JP2002038274A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2002038274A JP2002038274A JP2000224953A JP2000224953A JP2002038274A JP 2002038274 A JP2002038274 A JP 2002038274A JP 2000224953 A JP2000224953 A JP 2000224953A JP 2000224953 A JP2000224953 A JP 2000224953A JP 2002038274 A JP2002038274 A JP 2002038274A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマの発光強度や波長帯域ごとの分布測定
を可能としたプラズマ処理装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】本発明のプラズマ処理装置１００は、プラ
ズマ反応槽１０と、プラズマ発光分布計測手段２０と、
プラズマ制御手段３０と、ガス流量制御手段４０とで構
成されており、プラズマ反応槽１０で発生させたプラズ
マ１２は光学ガラス窓１５を通して光学系部品２１に入
り特定波長のみが撮影装置２２に取り込まれる。取り込
まれた画像データはコントローラ２３を経由して、表示
装置２４でプラズマ分布画像として表示され、記録装置
２５で画像データとして記録され、画像処理装置２６で
処理された計測データはプラズマ制御手段３０及びガス
流量制御手段４０にフィードバックされて、プラズマの
発光分布が制御される。
を可能としたプラズマ処理装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】本発明のプラズマ処理装置１００は、プラ
ズマ反応槽１０と、プラズマ発光分布計測手段２０と、
プラズマ制御手段３０と、ガス流量制御手段４０とで構
成されており、プラズマ反応槽１０で発生させたプラズ
マ１２は光学ガラス窓１５を通して光学系部品２１に入
り特定波長のみが撮影装置２２に取り込まれる。取り込
まれた画像データはコントローラ２３を経由して、表示
装置２４でプラズマ分布画像として表示され、記録装置
２５で画像データとして記録され、画像処理装置２６で
処理された計測データはプラズマ制御手段３０及びガス
流量制御手段４０にフィードバックされて、プラズマの
発光分布が制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いた
処理装置に関する。
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業上プラズマは様々なところで使われ
ており、主に薄膜や表面処理の分野ではなくてはならな
いものとなっている。例えば真空成膜、表面処理などが
あげられる。
ており、主に薄膜や表面処理の分野ではなくてはならな
いものとなっている。例えば真空成膜、表面処理などが
あげられる。
【０００３】真空成膜では、まずイオンプレーティング
法があり、これはプラズマ中で行う蒸着法である。プラ
ズマ中のイオンが成膜に重要な働きをする。主にイオン
ミキシングやスパッタリング、反応促進作用などを行い
良質な薄膜を作ることが知られている。
法があり、これはプラズマ中で行う蒸着法である。プラ
ズマ中のイオンが成膜に重要な働きをする。主にイオン
ミキシングやスパッタリング、反応促進作用などを行い
良質な薄膜を作ることが知られている。
【０００４】また、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法は目的の薄膜
の原料となるガスを１種もしくは２種以上入れ電極間に
電圧を印加し放電させ、分解・反応作用により基板上に
堆積させ薄膜を作製する方法である。
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法は目的の薄膜
の原料となるガスを１種もしくは２種以上入れ電極間に
電圧を印加し放電させ、分解・反応作用により基板上に
堆積させ薄膜を作製する方法である。
【０００５】表面処理では、基材のクリーニングよる異
物混入欠陥の削減や濡れ性の向上による密着性の強化な
ど基材の表面改質が行われている。
物混入欠陥の削減や濡れ性の向上による密着性の強化な
ど基材の表面改質が行われている。
【０００６】また、プラズマは真空中のみならず大気中
でも発生させることができ、さまざまな処理に利用され
ている。
でも発生させることができ、さまざまな処理に利用され
ている。
【０００７】安定な処理を行なうためには、プラズマが
均一に維持されているかが重要であり、特に大面積処理
化した場合のプラズマの分布は問題となり品質に大きく
影響する。また、今後の成膜分野においても価格、高速
化の面から大面積化が必須でありプラズマを制御する必
要性がある。
均一に維持されているかが重要であり、特に大面積処理
