JPH0610356B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法Info
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- JPH0610356B2 JPH0610356B2 JP63035707A JP3570788A JPH0610356B2 JP H0610356 B2 JPH0610356 B2 JP H0610356B2 JP 63035707 A JP63035707 A JP 63035707A JP 3570788 A JP3570788 A JP 3570788A JP H0610356 B2 JPH0610356 B2 JP H0610356B2
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- Japan
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- plasma
- temperature
- nitrogen
- substrate
- plasma processing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は窒素原子を含むガス状物質をプラズマ化し、堆
積またはエッチングするプラズマ処理装置に関する。さ
らに、プラズマ処理中における窒素分子の回転量子間遷
移の分布を計算値と比較し、加熱された熱板ホルダや基
板または局所的な熱発生源の表面温度を測定する方法に
関する。
積またはエッチングするプラズマ処理装置に関する。さ
らに、プラズマ処理中における窒素分子の回転量子間遷
移の分布を計算値と比較し、加熱された熱板ホルダや基
板または局所的な熱発生源の表面温度を測定する方法に
関する。
従来の技術 従来、プラズマ分解反応によって堆積またはエッチング
する際、その基板温度を測定する方法として基板ホルダ
に接した熱電対によって表面温度および、その場所的な
分布を類推していた。原料とする混合ガス比，混合ガス
流量等に対する影響は考慮されていなかった。
する際、その基板温度を測定する方法として基板ホルダ
に接した熱電対によって表面温度および、その場所的な
分布を類推していた。原料とする混合ガス比，混合ガス
流量等に対する影響は考慮されていなかった。
発明が解決しようとする課題 熱電対によって基板表面温度に類推しようとしても、プ
ラズマ分解反応の多くの場合、表面反応が支配的である
ため、膜堆積またはエッチングの基板温度による影響は
装置によって、または基板ホルダによってさまざまに変
化していた。また、基板ホルダの位置によっても、大き
く基板表面温度は変わるが、熱電対によるモニタだけで
は限界があった。
ラズマ分解反応の多くの場合、表面反応が支配的である
ため、膜堆積またはエッチングの基板温度による影響は
装置によって、または基板ホルダによってさまざまに変
化していた。また、基板ホルダの位置によっても、大き
く基板表面温度は変わるが、熱電対によるモニタだけで
は限界があった。
さらに、本発明の解析手順のもととなったD.M.フィリッ
プス（Phillips）による結果（ジャーナル オブ フィ
ジックス（J.Phys.）Ｄ，９巻507ページ１９７５年）
は、窒素ガスレーザの窒素分子の温度上昇を瞬時に測定
したものであり、窒素ガス温度上昇源としては、励起光
のみであった。基板の概念，基板加熱方法，プラズマに
よる基板上への処理について言及されていない。また混
合ガスによる影響，混合ガス流量に対する変化に関して
も言及されていない。
プス（Phillips）による結果（ジャーナル オブ フィ
ジックス（J.Phys.）Ｄ，９巻507ページ１９７５年）
は、窒素ガスレーザの窒素分子の温度上昇を瞬時に測定
したものであり、窒素ガス温度上昇源としては、励起光
のみであった。基板の概念，基板加熱方法，プラズマに
よる基板上への処理について言及されていない。また混
合ガスによる影響，混合ガス流量に対する変化に関して
も言及されていない。
課題を解決するための手段 プラズマ処理中における窒素のセカンドポジティブ発光
系の回転量子間遷移の分布を計算し、プラズマを発生さ
せる電力を一定とし、基板設定温度を変化した場合およ
び基板設定温度を一定とし、プラズマを発生させる電力
を変化した場合等の窒素分子の発光スペクトルデータと
比較することによって、窒素ガス温度を上昇させる成分
を分離し、基板表面温度を分離測定する。また、そのデ
ータをプラズマ処理装置の構成要素に帰還をかける機能
をもたせる。
系の回転量子間遷移の分布を計算し、プラズマを発生さ
せる電力を一定とし、基板設定温度を変化した場合およ
び基板設定温度を一定とし、プラズマを発生させる電力
を変化した場合等の窒素分子の発光スペクトルデータと
比較することによって、窒素ガス温度を上昇させる成分
を分離し、基板表面温度を分離測定する。また、そのデ
ータをプラズマ処理装置の構成要素に帰還をかける機能
をもたせる。
作 用 各装置，各基板ホルダによって基板表面温度上昇率の差
異の測定や、また場所による温度の依存性ならびに異常
放電の箇所の識別を、窒素分子の発光スペクトルを局所
的に測定する。また、この測定結果をプラズマ処理装置
の構成要素に帰還をかけ、プラズマ処理装置に正常な状
態に保つ。
異の測定や、また場所による温度の依存性ならびに異常
放電の箇所の識別を、窒素分子の発光スペクトルを局所
的に測定する。また、この測定結果をプラズマ処理装置
の構成要素に帰還をかけ、プラズマ処理装置に正常な状
態に保つ。
実 施 例 原子や分子は自由空間でさまざまな運動を行ない、外力
（例えば、光，磁場，電磁場等）によってその運動量が
変化する。外力が加わりエネルギが高い状態になると不
安定になり、再び基底状態にもどる。この過程で発光す
る場合があり、これが放電現象と呼ばれる。発光スペク
トルを詳しく調べると、ガスの温度によってスペクトル
が異なることがわかった。
（例えば、光，磁場，電磁場等）によってその運動量が
変化する。外力が加わりエネルギが高い状態になると不
安定になり、再び基底状態にもどる。この過程で発光す
る場合があり、これが放電現象と呼ばれる。発光スペク
トルを詳しく調べると、ガスの温度によってスペクトル
が異なることがわかった。
このスペクトルの差は、分子運動によることがわかって
いる。グロー放電が発生するような条件では回転エネル
ギがガスの温度に相関関係があることも知られている。
回転エネルギは窒素分子の場合、約1.6cm-1になる。
いる。グロー放電が発生するような条件では回転エネル
ギがガスの温度に相関関係があることも知られている。
回転エネルギは窒素分子の場合、約1.6cm-1になる。
アモルファスシリコン（ａ−Si：Ｈ）を作成するグロー
放電内において従来から研究され細かな特性まで知られ
ている気体で、SiH4グロー放電中に多量の存在する気体
として水素がある。水素の発光スペクトルは連続発光に
よって支配されているので、水素分子には回転構造が存
在しないため、ガス温度は残念ながら回転構造では測定
できない。ガス温度が上昇すると水素放電で水素が熱分
解することが知られているが、ガス温度を知らなければ
電子衝突と熱分解のプロセスがどのようになっており、
これを区別することはできない。
放電内において従来から研究され細かな特性まで知られ
ている気体で、SiH4グロー放電中に多量の存在する気体
として水素がある。水素の発光スペクトルは連続発光に
よって支配されているので、水素分子には回転構造が存
在しないため、ガス温度は残念ながら回転構造では測定
できない。ガス温度が上昇すると水素放電で水素が熱分
解することが知られているが、ガス温度を知らなければ
電子衝突と熱分解のプロセスがどのようになっており、
これを区別することはできない。
水素と異なり窒素分子の発光にははっきりとした回転構
造を持っている。本発明によるプラズマ温度測定法は窒
素のグロー放電研究に開発されたものであり、その回転
構造を解析しガス温度を決定する方法である。すなわち
「窒素放電中の不分解発光バンドにおるガス温度決定」
という方法である。最初にこの方法を用いて回転温度Tr
を測定したのはスロベスキー（Slovetskii）とソコロフ
（Sokolov）オペトスペクトロスコピー(Opt.Spectrosc.
