JPH03219091A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマ処ＪＩｌ装置に係り、特に高周波を
利用して低圧力域でプラズマを発生させるプラズマ処理
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、実開昭６３−９０８３０号公報に記載の
ように、低圧域で放電を開始させるために真空室へのガ
スの導入に際して、配管内にガスを溜めておいて一気に
ガスを真空室内へ導入し、真空室内の圧力の上昇を利用
して放電を開始させるようにしたものがあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、放電の開始しに鴫い低圧力での放電開
始に関しては配慮されていたが、圧力変化に伴う高周波
印加時の負荷変動および整合遅延に起因する電源保護用
反射波トリップの作動によって再現性よく処理が行えな
いという問題があった。

また、ガス導入後の圧力変化に起因するマスフａ−コン
トローラの流量低下および圧力低下による放電の消滅が
発生し、再現性よく処理が行えない恐れがあった。

本発明の目的は、低圧力でのエツチングを再現性よく行
えるプラズマ処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、流量制御用マスフローコン
トローラまたはフローメータを用いるプロセスガス供給
系において、処理室側にガス導入バルブを設け、ガス導
入バルブとマスフローコントローラまたはフローメータ
を有した配管中にガスをｔ積可能とし、蓄積したガスを
処理室に放出させる手段を設け、高周波電力の印加とし
て、最初に高周波電源保護用の反射波トリップ電力以下
の電力を印加して放電を開始させ、その後、目的の電力
まで変更させる手段を設けたものである。

また、マス７０−コントローラにより流量制御をした場
合、蓄槽したガスを処理室内に導入した直後の圧の変化
に対応するため、目的流量まで段階的に設定流量を変化
させるようにしたものである。

さらに、放電が開始したか否かを陰極降下電圧を見て検
知可能にしたものである。

〔作　　用〕

ガス導入バルブより処理室内に導入したプロセスガスは
、処理室内の圧力を目的の処理圧力より高い圧力に上昇
させる。これにより、処理室内で高周波放電が開始でき
る。

高周波電力の印加は最初に反射波トリダブ電力以下の電
力を印加して放電を開始させ、整合をとる。その後、目
的の電力まで変更してもすでに整合がとれた後であるた
め、容易に整合がとれる。

これにより、圧力変動や整合遅延による反射波トリップ
が防止できる。

マスフローコントローラは、その前後の圧力変化に対し
て流量の応答性が悪いため、ガス導入直後は、目的の流
量より多い流量に設定しておき、その後、徐々に目的の
流量まで設定を変更させる。

これにより、ガス流量のアンダーシュートが防止でき、
圧力低下による放電の消滅が防止できる。

陰極降下電圧は放電しているときのみに発生するため、
陰極降下電圧を見ることにより放電が発生し安定してい
るかを検知することができる。安定していなければ処理
を止める。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する。

Ｎ１図は、本発明のプラズマ処理装置の構成を示す図で
ある。平行平板型の電ＦＭｌと排気袋［２を有した処理
室３に、プロセスガスな導入するためにマスフローコン
トローラ４とガス導入バルブ５を備え、高周波電＃６と
陰極降下電圧の検知回路７と、これらを制御する制御装
Ｍ８により構成されている。また、制御構成としては、
Ｉ！２図に示すように制御装置によって、マスフローコ
ントローラ４、高周波電＃ｔ６、ガス導入バルブ５、陰
極降下電圧検知回９７の制御！Ｉ＆器に設定信号、駆動
命令、入力信号等の送受信を行っている。

上記構成の装置により、第３図に示すように、マス、マ
スフローコントローラ４の設定を１００チにしておき、
ガス導入バルブ５との間の配管中にプロセスガスを溜め
てお（。その後、例えば、エツチング処理開始と同時に
ガス導入バルブ５を開とし、それと同時にＲＦをＯＮＬ
、て１００Ｗ（この場合、反射波トリップ電力１２０Ｗ
）を設定し、マスフローコントローラ設定を処理室圧力
の低下が発生しない時間で徐々に目的流量まで低下させ
る＠この時、エツチング処理室の圧力は、第３図のよう
に変化する。また、上記のようにすることにより、圧力
のアンダーシュートがなく、また、高周波電力の反射波
トリダブも発生することなく、例えば、エツチング処理
を行うことができる。なお、反射波トリップとは、反射
波の増大によって高周波電源が損傷するのを防く゛ため
に、所定の反射波電力以上になると高周波電源を停止さ
せるものである。

また、陰極降下電圧（Ｖｄｃ　）の安定信号を入力して
、処理時の目的電力に変更することにより、放電監視機
構によるエツチング処理性能の再現性が確保できる。

なお、求定時のＶｄｃはある程度高い位で一定になって
おり、不安定時は変動がある。また、Ｖｄｃの変動値の
最少が０■でないときはＯＫとする。

また、マスフローコントローラのスローダウンタイムＴ
、と高周波電力の予備放電時間Ｔ２制御装置により設定
できるので、各種処理条件変更時にも最適条件の選定が
可能となる。なお、Ｔ２で目的電力としなくても、陰極
降下電圧が所定値よりも大きくなっていれば、目的電力
にするようにしても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下に記載されるような効果を奏する
。

ガス導入バルブとマスフローコントローラ間の配管中に
ガスを蓄積させておき、ガス放出後の圧力上昇を利用し
て放電を開始させるという簡単な操作で放電を開始させ
ることができる。

また、マスフローコントローラの作定流量を徐々に下げ
ることにより、エツチング処理室圧力の低下を防止して
、プラズマの消滅が防止できる。

さらに、高周波電力の印加を前述のように改善すること
により、放電不安定時の整合遅延による高周波電源の反
射波トリップの発生を防止できる。

さらに、陰極降下電圧の検知回路からの入力信号を利用
することによって放電監視を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるプラズマ処理装置を示
す概略図、４２図は第１図の装置の制御系統図、第３図
は第１図の装置の各種データ設定と処理室圧力の関係図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．高周波電力によって発生させたプラズマを用いて試
   料を処理するプラズマ処理装置において、ガス導入配管
   中に一旦プロセスガスを蓄めておき、高周波電力の印加
   と同時に蓄めたガスを放出させるガス供給手段を設け、
   該ガスの放出時は前記高周波電力を高周波電源保護用の
   反射波トリップ電力以下にし、放電が安定し整合がとれ
   た後に処理に必要な電力に変更する電力制御手段を設け
   たことを特徴とするプラズマ処理装置
2. ２．前記プロセスガスはマスフローコントローラによっ
   てガス流量制御を行い、ガス放出後の圧力上昇後に、該
   マスフローコントローラの流量設定値を任意の時間で徐
   々に目的流量まで低下させるようにした特許請求の範囲
   第１項記載のプラズマ処理装置。
3. ３．前配放電が開始または安定したか否かの判定を陰極
   降下電圧により検知するようにした特許請求の範囲第１
   項記載のプラズマ処理装置。