化した場合のプラズマの分布は問題となり品質に大きく
影響する。また、今後の成膜分野においても価格、高速
化の面から大面積化が必須でありプラズマを制御する必
要性がある。
【０００８】特にプラズマＣＶＤ法で生成されるプラズ
マはガスの流れに大きく影響されることが知られており
プラズマ分布に大きく影響を及ぼす。従来より、処理中
のプラズマを計測する方法として発光分析法（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）があり比較的簡便な計測方法として広く使用されて
いる。
マはガスの流れに大きく影響されることが知られており
プラズマ分布に大きく影響を及ぼす。従来より、処理中
のプラズマを計測する方法として発光分析法（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）があり比較的簡便な計測方法として広く使用されて
いる。
【０００９】プラズマとはガス分子とイオンと電子が混
ざりあった状態であり、プラズマ中では電子と原子・分
子の衝突により、電離や励起が行われており、それに伴
い様々な反応によって生成された発光種が存在する。そ
して、その発光種は固有の波長スペクトルを有してお
り、例えば、酸素ガスを導入し酸素プラズマを生成した
場合、７７７ｎｍに酸素特有のスペクトルが現れる。
ざりあった状態であり、プラズマ中では電子と原子・分
子の衝突により、電離や励起が行われており、それに伴
い様々な反応によって生成された発光種が存在する。そ
して、その発光種は固有の波長スペクトルを有してお
り、例えば、酸素ガスを導入し酸素プラズマを生成した
場合、７７７ｎｍに酸素特有のスペクトルが現れる。
【００１０】このように発光分析法とはプラズマ中の発
光種から放射されるスペクトルを分光器などの光学系を
用いて計測する方法である。これによりプラズマ中の励
起種などを調べたり、その変動をモニタリングすること
で安定処理化を行っている。
光種から放射されるスペクトルを分光器などの光学系を
用いて計測する方法である。これによりプラズマ中の励
起種などを調べたり、その変動をモニタリングすること
で安定処理化を行っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法では励
起種の限定や挙動をとらえることは可能であるがプラズ
マ全体の発光分布を計測することは困難であった。ま
た、その特性上プラズマのどの部分を測定しているのか
が不明であるため、大型化基板の大面積処理において重
要となるプラズマの均一性を計測する場合非常に困難で
あった。
起種の限定や挙動をとらえることは可能であるがプラズ
マ全体の発光分布を計測することは困難であった。ま
た、その特性上プラズマのどの部分を測定しているのか
が不明であるため、大型化基板の大面積処理において重
要となるプラズマの均一性を計測する場合非常に困難で
あった。
【００１２】本発明は、上記のような課題に着目してな
されたもので、プラズマの発光強度や波長帯域ごとの分
布測定を可能としたプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
されたもので、プラズマの発光強度や波長帯域ごとの分
布測定を可能としたプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１においては、少なくと
もプラズマ反応槽と、プラズマ発光分布計測手段と、プ
ラズマ制御手段と、ガス流量制御手段とを備えているこ
とを特徴とするプラズマ処理装置としたものである。
を達成するために、まず請求項１においては、少なくと
もプラズマ反応槽と、プラズマ発光分布計測手段と、プ
ラズマ制御手段と、ガス流量制御手段とを備えているこ
とを特徴とするプラズマ処理装置としたものである。
【００１４】また、請求項２においては、前記プラズマ
発光分布計測手段がプラズマの特定波長帯を通過させる
ことができる光学系部品と、撮影装置と、表示装置と、
記録装置と、画像処理装置とを備えていることを特徴と
する請求項１記載のプラズマ処理装置としたものであ
る。
発光分布計測手段がプラズマの特定波長帯を通過させる
ことができる光学系部品と、撮影装置と、表示装置と、
記録装置と、画像処理装置とを備えていることを特徴と
する請求項１記載のプラズマ処理装置としたものであ
る。
【００１５】さらにまた、請求項３においては、前記プ
ラズマ発光分布計測手段で得られた計測データを前記プ
ラズマ制御手段及び前記ガス流量制御手段にフィードバ
ックすることによりプラズマ分布を制御することを特徴
とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置としたも
のである。
ラズマ発光分布計測手段で得られた計測データを前記プ
ラズマ制御手段及び前記ガス流量制御手段にフィードバ
ックすることによりプラズマ分布を制御することを特徴
とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置としたも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき説
