JPH0722401A - プラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング装置Info
- Publication number
- JPH0722401A JPH0722401A JP16493793A JP16493793A JPH0722401A JP H0722401 A JPH0722401 A JP H0722401A JP 16493793 A JP16493793 A JP 16493793A JP 16493793 A JP16493793 A JP 16493793A JP H0722401 A JPH0722401 A JP H0722401A
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- vacuum container
- vacuum
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマエッチング装置において、真空系及び
ガス供給系のリークに対して、検出精度の向上とインプ
ロセスレベルでの常時監視化を図り、リーク起因の製品
不良を防止する。 【構成】プラズマ中の発光波長を分離可能とする発光分
析器２０を有し、予め設定されたガスのプラズマ発光強
度比及び発光波長を記憶させる記憶回路２３と前記発光
分析器からの出力信号結果により、真空容器及びガス供
給系のリークの有無を判断する比較判定回路２２からの
出力信号により、演算制御部２４にて高周波電源１３
と、真空排気系と、ガス制御系を制御する事により、真
空容器１及びガス供給系の微小リーク検出精度向上とイ
ンプロセスレベルでの常時監視化を図り異常の早期発見
に効果がある。
ガス供給系のリークに対して、検出精度の向上とインプ
ロセスレベルでの常時監視化を図り、リーク起因の製品
不良を防止する。 【構成】プラズマ中の発光波長を分離可能とする発光分
析器２０を有し、予め設定されたガスのプラズマ発光強
度比及び発光波長を記憶させる記憶回路２３と前記発光
分析器からの出力信号結果により、真空容器及びガス供
給系のリークの有無を判断する比較判定回路２２からの
出力信号により、演算制御部２４にて高周波電源１３
と、真空排気系と、ガス制御系を制御する事により、真
空容器１及びガス供給系の微小リーク検出精度向上とイ
ンプロセスレベルでの常時監視化を図り異常の早期発見
に効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマエッチング装置
に関し、特に半導体ウェーハの製造工程に於いてフォト
マスクにより選択露光されたレジストパターンをマスク
として、下地の絶縁膜、配線金属等の各種薄膜をプラズ
マによりエッチング処理するプラズマエッチング装置に
関するものである。
に関し、特に半導体ウェーハの製造工程に於いてフォト
マスクにより選択露光されたレジストパターンをマスク
として、下地の絶縁膜、配線金属等の各種薄膜をプラズ
マによりエッチング処理するプラズマエッチング装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造に用いられるプ
ラズマエッチング装置は、図５に示すように、真空容器
１内を高真空にした後、エッチングガスを導入し、真空
容器１内に相対向して設けられたウェーハ１２を載置す
る支持電極であるカソード４と対向電極であるアノード
３間に高周波電源１３（例えば１３．５６ＭＨZ ）を印
加し、電極間にプラズマを発生させ、ガスプラズマ中に
イオン衝撃による物理的反応と活性ガスによる化学反応
によって被エッチング膜をエッチングする様に構成さ
れ、又被エッチング膜の終点検出する発光分析器２０を
有している。
ラズマエッチング装置は、図５に示すように、真空容器
１内を高真空にした後、エッチングガスを導入し、真空
容器１内に相対向して設けられたウェーハ１２を載置す
る支持電極であるカソード４と対向電極であるアノード
３間に高周波電源１３（例えば１３．５６ＭＨZ ）を印
加し、電極間にプラズマを発生させ、ガスプラズマ中に
イオン衝撃による物理的反応と活性ガスによる化学反応
によって被エッチング膜をエッチングする様に構成さ
れ、又被エッチング膜の終点検出する発光分析器２０を
有している。
【０００３】一般にエッチング工程では、エッチング後
の断面形状、表面外観、エッチングレート、下地との選
択比等のプロセス性能を高精度に維持する事が必須であ
り、この為には、真空容器１及びガス供給系でのバルブ
１７及びガス配管のリークの有無管理・早期発見が極め
て重要な管理項目である。
の断面形状、表面外観、エッチングレート、下地との選
択比等のプロセス性能を高精度に維持する事が必須であ
り、この為には、真空容器１及びガス供給系でのバルブ
１７及びガス配管のリークの有無管理・早期発見が極め
て重要な管理項目である。
【０００４】この為、従来技術のプラズマエッチング装
置でのリークの測定管理は、真空容器１内に設けられた
真空計２にて、真空容器１内の到達真空度を自動で計測
し設定圧力以下の場合アラームを発生するという真空度
の監視機能が実用化されているが、エッチング処理中等
においてはガス供給されている為、到達真空監視ができ
ず、エッチング処理のインターバル時間に限定して自動
計測監視が実施されているのが現状である。又、上記測
定に関して真空容器１側壁からのアウトガスや真空計２
の精度に影響を受ける為、真空容器１、ガス供給系のエ
アオペバルブ１７及びガス配管の微小リークの検出は困
難であった。
