JPH04212414A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH04212414A JPH04212414A JP801691A JP801691A JPH04212414A JP H04212414 A JPH04212414 A JP H04212414A JP 801691 A JP801691 A JP 801691A JP 801691 A JP801691 A JP 801691A JP H04212414 A JPH04212414 A JP H04212414A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラズマを用いて基
板表面のエッチング，基板表面への薄膜形成等、基板表
面の処理を行うプラズマ処理装置， 例えば電子サイク
ロトロン共鳴プラズマを利用するＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置、高周波電力が印加された２枚の平行平板電極間に
発生する低圧反応ガスのプラズマを利用する平行平板型
プラズマＣＶＤ装置などのほか、試料表面の改質等、プ
ラズマを試料表面の処理に利用するすべてのプラズマ処
理装置の構成に関する。
板表面のエッチング，基板表面への薄膜形成等、基板表
面の処理を行うプラズマ処理装置， 例えば電子サイク
ロトロン共鳴プラズマを利用するＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置、高周波電力が印加された２枚の平行平板電極間に
発生する低圧反応ガスのプラズマを利用する平行平板型
プラズマＣＶＤ装置などのほか、試料表面の改質等、プ
ラズマを試料表面の処理に利用するすべてのプラズマ処
理装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマを試料表面の処理に利用
するプラズマ処理装置では、通常、処理条件を構成する
高周波電力やプラズマ化されるガスの流量等の被制御パ
ラメータをそれぞれ単独に制御した後処理工程に入り、
目的とする特性（例えば成膜速度， 膜質 （緻密さな
ど），膜内応力など）を得ていた。また、同一処理目的
に対する処理条件すなわち装置の運転条件も必ずしも一
定でなく、被制御パラメータ以外の制御困難なパラメー
タもしくは未知の要因のみだれによって目的とする特性
が容易に変化するものであった。例えば、プラズマＣＶ
Ｄ装置の場合、プラズマ空間に注入される高周波電力，
ガス流量， ガス圧力， 基板温度等が成膜特性を左
右する主な被制御パラメータであるが、これらのパラメ
ータのほかに、目的とする特性に影響を与えるものとし
て考慮したり、制御することが困難なパラメータも存在
する。これらのパラメータは数十にもおよぶものと考え
られ、目的とする特性の値を規定のものとするための処
理条件を形成する作業には、多くの時間と人手とを必要
としていた。また、処理条件の形成は、前述のように、
考慮したり制御したりすることの困難なパラメータが装
置間で異なっている場合には、装置ごとに個別に行わな
ければならなかった。
するプラズマ処理装置では、通常、処理条件を構成する
高周波電力やプラズマ化されるガスの流量等の被制御パ
ラメータをそれぞれ単独に制御した後処理工程に入り、
目的とする特性（例えば成膜速度， 膜質 （緻密さな
ど），膜内応力など）を得ていた。また、同一処理目的
に対する処理条件すなわち装置の運転条件も必ずしも一
定でなく、被制御パラメータ以外の制御困難なパラメー
タもしくは未知の要因のみだれによって目的とする特性
が容易に変化するものであった。例えば、プラズマＣＶ
Ｄ装置の場合、プラズマ空間に注入される高周波電力，
ガス流量， ガス圧力， 基板温度等が成膜特性を左
右する主な被制御パラメータであるが、これらのパラメ
ータのほかに、目的とする特性に影響を与えるものとし
て考慮したり、制御することが困難なパラメータも存在
する。これらのパラメータは数十にもおよぶものと考え
られ、目的とする特性の値を規定のものとするための処
理条件を形成する作業には、多くの時間と人手とを必要
としていた。また、処理条件の形成は、前述のように、
考慮したり制御したりすることの困難なパラメータが装
置間で異なっている場合には、装置ごとに個別に行わな
ければならなかった。
【０００３】図４に、従来の技術で構成されているプラ
ズマ処理装置の一例を示す。高周波電力制御機能， 電
極間距離制御機能など、処理条件を構成する被制御パラ
メータを制御する機能を備えた装置本体に取り付けられ
た各種のセンサにより、処理が進行中の装置内のこれら
パラメータの現在値を検出し、検出値をセンシング信号
として装置制御用コンピュータに送り、コンピュータ内
に格納されている該当パラメータの設定値と比較して、
検出値と設定値との差もしくは比に相当した制御信号が
前記の各種制御機能を有するそれぞれの制御機器に送ら
れて装置内の処理条件をあらかじめ設定された処理条件
と一致させるようにしている。すなわち、従来の装置に
おいて制御されるのは被制御パラメータの値そのもので
あり、プラズマの状態を直接に制御しているわけではな
かった。このため、処理条件が何らかの理由で変化し、
