JPH1167732A - Monitoring method of plasma process and monitoring apparatus - Google Patents
Monitoring method of plasma process and monitoring apparatusInfo
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- JPH1167732A JPH1167732A JP9226082A JP22608297A JPH1167732A JP H1167732 A JPH1167732 A JP H1167732A JP 9226082 A JP9226082 A JP 9226082A JP 22608297 A JP22608297 A JP 22608297A JP H1167732 A JPH1167732 A JP H1167732A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマプロセ
スのモニタリング方法およびモニタリング装置に関する
ものである。The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring a plasma process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高周波放電を用いたプラズマプロセス
は、微細加工のためのドライエッチング，薄膜形成のた
めのスパッタリングやプラズマＣＶＤ等さまざまな分野
で用いられている。以下、プラズマプロセスの適用例と
して、微細加工に適するドライエッチングについて説明
する。2. Description of the Related Art Plasma processes using high-frequency discharge are used in various fields such as dry etching for fine processing, sputtering for forming a thin film, and plasma CVD. Hereinafter, dry etching suitable for fine processing will be described as an application example of the plasma process.
【０００３】ドライエッチングとは、プラズマ中に存在
するラジカル，イオン等による気相と固相表面における
化学的または物理的反応を利用し、薄膜または基板の不
要な部分を除去する加工技術である。ドライエッチング
技術として最も広く用いられている反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）は、適当なガスの高周波放電プラズマ中
に試料をさらすことによりエッチング反応を起こさせ、
試料表面の不要部分を除去するものである。必要な部分
つまり除去しない部分は、通常マスクとして用いたホト
レジストパターンにより保護されている。[0003] Dry etching is a processing technique for removing unnecessary portions of a thin film or a substrate by utilizing a chemical or physical reaction between a gas phase and a solid phase surface caused by radicals, ions, or the like present in plasma. Reactive ion etching (RIE), which is most widely used as a dry etching technique, causes an etching reaction by exposing a sample to a high-frequency discharge plasma of an appropriate gas.
This removes unnecessary portions of the sample surface. Necessary portions, that is, portions not to be removed, are protected by a photoresist pattern usually used as a mask.
【０００４】0.25μｍ以下のデザインルールを用いたLS
Iプロセス、例えば、ギガビット級のDRAMではアスペク
ト比（ホールの深さ／ホール直径）１０以上のコンタク
トホール形成技術が必要となってくる。また、スケーリ
ング則に従い微細化が進むため、ソース／ドレインとの
接合は０．１μｍ前後の浅いものとなる。その結果、下
地Siに対して高選択比（少なくとも、SiO2／Si＞３０）
が要求される。さらに、マスクの合わせマージン縮小等
により、垂直形状の実現が必要不可欠となってきてい
る。これらの技術的課題に加えて、高いエッチ速度，低
ダスト（パーティクル），低ダメージ（表面損傷）等の
特性を備えた高精度ドライエッチング技術が要求され
る。LS using design rules of 0.25 μm or less
In an I-process, for example, a gigabit-class DRAM, a contact hole forming technique having an aspect ratio (hole depth / hole diameter) of 10 or more is required. In addition, since miniaturization proceeds in accordance with the scaling rule, the junction with the source / drain becomes shallow, about 0.1 μm. As a result, a high selectivity to the underlying Si (at least, SiO 2 / Si> 30)
Is required. Furthermore, the realization of a vertical shape has become indispensable due to the reduction of the alignment margin of the mask and the like. In addition to these technical issues, a high-precision dry etching technique having characteristics such as high etch rate, low dust (particles), and low damage (surface damage) is required.
【０００５】このような高精度なエッチングは、その再
現性を持続することが一般には難しい。例えば、エッチ
ング装置のチャンバーをクリーニングすると、下地Siに
対する選択比が低下することが知られている。また、同
じロット内のウェハであっても、エッチング処理の順序
によってエッチ速度や選択比が数％程度異なることはよ
く経験されることである。It is generally difficult to maintain the reproducibility of such highly accurate etching. For example, it is known that when a chamber of an etching apparatus is cleaned, the selectivity to underlying Si decreases. It is often experienced that even in wafers in the same lot, the etch rate and the selectivity vary by several percent depending on the order of the etching process.
【０００６】この対策として、エッチ速度をリアルタイ
ムに計測し、プロセスに異常が無いか常に監視する試み
がなされている。この一例として、ＣＣＤを用いたエッ
チ速度モニタ装置がある。この装置は、エッチャーのト
ッププレート（天板）中央付近に通常設置され、プラズ
マ光を光源として、試料表面からの反射光をバンドパス
フィルタを通してＣＣＤでモニタし、試料表面の薄膜で
の干渉現象からエッチ速度をリアルタイムで計測するも
のである。このような装置を用いて、エッチ速度の再現
性が常に監視可能となり、工程不良による歩留まり低下
を大幅に低減できる。また、従来の工程管理を大幅に簡
略化できるため、エッチング装置稼働率を数％程度向上
できる。さらに、プロセス開発や装置立上げ時のプロセ
ス条件設定に使用すると、それらの開発期間を大幅に短
縮できる。[0006] As a countermeasure, an attempt has been made to measure the etch speed in real time and to constantly monitor the process for abnormalities. An example of this is an etch speed monitor using a CCD. This device is usually installed near the center of the top plate (top plate) of the etcher, uses plasma light as a light source, monitors the reflected light from the sample surface with a CCD through a bandpass filter, and detects the interference phenomenon with the thin film on the sample surface. It measures the etch speed in real time. By using such an apparatus, the reproducibility of the etching speed can be constantly monitored, and a decrease in yield due to a process defect can be significantly reduced. Further, since the conventional process management can be greatly simplified, the operating rate of the etching apparatus can be improved by several percent. Furthermore, when used for process development and setting process conditions at the time of equipment startup, the development period can be significantly reduced.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モニタリング装置で使用するＣＣＤ等の半導体デバイス
は、その原理から使用可能な温度範囲は通常−２０℃か
ら９０℃程度に限られており、チャンバー温度が２００
℃以上に設定される最新のエッチャーへの適用はできな
いという問題があった。However, a semiconductor device such as a CCD used in a conventional monitoring device has a temperature range that can be used usually limited to about -20 ° C. to 90 ° C. due to its principle, and the chamber temperature is low. Is 200
There was a problem that it could not be applied to the latest etchers set at ℃ or higher.