３６巻，２６５ページ１９７４年)であったが、彼らは
ピーク値の1/3のところの幅を測定しTrを求めるという
非常に簡単な方法を用いでた。また、基板加熱等、特
に、プラズマ放電電力以外のガス加熱についての言及は
ない。ここで述べる方法は回転構造すべてを計算し、測
定されたスペクトルにあわせるというもので、精度の高
いものである。従来、この方法で解析するためには放電
を定常状態にし、高分解能の分光器で測定したスペクト
ルから各量子数の発光ラインを同定しなければならなか
った。短時間で測定を完了し放電の経時変化を調べる場
合や、小さな分光器しかない場合には応用できなかった
が、これらの場合でも測定を可能にしたのが、ここで述
べる方法である。すなわち量子化された発光を、分光器
の分解能が小さいため、連続発光としてデータをとり、
この発光の形と、予め分解能落としてシミュレーション
した理論波形とをフィッティングさせてガス温度を求め
るものである。
造を持っている。本発明によるプラズマ温度測定法は窒
素のグロー放電研究に開発されたものであり、その回転
構造を解析しガス温度を決定する方法である。すなわち
「窒素放電中の不分解発光バンドにおるガス温度決定」
という方法である。最初にこの方法を用いて回転温度Tr
を測定したのはスロベスキー（Slovetskii）とソコロフ
（Sokolov）オペトスペクトロスコピー(Opt.Spectrosc.
３６巻，２６５ページ１９７４年)であったが、彼らは
ピーク値の1/3のところの幅を測定しTrを求めるという
非常に簡単な方法を用いでた。また、基板加熱等、特
に、プラズマ放電電力以外のガス加熱についての言及は
ない。ここで述べる方法は回転構造すべてを計算し、測
定されたスペクトルにあわせるというもので、精度の高
いものである。従来、この方法で解析するためには放電
を定常状態にし、高分解能の分光器で測定したスペクト
ルから各量子数の発光ラインを同定しなければならなか
った。短時間で測定を完了し放電の経時変化を調べる場
合や、小さな分光器しかない場合には応用できなかった
が、これらの場合でも測定を可能にしたのが、ここで述
べる方法である。すなわち量子化された発光を、分光器
の分解能が小さいため、連続発光としてデータをとり、
この発光の形と、予め分解能落としてシミュレーション
した理論波形とをフィッティングさせてガス温度を求め
るものである。
以下に述べる解析手順は、ジャーナル フィジックス
（J.Phys.）Ｄ９巻，５０７ページ１９７５年に、D.M.
フィリップス（Phillips）が示したもので、本発明に適
合されるように、順次削除や、追加説明を施してある。
ここでは窒素プラズマのセカンド ポジティブ システ
ム（２nd positive system）のうち４００〜４０６ｎｍ
の間にある。
（J.Phys.）Ｄ９巻，５０７ページ１９７５年に、D.M.
フィリップス（Phillips）が示したもので、本発明に適
合されるように、順次削除や、追加説明を施してある。
ここでは窒素プラズマのセカンド ポジティブ システ
ム（２nd positive system）のうち４００〜４０６ｎｍ
の間にある。
Ｎ２ 14（Ｃ3IIｕ−B3IIｇ）０′−３″の発光ラインに
ついてのみ考える。
ついてのみ考える。
Ｃｖ′Ｊ′−Ｂｖ″Ｊ″の一般的な回転遷移の波長は次
式で計算される。
式で計算される。
はそれぞれＣ状態、Ｂ状態の回転定数であり、naは空気
の誘電率である。v′，v″はＣ状態とＢ状態の遷移の回
転振動量子数であり、Ｊ′，Ｊ″は原子の全角運動量で
ある。具体的な計算ではＪ′＝Ｊ″すなわちＣ−Ｂ遷移
で全角運動量は変化しないとした。定数 を含む分光定数を表１に示す。
の誘電率である。v′，v″はＣ状態とＢ状態の遷移の回
転振動量子数であり、Ｊ′，Ｊ″は原子の全角運動量で
ある。具体的な計算ではＪ′＝Ｊ″すなわちＣ−Ｂ遷移
で全角運動量は変化しないとした。定数 を含む分光定数を表１に示す。
具体的に(1)式を（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）0′-3″の遷移
（バンドヘッドが4059.4Å）について展開し計算してみ
る。
（バンドヘッドが4059.4Å）について展開し計算してみ
る。
(2)式において原子の全角運動量Ｊ′，Ｊ″との積で表
わされている項以外は、定数として扱うことができる。
Ｊ′，Ｊ″が変化するとその周波数が変化するが、その
比例定数を回転定数といい、Ｂ（またはＢｖ′，B′，
Ｂｖ″，B″等）で表わす。各ブランチの周波数は回転
定数Ｂｖ′，Ｂｖ″および全角運動量Ｊとの間に以下の
関係が成立する。
わされている項以外は、定数として扱うことができる。
Ｊ′，Ｊ″が変化するとその周波数が変化するが、その
比例定数を回転定数といい、Ｂ（またはＢｖ′，B′，
Ｂｖ″，B″等）で表わす。各ブランチの周波数は回転
定数Ｂｖ′，Ｂｖ″および全角運動量Ｊとの間に以下の
関係が成立する。
Ｐブランチ ν＝ν０−（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）Ｊ＋
（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）Ｊ２ Ｑブランチ ν＝ν０＋（Ｂｖ′−Ｂｖ″）Ｊ＋
（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）Ｊ２ Ｒブランチ ν＝ν０＋２Ｂｖ′＋（３Ｂｖ′−
Ｂｖ″）Ｊ＋（Ｂｖ′−Ｂｖ″）Ｊ２ ＝ν０＋（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）（Ｊ＋１）＋（Ｂｖ′−Ｂ
ｖ″）（Ｊ＋１）２……(3) 表１の数値(2)式に代入し(3)式と比較する。ここでブラ
ンチの性格上、(2)式と比較するのはＲブランチであ
る。Ｊ′に関するＢｖ′およびＶ″のＢｖ″は Ｂｖ′＝1.814902cm-1 Ｂｖ″＝-1.5737782425cm-1……(4) となる。一般的な回転遷移の発光強度ＦnvJは、 ＦnvJ＝ｈνnvJＮｎ′ｖ′Ｊ′ＡnvJ′ ……(5) ここでＦnvJは のことであり、νnvJは遷移の周波数（Ｈｚ），Ｎｎ′
ｖ′Ｊ′はエネルギの高い側の回転状態ｎ′ｖ′Ｊ′に
存在する分子数であり、ＡnvJは自然発光の遷移確率