明する。図１は本発明のプラズマ処理装置の一実施例を
示す構成概略図である。本発明のプラズマ処理装置１０
０は図１に示すように、プラズマ反応槽１０と、プラズ
マ発光分布計測手段２０と、プラズマ制御手段３０と、
ガス流量制御手段４０とで構成されている。プラズマ反
応槽１０は、真空容器１１、陰極１３、陽極１４及び光
学ガラス窓１５から構成されており、真空容器１１とし
ては毎回交換する枚葉式タイプ、連続して成膜可能なタ
イプ、プラスチックフィルムなどを基材に用いた巻き取
り成膜タイプなどが使用され、陰極１３と陽極１４の間
でプラズマ１２を発生させ、各種のプラズマ処理が行わ
れる。光学ガラス窓１５は計測に必要な波長特性を備え
ており、光学系部品２１に不必要な外乱光が入射されな
いように光吸収剤等が塗られたたもので覆うことが望ま
しい。
明する。図１は本発明のプラズマ処理装置の一実施例を
示す構成概略図である。本発明のプラズマ処理装置１０
０は図１に示すように、プラズマ反応槽１０と、プラズ
マ発光分布計測手段２０と、プラズマ制御手段３０と、
ガス流量制御手段４０とで構成されている。プラズマ反
応槽１０は、真空容器１１、陰極１３、陽極１４及び光
学ガラス窓１５から構成されており、真空容器１１とし
ては毎回交換する枚葉式タイプ、連続して成膜可能なタ
イプ、プラスチックフィルムなどを基材に用いた巻き取
り成膜タイプなどが使用され、陰極１３と陽極１４の間
でプラズマ１２を発生させ、各種のプラズマ処理が行わ
れる。光学ガラス窓１５は計測に必要な波長特性を備え
ており、光学系部品２１に不必要な外乱光が入射されな
いように光吸収剤等が塗られたたもので覆うことが望ま
しい。
【００１７】プラズマ発光分布計測手段２０は、プラズ
マの特定波長帯のみを通過させることができる光学系部
品２１と、撮影装置２２と、コントローラ２３と、表示
装置２４と、記録装置２５と、画像処理装置との組み合
わせでプラズマ分布を計測できる測定系で構成されてい
る。プラズマの特定波長帯のみを通過させることができ
る光学系部品２１としては、いわゆるバンドパスフィル
ターのようなものがあり、任意の特定波長を選択するこ
とができる。例えば、プラズマを発光分析法で計測し、
その結果から得られた波長を特定波長帯として光学系部
品に使用するものである。１種類ずつ取り付け計測を行
っても、２種類以上重ねても良いものとする。撮影装置
２２は、光学系部品２１を通過する光量や波長によって
選択することが可能で、その形態もＣＣＤカメラや画像
蓄積型ＣＣＤカメラ、紫外光型、赤外光型など撮影可能
な機器であれば全て使用できる。さらに、画像処理装置
２２には例えばパーソナルコンピュータに画像データを
取り込み様々な画像処理や解析が可能である。そして画
像処理は計測中や計測後であっても可能である。
マの特定波長帯のみを通過させることができる光学系部
品２１と、撮影装置２２と、コントローラ２３と、表示
装置２４と、記録装置２５と、画像処理装置との組み合
わせでプラズマ分布を計測できる測定系で構成されてい
る。プラズマの特定波長帯のみを通過させることができ
る光学系部品２１としては、いわゆるバンドパスフィル
ターのようなものがあり、任意の特定波長を選択するこ
とができる。例えば、プラズマを発光分析法で計測し、
その結果から得られた波長を特定波長帯として光学系部
品に使用するものである。１種類ずつ取り付け計測を行
っても、２種類以上重ねても良いものとする。撮影装置
２２は、光学系部品２１を通過する光量や波長によって
選択することが可能で、その形態もＣＣＤカメラや画像
蓄積型ＣＣＤカメラ、紫外光型、赤外光型など撮影可能
な機器であれば全て使用できる。さらに、画像処理装置
２２には例えばパーソナルコンピュータに画像データを
取り込み様々な画像処理や解析が可能である。そして画
像処理は計測中や計測後であっても可能である。
【００１８】プラズマ反応槽１０で発生させたプラズマ
１２は光学ガラス窓１５を通して光学系部品２１に入り
特定波長のみが撮影装置２２に取り込まれる。取り込ま
れた画像データはコントローラ２３を経由して、表示装
置２４でプラズマ分布画像として表示され、記録装置２
５で画像データとして記録され、画像処理装置２６で処
理された計測データはプラズマ制御手段３０及びガス流
量制御手段４０にフィードバックされて、プラズマ制御
手段３０にてプラズマ反応槽１０の陰極１３と陽極１４
との間に印可される電圧を制御し、ガス流量制御手段４
０にてガスの種類、ガス流量を真空容器１１に導入され
ているガスパイプ４１、４２、４３及び４４にて制御
し、プラズマの発光分布を制御する。このように、特定
波長を通過する光学系部品２１を撮影装置２２の前に設
け、画像データとして取り込み、処理することにより、
プラズマを構成する様々な波長のプラズマ中の分布を把
握することができ、且つ、計測データをプラズマ制御手
段３０及びガス流量制御手段４０にフィードバックする
