JP2985230B2 - プラズマ装置 - Google Patents
プラズマ装置Info
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- JP2985230B2 JP2985230B2 JP2124771A JP12477190A JP2985230B2 JP 2985230 B2 JP2985230 B2 JP 2985230B2 JP 2124771 A JP2124771 A JP 2124771A JP 12477190 A JP12477190 A JP 12477190A JP 2985230 B2 JP2985230 B2 JP 2985230B2
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマを利用した成膜、エッチング、表面
処理を行う装置に関する。
処理を行う装置に関する。
従来例を第７図に示す。
高周波プラズマを発生させるための高周波電極２と被
処理材４を保持する基板ホルダ３が真空チャンバ１内に
配され、前記高周波電極２には高周波発生器５が接続さ
れ高周波電力が印加される。高周波電極２のプラズマに
晒された表面にはセルフバイアスと呼ばれる負の電圧が
誘起される。その直流成分を直流成分電圧計測器（VDC
モニタ）６で測定し、あらかじめ設定された値と比較す
る比較手段７を通し、両者の値が等しくなるように前記
高周波発生器５の出力電力をコントロールする手段８へ
と接続される。このようなコントロールシステムを持つ
プラズマ装置が一般的である。
処理材４を保持する基板ホルダ３が真空チャンバ１内に
配され、前記高周波電極２には高周波発生器５が接続さ
れ高周波電力が印加される。高周波電極２のプラズマに
晒された表面にはセルフバイアスと呼ばれる負の電圧が
誘起される。その直流成分を直流成分電圧計測器（VDC
モニタ）６で測定し、あらかじめ設定された値と比較す
る比較手段７を通し、両者の値が等しくなるように前記
高周波発生器５の出力電力をコントロールする手段８へ
と接続される。このようなコントロールシステムを持つ
プラズマ装置が一般的である。
またバイアススパッタ装置等では被処理材４に高周波
電力を印加して、被処理材４の表面に誘起する負のセル
フバイアスを一定に保つシステムもよく知られている。
電力を印加して、被処理材４の表面に誘起する負のセル
フバイアスを一定に保つシステムもよく知られている。
従来の装置は、高周波電極、あるいは被処理材に高周
波電極を印加して負のセルフバイアスを一定に保つシス
テムである。しかし、高周波電極にのみ高周波電力を印
加して処理を行う場合、あるいは被処理材に印加する高
周波電力が小さい場合は被処理材の表面には正の電位が
誘起される場合がある。この被処理材表面の正の電位
は、真空チャンバ１内の汚染の度合等で変化する。その
変化が、処理の不安定をもたらし、該被処理材にあらか
じめ形成されている薄膜あるいは形成しようとしている
薄膜の特性の劣化等につながる。
波電極を印加して負のセルフバイアスを一定に保つシス
テムである。しかし、高周波電極にのみ高周波電力を印
加して処理を行う場合、あるいは被処理材に印加する高
周波電力が小さい場合は被処理材の表面には正の電位が
誘起される場合がある。この被処理材表面の正の電位
は、真空チャンバ１内の汚染の度合等で変化する。その
変化が、処理の不安定をもたらし、該被処理材にあらか
じめ形成されている薄膜あるいは形成しようとしている
薄膜の特性の劣化等につながる。
しかし、今まで被処理材表面に誘起される正の電位を
コントロールしようという概念自体がなかった。
コントロールしようという概念自体がなかった。
そこで本発明の目的とするところは、前記被処理材表
面に誘起される正の電位を計測し、その値が設定値と同
値になるよう制御することにより、狙った特性の薄膜を
安定して得られるプラズマ装置を提供するところにあ
る。
面に誘起される正の電位を計測し、その値が設定値と同
値になるよう制御することにより、狙った特性の薄膜を
安定して得られるプラズマ装置を提供するところにあ
る。
本発明のプラズマ装置は以下の特徴を有する。
（１）プラズマを発生させる手段と、被処理材と、該被
処理材を保持する基板ホルダとを収容したプラズマ装置
において、プラズマ発生時に前記被処理材または基板ホ
ルダ表面に誘起する正の直流成分電圧、あるいは該被処
理材または基板ホルダ近傍の正の直流成分電圧を計測す
る手段を有したこと。
処理材を保持する基板ホルダとを収容したプラズマ装置
において、プラズマ発生時に前記被処理材または基板ホ
