JPH0711994B2 - 高周波プラズマ発生検出装置 - Google Patents
高周波プラズマ発生検出装置Info
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- JPH0711994B2 JPH0711994B2 JP1014692A JP1469289A JPH0711994B2 JP H0711994 B2 JPH0711994 B2 JP H0711994B2 JP 1014692 A JP1014692 A JP 1014692A JP 1469289 A JP1469289 A JP 1469289A JP H0711994 B2 JPH0711994 B2 JP H0711994B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば高周波励振型プラズマCVD装置等の高
周波プラズマ発生装置におけるプラズマ発生の有無を検
出するための装置に関する。
周波プラズマ発生装置におけるプラズマ発生の有無を検
出するための装置に関する。
〈従来の技術〉 一般に、高周波プラズマ発生検出装置は、プラズマ発生
装置とその高周波導入側の整合回路との間に接続され、
通常、整合装置内に組み込まれている。
装置とその高周波導入側の整合回路との間に接続され、
通常、整合装置内に組み込まれている。
従来の高周波プラズマ発生検出装置は、例えば第３図に
示すように、リアクタンス34a、コンデンサ34bからなる
フィルタ、電圧分割用抵抗34c,34dおよびコンパレータ3
4e等を備え、高周波プラズマ発生装置１においてプラズ
マの発生により高周波印加電極1aに負のバイアス電圧が
生じたときに、コンパレータ34eから信号が出力される
よう構成されている。すなわち、高周波印加電極1aに生
じる負のバイアス電圧を検出することによってプラズマ
の発生を検出し、その旨の信号をコンパレータ34eから
出力するよう構成されている。
示すように、リアクタンス34a、コンデンサ34bからなる
フィルタ、電圧分割用抵抗34c,34dおよびコンパレータ3
4e等を備え、高周波プラズマ発生装置１においてプラズ
マの発生により高周波印加電極1aに負のバイアス電圧が
生じたときに、コンパレータ34eから信号が出力される
よう構成されている。すなわち、高周波印加電極1aに生
じる負のバイアス電圧を検出することによってプラズマ
の発生を検出し、その旨の信号をコンパレータ34eから
出力するよう構成されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、高周波励振型プラズマCVD装置では、ウエハ
に絶縁膜を形成する過程等において、何らかの理由によ
り、高周波印加電極の負のバイアス電圧が０になること
がある。このように、プラズマ発生装置においてプラズ
マが発生しているのにもかかわらず、負のバイアス電圧
が０になった場合、このプラズマ発生を、従来のプラズ
マ発生検出装置では検出できない。
に絶縁膜を形成する過程等において、何らかの理由によ
り、高周波印加電極の負のバイアス電圧が０になること
がある。このように、プラズマ発生装置においてプラズ
マが発生しているのにもかかわらず、負のバイアス電圧
が０になった場合、このプラズマ発生を、従来のプラズ
マ発生検出装置では検出できない。
また、例えば第４図に示すように、複数のプラズマ発生
領域が設けられたプラズマCVD装置41においては、一般
に各高周波印加電極41a1，41a2それぞれにバランスコン
デンサ41c1，41c2が接続されており、このため、プラズ
マ発生時に各電極41a1，41a2に負のバイアス電圧が生じ
ても、そのバイアス電圧はバランスコンデンサ41c1，41
c2によって遮断されてしまう。従って、この種の装置の
プラズマ発生の有無を、従来のプラズマ発生検出装置に
よって検出することは不可能であった。
領域が設けられたプラズマCVD装置41においては、一般
に各高周波印加電極41a1，41a2それぞれにバランスコン
デンサ41c1，41c2が接続されており、このため、プラズ
マ発生時に各電極41a1，41a2に負のバイアス電圧が生じ
ても、そのバイアス電圧はバランスコンデンサ41c1，41
c2によって遮断されてしまう。従って、この種の装置の
プラズマ発生の有無を、従来のプラズマ発生検出装置に
よって検出することは不可能であった。
本発明の目的は、高周波プラズマ発生装置の構造もしく
はその使用状況等に影響されることなく、プラズマ発生
を確実に検出することのできる、高周波プラズマ発生検
出装置を提供することにある。
はその使用状況等に影響されることなく、プラズマ発生
を確実に検出することのできる、高周波プラズマ発生検
出装置を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、高周波プラ
