JPS62224932A - Plasma ashing end point detector - Google Patents
Plasma ashing end point detectorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、酸素プラズマを利用してホトレジスト膜等
の有機物被膜を除去するプラズマアッシングにおけるア
ッシング終了点の検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for detecting an ashing end point in plasma ashing, which uses oxygen plasma to remove an organic film such as a photoresist film.
第１０図は、例えば特公昭５４−２１７１１号公報に示
された従来のプラズマアッシング終点検出装置を示す図
であり、図において、１はプラズマ発生用高周波電源、
２はこの電源１から供給される高周波高電界を反応管３
へ印加するための高周波高電界印加用電極、４はこの反
応管３へ酸素ガスを含む反応ガスを矢印Ｘ方向に導入す
るための反応ガス供給管、５はこの反応管３内で反応し
た反応ガスを矢印Ｙ方向に排出するための反応ガス排気
管、６はこの反応管３に設置されたウェハ支持台、７は
このウェハ支持台６上に多数枚置かれ、その表面にホト
レジスト膜等の有機物被膜が塗られたうエバ、８は反応
管３内で励起されたプラズマから放射される反応管３内
のプラズマからの光、９は反応管３内のプラズマからの
光を分光器１０へ入射するための分光器入口スリット、
１１はこの分光器ｌＯにより分けられた反応管３内のプ
ラズマからの光のスペクトルのある特定の波長の光を取
り出すための分光器出口スリット、１２はこの特定の波
長の光を電気信号に変換するための光電子増倍管、１３
はこの光電子増倍管１２からの信号値からアッシング終
了点を検出する検知装置である。FIG. 10 is a diagram showing a conventional plasma ashing end point detection device disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 54-21711. In the figure, 1 is a high-frequency power source for plasma generation;
2 transfers the high frequency high electric field supplied from this power source 1 to the reaction tube 3.
4 is a reaction gas supply pipe for introducing a reaction gas containing oxygen gas into this reaction tube 3 in the direction of the arrow X; 5 is a reaction gas that has reacted in this reaction tube 3; A reaction gas exhaust pipe for discharging gas in the direction of the arrow Y, 6 a wafer support mounted on the reaction tube 3, 7 a large number of wafers placed on the wafer support 6, and a photoresist film etc. 8 is light from the plasma in the reaction tube 3 emitted from plasma excited in the reaction tube 3; 9 is light from the plasma in the reaction tube 3 to a spectrometer 10; spectrometer entrance slit for input,
Reference numeral 11 denotes a spectrometer exit slit for extracting light of a specific wavelength in the light spectrum from the plasma in the reaction tube 3 divided by this spectrometer lO, and 12 converts the light of this specific wavelength into an electrical signal. Photomultiplier tube for, 13
is a detection device that detects the ashing end point from the signal value from the photomultiplier tube 12.
次に動作について説明する、反応ガス供給管４から酸素
ガス又はＣＦ、ガス等の反応促進用ガスを添加した酸素
ガス等の酸素ガスを含む反応ガスが反応管３へ導入され
る。プラズマ発生用高周波電源１からの高周波高電界に
より反応ガスが電離され、酸素プラズマが生成される。Next, a reaction gas containing oxygen gas, such as oxygen gas or oxygen gas to which a reaction promoting gas such as CF or gas is added, is introduced from the reaction gas supply pipe 4 into the reaction tube 3, the operation of which will be described. The reactive gas is ionized by the high frequency electric field from the high frequency power source 1 for plasma generation, and oxygen plasma is generated.
この酸素プラズマによりウェハ７表面の有機物膜が下記
（１１弐〇ｘＨｙ＋ （２ｘ＋−）０
−”ｘｃｏ、→□Ｈ，Ｏ・（１１
に示す反応を起こして、ウェハ面上から除去される。こ
のアッシング中の反応管３内のプラズマからの光８を、
分光器］０により反応式（１）に示す反応生成物に関す
る発光スペクトル（ＨＩ（水素原子）スペクトル： ６
５６ｎｍ、Ｃｏ （一酸化炭素分子）スペクトル：２８
３ｎｍ、２９３ｎｍ、ＯＨ（水酸基分子）スペクトル：
３０６ｎｍ 〜３１６ｎｍ）光や、反応に必要な酸素プ
ラズマに関する発光スペクトル（０■ （酸素原子）ス
ペクトル：７７７ｎｍ、Ｏ，（酸素分子）スペクトル；
７５９ｎｍ）の中から特定の波長の光を一つ取り出し、
その強度変化が安定した時点を検知装置１３により検出
してアッシング終了としている。This oxygen plasma causes the organic film on the surface of the wafer 7 to undergo the reaction shown below (112〇xHy+ (2x+-)0 -"xco, →□H,O・(11), and is removed from the wafer surface. The light 8 from the plasma inside the reaction tube 3 during ashing is
Emission spectrum (HI (hydrogen atom) spectrum: 6
56nm, Co (carbon monoxide molecule) spectrum: 28
3nm, 293nm, OH (hydroxyl group molecule) spectrum:
306 nm to 316 nm) light and the emission spectrum of oxygen plasma necessary for the reaction (0 ■ (oxygen atom) spectrum: 777 nm, O, (oxygen molecule) spectrum;
759 nm), extract one light of a specific wavelength,
The detection device 13 detects the point at which the intensity change becomes stable, and the ashing is completed.
従来のプラズマアッシング終点検出装置は以上のように
構成され、特定の波長の光の強度変化しか観測していな
いので、反応生成物が、反応ガス排気管を通して反応管
内から排出されるまでの時間だけ発光スペクトル強度変
化の安定が遅れ、アッシング終点検出が実際の終了より
遅れるという欠点があった。The conventional plasma ashing end point detection device is configured as described above and only observes changes in the intensity of light at a specific wavelength, so it only monitors the time it takes for reaction products to be exhausted from the reaction tube through the reaction gas exhaust pipe. This method has disadvantages in that stabilization of emission spectrum intensity changes is delayed and detection of the end point of ashing is delayed from the actual end.
また空間的にプラズマが一様になるのに時間がかかり、
各ウェハ毎のアッシングの進み方に差があるため、−ケ
所の測定だけでは終了時点を誤る可能性があった。Also, it takes time for the plasma to become spatially uniform,
Since there are differences in the progress of ashing for each wafer, there is a possibility that the end point may be incorrect if only the negative points are measured.
又、ウェハ枚数の変化等のアッシング条件の変化により
発光スペクトルの強度や強度変化が変わり、そのたびご
とに検知装置の検出レベル等の調整が必要であった。Further, the intensity and intensity changes of the emission spectrum change due to changes in ashing conditions such as changes in the number of wafers, and it is necessary to adjust the detection level of the detection device each time.
又、光電子増倍管が反応管の近くにあるため、プラズマ
発生用高周波電源からの高周波高電界により光電子増倍
管や検知装置が誤動作する危険があるなどの問題点があ
った。Furthermore, since the photomultiplier tube is located near the reaction tube, there is a risk that the photomultiplier tube and the detection device may malfunction due to the high frequency electric field from the high frequency power source for plasma generation.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、アッシング終点検出が実際の終了と同期して
、誤検出、誤動作なくでき、アッシング条件の変化によ
る検知装置の検出レベル等の調整が不要であるプラズマ
アッシング終点検出装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to detect the end point of ashing in synchronization with the actual end, without false detection or malfunction, and to reduce the detection level of the detection device due to changes in ashing conditions. The object of the present invention is to obtain a plasma ashing end point detection device that does not require adjustment.
この発明に係るプラズマアッシング終点検出装置は、反
応管内のプラズマからの光のスペクトルのうち反応に必
要な酸素プラズマに関係するＯＩ（酸素原子）からの波
長７７７〜７７８ｎｍの範囲にある３５−３ｐ遷移光と
、反応生成物に関係するＣｏ（一酸化炭素分子）からの
波長２８２〜２８５ｎｍの範囲または波長２９６〜３０
０ｎｍの範囲にあるｂ３Σ−ａ３π遷移光を、周囲を導
体で覆い、そして必要な波長域のみの光を透過する光学
フィルタを入射窓とする光／電気変換素子を用いて電気
信号として取り出して、お互いの光強度の変化または光
強度の時間変化率を比較してアッシングの終点検出を行
なうようにしたものである。The plasma ashing end point detection device according to the present invention has a 35-3p transition in the wavelength range of 777 to 778 nm from OI (oxygen atoms) related to oxygen plasma necessary for reaction in the spectrum of light from plasma in a reaction tube. Light and wavelengths in the range 282-285 nm or wavelengths 296-30 from Co (carbon monoxide molecules) involved in the reaction products
The b3Σ-a3π transition light in the 0 nm range is extracted as an electrical signal using an optical/electrical conversion element whose periphery is covered with a conductor and whose entrance window is an optical filter that transmits only the light in the necessary wavelength range. The end point of ashing is detected by comparing the changes in light intensity or the time rate of change in light intensity.