（Ｓ-1）である。
（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）Ｊ２ Ｑブランチ ν＝ν０＋（Ｂｖ′−Ｂｖ″）Ｊ＋
（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）Ｊ２ Ｒブランチ ν＝ν０＋２Ｂｖ′＋（３Ｂｖ′−
Ｂｖ″）Ｊ＋（Ｂｖ′−Ｂｖ″）Ｊ２ ＝ν０＋（Ｂｖ′＋Ｂｖ″）（Ｊ＋１）＋（Ｂｖ′−Ｂ
ｖ″）（Ｊ＋１）２……(3) 表１の数値(2)式に代入し(3)式と比較する。ここでブラ
ンチの性格上、(2)式と比較するのはＲブランチであ
る。Ｊ′に関するＢｖ′およびＶ″のＢｖ″は Ｂｖ′＝1.814902cm-1 Ｂｖ″＝-1.5737782425cm-1……(4) となる。一般的な回転遷移の発光強度ＦnvJは、 ＦnvJ＝ｈνnvJＮｎ′ｖ′Ｊ′ＡnvJ′ ……(5) ここでＦnvJは のことであり、νnvJは遷移の周波数（Ｈｚ），Ｎｎ′
ｖ′Ｊ′はエネルギの高い側の回転状態ｎ′ｖ′Ｊ′に
存在する分子数であり、ＡnvJは自然発光の遷移確率
（Ｓ-1）である。
分子の電子的な、または振動的な挙動は回転運動とは本
質的に無関係であるから、ブランチからバンドへの遷移
確率は初期状態の回転量子数とは関係がない。よって遷
移確率は、 一般にライン強度ＳＪが以下の式で規格化されるように
定義されると、 回転ラインとバンドとの遷移確率は、次式で結びつく 窒素分子のＣ−Ｂ遷移においては、 であるから、 スピンスプリッティングを無視し、３つのブランチにつ
いてライン強度を量子数と結びつけると、ライン強度は
一般に以下の式で表わされる。
質的に無関係であるから、ブランチからバンドへの遷移
確率は初期状態の回転量子数とは関係がない。よって遷
移確率は、 一般にライン強度ＳＪが以下の式で規格化されるように
定義されると、 回転ラインとバンドとの遷移確率は、次式で結びつく 窒素分子のＣ−Ｂ遷移においては、 であるから、 スピンスプリッティングを無視し、３つのブランチにつ
いてライン強度を量子数と結びつけると、ライン強度は
一般に以下の式で表わされる。
Ｐブランチ Ｐ(J+1)＝６(J+1)−１０／(J+1) Ｑブランチ Ｑ(J)＝１０／Ｊ＋１０／(J+1) Ｒブランチ Ｒ(J-1)=6J-10/J ……(10)式 ここでＪ＝Ｊ′＝Ｊ″である。
窒素分子のＣｖ′Ｊ′−Ｂｖ″Ｊ″の一般的な遷移は温
度Ｔにおける熱平衡状態で、以下のようになる。
度Ｔにおける熱平衡状態で、以下のようになる。
各量子数の回転ラインの幅はバンド中の強度分布に影響
を与える。計算を簡略化するために十分良い近似を持っ
た次式で回転ラインの形を与える。
を与える。計算を簡略化するために十分良い近似を持っ
た次式で回転ラインの形を与える。
Δλ＝０でｇは最大値１を持ち、半値幅はＷ，両翼は に広がる。
以上述べた(3)，(4)，(10)，(11)，(12)の式を用いてＮ
２ 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の波形を計算し
た。Ｐブランチの角運動量Ｊは29まで、Ｑブランチは２
０まで、Ｒブランチは２５までとした。またＷ＝１．８
Åとし、ａの値は波形にあまり影響を与えないことから
４とした。
２ 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の波形を計算し
た。Ｐブランチの角運動量Ｊは29まで、Ｑブランチは２
０まで、Ｒブランチは２５までとした。またＷ＝１．８
Åとし、ａの値は波形にあまり影響を与えないことから
４とした。
前述の計算から得られた計算結果を示す。
Ｔｒ＝５００Ｋの場合の波形を第２図に示す。第３図に
は各ブランチを分けて示した。第２図は第３図の各ブラ
ンチを荷重して加えたものである。
は各ブランチを分けて示した。第２図は第３図の各ブラ
ンチを荷重して加えたものである。
Ｔｒ＝５０Ｋと非常に低温にすると第４図のようにな
り、各ブランチは第５図に示すようになる。これらの図
から、Ｔｒが上昇すると角運動量子数の大きいところか
らの遷移確率が増加し、しだいに短波長側に尾をひくよ
うになる。これをもっとわかりやすく示したのが第６図
である。ここには、発光最大値を同じにしてＴｒ＝３０
０ＫとＴｒ＝８００Ｋを同時に示したものである。絶対
強度では Ｔｒ＝８００ＫよりもＴｒ＝３００Ｋの方が最大値は大
きい。なぜならば遷移確率はＴｒ＝３００Ｋの方が低エ
ネルギ側にかたまっているからである。以上の図はＷ＝
１．８Åと実際に近い値を示したが、高分解能の分光器
を用いたとしてＷ＝０．１Åとした場合についても計算
した。各角運動量に対する発光ラインがよくわかる。す
なわち第２図に相当するものが第７図であり、第３図の
Ｒブランチのみに相当するのが第８図，Ｔｒ＝５０Ｋの
第４図に相当するのが第９図である。しかし、前述した
とおり高分解能の分光器を用いて測定するのは装置が大
がかりになること，プラズマ処理装置の振動が無視でき
ないこと，および、測定に長時間を要し、工業的な価値
が薄れるものであった。以下に、本発明の実施例を示
す。
り、各ブランチは第５図に示すようになる。これらの図
から、Ｔｒが上昇すると角運動量子数の大きいところか
らの遷移確率が増加し、しだいに短波長側に尾をひくよ
うになる。これをもっとわかりやすく示したのが第６図
である。ここには、発光最大値を同じにしてＴｒ＝３０
０ＫとＴｒ＝８００Ｋを同時に示したものである。絶対
強度では Ｔｒ＝８００ＫよりもＴｒ＝３００Ｋの方が最大値は大
きい。なぜならば遷移確率はＴｒ＝３００Ｋの方が低エ
ネルギ側にかたまっているからである。以上の図はＷ＝
１．８Åと実際に近い値を示したが、高分解能の分光器
を用いたとしてＷ＝０．１Åとした場合についても計算
した。各角運動量に対する発光ラインがよくわかる。す
なわち第２図に相当するものが第７図であり、第３図の
Ｒブランチのみに相当するのが第８図，Ｔｒ＝５０Ｋの
第４図に相当するのが第９図である。しかし、前述した
とおり高分解能の分光器を用いて測定するのは装置が大
がかりになること，プラズマ処理装置の振動が無視でき
ないこと，および、測定に長時間を要し、工業的な価値
が薄れるものであった。以下に、本発明の実施例を示
す。
第１図に本発明で用いたプラズマ処理装置の一構成例を
