等离子体处理装置以及等离子体处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具备高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理装置以及使用了高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理方法。本发明专利技术提供一种等离子体处理装置，具备：处理室，进行等离子体处理；气体供给单元，对所述处理室供给工艺气体；高频电源，供给用于对供给到所述处理室内的工艺气体进行等离子体化的高频电力；以及光检测器，检测在所述处理室内生成的等离子体的发光，所述离子体处理装置的特征在于：所述光检测器具备：检测部，在规定的曝光时间的期间，检测通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子体的发光；以及控制部，进行控制以使在各所述曝光时间内检测的所述等离子体的发光的量成为恒定。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种具备高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理装置以及使用了高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理方法。本专利技术提供一种等离子体处理装置，具备：处理室，进行等离子体处理；气体供给单元，对所述处理室供给工艺气体；高频电源，供给用于对供给到所述处理室内的工艺气体进行等离子体化的高频电力；以及光检测器，检测在所述处理室内生成的等离子体的发光，所述离子体处理装置的特征在于：所述光检测器具备：检测部，在规定的曝光时间的期间，检测通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子体的发光；以及控制部，进行控制以使在各所述曝光时间内检测的所述等离子体的发光的量成为恒定。【专利说明】
本专利技术涉及半导体元件的，特别涉及稳定地取得等离子体的发光强度来进行等离子体处理的。
技术介绍
关于对等离子体进行脉冲调制测量来自等离子体的发光的方法，有以下的现有技术。在专利文献I中，记载有对发生等离子体的高频电源进行脉冲调制并与该脉冲的频率同步地测量来自等离子体的发光的方法。在专利文献2中，叙述了使偏置电位周期性地变化而与该偏置同步地观察发光的手段。这些现有技术的目的在于以高灵敏度检测等离子体中的反应生成物的发光。通过对等离子体进行脉冲调制并与其频率同步地检测发光强度，去除外部噪音等不同步的频率分量的信号，从而实现了高灵敏度化。另外，在专利文献3中，记载有使来自等离子体的发光分光并且高速取入的方法。此处，记载了使CO) (Charge Coupled Device,电荷稱合器件:以下，称为CO))的积蓄时间变化，来调整增益的方法。另外，还有为了提高SN比(signal — noise ratio,信噪比:以下，称为SN比)，通过增加检测器的采样次数，积蓄多次信号并平均来去除噪声分量的记载。另一方面，已知在等离子体蚀刻中，区别于发光测定的高灵敏度化，以不同的被蚀刻材料间的选择比提高或者蚀刻形状的垂直化为目的、对等离子体进行脉冲调制的技术，在市面销售的等离子体蚀刻装置中也存在具有脉冲调制功能的装置。【专利文献I】日本特开2002- 270574号公报【专利文献2】日本特开20`01- 168086号公报【专利文献3】日本特开2005- 217448号公报
技术实现思路
在专利文献3记载的通过对发光进行多次采样并取平均来降低背景区域的噪声而提高SN比的方法中，在对放电进行了脉冲化时，产生在I次采样时间内发生的脉冲的数量不同的情况。在该情况下，在各采样时间内取入的发光强度不同，而妨碍等离子体发光检测的高灵敏度化。进而，根据脉冲放电的周期，各采样时间中包含的等离子体的ON时间(等离子体着火的时间)不同，在该情况下也妨碍等离子体发光检测的高灵敏度化。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种具备高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理装置以及使用了高灵敏度化了的等离子体发光检测单元的等离子体处理方法。本专利技术提供一种等离子体处理装置，具备:处理室，进行等离子体处理；气体供给单元，对所述处理室供给工艺气体；高频电源，供给用于对供给到所述处理室内的工艺气体进行等离子体化的高频电力；以及光检测器，检测在所述处理室内生成的等离子体的发光，所述离子体处理装置的特征在于:所述光检测器具备:检测部，在规定的曝光时间的期间，检测通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子体的发光；以及控制部，进行控制以使在各所述曝光时间内检测的所述等离子体的发光的量成为恒定。