【０００８】また、最新の誘導結合方式(ICP:Inductive
ly Coupled Plasma)エッチャーでは、モニタ装置を設置
するトッププレート部分に誘導コイルがあるため、誘導
コイルからのＲＦノイズの影響が強く、高精度のモニタ
リングが妨げられるという問題があった。この発明は、
チャンバー温度がプラズマ光検出装置の動作温度以上で
あっても適用可能で、しかも外部ノイズの影響を受けな
い高精度なプラズマプロセスのモニタリング方法および
モニタリング装置を提供することを目的とする。Further, the latest inductive coupling method (ICP: Inductive
The ly coupled plasma etcher has a problem in that since an induction coil is provided in a top plate portion on which a monitor device is installed, the influence of RF noise from the induction coil is strong, and high-precision monitoring is hindered. The present invention
An object of the present invention is to provide a highly accurate plasma process monitoring method and a monitoring apparatus which can be applied even when the chamber temperature is equal to or higher than the operating temperature of the plasma light detection device and which is not affected by external noise.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載のプラズマ
プロセスのモニタリング方法は、冷却機構にて所定温度
以下に冷却したプラズマ光検出装置をプラズマ室に開口
した窓に近接させて設置し、プラズマ光検出装置にてリ
アルタイムにプラズマ光を検出し、プラズマ光検出装置
に接続したデータ処理装置にて、検出したプラズマ光の
プロセスデータを処理することを特徴とするものであ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a plasma process, comprising: installing a plasma photodetector cooled to a predetermined temperature or lower by a cooling mechanism in proximity to a window opened in a plasma chamber; Plasma light is detected in real time by a light detecting device, and process data of the detected plasma light is processed by a data processing device connected to the plasma light detecting device.
【００１０】請求項２記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１において、プラズマ光検出装置
が、一次元以上の画像情報としてプラズマ光を検出する
ことを特徴とするものである。請求項１または請求項２
記載のプラズマプロセスのモニタリング方法によると、
プラズマ光検出装置を所定温度以下に冷却する冷却機構
を備えているため、プラズマ室が高温に保持されていて
も、プラズマ光検出装置は冷却機構にて冷却保持される
ため、プラズマ光を検出することができる。A plasma process monitoring method according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, the plasma light detection device detects the plasma light as one-dimensional or more image information. Claim 1 or Claim 2
According to the described plasma process monitoring method,
Since the plasma light detection device is provided with a cooling mechanism that cools the plasma light detection device to a predetermined temperature or less, even if the plasma chamber is maintained at a high temperature, the plasma light detection device is cooled and held by the cooling mechanism, so that the plasma light is detected. be able to.
【００１１】請求項３記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２において、プラ
ズマ光検出装置のプラズマ室に開口した部位を除いて金
属ケースで覆い、金属ケースを一定電位に保持すること
を特徴とするものである。請求項３記載のプラズマプロ
セスのモニタリング方法によると、請求項１または請求
項２の作用に加え、プラズマ光検出装置のプラズマ室に
開口した部位を除いて金属ケースで囲い、かつ金属ケー
スを一定電位に保持したことで、誘導コイルからのＲＦ
ノイズ等の外部ノイズの影響をほとんど受けることがな
い。According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma process monitoring method according to the first or second aspect, wherein the metal case is covered except for a portion opened to the plasma chamber of the plasma photodetector, and the metal case is maintained at a constant potential. It is characterized by doing. According to the method for monitoring a plasma process according to the third aspect, in addition to the function of the first or second aspect, the metal case is surrounded by a metal case except for a portion opened to the plasma chamber of the plasma light detection device, and the metal case is kept at a constant potential. RF from the induction coil
It is hardly affected by external noise such as noise.
【００１２】請求項４記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２または請求項３
において、試料表面から反射される特定波長のプラズマ
光を観測し、試料表面の薄膜の膜厚変化をモニタリング
することを特徴とするものである。請求項４記載のプラ
ズマプロセスのモニタリング方法によると、請求項１ま
たは請求項２または請求項３の作用に加え、試料表面か
ら反射される特定波長のプラズマ光をＣＣＤ等のイメー
ジセンサで観測しているため、試料表面の薄膜の膜厚変
化をウェハレベル全体でモニタリングすることができ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a plasma process.
Wherein plasma light of a specific wavelength reflected from the sample surface is observed, and a change in the thickness of a thin film on the sample surface is monitored. According to the plasma process monitoring method of the fourth aspect, in addition to the function of the first, second or third aspect, the plasma light of a specific wavelength reflected from the sample surface is observed by an image sensor such as a CCD. Therefore, the change in the thickness of the thin film on the sample surface can be monitored on the entire wafer level.
【００１３】請求項５記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２または請求項３
または請求項４において、冷却機構が、ヒートパイプに
てプラズマ光検出装置を冷却するものであることを特徴
とするものである。請求項５記載のプラズマプロセスの
モニタリング方法によると、請求項１または請求項２ま
たは請求項３または請求項４の作用に加え、ヒートパイ
プによる冷却は、外部に新たな電源や冷却器を設置する
必要がないため、簡易設置が可能である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a plasma process, comprising the steps of:
Alternatively, in claim 4, the cooling mechanism cools the plasma light detection device with a heat pipe. According to the plasma process monitoring method of the fifth aspect, in addition to the operation of the first, second, third, or fourth aspect, the cooling by the heat pipe involves installing a new power supply or a cooler outside. Since there is no need, simple installation is possible.
【００１４】請求項６記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２または請求項３
または請求項４において、冷却機構が、冷媒ガス流にて
プラズマ光検出装置を冷却するものであることを特徴と
するものである。請求項６記載のプラズマプロセスのモ
ニタリング方法によると、請求項１または請求項２また
は請求項３または請求項４の作用に加え、冷媒ガス流に
よる冷却は、外部に冷却器やガスソースが必要である
が、除去できる熱容量が大きく、高温度のプラズマ室へ
の取り付けが可能である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a plasma process.
Alternatively, in claim 4, the cooling mechanism cools the plasma light detection device with a coolant gas flow. According to the plasma process monitoring method of the sixth aspect, in addition to the function of the first, second, third or fourth aspect, cooling by the refrigerant gas flow requires an external cooler or gas source. However, the heat capacity that can be removed is large, and it can be installed in a high-temperature plasma chamber.
【００１５】請求項７記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２または請求項３
または請求項４において、冷却機構が、冷却液体流にて
プラズマ光検出装置を冷却するものであることを特徴と
するものである。請求項７記載のプラズマプロセスのモ
ニタリング方法によると、請求項１または請求項２また
は請求項３または請求項４の作用に加え、冷却液体流に
よる冷却は、外部に冷却器やチラーが必要であるが、除
去できる熱容量が大きく、高温度のプラズマ室への取り
付けが可能である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plasma process monitoring method according to the first, second, or third aspect.