示す。基板ホルダ１の直径は３０cmであり、シャッタ２
の付いたビューポート３によってプラズマ光を取り出し
分光器４でスペクトルを求める。５はプラズマを発生さ
せる電力を供給する電極、６は電源、７はマッチングボ
ックス、８はガス導入口、９は基板加熱用のヒータ、１
０は基板加熱の設定温度モニタとしての熱電対、１１は
真空計である。電極間空間の回転温度Ｔｒの空間分布を
測定するため、ビューポート３と分光器４との間に、石
英レンズ１２および光ファイバ13を設置している。分光
器４で得られたデータは記録器１４に記録し、このデー
タをもとに制御器15を通して、ヒータ９の電源電力を大
小させたり、ガス流量を変化させたり、プラズマを発生
させる電力を大小させたり、電力供給電極５を上下させ
たり、排気系１６のコンダクタタンスを増減させたりし
た。必要に応じてプラズマ処理室１７にタングステンヒ
ータ１８を入れ、局部的に加熱状態を作り出した。以下
にデータを示す。
示す。基板ホルダ１の直径は３０cmであり、シャッタ２
の付いたビューポート３によってプラズマ光を取り出し
分光器４でスペクトルを求める。５はプラズマを発生さ
せる電力を供給する電極、６は電源、７はマッチングボ
ックス、８はガス導入口、９は基板加熱用のヒータ、１
０は基板加熱の設定温度モニタとしての熱電対、１１は
真空計である。電極間空間の回転温度Ｔｒの空間分布を
測定するため、ビューポート３と分光器４との間に、石
英レンズ１２および光ファイバ13を設置している。分光
器４で得られたデータは記録器１４に記録し、このデー
タをもとに制御器15を通して、ヒータ９の電源電力を大
小させたり、ガス流量を変化させたり、プラズマを発生
させる電力を大小させたり、電力供給電極５を上下させ
たり、排気系１６のコンダクタタンスを増減させたりし
た。必要に応じてプラズマ処理室１７にタングステンヒ
ータ１８を入れ、局部的に加熱状態を作り出した。以下
にデータを示す。
データ１ 典型的な計算結果と測定結果との照合を第１０図に示
す。実線が測定結果で、破線が計算結果である。この場
合、回転温度（Ｔｒ）は５０５Ｋとなった。
す。実線が測定結果で、破線が計算結果である。この場
合、回転温度（Ｔｒ）は５０５Ｋとなった。
データ２ 圧力(p)一定，プラズマを発生させる電力(PO)一定，基
板設定温度(Ts)一定で、基板ホルダ１と電力を供給する
電極５との距離(d)を変化させてＴｒの変化を測定し
た。ｄを減少させると、ある一定のｄまではＴｒは一定
であるが、それより小さいｄではＴｒは減少した。
板設定温度(Ts)一定で、基板ホルダ１と電力を供給する
電極５との距離(d)を変化させてＴｒの変化を測定し
た。ｄを減少させると、ある一定のｄまではＴｒは一定
であるが、それより小さいｄではＴｒは減少した。
（ｐ＝１Torr，ＰＯ＝３０Ｗ，Ts＝２００℃） データ３ ＰＯ一定，ｄ一定，Ｔｓ一定でｐを変化させて、Ｔｒの
変化を測定した。ｐを減少させると、ある一定のｐの値
まではＴｒは一定であるが、それより小さいｐではＴｒ
は減少した。
変化を測定した。ｐを減少させると、ある一定のｐの値
まではＴｒは一定であるが、それより小さいｐではＴｒ
は減少した。
データ４ Ｐ一定，ＰＯ一定，ｄ一定でＴｓを変化させてＴｒの変
化を測定した。結果を第１１図に示す。Ｔｓを変化させ
た後、２時間放置し、その後放電させてＴｒを測定す
る、という一連の動作をくり返して測定した。第１１図
に示すようにＴｓに比例してＴｒが上昇していることが
わかった。
化を測定した。結果を第１１図に示す。Ｔｓを変化させ
た後、２時間放置し、その後放電させてＴｒを測定す
る、という一連の動作をくり返して測定した。第１１図
に示すようにＴｓに比例してＴｒが上昇していることが
わかった。
（ｐ＝１Torr，ＰＯ＝３０Ｗ，ｄ＝１８mm） データ５ Ｐ一定，ＰＯ一定，ｄ一，Ｔｓ一定で窒素にSiH4を混合
させてＴｒの変化を測定した。SiH4，Si2H6流量を増加
させると、ある一定の流量まで急激にＴｒが減少し、そ
れ以上流量を増加させてもＴｒはほぼ一定値をとった。
させてＴｒの変化を測定した。SiH4，Si2H6流量を増加
させると、ある一定の流量まで急激にＴｒが減少し、そ
れ以上流量を増加させてもＴｒはほぼ一定値をとった。
（ｐ＝１Torr，ＰＯ＝30Ｗ，ｄ＝18mm，Ts＝R.T.または
３００℃） データ６ Ｐ一定，ＰＯ一定，ｄ一，Ｔｓ一定で窒素に、ＮＨ3，
ＮH4ＯＨ，H2Ｏ，H2，ＳｉF4，ＣＨ４，ＳF6，ＣF4，N2
Ｏ，ＮF3，ＮO2を混合させてＴｒの変化を測定した。こ
れらのガス流量を増加させると、ある一定の流量まで序
々にＴｒが減少し、それ以上流量を増加させてもＴｒは
ほぼ一定値をとった。
３００℃） データ６ Ｐ一定，ＰＯ一定，ｄ一，Ｔｓ一定で窒素に、ＮＨ3，
ＮH4ＯＨ，H2Ｏ，H2，ＳｉF4，ＣＨ４，ＳF6，ＣF4，N2
Ｏ，ＮF3，ＮO2を混合させてＴｒの変化を測定した。こ
れらのガス流量を増加させると、ある一定の流量まで序
々にＴｒが減少し、それ以上流量を増加させてもＴｒは
ほぼ一定値をとった。
（ｐ＝１Torr，ＰＯ＝３０Ｗ，ｄ＝１８mm，Ts＝R.T.ま
たは３００℃） データ７ Ｐ一定，ｄ一定，Ｔｓ一定，窒素ガス流量一定で、ＰＯ
を変化させてＴｒの変化を測定した。POにほぼ比例して
Ｔｒが増加した。データ４と比較してＰＯ＝ＯＷのと
き、TsはTrより若干低いことがわかった。この値は当然
のことながら装置に依存し、また設定基板温度モニタ用
の熱電対１０の取付方法および位置によっても変化し
た。このデータが、D.M．フィリップス（Phillips）が
ジャーナル オブ フィジックス（J.Phys.）Ｄ９巻，
５０７ページ１９７５年で述べているデータの一部であ
る。彼が、この論文で述べているのは、レーザ光の励起
光照射時間によって、窒素ガス温度が、どのように上昇
するかのみである。
たは３００℃） データ７ Ｐ一定，ｄ一定，Ｔｓ一定，窒素ガス流量一定で、ＰＯ
を変化させてＴｒの変化を測定した。POにほぼ比例して
Ｔｒが増加した。データ４と比較してＰＯ＝ＯＷのと
き、TsはTrより若干低いことがわかった。この値は当然
のことながら装置に依存し、また設定基板温度モニタ用
の熱電対１０の取付方法および位置によっても変化し
た。このデータが、D.M．フィリップス（Phillips）が
ジャーナル オブ フィジックス（J.Phys.）Ｄ９巻，
５０７ページ１９７５年で述べているデータの一部であ
る。彼が、この論文で述べているのは、レーザ光の励起
光照射時間によって、窒素ガス温度が、どのように上昇
するかのみである。
データ８ すべての条件を固定して回転温度Ｔｒの電極間空間の分
布を測定した。石英レンズ１２を用いてプラズマ光を集
光し、光ファイバ１３の先端をＸＹマニピュレータで微
調させて測定した。加熱された基板ホルダ１付近のＴｒ
が際も高く、基板ホルダ１から離れるにつれて序々に減
少し、プラズマを発生させる電力を供給する電極３付近
で再び高いＴｒをとった。条件を変えてもこの傾向は変
わらなかった。放電条件によっても異なったが、基板ホ
ルダ１の中央部が最も高いＴｒを示し、基板ホルダ端部
にゆくにつれＴｒは低い値を示した。
布を測定した。石英レンズ１２を用いてプラズマ光を集
光し、光ファイバ１３の先端をＸＹマニピュレータで微
調させて測定した。加熱された基板ホルダ１付近のＴｒ
が際も高く、基板ホルダ１から離れるにつれて序々に減
少し、プラズマを発生させる電力を供給する電極３付近
で再び高いＴｒをとった。条件を変えてもこの傾向は変
わらなかった。放電条件によっても異なったが、基板ホ
ルダ１の中央部が最も高いＴｒを示し、基板ホルダ端部
にゆくにつれＴｒは低い値を示した。
データ９ プラズマ処理室１０内に赤熱したタングステンヒータを
入れるとその付近のＴｒが著しく上昇した。
入れるとその付近のＴｒが著しく上昇した。
データ１０ 放電条件を正常な値からずらし、プラズマ処理室１０内
に異常な局部放電を発生させると局部放電中ならびにそ
の付近のＴｒが周囲より高い値を示した。
に異常な局部放電を発生させると局部放電中ならびにそ
の付近のＴｒが周囲より高い値を示した。
これらのデータをもとに、プラズマ処理装置を安定な状
態に保つ一実施例について述べる。
態に保つ一実施例について述べる。
実施例１ 分光器４から得られたデータを記録器１４を径て制御器
１５で処理する一実施例についてここでは述べる。記録
器１４で得られるデータは例えば第１０図の実線で示す
ような図であるが、これを計算結果と逐一制御器１５で
コントロールするに時間がかかりすぎ、また制御器１５
がおおがかりなものとなる。そこで第６図にも示したよ
うに、４０６ｎｍ付近の発光ピーク高をあわせると、４
０６〜４０２ｎｍにおける発光強度がＴｒが高い方がＴ
ｒが低い場合に比べ大きいことに着目した。第４図に示
したような極低温では、波形に著しい変化はあるが、通
常にプラズマ処理装置を使用する温度では、４０６〜４
０２ｎｍの発光強度は平行移動するかのような増減をと
った。
１５で処理する一実施例についてここでは述べる。記録
器１４で得られるデータは例えば第１０図の実線で示す
ような図であるが、これを計算結果と逐一制御器１５で
コントロールするに時間がかかりすぎ、また制御器１５
がおおがかりなものとなる。そこで第６図にも示したよ
うに、４０６ｎｍ付近の発光ピーク高をあわせると、４
０６〜４０２ｎｍにおける発光強度がＴｒが高い方がＴ
ｒが低い場合に比べ大きいことに着目した。第４図に示
したような極低温では、波形に著しい変化はあるが、通
常にプラズマ処理装置を使用する温度では、４０６〜４
０２ｎｍの発光強度は平行移動するかのような増減をと
った。
このことから、本実施例では、４０６ｎｍ付近の最大強
度を規格化し、全温度の計算結果を一致させてデータベ
ースとした。このデータベースは５゜Kおきに用意し
た。さらに得られたプラズマの発光のデータをも制御器
１５で、４０６ｎｍ付近の最大強度をデータベース同様
に規格する機能をもたせた。データベースと測定された
データの比較は４０４．５ｎｍの発光強度をもって行な
った。すなわち、ある所定のプラズマ処理条件で、ある
べき窒素ガス温度のデータベースを制御器１５に用意
し、測定されたデータと、４０４，５ｎｍの発光強度と
比較する。測定されたデータ値が大きければ、プラズマ
処理中の窒素温度が高いことを示しており、前述したデ
ータ１〜１０をもとに制御器１５から信号を発し、プラ
ズマを発生させる電源，電源から電力を供給する電極と
基板との間の電極間距離，基板加熱用電源の少なくも１
つに帰還をかけ、窒素ガス温度を、実際あるべき窒素ガ
ス温度に近づけた。窒素ガス温度を下げるには、プラズ
マを発生させる電源では、この電力を減少させるか、電
極間距離を短くするか、プラズマ処理室の圧力を減少さ
せるか、基板加熱用電源の電力を減少させるかの方法を
用いた。これらの方法を用いることによって、±１０゜
K程度の精度をもって、窒素ガス温度を制御することが
でき、プラズマ処理を再現よく行なえた。
度を規格化し、全温度の計算結果を一致させてデータベ
ースとした。このデータベースは５゜Kおきに用意し
た。さらに得られたプラズマの発光のデータをも制御器
１５で、４０６ｎｍ付近の最大強度をデータベース同様
に規格する機能をもたせた。データベースと測定された
データの比較は４０４．５ｎｍの発光強度をもって行な
った。すなわち、ある所定のプラズマ処理条件で、ある
べき窒素ガス温度のデータベースを制御器１５に用意
し、測定されたデータと、４０４，５ｎｍの発光強度と
比較する。測定されたデータ値が大きければ、プラズマ
処理中の窒素温度が高いことを示しており、前述したデ
ータ１〜１０をもとに制御器１５から信号を発し、プラ
ズマを発生させる電源，電源から電力を供給する電極と
基板との間の電極間距離，基板加熱用電源の少なくも１
つに帰還をかけ、窒素ガス温度を、実際あるべき窒素ガ
ス温度に近づけた。窒素ガス温度を下げるには、プラズ
マを発生させる電源では、この電力を減少させるか、電
極間距離を短くするか、プラズマ処理室の圧力を減少さ
せるか、基板加熱用電源の電力を減少させるかの方法を
用いた。これらの方法を用いることによって、±１０゜
K程度の精度をもって、窒素ガス温度を制御することが
でき、プラズマ処理を再現よく行なえた。
実施例２ 実施例１では、４０４．５ｎｍの発光強度１点のみの比
較によって窒素ガス温度を制御していたが、より高い精
度で温度制御を要求される場合について行なったのが本
実施例である。すなわち比較する発光波長を４０４．５
ｎｍ１点から複数点にしたものである。４０３．０ｎ
ｍ，４０３．５ｎｍ，４０４，０ｎｍ，４０４，５ｎ
ｍ，４０５．０ｎｍの５点の波長を選び、または４０
４．０ｎｍから ４０５．０ｎｍまで、０．２ｎｍずつの６点の波長を選
び、その発光強度が、データベースのそれと一致する
か、その差の合計が最小になるようにした。合計とは、
絶対値の合計ではなく、正の値も負の値もそのまま加え
た値とした。この結果、±５゜Kの精度をもって窒素ガ
ス温度を制御することができた。
較によって窒素ガス温度を制御していたが、より高い精
度で温度制御を要求される場合について行なったのが本
実施例である。すなわち比較する発光波長を４０４．５
ｎｍ１点から複数点にしたものである。４０３．０ｎ
ｍ，４０３．５ｎｍ，４０４，０ｎｍ，４０４，５ｎ
ｍ，４０５．０ｎｍの５点の波長を選び、または４０
４．０ｎｍから ４０５．０ｎｍまで、０．２ｎｍずつの６点の波長を選
び、その発光強度が、データベースのそれと一致する
か、その差の合計が最小になるようにした。合計とは、
絶対値の合計ではなく、正の値も負の値もそのまま加え
た値とした。この結果、±５゜Kの精度をもって窒素ガ
ス温度を制御することができた。
実施例３ 窒素ガス温度制御は、データベースと測定されたデータ
とをいかにうまく合わせるようにできるかが１つのポイ
ントである。もう１つのポイントは測定される発光スペ
クトルをいかにとり込むか、その方法によるということ
である。前述したとおり、窒素ガス温度は、プラズマを
発生させる電源から供給される電力と、プラズマまたは
プラズマになる物質が接するプラズマ処理室内の物体の
表面温度から与えられるエネルギの和で決定される。す
なわち、この両者の場所的な依存性・増加減少させた場
合の線形性を知る必要がある。独立にこれらの性格を把
握し、さらに両者同時に変化させた場合も調べた。以上
の結果から、プラズマ処理室１７内の基板ホルダ１の中
央部と、端部の少なくとも１点の２点を比較し、これが
所定の窒素ガス温度範囲内になっているように調整し確
認することによって、窒素ガス温度の精度が向上した。
これは、プラズマ光をとり込む際、光量を多くとろうと
するるため、ある程度大きな領域のプラズマ光をとり込
むが、この際、このプラズマ光に場所的な窒素ガス温度
のバラツキがあると、いくつもの温度が重なりあった状
態でデータが測定されたためであった。本実施例によ
り、窒素ガス温度測定精度を向上した。
とをいかにうまく合わせるようにできるかが１つのポイ
ントである。もう１つのポイントは測定される発光スペ
クトルをいかにとり込むか、その方法によるということ
である。前述したとおり、窒素ガス温度は、プラズマを
発生させる電源から供給される電力と、プラズマまたは
プラズマになる物質が接するプラズマ処理室内の物体の
表面温度から与えられるエネルギの和で決定される。す
なわち、この両者の場所的な依存性・増加減少させた場
合の線形性を知る必要がある。独立にこれらの性格を把
握し、さらに両者同時に変化させた場合も調べた。以上
の結果から、プラズマ処理室１７内の基板ホルダ１の中
央部と、端部の少なくとも１点の２点を比較し、これが
所定の窒素ガス温度範囲内になっているように調整し確
認することによって、窒素ガス温度の精度が向上した。
これは、プラズマ光をとり込む際、光量を多くとろうと
するるため、ある程度大きな領域のプラズマ光をとり込
むが、この際、このプラズマ光に場所的な窒素ガス温度
のバラツキがあると、いくつもの温度が重なりあった状
態でデータが測定されたためであった。本実施例によ
り、窒素ガス温度測定精度を向上した。
実施例４ ある範囲内で、窒素ガス温度を制御しようとしても、ど
うしてもデータベースの値と合わない場合に実施したも
のである。原因は異常放電であった。制御器１５に、所
定の放電条件を変化させても窒素ガス温度が制御できな
い場合は、異常発生を知らせる機能によって異常発生表
示を行なわせた。異常放電ばかりでなく、排気系のコン
ダクタンス変化バルブや、原料ガス導入バルブ等の異
常，基板加熱用ヒータ９の断線，ショート，真空計11の
異常，熱電対１０の異常、ビューポート３の曇り、プラ
ズマを発生させる電源の異常など、プラズマ発生に起因
するすべての異常に対して有効であった。
うしてもデータベースの値と合わない場合に実施したも
のである。原因は異常放電であった。制御器１５に、所
定の放電条件を変化させても窒素ガス温度が制御できな
い場合は、異常発生を知らせる機能によって異常発生表
示を行なわせた。異常放電ばかりでなく、排気系のコン
ダクタンス変化バルブや、原料ガス導入バルブ等の異
常，基板加熱用ヒータ９の断線，ショート，真空計11の
異常，熱電対１０の異常、ビューポート３の曇り、プラ
ズマを発生させる電源の異常など、プラズマ発生に起因
するすべての異常に対して有効であった。
実施例５ 以上の実施例では、原料ガスとして純窒素ガスまたは、
プラズマ中の窒素ガス温度にまたは406ｎｍ〜４０２ｎ
ｍの発光波形に極端な変化を与えないガスとの混合につ
いて述べてきた。実際には、窒素ガス以外のすべてのガ
スは何らかの影響を窒素プラズマに与えた。混合ガスに
よる窒素ガス温度および４０６ｎｍ〜４０２ｎｍの発光
波形の影響は、例えば、データ５およびデータ６で得ら
れた窒素ガス温度およびその発光波形をデータベースに
入れ、特定された混合比の原料ガスには、特定されたデ
ータベースを使用して、小さくした。
プラズマ中の窒素ガス温度にまたは406ｎｍ〜４０２ｎ
ｍの発光波形に極端な変化を与えないガスとの混合につ
いて述べてきた。実際には、窒素ガス以外のすべてのガ
スは何らかの影響を窒素プラズマに与えた。混合ガスに
よる窒素ガス温度および４０６ｎｍ〜４０２ｎｍの発光
波形の影響は、例えば、データ５およびデータ６で得ら
れた窒素ガス温度およびその発光波形をデータベースに
入れ、特定された混合比の原料ガスには、特定されたデ
ータベースを使用して、小さくした。
実施例６ 原料ガスとして窒素を含むガスについて述べてきた。こ
こでは原料ガスとして窒素を含むガスを使用しないが使
用してもプラズマ処理には、全く影響を与えないか
ら、または影響を与えても無視できる、または無視
できなくても後の工程で回復することができるという３
点の工程に関しても、本発明が実現できたという実施例
について述べる。
