール１２と集光レンズ１３との間に集光室１
４を画成しているうそして、この集光室１４にはガス注
入口１５を開設し、ガス源１６からチューブ１７な介し
てＮ２ガスやＩＩｅ　ｒ　Ａ　ｒ等の不活性ガスを注入
し得るようにしている。なお、前記集Ｉｔレンズ１３は
周辺を集光ｆ？＠９内に気密に支持させている。

また、前記センサ１０には演算処理系１８を接続し、こ
れらで検出装置を構成している。

以上の）；ｌ成によれば、ガス供給ロアから真空チャン
バ内に所要の反応ガスを供給する一方排気口８からチャ
ンバ内を吸引し、かつ下部電極３と上部ＩＩ極４に＾周
波電源６からａ　ｒｙａ波軍力を印加すれば、真空チャ
ンバ２内ではプラズマが生成され、このプラズマにより
ウェーハ５がエツチング処理される。そして、このエツ
チングに伴なって発生される発光スペクトルＳは、第２
図のようにピンホール１２．集光室１４および集光レン
ズ１３、即ち透明窓部１１を１ｆｌＪってセンサ１０に
結像され、センサ１０によって検出される。センサ１０
は発光スペクトルに応じて所定の電気信号な出７ａ、演
算処理系１８において処理される。

このとぎ同時に、集光室１４内にはガス源１６からのＮ
、ガス等がガス注入口１５から供給されろうそして、こ
のガス＋Ｓピンホール１２を通して真空チャンバ２内に
洩出するが、ピンホール１２の径寸法とカス供給量を適
宜調節することにより、集ｙＣ室°１４が常に真空チャ
ンバ２内よりも陽圧となるように設定している。このた
め、真空チャンバ２内の反応ガスがピンホール１２を通
して集光室１４内に流入してくることは全くなく、した
がってこの反応ガス中に含まれる反応生成物が集光室１
４内に移動されてくることもない。また、更にピンホー
ル１２の径寸法を適当に選択すると集光室１４へ活性度
の高いプラズマの侵入を防ぐことができるっこの結果、
反応生成物またはプラズマが透明部である集ゲ１，１−
　ｖンズ１３の表面に付着したり作用することはなく、
集光レンズの光透過度、更に言えば透明窓部１１の光透
過度を常に最高の状態に保って安定した発光スペクトル
の検出を可能にし、エンチング終点を正確に検出するこ
とを可能にする。なお、集光室１４から真空チャンバ２
内にピンホール１２から洩出するガスは不活性であるか
らエツチングに悪影響を及ぼすことはない。

〔実施例２〕 第３図は本発明の池の実施例を示しており、特に従来の
エツチング装置の構成を大巾に変更することなく本発明
を構成したものである。図中、前記実施例と同一部分に
は同一符号な付して詳細な説明は省略する。本実施例は
、真空チャンバ２の壁一部を構成する透明部としての透
明ガラス１９の内側にカバー２０を気密に取着し、この
カバー２０にピンホール１２を形成すると共にカバー２
０内に集光室１４Ａを画成し、更にこの集光室１４Ａに
臨んでガス注入口１５Ａを開設している。即ち、従来装
置の真空チャンバ２内にカバー２０を付設した横滑であ
る。

したがって、この構成によればガス注入口１５Ａから集
光室１４Ａ内にＮ７等のガスを供給すれば、ガスはピン
ホール１２から真空チャンバ２内に洩出しながら集光室
１４Ａ内を真空チャンバよりも陽圧にし、真空チャンバ
内の反応ガスが集光室１４Ａに流入することを防止する
。これにより１反応ガス中の反応生成物が透明ガラス１
９０表面に付着することを防止し、透明窓部１１の光透
過度を一定に保って安定した発光スペクトルを検出し、
かつ［ｌＥ確なエツチング終点の検出をｉＪ能にする。