Alternatively, in claim 4, the cooling mechanism cools the plasma light detection device with a cooling liquid flow. According to the plasma process monitoring method described in claim 7, in addition to the function of claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4, cooling by the cooling liquid flow requires an external cooler or chiller. However, the heat capacity that can be removed is large, and it can be installed in a high-temperature plasma chamber.
【００１６】請求項８記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法は、請求項１または請求項２または請求項３
または請求項４において、冷却機構が、ペルチエ効果素
子にてプラズマ光検出装置を冷却するものであることを
特徴とするものである。請求項８記載のプラズマプロセ
スのモニタリング方法によると、請求項１または請求項
２または請求項３または請求項４の作用に加え、ペルチ
エ効果素子による冷却は、直流電源が必要であるが、半
導体素子で構成されるため小型で効率のよい冷却が可能
である。[0018] The monitoring method for a plasma process according to claim 8 is the first or second or third aspect of the present invention.
Alternatively, in claim 4, the cooling mechanism cools the plasma light detection device with a Peltier effect element. According to the plasma process monitoring method of the eighth aspect, in addition to the operation of the first, second, third, or fourth aspect, the cooling by the Peltier effect element requires a DC power supply, but the semiconductor element is cooled. Therefore, small and efficient cooling is possible.
【００１７】請求項９記載のプラズマプロセスのモニタ
リング装置は、窓を有したプラズマ室と、窓に近接して
設置しリアルタイムにプラズマ光を検出するプラズマ光
検出装置と、プラズマ光検出装置に接続し検出したプラ
ズマ光のプロセスデータを処理するデータ処理装置とを
備え、プラズマ光検出装置を所定温度以下に冷却する冷
却機構をプラズマ光検出装置に設けたことを特徴とする
ものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a plasma process monitoring apparatus which is connected to a plasma chamber having a window, a plasma light detecting apparatus installed near the window and detecting plasma light in real time, and a plasma light detecting apparatus. A data processing device for processing process data of the detected plasma light, wherein a cooling mechanism for cooling the plasma light detection device to a predetermined temperature or lower is provided in the plasma light detection device.
【００１８】請求項１０記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９において、プラズマ光検出装
置がイメージセンサデバイスを備えたことを特徴とする
ものである。請求項９または請求項１０記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置によると、プラズマ光検出
装置を所定温度以下に冷却する冷却機構を備えているた
め、プラズマ室が高温に保持されていても、プラズマ光
検出装置は冷却機構にて冷却保持されるため、プラズマ
光を検出することができる。According to a tenth aspect of the present invention, in the plasma processing monitoring apparatus according to the ninth aspect, the plasma light detecting device includes an image sensor device. According to the plasma process monitoring apparatus of the ninth or tenth aspect, since the plasma light detection apparatus is provided with a cooling mechanism for cooling the plasma light detection apparatus to a predetermined temperature or less, even if the plasma chamber is maintained at a high temperature, the plasma light detection is performed. Since the device is cooled and held by the cooling mechanism, plasma light can be detected.
【００１９】請求項１１記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０において、
プラズマ光検出装置をプラズマ室に開口した部位を除い
て接地した金属ケースで覆ったことを特徴とするもので
ある。請求項１１記載のプラズマプロセスのモニタリン
グ装置によると、請求項９または請求項１０の作用に加
え、プラズマ光検出装置のプラズマ室に開口した部位を
除いて金属ケースで囲い、かつ金属ケースを接地したこ
とで、誘導コイルからのＲＦノイズ等の外部ノイズの影
響をほとんど受けることがない。The monitoring apparatus for a plasma process according to the eleventh aspect is characterized in that,
The plasma light detection device is characterized by being covered with a grounded metal case except for a portion opened to the plasma chamber. According to the plasma process monitoring apparatus of claim 11, in addition to the function of claim 9 or claim 10, the plasma case of the plasma light detection device is surrounded by a metal case except for a portion opened to the plasma chamber, and the metal case is grounded. Thus, there is almost no influence of external noise such as RF noise from the induction coil.
【００２０】請求項１２記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１において、プラズマ光検出装置が特定波長のプラ
ズマ光を検出するバンドパスフィルタを備えたことを特
徴とするものである。請求項１２記載のプラズマプロセ
スのモニタリング装置によると、請求項９または請求項
１０または請求項１１の作用に加え、バンドパスフィル
タによって試料表面から反射される特定波長のプラズマ
光をＣＣＤ等のイメージセンサで観測しているため、試
料表面の薄膜の膜厚変化をウェハレベル全体でモニタリ
ングすることができる。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a plasma process monitoring apparatus according to the ninth, tenth, or eleventh aspect, wherein the plasma photodetector is provided with a bandpass filter for detecting plasma light of a specific wavelength. It is assumed that. According to the plasma processing monitoring device of the twelfth aspect, in addition to the function of the ninth, tenth, or eleventh aspect, an image sensor, such as a CCD, is used to detect plasma light of a specific wavelength reflected from a sample surface by a bandpass filter. , It is possible to monitor the change in the thickness of the thin film on the sample surface at the entire wafer level.
【００２１】請求項１３記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１または請求項１２において、冷却機構が、ヒート
パイプにてプラズマ光検出装置を冷却するものであるこ
とを特徴とするものである。請求項１３記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置によると、請求項９または
請求項１０または請求項１１または請求項１２の作用に
加え、ヒートパイプによる冷却は、外部に新たな電源や
冷却器を設置する必要がないため、簡易設置が可能であ
る。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the plasma process monitoring device according to the ninth, tenth, or eleventh aspect, the cooling mechanism cools the plasma light detecting device with a heat pipe. It is characterized by the following. According to the plasma process monitoring apparatus of the present invention, in addition to the operation of the ninth or tenth aspect, the cooling by the heat pipe, a new power supply or a cooler is installed outside. Since there is no need, simple installation is possible.
【００２２】請求項１４記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１または請求項１２において、冷却機構が、冷媒ガ
ス流にてプラズマ光検出装置を冷却するものであること
を特徴とするものである。請求項１５記載のプラズマプ
ロセスのモニタリング装置は、請求項１４において、プ
ラズマ光検出装置のケースを２重管とし、２重管の間隙
に冷媒ガスを流すことを特徴とするものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the plasma processing monitoring apparatus according to the ninth, tenth, or eleventh aspects, the cooling mechanism cools the plasma light detector with a refrigerant gas flow. It is characterized by having. A plasma process monitoring device according to a fifteenth aspect is characterized in that, in the fourteenth aspect, the case of the plasma light detection device is a double tube, and the refrigerant gas flows through a gap between the double tubes.
