JP5136514B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
されていた。このため、ユーザにおいて生産対象の品種に応じてプラズマ処理条件を変更した場合や装置状態が経時変化した場合などには、固定的に設定された判定パラメータは必ずしも目的にかなった適切なものであるとは限らず、結果として誤った判定結果を招く場合があった。
件に基づいて前記真空排気部および前記ガス供給部ならびに前記プラズマ発生手段を制御する制御部と、一方の面と他方の面とを有する板状部材であってその一方の面を前記処理室内で発生したプラズマ放電に対向する状態で前記真空チャンバに装着された誘電体部材および前記他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサと、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化を検出してこのプラズマ放電の状態を判定するとともに前記制御部へ判定結果を出力するプラズマ放電監視部とを備えたプラズマ処理装置によって、前記処理対象物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、前記処理室内における処理圧力、前記プラズマ放電発生用ガスの種類、流量、前記高周波電力の出力を含むプラズマ処理の処理条件を設定する処理条件設定段階と、前記処理条件に対応した前記電位変化のデータを取得するためのテスト放電を実行するとともに、このテスト放電によって得られた電位変化のデータを電位変化記憶部に記憶する電位変化記憶段階と、前記電位変化記憶段階において電位変化記憶部に記憶された電位変化のデータより、前記プラズマ発生手段による高周波電力の出力が開始されてからプラズマ放電が開始した後にこのプラズマ放電が安定するまでの時間に基づいて設定される放電開始判定時間、前記高周波電力を出力してから前記放電開始判定時間が経過するまでの間において放電開始の有無を判定するために用いられる放電開始判定閾値および前記放電開始判定時間が経過した後において異常放電を検出するための閾値として用いられる異常放電判定閾値を設定する判定パラメータ設定段階と、前記処理対象物に対して前記処理条件の下でプラズマ処理を実行するプラズマ処理段階とを含み、前記プラズマ処理段階において、前記高周波電力を出力した直後から前記放電開始判定時間が経過するまでの間に検出された電位変化を前記放電開始判定閾値と比較することにより前記プラズマ放電が正常に開始されたか否かを判定する放電開始判定段階と、前記放電開始判定時間が経過した後に検出された電位変化を前記異常放電判定閾値と比較することにより異常放電の有無を判定する放電状態判定段階とを含む。
置されたプローブ電極22bを少なくとも有する構成となっている。プローブ電極22bは、検出導線22dを介してプラズマ放電監視部20に接続されている。
放電監視部20の検出結果に基づいて判定した判定結果の表示を行う。
れることにより、処理室3a内において異常放電が発生したと判定される。この判定処理は、異常放電判定部35bによって行われ、放電開始判定時間TA経過後に電位変化が上閾値V3、下閾値V4を超えることによって異常放電の発生ありと判定される。
たデータのうち、放電状態が最も安定していると考えられるテスト放電時間帯の終期[T](ここではテスト放電開始後4秒から5秒までの間)に取得されたデータを対象として、変動幅VBを求める。ここでは、取得された複数の電位変化のデータのばらつき範囲を示す変動幅VBの大きさを、ばらつき範囲の正電圧側の代表値である上方値V10と、負電圧側の代表値である下方値V12とによって規定するようにしている。
してこれら一連の複数のデータdosのうち、最初にデータ値が変動幅からはみ出したデータdosに対応するタイミングtsを、初期時間T11と安定放電時間T12とを区分する放電安定タイミングとして検出する。
3 真空チャンバ
3a 処理室
5 電極部
8 ガイド部材
9 基板
15 真空計
16 ガス供給部
17 真空ポンプ
18 整合器
19 高周波電源部
22 プローブ電極ユニット
22b プローブ電極
23 放電検出センサ
Claims (4)
- 処理対象物を収容する処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ放電発生用ガスを供給するガス供給部と、前記処理室内のプラズマ放電発生用ガスに対して高周波電力を作用させることによりプラズマ放電を発生させるプラズマ発生手段と、予め設定された処理条件に基づいて前記真空排気部および前記ガス供給部ならびに前記プラズマ発生手段を制御する制御部と、一方の面と他方の面とを有する板状部材であってその一方の面を前記処理室内で発生したプラズマ放電に対向する状態で前記真空チャンバに装着された誘電体部材および前記他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサと、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化を検出してこのプラズマ放電の状態を判定するとともに前記制御部へ判定結果を出力するプラズマ放電監視部を備えたプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、前記処理条件に対応した前記電位変化のデータを取得するためのテスト放電を実行させるテスト放電実行部を備え、
