KR100214440B1 - 플라스마에칭의 종점검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스마에칭의 종점검출장치에 관한 것으로서, 피처리체에 대하여 플라스마에칭처리가 실시되는 처리실로부터 에칭가스에 의한 플라스마의 발광스펙트르를 수광하고, 또한 이 받은 발광스펙트르중의 특정한 파장을 검출하는 광검출부와, 광검출부로부터의 검출신호를 기초로 하여 에칭처리의 종점을 검출하는 연산부를 구비하고, 광검출부는 처리실로부터 받은 발광스펙트르로부터 특정 파장광을 검출하여 이를 광전변환하는 제1광학계와, 제1광학계에 의하여 발광스펙트르로부터 특정 파장광이 추출되기 전에 그 발광스펙트르의 일부를 검출하여 이를 광전변환하는 제2광학계를 구비하고, 연산부는 제1광학계로부터 추출한 특정 파장광을 기초로 하는 전기신호의 드리프트를 제2광학계로부터 추출한 빛을 기초로 하는 전기신호에 의하여 경감함으로써 에칭처리의 종점을 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스마에칭의 종점검출장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에 관련되는 종점검출장치와 플라스마에칭장치로 이루어지는 시스템의 구성도.
제2도는 제1도의 종점검출장치의 입사슬릿과 사출슬릿의 위치관계를 모식적으로 확대하여 나타내는 도면.
제3도는 종래의 종점검출장치와 플라스마에칭장치로 이루어지는 시스템의 구성도.
제4도는 제3도의 종점검출장치의 광학계를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공처리실 1a : 투시창
2, 3 : 평행평판전극 6 : 고주파전원
7 : 광검출기 8 : 연산부
9 : 제어장치 20 : 에칭가스공급부
30 : 제1광학계 71 : 수차보정렌즈
72 : 입사슬릿 74, 76, 77 : 반사밀러
79 : 제1수광센서 80 : 하프밀러
80A : 집광렌즈 82 : 제2수광센서
A' : 종점검출장치 B : 플라스마에칭장치
P : 플라스마 W : 반도체웨이퍼
본 발명은 플라스마에칭처리의 진행상태, 특히 플라스마에칭처리의 종점(endpoint)을 검출하기 위한 종점검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스마에칭장치는 제3도에 나타내는 바와 같이 에칭실로서의 진공처리실(1)과, 진공처리실(1)내에 서로 상하로 소정거리 이간하여 설치된 한쌍의 평행평판전극(2)(3)을 구비하고 있다. 진공처리실(1)에는 진공처리실(1)내에 예를 들면 CF4등의 CF계의 에칭가스를 도입하기 위한 가스도입관(4)과, 진공처리실(1)내에서 생성된 가스를 진공처리실(1)의 외부로 도출하기 위한 가스도출관(5)이 접속되어 있다. 진공처리실(1)내에 설치된 한쌍의 전극(2)(3)중 하측의 전극(2)은 진공처리실(1)내의 바닥면에 설치되어 피처리체인 예를 들면 반도체웨이퍼(W)를 재치하기 위한 재치대를 겸하고 있다. 하측의 전극(2)은 접지되어 항상 그랜드전위로 유지되고 상측의 전극(3)은 고주파전원(6)에 접속되어 있다. 따라서 상측의 전극(3)에 고주파전원(6)으로부터 고주파전압을 인가하여 상하의 전극(2)(3)간에서 방전시키면 진공처리실(1)내에 도입된 에칭가스에 의한 플라스마(P)가 발생하고, 또한 플라스마(P)속에 존재하는 에칭가스의 활성종류에 의하여 하측의 전극(2)에 재치된 예를 들면 반도체웨이퍼(W)가 에칭된다.