【００２３】請求項１６記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項１５において、２重管の間隙が
冷媒ガス流のリターン経路であることを特徴とするもの
である。請求項１４または請求項１５または請求項１６
記載のプラズマプロセスのモニタリング装置によると、
請求項９または請求項１０または請求項１１または請求
項１２の作用に加え、冷媒ガス流による冷却は、外部に
冷却器やガスソースが必要であるが、除去できる熱容量
が大きく、高温度のプラズマ室への取り付けが可能であ
る。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the plasma processing monitoring apparatus according to the fifteenth aspect, the gap between the double pipes is a return path of the refrigerant gas flow. Claim 14 or Claim 15 or Claim 16
According to the described plasma process monitoring device,
In addition to the effects of claim 9, claim 10, claim 11, or claim 12, cooling by a refrigerant gas flow requires an external cooler or gas source, but the heat capacity that can be removed is large, and high-temperature plasma is used. It can be installed in a room.
【００２４】請求項１７記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１または請求項１２において、冷却機構が、冷却液
体流にてプラズマ光検出装置を冷却するものであること
を特徴とするものである。請求項１８記載のプラズマプ
ロセスのモニタリング装置は、請求項１７において、プ
ラズマ光検出装置のケースを２重管とし、２重管の間隙
に冷却液体を流すことを特徴とするものである。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the plasma processing monitoring device according to the ninth, tenth, or eleventh aspect, the cooling mechanism cools the plasma light detection device with a cooling liquid flow. It is characterized by having. The plasma process monitoring apparatus according to the eighteenth aspect is characterized in that, in the seventeenth aspect, the case of the plasma light detection device is a double pipe, and the cooling liquid flows through a gap between the double pipes.
【００２５】請求項１９記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項１８において、２重管の間隙が
冷却液体流のリターン経路であることを特徴とするもの
である。請求項１７または請求項１８または請求項１９
記載のプラズマプロセスのモニタリング装置によると、
請求項９または請求項１０または請求項１１または請求
項１２の作用に加え、冷却液体流による冷却は、外部に
冷却器やチラーが必要であるが、除去できる熱容量が大
きく、高温度のプラズマ室への取り付けが可能である。In a plasma processing monitoring apparatus according to a nineteenth aspect, in the eighteenth aspect, the gap between the double tubes is a return path for the cooling liquid flow. Claim 17 or Claim 18 or Claim 19
According to the described plasma process monitoring device,
In addition to the function of claim 9, claim 10, claim 11, or claim 12, cooling by a cooling liquid flow requires an external cooler or chiller, but the heat capacity that can be removed is large, and a high-temperature plasma chamber is used. Can be attached to
【００２６】請求項２０記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１または請求項１２において、冷却機構が、ペルチ
エ効果素子にてプラズマ光検出装置を冷却するものであ
ることを特徴とするものである。請求項２０記載のプラ
ズマプロセスのモニタリング装置によると、請求項９ま
たは請求項１０または請求項１１または請求項１２の作
用に加え、ペルチエ効果素子による冷却は、直流電源が
必要であるが、半導体素子で構成されるため小型で効率
のよい冷却が可能である。According to a twentieth aspect of the present invention, in the plasma process monitoring device according to the ninth, tenth, or eleventh aspects, the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a Peltier effect element. It is characterized by having. According to the plasma processing monitoring apparatus of the present invention, in addition to the operation of the ninth or tenth aspect, the cooling by the Peltier effect element requires a DC power supply, but the semiconductor element is cooled. Therefore, small and efficient cooling is possible.
【００２７】[0027]
第１の実施の形態 この発明の第１の実施の形態であるプラズマプロセスの
モニタリング方法およびモニタリング装置について、図
１および図２を参照しながら説明する。図１は、プラズ
マプロセスのモニタリング装置を設置したドライエッチ
ング装置の構造を示す模式図である。図１において、１
は接地されかつ内壁がセラミック，テフロンまたは石英
等の絶縁物で覆われたプラズマ室１ａを構成するチャン
バー、２は高周波電力が印加される渦巻き状電極で、プ
ラズマ発生用高周波電源３に接続されている。渦巻き状
電極２は、内蔵のヒータで２４０℃程度に加熱されたセ
ラミック等でできた誘電体板４を介して、誘導電磁界に
よりチャンバー１中にプラズマを発生する。チャンバー
１は、石英等で構成されたインナーチャンバーを有する
ような二重構造であってもよい。First Embodiment A monitoring method and a monitoring apparatus for a plasma process according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a dry etching apparatus provided with a plasma process monitoring apparatus. In FIG. 1, 1
Is a chamber which forms a plasma chamber 1a which is grounded and whose inner wall is covered with an insulator such as ceramic, Teflon or quartz, and 2 is a spiral electrode to which high frequency power is applied, and which is connected to a high frequency power supply 3 for plasma generation. I have. The spiral electrode 2 generates plasma in the chamber 1 by an induced electromagnetic field via a dielectric plate 4 made of ceramic or the like heated to about 240 ° C. by a built-in heater. The chamber 1 may have a double structure having an inner chamber made of quartz or the like.
【００２８】５は被エッチング試料、６は金属製の試料
台で表面は絶縁性材料でコートされており、結合コンデ
ンサ７を含むインピーダンス整合回路系を介してバイア
ス用ＲＦ電源８に接続されている。チャンバー１の誘電
体板４の窓９にはプラズマ光検出装置１０がプラズマ室
に開口して設置されている。プラズマ光検出装置１０
は、リアルタイムにてプラズマ光を検出し、検出したプ
ラズマ光のプロセスデータは、プラズマ光検出装置１０
に接続したデータ処理装置１１に転送される。データ処
理装置１１では、エッチ速度や残膜厚のリアルタイムデ
ータが算出され、あらかじめ決められた手順により、終
点検出やエッチングプロセスの異常警報等が出される。Reference numeral 5 denotes a sample to be etched, 6 denotes a metal sample base, the surface of which is coated with an insulating material, and is connected to a bias RF power source 8 via an impedance matching circuit system including a coupling capacitor 7. . A plasma light detection device 10 is installed in a window 9 of the dielectric plate 4 of the chamber 1 so as to open to the plasma chamber. Plasma light detector 10
Detects plasma light in real time, and process data of the detected plasma light is
Is transferred to the data processing device 11 connected to. The data processing device 11 calculates real-time data of the etch speed and the remaining film thickness, and issues an end point detection, an abnormal alarm of the etching process, and the like according to a predetermined procedure.
