【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波プラズマ発生装置に関し、特にプロセス処理条件が変化しても効率的にプラズマを発生させることができる高周波プラズマ発生方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置などにおいては、装置内にチャンバを設け、そのチャンバ内に反応性のガスを流し、高周波電力を与えてプラズマを発生させ、処理を行なうことが多い。その際、与えた高周波電力を効率良くプラズマ発生に利用するためには、高周波プラズマとのインピーダンス整合をとる必要がある。
【０００３】
また、高周波プラズマはプラズマ内の状態によって時々刻々変化するため、チャンバと高周波電源との間にインピーダンス整合機を介装し、インピーダンスの整合をとるようにしている。このインピーダンス整合機は、ある一定範囲であれば、自動的にプラズマとのインピーダンス整合をとることができるが、プロセス処理の条件によって整合のとれる範囲が異なる。
【０００４】
そのため、プロセス処理をスタートする際には、上記のようにインピーダンス整合のとれる位置からスタートしなければ整合がとれない。そこで、通常は、あるプラズマを利用したプロセス処理に対してインピーダンス整合がとれるように、プロセス技術者がプロセス処理条件の中にそのプロセス処理条件に対応してインピーダンス整合の開始位置を設定している。
【０００５】
ところが、チャンバでプロセス処理を繰り返し行なう場合、二回目以降のプロセス処理でインピーダンス整合がとれなくなる場合がある。例えば、一回のプロセス処理中に２種類の放電条件で処理するような場合に、図３に示すように、二回目のプロセス処理時に整合がとれなくなることがある。すなわち、図３において、各プロセス処理において放電条件Ａ、Ｂで処理する際には、インピーダンス整合機によるそれぞれの整合範囲は決まっており、そのため一回目のプロセス処理終了後の整合位置が、２回目のプロセス処理における放電条件Ａでの整合範囲から外れてしまい、２回目のプロセス処理のスタート時に整合がとれなくなることがある。
【０００６】
このような状況を防ぐため、現状では、図４に示すように、各プロセス処理を開始する前に、インピーダンス整合の開始位置をプリセットすることで、二回目以降のプロセス処理時にも整合がとれるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同じプロセス処理条件であっても、処理を続けていると整合のとれる位置が徐々に変化して行き、そのうち当初のプリセット値では整合がとれなくなってしまうことがある。すなわち、図４の右端に示すように、プロセス処理を繰り返していると、チャンバ内部の状態が変化するため、放電条件を変化させなくても整合する位置が変化し、当初の固定されたプリセット値では整合範囲から外れてしまい、整合がとれなくなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、整合がとれなくならないまでも、整合点とプリセット値がずれて行くに従って、放電が安定するまでに時間がかかるようになり、プロセス処理に対して悪影響が発生するという問題があった。
【０００９】
特に、最近の貴金属のドライエッチングなどでは、プラズマ発生部への反応生成物の付着が多く、直ぐにプリセット値が整合のとれる範囲から外れてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、反応生成物などによって整合位置が変化しても効率良く整合をとることができる高周波プラズマ発生方法と装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波プラズマ発生方法は、チャンバ内でプラズマ処理を行なった際に、インピーダンス整合機の整合値を各プロセス処理条件毎に記憶しておき、各プロセス処理のスタート時にそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて整合値のプリセット値を設定するものである。
【００１２】
また、本発明の高周波プラズマ発生装置は、プラズマを発生させるチャンバと、高周波電源と、チャンバ内のプラズマと高周波電源との間のインピーダンスの整合をとるインピーダンス整合機とを備えた高周波プラズマ発生装置であって、プロセス処理条件毎にインピーダンス整合機の整合値を記憶しておく記憶部を設け、インピーダンス整合機の整合制御部を、各プロセス処理のスタート時の整合値のプリセット値をそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて設定するように構成したものである。
【００１３】
このような構成にて、プロセス処理条件ごとに過去のインピーダンス整合機の整合値を記憶しておき、その整合値の変化に応じて次にプリセットする値を自動的に決定することで、チャンバ内部の変化によって整合範囲が変化しても、それに追随して効率良く整合をとることができる。
【００１４】
また、前回のプロセス処理時の整合値をプリセット値とすると、簡単にプリセット値を設定でき、前回以前からの整合値の変化のトレンドを計算しておき、前回の整合値にトレンドによる補正を加えてプリセット値とすると、高精度にプリセット値を設定できて、素早く正確に接合をとることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高周波プラズマ発生装置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１６】
図１において、１は、プラズマ２を発生させるチャンバ、３は高周波電源であり、チャンバ１と高周波電源３の間にインピーダンス整合機４が介装されている。インピーダンス整合機４は、コイル５とコンデンサ６、７を備えている。インピーダンスの整合に当たってはコイルとコンデンサの何れかまたは両方を可変にして調整するが、図１の例ではコンデンサ６、７を可変のものとしている。
【００１７】
コンデンサ６、７はそれぞれモータ８、９によって駆動され、これらコンデンサ６、７の電気容量を調整してインピーダンスの整合をとるように構成されている。１０はセンサで、その検出情報に基づいて整合制御部１１がモータ８、９を駆動し、チャンバ１におけるプラズマの状態の変化に伴うインピーダンスの変化に自動的に追随してインピーダンスの整合をとるように構成されている。
【００１８】
また、整合制御部１１には、プラズマ処理を行なった時のインピーダンス整合値をプロセス処理条件に応じて記憶しておく記憶部１２を備えており、プロセス処理のスタート時に、そのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて整合値のプリセット値を設定するように構成されている。１３は、高周波プラズマ発生装置の全体の動作制御を行なう装置側コントローラであり、記憶部１２はこの装置側コントローラ１３に配設してもよい。
【００１９】
以上の構成において、図２に示すように、各プロセス処理（ｎ＋１回目）のスタート時に、放電条件の類似の過去の整合値に基づいてインピーダンスの整合値のプリセット値を決定する。整合値としては、整合を開始して始めて反射波が無くなった時点をとる。また、過去の整合値としては、簡単には、図２に示すように、１つ前（ｎ回目）のプロセス処理の整合値をそのまま使うことが考えられる。
【００２０】
また、より高精度にプリセット値を求めるには、整合値の変化のトレンドを計算しておき、前回の整合値にトレンド補正を行なって次の処理のプリセット値とすることもできる。
【００２１】
以上のようにインピーダンス整合機４のプリセット値を制御することで、プロセス処理を重ねても、迅速にインピーダンス整合のとれる高周波プラズマ発生装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の高周波プラズマ発生方法と装置によれば、プラズマを発生するたびにインピーダンス整合機の整合値を記憶しておき、プロセス処理のスタート時に、以前に記憶された整合値に基づいてプロセス処理条件に対応したプリセット値を設定することで、素早く正確にインピーダンス整合をとることができ、効率的な高周波プラズマを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の高周波プラズマ発生装置におけるインピーダンス整合機の概略構成図である。