에칭정밀도의 향상과 자동에칭을 가능하게 하기 위해 에칭가스에 의한 플라스마(P)의 발광스펙트르는 진공처리실(1)에 설치된 투시창(1a)을 통하여 플라스마에칭처리의 종점을 검출하는 종점검출장치(A)에 인도된다. 종점검출장치(A)는 진공처리실(1)의 투시창(1a)으로부터 사출되는 플라스마(P)의 발광스펙트르를 차례로 검출하여 광전변환하는 광검출기(7)와, 광검출기(7)의 검출신호를 기초로 하여 에칭의 진행상태를 산출하는 연산부(8)를 구비하고 있다. 연산부(8)로부터의 전기신호는 제어장치(9)에 보내어지고 제어장치(9)는 연산부(8)로부터의 전기신호를 기초로 하여 고주파전원(6)의 구동을 제어한다. 이 구성에 의해 종점검출장치(A)에 의하여 에칭의 종점이 검출되기까지 소정의 패턴에 입각한 에칭처리가 반도체웨이퍼(W)의 표면에 실시된다.
제4도에 나타내는 바와 같이 광검출기(7)는 진공처리실(1)의 투시창(1a)으로부터 사출된 플라스마(P)의 발광스펙트르를 집광하는 수차보정렌즈(71)와, 수차보정렌즈(71)의 초점위치에 배치된 입사슬릿(72)과, 입사슬릿(72)을 경유한 발광스펙트로를 압축하는 압축기(73)와, 이 압축기(73)로부터의 발광스펙트로를 반사밀러(74)를 통하여 수광하는 오목면그레이팅(75)과, 오목면그레이팅(75)으로부터의 특정 파장의 1차 회절광을 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 수광하여 광전변환하는 포토다이오드 등으로 이루어지는 제1수광센서(79)와, 오목면그레이팅(75)으로부터의 0차 회절광을 반사밀러(80)와 간섭필터(81)를 통하여 수광하여 광전변환하는 포토다이오드 등으로 이루어지는 제2수광센서(82)로 이루어지는 광학계를 구비하고 있다.
이 광학계에 의해 광검출기(7)는 플라스마(P)의 발광스펙트로중의 특정한 파장을 검출할 수 있다. 일반적으로 광검출기(7)에 의하여 검출해야 할 파장은 에칭가스의 종류에 따라서 결정된다. 예를 들면 CF4등의 CF계의 에칭가스를 이용하여 실리콘산화막을 에칭하는 경우 반응생성물인 활성종류(CO*)의 발광스펙트르중 예를 들면 219nm 또는 483.5nm 등의 특정한 파장이 광검출기(7)에 의하여 검출된다. 또 CF4등의 CF계의 에칭가스를 이용하여 실리콘산화막을 에칭하는 경우에는 반응생성물인 활성종류(N*)의 발광스펙트르중 예를 들면 674nm 등의 특정한 파장이 광검출기(7)에 의하여 검출된다.
구체적으로는 예를 들면 실리콘산화막을 에칭하는 경우 오목면그레이팅(75)으로부터 예를 들면 219nm의 파장의 1차 회절광이 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 제1수광센서(79)에 인도되도록 오목면그레이팅(75)의 수광각도가 소정의 각도로 세트된다. 동시에 그와 같은 수광각도로 세트된 오목면그레이팅(75)으로부터의 0차 회절광이 제2수광센서(82)에 입사하도록, 즉 진공처리실(1)내의 발광스펙트르의 강도에 입각하여 변화하는 빛이 제2수광센서(82)에 입사하도록 반사밀러(80)와 간섭필터(81)와 제2수광센서(82)로 이루어지는 광학계가 소정의 수광각도로 세트된다. 그리고 이 세트상태에 있어서의 파장검출에 있어서, 연산부(8)는 제1수광센서(79)로부터의 1차 회절광을 기초로 하는 전기신호(s1)를 제2수광센서(82)로부터의 0차 회절광을 기초로 하는 전기신호(s2)에 의하여 보정하고 검출대상이 되는 특정파장광의 드리프트현상을 평활하함으로써 그 특정 파장광의 변동을 정확하게 포착하여 에칭의 종점을 정확하게 산출한다.