ことにより、発光分布を均一にすることができ、処理サ
イズが大判化した場合にその効果が顕著である。
１２は光学ガラス窓１５を通して光学系部品２１に入り
特定波長のみが撮影装置２２に取り込まれる。取り込ま
れた画像データはコントローラ２３を経由して、表示装
置２４でプラズマ分布画像として表示され、記録装置２
５で画像データとして記録され、画像処理装置２６で処
理された計測データはプラズマ制御手段３０及びガス流
量制御手段４０にフィードバックされて、プラズマ制御
手段３０にてプラズマ反応槽１０の陰極１３と陽極１４
との間に印可される電圧を制御し、ガス流量制御手段４
０にてガスの種類、ガス流量を真空容器１１に導入され
ているガスパイプ４１、４２、４３及び４４にて制御
し、プラズマの発光分布を制御する。このように、特定
波長を通過する光学系部品２１を撮影装置２２の前に設
け、画像データとして取り込み、処理することにより、
プラズマを構成する様々な波長のプラズマ中の分布を把
握することができ、且つ、計測データをプラズマ制御手
段３０及びガス流量制御手段４０にフィードバックする
ことにより、発光分布を均一にすることができ、処理サ
イズが大判化した場合にその効果が顕著である。
【００１９】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。 ＜実施例１＞プラズマ生成用ガスとして水素を用いてプ
ラズマを発生させ水素プラズマの代表的発光スペクトル
であるＨαの発光分布を制御するため、Ｈαのスペクト
ルである６５６ｎｍのバンドパスフィルタからなる光学
系部品２１を用いてプラズマ１２をＣＣＤカメラからな
る撮影装置２２に取り込み、画像処理装置２６で画像デ
ータを処理し、計測データを得た。計測データをプラズ
マ制御手段３０及びガス流量制御手段４０にフィードバ
ックしプラズマが均一になるように印可電圧及びガス流
量を制御し、プラズマＨαの発光分布を均一にすること
ができた。
ラズマを発生させ水素プラズマの代表的発光スペクトル
であるＨαの発光分布を制御するため、Ｈαのスペクト
ルである６５６ｎｍのバンドパスフィルタからなる光学
系部品２１を用いてプラズマ１２をＣＣＤカメラからな
る撮影装置２２に取り込み、画像処理装置２６で画像デ
ータを処理し、計測データを得た。計測データをプラズ
マ制御手段３０及びガス流量制御手段４０にフィードバ
ックしプラズマが均一になるように印可電圧及びガス流
量を制御し、プラズマＨαの発光分布を均一にすること
ができた。
【００２０】＜実施例２＞原料にヘキサメチルジシロキ
サンと酸素を用いプラズマを発生させヘキサメチルジシ
ロキサンの流量を変化させたときの酸素の代表的発光ス
ペクトルである酸素原子の発光分布を制御するため、酸
素原子のスペクトルである７７７ｎｍのバンドパスフィ
ルタからなる光学系部品２１を用いてプラズマ１２をＣ
ＣＤカメラからなる撮影装置２２に取り込み、画像処理
装置２６で画像データを処理し、計測データを得た。計
測データをプラズマ制御手段３０及びガス流量制御手段
４０にフィードバックしプラズマが均一になるように印
可電圧及びガス流量を制御し、酸素のプラズマ発光分布
を均一にすることができた。
サンと酸素を用いプラズマを発生させヘキサメチルジシ
ロキサンの流量を変化させたときの酸素の代表的発光ス
ペクトルである酸素原子の発光分布を制御するため、酸
素原子のスペクトルである７７７ｎｍのバンドパスフィ
ルタからなる光学系部品２１を用いてプラズマ１２をＣ
ＣＤカメラからなる撮影装置２２に取り込み、画像処理
装置２６で画像データを処理し、計測データを得た。計
測データをプラズマ制御手段３０及びガス流量制御手段
４０にフィードバックしプラズマが均一になるように印
可電圧及びガス流量を制御し、酸素のプラズマ発光分布
を均一にすることができた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ処理装置に特
定波長帯のプラズマ発光分布計測手段を設けることによ
り、単一箇所の計測ではなく、プラズマを構成する様々
な波長のプラズマ中の分布を把握することが可能とな
る。さらに、プラズマ発光分布計測手段で得られた計測
データをプラズマ制御手段及びガス流量制御手段にフィ
ードバックすることでプラズマの発光分布を均一化する
ことが可能となる。
定波長帯のプラズマ発光分布計測手段を設けることによ
り、単一箇所の計測ではなく、プラズマを構成する様々
な波長のプラズマ中の分布を把握することが可能とな
る。さらに、プラズマ発光分布計測手段で得られた計測
データをプラズマ制御手段及びガス流量制御手段にフィ
ードバックすることでプラズマの発光分布を均一化する
ことが可能となる。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示す構
成概略図である。
成概略図である。