ルダ表面に誘起する正の直流成分電圧、あるいは該被処
理材または基板ホルダ近傍の正の直流成分電圧を計測す
る手段を有したこと。
（２）前記正の直流成分電圧を計測する手段において、
計測された値とあらかじめ設定した値とを比較する手段
と、両者の値が一致するように制御する手段を有したこ
と。
計測された値とあらかじめ設定した値とを比較する手段
と、両者の値が一致するように制御する手段を有したこ
と。
（３）前記制御手段として、前記プラズマを発生させる
手段の出力電力を制御すること。
手段の出力電力を制御すること。
（４）前記制御手段として、被処理材及び基板ホルダに
高周波電力を印加する手段を具備し、その高周波出力電
力を制御すること。
高周波電力を印加する手段を具備し、その高周波出力電
力を制御すること。
（５）前記制御手段として、基板ホルダと接地（アー
ス）間にコンデンサを具備し、その容量を制御するこ
と。
ス）間にコンデンサを具備し、その容量を制御するこ
と。
〔実 施 例〕 第１図に第１の実施例を示す。
高周波プラズマを発生させるための高周波電極２と被
処理材４を保持する基板ホルダ３が真空チャンバ１内に
配され、前記高周波電極２には高周波発生器５が接続さ
れ高周波電力が印加される。高周波電極２のプラズマに
晒された表面には、第４図で示すような電位が発生し、
その平均値すなわち負の直流成分21がセルフバイアスと
呼ばれるものであることは知られている。この時、被処
理材４および基板ホルダ３のプラズマに晒された部分に
も電位が誘起される。それが第５図に示すような波形と
なることがあり、平均値すなわち直流成分22が正の値を
示すことがある。この値をフローティングポテンシャル
と呼ぶかどうかは議論の分かれるところではあるが、測
定値としては正になる場合がある。
処理材４を保持する基板ホルダ３が真空チャンバ１内に
配され、前記高周波電極２には高周波発生器５が接続さ
れ高周波電力が印加される。高周波電極２のプラズマに
晒された表面には、第４図で示すような電位が発生し、
その平均値すなわち負の直流成分21がセルフバイアスと
呼ばれるものであることは知られている。この時、被処
理材４および基板ホルダ３のプラズマに晒された部分に
も電位が誘起される。それが第５図に示すような波形と
なることがあり、平均値すなわち直流成分22が正の値を
示すことがある。この値をフローティングポテンシャル
と呼ぶかどうかは議論の分かれるところではあるが、測
定値としては正になる場合がある。
理論では（もちろん理想的なプラズマを対象）直流的
に浮いている物に対しては、 のイオン、エレクトロンの入射があり、エレクトロンが
軽いことから負に帯電することになっている。（ここで
ｎは電子およびイオンの密度で同値とし、は電子、イ
オンの平均スピード） 実際は正になることもあるという発明者らは、第６図
に示すような電気的な模式図で説明している。プラズマ
の中心からインピーダンスZ1を通し高周波電極２、高周
波発生器13へと接続し、一方同様に、インピーダンスZ2
を通し被処理材４、インピーダンスZ4、アースへと接続
される。また中心よりインピーダンスZ3を通し、真空チ
ャンバ１の壁面へと接続される。このような閉回路を考
えると、もしインピーダンスZ3が、インピーダンスZ2と
インピーダンスZ4の直列のインピーダンスよりもはるか
に小さい場合は、電子は真空チャンバ１の壁面へと流れ
る。その結果、被処理材４の近傍ではイオン密度が電子
密度よりも著しく多くなっていてもおかしくない。その
結果、前記被処理材４表面は正に帯電すると考えてい
る。
に浮いている物に対しては、 のイオン、エレクトロンの入射があり、エレクトロンが
軽いことから負に帯電することになっている。（ここで
ｎは電子およびイオンの密度で同値とし、は電子、イ
オンの平均スピード） 実際は正になることもあるという発明者らは、第６図
に示すような電気的な模式図で説明している。プラズマ
の中心からインピーダンスZ1を通し高周波電極２、高周
波発生器13へと接続し、一方同様に、インピーダンスZ2
を通し被処理材４、インピーダンスZ4、アースへと接続
される。また中心よりインピーダンスZ3を通し、真空チ
ャンバ１の壁面へと接続される。このような閉回路を考
えると、もしインピーダンスZ3が、インピーダンスZ2と
インピーダンスZ4の直列のインピーダンスよりもはるか
に小さい場合は、電子は真空チャンバ１の壁面へと流れ
る。その結果、被処理材４の近傍ではイオン密度が電子
密度よりも著しく多くなっていてもおかしくない。その
結果、前記被処理材４表面は正に帯電すると考えてい
る。
第１図に戻り、この正の直流成分電圧を測定する手段