【００２９】図２は、プラズマ光検出装置１０の拡大図
である。誘電体板４の窓９に接しておかれるレンズ光学
系およびバンドパスフィルタ２０の内側に、ＣＣＤ２１
と、ＣＣＤ２１を固定するブロック２２を有し、それら
は冷却機構となるヒートパイプ２３で冷却される。ヒー
トパイプ２３は放熱器２４に接続され、外部の空気で冷
却される。ＣＣＤ２１やヒートパイプ２３等は、プラズ
マ室１ａに開口した部位を除いて、接地された金属ケー
ス２５で覆われており、外部のＲＦノイズ等がＣＣＤ２
１の信号に重畳するのを防いでいる。ヒートパイプ２３
は外部に新たな電源や冷却器を設置する必要がないた
め、設置が簡易であるが、冷却能力が小さいため、放熱
器２４をファン等で強制空冷する工夫が必要である。FIG. 2 is an enlarged view of the plasma light detecting device 10. A CCD 21 is provided inside a lens optical system and a bandpass filter 20 which are in contact with the window 9 of the dielectric plate 4.
And a block 22 for fixing the CCD 21, which are cooled by a heat pipe 23 serving as a cooling mechanism. The heat pipe 23 is connected to a radiator 24 and is cooled by external air. The CCD 21, the heat pipe 23, and the like are covered with a grounded metal case 25 except for a portion opened to the plasma chamber 1a, and external RF noise and the like are removed from the CCD 2.
It is prevented from being superimposed on one signal. Heat pipe 23
Since there is no need to install a new power supply or cooler outside, installation is simple, but since the cooling capacity is small, it is necessary to devise the radiator 24 by forced air cooling with a fan or the like.
【００３０】このシステムをシリコン酸化膜のエッチン
グに適用する。この際、誘電体板４は２４０℃に設定す
る。ガスは、C4F8，O2，Arの混合ガスを用いる。バンド
パスフィルタ（ＦＷＨＭ：３０ｎｍ）２０は、波長 75
0.4ｎｍのArのプラズマ光を検出するものを用いる。そ
して、ウェハ上の７００ポイントのデータを高速フーリ
エ変換により処理し、リアルタイムでエッチ速度分布を
調べる。This system is applied to etching of a silicon oxide film. At this time, the temperature of the dielectric plate 4 is set to 240 ° C. As the gas, a mixed gas of C 4 F 8 , O 2 , and Ar is used. The band pass filter (FWHM: 30 nm) 20 has a wavelength of 75
One that detects 0.4 nm Ar plasma light is used. Then, data of 700 points on the wafer is processed by the fast Fourier transform, and the etch speed distribution is examined in real time.
【００３１】このように構成されたプラズマプロセスの
モニタリング方法およびモニタリング装置によると、プ
ラズマ光検出装置１０が、ヒートパイプ２３による冷却
機構を備えているため、２００℃前後の高温にチャンバ
ー１が保持されていても、プラズマ光検出装置１０は例
えば７０℃程度に冷却保持されるため、プラズマ光を検
出することができる。According to the plasma process monitoring method and the monitoring apparatus configured as described above, since the plasma photodetector 10 is provided with the cooling mechanism by the heat pipe 23, the chamber 1 is maintained at a high temperature of about 200 ° C. However, since the plasma light detection device 10 is kept cooled at, for example, about 70 ° C., the plasma light can be detected.
【００３２】また、プラズマ光検出装置１０のプラズマ
室１ａに開口した部位を除いて金属ケース２５で囲い、
かつ金属ケース２５を接地したことで、誘導コイルから
のＲＦノイズ等の外部ノイズの影響をほとんど受けるこ
とがない。また、バンドパスフィルタ２０により、試料
５の表面から反射される特定波長750.4ｎｍのArのプラ
ズマ光をＣＣＤ２１で観測しているため、試料５の表面
の薄膜の膜厚変化をウェハレベル全体でモニタリングす
ることができる。Further, the plasma light detecting device 10 is surrounded by a metal case 25 except for a portion opened to the plasma chamber 1a.
In addition, since the metal case 25 is grounded, it is hardly affected by external noise such as RF noise from the induction coil. In addition, since the Ar plasma light having a specific wavelength of 750.4 nm reflected from the surface of the sample 5 by the bandpass filter 20 is observed by the CCD 21, the change in the thickness of the thin film on the surface of the sample 5 is monitored on the entire wafer level. can do.
【００３３】また、ヒートパイプ２３による冷却は、外
部に新たな電源や冷却器を設置する必要がないため、簡
易設置が可能である。 第２の実施の形態 図３に、この発明の第２の実施の形態におけるプラズマ
プロセスのモニタリング装置のプラズマ光検出装置１５
を示す。なお、その他の構成は図１に示した例と同様で
ある。Further, the cooling by the heat pipe 23 can be simply installed because it is not necessary to install a new power supply or a cooler outside. Second Embodiment FIG. 3 shows a plasma light detection device 15 of a plasma process monitoring device according to a second embodiment of the present invention.
Is shown. The other configuration is the same as the example shown in FIG.
【００３４】プラズマ光検出装置１５は、冷却機構とし
て冷媒ガス流を使用し、さらにプラズマ光検出装置１５
の金属ケース２５を２重管とし、２重管の間隙に冷媒ガ
スを流し、また２重管の間隙を冷媒ガス流のリターン経
路とする。すなわち、HeやN2等の冷媒ガスが、内側の通
路２６を通り、ＣＣＤ２１の表面を冷やした後、リター
ン経路となる冷媒ガス通路２７を通って排出される。The plasma light detecting device 15 uses a refrigerant gas flow as a cooling mechanism.
The metal case 25 is a double pipe, a refrigerant gas flows through the gap between the double pipes, and the gap between the double pipes serves as a return path of the refrigerant gas flow. That is, the refrigerant gas such as He or N 2 passes through the inner passage 26, cools the surface of the CCD 21, and is discharged through the refrigerant gas passage 27 serving as a return passage.
【００３５】このように構成されたプラズマプロセスの
モニタリング方法およびモニタリング装置においても第
１の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、冷媒
ガス流による冷却は、外部に冷却器やガスソースが必要
であるが、除去できる熱容量が大きく、高温度のチャン
バー１への取り付けが可能である。また、冷媒ガスが内
側の通路２６を通って供給されることで、ＣＣＤ２１に
達する冷媒ガスはガスソースからほとんど温度上昇せ
ず、効率良く冷却できる。The same effects as those of the first embodiment can be obtained in the monitoring method and the monitoring apparatus for the plasma process configured as described above. Further, the cooling by the refrigerant gas flow requires an external cooler and a gas source, but has a large heat capacity that can be removed and can be attached to the high-temperature chamber 1. Further, since the refrigerant gas is supplied through the inner passage 26, the temperature of the refrigerant gas reaching the CCD 21 hardly rises from the gas source and can be efficiently cooled.
