JP2005259941A - Sputter etching apparatus, sputter etching system, and sputter etching method - Google Patents

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Junichi Uchida
淳一 内田
Yuichi Harano
雄一 原野
Shinichi Ishida
進一 石田
Daisuke Ono
大輔 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect abnormal discharge related with defective products in the sputter etching utilizing high frequency plasma. <P>SOLUTION: Abnormal discharge is detected using, as the detection index of abnormal discharge, a change in the voltage such as high frequency load voltage or the like indicating the operating condition of matching in the sputter etching for conducting the matching for controlling reflection wave for the progressing wave. Generation of a large amount of defective products based on abnormal discharge can be prevented through interlocking by turning off the switch of a high frequency power supply to stop the operation of a sputter etching apparatus 100 based on detection of such abnormal discharge. Operation of the sputter etching apparatus 100 is quickly stopped when abnormal discharge is generated by connecting an abnormal discharge detecting means 20 to a matching box 17 of the sputter etching apparatus 100 and also connecting an abnormal discharge processing means 30 such as an interlocking means 30a or the like to the abnormal discharge detecting means 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高周波プラズマを用いたスパッタエッチング技術に関し、製品不良に繋がる異常放電の検知、及び異常放電に基づく製品不良の大量作り込み防止に有効に適用できる技術である。   The present invention relates to a sputter etching technique using high-frequency plasma, and is a technique that can be effectively applied to detection of abnormal discharge leading to product defects and prevention of mass production of product defects based on abnormal discharge.

半導体装置の製造においては、ウエハ表面のクリーニング目的として、例えば、薄膜上に形成された自然酸化膜を除去するために、スパッタエッチング処理を施す場合がある。かかるスパッタエッチング処理においては、高周波領域の交流電界により生成されたプラズマを用いる技術が知られている。   In manufacturing a semiconductor device, for the purpose of cleaning the wafer surface, for example, a sputter etching process may be performed to remove a natural oxide film formed on a thin film. In such sputter etching processing, a technique using plasma generated by an alternating electric field in a high frequency region is known.

プラズマ処理に際しては、異常放電の発生により、異物不良等の製品ウエハの不良が発生する。しかし、製品ウエハの不良は、リアルタイムに確認することができず、所定枚数処理後の検査時等に発見することができるものである。そのため、場合によっては、検査時等の不良発見により異常放電が発生していることが確認されるまでに、大量の製品ウエハの不良を作り込む虞がある。さらに、作り込まれた不良の製品ウエハは、後工程の処理に移行している場合もあり、甚大な損害を与えることとなる。そこで、かかる重大な製品不良に繋がる異常放電の検知技術が求められていた。   In the plasma processing, a product wafer failure such as a foreign matter failure occurs due to the occurrence of abnormal discharge. However, the defect of the product wafer cannot be confirmed in real time and can be found at the time of inspection after processing a predetermined number of sheets. Therefore, in some cases, there is a possibility that a large number of product wafer defects may be created before it is confirmed that an abnormal discharge has occurred due to the defect detection at the time of inspection or the like. In addition, a defective product wafer that has been built may be transferred to a subsequent process, which causes serious damage. Therefore, there has been a demand for a technique for detecting abnormal discharge that leads to such a serious product failure.

異常放電の監視技術としては、例えば、高周波放電によるアルゴンプラズマを用いたアルゴンスパッタエッチング装置において、異常放電発生時には、通常処理時とは異なる発光強度が見られることに着目し、発光強度の変化が検知し易い705nmの特定波長で発光強度を監視する技術が提案されている(特許文献1参照)。   As an abnormal discharge monitoring technique, for example, in an argon sputter etching apparatus using argon plasma by high-frequency discharge, paying attention to the fact that emission intensity different from that in normal processing is seen when abnormal discharge occurs, the change in emission intensity changes. A technique for monitoring emission intensity at a specific wavelength of 705 nm that is easy to detect has been proposed (see Patent Document 1).

一方、プラズマ処理における異常放電が、プラズマ処理圧力の変動に基づくという知見から、プラズマ処理中の処理圧力を監視して、処理圧力が設定圧力の上限を越えた場合に異常と判断する技術も提案されている(特許文献2参照)。
特開平5−226296号公報 特開2002−313775号公報
On the other hand, based on the knowledge that abnormal discharge in plasma processing is based on fluctuations in plasma processing pressure, we also propose a technology that monitors processing pressure during plasma processing and determines that it is abnormal when the processing pressure exceeds the upper limit of the set pressure (See Patent Document 2).
JP-A-5-226296 JP 2002-313775 A

本発明者は、高周波プラズマを用いたスパッタエッチング処理において、異常放電に基づくウエハ不良の発生を防止すべく種々の検討を行ってきた。   The present inventor has made various studies in order to prevent the occurrence of wafer defects due to abnormal discharge in sputter etching processing using high-frequency plasma.

前記提案の異常放電の監視技術も優れたものではあるが、例えば、特許文献1に記載の技術では、異常放電を特定波長における発光強度の変化として検知する技術であるため、発光強度の検出のための分光器等の測定装置が必要となる。また、かかる分光器等を、スパッタエッチング装置と連動させる構成も求められる。   Although the proposed abnormal discharge monitoring technique is excellent, for example, the technique described in Patent Document 1 is a technique for detecting abnormal discharge as a change in emission intensity at a specific wavelength. Therefore, a measuring device such as a spectroscope is required. Further, a configuration in which such a spectroscope or the like is interlocked with a sputter etching apparatus is also required.

近年、半導体装置の製造分野ではその省スペース化が積極的に進められ、装置構成もその小型化が強く要請されている。しかし、上記構成は、本来のスパッタエッチング装置の他に、分光器等の付帯構成が必要となり、さらに機器構成の連動を保つための制御の開発もあり、かかる要請に応え難い。   In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, space saving has been actively promoted, and there is a strong demand for downsizing of the device configuration. However, the above configuration requires an additional configuration such as a spectroscope in addition to the original sputter etching apparatus, and further, there is a development of control for maintaining the interlocking of the device configuration, and it is difficult to meet such a request.

一方、特許文献2の技術は、プラズマ処理時の圧力変動を監視することで異常放電の検知を行うもので、優れた技術ではあるが、本発明者の実験では、製品不良に繋がる異常放電が発生していたにもかかわらず圧力変動を見出すことはできなかった。   On the other hand, the technique of Patent Document 2 detects abnormal discharge by monitoring pressure fluctuations during plasma processing, and is an excellent technique. However, in the experiment of the present inventors, abnormal discharge that leads to product failure is detected. Despite the occurrence, pressure fluctuations could not be found.

そこで、本発明者は、異常放電の検出に際して、鋭敏な応答性を有する検知指標を新たに見出すことができないかと考えた。併せて、かかる検知指標の監視に際して、特段の付帯設備等の設置を必要としなければなお好ましい。   Therefore, the present inventor has wondered whether a new detection index having a sensitive response can be found when detecting abnormal discharge. At the same time, it is preferable that special incidental facilities or the like are not required for monitoring the detection index.