【図２】同実施形態においてインピーダンス整合をとっている状態の説明図である。
【図３】従来例のプリセットを行なわずに整合をとった場合の説明図である。
【図４】従来例のプリセットを固定的に設定して整合をとった場合の説明図である。
【符号の説明】
１ チャンバ
２ プラズマ
３ 高周波電源
４ インピーダンス整合機
１１ 整合制御部
１２ 記憶部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency plasma generating apparatus, and more particularly to a high-frequency plasma generating method and apparatus capable of efficiently generating plasma even when process conditions change.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus and the like, a processing is often performed by providing a chamber in the apparatus, supplying a reactive gas in the chamber, and applying high-frequency power to generate plasma. At that time, in order to efficiently use the applied high frequency power for plasma generation, it is necessary to match impedance with high frequency plasma.
[0003]
In addition, since the high-frequency plasma changes every moment depending on the state in the plasma, an impedance matching machine is interposed between the chamber and the high-frequency power supply to match the impedance. This impedance matching machine can automatically match the impedance with the plasma within a certain range, but the matching range differs depending on the process conditions.
[0004]
Therefore, when starting the process processing, matching cannot be achieved unless the process is started from a position where impedance matching can be obtained as described above. Therefore, usually, a process engineer sets a start position of the impedance matching in the process processing conditions in accordance with the process processing conditions so that impedance matching can be achieved for a process using a certain plasma. .
[0005]
However, when the process is repeatedly performed in the chamber, impedance matching may not be achieved in the second and subsequent processes. For example, when processing is performed under two types of discharge conditions during one process, as shown in FIG. 3, the matching may not be achieved during the second process. That is, in FIG. 3, when processing is performed under the discharge conditions A and B in each process, the respective matching ranges by the impedance matching machine are determined, and therefore, the matching position after the end of the first process is changed to the second position. In some cases, the process may be out of the matching range under the discharge condition A, and the matching may not be achieved at the start of the second process.
[0006]
In order to prevent such a situation, at present, as shown in FIG. 4, by presetting a start position of impedance matching before starting each process processing, matching can be achieved even in the second and subsequent process processing. I have to.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, even under the same processing conditions, the position at which the matching is achieved gradually changes as the processing is continued, and the matching may not be achieved with the initial preset value. That is, as shown in the right end of FIG. 4, when the process is repeated, the state inside the chamber changes, so that the matching position changes without changing the discharge condition, and the initial fixed preset value is changed. In such a case, there is a problem in that the matching is out of the matching range and the matching cannot be achieved.