【００３６】第３の実施の形態 図４に、この発明の第３の実施の形態におけるプラズマ
プロセスのモニタリング装置のプラズマ光検出装置１６
を示す。なお、その他の構成は図１に示した例と同様で
ある。プラズマ光検出装置１６は、冷却機構として冷却
液体流を使用したものである。すなわち、冷却液体流に
よりＣＣＤ２１が設置されたクーラブロック２８を冷や
している。冷却液体流はチラー（図示せず）から発し
て、断熱材で被覆されたパイプ２９からヒートブロック
２８に到達し、ヒートブロック２８から熱を奪い、断熱
材で被覆されたパイプ３０を通ってチラーに戻る。Third Embodiment FIG. 4 shows a plasma light detecting device 16 of a plasma process monitoring device according to a third embodiment of the present invention.
Is shown. The other configuration is the same as the example shown in FIG. The plasma light detection device 16 uses a cooling liquid flow as a cooling mechanism. That is, the cooler block 28 provided with the CCD 21 is cooled by the cooling liquid flow. The cooling liquid stream originates from the chiller (not shown) and reaches the heat block 28 from the heat-insulated pipe 29, removes heat from the heat block 28 and passes through the heat-insulated pipe 30 to the chiller. Return to
【００３７】このように構成されたプラズマプロセスの
モニタリング方法およびモニタリング装置においても第
２の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、冷却
液体流による冷却は、外部に冷却器やチラーが必要であ
るが、除去できる熱容量が大きく、高温度のチャンバー
１への取り付けが可能である。 第４の実施の形態 図５に、この発明の第４の実施の形態におけるプラズマ
プロセスのモニタリング装置のプラズマ光検出装置１７
を示す。なお、その他の構成は図１に示した例と同様で
ある。The same effects as in the second embodiment can be obtained in the monitoring method and the monitoring apparatus for the plasma process configured as described above. Further, the cooling by the cooling liquid flow requires an external cooler or chiller, but has a large heat capacity that can be removed and can be attached to the high-temperature chamber 1. Fourth Embodiment FIG. 5 shows a plasma light detecting device 17 of a plasma process monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention.
Is shown. The other configuration is the same as the example shown in FIG.
【００３８】プラズマ光検出装置１７は、冷却機構とし
て金属と半導体接合に電流を流すことで冷却を行うペル
チエ効果素子３１を使用したものである。このような冷
却を行うことで、周囲温度が３００℃程度でもイメージ
センサを使用できる。このように構成されたプラズマプ
ロセスのモニタリング方法およびモニタリング装置にお
いても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。The plasma light detecting device 17 uses a Peltier effect element 31 for cooling by applying a current to a metal-semiconductor junction as a cooling mechanism. By performing such cooling, the image sensor can be used even when the ambient temperature is about 300 ° C. The same effects as in the first embodiment can be obtained in the monitoring method and the monitoring apparatus for the plasma process configured as described above.
【００３９】さらに、ペルチエ効果素子３１による冷却
は、直流電源が必要であるが、半導体素子で構成される
ため小型・省スペースで効率のよい冷却が行える。Further, cooling by the Peltier effect element 31 requires a DC power supply. However, since the Peltier effect element 31 is constituted by a semiconductor element, efficient cooling can be performed with a small size and space saving.
【００４０】[0040]
【発明の効果】請求項１または請求項２記載のプラズマ
プロセスのモニタリング方法によると、プラズマ光検出
装置を所定温度以下に冷却する冷却機構を備えているた
め、プラズマ室が高温に保持されていても、プラズマ光
検出装置は冷却機構にて冷却保持されるため、プラズマ
光を検出することができる。According to the method for monitoring a plasma process according to the first or second aspect, a cooling mechanism for cooling the plasma photodetector to a predetermined temperature or lower is provided, so that the plasma chamber is maintained at a high temperature. Also, since the plasma light detection device is cooled and held by the cooling mechanism, the plasma light can be detected.
【００４１】請求項３記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法によると、請求項１または請求項２の作用に
加え、プラズマ光検出装置のプラズマ室に開口した部位
を除いて金属ケースで囲い、かつ金属ケースを一定電位
に保持したことで、誘導コイルからのＲＦノイズ等の外
部ノイズの影響をほとんど受けることがない。請求項４
記載のプラズマプロセスのモニタリング方法によると、
請求項１または請求項２または請求項３の作用に加え、
試料表面から反射される特定波長のプラズマ光をＣＣＤ
等のイメージセンサで観測しているため、試料表面の薄
膜の膜厚変化をウェハレベル全体でモニタリングするこ
とができる。According to the method for monitoring a plasma process according to the third aspect, in addition to the function of the first or second aspect, the metal case is enclosed by a metal case except for a portion opened to the plasma chamber of the plasma photodetector. Is kept at a constant potential, it is hardly affected by external noise such as RF noise from the induction coil. Claim 4
According to the described plasma process monitoring method,
In addition to the function of claim 1, claim 2, or claim 3,
CCD light with a specific wavelength reflected from the sample surface
And so on, the change in the thickness of the thin film on the sample surface can be monitored on the entire wafer level.
【００４２】請求項５記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法によると、請求項１または請求項２または請
求項３または請求項４の作用に加え、ヒートパイプによ
る冷却は、外部に新たな電源や冷却器を設置する必要が
ないため、簡易設置が可能である。請求項６記載のプラ
ズマプロセスのモニタリング方法によると、請求項１ま
たは請求項２または請求項３または請求項４の作用に加
え、冷媒ガス流による冷却は、外部に冷却器やガスソー
スが必要であるが、除去できる熱容量が大きく、高温度
のプラズマ室への取り付けが可能である。According to the method for monitoring a plasma process according to the fifth aspect, in addition to the effects of the first, second, third or fourth aspect, the cooling by the heat pipe is performed by adding a new power supply or a cooler to the outside. Since it is not necessary to set up, simple installation is possible. According to the plasma process monitoring method of the sixth aspect, in addition to the function of the first, second, third or fourth aspect, cooling by the refrigerant gas flow requires an external cooler or gas source. However, the heat capacity that can be removed is large, and it can be installed in a high-temperature plasma chamber.