処理の結果得られた特性の値が所期の値からずれたとき
でも、特性の値が評価されるまでは特性の値のずれを認
識することができなかった。
ズマ処理装置の一例を示す。高周波電力制御機能， 電
極間距離制御機能など、処理条件を構成する被制御パラ
メータを制御する機能を備えた装置本体に取り付けられ
た各種のセンサにより、処理が進行中の装置内のこれら
パラメータの現在値を検出し、検出値をセンシング信号
として装置制御用コンピュータに送り、コンピュータ内
に格納されている該当パラメータの設定値と比較して、
検出値と設定値との差もしくは比に相当した制御信号が
前記の各種制御機能を有するそれぞれの制御機器に送ら
れて装置内の処理条件をあらかじめ設定された処理条件
と一致させるようにしている。すなわち、従来の装置に
おいて制御されるのは被制御パラメータの値そのもので
あり、プラズマの状態を直接に制御しているわけではな
かった。このため、処理条件が何らかの理由で変化し、
処理の結果得られた特性の値が所期の値からずれたとき
でも、特性の値が評価されるまでは特性の値のずれを認
識することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理装
置では、目的とする特性の値を所期の値と一致させるた
めに、かなりの時間と人手とをかけて各被制御パラメー
タの値と，これらのパラメータ値による処理条件の下で
得られる特性の値との相関を求め、この相関に基づいて
装置制御用コンピュータ内にあるべきパラメータ値を設
定し、得られる特性の値を所期の値と一致する方向に追
い込んでいく必要があった。また、この相関は装置間で
微妙に異なり、装置ごとに所期の特性値を得るための処
理条件を形成する作業が必要であった。そして、これら
の作業は、対象とすべき被制御パラメータの種類が明ら
かであり、制御困難なパラメータのばらつきが装置間で
小さい場合でも３ヶ月程度， 未知の要因が存在する場
合には６ヶ月ないし１年程度かかる場合が普通であった
。
置では、目的とする特性の値を所期の値と一致させるた
めに、かなりの時間と人手とをかけて各被制御パラメー
タの値と，これらのパラメータ値による処理条件の下で
得られる特性の値との相関を求め、この相関に基づいて
装置制御用コンピュータ内にあるべきパラメータ値を設
定し、得られる特性の値を所期の値と一致する方向に追
い込んでいく必要があった。また、この相関は装置間で
微妙に異なり、装置ごとに所期の特性値を得るための処
理条件を形成する作業が必要であった。そして、これら
の作業は、対象とすべき被制御パラメータの種類が明ら
かであり、制御困難なパラメータのばらつきが装置間で
小さい場合でも３ヶ月程度， 未知の要因が存在する場
合には６ヶ月ないし１年程度かかる場合が普通であった
。
【０００５】この発明の目的は、制御困難なパラメータ
の装置間のばらつきや、特性の値に影響を与える未知の
要因が存在していても、これらのばらつきや要因の存否
にかかわらず、常に、目的とする特性の値を得ることの
できるプラズマ処理装置を提供することである。
の装置間のばらつきや、特性の値に影響を与える未知の
要因が存在していても、これらのばらつきや要因の存否
にかかわらず、常に、目的とする特性の値を得ることの
できるプラズマ処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、プラズマ処理装置を、プラズ
マの発光スペクトルあるいは外部からプラズマに入射さ
れたレーザ等の光によって発生した螢光等の二次光のス
ペクトルにより、または、基板の電位あるいはプラズマ
中に置かれた電極に現れる電位により、あるいは、プラ
ズマ光中の赤外光あるいは別に設けられた赤外光源から
の赤外光の基板を通した透過光のスペクトルにより、プ
ラズマ形成のためにプラズマ空間に注入される高周波電
力等、表面処理の処理条件を所期のプラズマ状態が得ら
れるように制御する装置制御用コンピュータを備え、処
理条件が処理中に所期のプラズマ状態が得られるように
制御されつつ処理が進行する装置とするものとする。そ
して、プラズマの発光スペクトルあるいは外部からプラ
ズマに入射されたレーザ等の光によって発生した螢光等
の二次光のスペクトルによって、所期のプラズマ状態が
得られるように行われる処理条件の制御は、処理条件と
、プラズマの発光あるいは二次光のスペクトル・データ
と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関関
係を、また、基板の電位あるいはプラズマ中に置かれた
電極に現れる電位によって所期のプラズマ状態が得られ
るように行われる処理条件の制御は、処理条件と、基板
の電位あるいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位
と、前記基板電位の時間変化あるいはプラズマ中に置か
れた電極に現れる電位の時間変化と、処理の結果得られ
るべき基板表面の特性との相関関係を、また、プラズマ
光中の赤外光あるいは別に設けられた赤外光源からの赤
外光の基板を通した透過光のスペクトルによって所期の
プラズマ状態が得られるように行われる処理条件の制御
は、処理条件と、基板を透過した赤外光のスペクトル・
データと、処理の結果得られるべき基板表面の特性との