置でのリークの測定管理は、真空容器１内に設けられた
真空計２にて、真空容器１内の到達真空度を自動で計測
し設定圧力以下の場合アラームを発生するという真空度
の監視機能が実用化されているが、エッチング処理中等
においてはガス供給されている為、到達真空監視ができ
ず、エッチング処理のインターバル時間に限定して自動
計測監視が実施されているのが現状である。又、上記測
定に関して真空容器１側壁からのアウトガスや真空計２
の精度に影響を受ける為、真空容器１、ガス供給系のエ
アオペバルブ１７及びガス配管の微小リークの検出は困
難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプラズ
マエッチング装置は、真空容器内に設けられた真空計に
より到達真空度及びリークレートの測定機構が設けられ
ているが、真空容器中しか測定出来ない為、ガス供給系
のバルブ、ガス配管に外部リーク、微小リーク等が発生
した場合には、発見する事が困難であり、又測定時は、
一旦真空容器内を高真空に引く必要があるため、ウェー
ハ処理のインターバルにしか測定出来ない。又、エッチ
ング終了後のアウトガスの影響、真空計の精度の影響に
より微小リーク検出は困難である。
マエッチング装置は、真空容器内に設けられた真空計に
より到達真空度及びリークレートの測定機構が設けられ
ているが、真空容器中しか測定出来ない為、ガス供給系
のバルブ、ガス配管に外部リーク、微小リーク等が発生
した場合には、発見する事が困難であり、又測定時は、
一旦真空容器内を高真空に引く必要があるため、ウェー
ハ処理のインターバルにしか測定出来ない。又、エッチ
ング終了後のアウトガスの影響、真空計の精度の影響に
より微小リーク検出は困難である。
【０００６】本発明の目的は、真空系及びガス供給系の
リークに対して、検出精度の向上とインプロセスレベル
での常時監視化を図り、リーク起因の製品不良を防止で
きるプラズマエッチング装置を提供することにある。
リークに対して、検出精度の向上とインプロセスレベル
での常時監視化を図り、リーク起因の製品不良を防止で
きるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマエッチ
ング装置は、従来技術のプラズマエッチング装置に新た
に、予め設定したガスのプラズマ発光強度比及び発光波
長を記憶させる記憶回路と発光分析器からの出力信号強
度により、プロセスチャンバー及びガス供給系のリーク
の有無を比較判定する比較判定回路と、高周波電源と真
空排気系とガス制御部の制御を可能とする演算制御部を
有する。
ング装置は、従来技術のプラズマエッチング装置に新た
に、予め設定したガスのプラズマ発光強度比及び発光波
長を記憶させる記憶回路と発光分析器からの出力信号強
度により、プロセスチャンバー及びガス供給系のリーク
の有無を比較判定する比較判定回路と、高周波電源と真
空排気系とガス制御部の制御を可能とする演算制御部を
有する。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明の一実施例の模式断面図、発
光分光ユニットシステムの図である。
光分光ユニットシステムの図である。
【００１０】真空容器１には絶縁部材５で電気的に絶縁
された状態で一対の電極、すなわち対向電極であるアノ
ード３とウェーハ１２を載置する支持電極であるカソー
ド４が相対向して設けられている。カソード４には整合
器１４を介して高周波電源１３が接続されている。真空
容器１内を真空にする為にドライポンプ９とターボポン
プ８に直結されたエッチングガス排気口６があり、ゲー
トバルブ７を開ける事によって真空容器１内の排気を行
う。
された状態で一対の電極、すなわち対向電極であるアノ
ード３とウェーハ１２を載置する支持電極であるカソー
ド４が相対向して設けられている。カソード４には整合
器１４を介して高周波電源１３が接続されている。真空
容器１内を真空にする為にドライポンプ９とターボポン
プ８に直結されたエッチングガス排気口６があり、ゲー
トバルブ７を開ける事によって真空容器１内の排気を行
う。
【００１１】又、アノード３及びカソード４は温調器１
０及び１１によって温度コントロールが行われる。
０及び１１によって温度コントロールが行われる。
【００１２】エアオペバルブ１７、マスフローコントロ
ーラー１８に外部リークが発生すると、ガス供給系内に
大気が混入し、真空容器１内に供給される。
ーラー１８に外部リークが発生すると、ガス供給系内に
大気が混入し、真空容器１内に供給される。
【００１３】真空容器１内に大気混入したガスが高周波
電源１３より発振される高周波により、自由に運動する
正、負の荷電粒子が共存して電気的中性なプラズマ状態
となり、発光を生じる。
電源１３より発振される高周波により、自由に運動する
正、負の荷電粒子が共存して電気的中性なプラズマ状態
となり、発光を生じる。
【００１４】前述のプラズマ発光のＮ2 の発光波長を分
離可能とする発光分析器２０を予めＮ2 の発光波長（例
えば、３８０ｎｍ）に設定し、プラズマエッチング処理
中モニターする。
離可能とする発光分析器２０を予めＮ2 の発光波長（例
えば、３８０ｎｍ）に設定し、プラズマエッチング処理
中モニターする。
【００１５】又、予め設定されたＮ2 ガスのプラズマ発
光強度比及び発光波長（例えば、３８０ｎｍ）を記憶回
路２３に設定する。リーク発生時には、正常状態と比較
してプラズマ中のＮ2 の発光波長強度が増加する。
光強度比及び発光波長（例えば、３８０ｎｍ）を記憶回
路２３に設定する。リーク発生時には、正常状態と比較
