JP7437965B2 - プラズマ処理装置及び部材温度判定方法 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係るプラズマ処理装置10の構成を示す概略断面図である。プラズマ処理装置10は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理容器1を有する。処理容器1は、円筒状とされ、例えばアルミニウム等から構成される。処理容器1は、プラズマが生成される処理空間を画成する。処理容器1内には、被処理体(work-piece)である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wを水平に支持する載置台2が設けられている。載置台2は、基材(ベース)2a及び静電チャック(ESC:Electrostatic chuck)6を含んで構成される。基材2aは、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成され、下部電極としての機能を有する。静電チャック6は、ウエハWを静電吸着するための機能を有する。載置台2は、支持台4に支持される。支持台4は、例えば石英等からなる支持部材3に支持される。また、載置台2の上方の外周には、例えば単結晶シリコンで形成されたフォーカスリング5が設けられる。さらに、処理容器1内には、載置台2及び支持台4の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材3aが設けられる。
次に、制御部100について詳細に説明する。図2は、一実施形態に係るプラズマ処理装置10を制御する制御部100の概略的な構成を示すブロック図である。制御部100は、例えば、コンピュータであり、外部インタフェース110と、プロセスコントローラ120と、ユーザインタフェース130と、記憶部140とを有する。
次に、プラズマ処理装置10が処理容器1内の部材の温度が飽和したか否かを判定する部材温度判定処理を含み、部材温度判定処理による判定結果に応じてウエハWに対するプラズマ処理を開始するプラズマ処理方法の流れについて説明する。図6は、一実施形態に係るプラズマ処理方法の流れの一例を示すフローチャートである。
2 載置台
10 プラズマ処理装置
100 制御部
121 シーズニング処理部
122 プラズマ処理部
123 電力印加部
124 測定部
125 取得部
126 判定部
141 判定基準情報
VM 測定器
W ウエハ
Claims (14)
- 処理容器及び電極を有するプラズマ処理装置であって、
プラズマを着火して前記処理容器内の部材の温度を上昇させる前処理を実行するように構成される前処理部と、
前記前処理の実行後に、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力を供給するように構成される電力供給部と、
前記電力供給部により供給された前記高周波電力に関する物理量を通知するように構成される通知部と、
前記通知部により通知された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が一定の上限値に到達したか否かを判定するように構成される判定部と
を有し、
前記高周波電力に関する物理量は、高周波電圧、高周波電流、高周波電力と高周波電流の位相差、インピーダンス、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電圧の変化量、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電流の変化量、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電力と高周波電流の位相差の変化量、及び前記前処理を未だ実行していない初期状態からのインピーダンスの変化量のうち少なくとも一つである、プラズマ処理装置。 - 前記電力供給部により供給された前記高周波電力に関する物理量を測定するように構成される測定部をさらに有し、
前記判定部は、前記測定部により測定された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が一定の上限値に到達したか否かを判定するように構成される、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態で予め測定された前記高周波電力に関する物理量を示す判定基準情報を取得するように構成される取得部をさらに有し、
前記判定部は、前記測定部により測定された前記高周波電力に関する物理量を前記取得部により取得された判定基準情報により示される前記高周波電力に関する物理量と比較することにより、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達したか否かを判定するように構成される、請求項2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記前処理部は、前記前処理を複数回繰り返し実行するように構成され、
前記電力供給部は、1回の前記前処理が完了するたびに、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力を供給するように構成され、
前記測定部は、1回の前記前処理が完了するたびに、前記高周波電力に関する物理量を測定するように構成され、
前記判定部は、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達していないと判定した場合に、前記前処理部による前記前処理の繰り返しを継続させ、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達したと判定した場合に、前記前処理部による前記前処理の繰り返しを停止させるように構成される、請求項2又は3に記載のプラズマ処理装置。 - 前記前処理の繰り返しが停止された後に、前記処理容器内へ搬入される被処理体に対してプラズマ処理を施すように構成されるプラズマ処理部をさらに有し、
前記電力供給部は、前記プラズマ処理が施された後に、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力をさらに供給するように構成され、
前記測定部は、前記プラズマ処理が施された後に前記電力供給部により供給された前記高周波電力に関する物理量を測定するように構成され、
前記判定部は、前記プラズマ処理が施された後に前記測定部により測定された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態が維持されているか否かを判定するように構成される、請求項4に記載のプラズマ処理装置。 - 前記判定部は、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態が維持されてないと判定した場合に、アラートを通知するように構成される、請求項5に記載のプラズマ処理装置。
- 前記高周波電力に関する物理量は、高周波電圧である、請求項1~6のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
- 処理容器及び電極を有するプラズマ処理装置において
プラズマを着火して前記処理容器内の部材の温度を上昇させる前処理を実行し、
前記前処理の実行後に、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力を供給し、
供給された前記高周波電力に関する物理量を取得し、
取得された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が一定の上限値に到達したか否かを判定する工程を有し、
前記高周波電力に関する物理量は、高周波電圧、高周波電流、高周波電力と高周波電流の位相差、インピーダンス、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電圧の変化量、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電流の変化量、前記前処理を未だ実行していない初期状態からの高周波電力と高周波電流の位相差の変化量、及び前記前処理を未だ実行していない初期状態からのインピーダンスの変化量のうち少なくとも一つである、部材温度判定方法。 - 前記供給する工程により供給された前記高周波電力に関する物理量を測定する工程をさらに有し、
前記判定する工程は、前記測定する工程により測定された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が一定の上限値に到達したか否かを判定する、請求項8に記載の部材温度判定方法。 - 前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態で予め測定された前記高周波電力に関する物理量を示す判定基準情報を取得する工程をさらに有し、
前記判定する工程は、前記測定する工程により測定された前記高周波電力に関する物理量を前記判定基準情報を取得する工程により取得された前記判定基準情報により示される前記高周波電力に関する物理量と比較することにより、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達したか否かを判定する、請求項9に記載の部材温度判定方法。 - 前記実行する工程は、前記前処理を複数回繰り返し実行し、
前記供給する工程は、1回の前記前処理が完了するたびに、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力を供給し、
前記測定する工程は、1回の前記前処理が完了するたびに、前記高周波電力に関する物理量を測定し、
前記判定する工程は、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達していないと判定した場合に、前記実行する工程による前記前処理の繰り返しを継続させ、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達したと判定した場合に、前記実行する工程による前記前処理の繰り返しを停止させる、請求項9又は10に記載の部材温度判定方法。 - 前記前処理の繰り返しが停止された後に、前記処理容器内へ搬入される被処理体に対してプラズマ処理を施す工程をさらに有し、
前記供給する工程は、前記プラズマ処理が施された後に、前記電極にプラズマを着火させずに高周波電力をさらに供給し、
前記測定する工程は、前記プラズマ処理が施された後に前記供給する工程により供給された前記高周波電力に関する物理量を測定し、
前記判定する工程は、前記プラズマ処理が施された後に前記測定する工程により測定された前記高周波電力に関する物理量に基づいて、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態が維持されているか否かを判定する、請求項11に記載の部材温度判定方法。 - 前記判定する工程は、前記処理容器内の部材の温度が前記一定の上限値に到達した状態が維持されてないと判定した場合に、アラートを通知する、請求項12に記載の部材温度判定方法。
- 前記高周波電力に関する物理量は、高周波電圧である、請求項8~13のいずれか一つに記載の部材温度判定方法。
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