こでは原料ガスとして窒素を含むガスを使用しないが使
用してもプラズマ処理には、全く影響を与えないか
ら、または影響を与えても無視できる、または無視
できなくても後の工程で回復することができるという３
点の工程に関しても、本発明が実現できたという実施例
について述べる。
全く影響を与えない場合 ＳＦ6によってＳi系薄膜をエッチングする場合、窒素を
１％程度入れてもエッチング工程には何ら影響を与えな
かった。このプラズマにおいても発光強度は低下するが
基板温度等、プラズマ処理室の高温部による加熱による
窒素ガス温度の上昇，およびエッチングを抑制したい場
所、例えば、ビューポートや、種々のセンサ部の冷却に
よる窒素ガス温度の降下が観察された。
１％程度入れてもエッチング工程には何ら影響を与えな
かった。このプラズマにおいても発光強度は低下するが
基板温度等、プラズマ処理室の高温部による加熱による
窒素ガス温度の上昇，およびエッチングを抑制したい場
所、例えば、ビューポートや、種々のセンサ部の冷却に
よる窒素ガス温度の降下が観察された。
影響を与えても無視できる場合 ａ−Ｓi：Ｈ膜を堆積する場合、ＳiＨ４ガスを用いてい
るが、１％未満の窒素ガスを混入しても、ａ−Ｓｉ：Ｈ
膜の光導電特性，電子の移動度等にほとんど影響を与え
なかった。このプラズマ中にも窒素ガスの発光が見ら
れ、基板表面温度等のモニタとして使用できた。
るが、１％未満の窒素ガスを混入しても、ａ−Ｓｉ：Ｈ
膜の光導電特性，電子の移動度等にほとんど影響を与え
なかった。このプラズマ中にも窒素ガスの発光が見ら
れ、基板表面温度等のモニタとして使用できた。
無視はできないが後の工程で回復できる場合 ＣＦ4とＯ2との混合ガスでＳｉ系薄膜をエッチングする
場合、窒素ガスを１０％程度混入しても、エッチングは
行なわれた。最後に薄く異物が残ったが、希フッ酸等に
よって除去することができた。この場合も、プラズマ中
に、窒素ガスの発光が観察され、本発明は実現された。
場合、窒素ガスを１０％程度混入しても、エッチングは
行なわれた。最後に薄く異物が残ったが、希フッ酸等に
よって除去することができた。この場合も、プラズマ中
に、窒素ガスの発光が観察され、本発明は実現された。
発明の効果 以上のように本発明によって、簡単な装置および方法に
よって従来から困難とされていたプラズマ処理中におけ
る基板表面温度を知ることができる。また、プラズマ処
理室内の高温部または低温部がプラズマ化された窒素ガ
ス温度を測定することによって知ることができ、プラズ
マ処理中の異常を容易に診断することができる。
よって従来から困難とされていたプラズマ処理中におけ
る基板表面温度を知ることができる。また、プラズマ処
理室内の高温部または低温部がプラズマ化された窒素ガ
ス温度を測定することによって知ることができ、プラズ
マ処理中の異常を容易に診断することができる。
第１図はプラズマ処理装置の一構成例を示した断面図、
第２図は回転温度５００゜Kの場合のＮ2 14（Ｃ3IIｕ−
Ｂ3IIｇ）０′−３″の計算波形を示した図、第３図は
回転温度５００゜Kの N2 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″のＰ，Ｑ，Ｒ各ブ
ランチの計算波形を示した図、第４図は回転温度５０゜
Kの場合のＮ２ １４（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の
計算波形を示した図、第５図は回転温度５０゜KのＮ２
１４（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″のＰ，Ｑ，Ｒ各ブ
ランチの計算波形を示した図、第６図は回転温度３００
゜Kおよび８００゜Kの Ｎ2 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の計算波形を示
した図、第７図は０．１Åの高分解分光器を用いた場合
の回転温度５００゜Kの計算波形を示した図、第８図は
０．１Åの高分解による回転温度５００゜KのＲブラン
チの計算波形を示した図、第９図０．１Åの高分解によ
る回転温度５０゜KのＰ，Ｑ，Ｒ各ブランチの計算波形
を示した図、第１０図は計算結果と測定結果照合の一例
を示した図、第１１図は設定基板温度と窒素ガス温度と
の関係を示した図である。 １……基板ホルダ、３……ビューポート、４……分光
器、５……プラズマを発生させる電力を供給する電極、
６……電源、８……ガス導入口、９……ヒータ、１０…
…熱電対、１１……真空計、１４……記録器、１５……
制御器、１７……プラズマ処理室。
第２図は回転温度５００゜Kの場合のＮ2 14（Ｃ3IIｕ−
Ｂ3IIｇ）０′−３″の計算波形を示した図、第３図は
回転温度５００゜Kの N2 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″のＰ，Ｑ，Ｒ各ブ
ランチの計算波形を示した図、第４図は回転温度５０゜
Kの場合のＮ２ １４（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の
計算波形を示した図、第５図は回転温度５０゜KのＮ２
１４（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″のＰ，Ｑ，Ｒ各ブ
ランチの計算波形を示した図、第６図は回転温度３００
゜Kおよび８００゜Kの Ｎ2 14（Ｃ3IIｕ−Ｂ3IIｇ）０′−３″の計算波形を示
した図、第７図は０．１Åの高分解分光器を用いた場合
の回転温度５００゜Kの計算波形を示した図、第８図は
０．１Åの高分解による回転温度５００゜KのＲブラン
チの計算波形を示した図、第９図０．１Åの高分解によ
る回転温度５０゜KのＰ，Ｑ，Ｒ各ブランチの計算波形
を示した図、第１０図は計算結果と測定結果照合の一例
を示した図、第１１図は設定基板温度と窒素ガス温度と
の関係を示した図である。 １……基板ホルダ、３……ビューポート、４……分光
器、５……プラズマを発生させる電力を供給する電極、
６……電源、８……ガス導入口、９……ヒータ、１０…
…熱電対、１１……真空計、１４……記録器、１５……
制御器、１７……プラズマ処理室。
Claims (2)
- 【請求項１】窒素原子を含むガス状物質にプラズマを発
生させる電源および電極と、プラズマ処理室と、基板加
