JPH0666292B2 - プラズマ処理制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プラズマ処理制御方法および装置に係り、特
に放電発生手段と他の放電発生手段とを併用するドライ
エッチング装置やプラズマCVD装置等のプラズマ処理装
置に好適なプラズマ処理制御方法および装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

放電発生手段と他の放電発生手段とを併用するプラズマ
処理装置としては、例えば、特公昭56−37311号公報に
記載のような、マイクロ波放電と高周波放電とを併用す
るものが知られている。

しかし、この装置では、マイクロ波放電と高周波放電と
の発生をどのようにして確認し制御するかといった点に
ついて認識を有していない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、放電発生手段での放電の発生と該放電
発生手段と併用される他の放電発生手段での放電の発生
を確認し制御することで、放電の相互作用を良好に生ぜ
しめ該相互作用による試料の処理を再現性良く確実に実
施できるプラズマ処理制御方法および装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、プラズマ処理制御方法を、放電発生手段で放
電を発生させるステップと、前記放電による発光量若し
くは該放電時の反射波の大きさを検知して前記放電の発
生を確認するステップと、前記放電発生手段での放電の
発生を確認して該放電発生手段と併用される他の放電発
生手段で放電を発生させるステップと、該他の放電発生
手段の放電による発光量と前記放電発生手段での放電に
よる発光量との合計発光量若しくは前記他の放電発生手
段の放電時の反射波の大きさを検知して前記他の放電発
生手段での放電の発生を確認するステップとを有するこ
とを特徴とする方法とし、プラズマ処理制御装置を、マ
イクロ波放電を発生させる放電発生手段と、該放電発生
手段での放電時の反射波の大きさを検知し放電の発生を
確認する手段と、前記放電発生手段と併用される高周波
放電を発生させる他の放電発生手段と、前記放電発生手
段でのマイクロ波放電の発生を確認して前記他の放電発
生手段で高周波放電を発生させる手段と、前記他の放電
発生手段での放電時の反射波の大きさを検知し放電の発
生を確認する手段とを具備したもので、放電発生手段で
の放電の発生と該放電発生手段と併用される他の放電発
生手段での放電の発生を確認し制御することで、放電の
相互作用を良好に生ぜしめようとするものである。

〔発明の実施例〕

放電発生手段、例えば、マイクロ波放電を発生させる手
段と他の放電発生手段、例えば、高周波放電を発生させ
る手段とを併用する、例えば、ドライエッチング装置で
は、マイクロ波放電が発生する前に高周波電場が印加さ
れると、たとえ高周波による放電が発生しない場合でも
マイクロ波による放電が発生しなかったり、放電しても
その発生開始時間がまちまちになる。このため、このよ
うなドライエッチング装置では、プラズマ処理の再現性
を確保するために個々の放電が確実に発生し維持されて
いることを確認してプロセスを進行させる必要が生じ
る。特に、このようなドライエッチング装置では、安定
に放電できる範囲がエッチングガス圧力やガス種によっ
て規定されるため、発生しにくい放電から開始させて、
順次電磁場を印加しやすい放電形式へと、時間的なタイ
ミングを調整しながら移行させてゆく必要がある。

放電が生じた場合には、エッチングガスにより特有の発
光が生じ、投入電力量に応じて発光量が変化する。ま
た、放電電流が流れるまでは投入電力量に対する反対電
力が生じ、これを検出することにより放電の発生および
放電の維持を知ることができる。

以下、本発明の一実施例を第１図と第２図により説明す
る。

この場合、マイクロ波と高周波放電とを併用するドライ
エッチング装置を例に採り説明を行なう。

第１図は放電の発光量を検出し、放電の制御に利用する
例を示し、第３図は放電の反射波を検出し、放電の制御
に利用する例を示す。

第１図において、真空室１に試料台２が備えられ、この
試料台２の上に加工すべき試料３が配置される。マイク
ロ波はマイクロ波発振器４により発生され、導波管５に
よって真空室１に設けられたマイクロ波導入窓６を通し
て真空室１内に印加される。高周波は高周波発信器７に
より発生させられ、導入回路８により試料台２に設けら
れた導入端子（図示省略）に伝えられる。放電は、試料
台２とその近傍に設けられたアース電極10との間で発生
する。