この発明においては、プラズマアッシング中の反応管内
のプラズマ中の０１．Ｃｏからの光強度の時間変化は第
２図に示すように、アッシング終了に近づいてくるとＯ
Ｉからの光強度は増加し、ＣＯからの光強度は減少して
、お互いの強度が逆転する付近でアッシングが終了する
特性を有しているので、ＯＩとＣＯからの光強度を同時
に観測して、その光強度や、光強度の時間変化率を比較
することにより正確に安定してアッシングの終点が検出
できる。In this invention, 01.0% in plasma in a reaction tube during plasma ashing. As shown in Figure 2, the time change in the light intensity from Co is as shown in Figure 2.
The light intensity from I increases, the light intensity from CO decreases, and ashing ends near the point where the intensities are reversed. Therefore, the light intensity from OI and CO can be observed simultaneously. By comparing the light intensity and the time change rate of the light intensity, the end point of ashing can be accurately and stably detected.
又、アッシング中のプラズマ発光スペクトルは、第３図
に示すようになり、０１．Ｃｏからの光スペクトルは、
他のスペクトルと発光波長領域が大きく離れているので
光学フィルタにより簡単に分離でき、光／電気変換素子
全体の周囲を導体で覆うことができるので、光／電気変
換素子の電磁波に対するシールド性能が向上し、プラズ
マ発生用高周波電源からの高周波高電界の影響を非常に
小さくできる。Further, the plasma emission spectrum during ashing is as shown in FIG. 3, and 01. The light spectrum from Co is
Since the emission wavelength region is widely separated from other spectra, it can be easily separated using an optical filter, and the entire circumference of the optical/electrical conversion element can be covered with a conductor, improving the shielding performance of the optical/electrical conversion element against electromagnetic waves. However, the influence of the high frequency high electric field from the high frequency power source for plasma generation can be greatly reduced.
（実施例〕
以下、この発明の一実施例を図につ″いて説明する。第
１図において、１〜８は上記従来装置と全く同一のもの
である。１４ａは波長７７７〜７７８ｎｍの範囲の光を
少なくとも一部透過する、ＯＩからの光を透過する光学
フィルタ、１４ｂは波長２８２〜２８５ｎｍの範囲また
は波長２９６〜３００ｎｍの範囲の光を少なくとも一部
透過するＣＯからの光を透過する光学フィルタ、１５は
上記光学フィルタ１４ａ、１４ｂを入射窓として一体化
した光／１を気変換素子、１Ｇは上記光／電気変換素子
１５群の周囲全体を光の入射口のみ除いて導体で覆うた
めの導体容器、１３は上記光／電気変換素子１５からの
信号値からアッシングの終了点を検出する検知装置であ
る。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 to 8 are completely the same as the above-mentioned conventional device. 14b is an optical filter that transmits at least part of the light from the OI, and 14b is an optical filter that transmits the light from the CO and at least part of the light in the wavelength range of 282 to 285 nm or 296 to 300 nm; , 15 is a light/1 gas conversion element integrated with the optical filters 14a and 14b as incident windows, and 1G is for covering the entire periphery of the 15 group of optical/electrical conversion elements with a conductor except for the light entrance. The conductor container 13 is a detection device that detects the end point of ashing from the signal value from the optical/electric conversion element 15.
上記のように構成されたプラズマアッシング終点検出装
置においては、プラズマアッシング中の反応管内のプラ
ズマ中のＯｆ、Ｃｏからの光強度変化が同時に検知装置
ｔ１３に入力される。In the plasma ashing end point detection device configured as described above, changes in light intensity from Of and Co in the plasma in the reaction tube during plasma ashing are simultaneously input to the detection device t13.
第２図は、アッシング条件としてウェハ７を２５枚ウェ
ハ支持台６上に置き、酸素圧力１，５Ｔｏｒｒ、プラズ
マ発生用高周波電源１の出力を８００Ｗに設定した際の
ＯＴ、Ｇｏからの光強度変化を示す。ａはＯＩからの光
強度変化であって、この実施例では、中心波長７７７ｎ
ｍ、半値幅Ｑ、５ｎｍの光学フィルタを通して観測され
るスペクトル強度変化、ｄはＣＯからの光強度変化であ
って、この実施例では、中心波長２８３ｎｍ、半値幅０
．５ｎｍの光学フィルタを通して観測されるスペクトル
強度変化、ｅは、ウェハ面上のホトレジスト膜が全て除
去されたアッシング終了点を示す。Figure 2 shows the change in light intensity from OT and Go when ashing conditions are such that 25 wafers 7 are placed on the wafer support 6, the oxygen pressure is 1.5 Torr, and the output of the high frequency power source 1 for plasma generation is set to 800 W. shows. a is the light intensity change from OI, and in this example, the center wavelength is 777n
m is the change in the spectral intensity observed through an optical filter with a half-width Q of 5 nm, and d is the change in the light intensity from CO. In this example, the center wavelength is 283 nm and the half-width is 0.
