JP5028192B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ安定度判定方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ安定度判定方法 Download PDFInfo
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Description
(1)プラズマ全体のちらつき算出(図4(b))
まず、撮影された各フレームごとに輝度の平均値を計算し、時系列データを作成する。次に、作成された時系列データに対して遮断周波数50Hzのローパスフィルタを適用する。このフィルタとしては、例えばバターワースのデジタルフィルタを使用することができる。次に、フィルタリングされた時系列データに対して、時間方向の微分計算を実施する。次に、微分された時系列データの標準偏差を計算し、これをちらつき度とする。
プラズマ内においては、プラズマ自身の電界によりプラズマの分布が偏り、その結果局所的に電界の強い部分が発生することがある。このような電界の強い部分では、発光も局所的に強くなり、スポット的な輝点となる。しかし、その存在時間は短いことが多い。このため、このような輝点が多数発生すれば、これをちらつきとして把握することができる。
プラズマ内においては、プラズマ自体がある分布をもち、それがプラズマ自体の電界により移動する現象(ゆらぎ)が観察されることがある。これは前記輝点とは異なり、プラズマ内にある程度の明るい領域が発生し、それがプラズマ内を移動し回転する。また、この現象は比較的長時間継続して発生する。
以上説明した、各ちらつきの評価指標は、それぞれ単独で用いてもよいが、同時に発生している現象なので、以下に述べるようにひとつの指標にまとめて、総合的な評価としてもよい。
なお、aからeまでの係数は、重回帰分析によって求める。また、上記式でF3とF5のみ用いた理由は、F5が他のF1、F2、F4を包括するためである。F5は全ての方式のうちで最も計算量が多いため、実装に際しては、負荷に応じて適宜計算式を選択すべきである。
2 処理室
3 下部電極
4 マススローコントローラ
5 プラズマ生成用高周波電源
6 プラズマ
7 可変コンダクタンスバルブ
8 排気系
9 圧力計
10 バイアス用高周波電源
11 静電吸着電源
12 電圧計
13 発光分光測定器
14 観察用窓
15 ビデオカメラ
16 モニタ装置
17 制御装置
151 撮像素子
152 フレームメモリ
153 インタフェース
154 レンズ
161 カメラ制御部
162 ハードディスク装置
163 ちらつき計算部
Claims (6)
- 真空処理室と、
該真空処理室内に被処理基板を載置して保持する下部電極と、
前記真空処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記真空処理室内に供給された処理ガスに高周波エネルギを供給してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
生成されたプラズマを観察するための観察窓と、
該観察窓を介して前記プラズマを撮像する撮像装置と、
該撮像装置で撮像したビデオデータを解析する解析装置を備え、
該解析装置は、ビデオデータを解析してプラズマのちらつき度を算出し、前記算出されたプラズマのちらつき度とプラズマ処理装置の正常時のちらつき度とを比較することによりプラズマの安定度を判定し、
前記プラズマのちらつき度は、前記ビデオデータの各フレームごとに計算された輝度の平均値の時系列データをフィルタリングして微分し、前記フィルタリングして微分された時系列データの標準偏差を求めることにより算出されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記解析装置は、前記プラズマのちらつき度が所定値を超えたとき警報を発することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記解析装置は、前記プラズマのちらつき度が所定値を超えたとき前記プラズマ生成手段の装置パラメータを変更して前記プラズマのちらつきを抑制することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマ自体がある分布をもち、前記プラズマ自体のある分布がプラズマ自体の電界により移動する現象であるプラズマのゆらぎは、前記ビデオデータの画像の区切られた領域毎に前記プラズマのちらつき度を算出し、前記各領域のちらつき度を合計することにより算出されることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項3記載のプラズマ処理装置において、
複数のプラズマ処理装置パラメータのそれぞれを単独に変化させた際に生じる前記プラズマのちらつきの変化を記録したちらつき特性データベースを備え、該ちらつき特性データベースを参照して変更すべきプラズマ処理装置パラメータを選択することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 真空処理室と、
該真空処理室内に被処理基板を載置して保持する下部電極と、
前記真空処理室に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記真空処理室内に供給された処理ガスに高周波エネルギを供給してプラズマを生成するプラズマ生成手段とを備えたプラズマ処理装置における前記プラズマの安定度を判定するプラズマ安定度判定方法において、
生成されたプラズマを観察するための観察窓と、該観察窓を介して前記プラズマを撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像したビデオデータを解析する解析装置とを備え、 該解析装置によって、ビデオデータを解析してプラズマのちらつき度を算出し、前記算出されたプラズマのちらつき度とプラズマ処理装置の正常時のちらつき度とを比較することによりプラズマの安定度を判定し、
前記プラズマのちらつき度は、前記ビデオデータの各フレームごとに計算された輝度の平均値の時系列データをフィルタリングして微分し、前記フィルタリングして微分されたた時系列データの標準偏差を求めることにより算出されることを特徴とするプラズマ安定度判定方法。
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