이러한 종점검출장치에서는 에칭의 대상이 예를 들면 실리콘산화막으로부터 실리콘질화막으로 바뀌면 그에 동반하여 오목면그레이팅(75)을 통하여 추출해야 할 1차 회절광이 219nm로부터 674nm로 바뀌기 때문에 오목면그레이팅(75)을 회전시켜서 그 수광각도를 바꿀 필요가 있다. 그러나 상기한 종래의 종점검출장치(A)의 광학계에서는 검출대상이 되는 특정 파장광의 드리프트현상을 평활화하기 위해 오목면그레이팅(75)으로부터의 0차 회절광을 검출하도록 하고 있기 때문에 오목면그레이팅(75)의 수광각도를 바꾸면 그에 동반하여 0차 회절광의 광로가 변동하기 때문에 오목면그레이팅(75)으로부터 0차 회절광을 추출하는 반사밀러(80)와 간섭필터(81)와 제2수광센서(82)를 포함하는 광학계의 수광각도까지 변경하지 않으면 안되어, 그 조정조작이 매우 귀찮은 문제가 있다.
본 발명의 목적은 플라스마의 발광스펙트르의 검출대상이 변동해도 1차 회절광을 추출하는 광학계의 조정을 실시하는 것만으로 완료되고 광학계의 조정이 간단한 플라스마에칭의 종점검출장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 목적은 이하의 종점검출장치에 의하여 달성된다. 즉 이 종점검출장치는 피처리체에 대하여 플라스마에칭처리가 실시되는 처리실로부터 에칭가스에 의한 플라스마의 발광스펙트르를 수광하고, 또한 이 받은 발광스펙트르중의 특정한 파장을 검출하는 광검출수단과, 광검출수단으로부터의 검출신호를 기초로 하여 에칭처리의 종점을 검출하는 연산수단을 구비하고, 광검출수단은 처리실로부터 받은 발광스펙트르로부터 특정 파장광을 검출하여 이을 광전변환하는 제1광학계와 제1광학계에 의하여 발광스펙트르로부터 특정 파장광이 추출되기 전에 그 발광스펙트르의 일부를 검출하여 이를 광전 변환하는 제2광학계를 구비하고, 연산수단은 제1광학계로부터 추출한 특정 파장광을 기초로 하는 전기신호의 드리프트를 제2광학계로부터 추출한 빛을 기초로 하는 전기신호에 의하여 경감함으로써 에칭처리의 종점을 검출한다.
이하 제1도 및 제2도를 참조하면서 본 발명이 한 실시예에 대하여 설명한다.
제1도에는 플라스마에칭장치(B)와, 이 플라스마에칭장치(B)에 의한 에칭처리의 종점을 검출하는 종점검출장치(A')가 나타내어져 있다. 도시한 바와 같이 플라스마에칭장치(B)는 예를 들면 알루미늄 등의 도전성재료에 의하여 형성된 진공처리실(1)과 진공처리실(1)내에 서로 상하로 소정거리 이간하여 설치된 한쌍의 평행평판전극(2)(3)을 구비하고 있다. 진공처리실(1)에는 에칭가스공급부(20)로부터 예를 들면 CF4등의 CF계의 에칭가스를 진공처리실(1)내에 도입하기 위한 가스도입관(4)과 진공처리실(1)내에서 생성된 가스를 진공처리실(1)의 외부에 도출하기 위한 가스도출관(5)이 접속되어 있다. 진공처리실(1)내에 설치된 한쌍의 전극(2)(3)중 하측의 전극(2)은 진공처리실(1)내의 바닥면에 설치되고 피처리체인 예를 들면 반도체웨이퍼(W)를 재치하기 위한 재치대를 겸하고 있다. 하측의 전극(2)은 접지되어 항상 그랜드전위로 유지되고 상측의 전극(3)은 고주파전원(6)에 접속되어 있다. 따라서 상측의 전극(3)에 고주파전원(6)으로부터 고주파전압을 인가하여 상하의 전극(2)(3)간에서 방전시키면 진공처리실(1)내에 도입된 에칭가스가 할성화하여 래디컬종류나 이온종류 등의 활성종류로 이루어지는 플라스마(P)가 발생하고 활성종류에 따라서 하측의 전극(2)에 재치된 예를 들면 반도체웨이퍼(W)가 에칭된다.