．． The spectral intensity change observed through a 5 nm optical filter, e, indicates the ashing end point where all the photoresist film on the wafer surface is removed.
最初に、光／電気変換素子の感度を調整して、ＯＩから
の光強度がＣＯからの光強度より大きくなった時点にア
ッシング終了点が来るように設定しておくと、アッシン
グ条件として、ウェハ枚数を１枚から２５枚、酸素圧力
をＩ Ｔｏｒｒから３ Ｔｏｒｒ。First, by adjusting the sensitivity of the optical/electrical conversion element and setting it so that the ashing end point comes when the light intensity from the OI becomes greater than the light intensity from the CO, the ashing condition is set so that the wafer The number of sheets is from 1 to 25, and the oxygen pressure is from I Torr to 3 Torr.
プラズマ発生用高周波電源出力を６００ＷからＩＫＷの
範囲に色々変化させても、ｏ■からの光強度がＣＯから
の光強度より大きくなった時点と７ソシング終了点は、
一致していた。Even if the output of the high-frequency power source for plasma generation is varied from 600W to IKW, the point when the light intensity from o■ becomes greater than the light intensity from CO and the end point of 7 souring are as follows.
It was a match.
従って、このようにアッシング中の０１とｃ。Therefore, 01 and c during ashing like this.
からの光強度変化を同時に観測して、これらの光強度が
逆転した時点をもってアッシング終了と判断すると、ア
ッシング条件の変化等による検知装置の調整が不要にな
り、安定に誤検出なくアッシング終点検出ができる。By simultaneously observing the changes in the light intensity from both sides and determining that ashing has ended when these light intensities reverse, there is no need to adjust the detection device due to changes in ashing conditions, etc., and the end point of ashing can be detected stably and without false detection. can.
又、第３図はアッシング条件としてウェハ７を２５枚ウ
ェハ支持台６上に置き、酸素圧力１．５７ｏｒｒ、プラ
ズマ発生用高周波電源１の出力を８００１に設定した際
の反応管内のプラズマがらの光スペクトル分布を示す。FIG. 3 shows the light emitted from plasma inside the reaction tube when ashing conditions are such that 25 wafers 7 are placed on the wafer support 6, the oxygen pressure is 1.57 orr, and the output of the high frequency power source 1 for plasma generation is set to 8001. Shows the spectral distribution.
ＡはＯＩからの光スペクトルのピーク、ＢはＨＩからの
光スペクトルのピーク、ＣはＯＨからの光スペクトルの
ピーク、Ｄはｃｏからの光スペクトルのピークを示す。A indicates the peak of the optical spectrum from OI, B indicates the peak of the optical spectrum from HI, C indicates the peak of the optical spectrum from OH, and D indicates the peak of the optical spectrum from co.
このようにプラズマアッシング中の０１．ＣＯからの光
スペクトルは、他のスペクトルと発光波長領域が大きく
離れているので、色ガラスフィルタ、干渉フィルタ等の
光学フィルタにより簡単に分離できる。In this way, 01 during plasma ashing. Since the light spectrum from CO has an emission wavelength region that is widely separated from other spectra, it can be easily separated using an optical filter such as a colored glass filter or an interference filter.
従って、光学フィルタ１４と光／電気変換素子１５を一
体化して、光／電気変換素子群の周囲を導体容器１６で
覆うことができるので、光／電気変換素子の電磁波に対
するシールド性能が向上して、プラズマ発生用高周波電
源からの高周波高電界の影響を非常に小さくできる。Therefore, since the optical filter 14 and the optical/electrical conversion element 15 can be integrated and the periphery of the optical/electrical conversion element group can be covered with the conductive container 16, the shielding performance of the optical/electrical conversion element against electromagnetic waves is improved. , the influence of the high frequency electric field from the high frequency power supply for plasma generation can be extremely reduced.
なお上記実施例では、プラズマからの光を集光する光学
系を設置していないが、集光用光学系として凸レンズ又
は凹面鏡を光学フィルタ１４の前面に置くこともできる
。In the above embodiment, an optical system for condensing light from the plasma is not installed, but a convex lens or a concave mirror may be placed in front of the optical filter 14 as a condensing optical system.
また光／電気変換素子１５の容器を導体としてこれが導
体容器１６と同じ効果を果たすようにし、導体容器１６
をなくすこともできる。Further, the container of the optical/electrical conversion element 15 is made a conductor so that it has the same effect as the conductor container 16, and the conductor container 16 is made to have the same effect as the conductor container 16.
You can also eliminate it.