本発明の目的は、プラズマを用いたスパッタエッチング工程の製品不良に繋がる異常放電の検出を行えるようにすることにある。   An object of the present invention is to enable detection of abnormal discharge that leads to product failure in a sputter etching process using plasma.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

高周波プラズマを用いたスパッタエッチングにおいて、入射波に対しての反射波を抑えることでエッチング処理を有効に機能させるマッチング機構における電気的物理量を、鋭敏な応答性を有する異常放電の検知指標として用いた。   In sputter etching using high-frequency plasma, the electrical physical quantity in the matching mechanism that effectively functions the etching process by suppressing the reflected wave with respect to the incident wave was used as an abnormal discharge detection index with sharp response. .

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

異常放電の検知に際して鋭敏な応答性を有する検知指標として、高周波プラズマを用いたスパッタエッチングにおいて入射波に対しての反射波を抑えることでエッチング処理を有効に機能させるマッチング機構における電気的物理量を採用することで、容易に、製品不良に繋がる異常放電の検知を行うことができる。   An electrical physical quantity in the matching mechanism that effectively functions the etching process by suppressing the reflected wave with respect to the incident wave in sputter etching using high-frequency plasma as a detection index that has a sensitive response when detecting abnormal discharge By doing so, it is possible to easily detect abnormal discharge that leads to product failure.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

本実施の形態では、スパッタエッチングにおける異常放電を検知して、異常放電に基づく製品不良の作り込み防止を図るスパッタエッチング方法、及びそれに使用するスパッタエッチング装置、スパッタエッチングシステムについて説明する。   In the present embodiment, a sputter etching method for detecting abnormal discharge in sputter etching and preventing creation of a product defect based on the abnormal discharge, and a sputter etching apparatus and a sputter etching system used therefor will be described.

図1は、本発明の異常放電の検知指標の検証に用いた高周波プラズマスパッタエッチング装置の概略構成を示す説明図である。図2(a)はウエハ毎の高周波ロード電圧の電圧変化を、(b)はウエハ毎の高周波チューン電圧の電圧変化を、(c)はウエハ毎の電極電圧の電圧変化を、それぞれ模式的に示した説明図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a high-frequency plasma sputter etching apparatus used for verification of an abnormal discharge detection index of the present invention. 2A schematically shows the voltage change of the high frequency load voltage for each wafer, FIG. 2B schematically shows the voltage change of the high frequency tune voltage for each wafer, and FIG. 2C schematically shows the voltage change of the electrode voltage for each wafer. It is explanatory drawing shown.

本発明者は、スパッタエッチング装置において、任意に異常放電を発生させてプラズマ処理に関して何が変化するかを、スパッタエッチング装置に接続したモニターを通して調査した。モニターには、スパッタエッチング装置を作動させるに際しての種々の電圧、電流等の電気的変化が監視できるようにして行った。   The present inventor investigated through a monitor connected to the sputter etching apparatus what changes in the plasma processing by arbitrarily generating abnormal discharge in the sputter etching apparatus. The monitoring was carried out so that various electrical changes such as voltage and current when the sputter etching apparatus was operated could be monitored.

実験に使用したスパッタエッチング装置10は、図1に示すような概略構成を有している。すなわち、スパッタエッチング装置10は、略ドーム状に形成されたSiO2製のベルジャ11を有し、その下方がアルミニウム(Al)製のシールド12で周囲を囲われ、底部側にペデスタルシールド13が設けられている。 The sputter etching apparatus 10 used in the experiment has a schematic configuration as shown in FIG. That is, the sputter etching apparatus 10 has a SiO 2 bell jar 11 formed in a substantially dome shape, the lower part thereof is surrounded by a shield 12 made of aluminum (Al), and a pedestal shield 13 is provided on the bottom side. It has been.

このようにしてベルジャ11、シールド12、ペデスタルシールド13に囲われた内部がプラズマ処理室Aに構成され、プラズマを用いたスパッタエッチングが行われるようになっている。尚、ベルジャ11の外側周囲には、図示はしないが、高周波電源に接続された高周波印加用のコイルが設けられている。   Thus, the interior surrounded by the bell jar 11, the shield 12, and the pedestal shield 13 is configured in the plasma processing chamber A, and sputter etching using plasma is performed. Although not shown, a coil for applying a high frequency connected to a high frequency power source is provided around the outside of the bell jar 11.

ペデスタルシールド13の上に、図1に示すように、ペデスタル14が設けられ、ペデスタル14上にウエハWが載置されている。ペデスタル14は、周囲に石英製のインシュレータ15が設けられて絶縁されている。   As shown in FIG. 1, a pedestal 14 is provided on the pedestal shield 13, and a wafer W is placed on the pedestal 14. The pedestal 14 is insulated by being provided with a quartz insulator 15 around it.

また、ウエハW側には、ペデスタル14に接続した印加部16から高周波が印加されるようになっている。印加部16には、図1に示すように、マッチングボックス17を介して高周波電源18が接続されて、ペデスタル14が電極として機能している。   Further, a high frequency is applied to the wafer W side from an application unit 16 connected to the pedestal 14. As shown in FIG. 1, a high-frequency power source 18 is connected to the application unit 16 via a matching box 17, and the pedestal 14 functions as an electrode.

かかる構成のスパッタエッチング装置10では、シールド12とペデスタルシールド13との間に設けた給気口から、内部を低圧にした状態で所定圧力になるまで、例えばArガス等をプラズマ処理室A内に入れる。その状態で、ベルジャ11の外側に設けた高周波印加用コイルを介して高周波を印加することで、プラズマ処理室A内にアルゴン(Ar)プラズマを発生させる。   In the sputter etching apparatus 10 having such a configuration, for example, Ar gas or the like is introduced into the plasma processing chamber A from the air supply port provided between the shield 12 and the pedestal shield 13 until the internal pressure is reduced to a predetermined pressure. Put in. In this state, argon (Ar) plasma is generated in the plasma processing chamber A by applying a high frequency via a high frequency application coil provided outside the bell jar 11.

発生したArプラズマでは、Arプラズマ中のAr+が、陰極として機能するペデスタル14に載せられたウエハWに向けて進行波として流れ、ウエハW上の例えば自然酸化膜等のエッチング対象に衝突し、結果的にスパッタにより自然酸化膜等を除去することとなる。 In the generated Ar plasma, Ar + in the Ar plasma flows as a traveling wave toward the wafer W placed on the pedestal 14 that functions as a cathode, and collides with an etching target such as a natural oxide film on the wafer W. As a result, the natural oxide film and the like are removed by sputtering.