진공처리실(1)의 둘레면의 일부에는 가로방향으로 연장되는 가늘고 긴 형상의 투시창(1a)이 부착되어 있다. 투시창(1a)은 석영유리 등의 투명체로 이루어지고 진공처리실(1)내에서 발생한 플라스마(P)의 발광스펙트르를 투과시킬 수 있다. 반도체웨이퍼(W)의 에칭처리의 진행상태를 검출하기 위해 투시창(1a)을 투과한 플라스마(P)의 발광스펙트르는 플라스마에칭처리의 종점을 검출하는 종점검출장치(A')에 인도된다.
종점검출장치(A')는 진공처리실(1)의 투시창(1a)으로부터 사출되는 플라스마(P)의 발광스펙트르를 차례로 검출하여 광전변환하는 광검출기(7)와 광검출기(7)의 검출신호를 기초로 하여 에칭의 진행상태를 산출하는 연산부(8)를 구비하고 있다. 연산부(8)로부터의 전기신호는 제어장치(9)로 보내어지고 제어장치(9)는 연산부(8)로부터의 전기신호를 기초로 하여 고주파전원(6)의 구동을 제어한다. 이 구성에 의해 종점검출장치(A')에 의하여 에칭의 종점이 검출되기까지 소정의 패턴에 입각한 에칭처리가 반도체웨이퍼(W)의 표면에 실시된다.
광검출기(7)에는 진공처리실(1)의 투시창(1a)으로부터 사출된 플라스마(P)의 발광스펙트르를 집광하는 수차보정렌즈(71)와, 수차보정렌즈(71)의 초점위치에 배치된 입사슬릿(72)과, 입사슬릿(72)을 경유한 발광스펙트르를 압축하는 압축기(73)가 설치되어 있다. 또 광검출기(7)는 압축기(73)로부터의 발광스펙트르를 반사하는 반사밀러(74)와 반사밀러(74)로부터의 반사광을 수광하는 오목면그레이팅(75)과 오목면그레이팅(75)으로부터의 특정 파장의 1차 회절광을 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 수광하여 광전변환하는 제1수광센서(79)로 이루어지는 제1광학계(30)를 구비하고 있다. 오목면그레이팅(75)으로부터의 1차 회절광을 증폭하여 에칭시의 반응생성물인 활성종류(실리콘산화막의 에칭인 경우에는 CO*)의 변화를 크게 포착할 수 있도록 제1수광센서(79)는 그 받은 빛을 광전자적으로 증폭하는 광전자배증관으로 이루어진다. 오목면그레이팅(75)은 그 수광각도를 바꿀 수 있게 되어 있으며 수광각도를 소정의 각도로 세트함으로써 특정 파장광의 1차 회절광을 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 제1수광센서(79)에 사출할 수 있다.
광검출기(7)는 압축입사슬릿(72)으로부터의 발광스펙트르가 오목면그레이팅(75)에 의하여 회절되기전에 그 발광스펙트르의 일부를 추출하는 제2광학계(35)를 갖고 있다. 제2광학계(35)는 제1광학계(30)와 광학적으로 독립해 있으며 압축기(73)와 반사밀러(74)의 사이의 광로속에 배치된 하프밀러(80)와 집광렌즈(80A)와 간섭필터(81)와 제2수광센서(82)로 이루어진다. 하프밀러(80)에 의하여 반사되어 추출된 발광스펙트르는 집광렌즈(80A)에 의하여 집광되고, 또한 CF4등의 CF계 가스의 플라스마(P)의 발광스펙트르가 집중하는 파장영역을 추출하는 간섭필터(81)를 투과하여 포토다이오드로 이루어지는 제2수광센서(82)에 입사되어 광전변환된다. 또한 압축기(73)와 반사밀러(74)의 사이의 광로속에 배치되는 광학요소로서는 하프밀러(80)에 한정되지 않고 발광스펙트르의 일부를 추출하는 기능을 구비한 것이면 예를 들면 중심에 구멍이 열린 구멍열림밀러 등을 이용할 수 있다.
제1도 및 광학계를 모식적으로 나타낸 제2도에 나타내는 바와 같이 입사슬릿(72)은 전극(2)을 포함하는 평면과 전극(3)을 포함하는 평면에 의하여 끼워지는 공간내에 위치하고, 또한 그 슬릿방향이 진공처리실(1)의 평행평판 전극(2)(3)과 평행하게 되어 있으며, 바람직하게는 그 슬릿의 중심축이 전극(2)(3)간의 공간의 중심을 지나도록 위치하고 있다. 한편 사출슬릿(78)은 그 슬릿방향이 진공처리실(1)의 평행평판전극(2)(3)과 평행하게 되어 있다. 입사슬릿(72) 및 사출슬릿(78)을 이와 같이 배치함으로써 오목면그레이팅(75)으로부터의 1차 회절광을 전극(2)(3)간에서 발생하는 발광스펙트르와 실질적으로 동일한 강도로 제1수광센서(79)에 효율좋고, 또한 확실하게 입사시킬 수 있으며, 또한 전극(2)(3)간에서 발생하는 발광스펙트르와 실질적으로 동일한 강도의 빛을 하프밀러(80)에 입사시킬 수 있고 진공처리실(1)내의 발광스펙트르의 강도에 입각하여 변화하는 빛을 보다 정밀도 좋게 제2수광센서(82)에 입사시킬 수 있다. 또한 제2도중 C로 나타내는 블록은 제1도에 나타낸 광학요소중 제2도에 나타내어진 광학요소(71)(72)(78)(79)(82)를 제외한 남은 전체의 광학요소를 포함하고 있다.
다음으로 상기 구성의 종점검출장치(A')에 의하여 플라스마에칭장치(B)에 의한 실리콘산화막의 에칭처리의 종점을 검출하는 경우에 대하여 설명한다.
진공처리실(1)내의 분위기를 예를 들면 0.1Torr∼수mTorr의 진공상태로 설정한 후 진공처리실(1)내의 하측의 전극(2)상에 실리콘산화막(M)이 형성된 반도체웨이퍼(W)를 재치한다. 다음으로 예를 들면 CF4가스를 포함하는 에칭가스를 가스공급부(20)로부터 가스도입관(4)을 통하여 진공처리실(1)내에 공급하면서 고주파전원(6)에 의해 상부전극(3)에 고주파전압을 인가한다. 이에 따라 CF4등을 매체로 하여 양 전극(2)(3)간에서 진공방전이 일어나고 CF4등에 기인하는 플라스마(P)가 발생하며 플라스마(P)속의 활성종류에 따라서 실리콘산화막(M)이 에칭되고, 또한 CF4에 기인한 발광스펙트르가 발생한다. 이 발광스펙트르는 CF4로부터발생한 활성종류에 의해 실리콘산화막(M)이 에칭될 때에 생성되는 CO가 방전에너지에 의하여 여기되어 활성종류(CO*)가 되고, 이 활성종류(CO*)가 기저(基底)상태로 되돌아갈 때에 발생하는 스펙트드광을 포함하고 있다.
상기 발광스펙트르는 진공처리실(1)의 투시창(1a)으로부터 사출되어 종점검출장치(A')의 광검출기(7)의 수차보정렌즈(71)에 차례로 입사하고 입사슬릿(72)에 집광한다. 이 경우 집광렌즈로서 수차보정렌즈(71)가 사용되고 있기 때문에 광검출기(7)에 입사한 발광스펙트르는 수차보정렌즈(71)에 의해 그 초점상에 정밀도 좋게 결상된다. 광검출기(7)에서는 실리콘산화막의 에칭에 대응하여 오목면그레이팅(75)으로부터 219nm의 파장의 1차 회절광이 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 제1수광센서(79)에 인도되도록 오목면그레이팅(75)의 수광각도가 소정의 각도로 세트되어 있다. 따라서 입사슬릿(72)에서 집광된 발광스펙트르가 압축기(73)와 하프밀러(80)와 반사밀러(74)를 경유하여 오목면그레이팅(75)에 입사하면 CO*의 파장 219nm의 1차 회절광이 오목면그레이팅(75)으로부터 반사밀러(76)(77) 및 사출슬릿(78)을 통하여 제1수광센서(79)에 인도된다. 제1수광센서(79)는 그 수광을 기초로 하여 발생하는 광전자를 증폭한 후 광전변환하고 1차 회절광의 강도에 입각한 그 전기신호(s1)를 연산부(8)에 송신한다.
한편 입사슬릿(72)에서 집광된 발광스펙트르의 일부는 하프밀러(80)에 의하여 집광렌즈(80A)에 인도되고 간섭필터(81)에 의해 소정의 파장대의 스펙트르광만이 추출되어 제2수광센서(82)에 입사한다. 제2수광센서(82)는 이 받은 빛을 광전변환하고, 그 받은 빛의 강도에 입각한 전기신호(s2)를 연산부(8)에 송신한다.
에칭종료시 제1수광센서(79)에서 수광되는 1차 회절광의 강도는 CO*의 발생량의 감소와 함께 작아지는데, 반대로 CF계 가스가 증대하여, 그 CF계 가스에 기인하는 발광스펙트르의 강도가 증대하게 된다. 따라서 제2수광센서(82)에서 수광되는 빛의 강도는 커진다. 이 경우 제1수광센서(79)에서 수광되는 1차 회절광의 강도는 플라스마에 기인하는 드리프트를 동반한다. 그 때문에 연산부(8)는 제1수광센서(79)로부터 추출한 전기신호(sl)의 드리프트를 제2수광센서(82)로부터 추출한 전기신호(s2)를 이용하여 제거하는 등으로 하여 경감함으로써 제1수광센서(79)로부터의 전기신호(sl)를 평활화하고 에칭의 종점을 정확하게 산출한다. 그리고 연산부(8)는 그 연산결과를 기초로 한 신호를 제어장치(9)에 송신하고 제어장치(9)는 연산부(8)로부터의 신호를 기초로 하여 고주파전원(6)을 정확하게 구동제어한다. 이 구성에 의해 종점검출장치(A')에 의하여 에칭의 종점이 검출되기까지 소정의 패턴에 입각한 정확한 에칭처리가 반도체웨이퍼(W)의 표면에 실시된다.
이상의 설명은 에칭대상이 실리콘산화막의 경우에 관한 것인데 에칭대상이 실리콘산화막으로부터 예를 들면 실리콘질화막으로 바뀐 경우에는 그에 동반하여 오목면그레이팅(75)을 통하여 추출해야 할 1차 회절광이 219nm로부터 672nm로 바뀌기 때문에 오목면그레이팅(75)을 회전시켜서 그 수광각도를 바꿀 필요가 있다. 그러나 하프밀러(80)를 포함하는 제2광학수단(35)은 제1광학수단(30)으로부터 광학적으로 독립해 있으며 발광스펙트르가 오목면그레이팅(75)에 의하여 회절되기 전에 그 발광스펙트르의 일부를 수광하기 때문에 오목면그레이팅(75)의 수광각도의 변화에 동반하여 하프밀러(80)를 포함하는 제2광학수단(35)의 수광각도를 바꿀 필요가 없다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 종점검출장치(A')는 에칭에 의해 발생하는 전체 생성가스의 활성종류의 발광스펙트르의 소정의 파장영역을 추출하는 제2광학수단(35)을 에칭의 진행상황의 지표가 되는 활성종류의 발광스펙트르를 1차 회절광으로 하여 추출하는 제1광학수단(30)으로부터 광학적으로 독립시켜서 발광스펙트르가 제1광학수단(30)에 의하여 회절되기전에 그 발광스펙트르의 일부를 제2광학수단(35)에 의하여 추출하도록 했기 때문에, 바꾸어 말하면 검출대상이 되는 특정 파장광의 드리프트현상의 평활화를 위해 오목면그레이팅(75)으로부터의 0차 회절광을 검출하는 일을 실시하고 있지 않기 때문에 에칭대상이 바뀌어 플라스마의 발광스펙트르의 검출대상이 변동해도 제1광학계(30)(오목면그레이팅(75))을 조정하는 것만으로 완료되고 하프밀러(80)를 포함하는 제2광학계를 종래와 같이 제1광학계(30)에 맞추어서 조정할 필요가 없다. 따라서 에칭대상의 변동에 동반하는 광학계의 조정이 매우 간단하며 조작상의 편리성을 얻을 수 있다.