真空室１にはエッシングガス供給系（図示省略）とエッ
チングにより生成した反応ガスと余剰なエッチングガス
を排出し、かつ真空室１のガス圧力を制御する機構を備
え真空排気系（図示省略）が具備されている。

放電検知システムとしては、真空室１に設けられた窓か
ら真空室１内の発先および発光量を検出する光電変換器
10とその値を判定評価し、直流電源11を含む放電系にフ
ィードバックをかける制御装置12とから成る。

第２図は、光電変換器10がとらえた放電時の発光量の一
例を示す。最初の電圧の立上り部Ａはマイクロ波放電に
よる部分を示し、次の、立上り部Ｂは高周波放電による
部分を示す。それぞれの放電が発生したかどうかは、電
圧値の初期値に対する相対値や、絶対値で判定を行う。
なお、第２図でＣは、マイクロ波放電のみの場合の発光
強度線、Ｄは、マイクロ波放電＋高周波放電の場合の発
光強度線である。

第３図は、反射による検出法を示し、用いる記号と名称
は第１図と同一である。この場合は、マイクロ波の導波
管５の途中に反射電力検出器13を設け、ここで、反射波
の大きさを検出する。高周波に対しては、高周波発振器
７に反射電力検出器14を設けて反射波の大きさを検出す
る。検出された電力値により放電の有無が判定できるの
で、直流電源11を含む放電系にフィードバックをかける
制御装置15により、放電状態を判定する。

本実施例では、マイクロ波放電を発生させる手段でのマ
イクロ波放電の発生と高周波放電を発生させる手段での
高周波放電の発生を確認でき、マイクロ波放電の発生を
確認して高周波放電を発生させ該高周波放電を確認でき
るので、マイクロ波放電と高周波放電との相互作用を良
好に生ぜしめることができ、該相互作用による試料のエ
ッチング処理を再現性良く確実に実施することができ
る。

なお、本発明は同種の複数の放電手段を備える加工装置
において互いの放電発生を確認しながら、加工を実行す
る場合に有効であり、ドライエッチング装置はもちろ
ん、プラズマCVD装置にも利用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、放電発生手段での放電
の発生と該放電発生手段と併用される他の放電発生手段
での放電の発生を確認し制御できるので、放電の相互作
用を良好に生ぜしめて該相互作用による試料の処理を再
現性良く確実に実施できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施したプラズマ処理制御装置の一
例を示すブロック構成図、第２図は、第１図による発光
強度と時間との関係模式図、第３図は、本発明を実施し
たプラズマ処理制御装置の第２の例を示すブロック構成
図である。 ４……マイクロ波発振器、７……高周波発振器、10……
光電変換器、12,15……制御装置、13,14……反射電力検
出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電発生手段で放電を発生させるステップ
   と、前記放電による発光量若しくは該放電時の反射波の
   大きさを検知して前記放電の発生を確認するステップ
   と、前記放電発生手段での放電の発生を確認して該放電
   発生手段と併用される他の放電発生手段で放電を発生さ
   せるステップと、該他の放電発生手段の放電による発光
   量と前記放電発生手段での放電による発光量との合計発
   光量若しくは前記他の放電発生手段の放電時の反射波の
   大きさを検知して前記他の放電発生手段での放電の発生
   を確認するステップとを有することを特徴とするプラズ
   マ処理制御方法。
2. 【請求項２】マイクロ波放電を発生させる放電発生手段
   と、該放電発生手段での放電時の反射波の大きさを検知
   し放電の発生を確認する手段と、前記放電発生手段と併
   用される高周波放電を発生させる他の放電発生手段と、
   前記放電発生手段でのマイクロ波放電の発生を確認して
   前記他の放電発生手段で高周波放電を発生させる手段
   と、前記他の放電発生手段での放電時の反射波の大きさ
   を検知し放電の発生を確認する手段とを具備したことを
   特徴とするプラズマ処理制御装置。