前記プラズマ放電監視部は、前記テスト放電によって取得された電位変化のデータを記憶する電位変化記憶部と、前記電位変化記憶部に記憶された電位変化のデータより前記プラズマ発生手段による高周波電力の出力が開始されてからプラズマ放電が開始した後にこのプラズマ放電が安定するまでの時間に基づいて設定される放電開始判定時間、前記高周波電力を出力してから前記放電開始判定時間が経過するまでの間において放電開始の有無を判定するために用いられる放電開始判定閾値および前記放電開始判定時間が経過した後において異常放電を検出するための閾値として用いられる異常放電判定閾値を設定する判定パラメータ設定部と、前記高周波電力を出力した直後から前記放電開始判定時間が経過するまでの間に検出された電位変化を前記放電開始判定閾値と比較することにより前記プラズマ放電が正常に開始されたか否かを判定し、前記放電開始判定時間が経過した後に検出された電位変化を前記異常放電判定閾値と比較することにより異常放電の有無を判定する放電状態判定部を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記判定パラメータ設定部は、前記テスト放電において取得された電位変化のデータから、安定な状態で行われたプラズマ放電に対応する電位変化における変動幅の大きさを統計的な代表値によって示す安定状態振幅データを検出し、前記安定状態振幅データに基づいて前記放電開始判定閾値および前記異常放電判定閾値を設定し、さらに前記電位変化のデータを時系列的に遡及追跡して、データ値が前記変動幅から同一方向に所定個数連続してはみ出す一連の複数のデータのうち最初にデータ値が前記変動幅からはみ出したデータに対応するタイミングを放電安定タイミングとして検出し、この放電安定タイミングに基づいて前記放電開始判定時間を設定することを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。
- 処理対象物を収容する処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室を真空排気する真空排気部と、前記処理室内にプラズマ放電発生用ガスを供給するガス供給部と、前記処理室内のプラズマ放電発生用ガスに対して高周波電力を作用させることによりプラズマ放電を発生させるプラズマ発生手段と、予め設定された処理条件に基づいて前記真空排気部および前記ガス供給部ならびに前記プラズマ発生手段を制御する制御部と、一方の面と他方の面とを有する板状部材であってその一方の面を前記処理室内で発生したプラズマ放電に対向する状態で前記真空チャンバに装着された誘電体部材および前記他方の面に配置されたプローブ電極を少なくとも有する放電検出センサと、前記プローブ電極に前記プラズマ放電の変化に応じて誘発される電位変化を検出してこのプラズマ放電の状態を判定するとともに前記制御部へ判定結果を出力するプラズマ放電監視部とを備えたプラズマ処理装置によって、前記処理対象物のプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記処理室内における処理圧力、前記プラズマ放電発生用ガスの種類、流量、前記高周
波電力の出力を含むプラズマ処理の処理条件を設定する処理条件設定段階と、前記処理条件に対応した前記電位変化のデータを取得するためのテスト放電を実行するとともに、このテスト放電によって得られた電位変化のデータを電位変化記憶部に記憶する電位変化記憶段階と、
前記電位変化記憶段階において電位変化記憶部に記憶された電位変化のデータより、前記プラズマ発生手段による高周波電力の出力が開始されてからプラズマ放電が開始した後にこのプラズマ放電が安定するまでの時間に基づいて設定される放電開始判定時間、前記高周波電力を出力してから前記放電開始判定時間が経過するまでの間において放電開始の有無を判定するために用いられる放電開始判定閾値および前記放電開始判定時間が経過した後において異常放電を検出するための閾値として用いられる異常放電判定閾値を設定する判定パラメータ設定段階と、前記処理対象物に対して前記処理条件の下でプラズマ処理を実行するプラズマ処理段階とを含み、
前記プラズマ処理段階において、前記高周波電力を出力した直後から前記放電開始判定時間が経過するまでの間に検出された電位変化を前記放電開始判定閾値と比較することにより前記プラズマ放電が正常に開始されたか否かを判定する放電開始判定段階と、前記放電開始判定時間が経過した後に検出された電位変化を前記異常放電判定閾値と比較することにより異常放電の有無を判定する放電状態判定段階とを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 前記判定パラメータ設定段階において、前記テスト放電において取得された電位変化のデータから、安定な状態で行われたプラズマ放電に対応する電位変化における変動幅の大きさを統計的な代表値によって示す安定状態振幅データを検出し、前記安定状態振幅データに基づいて前記放電開始判定閾値および前記異常放電判定閾値を設定し、さらに前記電位変化のデータを時系列的に遡及追跡して、データ値が前記変動幅から同一方向に所定個数連続してはみ出す一連の複数のデータのうち最初にデータ値が前記変動幅からはみ出したデータに対応するタイミングを放電安定タイミングとして検出し、この放電安定タイミングに基づいて前記放電開始判定時間を設定することを特徴とする請求項3記載のプラズマ処理方法。
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