また光学フィルタ１５を導体容器１６の光の入射口に設
置することもできる。Further, the optical filter 15 can also be installed at the light entrance of the conductor container 16.
第４図は、ビームスプリッタ１７を用いて同一光軸上の
反応管内のフィルタからの光を観測してアッシングの終
点検出を行なうようにした本発明の他の実施例を示し、
本実施例では、プラズマからの光８がビームスプリンタ
１７により２つに分けられ、それぞれが光学フィルタ１
４ａ、１４ｂを通して光／電気変換素子１５に入射され
る。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention in which the end point of ashing is detected by observing light from a filter in a reaction tube on the same optical axis using a beam splitter 17.
In this embodiment, the light 8 from the plasma is divided into two parts by the beam splinter 17, and each part is divided into two by the optical filter 1.
The light enters the optical/electrical conversion element 15 through 4a and 14b.
第５図は反応管内の２ケ所のプラズマ領域からの０１．
Ｃｏからの光の平均強度からアッシングの終点検出を行
なうようにした本発明の他の実施例を示し、本実施例で
は、２ケ所のプラズマがらの光８が、それぞれ光学フィ
ルタ１４を通して光／電気変換素子１５に入射され、Ｏ
ｆ、Ｃｏからの光強度信号が加算器１８により加算され
、２ケ所のプラズマからの平均強度として検知装置１３
に入力される。Figure 5 shows the 01.
Another embodiment of the present invention is shown in which the end point of ashing is detected based on the average intensity of light from Co. is incident on the conversion element 15, and O
The light intensity signals from f and Co are added by an adder 18, and the detection device 13 receives the average intensity from the two plasmas.
is input.
なお、より多数の場所の光平均強度を用いてアッシング
の終点を検出する装置も同様に構成できるのは勿論であ
る。It goes without saying that a device that detects the end point of ashing using the average light intensity of a larger number of locations can be constructed in a similar manner.
第６図は反応管内のプラズマからの光を光ファイバ１９
を用いて光／電気変換素子１５へ入射するようにした本
発明の他の実施例を示し、本実施例では、光ファイバに
より反応管内の種々な位置からの光を容易に検出するこ
とができる。Figure 6 shows the light from the plasma in the reaction tube connected to the optical fiber 19.
Another embodiment of the present invention is shown in which light is incident on the light/electrical conversion element 15 using an optical fiber. In this embodiment, light from various positions in the reaction tube can be easily detected using an optical fiber. .
なお上記実施例では光／電気変換素子１５の前面に光学
フィルタ１４を設置しているが、これは反応管内のプラ
ズマからの光８と光ファイバ１９との間に設置すること
もできる。In the above embodiment, the optical filter 14 is installed in front of the optical/electric conversion element 15, but it can also be installed between the light 8 from the plasma in the reaction tube and the optical fiber 19.
第７図は導体容器内にＯＩ、Ｃｏからの光を検出する光
／電気変換素子を一体化するようにした本発明のさらに
他の実施例を示し、この実施例では、導体容器１６の内
部に光／電気変換素子１５を設置し、導体容器の入射口
にＯＩからの光を透過する光学フィルタ１４ａ及びＣＯ
からの光を透過する光学フィルタ１４ｂを設置している
。FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention in which a photo/electric conversion element for detecting light from OI and Co is integrated inside the conductor container. An optical/electric conversion element 15 is installed in the conductor container, and an optical filter 14a that transmits light from the OI and a CO
An optical filter 14b is installed to transmit light from the inside.
なお上記実施例では、光学フィルタ１４を導体容器の入
射口に設置しているがこれは光／電気変換素子の入射窓
として設置することも可能である。In the above embodiment, the optical filter 14 is installed at the entrance of the conductor container, but it can also be installed as an entrance window of the optical/electric conversion element.
第８図は、波長分散素子としての回折格子２０を用いて
同一光軸上の反応管内のプラズマからの光をｏｒ、ｃｏ
からの光スペクトルに分解して、それぞれ光／電気変換
素子に入射するようにした本発明の他の実施例を示す、
なお、波長分散素子としては、回折格子の他にはプリズ
ム、誘電体子層膜反射鏡などが考えられる。FIG. 8 shows light from plasma in a reaction tube on the same optical axis using a diffraction grating 20 as a wavelength dispersion element.
Another embodiment of the present invention is shown in which the light from
In addition to the diffraction grating, a prism, a dielectric layer film reflecting mirror, etc. can be considered as the wavelength dispersion element.