相関関係をデータベース化して装置制御用コンピュータ
内に格納し、このデータベースを用いることによって行
われるようにすれば好適である。
に、この発明においては、プラズマ処理装置を、プラズ
マの発光スペクトルあるいは外部からプラズマに入射さ
れたレーザ等の光によって発生した螢光等の二次光のス
ペクトルにより、または、基板の電位あるいはプラズマ
中に置かれた電極に現れる電位により、あるいは、プラ
ズマ光中の赤外光あるいは別に設けられた赤外光源から
の赤外光の基板を通した透過光のスペクトルにより、プ
ラズマ形成のためにプラズマ空間に注入される高周波電
力等、表面処理の処理条件を所期のプラズマ状態が得ら
れるように制御する装置制御用コンピュータを備え、処
理条件が処理中に所期のプラズマ状態が得られるように
制御されつつ処理が進行する装置とするものとする。そ
して、プラズマの発光スペクトルあるいは外部からプラ
ズマに入射されたレーザ等の光によって発生した螢光等
の二次光のスペクトルによって、所期のプラズマ状態が
得られるように行われる処理条件の制御は、処理条件と
、プラズマの発光あるいは二次光のスペクトル・データ
と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関関
係を、また、基板の電位あるいはプラズマ中に置かれた
電極に現れる電位によって所期のプラズマ状態が得られ
るように行われる処理条件の制御は、処理条件と、基板
の電位あるいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位
と、前記基板電位の時間変化あるいはプラズマ中に置か
れた電極に現れる電位の時間変化と、処理の結果得られ
るべき基板表面の特性との相関関係を、また、プラズマ
光中の赤外光あるいは別に設けられた赤外光源からの赤
外光の基板を通した透過光のスペクトルによって所期の
プラズマ状態が得られるように行われる処理条件の制御
は、処理条件と、基板を透過した赤外光のスペクトル・
データと、処理の結果得られるべき基板表面の特性との
相関関係をデータベース化して装置制御用コンピュータ
内に格納し、このデータベースを用いることによって行
われるようにすれば好適である。
【０００７】
【作用】このように、プラズマの発光あるいは螢光等の
二次光のスペクトル中の適宜のラインをサンプリングす
ることによりプラズマの状態を監視し、あるいは、基板
前面のプラズマ状態を代表する電子温度に比例する基板
電位や、プラズマ空間のプラズマ密度，プラズマ温度や
プラズマ電位などを検出するためのプラズマ中電極の電
位により、また、例えば基板表面へのＳｉＮ膜などの絶
縁膜形成時のガス圧力や基板に印加するＲＦバイアスの
大きさなどに起因してプラズマ状態が所期の状態からず
れ、絶縁膜中に水素化シリコン〔Ｓｉ−Ｈ〕や水素化窒
素〔Ｎ−Ｈ〕などの原子団が増加した場合などには、膜
を透過した赤外線の赤外吸収スペクトル中にその原子団
特有のバンドが現れ、このバンドは基準振動数 （分子
内の原子核間振動の振動数， 複数存在する） の所に
現れることから、この振動数に相当した位置のラインを
含む適宜のラインをサンプリングして、プラズマ自体が
、目的とする処理結果が得られる状態となるように、注
入電力やガス流量等、処理条件を構成する被制御パラメ
ータを制御することにより、制御困難なパラメータや処
理結果に影響を与える未知の要因があっても、常に一定
のプラズマ状態が得られるように被制御パラメータが制
御されるから、従来のように、目的とする処理結果を得
るための処理条件の形成作業に多くの日数を必要とする
ことなく、処理中にこれらの被制御パラメータを制御し
つつ目的の特性を得ることができる。また、基板電位あ
るいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位の時間変
化、すなわちプラズマ状態の変化速度を被制御パラメー
タの制御に利用することにより、処理速度の大小にかか
わらず、目的の特性が精度高く得られる制御が可能にな
る。
二次光のスペクトル中の適宜のラインをサンプリングす
ることによりプラズマの状態を監視し、あるいは、基板
前面のプラズマ状態を代表する電子温度に比例する基板
電位や、プラズマ空間のプラズマ密度，プラズマ温度や
プラズマ電位などを検出するためのプラズマ中電極の電
位により、また、例えば基板表面へのＳｉＮ膜などの絶
縁膜形成時のガス圧力や基板に印加するＲＦバイアスの
大きさなどに起因してプラズマ状態が所期の状態からず
れ、絶縁膜中に水素化シリコン〔Ｓｉ−Ｈ〕や水素化窒
素〔Ｎ−Ｈ〕などの原子団が増加した場合などには、膜
を透過した赤外線の赤外吸収スペクトル中にその原子団
特有のバンドが現れ、このバンドは基準振動数 （分子
内の原子核間振動の振動数， 複数存在する） の所に
現れることから、この振動数に相当した位置のラインを
含む適宜のラインをサンプリングして、プラズマ自体が
、目的とする処理結果が得られる状態となるように、注
入電力やガス流量等、処理条件を構成する被制御パラメ
ータを制御することにより、制御困難なパラメータや処
理結果に影響を与える未知の要因があっても、常に一定
のプラズマ状態が得られるように被制御パラメータが制