かかる構成のスパッタエッチングでは、ウエハW上に衝突した陽イオンが反射されると、その分スパッタエッチングの効率は悪くなる。そこで、マッチングボックス17では、可変コンデンサを用いて静電容量を適宜変化させ、ウエハW側のインピーダンスとのマッチング(整合)を行い、スパッタエッチング時における陽イオンからなる進行波のウエハW上での反射波が有効に抑制されるように高周波バイアスを安定して印加している。   In the sputter etching having such a configuration, if the cations colliding with the wafer W are reflected, the efficiency of the sputter etching is deteriorated accordingly. Therefore, in the matching box 17, the capacitance is appropriately changed by using a variable capacitor to perform matching (matching) with the impedance on the wafer W side, and a traveling wave composed of positive ions at the time of sputter etching on the wafer W. A high frequency bias is stably applied so that the reflected wave is effectively suppressed.

本発明者は、かかる構成のスパッタエッチング装置10内で、スパッタエッチング行いながら、インピーダンスを種々変える等して任意に異常放電を発生させ、何が変化するかをモニターした。その結果、マッチングボックス17内で行われるマッチング機能の作動状況を示す電圧等の電気的物量量に鋭敏な変化が観測されることに気がついた。実験では、高周波ロード電圧(RF load電圧)、あるいはRFチューン電圧(RF tune電圧)、あるいはペデスタル14とグランドとの電位を示す電極電圧(VDC)に、鋭敏な反応が見られることに気付いた。 The present inventor monitored what changed by arbitrarily generating abnormal discharge by variously changing impedance while performing sputter etching in the sputter etching apparatus 10 having such a configuration. As a result, it was noticed that a sharp change was observed in the electrical quantity such as a voltage indicating the operating state of the matching function performed in the matching box 17. In the experiment, it was noticed that a sensitive reaction was observed in the high-frequency load voltage (RF load voltage), the RF tune voltage (RF tune voltage), or the electrode voltage (V DC ) indicating the potential between the pedestal 14 and the ground. .

これまでは、かかるマッチング機構では、反射波の抑制を制御するため、可変コンデンサを自動的に変化させているため、当然にマッチング機能に関わる電気的物理量である測定値も変化している筈で、かかる時間的に変化する値から変化値を読み取ることができるとの発想はなかった。   Until now, in such a matching mechanism, the variable capacitor is automatically changed in order to control the suppression of reflected waves, so naturally the measured value that is the electrical physical quantity related to the matching function should also change. There was no idea that the change value could be read from the time-varying value.

しかし、本発明者の実験では、確かにオートマッチングすることで、確かに変化はしているが、異常放電に関わる変化は、かかるオートマッチングに際しての平均的な変化に比べて格段に大きいことが確認された。不良を発生させない場合の変化は、多少の大きな変化はあっても、比較的平均化されて小さなものと見做すことができ、異常放電時に示す場合の変化度合いは極めて大きなものであることが確認された。かかる現象は、本発明者において、初めて見出されたものである。   However, in the experiment of the present inventor, although it is certainly changed by auto-matching, the change related to abnormal discharge may be much larger than the average change during auto-matching. confirmed. The change in the case of not causing a defect can be considered to be relatively averaged and small even if there is some large change, and the degree of change in the case of abnormal discharge may be extremely large confirmed. Such a phenomenon has been found for the first time by the present inventors.

図2(a)、(b)、(c)に、かかる様子を模式的に示した。図2(a)は、ウエハをスパッタエッチング処理した際の高周波ロード電圧の最大値と最小値を、ウエハ毎に一本の線として示している。縦軸に高周波ロード電圧(mV)を、横軸にウエハ数を示している。   Such a state is schematically shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c). FIG. 2A shows the maximum value and the minimum value of the high-frequency load voltage when the wafer is sputter-etched as one line for each wafer. The vertical axis represents the high frequency load voltage (mV), and the horizontal axis represents the number of wafers.

図2(a)に示す結果は、同一レシピのスパッタエッチングで、同一製品、同一工程、同一スパッタエッチング装置を用いて、一枚ずつスパッタエッチングを実際に行い、スパッタエッチング中の電気的物理量である高周波ロード電圧の変化を記録して得られたものである。併せて、処理したウエハの異物数を検査した。この結果、異物数が明らかに大きなウエハでは、スパッタエッチング処理に際して記録していた高周波ロード電圧において、それまでの電圧変化の最大値の推移からは見られないような顕著な最大値の変化が見られた。異常放電は、図2(a)では、9枚目のウエハの処理において最初の異常放電が発生している。実験では、最初の異常放電が発生してから、その後も異常放電が引き続き発生し続ける傾向があった。   The result shown in FIG. 2A is an electrical physical quantity during sputter etching by performing sputter etching one by one using the same product, the same process, and the same sputter etching apparatus with sputter etching of the same recipe. This is obtained by recording the change of the high frequency load voltage. In addition, the number of foreign matters on the processed wafer was inspected. As a result, on wafers with a clearly large number of foreign particles, the maximum load value recorded during the sputter etching process shows a noticeable change in the maximum value that cannot be seen from the change in the maximum value of the voltage change until then. It was. In FIG. 2A, the abnormal discharge is the first abnormal discharge in the processing of the ninth wafer. In the experiment, after the first abnormal discharge occurred, the abnormal discharge continued to occur after that.

このような実験を多数枚行うことで、異物不良が発生しているウエハでは、スパッタエッチング処理中に、図2(a)に示すような高周波ロード電圧の最大値、あるいは最小値に異常な変化が生じることが確認された。図2(a)に示す場合は、異常放電による変化が電圧変化の最大値側で発生している場合を示しているが、最小値側で発生する場合もある。あるいは、最大値側、最小値側の双方で発生する場合がある。   By performing such an experiment on a large number of wafers, an abnormal change to the maximum value or the minimum value of the high-frequency load voltage as shown in FIG. Was confirmed to occur. The case shown in FIG. 2A shows a case where the change due to abnormal discharge occurs on the maximum value side of the voltage change, but it may occur on the minimum value side. Or it may occur on both the maximum value side and the minimum value side.

図2(b)、(c)は、それぞれ高周波チューン電圧、電極電圧(VDC)に関して、それぞれの電圧変化を図2(a)と同様にして示したものである。図2(b)では、縦軸には高周波チューン電圧(mV)を横軸にウエハ数を、図2(c)では縦軸に電極電圧(V)を横軸にウエハ数を示している。図2(b)では、異常放電を示す電圧変化が、最小値側で発生している場合を示し、図2(c)では、異常放電が最大値、最小値側で発生している場合を、それぞれ模式的に示している。 FIGS. 2B and 2C show the respective voltage changes in the same manner as in FIG. 2A with respect to the high-frequency tune voltage and the electrode voltage (V DC ). In FIG. 2B, the vertical axis represents the high frequency tune voltage (mV) on the horizontal axis, and in FIG. 2C, the vertical axis represents the electrode voltage (V) on the horizontal axis. FIG. 2B shows a case where a voltage change indicating abnormal discharge occurs on the minimum value side, and FIG. 2C shows a case where abnormal discharge occurs on the maximum value and minimum value side. , Respectively.

また、一枚のウエハにおける異常放電に際して電圧変化は、マッチングにおける高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の全てにおいて発生しているものと考えられるが、実験では通常放電を行っている場合との差が小さく、単独では判別し難い場合もあった。また、実験では、高周波ロード電圧と高周波チューン電圧の双方で、前後の通常放電の場合との判別がし難い程に電圧変化が小さい場合はなく、少なくともいずれか一方は判別可能な程に通常放電の場合よりも顕著な変化が発生していた。電極電圧では、必ず、異常放電の判別が可能な程に、顕著な電圧変化が見られた。   In addition, the voltage change during abnormal discharge in one wafer is considered to occur in all of the high-frequency load voltage, high-frequency tune voltage, and electrode voltage in the matching, but in the experiment, it is considered that normal discharge is performed. In some cases, the difference was small and it was difficult to distinguish by itself. In addition, in the experiment, there is no case where the voltage change is so small that it is difficult to distinguish between the normal discharge before and after both the high-frequency load voltage and the high-frequency tune voltage, and at least one of the normal discharges can be distinguished. The change was more noticeable than in the case of. In the electrode voltage, a remarkable voltage change was always observed so that abnormal discharge could be discriminated.

そこで、本発明者は、より確実には、高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧のうち任意の二つを、あるいは三者全てを、異常放電の検知指標として用いて、監視することが好ましいと考えた。   Therefore, the present inventor preferably monitors more reliably using any two of the high-frequency load voltage, high-frequency tune voltage, and electrode voltage, or all three as detection indicators for abnormal discharge. I thought.

勿論場合によっては、高周波ロード電圧、あるいは高周波チューン電圧、あるいは電極電圧のいずれかの電気的物理量を異常放電の検知指標として用いることができるが、前述の如く、高周波ロード電圧、高周波チューン電圧の場合には、判別し難い場合も発生するので、感度を高く設定する等の処置が必要となる場合が想定される。   Of course, depending on the case, an electrical physical quantity of either a high frequency load voltage, a high frequency tune voltage, or an electrode voltage can be used as an abnormal discharge detection index. However, it may occur that it is difficult to discriminate, and it may be necessary to take a measure such as setting the sensitivity high.

このようにして、上記高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧は、スパッタエッチングにおける異常放電に際して顕著な電圧変化を与えるため、極めて鋭敏な応答性を有する検知指標として用いることができることが判明したが、かかる電圧変化を検知指標として使用するに際しては、例えば、次のようにすればよい。   In this way, it has been found that the high-frequency load voltage, high-frequency tune voltage, and electrode voltage can be used as detection indicators having extremely sensitive response because they give significant voltage changes during abnormal discharge in sputter etching. When using such a voltage change as a detection index, for example, the following may be performed.

すなわち、高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の各々に対して、所定の電圧レベルに、電圧閾値を設定して、かかる電圧閾値を越えた場合には、異常放電が発生したと検知するようにすればよい。   That is, for each of the high frequency load voltage, the high frequency tune voltage, and the electrode voltage, a voltage threshold is set to a predetermined voltage level, and when the voltage threshold is exceeded, it is detected that an abnormal discharge has occurred. You can do it.

かかる電圧閾値の設定は、前述のように、多数枚のウエハに際してスパッタエッチングを実際に行い、その際の電圧変化を記録して、かかる多数枚のウエハの電圧変化の最大値、最小値のそれぞれの平均値に基づき、かかる平均値に所定電圧を上乗せするようにして設定すればよい。   As described above, the voltage threshold is set by actually performing sputter etching on a large number of wafers, recording the voltage change at that time, and setting the maximum value and the minimum value of the voltage change on the large number of wafers. Based on the average value, a predetermined voltage may be added to the average value.

図3(a)には、電極電圧に対して電圧閾値を設定した場合を、電極電圧の電圧変化をウエハ毎に監視するモニター画面に表示した様子を示す。図3(a)では、電圧閾値L1+が電圧変化の最大値側に、電圧閾値L1-が電圧変化の最小値側にそれぞれ設定されている。 FIG. 3A shows a state in which a voltage threshold value is set for the electrode voltage, which is displayed on a monitor screen for monitoring the voltage change of the electrode voltage for each wafer. In FIG. 3A, the voltage threshold L1 + is set on the maximum value side of the voltage change, and the voltage threshold L1 is set on the minimum value side of the voltage change.

電圧変化がかかる電圧閾値L1+、L1-を越えた場合には、異常放電が発生したと判断して、異常放電発生に対しての処理を行えばよい。尚、本明細書で電圧閾値を越えるとは、電圧閾値を含める場合でも、あるいは電圧閾値を含めない場合でも、いずれの場合をも意味するものと解釈して構わない。図3(a)では、最初の異常放電の発生が検知された時点でスパッタエッチングの処理を停止させた状態を示している。 When the voltage change exceeds the voltage thresholds L1 + and L1 , it is determined that abnormal discharge has occurred, and processing for occurrence of abnormal discharge may be performed. In the present specification, exceeding the voltage threshold may be interpreted to mean either case of including the voltage threshold or not including the voltage threshold. FIG. 3A shows a state in which the sputter etching process is stopped when the first occurrence of abnormal discharge is detected.

このようにして異常放電の発生が検知された場合には、異常放電発生をスパッタエッチング装置のオペレータ等に報知したり、あるいは、スパッタエッチング装置を停止させる等のインターロックをかけたりして、異常放電発生時の処理を自動的に行えるようにしておけばよい。   When the occurrence of abnormal discharge is detected in this way, the abnormal discharge occurrence is notified to the operator of the sputter etching apparatus, or the sputter etching apparatus is stopped, etc. What is necessary is just to be able to perform the process at the time of discharge generation automatically.

報知手段としては、スパッタエッチング装置あるいはスパッタエッチング工程でブザー警告、あるいは音声警告、あるいは点滅灯等の報知手段を用いればよい。あるいは、スパッタエッチング装置、スパッタエッチング工程の管理モニター等の監視用モニターに異常発生警告表示を出したりしても構わない。   As the notification means, a notification means such as a buzzer warning, a voice warning, or a flashing lamp may be used in the sputter etching apparatus or the sputter etching process. Alternatively, an abnormality occurrence warning may be displayed on a monitoring monitor such as a sputter etching apparatus or a sputter etching process management monitor.

また、インターロック手段としては、例えば、スパッタエッチング装置の停止を行う手段が考えられる。例えば、スパッタエッチング装置の高周波電源の供給を停止したり、あるいは、当座のスパッタエッチング処理を終了させた段階でスパッタエッチング装置の作動電源をオフにする等の手段が考えられる。かかるインターロックがかかったときは、改めてリセットをかけなければ次のウエハ処理が行えないようにしておけばよい。   Further, as the interlock means, for example, a means for stopping the sputter etching apparatus can be considered. For example, means for stopping the high-frequency power supply of the sputter etching apparatus or turning off the operating power of the sputter etching apparatus when the current sputter etching process is finished can be considered. When such an interlock is applied, it is only necessary to prevent the next wafer processing from being performed unless reset is performed again.

