JP2006066779A - プラズマcvd装置、基板処理システム、及び製膜・セルフクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマCVD装置100は、製膜室10と、その製膜室10内に配置された放電電極20と、その放電電極20上の複数の給電点6、7のそれぞれに接続された複数の高周波ケーブル8、9と、電力分配器52を通してそれら複数の高周波ケーブル8、9に高周波電力を供給する高周波電源50と、それら複数の高周波ケーブル8、9のそれぞれに設けられた複数のインピーダンス変更機構4、5と、それら複数のインピーダンス変更機構4、5に接続された調整部60とを備える。この調整部60は、複数のインピーダンス変更機構4、5のそれぞれのインピーダンスZを調整することによって、複数の給電点6、7のそれぞれに供給される高周波電力を自動的に調整する。
【選択図】 図2
Description
図7は、本発明に係る制御装置200の構成例を示すブロック図である。この制御装置200は、入力部210、出力部220、演算処理部(CPU)230、及び記憶部240を備えている。また、記憶部240には、制御プログラム241、製膜データベース242、クリーニングデータベース243が格納されている。
プラズマCVD装置100において、ある時、ある基板30(以下、第1基板30と参照される)の処理が終了したとする。処理後、その第1基板30は、膜厚分布測定装置300に搬入される。膜厚分布測定装置300は、プラズマCVD装置100によって第1基板30に形成された半導体膜の膜厚分布を測定する。そして、膜厚分布測定装置300は、その膜厚分布を示す膜厚分布データD1を制御装置200に出力する。また、プラズマCVD装置100の測定部70は、第1基板30に対する製膜処理時の運転環境を示す運転環境データDCを制御装置200に出力してもよい。ここで、運転環境とは、プラズマCVD装置100内の圧力や温度等を示す。
基板30に対して繰り返し製膜処理を続けると、放電電極20や製膜室10の内壁に半導体膜が付着してくる。この付着した半導体膜は、以下「付着膜」と参照される。このような付着膜は、放電電極20から剥離し、処理中の基板30に降り注ぐ可能性がある。このことは、不良品発生の原因となる。従って、製膜処理を所定の回数繰り返した後、プラズマCVD装置100内を清掃する必要がある。この作業は、「セルフクリーニング」と呼ばれている。
上記のように、製膜処理においてはSiH4が用いられ、セルフクリーニング処理においてはNF3が用いられる。両処理において用いられるガスが異なるため、製膜室10内に発生するプラズマの特性も異なってくる。従って、放電電極20に対する適正なインピーダンスも両処理間で異なってくる。
4、5 インピーダンス変更機構
6、7 給電点
8、9 同軸ケーブル
10 製膜室
11 ガス供給管
12 ガス排気管
15 フランジ
20 放電電極
21 第1X方向電極
22 第2X方向電極
23 Y方向電極
30 基板
41 分岐ケーブル
42 負荷
43 T字コネクタ
45 可変コンデンサ
50 高周波電源
51 マッチングボックス
52 電力分配器
60 調整部
70 測定部
71 センサ群
100 プラズマCVD装置
200 制御装置
210 入力部
220 出力部
230 CPU
240 記憶部
241 制御プログラム
242 製膜データベース
243 クリーニングデータベース
Claims (16)
- 製膜室と、
前記製膜室内に配置された放電電極と、
前記放電電極上の複数の給電点のそれぞれに接続された複数の高周波ケーブルと、
電力分配器を通して前記複数の高周波ケーブルに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記複数の高周波ケーブルのそれぞれに設けられた複数のインピーダンス変更機構と、
前記複数のインピーダンス変更機構に接続された調整部と
を具備し、
前記調整部は、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれのインピーダンスを調整することによって、前記複数の給電点のそれぞれに供給される前記高周波電力を調整する
プラズマCVD装置。 - 請求項1に記載のプラズマCVD装置であって、
前記複数のインピーダンス変更機構は、前記製膜室の外に設けられた
プラズマCVD装置。 - 請求項1又は2に記載のプラズマCVD装置であって、
前記複数のインピーダンス変更機構の各々は、
前記複数の高周波ケーブルのうち対応する一に接続された分岐ケーブルと、
前記分岐ケーブルの端に接続された受動素子と
を備え、
前記調整部は、複数の前記受動素子のそれぞれのインピーダンスを調整することによって、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれのインピーダンスを調整する
プラズマCVD装置。 - 請求項3に記載のプラズマCVD装置であって、
前記受動素子は、可変コンデンサであり、
前記調整部は、複数の前記可変コンデンサのそれぞれの静電容量を調整することによって、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれのインピーダンスを調整する
プラズマCVD装置。 - 請求項3又は4に記載のプラズマCVD装置であって、
前記分岐ケーブルの長さは、前記高周波電源から供給される高周波の波長の半分である
プラズマCVD装置。 - 請求項3乃至5のいずれかに記載のプラズマCVD装置であって、
前記分岐ケーブルの特性インピーダンスは、前記一の高周波ケーブルの特性インピーダンスと等しい
プラズマCVD装置。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載のプラズマCVD装置であって、
前記放電電極は、
第1横方向電極と、
前記第1横方向電極に略平行に配置された第2横方向電極と、
前記第1横方向電極と前記第2横方向電極を接続するように略平行に配置された複数の縦方向電極と
を備え、