御されるから、従来のように、目的とする処理結果を得
るための処理条件の形成作業に多くの日数を必要とする
ことなく、処理中にこれらの被制御パラメータを制御し
つつ目的の特性を得ることができる。また、基板電位あ
るいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位の時間変
化、すなわちプラズマ状態の変化速度を被制御パラメー
タの制御に利用することにより、処理速度の大小にかか
わらず、目的の特性が精度高く得られる制御が可能にな
る。
【０００８】そして、被制御パラメータの制御を、プラ
ズマの発光スペクトルあるいは外部からプラズマに入射
されたレーザ等の光によって発生した螢光等の二次光の
スペクトルによって行う場合には、処理条件と、プラズ
マの発光あるいは二次光のスペクトル・データと、処理
の結果得られるべき基板表面の特性との相関関係を、ま
た、被制御パラメータの制御を、基板の電位あるいはプ
ラズマ中に置かれた電極に現れる電位によって行う場合
には、処理条件と、基板の電位あるいはプラズマ中に置
かれた電極に現れる電位と、前記基板電位の時間変化あ
るいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位の時間変
化と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関
関係を、また、被制御パラメータの制御を、基板を透過
した赤外光のスペクトルによって行う場合には、処理条
件と、透過した赤外光のスペクトル・データと、処理の
結果得られるべき基板表面の特性との相関関係をデータ
ベース化して装置制御用コンピュータ内に格納し、この
データベースを用いることによって行われるようにすれ
ば、処理条件が特定の被制御パラメータに片寄ることな
く全体として最適となるように被制御パラメータを制御
することが可能になる。
ズマの発光スペクトルあるいは外部からプラズマに入射
されたレーザ等の光によって発生した螢光等の二次光の
スペクトルによって行う場合には、処理条件と、プラズ
マの発光あるいは二次光のスペクトル・データと、処理
の結果得られるべき基板表面の特性との相関関係を、ま
た、被制御パラメータの制御を、基板の電位あるいはプ
ラズマ中に置かれた電極に現れる電位によって行う場合
には、処理条件と、基板の電位あるいはプラズマ中に置
かれた電極に現れる電位と、前記基板電位の時間変化あ
るいはプラズマ中に置かれた電極に現れる電位の時間変
化と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関
関係を、また、被制御パラメータの制御を、基板を透過
した赤外光のスペクトルによって行う場合には、処理条
件と、透過した赤外光のスペクトル・データと、処理の
結果得られるべき基板表面の特性との相関関係をデータ
ベース化して装置制御用コンピュータ内に格納し、この
データベースを用いることによって行われるようにすれ
ば、処理条件が特定の被制御パラメータに片寄ることな
く全体として最適となるように被制御パラメータを制御
することが可能になる。
【０００９】
【実施例】図１に本発明によるプラズマ処理装置構成の
第１の実施例を示す。プラズマ処理装置は、この実施例
では、図４と同様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置と
している。装置は、高周波電力制御機能， 電極間距離
制御機能など、処理条件を構成する被制御パラメータを
制御する機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条件
を制御するための装置制御用コンピュータとからなる。 ２枚の平行平板電極２を収納する装置本体の真空容器１
には透明窓３が設けられ、２枚の平行平板電極２の間に
形成されたプラズマの発光は、透明窓３を通して装置制
御用コンピュータの入力装置を構成する可視紫外分光器
４に入射されてスペクトルを形成するとともに、スペク
トル中の適宜のラインがサンプリングされ、サンプリン
グされたラインの強度などのデータが装置制御用コンピ
ュータ５に入力される。
第１の実施例を示す。プラズマ処理装置は、この実施例
では、図４と同様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置と
している。装置は、高周波電力制御機能， 電極間距離
制御機能など、処理条件を構成する被制御パラメータを
制御する機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条件
を制御するための装置制御用コンピュータとからなる。 ２枚の平行平板電極２を収納する装置本体の真空容器１
には透明窓３が設けられ、２枚の平行平板電極２の間に
形成されたプラズマの発光は、透明窓３を通して装置制
御用コンピュータの入力装置を構成する可視紫外分光器
４に入射されてスペクトルを形成するとともに、スペク
トル中の適宜のラインがサンプリングされ、サンプリン
グされたラインの強度などのデータが装置制御用コンピ
ュータ５に入力される。
【００１０】一方、装置制御用コンピュータの中央処理
装置には、プラズマを計測して得られるデータとして、
探針によって得られる電子密度， プラズマの発光ある
いは入射された光による螢光等の二次光のスペクトル中
のサンプリングされるラインの強度などと、成膜時の特
性として成膜速度， 形成膜の対ふっ酸エッチレート，
膜厚分布， 膜内応力などの規定値と、成膜条件を構
成する被制御パラメータとして、高周波電力， ガス流
量， ガス圧力， 電極間距離， 基板の表面電位を制
御するために基板に印加する基板電圧などとの相関関係
を示すデータベースが格納されるとともに、このデータ
ベースが示す相関特性に基づき、進行中の処理が所期の
処理結果をもたらすか否かを判断する判断機能が備えら
れている。中央処理装置では、可視紫外分光器から入力
されたプラズマの発光あるいはその二次光のスペクトル
からサンプリングされたラインのデータから、上記判断
機能により、装置の運転条件すなわち処理条件を構成す
る被制御パラメータを所期のプラズマ状態が得られるよ
うに制御する制御信号値を求め、これを被制御パラメー
タを制御する制御機器に送る。
装置には、プラズマを計測して得られるデータとして、
探針によって得られる電子密度， プラズマの発光ある
いは入射された光による螢光等の二次光のスペクトル中
のサンプリングされるラインの強度などと、成膜時の特
性として成膜速度， 形成膜の対ふっ酸エッチレート，
膜厚分布， 膜内応力などの規定値と、成膜条件を構
成する被制御パラメータとして、高周波電力， ガス流
量， ガス圧力， 電極間距離， 基板の表面電位を制
御するために基板に印加する基板電圧などとの相関関係
を示すデータベースが格納されるとともに、このデータ
ベースが示す相関特性に基づき、進行中の処理が所期の
処理結果をもたらすか否かを判断する判断機能が備えら
れている。中央処理装置では、可視紫外分光器から入力
されたプラズマの発光あるいはその二次光のスペクトル
からサンプリングされたラインのデータから、上記判断
機能により、装置の運転条件すなわち処理条件を構成す
る被制御パラメータを所期のプラズマ状態が得られるよ
うに制御する制御信号値を求め、これを被制御パラメー
タを制御する制御機器に送る。
【００１１】図２に本発明によるプラズマ処理装置構成
の第２の実施例を示す。プラズマ処理装置は、図１と同
様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置としている。また
装置も、図１と同様に、高周波電力制御機能、電極間距
離制御機能など、処理条件を構成する被制御パラメータ
を制御する機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条
件を制御するための装置制御用コンピュータとで構成さ
れている。一方、２枚の平行平板電極２を収納する装置
本体の真空容器１には基板電位、あるいはプラズマ中に
置かれた電極に現れる電位を検出する電極６が設けられ
、２枚の平行平板電極２の間に形成されたプラズマによ
る基板表面あるいはプラズマ中の浮動電位が電極６から
電流として取り出され、装置制御用コンピュータ５の入
力装置を構成する電位検出器７に入力され、基板電位な
ど、目的とするプラズマ状態表示値に加工されたデータ
が装置制御用コンピュータ５に入力される。装置制御用
コンピュータ５の中央処理装置では、電位検出器７から
入力されたデータから、その有する判断機能により、装
置の運転条件すなわち処理条件を構成する被制御パラメ
ータを所期のプラズマ状態が得られるように制御する制
御信号値を求め、これを被制御パラメータを制御する制
御機器に送る。
の第２の実施例を示す。プラズマ処理装置は、図１と同
様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置としている。また
装置も、図１と同様に、高周波電力制御機能、電極間距
離制御機能など、処理条件を構成する被制御パラメータ
を制御する機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条
件を制御するための装置制御用コンピュータとで構成さ
れている。一方、２枚の平行平板電極２を収納する装置
本体の真空容器１には基板電位、あるいはプラズマ中に
置かれた電極に現れる電位を検出する電極６が設けられ
、２枚の平行平板電極２の間に形成されたプラズマによ
る基板表面あるいはプラズマ中の浮動電位が電極６から
電流として取り出され、装置制御用コンピュータ５の入
力装置を構成する電位検出器７に入力され、基板電位な
ど、目的とするプラズマ状態表示値に加工されたデータ
が装置制御用コンピュータ５に入力される。装置制御用
コンピュータ５の中央処理装置では、電位検出器７から
入力されたデータから、その有する判断機能により、装
置の運転条件すなわち処理条件を構成する被制御パラメ
ータを所期のプラズマ状態が得られるように制御する制
御信号値を求め、これを被制御パラメータを制御する制
御機器に送る。
【００１２】図３に本発明によるプラズマ処理装置構成
の第３の実施例を示す。プラズマ処理装置は、図１，
図２と同様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置としてい
る。装置は、高周波電力制御機能、電極間距離制御機能
など、処理条件を構成する被制御パラメータを制御する
機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条件を制御す
るための装置制御用コンピュータとからなる。一方、基
板が載置された方の平板電極２を支持する基板台には、
基板を表面側から裏面側へ透過した赤外光をセンシング
するための赤外分光器４が設けられ、赤外光源６から射
出されて基板を透過した光のスペクトル中、膜質の異常
が顕著に現れる波長近傍のラインを含む適宜のラインが
サンプリングされ、サンプリングされたラインの強度な
どのデータが装置制御用コンピュータ５に入力される。
の第３の実施例を示す。プラズマ処理装置は、図１，
図２と同様に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置としてい
る。装置は、高周波電力制御機能、電極間距離制御機能
など、処理条件を構成する被制御パラメータを制御する
機能を備えた装置本体と、装置本体の運転条件を制御す
るための装置制御用コンピュータとからなる。一方、基
板が載置された方の平板電極２を支持する基板台には、
基板を表面側から裏面側へ透過した赤外光をセンシング
するための赤外分光器４が設けられ、赤外光源６から射
出されて基板を透過した光のスペクトル中、膜質の異常
が顕著に現れる波長近傍のラインを含む適宜のラインが
サンプリングされ、サンプリングされたラインの強度な
どのデータが装置制御用コンピュータ５に入力される。
【００１３】一方、装置制御用コンピュータの中央処理
装置には、基板を透過した赤外光スペクトル中のサンプ
リングされるラインの強度などと、成膜時の特性として
、成膜速度， 形成膜の対ふっ酸エッチレート， 膜厚
分布， 膜内応力などの規定値と、成膜条件を構成する
被制御パラメータとして、高周波電力， ガス流量，
ガス圧力， 電極間距離， 基板の表面電位を制御する
ために基板に印加する基板電圧など、との相関関係を示
すデータベースが格納されるとともに、進行中の処理が
所期の処理結果をもたらすか否かを判断する判断機能が
備えられている。中央処理装置では、赤外分光器４から
入力された赤外線スペクトル中のラインのデータから、
上記判断機能により、装置の運転条件すなわち処理条件
を構成する被制御パラメータを所期の膜特性が得られる
プラズマ状態となるように制御する制御信号値を求め、
これを被制御パラメータを制御する制御機器に送る。
装置には、基板を透過した赤外光スペクトル中のサンプ
リングされるラインの強度などと、成膜時の特性として
、成膜速度， 形成膜の対ふっ酸エッチレート， 膜厚
分布， 膜内応力などの規定値と、成膜条件を構成する
被制御パラメータとして、高周波電力， ガス流量，
ガス圧力， 電極間距離， 基板の表面電位を制御する
ために基板に印加する基板電圧など、との相関関係を示
すデータベースが格納されるとともに、進行中の処理が
所期の処理結果をもたらすか否かを判断する判断機能が
備えられている。中央処理装置では、赤外分光器４から
入力された赤外線スペクトル中のラインのデータから、
上記判断機能により、装置の運転条件すなわち処理条件
を構成する被制御パラメータを所期の膜特性が得られる
プラズマ状態となるように制御する制御信号値を求め、
これを被制御パラメータを制御する制御機器に送る。
【００１４】なお、本発明では、データベースが装置制
御用コンピュータに格納されているものとしたが、各制
御パラメータを制御する装置本体側の各制御系の中に含
まれていても目的とする処理結果が得られる被制御パラ
メータの制御が可能なことは明らかである。
御用コンピュータに格納されているものとしたが、各制
御パラメータを制御する装置本体側の各制御系の中に含
まれていても目的とする処理結果が得られる被制御パラ
メータの制御が可能なことは明らかである。
【００１５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明においては
、プラズマ処理装置を請求項１， 請求項３または請求
項５のように構成したので、装置内に制御困難なパラメ
ータや処理結果に影響を与える未知の要因があっても、
常に一定のプラズマ状態が自動的に得られ、プラズマ形
成のための注入電力等、被制御パラメータにより構成さ
れる処理条件すなわち装置の運転条件の形成に必要とす
る作業， いわゆる装置の立ち上げ作業の量を大幅に軽
減することが可能になるとともに、運転条件の制御が装
置の運転中に自動的に行われるため、装置の運用効率が
大幅に向上することとなった。また、被制御パラメータ
の制御を、処理条件と、プラズマの発光あるいは二次光
のスペクトル・データ、基板電位あるいはプラズマ中に
置かれた電極に現れる電位およびこれらの電位の時間変
化、または基板を透過した赤外光のスペクトル・データ
と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関関
係をデータベース化して装置制御用コンピュータ内に格
納し、このデータベースを用いることによって行うこと
により、処理条件が特定の被制御パラメータに片寄るこ
となく全体として最適となるように被制御パラメータを
制御することができ、装置を無理なく運転できるメリッ
トが得られる。
、プラズマ処理装置を請求項１， 請求項３または請求
項５のように構成したので、装置内に制御困難なパラメ
ータや処理結果に影響を与える未知の要因があっても、
常に一定のプラズマ状態が自動的に得られ、プラズマ形
成のための注入電力等、被制御パラメータにより構成さ
れる処理条件すなわち装置の運転条件の形成に必要とす
る作業， いわゆる装置の立ち上げ作業の量を大幅に軽
減することが可能になるとともに、運転条件の制御が装
置の運転中に自動的に行われるため、装置の運用効率が
大幅に向上することとなった。また、被制御パラメータ
の制御を、処理条件と、プラズマの発光あるいは二次光
のスペクトル・データ、基板電位あるいはプラズマ中に
置かれた電極に現れる電位およびこれらの電位の時間変
化、または基板を透過した赤外光のスペクトル・データ
と、処理の結果得られるべき基板表面の特性との相関関
係をデータベース化して装置制御用コンピュータ内に格
納し、このデータベースを用いることによって行うこと
により、処理条件が特定の被制御パラメータに片寄るこ
となく全体として最適となるように被制御パラメータを
制御することができ、装置を無理なく運転できるメリッ
トが得られる。
【図１】本発明によるプラズマ処理装置構成の第１の実
施例を示す機能ブロック図
施例を示す機能ブロック図
【図２】本発明によるプラズマ処理装置構成の第２の実
施例を示す機能ブロック図
施例を示す機能ブロック図
【図３】本発明によるプラズマ処理装置構成の第３の実
施例を示す機能ブロック図
施例を示す機能ブロック図
【図４】従来のプラズマ処理装置構成の一例を示す機能
ブロック図
ブロック図
１ 真空容器
２ 平行平板電極
３ 透明板
４ 分光器（可視紫外分光器）
５ 装置制御用コンピュータ
６ 電極
７ 電位検出器
８ 赤外光源
９ 赤外分光器
１０ 基板
Claims (6)
- 【請求項１】プラズマを用いて基板表面のエッチング，
基板表面への薄膜形成等、基板表面の処理を行うプラ
ズマ処理装置において、プラズマの発光スペクトルある
いは外部からプラズマに入射されたレーザ等の光によっ
て発生した螢光等の二次光のスペクトルによって、プラ
ズマ形成のためにプラズマ空間に注入される高周波電力
等、表面処理の処理条件を所期のプラズマ状態が得られ
るように制御する装置制御用コンピュータを備え、処理
条件が処理中に所期のプラズマ状態が得られるように制
御されつつ処理が進行することを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項２】請求項第１項に記載のプラズマ処理装置に
おいて、所期のプラズマ状態が得られるように行われる
処理条件の制御は、処理条件と、プラズマの発光あるい
は二次光のスペクトル・データと、処理の結果得られる
べき基板表面の特性との相関関係をデータベース化して
装置制御用コンピュータ内に格納し、このデータベース
を用いることによって行われることを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項３】プラズマを用いて基板表面のエッチング，
基板表面への薄膜形成等、基板表面の処理を行うプラ
ズマ処理装置において、基板の電位あるいはプラズマ中
に置かれた電極に現れる電位によって、プラズマ形成の
ためにプラズマ空間に注入される高周波電力等、表面処
理の処理条件を所期のプラズマ状態が得られるように制
御する装置制御用コンピュータを備え、処理条件が処理
中に所期のプラズマ状態が得られるように制御されつつ
処理が進行することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】請求項第３項に記載のプラズマ処理装置に
おいて、所期のプラズマ状態が得られるように行われる
処理条件の制御は、処理条件と、基板の電位あるいはプ
ラズマ中に置かれた電極に現れる電位と、前記基板電位
の時間変化あるいはプラズマ中に置かれた電極に現れる
電位の時間変化と、処理の結果得られるべき基板表面の
特性との相関関係をデータベース化して装置制御用コン
ピュータ内に格納し、このデータベースを用いることに
よって行われることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】プラズマを用いて基板表面のエッチング，
基板表面への薄膜形成等、基板表面の処理を行うプラズ
マ処理装置において、プラズマ光中の赤外光あるいは別
に設けられた赤外光源からの赤外光の基板を通した透過
光のスペクトルによって、プラズマ形成のためにプラズ
マ空間に注入される高周波電力等、表面処理の処理条件
を所期のプラズマ状態が得られるように制御する装置制
御用コンピュータを備え、処理条件が処理中に所期のプ
ラズマ状態が得られるように制御されつつ処理が進行す
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項６】請求項第５項に記載のプラズマ処理装置に
おいて、所期のプラズマ状態が得られるように行われる
処理条件の制御は、処理条件と、基板を透過した赤外光
のスペクトル・データと、処理の結果得られるべき基板
表面の特性との相関関係をデータベース化して装置制御
用コンピュータ内に格納し、このデータベースを用いる