このようにインターロックをかけることで、最初の異常放電が検知された時点で図3(a)に示すように装置停止が行われ、検査時に不良発生を見つけるまでに大量の不良を作り込む虞がない。異常放電発生検知により、プラズマ発生用の高周波印加が停止され、停止したスパッタエッチング装置の点検、整備が行える。   By applying the interlock in this way, when the first abnormal discharge is detected, the apparatus is stopped as shown in FIG. 3A, and a large number of defects may be created before the occurrence of defects is found during inspection. There is no. By detecting the occurrence of abnormal discharge, the high-frequency application for plasma generation is stopped, and the stopped sputter etching apparatus can be inspected and maintained.

図3(b)には、電極電圧に対して複数の電圧閾値を設定している場合を示す。電圧閾値L1+、L2+が電圧変化の最大値側に、電圧閾値L1-、L2-が電圧変化の最小値側にそれぞれ設定されている。かかる構成では、電圧変化が電圧閾値L1+、L1-を越えて、
電圧閾値L2+、L2-を越えない場合には、異常放電発生の危険性があるという危険予告報知を行う。かかる危険予告に際しては、メンテナンス時期を早める等の処置をとり、異常放電の予防策を取ることができる。
FIG. 3B shows a case where a plurality of voltage thresholds are set for the electrode voltage. The voltage thresholds L1 + and L2 + are set on the maximum value side of the voltage change, and the voltage thresholds L1 and L2 are set on the minimum value side of the voltage change. In such a configuration, the voltage change exceeds the voltage thresholds L1 + and L1 ,
If the voltage thresholds L2 + and L2 are not exceeded, a warning notice is given that there is a risk of abnormal discharge. In the case of such danger notice, it is possible to take measures such as advancing the maintenance period and take measures to prevent abnormal discharge.

電圧変化が電圧閾値L2+、L2-を越えた場合に、前記の如く異常放電が発生したと判断を行い、インターロックをかけることで、前記の如く、プラズマ発生用の高周波印加を停止する等、スパッタエッチング装置の停止を行うようにすればよい。図3(b)では、最初の異常放電の発生を検知した時点で装置停止が行われた様子を示している。 When the voltage change exceeds the voltage thresholds L2 + and L2 , it is determined that the abnormal discharge has occurred as described above, and the application of the high frequency for plasma generation is stopped as described above by applying the interlock. Then, the sputter etching apparatus may be stopped. FIG. 3B shows a state in which the apparatus is stopped when the first occurrence of abnormal discharge is detected.

また、本発明者は、かかる高周波ロード電圧、あるいは高周波チューン電圧、あるいは電極電圧のモニターを行うことで、同一レシピに基づく同一製品のスパッタエッチングでも、複数の同一機種のスパッタエッチング装置間では、装置間機差が発生していることを見出した。すなわち、装置毎に最大値、最小値の発生レベルが異なることを見出した。そこで、スパッタエッチング装置毎に、前記電圧閾値を設定することが必要である。   In addition, the present inventor can monitor the high-frequency load voltage, high-frequency tune voltage, or electrode voltage so that the sputter etching of the same product based on the same recipe can be performed between a plurality of sputter etching apparatuses of the same model. It was found that there was a machine difference. That is, it has been found that the generation levels of the maximum value and the minimum value are different for each device. Therefore, it is necessary to set the voltage threshold for each sputter etching apparatus.

また、同一製品のウエハを同一スパッタエッチング装置で処理しても、スパッタエッチングのレシピが異なれば最大値、最小値の発生レベルが異なることも見出した。さらに、装置、レシピを同一としても、製品種が異なれば、最大値、最小値の発生レベルは異なっている。   It has also been found that even when wafers of the same product are processed by the same sputter etching apparatus, the generation levels of the maximum value and the minimum value are different if the sputter etching recipe is different. Furthermore, even if the apparatus and the recipe are the same, if the product type is different, the generation levels of the maximum value and the minimum value are different.

そこで、異常放電の発生を検知する検知指標として、上記高周波ロード電圧、あるいは高周波チューン電圧、あるいは電極電圧を用いる際には、製品毎、スパッタエッチング装置毎、レシピ毎のそれぞれの要素毎に設定することが必要と考えられる。   Therefore, when using the high-frequency load voltage, high-frequency tune voltage, or electrode voltage as a detection index for detecting the occurrence of abnormal discharge, it is set for each element for each product, for each sputter etching apparatus, and for each recipe. It is considered necessary.

また、本発明者は、上記電圧変化を追跡する中で、電圧閾値を越えて確かに異常放電が発生しても、必ずしも、製品不良に繋がらない場合もあることを見出した。そこで、かかる場合に対しては、異常放電が継続する時間を、検知指標の一つとして加えても構わない。   In addition, the present inventor has found that even when abnormal discharge occurs surely exceeding the voltage threshold in tracking the voltage change, it does not necessarily lead to product failure. Therefore, for such a case, the time during which abnormal discharge continues may be added as one of the detection indices.

例えば、図4(a)に示すように、電圧閾値L2+を越える電圧変化の継続時間tが、a秒以上継続する場合には異常放電発生と見做すようにしても構わない。図4(b)に示すように、a秒未満では、電圧閾L2+を越えても異常放電発生とは見做さないとすることもできる。 For example, as shown in FIG. 4A, when the duration t of the voltage change exceeding the voltage threshold L2 + continues for a second or more, it may be considered that abnormal discharge has occurred. As shown in FIG. 4B, it can be considered that the abnormal discharge does not occur even if the voltage threshold L2 + is exceeded in less than a seconds.

上記説明のマッチングに関わる高周波ロード電圧、あるいは高周波チューン電圧、あるいは電極電圧を検知指標として用いてスパッタエッチングを行うには、図5に示すようなスパッタエッチング装置を用いればよい。   In order to perform the sputter etching using the high frequency load voltage, the high frequency tune voltage, or the electrode voltage related to the matching described above as a detection index, a sputter etching apparatus as shown in FIG. 5 may be used.

すなわち、図5では、スパッタエッチング装置100は、例えば、図1に示すと同様にして処理室A等が構成されている。マッチングボックス17に、異常放電検出手段20として、例えば、マッチング時の高周波ロード電圧と電極電圧の電圧変化をモニターするコンピュータ20aが接続されている。コンピュータ20aでは、上記電極電圧の変化が、予め設定した電圧閾値を越えるか否か追跡し、越えた場合には異常放電発生と判断するようになっている。   That is, in FIG. 5, the sputter etching apparatus 100 includes a processing chamber A and the like in the same manner as shown in FIG. For example, a computer 20a is connected to the matching box 17 as the abnormal discharge detecting means 20 for monitoring the voltage change of the high-frequency load voltage and the electrode voltage during matching. The computer 20a tracks whether or not the change in the electrode voltage exceeds a preset voltage threshold value, and when it exceeds, it is determined that an abnormal discharge has occurred.

さらに、コンピュータ20aには、電圧閾値の設定更新を行う設定手段21が設けられている。かかる設定手段21は、コンピュータ20aの演算処理機能、記憶機能を用いて、ウエハのスパッタエッチング処理における電圧変化を記憶し、過去の記憶している電圧変化の最大値、最小値の平均値を算出するようになっている。算出した平均の最大値、最小値に対して、予め設定した電圧を上乗せして、電圧閾値を更新設定することができるようになっている。   Furthermore, the computer 20a is provided with setting means 21 for updating the setting of the voltage threshold value. The setting means 21 stores the voltage change in the sputter etching process of the wafer using the arithmetic processing function and the storage function of the computer 20a, and calculates the average value of the maximum value and the minimum value of the voltage change stored in the past. It is supposed to be. The voltage threshold can be updated and set by adding a preset voltage to the calculated average maximum and minimum values.

かかる過去の電圧変化の平均値を求めるには、予め、設定した所定のウエハ枚数毎に定期的に更新設定を自動的に行えばよい。かかる更新設定を可能に構成することで、平均電圧が変化している場合でも、定期的に平均電圧の変化推移に沿って、電圧閾値の設定を行うことができる。かかる電圧閾値の設定状況を、図6に示した。   In order to obtain the average value of the past voltage changes, the update setting may be automatically performed periodically every predetermined number of wafers set in advance. By configuring so that such update setting is possible, even when the average voltage is changing, the voltage threshold value can be set periodically along the change transition of the average voltage. The setting condition of such a voltage threshold is shown in FIG.

さらには、コンピュータ20aに、過去のスパッタエッチングの電圧変化の電圧閾値を越えた電圧変化の継続時間と、品質管理時等の検査におけるその製品の不良結果との突合わせた結果を入力しておき、異常放電発生の判断に使用する継続時間の設定値を、必要に応じて自動的に更新変更するようにしても構わない。   Furthermore, the computer 20a is inputted with the result of matching the duration of the voltage change exceeding the voltage threshold of the past sputter etching voltage change with the defective result of the product in the inspection at the time of quality control or the like. The set value of the duration used for determining the occurrence of abnormal discharge may be automatically updated and changed as necessary.

さらには、スパッタエッチング装置100では、投入する製品毎に、レシピ毎に、工程毎に電圧閾値の設定を自動的に変更するようになっている。かかる電圧閾値の設定変更は、コンピュータ20aに記憶させた過去の製品種、レシピ種、工程種毎の電圧閾値を、適宜呼び出して設定変更すればよい。   Furthermore, in the sputter etching apparatus 100, the setting of the voltage threshold is automatically changed for each process for each product to be input and for each recipe. The voltage threshold setting can be changed by appropriately calling the voltage threshold for each past product type, recipe type, and process type stored in the computer 20a.

コンピュータ20aには、図5に示すように、異常放電時処理手段30としてのインターロック手段30aが接続され、コンピュータ20aから異常放電発生の指令を受けて、スパッタエッチング装置の停止指令を出すことができるようになっている。図5に示す場合には、インターロック手段30aは、高周波電源18に接続され、異常放電発生の指令に基づき、高周波電源18のスイッチをオフにして、処理室A内でのプラズマ発生を停止するようになっている。   As shown in FIG. 5, the computer 20a is connected to an interlock unit 30a as a processing unit 30 at the time of abnormal discharge, and can receive a command to generate an abnormal discharge from the computer 20a and issue a command to stop the sputter etching apparatus. It can be done. In the case shown in FIG. 5, the interlock means 30 a is connected to the high frequency power supply 18, and switches off the high frequency power supply 18 based on a command for occurrence of abnormal discharge to stop plasma generation in the processing chamber A. It is like that.

このようにインターロックをかけてプラズマ発生を停止させることにより、スパッタエッチングの継続処理による大量の不良品の作り込みを防止することができる。さらに、プラズマ発生を停止させることにより、スパッタエッチング装置の異常放電が継続することによる処理室Aを構成するベルジャ11、シールド12等の焼損の拡大を回避することもでき、正常スパッタエッチングの再開作業を早めることができる。   By thus interlocking and stopping the generation of plasma, it is possible to prevent a large amount of defective products from being created by the sputter etching continuation process. Further, by stopping the generation of plasma, it is possible to avoid the expansion of burnout of the bell jar 11, the shield 12, etc. constituting the processing chamber A due to the continued abnormal discharge of the sputter etching apparatus. Can be expedited.

また、図5に示すように、異常放電時処理手段30として、ブザー、音声、点滅灯等の報知手段30bをコンピュータ20aに接続しておき、異常放電の発生をオペレータに知らせるようにしても構わない。   Further, as shown in FIG. 5, as the abnormal discharge processing means 30, a notification means 30b such as a buzzer, sound, flashing light, etc. may be connected to the computer 20a to notify the operator of the occurrence of abnormal discharge. Absent.

異常放電の検出に使用する電圧閾値を複数レベルで設定しておき、前述のように、異常放電発生の危険性を予告する段階では、報知手段30bのみを作動させて、オペレータに次回のメンテナンス時期を早めるように促す等の処置が採れるようにしてもよい。   In the stage where the voltage thresholds used for detecting abnormal discharge are set at a plurality of levels and the risk of occurrence of abnormal discharge is informed as described above, only the notification means 30b is operated, and the operator is informed of the next maintenance time. It may be possible to take measures such as prompting the user to speed up.

図5に示す構成では、上記異常放電検出手段20、異常放電時処理手段30が、スパッタエッチング装置100に組み込まれた構成で、異常放電発生時の処理等は、個々のスパッタエッチング装置100側で行う必要があったが、図7に示すスパッタエッチングシステム200を採用することで、スパッタエッチング工程領域Bから離れた領域で、例えば、半導体プロセスの管理領域Cから、スパッタエッチング装置10の異常放電の監視を行うことができる。   In the configuration shown in FIG. 5, the abnormal discharge detection means 20 and the abnormal discharge processing means 30 are incorporated in the sputter etching apparatus 100, and the processing when an abnormal discharge occurs is performed on the individual sputter etching apparatus 100 side. Although it was necessary to carry out, by adopting the sputter etching system 200 shown in FIG. Monitoring can be performed.

例えば、図7に示すスパッタエッチングシステム200では、複数台のスパッタエッチング装置10が、スパッタエッチング工程領域B内に設置されている。スパッタエッチング装置10は、例えば、図1に示すように構成されている。かかるスパッタエッチング装置10は、半導体製造装置工場内に設けられた基幹ネットワークNを介して、図7に示すように、管理領域C内に設けた異常放電検出手段20のコンピュータ20aに接続されている。コンピュータ20a内には、前記説明の電圧閾値の更新設定を行う設定手段21が設けられている。   For example, in the sputter etching system 200 shown in FIG. 7, a plurality of sputter etching apparatuses 10 are installed in the sputter etching process region B. The sputter etching apparatus 10 is configured, for example, as shown in FIG. The sputter etching apparatus 10 is connected to a computer 20a of the abnormal discharge detection means 20 provided in the management area C as shown in FIG. 7 via a backbone network N provided in the semiconductor manufacturing apparatus factory. . In the computer 20a, there is provided setting means 21 for performing update setting of the voltage threshold described above.