ズマ発生源（例えば容量結合型のプラズマ発生装置１）
への導入高周波の高周波電圧および電流を、それぞれ検
出するための電圧検出手段4aおよび電流検出手段4bと、
その電圧および電流検出手段4aおよび4bによって検出さ
れる電圧Ｖと電流Ｉとの位相差を検出する位相検出手段
4cと、この位相検出手段4cによる検出値とあらかじめ設
定した値とを比較し、その比較結果を出力する比較手段
（例えばコンパレータ4d）を備え、その比較手段の出力
を高周波プラズマ発生源のプラズマ発生の有無の検出情
報として供するよう構成したことを特徴としている。
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、高周波プラ
ズマ発生源（例えば容量結合型のプラズマ発生装置１）
への導入高周波の高周波電圧および電流を、それぞれ検
出するための電圧検出手段4aおよび電流検出手段4bと、
その電圧および電流検出手段4aおよび4bによって検出さ
れる電圧Ｖと電流Ｉとの位相差を検出する位相検出手段
4cと、この位相検出手段4cによる検出値とあらかじめ設
定した値とを比較し、その比較結果を出力する比較手段
（例えばコンパレータ4d）を備え、その比較手段の出力
を高周波プラズマ発生源のプラズマ発生の有無の検出情
報として供するよう構成したことを特徴としている。
〈作用〉 例えば第１図、第３図に示す容量結合型のプラズマ発生
装置１において、プラズマが発生していない場合、この
装置には、第２図（ａ）の等価回路に示すように、高周
波印加電極1a自体の浮遊容量Caによる容量性リアクタン
スのみが存在する。従って、この場合の入力インピーダ
ンスの位相argZaは−90°となる。
装置１において、プラズマが発生していない場合、この
装置には、第２図（ａ）の等価回路に示すように、高周
波印加電極1a自体の浮遊容量Caによる容量性リアクタン
スのみが存在する。従って、この場合の入力インピーダ
ンスの位相argZaは−90°となる。
一方、プラズマが発生している場合には、第２図（ｂ）
の等価回路に示すように、上記の浮遊容量Caに発生プラ
ズマ自体のレジスタンスRbおよびキャアパシタンスCbが
加わり、これにより入力インピーダンスの位相argZbは
−90°より大きくなる。
の等価回路に示すように、上記の浮遊容量Caに発生プラ
ズマ自体のレジスタンスRbおよびキャアパシタンスCbが
加わり、これにより入力インピーダンスの位相argZbは
−90°より大きくなる。
以上のことから、高周波プラズマ発生装置の入力インピ
ーダンスの位相を検出し、その位相検出値が−90°より
大であるか否かを判断するによってプラズマ発生の有無
を知ることができる。
ーダンスの位相を検出し、その位相検出値が−90°より
大であるか否かを判断するによってプラズマ発生の有無
を知ることができる。
ここで、高周波プラズマ発生装置の入力インピーダンス
の位相argZは、導入高周波の電圧Ｖ、電流Ｉとの間に次
の関係がある。
の位相argZは、導入高周波の電圧Ｖ、電流Ｉとの間に次
の関係がある。
argZ＝argV−argI 従って、高周波プラズマ発生装置の入力インピーダンス
は、実際には装置への入力高周波の電圧と電流との位相
差を検出すればよい。
は、実際には装置への入力高周波の電圧と電流との位相
差を検出すればよい。
〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。
プラズマ発生装置１は、一般に知られている容量結合型
の高周波プラズマ発生装置であって、高周波電源２から
整合回路3aを介して高周波を導入することによって、高
周波印加電極1aと接地電極1bとの間にプラズマを生成す
ることができる。
の高周波プラズマ発生装置であって、高周波電源２から
整合回路3aを介して高周波を導入することによって、高
周波印加電極1aと接地電極1bとの間にプラズマを生成す
ることができる。
さて、プラズマ発生装置１と整合回路3aとの間の高周波
電力線路に、プラズマ発生装置１への高周波の電圧およ
び電流をそれぞれ検出するための電圧検出素子4aおよび
電流検出素子4bが接続されている。
電力線路に、プラズマ発生装置１への高周波の電圧およ
び電流をそれぞれ検出するための電圧検出素子4aおよび
電流検出素子4bが接続されている。
電圧および電流検出素子4aおよび4bによって検出された
電圧信号Ｖおよび電流信号Ｉはそれぞれ位相検出器4cに
入力される。位相検出器4cは電圧信号Ｖと電流信号Ｉの
位相差argV-argIを検出し、その位相差に比例した電圧
信号Vzをコンパレータ4dに供給する。コンパレータ4d
は、この入力電圧信号Vzと、あらかじめ設定された基準
電圧を比較し、電圧信号Vzが基準電圧より大きいときに
プラズマが発生している旨の信号を出力するよう構成さ
れている。
電圧信号Ｖおよび電流信号Ｉはそれぞれ位相検出器4cに
入力される。位相検出器4cは電圧信号Ｖと電流信号Ｉの
位相差argV-argIを検出し、その位相差に比例した電圧
信号Vzをコンパレータ4dに供給する。コンパレータ4d
は、この入力電圧信号Vzと、あらかじめ設定された基準
電圧を比較し、電圧信号Vzが基準電圧より大きいときに
プラズマが発生している旨の信号を出力するよう構成さ
れている。
これらの電圧および電流検出素子4aおよび4b、位相検出
器4c、コンパレータ4d等によって高周波プラズマ発生検
出装置を構成し、この装置全体が整合装置３内に組み込
まれる。
器4c、コンパレータ4d等によって高周波プラズマ発生検
出装置を構成し、この装置全体が整合装置３内に組み込
まれる。
次に、作用を第２図に参照して説明する。なお、第２図
は第１図に示すプラズマ発生装置１の等価回路図であ
る。
は第１図に示すプラズマ発生装置１の等価回路図であ
る。
プラズマ発生装置１においてプラズマが発生していない
ときには、第２図（ａ）に示すように、容量Caによる容
量性リアクタンスのみが存在し、従って、この場合のプ
ラズマ発生装置１における入力インピーダンスの位相ar
gZaは−90°である。なお、容量Caは高周波印加電極１
とそのシールド電極（図示せず）との間に形成される空
間の浮遊容量である。
ときには、第２図（ａ）に示すように、容量Caによる容
量性リアクタンスのみが存在し、従って、この場合のプ
ラズマ発生装置１における入力インピーダンスの位相ar
gZaは−90°である。なお、容量Caは高周波印加電極１
とそのシールド電極（図示せず）との間に形成される空
間の浮遊容量である。
一方、プラズマが発生している場合には、上記の浮遊容
量Caに、プラズマ自体のレジスタンスRbおよびキャパシ
タンスCbが加わることになり、この場合の入力インピー
ダンスの位相argZbは−90°より大きくなる。
量Caに、プラズマ自体のレジスタンスRbおよびキャパシ
タンスCbが加わることになり、この場合の入力インピー
ダンスの位相argZbは−90°より大きくなる。
ここで、本発明実施例の位相検出器4cの出力は、プラズ
マ発生装置１への導入高周波の電圧と電流との位相差ar
gV-argI、すなわち、プラズマ発生装置１の入力インピ
ーダンスの位相argZに比例した電圧信号Vzであり、従っ
て、プラズマ発生装置１の入力インピーダンスの位相ar
gZ＝−90°に対応する電圧信号Vzを前もって調査してお
き、その値をもってコンパレータ4dの基準電圧としてお
けば、プラズマ発生装置１においてプラズマが発生した
時点で、コンパレータ4dから自動的にその旨の信号が出
力されることになる。
マ発生装置１への導入高周波の電圧と電流との位相差ar
gV-argI、すなわち、プラズマ発生装置１の入力インピ
ーダンスの位相argZに比例した電圧信号Vzであり、従っ
て、プラズマ発生装置１の入力インピーダンスの位相ar
gZ＝−90°に対応する電圧信号Vzを前もって調査してお
き、その値をもってコンパレータ4dの基準電圧としてお
けば、プラズマ発生装置１においてプラズマが発生した
時点で、コンパレータ4dから自動的にその旨の信号が出
力されることになる。
以上のように、本発明によると、高周波プラズマ発生装
置におけるプラズマ発生前後の入力インピーダンスの位
相の変化、換言すれば、発生プラズマ自体のレジスタン
スによる高周波電力の消費量を検出することによって、
プラズマ発生の有無を検出するので、例えば第４図に示
すような、バランスコンデンサ41c1，41c2が設けられた
プラズマCVD装置41にも適用可能である。
置におけるプラズマ発生前後の入力インピーダンスの位
相の変化、換言すれば、発生プラズマ自体のレジスタン
スによる高周波電力の消費量を検出することによって、
プラズマ発生の有無を検出するので、例えば第４図に示
すような、バランスコンデンサ41c1，41c2が設けられた
プラズマCVD装置41にも適用可能である。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、高周波プラズマ
発生装置におけるプラズマ発生前後の入力インピーダン
スの位相の変化からプラズマ発生の有無を検出するよう
構成したから、高周波プラズマ発生装置の構造あるいは
使用状況に関係なく、プラズマ発生を確実に検出するこ
とができる。しかも、高周波プラズマ発生装置を改造す
る必要はなく、既存の高周波プラズマ発生装置にも容易
に適用できる。
発生装置におけるプラズマ発生前後の入力インピーダン
スの位相の変化からプラズマ発生の有無を検出するよう
構成したから、高周波プラズマ発生装置の構造あるいは
使用状況に関係なく、プラズマ発生を確実に検出するこ
とができる。しかも、高周波プラズマ発生装置を改造す
る必要はなく、既存の高周波プラズマ発生装置にも容易