또 본 실시예의 종점검출장치(A')는 집광렌즈로서 수차보정렌즈(71)를 사용하고 있기 때문에 이 수차보정렌즈(71)에 의하여 빛을 그 초점상에 정밀도 좋게 결상할 수 있다.
또 본 실시예의 종점검출장치(A')에 있어서, 입사슬릿(72)은 전극(2)을 포함하는 평면과 전극(3)을 포함하는 평면에 의하여 끼워지는 공간내에 위치하고, 또한 그 슬릿방향이 진공처리실(1)의 평행평판전극(2)(3)과 평행하게 되어 있으며, 바람직하게는 그 슬릿의 중심축이 전극(2)(3)간의 공간의 중심을 지나도록 위치하고 있다. 한편 사출슬릿(78)은 그 슬릿방향이 진공처리실(1)의 평행평판전극(2)(3)과 평행하게 되어 있다. 따라서 전극(2)(3)간에서 발생하는 발광스펙트르의 전체를 수차보정렌즈(71)를 통하여 효율 좋게 집광할 수 있고 오목면그레이팅(75)으로부터의 1차 회절광을 전극(2)(3)간에서 발생하는 발광스펙트르와 실질적으로 동일한 강도로 제1수광센서(79)에 효율좋고, 또한 확실하게 입사시킬 수 있고, 또한 전극(2)(3)간에서 발생하는 발광스펙트르와 실질적으로 동일한 강도의 빛을 하프밀러(80)에 입사시킬 수 있으며 진공처리실(1)내의 발광스펙트르의 강도에 입각하여 변화하는 빛을 보다 정밀도 좋게 제2수광센서(82)에 입사시킬 수 있다. 환언하면 오목면그레이팅(75)과 하프밀러(80)에 의하여 수광되는 광신호는 대략 동일광원으로부터의 것으로서 검출되고 고정밀도의 발광스펙트르의 수광을 달성할 수 있다.
또 본 실시예의 종점검출장치(A')는 수차보정렌즈(71)의 초점거리를 최대한 길게 설정하여 에칭대상물로부터 반사하는 발광스펙트르의 간섭파의 영향이 종점검출장치(A')측에 최대한 미치지 않도록 하고 있기 때문에 제1 및 제2수광센서(79)(82)로부터 송신되는 전기신호(sl)(s2)의 노이즈는 매우 적고, 따라서 에칭의 진행상황을 정확히 감시할 수 있으며 에칭의 종점을 확실하게 검출할 수 있다.