９で測定する。この方法としては、従来の負の直流成分
電圧計の正負を逆に接続してもよいし、プローブを被処
理材４の表面近傍に設置し、高周波カット回路を通し
て、直流電圧計、あるいはオシロスコープで設定しても
よい。
９で測定する。この方法としては、従来の負の直流成分
電圧計の正負を逆に接続してもよいし、プローブを被処
理材４の表面近傍に設置し、高周波カット回路を通し
て、直流電圧計、あるいはオシロスコープで設定しても
よい。
そうして測定された値とあらかじめ設定した値とを比
較する手段10で比較し、その差が０になるように高周波
電極２に接続された高周波発生器５の出力電力をコント
ロールする手段11が設けてある。
較する手段10で比較し、その差が０になるように高周波
電極２に接続された高周波発生器５の出力電力をコント
ロールする手段11が設けてある。
このようにして、被処理材４または基板ホルダ３の表
面、あるいはその近傍の正のバイアスは常に一定に保た
れる。ちなみに、発明者らの実験では、高周波発生器５
の出力電力を大きくすると、被処理材４表面の正の直流
成分電位は単調ではないが増加してきた。
面、あるいはその近傍の正のバイアスは常に一定に保た
れる。ちなみに、発明者らの実験では、高周波発生器５
の出力電力を大きくすると、被処理材４表面の正の直流
成分電位は単調ではないが増加してきた。
第２の実施例を第２図に示す。
被処理材４表面の正の直流成分電位を計測し、設定値
と比較するところまでは前記実施例と同じである。ここ
では、被処理材４及び基板ホルダ３に高周波を印加する
手段を具備し、そのための高周波発生器12の出力電力
を、前記比較した値の差が０となるように制御する手段
14を設けた。
と比較するところまでは前記実施例と同じである。ここ
では、被処理材４及び基板ホルダ３に高周波を印加する
手段を具備し、そのための高周波発生器12の出力電力
を、前記比較した値の差が０となるように制御する手段
14を設けた。
この方法だと高周波発生器12の出力電力を増加する
と、被処理材４表面の正の電流成分電位は低下し、負へ
と移行する。
と、被処理材４表面の正の電流成分電位は低下し、負へ
と移行する。
第３の実施例を第３図に示す。
被処理材４表面の正の直流成分電位を計測し、設定値
と比較するところまでは前と同様である。ここでは前記
被処理材４とアース間にバリコンを設け、その容量を前
記比較した値の差が０となるように制御する手段16を設
けた。この方法は第６図のインピーダンスZ4を変化させ
る考え方である。
と比較するところまでは前と同様である。ここでは前記
被処理材４とアース間にバリコンを設け、その容量を前
記比較した値の差が０となるように制御する手段16を設
けた。この方法は第６図のインピーダンスZ4を変化させ
る考え方である。
以上、３つの実施例に基づき、プラズマ処理、レジス
トアッシングを行った。従来だと真空チャンバ１内の汚
染、あるいは被処理材４のサイズの違いなどで安定した
特性が得られなかったが、本装置では上記問題は発生せ
ず、一定の特性が常に得られた。
トアッシングを行った。従来だと真空チャンバ１内の汚
染、あるいは被処理材４のサイズの違いなどで安定した
特性が得られなかったが、本装置では上記問題は発生せ
ず、一定の特性が常に得られた。
〔発明の効果〕 本発明のプラズマ装置は、被処理材表面に誘起する正
の直流電位を常に一定とすることが可能なため、本装置
で処理される薄膜の特性は常に安定したものが得られる
という効果を有する。
の直流電位を常に一定とすることが可能なため、本装置
で処理される薄膜の特性は常に安定したものが得られる
という効果を有する。
第１図、第２図、第３図は本発明のプラズマ装置の模式
図。 第４図はセルフバイアスの波形図。 第５図は被処理材表面の波形図。 第６図はプラズマ装置の電気的模式図。 第７図は従来のプラズマ装置の模式図。 １……真空チャンバ ２……高周波電極 ３……基板ホルダ ４……被処理材 ５、12、13……高周波発生器 ６……負の直流成分電圧計測器 ７、10……測定値と設定値との比較手段 ８、11、14……高周波発生器の出力電力制御手段 ９……正の直流成分電圧を計測する手段 15……バリコン 16……バリコンの容量を制御する手段 21……セルフバイアス 22……被処理材表面の直流成分電圧
図。 第４図はセルフバイアスの波形図。 第５図は被処理材表面の波形図。 第６図はプラズマ装置の電気的模式図。 第７図は従来のプラズマ装置の模式図。 １……真空チャンバ ２……高周波電極 ３……基板ホルダ ４……被処理材 ５、12、13……高周波発生器 ６……負の直流成分電圧計測器 ７、10……測定値と設定値との比較手段 ８、11、14……高周波発生器の出力電力制御手段 ９……正の直流成分電圧を計測する手段 15……バリコン 16……バリコンの容量を制御する手段 21……セルフバイアス 22……被処理材表面の直流成分電圧
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (72)発明者 小林 義武 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−297559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−63367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−158929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−301497（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−82958（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56 H01L 2/205 H05H 1/24,1/46 C23C 4/00
Claims (5)
- 【請求項１】プラズマを発生させる手段と、被処理材
と、被処理材を保持する基板ホルダとを収容したプラズ
マ装置において、プラズマ発生時に前記被処理材または
基板ホルダ表面に誘起する正の直流成分電圧、あるいは
該被処理材または基板ホルダ近傍の正の直流成分電圧を
計測する手段を有したことを特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項２】請求項１記載の正の直流成分電圧を計測す
る手段において、計測された値とあらかじめ設定した値
とを比較する手段と、両者の値が一致するように制御す
る手段を有したことを特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項３】前記制御手段として、前記プラズマを発生
させる手段の出力電圧を制御することを特徴とする請求
項２記載のプラズマ装置。 - 【請求項４】前記制御手段として、被処理材及び基板ホ
ルダに高周波電力を印加する手段を具備し、その高周波
出力電力を制御することを特徴とする請求項２記載のプ
ラズマ装置。 - 【請求項５】前記制御手段として、基板ホルダと接地
（アース）間にコンデンサを具備し、その容量を制御す
ることを特徴とする請求項２記載のプラズマ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124771A JP2985230B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124771A JP2985230B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0421782A JPH0421782A (ja) | 1992-01-24 |
| JP2985230B2 true JP2985230B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=14893710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124771A Expired - Fee Related JP2985230B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985230B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4735291B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-07-27 | 株式会社昭和真空 | 成膜方法 |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2124771A patent/JP2985230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0421782A (ja) | 1992-01-24 |
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Legal Events
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