第９図は、反応管内のプラズマ領域からの０１゜ＣＯ光
の時間変化率を比較してアラ・シングの終点検出を行な
うようにした本発明の他の実施例を示し、これでは光／
電気変換素子の後段に微分回路２１を設置して、Ｏｆ、
Ｃｏからの光強度の時間変化率信号を検知装置１３に入
力するようにしている。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention in which the end point of the 01° CO light from the plasma region in the reaction tube is compared to detect the end point of the 01° CO light.
A differential circuit 21 is installed after the electric conversion element, and Of,
A time change rate signal of light intensity from Co is input to the detection device 13.
以上のように、この発明によれば、反応管内のプラズマ
からの光のうち反応に必要な酸素プラズマに関係するＯ
ｆ（酸素原子）からの波長７７７〜７７８ｎｍの範囲に
ある３ｓ−３ｐ遷移光と、反応生成物に関係するＣＯ（
一酸化炭素分子）からの波長２８２〜２８５ｎｍの範囲
または波長２９６〜３００ ｎｍの範囲にあるｂ″Σ−
ａ’ π遷移光の強度変化を同時に観測して、その光強
度や、光強度の時間変化率を比較することによりアッシ
ングの終点検出を行なうように構成したので、アッシン
グ条件の変化による検知装置の調整が不要で、安定に精
度良く、誤検出のない装置が安価に得られる効果がある
。As described above, according to the present invention, O of the light from the plasma in the reaction tube is related to the oxygen plasma necessary for the reaction.
3s-3p transition light in the wavelength range of 777 to 778 nm from f (oxygen atom) and CO (
b″Σ− in the wavelength range of 282 to 285 nm or in the wavelength range of 296 to 300 nm from carbon monoxide molecules)
Since the configuration is configured to detect the end point of ashing by simultaneously observing the intensity change of the a' π transition light and comparing the light intensity and the time rate of change of the light intensity, the detection device is not affected by changes in the ashing conditions. This has the effect of making it possible to obtain a device that does not require adjustment, is stable and accurate, and does not cause false detections at a low cost.
第１図はこの発明の一実施例によるプラズマアッシング
終点検出装置の構成を示す図、第２図はプラズマアッシ
ング中の０１．！：Ｈ１からの光強度変化と、アッシン
グ終了点を示す図、第３図はプラズマアッシング中のプ
ラズマからの光スペクトル分布を示す図、第４図は、ビ
ームスプリフタを用いて同一光軸上の反応管内のプラズ
マからの光を観測する、この発明の他の実施例を示す図
、第５図は、２ケ所のプラズマ領域からの光の平均強′
度光を観測する、この発明の他の実施例を示す図、第６
図は、光ファイバを用いて反応管内のプラズマからの光
を観測する、この発明の他の実施例を示す図、第７図は
、導体容器内に光／電気変換素子を一体化した、この発
明の他の実施例を示す図、第８図は波長分散素子（回折
格子）を用いて同一光軸上の反応管内のプラズマからの
光をＯｒ、ＣＯからの光スペクトルに分解して観測する
、この発明の他の実施例を示す図、第９図は、反応管内
のプラズマ領域からのｏｒ、ｃｏ光の時間変化率を比較
してアッシングの終点検出を行なうこの発明の他の実施
例を示す図、第１０図は従来のプラズマアッシング終点
検出装置を示す図である。
図において、１はプラズマ発生用高周波電源、２は高周
波電界印加用電極、３は反応管、４は反応ガス供給管、
５は反応ガス排気管、６ウ工ハ支持台、７はウェハ、８
は反応管内のプラズマからの光、９は分光器入口スリッ
ト、１０は分光器、１１は分光器出口スリット、１２は
光電子増倍管、１３は検知装置、１４ａはＯｆからの光
を透過する光学フィルタ、１４ｂはＣＯからの光を透過
する光学フィルタ、１５は光／電気変換素子、１６は導
体容器、１７はビームスプリフタ、１８は加算器、１９
は光ファイバ、２０は回折格子、２１は微分回路、ａは
中心波長７７７ｎｍで半値幅０．５ｎｍのＯ■からの光
強度、Ｃは中心波長６５６ｎｍで半値幅０．５ｎｍのＣ
Ｏからの光強度、ｅはアッシング終了点、Ａは０■から
の光スペクトル、ＢはＨＩからの光スペクトル、Ｃは中
心波長２８３ｎｍで半値幅Ｑ、５ｎｍのＣＯからの光ス
ペクトル、ＤはＣＯからの光スペクトルである。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a plasma ashing end point detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the 01. ! Figure 3 shows the light spectrum distribution from plasma during plasma ashing. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention in which light from plasma in a reaction tube is observed.