또한 본 발명은 상기한 실시예에 전혀 제한되는 것은 아니고, 특히 제1 및 제2광학수단(30)(35)은 상기한 작용을 이루는 범위에 있어서, 플라스마에칭장치의 종류에 따라서 그 광학요소를 적절히 변경할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

Claims (8)

  1. 피처리체에 대하여 플라스마에칭처리가 실시되는 처리실로부터 에칭가스에 의한 플라스마의 발광스펙트르를 수광하고, 또한 이 받은 발광스펙트르중의 특정한 파장을 검출하는 광검출수단과, 상기 광검출수단으로부터의 검출신호를 기초로 하여 에칭처리의 종점을 검출하는 연산수단을 구비하고, 상기 광검출수단은 상기 처리실로부터 받은 발광스펙트르로부터 특정 파장광을 검출하여 이를 광전변환하는 제1광학계와 제1광학계에 의하여 발광스펙트르로부터 특정 파장광이 추출되기 전에 그 발광스펙트르의 일부를 검출하여 이를 광전변환하는 제2광학계를 구비하고, 상기 연산수단은 제1광학계로부터 추출한 특정 파장광을 기초로 하는 전기신호의 드리프트를 제2광학계로부터 추출한 빛을 기초로 하는 전기신호에 의하여 경감함으로써 에칭처리의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1광학계는 상기 처리실로부터 받은 발광스펙트르로부터 특정 파장광의 1차 회절광을 검출하여 이를 광전변환하고, 상기 제2광학계는 제1광학계에 의하여 발광스펙트르로부터 특정 파장광의 1차 회절광이 추출되기 전에 그 발광스펙트르의 소정의 파장영역을 검출하여 이를 광전변환하고, 상기 연산수단은 제1광학계로부터 추출한 특정 파장광의 1차 회절광을 기초로 하는 전기신호의 드리프트를 제2광학계로부터 추출한 빛을 기초로 하는 전기신호에 의하여 경감함으로써 에칭처리의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1광학계는 처리실로부터 사출된 플라스마의 발광스펙트르를 집광하는 집광렌즈와, 집광렌즈의 초점위치에 배치된 입사슬릿과, 입사슬릿을 경유한 발광스펙트르를 받아서 이를 회절하고, 또한 그 수광각도가 가변인 회절격자와, 회절격자로부터의 특정 파장의 1차 회절광을 사출슬릿을 통하여 수광하여 광전변환하는 제1수광센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2광학계는 상기 입사슬릿과 상기 회절격자의 사이의 광로속에 배치되고, 또한 입사슬릿을 통하여 입사하는 발광스펙트르의 일부를 추출하는 분광수단과, 분광수단으로부터의 발광스펙트르를 수광하여 이를 광젼변환하는 제2수광센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 집광렌즈가 수차보정렌즈인 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  6. 제3항에 있어서, 입사슬릿 및 사출슬릿의 슬릿방향은 상기 처리실내에서 플라스마를 발생시키기 위해 설치된 한쌍의 평행평판전극과 평행인 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  7. 제6항에 있어서, 입사슬릿은 상기 한쌍의 평행평판전극의 한쪽의 전극을 포함하는 평면과 다른쪽의 전극을 포함하는 평면에 의하여 끼워지는 공간내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭의 종점검출장치.
  8. 피처리체에 대하여 플라스마에칭처리가 실시되는 처리실과, 상기 처리실내에 에칭가스를 도입하는 가스도입수단과, 상기 처리실내에서 에칭가스에 의한 플라스마를 발생시키기 위해 설치된 한쌍의 전극과, 상기 전극에 고주파전압을 인가하는 고주파전원과, 처리실로부터 에칭가스에 의한 플라스마의 발광스펙트르를 수광하고, 또한 이 받은 발광스펙트르중의 특정한 파장을 검출하는 광검출수단과, 상기 광검출수단으로부터의 검출신호를 기초로 하여 에칭처리의 종점을 검출하는 연산수단과, 상기 연산수단으로부터의 신호를 기초로 하여 상기 고주파전원의 구동을 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 광검출수단은 상기 처리실로부터 받은 발광스펙트르로부터 특정 파장광을 검출하여 이를 광전변환하는 제1광학계와, 제1광학계에 의하여 발광스펙트르로부터 특정 파장광이 추출되기 전에 그 발광스펙트르의 일부를 검출하여 이를 광전변환하는 제2광학계를 구비하고, 상기 연산수단은 제1광학계로부터 추출한 특정 파장광을 기초로 하는 전기신호의 드리프트를 제2광학계로부터 추출한 빛을 기초로 하는 전기신호에 의하여 경감함으로써 에칭처리의 종점을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스마에칭장치.
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