１０……プラズマ反応槽 １１……真空容器 １２……プラズマ １３……陰極 １４……陽極 １５……光学ガラス窓 ２０……プラズマ発光分布計測手段 ２１……光学系部品 ２２……撮影装置 ２３……コントローラ ２４……表示装置 ２５……記録装置 ２６……画像処理装置 ３０……プラズマ制御手段 ４０……ガス流量制御手段 ４１、４２、４３、４４……ガスパイプ １００……プラズマ処理装置
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともプラズマ反応槽と、プラズマ発
光分布計測手段と、プラズマ制御手段と、ガス流量制御
手段とを備えていることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項２】前記プラズマ発光分布計測手段がプラズマ
の特定波長帯を通過させることができる光学系部品と、
撮影装置と、表示装置と、記録装置と、画像処理装置と
を備えていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項３】前記プラズマ発光分布計測手段で得られた
計測データを前記プラズマ制御手段及び前記ガス流量制
御手段にフィードバックすることによりプラズマ分布を
制御することを特徴とする請求項１又は２記載のプラズ
マ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224953A JP2002038274A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224953A JP2002038274A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038274A true JP2002038274A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18718805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000224953A Pending JP2002038274A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002038274A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196400A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置用の角度計測装置および関連装置 |
| JP2007059306A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法および装置 |
| JP2007511869A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-05-10 | エプラ | 有向ビームのプラズマ源とマイクロリソグラフィーへのその応用 |
| JP2008516084A (ja) * | 2004-10-11 | 2008-05-15 | ベーカート・アドヴァンスト・コーティングス | 長型ガス分配システム |
| JP2008147526A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Phyzchemix Corp | 基板周縁部の不要物除去方法及び装置、並びに半導体製造装置 |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000224953A patent/JP2002038274A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007511869A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-05-10 | エプラ | 有向ビームのプラズマ源とマイクロリソグラフィーへのその応用 |
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| US7358509B2 (en) | 2005-01-17 | 2008-04-15 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd. | Ion implanter, and angle measurement apparatus and beam divergence measurement apparatus for ion implanter |
| JP2007059306A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法および装置 |
| JP2008147526A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Phyzchemix Corp | 基板周縁部の不要物除去方法及び装置、並びに半導体製造装置 |
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