Diagram 6 showing another embodiment of the present invention for observing light
The figure shows another embodiment of the present invention in which light from plasma in a reaction tube is observed using an optical fiber, and FIG. FIG. 8, a diagram showing another embodiment of the invention, uses a wavelength dispersive element (diffraction grating) to decompose the light from the plasma in the reaction tube on the same optical axis into optical spectra from Or and CO for observation. FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which the end point of ashing is detected by comparing the time change rate of OR and CO light from the plasma region in the reaction tube. FIG. 10 is a diagram showing a conventional plasma ashing end point detection device. In the figure, 1 is a high-frequency power source for plasma generation, 2 is an electrode for applying a high-frequency electric field, 3 is a reaction tube, 4 is a reaction gas supply tube,
5 is a reaction gas exhaust pipe, 6 is a wafer support stand, 7 is a wafer, 8
is light from the plasma in the reaction tube, 9 is a spectrometer entrance slit, 10 is a spectrometer, 11 is a spectrometer exit slit, 12 is a photomultiplier tube, 13 is a detection device, and 14a is an optical system that transmits light from Of. A filter, 14b is an optical filter that transmits light from CO, 15 is an optical/electric conversion element, 16 is a conductor container, 17 is a beam splitter, 18 is an adder, 19
is an optical fiber, 20 is a diffraction grating, 21 is a differential circuit, a is the light intensity from O with a center wavelength of 777 nm and a half-value width of 0.5 nm, and C is C with a center wavelength of 656 nm and a half-value width of 0.5 nm.
The light intensity from O, e is the ashing end point, A is the light spectrum from 0, B is the light spectrum from HI, C is the light spectrum from CO with a center wavelength of 283 nm and a half-width Q of 5 nm, D is the light spectrum from CO This is the light spectrum from . Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (13)
物被膜を除去するプラズマアッシングの終点検出装置に
おいて、 プラズマ中のＯＩ（酸素原子）からの波長７７７〜７７
８ｎｍの範囲にある３ｓ−３ｐ遷移光を少なくとも一部
取り出しその光強度信号を得る第１の光検出手段と、 プラズマ中のＣＯ（一酸化炭素分子）からの波長２８２
〜２８５ｎｍの範囲または波長２９６〜３００ｎｍの範
囲にあるｂ＾３Σ−ａ＾３π遷移光を少なくとも一部取
り出しその光強度信号を得る第２の光検出手段と、 上記両光検出手段の光強度信号を比較してアッシングの
終点を検出する比較手段とを備えたことを特徴とするプ
ラズマアッシング終点検出装置。(1) In a plasma ashing end point detection device that uses oxygen plasma to remove organic films such as photoresist films, wavelengths of 777 to 77 from OI (oxygen atoms) in the plasma are used.
a first photodetection means for extracting at least part of the 3s-3p transition light in the 8 nm range and obtaining a light intensity signal thereof; and a wavelength of 282 nm from CO (carbon monoxide molecules) in the plasma.
-285 nm range or a wavelength range of 296 to 300 nm, at least a part of b^3Σ-a^3π transition light is taken out and a light intensity signal thereof is obtained; a second light detection means; and light intensity signals of both of the light detection means. 1. A plasma ashing end point detection device, comprising: comparison means for detecting the end point of ashing by comparing the values.
る一定時間の平均強度を出力するものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマアッシング
終点検出装置。(2) The plasma ashing end point detecting device according to claim 1, wherein both of the light detecting means output the average intensity of the light from the OI and the CO over a certain period of time.
Ｉ、ＣＯからの光の平均強度を出力するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のプ
ラズマアッシング終点検出装置。(3) Both of the above-mentioned light detection means each detect O in different plasma regions.
3. The plasma ashing end point detection device according to claim 1, wherein the plasma ashing end point detection device outputs the average intensity of light from I and CO.
の時間変化率を出力するものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のプ
ラズマアッシング終点検出装置。(4) The plasma according to any one of claims 1 to 3, wherein both of the light detection means output a time change rate of light intensity from OI and CO, respectively. Ashing end point detection device.
強度より大きくなった時点をアッシングの終点として検
出することを特徴とす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プラズマアッシング終点検出装
置。(5) According to any one of claims 1 to 3, the comparison means detects the point in time when the light intensity from the OI becomes greater than the light intensity from the CO as the end point of ashing. The plasma ashing end point detection device described above.