かかるコンピュータ20aは、さらに、モニター40a等に構成された監視手段40に接続されている。監視手段40としてのモニター40aでは、基幹ネットワークNを介して個々のスパッタエッチング装置10に接続する異常放電検出手段20のコンピュータ20aでリアルタイムに追跡している電圧変化が画面表示されて、オペレータが目視で監視できるようになっている。   The computer 20a is further connected to monitoring means 40 configured in a monitor 40a and the like. On the monitor 40a as the monitoring means 40, the voltage change tracked in real time by the computer 20a of the abnormal discharge detection means 20 connected to each sputter etching apparatus 10 via the backbone network N is displayed on the screen, and the operator can visually check the change. Can be monitored.

一方、異常放電検出手段20のコンピュータ20aは、図7に示すように、異常放電時処理手段30に接続されている。異常放電発生時処理手段30は、例えば、インターロック手段30a、あるいは図示はしないが報知手段30b等に構成されている。かかる異常放電発生時処理手段30は、基幹ネットワークNを介して個々のスパッタエッチング装置10の、例えば、高周波電源18等に指令伝達可能に接続されている。   On the other hand, the computer 20a of the abnormal discharge detection means 20 is connected to the abnormal discharge processing means 30 as shown in FIG. The abnormal discharge occurrence processing unit 30 is constituted by, for example, an interlock unit 30a or a notifying unit 30b (not shown). The abnormal discharge occurrence processing means 30 is connected to the individual sputter etching apparatus 10 via the backbone network N so as to be able to transmit commands to, for example, the high frequency power source 18.

そこで、異常放電検出手段20からの異常放電発生の指令を異常放電時処理手段30が受けると、例えば、異常放電時処理手段30から、異常放電が発生したスパッタエッチング装置10の高周波電源18の電源スイッチをオフにする等してインターロックをかけ、スパッタエッチング装置10の停止を行う。   Therefore, when the abnormal discharge generation processing unit 30 receives an abnormal discharge generation command from the abnormal discharge detection unit 20, for example, the power supply of the high frequency power supply 18 of the sputter etching apparatus 10 in which the abnormal discharge has occurred from the abnormal discharge processing unit 30. The sputter etching apparatus 10 is stopped by interlocking by turning off the switch.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、上記説明では、マッチングの作動状況を示す電圧変化を検知指標としたが、かかる電圧変化に換算できる電流値、抵抗値等の電気的物理量を直接の検知指標としても構わない。   For example, in the above description, the voltage change indicating the matching operation state is used as the detection index, but an electrical physical quantity such as a current value and a resistance value that can be converted into the voltage change may be used as the direct detection index.

本発明はマッチング機能を有するスパッタエッチングにおける製品不良に繋がる異常放電の検出に有効に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for detecting abnormal discharge that leads to product failure in sputter etching having a matching function.

本発明の異常放電の検知指標の検証に用いた高周波プラズマスパッタエッチング装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the high frequency plasma sputter etching apparatus used for verification of the detection parameter | index of abnormal discharge of this invention. (a)はウエハ毎の高周波ロード電圧の電圧変化を、(b)はウエハ毎の高周波チューン電圧の電圧変化を、(c)はウエハ毎の電極電圧の電圧変化を、それぞれ模式的に示した説明図である。(A) schematically shows the voltage change of the high-frequency load voltage for each wafer, (b) schematically shows the voltage change of the high-frequency tune voltage for each wafer, and (c) shows the voltage change of the electrode voltage for each wafer. It is explanatory drawing. (a)は電圧閾値の設定を最大値側、最小値側に一本設定した場合を示す説明図であり、(b)は電圧閾値の設定を最大値側、最小値側に複数設定した場合を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the case where the setting of one voltage threshold value is set to the maximum value side and the minimum value side, and (b) is the case where a plurality of voltage threshold value settings are set to the maximum value side and the minimum value side. It is explanatory drawing which shows. (a)、(b)は、異常放電発生の検知に際して、電圧閾値を越えた電圧変化の継続時間を加味する場合を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the case where the duration of the voltage change exceeding a voltage threshold value is considered at the time of detection of abnormal discharge generation | occurrence | production. 本発明に関わるスパッタエッチング装置の構成の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of a structure of the sputter etching apparatus concerning this invention. 平均電圧の推移に合わせて電圧閾値の設定を行う場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where a voltage threshold value is set according to transition of an average voltage. 本発明に係るスパッタエッチングシステムの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the sputter etching system which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 スパッタエッチング装置
11 ベルジャ
12 シールド
13 ペデスタルシールド
14 ペデスタル
15 インシュレータ
16 印加部
17 マッチングボックス
18 高周波電源
20 異常放電検出手段
20a コンピュータ
21 設定手段
30 異常放電時処理手段
30a インターロック手段
30b 報知手段
40 監視手段
40a コンピュータ
100 スパッタエッチング装置
200 スパッタエッチングシステム
A 処理室
B スパッタエッチング工程領域
C 管理領域
N 基幹根ネットワーク
L1+ 電圧閾値
L1- 電圧閾値
L2+ 電圧閾値
L2- 電圧閾値
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sputter etching apparatus 11 Berja 12 Shield 13 Pedestal shield 14 Pedestal 15 Insulator 16 Application part 17 Matching box 18 High frequency power supply 20 Abnormal discharge detection means 20a Computer 21 Setting means 30 Abnormal discharge processing means 30a Interlock means 30b Notification means 40 Monitoring means 40a computer 100 sputter etching apparatus 200 sputter etching system A processing chamber B sputter etching process area C management area N backbone network L1 + voltage threshold L1 - voltage threshold L2 + voltage threshold L2 - voltage threshold W wafer

Claims (10)