另外，本专利技术提供一种使用了等离子体处理装置的等离子体处理方法，该等离子体处理装置具备:处理室，进行等离子体处理；气体供给单元，对所述处理室供给工艺气体；高频电源，供给用于对供给到所述处理室内的工艺气体进行等离子体化的高频电力；以及光检测器，检测在所述处理室内生成的等离子体的发光，所述等离子体处理方法的特征在于:所述光检测器在规定的曝光时间的期间检测根据脉冲调制了的高频电力生成的等离子体的发光，进行控制以使在各所述曝光时间内检测的所述等离子体的发光的量成为恒定，基于由所述光检测器检测出的等离子体发光数据，进行等离子体处理。根据本专利技术，能够高灵敏度地检测通过脉冲放电得到的等离子体发光。【专利附图】【附图说明】图1是示出本专利技术的等离子体蚀刻装置的一个例子的概略剖面图。图2是示出实施例1的特征的图。图3是示出实施例2的特征的图。(符号说明)101:腔；102:晶片；103:试样台；104:微波透射窗；105:波导管；106:磁控管；107:螺线管线圈；108:静电吸附电源；109:高频电源；110:晶片搬入口 ；111:气体导入口 ；112:等离子体；113:光纤；114:分光器；115:光检测部；116:控制部；117:计数器；118:脉冲发生器；119:曝光时间信号部；120:外部PC。【具体实施方式】参照附图，说明本专利技术的各实施方式。最初，参照图1，说明用于实施本专利技术的等离子体蚀刻装置的一个例子。图1是在等离子体生成单元中利用了微波和磁场的ECR(Electron Cyclotron Resonance,电子回旋共振)型等离子体蚀刻装置的概略图。ECR型等离子体蚀刻装置包括能够对内部进行真空排气的腔101、载置作为被处理体的晶片102的试样台103、在腔101的上表面设置的石英等的微波透射窗104、在其上方设置的波导管105、磁控管106、在腔101的周围设置的螺线管线圈107、与试样台101连接的静电吸附电源108、以及对试样台103供给高频电力的高频电源109。晶片102在从晶片搬入口 110被搬入到腔101内之后，通过静电吸附电源108被静电吸附到试样台103。接下来，工艺气体从气体导入口 111被导入到腔101。腔101内被真空泵(图示省略)减压排气，调整为规定的压力(例如，0.lPa?50Pa)。接下来，从磁控管106振荡频率2.45GHz的微波，经由波导管105而在腔101内传播。通过微波与由螺线管线圈107发生的磁场的作用，处理气体被激励，在晶片102上部的空间中形成等离子体112。另一方面，对试样台103，通过高频电源109施加偏置，等离子体112中的离子被垂直地加速而入射到晶片102上。另外，高频电源109能够对试样台103施加连续性的高频电力或者时间调制了的间歇的高频电力。通过来自等离子体112的自由基与离子的作用，晶片102被各向异性地蚀刻。针对来自等离子体112的发光，通过光纤113取入，通过分光器114分光，利用包括CXD (Charge Coupled Device)的光检测部115将其变换为电信号。通过从脉冲发生器118发生的脉冲信号，对从磁控管106发生的微波进行脉冲调制，相伴与此等离子体112在反复ON和OFF的同时发光。另一方面，将脉冲发生器118的信号经由计数器117，与来自曝光时间信号部119的信号一起输入到控制部116。控制部116控制光检测部115以便从该2个信号针对以下叙述那样的每一定的脉冲数进行光检测、或者针对每一定的放电时间进行光检测。根据该结构，通过以使在各曝光时间内发生的脉冲的数量成为恒定的方式控制光检测部115的曝光时间，能够使各曝光时间内的发光强度恒定。另外，在本专利技术中，将具备光检测部115、控制部1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，具备：处理室，进行等离子体处理；气体供给单元，对所述处理室供给工艺气体；高频电源，供给用于对供给到所述处理室内的工艺气体进行等离子体化的高频电力；以及光检测器，检测在所述处理室内生成的等离子体的发光，所述离子体处理装置的特征在于：所述光检测器具备：检测部，在规定的曝光时间的期间，检测通过脉冲调制了的高频电力生成的等离子体的发光；以及控制部，进行控制以使在各所述曝光时间内检测的所述等离子体的发光的量成为恒定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安藤阳二，小野哲郎，臼井建人，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP