JP2010232344A - プラズマモニタリング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマチャンバ1内に設置された2個のセンサ10−1,10−2の片方にのみ、外部抵抗素子7を接続している。そのため、2個のセンサ10−1,10−2の上部電極15及び下部電極13間抵抗は互いに異なり、In-situにおいて異なる上部電極15及び下部電極13間の電位差が得られ、且つ、一方のセンサ10−1の上部電極15及び下部電極13間にワイヤ17−11,17−12にて並列接続された外部抵抗素子7の抵抗値は既知であるため、In-situにおいてコンタクトホール1個当りのコンタクトホール側壁16aの抵抗値が得られる。更に、コンタクトホール1個当りの抵抗が得られれば、コンタクトホール1個当りのコンタクトホール側壁16aに流れる電流値を得ることができる。
【選択図】図1
Description
従来の電子遮蔽効果を緩和するための研究において、低抵抗のデポジション膜が形成されるようなプラズマプロセス条件とコンタクトホール側壁抵抗の関係を評価する際、コンタクトホール側壁抵抗をIn-situで測定する方法がこれまでなかったため、プラズマプロセス終了後に、一旦サンプルをプラズマチャンバの外に取り出して大気中において、サンプルにプローブを当て(即ち、コンタクトホールの底と上部間に電圧を印加して)、側壁抵抗を測定する方法が従来の測定方法であった。この場合もし、緩和効果が期待できる低い側壁抵抗を実現するプラズマプロセス条件が明らかになったとしても、プラズマチャンバの外部(即ち、大気中)とプラズマチャンバ内のプラズマ中とでは、水分や温度、真空紫外光等のコンタクトホール側壁抵抗に影響する要素が異なるため、プラズマチャンバ内のIn-situ(プラズマ放電中)では低い抵抗が実現されない可能性が懸念される。つまり、大気中では低抵抗であっても、In-situでは高抵抗であると、電子遮蔽効果の緩和は期待できない。
図1は、本発明の実施例1におけるプラズマモニタリングシステムを示す概略の構成図である。
図2は、図1のプラズマモニタリング方法の説明図である。更に、図3は、図1の等価回路図である。
V=I*R ・・・・・・・(1)
V1<V2・・・・・・・・・・(2)
V1 = R*R0*I/(R+R0) ・・・・・・・・・・(3)
V2 = R*I ・・・・・・・・・・(4)
R=(V2/V1−1)*R0 ・・・・・・・・・・・(5)
Rh=R*(1個のセンサに形成されたコンタクトホールの数)・・・・(6)
Ih=I/(1個のセンサに形成されたコンタクトホールの数)・・・・(7)
本実施例1によれば、プラズマチャンバ1内に設置された2個のセンサ10−1,10−2の片方にのみ、外部抵抗素子7を接続したので、この2個のセンサ10−1,10−2の上部電極15及び下部電極13間抵抗は互いに異なり、In-situにおいて異なる上部電極15及び下部電極13間の電位差が得られ、且つ、一方のセンサ10−1の上部電極15及び下部電極13間にワイヤ17−11,17−12にて並列接続された外部抵抗素子7の抵抗値は既知であるため、動作の説明において示した式(5)、(6)よりIn-situにおいてコンタクトホール1個当りのコンタクトホール側壁16aの抵抗値が得られる。
図4は、本発明の実施例2におけるプラズマモニタリングシステムを示す概略の構成図であり、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通に符号が付されている。
図5は図4のプラズマモニタリング方法の説明図、及び、図6は図4の等価回路図であり、実施例1を示す図2及び図3中の要素と共通の要素には共通に符号が付されている。
V1 = R*R1*I/(R + R1) ・・・・・・・・・・(8)
V2=R*R2*I/(R + R2) ・・・・・・・・・・(9)
R= R1*R2*(V2−V1)/(R2*V1 − R1*V2)・・・(10)
Rh=R*(1個のセンサに形成されたコンタクトホールの数)・・・(11)
Ih=I/(1個のセンサに形成されたコンタクトホールの数)・・・(12)
本実施例2の効果を、実施例1と比較しつつ説明する。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。
1a プラズマ
2 ステージ
6 電圧計
7 外部抵抗素子
7A 可変抵抗素子
10−1,10−2 センサ
11 Si基板
13 下部電極
15 上部電極
16 コンタクトホール
17−11,17−12、17−21,17−22 ワイヤ
Claims (8)
- プラズマチャンバ内に設置され、パターン内に2つ以上の電極が形成されたセンサと、
前記センサにおける前記2つ以上の電極間に電気的に接続された抵抗素子とを用い、
プラズマプロセス中に、その場計測で前記パターン側壁16aの抵抗及び/又は前記パターン側壁16aに流れる電流を測定することを特徴とするプラズマモニタリング方法。 - 前記センサにおける前記2つ以上の電極にワイヤがそれぞれ接続され、前記プラズマチャンバ外に引き出された前記各ワイヤ間に、前記抵抗素子が接続されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマモニタリング方法。
- 第1のパターン内に2つ以上の第1の電極が形成され、前記各第1の電極にそれぞれ接続された第1のワイヤ間に抵抗素子が接続された第1のセンサと、
第2のパターン内に2つ以上の第2の電極が形成され、前記各第2の電極にそれぞれ第2のワイヤが接続された第2のセンサと、をそれぞれ1つ以上用い、
プラズマプロセス中に、その場計測で前記パターン側壁16aの抵抗及び/又は前記パターン側壁16aに流れる電流を測定することを特徴とするプラズマモニタリング方法。 - 前記各第1のワイヤ間電位差及び前記各第2のワイヤ間電位差と、前記抵抗素子の抵抗値とから、前記第1のパターン側壁16a及び前記第2のパターン側壁16aの抵抗を推定することを特徴とする請求項3記載のプラズマモニタリング方法。
- 前記各第1のワイヤ間電位差及び前記各第2のワイヤ間電位差と、前記抵抗素子の抵抗値とから、前記第1のパターン側壁16a及び前記第2のパターン側壁16aに流れる電流を推定することを特徴とする請求項3記載のプラズマモニタリング方法。
- プラズマチャンバ内に設置され、パターン内に2つ以上の電極が形成されたセンサと、
前記センサにおける前記2つ以上の電極間に電気的に接続された抵抗素子とを用い、
プラズマプロセス中に、前記抵抗素子の抵抗値を変えてその前後において、その場計測で、前記センサにおける前記パターン内の電圧を測定することを特徴とするプラズマモニタリング方法。 - 前記抵抗素子の抵抗値を変える前後において、電圧計を用いて測定された、前記パターン内の2つ以上の電極間電位差と、前後における前記抵抗素子の異なる前記抵抗値とから、前記パターン内の側壁抵抗を推定することを特徴とする請求項6記載のプラズマモニタリング方法。
- 前記抵抗素子の抵抗値を変える前後において、電圧計を用いて測定された、前記パターン内の2つ以上の電極間電位差と、前後における前記抵抗素子の異なる前記抵抗値とから、前記パターン内の側壁16aを流れる電流を推定することを特徴とする請求項6記載のプラズマモニタリング方法。
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