【００４３】請求項７記載のプラズマプロセスのモニタ
リング方法によると、請求項１または請求項２または請
求項３または請求項４の作用に加え、冷却液体流による
冷却は、外部に冷却器やチラーが必要であるが、除去で
きる熱容量が大きく、高温度のプラズマ室への取り付け
が可能である。請求項８記載のプラズマプロセスのモニ
タリング方法によると、請求項１または請求項２または
請求項３または請求項４の作用に加え、ペルチエ効果素
子による冷却は、直流電源が必要であるが、半導体素子
で構成されるため小型で効率のよい冷却が可能である。According to the method for monitoring a plasma process according to the seventh aspect, in addition to the function of the first, second, third or fourth aspect, the cooling by the cooling liquid flow is performed by externally providing a cooler or a chiller. Although necessary, it has a large heat capacity that can be removed and can be installed in a high-temperature plasma chamber. According to the plasma process monitoring method of the eighth aspect, in addition to the operation of the first, second, third or fourth aspect, cooling by the Peltier effect element requires a DC power supply, but the semiconductor element is cooled. Therefore, small and efficient cooling is possible.
【００４４】請求項９または請求項１０記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置によると、プラズマ光検出
装置を所定温度以下に冷却する冷却機構を備えているた
め、プラズマ室が高温に保持されていても、プラズマ光
検出装置は冷却機構にて冷却保持されるため、プラズマ
光を検出することができる。請求項１１記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置によると、請求項９または
請求項１０の作用に加え、プラズマ光検出装置のプラズ
マ室に開口した部位を除いて金属ケースで囲い、かつ金
属ケースを接地したことで、誘導コイルからのＲＦノイ
ズ等の外部ノイズの影響をほとんど受けることがない。According to the plasma process monitoring apparatus of the ninth or tenth aspect, since the cooling mechanism for cooling the plasma light detecting apparatus to a predetermined temperature or less is provided, even if the plasma chamber is maintained at a high temperature, Since the plasma light detection device is cooled and held by the cooling mechanism, the plasma light can be detected. According to the plasma process monitoring apparatus of claim 11, in addition to the function of claim 9 or claim 10, the plasma case of the plasma light detection device is surrounded by a metal case except for a portion opened to the plasma chamber, and the metal case is grounded. Thus, there is almost no influence of external noise such as RF noise from the induction coil.
【００４５】請求項１２記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置によると、請求項９または請求項１０また
は請求項１１の作用に加え、バンドパスフィルタによっ
て試料表面から反射される特定波長のプラズマ光をＣＣ
Ｄ等のイメージセンサで観測しているため、試料表面の
薄膜の膜厚変化をウェハレベル全体でモニタリングする
ことができる。According to the plasma process monitoring apparatus of the twelfth aspect, in addition to the function of the ninth, tenth, or eleventh aspect, the plasma light of a specific wavelength reflected from the sample surface by the band-pass filter is subjected to CC.
Since the observation is performed by an image sensor such as D, a change in the thickness of the thin film on the sample surface can be monitored on the entire wafer level.
【００４６】請求項１３記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置によると、請求項９または請求項１０また
は請求項１１または請求項１２の作用に加え、ヒートパ
イプによる冷却は、外部に新たな電源や冷却器を設置す
る必要がないため、簡易設置が可能である。請求項１４
または請求項１５または請求項１６記載のプラズマプロ
セスのモニタリング装置によると、請求項９または請求
項１０または請求項１１または請求項１２の作用に加
え、冷媒ガス流による冷却は、外部に冷却器やガスソー
スが必要であるが、除去できる熱容量が大きく、高温度
のプラズマ室への取り付けが可能である。According to the plasma process monitoring apparatus of the present invention, in addition to the functions of the ninth, tenth, eleventh and twelfth aspects, the cooling by the heat pipe is performed by adding a new power supply or a cooler to the outside. Since it is not necessary to set up, simple installation is possible. Claim 14
According to the plasma process monitoring device of the present invention, in addition to the operation of the ninth or tenth aspect, the cooling by the refrigerant gas flow may be provided outside by a cooler or the like. Although a gas source is required, the heat capacity that can be removed is large, and it can be installed in a high-temperature plasma chamber.
【００４７】請求項１７または請求項１８または請求項
１９記載のプラズマプロセスのモニタリング装置による
と、請求項９または請求項１０または請求項１１または
請求項１２の作用に加え、冷却液体流による冷却は、外
部に冷却器やチラーが必要であるが、除去できる熱容量
が大きく、高温度のプラズマ室への取り付けが可能であ
る。According to the monitoring apparatus for a plasma process described in claim 17, claim 18, or claim 19, in addition to the function of claim 9, claim 10, claim 11, or claim 12, cooling by the cooling liquid flow is performed. Although an external cooler or chiller is required, the heat capacity that can be removed is large, and it can be attached to a high-temperature plasma chamber.
【００４８】請求項２０記載のプラズマプロセスのモニ
タリング装置によると、請求項９または請求項１０また
は請求項１１または請求項１２の作用に加え、ペルチエ
効果素子による冷却は、直流電源が必要であるが、半導
体素子で構成されるため小型で効率のよい冷却が可能で
ある。According to the plasma process monitoring apparatus of the present invention, in addition to the operation of the ninth or tenth aspect, the cooling by the Peltier effect element requires a DC power supply. Since it is composed of a semiconductor element, small and efficient cooling is possible.
【図１】この発明の第１の実施の形態におけるプラズマ
プロセスのモニタリング装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma process monitoring device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１の実施の形態におけるプラズマ
光検出装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a plasma light detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第２の実施の形態におけるプラズマ
光検出装置の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a plasma light detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】この発明の第３の実施の形態におけるプラズマ
光検出装置の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a plasma light detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図５】この発明の第４の実施の形態におけるプラズマ
光検出装置の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a plasma light detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
１ チャンバー １ａ プラズマ室 ２ 渦巻き状電極 ３ プラズマ発生用高周波電源 ４ 誘電体板 ５ 被エッチング試料 ６ 金属製の試料台 ７ 結合コンデンサ ８ バイアス用ＲＦ電源 ９ 窓 １０，１５，１６，１７ プラズマ光検出装置 １１ データ処理装置 ２０ レンズ光学系およびバンドパスフィルタ ２１ ＣＣＤ ２２ ブロック ２３ ヒートパイプ ２４ 放熱器 ２５ 金属ケース ２６，２７ 冷媒ガス通路 ２８ ヒートブロック ２９，３０ パイプ ３１ ペルチエ効果素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 1a Plasma chamber 2 Spiral electrode 3 High frequency power supply for plasma generation 4 Dielectric plate 5 Sample to be etched 6 Metal sample base 7 Coupling capacitor 8 RF power supply for bias 9 Window 10, 15, 16, 17 Plasma light detector Reference Signs List 11 data processing device 20 lens optical system and bandpass filter 21 CCD 22 block 23 heat pipe 24 radiator 25 metal case 26, 27 refrigerant gas passage 28 heat block 29, 30 pipe 31 Peltier effect element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｈ 1/00 Ｈ０５Ｈ 1/00 Ａ (72)発明者 山中 通成 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05H 1/00 H05H 1/00 A (72) Inventor Mitsunari Yamanaka 1-1-1, Komachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Corporation Inside
Claims (20)
ラズマ光検出装置をプラズマ室に開口した窓に近接させ
て設置し、前記プラズマ光検出装置にてリアルタイムに
プラズマ光を検出し、 前記プラズマ光検出装置に接続したデータ処理装置に
て、前記検出したプラズマ光のプロセスデータを処理す
ることを特徴とするプラズマプロセスのモニタリング方
法。1. A plasma light detection device cooled to a predetermined temperature or lower by a cooling mechanism is installed close to a window opened in a plasma chamber, and the plasma light detection device detects plasma light in real time, A method of monitoring a plasma process, wherein the process data of the detected plasma light is processed by a data processing device connected to a light detection device.