してプラズマ中のＮ2 の発光波長強度が増加する。
【００１６】増加した発光波長強度信号は光電子倍増菅
２１にて電圧に変換された信号を、前記記憶回路２３の
設定信号と比較判定回路２２にて設定信号以上増加した
場合には異常と判断し、演算制御回路２４にリーク有り
の信号を送り、高周波電源１３、ゲートバルブ７、マス
フローコントローラー１８、エアオペバルブ１７の動作
を止める。
２１にて電圧に変換された信号を、前記記憶回路２３の
設定信号と比較判定回路２２にて設定信号以上増加した
場合には異常と判断し、演算制御回路２４にリーク有り
の信号を送り、高周波電源１３、ゲートバルブ７、マス
フローコントローラー１８、エアオペバルブ１７の動作
を止める。
【００１７】このように構成された本実施例によれば、
真空容器１内にガス供給されたプラズマエッチング処理
中であっても微小リークの検出が可能となる。
真空容器１内にガス供給されたプラズマエッチング処理
中であっても微小リークの検出が可能となる。
【００１８】次に本発明の他の実施例について以下に説
明する。図２は本発明の他の実施例の断面図であり、図
３、図４は本実施例の詳細な説明図である。
明する。図２は本発明の他の実施例の断面図であり、図
３、図４は本実施例の詳細な説明図である。
【００１９】前述の実施例１では、図３にて説明するよ
うに、プラズマエッチング処理にてプロセスガスにＮ2
を使用する場合には、プラズマ発光にＮ2 発光波長強度
が発生する為、リークが発生しても、大気中のＮ2 の発
光波長強度と重なってしまう為、微小リーク検出は困難
であるという欠点があった。
うに、プラズマエッチング処理にてプロセスガスにＮ2
を使用する場合には、プラズマ発光にＮ2 発光波長強度
が発生する為、リークが発生しても、大気中のＮ2 の発
光波長強度と重なってしまう為、微小リーク検出は困難
であるという欠点があった。
【００２０】実施例２では上述の不具合を改善すべく実
施例１の技術に対して、発光分析器２０を復数個搭載
し、プロセスガスのＮ2 を使用する場合でも、リーク検
出を可能にしたものである。
施例１の技術に対して、発光分析器２０を復数個搭載
し、プロセスガスのＮ2 を使用する場合でも、リーク検
出を可能にしたものである。
【００２１】本発明の実施例２では、プラズマの発光波
長分離可能な発光分析器２０ａ〜ｎを複数個有してい
る。下記に示す如くそれぞれの波長強度を求める事によ
り、バルブ１７の外部リーク、及び内部リークの両方の
検出が可能となる。
長分離可能な発光分析器２０ａ〜ｎを複数個有してい
る。下記に示す如くそれぞれの波長強度を求める事によ
り、バルブ１７の外部リーク、及び内部リークの両方の
検出が可能となる。
【００２２】例えば、外部リークの場合は、発光分析器
２０ｂの波長をＯ2 （例えば、６０２ｎｍ）に設定し、
検出された信号が、予め記憶回路２３にＯ2 のプラズマ
発光強度比及び発光波長（例えば、６０２ｎｍ）を記憶
された値を比較判定回路２２にて設定信号以上増加した
場合には異常と判断し、実施例１と同様に各ユニットを
制御する。
２０ｂの波長をＯ2 （例えば、６０２ｎｍ）に設定し、
検出された信号が、予め記憶回路２３にＯ2 のプラズマ
発光強度比及び発光波長（例えば、６０２ｎｍ）を記憶
された値を比較判定回路２２にて設定信号以上増加した
場合には異常と判断し、実施例１と同様に各ユニットを
制御する。
【００２３】又、特定のプロセスにしか使用しないガ
ス、例えばＣＦ4 の場合は、発光分析器２０ｎの波長を
Ｆ（６９０ｎｍ）に設定し、通常検出されない信号が設
定信号以上増加した場合には異常と判断し、演算制御回
路２４に内部リーク有りの信号を送り、実施例１と同様
に制御する。
ス、例えばＣＦ4 の場合は、発光分析器２０ｎの波長を
Ｆ（６９０ｎｍ）に設定し、通常検出されない信号が設
定信号以上増加した場合には異常と判断し、演算制御回
路２４に内部リーク有りの信号を送り、実施例１と同様
に制御する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、プラズマ
エッチング装置のリークをプラズマエエッチング中に検
出する手段を設ける事により、真空容器内のみならず、
常時ガス供給系のバルブ、ガス配管のリークを精度良く
検出可能となり又、バルブの内部リークの検出をも可能
となる効果がある。従って、ガス供給系からの微小リー
クを早期に精度良く検出可能となる。
エッチング装置のリークをプラズマエエッチング中に検
出する手段を設ける事により、真空容器内のみならず、
常時ガス供給系のバルブ、ガス配管のリークを精度良く
検出可能となり又、バルブの内部リークの検出をも可能
となる効果がある。従って、ガス供給系からの微小リー
クを早期に精度良く検出可能となる。
【００２５】更に、今後ＬＳＩの高度集積化に対応した
サブミクロンオーダーレベルのエッチングが要求される
為、微小なリークが発生しても製品へ多大な影響が及ぼ
される。
サブミクロンオーダーレベルのエッチングが要求される
為、微小なリークが発生しても製品へ多大な影響が及ぼ
される。
【００２６】そこで、本発明のような高精度のリーク検
出機構が、プラズマエッチング装置の能力を大巾に向上
させることができる効果を有する。
出機構が、プラズマエッチング装置の能力を大巾に向上
させることができる効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図３】実施例１の比較回路の出力例である。
【図４】実施例２の比較回路の出力例である。