なお、本実施例によれば従来装置にカバー２０とガス注
入口１５Ａ等を付設するだけでよく、設ｑＩＩＯｆｆ？
＋易化を達成できる。

〔効果〕

（］）エツチング等の処理装置の真空チャンバの壁一部
に透明窓部を形成し、この透明窓部内に画成した室内に
ガスを供給して内部な陽圧にしているので、真空チャン
バから透明窓部への反応ガスの流入が防止でき１反応ガ
ス中に＠まれる反応生成物の透明窓部への付着を防止す
る。

（２）透明窓部への反応生成物の１を着を防止できるの
で、透明窓部の光透過度を最高の状態に維持でき、発光
スペクトルの検出を安定に行ない、これにより処理の終
点検出を正確に行なうことができる。

（３）透明窓部はピンホールを介して発光スペクトルな
集光するため、活性度の高いプラズマが透明ガラスや集
光レンズに作用することを防ぐことができ、透明窓部の
光透過度を最高の状態に維持できるため１発光スペクト
ルの検出を安定に行ない、これにより、処理の終点検出
を正確に行なうことができろ。

（４）　　透明窓部は透明ガラスや集光レンズ等からな
る透明部と５　ピンホールとで集ゲｔ、室を画成してい
るので、構造は極めて簡単であり、特に従来の装置Ｎな
大巾に設計変更する必要はなく、また従来製前なそのま
ま利用することもできる。

（５１エツチング等処理の終点検出を正確に行なうこと
により加工精度の向上を図りかつ歩留の向上を達成でき
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨な逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。たとえば、真空チャン
バ内に供給するカスと同一のものを集光室に供給しても
よいっまた、第１図の実施例において集光レンズの前に
透明ガラスを配設してもよい。また！極への高周波の印
加方法は、第１図の例と逆のアノード結合法でもよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェーハのエ
ラ、チング装置に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、たとえば薄膜形成装置や
被処理物が半導体ウェーハ以外の処理装置にも同様に適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の全体断面図５第２図は
要部の拡大図、 第３図は他の実施例の第２図と同様の要部拡大図である
。 ２・・・真空チャンバ、３・・・下部電極、４・・・上
部電極、５・・・被処理物、６・・・高周波電源、９・
・・集光筒、１０・・・センサ、１１・・・６明窓部、
１２・・・ピンホール、１３・・・透明部（集光レンズ
）、１４．１４Ａ・・・室（集光室）、１６・・・ガス
源、１８・・・演算処理系、１９・・・透明部（透明ガ
ラス）、２０・・・カバー、Ｓ・・・発光スペクトル。 第　　２　図 ３６６ 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物を真空チャンバ内においてドライ処理し、
   その時に発生される発光スペクトル等を検出して処理終
   点を検出するようにしたドライ処理装置であって、前記
   真空チャンバの壁一部に透明窓部な設けると共に、チャ
   ンバ外に設けたセンサにはこの透明窓部を通して発光ス
   ペクトルを検出し得るようにし、前記透明窓部は透明部
   とピンホールとの間に画成した室内に所要のガスを供給
   してこの室内が前記真空チャンバよりも陽圧になるよう
   に構成したことを特徴とするドライ処理装置。 ２、透明窓部は集光筒内に取着した集光レンズを透明部
   として真空チャンバ側に形成したピンホールとの間に集
   光室を画成し、この集光室内にＮ。 ガス等の不活性なガスを供給してなる特許請求の範囲第
   １項記載のドライ処理装置。 ３、透明部は真空チャンバの壁一部に設けた透明ガラス
   であり、この透明ガラスの内側に取着したカバーにピン
   ホールを形成する一方、カバー内に集光室を画成してな
   る特許請求の範囲第１項記載のドライ処理装置。 ４、　プラズマ反応を応用したエツチング装置である特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のド
   ライ処理装置。 ５、透明窓の室内にガスを供給することなく、透明部と
   ピンホールとにより、カバー内に集光室を画成してなる
   特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の
   ドライ処理装置っ