以下の手段を有するスパッタエッチング装置;
(a)スパッタエッチングに使用する進行波に対しての反射波を抑制するマッチングを行うマッチング手段と、
(b)前記マッチングの作動状況を示す高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化から、前記スパッタエッチングにおける異常放電の発生を検知する異常放電検知手段。
A sputter etching apparatus having the following means;
(A) a matching means for performing matching to suppress a reflected wave with respect to a traveling wave used for sputter etching;
(B) Abnormal discharge detecting means for detecting occurrence of abnormal discharge in the sputter etching from a voltage change of at least one of a high-frequency load voltage, a high-frequency tune voltage, and an electrode voltage indicating the matching operation state.
請求項1記載のスパッタエッチング装置において、
異常放電の検知に基づき、異常放電発生の報知あるいはスパッタエッチング装置の停止の少なくともいずれかの処理を行う異常放電時処理手段を有するスパッタエッチング装置。
The sputter etching apparatus according to claim 1, wherein
A sputter etching apparatus having an abnormal discharge processing means for performing at least one of notification of occurrence of abnormal discharge and stop of the sputter etching apparatus based on detection of abnormal discharge.
以下の手段を有するスパッタエッチング装置;
(a)スパッタエッチングに使用する進行波に対しての反射波を抑制するマッチングを行うマッチング手段と、
(b)前記マッチングの作動状況を示す高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化の最大値あるいは最小値が、設定した電圧閾値を越えた場合に、前記スパッタエッチングにおいて異常放電が発生したと検知する異常放電検知手段と、
(c)異常放電の検知に基づき、異常放電発生の報知あるいはスパッタエッチング装置の停止の少なくともいずれかの処理を行う異常放電時処理手段と、
(d)前記電圧閾値を、直前迄の所定回数のスパッタエッチングにおける前記電圧変化の最大値あるいは最小値の平均電圧に基づき更新設定する設定手段。
A sputter etching apparatus having the following means;
(A) a matching means for performing matching to suppress a reflected wave with respect to a traveling wave used for sputter etching;
(B) Abnormality in the sputter etching when the maximum value or the minimum value of the voltage change of at least one of the high frequency load voltage, the high frequency tune voltage, and the electrode voltage indicating the matching operation state exceeds a set voltage threshold value. Abnormal discharge detection means for detecting that discharge has occurred;
(C) Based on detection of abnormal discharge, abnormal discharge processing means for performing at least one of notification of occurrence of abnormal discharge or stop of the sputter etching apparatus;
(D) Setting means for updating and setting the voltage threshold based on the average voltage of the maximum value or the minimum value of the voltage change in a predetermined number of sputter etchings until immediately before.
以下の手段を有するスパッタエッチングシステム;
(a)スパッタエッチングに使用する進行波に対しての反射波を抑制するマッチングを行うスパッタエッチング装置と、
(b)前記マッチングの作動状況を示す高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化を、前記スパッタエッチングを行う工程領域とは別の領域で監視する監視手段と、
(c)前記電圧変化が、予め設定した電圧閾値を越える場合には、前記スパッタエッチングにおいて異常放電が発生したと判断して、異常放電発生の報知あるいはスパッタエッチング装置の停止の少なくともいずれかの処理を行う異常放電時処理手段と、
A sputter etching system having the following means;
(A) a sputter etching apparatus for performing matching to suppress a reflected wave with respect to a traveling wave used for sputter etching;
(B) monitoring means for monitoring a voltage change of at least one of a high-frequency load voltage, a high-frequency tune voltage, and an electrode voltage indicating the matching operation state in a region different from the process region in which the sputter etching is performed;
(C) When the voltage change exceeds a preset voltage threshold value, it is determined that abnormal discharge has occurred in the sputter etching, and at least one of notification of abnormal discharge occurrence and stop of the sputter etching apparatus is performed. Abnormal discharge treatment means for performing,
以下の手段を有する請求項4記載のスパッタエッチングシステム;
(a)前記電圧閾値を、直前迄の所定回数のスパッタエッチングにおける前記電圧変化の平均電圧に基づき更新設定する設定手段。
The sputter etching system according to claim 4, comprising the following means:
(A) Setting means for updating and setting the voltage threshold based on an average voltage of the voltage change in a predetermined number of sputter etchings up to immediately before.
スパッタエッチングに使用する進行波に対しての反射波を抑制するマッチングの作動状況を示す電気的物理量の変化から、前記スパッタエッチングに際して発生した異常放電を検知するスパッタエッチング方法。   A sputter etching method for detecting an abnormal discharge generated during the sputter etching from a change in an electrical physical quantity indicating a matching operation state for suppressing a reflected wave with respect to a traveling wave used for sputter etching. 請求項6記載のスパッタエッチング方法において、
前記電気的物理量の変化とは、高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の少なくともいずれかの電気的物理量の変化であるスパッタエッチング方法。
The sputter etching method according to claim 6.
The change in the electrical physical quantity is a sputter etching method in which the electrical physical quantity is a change in at least one of a high frequency load voltage, a high frequency tune voltage, and an electrode voltage.
以下のステップを有するスパッタエッチング方法;
(a)スパッタエッチングに使用する進行波に対しての反射波を抑制するマッチングを行うステップと、
(b)前記マッチングの作動状況を示す高周波ロード電圧、高周波チューン電圧、電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化から、前記スパッタエッチングにおける異常放電の発生を検知するステップと、
(c)異常放電の検知に基づき、異常放電発生の報知あるいはスパッタエッチング装置の停止の少なくともいずれかの処理を行うステップ。
A sputter etching method comprising the following steps;
(A) performing a matching for suppressing a reflected wave with respect to a traveling wave used for sputter etching;
(B) detecting the occurrence of abnormal discharge in the sputter etching from a voltage change of at least one of a high-frequency load voltage, a high-frequency tune voltage, and an electrode voltage indicating an operation state of the matching;
(C) A step of performing at least one of notification of occurrence of abnormal discharge and stop of the sputter etching apparatus based on detection of abnormal discharge.
請求項8記載のスパッタエッチング方法において、
前記異常放電の検知とは、前記高周波ロード電圧、前記高周波チューン電圧、前記電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化の最大値あるいは最小値が設定した電圧閾値を越えた場合に、異常放電と判断して検知することであり、
前記電圧閾値は、過去のスパッタエッチングの前記電圧変化の平均値に基づき設定されるスパッタエッチング方法。
The sputter etching method according to claim 8.
The detection of abnormal discharge is determined as abnormal discharge when the maximum value or minimum value of voltage change of at least one of the high-frequency load voltage, the high-frequency tune voltage, and the electrode voltage exceeds a set voltage threshold. Is to detect
The sputter etching method, wherein the voltage threshold is set based on an average value of the voltage change of the past sputter etching.
請求項8記載のスパッタエッチング方法において、
前記異常放電の検知とは、前記高周波ロード電圧、前記高周波チューン電圧、前記電極電圧の少なくともいずれかの電圧変化の最大値あるいは最小値が設定した電圧閾値を越えた場合に、異常放電と判断して検知することであり、
前記電圧閾値は、製品毎、レシピ毎、工程毎、使用するスパッタエッチング装置毎の少なくともいずれかの要素毎に設定されているスパッタエッチング方法。




The sputter etching method according to claim 8.
The detection of abnormal discharge is determined as abnormal discharge when the maximum value or minimum value of voltage change of at least one of the high-frequency load voltage, the high-frequency tune voltage, and the electrode voltage exceeds a set voltage threshold. Is to detect
The voltage threshold value is set for each product, for each recipe, for each process, and for at least one element of each sputter etching apparatus to be used.




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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007214176A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Seiko Epson Corp Method for manufacturing semiconductor device, and plasma processing apparatus
JP2008311338A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Harada Sangyo Kk Vacuum treatment apparatus and abnormal discharge precognition device used therefor, and control method of vacuum treatment apparatus

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