の強度がある一定値より大きくなり、かつＣＯからの光
強度が他のある一定値より小さくなった時点をアッシン
グの終点として検出することを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のプラズマアッ
シング終点検出装置。(6) The comparison means detects, as the end point of ashing, the point in time when the intensity of light from the OI becomes greater than a certain constant value and the intensity of light from the CO becomes smaller than another certain value after the start of ashing. A plasma ashing end point detection device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ある一定値より大きくなり、かつＣＯからの光強度の時
間変化率が他のある一定値より小さくなった時点をアッ
シングの終点として検出することを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のプラズマ
アッシング終点検出装置。(7) The above comparison means sets the end point of ashing to the point in time when the time rate of change in the light intensity from the OI becomes larger than a certain constant value and the time rate of change in the light intensity from the CO becomes smaller than another certain value. A plasma ashing end point detection device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the device detects the end point of plasma ashing.
傾きの符号が正であり、かつＨＩからの光強度の時間変
化率の傾きの符号が負であることを検知してアッシング
の終点を検出することを特徴とす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プラズマアッシング
終点検出装置。(8) The comparison means detects that the sign of the slope of the time change rate of the light intensity from the CO is positive and the sign of the slope of the time change rate of the light intensity from the HI is negative. Claim 1, characterized in that the end point is detected.
5. The plasma ashing end point detection device according to any one of items 1 to 4.
７〜７７８ｎｍの範囲の光を少なくとも一部透過する光
学フィルタ又はこのような光学フィルタを入射窓として
一体化した光／電気変換素子を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の
プラズマアッシング終点検出装置。(9) The first photodetection means has a wavelength 77 of the light from the OI.
Claims 1 to 8 include an optical filter that transmits at least a portion of light in the range of 7 to 778 nm, or an optical/electrical conversion element that integrates such an optical filter as an entrance window. 2. The plasma ashing end point detection device according to any one of paragraphs.
８２〜２８５ｎｍの範囲または波長２９６〜３００ｎｍ
の範囲の光を少なくとも一部透過する光学フィルタ又は
このような光学フィルタを入射窓として一体化した光／
電気変換素子を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第９項のいずれかに記載のプラズマアッシ
ング終点検出装置。(10) The second photodetection means detects the wavelength of the light from CO.
Range of 82-285nm or wavelength 296-300nm
an optical filter that transmits at least a portion of light in the range of
A plasma ashing end point detection device according to any one of claims 1 to 9, characterized by comprising an electrical conversion element.
ｍの範囲または波長２９６〜３００ｎｍの範囲の光を少
なくとも一部透過する光学フィルタを入射窓として一体
化した光／電気変換素子を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載のプラ
ズマアッシング終点検出装置。(11) Both of the above light detection means each have a wavelength of 282 to 285n.
Claims 1 to 8 include an optical/electrical conversion element that is integrated with an optical filter as an entrance window that transmits at least a portion of light in the wavelength range of m or in the wavelength range of 296 to 300 nm. The plasma ashing end point detection device according to any one of the above.
れていることを特徴とする特許請求の範囲第９項又は第
１０項記載のプラズマアッシング終点検出装置。(12) The plasma ashing end point detection device according to claim 9 or 10, wherein the optical/electrical conversion element is surrounded by a conductor.
を調整する減衰器または増幅器を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１１項記載のプラズマアッシング終
点検出装置。(13) The plasma ashing end point detecting device according to claim 11, wherein the optical/electrical conversion element has an attenuator or an amplifier for adjusting an electric signal amount at a subsequent stage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6984986A JPS62224932A (en) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | Plasma ashing end point detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6984986A JPS62224932A (en) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | Plasma ashing end point detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224932A true JPS62224932A (en) | 1987-10-02 |
Family
ID=13414668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6984986A Pending JPS62224932A (en) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | Plasma ashing end point detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224932A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7157375B2 (en) * | 2004-08-25 | 2007-01-02 | Agere Systems, Inc. | Methods of downstream microwave photoresist removal and via clean, particularly following Stop-On TiN etching |
| JP2009065169A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Quantification of hydrophobic, and hydrophilic properties of materials |
| US11062912B2 (en) * | 2016-12-14 | 2021-07-13 | Mattson Technology, Inc. | Atomic layer etch process using plasma in conjunction with a rapid thermal activation process |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP6984986A patent/JPS62224932A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7157375B2 (en) * | 2004-08-25 | 2007-01-02 | Agere Systems, Inc. | Methods of downstream microwave photoresist removal and via clean, particularly following Stop-On TiN etching |
| JP2009065169A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Quantification of hydrophobic, and hydrophilic properties of materials |
| US11062912B2 (en) * | 2016-12-14 | 2021-07-13 | Mattson Technology, Inc. | Atomic layer etch process using plasma in conjunction with a rapid thermal activation process |
| US20210343541A1 (en) * | 2016-12-14 | 2021-11-04 | Mattson Technology, Inc. | Atomic Layer Etch Process Using Plasma In Conjunction With A Rapid Thermal Activation Process |
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