ことによって行われることを特徴とするプラズマ処理装
置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21632490 | 1990-08-16 | ||
| JP2-216324 | 1990-08-16 | ||
| JP2-289861 | 1990-10-26 | ||
| JP28986190 | 1990-10-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04212414A true JPH04212414A (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=26521369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP801691A Pending JPH04212414A (ja) | 1990-08-16 | 1991-01-28 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04212414A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018274A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-22 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法 |
| JP2002510877A (ja) * | 1998-04-06 | 2002-04-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 表面平坦化のための、表面への制御された多様な厚みの材料の蒸着 |
| WO2003003437A1 (en) * | 2001-06-27 | 2003-01-09 | Tokyo Electron Limited | Method of predicting processed results and processing device |
| WO2003056618A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Tokyo Electron Limited | Appareil de traitement au plasma |
| JP2005072614A (ja) * | 2004-10-27 | 2005-03-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料処理装置及び試料処理システム |
| JP2005531926A (ja) * | 2002-06-28 | 2005-10-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 材料プロセスツール及びパフォーマンスデータを用いてプロセスを制御する方法及びシステム |
| US7844559B2 (en) | 2002-06-28 | 2010-11-30 | Tokyo Electron Limited | Method and system for predicting process performance using material processing tool and sensor data |
| JP2018010891A (ja) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置 |
| JPWO2017126662A1 (ja) * | 2016-01-22 | 2018-08-02 | Ｓｐｐテクノロジーズ株式会社 | プラズマ制御装置 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP801691A patent/JPH04212414A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510877A (ja) * | 1998-04-06 | 2002-04-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 表面平坦化のための、表面への制御された多様な厚みの材料の蒸着 |
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| JP4520820B2 (ja) * | 2004-10-27 | 2010-08-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料処理装置及び試料処理システム |
| JPWO2017126662A1 (ja) * | 2016-01-22 | 2018-08-02 | Ｓｐｐテクノロジーズ株式会社 | プラズマ制御装置 |
| JP2018010891A (ja) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置 |
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