【図５】従来のプラズマエッチング装置の一例の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ 真空容器 ２ 真空系 ３ アノード ４ カソード ５ 絶縁部材 ６ エッチング排気口 ７ ゲートバルブ ８ ターボポンプ ９ ドライポンプ １０ 温調器 １１ 温調器 １２ ウェーハ １３ 高周波電源 １４ 整合器 １５ アース １６ アース １７ エアオペバルブ １８ マスフローコントローラー １９ ガス供給源 ２０ 発光分析器 ２１ 光電子増倍菅 ２２ 比較判定回路 ２３ 記憶回路 ２４ 演算制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内に設置された半導体ウェーハ
を載置する支持電極と、該支持電極に対向して設けられ
た対向電極と、前記電極間にプラズマを発生させる高周
波電源と、真空容器を排気する真空排気系と、真空容器
内にプロセスガスを制御するガス制御系と、プラズマ中
の発光波長を分離可能とする発光分析器とを具備してな
るプラズマエッチング装置において、予め設定したガス
のプラズマ発光強度比及び発光波長を記憶させる記憶回
路と、発光分析器からの出力信号強度の比較判定を行う
比較判定回路と、前記比較判定回路からの出力信号結果
により高周波電源と真空排気系とガス供給系の制御を可
能とする演算制御部とを有する事を特徴とするプラズマ
エッチング装置。 - 【請求項２】 予め設定された複数のガスのプラズマ発
光強度比及び発光波長を記憶する記憶回路を有し、前記
記憶回路により設定された信号により自動で発光分析器
の波長設定を制御させる制御回路を有することを特徴と
する請求項１記載のプラズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16493793A JPH0722401A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16493793A JPH0722401A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | プラズマエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722401A true JPH0722401A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15802680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16493793A Pending JPH0722401A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722401A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060585A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-06 | Applied Materials Inc | 主成分分析を用いてプロセスをモニタするための方法と装置 |
| WO2002023585A3 (en) * | 2000-09-15 | 2002-05-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Method and apparatus for detecting leaks in a plasma etch chamber |
| KR100643393B1 (ko) * | 2005-09-26 | 2006-11-10 | 삼성전자주식회사 | 진공챔버의 외기 유입 검출방법 |
| CN102403191A (zh) * | 2010-09-14 | 2012-04-04 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种反应腔漏气检测方法及真空反应器控制方法 |
-
1993
- 1993-07-05 JP JP16493793A patent/JPH0722401A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060585A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-06 | Applied Materials Inc | 主成分分析を用いてプロセスをモニタするための方法と装置 |
| WO2002023585A3 (en) * | 2000-09-15 | 2002-05-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Method and apparatus for detecting leaks in a plasma etch chamber |
| KR100643393B1 (ko) * | 2005-09-26 | 2006-11-10 | 삼성전자주식회사 | 진공챔버의 외기 유입 검출방법 |
| CN102403191A (zh) * | 2010-09-14 | 2012-04-04 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种反应腔漏气检测方法及真空反应器控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000816 |