前記複数の給電点は、前記第1横方向電極及び前記第2横方向電極上に形成された
プラズマCVD装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載のプラズマCVD装置と、
前記プラズマCVD装置の前記調整部に接続された制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおける前記インピーダンスの調整量と、前記プラズマCVD装置による基板への処理量とを対応付けて格納する製膜データベースを有し、
前記プラズマCVD装置における製膜処理時、
前記制御装置は、前記製膜データベースを参照することによって所望の前記インピーダンスの調整量を決定し、前記調整量を示す制御信号を前記調整部に出力し、
前記調整部は、前記制御信号に応答して、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれの前記インピーダンスを調整する
基板処理システム。 - 請求項8に記載の基板処理システムであって、
前記処理量は、前記基板への製膜速度の分布を示す
基板処理システム。 - 請求項8に記載の基板処理システムであって、
前記処理量は、前記基板への製膜速度の基準値に対する変化量の分布を示す
基板処理システム。 - 請求項8乃至10のいずれかに記載の基板処理システムであって、
前記制御装置に接続された膜厚分布測定装置を更に具備し、
前記膜厚分布測定装置は、前記プラズマCVD装置によって前記基板に形成された膜の厚さ分布を測定し、前記厚さ分布を示す膜厚分布データを前記制御装置に出力し、
前記制御装置は、前記製膜データベースを参照し、前記膜厚分布データが示す前記厚さ分布の分散がより小さくなるように、前記インピーダンスの調整量を更新し、更新された前記調整量を示す前記制御信号を前記調整部に出力する
基板処理システム。 - 請求項11に記載の基板処理システムであって、
前記制御装置は、前記膜厚分布データが示す前記厚さ分布と、更新前の前記調整量とに基づき、前記製膜データベースを更新する
基板処理システム。 - 請求項8乃至12のいずれかに記載の基板処理システムであって、
前記制御装置は、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおける前記インピーダンスの調整量と、前記放電電極に付着した付着膜の分布とを対応付けて格納するクリーニングデータベースを更に有し、
前記プラズマCVD装置におけるセルフクリーニング処理時、
前記制御装置は、前記クリーニングデータベースを参照することによって所望の前記インピーダンスの調整量を決定し、前記調整量を示す制御信号を前記調整部に出力し、
前記調整部は、前記制御信号に応答して、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれの前記インピーダンスを調整する
基板処理システム。 - 請求項13に記載の基板処理システムであって、
前記製膜処理から前記セルフクリーニング処理への転換時、
前記制御装置は、前記クリーニングデータベースを参照することによって、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおける前記インピーダンスの調整量を自動的に決定し、前記調整量を示す前記制御信号を前記調整部に出力し、
前記セルフクリーニング処理から前記製膜処理への転換時、
前記制御装置は、前記製膜データベースを参照することによって、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおける前記インピーダンスの調整量を自動的に決定し、前記調整量を示す前記制御信号を前記調整部に出力する
基板処理システム。 - プラズマCVD装置における製膜方法であって、
前記プラズマCVD装置は、製膜室内に配置された放電電極と、前記放電電極に接続された複数の高周波ケーブルと、前記複数の高周波ケーブルのそれぞれに設けられた複数のインピーダンス変更機構とを備え、
前記製膜方法は、
(A)前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおけるインピーダンスの調整量と、前記プラズマCVD装置による基板への処理量とを対応付けて格納する製膜データベースを提供するステップと、
(B)前記製膜データベースを参照することによって、所望の前記インピーダンスの調整量を決定するステップと、
(C)決定された前記調整量に従い、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれの前記インピーダンスを一括して調整するステップと、
(D)前記複数の高周波ケーブル及び調整された前記複数のインピーダンス変更機構を介して、高周波電力を前記放電電極に供給するステップと
を具備する
プラズマCVD装置における製膜方法。 - プラズマCVD装置におけるセルフクリーニング方法であって、
前記プラズマCVD装置は、製膜室内に配置された放電電極と、前記放電電極に接続された複数の高周波ケーブルと、前記複数の高周波ケーブルのそれぞれに設けられた複数のインピーダンス変更機構とを備え、
前記セルフクリーニング方法は、
(a)前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれにおけるインピーダンスの調整量と、前記放電電極に付着した付着膜の分布とを対応付けて格納するクリーニングデータベースを提供するステップと、
(b)前記クリーニングデータベースを参照することによって、所望の前記インピーダンスの調整量を決定するステップと、
(c)決定された前記調整量に従い、前記複数のインピーダンス変更機構のそれぞれの前記インピーダンスを一括して調整するステップと、
(d)前記複数の高周波ケーブル及び調整された前記複数のインピーダンス変更機構を介して、高周波電力を前記放電電極に供給するステップと
を具備する
プラズマCVD装置におけるセルフクリーニング方法。
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