[0008]
Further, even if the matching is not lost, it takes a longer time for the discharge to stabilize as the matching point deviates from the preset value, which has a problem of adversely affecting the process.
[0009]
In particular, in recent dry etching of precious metals and the like, there is a problem that reaction products adhere to the plasma generating portion much, and the preset value is immediately out of a range where matching can be obtained.
[0010]
An object of the present invention is to provide a high-frequency plasma generation method and apparatus that can efficiently perform matching even when the matching position changes due to a reaction product or the like in view of the above-described conventional problems.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the high frequency plasma generation method of the present invention, when plasma processing is performed in a chamber, a matching value of an impedance matching machine is stored for each process processing condition, and at the start of each process processing, a value before the process processing condition is stored. The preset value of the matching value is set based on the storage of the matching value.
[0012]
Further, the high-frequency plasma generator of the present invention is a high-frequency plasma generator including a chamber for generating plasma, a high-frequency power supply, and an impedance matching machine for matching impedance between the plasma in the chamber and the high-frequency power supply. There is provided a storage unit for storing a matching value of the impedance matching machine for each processing condition, and a matching control unit of the impedance matching machine stores a preset value of the matching value at the start of each process in the processing condition. Is set based on the storage of the previous matching value.
[0013]
With such a configuration, the past matching value of the impedance matching machine is stored for each process condition, and the next preset value is automatically determined according to the change of the matching value, so that the inside of the chamber is automatically determined. Even if the matching range is changed due to the change in, the matching can be efficiently performed following the change.
[0014]
Also, if the matching value during the previous process is set as the preset value, the preset value can be easily set, the trend of the change in the matching value from before the previous time is calculated, and the previous matching value is corrected by the trend. If the preset value is used, the preset value can be set with high precision, and the joining can be quickly and accurately performed.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the high-frequency plasma generator of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a chamber for generating plasma 2, and reference numeral 3 denotes a high-frequency power supply. An impedance matching machine 4 is interposed between the chamber 1 and the high-frequency power supply 3. The impedance matching machine 4 includes a coil 5 and capacitors 6 and 7. In matching the impedance, one or both of the coil and the capacitor are adjusted to be variable. In the example of FIG. 1, the capacitors 6 and 7 are variable.
[0017]
The capacitors 6 and 7 are driven by motors 8 and 9, respectively, and are configured to adjust the electric capacity of the capacitors 6 and 7 to achieve impedance matching. Reference numeral 10 denotes a sensor, and a matching control unit 11 drives the motors 8 and 9 based on the detection information, and automatically follows an impedance change accompanying a change in the state of the plasma in the chamber 1 to perform impedance matching. Is configured.
[0018]
Further, the matching control unit 11 includes a storage unit 12 for storing the impedance matching value at the time of performing the plasma processing according to the process processing conditions. The preset value of the matching value is set based on the storage of the matching value. Reference numeral 13 denotes a device-side controller that controls the overall operation of the high-frequency plasma generator, and the storage unit 12 may be provided in the device-side controller 13.
[0019]
In the above configuration, as shown in FIG. 2, at the start of each process (the (n + 1) th process), the preset value of the impedance matching value is determined based on the past matching value similar to the discharge condition. As the matching value, the time when the reflected wave disappears after the start of the matching is taken. In addition, as the past matching value, as shown in FIG. 2, it is conceivable that the matching value of the immediately preceding (n-th) process processing is used as it is.
[0020]
Further, in order to obtain the preset value with higher accuracy, it is possible to calculate the trend of the change of the matching value, perform the trend correction on the previous matching value, and use the result as the preset value for the next processing.
[0021]
By controlling the preset value of the impedance matching machine 4 as described above, it is possible to realize a high-frequency plasma generator capable of quickly achieving impedance matching even if process processing is repeated.
[0022]
【The invention's effect】
According to the high-frequency plasma generation method and apparatus of the present invention, each time a plasma is generated, the matching value of the impedance matching machine is stored, and at the start of the process processing, the process processing condition is set based on the previously stored matching value. By setting a preset value corresponding to the above, impedance matching can be quickly and accurately performed, and efficient high-frequency plasma can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an impedance matching machine in a high-frequency plasma generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a state where impedance matching is performed in the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a case where matching is performed without performing a preset in a conventional example.
FIG. 4 is an explanatory diagram in a case where a preset of a conventional example is fixedly set and matching is performed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Plasma 3 High frequency power supply 4 Impedance matching machine 11 Matching control unit 12 Storage unit