像情報としてプラズマ光を検出することを特徴とする請
求項１記載のプラズマプロセスのモニタリング方法。2. The plasma process monitoring method according to claim 1, wherein the plasma light detecting device detects the plasma light as image information of one or more dimensions.
した部位を除いて金属ケースで覆い、前記金属ケースを
一定電位に保持することを特徴とする請求項１または請
求項２記載のプラズマプロセスのモニタリング方法。3. The plasma process according to claim 1, wherein the metal case is covered with a metal case except for a portion opened to the plasma chamber of the plasma light detection device, and the metal case is maintained at a constant potential. Monitoring method.
ズマ光を観測し、試料表面の薄膜の膜厚変化をモニタリ
ングすることを特徴とする請求項１または請求項２また
は請求項３記載のプラズマプロセスのモニタリング方
法。4. The plasma according to claim 1, wherein a change in the thickness of a thin film on the sample surface is monitored by observing plasma light of a specific wavelength reflected from the sample surface. How to monitor the process.
光検出装置を冷却するものであることを特徴とする請求
項１または請求項２または請求項３または請求項４記載
のプラズマプロセスのモニタリング方法。5. The plasma process monitoring method according to claim 1, wherein the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a heat pipe. .
検出装置を冷却するものであることを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３または請求項４記載の
プラズマプロセスのモニタリング方法。6. The monitoring of the plasma process according to claim 1, wherein the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a coolant gas flow. Method.
検出装置を冷却するものであることを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３または請求項４記載の
プラズマプロセスのモニタリング方法。7. The monitoring of a plasma process according to claim 1, wherein the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a cooling liquid flow. Method.
ズマ光検出装置を冷却するものであることを特徴とする
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４
記載のプラズマプロセスのモニタリング方法。8. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling device cools the plasma photodetector with a Peltier effect element.
The monitoring method of the plasma process as described above.
して設置しリアルタイムにプラズマ光を検出するプラズ
マ光検出装置と、前記プラズマ光検出装置に接続し前記
検出したプラズマ光のプロセスデータを処理するデータ
処理装置とを備え、前記プラズマ光検出装置を所定温度
以下に冷却する冷却機構を前記プラズマ光検出装置に設
けたことを特徴とするプラズマプロセスのモニタリング
装置。9. A plasma chamber having a window, a plasma light detecting device installed near the window and detecting plasma light in real time, and process data of the detected plasma light connected to the plasma light detecting device. And a data processing device for processing the plasma light, wherein a cooling mechanism for cooling the plasma light detection device to a predetermined temperature or lower is provided in the plasma light detection device.
デバイスを備えたことを特徴とする請求項９記載のプラ
ズマプロセスのモニタリング装置。10. The monitoring apparatus according to claim 9, wherein the plasma light detection device includes an image sensor device.
口した部位を除いて接地した金属ケースで覆ったことを
特徴とする請求項９または請求項１０記載のプラズマプ
ロセスのモニタリング装置。11. The plasma process monitoring device according to claim 9, wherein the plasma light detection device is covered with a grounded metal case except for a portion opened to the plasma chamber.
ズマ光を検出するバンドパスフィルタを備えたことを特
徴とする請求項９または請求項１０または請求項１１記
載のプラズマプロセスのモニタリング装置。12. The plasma process monitoring apparatus according to claim 9, wherein the plasma light detection apparatus includes a band-pass filter for detecting plasma light having a specific wavelength.
マ光検出装置を冷却するものであることを特徴とする請
求項９または請求項１０または請求項１１または請求項
１２記載のプラズマプロセスのモニタリング装置。13. The plasma process monitoring apparatus according to claim 9, wherein the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a heat pipe. .
光検出装置を冷却するものであることを特徴とする請求
項９または請求項１０または請求項１１または請求項１
２記載のプラズマプロセスのモニタリング装置。14. The cooling device according to claim 9, wherein the cooling device cools the plasma light detecting device with a coolant gas flow.
3. The monitoring device for a plasma process according to 2.
とし、前記２重管の間隙に冷媒ガスを流すことを特徴と
する請求項１４記載のプラズマプロセスのモニタリング
装置。15. The plasma process monitoring device according to claim 14, wherein the case of the plasma light detection device is a double tube, and a refrigerant gas flows through a gap between the double tubes.
経路であることを特徴とする請求項１５記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置。16. The plasma process monitoring apparatus according to claim 15, wherein the gap between the double tubes is a return path of the refrigerant gas flow.
光検出装置を冷却するものであることを特徴とする請求
項９または請求項１０または請求項１１または請求項１
２記載のプラズマプロセスのモニタリング装置。17. A cooling mechanism for cooling a plasma light detecting device with a cooling liquid flow.
3. The monitoring device for a plasma process according to 2.
とし、前記２重管の間隙に冷却液体を流すことを特徴と
する請求項１７記載のプラズマプロセスのモニタリング
装置。18. The plasma process monitoring device according to claim 17, wherein the case of the plasma light detection device is a double tube, and a cooling liquid flows through a gap between the double tubes.
経路であることを特徴とする請求項１８記載のプラズマ
プロセスのモニタリング装置。19. The plasma processing monitoring apparatus according to claim 18, wherein the gap between the double tubes is a return path of the cooling liquid flow.
ラズマ光検出装置を冷却するものであることを特徴とす
る請求項９または請求項１０または請求項１１または請
求項１２記載のプラズマプロセスのモニタリング装置。20. The monitoring of a plasma process according to claim 9, wherein the cooling mechanism cools the plasma photodetector with a Peltier effect element. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9226082A JPH1167732A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Monitoring method of plasma process and monitoring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9226082A JPH1167732A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Monitoring method of plasma process and monitoring apparatus |
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Family
ID=16839548
Family Applications (1)
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| JP9226082A Pending JPH1167732A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Monitoring method of plasma process and monitoring apparatus |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-08-22 JP JP9226082A patent/JPH1167732A/en active Pending
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