熱用電源と、前記プラズマによって堆積エッチングまた
は加工される基板と、窒素分子の各回転量子数間遷移に
よる発光を連続発光として検知できる分光器および記録
器と、上記検知し、記録されたデータをもとに上記分光
器および記録器以外の上記構成要素の少なくとも１つに
帰還をかける制御器とを備えたことを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項２】電離された窒素分子の発光スペクトルの中
で、４００〜４０６ｎｍに存在するピークにおいて回転
量子数間の発光強度を比較することにより、プラズマを
発生させる電力によって上昇した上記窒素分子のガス温
度と、プラズマ処理室内に存在する加熱された物体であ
る基板ホルダや基板および局所的な熱発生源や異常放電
によって上昇した窒素分子のガス温度とを分離すること
を特徴とするプラズマ温度測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035707A JPH0610356B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法 |
| US07/309,292 US4883560A (en) | 1988-02-18 | 1989-02-13 | Plasma treating apparatus for gas temperature measuring method |
| EP89102802A EP0329179B1 (en) | 1988-02-18 | 1989-02-17 | Plasma treating apparatus and gas temperature measuring method |
| DE68925133T DE68925133T2 (de) | 1988-02-18 | 1989-02-17 | Plasma-Bearbeitungsgerät und Verfahren zur Gastemperaturmessung |
| KR1019890001928A KR920007850B1 (ko) | 1988-02-18 | 1989-02-18 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 온도 측정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035707A JPH0610356B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212776A JPH01212776A (ja) | 1989-08-25 |
| JPH0610356B2 true JPH0610356B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=12449336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63035707A Expired - Lifetime JPH0610356B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4883560A (ja) |
| EP (1) | EP0329179B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0610356B2 (ja) |
| KR (1) | KR920007850B1 (ja) |
| DE (1) | DE68925133T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784033B1 (en) | 1984-02-15 | 2004-08-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for the manufacture of an insulated gate field effect semiconductor device |
| JPH0752718B2 (ja) * | 1984-11-26 | 1995-06-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜形成方法 |
| US6786997B1 (en) | 1984-11-26 | 2004-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing apparatus |
| US6113701A (en) | 1985-02-14 | 2000-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, manufacturing method, and system |
| US6673722B1 (en) | 1985-10-14 | 2004-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Microwave enhanced CVD system under magnetic field |
| US6230650B1 (en) | 1985-10-14 | 2001-05-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Microwave enhanced CVD system under magnetic field |
| US5099788A (en) * | 1989-07-05 | 1992-03-31 | Nippon Soken, Inc. | Method and apparatus for forming a diamond film |
| DE3935189A1 (de) * | 1989-10-23 | 1991-05-08 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von werkstuecken durch reaktives ionenaetzen |
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