に適用できる。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示すプラズマ発生発生装置１の等価回
路図である。 第３図は従来のプラズマ発生検出装置の構成を示すブロ
ック図、 第４図は高周波プラズマCVD装置の構成例を示すブロッ
ク図である。 １……プラズマ発生装置 ２……高周波電源 ３……整合回路 4a……電圧検出素子 4b……電流検出素子 4c……位相検出器 4a……コンパレータ
路図である。 第３図は従来のプラズマ発生検出装置の構成を示すブロ
ック図、 第４図は高周波プラズマCVD装置の構成例を示すブロッ
ク図である。 １……プラズマ発生装置 ２……高周波電源 ３……整合回路 4a……電圧検出素子 4b……電流検出素子 4c……位相検出器 4a……コンパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】高周波プラズマ発生源への導入高周波の高
周波電圧および電流を、それぞれ検出するための電圧検
出手段および電流検出手段と、その電圧および電流検出
手段によって検出される電圧と電流との位相差を検出す
る位相検出手段と、この位相検出手段による検出値とあ
らかじめ設定した値とを比較し、その比較結果を出力す
る比較手段を備え、その比較手段の出力を当該高周波プ
ラズマ発生源のプラズマ発生の有無の検出情報として供
するよう構成した、高周波プラズマ発生検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014692A JPH0711994B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高周波プラズマ発生検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014692A JPH0711994B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高周波プラズマ発生検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195698A JPH02195698A (ja) | 1990-08-02 |
| JPH0711994B2 true JPH0711994B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=11868245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014692A Expired - Fee Related JPH0711994B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高周波プラズマ発生検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711994B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031072A (ja) | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Seiko Epson Corp | プラズマモニタ方法及び半導体製造装置 |
| JP2008210599A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Nagano Japan Radio Co | プラズマ処理装置 |
| JP2019186098A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマを生成する方法 |
| KR20230043005A (ko) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 플라즈마 반응기 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362596A (en) * | 1981-06-30 | 1982-12-07 | International Business Machines Corp. | Etch end point detector using gas flow changes |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1014692A patent/JPH0711994B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02195698A (ja) | 1990-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |